介紹

全氟萘烷（Perfluorinated naphthalene，簡(jiǎn)稱PFN）是一類含有八個(gè)氟原子的有機(jī)化合物，它的化學(xué)式為C10F8，外觀為無色至淡黃色透明液體。其分子結(jié)構(gòu)中的所有氫原子都被氟原子取代。它具有高化學(xué)穩(wěn)定性、低折射率、高熱穩(wěn)定性和良好的電絕緣性。因此，它在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，例如潤(rùn)滑油、冷卻液、絕緣材料等等。

圖一 全氟萘烷

合成

將裝有真空聚四氟乙烯旋塞和磁力攪拌棒的15ml玻璃容器放入充有N2的手套箱中，并裝入0.05g Na（2.2mmol）和0.52g二苯甲酮（2.9mmol）。容器被密封，從手套箱中取出，并連接到真空管路上。抽真空后，將容器在液氮中冷卻，并從上述紫色溶液中真空蒸餾出約10ml THF。解凍和攪拌后，由于自由基陰離子而形成藍(lán)色。繼續(xù)攪拌約2小時(shí)，以確保所有鈉都已反應(yīng)。然后將藍(lán)色溶液置于保持在~-70°C的冷浴中。在氮?dú)獯祾呦?，通過注射器通過隔膜密封的端口將90μl全氟十氫萘（0.174 g，0.37 mmol）加入燒瓶中。對(duì)燒瓶進(jìn)行脫氣，并在攪拌的同時(shí)加熱至室溫，持續(xù)11/2小時(shí)。在此期間，顏色從深藍(lán)色變?yōu)樯罴t棕色。最終反應(yīng)溶液的氣相色譜分析產(chǎn)生了一個(gè)新的峰，該峰在約19.3分鐘時(shí)洗脫。GC-MS分析確定產(chǎn)物為全氟萘烷。真空汽提揮發(fā)性組分。剩余不揮發(fā)性固體的D2O提取物的氟-19核磁共振光譜在-122.5ppm處產(chǎn)生單共振，這對(duì)應(yīng)于氟離子。不揮發(fā)性固體的d6-丙酮提取物的氟-19核磁共振光譜顯示在-146.3和-155.1 ppm處有共振。該光譜與八氟萘商業(yè)樣品的光譜相匹配，與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)一致。通過氣相色譜法分析根據(jù)上述程序的11個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物。在前10個(gè)反應(yīng)中，使用了0.37mmol全氟十氫萘和2.2mmol鈉。每次反應(yīng)都使用過量的二苯甲酮。對(duì)于這些反應(yīng)，觀察到基于鈉的相當(dāng)一致的產(chǎn)率為68-86%。盡管在第11次反應(yīng)中鈉的量增加到化學(xué)計(jì)量量，但觀察到產(chǎn)率略低，為61%。上述反應(yīng)也使用鋰代替鈉進(jìn)行，并產(chǎn)生36%的收率[1]。

圖二全氟萘烷的合成

參考文獻(xiàn)

[1]Marsella A J ,Pez P G ,Coughlin M A .Synthesis of highly fluorinated aromatic compounds[P].US19900477289,1991-06-25.