[发明专利]一种中等链长全氟烷基碘调聚物的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种中等链长全氟烷基碘调聚物的合成方法。

背景技术

众所周知，全氟烷基碘化物是氢原子被氟原子完全取代的单碘代全氟烷烃化合物，一般由一系列不同链长的全氟烷基构成，具有应用价值的主要是碳原子数为6-12的全氟烷基碘，其中碳原子数为8的全氟碘辛烷性能最佳。全氟烷基碘是生产氟整理剂、含氟表面活性剂及其他含氟精细化学品的关键中间体，其下游产品在轻水灭火剂、磁性记录材料、拒水拒油织物整理剂、纸张整理剂、油田化学、感光材料、高档脱模剂、金属防锈漆、塑料橡胶助剂和医用材料等方面都有重要的用途。

用五氟碘乙烷、七氟异丙基碘为调聚剂，四氟乙烯或六氟丙烯为聚合单体在光、热、自由基或催化引发下进行调聚反应是已知的。

美国专利US5650545介绍了一种在344℃的管式反应器中进行热引发制备全氟烷基碘的方法。该方法将四氟乙烯在反应器的端口和离反应器头部为2/3管长的引入口通入，可以降低高碳数产物，但热引发的缺点是在高温下四氟乙烯易发生环聚生成八氟环丁烷，在反应器中积累造成四氟乙烯转化率低，而高温下副产物多，目标产物的选择性下降，分子量分布宽。

EP1380557介绍了一种在管式反应器中，以铜粉、铜锡合成粉、烧结铜粉以及铜粉和锡粉的混合催化剂引发全氟碘代烷调聚的工艺。虽然该方法能够改善得到调聚物的相对分子质量分布，并且产物的含量低，但该方法的产率还有改进的余地。

US3226449介绍了一种以烷基过氧化物、丙烯过氧化物、丙酮过氧化物等引发制备全氟烷基碘的调聚方法，该方法需要在高温高压下反应，系统易爆，引入了碳氢基团，副产物多且分子量分布宽。

CN1379008A介绍了一种光引发的调聚制备烷基碘的方法，该方法是将C₂F₅I和四氟乙烯的混合物，加入以低压光源作为引发源的反应器进行调聚反应，该方法虽然具有较低的压力和较高的反应速率，但是光源容易被聚合物覆盖，无法再继续进行引发反应而造成生产能力小，无法实现大规模的工业化生产。

因此，需要开发一种适合工业化大规模生产、无需高温高压或者光引发设备的全氟烷基碘化物的生产方法，以制得具有纯度高、分子量分布窄并且产率高的全氟烷基碘化物。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种通过调聚反应合成中等链长全氟烷基碘调聚物的方法，适合于工业化大规模生产，可以在低温下有效的生产中等链长全氟烷基碘化物，产生很少的杂质，且目标化合物分子量分布窄、产率高。

一种中等链长全氟烷基碘调聚物的合成方法，包括如下步骤：

向反应容器中加入聚合单体CF₂＝CR₁R₂、调聚剂R_f I、金属催化剂和助催化剂进行聚合反应得碳原子数为3～14的全氟烷基碘调聚物，其具有如下通式：R_f(CF₂CR₁R₂)_nI，其中，R_f为C_1-8全氟烷基；R₁、R₂可相同或不同，各自选自氟原子、C_1-4饱和全氟烷基；n＝1-6整数；所述助催化剂为PR₁R₂R₃，R₁、R₂、R₃可相同或不同，选自烷基和芳基。

所述C_1-4饱和全氟烷基的非限定性例子有全氟甲基、全氟乙基、全氟正丙基、全氟异丙基、全氟正丁基、全氟异丁基和全氟叔丁基。较好的是全氟甲基和全氟乙基。

适合本发明方法的聚合单体CF₂＝CR₁R₂的非限定性例子有，例如四氟乙烯、六氟丙烯、2-三氟甲基全氟丙烯、α-全氟己烯、2-三氟甲基-α-全氟丁烯等。较好为四氟乙烯或六氟丙烯。

R_f较好为C_1-6全氟烷基，更好为C_1-4全氟烷基。适合于本发明方法的R_f基团的非限定性例子有，例如全氟甲基、全氟乙基、全氟正丙基、全氟异丙基、全氟正丁基、全氟异丁基、全氟叔丁基、全氟正戊基、全氟异戊基、全氟正己基和全氟异已基等。较好的为全氟乙基、全氟正丙基、全氟正丁基、全氟正己基。