[發明專利]一種制備全氟甲基環己烷的方法

有效

• 申請號: 201710167415.1
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN107119285B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 牛鵬飛;任章順;黃曉磊;鮑金強;張金彪
• 申請（專利權）人: 黎明化工研究設計院有限責任公司
• 主分類號: C25B3/08
• 分類號: C25B3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種制備全氟甲基環己烷的方法，包括以下步驟：(1)在5～10℃，依次將電解質、電解添加劑、無水氟化氫加入到配料釜中，常壓下持續攪拌1～1.5h，配制成電解液，備用；質量比為電解質∶電解添加劑∶無水氟化氫＝5～30∶2～12∶100；(2)將上述電解液經循環泵加入到電解釜中，常壓下持續機械攪拌；(3)開啟電解，電解釜溫度?10～20℃；電流密度5～50mA/cm²；通過電解釜底部放料收集粗品，粗品經提純后得到全氟甲基環己烷產品。該方法工藝簡單，產品純度高，電解效率高，設備耐腐蝕性高，電解釜運行周期長。

技術領域

本發明涉及全氟甲基環己烷的制備方法。

背景技術

全氟甲基環己烷具有顯著的化學惰性，常表現出極好的熱穩定性、高介電性、以及優良的熱物理性能和電性能。作為氟系清洗劑的一種，全氟甲基環己烷已被廣泛應用于精密儀器、液晶、醫療器械等生產行業中。

全氟甲基環己烷的合成方法，主要有金屬氟化法和電化學氟化法兩種。其中，金屬氟化法是以甲苯為原料，利用三氟化鈷氟化得到全氟甲基環己烷。該方法雖然收率較高，但由于氣固反應過程中需要使用氟氣對CoF2進行反復活化，導致實際氟化效率低，且對設備及操作安全要求高，因此難以實現大規模生產。

電化學氟化法直接以無水氟化氫為氟源和溶劑，通過一步反應得到含氟化合物，該方法已廣泛應用到有機氟化物的合成中。US3871975、US3876515公開了一種電解氟化制備全氟甲基環己烷的方法，以三氟甲苯為原料，無水氟化氫為氟源，NaF作為導電添加劑，氮氣底部鼓泡，收集后得到氟化產品，其中全氟甲基環己烷收率為34.8％。該方法設備要求低，原料易得，工藝簡單，易于實現產業化生產。但電解氟化過程中使用氟化鈉作為導電劑，加速了陽極腐蝕和樹脂化副產物的增加，且產生的高分子渣狀物容易堵塞電解釜底部放料口，不但極大地降低電解效率、減少電解釜的可運行周期，還增加了粗品后處理的難度，導致電解收率較低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種制備全氟甲基環己烷的方法。該方法工藝簡單，產品純度高，電解效率高，設備耐腐蝕性高，電解釜運行周期長。

針對上述方法中存在的不足，本發明采用的技術方案為一種制備全氟甲基環己烷的方法，包括以下步驟：

1)在5～10℃，依次將電解質、電解添加劑、無水氟化氫加入到配料釜中，常壓下持續攪拌1～1.5h，配制成電解液，備用；質量比為電解質∶電解添加劑∶無水氟化氫＝5～30∶2～12∶100；

2)將上述電解液經循環泵加入到電解釜中，常壓下持續機械攪拌；

3)開啟電解，電解釜溫度-10～20℃，優選為5～15℃；電流密度5～50mA/cm²，優選20～30mA/cm²；通過電解釜底部放料收集粗品，粗品經提純后得到全氟甲基環己烷產品。

電解所得氣相經冷凝回流實現氟化氫的二次利用，其余氣相經堿洗后放空。該發明方法使用冷凝回流的方式實現氣相氟化氫的回收利用。

所述的電解質為烷基苯、鹵代甲苯、氟代環烷烴中的一種，優選為鹵代甲苯中的一種，更優選為三氟甲苯。所述電解質與無水氟化氫質量比優選為5～15∶100。

所述的電解添加劑為芳香胺類、苯甲酸類中的一種。所述的芳香胺類是苯胺、對氯苯胺、對氨基三氟甲苯，優選為對氨基三氟甲苯；所述的苯甲酸類是苯甲酸、苯甲酸甲酯、鄰三氟甲基苯甲酸等，優選為鄰三氟甲基苯甲酸。所述電解添加劑與無水氟化氫質量比為優選為4～8∶100。最優為對氨基三氟甲苯。

為了進一步改善電解液導熱均勻性，電解釜可采用帶有超聲波的電解釜，在開啟電解時同步開啟超聲波。