[发明专利]由高阶调聚物制备短链全氟烷基碘

说明书

一种制备式(I)的全氟烷基碘的改进方法，F(CF₂CF₂)_n‑I (I)其中n为2至3的整数，其中所述改进包括任选地在式(III)F(CF₂CF₂)_p‑I的全氟乙基碘的存在下，使至少一种式(II)F(CF₂CF₂)_m‑I的全氟烷基碘热解，其中m为大于或等于4的整数，并且p为1，其中a)式(III)与式(II)的摩尔比小于1.0，b)停留时间为0.1至10秒，并且c)温度为450℃至500℃。

背景技术

通过传统的四氟乙烯(TFE)与五氟乙基碘的调聚反应(其形式上被认为 是将TFE插入C-I键中)，制得长链全氟烷基碘。这一调聚反应获得了具 有不同TFE插入的链长分布的全氟烷基碘。目前大多数方法制得长度上从 8个碳至20个碳的链长。全氟烷基碘作为关键起始原料在制备表面改性产 物(诸如拒斥剂、着色剂和防污剂，以及表面活性剂)方面具有很多用 途。这些最终应用市场的现有趋势在于，排除8-碳或更长的链长，并且重 点关注更短链的全氟烷基碘作为起始原料。这一工作的具体目标是从高阶 (更长链)全氟烷基碘诸如全氟辛基碘(C8-I)或C8-I和高级同系全氟烷 基碘的混合物制备直链全氟丁基碘和全氟己基碘(分别为C4-I和C6-I全氟 烷基碘)。

Bertocchio等人在美国专利No.5,268,516中公开了一种通过调节TFE 进料的进料浓度和位置，而在TFE与五氟乙基碘或七氟异丙基碘的热调聚 反应中制备更短链全氟烷基碘的方法。该方法与本文中所报道的TFE调聚 反应不同。

Becker等人在德国专利申请DE 4,410,551A1中公开了一种制备短链全 氟烷基碘的方法，该方法通过使较长链全氟烷基碘(在全氟烷基中大于8 个碳)与较短链全氟烷基碘(在全氟烷基中6个或更少的碳)反应，以制 得所需短链的全氟烷基碘以及作为副产物的惰性全氟烷烃。Becker等人在 该方法中加入了碘以增加全氟烷基碘对全氟烷烃的选择性，然而这也降低 了反应物制得所需产物的总转化率。添加碘(I₂)增加了体系中存在的水， 这可能制得第二惰性副产物，1-氢全氟烷烃。

碘的使用在工艺上带来一些问题。碘引起了管道堵塞、对于碘回收和 中和的需求，以及碘化氢形成的可能性。正如Becker观察到的，碘也可以 导致产生不需要的惰性副产物，如1-氢全氟烷烃。

美国专利No.US 8,258,354 B2(转让给Jacobson等人)公开了一种由 F(CF₂CF₂)_m-I和F(CF₂CF₂)_p-I制备F(CF₂CF₂)₂-I和F(CF₂CF₂)₃-I的方法，其 中m为大于或等于3的整数，p为等于或小于2的整数，并且该方法在不 使用添加碘的情况下是可操作的。

撇开这些公开内容不谈，就成为实用的商业方法而言，F(CF₂CF₂)₂-I和 F(CF₂CF₂)₃-I的高产率是分水岭。需要一种制备更短链的全氟烷基碘的方 法，其对F(CF₂CF₂)₂-I和F(CF₂CF₂)₃-I具有高选择性(例如，不存在碘时， 对于F(CF₂CF₂)₂-I和F(CF₂CF₂)₃-I具有大于45％的组合选择性)，对惰性全 氟烷烃具有更低选择性，并且无论是否存在碘作为反应物均可操作。本发 明满足这些需要。

发明内容