李華新,李志明,王松健,黃凱華,閆宗剛
(南通寶凱化工有限公司,江蘇 南通 226221)
1,2-二氟-1,2-二氯乙烯是一種重要的氟精細(xì)化工原料,是生產(chǎn)含氟精細(xì)化學(xué)品的關(guān)鍵中間體??梢詰?yīng)用于改性氟塑料[1]、氣體電解質(zhì)、含氟農(nóng)藥[2]和含氟醫(yī)藥中間體[3]的重要原料,市場前景廣闊。
通常 1,2-二氟-1,2-二氯乙烯是有 1,2-二氟四氯乙烷(簡稱F112)在鋅粉催化下,于極性溶劑中脫氯反應(yīng)制得。但傳統(tǒng)的F112制取的1,2-二氟-1,2-二氯乙烯的過程中存在如下一些問題:①傳統(tǒng)工藝是鋅粉和乙醇一次性投入反應(yīng)釜中,在50℃左右滴加F112進(jìn)行反應(yīng)。但是活化的鋅粉和大量乙醇一起存在時容易結(jié)塊,使攪拌十分困難,同時底料也很難處理[4]。②活化的鋅粉比較活潑,和水反應(yīng)會產(chǎn)生氫氣和大量熱量,所以和乙醇混合時會產(chǎn)生很大的不安全的因素,容易引起乙醇燃燒事故。針對以上問題,開發(fā)了一種更加安全、環(huán)保、高效的工藝路線。
實(shí)驗(yàn)原料:二氟四氯乙烷、鋅粉、乙醇、乙醇鈉。
實(shí)驗(yàn)包括兩個步驟。第一步,脫氯反應(yīng):采用間歇工藝,將二氟四氯乙烷經(jīng)計量后加入到反應(yīng)釜中,開攪拌,加入鋅粉,在0℃~70℃下,慢慢滴加入乙醇進(jìn)行反應(yīng),控制好回流比,合格后出餾分至餾分槽,逐步升溫到約90℃~120℃至基本無餾分為止。所述的鋅粉通過稀酸進(jìn)行活化,鋅粉的目數(shù)為50~800目。
第二步,精餾操作:將鎦出產(chǎn)物在0℃~60℃的溫度下慢慢滴加乙醇鈉進(jìn)行反應(yīng)精餾操作,雜質(zhì)1,1-二氟-2,2-二氯乙烯在催化劑存在下與醇反應(yīng)生成醚,然后進(jìn)行精餾操作,將雜質(zhì)醚除去,得到成品 1,2-二氟-1,2-二氯乙烯。
二氟四氯乙烷與乙醇的摩爾比對1,2-二氟-1,2-二氯乙烯產(chǎn)率的影響見表1。
表1 二氟四氯乙烷與乙醇摩爾比對產(chǎn)率的影響
從反應(yīng)產(chǎn)率來看,二氟四氯乙烷與乙醇的摩爾比的改變對1,2-二氟-1,2-二氯乙烯的產(chǎn)率會產(chǎn)生一定的影響。在相同溫度和相同催化劑作用下,1,2-二氟-1,2-二氯乙烯的產(chǎn)率隨著二氟四氯乙烷與乙醇摩爾比的減小而增加。
鋅粉的目數(shù)對1,2-二氟-1,2-二氯乙烯產(chǎn)率的影響見表2。
表2 鋅粉的目數(shù)對1,2-二氟-1,2-二氯乙烯產(chǎn)率的影響
從表2可見,鋅粉目數(shù)越大,收率越高。但是從反應(yīng)現(xiàn)象看,在反應(yīng)后期,鋅粉粒度為300目的反應(yīng)殘液中出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。在實(shí)際生產(chǎn)中鋅粉要有一定的活性,不能出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。所以鋅粉粒度為200目比較合適。
二氟四氯乙烷與鋅粉的摩爾比對1,2-二氟-1,2-二氯乙烯產(chǎn)率的影響見表3。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,隨著鋅粉的量的減少,1,2-二氟-1,2-二氯乙烯的收率降低。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),反應(yīng)結(jié)束的時候總會有未參加反應(yīng)的鋅粉,這部分鋅粉基本無反應(yīng)活性,嘗試用酸活化,但是效果不明顯。所以在生產(chǎn)過程中,鋅粉不能加入太多,造成浪費(fèi)。稍大于100 g比較合適。
表3 二氟四氯乙烷與鋅粉的摩爾比對產(chǎn)率的影響
1,2-二氟-1,2-二氯乙烯可用于材料、助劑、清洗劑、拋光劑等方面,還可以用于制備各類含氟烯烴、烷烴等含氟精細(xì)產(chǎn)品[5]。隨著1,2-二氟-1,2-二氯乙烯的應(yīng)用研究的逐漸增多,開發(fā)制備1,2-二氟-1,2-二氯乙烯的工藝很重要。本文介紹的一種1,2-二氟-1,2-二氯乙烯的制備工藝,其中 n(二氟四氯乙烷):n(乙醇)在 1 ∶6 左右,鋅粉的量大約為100 g,鋅粉粒度為200目比較合適。收率高于傳統(tǒng)工藝且工藝簡單。