全氟氰基乙酰氟的制备方法及应用与流程

本发明涉及含氟氰基单体合成，尤其涉及一种全氟氰基乙酰氟的制备方法及应用。

背景技术：

1、氰基乙烯基醚是一种合成耐高温含氟高分子材料的关键功能性单体。这类含有氰基的含氟高分子材料在催化剂作用下能形成耐热性能优异的三嗪交联网状结构，具有这种结构的含氟高分子材料在连续高温下使用都能表现出很好的耐热、耐腐蚀、抗氧化、耐溶剂等性能，是多种极限工作环境的理想材料。中国专利cn202311513490.0以nc-cf2-cof为起始原料，通过调聚、裂解两步合成了特种氰基含氟单体nc-cf2cf2-o-cf(cf3)-cf2o-cf＝cf2，显著提高了调聚反应的目标产品收率。但原料nc-cf2-cof的合成路线中，酰氟化步骤转化率低，极大影响了该路线的工业化放大生产。

2、因此，提高全氟氰基乙酰氟nc-cf2-cof的合成收率是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种全氟氰基乙酰氟的制备方法及应用。采用该方法制备全氟氰基乙酰氟可以显著提升其收率，且该方法采用的原料易得，因而具有较低的生产成本。

2、本发明的一个方面，本发明提供了一种全氟氰基乙酰氟的制备方法，所述全氟氰基乙酰氟分子式为：nc-cf2-cof，根据本发明的实施例，nc-cf2-cof合成路径包括：

3、(1)式1所示化合物与氰源在第一溶剂和相转移催化剂存在下进行反应，以便得到式2所示化合物；

4、(2)所述式2所示化合物与氟化物在第二溶剂中反应，以便得到全氟氰基乙酰氟；

5、其中，所述式1所示化合物中的x为cl、br或i，

6、根据本发明上述实施例的制备全氟氰基乙酰氟的方法，首先采用式1所示化合物与氰源在第一溶剂和相转移催化剂存在下进行取代反应，式1所示化合物中的卤素原子与氰基发生亲核取代反应，从而得到式2所示化合物。再将式2所示化合物与氟化物混合在第二溶剂中反应，磺酸酯基团与碱金属氟化物发生亲核取代反应离去醇负离子，醇负离子异构化从而得到全氟氰基乙酰氟。

7、另外，根据本发明上述实施例的方法还可以具有如下附加技术特征：

8、在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述氰源与所述式1所示化合物的摩尔比为(1～5)：1。

9、在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述第一溶剂与所述式1所示化合物的摩尔比为(2～40)：1。

10、在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述相转移催化剂与所述式1所示化合物的摩尔比为(0.01～1)：1。

11、在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，反应的温度为0℃～100℃。

12、在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述氰源包括氰盐和有机氰化物中的至少一种。

13、在本发明的一些实施例中，所述氰盐包括氰化钠、氰化钾、氰化锌、氰化亚铜和铁氰酸钾中的至少一种。

14、在本发明的一些实施例中，所述有机氰化物包括三甲基氰硅烷和丙酮氰醇中的至少一种。

15、在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述相转移催化剂包括鎓盐类催化剂、冠醚类催化剂和开链多醚类催化剂中的至少一种。

16、在本发明的一些实施例中，所述鎓盐类催化剂包括四丁基溴化铵、四丁基碘化铵和苄基三乙基氯化铵中的至少一种。

17、在本发明的一些实施例中，所述冠醚类催化剂包括18-冠-6、15-冠-5和环糊精中的至少一种。

18、在本发明的一些实施例中，所述开链多醚类催化剂包括peg-400和peg-600中的至少一种。

19、在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述第一溶剂包括亚砜类溶剂、酰胺类溶剂、腈类溶剂和聚醚类溶剂中的至少一种。

20、在本发明的一些实施例中，所述亚砜类溶剂包括二甲基亚砜和二乙基亚砜中的至少一种。

21、在本发明的一些实施例中，所述酰胺类溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮和n-乙基吡咯烷酮中的至少一种。

22、在本发明的一些实施例中，所述腈类溶剂包括乙腈和苯乙腈中的至少一种。

23、在本发明的一些实施例中，所述聚醚类溶剂包括聚二乙二醇二甲醚、聚二乙二醇二乙醚、聚四乙二醇二甲醚和聚四乙二醇二乙醚中的至少一种。

24、在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述氟化物中的氟离子与所述式2所示化合物的摩尔比为(0.001～0.2)：1。

25、在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述反应的温度为10℃～100℃。

26、在本发明的一些实施例中，所述第二溶剂包括四乙二醇二甲醚和二甘醇二甲醚中的至少一种。

27、在本发明的一些实施例中，所述氟化物包括碱性氟化物、碱土金属氟化物和有机氟化铵中的至少一种。

28、在本发明的一些实施例中，所述碱性氟化物包括氟化锂、氟化钠、氟化钾和氟化铯中的至少一种。

29、在本发明的一些实施例中，所述碱土金属氟化物包括氟化镁和氟化钙中的至少一种。

30、在本发明的一些实施例中，所述有机氟化铵包括四丁基氟化铵。

31、本发明的第二个方面，本发明提出了上述方法在制备全氟氰基乙酰氟中的应用。

32、本发明具有至少如下技术效果：

33、采用该方法制备全氟氰基乙酰氟原料简单易得，制备步骤简单安全，收率高且副产物少，具体较低的生产成本，适合大规模生产。

技术特征：

1.一种全氟氰基乙酰氟的制备方法，所述全氟氰基乙酰氟分子式为：nc-cf2-cof，其特征在于，nc-cf2-cof的合成路径包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氰源与所述式1所示化合物的摩尔比为(1～5)：1。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一溶剂与所述式1所示化合物的摩尔比为(2～40)：1；

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，反应的温度为0℃～100℃。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氰源包括氰盐和有机氰化物中的至少一种；

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述相转移催化剂包括鎓盐类催化剂、冠醚类催化剂和开链多醚类催化剂中的至少一种；

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一溶剂包括亚砜类溶剂、酰胺类溶剂、腈类溶剂和聚醚类溶剂中的至少一种；

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氟化物中的氟离子与所述式2所示化合物的摩尔比为(0.001～0.2)：1；

9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述氟化物包括碱性氟化物、碱土金属氟化物和有机氟化铵中的至少一种；

10.权利要求1-9中任一项所述方法在制备全氟氰基乙酰氟中的应用。

技术总结
本发明提供一种全氟氰基乙酰氟的制备方法及应用。全氟氰基乙酰氟分子式为：NC‑CF2‑COF，合成方法包括：(1)式1所示化合物与氰源在第一溶剂和相转移催化剂存在下进行反应，以便得到式2所示化合物；(2)所述式2所示化合物与氟化物在第二溶剂中反应，以便得到全氟氰基乙酰氟；其中，所述式1所示化合物中的X为Cl、Br或I，采用该方法制备全氟氰基乙酰氟可以显著提升其收率，且该方法采用的原料易得，因而具有较低的生产成本。

技术研发人员：刘波,肖忠良,余金龙,钟子强,林周骏,王飞
受保护的技术使用者：中昊晨光化工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/10