[发明专利]一种全氟-2-甲基-2-戊烯的制备方法

说明书

本发明公开了一种全氟‑2‑甲基‑2‑戊烯的制备方法，在催化剂和碱性物质的存在下，将六氟丙烯在溶剂中进行反应得到全氟‑2‑甲基‑2‑戊烯，所述六氟丙烯与催化剂的质量比为20～100:1，六氟丙烯与溶剂的质量比为1～15:1，六氟丙烯与碱性物质的质量比为10～100:1，反应温度为40～150℃，反应时间为3～12小时。本发明具有绿色环保、成本低、工艺简单、反应选择性高等优点。

技术领域

本发明涉及全氟烯烃类化合物技术领域，具体涉及一种全氟-2-甲基-2-戊烯的制备方法。

背景技术

六氟丙烯二聚体有两种异构体，一种是动力学异构体全氟-4-甲基-2-戊烯，另一种是热力学异构体全氟-2-甲基-2-戊烯。全氟-2-甲基-2-戊烯(1,1,1,3,4,4,5,5,5-nonafluoro-2-(trifluoromethyl)pent-4-ene)为全氟烯烃类化合物，沸点50.5℃，常温常压下为无色液体。全氟-2-甲基-2-戊烯具有两个反应活性位点，碳碳双键直接相连的氟原子和碳碳双键，这一特点使得全氟-2-甲基-2-戊烯易作为中间体合成表面活性剂、织物处理剂或纸张处理剂等；因其不含氯，不会破坏大气臭氧层，且具有一定活性的双键使其在大气中的寿命比饱和全氟烷烃短，在很多方面能替代氟氯烷烃(CFCs)，因此也可应用在电子元件的冷冻剂、灭火剂、泡沫材料的发泡剂和热转移剂等。

文献报道的全氟-2-甲基-2-戊烯的制备方法较多，但是通过这些方法制备得到的通常是全氟-2-甲基-2-戊烯和全氟-4-甲基-2-戊烯的混合物，且全氟-2-甲基-2-戊烯的占比较低。全氟-2-甲基-2-戊烯合成方法主要有两种，一种是以全氟-4-甲基-2-戊烯为原料经异构化反应制备得到全氟-2-甲基-2-戊烯，另一种是以六氟丙烯为原料齐聚合成全氟-2-甲基-2-戊烯。齐聚法分为气相齐聚法和液相齐聚法，气相齐聚法是以六氟丙烯为原料，不需要溶剂，利用金属氟化物、活性炭、金属氟化物附着在活性炭上作催化剂，该方法存在着高温带压的特点，对设备要求高，产物中全氟-2-甲基-2-戊烯含量较低，主要以全氟-4-甲基-2-戊烯或六氟丙烯三聚体为主。液相齐聚法是在极性溶剂(N,N’-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和乙腈等)和催化剂(氟化钾、硫腈酸钾、腈化钾、氟化铵等)的作用下发生齐聚反应，通过变更溶剂和催化剂来控制产物的生成，而冠醚的加入则可以提高催化剂在体系的溶解度，加快反应速率，该方法普遍应用于制备六氟丙烯二聚体，但主产物为全氟-4-甲基-2-戊烯，含量一般在90％以上。

如专利US4296265报道了全氟-2-甲基-2-戊烯的制备方法，将六氟丙烯气体在200℃条件下通过负载氟化钾的活性炭，得到二聚体(全氟-4-甲基-2-戊烯和全氟-2-甲基-2-戊烯)和三聚体的混合物，二聚体(全氟-4-甲基-2-戊烯和全氟-2-甲基-2-戊烯)的含量为32％，其中全氟-2-甲基-2-戊烯占87％。该反应存在一些不足之处，如对设备要求高，催化剂的高温处理繁琐，且全氟-2-甲基-2-戊烯的含量较低。

又如专利CN1056362C使用氰酸钾为催化剂，乙腈为溶剂制备全氟-2-甲基-2-戊烯，但是氰酸钾的毒性比较大，对环境的危害较大，不利于工业化生产。

又如David C.England使用CsF为催化剂，乙腈为溶剂，在0℃下六氟丙烯反应得到全氟-4-甲基-2-戊烯，然后将得到的全氟-4-甲基-2-戊烯加热到150℃得到全氟-2-甲基-2-戊烯。该反应催化剂CsF价格较高而且极易吸水，难以工业化使用。

再如Kirby V.等将六氟丙烯气体在氟化钾和冠醚催化体系、乙腈溶剂中，温度10～15℃搅拌过夜得到二聚体混合物，其中全氟-4-甲基-2-戊烯占73％，全氟-2-甲基-2-戊烯占27％。以上二聚体混合物以氟化钾和冠醚为催化体系，于DMA溶剂中加热回流13天得到含量大于95％的全氟-2-甲基-2-戊烯。然而该文献报道的制备方法存在反应时间长，催化剂的吸水性强等缺点。

以上报道的方法存在诸多缺点，如全氟-2-甲基-2-戊烯的含量较低，或者催化剂毒性大、易吸湿，或者对设备要求较高等。

发明内容