一种环保高效的全氟己酮的合成方法技术

本发明专利技术涉及有机合成技术领域，尤其涉及IPC C07C领域，更具体地，涉及一种环保高效的全氟己酮的合成方法。本发明专利技术利用超临界二氧化碳制备技术，设计了一条以六氟丙烯为原料制备全氟己酮的反应路线，与现有的利用乙腈等水系溶剂做载体的传统制备体系相比，具有以下优势：所用的超临界二氧化碳绿色环保，反应过程中不产生废水，对环境无污染，原料CO2廉价易得，成本低；相较传统制备方法，超临界二氧化碳制备方法，省去了中间体提纯等步骤，反应流程简单，反应效率高；本发明专利技术所述的制备技术，产率能达到95％以上，产品纯度能达到99％以上。产品纯度能达到99％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种环保高效的全氟己酮的合成方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，尤其涉及IPC C07C领域，更具体地，涉及一种环保高效的全氟己酮的合成方法。

技术介绍

[0002]全氟己酮，商品名为Novec1230，是美国3M公司开出的替代哈龙和氟代烷类的灭火剂。目前，在环境政策的要求和全球气候的大环境下，全氟己酮在常温常压为无色液体，具有易气化、热容量高、灭火浓度低、灭火性能优异等较多的优越性能，克服了第一代哈龙替代物影响全球气候变化的缺陷。同时该物质对环境、人类的危害接近于零，绝缘性能好，对相对敏感和贵重设备及材料的影响小，残留极少，适用范围比较广，市场需求量极大。但是，在生产工艺上产品的转化率以及产品的所带来废水废气的处理有待于完善和改进，产品成本也需要进一步降低。因此，发展该类产品的绿色合成工艺十分必要，具有重要的经济和社会效益。
[0003]全氟己酮的合成方法很多，主要分为液相法和气相法两种，液相法主要是利用次氯酸钠将六氟丙烯二聚体环氧化，以及通过异构化得到全氟己酮，收率能达到93％。但是该方法流程过于复杂，并产生大量的高浓度盐水，废水的处理导致其生产成本居高不下。气相法主要是六氟丙烯与全氟丙酰氟在氟化盐的作用下得到全氟己酮，反应的选择性和收率都比较高。但是该方法原料全氟丙酰氟来源受限，合成困难，规模化生产难度较大。鉴于以上合成方法的不足，有必要开发新的全氟己酮制备工艺。
[0004]申请号为CN 201810094108.X的专利文件，公开了一种全氟己酮的制备方法，选用六氟环氧丙烷与三碘氟甲烷、三氟碘甲烷作为原料制备了全氟己酮，虽然制备得到的全氟己酮纯度高，但是收率偏低。
[0005]申请号为CN 201710796001.5的专利文件，公开了一种全氟己酮的制备方法与应用，选用六氟丙烯二聚体与乙腈或/和1,1,2
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三氯三氟乙烷作为原料制备了全氟己酮，虽然制备得到的全氟己酮纯度高，但是收率偏低。
[0006]因此，需要提供一种流程简单，环境友好，收率高的全氟己酮合成方法，且合成方法成本低，后处理简单，污染小。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术第一方面，提供了一种环保高效的全氟己酮的合成方法，包括以下步骤：
[0008]S1、在高压反应釜中加入催化剂，并通入高纯CO2，升温升压至形成超临界状态；
[0009]S2、通过气体流量计将六氟丙烯气体通入步骤S1的高压反应釜，在40～80℃下停留3～6h后，生成全氟
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甲基
‑2‑
戊烯产物；
[0010]S3、将高压反应釜泄压降温，加入反应助剂，继续通入高纯CO2，升温升压至超临界状态，在40～80℃，3～6h后，将高压反应釜泄压降温，过滤出反应助剂及催化剂固体，得到
全氟
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2,3
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环氧基
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甲基戊烷产物；
[0011]S4、往高压反应釜中加入全氟
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2,3
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环氧基
‑2‑
甲基戊烷产物和催化剂，通入高纯CO2，升温升压至超临界状态，在40～80℃，3～6h内生成全氟己酮产物；
[0012]S5、将高压反应釜泄压降温，过滤出催化剂后，得到高纯度全氟己酮产品。
[0013]优选的，所述的超临界状态为30～80℃，压力为7～10MPa。
[0014]本专利技术人创造性的发现，在超临界二氧化碳的条件下进行反应，能够在加快反应速率的同时，提高全氟己酮的纯度和产率。这可能是由于一方面超临界二氧化碳是无定形含氟聚合物的良溶剂，使得原料能够在其中混合均匀，提高了反应效率，缩短反应时间，另一方面保证了整个反应过程中不会受到外界因素干扰，从而能够避免副反应和副产物的发生，进而提高了全氟己酮的纯度和产率。且超临界二氧化碳价格低廉，无毒，不易燃烧，具有一定的环保和经济意义。
[0015]优选的，所述催化剂的质量为六氟丙烯的1％～5％；进一步优选的，所述催化剂的质量为六氟丙烯的3％。
[0016]优选的，所述催化剂为氟化物、有机胺类化合物、碱金属卤化物中的一种或多种；进一步优选的，为氟化物。
[0017]优选的，所述氟化物为氟化铯、氟化钾、氟化钠中的一种或多种；进一步优选的，为氟化铯。
[0018]本专利技术人创造性的发现，在本申请的反应条件下，选用特定的氟化物作为催化剂，且所述催化剂的质量为六氟丙烯的1％～5％，能够在减少原料种类的同时，还能够提高全氟己酮的纯度和产率。这可能是由于特定的催化剂在超临界二氧化碳的条件下，能够将六氟丙烯聚合反应和二聚体异构化反应连续化，从而实现了反应的高选择性和高转化率，提高了制备得到的全氟
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甲基
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戊烯的纯度和产率，进一步提高了后续全氟己酮的纯度和产率。不过步骤S3中有过量反应助剂的存在，因此催化剂此时不起作用，也保证了在高压反应釜中化学反应的稳步进行。且原料中只用到了六氟丙烯，与其他现有技术中要用两种及以上原料进行反应不同，本申请只用一种原料配合催化剂、反应助剂，且搭配特定的反应条件，在节约原料的同时，还能够大大提高全氟己酮的产率和纯度。
[0019]优选的，所述步骤S2中气体流量计的流量为40
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80g/min；进一步优选的，为60g/min。
[0020]优选的，所述反应助剂的质量为六氟丙烯的50％～80％；进一步优选的，所述次氯酸钠的质量为六氟丙烯的60％。
[0021]优选的，所述反应助剂为双氧水、次卤酸盐、有机过氧化物中的一种或多种；进一步优选的，为次卤酸盐。
[0022]优选的，所述次卤酸盐包括次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸钙中的一种或多种；进一步优选的，为次氯酸钠。
[0023]本专利技术人创造性的发现，选用特定的次卤酸盐作为反应助剂，且所述催化剂的质量为六氟丙烯的50％～80％，能够进一步提高全氟己酮的产率和纯度。这可能是由于特定的反应助剂的加入一方面能够和生成的全氟
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甲基
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戊烯反应生成全氟
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2,3
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环氧基
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甲基戊烷，而且在催化剂的加入和超临界二氧化碳的条件下，还能够提高全氟
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甲基
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戊烯产物的转化率和反应速度，从而提高了全氟
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2,3
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环氧基
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甲基戊烷产物的产率和
纯度，进一步提高了后续生成的全氟己酮的产率和纯度。
[0024]所述步骤S2中发生两种反应，依次为六氟丙烯聚合反应和二聚体异构化反应。
[0025]所述六氟丙烯聚合反应方程式如下：
[0026][0027]所述二聚体异构化反应方程式如下：
[0028][0029]当反应助剂为次氯酸钠时，所述步骤S3反应方程式为：
[0030][0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保高效的全氟己酮的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在高压反应釜中加入催化剂，并通入高纯CO2，升温升压至形成超临界状态；S2、通过气体流量计将六氟丙烯气体通入步骤S1的高压反应釜，在40～80℃下停留3～6h后，生成全氟
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甲基
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戊烯产物；S3、将高压反应釜泄压降温，加入反应助剂，继续通入高纯CO2，升温升压至超临界状态，在40～80℃，3～6h后，将高压反应釜泄压降温，过滤出反应助剂及催化剂固体，得到全氟
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2,3
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环氧基
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甲基戊烷产物；S4、往高压反应釜中加入全氟
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2,3
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环氧基
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甲基戊烷产物和催化剂，通入高纯CO2，升温升压至超临界状态，在40～80℃，3～6h内生成全氟己酮产物；S5、将高压反应釜泄压降温，过滤出催化剂后，得到高纯度全氟己酮产品。2.根据权利要求1所述的一种环保高效的全氟己酮的合成方法，其特征在于，所述的超临界状态为30～80℃，压力为7～10MPa。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周吕，周廷廷，郑东钥，陈天文，徐健银，叶飞虹，
申请(专利权)人：安徽灵达高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：