簡(jiǎn)介

2?溴?3，3，3?三氟丙烯作為重要的含氟砌塊，在有機(jī)合成領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用，比如日本人Oshima Iwao等用2，?溴?3 ，3 ，3?三氟丙烯合成了2?三氟甲基丙烯酸，該化合物是含氟醫(yī)藥、含氟農(nóng)藥和含氟涂料的中間體，也是含氟聚合物的重要原料。總之，2?溴?3，3，3?三氟丙烯是一個(gè)具有廣泛應(yīng)用前景的化合物，無(wú)論作為滅火材料、制冷材料還是作為含氟醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等的合成原料，都將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值[1]。

合成

圖1 2-溴-3，3，3-三氟丙烯的合成路線[2]。

在Pd催化劑下，三氟丙烯和液溴進(jìn)行加成反應(yīng)，得到的目標(biāo)產(chǎn)物經(jīng)碘缺顯色。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究發(fā)現(xiàn)，在三氟丙烯和液溴混合，并加入Pd催化劑，然后在70～85℃(優(yōu)選80℃)封管反應(yīng)的條件下，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間過(guò)短時(shí)，則無(wú)2?溴?3，3，3?三氟丙烯(BTP)生成，而反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，產(chǎn)物BTP在過(guò)渡金屬催化條件下分解，無(wú)法得到所需的產(chǎn)物BTP。因此，

反應(yīng)時(shí)間設(shè)置為1～1.5h。在經(jīng)過(guò)1～1.5h的反應(yīng)時(shí)間之后，反應(yīng)液中生成了2-溴-3，3，3-三氟丙烯。2-溴-3，3，3-三氟丙烯的沸點(diǎn)低，與其他物質(zhì)，如水、液溴的沸點(diǎn)相比差別較大，通過(guò)蒸餾純化，即可得到2-溴-3，3，3-三氟丙烯。合成路線如圖1所示。

 圖2 2-溴-3，3，3-三氟丙烯的合成路線[3]。

使用三氯化鐵為催化劑，避光條件下將3，3，3?三氟丙烯通入液溴中，通入時(shí)間為15.3h，得1，2?二溴?3，3，3?三氟丙烷，收率為95.2％，然后1，2?二溴?3，3，3?三氟丙烷在堿性條件下脫溴化氫，得到2?溴?3，3，3?三氟丙烯，收率為98％，兩步反應(yīng)的總收率為93.3％。但該方法反應(yīng)時(shí)間周期較長(zhǎng)，溴化反應(yīng)的三氯化鐵催化劑無(wú)法回收再利用，需堿洗水洗處理去除，導(dǎo)致廢水較多。合成路線如圖2所示。

生產(chǎn)裝置

一種連續(xù)生產(chǎn)2-溴-3，3，3-三氟丙烯的生產(chǎn)裝置及方法，該裝置包括加成反應(yīng)系統(tǒng)、消去反應(yīng)系統(tǒng)、粗分離系統(tǒng)及精餾提純系統(tǒng)四部分。所述的加成反應(yīng)系統(tǒng)為噴射回路反應(yīng)系統(tǒng)，采用加成反應(yīng)產(chǎn)物1，2?二溴?3，3，3?三氟丙烷為反應(yīng)循環(huán)溶劑，由加成反應(yīng)循環(huán)泵循環(huán)形成噴射反應(yīng)回路。所述的加成反應(yīng)器采用文丘里噴射反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有至少一個(gè)光源。所述的粗分離系統(tǒng)采用閃蒸的連續(xù)分離方式餾提純系統(tǒng)包括原料回收塔、產(chǎn)品精餾塔、產(chǎn)品接收罐、釜底計(jì)量泵、穩(wěn)定劑計(jì)量罐、穩(wěn)定劑計(jì)量泵，閃蒸釜冷凝器與原料回收塔中部進(jìn)料口連通，原料回收塔塔頂部氣相采出口與文丘里噴射器吸入口連通，原料回收塔塔底部液相采出口與產(chǎn)品精餾塔塔中部進(jìn)料口連通，穩(wěn)定劑計(jì)量罐通過(guò)穩(wěn)定劑計(jì)量泵與產(chǎn)品精餾塔塔頂回流管連通，產(chǎn)品精餾塔塔頂液相采出口與產(chǎn)品接收罐連通，產(chǎn)品精餾塔塔底部液相采出口經(jīng)釜底計(jì)量泵與靜態(tài)混合器進(jìn)料口的管道連通。通過(guò)上述生產(chǎn)裝置實(shí)現(xiàn)，具有工藝簡(jiǎn)單，制備效率高、原料回收利用率高、產(chǎn)品不易變質(zhì)、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)全流程自動(dòng)控制，節(jié)省人工，適合22-溴-3，3，3-三氟丙烯產(chǎn)品的連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)[4-5]。

應(yīng)用

2?溴?3，3，3?三氟丙烯(BTP)為可降解溴烴，是一種新型潔凈高效滅火劑。2?溴?3，3，3?三氟丙烯作為滅火劑、制冷劑等材料有著優(yōu)越的性能，相比目前廣泛使用的三氟甲烷、七氟丙烷等滅火材料，其性能要優(yōu)越得多，其臭氧消耗潛能值(0.0028)和全球變暖潛能值(0.005)均遠(yuǎn)低于哈龍系列滅火劑(7.1和1890)，在環(huán)境中容易降解，作為滅火劑使用時(shí)具有滅火迅速、清潔、高效、不導(dǎo)電等優(yōu)點(diǎn)，特別是與惰性氣體混合使用滅火時(shí)，可使惰性氣體用量降低50％，滅火時(shí)間降至2?7s，并且滅火后不會(huì)在物體表面留下痕跡，是傳統(tǒng)哈龍滅火劑的更新?lián)Q代品[6]。

參考文獻(xiàn)

[1]解樂(lè)福,邵軍強(qiáng),杜輝,周建民,叢飛,李成林. 一種連續(xù)生產(chǎn)2-溴-3,3,3-三氟丙烯的生產(chǎn)裝置及方法[P]. 山東?。篊N111470939B,2022-12-09.

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