[发明专利]一种离子液体催化六氟丙烯二聚反应的方法

说明书

本发明公开了一种离子液体催化制备六氟丙烯二聚反应的方法，本发明使用绿色的离子液体作为六氟丙烯二聚催化剂，反应条件温和，生产效率高，产品分离简单，无需昂贵冠醚等助溶剂的添加，大大降低生产成本，且所用离子液体催化剂合成方法简单，原料廉价易得，生产成本较低，具有广阔的工业应用前景。

技术领域

本发明属于精细化工领域，具体涉及一种离子液体催化六氟丙烯二聚反应的方法。

背景技术

六氟丙烯二聚体具有良好的热力学稳定性和化学稳定性，是合成含氟表面活性剂及衍生产品、医药活性物质中间体、农药、灭火产品等的重要中间体。六氟丙烯二聚体是一个具有全氟六个碳和一个双键的化合物，存在一个顺反异构体D1，一个具有支链结构的二聚体D2，通常是由六氟丙烯齐聚反应制得，合成方法包括气相法和液相法。气相法是将六氟丙烯气体通过催化剂层进行连续反应，反应不需要溶剂，一般在管式反应器中进行，但反应需要在高温下进行。液相法通常在密闭耐压反应釜中加入催化剂、助溶剂和非质子极性溶剂，然后通入六氟丙烯气体进行间歇反应或是连续反应，这种方法不需要采用高温反应，使用较为普遍。

美国专利US4377717公开了气相法合成六氟丙烯二聚体的方法，以在活性炭上吸附金属氟化物为催化剂，在较高温度下合成了六氟丙烯二聚体，该反应选择性和转化率较低。美国3M公司申请的专利CN93121609采用六氟丙烯为原料，在极性质子惰性溶剂中，催化剂为季铵、季鏻、碱金属的氰化物、氰酸盐和硫代氰酸盐，可获得高产率的六氟丙烯二聚体；中国专利CN200610059035公开了是以六氟丙烯作原料，用乙腈作溶剂，硫氰酸钾作催化剂，在适当的温度下搅拌反应制得六氟丙烯二聚体。但是上述专利中均采用氰化物或氰酸盐作为催化剂，催化剂具有较强的毒性，而且反应后产物与溶剂不相溶，反应结束后可以直接分离，但产物中会留有少量溶剂和催化剂，仍需要进一步精馏洗涤，产物后续提纯相对复杂。中国专利CN201710616035公开了采用乙腈、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂，催化剂为CsF、NaF、KF和RbF合成六氟丙烯二聚体，并采用冠醚作为助催化剂，其中冠醚相对昂贵，去不易回收导致其成本较高。现有技术中尚未出现采用离子液体作为催化剂或助催化剂用作合成六氟丙烯二聚体的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种绿色环保、成本低廉、合成路线简单、生产效率较高的离子液体催化六氟丙烯二聚体的制备方法。

本发明的方法选用离子液体作为六氟丙烯二聚反应的催化剂，无需额外昂贵催化剂及助剂的添加，能够控制获得原料的相对高转化率和目标产品的高选择性。一种离子液体作催化剂催化六氟丙烯二聚反应的方法：

取一定量离子液体催化剂和有机溶剂加入高压反应釜中，搅拌均匀后通入适用惰性气体鼓泡10分钟，再抽真空，重复此操作3次，在真空条件下通入一定压力的六氟丙烯气体，恒温搅拌反应，即可得到所述的六氟丙烯二聚体。

所述离子液体催化剂的阴离子为Cl^-、Br^-、SCN^-类等，阳离子为咪唑盐、吡啶盐类的离子液体，阳离子的结构式如下：

R_0-5一般为H原子或含有1～16个碳原子的饱和或不饱和的烃基；

所述有机溶剂为乙腈、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺。

离子液体：有机溶剂质量比为1：50～1：1000。

所述的惰性气体为高纯氮气或高纯氩气。

按照上述的制备方法，六氟丙烯气体反应压力控制在0.1～5.0MPa，反应可连续或间歇式，温度控制在-20～100℃。