一種全氟烷基乙烯的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種全氟烷基乙烯的合成方法，將全氟烷基乙基碘與無機(jī)堿的水溶液攪拌混合，再加入相轉(zhuǎn)移催化劑，攪拌加熱，在0℃～100℃下進(jìn)行消去反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液冷卻至室溫靜置分層，分液取下層有機(jī)相，洗滌得到產(chǎn)物全氟烷基乙烯；該方法操作過程簡單，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)物提純簡單，避免使用溶劑，同時相轉(zhuǎn)移催化劑可循環(huán)使用，節(jié)約成本，安全環(huán)保。
【專利說明】
一種全氟烷基乙烯的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種有機(jī)物合成方法，特別是涉及一種全氟烷基乙烯的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全氟烷基乙烯(通式為CF3(CF2)nCH=CH2,其中n= 0-19之間的整數(shù))是制備全氟烷基表面活性劑和全氟烷基樹脂的重要中間體，由于其分子上氟原子獨(dú)特的物理特性，使其具有優(yōu)良的防水防油性、耐熱性、耐氧化性、耐候性和化學(xué)穩(wěn)定性而被廣泛應(yīng)用于建筑涂料、織物整理以及光通訊等領(lǐng)域。
[0003]目前普遍使用的合成全氟烷基乙烯的方法一是通過全氟烷基乙基碘與無機(jī)堿水溶液反應(yīng)，為提高反應(yīng)效率，體系中加入大量的助溶劑，反應(yīng)結(jié)束后水洗除去鹽類副產(chǎn)物，最終得到全氟烷基乙烯。在該方法中，由于加入大量助溶劑提高兩相接觸效率，在后處理水洗過程中則會造成溶劑的大量損失，不利于環(huán)境與生產(chǎn)。
[0004]方法二是將全氟烷基乙基碘與過量的無機(jī)堿與醇溶劑形成有機(jī)堿溶液反應(yīng)，加熱攪拌回流反應(yīng)一段時間后，通過減壓蒸餾的方法得到全氟烷基乙烯。上述方法中，使用過量的醇溶劑與無機(jī)堿制備得到有機(jī)堿溶液，且反應(yīng)后處理需要蒸餾除去醇溶劑，減壓蒸餾的方法則增加了設(shè)備能耗，均對實(shí)際生產(chǎn)造成不利，且使產(chǎn)率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明在于提供一種全氟烷基乙烯的合成方法，該方法反應(yīng)條件溫和容易控制，采用相轉(zhuǎn)移催化劑提高反應(yīng)效率，避免使用有機(jī)溶劑，且產(chǎn)物后處理簡單有效，節(jié)約能耗與成本。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]將全氟烷基乙基碘與無機(jī)堿的水溶液攪拌混合，再加入相轉(zhuǎn)移催化劑，攪拌加熱，在(TC?100°C下進(jìn)行消去反應(yīng)，反應(yīng)時間為I?48小時，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液冷卻至室溫靜置分層，分液取下層有機(jī)相，用去離子水洗滌1-5遍至無色透明，得到產(chǎn)物通式(I)表示的全氣燒基乙稀;
[0008]其中，全氟烷基乙基碘與無機(jī)堿的摩爾比為1:1?1:50;
[0009]全氟烷基乙基碘與加入的相轉(zhuǎn)移催化劑摩爾比為1:0.1?1:100;
[0010]所述的全氟烷基乙烯的通式為CF3(CF2)nCH= CH2(I)，其中n = 0-19之間的整數(shù);所述的全氟烷基乙基碘的通式為CF3(CF2)nCH2CH21 (II )，其中η = O-19之間的整數(shù)。
[0011]上述反應(yīng)步驟中的無機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸鈉、磷酸氫鈉、次氯酸鈉、次溴酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、磷酸鉀、磷酸氫鉀、次氯酸鉀、次溴酸鉀、氨水中的一種或多種以任意比例的混合物。
[0012]反應(yīng)步驟中的相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基溴化銨、三乙基十六烷基溴化銨、三乙基芐基溴化銨、溴化三乙基十六烷基膦、氯化四苯基膦、三烷基胺、18-冠-6、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600、聚乙二醇-800、聚乙二醇-1000中的一種或多種任意比例的混合物。
[0013]作為優(yōu)選:
[0014]所述消去反應(yīng)的反應(yīng)溫度為0°C?80°C，反應(yīng)時間為8?24小時；
[0015]所述的全氟烷基乙基碘與無機(jī)堿的摩爾比為1:1?1:10;
[0016]所述的全氟烷基乙基碘與相轉(zhuǎn)移催化劑的摩爾比為10:1?0.1:1;
[0017]所述的無機(jī)堿選自氫氧化鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉、氨水中的任意一種；
[0018]所述的相轉(zhuǎn)移催化劑選自四丁基溴化銨、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600中的任意一種。
[0019]進(jìn)一步:所述的相轉(zhuǎn)移催化劑選自四丁基溴化銨、聚乙二醇-400中的任意一種。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明采用無機(jī)堿的水溶液直接與全氟烷基乙基碘反應(yīng)，生成相應(yīng)的全氟烷基乙烯，本發(fā)明不用加入有機(jī)溶劑，避免了產(chǎn)物后處理大量水洗和減壓蒸餾的繁瑣步驟，通過加入相轉(zhuǎn)移催化劑提高了兩相的接觸效率，從而提高了反應(yīng)效率，反應(yīng)后相轉(zhuǎn)移催化劑仍留在反應(yīng)容器中循環(huán)使用，本發(fā)明工藝方法操作過程簡單，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)物提純簡單，避免使用溶劑，同時相轉(zhuǎn)移催化劑可循環(huán)使用，節(jié)約成本，安全環(huán)保。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0022]實(shí)施例1
[0023]1.49g(0.037mol)氫氧化鈉與20.28g(l.13mol)去離子水加入單口燒瓶中攪拌溶解，繼續(xù)加入2.38(0.00575!1101)聚乙二醇-400和9.998(0.02111101)全氟己基乙基碘，40°(:下攪拌反應(yīng)6小時，靜置分層，共用去離子水15ml洗滌下層有機(jī)相3遍。
[0024]得到全氟己基乙烯7.05g，產(chǎn)率為96.5%。
[0025]實(shí)施例2
[0026]向反應(yīng)瓶中加入6.228(0.05!1101)28%氨水、1.498(0.0046211101)四丁基溴化銨和9.95g(0.02mol)全氟己基乙基碘，20°C下攪拌反應(yīng)24小時，靜置分層，共用去離子水15ml洗滌下層有機(jī)相3遍。
[0027]得到全氟己基乙烯6.55g，產(chǎn)率為94.2%。
[0028]實(shí)施例3
[0029]向反應(yīng)瓶中加入3.01g(0.036mol)碳酸氫鈉、7.5g(0.42mol)去離子水、1.54g(0.00478mol)四丁基溴化銨和10.01g(0.021mol)全氟己基乙基碘，20°C下攪拌反應(yīng)24小時，靜置分層，共用去離子水15ml洗滌下層有機(jī)相3遍。
[0030]得到全氟己基乙烯7.13g，產(chǎn)率為97.6%。
[0031 ] 實(shí)施例4
[0032]向反應(yīng)瓶中加入3.50g(0.035mol)碳酸氫鉀、7.01g(0.39mol)去離子水、1.5g(0.00466mol)四丁基溴化銨和10.03g(0.021mol)全氟己基乙基碘，20°C下攪拌反應(yīng)24小時，靜置分層，共用去離子水15ml洗滌下層有機(jī)相3遍。
[0033]得到全氟己基乙烯6.80g，產(chǎn)率為93.2%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:采用以下步驟: 將全氟燒基乙基碘與無機(jī)堿的水溶液攪拌混合，再加入相轉(zhuǎn)移催化劑，攪拌加熱，在O°C?100°C下進(jìn)行消去反應(yīng)，反應(yīng)時間為I?48小時，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液冷卻至室溫靜置分層，分液取下層有機(jī)相，用去離子水洗滌1-5遍至無色透明，得到產(chǎn)物通式(I)表示的全氟烷基乙??； 其中，全氟烷基乙基碘與無機(jī)堿的摩爾比為1:1?1:50; 全氟烷基乙基碘與加入的相轉(zhuǎn)移催化劑摩爾比為1:0.1 — 1:100； 所述的全氟烷基乙烯的通式為CF3(CF2)nCH = CH2(I),其中n = 0-19之間的整數(shù);所述的全氟烷基乙基碘的通式為CF3(CF2)nCH2CH21 (II )，其中η = O-19之間的整數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的全氟烷基乙基碘與無機(jī)堿的摩爾比為1:1?1:10。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的全氟烷基乙基碘與相轉(zhuǎn)移催化劑的摩爾比為10:1?0.1:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的無機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸鈉、磷酸氫鈉、次氯酸鈉、次溴酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、磷酸鉀、磷酸氫鉀、次氯酸鉀、次溴酸鉀、氨水中的一種或多種以任意比例的混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的無機(jī)堿選自氫氧化鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉、氨水中的任意一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基溴化銨、三乙基十六烷基溴化銨、三乙基芐基溴化銨、溴化三乙基十六烷基膦、氯化四苯基膦、三烷基胺、18-冠-6、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600、聚乙二醇-800、聚乙二醇-1000中的一種或多種任意比例的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的相轉(zhuǎn)移催化劑選自四丁基溴化銨、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600中的任意一種。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的相轉(zhuǎn)移催化劑選自四丁基溴化銨、聚乙二醇-400中的任意一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述消去反應(yīng)的反應(yīng)溫度為O°C?80°C，反應(yīng)時間為8?24小時。
【文檔編號】C07C21/18GK105837397SQ201610248223
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】劉楨, 張雪梅, 陽龑, 萬仁軍, 張宗林
【申請人】四川西艾氟科技有限公司