[发明专利]一种环保型氢氟醚化合物及其制备方法

说明书

本发明公开一种环保型氢氟醚化合物及其制备方法，该方法包括：将端硅改性催化剂溶于有机溶剂后加入已除氧除水的高压反应釜中，然后加入多氟烯烃；以恒定速度连续通入含羟基有机化合物、多氟烯烃和有机溶剂，然后保持在恒定温度下进行反应，反应结束后降温；将得到的物料精分后得到环保型氢氟醚化合物。本发明的制备方法反应平稳快速且易控，效率高，选择性好，产物纯度超过99.75％，选择性超过97.0％以上，同时物料可循环套用，催化剂可回收套用30次以上，分离简便，溶剂与催化剂、溶剂与产物的沸点等性质差异大，更容易回收循环利用。此外，本发明的方法综合效率高，操作简便，生产成本低，更适合当代工业发展趋势。

技术领域

本发明涉及含氟新材料制备技术领域，具体地涉及一种环保型氢氟醚化合物及其制备方法。

背景技术

CFCs(氯氟烃)是一种最早应用于制冷和清洗行业的化学稳定性较好的物质，但也是破坏臭氧层的主要物质之一，造成温室效应和全球气候变暖，也直接导致了进入大气层的紫外线辐射的增加，对人体和动植物具有相当大的危害。近年来国内外谋求全球共生，绿色工业，对CFCs替代品的研产付出了诸多精力。其中氢氟醚类物质因其不含有氯、溴等消耗臭氧的元素成为现代工业的理想物质，其是含有C、H、F、O等元素构成的杂原子化合物，具有无毒、不燃、稳定以及非常低的ODP值、GWP值的优点。

氢氟醚类化合物具有多种合成路线，例如醚的氟气或高价金属氟化合物氟化、醚电化学氟化、醇与卤代烃的取代反应、醇与含氟烯烃的加成反应等方法。醚类氟化方法中虽然F₂活性最高，但同时选择性也最差。金属氟化物氟化产率高但是成本昂贵，也限制了使用。电化学法可以合成隔离型氢氟醚，但是耗电量大且过程中一般需要大量无水氟化氢，产物含有大量的同分异构体，性质相近，几乎无法有效分离，并不适合工业应用。醇与卤代烃类的取代反应的条件较为苛刻如高温高压，并且收率低，周期长，基本已经淘汰。醇与氟烯烃的加成反应操作相对简单，反应条件温和，是目前具有工业化前景的合成制备方式。

例如，中国专利CN112142572A公开了一种合成氢氟醚的连续化工艺装置和方法，在反应釜内连续通入含催化剂的原料醇和四氟乙烯进行反应，连续出料经过蒸发器进行分离，产品和原料进入精馏系统进行进一步分离，分离后的原料返回原料罐，剩下的溶剂返回套用，原料醇的转化率为80-93％。该工艺生成物中含有大量的原料醇，分离困难。

再例如，中国专利申请CN113929562A公开了一种氟代醚的制备方法，其将醇或酚与氟代烯烃在溶剂中进行反应生成氟代醚，该氟代烯烃与醇或酚的摩尔比为0.8-1.2:1，催化剂与醇或酚的摩尔比为0.03-0.1:1，溶剂与醇或酚的质量比为0.5-4:1，醇或酚摩尔量的50-100％是在反应开始后以连续补加的方式加入的。但是该方法避免不了仍有烯醚物的产生，并且不易分离，其催化剂的损失大基本不能循环使用，另外催化剂的溶解性有限，这限制了反应的均一性，同时也是导致出现副反应的一个因素。

现有技术的合成制备方法存在效率低，选择性差，副产物如烯醚的产生，导致批次间稳定性差，生产成本高和产物料分离困难的问题，难以达到当代工业化生产要求。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种环保氟醚化合物的制备方法，解决了现有技术中的周期长、产率低的效率问题，选择性更高，副产物少且更易分离，反应过程平稳且可循环套用，成本降低，有利于实现工业化生产。具体地，本发明包括以下内容。

本发明的第一方面，提供一种环保型氢氟醚化合物的制备方法，其包括：

(1)将端硅改性催化剂溶于有机溶剂后加入已除氧除水的高压反应釜中，然后加入多氟烯烃；

(2)以恒定速度连续通入含羟基有机化合物、多氟烯烃和有机溶剂，然后保持在恒定温度下进行反应，反应结束后降温；

(3)将步骤(2)得到的物料精分后得到所述环保型氢氟醚化合物。