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1,3-全氟丙烷二磺酰氟的应用研究

2021-05-18徐卫国张建君

有机氟工业 2021年1期

徐卫国 张建君,2

(1.浙江省化工研究院有限公司,浙江 杭州 310023;2.含氟温室气体替代及控制处理国家重点实验室, 浙江 杭州 310023)

0 前言

1,3-全氟丙烷二磺酰氟(1,1,2,2,3,3-hexafluoro-1,3-propanedisulfonyl difluoride),CAS号82727-16-0,分子式C3F8O4S2。其物理性质如表1所示。

表1 1,n-全氟烷基二磺酰氟的物理性质(n=1~3)

1997年,德国杜伊斯堡大学的Juschke Ralf 课题组[1]以1,3-二溴丙烷为起始原料,经磺化、酰化、亲核氟氯交换反应制备得到1,3-丙烷二磺酰氟。然后将1,3-丙烷二磺酰氟进行电解得到1,3-全氟丙烷二磺酰氟,见式1。在1,3-丙烷二磺酰氟于HF中的质量分数为15%、电压4.8~5.3 V、电流密度0.75 A/dm2、电解温度0 ℃和冷凝器温度-30 ℃的反应条件下,对1,3-丙烷二磺酰氟进行电解,得到收率为59%的1,3-全氟丙烷二磺酰氟。在氟代惰性溶剂中,电解反应的收率可达61%[2]。改变反应条件[3]还可生成以下化合物:FO2SCH2CF2CF2SO2F、FO2SCH2CF2CHFSO2F、FO2SCH2CF2CH2SO2F、FO2SCH2CH2CF2SO2F、FO2SCH2CHFCH2SO2F。

式1 1,3-全氟丙烷二磺酰氟的制备

在非水性电解液[4]中添加少量的1,3-全氟丙烷二磺酰氟,可以明显抑制二次锂电池在连续充电过程中气体的产生,且具有优良的连续充电后的电池特性和高温保存后的电池特性。在水中,1,3-全氟丙烷二磺酰氟经KOH和CaO处理,得到熔点为350 ℃的1,3-全氟丙烷二磺酸钾,经阳离子交换,得到含有6个结晶水的1,3-全氟丙烷二磺酸[5]。1,3-全氟丙烷二磺酰氟与格氏试剂甲基氯化镁反应得到酸性很强的1,1,3,3-四氧-4,4,5,5,6,6-六氟-1,3-二噻烷化合物[6],其中的亚甲基易于功能化2-取代衍生物。

1 制备用于含氟聚合物的氟碘化合物

α,ω-二碘全氟烷烃在制备其他氟化合物和聚合物中是重要的基础材料。在含氟聚合物中,α,ω-二碘全氟烷烃被用作链转移剂,有助于控制聚合物的分子质量。……

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