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一种卤代烯烃加成氟化氢制备饱和含氟烷烃的方法.pdf

  • 上传人:bo****18
  • 文档编号:8765204
  • 上传时间:2021-01-02
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN200410041218.8

    申请日:

    20040605

    公开号:

    CN1241886C

    公开日:

    20060215

    当前法律状态:

    有效性:

    有效

    法律详情:

    IPC分类号:

    C07C19/08,C07C17/087

    主分类号:

    C07C19/08,C07C17/087

    申请人:

    丁念承,常熟三爱富中昊化工新材料有限公司

    发明人:

    丁念承

    地址:

    215500江苏省常熟市梅园山庄53号

    优先权:

    CN200410041218A

    专利代理机构:

    常熟市常新专利商标事务所

    代理人:

    朱伟军

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    内容摘要

    一种卤代烯烃加成氟化氢制备饱和含氟烷烃的方法,特别是通过氟化氢-氟化季盐-溶剂含氟化氢体系向卤代烯烃加成氟化氢制备相应含氟烷烃的方法。它是在反应容器中将氟化季盐或氟化季盐混合物、氟化氢、溶剂按重量比1∶0.1~1∶1~4.5混合形成含氟化氢体系,然后投入多氟代烯烃,多氟代烯烃投入的物质的量不超过含氟化氢体系中氟化氢的物质的量,在室温~200℃多氟代烯烃与氟化氢发生加成反应,反应压力为自生压力,反应时间为0.5-72小时,得到饱和含氟烷烃产物。优点在于由于反应在常温常压也可进行,并且反应体系腐蚀性小,因而反应条件温和;因反应温度低、副产物少,故烯烃原料转化率高,目标烷烃产物选择性高;反应体系不受水份影响,因此反应体系的反应活性抗干扰能力强。

    权利要求书

    1、一种卤代烯烃加成氟化氢制备饱和含氟烷烃的方法,其特征在于在反应容器中,将氟化季盐或氟化季盐混合物、氟化氢、有机或无机溶剂按重量比1∶0.1~1∶1~4.5混合形成含氟化氢体系,然后投入多氟代烯烃,多氟代烯烃投入的物质的量不超过含氟化氢体系中氟化氢的物质的量,在室温~200℃多氟代烯烃与氟化氢发生加成反应,反应压力为自生压力,反应时间为0.5-72小时,得到饱和含氟烷烃产物,其中:所述的氟化季盐为四甲基氟化铵、乙基三甲基氟化铵、四乙基氟化铵、甲基三乙基氟化铵、四丙基氟化铵、四丁基氟化铵、苄基三甲基氟化铵、苄基三乙基氟化铵、苄基三丁基氟化铵、十四烷基三甲基氟化铵、十六烷基三甲基氟化铵、二甲基二苄基氟化铵、三辛基甲基氟化铵、四苯基氟化膦、三苯基甲基氟化膦、三苯基乙基氟化膦、三苯基丁基氟化膦、三苯基苄基氟化膦中的任意一种,所述的氟化季盐混合物为四甲基氟化铵、乙基三甲基氟化铵、四乙基氟化铵、甲基三乙基氟化铵、四丙基氟化铵、四丁基氟化铵、苄基三甲基氟化铵、苄基三乙基氟化铵、苄基三丁基氟化铵、十四烷基三甲基氟化铵、十六烷基三甲基氟化铵、二甲基二苄基氟化铵、三辛基甲基氟化铵、四苯基氟化膦、三苯基甲基氟化膦、三苯基乙基氟化膦、三苯基丁基氟化膦、三苯基苄基氟化膦中的两种或两种以上混合物,所述的有机溶剂为反应条件下呈液态的碳原子数小于20的卤代或非卤代脂肪烃、芳香烃、醇、酮、醚、腈、胺、杂环化合物中的任意一种单一溶剂或二种或多种溶剂的混合溶剂,所述的无机溶剂为水。 2、根据权利要求1所述的一种卤代烯烃加成氟化氢制备饱和含氟烷烃的方法,其特征在于所述的多氟代烯烃为四氟乙烯、三氟氯乙烯、三氟乙烯、1,1-二氟二氯乙烯、1,2-二氟二氯乙烯、1,1-二氟一氯乙烯、六氟丙烯、2-氢五氟丙烯、2-氢-七氟-2-丙烯、全氟-1-丙烯、全氟-2-丙烯中的任意一种。 3、根据权利要求1所述的一种卤代烯烃加成氟化氢制备饱和含氟烷烃的方法,其特征在于所述的多氟代烯烃和氟化氢加成后所得饱和含氟烷烃为五氟乙烷、1,1,1,2-四氟氯乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、1,1,1-三氟-2,2-二氯乙烷、1,1,2-三氟-1,2-二氯乙烷1,1,1-三氟氯乙烷、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-二氢八氟丁烷、2-氢九氟丁烷中的任意一种。 4、根据权利要求1所述的一种卤代烯烃加成氟化氢制备饱和含氟烷烃的方法,其特征在于所述的氟化氢和多氟代烯烃进行加成反应的方式为连续式或间歇式中的任意一种方式。

    说明书

    

    技术领域

    本发明涉及一种卤代烯烃加成氟化氢制备饱和含氟烷烃的方法,更具体的讲是通过氟 化氢-氟化季盐-溶剂含氟化氢体系向卤代烯烃加成氟化氢制备相应含氟烷烃的方法。

    背景技术

    氟是VII主族第一个元素,电负性最大,原子半径小,范德华半径为0.135nm,只比 氢原子范德华半径0.12nm稍大。有机化合物中的氢原子大多可以被体积相差不大的氟原子 取代,形成数量众多的有机氟化合物。由于氟大的电负性、小的原子半径、氟碳键低的极化 率及弱的分子间作用力,有机化合物中引入氟后常伴有显著物理化学性质改变,具有各种特 殊性质,因此,有机氟化合物现已被广泛用于国民经济各个领域。目前大规模生产的有机氟 产品有致冷剂、气雾剂、发泡剂、灭火剂等小分子含氟化合物,氟塑料、氟弹性体等高分子 含氟化合物,以及含氟农药与医药中间体。

    对不饱和烃加成氟化氢是有机化合物中引入氟的重要途径。氟化氢容易和烯烃发生亲 电加成。对于卤代烯烃,随着双键上卤素原子取代基的增加,卤代烯烃与氟化氢加成变难, 三氯乙烯在160℃还不与氟化氢发生反应。双键上有氟原子的烯烃和氟化氢进行加成反应 时,由于双键上的电子云密度特别低,亲电加成反应非常难以进行。通常双键上有氟原子取 代基的多氟代烯烃加成氟化氢特别困难,需要在非常苛刻的条件下进行。

    六氟丙烯气相加成氟化氢制备1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFC-227ea):英国专利GB 902590以活性碳为催化剂,反应温度为250-450摄氏度;美国专利US 6,187,975以氟化铝 为催化剂,反应温度为320-420摄氏度,这些发明在高温下反应,容易产生八氟异丁烯等剧 毒副产物。

    六氟丙烯液相加成氟化氢制备HFC-227ea,美国专利US 5,689,019以五氟化锑为主要 催化剂,反应温度低于100摄氏度。但由于五氟化锑与氟化氢形成超强酸,对设备存在严重 腐蚀,该发明的反应对设备要求苛刻。

    对于分子式为CF2=CXY(X为H或F,Y为H、F、Cl、Br、I)的含氟烯烃加成氟化 氢制备相应的烷烃:德国专利DE3009760以氟氧化铬为催化剂,反应温度为20-200摄氏度, 气相对分子式为CF2=CXY的烯烃加成氟化氢制备相应的烷烃。但催化剂需要用氟单质处理, 并且在加成反应的同时发生了取代反应、环化反应等副反应,该方法对CF2=CXY加成氟 化氢的目标产物选择性差。

    三氟氯乙烯和氟化氢加成反应制备1,1,1,2-四氟-2-氯乙烷(HCFC-124):美国专利US 3,755,477以铬盐为催化剂,反应温度320度,三氟氯乙烯和过量氟化氢反应,加成产物 HCFC-124只有13%,反应产物中四氟乙烯反而含了20%,该反应不仅对目标产物选择性差, 而且原料转化率也不高。

    三氟乙烯和氟化氢气相加成反应制备1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a):英国专利GB 2004539(A)以氧化铬为催化剂,在200-500摄氏度三氟乙烯和过量氟化氢反应,但高温下 反应生成了二氟甲烷、四氟甲烷、五氟乙烷、六氟乙烷等多种副产物。该方法反应温度高, 副产物多,对目标产物选择性差。

    美国专利US5,399,795以有叔胺为反应活性中心的离子交换树脂为催化剂,在温和反 应条件下,六氟丙烯和氟化氢加成制备HFC-227ea,该方法的缺点是单位体积反应产量小, 投入氟化氢容易过量导致催化剂失活。美国专利US5,847,245和US5,969,199提供了一种有 机含氮碱和氟化氢的加合物对卤代烯烃加成氟化氢的方法。并且该方法使用的体系中氟化氢 和叔胺物质的量的比超过4时反应完全停止,反应体系抗干扰能力差。

    对于六氟丙烯、四氟乙烯等全氟烯烃,用无水氟化钾在质子溶剂如甲酰胺中对其进行 处理,氟化钾中的氟离子双键进行加成,生成带一个负电荷的中间体,这个中间体和甲酰胺 提供的氢原子反应,得到HFC-227ea。能发生这类″亲核″加成反应的氟化物还有氟化铯、 四乙基氟化铵、氟化银。但通过等质子溶剂提供氢原子导致生成不需要的副产物(Milos Hudlicky.Fluorine Chemistry for Organic Chemists.Oxford New York:Oxford University Press,2000.54.)。

    关国专利US 4,734,526提供了一种有氟化季铵盐氟化试剂的存在情况下和对三键上有 活化取代基的炔烃加成一个氟化氢制备相应含氟烯烃的方法,该专利指出该方法不能对烯烃 进一步加成第二个氟化氢而生成对应烷烃。

    现有氟化氢对多氟代烯烃加成的方法,单独或同时存在例如反应需要在高温高压下进 行、烯烃原料转化率低、目标烷烃产物选择性差、反应体系的反应活性抗干扰能力差的缺点。

    发明内容

    本发明的目的在于提供一种卤代烯烃加成氟化氢制备饱和含氟烷烃的方法。该方法反 应条件温和,烯烃原料转化率高,目标烷烃产物选择性高,反应体系的反应活性抗干扰能力强。

    本发明目的是这样达到的,一种卤代烯烃加成氟化氢制备饱和含氟烷烃的方法,特点 是:在反应容器中,将氟化季盐或氟化季盐混合物、氟化氢、有机或无机溶剂按重量比1∶ 0.1~1∶1~4.5混合形成含氟化氢体系,然后投入多氟代烯烃,多氟代烯烃投入的物质的量 不超过含氟化氢体系中氟化氢的物质的量,在室温~200℃多氟代烯烃与氟化氢发生加成反 应,反应压力为自生压力,反应时间为0.5-72小时,得到饱和含氟烷烃产物,其中:所述的 氟化季盐为四甲基氟化铵、乙基三甲基氟化铵、四乙基氟化铵、甲基三乙基氟化铵、四丙基 氟化铵、四丁基氟化铵、苄基三甲基氟化铵、苄基三乙基氟化铵、苄基三丁基氟化铵、十四 烷基三甲基氟化铵、十六烷基三甲基氟化铵、二甲基二苄基氟化铵、三辛基甲基氟化铵、四 苯基氟化膦、三苯基甲基氟化膦、三苯基乙基氟化膦、三苯基丁基氟化膦、三苯基苄基氟化 膦中的任意一种,所述的氟化季盐混合物为四甲基氟化铵、乙基三甲基氟化铵、四乙基氟化 铵、甲基三乙基氟化铵、四丙基氟化铵、四丁基氟化铵、苄基三甲基氟化铵、苄基三乙基氟 化铵、苄基三丁基氟化铵、十四烷基三甲基氟化铵、十六烷基三甲基氟化铵、二甲基二苄基 氟化铵、三辛基甲基氟化铵、四苯基氟化膦、三苯基甲基氟化膦、三苯基乙基氟化膦、三苯 基丁基氟化膦、三苯基苄基氟化膦中的两种或两种以上混合物,所述的有机溶剂为反应条件 下呈液态的碳原子数小于20的卤代或非卤代脂肪烃、芳香烃、醇、酮、醚、腈、胺、杂环化 合物中的任意一种单一溶剂或二种或多种溶剂的混合溶剂,所述的无机溶剂为水。

    本发明所述的多氟代烯烃为四氟乙烯、三氟氯乙烯、三氟乙烯、1,1-二氟二氯乙烯、1,2- 二氟二氯乙烯、1,1-二氟一氯乙烯、六氟丙烯、2-氢五氟丙烯、2-氢-七氟-2-丙烯、全氟- 1-丙烯、全氟-2-丙烯中的任意一种。

    本发明所述的多氟代烯烃和氟化氢加成后所得饱和含氟烷烃为五氟乙烷、1,1,1,2-四氟 氯乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、1,1,1-三氟-2,2-二氯乙烷、1,1,2-三氟-1,2-二氯乙烷、1,1,1- 三氟氯乙烷、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-二氢八氟丁烷、2- 氢九氟丁烷中的任意一种。

    本发明所述的氟化氩和多氟代烯烃进行加成反应的方式为连续式或间歇式中的任意一 种方式。

    本发明的优点在于由于反应在常温常压也可进行,并且反应体系腐蚀性小,因而反应 条件温和;因反应温度低、副产物少,故烯烃原料转化率高,目标烷烃产物选择性高;反应 体系不受水份影响,因此反应体系的反应活性抗干扰能力强。

    具体实施方式

    下面申请人对发明作更详细叙述,以有助于理解本发明。

    一种反应方式为:将前述的一种氟化季盐或二种或多种氟化季盐的混合物、有机或无 机溶剂加入到反应容器如釜式反应器中,然后在搅拌状态下向反应器中通入氟化氢,它们彼 此的重量比为1∶0.1~1∶1~4.5,混合形成含氟化氢体系。然后将前述的任意一种多氟代 烯烃连续或间歇地压入反应器,压入不饱和烃物质的量不超过含氟化氢体系中的氟化氢物质 的量。由多氟代烯烃与氟化氢在温度为室温到200℃下加成反应,反应压力为反应温度下反 应体的自生压力,经过保持0.5~72小时后,通过升温或减压取出前述的任意一种饱和含氟 烷烃。

    在前述的加成反应中所用之溶剂若为无机物溶剂,即用水作为无机溶剂时,可以降低 反应产物在含氟化氢体系中的溶解度,尤其是当使用能耐受氢氟酸腐蚀的反应容器时,用水 作溶剂可便于反应时从含氟化氢体系中取出反应物。而且,本发明方法用水作溶剂意味着用 于加成反应的物料氟化氢、氟化季盐、多氟代烯烃以及溶剂均可以是含水的,而已知的对多 氟代烯烃催化加成氟化氢方法,反应体系中引入水的后果通常是导致催化剂失去活性。这也 说明和现有技术相比,本发明的反应体系的反应活性抗干扰能力强。

    在前述的加成反应中所用的溶剂若为反应条件下呈液态的有机溶剂,即用碳原子数不 大于20的卤代或非卤代脂肪烃、芳香烃、醇、酮、醚、腈、胺、杂环化合物,用有机物质 作为溶剂时,可以提高反应物料和产物在含氟化氢体系中的溶解度,便于降低反应压力,提 高反应速度和转化率。

    本发明的加成反应中,氟化季盐∶氟化氢∶溶剂的重量比符合1∶0.1~1∶1~4.5氟 化季盐混合物与氟化氢、溶剂组成的体系称为含氟化氢体系。

    本发明的加成反应温度为室温~200℃。

    本发明的加成反应在常压下就可以进行,也可以在高压下进行。使用密闭压力容器间 歇反应时,反应可以在物料自生压力下进行。

    本发明的加成反应器可以是釜式反应器、塔式反应器、管式反应器、无论使用何种反

    应容器,应采用适当手段保证多氟代烯烃和含氟化氢体系的充分接触。例如采用物料 或产物气流循环搅动反应体系,在釜式反应器中还可采用搅拌方式促进多氟代烯烃和含氟化 氢体系的充分接触。

    本发明的加成反应可以连续进行,也可以间歇进行。

    本发明若取间歇加成反应方式:先将氟化季盐、氟化氢、溶剂在良好搅拌情况下按比 例配好,加入反应容器。然后一次性或分批次投入适量多氟代烯烃,将温度控制在所需反应 温度反应。反应中可以采用物料或产物气流循环搅动反应体系,或采用搅拌方式促进多氟代 烯烃和含氟化氢体系的充分接触反应,等到反应器中物料组分达到所希望要求,通过降低压 力或升温的方法从含氟化氢体系中取出产物。取出产物后,向含氟化氢体系补加入反应消耗 掉的氟化氢,含氟化氢体系就可以用于下一次反应。

    本发明若取连续加成反应方式:先将氟化季盐、氟化氢、溶剂在良好搅拌情况下按比 例配好,加入反应容器。将温度控制在所需反应温度,多氟代烯烃连续投入反应容器,氟化 氢连续补加入含氟化氢体系,多氟代烯烃和补加入的氟化氢摩尔比为1∶1。加成产物连续从 反应体系中取出,如果加成产物中含未反应完全的多氟代烯烃,可以将未反应完全的多氟代 烯烃与产物分离后返回反应器中循环反应。反应中可以采用物料或产物气流循环搅动反应体 系,或采用搅拌方式促进多氟代烯烃和含氟化氢体系的充分接触反应。

    对于本发明在前面所列举的氟化季盐、多氟代烯烃、含氟烷烃名单,它们并不限定未 被列入于名单中的其它相应的氟化季盐、多氟代烯烃、含氟烷烃。

    例如:氟化季盐只要满足通式(II)都应认为在其名单之列:

    式(II)中Q、R6、R7、R8、R9代表的意义为:Q为N原子、P原子,R6、R7、R8、 R9可以为相同的取代基,也可以为或不同的取代基,它们选自碳原子数为1到20的烷基或 芳香基。

    又如:多氟代烯烃只要满足通式(I)都应认为在其名单之列:

    式(I)中R1、R2、R3、R4代表的意义为:R1为F原子;R2为F原子、CF3或CF2R5,其 中R5为碳原子数为1到20的烷基或卤代烷基;R3和R4可以为相同的取代基,也可以为或 不同的取代基,它们选自H原子、卤素原子、CF3或CF2R5,其中R5为碳原子数为1到20的 烷基或卤代烷基,但R3、R4中至少有一个取代基含义和R2相同。所以,多氟代烯烃不局限 于前述的CF2=CF2(四氟乙烯),CF2=CFCl(三氟氯乙烯),CF2=CFH(三氟乙烯),CF2=CCl2(1,1-二氟二氯乙烯),CClF=CClF(1,2-二氟二氯乙烯),CF2=CHCl(1,1-二氟一氯乙烯), CF2=CF-CF3(六氟丙烯),CF2=CH-CF3(2-氢五氟丙烯),CF3-CF=CH-CF3(2-氢-七氟-2-丙 烯),CF2=CF-CF2-CF3(全氟-1-丙烯),CF3-CF=CF-CF3(全氟-2-丙烯)。

    还如:饱和含氟烷烃只要满足通式(III)都应认为在其名单之列:

    式(III)中R1、R2、R3、R4代表的意义和通式(I)中R1、R2、R3、R4代表的意义相 同。所以,饱和含氟烷烃并不局限于前述的CF3-CHF2(五氟乙烷),CF3-CHFCl(1,1,1,2- 四氟氯乙烷),CF3-CFH2(1,1,1,2-四氟乙烷),CF3-CHCl2(1,1,1-三氟-2,2-二氯乙烷), CClF2-CHClF(1,1,2-三氟-1,2-二氯乙烷),CF3-CH2Cl(1,1,1-三氟氯乙烷),CF3-CHF-CF3(1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷),CF3-CH2-CF3(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷),CF3-CF2-CH2-CF3(2,2- 二氢八氟丁烷),CF3-CF2-CFH-CF3(2-氢九氟丁烷)。

    具体实施方式

    下述实施例将更加有助于理解本发明,但并不限制本发明的内容。

    实施例1:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将186克四 甲基氟化铵和500克无水乙醇加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入80克氟化氢。然后150 克六氟丙烯以液相从六氟丙烯钢瓶压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌下将高压釜升温到100 摄氏度,反应压力为反应温度下反应体系自生压力,保持2小时。取样气相色谱分析,六氟 丙烯加成产物HFC-227ea含量为98%,其余为未反应的六氟丙烯。

    实施例2:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将186克四 甲基氟化铵、20克三水合四丁基氟化铵、500克无水乙醇加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通

    入140克氟化氢。然后150克六氟丙烯以液相从六氟丙烯钢瓶压入高压釜。关上高压 釜阀门,搅拌下将高压釜升温到100摄氏度,反应压力为反应温度下反应体系自生压力,保 持8小时。取样气相色谱分析,六氟丙烯加成产物HFC-227ea含量为72%,其余为未反应的 六氟丙烯。

    实施例3:

    反应容器为带搅拌5升衬有聚四氟乙烯不锈钢高压釜。将186克四甲基氟化铵、20克 三水合四丁基氟化铵、20克四乙基氟化铵、500克无水乙醇和100克水加入高压釜,然后在 搅拌下慢慢通入140克氟化氢。然后150克六氟丙烯以液相从六氟丙烯钢瓶压入高压釜。关 上高压釜阀门,搅拌下将高压釜升温到100摄氏度,反应压力为反应温度下反应体系自生压 力,保持2小时。取样气相色谱分析,六氟丙烯加成产物HFC-227ea含量为94%,其余为未 反应的六氟丙烯。

    实施例4:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将186克四 甲基氟化铵、20克三水合四丁基氟化铵、20克四乙基氟化铵、20克甲基三乙基氟化铵、500 克无水乙醇和100克三乙胺加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入140克氟化氢。然后150克 1,1,2,3,3,4,4,4-八氟-1-丁烯用氮气以液相从钢瓶压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌下 将高压釜升温到150摄氏度,反应压力为反应温度下反应体系自生压力,保持72小时。取 样气相色谱分析,1,1,2,3,3,4,4,4-八氟-1-丁烯加成产物2-氢九氟正丁烷含量为99%,其 余为未反应的烯烃。

    实施例5:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将186克四 甲基氟化铵、500克无水乙醇和100克甲基异丁基酮加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入80 克氟化氢。然后100克CClF=CClF(1,2-二氟二氯乙烯)用氮气以液相从钢瓶压入高压釜。关 上高压釜阀门,搅拌下将高压釜升温到130摄氏度,反应压力为反应温度下反应体系自生压 力,保持48小时。取样气相色谱分析,1,2-二氟二氯乙烯加成产物1,1,2-三氟二氯乙烯含 量为98%,其余为未反应的烯烃。

    实施例6:

    反应容器为带搅拌5升衬有聚四氟乙烯不锈钢高压釜,温度通过内盘管流体和外加热 装置控制。

    将186克四甲基氟化铵、500克无水乙醇、100克水、100克三乙胺加入高压釜,然后 在搅拌下慢慢通入80克氟化氢。然后150克1,1,1,2,3,4,4,4-八氟-2-丁烯用氮气以液相 从钢瓶压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌下将高压釜升温到150摄氏度,反应压力 为反应温度下反应体系自生压力,保持50小时。取样气相色谱分析,1,1,1,2,3,4,4,4-八 氟-2-丁烯加成产物2-氢九氟正丁烷含量为99%,其余为未反应的烯烃。

    实施例7:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将186克四 甲基氟化铵、50克三乙胺、50克三丁胺、500克无水乙醇和100克环己酮加入高压釜,然 后在搅拌下慢慢通入80克氟化氢。然后150克六氟丙烯以液相从六氟丙烯钢瓶压入高压釜。关 上高压釜阀门,搅拌下将高压釜温度保持在室温,反应压力为反应温度下反应体系自生压力, 保持24小时。取样气相色谱分析,六氟丙烯加成产物HFC-227ea含量为90%,其余为未反 应的六氟丙烯。

    实施例8:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将186克四 甲基氟化铵、500克无水乙醇、100克环己烷和100克四氢呋喃加入高压釜,然后在搅拌下 慢慢通入80克氟化氢。然后150克六氟丙烯以液相从六氟丙烯钢瓶压入高压釜。关上高压 釜阀门,搅拌下将高压釜升温到100摄氏度,反应压力为反应温度下反应体系自生压力,保 持2小时。取样气相色谱分析,六氟丙烯加成产物HFC-227ea含量为98%,其余为未反应的 六氟丙烯。

    实施例9:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将630克三 水合四丁基氟化铵、1000克无水乙醇加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入80克氟化氢。然 后150克六氟丙烯以液相从六氟丙烯钢瓶压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌下将高压釜升 温到100摄氏度,反应压力为反应温度下反应体系自生压力,保持8小时。取样气相色谱分 析,六氟丙烯加成产物HFC-227ea含量为99%,其余为未反应的六氟丙烯。

    实施例10:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将260克四 丁基氟化铵、500克无水乙醇和100克三乙胺加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入60克氟 化氢。然后150克六氟丙烯以液相从六氟丙烯钢瓶压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌下将 高压釜升温到50摄氏度,反应压力为反应温度下反应体系自生压力,保持30小时。取样气 相色谱分析,六氟丙烯加成产物HFC-227ea含量为98%,其余为未反应的六氟丙烯。

    实施例11:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将260克四 丁基氟化铵、90克四甲基氟化铵、1000克无水乙醇加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入60 克氟化氢。然后150克六氟丙烯以液相从六氟丙烯钢瓶压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌 下将高压釜升温到150摄氏度,反应压力为反应温度下反应体系自生压力,保持2小时。取 样气相色谱分析,六氟丙烯加成产物HFC-227ea含量为98%,其余为未反应的六氟丙烯。

    实施例12:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将260克四 丁基氟化铵、90克四甲基氟化铵、135克甲基三乙基氟化铵、100克三丁胺、100克三乙胺、 1500克无水乙醇加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入100克氟化氢。然后150克六氟丙烯 以液相从六氟丙烯钢瓶压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌下将高压釜升温到130摄氏度, 反应压力为反应温度下反应体系自生压力,保持0.5小时。取样气相色谱分析,六氟丙烯加 成产物HFC-227ea含量为98%,其余为未反应的六氟丙烯。

    实施例13:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将260克四 丁基氟化铵、500克三乙胺加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入100克氟化氢。然后150克 六氟丙烯以液相从六氟丙烯钢瓶压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌下将高压釜升温到70 摄氏度,反应压力为反应温度下反应体系自生压力,保持40小时。取样气相色谱分析,六 氟丙烯加成产物HFC-227ea含量为98%,其余为未反应的六氟丙烯。

    实施例14:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将270克甲 基三乙基氟化铵、500克无水乙醇加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入80克氟化氢。然后 将60克1,1,1,3,3-五氟丙烯压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌下将高压釜升温到100摄 氏度,反应压力为反应温度下反应体系自生压力,保持7小时。取样气相色谱分析,1,1,1,3,3- 五氟丙烯加成产物HFC-236fa含量为99%,其余为未反应的1,1,1,3,3-五氟丙烯。

    实施例15:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将186克四 甲基氟化铵、500克无水乙醇加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入80克氟化氢。然后将116 克三氟氯乙烯压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌下将高压釜升温到200撮氏度,反应压力 为反应温度下反应体系自生压力,保持1小时。取样气相色谱分析,三氟氯乙烯加成产物 HCFC-124含量为99%,其余为未反应的三氟氯乙烯。

    实施例16:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将186克四 甲基氟化铵、500克无水乙醇加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入80克氟化氢。搅拌下将 高压釜升温到120摄氏度,从压力为3.0Mpa的四氟乙烯中间槽加入四氟乙烯达到1.5Mpa, 搅拌6小时。取样气相色谱分析,四氟乙烯加成产物HFC-125含量为95%,其余为未反应的 四氟乙烯。

    实施例17:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将180克四 苯基氟化膦、500克乙腈和200克苯加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入20克氟化氢。然 后50克六氟丙烯以液相从六氟丙烯钢瓶压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌下将高压釜升 温到100摄氏度,反应压力为反应温度下反应体系自生压力,保持2小时。取样气相色谱分 析,六氟丙烯加成产物HFC-227ea含量为90%,其余为未反应的六氟丙烯。

    实施例18:

    反应容器为竖直安装的外带蒸汽夹套,内径40毫米,长10米碳钢管。加入8升按四 甲基氟化铵∶无水乙醇∶氟化氢=6∶15∶2重量比配好的含氟化氢体系。将反应管加热到70 摄氏度,六氟丙烯以每分钟60毫升的速度从反应管底部连续通入,从反应器顶部取样气相 色谱分析,六氟丙烯加成产物HFC-227ea含量为95%。

    本发明卤代烯烃加成氟化氢制备饱和含氟烷烃方法中,氟化季盐或其混合物起着重要的 作用,如果没有氟化季盐或其混合物的存在,那么反应不能达到目的,申请人在下面给出的 三个比较例就可说明之。

    比较例1:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将500克无水乙醇 加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入80克氟化氢。然后150克六氟丙烯以液相从六氟丙烯 钢瓶压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌下将高压釜升温到100摄氏度,反应压力为反应温 度下反应体系自生压力,保持2小时。取样气相色谱分析,未检测到六氟丙烯加成产物 HFC-227ea。

    比较例2:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将500克无 水乙醇加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入80克氟化氢。然后150克三氟氯乙烯以液相从 六氟丙烯钢瓶压入高压釜。关上高压釜阀门,搅拌下将高压釜升温到100摄氏度,反应压力 为反应温度下反应体系自生压力,保持2小时。取样气相色谱分析,未检测到三氟氯乙烯加 成产物HCFC-124。

    比较例3:

    反应容器为带搅拌5升高压釜,釜体材料主要采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。将500克无 水乙醇加入高压釜,然后在搅拌下慢慢通入80克氟化氢。搅拌下将高压釜升温到120摄氏 度,从压力为3.0Mpa的四氟乙烯中间槽加入四氟乙烯达到1.5Mpa,搅拌6小时。取样气相 色谱析,未检测到四氟乙烯加成产物HFC-125。

    关 键  词:
    一种 烯烃 加成 氟化氢 制备 饱和 烷烃 方法
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