一种全氟己酮的制备方法与流程

本申请涉及有机化学合成制备，特别涉及一种全氟己酮的制备方法。

背景技术：

1、全氟己酮（1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-三氟甲基-戊-3-酮，分子式：cf3cf2c(o)cf(cf3)2）具有臭氧损耗潜能值（odp）为0，全球温室效应潜能值（gwp）为1的特性，克服了第一代哈龙替代物具有使全球变暖和导致气候变化的缺陷，被认为是哈龙灭火剂的理想替代品之一。全氟己酮灭火剂以液态形式储存，向保护区喷放时可以迅速蒸发并覆盖整个保护区，利用吸热方式可实现对灭火对象的快速降温。具有诸多优点，如绿色环保，对环境、人体的危害近为零；常温下为无色液体，易汽化，易于存储，吸热能力强；灭火性能优良，可用来保护精密贵重设备；释放后不遗留残留物，运输方便等。相关技术中全氟己酮的合成路线有多种，大都以六氟丙烯、环氧六氟丙烷、全氟丙酰氟、六氟丙烯二聚体等为原料。如文献（synthesis of perfluorinated ethyl ketones, zh. khim., 1978, 23 (2) 236-237）报导了先由六氟丙烯生成六氟环氧丙烷，然后在催化条件下与另一分子的六氟丙烯继续反应得到全氟己酮，该工艺包括两步加成反应，从分子利用率上来看十分理想，但基于现有报道的结果可知，其反应选择性较差，副反应多，粗产品中含全氟乙基异丙基酮34. 60%，全氟乙基正己基酮42. 6%及全氟乙基正壬基酮8%，即三聚体氧化物和四聚体氧化物较多，全氟己酮产率低，不利于工业化生产。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述问题，本申请提供一种全氟己酮的制备方法，能够显著提高全氟己酮的产率，具体技术方案如下：

2、一方面，本申请提供一种全氟己酮的制备方法，以七氟-2-碘代丙烷和五氟丙酰氯为原料通过一步反应制得全氟己酮，所述一步反应为取代反应，所述一步反应中采用的溶剂为全氟溶剂。

3、可能的实施方式中，所述全氟溶剂为全氟三正丁基胺、全氟三乙基胺、全氟-2-丁基四氢呋喃、全氟己烷中的一种或多种组分的复合物。

4、可能的实施方式中，所述一步反应采用的所述七氟-2-碘代丙烷、所述五氟丙酰氯和所述全氟溶剂间的摩尔比为1:(0.9-1.1):(20-100)。

5、可能的实施方式中，所述一步反应的反应温度为0-50℃，反应时长为2-6h。

6、可能的实施方式中，在进行所述一步反应之前，所述制备方法还包括：以七氟丙烷和碘蒸气为原料在催化剂的作用下进行气相反应，得到所述七氟-2-碘代丙烷。

7、可能的实施方式中，所述气相反应中，所述七氟丙烷与所述碘蒸气间的混合摩尔比为1:2-1:5，所述七氟丙烷和所述碘蒸气形成的混合气与催化剂的接触时间为5-10s。

8、可能的实施方式中，所述气相反应的反应温度为200-400℃。

9、可能的实施方式中，所述催化剂为csf2与氟化碳的复合材料或为kf与氟化碳的复合材料。

10、可能的实施方式中，所述催化剂中的氟化碳为氟化石墨、氟化活性炭、氟化膨胀石墨中的一种或多种组分的复合物。

11、另一方面，本申请提供一种全氟己酮，所述全氟己酮采用上述全氟己酮的制备方法制得。

12、另一方面，本申请提供一种如上述的全氟己酮在灭火材料中的应用。

13、基于上述技术方案，本申请具有以下有益效果：

14、本申请以七氟-2-碘代丙烷和五氟丙酰氯为原料通过一步反应制得全氟己酮，一步反应为取代反应，一步反应中采用的溶剂为全氟溶剂。七氟-2-碘代丙烷和五氟丙酰氯均为工业级化工产品，原料来源广泛、易于获取，且相较于五氟丙酰氟，五氟丙酰氯的成本低廉，此外，该反应的反应路线短、原料转化率和产物产率高，且通过采用全氟溶剂构建反应体系的全氟环境，有利于进一步促进反应的转化率和产率，产率可达94%以上，适用于工业化生产。

技术特征：

1.一种全氟己酮的制备方法，其特征在于，以七氟-2-碘代丙烷和五氟丙酰氯为原料通过一步反应制得全氟己酮，所述一步反应为取代反应，所述一步反应中采用的溶剂为全氟溶剂。

2.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，所述全氟溶剂为全氟三正丁基胺、全氟三乙基胺、全氟-2-丁基四氢呋喃、全氟己烷中的一种或多种组分的复合物。

3.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，所述一步反应采用的所述七氟-2-碘代丙烷、所述五氟丙酰氯和所述全氟溶剂间的摩尔比为1:(0.9-1.1):(20-100)。

4.根据权利要求1中所述的制备方法，其特征在于，所述一步反应的反应温度为0-50℃，反应时长为2-6h。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，在进行所述一步反应之前，所述制备方法还包括：

6.根据权利要求5中所述的制备方法，其特征在于，所述气相反应中，所述七氟丙烷与所述碘蒸气间的混合摩尔比为1:2-1:5，所述七氟丙烷和所述碘蒸气形成的混合气与催化剂的接触时间为5-10s。

7.根据权利要求5中所述的制备方法，其特征在于，所述气相反应的反应温度为200-400℃。

8.根据权利要求5中所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为csf2与氟化碳的复合材料或为kf与氟化碳的复合材料。

9.根据权利要求8中所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂中的氟化碳为氟化石墨、氟化活性炭、氟化膨胀石墨中的一种或多种组分的复合物。

技术总结
本申请涉及有机化学合成制备技术领域，特别涉及一种全氟己酮的制备方法，该制备方法以七氟‑2‑碘代丙烷（1,1,1,2,3,3,3‑七氟‑2‑碘丙烷）和五氟丙酰氯为原料通过一步反应制得全氟己酮，一步反应为取代反应，一步反应中采用的溶剂为全氟溶剂。七氟‑2‑碘代丙烷和五氟丙酰氯均为工业级化工产品，原料来源广泛、易于获取，且相较于五氟丙酰氟，五氟丙酰氯的成本低廉，此外，该反应的反应路线短、原料转化率和产物产率高，适用于工业化生产。

技术研发人员：李飞
受保护的技术使用者：哲弗智能系统（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15