工业化合成全氟甲基乙烯基醚和1,1,2,2-四氟-1-三氟甲氧基乙烷的新工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制造全氟甲基乙烯基醚(PFMVE)和1,1,2,2

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工业化合成全氟甲基乙烯基醚和1,1,2,2
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四氟
‑1‑
三氟甲氧基乙烷的新工艺
[0001]本专利技术涉及一种用于制造全氟甲基乙烯基醚(PFMVE)和1,1,2,2
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四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷(TFTFME)(E 227)的新工业工艺。本专利技术还涉及一种通过1,1,2,2
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四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷(TFTFME)(E 227)来制造全氟甲基乙烯基醚(PFMVE)的新工业工艺。

技术介绍

[0002]化合物全氟甲基乙烯基醚(PFMVE)(也称为全氟甲氧基乙烯(IUPAC)或全氟甲氧基乙烯)和化合物1,1,2,2
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四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷(TFTFME)(E 227)在现有技术中是已知。化合物全氟甲基乙烯基醚(PFMVE)是甲氧基乙烯(H3C
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O
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CH＝CH2；CAS号：107
‑
25
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5；其他名称为乙烯基甲基醚或乙烯基甲醚，但优选的IUPAC名称为甲氧基乙烯)的卤代衍生物，而甲氧基乙烯又是乙烯(IUPAC名称：乙烯；H2C＝CH2；CAS编号：74
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85
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1)的衍生物。
[0003]化合物1,1,2,2
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四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷(TFTFME)(E 227)通常也称为：三氟甲基
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1H
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五氟乙基醚、2
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羟基
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F
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乙基F
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甲基醚、1,1,2,2
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四氟乙基三氟甲基醚；全氟2H
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乙基甲基醚、1
‑
三氟甲氧基
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1,1,2,2
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四氟乙烷或CF3OCF2CHF2。
[0004]化合物全氟甲基乙烯基醚(PFMVE)也可以通过化合物2
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氟
‑
1,2
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二氯
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三氟甲氧基乙烯(FCTFE)制备或由其制得，后者也称为2
‑
氟
‑
1,2
‑
二氯
‑
三氟甲基
‑
乙烯基醚或2
‑
氟
‑
1,2
‑
二氯
‑
三氟甲氧基乙烯(IUPAC)，该化合物及其制备在现有技术中也是已知的。
[0005]例如，全氟甲基乙烯基醚是一种用于制造一些含氟弹性体的单体。
[0006]这些具有下式(I)和(II)的化合物全氟甲基乙烯基醚(PFMVE)和1,1,2,2
‑
四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷(TFTFME)(E 227)的合成方式在现有技术中也是已知的，化合物2
‑
氟
‑
1,2
‑
二氯
‑
三氟甲氧基乙烯(FCTFE)(参见式(IV))的合成方式在现有技术中也是已知的。
[0007][0008]然而，如下文中举例说明的化合物全氟甲基乙烯基醚(PFMVE)、1,1,2,2
‑
四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷(TFTFME)(E 227)和PFMVE前体化合物2
‑
氟
‑
1,2
‑
二氯
‑
三氟甲氧基乙烯(FCTFE)的已知合成方式具有缺点，并且期望提供改进的制造工艺，尤其是分别制造所述化合物全氟甲基乙烯基醚(PFMVE)和1,1,2,2
‑
四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷(TFTFME)(E 227)的改进工艺。
[0009]早期，杜邦公司(Du Pont)在US3180895(1965)中公开了一种由六氟环氧丙烷与酰氟反应然后脱羧制得PFMVE的方法，如下：
[0010][0011]【图中文字翻译：metal fluoride：金属氟化物】
[0012]此路线在原材料的处理、安全和可用性方面非常复杂。特别是从有毒气体原料开始，然后是液体中间体和盐形式的中间体(对于脱羧，通常优选盐)，再次以气体结束，这非常具有挑战性。除了处理之外，还会产生大量有毒废水和有毒副材料，并造成环境问题。还描述了在300℃下将2
‑
全氟甲氧基丙酰氟直接用于干燥的硫酸钾丸粒的改良和改进。由于这不是催化工艺，不能对硫酸钾进行再循环。这两种方法都不适合大的工业规模。
[0013]可替代地，中蓝晨光化学公司在CN1318366(2005)中公开了一种以1,2
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二氯
‑
1,1,2
‑
三氟
‑2‑
(三氟甲氧基)乙烷制备PFVME的方法。
[0014][0015]中化蓝天在CN107814689(2018)中提出另一条路线，该路线包括在流化床中热解2
‑
全氟甲氧基丙酰氟。在另一申请中，中化蓝天在CN105367392中公开了CF3O
‑
铵盐的用途及其与三氟氯乙烯反应，但反应后处理复杂，形成的铵盐无法回收利用。
[0016][0017]用于制备含氢衍生物的其他已知方法也相当复杂。例如，US3162622(1994，杜邦)中公开了三氟甲氧基乙烯基醚。对于这种化合物，在技术上比全氟甲基乙烯基醚容易得多，杜邦公开了一种从卤代三氟甲基乙烯基醚开始，用碱处理的工艺。通过三步法制备起始原料2
‑
氯
‑
三氟甲基
‑
醚或2
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溴
‑
三氟甲基
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醚，从2
‑
卤代乙醇和碳酰氟的反应开始，得到中间
体，最终用SF4氟化为2
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卤代
‑
三氟甲基
‑
乙烯基
‑
醚，这里以2
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氯乙醇为例：
[0018][0019]Kamil等人公开了制备三氟甲氧基乙烯基醚的其他方法。在《无机化学(Inorganic Chemistry)》(1986),25(3),376
‑
80中，在1,2
‑
加成反应中用卤代烯烃将三氟甲基次氯酸盐转化为相应的卤代三氟甲氧基卤代烷烃，然后进行H
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Hal消除：
[0020][0021]已知通过碳酰氟和ClF的反应制备CF3OCl，如DE1953144(1969)中所公开的。苏威特种聚合物公司(Solvay Specialty Polymers)在EP1801091(2007)中公开了在搅拌容器中将CF3OF添加到三氯乙烯中，多年后在WO2019/110710中公开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造具有式(I)的化合物PFMVE(全氟甲基乙烯基醚)的工艺，(PFMVE)，其特征在于，所述工艺包括在耐元素氟(F2)和氟化氢(HF)的反应器或反应器系统中的直接氟化反应(A)和消除HF反应(B)的步骤：(A)在第一反应步骤中，通过使式(III)的化合物HFE
‑
254(1,1,2,2
‑
四氟
‑1‑
(甲氧基)乙烷)反应而直接氟化，(HFE
‑
254)，用氟化气体中含有的约化学计算量的元素氟(F2)在式(III)的化合物中选择性地用氟取代式(III)的化合物HFE
‑
254的1
‑
(甲氧基)基团的三个氢原子，并且其中在约0℃至约+60℃范围内的温度下进行反应，并且在约1巴绝对压力至约20巴绝对压力范围内的压力下，以产生式(II)的化合物TFTFME(1,1,2,2
‑
四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷)(E 227)，(TFTFME)，(E 227)，和有或没有分离和/或纯化(中间体)氟化产物(TFTFME)(E 227)；优选没有分离和/或纯化所述(中间体)氟化产物(TFTFME)(E 227)，(B)在第二个反应步骤中，进行消除反应，其中从步骤(A)中获得的式(II)的(中间体)氟化产物(TFTFME)(E 227)中消除HF(氟化氢)，并且如下进行所述消除反应(i)在一种或多种含氮有机碱的存在下，作为(放热的)消除反应，和/或在一种或多种无机碱的存在下，其中所述(放热的)消除反应的温度被控制为不超过约60℃的温度，并且其中在约1巴绝对压力至约20巴绝对压力范围内的压力下进行所述(放热的)消除反应或(ii)在约60℃至约120℃范围内的温度下，作为非催化或优选催化、更优选Ni(镍)催化的热消除反应，
以产生式(I)的化合物PFMVE(全氟甲基乙烯基醚)，和(C)从反应器或反应器系统中取出并收集在步骤(B)中获得的式(I)的化合物PFMVE(全氟甲基乙烯基醚)，和(D)任选地分离和/或纯化式(I)的化合物PFMVE(全氟甲基乙烯基醚)。2.一种用于制造具有式(I)的化合物PFMVE(全氟甲基乙烯基醚)的工艺，(PFMVE)，其中所述工艺包括在对元素氟(F2)和氟化氢(HF)具有耐受性的反应器或反应器系统中，进行HF消除反应步骤(B)，其中在所述消除反应中，从式(II)的化合物TFTFME(1,1,2,2
‑
四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷)(E 227)中消除HF(氟化氢)，(TFTFME)，(E 227)，并且如下进行所述消除反应步骤(B)(i)在一种或多种含氮有机碱的存在下，作为(放热的)消除反应，和/或在一种或多种无机碱的存在下，其中所述(放热的)消除反应的温度被控制为不超过约60℃的温度，并且其中在约1巴绝对压力至约20巴绝对压力范围内的压力下进行所述(放热的)消除反应，或(ii)在约60℃至约120℃范围内的温度下，作为非催化或优选催化、更优选Ni(镍)催化的热消除反应，以产生式(I)的化合物PFMVE(全氟甲基乙烯基醚)，和(C)从所述反应器或反应器系统中取出并收集在步骤(B)中获得的式(I)的化合物PFMVE(全氟甲基乙烯基醚)，和(D)任选地分离和/或纯化式(I)的化合物PFMVE(全氟甲基乙烯基醚)。3.一种用于制造式(II)的化合物TFTFME(1,1,2,2
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四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷)(E 227)的工艺，
(TFTFME)，(E 227)，其中所述工艺包括在对元素氟(F2)和氟化氢(HF)具有耐受性的反应器或反应器系统中，进行直接氟化反应步骤(A)，其中在所述直接氟化反应中，式(III)的化合物HFE
‑
254(1,1,2,2
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四氟
‑1‑
(甲氧基)乙烷)，(HFE
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254)，被用氟化气体中含有的约化学计算量的元素氟(F2)氟化，以在式(III)的化合物中用氟选择性地取代式(III)的化合物HFE
‑
254的1
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(甲氧基)基团的三个氢原子，并且其中在约0℃至约+60℃范围内的温度和约1巴绝对压力至约20巴绝对压力范围内的压力下进行反应，以产生式(II)的化合物TFTFME(1,1,2,2
‑
四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷)(E 227)，(TFTFME)，(E 227)，和(C)从所述反应器或反应器系统中取出并收集步骤(A)中获得的式(II)的化合物TFTFME(1,1,2,2
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四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷)(E 227),和(D)任选地分离和/或纯化式(II)的化合物TFTFME(1,1,2,2
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四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷)(E 227)。4.根据权利要求1所述的用于制造具有式(I)的化合物PFMVE(全氟甲基乙烯基醚)的工艺，或根据权利要求3所述的用于制造式(II)的化合物TFTFME(1,1,2,2
‑
四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷)(E 227)的工艺，其特征在于，在逆流反应器系统中，特别是在环管反应器系统中，或在逆流(环管)系统(“逆向气体洗涤器系统”)中，进行所述氟化(A)反应，和其中F2氟化气体中的氟(F2)浓度范围为按体积计约1％的元素氟(F2)至按体积计约几乎100％的元素氟(F2)，基于所述F2氟化气体的总组成为按体积计100％；优选其中(i)所述F2氟化气体中的氟(F2)浓度范围为按体积计约1％的元素氟(F2)至按体积计约30％的元素氟(F2)，更优选按体积计约5％的元素氟(F2)至按体积计约25％的元素氟(F2)，甚至更优选按体积计约5％的元素氟(F2)至按体积计约20％的元素氟(F2)，每个范围均基于F2氟化气体的总组成为按体积计100％；或(ii)所述F2氟化气体中的氟(F2)浓度范围为按体积计约85％的元素氟(F2)至按体积计
约几乎100％的元素氟(F2)，更优选按体积计约90％的元素氟(F2)至按体积计约几乎100％的元素氟(F2)，基于所述F2氟化气体的总组成为按体积计100％。5.根据权利要求1所述的用于制造具有式(I)的化合物PFMVE(全氟甲基乙烯基醚)的工艺，或根据权利要求3所述的用于制造式(II)的化合物TFTFME(1,1,2,2
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四氟
‑1‑
(三氟甲氧基)乙烷)(E 227)的工艺，其特征在于，在管式反应器系统、连续流反应器系统、盘管式反应器系统或微反应器系统中，优选在微反应器系统中，进行所述氟化(A)反应，并且其中F2氟化气体中的氟(F2)浓度范围为按体积计约85％的元素氟(F2)至按体积计约几乎100％的元素氟(F2)，更优选按体积计约90％的元素氟(F2)至按体积计约几乎100％的元素氟(F2)，基于所述F2氟化气体的总组成为按体积计100％。6.根据权利要求1或权利要求2或权利要求4所述的用于制造具有式(I)的化合物PFMVE(全氟甲基乙烯基醚)的工艺，或根据权利要求3所述的用于制造式(II)的化合物TFTFME(1,1,2,2
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四氟
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(三氟甲氧基)乙烷)(E 227)的工艺，其特征在于，在(封闭的)塔式反应器中进行所述直接氟化反应(A)和/或所述HF消除反应(B)。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔桅龙，罗伟棻，邱绿洲，
申请(专利权)人：福建永晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：