[发明专利]常压下采用两液相缓冲溶液法合成六氟环氧丙烷的方法

说明书

技术领域

本发明属于氟化工技术领域，尤其涉及常压下采用两液相缓冲溶液法合成 六氟环氧丙烷的方法。

背景技术

六氟环氧丙烷(HFPO)是有机氟化学中的重要中间体，它是合成各种全氟 化合物的基础原料，如六氟丙酮(HFA)，全氟正丙基乙烯基醚(PPVE)，全氟 3，6-二氧杂-4-甲基-7-辛烯磺酰氟(PSVE)，HFPO全氟聚醚等等。

目前，HFPO主要是由六氟丙烯(HFP)氧化而成，包括气相氧化法和液相 氧化法。

气相氧化法采用氧气做氧化剂，主要包括气相加压氧化法和气相催化氧化 法。

气相加压氧化法(GB-10344921965，US-35367331970，US-00166152010) 是在加压条件下将HFP和氧气压入含氟溶剂中进行氧化反应，反应需要在高压 下进行，且需要对环境不友好的含氟溶剂。

气相催化氧化法(US-42883761981，US-37754381973)是将HFP和氧气 通过固相催化剂床层，该方法一般在200℃以上反应，且催化剂制备过程复杂， 不易控制。此外，该方法在产物中含有大量的酰氟，六氟丙酮等杂质，后分离 过程复杂。

液相氧化法一般采用双氧水或次氯酸钠等液态氧化剂，该方法主要包括两 液相和三液相氧化法，在反应过程中，pH值的稳定对于HFPO的选择性至关重 要。

两液相氧化法(US-49028101990)一般采用含氟溶剂作为共溶剂，在加压 反应釜中进行，反应过程中需要不断的加入强碱来控制反应的pH值，整个反应 过程pH值的调控非常困难，此外，反应过程既需要高压又需要加入对环境不友 好而且昂贵的含氟溶剂。

三液相氧化法(EP04145961991)是采用甲苯为共溶剂，次氯酸钠为氧化剂， 在加压条件下将HFP压缩为液体进行三液相氧化反应，反应过程中对于pH值的 调控非常困难，反应过程中的pH值变化范围大，反应选择性不高。此外，该方 法仍需在高压下进行，反应过程中且所需催化剂价格昂贵。

以上传统的合成HFPO的方法中，大都需要在高压下合成，且需要的催化剂 制备复杂或价格昂贵，而且以往的液相氧化法中，反应过程中pH的调控很困难， 实验操作复杂，pH值在反应过程中变化很大，对于HFPO的选择性有很大的影 响。

因此，发明常压下采用两液相缓冲溶液法合成六氟环氧丙烷的方法显得非 常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供常压下采用两液相缓冲溶液法合成六 氟环氧丙烷的方法，以解决现有的技术存在着安全生产隐患，反应温度高、能 耗大，pH值控制困难，工艺复杂，生产成本高，易污染环境的问题。常压下采 用两液相缓冲溶液法合成六氟环氧丙烷的方法具体包括：常压下以次氯酸钠为 氧化剂，以缓冲体系辅助反应，使用C₁₂-C₁₈烷基三甲基溴化铵为催化剂，采用两 液相法合成六氟环氧丙烷；所述的两液相法具体步骤如下：在常压下，将缓冲 体系溶于次氯酸钠水溶液中，然后向其中加入C₁₂-C₁₈烷基三甲基溴化铵和甲苯， 形成混合物，在搅拌下将所述的混合物降温后，向其中通入HFP，将合成产生的 六氟环氧丙烷收集于干冰浴的冷阱中。

优选地，所述的两液相法中采用的两液相为甲苯相和次氯酸钠溶液相，所 述的次氯酸钠溶液相作为氧化剂，制得的产品中除了少量溶剂蒸汽和水蒸气外， 只有HFP和HFPO，为下一步分离提供了便利；采用甲苯为共溶剂，甲苯不仅具 有高的分配系数，而且可以作为下一步萃取精馏的溶剂，因此反应粗产品中的 甲苯蒸汽无需分离，环保性较好。

优选地，所述的缓冲体系为碳酸钠碳酸氢钠或者硼砂-氢氧化钠，pH稳定 的，易于控制，整个反应过程中pH值的变化小于1.2。

优选地，所述的缓冲体系为碳酸钠碳酸氢钠；所述的碳酸钠/碳酸氢钠质 量比在1∶6到10∶1之间。

优选地，所述的缓冲体系为硼砂氢氧化钠，所述的硼砂/氢氧化钠质量比 在50∶1到25∶4之间。

优选地，所述的催化剂采用C₁₂-C₁₈烷基三甲基溴化铵，价格低廉，有效降低 生产成本。