本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种七氟异丁酸甲酯的制备方法。
背景技术：
七氟异丁酸甲酯可用于高压绝缘气体七氟异丁腈的合成，是重要的含氟中间体。目前七氟异丁酸酯类的合成,首先是氯甲酸甲酯与氟化钾反应，经后处理得到氟甲酸甲酯，再与全氟丙烯反应得到七氟异丁酸酯。
然而，上述反应存在以下缺点：1、该反应原料氯甲酸甲酯为剧毒品，严格管制，不易得到；2、氟甲酸甲酯单步收率极低，反应不经济；3、反应分两步进行，操作相对繁琐。
技术实现要素：
本发明提供了一种七氟异丁酸甲酯的制备方法，解决了现有的七氟异丁腈制备方法中，原料毒性大，不易得，反应为分步反应，操作繁琐，且中间反应收率低，反应不经济的技术问题。
其具体技术方案如下：
本发明提供了一种七氟异丁酸甲酯的制备方法，包括以下步骤：
在氮气或惰性气体置换保护下，将碳酸二甲酯、碱金属氟化物和全氟丙烯进行反应，得到七氟异丁酸甲酯。
上述保护气体优选为氮气。
优选地，所述碳酸二甲酯与所述全氟丙烯的摩尔比为1：1～1.2：1，更优选为1.1：1；
所述碱金属氟化物与所述全氟丙烯的摩尔比为1：1～1.2：1，更优选为1.1：1。
优选地，所述碱金属氟化物选自氟化钾或氟化钠，更优选为氟化钾。
优选地，所述反应还需加入催化剂；
所述催化剂为相转移催化剂。
本发明实施例中，实施例一至实施例三未加入相转移催化剂，实施例四加入了相转移催化剂，其中，加入了相转移催化剂得到的七氟异丁酸甲酯的收率可达到83.2％。
优选地，所述相转移催化剂用量为所述全氟丙烯用量的1mol％～3mol％，更优选为2mol％。
更优选地，所述相转移催化剂选自18-冠醚-6或四丁基氯化铵。
优选地，所述反应的溶剂为非质子溶剂。
更优选地，所述非质子溶剂选自苯甲腈、乙腈、n,n-二甲基甲酰胺、二乙二醇二甲醚或乙二醇二甲醚，进一步优选为乙腈或二乙二醇二甲醚，最优选为乙腈。
优选地，所述反应温度为50℃～100℃，更优选为70℃；
所述反应时间为9h～15h。
更优选地，反应时间为9h和15h。
优选地，所述反应结束后，所述得到七氟异丁酸甲酯前，还包括：释放未反应的所述全氟丙烯后，对所述反应结束后的反应液进行蒸馏，收集馏分。
优选地，所述馏分为35℃-37℃的馏分。
优选地，所述释放未反应的所述全氟丙烯在冰水浴的环境下进行。
在冰水浴的环境下，产物沸点较低，在冰水浴中将未反应的全氟丙烯放出，可减少产物被带出的可能性。
优选地，所述反应的装置为反应釜；
所述全氟丙烯充入所述反应釜时的温度为-70℃～-50℃，更优选为-70℃。
全氟丙烯沸点为-29.6℃，要使全氟丙烯液化充入，需要在低于其沸点的情况下进行。
本发明实施例提供的七氟异丁酸甲酯的制备方法反应式具体如下：
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明采用廉价易得的碳酸二甲酯代替严格管制的剧毒品氯甲酸甲酯作为制备七氟异丁酸甲酯的原料，采用一锅法合成七氟异丁酸甲酯，简化了制备过程，另外，本发明制备方法制得的七氟异丁酸甲酯收率高，从本发明实施例实验数据可知，七氟异丁酸甲酯收率最高可达到73.6％。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种七氟异丁酸甲酯的制备方法，用于解决现有的七氟异丁腈制备方法中，原料毒性大，不易得，反应为分步反应，操作繁琐，且中间反应收率低，反应不经济的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
氮气置换保护下，在500ml干燥高压釜中依次加入氟化钾12.76g(0.22mol)，碳酸二甲酯19.81g(0.22mol)，溶剂乙腈100ml，在-70℃下缓慢充入全氟丙烯30.00g(0.20mol)，在70℃下反应15h。反应结束后，在冰水浴中打开高压釜阀门，缓慢放出未反应的全氟丙烯，剩余反应液进行简单蒸馏，收集35-37℃馏分，得到产品七氟异丁酸甲酯33.29g，收率73.0％。
实施例二
氮气置换保护下，在500ml干燥高压釜中依次加入氟化钠9.24g(0.22mol)，碳酸二甲酯19.81g(0.22mol)，溶剂乙腈100ml，在-70℃下缓慢充入全氟丙烯30.00g(0.20mol)，在70℃下反应15h。反应结束后，在冰水浴中打开高压釜阀门，缓慢放出未反应的全氟丙烯，剩余反应液进行简单蒸馏，收集35-37℃馏分，得到产品七氟异丁酸甲酯33.56g，收率73.6％。
实施例三
氮气置换保护下，在500ml干燥高压釜中依次加入氟化钾12.76g(0.22mol)，碳酸二甲酯19.81g(0.22mol)，溶剂二乙二醇二甲醚100ml，在-70℃下缓慢充入全氟丙烯30.00g(0.20mol)，在70℃下反应15h。反应结束后，在冰水浴中打开高压釜阀门，缓慢放出未反应的全氟丙烯，剩余反应液进行简单蒸馏，收集35-37℃馏分，得到产品七氟异丁酸甲酯29.77g，收率65.3％。
实施例四
氮气置换保护下，在500ml干燥高压釜中依次加入氟化钾12.76g(0.22mol)，相转移催化剂18-冠醚-61.056g(4nmol)，碳酸二甲酯19.81g(0.22mol)，溶剂乙腈100ml，在-70℃下缓慢充入全氟丙烯30.00g(0.20mol)，在70℃下反应9h。反应结束后，在冰水浴中打开高压釜阀门，缓慢放出未反应的全氟丙烯，剩余反应液进行简单蒸馏，收集35-37℃馏分，得到产品七氟异丁酸甲酯37.90g，收率83.2％。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。