[发明专利]一种九氟异丁基醚的制备方法

说明书

本申请属于氟化学合成技术领域，具体涉及一种九氟异丁基醚的制备方法。一种九氟异丁基醚的制备方法，包括以下步骤：S1、以氟负离子离子液体YF为溶剂，加入全氟异丁酰氟和烷基化试剂，首先加成产物为全氟烷氧加合物，再和烷基化试剂反应生成九氟异丁基醚；S2、加入氟化物，离子液体正离子和氟化物反应生成氟负离子离子液体循环回收。本申请采用氟负离子的离子液体作为溶剂，具有离子液体和氟负离子的双重功能，既有离子液体的绿色溶剂和催化剂功能，又可作为氟离子源参与氟代反应；并采用碳酸二烷基酯、硫酸二甲酯和二烷基醚作为烷基化试剂，制备方法简单，且离子液体易于回收使用，操作简便，成本低。

技术领域

本申请涉及氟化学合成技术领域，更具体地说，它涉及一种九氟异丁基醚的制备方法。

背景技术

近年来，氢氟醚化合物因其良好的惰性、热稳定性和水解稳定性，在使用过程中具有较低的全球增温潜势，而得到了广泛关注。因为传统的氯氟烃和氢代氯氟烃制冷剂、发泡剂和清洗剂等对臭氧层有严重的破坏作用和温室效应，为迎合市场发展和可持续性发展趋势，氢氟醚系列化合物臭氧层破坏系数为零，全球变暖潜在值降低，大气寿命短，几乎无毒，满足环保法规的要求，是被认同的显著新替代方案。

九氟异丁基醚为一类有商业价值的化合物。在众多应用中，已发现九氟异丁基醚可用作氯氟烃的替代物。与氯氟烃不同，包含氟为唯一卤素的九氟异丁基醚基本上不会影响到地球的臭氧层。因此这种氢氟醚表现出的臭氧消耗潜值被认为是零。此外，这种氢氟醚在地球的大气层内更容易降解，氢氟醚的全球变暖潜值低且大气停留时间短，是氯氟烃的理想型替代物。

1.中国专利CN107382678报道，向七氟异丁烯基甲醚和溶剂的混合物中通入氟氮混合气进行反应，制备得到九氟异丁基甲醚，化学方程式如下：

2.中国专利CN110002968报道，在腈类溶剂的条件下，以七氟异丁酰氟为原料，与金属氟化物发生加成反应得到全氟醇盐，然后在水催化作用下，全氟醇盐与烷基化试剂发生烷基化反应得到九氟异丁基醚，化学方程式如下：

3.中国专利CN109503366A报道，在乙二醇二甲醚溶剂的条件下，金属氟化物与全氟异丁酰氟，在相转移的作用下，与烷基化试剂于220℃反应反应得到九氟丁基醚，化学方程式如下：

4.中国专利CN1177374报道，在N,N-二甲基甲酰胺溶剂的条件下，以异丁酰氟为原料，与金属氟化物下与烷基化试剂反应16h得到九氟异丁甲基醚，反应72h得到九氟异丁基乙基醚，化学方程式如下：

在上述现有工艺中，九氟异丁基醚的合成存在以下缺陷：(1)第一条路线工艺简单，不足之处是F₂为高毒气体，生产过程产生HF，对反应设备要求较高；(2)第二条路线涉及到的全氟醇盐以及金属氟化物在腈类溶剂中溶解度较低，而且水的加入会与醇盐反应生成全氟醇，立即脱氟化氢成酰氟，收率降低，产生的氟化氢也会腐蚀相应设备，三废量增加；(3)第三条路线合成路线虽简单，烷基化试剂为碘甲烷为高毒试剂，相转移催化剂的加入大大增加了金属氟化物和全氟醇盐的溶解度，但回收较为困难，而且反应温度较高，工艺条件苛刻；(4)第四条路线合成路线虽短，采用难以回收的二甲基甲酰胺作为溶剂。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本申请的目的在于提供一种九氟异丁基醚的制备方法。

本申请提供了一种九氟异丁基醚的制备方法，采用如下的技术方案：

一种九氟异丁基醚的制备方法，包括下述步骤：

S1、以氟负离子离子液体为溶剂，加入全氟异丁酰氟和烷基化试剂，首先加成产物为全氟烷氧加合物，再和烷基化试剂反应生成九氟异丁基醚，反应式如下：

S2、加入氟化物，离子液体正离子和氟化物反应生成氟负离子离子液体，氟负离子离子液体循环回收，反应式如下：

所述烷基化试剂为碳酸二烷基酯、硫酸二烷基酯、二烷基醚中的一种。