二氟溴乙酰氟的制備研究進(jìn)展

徐衛(wèi)國，張建君,2

（1.浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州 310023；2.含氟溫室氣體替代及控制處理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310023）

二氟溴乙酰氟（CF2BrCOF）在室溫下是一種具有腐蝕性的氣體，英文名：2-bromo-2,2-difluoroacetyl fluoride，CAS 號(hào)：38126-07-7，分子式：C2BrF3O，分子量：177，相對(duì)密度：2.004 g/cm3，沸點(diǎn)：-2 ℃。

在偏氟乙烯的聚合工藝中加入一定量的二氟溴乙酰氟，得到聚偏氟乙烯，用這種聚偏氟乙烯制備的中空纖維超濾膜[1]具有優(yōu)異的耐腐蝕、耐熱、耐寒、耐氧化及耐候性能。

由二氟溴乙酰氟和六氟環(huán)氧丙烷制備得到的2-溴四氟乙基三氟乙烯基醚（Scheme 1），可作為含氟聚合物用于交聯(lián)的固化位點(diǎn)單體[2]，所合成的氟橡膠可以作為航空航天和電子工業(yè)的密封材料。2-溴四氟乙基三氟乙烯基醚具有較高的反應(yīng)活性，很容易與各種含氟烯烴共聚，既不會(huì)降低聚合速率，也不會(huì)降低共聚物的分子量。共聚物主鏈上的全氟乙烯基能提高主鏈的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，而側(cè)鏈的全氟醚基使共聚物具有柔韌性，同時(shí)能改善共聚物的耐熱性、耐化學(xué)性、耐溶劑性和耐油性。2-溴四氟乙基三氟乙烯基醚的性能優(yōu)于溴三氟乙烯、4-溴-3,3,4,4-四氟-1-丁烯、溴乙烯、1-溴-2,2-二氟乙烯、3-溴全氟丙烯、4-溴-1,1,2-三氟丁烯、4-溴-1,1,3,3,4,4-六氟丁烯、6-溴-5,5,6,6-四氟己烯、4-溴全氟-1-丁烯和3-溴-3,3-二氟丙烯等含溴不飽和化合物。

Scheme 1 2-溴四氟乙基三氟乙烯基醚的制備

以二氟溴乙酰氟為原料，經(jīng)5 步反應(yīng)（Scheme 2）制備得到的3,6-二氧-全氟-4-甲基辛基磺酸（CF3CF2OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3H）可用于電鍍行業(yè)中的表面活性劑，以減少電鍍鉻液中鉻酸酐的殘留，也可作為金屬切削液中的表面活性劑以及耐熱高分子量聚縮醛合成的有效催化劑[3]。

Scheme 2 3,6-二氧-全氟-4-甲基辛基磺酸的制備

在鹵素捕集劑銅存在下，二氟溴乙酰氟通過脫溴反應(yīng)，制備得到有較多應(yīng)用的四氟丁二酰二氟。用四氟丁二酰二氟制備的四氟丁二酸衍生物可作為耐熱和化學(xué)穩(wěn)定的含氟聚酰胺和聚酯等縮聚物的原料中間體。四氟丁二酰二氟與六氟環(huán)氧丙烷或四氟環(huán)氧乙烷加成得到的全氟碳醚酰氟化物可轉(zhuǎn)化成全氟化碳醚，用作潤滑劑、溶劑和絕緣材料[4]。

1 以四氟乙烯為原料制備二氟溴乙酰氟

1982 年，日本旭硝子公司的Masaaki 等[5]在無水條件下，通過溴和三氧化硫反應(yīng)制備得到了一種氧化性試劑；四氟乙烯與氧化性試劑反應(yīng)，得到具有BrCF2CF2OSO2-結(jié)構(gòu)的中間體；在發(fā)煙硫酸存在下，該中間體分解成二氟溴乙酰氟（Scheme 3）。CFC-113 和1,2-二溴四氟乙烷可以用作溴和三氧化硫反應(yīng)的溶劑。反應(yīng)中氧化性試劑用量太少，有副產(chǎn)物四氟乙烯與溴的加成物1,2-二溴四氟乙烷生成；氧化性試劑用量太大，則有副產(chǎn)物四氟乙烯與三氧化硫的加成物四氟乙烷-β-磺內(nèi)酯生成。將中間體加熱到150 ℃～450 ℃，得到的二氟溴乙酰氟收率約為40%～50%。分解助劑為發(fā)煙硫酸，可以降低分解溫度，提高分解收率。

Scheme 3 四氟乙烯、溴和三氧化硫法制備二氟溴乙酰氟

實(shí)例：在裝備有磁力攪拌器、溫度計(jì)和滴液漏斗的三頸燒瓶中加入16.8 g (0.11 mol)溴，室溫?cái)嚢柘?，用約30 min 滴加16 g (0.2 mol)三氧化硫。將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移到高壓釜中，啟動(dòng)攪拌，控制溫度在30 ℃，約2 h 內(nèi)慢慢通入11 g (0.11 mol)四氟乙烯。四氟乙烯的轉(zhuǎn)化率為99%，具有Br－CF2CF2OSO2-結(jié)構(gòu)的中間體和1,2-二溴四氟乙烷的選擇性分別為71%和29%。將28 g 具有Br－CF2CF2OSO2-結(jié)構(gòu)的中間體和46 g 30%發(fā)煙硫酸加入到裝有磁力攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的燒瓶中，升溫至100 ℃～110 ℃，反應(yīng)10 h。反應(yīng)產(chǎn)物二氟溴乙酰氟從回流冷凝器頂部取出，用-78 ℃冷阱收集。具有BrCF2CF2OSO2-結(jié)構(gòu)的中間體轉(zhuǎn)化率為71%，二氟溴乙酰氟的選擇性為95%。

2004 年，日本大金公司的Akihira 等[6]以四氟乙烯為原料，經(jīng)2 步反應(yīng)制備得到二氟溴乙酰氟（Scheme 4）。第一步是四氟乙烯與N-溴代琥珀酰亞胺和氟磺酸反應(yīng)制備氟磺酸2-溴-1,1,2,2-四氟乙基酯，第二步是氟磺酸酯分解制備二氟溴乙酰氟。

Scheme 4 四氟乙烯、N-溴代琥珀酰亞胺和氟磺酸法制備二氟溴乙酰氟

反應(yīng)中N-溴代琥珀酰亞胺與四氟乙烯的摩爾比為0.5～2，氟磺酸與N-溴代琥珀酰亞胺的摩爾比為1～5，反應(yīng)可以在乙腈、三氯甲烷、二氯甲烷、全氟己烷等溶劑存在下進(jìn)行。反應(yīng)溫度過低，可能會(huì)發(fā)生凝固或反應(yīng)速率可能降低；反應(yīng)溫度過高，可能會(huì)出現(xiàn)分解反應(yīng)的不良副反應(yīng)；合適的溫度為-20 ℃～ 150 ℃。生成的氟磺酸酯可通過蒸餾從反應(yīng)器中回收，最好通過液體分離提取和回收。反應(yīng)生成的琥珀酰亞胺可轉(zhuǎn)變?yōu)镹-溴代琥珀酰亞胺，循環(huán)使用。

在沒有催化劑的情況下，氟磺酸酯的分解溫度為150 ℃～450 ℃；在催化劑存在下，氟磺酸酯的分解溫度為0 ℃～200 ℃。催化劑包括堿金屬鹵化物、鹵化銨、鹵化季銨、氟化銀、硫酸、發(fā)煙硫酸等。首選的催化劑為氟化鉀、氟化銫和氟化鈉的堿金屬鹵化物，這些催化劑有很好的活性并且很容易獲得。考慮到成本、反應(yīng)效率等因素，催化劑的用量最好為氟磺酸酯摩爾數(shù)的0.1～2 倍。當(dāng)催化劑為固體時(shí)，加入乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二惡烷、環(huán)丁砜、四氫呋喃、乙腈等非質(zhì)子極性溶劑，催化活性得到提高，二氟溴乙酰氟的收率也相應(yīng)提高，非質(zhì)子極性溶劑的用量為氟磺酸酯重量的1～20 倍。

將17.8 g(0.1 mmol)N-溴代琥珀酰亞胺和50 g（0.5 mol）氟硫酸裝入不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在冰浴中冷卻混合物并攪拌1 h。高壓釜經(jīng)真空、氮?dú)馓幚砗螅?.1 g/min 充入10 g (0.1 mol)四氟乙烯，此時(shí)表壓為0.57 MPa。四氟乙烯加料完成后，將混合物攪拌并反應(yīng)約1 h，確認(rèn)壓力降低后，打開高壓釜以回收液體。回收液分為兩層，上層是氟磺酸，下層是氟磺酸2-溴-1,1,2,2-四氟乙基酯，純度為99.3%，收率為85.6%。

將一支溫度計(jì)和一個(gè)干冰/丙酮容器連接至50 mL 四頸玻璃燒瓶上，加入10 mL 四乙二醇二甲醚和1.1 g (18.4 mmol)氟化鉀。將上述制備得到的氟磺酸2-溴-1,1,2,2-四氟乙基酯裝入滴液漏斗，在室溫下放入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)。泡騰開始于滴下的同時(shí)，通過氣相色譜和GC/MS 分析，產(chǎn)生的氣體為SO2F2和BrCF2COF。滴加、發(fā)泡完成后，將混合物攪拌1 h 并反應(yīng)。反應(yīng)完成后，加入甲醇轉(zhuǎn)化為二氟溴乙酸甲酯，經(jīng)換算，二氟溴乙酰氟收率為68.6%，選擇性為99%以上。

2 以偏氟乙烯為原料制備二氟溴乙酰氟

1993 年，日本旗勝株式會(huì)社的Masatsugu 等[7]以1,1-二氟-1,2-二溴乙烷為原料，通過光氧化、氟鹵交換反應(yīng)制備得到二氟溴乙酰氟（Scheme 5）。

Scheme 5 偏氟乙烯光氧化法制備二氟溴乙酰氟

光氧化反應(yīng)是在氧氣、氯氣或溴存在下，用紫外線照射進(jìn)行。氧氣用量為1,1-二氟-1,2-二溴乙烷摩爾數(shù)的1.5～10 倍，氯氣或溴的用量為1,1-二氟-1,2-二溴乙烷摩爾數(shù)的0.1～10 倍，紫外線由約100～1000 W 的高壓汞燈產(chǎn)生。

氟鹵交換反應(yīng)的氟化試劑為氟化鈉、氟化鉀等，其用量為二氟溴乙酰氯或二氟溴乙酰溴摩爾數(shù)的1.1～2 倍。非質(zhì)子極性溶劑用量為二氟溴乙酰氯或二氟溴乙酰溴質(zhì)量的1～10 倍，反應(yīng)溫度為50 ℃～100 ℃。

在裝有攪拌器的圓底燒瓶中加入10 g 1,1-二氟-1,2-二溴乙烷和1.2 g 溴，在氧氣流下加熱至110 ℃，易蒸發(fā)的物質(zhì)逐漸蒸發(fā)，并引導(dǎo)至光反應(yīng)器中，用400 W 高壓汞燈照射，反應(yīng)至預(yù)定時(shí)間后，反應(yīng)混合物從光反應(yīng)器中取出，氣相色譜證實(shí)了二氟溴乙酰溴的存在。氧氣流速和反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響結(jié)果見表1。

表1 溴存在下，不同氧氣流速和反應(yīng)時(shí)間對(duì)二氟溴乙酰溴制備的影響

在用400 W 高壓汞燈照射的光反應(yīng)器中，在氧氣和氯氣流下，滴加1,1-二氟-1,2-二溴乙烷，滴畢繼續(xù)反應(yīng)，得到二氟溴乙酰氯。不同條件下的結(jié)果見表2。

表2 氯氣存在下，反應(yīng)條件對(duì)二氟溴乙酰氯制備的影響

在配有攪拌器和冷卻冷凝器的圓底燒瓶中，加入2.2 g 氟化鉀和30 g 醋酸，在1 h 內(nèi)逐滴添加7.8 g 含有85.7%二氟溴乙酰溴的混合物，滴加完成后，將混合物加熱至100 ℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4 h。通過-78 ℃的冷阱收集到4.4 g 反應(yīng)產(chǎn)物。經(jīng)氣相色譜分析，二氟溴乙酰氟的含量為76.4%，收率為73.6%。

在配有攪拌器和冷卻冷凝器的圓底燒瓶中加入1.7 g 氟化鉀和30 g 醋酸，在1 h 內(nèi)逐滴添加10.6 g 含有84.3%二氟溴乙酰氯的混合物，滴加完成后，將混合物加熱至100 ℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4 h。通過-78 ℃的冷阱收集到4.5 g 反應(yīng)產(chǎn)物。經(jīng)氣相色譜分析，二氟溴乙酰氟的含量為57.2%，收率為73.6%。

3 以三氟氯乙烯為原料制備二氟溴乙酰氟

1982 年，日本旭硝子公司的Masaaki 等[8]在不使用高毒性物質(zhì)氧化汞的條件下，將1,2-二溴-1-氯-1,2,2-三氟乙烷用特定濃度的發(fā)煙硫酸氧化，制備得到二氟溴乙酰氟（Scheme 6）。最佳的發(fā)煙硫酸為含有50 wt%～70 wt%三氧化硫的發(fā)煙硫酸。使用濃度低于上述范圍的三氧化硫時(shí)，副產(chǎn)物二氟溴乙酰氯的比率增加，從而使目標(biāo)產(chǎn)物二氟溴乙酰氟很難從二氟溴乙酰氯中分離出來；當(dāng)使用更高濃度的三氧化硫時(shí)，副產(chǎn)物草酰氟的比率增加。較好的反應(yīng)溫度為-10 ℃～120 ℃，最好為20 ℃～90 ℃。反應(yīng)溫度過低，反應(yīng)速率降低；反應(yīng)溫度太高，副產(chǎn)品草酰氟的含量會(huì)增加。較好的三氧化硫與1,2-二溴-1-氯-1,2,2-三氟乙烷的摩爾比為0.2～5，最好為2～4。采用向1,2-二溴-1-氯-1,2,2-三氟乙烷中添加發(fā)煙硫酸的反應(yīng)方法，可以減少副產(chǎn)物草酰氟的生成。

Scheme 6 三氟氯乙烯、發(fā)煙硫酸法制備二氟溴乙酰氟

例如，在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝器和滴液漏斗的四頸玻璃燒瓶中，加入100 g Br－CF2CFClBr。加熱升溫至65 ℃～70 ℃，滴加60 wt%發(fā)煙硫酸，保證三氧化硫與1,2-二溴-1-氯-1,2,2-三氟乙烷的摩爾比為4。滴加完成后，持續(xù)加熱攪拌2 h。吹氮?dú)?，使燒瓶里的殘余液體變得幾乎透明。產(chǎn)生的氣體在干冰和液氮下進(jìn)行冷卻和收集，收集物經(jīng)19F NMR 分析，原料1,2-二溴-1-氯-1,2,2-三氟乙烷的轉(zhuǎn)化率為91.1%，目標(biāo)產(chǎn)物二氟溴乙酰氟的選擇性為93.4%，副產(chǎn)物二氟溴乙酰氯的選擇性為4.1%，副產(chǎn)物草酰氟的選擇性為2.2%。改變反應(yīng)條件，可得到不同的反應(yīng)結(jié)果，見表3。

表3 不同條件下的反應(yīng)結(jié)果

該制備二氟溴乙酰氟的工藝中，目標(biāo)產(chǎn)物二氟溴乙酰氟（沸點(diǎn)-2 ℃）中混有副產(chǎn)物二氧化硫（沸點(diǎn)-10 ℃）。二者的沸點(diǎn)非常接近，且SO2與目標(biāo)產(chǎn)物共沸，無法通過分餾提純產(chǎn)品。

1993 年，日本旗勝株式會(huì)社（NIPPON MEKTRON KK）的Seiten 等[9]采用溴化鉀或氯化鉀的聚乙烯醚分散液吸附二氟溴乙酰氟粗品中二氧化硫，得到了高純度的二氟溴乙酰氟。所用的聚乙烯醚包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚等，從溶解性和分散性考慮，四乙二醇二甲醚最佳。使用開放系統(tǒng)設(shè)備時(shí)，SO2的吸附溫度最好在-20 ℃以下；使用封閉系統(tǒng)設(shè)備時(shí)，SO2的吸附溫度在室溫即可。鉀鹽在四乙二醇二甲醚中較好的濃度為2～3.5 mol/L，鉀鹽與SO2的摩爾比在4.5 以上。將溫度升至70 ℃，SO2從分散液中釋放出來，分散液可以再次使用。

將含有37.7 mol%SO2的粗BrCF2COF (100 g)引入到冷卻至-20 ℃由33.8 g (0.284 mol) KBr 和100 mL 四乙二醇二甲醚組成的分散液中，加料完畢，于同樣溫度下，繼續(xù)攪拌30 min。慢慢將溫度升到室溫，攪拌過夜。升溫至40 ℃，干冰冷阱收集到70 g BrCF2COF，收率為85%，純度為100 mol%。

該方法在40 ℃下從分散液中回收BrCF2COF時(shí)，SO2在此溫度附近逐漸解吸，無法獲得足夠純度的二氟溴乙酰氟。為此，大金工業(yè)株式會(huì)社的Akahira 等[10]于2004 年公開了一種在催化劑存在下，二氟溴乙酰氟中的SO2與分子氯接觸生成高沸點(diǎn)的硫酰氯，從而除去SO2的方法。

發(fā)煙硫酸氧化CF2BrCFClBr 制備得到的二氟溴乙酰氟中，存在（COF）2、SO3、SO2、Br2和Cl2等雜質(zhì)。Br2和Cl2可通過精餾或與烯烴反應(yīng)除去，Br2和Cl2與CF2=CFCl 反應(yīng)，生成等摩爾的CF2ClCFCl2和CF2BrCFBrCl，二者可通過蒸餾分離。將含有（COF）2、SO3和SO2的二氟溴乙酰氟粗品通入濃硫酸，以除去其中的SO3。最后，通過精餾除去（COF）2，得到只含SO2的二氟溴乙酰氟。

向100 mL 不銹鋼高壓釜中投入50 mL H(CF2CF2)3Cl 和2 g 樟腦。高壓釜用干冰/丙酮冷卻，用氮?dú)庵脫Q3 次，加入20 g 含有46 mol% 二氧化硫的二氟溴乙酰氟粗品，注入5.7 g 氯氣并逐漸恢復(fù)至室溫，達(dá)到室溫后約2 h，反應(yīng)壓力降至大氣壓，此點(diǎn)作為反應(yīng)終點(diǎn)。加熱高壓釜，在干冰/丙酮捕集器中收集到13.5 g 低沸點(diǎn)氣體，經(jīng)氣相色譜分析，二氟溴乙酰氟純度為99.5%，收率為87.7%。

4 以二氟乙酰氟為原料制備二氟溴乙酰氟

1996 年，日本旭硝子公司的Kazuya 等[11]以二氟乙酰氟為原料，經(jīng)光溴化反應(yīng)制備得到二氟溴乙酰氟。二氟溴乙酰氟可在路易斯酸的存在下，通過分解1-烷氧基-1,1,2,2-四氟乙烷得到。反應(yīng)中的光源沒有特別限制，只要能激活溴，高壓汞燈、中壓汞燈、低壓汞燈、氙氣燈、鎢絲燈和鹵素?zé)舻榷伎墒褂?。二氟溴乙酰氟吸收紫外線可部分分解生成氫氟酸，光源發(fā)出的光的波長最好不超過280 nm。一般來說，在涉及的光反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生氫氟酸，即使氫氟酸的量很小，保護(hù)光源的玻璃也可能會(huì)因腐蝕而不透明，不僅導(dǎo)致反應(yīng)速率的提前降低，而且在安全方面也有問題。通過提供保護(hù)層，可防止光源部分的玻璃和反應(yīng)產(chǎn)物直接接觸，反應(yīng)可以在很長一段時(shí)間內(nèi)順利進(jìn)行。保護(hù)層不受特別限制，只要能透射光源部分發(fā)出的有效光即可。保護(hù)層優(yōu)選透明氟樹脂，包括四氟乙烯-全氟乙烯基醚共聚物（PFA）、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、旭硝子公司的Cytop 和杜邦公司的Teflon AF 等。

當(dāng)溴化反應(yīng)在液相進(jìn)行時(shí)，最好使用全氟己烷、四氯化碳、氯仿等對(duì)原料和溴具有高溶解度的溶劑，反應(yīng)溫度最好在-20 ℃～50 ℃。在氣相反應(yīng)中，反應(yīng)溫度最好在50 ℃～150 ℃。

將500 mL PFA 容器浸入60 ℃熱水浴中，常壓下通入摩爾比為1:1 的二氟乙酰氟和溴的混合氣體。當(dāng)容器中的空氣被完全替換后，在其外面用400 W 高壓汞燈照射10 min，粗反應(yīng)氣經(jīng)19F NMR 核磁共振和氣相色譜儀分析，二氟乙酰氟轉(zhuǎn)化率為87%，二氟溴乙酰氟選擇性為82%。

在反應(yīng)溫度為80 ℃，反應(yīng)壓力為0.2 MPa下，將摩爾比為1:1.5 的二氟乙酰氟和溴的混合氣體通入內(nèi)部容積為30 mL 的PFA 管式反應(yīng)器，外部用由Pyrex 制成的保護(hù)管保護(hù)的400 W 高壓汞燈照射20 min，粗反應(yīng)氣經(jīng)19F NMR 核磁共振和氣相色譜儀分析，二氟乙酰氟轉(zhuǎn)化率為99%，二氟溴乙酰氟的選擇性為89%。

5 以1,4-二溴六氟-2-丁烯為原料制備二氟溴乙酰氟

1991 年，意大利奧斯蒙特責(zé)任有限公司（AUSIMONT SRL）的Silvana 等[12]以1,4-二溴六氟-2-丁烯為原料，經(jīng)臭氧氧化反應(yīng)得到3,5-二(二氟溴甲基)-3,5-二氟-1,2,4-三氧雜環(huán)戊烷，其在催化劑作用下，進(jìn)行熱分解反應(yīng)得到二氟溴乙酰氟（Scheme 7）。

Scheme 7 1,4-二溴六氟-2-丁烯法制備二氟溴乙酰氟

臭氧氧化反應(yīng)溫度為-80 ℃～40 ℃，熱分解反應(yīng)溫度為150 ℃～250 ℃。臭氧、氧氣的混合氣體中，臭氧的體積含量為1%～6%。CFCl3、CF2ClCFCl2、C4F7Cl3、C4F6Cl4等氯氟烴，C3～C6 全氟烷烴、傾點(diǎn)低于反應(yīng)溫度的全氟聚醚可作為臭氧氧化反應(yīng)溶劑?；钚蕴炕虮揭蚁?二乙烯基苯樹脂是較好的熱分解反應(yīng)催化劑。

在配有用于氣體供給的立式浸漬管的100 mL鋼制圓柱形反應(yīng)器中，加入25 g（0.078 mol）1,4-二溴六氟-2-丁烯和50 mL CFCl3，冷卻至-80 ℃，連續(xù)通入O2和O3混合氣4.5 h，O3的體積含量為4%，混合氣的流速為10 NL/h。通氮30 min 除去未反應(yīng)的臭氧，升溫至室溫，待用。

在內(nèi)徑為4 mm、長度為1 m 的鋼管中，填充表面積為330 m2/g 的苯乙烯-二乙烯基苯樹脂Amberlite XAD-2，升溫至150 ℃，通入4 NL/h 的氮?dú)?，?0 g/h 的速度加入上述制備的反應(yīng)溶液，離開管道的氣體產(chǎn)品在-80 ℃下冷凝，經(jīng)蒸餾，得到27 g (0.15 mol)二氟溴乙酰氟，收率為96.2%（以1,4-二溴六氟-2-丁烯計(jì)）。

6 以全氟乙烯基醚為原料制備二氟溴乙酰氟

1994 年，日本旗勝株式會(huì)社的Masatsugu 等[13]公開了一種以全氟乙烯基醚為原料，先與溴、三氧化硫反應(yīng)，接著通過熱分解反應(yīng)制備得到二氟溴乙酰氟（Scheme 8）。反應(yīng)通過以下兩個(gè)步驟進(jìn)行。步驟一：將溴裝入反應(yīng)容器，在攪拌下逐滴加入發(fā)煙硫酸，繼續(xù)攪拌后，逐滴添加全氟乙烯基醚，反應(yīng)溫度控制在20 ℃～50 ℃。滴加完成后，加熱至20 ℃～120 ℃，持續(xù)反應(yīng)4～48 h。溴的使用量約為全氟乙烯基醚摩爾數(shù)的0.8～1.5 倍，三氧化硫的使用量約為全氟乙烯基醚摩爾數(shù)的1.1～2.2倍。步驟二：在約20 ℃～100 ℃的條件下，將所得中間體滴入裝有堿金屬氟化物和有機(jī)溶劑攪拌的反應(yīng)容器中，滴加完成后，將中間體進(jìn)一步加熱至80 ℃～150 ℃進(jìn)行熱分解，獲得目標(biāo)產(chǎn)物二氟溴乙酰氟。堿金屬氟化物可以使用氟化鈉、氟化鉀、氟化銫等，但從價(jià)格和活性的角度考慮，最好使用噴霧干燥的粉末氟化鉀。氟化鹽的使用量是全氟乙烯基醚摩爾數(shù)的1.1～2.2 倍。有機(jī)溶劑可提高分解催化劑的活性，從價(jià)格和可操作性的角度來看，最好使用四乙二醇二甲醚。

Scheme 8 全氟（丙基乙烯基醚）法制備二氟溴乙酰氟

將84.0 g 溴置于配有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝器、滴液漏斗和氣體引入管的500 mL 圓底燒瓶中，在30 ℃及攪拌下，在1 h 內(nèi)逐滴添加320 g 25%發(fā)煙硫酸，添加完成后，將混合物進(jìn)一步攪拌2 h。然后，在攪拌下逐滴加入133.0 g 全氟丙基乙烯基醚，添加完成后，于100 ℃繼續(xù)攪拌24 h。反應(yīng)完成后，冷卻燒瓶并使其經(jīng)受氮?dú)夤呐?，將燒瓶中的?nèi)容物轉(zhuǎn)移至分液漏斗，得到下層反應(yīng)產(chǎn)物（中間體）158.2 g。

在配有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝器和滴液漏斗的圓底燒瓶中，加入24.4 g 噴霧干燥粉末氟化鉀和50 g 四乙二醇二甲醚，在攪拌下，于1 h內(nèi)滴加85.2 g 上述得到的中間體，添加完成后，于110 ℃繼續(xù)攪拌4 h。在此期間產(chǎn)生的氣體從回流冷凝器的上部逸出，收集在用干冰/甲醇冷卻的冷阱中。共收集到40.6 g 反應(yīng)物，經(jīng)氣相色譜分析，其含有28.5%的目標(biāo)產(chǎn)物二氟溴乙酰氟。兩步總收率為24.3%，收集的產(chǎn)物中還含有32.5%的五氟丙酰氟和13.8%原料全氟丙基乙烯基醚。

7 結(jié)論

二氟溴乙酰氟可用作制備熱固性氟樹脂的原料、具有優(yōu)異穩(wěn)定性的含氟聚酰胺和含氟聚酯的原料，也可用作制備全氟(3-氧代-4-戊烯酰氟)或草酰氟化物的原料，以及合成各種含氟化合物的中間體。

（1）四氟乙烯、溴和三氧化硫制備具有Br－CF2CF2OSO2-結(jié)構(gòu)中間體的反應(yīng)，有大量的1,2-二溴四氟乙烷和四氟乙烷-β-磺內(nèi)酯生成，反應(yīng)的選擇性較差。

（2）將四氟乙烯、N-溴代琥珀酰亞胺和氟磺酸制備的中間體用氟化鉀熱分解制備二氟溴乙酰氟的工藝中，副產(chǎn)硫酰氟是一種強(qiáng)效溫室氣體，對(duì)全球氣候變暖有影響。

（3）在溴或氯氣存在下，偏氟乙烯光氧化反應(yīng)制備二氟溴乙酰氟的工藝，收率不理想。

（4）二溴三氟氯乙烷和發(fā)煙硫酸反應(yīng)制備二氟溴乙酰氟的工藝中，會(huì)生成二氟溴乙酰氯、草酰氟、氟光氣、三氧化硫、二氧化硫、溴和氯氣等副產(chǎn)物，產(chǎn)品的純化過程比較復(fù)雜，且由于使用了高濃度發(fā)煙硫酸和無水硫酸，廢液難以處理。

（5）二氟乙酰氟光溴化制備二氟溴乙酰氟的工藝具有轉(zhuǎn)化率高、選擇性好的優(yōu)點(diǎn)，其原料可方便地由四氟乙烯和烷基醇的加成產(chǎn)物1-烷氧基-1,1,2,2-四氟乙烷分解得到。

（6）1,4-二溴六氟-2-丁烯臭氧化制備二氟溴乙酰氟的工藝，存在原料難以獲得的問題。

（7）以全氟乙烯基醚為原料制備二氟溴乙酰氟的工藝，除了要用到溴和三氧化硫腐蝕性物料外，全氟乙烯基醚的價(jià)格十分高昂。