一种制备四丁基氟化铵三水合物的方法技术

本发明专利技术涉及一种含氟季铵盐四丁基氟化铵三水合物的制备方法：将四丁基铵盐与氟化钾在水中溶解，低温析晶，抽滤得到四丁基氟化铵笼形水合物，真空干燥得到四丁基氟化铵三水合物。本发明专利技术的方法反应条件温和，在水中进行，不需要使用任何有机溶剂，工艺绿色环保；通过四丁基氟化铵笼形水合物析晶分离，步骤短，操作简便；不需要使用氢氟酸，不使用离子交换柱，对设备无特殊要求。因此成本低，收率高，适用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机氟化合物制备方法领域，具体涉及一种四丁基氟化铵三水合物的制备方法。
技术介绍
四丁基氟化铵广泛应用于有机合成领域，可以作为氟化试剂、醇的硅烷化催化剂、相转移催化剂等。由于四丁基氟化铵极易吸潮，产品通常以四丁基氟化铵三水化合物或者四丁基氟化铵四氢呋喃溶液形式销售中国专利CN102442950A公开了基于强碱性阴离子交换树脂得到四丁基氢氧化铵，再与氢氟酸中和得到一水四丁基氟化铵的方法。笼形水合物是由水分子形成的笼状结构晶体，晶体中包含有大量的空腔，每一个空腔都是由一些水分子围成的多面体构成的，它在海水淡化、气体分离和生物工程等方面有很好的应用前景，而笼形水合物是制备三水合物的前体。Zhurnal StrukturnoiKhimii (1976)，17(4),655-61首先报导了四丁基氟化铵的笼形水合物。J.Am.Chem.Soc.，2007，129(4)，746-747报导了四丁基氟化铵笼形水合物可以作为低压储氢材料，但现有技术制备笼形水合物的方法操作繁琐，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种经济环保，操作简便，成本低廉的制备四丁基氟化铵三水合物的方法。本专利技术的目的由以下技术方案实现:本专利技术的一个技术方案提供了一种四丁基氟化铵三水合物的制备方法，包括以下步骤:将氟化钾与四丁基铵盐溶解于去离子水中后，置于1-10°C介质中冷却l-5h，过滤后可得四丁基氟化铵笼形水合物。所述的四丁基氟化铵笼形水合物的水分含量在65-75%。将所述的笼形水合物干燥即得四丁基氟化铵三水合物。根据上述制备方法，在一些实施方式中，氟化钾与四丁基铵盐的摩尔比为1.2-10:1。根据上述制备方法，在一些实施方式中，四丁基铵盐与去离子水的质量比为9:11-81。根据上述制备方法，在一些实施方式中，所述的四丁基铵盐选自四丁基氯化铵、四丁基溴化铵或四丁基碘化铵。根据上述制备方法，在一些实施方式中，所述干燥为真空干燥，温度为30_50°C。本专利技术所述的四丁基氟化铵三水合物的水分含量15-20%。本专利技术的溶解操作，在没有特别说明操作温度的情况下表示在室温下可以进行。本专利技术的定义“室温”是指10-30°C的温度范围。除非明确地说明与此相反，否则，本专利技术引用的所有范围包括端值。例如，“真空干燥温度为30-50°C ο ”表示真空干燥的温度T的范围为30°C< T ( 50°C。本专利技术使用的术语“或”表示备选方案，如果合适的话，可以将它们组合，也就是说，术语“或”包括每个所列出的单独备选方案以及它们的组合。例如，“四丁基铵盐选自四丁基氯化铵、四丁基溴化铵或四丁基碘化铵”表示四丁基铵盐可以是四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵的一种，也可以是其一种以上的组合。本专利技术使用的术语“过滤”表示在重力或者其他外力作用下通过介质将流体与非流体分离的操作，所述介质包括但不限于滤纸、纱布、滤芯、半透膜、滤网等，理论上，含有多孔结构的材料都可以成为过滤的介质；过滤的设备包括但不限于真空或减压装置、加压装置、离心装置等，其中本专利技术优选减压过滤即抽滤的方式，减压设备为真空泵或者油泵。本专利技术的有益效果在于:由于氟化钾的引入，应条件温和，不需要_35°C的低温；使用水作为溶剂，没有使用任何有机溶剂，也没有使用氢氟酸，对设备无特殊要求；实施过程通过四丁基氟化铵笼形化合物进行分离，仅需溶解、低温析晶、过滤和干燥四个步骤得到四丁基氟化铵三水化合物，既不需要多次投料和分离，也不需要进行溶剂回收，步骤短，操作便捷；根据本专利技术提供的方法制备的，四丁基氟化铵三水化合物的产率在70-90% ;制备的产品成本低廉，产品品质较高，适合于工业化生产。【附图说明】图1为本专利技术实施例1所得产品的1H-NMR谱图(400MHz)。图2为本专利技术实施例1所得产品的19F-NMR谱图(376MHz)。【具体实施方式】以下所述的是本专利技术的优选实施方式，本专利技术所保护的不限于以下优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说在此专利技术创造构思的基础上，做出的若干变形和改进，都属于本专利技术的保护范围。实施例1IL四口瓶中加入80.57g(0.25mol)四丁基溴化铵，21.79g(0.375mol)氟化钾和600mL水，机械搅拌溶解。将溶液置于1-10°C低温浴中析晶，半小时后析出大量固体。继续析晶一小时，抽滤得到大量白色固体。少量去离子水洗。40°C真空干燥24小时，得到白色固体。其1H-NMR谱图见图1，19F-NMR谱图见图 2，数据如下:? NMR: (400MHz, D2O) 0.96 (t,12H)，1.38(m，8H)，1.67(m，8H)，3.21(m，8H)，19F NMR:(376MHz, D2O)-122.44。经鉴定，其结构式为N(CH2CH2CH2CH3)4F.3Η20，即四丁基氟化铵三水化合物。产率81.2%，水分17.25%。实施例2IL四口瓶中加入80.57g(0.25mol)四丁基溴化铵，17.4g(0.30mol)氟化钾和600mL水，机械搅拌溶解。将溶液置于1-10°C低温浴中析晶，半小时后析出大量固体。继续析晶一小时，抽滤得到大量白色固体。少量去离子水洗。40°C真空干燥24小时，得到白色固体。其核磁数据与实施例1相同。产率75.5%，水分17.80%。实施例3IL 四口瓶中加入 80.57g(0.25mol)四丁基溴化铵，145g (2.50mol)氟化钾和 600mL水，机械搅拌溶解。将溶液置于1-10°C低温浴中析晶，半小时后析出大量固体。继续析晶一小时，抽滤得到大量白色固体。少量去离子水洗。40°c真空干燥24小时，得到白色固体。其核磁数据与实施例1相同。产率82.5%，水分18.35%。实施例4IL四口瓶中加入80.57g(0.25mol)四丁基溴化铵，21.79g(0.375mol)氟化钾和10mL水，机械搅拌溶解。将溶液置于1-10°C低温浴中析晶，半小时后析出大量固体。继续析晶一小时，抽滤得到大量白色固体。少量去离子水洗。40°C真空干燥24小时，得到白色固体。其核磁数据与实施例1相同。产率87.9%，水分17.06%。实施例5IL四口瓶中加入80.57g(0.25mol)四丁基溴化铵，21.79g(0.375mol)氟化钾和725mL水，机械搅拌溶解。将溶液置于1-10°C低温浴中析晶，半小时后析出大量固体。继续析晶一小时，抽滤得到大量白色固体。少量去离子水洗。40°C真空干燥24小时，得到白色固体。其核磁数据与实施例1相同。产率77.3%，水分18.31%。实施例6按照实施例1投料比投料，得到抽滤固体，加热熔化后，加水100mL，1_10°C再次析晶一小时。抽滤，去离子水洗。40°C真空干燥24小时，得到白色固体。核磁数据与实施例1相同。产率72.6%，水分17.54%。实施例7IL四口瓶中加入69.48g(0.25mol)四丁基氯化铵，21.79g(0.375mol)氟化钾和600mL水，机械搅拌溶解。将溶液置于1-10°C低温浴中析晶，半小时后析出大量固体。继续析晶一小时，抽滤。去离子水洗。40°C真空干燥24小时，得到白色固体。核磁与实施例1相同。产率76.7%，水分17.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四丁基氟化铵三水合物的制备方法，其特征是，包括以下步骤：将氟化钾与四丁基铵盐溶解于去离子水中后，置于1‑10℃介质中冷却1‑5h，固体过滤后干燥即得四丁基氟化铵三水合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李义涛，伍阳，刘新烁，李凯，曾水明，张兵兵，卢沁月，屈季春，
申请(专利权)人：东莞市长安东阳光铝业研发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44