全氟萘烷的合成

介绍

全氟萘烷（Perfluorinated naphthalene，简称PFN）是一类含有八个氟原子的有机化合物，它的化学式为C10F8，外观为无色至淡黄色透明液体。其分子结构中的所有氢原子都被氟原子取代。它具有高化学稳定性、低折射率、高热稳定性和良好的电绝缘性。因此，它在工业上有着广泛的应用，例如润滑油、冷却液、绝缘材料等等。

图一 全氟萘烷

合成

将装有真空聚四氟乙烯旋塞和磁力搅拌棒的15ml玻璃容器放入充有N2的手套箱中，并装入0.05g Na（2.2mmol）和0.52g二苯甲酮（2.9mmol）。容器被密封，从手套箱中取出，并连接到真空管路上。抽真空后，将容器在液氮中冷却，并从上述紫色溶液中真空蒸馏出约10ml THF。解冻和搅拌后，由于自由基阴离子而形成蓝色。继续搅拌约2小时，以确保所有钠都已反应。然后将蓝色溶液置于保持在~-70°C的冷浴中。在氮气吹扫下，通过注射器通过隔膜密封的端口将90μl全氟十氢萘（0.174 g，0.37 mmol）加入烧瓶中。对烧瓶进行脱气，并在搅拌的同时加热至室温，持续11/2小时。在此期间，颜色从深蓝色变为深红棕色。最终反应溶液的气相色谱分析产生了一个新的峰，该峰在约19.3分钟时洗脱。GC-MS分析确定产物为全氟萘烷。真空汽提挥发性组分。剩余不挥发性固体的D2O提取物的氟-19核磁共振光谱在-122.5ppm处产生单共振，这对应于氟离子。不挥发性固体的d6-丙酮提取物的氟-19核磁共振光谱显示在-146.3和-155.1 ppm处有共振。该光谱与八氟萘商业样品的光谱相匹配，与文献数据一致。通过气相色谱法分析根据上述程序的11个反应的产物。在前10个反应中，使用了0.37mmol全氟十氢萘和2.2mmol钠。每次反应都使用过量的二苯甲酮。对于这些反应，观察到基于钠的相当一致的产率为68-86%。尽管在第11次反应中钠的量增加到化学计量量，但观察到产率略低，为61%。上述反应也使用锂代替钠进行，并产生36%的收率[1]。

图二全氟萘烷的合成

参考文献

[1]Marsella A J ,Pez P G ,Coughlin M A .Synthesis of highly fluorinated aromatic compounds[P].US19900477289,1991-06-25.