[发明专利]环骨架含氟醚、制备方法及其应用

说明书

本申请公开一种环骨架含氟醚，其包含式(I)结构或式(II)中的任意一种或/和或两种以上的化合物，其中，R₁为‑C_mH_yF_2m‑y+1，m为自然数，y为满足条件0≤y≤2m‑1的整数；R₂为‑C_xF_2x+1，x是自然数；n=1、2或3。还公开一种上述环骨架含氟醚的制备方法，包括：所述式（I）结构的化合物通过式（III）结构的全氟环烯烃与含氟醇R₁‑OH溶剂和碱发生反应制备得到；所述式（II）结构的化合物通过式（I）结构的化合物与氢气发生反应制备得到。本申请的环骨架含氟醚具有低毒性、低全球暖化潜值、良好的热传递性能，合成路线简便、合成效率高，适合作为传热流体使用。

技术领域

本发明属于流体热传递技术领域。具体涉及一种环骨架含氟醚、及其制备方法和应用。

背景技术

氢氟醚是一类重要的含氟流体，具有环境相对友好、热传递性能优异的特点。

Novec含氟流体是3M公司开发出的一类氢氟醚产品。其中，Novec 7000的主要成分是1,1,1,2,2,3,3-七氟-3-甲氧基丙烷，其GWP₁₀₀值为530；Novec 7100的主要成分为1,1,1,2,2,3,3,4,4-九氟-4-甲氧基丁烷和1,1,1,2,3,3-六氟-2-(三氟甲基)-3-甲氧基丙烷，其GWP₁₀₀值为320；Novec 7200的主要成分为1-乙氧基-1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁烷和1-乙氧基-1,1,2,3,3,3-六氟-2-(三氟甲基)丙烷，其GWP₁₀₀值为55；Novec 7300的主要成分为1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟-4-(三氟甲基)-3-甲氧基戊烷，其GWP₁₀₀值为200；Novec 7500的主要成分为3-乙氧基-1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟-4-(三氟甲基)戊烷，其GWP₁₀₀值为90；Novec 7700的主要成分为2,3,3,4,4,5-六氟-四氢-2,5-双(全氟-2-丙基)呋喃，其GWP₁₀₀值为420。

上述氢氟醚存在下述问题：（1）由于Novec 7000、Novec 7100、Novec 7200、Novec7300和Novec 7500均为一端含全氟烷基的链状氢氟醚，通过简单的反应难以合成得到，往往涉及电解氟化，例如CN106748712A报道了1,1,1,2,2,3,3,4,4-九氟-4-甲氧基丁烷的合成方法，包括：（1a）首先由正丁酰氟在电解氟化槽中与氟化氢发生电解氟化得到全氟正丁酰氟，然后水解得到七氟正丁酸，其收率为38.16%；（1b）七氟正丁酸与氯化亚砜反应，得到全氟丁酰氯，其收率为97.8%；（1c）在DMF溶剂中，催化剂KF催化全氟丁酰氯与硫酸二甲酯在25℃反应5小时，得到1,1,1,2,2,3,3,4,4-九氟-4-甲氧基丁烷，其收率为94%。这类氢氟醚的合成路线冗长且复杂，起始原料（如：正丁酰氟）难以获得，合成效率低下，总收率仅为35%；（2）含有呋喃环状结构的Novec 7700的GWP₁₀₀值太高；尽管含有全氟烷基或氟原子取代的呋喃结构，上述问题的存在，严重影响了氢氟醚的应用和推广进程。

综上所述，目前市场上还没有一种氢氟醚同时满足比热容高、GWP₁₀₀值低、合成路线简便、合成高效的使用要求。

发明内容

本申请针对现有技术中的不足，提供了一种全新的、比热容高、GWP₁₀₀值低的环骨架含氟醚。

本申请还提供了全氟环烯烃作为起始原料合成环骨架含氟醚的方法，具有合成路线简便、合成高效的特点。

本申请还提供了上述环骨架含氟醚在热源与散热器之间作为传热流体的应用。

本申请提供的具体技术方案如下：