[发明专利]一种含氟醚类化合物气相氧化裂解反应合成酰氟类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种含氟醚类化合物气相氧化裂解反应合成酰氟类化合物的方法，它将含氟醚类化合物输入到汽化室内于180~220℃温度下加热汽化，汽化后的含氟醚类化合物与氧气一并通入反应管内进行高温反应，裂解生成的主要产物为酰氟类产品；其中所述含氟醚类化合物为氢氟醚化合物，其结构式为Rf1‑O‑Rf2，Rf1为C1~C10全氟烷基、Rf2为C1~C10氢氟烷基，或者Rf1和Rf2均为C1~C10氢氟烷基，所述C1~C10氢氟烷基中含有1~6个H原子，优选为1~4个H原子；所述酰氟类产品包含碳酰氟、全氟乙酰氟、全氟丙酰氟和全氟丁酰氟中的一种或两种以上气体。本发明采用的氢氟醚原料价格便宜，采用热裂解可以得到高价值的酰氟气，可以很好地应用于电子行业清洗剂、蚀刻剂、农药中间体、含氟材料单体等领域。

技术领域

本发明涉及氟化工领域，特别涉及一种含氟醚类化合物气相氧化裂解反应合成酰氟类化合物的方法。

背景技术

碳酰氟可用于半导体制造装置的清洗气和刻蚀气，有机化合物的氟化气和原料以及有机合成的中间体、氟化剂，作为半导体制造装置用的清洗气。三氟乙酰氟和全氟丙酰氟都是氟化工产业中的重要原料，三氟乙酰氟可以用作制备三氟乙酸、三氟碘甲烷等重要化工产品，全氟丙酰氟被3M公司用于和六氟丙烯反应，合成全氟己酮作为新型灭火剂，也可以用作制备含氟聚合物所必须的引发剂—全氟酰基过氧化物；三氟乙酰氟和全氟丙酰氟都可以用于电子行业清洗剂、蚀刻剂、农药中间体、含氟材料单体等。

目前碳酰氟的合成方法，主要有烯烃烷烃的热裂解、电氟化、氟气氟化和金属氟化物氟化等几种方法，中国专利CN109734070公开了废旧PTFE裂解成碳酰氟的方法，也是通过将废旧聚四氟乙烯洗净之后，切成100微米的小颗粒之后热裂解。相比较机械粉碎法而言，高温裂解并没有太大的优势，而且其得到的副产品需要进一步的提纯，并且分离困难。

专利CN109607507A公开了全氟化合物裂解制备碳酰氟的方法及碳酰氟。专利中介绍了全氟烯烃C＝C，全氟酰基氟-COF化物和全氟羰基氟化物-C(O)- 的高温裂解效果。

三氟乙酰氟目前的制备方法主要有全氟乙酰氯取代法、全氟乙酸转化法、乙酸酐电解法等。中国专利CN109534972公开了六氟丙烯二聚体裂解制备全氟五碳酮的方法，具体涉及一种六氟丙烯二聚体裂解制备全氟五碳酮的方法。制备方法包括：六氟丙烯二聚体进入氧化炉与氧气在第一催化剂条件下进行裂解反应；裂解产物分离得到三氟乙酰氟。专利实现了全氟烯烃化合物在氧气高温的条件下裂解生成全氟酰氟的情况。CN 109503365报道了通过裂解烯烃同时合成三氟乙酰氟和全氟丁酰氟的方法。CN1121064A报道了一种将三氯乙酰氯与无水氟化氢进行气相反应制备三氟乙酰氟的方法。

中国CN102260160A报道了同时制备碳酰氟和三氟乙酰氟的制备方法，将氧气和六氟丙烯气体于催化剂条件下在反应器内接触反应得到目标产物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含氟醚类化合物气相氧化裂解反应合成酰氟类化合物的方法。本发明的新型氧化裂解反应方法，可用于制备各类酰氟，通过选择不同的原料，主要裂解产物相应的为甲酰氟、全氟乙酰氟或全氟丙酰氟等。

所述的一种含氟醚类化合物气相氧化裂解反应合成酰氟类化合物的方法，其特征在于将含氟醚类化合物输入到汽化室内于180～220℃温度下加热汽化，汽化后的含氟醚类化合物与氧气一并通入反应管内进行高温反应，裂解生成的主要产物为酰氟类产品；其中所述含氟醚类化合物为氢氟醚化合物，其结构式为Rf1-O-Rf2，Rf1为C1～C10全氟烷基、Rf2为C1～C10氢氟烷基，或者Rf1 和Rf2均为C1～C10氢氟烷基，所述C1～C10氢氟烷基中含有1～6个H原子，优选为1～4个H原子；所述酰氟类产品包含碳酰氟、全氟乙酰氟、全氟丙酰氟和全氟丁酰氟中的一种或两种以上气体。

所述的一种含氟醚类化合物气相氧化裂解反应合成酰氟类化合物的方法，其特征在于氧气的体积流速与氢氟醚化合物的质量流速之比为2.5～30:1，优选为7.5～15:1，体积流速的单位是ml/min，质量流速单位是g/min。