本發(fā)明涉及氟化工，具體涉及一種全氟異丁基甲醚的制備方法。
背景技術(shù)：
：：1、電子氟化液是一種無(wú)色透明的液體，它既有適度的溶解性，又有良好的材料兼容性，臭氧潛能值(odp)為0、全球變暖潛能值(gwp)低。它主要由氟化物組成，具有不導(dǎo)電、不可燃、無(wú)毒、無(wú)殘留的特性，同時(shí)具備熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。這些特性使得電子氟化液非常適合應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓制造、電子可靠性測(cè)試以及數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的浸入式冷卻等高科技領(lǐng)域。隨著對(duì)cfc、hcfc等氯氟烴替代工作的深入,3m公司開(kāi)發(fā)的氫氟醚產(chǎn)品novectm?hfe-7100/7200/7300/7500(hfe-7100、7200、7300、7500的化學(xué)結(jié)構(gòu)分別為全氟異丁基甲醚、全氟異丁基乙醚、全氟己基甲醚、全氟庚基乙醚)作為epa(美國(guó)環(huán)境保護(hù)局)確定的氟利昂替代物清單(snap清單)中的清洗劑和冷媒，被指定為acceptable(可無(wú)限制使用)，為提倡綠色采購(gòu)的企業(yè)提供了理想的解決方案。2、目前公開(kāi)的全氟異丁基甲醚hfe-7100的合成路線較少，大致分為為四條技術(shù)路線：3、1)首先構(gòu)建含氟烯烴如七氟異丁烯甲醚或者六氟一氯異丙烯基甲基醚，然后與氟氣/氟化鈷(專(zhuān)利cn107382678；文獻(xiàn)synlett?2000,3,343–344)或者氫氟酸(專(zhuān)利cn111995502)加成制得，反應(yīng)方程式如下：4、5、2)首先構(gòu)建全氟異丁酰氟/全氟異丁酰氯，然后與甲基化試劑在堿金屬的作用下反應(yīng)制得。構(gòu)建全氟異丁酰氟的原料為六氟丙烯二聚體(專(zhuān)利cn109503366、cn117567252)，六氟丙烯三聚體(專(zhuān)利cn109534966、cn109734562)，或者直接用全氟異丁酰氟(專(zhuān)利cn110002968、cn116178116、us2004192974；文獻(xiàn)journal?offluorine?chemistry?2005,126,1578–1586)；構(gòu)建全氟異丁酰氯的原料為光氣(專(zhuān)利cn115521192)，反應(yīng)方程式如下：6、7、3)首先構(gòu)建2,2-二氟-3,3-雙(三氟甲基)環(huán)氧乙烷，然后與甲基化試劑在堿金屬的作用下反應(yīng)制得(專(zhuān)利cn117486683)，反應(yīng)方程式如下：8、9、4)通過(guò)氫氟酸和相應(yīng)的鹵代烷烴原子交換制得(專(zhuān)利cn116693371)。10、11、從上述四條技術(shù)路線可以得到的結(jié)論是：首先構(gòu)建關(guān)鍵中間體全氟異丁酰氟/全氟異丁酰氯，然后與甲基化試劑在堿金屬的作用下反應(yīng)制備全氟異丁基甲醚的方法與其他工藝路線相比較為簡(jiǎn)便，使用也最為廣泛。其他工藝路線的缺點(diǎn)：1)工藝路線一和工藝路線四用到劇毒、極具腐蝕性的f2、hf，危險(xiǎn)系數(shù)高，對(duì)反應(yīng)設(shè)備要求苛刻；2)工藝路線三較為簡(jiǎn)單，但是制備原料八氟異丁烯難度較高。因此，更為方便、快捷地構(gòu)建技術(shù)路線二中的全氟異丁酰氟/全氟異丁酰氯是研究的關(guān)鍵。技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種全氟異丁基甲醚hfe-7100的合成方法，本發(fā)明以六氟丙烯為原料，經(jīng)4步反應(yīng)定向合成九氟異丁基醚，該方法原料廉價(jià)易得、工藝操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、收率高，更容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：3、本發(fā)明提供一種全氟異丁基甲醚的合成方法，包括以下步驟：4、步驟一：以六氟丙烯和氯甲酸酯為原料在氟鹽的作用下通過(guò)加成反應(yīng)制得七氟異丁酸酯；5、步驟二：將七氟異丁酸酯在堿的作用下水解制得七氟異丁酸；6、步驟三：七氟異丁酸在酰化試劑的作用下制得關(guān)鍵中間體七氟異丁酰氯；7、步驟四：關(guān)鍵中間體七氟異丁酰氯與甲基化試劑在堿金屬氟化物的作用下反應(yīng)制得全氟異丁基甲醚。8、本發(fā)明的技術(shù)線路如下：9、10、其中r＝me,et,pr,i-pr,ph,bn。11、步驟一的具體步驟為：將氯甲酸酯用溶劑溶解，加入氟鹽，抽真空，然后通入六氟丙烯。升溫至反應(yīng)溫度，于反應(yīng)溫度下反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，降溫至室溫，靜置分層。下層粗產(chǎn)品經(jīng)過(guò)水洗、蒸餾得到七氟異丁酸酯。12、優(yōu)選的，所述步驟一中的溶劑選自乙腈，二甲基亞砜，n,n-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六環(huán)、四氫呋喃、甲苯、氯仿、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的一種或多種；更優(yōu)選為二乙二醇二甲醚。13、優(yōu)選的，所述步驟一中的氟鹽選自氟化鈉、氟化鋰、氟化鉀、氟化銫、氟化銀、氟化銨中的一種或多種；更優(yōu)選為氟化鉀。14、優(yōu)選的，所述步驟一中的反應(yīng)溫度為50℃～150℃；更優(yōu)選為80℃～120℃。15、優(yōu)選的，所述步驟一中六氟丙烯與氯甲酸酯的摩爾比為1:1～5；更優(yōu)選為1:1～2。16、優(yōu)選的，所述步驟一中六氟丙烯與氟鹽的摩爾比為1:1～5；更優(yōu)選為1:1～2。17、優(yōu)選的，所述步驟一中六氟丙烯與溶劑的質(zhì)量比為1:3～20；更優(yōu)選為1:5～10。18、優(yōu)選的，所述步驟一的反應(yīng)時(shí)間為2～10小時(shí)；更優(yōu)選為3～5小時(shí)。19、步驟二的具體步驟為：將七氟異丁酸酯溶解于極性溶劑，然后加入堿的水溶液。加畢，于反應(yīng)溫度下反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，用10％稀鹽酸調(diào)節(jié)ph值為5～6，然后用乙酸乙酯萃取，合并有機(jī)相，用飽和食鹽水洗三次，然后用無(wú)水硫酸鈉干燥。過(guò)濾，旋蒸，得到七氟異丁酸粗品，無(wú)需純化，直接用于下一步。20、優(yōu)選的，所述步驟二中的極性溶劑選自乙腈，丙酮，二甲基亞砜，n,n-二甲基甲酰胺，1,4-二氧六環(huán)，四氫呋喃，甲醇，乙醇中的一種或多種；更優(yōu)選為甲醇。21、優(yōu)選的，所述步驟二中的堿選自氫氧化鈉，氫氧化鋰，氫氧化鉀，碳酸鉀，碳酸鈉，碳酸銫中的一種或多種；更優(yōu)選為氫氧化鈉。22、優(yōu)選的，所述步驟二中的反應(yīng)溫度為0℃～50℃；更優(yōu)選為20℃～25℃。23、優(yōu)選的，所述步驟二中七氟異丁酸酯與堿的摩爾比為1:1～8；更優(yōu)選為1:2～4。24、優(yōu)選的，所述步驟二中七氟異丁酸酯與溶劑的質(zhì)量比為1:3～20；更優(yōu)選為1:5～10。25、優(yōu)選的，所述步驟二的反應(yīng)時(shí)間為1～3小時(shí)；更優(yōu)選為1～1.5小時(shí)。26、步驟三的具體步驟為：將七氟異丁酸溶解于溶劑，然后加入催化劑，降溫至0℃，然后緩緩滴入酰化試劑。加畢，于反應(yīng)溫度下反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，低溫蒸餾，得到七氟異丁酰氯。27、優(yōu)選的，所述步驟三中的溶劑選自乙腈，1,4-二氧六環(huán)，四氫呋喃，乙醚，丙酮，甲苯，二氯甲烷，氯仿，二乙二醇二甲醚中的一種或多種；更優(yōu)選為二氯甲烷。28、優(yōu)選的，所述步驟三中的催化劑選自n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、吡啶、三氯化鐵中的一種或多種；更優(yōu)選為n,n-二甲基甲酰胺。29、優(yōu)選的，所述步驟三中的?；噭┻x自草酰氯、二氯亞砜、硫酰氯、三氯氧磷、三氯化磷中的一種或多種；更優(yōu)選為二氯亞砜。30、優(yōu)選的，所述步驟三中的反應(yīng)溫度為0℃～30℃；更優(yōu)選為20℃～25℃。31、優(yōu)選的，所述步驟三中七氟異丁酸與?；噭┑哪柋葹?:1～5；更優(yōu)選為1:1.5～3。32、優(yōu)選的，所述步驟三中七氟異丁酸與催化劑的摩爾比為1:0.01～0.5；更優(yōu)選為1:0.01～0.05。33、優(yōu)選的，所述步驟三中七氟異丁酸與溶劑的質(zhì)量比為1:3～20；更優(yōu)選為1:5～10。34、優(yōu)選的，所述步驟三的反應(yīng)時(shí)間為1～5小時(shí)；更優(yōu)選為1～2小時(shí)。35、步驟四的具體步驟為：將七氟異丁酰氯溶解于溶劑，然后加入氟鹽、相轉(zhuǎn)移催化劑、甲基化試劑，加畢，升溫至反應(yīng)溫度，于反應(yīng)溫度下反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，加入過(guò)量的20％氫氧化鈉溶液進(jìn)行淬滅，靜置分層，收集下層液體，經(jīng)水洗、精餾后得到全氟異丁基甲醚純品。36、優(yōu)選的，所述步驟四中的溶劑選自乙腈，n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、1,4-二氧六環(huán)，二甲基亞砜，乙二醇二甲醚，二乙二醇二甲醚，四乙二醇二甲醚中的一種或多種；更優(yōu)選為二乙二醇二甲醚。37、優(yōu)選的，所述步驟四中的氟鹽選自氟化鈉，氟化鋰，氟化鉀，氟化銫，氟化銀，氟化銨中的一種或多種；更優(yōu)選為氟化鉀。38、優(yōu)選的，所述步驟四中的相轉(zhuǎn)移催化劑選自四丁基溴化銨、芐基三乙基氯化銨、甲基三烷基氯化銨、15-冠醚-5、18-冠醚-6中的一種或多種；更優(yōu)選為甲基三烷基氯化銨。39、優(yōu)選的，所述步驟四中的甲基化試劑選自碘甲烷、硫酸二甲酯、碳酸二甲酯中的一種或多種；更優(yōu)選為硫酸二甲酯。40、優(yōu)選的，所述步驟四中的反應(yīng)溫度為50℃～150℃；更優(yōu)選為60℃～90℃。41、優(yōu)選的，所述步驟四中七氟異丁酰氯與氟鹽的摩爾比為1:1～6；更優(yōu)選為1:2～3。42、優(yōu)選的，所述步驟四中七氟異丁酰氯與相轉(zhuǎn)移催化劑的摩爾比為1:0.01～1；更優(yōu)選為1:0.01～0.5。43、優(yōu)選的，所述步驟四中七氟異丁酰氯與甲基化試劑的摩爾比為1:1～6；更優(yōu)選為1:2～3。44、優(yōu)選的，所述步驟四中七氟異丁酰氯與溶劑的質(zhì)量比為1:3～20；更優(yōu)選為1:5～10。45、優(yōu)選的，所述步驟四的反應(yīng)時(shí)間為1～12小時(shí)；更優(yōu)選為2～5小時(shí)。46、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：47、1.本發(fā)明所使用的原料六氟丙烯和氯甲酸酯廉價(jià)易得，大幅降低生產(chǎn)成本；48、與其他路線相比，本發(fā)明的合成路線可以更快速、高產(chǎn)率構(gòu)建關(guān)鍵中間體七氟異丁酰氯；49、2.本發(fā)明構(gòu)建關(guān)鍵中間體七氟異丁酰氯的合成經(jīng)過(guò)加成、水解、?；瘸Ｒ?guī)工藝，反應(yīng)條件溫和，工藝操作簡(jiǎn)便安全，各步驟反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物均易于分離提純，有效提高了產(chǎn)品的收率和純度，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。當(dāng)前第1頁(yè)12當(dāng)前第1頁(yè)12