一种电离制备全氯乙烷和全氯丁烷的方法与流程

本发明涉及化学制备领域，具体涉及一种电离四氯化碳制备全氯丁烷的方法。

背景技术：

全氯乙烷又称六氯乙烷，即乙烷中全部的氢原子被氯原子取代的化合物，分子式c2c16，熔点186～187℃，融化时可升华，全氯乙烷有樟脑香气，不溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂。

全氯乙烷可作有机合成中间体，如于生产氟里昂-113、农药、医药、兽药等；也可用作添加剂，如除泡剂、铝制品的脱气剂、切消油添加剂以及聚氯乙烯助增塑剂、润滑油添加剂等；还可用作烟幕及驱虫、杀虫剂，如全氯乙烷与锌粉、氯化铵、过氯酸铵等按比例混合可用作烟雾生成剂，代替樟脑驱虫，用于兽蛭病及吸虫病和线虫病等的杀虫剂等。

现有专利201510573401.0及201410842332.4都公开了从四氯乙烯产生废液中提取全氯乙烷的方法，虽然实现了废弃物的回收再利用，但是存在效率较低，成本较高等缺陷。现有专利ru2185365公开了以四氯化碳为原料，丙酮或乙醇作溶剂，mn络合物为催化剂(mncl2、mn(ac)2等)，在200℃下，高压反应釜中碳耦合制备全氯乙烷的方法，虽然此方法产率可达90％以上，但是反应条件比较苛刻，反应中会产生hcl，从而腐蚀高压反应釜，同时其反应的原子利用效率较低，产生的废液较多。

另外关于全氯丁烷文献及专利中的报道非常少，仅专利ep172595及ep173390中涉及了一种使用全氯丁二烯氯化制备全氯丁烷的合成方法，使用全氯丁二烯为原料合成全氯丁烷，不但成本高，而且产率较低。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种电离四氯化碳制备全氯丁烷的方法，使用此装置方法可高效的高效制备全氯乙烷，并可通过电离全氯乙烷获得全氯丁烷，不但成本低，产率高，原子利用率100％，且反应中不使用任何溶剂，合成方法绿色环保。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种电离制备全氯乙烷和全氯丁烷的方法，包括如下步骤：

s1、通过双排管系统将真空电离反应瓶抽真空，并将瓶中的空气置换为氮气；

s2、在氮气保护下，取下反应瓶的真空旋塞，向瓶中加入0.5g的四氯化碳，然后将高真空旋塞与旋塞螺纹连接口螺纹连接，密闭反应瓶；

s3、将反应瓶置于液氮中冷冻，四氯化碳完全冻结后，打开高真空旋塞，并将反应瓶抽真空至1.0pa，密闭反应瓶，然后将反应瓶解冻，恢复至室温，在室温高真空下，四氯化碳充分气化；

s4、打开电火花真空检测器释放电火花，通过钨丝电极将电火花引入到反应瓶内，电离气化的四氯化碳，连续电离2小时，四氯化碳完全转化为全氯乙烷；

s5、通过双排管系统上将上述反应瓶抽真空，将瓶中的空气置换为氮气，在氮气保护下，取下反应瓶的真空旋塞，并向瓶中加入0.5g所得的全氯乙烷，然后将高真空旋塞与旋塞螺纹连接口螺纹连接，密闭反应瓶；

s6、将反应瓶置于液氮中冷冻，全氯乙烷完全冻结后，打开高真空旋塞，并将反应瓶抽真空至2.0pa，密闭反应瓶；然后将反应瓶解冻，恢复至室温，将反应瓶加热至100℃，高温高真空下，全氯乙烷充分气化；

s7、打开电火花真空检测器释放电火花，通过钨丝电极将电火花引入到反应瓶中，电离气化的全氯乙烷。连续电离1.5小时，全氯乙烷完全转化为全氯丁烷。

本发明具有以下有益效果：

反应产率高达97％以上，无副反应，且反应原子利用高，反应不需使用任何溶剂及重金属催化剂，成本相对较低；同时电离反应的副产物为氯气，氯气可回收利用，反应过程绿色环保。

附图说明

图1为本发明实施例中所使用的电离反应装置的结构示意图。

图2为本发明实施例中所使用的电离反应装置的高真空旋塞的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下实施例中所使用的电离反应装置如图1-2所示，包括高压电源装置6和真空电离反应瓶1，所述真空电离反应瓶1包括反应容器2、钨丝电极3和高真空旋塞4，钨丝电极3一端穿过反应容器2的侧壁，且与反应容器2烧结为一体，另一端裸露在外与高压电源装置相连，用于将电火花引入到反应容器2内，所述反应容器2上端设有一旋塞螺纹连接口5，上端一侧设有一a，所述高真空旋塞4通过螺纹与旋塞螺纹连接口5相连。所述高压电源装置采用电火花真空检测器，可产生180-210kv的强力电压，并且其高电压低电流使用安全，完全能满足电离反应的实验要求。所述钨丝电极材质为钨丝，高温下不易被氧化，易于和玻璃容器烧结为一体，在电离反应时钨丝也比较稳定不易与电离物质发生反应。所述反应容器2为玻璃材质，带有高真空阀门，反应容器的容积为200-250ml。所述高真空旋塞4为特氟龙材质，用于反应容器的真空密封。

实施例1

电离四氯化碳制备全氯乙烷

通过双排管系统上将真空电离反应瓶抽真空，将瓶中的空气置换为氮气。在氮气保护下，取下反应瓶的真空旋塞，并向瓶中加入0.5g的四氯化碳，然后将高真空旋塞与旋塞螺纹连接口螺纹连接，密闭反应瓶。将反应瓶置于液氮中冷冻，四氯化碳完全冻结后，打开高真空旋塞，并将反应瓶抽真空至1.0pa，密闭反应瓶。将反应瓶解冻，恢复至室温，在室温高真空下，四氯化碳充分气化；打开电火花真空检测器释放电火花，通过钨丝电极将电火花引入到反应瓶中，电离气化的四氯化碳。连续电离2小时，四氯化碳完全转化为全氯乙烷。

实施例2

电离全氯乙烷制备全氯丁烷

通过双排管系统上将真空电离反应瓶抽真空，将瓶中的空气置换为氮气。在氮气保护下，取下反应瓶的真空旋塞，并向瓶中加入0.5g的全氯乙烷，然后将高真空旋塞与旋塞螺纹连接口螺纹连接，密闭反应瓶。将反应瓶置于液氮中冷冻，全氯乙烷完全冻结后，打开高真空旋塞，并将反应瓶抽真空至2.0pa，密闭反应瓶。将反应瓶解冻，恢复至室温，将反应瓶加热至100℃，高温高真空下，全氯乙烷充分气化。打开电火花真空检测器释放电火花，通过钨丝电极将电火花引入到反应瓶中，电离气化的全氯乙烷。连续电离1.5小时，全氯乙烷完全转化为全氯丁烷。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。