[发明专利]一种二碘全氟烷烃的连续制备方法

说明书

本发明公开了一种二碘全氟烷烃的连续制备方法，在氮气氛围中，将四氟乙烯和碘预热后连续通入反应器中，在催化剂作用下进行气相反应，所述四氟乙烯和碘的摩尔比为1～8：1，反应的温度为200～400℃，压力为0.1～1.0MPa，停留时间为5～50s，收集反应产物得到二碘全氟烷烃产品。本发明具有工艺简单，操作弹性大，反应效率高，安全可控的优点。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种二碘全氟烷烃的连续制备方法。

背景技术

由于二碘代全氟烷烃中的C-I键极易断裂，可以发生自由基的加成、调聚及聚合反应，所以二碘代全氟烷烃被广泛的用于合成长链、支链全氟或多氟化合物，是一种非常重要的中间体。例如，二碘代全氟烷烃可以与很多同时含有官能团和双键的物质进行加成反应，得到的二加成物，再通过消除HI的反应而得到含氟环氧化物、含氟双炔烃以及带支链的含氟双醇，这些物质可以通过与其他化合物共聚得到含氟聚酯、含氟聚环氧树脂、含氟聚丙烯酸酯等不同的含氟聚合物。

二碘代全氟烷烃也可以与乙烯在催化剂存在下进行加成反应生成二碘全氟烷烃二乙烯加成产物，该二加成物是一种非常重要的中间体，它可以通过官能团转换把两端的碘转变成其他官能团从而合成各种氟化合物。例如可以与叠氮化钠反应生成含氟二胺，该含氟二胺可以合成含氟聚亚胺酯、含氟聚酰胺酯等；将上述二胺进一步氧化可以得到二异氰酸氟化物，由此可以合成含氟聚异氰酸酯。

也可以转化成含氟双醇、含氟二酸等加成物，通过这些产品可以得到含氟聚酰胺酯、含氟聚酯、含氟聚亚胺酯等。

上述聚合物有的是良好的弹性体，有的是优良的粘和剂，被广泛的用在金属、玻璃以及聚四氟乙烯材料工艺制作中。

二碘全氟烷烃的制备路线主要有以下三条：

(1)以其它双官能团全氟烷烃通过化学转变合成

Hauptschein等于1951年以全氟二元酸盐为起始原料，与碘在200℃下反应制备全氟二碘化物。

此外，全氟二元酸、全氟二元酰氯、全氟二元酯以及全氟二元酰氟等都可以作为Hunsdiecher反应的原料进行反应。该反应过程中碘化剂必须大大过量，否则会出现不完全反应产物(一端碘化的产品)，而导致收率大幅下降。因成本过高已该方法已逐渐淘汰。

(2)通过全氟烯烃调聚反应合成

专利GB1301617A公开了制备α,ω-二碘全氟烷烃的方法，使用1,2-二碘乙烷为原料，在过氧化苯甲酰催化下，与4.25倍的四氟乙烯在80℃，650psi下反应26小时以上，得到全氟烷基二碘化物混合物，其中I(C₂F₄)nI(n＝1、2、3、4)的含量分别为62.9％，17.6％，11.5％，2.5％，1,2-二碘乙烷的转化率35％。

Bedford和Baum(J.Org.Chem.1980(45):347)等以碘为起始原料，将1,2-二碘四氟乙烷的合成与1,2-二碘四氟乙烷与四氟乙烯的调聚反应在高压釜中一步完成。他们将碘与过量的四氟乙烯加入高压釜中，在200-220℃下反应22小时，然后冷却，用45ml新鲜的四氟乙烯将釜中的气体置换出后，在上述温度下继续反应18小时，得到的产品经过萃取、洗涤、干燥后分析，其中1,2-二碘四氟乙烷为22.7％，1,4-二碘八氟丁烷为20.9％， 1,6-二碘全氟己烷为11.2％，1,8-二碘全氟辛烷为6.4％。

(3)热裂解反应合成