背景技術(shù)

2-溴七氟丙烷是一種重要的含氟有機(jī)中間體，可用于合成全氟烷基化的芳族化合物。全氟烷基化的芳族化合物可用于合成農(nóng)藥、醫(yī)藥、表面活性劑、脫模劑等，有著廣泛的用途。

2-溴七氟丙烷的制備方法，目前報(bào)道的主要有以下幾種：

歐洲專利公開號(hào)EP361282A，公開日期1990年4月4日，發(fā)明名稱：含支鏈全氟烷 烴及其制備方法，該專利公開了一種含支鏈全氟烷烴通過熱裂解反應(yīng)制備2-溴七氟丙烷 的方法，不足之處是該方法原料不易得到。

中國(guó)專利公告號(hào)CN100522903C，授權(quán)公告日2009年8月5日，發(fā)明名稱：多鹵烷 芳基化合物，該專利公開了一種以六氟丙烯為原料，經(jīng)溴化、氟化兩步反應(yīng)制備2-溴七氟 丙烷的方法，不足之處是該方法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)條件苛刻。

中國(guó)專利公開號(hào)CN101768047A，公開日期2010年7月7日，發(fā)明名稱：一種2-溴 七氟丙烷的制備方法，該申請(qǐng)案公開了一種以1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷（HFC227ea)和溴 為原料合成2-溴七氟丙烷的方法。該方法工藝路線合理、步驟短，工業(yè)化潛力大，不足之處 是HFC227ea單程轉(zhuǎn)化率較低，副產(chǎn)溴化氫相對(duì)量大，后處理工序負(fù)荷大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種原料易得、工藝簡(jiǎn)單、收率高、產(chǎn)品質(zhì) 量好的2-溴七氟丙烷的合成方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種2-溴七氟丙烷的合成方 法，將1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷與溴按摩爾比為1?5 :1混合后，進(jìn)行多級(jí)溴化反應(yīng)，在各 級(jí)溴化反應(yīng)之間通入氯氣，將得到的反應(yīng)產(chǎn)物水洗、堿洗、精餾即得到2-溴七氟丙烷。

進(jìn)一步的：

所述的1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷與溴的摩爾比為1. 2?4 :1。

所述的多級(jí)溴化反應(yīng)為二級(jí)溴化反應(yīng)，其中，一級(jí)溴化反應(yīng)的溫度為400? 600°C，1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的停留時(shí)間為10?100s;二級(jí)溴化反應(yīng)的溫度為400? 600°C，氯氣與溴的摩爾比為0. 1?0. 8 :1，氯氣的停留時(shí)間為100?550s。

所述的多級(jí)溴化反應(yīng)為三級(jí)溴化反應(yīng)，其中一級(jí)溴化反應(yīng)的溫度為400?600°C， 1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的停留時(shí)間為10?100s;二級(jí)溴化反應(yīng)的溫度為400?600°C， 氯氣與溴的摩爾比為0. 1?0. 8 :1，氯氣的停留時(shí)間為100?550s;三級(jí)溴化反應(yīng)的溫度為 400?600°C，氯氣與溴的摩爾比為0. 05?0. 25 :1，氯氣的停留時(shí)間為150?550s

所述的一級(jí)溴化反應(yīng)的溫度為450?550°C，1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的停留時(shí) 間為20?50s;二級(jí)溴化反應(yīng)的溫度為450?550°C，氯氣與溴的摩爾比為0. 2?0. 6 :1， 氯氣的停留時(shí)間為120?400s，三級(jí)溴化反應(yīng)的溫度為450?550°C，氯氣與溴的摩爾比為 0. 1?0. 2 :1，氯氣的停留時(shí)間為200?400s。

本發(fā)明的方法采用多級(jí)溴化反應(yīng)，并在各級(jí)溴化反應(yīng)之間通入氯氣，將反應(yīng)生成 的副產(chǎn)物溴化氫轉(zhuǎn)化為溴，再進(jìn)行下一級(jí)溴化反應(yīng)，從而提高了 1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷 轉(zhuǎn)化率、降低了副產(chǎn)溴化氫的生成量。本發(fā)明可采用多級(jí)反應(yīng)器，但反應(yīng)器級(jí)數(shù)過多，固定 投資增加，操作復(fù)雜，且三級(jí)以后對(duì)1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的轉(zhuǎn)化率的提高所起作用不 大，因此反應(yīng)器級(jí)數(shù)在二到三級(jí)較合適，一般情況下，二級(jí)反應(yīng)器就能較好地滿足反應(yīng)要 求。

1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷與溴的摩爾比對(duì)1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的轉(zhuǎn)化率影 響較大，1，1，1-2-3, 3, 3-七氟丙烷與溴的摩爾比大，溴反應(yīng)較完全，但1，1，1，2, 3, 3, 3-七 氟丙烷單程轉(zhuǎn)化率低，反應(yīng)器利用率低，后續(xù)分離單元負(fù)荷大；1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷 與溴的摩爾比小，1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的轉(zhuǎn)化率提高，但摩爾比太低，產(chǎn)物2-溴七氟 丙烷的的生成量太少，不經(jīng)濟(jì)。因此1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷與溴較合適的摩爾比為1? 5 :1，優(yōu)選為1. 2?4 :1。

反應(yīng)溫度高對(duì)1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的轉(zhuǎn)化率也有影響，反應(yīng)溫度高，有利于 提高1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的轉(zhuǎn)化率，但溫度過高，副反應(yīng)增多，分解出較多的氟化氫， 易腐蝕設(shè)備。因此本發(fā)明的多級(jí)溴化反應(yīng)溫度為400?600°C，優(yōu)選為450?550°C，各級(jí) 溴化反應(yīng)的溫度可相同，也可不同。

1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷在一級(jí)反應(yīng)器中的停留時(shí)間長(zhǎng)，有利于提高 1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的轉(zhuǎn)化率，但停留時(shí)間達(dá)到一定程度后1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙 烷的轉(zhuǎn)化率增加程度不明顯，較合適的停留時(shí)間為10?100s，優(yōu)選為20?50s。

氯氣與溴的摩爾比對(duì)反應(yīng)有較大的影響。氯氣與溴的摩爾比太小，氯氣通入量少， 對(duì)1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷轉(zhuǎn)化率的提高不是很明顯；氯氣與溴的摩爾比太大，氯氣通入 量過大，過量的氯氣將與1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷反應(yīng)生成2-氯七氟丙烷，降低了 2-溴 七氟丙烷的選擇性。因此，本發(fā)明中采用二級(jí)溴化反應(yīng)時(shí)，氯氣與溴的摩爾比為0. 1?0. 8 : 1，優(yōu)先為0. 2?0. 6 :1 ;采用三級(jí)溴化反應(yīng)時(shí)，氯氣與溴的摩爾比為0. 05?0. 25 :1，優(yōu)先 為 0? 1 ?0? 2 :1。

氯氣在反應(yīng)器中的停留時(shí)間長(zhǎng)，有利于提高1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的轉(zhuǎn)化率， 但氯氣停留時(shí)間達(dá)到一定程度后，1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的轉(zhuǎn)化率增加程度不明顯。因 此，本發(fā)明中采用二級(jí)溴化反應(yīng)時(shí)，較合適的停留時(shí)間為100?550s，優(yōu)選為120?400s; 采用三級(jí)溴化反應(yīng)時(shí)，較合適的停留時(shí)間為150?550s，優(yōu)選為200?400s。

為進(jìn)一步提高反應(yīng)的效率，本發(fā)明在各級(jí)溴化反應(yīng)之間通入氯氣時(shí)，可在光照條 件下進(jìn)行。在光照條件下，在各級(jí)溴化反應(yīng)的產(chǎn)物中通入氯氣，有利于加速氯氣與溴化反應(yīng) 產(chǎn)物溴化氫的反應(yīng)，光的波長(zhǎng)在紫外和可見光的范圍內(nèi)均可促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，從對(duì)操作者 的安全方面考慮，選用可見光源較合適，所用光源的波長(zhǎng)優(yōu)選為200?800nm。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：本發(fā)明采用多級(jí)溴化反應(yīng)，并在各級(jí)溴化反應(yīng)之間通入 氯氣，將溴化反應(yīng)生成的溴化氫轉(zhuǎn)化為溴，再進(jìn)入下一級(jí)進(jìn)行反應(yīng)，從而提高了原料 1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的轉(zhuǎn)化率、降低了副產(chǎn)溴化氫生成量；本發(fā)明的方法原料易得、 工藝簡(jiǎn)單、收率高、成本低，1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷的單程轉(zhuǎn)化率最高達(dá)到87. 5%，反 應(yīng)物料經(jīng)水洗、堿洗、精餾等常規(guī)后處理后產(chǎn)品純度可達(dá)99. 2%以上，產(chǎn)品收率最高達(dá)到 85.2%。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步 說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

反應(yīng)器為二級(jí)，將1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷（HFC227ea)與汽化后的溴連續(xù)通過 級(jí)石英反應(yīng)器；在級(jí)石英反應(yīng)器出口，反應(yīng)氣與氯氣混合后通入第二級(jí)石英反應(yīng) 器，收集第二級(jí)石英反應(yīng)器出口物料，經(jīng)水洗、堿洗、精餾即得到產(chǎn)品2-溴七氟丙烷。