[发明专利]一种合成全氟丁基甲醚的方法

说明书

本发明涉及“一种合成全氟丁基甲醚的方法”，属于有机化学合成领域。一种合成全氟丁基甲醚的方法，其特征在于：第一步：四氯化碳(分子式CCl₄)与五氯丙烯(分子式CCl₃CH＝CCl₂)在调聚催化剂作用下生成九氯丁烷(分子式CCl₃CH(CCl₃)CCl₃)。第二步：九氯丁烷在催化剂的作用下气相催化脱氯化氢生成全氯丁烯(CCl₃C＝(CCl₂)CCl₃)。第三步：全氯丁烯与无水氟化氢(AHF)在催化剂的作用下生成六氟二氯丁烯(CF₃C＝(CCl₂)CF₃)。第四步：六氟二氯丁烯与与甲醇(CH₃OH)和氢氧化钾进行调聚生成六氟一氯异丙烯基甲基醚(CH₃O(Cl)C＝C(CF₃)₂)。第五步：六氟一氯异丙烯基甲基醚与氯气和无水氟化氢在催化剂的作用下气相催化合成全氟丁基甲醚(CH₃O(F₂)C‑C(CF₃)₂)。本发明原料廉价、来源便利；催化剂稳定性好、使用寿命长；产物分离提纯简单；易于工业化生产。

技术领域

本发明是一种合成全氟丁基甲醚的方法，涉及一种易工业化方法合成全氟丁基甲醚的方法。

背景技术

全氟丁基甲醚(CAS：163702-08-7，1,1,2,3,3,3-六氟-1-甲氧基-2-(三氟甲基)丙烷或HFE7100)一种通用型不可燃液体，具有优异的介电性能、较宽的沸点范围、出众的材料相容性和热稳定性、低全球变暖潜能值(GWP)和零臭氧消耗潜能值 (ODP)、优异的环境性能特点。全氟丁基甲醚具有很高的工业价值，是一种用途广泛的工业原料，其下游产品可用于精密电子线路板清洗剂，农药杀虫剂，同时在含氟医药中间体等含氟精细化学品合成方面具有较高的应用价值。全氟丁基甲醚是一种优良的清洁剂，具备替代三氯乙烯(TCE)、正溴丙烷(nPB)或其他常见清洁剂的潜力。此外，全氟丁基甲醚能够以安全高效及可持续的方式在半导体、航空航天、电子和其他热传递应用中实现冷却目的，尤其是浸没冷却技术，通过将服务器直接浸没在该氟化液体中，可以助其加速散热，使数据中心的制冷能源利用效率大大提高。因此，全氟丁基甲醚的市场需求很大。

目前，关于全氟丁基甲醚合成方法报道较少，国内几乎属于空白领域。文献(Synlett,2000,3,p.343-344)报道了一种由七氟异丙烯基甲基醚与氟化钴(三价)，在-196℃至20℃的条件下，氟化反应0.5h生成含量为69％的全氟丁基甲醚。该反应需要氟化钴(三价)作为原料。反应结束后的氟化钴(二价)需要用氟气进行氟化合成氟化钴(三价)。氟气的使用增加了工业安全风险，限制了工业化推广。文献(Journal of Fluorine Chemistry,2005,126,11-12,p.1578-1586)报道了一种由甲氧基甲酰氟与七氟异丙烯基甲基醚在四甘醇二甲醚作用下，于100℃的条件下，反应 48h合成了全氟丁基甲醚。该反应的原料不易制得，大大提高了工业成本。专利 (US2004192974)报道了一种由全氟烷烃与含甲氧基的化合物，在CsF和KF的作用下，合成了71％的全氟丁基甲醚。该方法采用液相法，产生了较多的工业废液。此外，该反应使用了不易制得的工业原料，大大限制了工业推广的可能性。

由以上可以看出，在全氟丁基甲醚的已有路线中，路线长、条件苛刻、价格非常昂贵的原料、涉及有毒的氟气、设备要求高、三废多的特点，这些都限制了全氟丁基甲醚的工业化生产。

发明内容

本发明目的是利用简单反应体系以及适合的反应条件制备高产率的全氟丁基甲醚，本发明原料廉价、来源便利；催化剂稳定性好、使用寿命长；产物分离提纯简单；合成过程安全，适合于工业化生产。