一种无水四正烷基氟化铵的制备方法与流程

本发明涉及化学合成，尤其涉及一种无水四正烷基氟化铵的制备方法。

背景技术：

1、烷基氟化铵作为氟化试剂、相转移催化剂等被广泛应用于有机合成技术领域。烷基氟化铵吸水性较强，常以水合物形式存在或保存在有机溶剂当中，制备方法主要有氢氟酸水溶液与烷基氢氧化铵水溶液反应、烷基卤化铵与氟化物反应。第一种方法使用氢氟酸对设备有特殊要求，且产物易被烷基氟化氢铵(r4nhf2)所污染；第二种方法在水中进行反应，水不易除去。目前，关于四丁基氟化铵的报道较多，而其它四正烷基氟化铵的制备少有报道，中国专利cn104803858b公开了一种四丁基氟化铵三水合物的制备方法，四丁基铵盐与氟化钾在去离子水中反应，过滤、干燥得到四丁基氟化铵三水合物，由于反应在水中进行，很难获得无水产物。j.am.chem.soc.2005,127,2050-2051报导了四丁基氰化铵与六氟苯在低温下反应获得无水四丁基氟化铵的方法，该方法条件苛刻，很难实现工业化。目前市售的烷基氟化铵多为水合物，不适用于无水条件的情况，因此，开发一种无水烷基氟化铵的制备方法十分有意义。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种无水四正烷基氟化铵的制备方法，本发明提供一种低成本、高效率、低水分的一系列无水四正烷基氟化铵的制备方法。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、一种无水四正烷基氟化铵的制备方法，包括以下步骤：

4、将四正烷基铵盐溶于有机溶剂中，添加无机氟盐，摩尔比为1:1～2，10～30℃条件下避光搅拌反应0.5～8h，抽滤得到四正烷基氟化铵与有机溶剂的混合溶液，减压蒸馏去除部分有机溶剂，过量的氟盐析出，抽滤得到无水四正烷基氟化铵；随着碳个数增加，若在减蒸过程产物析出，需重复抽滤、有机溶剂洗涤、减蒸步骤，直至将无机盐完全去除。

5、所述四正烷基铵盐为一系列不同碳链长度的四正烷基溴化铵或烷基氯化铵，其结构式如式ⅰ所示：

6、

7、r＝c5h11，c6h13，c8h17，c10h21，c12h25

8、x＝cl，br   (式ⅰ)

9、具体为四戊基溴(氯)化铵、四己基溴(氯)化铵、四辛基溴(氯)化铵、四癸基溴(氯)化铵、四正十二烷基溴(氯)化铵的一种。

10、所述的无机氟盐为氟化银或氟化钾。

11、所述的有机溶剂为无水甲醇或无水乙醇。

12、所述的四正烷基铵盐与有机溶剂的质量比为1:1～1:10。

13、所述的减压蒸馏在10～30℃，1mbar～20mbar的压力进行，时间为1～10h。

14、所述的无水四正烷基氟化铵完全脱离溶剂会立刻变质，需保留部分溶剂。

15、本发明所述所有范围区间均包括端点。例如，“反应时间为0.5～8h。”表示反应时间t的范围为0.5h≤t≤8h。

16、本发明还提供通过上述制备方法得到的无水四正烷基氟化铵及其用途。

17、本发明的有益效果在于：

18、本发明的一种无水四正烷基氟化铵的制备方法，通过使用无水甲醇或无水乙醇作为溶剂，为得到无水四正烷基氟化铵提供了有利条件；在10～30℃下进行离子交换，反应条件温和、离子交换程度较高；操作简便，不需要使用氢氟酸，对设备无特殊要求；适用于不同碳链的四正烷基氟化铵的合成；本发明提供的方法制备得到的四正烷基氟化铵纯度大于99％，含水量低于0.1％，产品品质高。

技术特征：

1.一种无水四正烷基氟化铵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种无水四正烷基氟化铵的制备方法，其特征在于，所述四正烷基铵盐为一系列不同碳链长度的四正烷基溴化铵或烷基氯化铵，其结构式如式ⅰ所示：

3.如权利要求1所述的一种无水四正烷基氟化铵的制备方法，其特征在于，所述的无机氟盐为氟化银或氟化钾。

4.如权利要求1所述的一种无水四正烷基氟化铵的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为无水甲醇或无水乙醇。

5.如权利要求1所述的一种无水四正烷基氟化铵的制备方法，其特征在于，所述的四正烷基铵盐与有机溶剂的质量比为1:1～1:10。

6.如权利要求1所述的一种无水四正烷基氟化铵的制备方法，其特征在于，所述的减压蒸馏在10～30℃，1mbar～20mbar的压力进行，时间为1～10h。

7.如权利要求1所述的一种无水四正烷基氟化铵的制备方法，其特征在于，所述的无水四正烷基氟化铵保留有部分溶剂。

8.如权利要求1所述的一种无水四正烷基氟化铵的制备方法，其特征在于，所述的四正烷基铵盐与无机氟盐的摩尔比为1:1～2。

9.如权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的无水四正烷基氟化铵及其用途。

技术总结
本发明公开了一种无水四正烷基氟化铵的制备方法，通过使用无水甲醇或无水乙醇作为溶剂，为得到无水四正烷基氟化铵提供了有利条件；在10～30℃下进行离子交换，反应条件温和、离子交换程度较高；操作简便，不需要使用氢氟酸，对设备无特殊要求；适用于不同碳链的四正烷基氟化铵的合成；本发明提供的方法制备得到的四正烷基氟化铵的纯度大于99％，含水量低于0.1％，产品品质高。

技术研发人员：陈建波,张延强,胡志林,窦培豪
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院化工材料研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21