[发明专利]一种用于含氟表面活性剂合成反应的催化剂、其制备方法及应用

权利要求书

1.催化剂在催化合成含氟表面活性剂中的应用，其特征在于所述催化剂的结构式如式(II)所示：

式(II)中，R＝PMe₃、PEt₃或PⁱPr₃基团；

向反应釜中加入催化剂、四乙二醇二甲醚、碳酰氟及六氟环氧丙烷，于-10～-30℃温度下搅拌反应1～4h，得到新型含氟表面活性剂；所述的新型含氟表面活性剂能够用于含氟聚合物聚合反应中，其结构式如式(III)所示：

2.如权利要求1所述的催化剂在催化合成含氟表面活性剂中的应用，其特征在于催化剂的制备方法包括以下步骤：

(1)在惰性气氛保护下，将FeCl₃与PQ₃在溶剂中混合反应，制得原料B；其中，Q＝Me、Et或ⁱPr基团，原料B的结构式选自下列之一：Fe(PMe₃)₄、Fe(PEt₃)₄或Fe(PⁱPr₃)₄；

(2)在惰性气氛保护下，将原料B与原料A在溶剂中进行C-F键的活化反应，生成用于含氟表面活性剂合成反应的催化剂；原料A的结构式如式(I)所示：

3.如权利要求2所述的催化剂在催化合成含氟表面活性剂中的应用，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)中所述的溶剂均为非质子溶剂；步骤(1)中所述的FeCl₃与PQ₃的摩尔比为5～7：11～15，所述的FeCl₃与PQ₃两者的物质的量总和与溶剂的用量比为(20～50)mmol：(30～80)mL。

4.如权利要求2所述的催化剂在催化合成含氟表面活性剂中的应用，其特征在于：步骤(1)中所述的混合温度为20℃～60℃，混合反应时间为1～5h；步骤(1)反应结束后冷却至室温，将反应得到的反应液中的沉淀抽滤，采用甲基叔丁基醚对沉淀固体进行萃取，然后将萃取液重结晶后，即得到原料B。

5.如权利要求2所述的催化剂在催化合成含氟表面活性剂中的应用，其特征在于：步骤(2)中原料B和原料A的摩尔比为1～3：1.2～3.2。

6.如权利要求2所述的催化剂在催化合成含氟表面活性剂中的应用，其特征在于：步骤(2)中所述的原料B与原料A两者的物质的量总和与溶剂的用量比为(5～10)mmol：(10～40)mL。

7.如权利要求2所述的催化剂在催化合成含氟表面活性剂中的应用，其特征在于：步骤(2)中所述的反应温度为25℃～60℃，反应时间为2h～6h。

8.如权利要求2所述的催化剂在催化合成含氟表面活性剂中的应用，其特征在于：步骤(2)反应结束后冷却至室温，将得到的反应物中的沉淀抽滤，然后采用正戊烷对沉淀固体洗涤，洗涤后的固体烘干后，得到催化剂。

9.如权利要求1所述的催化剂在催化合成含氟表面活性剂中的应用，其特征在于所述催化剂、四乙二醇二甲醚、碳酰氟及六氟环氧丙烷的投料质量比为1：120～160：30～50：150～250。

10.如权利要求9所述的催化剂在催化合成含氟表面活性剂中的应用，其特征在于所述催化剂、四乙二醇二甲醚、碳酰氟及六氟环氧丙烷的投料质量比为1：140：40：200。