[发明专利]一种三聚氟氰的制备方法

说明书

本发明公开了一种三聚氟氰的制备方法，该方法是将1,3,5‑三氯均三嗪与四丁基氟化铵进行氟代反应，得到三聚氟氰和四丁基氯化铵；该方法无需使用催化剂，反应选择性高，收率可高达95％，且避免了高危险性氟试剂氟化氢或大量金属氟化物的使用以及昂贵催化剂的添加，具有操作简单、反应条件温、成本低廉等优点，适合产业化生产。

技术领域

本发明涉及一种三聚氟氰的制备方法，特别涉及采用四丁基氟化铵作为氟化试剂将1,3,5-三氯均三嗪高效氟化合成三聚氟氰的方法，属于精细化工领域。

背景技术

三聚氟氰又称2,4,6－三氟－1,3,5－三嗪、氰尿酰氟，英文名：Cyanuricfluoride、2,4,6-trifluoro－1,3,5－triazine(TFT)。分子式：C₃F₃N₃，结构式：

三聚氟氰(TFT)是一种重要的氟化试剂，可以与羧酸反应生成酰氟化合物(J.Prakt.Chem.2000,342,7,711-714.)。三聚氟氰是染料、医药的重要中间体，它是合成氟代均三嗪活性染料的关键中间体(EP Patent 1207186和J Supercrit Fluids 40:477-484.)。由于电负性高的氟原子取代了氯原子，氟代均三嗪活性染料与传统的氯代三嗪活性染料相比，具有固色率高、染色温度低、染料稳定性高等突出的优点，符合当今企业节能减排的发展方向。

虽然氟代三嗪染料具有固色率高、排污少的优点，但是三聚氟氰一直没有大批量的工业化生产，成为氟代三嗪染料在我国生产和应用的瓶颈。三聚氟氰的制备方法，早在上世纪五十年代就有文献报导，根据氟化剂的不同，主要概括为以两种方法：(1)氟化氢法(拜耳公司专利DE2643335、DE2643251、JP54014989以及汽巴公司专利US4332939)，该方法使用氟化氢对设备腐蚀性强、对设备要求高，氟化氢用量大，回收设备多。(2)碱金属氟盐(氟化钠、氟化钾)法，常由三聚氯氰与无水氟化钾或氟化钠在环丁砜溶剂中高温氟化而得(拜耳公司专利DE3008923，J.Prakt.Chem.2000,342,7,711-714.)。该工艺由于反应温度高，易发生副反应使产物收率低，环丁砜溶剂回收困难，一些没有取代完全的一氟二氯三嗪、二氟一氯三嗪夹杂在回收套用的环丁砜中水解，使得废盐处理难度加大，生产设备腐蚀严重。2003年杜伦大学Sandford教授首次报道温和条件下离子液体催化亲核氟化制备三聚氰氟的方法，该方法收率仅10％，同时生成一氯二氟三嗪和二氯一氟三嗪副产物(Journal ofFluorine Chemistry,2003,123,81-84.)。国内卢业丽和汪先义报道以PEG-600作催化剂，用量为3.6％(相对于溶剂的量)，以二甲苯作为溶剂，TCT和无水氟化钾搅拌回流16小时，反应液经蒸馏得到TFT；由于氟化钾不溶于二甲苯，反应为非均相反应，工业化生产易大量结块，回收高沸点PEG-600能耗较大。

国内现有采用氟盐法、小批量生产的中间体三聚氟氰，但由于售价高，由其生产的氟代三嗪染料原料价格大大高于传统的氯代三嗪染料，制约了氟代三嗪染料的发展。因此，亟需发展质优价廉的三聚氰氟的合成新工艺，来实现氟代三嗪染料在我国大规模的应用。

发明内容

本发明针对现有的制备三聚氟氰的方法存在设备腐蚀性强，回收溶剂耗能大，高温条件易发生副反应导致产物收率低，废盐处理难度加大等缺陷,本发明的目的是在于提供一种反应条件温和，且选择性强，收率高的制备三聚氟氰的方法，该方法成本低廉、绿色环保，有利于工业化生产。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种三聚氟氰的制备方法，该方法是将1,3,5-三氯均三嗪与四丁基氟化铵进行氟代反应，得到三聚氟氰和四丁基氯化铵。

优选的方案，1,3,5-三氯均三嗪与四丁基氟化铵的摩尔比为1：(3～5)；较优选为1：(3～4)。采用适当过量的四丁基氟化铵有利于提高1,3,5-三氯均三嗪的转化率。