[发明专利]一种全氟烷基乙基溴的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于全氟代物领域，特别涉及一种全氟烷基乙基溴的制备方法。

背景技术

全氟烷基乙基溴（又称全氟烷基溴乙烷，通式为R_fCH₂CH₂Br，其中R_f是碳数为4～的直链全氟烷基）是生产含氟表面活性剂、织物整理剂和其他含氟精细化学品的基础原料，是重要的有机氟中间体，广泛应用于化学、机械、纺织和纸张工业，以及油墨涂料和消防领域。

目前，全氟烷基乙基溴的生产方法是：在高温高压条件下，利用单质溴与全氟烷基乙基碘进行溴化反应制备而得，但该方法存在以下问题1）反应温度和压力都较高，反应条件苛刻，工艺安全性差；2）使用的原料溴素及产物中的溴化碘均为强腐蚀性、强毒性物质，对反应设备要求较高、不利于生产操作、污染环境严重；3）后处理过程需经碘还原、分离、中和、洗涤、蒸馏等多个步骤，制备工艺复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种简便易行的全氟烷基乙基溴的制备方法，该方法生产原料安全易得、生产过程简单、反应条件温和，反应温度低，避免生产过程中使用和产生强腐蚀性、强毒性物质，安全环保。

本发明的技术方案是：

一种全氟烷基乙基溴的制备方法，其具体步骤是：

以摩尔比为1:1.1~1:1.2的全氟烷基乙基碘和季铵盐作为反应底物，丙酮为溶剂，所述的季铵盐为四乙基溴化铵、苄基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三乙基溴化铵中的一种，所述的全氟烷基碘与丙酮的摩尔体积比为1:400mol/mL~1:500mol/mL，在加热回流条件下进行卤素置换反应，反应时间为3h~5h，反应后，过滤、脱去溶剂，经减压蒸馏提纯，制得全氟烷基乙基溴。

上述的全氟烷基乙基溴的制备方法，所述的全氟烷基碘的通式为R_fI，其中R_f是碳数为4~10的直链的全氟烷基。

上述的全氟烷基乙基溴的制备方法，所述的回流温度为55℃~60℃。

上述的全氟烷基乙基溴的制备方法，进行减压蒸馏提纯时，体系压力为-0.1MPa~-0.095MPa，加热温度为80℃~100℃。

本发明是以全氟烷基乙基碘和季铵盐作为反应底物通过卤素置换反应实现的，该方法原料安全易得，生产过程简单；反应条件温和，常压下反应，温度要求不高；溶剂丙酮可以回收再利用，降低了生产成本；生产过程中无强腐蚀和强毒性物质，安全环保；避免了以往方法在高温反应条件下，强腐蚀性物质对管路和设备造成腐蚀的缺点，提高了生产的安全性；制得的全氟烷基乙基溴纯度为99.1%~99.5%，收率为98.5%~99.2%，产品纯度好，收率高，适合于工业化生产。

具体实施方式

实施例1

向装有机械搅拌、测温点、回流冷凝管的2L四口烧瓶中，加入346g（1mole）全氟丁基乙基碘、231g四乙基溴化铵（1.1mole）以及400mL丙酮，加热至回流，在55℃~60℃下反应3小时后，过滤除去固体，液体经旋转蒸发除去溶剂丙酮（蒸出去的丙酮回收再利用，能继续作为制备全氟己基乙基溴的溶剂），在体系压力-0.096MPa~-0.095MPa，加热温度80℃~85℃下，进行减压蒸馏提纯，得到无色透明液体全氟丁基乙基溴326g，气象色谱法检测纯度为99.5%，收率99.2%。

实施例2

向装有机械搅拌、测温点、回流冷凝管的2L四口烧瓶中，加入446g（1mole）全氟己基碘和265g苄基三甲基溴化铵（1.15mole）以及450mL丙酮，加热至回流，在55℃~60℃下反应4小时后，过滤除去固体，液体经旋转蒸发除去溶剂丙酮（蒸出去的丙酮回收再利用，能继续作为制备全氟己基乙基溴的溶剂），在体系压力-0.097MPa~-0.096MPa，加热温度85℃~90℃下，进行减压蒸馏提纯，得到无色透明液体全氟己基乙基溴425g，气象色谱法检测纯度为99.3%，收率98.9%。

实施例3