【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种三氟碘甲烷的制备方法，具体涉及一种三氟乙酸盐和单质碘在催化剂作用下反应制备三氟碘甲烷的方法。
技术介绍
1、三氟碘甲烷在常温常压下为无色无味的不可燃气体，具有良好的环境性能(odp＝0，20年gwp值低于5)。作为灭火剂，三氟碘甲烷具有灭火效率高、安全性能好、经济效用高、灭火后不留痕迹等特点，是哈龙1301优选替代品种，在航空、航天等领域具有不可替代的作用；作为制冷剂，三氟碘甲烷具有油溶性和材料相容性很好的特点，被认为是传统氟利昂制冷剂组元的理想替代品之一；作为绝缘气，三氟碘甲烷具有优异的绝缘性能，是一种新型环保绝缘气体,替代sf6应用于电力行业。此外，三氟碘甲烷在含氟中间体、半导体蚀刻、发泡剂等其它领域也具有广泛的应用前景。
2、现有技术中，现有技术中，三氟碘甲烷的制备方法很多，其中三氟乙酸盐和碘制备三氟碘甲烷的制备方法是研究热点。
3、文献j.chem.soc.，1951年，第124期中the reactions of metallic salts ofacids with halogens.part i.the reaction of metal trijluoroacetatrs withiodine,bromine,and chlorine.公开了在碘的存在下使金属三氟乙酸盐(cf3coom)脱羧碘化以制备三氟碘甲烷，无溶剂的情况下将三氟乙酸盐和元素碘一起加热以制备三氟碘甲烷。该方法存在原料三氟乙酸银原料价格昂贵、反应转化率低等问题。
4、专利cn102464569
5、专利cn102992943b公开了使用工业废三氟乙酸和工业回收碘在无水条件下，在强极性溶剂存在下反应，反应温度150～200℃，得三氟碘甲烷粗品。该方法存在反应容易冲料，不易放大的问题。
6、专利cn113597421a公开了金属三氟乙酸盐、碘、相转移催化剂和有机溶剂加热至约100℃至约250℃，使金属三氟乙酸盐与该碘反应以产生三氟碘甲烷，其中所述相转移催化剂为选自季铵盐和季鏻盐中的至少一种。该方法存在反应选择性差，收率低，腐蚀性等问题。
7、专利cn113544111a公开了在约100℃至约250℃的温度下，使用氯化亚铁和碘化锌催化三氟乙酸盐与碘源反应以产生三氟碘甲烷。该方法存在反应选择性差，收率低等问题。
8、综上所述，现有的三氟碘甲烷的制备方法存在或反应温度高导致容易冲料；或反应溶剂用量大，环境不友好；或反应选择性差，容易生产大量副产三氟甲烷，产物收率低；或反应过程中产生大量三废等一系列问题，导致很难实现三氟碘甲烷的工业化生产。因此，找到一条反应条件温和、对环境友好、适合工业化生产的三氟碘甲烷的制备路线显得尤为重要。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种反应条件温和、反应选择性高、对环境友好、适合工业化生产的三氟碘甲烷的制备方法。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种三氟碘甲烷的制备方法具体包括：在催化剂和有机溶剂的存在下，三氟乙酸盐和单质碘发生反应，反应温度为50℃～170℃，得到三氟碘甲烷，所述三氟乙酸盐为金属盐，所述催化剂选自冠醚中的至少一种。
4、本专利技术的反应式为：cf3coom+i2→cf3i+co2+mi
5、其中，m为金属离子。具体地，所述三氟乙酸盐选自三氟乙酸锂、三氟乙酸钾、三氟乙酸钠、三氟乙酸铯、三氟乙酸钙、三氟乙酸镁、三氟乙酸铁、三氟乙酸镍、三氟乙酸铜、三氟乙酸银、三氟乙酸锌或三氟乙酸铝中的至少一种。
6、本专利技术采用的冠醚催化剂不仅增加三氟乙酸钾的溶解度，更重要的是降低三氟乙酸根离子脱羧的活化能。所述冠醚催化剂能够与三氟乙酸盐的金属离子“络合”或“螯合”结合，使三氟乙酸根离子脱离金属离子的束缚，显著提高三氟乙酸根离子的电负性，有利于进攻极化的碘，形成cf3cooi，使其更容易低温下分解生成三氟碘甲烷。
7、所述冠醚的空穴结构对金属离子有选择作用，空穴的大小与金属离子大小相匹配时效果最好。优选地，所述催化剂为18-冠-6或15-冠-5。优选地，所述三氟乙酸盐为三氟乙酸钾，催化剂为18-冠-6；所述三氟乙酸盐为三氟乙酸钠，催化剂为15-冠-5。
8、本专利技术所述反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂为极性非质子溶剂。具体地，所述有机溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基砜、n，n-二甲基乙酰胺、乙腈、n-甲基-2-吡咯烷酮、环丁砜、六甲基磷酰三胺中的至少一种。优选地，所述有机溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基砜、n-甲基-2-吡咯烷酮、环丁砜、六甲基磷酰三胺中的至少一种。
9、所述有机溶剂基本上不含水。具体地，有机溶剂的水份含量小于200ppm；优选地，有机溶剂的水份含量小于100ppm；更优选地，有机溶剂的水份含量小于50ppm。
10、本专利技术所述反应体系中，催化剂量过大，容易导致反应速度加快，使得反应放热过多，容易引起原料分解或冲料等问题，从而使得反应选择性降低；催化剂量过小，容易导致反应不充分，从而使得反应选择性降低。具体地，所述催化剂与三氟乙酸盐的摩尔比为(0.01～0.1):1，所述三氟乙酸盐与单质碘的摩尔比为(0.8～1.4):1；优选地，所述催化剂与三氟乙酸盐的摩尔比为(0.02～0.05):1，所述三氟乙酸盐与单质碘的摩尔比为(0.9～1.1):1；更为优选地，所述催化剂与三氟乙酸盐的摩尔比为(0.02～0.04):1，所述三氟乙酸盐与单质碘的摩尔比为(0.95～1.05):1。
11、本专利技术所述催化剂可以使反应体系能够在较低的温度下进行，低温可以有效地降低单质碘挥发，减少单质碘的损失，从而防止碘挥发聚集引起的堵塞管道等问题。具体地，反应温度为50℃～170℃；优选地，反应温度为100℃～160℃；更为优选地，反应温度为140℃～160℃。
12、为了提高三氟碘甲烷产品纯度，本专利技术在反应前抽真空，并使用氮气吹扫。
13、此外，本专利技术制备得到三氟碘甲烷产品，可进一步纯化得到高纯三氟碘甲烷。具体地，三氟碘甲烷纯化工序如除水、加压精馏等。
14、本专利技术可在液相反应器中进行，该液相反应器可以是管式反应器或连续搅拌槽反应器。该反应可以批量方法或连续方法进行。
15、一般地，三氟乙酸盐和单质碘反应制备三氟碘甲烷时，会生产大量的三氟甲烷，这样不但会降低反应收率，而且三氟甲烷和三氟碘甲烷有一定的分离难度。而本专利技术创造性地采用冠醚催化剂，不仅可以有效提高反应速率，且能够避免副产三氟甲烷的产生，使得反应转化率接近100％，收率达82％以上。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三氟碘甲烷的制备方法，其特征在于：在催化剂和有机溶剂的存在下，三氟乙酸盐和单质碘发生反应，反应温度为50℃～170℃，得到三氟碘甲烷，所述三氟乙酸盐为金属盐，所述催化剂选自冠醚中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述三氟乙酸盐选自三氟乙酸锂、三氟乙酸钾、三氟乙酸钠、三氟乙酸铯、三氟乙酸钙、三氟乙酸镁、三氟乙酸铁、三氟乙酸镍、三氟乙酸铜、三氟乙酸银、三氟乙酸锌或三氟乙酸铝中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述催化剂为18-冠-6或15-冠-5。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述三氟乙酸盐为三氟乙酸钾，催化剂为18-冠-6；所述三氟乙酸盐为三氟乙酸钠，催化剂为15-冠-5。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为极性非质子溶剂，水份含量小于200ppm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述催化剂与三氟乙酸盐的摩尔比为(0.01～0.1):1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述三氟
...【技术特征摘要】
1.一种三氟碘甲烷的制备方法，其特征在于：在催化剂和有机溶剂的存在下，三氟乙酸盐和单质碘发生反应，反应温度为50℃～170℃，得到三氟碘甲烷，所述三氟乙酸盐为金属盐，所述催化剂选自冠醚中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述三氟乙酸盐选自三氟乙酸锂、三氟乙酸钾、三氟乙酸钠、三氟乙酸铯、三氟乙酸钙、三氟乙酸镁、三氟乙酸铁、三氟乙酸镍、三氟乙酸铜、三氟乙酸银、三氟乙酸锌或三氟乙酸铝中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述催化剂为18-冠-6或15...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，蒋强，王飞，杨汪松，毛崇智，倪航，
申请(专利权)人：浙江蓝天环保高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。