2，2-二氟乙醇的应用

背景及概述^[1][2]

近年来，我国在氟化工开发与生产上已经初具规模，有机氟化学在原子能工业、火箭和宇航技术、医药、农药等诸多领域中都有及其重要的应用，一直表现出蓬勃发展的趋势。但我国主要研究与生产的方向多集中在芳香族含氟中间体的开发与生产上面，而对脂肪族含氟中间体关注较少。

这些脂肪族中间体主要用于合成表面活性剂、织物整理剂、新型医药和农药合成原料及溶剂、新材料合成原料与助剂，非常具有开发前景，如三氟乙醇、三氟乙醛、三氟乙酸、六氟丁醇、六氟丙酮等等，均为高附加值、发展前景良好的基础含氟有机中间体，许多脂肪族含氟中间体及其下游产品已成为市场新宠。

二氟乙醇化学名称2，2-二氟乙醇，是一种重要的脂肪族含氟中间体。由于含有二氟甲基的特殊结构，使其化学性质不同于其他的醇类，可以参与多种有机合成反应，尤其是在含氟农药、医药、氟聚合物和清洗剂等方面具有广泛的用途，国内外对其需求逐渐增多。

酸性与苯酚相当，溶于水、酸、乙醇、乙醚等溶剂，有毒。性质稳定。国内现在对二氟乙醇的开发与研究处于初步水平，还需要我国氟化学家与氟科研单位继续努力，加速发展我国的氟化学事业。

应用^[2]

1. 在农药中的应用

二氟乙醇在农药中主要用于合成五氟磺草胺。五氟磺草胺是由美国陶氏溢农公司开发的广谱除草剂，主要用于水稻除草。可有效防除稗草、千金子以及一年生莎草科杂草，并对众多阔叶杂草有效，如沼生异蕊花、鲤肠、田菁、竹节花、鸭舌草等。同时，其亦可防除稻田中的抗苄嘧磺隆杂草。有效期长达30-60 d。一次用药能基本控制全季杂草危害，是目前稻田用除草剂中杀草谱最广的品种。

五氟磺草胺属于三唑并嘧啶磺酰胺类除草剂，通过抑制乙酰乳酸合成酶(ALS)而起作用圜。2004年9月24日在美国EPA正式注册登记，2005年在美国南部稻区推广应用，2008年在中国登记，目前在我国登记的剂型为2.5％的油悬浮剂。五氟磺草胺能被土壤迅速吸附，但不会长期滞留在土壤中。它能被光解和微生物降解，对水生生物毒害低，属于高效低毒的新型农药。

五氟磺草胺还能和一系列的除草剂复配使用，如杀草丹、杀草隆、解草胺、解草恶唑和解草腈等。五氟磺草胺中的二氟乙氧基可以在反应末期构建，也可以在反应中构建。反应中构建二氟乙氧基 ：

反应末期构建二氟乙氧基 ：

2. 在医药中的应用

二氟乙醇在医药中用于构建二氟乙氧基。所得的药物可以用作mPGE合成酶抑制剂，PDE-4抑制剂，维甲类x受体调节器、毒蕈碱受体及抗生素。微粒体前列腺素E(mPGE)是前列腺素的一种，mPGE合成酶抑制剂能用于用于治疗疼痛和炎症。传统的解热镇痛抗炎药主要以环氧合酶-2(cox-2)为靶点，在世界范围内拥有巨大的市场，虽几经改良，但副作用较多，如心肌梗死、血栓症等心血管疾病，一直没有良好的替代品。

自1999年发现微粒体前列腺素E合成酶是镇痛抗炎药的一个新靶点。目前mPGE合成酶抑制剂的研究已经受到各国科研机构和国际大型制药公司的重视。近10年来mPGE合成酶抑制剂的研究已经取得了阶段性的成果.部分含有二氟乙氧基的抑制剂已经表现了良好的药物活性，例如以下化学物：

环磷酸腺苷(cAMP)和环磷酸鸟苷(cGMP)广泛作用于细胞内靶器官。对炎症细胞活性、支气管平滑肌张力、平滑肌细胞分裂及肺部神经等多种生物学活性具有调节作用，而其浓度的调节主要通过磷酸二酯酶(PDE)进行。PDE在人体内分布广泛，生物学活性多样，PDE家族可分为11种，分布在不同的组织中，具有不同的生理功能。

在PDE中，由于PDE-4具有cAMP特异性且主要分布于体内各种炎症细胞内，如肥大细胞、巨噬细胞、嗜酸粒细胞、淋巴细胞和上皮细胞，与神经系统和免疫系统密切相关。因此其抑制剂被认为是作用于细胞内靶点的新的抗炎药物和神经系统药物。研究表明，它在抑制炎性细胞的同时，可以降低CD8T淋巴细胞和巨噬细胞的活性。

目前PDE--4抑制剂被广泛的用于治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)，它将成为新一代抗炎药物。含二氟甲基的PDE-4抑制剂是研究的重点，已商品化的如德国Altana公司开发的含二氟甲氧基的罗氟司特。Altana公司后续又开发了一系列的二氟乙氧基取代的羟基-6-苯基菲啶衍生物，且已被认证具有很高的PDE抑制能力，后续的工作还在不断进行中，例如：

3. 在氟聚合物中的应用

含氟聚合物由于具有独特的性质，被广泛地用于航空、微电子工程、化学和汽车行业、光学、纺织工业以及生物医用材料等方面。通过与二氟乙醇反应引入二氟乙氧基是其中一个重要方法。纤维素材料是自然界中最为丰富的可再生资源，但由于具有较强的亲水性，使其与人工合成的聚合物兼容性差.从而限制了它的使用。

嗵过醚化反应将二氟乙氧基接枝到纤维素上，使纤维素的疏水性能得到提高，玻璃化转变温度更温和，热稳定性更高，与合成的聚合物的兼容性更好。氟代烷氧基混合取代的聚磷腈具有优异的耐油性、耐酸性、低温弹性和热稳定性，可以用于制备O-型圈、唇密封、极地燃油软管、垫圈、减震设备及涂层织物等：将聚磷腈接枝二氟乙氧基，并将所得的聚合物制备成薄膜。

测试性能，发现二氟乙氧基接枝的薄膜比单纯的聚磷腈薄膜更稳定，且拥有更高的介电常数。通过二氟乙醇与甲基丙烯酸的酯化反应制备单体一甲基丙烯酸二氟乙酯。将单体聚合，所得的聚合物可以用作光学聚合物的粘合剂，其粘合性能比未二氟乙氧基化的聚合物有了很大的提高。

4. 其它方面的应用

二氟乙醇还可以用于制备清洗剂，如将二氟乙醇与偏氟乙烯进行加成反应制备1，1-二氟乙基-2，2-二氟乙基醚，该化合物热稳定性良好，可以用于清洗SUS 316不锈钢板。

制备^[3]

1. 金属氢化物还原法

以金属氢化物为还原剂还原羰基化合物，是常用的合成氟醇的方法。早在1952年以无水乙醚为溶剂，通过金属氢化物LiA1H 液相还原二氟乙酰氯，得到了二氟乙醇，收率约为69％。目前，研究较多的一类金属氢化物还原剂为硼氢化钠(NaBH )，它可以将醛和酮还原为醇，反应条件温和。经过修饰的硼氢化钠还原性明显提高，可以原羧酸、羧酸酯、胺基化合物和腈等，修饰剂包括金属盐、碘、酸、甲醇等。

上海恩氟佳公司专利公开了一种使用硼氢化钠还原二氟乙酸制备二氟乙醇的方法。将含有11 g硼氢化钠的甲苯溶液35 mL加入到装有150 mL甲苯的反应釜中，通N：保护，升温至4O℃ 加入100 g二氟乙酸，反应2 h。加水300 mL，蒸馏回收甲苯，用20％ 的盐酸调节pH为2～3，再用25％的碳酸氢钠溶液调节pH为10，过滤、干燥，得到97 g二氟乙醇，收率为89％ 。

2. 催化加氢还原法

1）液相催化加氢还原法：羰基化合物液相加氢制醇是目前应用最广泛的氟醇合成方法，反应所使用的催化剂通常为VIII族金属，如Ru、Rh、Pd、Pt、Ir等，还可以用cu、A1、Mn、Ba、zn等金属氧化物的组合物作为催化剂。

A：以二氟乙酸酯为原料：在催化剂存在下用氢还原含氟羧酸、羧酰卤或羧酸酯的方法，该方法尤其适用于以二氟乙酸甲酯或二氟乙酸乙酯为原料制备二氟乙醇。反应在高压下进行，使用Ir、Rh、Ru/C作为催化剂。例如采用5％(wt)Rh/C催化剂3.4g，在高压反应釜中加入37.4 g的水、33.6 g的二氟乙酸甲酯，氦(He)气氛保护，以8 L/h的速率通入H2，在90℃、压力4 MPa的条件下反应18 h，二氟乙醇的收率为74.4％。

B：以含氟酰卤为原料：一种含氟酰卤(R COX，其中Rf为1～3个c的含Cl或H的氟烷基，x为F、C1或Br)液相加氢还原制备含氟醇(RfCH：OH)的方法，以1％ -3％(wt)Pt/C为催化剂，反应温度150-200 ℃，停留时间8～40 S，通入H 的物质的量是原料含氟酰卤的两倍以上。

2）气相催化加氢还原法

气相加氢是一种常用的工业工艺。近几年，有关羰基化合物气相加氢制醇的研究逐渐成为热点。反应所使用的催化剂通常为VIII族金属，如Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt等，催化剂载体为活性炭、氧化铝、沸石等。此外，还有关于高效非贵金属催化剂的研究，包括Cr、Al、Fe、Cu、zn、Ni及稀土金属的组合物等。由于具有反应连续性，设备运行稳定，不需对催化剂分离，因此越来越受到关注。

A：以二氟乙酸酯为原料：采用Ru/C催化剂，考察了二氟乙酸甲酯气相加氢制备二氟乙醇的催化性能，发现经过400℃还原的3％ Ru/C催化剂在240℃的加氢性能，二氟乙酸甲酯的转化率和二氟乙醇的选择性分别为39.5％、93.5％。

将RuCu/C催化剂用于二氟乙酸甲酯气相加氢制取二氟乙醇的技术。反应条件为温度240℃，空速900 h，n(二氟乙酸甲酯)：n(H2)=1：59。催化剂中的Ru在活性炭上的负载量为0.5％～5％，n(Ru)：n(Cu)=1：0.01～0.1，使用前需经H2还原及AHF氟化预处理。以Ru的负载量为1.0％、n(Ru)：n(Cu)=1：0.03的RuCu/C催化剂为例，反应转化率为40％ ，二氟乙醇的选择性为90％ 。

B：以二氟乙酰卤为原料：专利公开了一种二氟乙酰卤(CF’x-COX，其中X=C1、Br、I)催化加氢制备二氟乙醇的方法，其中原料优选为氯二氟乙酰氯。所用催化剂活性主体为VIII金属，如Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt，优选Pd、Pt；所用催化剂载体应同样具有路易斯酸的功能，尤其是包含铝离子的载体，如沸石或蒙脱石。

反应可在气相或液相条件下进行，气相反应优选条件为温度200～300℃，氢压力0.1～0.5 MPa，停留时间1-60 s；液相反应优选条件为温度40～70℃，氢气压力1～2 MPa，有机溶剂为己烷、环己烷、甲基环己烷、甲苯、氯苯。实验结果证明，在气相中反应更有利，可以获得更高的转化率和收率。例如，以3％Pd/HY沸石为催化剂，300 ℃下通人H2为5 L/h、氯二氟乙酰氯为10 g/h，通过冷凝接收氢化产物，反应转化率为95％ ，二氟乙醇收率为78％。

3. 碱催化酯交换法

碱催化酯交换法制备二氟乙醇，通常以1-氯-2，2-二氟乙烷或1-溴-2，2一二氟乙烷为原料，通过与羧酸盐反应生成含氟酯，含氟酯再在碱催化剂作用下与醇进行酯交换反应，得到目标产物。原料1-溴-2，2-二氟乙烷通过偏氟乙烯气体和氢溴酸气体反应制得。

4. 其他方法

有研究公开了一种两步法合成二氟乙醇的技术。偏氟乙烯与HBr先在偶氮类引发剂的作用下反应生成1-溴-2，2-二氟乙烷，生成的1-溴-2，2-二氟乙烷再与碳酸钠水溶液(质量分数为10％-30％)反应生成二氟乙醇。

例如，向反应釜中加入质量比为300：1的溶剂N，N-二甲基甲酰胺和引发剂偶氮二异丁腈，加热至150℃，通人物质的量比为1：1.05的偏氟乙烯气体和溴化氢气体进行反应，蒸馏得到1-溴-2，2-二氟乙烷；向反应釜中加人物质的量比为1.5：1的1-溴-2，2-二氟乙烷和质量分数为20％ 的碳酸钠水溶液，在回流条件下搅拌反应3 h，冷却，加入甲苯，通过甲苯与水共沸蒸馏除去大部分水，再精馏得到二氟乙醇，纯度为98.8％，收率为94％。

主要参考资料

[1] 孟博, 程桂林, 许茂乾, 等. 二氟乙醇的合成方法[J]. 浙江化工, 2010, 41(4): 1-4. 

[2] 蒋强, 李华, 徐卫国, 等. 2, 2-二氟乙醇的应用[J]. 浙江化工, 2012, 43(10): 5-8.

[3] 张迪, 王术成, 王军祥, 等. 2, 2-二氟乙醇的合成研究进展[J]. 有机氟工业, 2014 (4): 16-21.