二碘全氟C3至C7烷烃的分阶段合成制造技术

本发明专利技术提供了用于通过以下步骤形成包含其中n是3至7的I(CF2)nI同系物混合物的反应产物的方法，该反应产物可含有污染物ICF2I和I(CF2)2I中的至少一种，这些步骤包括：(a)在反应器中在150℃至210℃的温度下使碘与六氟环氧丙烷反应，所述六氟环氧丙烷的量是待与所述碘反应的六氟环氧丙烷总量的一部分，从而形成含有作为反应副产物的气态三氟乙酰氟的反应产物，(b)冷却所述反应产物以变成液体，除了所述气态三氟乙酰氟，(c)从所述反应器中排出所述三氟乙酰氟，以及(d)重复所述步骤(a)、(b)和(c)，直到所述HFPO的所述总量与所述碘反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二碘全氟C3至C7烷烃的分阶段合成
技术介绍

本专利技术涉及在中等压力条件下合成二碘全氟C3至C7烷烃(I(CF2)nI)，其中n是3至7。相关技术描述美国专利6,002,055的实施例1至11公开了在185℃下的反应器中的自生压力下、在具有和不具有催化剂的存在下进行的六氟环氧丙烷(HFPO)与碘的反应，以获得二碘甲烷和它们的同系物。HFPO/碘反应公开在反应方程式(II)(第3卷，第25栏)中，对于反应中消耗的每摩尔HFPO形成一摩尔的CF3COF(三氟乙酰氟)(PAF)副产物。实施例1公开了从266g的HFPO反应物形成184g的PAF。由于HFPO/碘反应而在反应器中形成PAF所呈现的问题在于：尤其朝向反应结束而当PAF形成趋近其峰值时，PAF致使反应器内的自生压力变得非常高，从而需要使用和花费高抗压反应器和配套设备(包括密封件)。WO2014/062450公开了在作为催化剂的某些Ni和Mo组合存在下进行的HFPO/碘反应，这些Ni和Mo组合在合成其中n是3至11的I(CF2)nI期间使其中n是1或2的I(CF2)nI的产生最小化。在该专利技术的实施例中，反应在170℃至185℃的温度下进行。(实施例1-3和表4中的批料温度)。即使PAF的形成不可避免，在反应中也没有提到PAF的形成。然而，比较例A公开了将反应高压釜冷却至室温，接着排出气体。这种排出将包括反应中所形成的PAF的总量。
技术实现思路
本专利技术使HFPO/碘反应能够在中等压力(基本上小于迄今为止的压力)下进行。这使反应能够在较低压力操作的反应器(包括相关设备)中进行，从而提供制造安装上的节约。本专利技术的方法通过以下步骤形成了包含其中n是3至7的I(CF2)nI同系物混合物的反应产物，该反应产物含有污染物ICF2I和I(CF2)2I中的至少一种，这些步骤包括：(a)在反应器中在150℃至210℃的温度下使碘与六氟环氧丙烷(HFPO)反应，所述HFPO的量是待与所述碘反应的HFPO的总量的一部分，从而形成含有作为反应副产物的气态三氟乙酰氟(PAF)的反应产物，(b)冷却所述反应产物以变成液体，除了所述气态三氟乙酰氟，(c)从所述反应器中排出所述三氟乙酰氟，(d)重复所述步骤(a)、(b)和(c)，直到所述HFPO的所述总量与所述碘反应，并且因此获得包含所述同系物混合物的所述反应产物。代替延缓排出(去除)PAF直到反应完成，本专利技术的方法在进行HFPO/碘反应中不时地排出PAF。如果步骤(a)至(c)的顺序进行三次，其中存在于每个步骤(a)开始时的HFPO部分是所使用的HFPO的总量的1/3，则归因于PAF形成的反应器内的自生压力增加将减少为美国专利6,002,055和WO2014/062450所例证的当PAF排出延缓直到以单阶段进行的反应完成时压力增加的仅1/3。根据本专利技术重复步骤(a)意指上述反应产物的合成是分阶段的。考虑全部步骤(a)至(d)，本专利技术的方法还可以被称为排出-装入方法，即排出PAF并且将另外的HFPO装入反应器。优选地，在每个所述步骤(a)中反应的HFPO的部分是与碘反应的HFPO的所述总量的10％至50％。优选地，与碘反应的HFPO的总量的摩尔比是至少3.0。优选地，反应产物的收率是至少70％。优选地，由进行本专利技术的方法产生的反应产物中的其中n是1至7或3至7的I(CF2)nI同系物混合物占反应产物的至少90％(GC面积)。优选地，污染物ICF2I和I(CF2)2I分别以不大于1％(GC面积)和不大于0.1％的量存在于反应产物中。本专利技术的方法优选地在能有效地单独和共同获得这些结果的条件下进行。优选的条件是在能有效地获得这些结果的催化剂存在下进行每个步骤(a)。另选地或与存在于每个步骤(a)中的反应中的催化剂组合，反应产物至少在所述重复所述步骤(a)、(b)和(c)的最后一个步骤(a)之后加热到至少220℃。这些优先项可以单独地或以本专利技术方法的任何组合来实践。具体实施方式本文所公开的收率％量是如实施例所述的重量的比较。本文所公开的化合物I(CF2)nI(无论是指n是1或2或者同系物混合物n＝3至7的任何成员或共同地n＝3至7等)的％量是指在由被分析的反应产物的气相色谱分析(GC)获得的曲线下，与全部其它峰面积相比的对应于特定化合物的峰面积。因此，这个％量还可以被称为GC面积％或简单地面积％。GC面积％是摩尔％的近似值。本专利技术的方法优选地在步骤(a)中发生的化学反应的自生压力下在反应器中进行。在碘和HFPO(在化学反应的温度下均为气态)之间的化学反应中，PAF气态副产物是反应器内产生的自生压力的实质促成因素。这种促成报告在以下表1中，并且相当于当以单阶段进行HFPO/碘反应，接着从反应器中单次排出PAF时压力的100％增加。在步骤(a)中反应器加热的温度优选地是170℃至200℃，这种较低的温度使不想要的副反应最小化。化学反应中的HFPO与碘的摩尔比优选地是至少3.0，更优选地至少3.3，仍然更优选地至少3.4，并且甚至更优选地至少3.5。优选地，HFPO与碘的摩尔比是不大于3.8。这些摩尔比适用于对于方法的全部步骤(a)而装入反应器中的HFPO的总量。待反应的HFPO的总量的仅一部分存在于第一个步骤(a)的实践中，并且在每个步骤(a)重复中加入HFPO的另外部分以达到待反应的HFPO的总量的其余部分。因此，随后的反应步骤(a)包括加入(装入)待在与碘的反应中消耗的HFPO的另外部分。每个步骤(a)中的反应优选地进行至HFPO反应物100％转化，因而不需要回收未反应的HFPO，否则的话该未反应的HFPO将在步骤(c)中连同PAF一起排出。更优选地，所加入的并且存在于反应器中以用于在本专利技术方法的每个步骤(a)中与碘反应的HFPO部分是与碘反应的HFPO的总量的20％至50％，甚至更优选地33％至50％。优选地，在每个步骤(a)中反应的HFPO部分是以相同的量。优选地，将待反应的碘的总量加入反应器以便存在于第一个步骤(a)中。每个冷却步骤(b)合宜地通过将反应器内容物冷却至0℃来进行。在这个温度下，反应产物中的PAF保持气态，而其中n是1至7的I(CF2)nI同系物混合物处于液态，从而使PAF能够通过从反应器中排出而与液体反应产物分离。没有沸点温度-27.4℃的HFPO与PAF一起排出，因为HFPO已优选地在反应器中与碘反应。优选地，反应产物的收率是至少75％，更优选地至少80％，并且甚至更优选地至少85％，并且最优选地至少90％。优选地，由进行本专利技术的方法产生的反应产物中的其中n是1至7或3至7的I(CF2)nI同系物混合物占进行GC分析的反应产物的至少92％(GC面积)。优选地，化合物I(CF2)3I占这种反应产物的至少70％(GC面积)，更优选地至少80％，并且甚至更优选地占反应产物和以上提到的化合物的同系物混合物的至少90％。优选地，污染物ICF2I和I(CF2)2I分别以不大于1％和不大于0.1％的量存在于反应产物中。措辞“分别不大于1％和不大于0.1％的量”旨在包括反应产物中没有可测量的量的任一种或两种污染物。进行本专利技术的方法以单独和共同获得前面提到的结果。在目标在于获得这些结果的一个(第一)实施方案中，在诸如美国本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过以下步骤形成包含其中n是3至7的I(CF2)nI同系物混合物的反应产物的方法，所述反应产物含有污染物ICF2I和I(CF2)2I中的至少一种，所述步骤包括：(a)在反应器中在150℃至210℃的温度下使碘与六氟环氧丙烷反应，所述六氟环氧丙烷的量是待与所述碘反应的六氟环氧丙烷的总量的一部分，从而形成含有作为反应副产物的气态三氟乙酰氟的反应产物，(b)冷却所述反应产物以变成液体，除了所述气态三氟乙酰氟，(c)从所述反应器中排出所述三氟乙酰氟，以及(d)重复所述步骤(a)、(b)和(c)，直到所述HFPO的所述总量与所述碘反应，并且因此获得包含所述同系物混合物的所述反应产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.27 US 62/1263201.通过以下步骤形成包含其中n是3至7的I(CF2)nI同系物混合物的反应产物的方法，所述反应产物含有污染物ICF2I和I(CF2)2I中的至少一种，所述步骤包括：(a)在反应器中在150℃至210℃的温度下使碘与六氟环氧丙烷反应，所述六氟环氧丙烷的量是待与所述碘反应的六氟环氧丙烷的总量的一部分，从而形成含有作为反应副产物的气态三氟乙酰氟的反应产物，(b)冷却所述反应产物以变成液体，除了所述气态三氟乙酰氟，(c)从所述反应器中排出所述三氟乙酰氟，以及(d)重复所述步骤(a)、(b)和(c)，直到所述HFPO的所述总量与所述碘反应，并且因此获得包含所述同系物混合物的所述反应产物。2.根据权利要求1所述的方法，其中在每个所述步骤(a)中反应的所述六氟环氧丙烷的部分是与所述碘反应的所述六氟环氧丙烷的所述总量...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪明泓，AA马焦内，PA摩尔肯，
申请(专利权)人：科慕埃弗西有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US