SOF制造技术

本发明专利技术涉及工业化工生产的技术领域，公开了一种SOF

Methods and systems for the preparation of SOF2 and SOF4 gases

The invention relates to the technical field of industrial chemical production, and discloses a preparation method and a system for SOF2 gas and SOF4 gas. The preparation system of the SOF4 gas includes a SOF2 intake pipe, a fluorine gas pipeline, a SOF4 reaction kettle, and a temperature control device. The preparation method of the SOF4 gas includes the following steps: Step 1: the SOF2 gas is passed through. Into the SOF4 reactor; step 2: under the low temperature condition, the SOF4 reaction kettle will pass into the appropriate amount of fluorine; step 3: the SOF4 reaction kettle is heated to room temperature and reacts for a certain time, and the SOF4 gas is obtained; among them, the order of step 1 and step 2 is interchangeable. The beneficial effects of the implementation of the invention are as follows: a preparation method and a system for preparing high purity SOF4 gas with low cost and easy magnification are proposed for the first time. The preparation of a kilogram grade SOF4 gas at room temperature can be realized, and the purity of the gas phase of the product can reach 99.5%.

【技术实现步骤摘要】
SOF2和SOF4气体制备方法及系统
本专利技术涉及工业化工生产的
，特别涉及一种SOF2气体和四氟氧硫(SOF4)气体的制备方法及其系统。
技术介绍
本领域技术人员所知的是，四氟氧硫(SOF4)室温下是一种无色，有刺激性气味的气体。SOF4在生物化学、药物制备与聚合材料中具有广泛的潜在研究价值和很好的运用前景(S.Li,P.Wu,J.E.Moses,K.B.Sharpless,Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,2903-2908。因此，能够大量、高纯度、低成本的制备SOF4具有十分重要的意义。然而，SOF4的制备方法很少，可以借鉴的文献也只有很早的国外文献可以借鉴，并且只是从理论上可以制备，或者只能小规模制备。理论上，SOF4可以由SO3F2在水溶液中和碘负离子反应生成，然而F.B.Dudley等人(F.B.Dudley,G.H.Cady,D.F.Eggers,JR.J.Am.Chem.Soc.1956,78,290)实际上只生成了SOF4-离子，并没有实际制备出SOF4产品。还有W.C.Smith等人(W.C.Smith,V.A.Engelhardt,J.Am.Chem.Soc.1960,82,3838)使用昂贵的、强腐蚀性的、剧毒的、不易得的SF4和NO2做原料制备SOF4，但是这种制备方法需要在高温条件下进行，而且气体原料在高温条件时产生极高的压力和极强的腐蚀性。例如：SF4和NO2反应加热到230℃时，反应过程中产生的压力高达11.7MPa。这种高压和反应过程中原料的强腐蚀性，均对反应设备具有极高的要求，所以，不能适用于SOF4的放大生产。此外，W.Kwasoik和H.Jonas.Z等人(W.Kwasoik,“InorganicChemistry,”1948,Vol.I,pp.192-193；H.Jonas.Z.anorg.allgem.Chem.,1951,265,273)将SOF2和氟气加热到150℃，然后通过昂贵的金属铂(Pt)网作催化剂来生产SOF4。但是，这种方法在操作过程中需要超低温度(-198℃)，并且制备的SOF4纯度较低(只有60％)，且含有大量的SF6和SO2F2，一次制备量也只有十几克左右。这种方法利用的金属催化剂很昂贵，而且在超低温下不易操作，从而不利于SOF4的放大生产。总之，现有制备SOF4的方法由于存在反应条件苛刻、反应原料昂贵不易得、使用昂贵金属催化剂、制备的SOF4纯度低及一次生产量较少等原因都限制了这些方法进一步的放大生产。而且，这些方法反应条件苛刻、原料的强腐蚀性也对反应设备有极高的要求，这些都增加了制备SOF4的成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是现有制备SOF4气体的方法，由于存在反应条件苛刻、反应原料昂贵不易得、制备的SOF4气体纯度低及一次生产量较少等原因都限制了其进一步的放大生产。为了解决上述技术问题，本专利技术中披露了一种SOF4气体的制备方法及其系统可以实现室温釜式公斤级SOF4气体的制备，本专利技术的技术方案是这样实施的：一种SOF4气体的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将SOF2气体通入SOF4反应釜中；步骤2：低温条件下，所述SOF4反应釜通入适量氟气；步骤3：所述SOF4反应釜升温到室温后，获得SOF4气体；其中，步骤1和步骤2的顺序可互换。优选地，还包括下述预处理步骤，先将所述SOF4反应釜抽成真空；所述SOF2气体为纯度98.0％以上的SOF2气体。优选地，所述步骤2中，所述SOF4反应釜在-50℃～-150℃的低温条件下通入氟气，所述低温条件优选为-50℃～-130℃，更优选地为-50℃～-80℃；所述SOF2气体与所述氟气的摩尔比为1:(0.5～2)。优选地，所述步骤3中，所述SOF4反应釜升温到室温后反应时间为10～40小时，优选为20～30小时，更优选为30小时；然后降温，抽真空，升温，转移到SOF4储存釜，获得SOF4气体。优选地，还包括SOF4气体的进一步纯化步骤：将纯度90.0％～98.0％的SOF4气体转移到含有DMF的SOF4纯化釜中放置3～20小时，优选为3～10小时，获得纯化SOF4气体，SOF4气体的纯度达到99.0％以上。一种SOF2气体的制备方法，包括以下步骤：步骤1-1：将氟化试剂、二氯亚砜与溶剂混合均匀加入SOF2反应釜中，加热回流搅拌制取SOF2气体，其中，冷凝管温度控制在-20℃～-50℃，并获得SOF2气体；步骤1-2：将所述SOF2气体转移到SOF2纯化釜中，吸附反应一定时间后获得纯化SOF2气体。优选地，所述步骤1-1中，所述氟化试剂、所述二氯亚砜与所述溶剂的摩尔比为6:0.838:5.5；所述冷凝管温度控制在-35℃～-50℃，优选为-35℃～-40℃。优选地，所述步骤1-1中，所述氟化试剂为氟化钠、氟化钾、氟化铯或氢氟酸；所述溶剂为乙腈。优选地，所述步骤1-2中，加入无水KF进行吸附反应，吸附反应一定时间后获得纯度98.0％以上的SOF2气体，其中，所述吸附反应的时间为2～30天，优选为2～20天，更优选为2～10天。优选地，还包括步骤1-3：当KF颜色没有变黄时，将吸附过的SOF2气体转移到的SOF2储存釜中备用。优选地，一种SOF4气体的制备系统包括SOF2进气管道、氟气管道、SOF4反应釜及控温装置；所述SOF2进气管道及所述氟气管道与所述SOF4反应釜连接，所述SOF4反应釜置于所述控温装置中。优选地，所述SOF4气体的制备系统还包括真空排空管道及SOF4纯化釜，所述真空排空管道与所述SOF4反应釜连接，所述SOF4反应釜与所述SOF4纯化釜连接，所述SOF4纯化釜与所述SOF4储存釜连接。优选地，所述SOF4气体制备系统还包括SOF2气体制备装置，所述SOF2气体制备装置包括SOF2反应釜、加热水浴循环泵、低温循环泵、恒压滴液漏斗、冷凝装置、SOF2纯化釜及SOF2储存釜；其中，所述SOF2反应釜与所述冷凝装置、所述加热水浴循环泵及所述恒压滴液漏斗连接；所述冷凝装置分别与所述低温循环泵及SOF2纯化釜连接；所述SOF2纯化釜与所述SOF2储存釜连接，所述SOF2储存釜通过所述SOF2进气管道与所述SOF4反应釜连接。实施本专利技术的有益效果主要有：1、本专利技术首次提出一种低成本制备高纯度的SOF4气体制备方法及其系统，本专利技术采用的原料廉价且易得，制备系统简单且可以循环多次使用。2、本专利技术提供一种实用且易于放大量生产SOF4气体制备方法及其系统，所述制备方法，反应条件温和、生产过程简便、制备产物纯度高。初次粗产品的气相纯度可以达到98.0％，一次就可以生成百克规模的产品。纯化后的产品的气相纯度可以达到99.5％。附图说明为更好地理解本专利技术的技术方案，可参考下列的、用于对现有技术或实施例进行说明的附图。这些附图将对部分实施例或现有技术涉及的产品或方法进行简要的展示。这些附图的基本信息如下：图1为实施例中，SOF2气体的制备系统示意图；上述附图中，附图标记及其所对应的技术特征如下：1-恒压滴液漏斗，2-SOF2反应釜，3-加热水浴循环泵，4-冷凝装置，41-干燥塔，42-冷凝管，43-冷井，5-低温循环泵，6-SOF2纯化釜，7-SOF2储存釜，8-SO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SOF4气体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将SOF2气体通入SOF4反应釜中；步骤2：低温条件下，所述SOF4反应釜通入适量氟气；步骤3：所述SOF4反应釜升温到室温反应后，获得SOF4气体；其中，步骤1和步骤2的顺序可互换。

【技术特征摘要】
1.一种SOF4气体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将SOF2气体通入SOF4反应釜中；步骤2：低温条件下，所述SOF4反应釜通入适量氟气；步骤3：所述SOF4反应釜升温到室温反应后，获得SOF4气体；其中，步骤1和步骤2的顺序可互换。2.根据权利要求1所述的SOF4气体的制备方法，其特征在于：还包括下述预处理步骤，先将所述SOF4反应釜抽成真空；所述SOF2气体为纯度98.0％以上的SOF2气体。3.根据权利要求1所述的SOF4气体的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，所述SOF4反应釜在-50℃～-150℃的低温条件下通入氟气，所述低温条件优选为-50℃～-130℃，更优选地为-50℃～-80℃；所述SOF2气体与所述氟气的摩尔比为1:(0.5～2)。4.根据权利要求1所述的SOF4气体的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，所述SOF4反应釜升温到室温后反应时间为10～40小时，优选为20～30小时，更优选为30小时；然后降温，抽真空，升温，转移到所述SOF4储存釜，获得SOF4气体。5.根据权利要求1所述的SOF4气体的制备方法，其特征在于：还包括SOF4气体的进一步纯化步骤：将纯度90.0％～98.0％的SOF4气体转移到含有DMF的所述SOF4纯化釜中放置3～20小时，优选为3～10小时，获得纯化的SOF4气体，SOF4气体的纯度达到99.0％以上。6.一种SOF2气体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1-1：将氟化试剂、二氯亚砜与溶剂混合均匀加入SOF2反应釜中，加热回流搅拌制取SOF2气体，其中，冷凝管温度控制在-20℃～-50℃，并获得SOF2气体；步骤1-2：将所述SOF2气体转移到SOF2纯化釜中，吸附反应一定时间后获得纯化SOF2气体。7.根据权利要求6所述的SOF2气体的制备方法，其特征在于：所述步骤1-1中，所述氟化试剂、所述二氯亚砜与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董佳家，柯森，李苏华，
申请(专利权)人：中国科学院上海有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31