本申請(qǐng)涉及有機(jī)化合物合成，尤其涉及一種全氟三丙胺的合成方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、全氟三丙胺(又稱卜氟胺)，其最大的生產(chǎn)經(jīng)銷商是美國(guó)的3m公司，商品代號(hào)fc-3283。該產(chǎn)品無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒的不燃，是一種與絕大多數(shù)材料相容性非常優(yōu)越的惰性液體。主要用作儀器儀表的抗腐蝕傳動(dòng)液、介電絕緣液，電子元件、器件檢漏液等，同時(shí)又由于其對(duì)氣體優(yōu)越的溶解性，生物惰性等特性，可以作為血液替代品的生產(chǎn)原料。

2、全氟三丙胺的合成方法有以下兩種，cn103145561a描述了在填裝有氧化鈷的管式氟化反應(yīng)器中，通過(guò)氟-氮?dú)怏w與汽化的三丙胺，在300℃左右條件下，進(jìn)行反應(yīng)得到全氟三丙胺的合成工藝。該工藝不僅要操作劇毒高危險(xiǎn)性的氟氣，同時(shí)反應(yīng)效率偏低(要使用大量惰性氣體稀釋)，氣體夾帶造成的產(chǎn)品收集也較為困難，不適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。另一種合成方法在us2616927與ep0528192a中得到描述，采用三正丙胺與hf原料，在專用電解槽中進(jìn)行電化學(xué)氟化反應(yīng)合成全氟三丙胺。該方法也迄今為止，商業(yè)化最成熟的合成方法。但是，從文獻(xiàn)報(bào)道以及實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的檢測(cè)可以看到，其電解氟化后的產(chǎn)物非常之多，其中尾氣中難以收集的含氟烷烴等氣體(均是溫室氣體)其種類也是非常之多。

3、

4、表1中列出了部分含氟烷烴的gwp值(摘自ipcc第五次評(píng)估報(bào)告)。

5、表1部分含氟烷烴的gwp值

6、

7、

8、同時(shí)依據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，以及實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的測(cè)算，電解氟化三正丙胺的原材物料、電能消耗、各組分生成量見(jiàn)表2。

9、表2電解氟化合成全氟三丙胺的消耗生成表

10、

11、*注：此處為全氟三丙胺有效生成量，經(jīng)過(guò)精餾提純后，作為商品銷售的全氟三丙胺(fc-3283)幾乎為1kg，即消耗1kg三丙胺可以得到商品級(jí)全氟三丙胺1kg。產(chǎn)品收率27％(文獻(xiàn)與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的最高值)

12、從表2中可以看出，從三正丙胺電解氟化合成全氟三丙胺的過(guò)程是一個(gè)高能耗(55～62度/kg產(chǎn)品)、高溫室氣體(2.1kg/kg產(chǎn)品)生成的工藝過(guò)程。

13、因此，如何開(kāi)發(fā)低能耗且能有效降低生產(chǎn)過(guò)程中溫室氣體排放的全氟三丙胺的生產(chǎn)工藝，是本領(lǐng)域的一個(gè)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)的一個(gè)目的在于提供一種全氟三丙胺的合成方法，以六氟丙烯與二丙基胺合成中間產(chǎn)物作為原料，與氟化氫一起反應(yīng)，可以高收率合成全氟三丙胺，同時(shí)降低了生產(chǎn)過(guò)程中的能耗以及尾氣中溫室氣體的排放量，提高原子經(jīng)濟(jì)性。

2、本申請(qǐng)的另一個(gè)目的在于提供一種全氟三丙胺的合成方法合成的全氟三丙胺的應(yīng)用。

3、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)的第一方面提出了一種全氟三丙胺的合成方法，包括：

4、將二丙基胺和六氟丙烯進(jìn)行第一反應(yīng)，得到1,1,2,3,3,3-六氟-n,n-二丙基胺與1,2,3,3,3-五氟-n,n-二丙基-1-丙烯基胺的混合物；

5、將所述混合物與氟化氫進(jìn)行第二反應(yīng)，得到全氟三丙胺。

6、在一些實(shí)施方式中，所述第一反應(yīng)的反應(yīng)溫度為0-25℃。

7、在一些實(shí)施方式中，所述所述第一反應(yīng)中，所述二丙基胺和所述六氟丙烯的摩爾比為1：(1.07-1.2)。

8、在一些實(shí)施方式中，所述第一反應(yīng)中，所述二丙基胺的水分含量小于30ppm，優(yōu)選為小于10ppm。

9、在一些實(shí)施方式中，所述六氟丙烯的水分含量小于10ppm。

10、在一些實(shí)施方式中，所述第一反應(yīng)包括依次進(jìn)行的第一階段和第二階段；所述第一反應(yīng)第一階段的反應(yīng)溫度為0-10℃。

11、在一些實(shí)施方式中，所述第一反應(yīng)第一階段的初始反應(yīng)壓力為30-50kpa。

12、在一些實(shí)施方式中，所述第一反應(yīng)第一階段的終止反應(yīng)壓力為300-500kpa。

13、在一些實(shí)施方式中，所述第一反應(yīng)第二階段的反應(yīng)溫度為15-25℃。

14、在一些實(shí)施方式中，所述第二階段的反應(yīng)壓力為300-500kpa。

15、在一些實(shí)施方式中，所述第二階段的反應(yīng)時(shí)間為1.5-2.5h。

16、在一些實(shí)施方式中，當(dāng)所述第一階段的反應(yīng)壓力達(dá)到所述第一階段終止反應(yīng)壓力且目標(biāo)時(shí)間內(nèi)所述第一階段終止反應(yīng)壓力下降值低于預(yù)設(shè)值時(shí)，所述第一反應(yīng)由所述第一階段進(jìn)入所述第二階段。

17、在一些實(shí)施方式中，所述目標(biāo)時(shí)間為8-12min。

18、在一些實(shí)施方式中，所述預(yù)設(shè)值為第一階段終止反應(yīng)壓力的8-12％。

19、在一些實(shí)施方式中，所述二丙基胺在所述第一階段之前加入所述第一反應(yīng)的反應(yīng)體系。

20、在一些實(shí)施方式中，所述六氟丙烯分兩部分加入所述第一反應(yīng)的反應(yīng)體系，一部分在所述第一階段持續(xù)加入所述第一反應(yīng)的反應(yīng)體系，另一部分在所述第二階段加入所述第一反應(yīng)的反應(yīng)體系。

21、在一些實(shí)施方式中，所述第二反應(yīng)為電化學(xué)氟化反應(yīng)。

22、在一些實(shí)施方式中，所述第二反應(yīng)在simons電解槽中進(jìn)行。

23、在一些實(shí)施方式中，所述第二反應(yīng)中，所述第一反應(yīng)得到的混合物與所述氟化氫的質(zhì)量比為1：(5.83-6.00)。

24、在一些實(shí)施方式中，所述第二反應(yīng)的電解電壓為5-7.5v。

25、在一些實(shí)施方式中，所述第二反應(yīng)的電流密度為0.01-0.03a/cm2。

26、在一些實(shí)施方式中，所述第二反應(yīng)的溫度為15-19℃，優(yōu)選為15-17℃。

27、本申請(qǐng)的第二方面涉及本申請(qǐng)所述的全氟三丙胺的合成方法合成的全氟三丙胺在儀器儀表和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。

28、本申請(qǐng)所述的全氟三丙胺的合成方法，至少可以帶來(lái)以下有益效果：

29、以六氟丙烯與二丙基胺合成中間產(chǎn)物——1,1,2,3,3,3-六氟-n,n-二丙基胺與1,2,3,3,3-五氟-n,n-二丙基-1-丙烯基胺的混合物，再以混合物和氟化氫為原料進(jìn)行反應(yīng)，可以在高收率合成全氟三丙胺的同時(shí)降低生產(chǎn)過(guò)程中的能耗以及尾氣中溫室氣體的排放量，提高了原子經(jīng)濟(jì)性。具體的，產(chǎn)品收率從原工藝的25～30％提升至60％以上，能耗降低30％以上，溫室氣體排放總量下降70％以上。

30、本申請(qǐng)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本申請(qǐng)的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種全氟三丙胺的合成方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述第一反應(yīng)的反應(yīng)溫度為0-25℃；和/或，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述第二反應(yīng)中，所述混合物與所述氟化氫的質(zhì)量比為1：(5.83-6.00)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述第一反應(yīng)中，二丙基胺的水分含量小于30ppm；和/或，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述第一反應(yīng)中，二丙基胺的水分含量小于10ppm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述第一反應(yīng)包括依次進(jìn)行的第一階段和第二階段，所述第一階段的反應(yīng)溫度為0-10℃，和/或，所述第一階段的初始反應(yīng)壓力為30-50kpa，和/或，所述第一階段的終止反應(yīng)壓力為300-500kpa，和/或，所述第二階段的反應(yīng)溫度為15-25℃，和/或，所述第二階段的反應(yīng)壓力為300-500kpa，和/或，所述第二階段的反應(yīng)時(shí)間為1.5-2.5h。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的合成方法，其特征在于，當(dāng)所述第一階段的反應(yīng)壓力達(dá)到所述第一階段終止反應(yīng)壓力且目標(biāo)時(shí)間內(nèi)所述第一階段終止反應(yīng)壓力下降值低于預(yù)設(shè)值時(shí)，所述第一反應(yīng)由所述第一階段進(jìn)入所述第二階段；優(yōu)選的，所述目標(biāo)時(shí)間為8-12min，和/或，所述預(yù)設(shè)值為第一階段終止反應(yīng)壓力的8-12％；和/或，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述第二反應(yīng)為電化學(xué)氟化反應(yīng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8的合成方法，其特征在于，所述第二反應(yīng)在simons電解槽中進(jìn)行；和/或，所述第二反應(yīng)的電解電壓為5-7.5v；和/或，

10.如權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的合成方法合成的全氟三丙胺在儀器儀表和生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N全氟三丙胺的合成方法及應(yīng)用，其中全氟三丙胺的合成方法，包括：將二丙基胺和六氟丙烯進(jìn)行第一反應(yīng)，得到1,1,2,3,3,3?六氟?N,N?二丙基胺與1,2,3,3,3?五氟?N,N?二丙基?1?丙烯基胺的混合物；將所述混合物與氟化氫進(jìn)行第二反應(yīng)，得到全氟三丙胺。本申請(qǐng)的全氟三丙胺的合成方法，以六氟丙烯與二丙基胺合成中間產(chǎn)物作為原料，與氟化氫一起反應(yīng)，可以高收率合成全氟三丙胺，同時(shí)降低了生產(chǎn)過(guò)程中的能耗以及尾氣中溫室氣體的排放量，提高原子經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)研發(fā)人員：吳慶,黃勇,姜建學(xué)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江巨化技術(shù)中心有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10