[发明专利]1,2,3,4-四氯六氟丁烷的合成及纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体地说，涉及一种1,2,3,4-四氯六氟丁烷的合成及纯化方法。

背景技术

1,2,3,4-四氯六氟丁烷是六氟-1,3-丁二烯的主要合成原料，而六氟-1,3-丁二烯作为半导体加工使用的蚀刻气体备受关注，其能够对100nm、甚至更窄的宽度进行蚀刻，并具有很高的精准性；同时六氟-1,3-丁二烯使全球变暖的潜能值为290，在大气中寿命期低于2天。因此，开发1,2,3,4-四氯六氟丁烷的合成方法具有良好的经济价值和环保意义。

目前，合成1,2,3,4-四氯六氟丁烷的方法中包括：

1、以1,2-二氟-1,2-二氯乙烯为原料经三步反应合成1,2,3,4-四氯六氟丁烷。但合成过程中对反应温度要求较高，且需进行光化学反应，对反应控制不易及对设备要求较高。

2、以三氟氯乙烯为原料，在汞作为催化剂下制备1,2,3,4-四氯六氟丁烷。其不利之处在于反应中使用了毒性较大的重金属汞。

3、以1-碘-1,2-二氯三氟乙烷为原料，在有机溶剂和二氯甲烷介质中与锌粉反应制备1,2,3,4-四氯六氟丁烷。然而，原料二氯甲烷毒性较大，反应中需连续滴加有机溶剂，操作复杂，同时反应剧烈，难以控制，且副反应较多。

4、以1,3-丁二烯为原料经氯化和氟化制备1,2,3,4-四氯六氟丁烷。此法合成过程中需消耗大量的氯气和氟气，制备1mol1,2,3,4-四氯六氟丁烷需消耗2mol理论氯气量和3mol理论氟气量，因此成本较高，并且反应过程中产生气体HF和HCl，对设备腐蚀严重，同时也加大了分离纯化的难度；此法合成过程中的中间体1,2,3,4-四氯丁烷的两种旋光异构体性质差异较大，增加了对其处理步骤；此法合成过程中由于氯化和氟化的程度不同会产生一系列的卤代丁烷，降低了1,2,3,4-四氯六氟丁烷的选择性，也使分离难度加大。

发明内容

本发明的目的是提供一种1,2,3,4-四氯六氟丁烷的合成及纯化方法。

为了实现本发明目的，本发明的一种1,2,3,4-四氯六氟丁烷的合成方法，使1,2-二氟-1,2-二氯乙烯溶液和氟气按0.2-0.5:1的摩尔比在-20℃～-100℃，低于0.1Mpa的条件下反应，所得溶液中含有1,2,3,4-四氯六氟丁烷；其中，所述1,2-二氟-1,2-二氯乙烯溶液中1,2-二氟-1,2-二氯乙烯的初始浓度为2%-60v/v%，使用的溶剂包括但不限于全氟烷烃、氟氯烷烃、氟氯醚、全氟聚醚等中的至少一种。其中，全氟烷烃、氟氯烷烃、氟氯醚所含碳原子数≤15，全氟聚醚的分子量为800～20000道尔顿。例如，八氟丙烷、1,2-二氯四氟乙烷、全氟甲基-1,2-二氯四氟乙基醚、聚全氟异丙醚油等。

其中，所述1,2-二氟-1,2-二氯乙烯溶液中还含有浓度为1～10v/v%的氟氧化合物、全氟烷基过氧化物（ROF）、全氟烷基过氧化物（R_FOOR^/_F）、全氟酰基过氧化物（（R_FCOOOOCR^/_F）等中的至少一种辅料。其中，氟氧化合物、全氟烷基过氧化物、全氟酰基过氧化物的分子量为100～1000道尔顿。例如，CF₃OF、CF₃OOCF₃、CF₂ClCOOOOCCF₂Cl等。

前述合成方法中，氟气用惰性气体稀释至浓度为20～85v/v%后与1,2-二氟-1,2-二氯乙烯溶液发生反应。所述惰性气体包括但不限于氮气、氦气、氩气等。

前述合成方法中，氟气的导入流量为10-500L/h。

前述合成方法中，所述反应是在由哈氏合金、镍铬不锈钢、钼铬不锈钢、衬四氟树脂材料或四氟树脂材料等耐腐蚀、耐低温的材料制成的反应容器中进行。所述1,2-二氟-1,2-二氯乙烯溶液占反应容器容积的5%-100%。

本发明还提供1,2,3,4-四氯六氟丁烷的纯化方法，将按照上述合成方法制备的含1,2,3,4-四氯六氟丁烷的溶液导入蒸馏罐中，分离出含氟低沸物，然后将含1,2,3,4-四氯六氟丁烷的溶液导入精馏塔中，分离出的1,2,3,4-四氯六氟丁烷依次与碱类物质和干燥剂接触。

前述纯化方法中，蒸馏罐的温度控制在10℃-60℃。