氢氟烯基醚、制备方法及其应用与流程

本技术属于流体热传递。具体涉及一种氢氟烯基醚、它的制备方法以及它的作为传热介质的用途。

背景技术：

1、氢氟醚是一类重要的含氟流体，具有环境相对友好、热传递性能优异的特点。novec含氟流体是3m公司开发出的一类氢氟醚产品。其中，novec 7000的主要成分是1,1,1,2,2,3,3-七氟-3-甲氧基丙烷，其gwp100值为530，蒸发潜热为142kj/kg；novec 7100的主要成分为1,1,1,2,2,3,3,4,4-九氟-4-甲氧基丁烷和1,1,1,2,3,3-六氟-2-(三氟甲基)-3-甲氧基丙烷，其gwp100值为320，蒸发潜热为112kj/kg；novec 7200的主要成分为1-乙氧基-1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁烷和1-乙氧基-1,1,2,3,3,3-六氟-2-(三氟甲基)丙烷，其gwp100值为55，蒸发潜热为119kj/kg；novec 7300的主要成分为1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟-4-(三氟甲基)-3-甲氧基戊烷，其gwp100值为200，蒸发潜热为102kj/kg；novec 7500的主要成分为3-乙氧基-1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟-4-(三氟甲基)戊烷，其gwp100值为90，蒸发潜热为89kj/kg；novec 7700的主要成分为2,3,3,4,4,5-六氟-四氢-2,5-双(全氟-2-丙基)呋喃，其gwp100值为420，蒸发潜热为83kj/kg。

2、上述氢氟醚存在以下问题：(1)均属于饱和的氢氟醚，其gwp100值一般较高；(2)蒸发潜热较低，大多数不足100kj/kg；(3)由于这类氢氟醚的一端为全氟烷基，通过简单的反应难以合成得到，往往涉及电解氟化，例如cn106748712a 报道了1,1,1,2,2,3,3,4,4-九氟-4-甲氧基丁烷的合成方法，包括：(3a)首先由正丁酰氟在电解氟化槽中与氟化氢发生电解氟化得到全氟正丁酰氟，然后水解得到七氟正丁酸，其收率为38.16%；(3b)七氟正丁酸与氯化亚砜反应，得到全氟丁酰氯，其收率为97.8%；(3c)在dmf溶剂中，催化剂kf催化全氟丁酰氯与硫酸二甲酯在25℃反应5小时，得到1,1,1,2,2,3,3,4,4-九氟-4-甲氧基丁烷，其收率为94%。这类氢氟醚的合成路线冗长且复杂，起始原料(如：正丁酰氟)难以获得，合成效率低下，总收率仅为35%。上述问题的存在，严重影响了氢氟醚的应用和推广进程。

3、综上所述，目前市场上还没有一种氢氟醚同时满足蒸发潜热高、gwp100值低、合成路线简便高效的使用要求。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足，本技术提供了一种全新的、蒸发潜热高、gwp100值低的氢氟烯基醚。本技术还提供了在碱作用下，卤代烯烃与醇发生反应制备氢氟烯基醚的方法，其具有合成路线简便高效的特点。本技术还提供了上述氢氟烯基醚作为在热源与散热器之间的传热流体的用途。

2、1. 一种氢氟烯基醚，其包含通式cf3ch=ch-or中一种或两种以上的化合物，其中，r为-cmh2m +1，m为自然数。

3、2.如项1所述的氢氟烯基醚，其中，所述cf3ch=ch-or为z-cf3ch=ch-or和/或e-cf3ch=ch-or。

4、3.如项1或2所述的氢氟烯基醚，其中，m =1、2、3、4或5。

5、4.如项3所述的氢氟烯基醚，其中，r为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、1,1-二甲基-1-丙基、3-甲基-2-丁基、3-甲基-1-丁基或者2,2-二甲基-1-丙基。

6、5. 如项4所述的氢氟烯基醚，其中，所述氢氟烯基醚为(e)-1-(甲氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(甲氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(乙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(乙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(正丙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(正丙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(异丙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(异丙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(正丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(正丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(异丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(异丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(仲丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(仲丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(叔丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(叔丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(正戊氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(正戊氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(2-戊氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(2-戊氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(3-戊氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(3-戊氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(2-甲基-1-丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(2-甲基-1-丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(1,1-二甲基-1-丙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(1,1-二甲基-1-丙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(3-甲基-2-丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(3-甲基-2-丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(3-甲基-1-丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(3-甲基-1-丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(e)-1-(2,2-二甲基-1-丙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(2,2-二甲基-1-丙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、优选为(z)-1-(甲氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(乙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(正丙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(异丙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(正丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(异丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(仲丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(叔丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(正戊氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(2-戊氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(3-戊氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(2-甲基-1-丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(1,1-二甲基-1-丙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(3-甲基-2-丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(3-甲基-1-丁氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯、(z)-1-(2,2-二甲基-1-丙氧基)-3,3,3-三氟-1-丙烯。

7、6.一种制备如项1~5中任一项所述的氢氟烯基醚的方法，其中，如下获得通式为cf3ch=ch-or的氢氟醚：使通式为cf3ch=chx的化合物与醇r-oh在碱的存在下发生反应，其中x为氟、氯、溴或碘。

8、7.如项6所述的方法，其中，所述通式为cf3ch=chx的化合物为z-1-氯-3,3,3-三氟丙烯、e-1-氯-3,3,3-三氟丙烯、z-1-溴-3,3,3-三氟丙烯、e-1-溴-3,3,3-三氟丙烯、z-1-碘-3,3,3-三氟丙烯或e-1-碘-3,3,3-三氟丙烯；优选为z-1-氯-3,3,3-三氟丙烯、z-1-溴-3,3,3-三氟丙烯或z-1-碘-3,3,3-三氟丙烯。

9、8.如项6所述的方法，其中，所述醇r-oh为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、1,1-二甲基-1-丙醇、3-甲基-2-丁醇、3-甲基-1-丁醇或2,2-二甲基-1-丙醇中的任意一种。

10、9.如项6所述的方法，其中，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷或氢氧化铯。

11、10.如项6~9中任一项所述的方法，其中，进行所述反应时反应容器中cf3ch=chx与醇r-oh以及碱的物质的量之比为1∶5~100∶1~10。

12、11.如项10所述的方法，其中，进行所述反应时反应温度为30~120℃，反应压力为0.1~0.5mpa，反应时间为0.5~20h。

13、12.根据项6~11中任一项所述的方法，其中，当原料采用e-cf3ch=chx时，所得产物为e-cf3ch=chor；而当原料采用z-cf3ch=chx时，所得产物为z-cf3ch=chor。

14、13.如项1~5中任一项所述的氢氟烯基醚或者根据项6~12中任一项所述的方法制备得到的氢氟烯基醚作为传热介质，优选在热源与散热器之间的传热介质的用途。

15、本技术的技术方案实现的有益技术效果。

16、本技术提供的传热流体具有低的全球暖化潜值(gwp)、蒸发潜热高、合成简便高效的特点；本发明提供的传热流体对目前正在使用的材料和设备的兼容性好，不需要更换材料和设备即可更换流体进行使用。