氧化合成六氟丙酮的工艺研究

论文摘要

本论文主要围绕六氟丙酮的合成展开工作，以六氟丙烯气体和单质硫为原料合成二聚硫代六氟丙酮，继而以碱金属卤化物为催化剂在非质子溶剂中用固体或气体氧化剂将其氧化成六氟丙酮。通过正交实验及单因素分析等实验方法，对目标产物的合成工艺进行了优化；利用IR、NMR等分析手段对产物结构进行了测定及表征；对六氟丙酮三水合物进行了分析研究，并初步探讨了它的氧化合成机理。结果表明，碘酸钾作氧化剂时二聚体的转化率明显高于其他氧化剂，得到的六氟丙酮产率也最高，可达90.2％，且碘酸钾的回收率也在50％以上。O2作氧化剂时六氟丙酮的产率虽然远低于前者，但由于其来源广泛、廉价易得，并且一步法制六氟丙酮收率已达52.1％，故此法是工业生产HFA的首选线路。表征结果显示，本论文最终合成产物六氟丙酮三水合物主要含六氟丙酮的偕二醇形式（包括其水合物）以及水，其它杂质含量很低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 六氟丙酮简介
• 1.1.1 六氟丙酮的物化性质
• 1.1.2 六氟丙酮的应用
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 工业合成工艺
• 1.2.2 实验室合成工艺
• 1.3 本文的研究背景及意义
• 1.4 本文的主要研究内容
• 2 二聚硫代六氟丙酮的合成工艺研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 仪器与试剂
• 2.1.2 实验步骤
• 2.1.3 分析方法
• 2.2 产物结构分析鉴定
• 2.2.1 产物的红外光谱分析
• 2.2.2 产物的核磁共振分析
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 反应温度对产物收率的影响
• 2.3.2 KF用量对产物收率的影响
• 2.3.3 DMF用量对产物收率的影响
• 2.3.4 气体通入速率对产物收率的影响
• 2.3.5 气体通入量对产物收率的影响
• 2.3.6 正交实验
• 2.3.7 稳定性实验
• 2.4 本章小结
• 3 固体氧化剂氧化合成六氟丙酮的工艺研究
• 3.1 六氟丙酮的合成
• 3.1.1 实验部分
• 3.1.1.1 试剂与仪器
• 3.1.1.2 实验步骤
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.1.2.1 几种固体氧化剂氧化合成六氟丙酮的情况
• 3.1.2.2 正交实验
• 3.1.2.3 催化剂种类及用量对产物收率的影响
• 3.1.2.4 溶剂的种类对产物收率的影响及其回收利用
• 3.1.2.5 原料中水的含量对反应的影响
• 3.2 探索回收碘酸钾
• 3.2.1 实验步骤
• 3.2.2.1 反应温度对产物收率的影响
• 3.2.2.2 pH值对产物收率的影响
• 3.2.2.3 冷却时间对产物收率的影响
• 3.2.2.4 结晶温度对产物收率的影响
• 3.2.3 碘酸钾分析
• 3.3 本章小结
• 2氧化合成六氟丙酮的工艺研究'>4 O₂氧化合成六氟丙酮的工艺研究
• 2氧化 HFTA dimer合成 HFA'>4.1 O₂氧化 HFTA dimer合成 HFA
• 4.1.1 实验步骤
• 4.1.2 结果与讨论
• 2与碘酸钾氧化效果比较'>4.1.2.1 O₂与碘酸钾氧化效果比较
• 4.1.2.2 不同KF用量对反应的影响
• 4.1.2.3 不同DMF用量对反应的影响
• 2流速对反应的影响'>4.1.2.4 O₂流速对反应的影响
• 4.1.2.5 反应时间对反应的影响
• 4.2 一步反应合成六氟丙酮
• 4.2.1 实验步骤
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.2.2.1 一步反应与两步反应结果比较
• 4.2.2.2 KF的用量对一步法制 HFA的影响
• 4.2.2.3 DMF的用量对一步法制 HFA的影响
• 4.4 本章小结
• 5 六氟丙酮水合物分析及氧化合成机理研究
• 5.1 六氟丙酮水合物分析研究
• 5.1.1 质谱分析
• 5.1.2 六氟丙酮三水合物的核磁共振分析
• 5.2 六氟丙酮氧化合成机理研究
• 3作氧化剂时的氧化机理'>5.2.1 KIO₃作氧化剂时的氧化机理
• 2作氧化剂时的氧化机理'>5.2.2 O₂作氧化剂时的氧化机理
• 5.3 本章小结
• 6 结束语
• 6.1 本论文的主要结论
• 6.1.1 二聚硫代六氟丙酮
• 6.1.2 六氟丙酮
• 6.2 本论文的创新点
• 6.3 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附图