高氟叔丁醇的应用和制备

简介

高氟叔丁醇分子式为C₄HF₉O，分子量为236.04，也被称为全氟叔丁醇, 1,1,1,3,3,3-六氟-2-三氟甲基-2-丙醇，是全氟化碳液的一种，为无色透明液体。该化合物的相对密度为1.67g/cm³，熔点为-17 ºC，沸点为44-46℃。

用途

高氟叔丁醇是重要的医药中间体、合成中间体，用于合成医药和精细化学品。

关于具体应用，高氟叔丁醇还可用作催化剂催化制备表面活性剂。非异氰酸酯路线制备两嵌段非离子型含氟短链表面活性剂，该两嵌段非离子含氟短链表面活性剂首先通过甲氧基聚乙二醇环氧丙烷和二氧化碳在等摩尔比的四丁基碘化胺与高氟叔丁醇共同催化下反应得到端基为环碳酸酯的预聚体；然后将该预聚体与短链氟胺通过开环反应制得。本方法的特点是以环碳酸酯路线代替异氰酸酯路线来合成聚氨酯结构，实现了含聚氨酯结构的两嵌段非离子型含氟短链表面活性剂的非异氰酸酯路线合成，避免了有毒性的异氰酸酯单体的使用。另外，该两嵌段非离子型含氟短链表面活性剂的制备方法简单，产率高，副产物少，胶束稳定性好，拥有很好的生物相容性和生物降解性，具有广阔的应用前景[1]。

除此之外，高氟叔丁醇及其衍生物在电池领域还有重要应用，例如，由高氟叔丁醇制备的双（全氟叔丁基）碳酸酯是电解质溶液的阻燃溶剂；三（高氟叔丁基）铝和四（高氟叔丁基）硅是电解液添加剂；高氟叔丁氧基三氟硼酸锂具有高离子电导率、宽电化学窗口、宽温度工作范围的优点，可用于锂离子二次电池，锂硫电池等等。众所周知，锂盐对锂离子电池性能的影响是非常重要的，所以合成新型锂盐和对现有锂盐的合理搭配使用是提高电池性能的重要方法和策略。高氟叔丁醇锂(LiPFBO)溶解于碳酸丙烯酯(PC)配成电解质，后经尝试通过添加碳酸亚乙烯酯(VC)提升性能，并将其应用在锂离子电池中。通过研究电池性能发现，添加不同比例的VC后，对电池的循环性能有显著提升，可以为高氟叔丁醇锂(Li PFBO)的潜在应用提供一点思路[2]。

制备

高氟叔丁醇的制备方法[3]具体步骤包括：

(1)向三氟甲基金属盐中加入六氟丙酮，充分反应；

(2)加水淬灭反应体系并过滤,滤液蒸馏出溶剂得到固体；

(3)加入硫酸酸化，加热分离高氟叔丁醇粗品；

(4)精馏得到高纯高氟叔丁醇。

该制备过程的装置包括高压反应釜，酸化反应釜，冷凝器，收集装置，回收装置，高压反应釜与酸化反应釜相连，冷凝器的进口与酸化反应釜相连，出口与收集装置，回收装置分别相连。本方法制得的产物中杂质含量少，纯度高，反应物易于取得，成本低，同时溶剂及部分副产物易于回收，减少废料排放。

参考文献

[1]金勇,周毓棠,金泓宇.一种非异氰酸酯路线制备两嵌段非离子型含氟短链表面活性剂的方法,CN111138658B.

[2]程绍凯,崔子立,刘志宏.全氟叔丁醇锂在钴酸锂电池中的性能研究[J].山东化工, 2022(017):051.

[3]王毅,李瑞军,方治文,等.一种高纯全氟叔丁醇的制备方法及装置.CN202211428226.2.