一种八氟代对二甲苯环二体及其合成方法与流程

本发明涉及化学合成技术领域，具体涉及一种八氟代对二甲苯环二体的合成方法及由所述合成方法合成得到的八氟代对二甲苯环二体。

背景技术：

派瑞林是美国联合碳化合物公司在20世纪60年代推出的一类新型高分子涂覆材料，它是对二甲苯的聚合物系列的通用名称，派瑞林以对二甲苯二聚体、聚氯代对二甲苯二聚体为原料，通过真空化学气相沉积工艺进行合成和涂覆，形成0.1～100微米的薄膜涂层，其活性分子的良好穿透力能在被涂覆物表面形成厚度均匀、连续致密无针孔的透明绝缘涂层，无溶剂、无污染、不损伤工件、具有优异的电绝缘性，给元件提供完整的优质防护，以抵御酸碱、盐雾、霉菌的侵害，作为固态涂料，涂敷过程中也不会聚集，因此派瑞林广泛应用于光电材料、磁性材料、生物医用、文物保护、以及军工等领域。

目前，根据分子结构的不同，派瑞林类材料可分为派瑞林n、派瑞林c、派瑞林f、派瑞林ht等多种类型，其中，派瑞林c、派瑞林n的原料价格便宜，使用范围最广，但派瑞林c、派瑞林n的耐高温性和抗紫外性能较差，应用效果有限；派瑞林ht的原料难以获得、制备效率较低，价格非常昂贵，使用范围最小；而派瑞林f具有良好的耐高温性、抗紫外性，同时具有更低的介电常数，透波性能好，更适合作为高频微波器件的防护材料，颇有应用前景。

派瑞林f为八氟代对二甲苯环二体的聚合物，文献报道的合成方法主要有两种：一种是以含三甲基硅基团的对二甲苯类衍生物为原料，通过氟化物诱导生成消除反应而得到，但使用强碱和氟化物容易对环境产生很大的污染，并且原料价格很高、生产成本较高；另外一种是以季铵盐类原料通过霍夫曼消除反应而得到，反应中需要使用大量的三甲胺及氢氧化钠，对环境造成的污染更大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种八氟代对二甲苯环二体的新的合成方法，用于解决相关技术中八氟代对二甲苯环二体的合成方法对环境污染大的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种八氟代对二甲苯环二体的合成方法，所述八氟代对二甲苯环二体的合成方法以2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯为原料，其包括以下步骤：

步骤一、向反应器中加入锌粉、溶剂、阻聚剂以及催化剂，搅拌均匀并加热，温度保持50～80℃，其中，所述锌粉、溶剂、阻聚剂、催化剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为1.1～10：4～45：0.01～0.2：0.01～0.2：1；

步骤二、将2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯用溶剂溶解，滴加至所述反应器中，得到反应液，其中，所述溶剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为1～5:1；

步骤三、过滤步骤二得到的所述反应液，再经蒸馏得到粗产品；

步骤四、将步骤三得到的所述粗产品进行脱色和提纯，再经干燥得到八氟代对二甲苯环二体。

优选地，所述溶剂为对二甲苯、甲苯、四氢呋喃、二氧六环、二甲基甲酰胺、乙腈中的任意一种或者至少两种的组合。

优选地，步骤一中所述阻聚剂为对苯酚单丁醚、叔丁基邻苯二酚中的任意一种或者至少两种的组合。

优选地，步骤一中所述催化剂为冠醚、聚乙二醇、以及四丁基氯化铵中的任意一种或者至少两种的组合。

优选地，步骤二还包括滴加完成后的保温步骤，保温1～3小时得到所述反应液。

优选地，步骤三还包括过滤所述反应液之前的降温步骤，降温后过滤所述反应液。

优选地，步骤四中所述脱色为活性炭脱色。

优选地，所述活性炭与所述2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为0.01～0.1:1。

优选地，步骤四中所述提纯的过程为：

将脱色后的粗产品进行过滤；

将过滤后的粗产品进行重结晶；

将重结晶后的粗产品进行再过滤。

本发明还提供一种八氟代对二甲苯环二体，所述八氟代对二甲苯环二体按照上述任一项合成方法合成得到。

相比于现有技术，本发明提供的八氟代对二甲苯环二体及其合成方法具有以下优势：

本发明提供了一种新的合成方法，经过一步反应就可以合成目标产物八氟代对二甲苯环二体，原料便宜低毒，过程简单产率高、选择性好、工艺安全稳定，不需要使用强碱等物质，减少对环境的污染，从而进一步拓展了派瑞林f的应用。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：

图1示出了本发明一种优选实施方式的八氟代对二甲苯环二体的合成方法的工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本发明提供一种八氟代对二甲苯环二体的合成方法，以2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯为原料，所述八氟代对二甲苯环二体的合成方法包括以下步骤：

步骤s1、向反应器中加入锌粉、溶剂、阻聚剂以及催化剂，搅拌均匀并加热，温度保持50～80℃；其中，所述锌粉、溶剂、阻聚剂、催化剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为1.1～10：4～45：0.01～0.2：0.01～0.2：1。

所述反应器为具有温度计、机械搅拌装置的反应器，温度计便于随时检测温度，机械搅拌装置便于搅拌均匀。

所述溶剂为对二甲苯、甲苯、四氢呋喃、二氧六环、二甲基甲酰胺、乙腈中的任意一种或者至少两种的组合。对二甲苯为无色透明液体，具有芳香气味，能与乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂混溶；甲苯为无色澄清液体，有苯样气味，有强折光性，能与乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶，极微溶于水，易燃，高浓度气体有麻醉性，有刺激性；四氢呋喃是一种无色、可与水混溶、在常温常压下有较小粘稠度的有机液体，一种中等极性非质子性溶剂；二氧六环又名二恶烷，有机化合物，别名1,4-二氧己环，无色液体，稍有香味；二甲基甲酰胺是一种透明液体，能和水及大部分有机溶剂互溶，一种高沸点的极性(亲水性)非质子性溶剂，纯二甲基甲酰胺有特殊臭味，工业级或变质的二甲基甲酰胺则有鱼腥味，因其含有二甲基胺的不纯物；乙腈又名甲基氰，无色液体，极易挥发，有类似于醚的特殊气味，有优良的溶剂性能，能溶解多种有机、无机和气体物质，与水和醇无限互溶，乙腈能发生典型的腈类反应，并被用于制备许多典型含氮化合物，是一个重要的有机中间体，可代替氯化溶剂。

所述阻聚剂为对苯酚单丁醚、叔丁基邻苯二酚中的任意一种或者至少两种的组合。叔丁基邻苯二酚是一种白色或淡黄色粉末，溶于甲醇、四氯化碳、苯、乙醚、乙醇及丙酮。阻聚剂是一种工业助剂，用于防止聚合作用的进行，阻聚剂分子与链自由基反应，形成非自由基物质或不能引发的低活性自由基，从而使聚合终止。对苯酚单丁醚、叔丁基邻苯二酚作为阻聚剂，在室温下有效，而在适当高的温度就失去阻聚作用，所以不必特意脱除，使用方便。

所述催化剂为冠醚、聚乙二醇、以及四丁基氯化铵中的任意一种或者至少两种的组合。冠醚，是分子中含有多个-氧-亚甲基-结构单元的大环多醚，冠醚的空穴结构对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂，能与正离子，尤其是与碱金属离子络合，并且随环的大小不同而与不同的金属离子络合；聚乙二醇无毒、无刺激性、味微苦，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性；四丁基氯化铵为无色或淡褐色结晶，易潮解，易溶于水、乙醇、氯仿和丙酮，微溶于苯和乙醚，有刺激性。

本步骤中先加入锌粉、溶剂等搅拌均匀，可以防止锌粉沉入反应器的底部，难以搅拌。

步骤s2、将2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯用溶剂溶解，滴加至所述反应器中，滴加完成后保温1～3小时，得到反应液，其中，所述溶剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为1～5:1；

其中，化学反应式为：

此步骤中，以2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯和锌粉为原料，一步反应就可以合成目标产物八氟代对二甲苯环二体，过程简单、工艺安全稳定、选择性好，不需要使用强碱等物质，减少对环境的污染，所述2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯作为农药四氟苯菊酯的中间体，价格便宜，易大量获得；同时滴加溶剂溶解后的2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯时应缓慢匀速滴加，使得反应缓慢而均匀的进行，滴加的时间为12～18小时。

步骤s3、降温之后，过滤步骤s2得到的所述反应液，再经蒸馏后得到粗产品；

所述蒸馏为减压蒸馏，用以将溶剂蒸馏出来，并可以回收再使用，不仅降低生产成本而且可以减少对环境的污染；未反应的锌粉经过滤后也可以回收再利用，进一步减少成本。

步骤s4、将步骤s3得到的所述粗产品进行脱色和提纯，再经干燥得到八氟代对二甲苯环二体。

所述脱色为活性炭脱色，所述活性炭与所述2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为0.01～0.1:1。活性炭，是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳，具有很大的比表面积，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有良好的吸附能力，广泛应用于生产、生活中，此步骤中采用活性炭脱色，活性炭价格低廉易获得、脱色效果佳。

所述提纯的过程为：

将脱色后的粗产品进行过滤；

将过滤后的粗产品进行重结晶；

将重结晶后的粗产品进行再过滤。

经过提纯后，制得的所述成品八氟代对二甲苯环二体中杂质少、精度高。

实施例1

将装有温度计、机械搅拌装置的2l三口瓶做反应器，向反应器中加入锌粉、溶剂乙腈、阻聚剂叔丁基邻苯二酚以及催化剂冠醚，搅拌均匀并加热，温度保持50℃；其中，所述锌粉、溶剂、阻聚剂、催化剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为1.1：4：0.01：0.01：1；

将2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯用溶剂乙腈溶解，滴加至所述反应器中，滴加完成后保温2小时，得到反应液，其中，所述溶剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为1:1；

降温之后，过滤所述反应液，再经蒸馏后得到粗产品；将所述粗产品通过活性炭脱色、再经提纯-干燥得到八氟代对二甲苯环二体，其中，所述活性炭与所述2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为0.01:1。

通过本实施例提供的合成方法，制得成品八氟代对二甲苯环二体44.5g，产率50.5％。

实施例2

将装有温度计、机械搅拌装置的2l三口瓶做反应器，向反应器中加入锌粉、溶剂对二甲苯、阻聚剂叔丁基邻苯二酚以及催化剂四丁基氯化铵，搅拌均匀并加热，温度保持60℃；其中，所述锌粉、溶剂、阻聚剂、催化剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为10：45：0.2：0.2：1；

将2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯用溶剂对二甲苯溶解，滴加至所述反应器中，滴加完成后保温1.5小时，得到反应液，其中，所述溶剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为5:1；

降温之后，过滤所述反应液，再经蒸馏后得到粗产品；将所述粗产品通过活性炭脱色、再经提纯-干燥得到八氟代对二甲苯环二体，其中，所述活性炭与所述2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为0.1:1。

通过本实施例提供的合成方法，制得成品八氟代对二甲苯环二体48g，产率54.5％。

实施例3

将装有温度计、机械搅拌装置的2l三口瓶做反应器，向反应器中加入锌粉、溶剂四氢呋喃、阻聚剂对苯酚单丁醚以及催化剂聚乙二醇，搅拌均匀并加热，温度保持70℃；其中，所述锌粉、溶剂、阻聚剂、催化剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为5：24：0.1：0.1：1；

将2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯用溶剂四氢呋喃溶解，滴加至所述反应器中，滴加完成后保温1小时，得到反应液，其中，所述溶剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为3:1；

降温之后，过滤所述反应液，再经蒸馏后得到粗产品；将所述粗产品通过活性炭脱色、再经提纯-干燥得到八氟代对二甲苯环二体，其中，所述活性炭与所述2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为0.05:1。

通过本实施例提供的合成方法，制得成品八氟代对二甲苯环二体44.5g，产率50.5％。

实施例4

将装有温度计、机械搅拌装置的2l三口瓶做反应器，向反应器中加入锌粉、溶剂二氧六环、阻聚剂叔丁基邻苯二酚以及催化剂四丁基氯化铵，搅拌均匀并加热，温度保持80℃；其中，所述锌粉、溶剂、阻聚剂、催化剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为2.5：14：0.05：0.05：1；

将2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯用溶剂二氧六环溶解，滴加至所述反应器中，滴加完成后保温3小时，得到反应液，其中，所述溶剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为1.5:1；

降温之后，过滤所述反应液，再经蒸馏后得到粗产品；将所述粗产品通过活性炭脱色、再经提纯-干燥得到八氟代对二甲苯环二体，其中，所述活性炭与所述2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为0.025:1。

通过本实施例提供的合成方法，制得成品八氟代对二甲苯环二体51.2g，产率58.2％。

实施例5

将装有温度计、机械搅拌装置的2l三口瓶做反应器，向反应器中加入锌粉、溶剂甲苯、阻聚剂对苯酚单丁醚以及催化剂四丁基氯化铵，搅拌均匀并加热，温度保持80℃；其中，所述锌粉、溶剂、阻聚剂、催化剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为7.5：34：0.15：0.15：1；

将2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯用溶剂甲苯溶解，滴加至所述反应器中，滴加完成后保温3小时，得到反应液，其中，所述溶剂与2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为3.5:1；

降温之后，过滤所述反应液，再经蒸馏后得到粗产品；将所述粗产品通过活性炭脱色、再经提纯-干燥得到八氟代对二甲苯环二体，其中，所述活性炭与所述2,3,5,6-四氟对二氯甲基苯的质量比为0.075:1。

通过本实施例提供的合成方法，制得成品八氟代对二甲苯环二体49.3g，产率56.0％。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。