[發(fā)明專利]一種高效合成含氟化合物的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110310090.4
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113024414A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧忠漢;邱炳開
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇合泰新材料科技有限公司
• 主分類號: C07C253/30
• 分類號: C07C253/30;C07C255/50;C07C45/63;C07C47/55;C07C201/12;C07C205/12;C07D213/61;C07D239/30
• 代理公司: 江蘇長德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32478
• 代理人: 于彬

本發(fā)明公開了一種高效合成含氟化合物的方法，涉及含氟化合物合成領(lǐng)域，本發(fā)明是以芳香氯化物或者活化的氯化物為原料，在新型催化劑作用下與氟化鉀反應(yīng)生成相應(yīng)的氟原子取代的含氟化合物的方法，本發(fā)明的方法具有產(chǎn)物選擇性好、效率高、反應(yīng)條件溫和、操作簡便，便于應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含氟化合物合成領(lǐng)域，尤其涉及一種高效合成含氟化合物的方法。

背景技術(shù)

氟是元素周期表中電負(fù)性最大的元素，其半徑小，碳氟鍵短，鍵能大。有機(jī)氟化合物的分子間凝聚力低，空氣和聚合物界面間的分子作用力小，表面自由能低，表面摩擦系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，又賦予了有機(jī)氟化合物優(yōu)異的耐水性、耐油性及耐磨性。正是含氟化合物具有“三高”(高表面活性、高耐熱性、高化學(xué)穩(wěn)定性)、“兩憎”(憎水、憎油)的特性，使得含氟化合物在憎水憎油性、防污性、耐洗刷性、耐摩擦性、耐腐蝕性等方面比有著不可比擬的優(yōu)勢。使氟化工產(chǎn)品和含氟新材料在國防、航空、航天、航海、汽車、化工、石油、核能、環(huán)保、通信、電力、電器等裝備制造，儀器儀表、電子信息、紡織、機(jī)械、醫(yī)藥、涂料、光纖、光伏、核材料、特種橡膠、制冷劑制造和高科技農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具有日益重要的新用途。隨著我國的快速發(fā)展和氟化工、含氟材料在技術(shù)上的不斷突破，含氟化學(xué)品和含氟新材料的應(yīng)用領(lǐng)域還將不斷擴(kuò)大。

通常含氟芳香化合物的合成方法主要有以下幾種：Balz-Schiemann法、直接氟化法和鹵素交換法等。其中鹵素交換法是指用堿金屬氟化物與芳環(huán)上含有其他鹵素(即指氯，溴，碘)的芳香族化合物反應(yīng),用氟原子取代其他鹵素原子。有機(jī)鹵化物與無機(jī)鹵化物之間進(jìn)行鹵素交換的反應(yīng)稱Finkelstein鹵素交換反應(yīng),也稱為Finkelstein法。這一方法由于底物適用范圍廣，反應(yīng)條件溫和，是工業(yè)上采用較廣的芳香族含氟化合物的合成方法。通常采用高沸點(diǎn)液體作為溶劑，以相轉(zhuǎn)移催化劑進(jìn)行催化進(jìn)行。然而這一方面受催化劑熱穩(wěn)定性能差，通常不可回收；同時(shí)高溫反應(yīng)使溶劑分解，導(dǎo)致溶劑損耗大，回收成本高，能耗大等缺點(diǎn)，因此高效催化劑，特別是適用于無溶劑條件下的催化劑研發(fā)一直是本領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高效合成含氟化合物的方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高效合成含氟化合物的方法，如下式所示，將通式為I的含氯化合物在催化劑III的作用下氟化鉀反應(yīng)，生成通式為II含氟化合物，

式中，

X選自C,N,S,O原子；

Cl為氯原子:為單個(gè)氯原子或者2個(gè)以上的氯原子；

芳香化合物:指取代或者非取代的苯環(huán)、吡啶環(huán)、萘環(huán)、呋喃環(huán)、噻吩環(huán)及其衍生物，衍生物取代基包括但不限于腈基、醛基、羧基、硝基等官能團(tuán)。

進(jìn)一步的，所述催化劑III為咪唑鹽及其衍生物，其結(jié)構(gòu)可以用下團(tuán)表示：

式中，

R1、R2、R3各自獨(dú)立選自：氫、取代的或未取代的C1-C10烷基、取代的或未取代的C3-C10環(huán)烷基、取代的或未取代的C4-C12芳基或雜芳基；

其中，R1、R2、R3之間可以連接成C3-C10環(huán)烷基、C4-C24芳基或雜芳基；R3、R4之間可以連接成C3-C10環(huán)烷基、C4-C24芳基或雜芳基。

進(jìn)一步的，所述取代的是指基團(tuán)中一個(gè)或多個(gè)氫原子被選自下組的取代基所取代：鹵素、C1-C4烷基、C1-C6烷氧基、胺基。

進(jìn)一步的，所述Y是配陰離子，可以是氯、氟、溴、碘、六氯磷酸根、四氯硼酸根等。

進(jìn)一步的，式中R1和R2的基團(tuán)為正丁基，Y為氯離子。