一种全氟烷基乙烯的合成方法
【专利摘要】本发明提供了一种全氟烷基乙烯的合成方法，将全氟烷基乙基碘与无机碱的水溶液搅拌混合，再加入相转移催化剂，搅拌加热，在0℃～100℃下进行消去反应，反应结束后，反应液冷却至室温静置分层，分液取下层有机相，洗涤得到产物全氟烷基乙烯；该方法操作过程简单，反应条件温和，产物提纯简单，避免使用溶剂，同时相转移催化剂可循环使用，节约成本，安全环保。
【专利说明】
一种全氟烷基乙烯的合成方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种有机物合成方法，特别是涉及一种全氟烷基乙烯的合成方法。
【背景技术】
[0002]全氟烷基乙烯(通式为CF3(CF2)nCH=CH2,其中n= 0-19之间的整数)是制备全氟烷基表面活性剂和全氟烷基树脂的重要中间体，由于其分子上氟原子独特的物理特性，使其具有优良的防水防油性、耐热性、耐氧化性、耐候性和化学稳定性而被广泛应用于建筑涂料、织物整理以及光通讯等领域。
[0003]目前普遍使用的合成全氟烷基乙烯的方法一是通过全氟烷基乙基碘与无机碱水溶液反应，为提高反应效率，体系中加入大量的助溶剂，反应结束后水洗除去盐类副产物，最终得到全氟烷基乙烯。在该方法中，由于加入大量助溶剂提高两相接触效率，在后处理水洗过程中则会造成溶剂的大量损失，不利于环境与生产。
[0004]方法二是将全氟烷基乙基碘与过量的无机碱与醇溶剂形成有机碱溶液反应，加热搅拌回流反应一段时间后，通过减压蒸馏的方法得到全氟烷基乙烯。上述方法中，使用过量的醇溶剂与无机碱制备得到有机碱溶液，且反应后处理需要蒸馏除去醇溶剂，减压蒸馏的方法则增加了设备能耗，均对实际生产造成不利，且使产率下降。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的问题，本发明在于提供一种全氟烷基乙烯的合成方法，该方法反应条件温和容易控制，采用相转移催化剂提高反应效率，避免使用有机溶剂，且产物后处理简单有效，节约能耗与成本。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]将全氟烷基乙基碘与无机碱的水溶液搅拌混合，再加入相转移催化剂，搅拌加热，在(TC?100°C下进行消去反应，反应时间为I?48小时，反应结束后，反应液冷却至室温静置分层，分液取下层有机相，用去离子水洗涤1-5遍至无色透明，得到产物通式(I)表示的全氣烧基乙稀;
[0008]其中，全氟烷基乙基碘与无机碱的摩尔比为1:1?1:50;
[0009]全氟烷基乙基碘与加入的相转移催化剂摩尔比为1:0.1?1:100;
[0010]所述的全氟烷基乙烯的通式为CF3(CF2)nCH= CH2(I)，其中n = 0-19之间的整数;所述的全氟烷基乙基碘的通式为CF3(CF2)nCH2CH21 (II )，其中η = O-19之间的整数。
[0011]上述反应步骤中的无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸氢钠、次氯酸钠、次溴酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钾、磷酸氢钾、次氯酸钾、次溴酸钾、氨水中的一种或多种以任意比例的混合物。
[0012]反应步骤中的相转移催化剂为四丁基溴化铵、三乙基十六烷基溴化铵、三乙基苄基溴化铵、溴化三乙基十六烷基膦、氯化四苯基膦、三烷基胺、18-冠-6、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600、聚乙二醇-800、聚乙二醇-1000中的一种或多种任意比例的混合物。
[0013]作为优选:
[0014]所述消去反应的反应温度为0°C?80°C，反应时间为8?24小时；
[0015]所述的全氟烷基乙基碘与无机碱的摩尔比为1:1?1:10;
[0016]所述的全氟烷基乙基碘与相转移催化剂的摩尔比为10:1?0.1:1;
[0017]所述的无机碱选自氢氧化钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氨水中的任意一种；
[0018]所述的相转移催化剂选自四丁基溴化铵、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600中的任意一种。
[0019]进一步:所述的相转移催化剂选自四丁基溴化铵、聚乙二醇-400中的任意一种。
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果为:本发明采用无机碱的水溶液直接与全氟烷基乙基碘反应，生成相应的全氟烷基乙烯，本发明不用加入有机溶剂，避免了产物后处理大量水洗和减压蒸馏的繁琐步骤，通过加入相转移催化剂提高了两相的接触效率，从而提高了反应效率，反应后相转移催化剂仍留在反应容器中循环使用，本发明工艺方法操作过程简单，反应条件温和，产物提纯简单，避免使用溶剂，同时相转移催化剂可循环使用，节约成本，安全环保。
【具体实施方式】
[0021 ]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0022]实施例1
[0023]1.49g(0.037mol)氢氧化钠与20.28g(l.13mol)去离子水加入单口烧瓶中搅拌溶解，继续加入2.38(0.00575!1101)聚乙二醇-400和9.998(0.02111101)全氟己基乙基碘，40°(:下搅拌反应6小时，静置分层，共用去离子水15ml洗涤下层有机相3遍。
[0024]得到全氟己基乙烯7.05g，产率为96.5%。
[0025]实施例2
[0026]向反应瓶中加入6.228(0.05!1101)28%氨水、1.498(0.0046211101)四丁基溴化铵和9.95g(0.02mol)全氟己基乙基碘，20°C下搅拌反应24小时，静置分层，共用去离子水15ml洗涤下层有机相3遍。
[0027]得到全氟己基乙烯6.55g，产率为94.2%。
[0028]实施例3
[0029]向反应瓶中加入3.01g(0.036mol)碳酸氢钠、7.5g(0.42mol)去离子水、1.54g(0.00478mol)四丁基溴化铵和10.01g(0.021mol)全氟己基乙基碘，20°C下搅拌反应24小时，静置分层，共用去离子水15ml洗涤下层有机相3遍。
[0030]得到全氟己基乙烯7.13g，产率为97.6%。
[0031 ] 实施例4
[0032]向反应瓶中加入3.50g(0.035mol)碳酸氢钾、7.01g(0.39mol)去离子水、1.5g(0.00466mol)四丁基溴化铵和10.03g(0.021mol)全氟己基乙基碘，20°C下搅拌反应24小时，静置分层，共用去离子水15ml洗涤下层有机相3遍。
[0033]得到全氟己基乙烯6.80g，产率为93.2%。
【主权项】
1.一种全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:采用以下步骤: 将全氟烧基乙基碘与无机碱的水溶液搅拌混合，再加入相转移催化剂，搅拌加热，在O°C?100°C下进行消去反应，反应时间为I?48小时，反应结束后，反应液冷却至室温静置分层，分液取下层有机相，用去离子水洗涤1-5遍至无色透明，得到产物通式(I)表示的全氟烷基乙稀； 其中，全氟烷基乙基碘与无机碱的摩尔比为1:1?1:50; 全氟烷基乙基碘与加入的相转移催化剂摩尔比为1:0.1 — 1:100； 所述的全氟烷基乙烯的通式为CF3(CF2)nCH = CH2(I),其中n = 0-19之间的整数;所述的全氟烷基乙基碘的通式为CF3(CF2)nCH2CH21 (II )，其中η = O-19之间的整数。2.根据权利要求1所述的一种全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的全氟烷基乙基碘与无机碱的摩尔比为1:1?1:10。3.根据权利要求1所述的一种全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的全氟烷基乙基碘与相转移催化剂的摩尔比为10:1?0.1:1。4.根据权利要求1所述的一种全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸氢钠、次氯酸钠、次溴酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钾、磷酸氢钾、次氯酸钾、次溴酸钾、氨水中的一种或多种以任意比例的混合物。5.根据权利要求4所述的一种全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的无机碱选自氢氧化钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氨水中的任意一种。6.根据权利要求1所述的一种全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的相转移催化剂为四丁基溴化铵、三乙基十六烷基溴化铵、三乙基苄基溴化铵、溴化三乙基十六烷基膦、氯化四苯基膦、三烷基胺、18-冠-6、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600、聚乙二醇-800、聚乙二醇-1000中的一种或多种任意比例的混合物。7.根据权利要求6所述的一种全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的相转移催化剂选自四丁基溴化铵、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600中的任意一种。8.根据权利要求7所述的一种全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述的相转移催化剂选自四丁基溴化铵、聚乙二醇-400中的任意一种。9.根据权利要求1所述的一种全氟烷基乙烯的合成方法，其特征在于:所述消去反应的反应温度为O°C?80°C，反应时间为8?24小时。
【文档编号】C07C21/18GK105837397SQ201610248223
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】刘桢, 张雪梅, 阳龑, 万仁军, 张宗林
【申请人】四川西艾氟科技有限公司