[發明專利]一種離子液體催化六氟丙烯二聚反應的方法

有效

• 申請號: 202011635261.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112745191B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 刁琰琰;宋玉婷;孟祥磊;戚妙;何宏艷;霍鋒;張鎖江
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C07C17/281
• 分類號: C07C17/281;C07C21/18;B01J31/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明公開了一種離子液體催化制備六氟丙烯二聚反應的方法，本發明使用綠色的離子液體作為六氟丙烯二聚催化劑，反應條件溫和，生產效率高，產品分離簡單，無需昂貴冠醚等助溶劑的添加，大大降低生產成本，且所用離子液體催化劑合成方法簡單，原料廉價易得，生產成本較低，具有廣闊的工業應用前景。

技術領域

本發明屬于精細化工領域，具體涉及一種離子液體催化六氟丙烯二聚反應的方法。

背景技術

六氟丙烯二聚體具有良好的熱力學穩定性和化學穩定性，是合成含氟表面活性劑及衍生產品、醫藥活性物質中間體、農藥、滅火產品等的重要中間體。六氟丙烯二聚體是一個具有全氟六個碳和一個雙鍵的化合物，存在一個順反異構體D1，一個具有支鏈結構的二聚體D2，通常是由六氟丙烯齊聚反應制得，合成方法包括氣相法和液相法。氣相法是將六氟丙烯氣體通過催化劑層進行連續反應，反應不需要溶劑，一般在管式反應器中進行，但反應需要在高溫下進行。液相法通常在密閉耐壓反應釜中加入催化劑、助溶劑和非質子極性溶劑，然后通入六氟丙烯氣體進行間歇反應或是連續反應，這種方法不需要采用高溫反應，使用較為普遍。

美國專利US4377717公開了氣相法合成六氟丙烯二聚體的方法，以在活性炭上吸附金屬氟化物為催化劑，在較高溫度下合成了六氟丙烯二聚體，該反應選擇性和轉化率較低。美國3M公司申請的專利CN93121609采用六氟丙烯為原料，在極性質子惰性溶劑中，催化劑為季銨、季鏻、堿金屬的氰化物、氰酸鹽和硫代氰酸鹽，可獲得高產率的六氟丙烯二聚體；中國專利CN200610059035公開了是以六氟丙烯作原料，用乙腈作溶劑，硫氰酸鉀作催化劑，在適當的溫度下攪拌反應制得六氟丙烯二聚體。但是上述專利中均采用氰化物或氰酸鹽作為催化劑，催化劑具有較強的毒性，而且反應后產物與溶劑不相溶，反應結束后可以直接分離，但產物中會留有少量溶劑和催化劑，仍需要進一步精餾洗滌，產物后續提純相對復雜。中國專利CN201710616035公開了采用乙腈、N,N-二甲基甲酰胺等溶劑，催化劑為CsF、NaF、KF和RbF合成六氟丙烯二聚體，并采用冠醚作為助催化劑，其中冠醚相對昂貴，去不易回收導致其成本較高。現有技術中尚未出現采用離子液體作為催化劑或助催化劑用作合成六氟丙烯二聚體的相關報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，提供一種綠色環保、成本低廉、合成路線簡單、生產效率較高的離子液體催化六氟丙烯二聚體的制備方法。

本發明的方法選用離子液體作為六氟丙烯二聚反應的催化劑，無需額外昂貴催化劑及助劑的添加，能夠控制獲得原料的相對高轉化率和目標產品的高選擇性。一種離子液體作催化劑催化六氟丙烯二聚反應的方法：

取一定量離子液體催化劑和有機溶劑加入高壓反應釜中，攪拌均勻后通入適用惰性氣體鼓泡10分鐘，再抽真空，重復此操作3次，在真空條件下通入一定壓力的六氟丙烯氣體，恒溫攪拌反應，即可得到所述的六氟丙烯二聚體。

所述離子液體催化劑的陰離子為Cl^-、Br^-、SCN^-類等，陽離子為咪唑鹽、吡啶鹽類的離子液體，陽離子的結構式如下：

R_0-5一般為H原子或含有1～16個碳原子的飽和或不飽和的烴基；

所述有機溶劑為乙腈、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺。

離子液體：有機溶劑質量比為1：50～1：1000。

所述的惰性氣體為高純氮氣或高純氬氣。

按照上述的制備方法，六氟丙烯氣體反應壓力控制在0.1～5.0MPa，反應可連續或間歇式，溫度控制在-20～100℃。