[發(fā)明專(zhuān)利]一種使用復(fù)合型催化劑制備全氟烷基碘的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210107831.X
• 申請(qǐng)日: 2012-04-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102643159A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊華杰;魏奇;王忠華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 阜新恒通氟化學(xué)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C07C19/16
• 分類(lèi)號(hào): C07C19/16;C07C17/278
• 代理公司: 錦州遼西專(zhuān)利事務(wù)所 21225
• 代理人: 李輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用復(fù)合型催化劑制備全氟烷基碘的方法。

背景技術(shù)

全氟烷基碘具有極高的表面活性，是生產(chǎn)含氟表面活性劑、織物整理劑和其他含氟精細(xì)化學(xué)品的基礎(chǔ)原料，是重要的有機(jī)氟中間體。碳數(shù)在6～12的全氟碘烷具有較高的商業(yè)價(jià)值，其中以6個(gè)碳的全氟己基碘和8個(gè)碳的全氟辛基碘最為重要。?

全氟烷基碘化物主要是通過(guò)調(diào)聚法制備，通過(guò)利用低碳數(shù)的全氟碘乙烷為調(diào)聚劑，在催化劑存在下，與四氟乙烯單體進(jìn)行調(diào)聚反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而由于調(diào)聚反應(yīng)本身具有反應(yīng)活性差、選擇性差、控制性差、所需反應(yīng)條件苛刻等缺點(diǎn)，所以選擇一種催化性能高、選擇性強(qiáng)的調(diào)聚反應(yīng)催化劑成為了目前調(diào)聚法制備全氟烷基碘化物的關(guān)鍵技術(shù)之一。?

CN1099023A公開(kāi)了一種通過(guò)熱引發(fā)，催化全氟烷基碘和四氟乙烯調(diào)聚反應(yīng)，合成全氟烷基碘化物的方法，但此方法，反應(yīng)所需溫度高，能耗大，同時(shí)操作復(fù)雜，反應(yīng)速率慢，生產(chǎn)效率低。

US1535408公開(kāi)了采用過(guò)氧化物為引發(fā)劑催化調(diào)聚反應(yīng)制備全氟烷基碘化物的方法，但該方法轉(zhuǎn)化率較低，而且易產(chǎn)生氫化全氟烷烴（R_fH）的副產(chǎn)物。

US3132185公開(kāi)了一種以IF₅和SbF₅的催化劑組合制備全氟烷基碘化物的方法，雖然該反應(yīng)的溫度相對(duì)較低，但存在如下缺點(diǎn)：1.?IF₅對(duì)反應(yīng)容器有強(qiáng)腐蝕性，因此對(duì)反應(yīng)容器要求高，需用不銹鋼及哈氏合金反應(yīng)容器；2.?容易生成全氟烷烴及雙碘代全氟烷烴的副產(chǎn)物。

CN200910003144.1公開(kāi)了一種利用銅與過(guò)渡金屬組成的多元型催化劑催化調(diào)聚反應(yīng)合成全氟烷基碘化物的方法，但該方法的缺點(diǎn)是多元型催化劑制備工藝復(fù)雜，合成條件苛刻，不易得。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種使用復(fù)合型催化劑制備全氟烷基碘的方法，該方法催化劑易得、催化性能高、安全環(huán)保、無(wú)腐蝕性、選擇性好；反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)所需溫度不高，能耗低，操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)過(guò)程安全平穩(wěn)，反應(yīng)副產(chǎn)物少，工藝安全性好；反應(yīng)速率快、生產(chǎn)效率高、收率好，可工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種使用復(fù)合型催化劑制備全氟烷基碘的方法，其具體步驟如下：

以摩爾比為1:3的全氟碘乙烷和四氟乙烯單體作為調(diào)聚反應(yīng)物，在復(fù)合型催化劑存在下，進(jìn)行調(diào)聚反應(yīng)，反應(yīng)溫度為40℃～60℃，反應(yīng)壓力為0.6MPa～1.0MPa，反應(yīng)時(shí)間為6h～8h，所述的復(fù)合型催化劑為活性金屬與金屬氟化物的混合物，其中全氟碘乙烷與復(fù)合型催化劑的質(zhì)量比為100:0.2～100:0.3，所述的活性金屬為銅與鋅的混合物或銅與銀的混合物；金屬氟化物為三氟化鈷、四氟化鈰中的一種；反應(yīng)后得到粗產(chǎn)物，經(jīng)K₂SO₃溶液洗滌至pH=7.0～8.0，得到最終產(chǎn)物全氟烷基碘。

上述的使用復(fù)合型催化劑制備全氟烷基碘的方法，所述的活性金屬與金屬氟化物的質(zhì)量比為1:4～1:9。

上述的使用復(fù)合型催化劑制備全氟烷基碘的方法，所述的活性金屬銅、鋅、銀的平均粒徑為500目~800目。

上述的使用復(fù)合型催化劑制備全氟烷基碘的方法，所述的銅與鋅或銀的混合物的質(zhì)量比為1:1～1:2。

上述的使用復(fù)合型催化劑制備全氟烷基碘的方法，進(jìn)行調(diào)聚反應(yīng)前，使用高純氮?dú)庵脫Q使體系氧含量≤30ppm。

上述的使用復(fù)合型催化劑制備全氟烷基碘的方法，所述的K₂SO₃溶液濃度為20%~30%。

本發(fā)明以全氟碘乙烷和四氟乙烯單體為原料利用調(diào)聚法合成全氟烷基碘化物，其優(yōu)點(diǎn)是：

1、以活性金屬與金屬氟化物混合物為復(fù)合型催化劑，催化劑的原料易得、安全環(huán)保、無(wú)腐蝕性，且只需按照比例直接復(fù)配，使用無(wú)需再處理，簡(jiǎn)便易行，催化調(diào)聚反應(yīng)時(shí)，催化性能好、反應(yīng)活性高，催化選擇性好，催化劑使用量低，降低了生產(chǎn)成本。

2、反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)所需溫度不高，能耗低；反應(yīng)過(guò)程操作簡(jiǎn)單，安全平穩(wěn)，工藝安全性好。

3、反應(yīng)產(chǎn)物碳鏈分布窄，以6個(gè)和8個(gè)碳的全氟烷基碘化物為主要產(chǎn)物，反應(yīng)副產(chǎn)物少。

4、制得的全氟烷基碘反應(yīng)速率快、生產(chǎn)效率高、收率好，適合實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1