专利名称：一种全氟烷基烷烃的制备方法
技术领域：
本发明涉及ー种全氟烷基烷烃的制备方法。
背景技术：
全氟烷基烷烃，结构通式为F(CF2)n(CH2)mH,是脂肪族碳氢链中一部分氢原子被氟原子取代的烷烃类化合物。在实际应用中，链长较短的液态类全氟烷基烷烃被用作含氟润滑油添加剂的重要有效成分，而链长较长的固态类全氟烷基烷烃被用作各种含氟蜡的主要组成成分。目前，全氟烷基烷烃的制备方法是首先利用全氟烷基卤化物与烯烃加成进行加成反应，然后通过还原反应两步实现的。该方法不能连续操作，不利于エ业化生产。CN102041134A的专利公开了ー种全氟烷基烷烃类润滑油的制备方法，利用全氟烷基碘或全氟烷基こ基碘与烯烃在引发剂存在下进行反应制得粗产物，之后再加入催化剂、こ酸和醇类溶剂继续反应得到全氟烷基烷烃。该方法存在的问题是1)使用的催化剂用量较大、且不可回收再利用，増加了生产成本；2)使用的原料こ酸是具有腐蚀性和刺激性的物质，不利于生产操作；3)反应分两步进行，不可连续操作，不利于エ业化生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种简便易行、可连续操作的全氟烷基烷烃的制备方法，该方法原料安全易得，反应条件温和，操作过程连续、简便，エ艺安全性好，有利于エ业化生产。本发明的技术解决方案是
ー种全氟烷基烷烃的制备方法，其具体步骤是
以摩尔比为1:1的全氟烷基碘和烯烃作为反应底物，在有机过氧化物及贵金属催化剂存在的条件下，进行加成反应，反应温度为80°c 110°C，所述的全氟烷基碘与有机过氧化物的摩尔比为1:0. 01 1:0. 02，全氟烷基碘与贵金属催化剂的摩尔比为1:0. 001
I O. 002,反应Ih后，通入氢气，继续进行催化氢化反应，保持压カ在O. 5MPa O. 6MPa，反应时间为3h 5h，反应后经减压蒸馏提纯，制得全氟烷基烷烃。所述全氟烷基碘的通式为RfI，其中Rf是指碳数为4 8的直链的全氟烷基。所述烯烃是含碳数为6 10的直链末端烯烃。所述有机过氧化物为过氧化苯甲酰，偶氮ニ异丁臆，过氧化-2-こ基己酸叔丁酯中的ー种。所述贵金属催化剂是粒径为3. 2_、载体为Al2O3、有效含量为O. 5wt%Pd催化剂。所述加成反应时，需采用高纯氮气置换三次，使反应体系内氧含量低于lOppm。所述减压蒸馏提纯时，体系压カ为-O. IMPa -O. 097MPa，温度为80°C 110°C。本发明以全氟烷基碘和烯烃作为反应底物，在有机过氧化物作为引发剂条件下， 发生加成反应，并在贵金属催化剂存在下连续进行催化氢化反应，不仅原料安全易得，反应条件温和，操作过程连续、简便，エ艺安全性好，对环境友好，而且使用的贵金属催化剂用量小并可以回收再利用，生产成本低廉；同时克服了以往技术中使用腐蚀性、刺激性原料、生产不能连续操作、以及催化剂使用量大且不可回收再利用等缺点，制得的全氟烷基烷烃收率为98. 2% 98. 9%,纯度为99. 1% 99. 5%,有利于エ业化生产。
具体实施例方式实施例I 向带有电动搅拌器、热电偶、冷却盘管、轴封冷却水的IL高压不锈钢反应釜内，加入346g全氟丁基碘(lmol), 84g (Imol)正己烯,2. 4g (O. Olmol)过氧化苯甲酰以及21. 2g (O. OOlmol)粒径为3. 2mm、载体为Al2O3、有效含量为O. 5wt%Pd催化剂。将反应釜密闭并抽真空，用高纯氮气置換三次使釜内氧含量小于lOppm。开启搅拌，加热至70°C引发反应，然后控制反应温度在90°C下反应lh，继续通入氢气进行催化氢化反应，保持体系压カ在O. 5 MPa O. 6MPa，直至压カ不再变化，反应时间3h，反应后在体系压力-O. 098MPa -O. 097MPa，加热温度80°C 85°C下，进行减压蒸馏提纯，得到无色透明液体全氟丁基己烷302g，纯度99. 5%，收率98. 9%。实施例2
向带有电动搅拌器、热电偶、冷却盘管、轴封冷却水的IL高压不锈钢反应釜内，カロ入446g全氟己基碘(lmol), 112g (Imol)正辛烯,2. 5g (O. 015mol)偶氮ニ异丁腈以及31. 8g (O. 0015mol)粒径为3. 2mm、载体为Al2O3、有效含量为O. 5wt%Pd催化剂。将反应釜密闭并抽真空，用高纯氮气置換三次使釜内氧含量小于lOppm。开启搅拌，加热至60°C引发反应，然后控制反应温度在80°C下反应lh，继续通入氢气进行催化氢化反应，保持体系压カ在O. 5MPa O. 6MPa，直至压カ不再变化，反应时间4h，反应后在体系压力-O. 099MPa -O. 098MPa，加热温度90°C 95°C下，进行减压蒸馏提纯，得到无色透明液体全氟己基辛烷427g，纯度99. 2%，收率98. 2%。实施例3
向带有电动搅拌器、热电偶、冷却盘管、轴封冷却水的IL高压不锈钢反应釜内，加入546g全氟辛基碘(lmol), 140g (lmol)正癸烯,4. 3g (O. 02mol)过氧化-2-こ基己酸叔丁酯以及42. 4g (O. 002mol)粒径为3. 2mm、载体为Al2O3、有效含量为O. 5wt%Pd催化剂。将反应釜密闭并抽真空，用高纯氮气置換三次使釜内氧含量小于lOppm。开启搅拌，加热至90°C引发反应，然后控制反应温度在110°C下反应lh，继续通入氢气进行催化氢化反应，保持体系压カ在O. 5 MPa O. 6MPa，直至压カ不再变化，反应时间5h，反应后在体系压力-O. IMPa -O. 099MPa，加热温度105°C 110°C下，进行减压蒸馏提纯，得到白色固体全氟辛基癸烷558g，纯度99. 1%，收率98. 8%。
权利要求
1.一种全氟烷基烷烃的制备方法，其特征在于具体步骤是 以摩尔比为1:1的全氟烷基碘和烯烃作为反应底物，在有机过氧化物及贵金属催化剂存在的条件下，进行加成反应，反应温度为80°C 110°C，所述的全氟烷基碘与有机过氧化物的摩尔比为1:0. 01 1:0. 02，全氟烷基碘与贵金属催化剂的摩尔比为1:0. 001 1:0. 002,反应Ih后，通入氢气，继续进行催化氢化反应，保持压力在0. 5MPa 0. 6MPa，反应时间为3h 5h，反应后经减压蒸馏提纯，制得全氟烷基烷烃。
2.根据权利要求I所述的全氟烷基烷烃的制备方法，其特征在于所述全氟烷基碘的通式为RfI，其中Rf是指碳数为4 8的直链的全氟烷基。
3.根据权利要求I所述的全氟烷基烷烃的制备方法，其特征在于所述烯烃是含碳数为6 10的直链末端烯烃。
4.根据权利要求I所述的全氟烷基烷烃的制备方法，其特征在于所述有机过氧化物为过氧化苯甲酰，偶氮二异丁腈，过氧化-2-乙基己酸叔丁酯中的一种。
5.根据权利要求I所述的全氟烷基烷烃的制备方法，其特征在于所述贵金属催化剂是粒径为3. 2mm、载体为Al2O3、有效含量为0. 5wt%Pd催化剂。
6.根据权利要求I所述的全氟烷基烷烃的制备方法，其特征在于所述加成反应时，需采用高纯氮气置换三次，使反应体系内氧含量低于lOppm。
7.根据权利要求I所述的全氟烷基烷烃的制备方法，其特征在于所述减压蒸馏提纯时，体系压力为-0. IMPa -0. 097MPa，温度为80°C 110°C。
全文摘要
一种全氟烷基烷烃的制备方法，以全氟烷基碘和烯烃作为反应底物，在有机过氧化物及贵金属催化剂存在的条件下，在80℃～110℃下进行加成反应，反应后，通入氢气，继续进行催化氢化反应，反应后经减压蒸馏提纯，制得全氟烷基烷烃。该方法原料安全易得，反应条件温和，操作过程连续、简便，工艺安全性好，制得的全氟烷基烷烃收率为98.2%～98.9%，纯度为99.1%～99.5%，有利于工业化生产。
文档编号C07C17/23GK102659507SQ20121010783
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者谷峰, 魏奇, 魏潇 申请人:阜新恒通氟化学有限公司