1、2024年第1期Organo-Fluorine Industry34有机氟业二氟乙酰氟的制备与应用研究进展黄挺秀！于晓岗！陆凤华！张铭章文翔？刘创？（1.中化蓝天集团有限公司，浙江杭州3 10 0 53；2.蓝启生科（浙江）新材料有限公司，浙江杭州3 10 0 2 0）摘要：二氟乙酰氟在各类杀菌剂、医药和农药等的制备过程中均有较为广泛的应用，开展二氟乙酰氟的制备与应用研究对氟化工企业发展具有重要的意义。介绍了二氟乙酰氟的多种制备方法及应用研究进展，并对各种制备方法进行了分析，认为催化氟化法工艺简单，但原料不易得，催化裂解法是相对成熟的工艺，今后应着重开发高效、环保和稳定的催化剂。关键词：二氟乙
2、酰氟；催化氟化；催化裂解；医药中间体；农药中间体0前言二氟乙酰氟（CHF,COF)是一种重要的有机合成中间体,是制备二氟乙酸和二氟乙酸乙酯等的重要原料，在医药、农药和精细化学品合成等领域具有广泛的用途。二氟乙酰氟为无色气体,有强烈刺激性、强腐蚀性和毒性,遇水易分解且与水反应激烈。其分子式为CHF,COF，分子质量为9 8.0，熔点9 0，沸点-17，密度1.51g/cm，相对蒸气密度3.7（空气为1），闪点-1.3。对二氟乙酰氟的制备方法和应用进行简单概述。1二氟乙酰氟的制备1.1催化氟化法采用二氯乙酰氯为原料，通过气相催化氟化工艺可制得二氟乙酰氟。专利CN200980109675.7公开了在
3、铬基催化剂存在下二氯乙酰氯和氟化氢进行气相氟化反应制得二氟乙酰氟、二氟乙酰氟再通过水解制备二氟乙酸的方法,其中所用铬基催化剂为镍、钻、镁或锌掺杂铬的氧化物、卤化物和卤氧化物等，试验结果表明，在反应温度为2 0 0 2 50、停留时间为2 0 s时，二氯乙酰氯的转化率为11.5%，二氟乙酰氟的选择性为53.0%。反应式如下：00C1Cl+HFcat.F-F+HClClF采用氟化氢氟化工艺存在原料腐蚀性强，反应温度高，对设备的要求苛刻等缺点，针对上述问题，专利CN202010912504.62】公开了以三氯乙烯、氧气为原料在三烷基硼的催化作用下生成二氯乙酰氯、二氯乙酰氯与无机氟化物在催化剂作用下反
4、应生成二氟乙酰氟的方法,其中无机氟化物为氟化钾、氟化钠、氟化、氟化铜、氟化铁、氟化铬或氟化钴等，催化剂为铬配合物催化剂，目标产物收率最高可达99%。相比于氟化氢氟化工艺，该方法无需2 0 0 以上的高温，反应温度为6 0 8 0，在实际生产中使用更加安全、易操作的无机氟化物代替传统的氟化氢作为氟源，在简化生产工艺的同时也大大降低了生产过程中可能存在的安全风险，适用于工业化生产。合成路线如下：Cl0三烷基硼CCClC100cat.CI+MFFFCl1.2催化裂解法1.2.1以四氟乙基烷基醚为原料专利CN201611251551.03公开了一种二氟乙酰氟及其衍生物的制备方法，采用一氯二氟甲烷高温活
5、化后的稀土金属氧化物如La,O，或CezO，为催化剂,以1,1,2,2-四氟乙基烷基醚为原料,在反应温度为140 16 0 下发生催化裂解反应生成二氟作者简介：黄挺秀（19 6 9 一），男，高级工程师，主要从事含氟精细化学品的制备、新型ODS替代品的开发与合成、工程研究与管理等工作。35氟乙酰氟的制应用研究进展黄挺秀等2024年第1期乙酰氟，该方法合成步骤简单、安全，反应时间短。合成路线如下：F0cat.FFFF专利CN201610859674.64公开了在氟化铝催化剂存在下以1-（C1C 8 烷氧基）-1,1,2,2-四氟乙烷为原料、经气相催化裂解反应制备二氟乙酰氟的方法，试验发现催化剂经
6、氟化处理后可明显提高反应的转化率和选择性，当铝与氟化氢物质的量比为2.0 时转化率最高可达9 9.7%，选择性最高可达9 9.8%。在四氟乙基烷基醚制备二氟乙酰氟的工艺中,催化剂的活性与稳定性是影响其工业化生产的主要因素，如锑、钛、锆、铁等氟化盐或卤化盐催化剂及用二氟二氯甲烷活化后的氧化铝催化剂等都存在反应温度高、催化剂易失活和反应较难控制等缺点5。针对催化剂易失活的问题，专利CN201510964767.05公开了一种对催化剂进行改良、高产率气相催化裂解制备二氟乙酰氟的方法，在含稀土金属的全氟羧酸路易斯酸负载型催化剂存在下，在反应温度为130200、空速为50 40 0 h-条件下进行气相裂
7、解反应制备二氟乙酰氟，该方法具有工艺简单、反应转化率高、产品收率高、副产物少和催化剂不易失活等优点，比较适宜工业化生产，该反应的转化率为99.4%，选择性为9 9.3%，且经过16 0 0 h长周期反应后转化率仍然能达到9 7.2%，选择性达到9 8.1%。专利CN201110098232.16公开了一种催化裂解1,1,2,2-四氟乙基烷基醚生成二氟乙酰氟的催化剂及其制备方法，催化剂由拟薄水铝石粉末和其他金属元素如锆、钇、镧等水溶性盐组成，经过老化、过滤、水洗、干燥、焙烧、压片成型以及用HF/N，或氟氯甲烷活化后得到成品催化剂。该催化剂具有比表面积高、活性酸中心分布均匀和机械强度良好等特性，使
8、用该催化剂反应的转化率可达10 0%，选择性可达9 9.8%。在以1,1,2,2-四氟乙基烷基醚为原料制备二氟乙酰氟的传统工艺中常采用固体酸催化剂，通常存在催化剂成本高、环境污染大等缺点，专利CN201710078031.27公开了一种非金属催化制备二氟乙酰氟的方法及装置，该方法使用以浸渍氮化合物的活性炭制备而成的氮掺杂催化剂，其中氮化合物为氯化铵、尿素、咪唑、聚乙烯吡咯烷酮和三聚氰胺等，在常压、温度为16 0 2 40、空速为50 200h-1及氮气保护条件下进行催化反应生成二氟乙酰氟气体，反应的转化率为3 5.3%，目标产物的选择性为9 8.5%，该方法具有绿色环保、反应选择性高等优点。以
9、四氟乙基烷基醚为原料的裂解过程是醚键断裂生成羰基和烯烃的过程，其反应机理一般是酸催化反应机理，催化剂主要是金属氧化物、氟化物和分子筛等固体酸催化剂及氮掺杂催化剂。固体酸催化剂具有较强的酸性，对该反应具有较高的原料转化率和良好的产品选择性，且可以使裂解反应在较低温度下进行，也是现在产业中常用的一种催化剂，但同时也存在催化剂污染环境的问题。氮掺杂催化剂是新开发的一种催化剂，目前对此研究与应用还很少,现有结果得出原料的转化率较低，有待进一步深人研究以提高反应效果。1.2.2以1,1,2,2-四氟苯乙醚为原料采用1,1,2,2-四氟乙基乙基醚或四氟乙基甲基醚为原料时，副产氟乙烷或氟甲烷难以收集，三废处
10、理压力大，对环境不友好，生产成本较高；采用二氯乙酰氯为原料时，原料本身的制备成本和制备难度就接近于二氟乙酰氟，且二氯乙酰氯难以储存,导致制备成本增加。专利CN202310896046.58公开了一种新的合成路线，以1,1,2,2 四氟苯乙醚为原料，以钼化合物一烷基铝粉末为催化剂，在较温和的反应条件下以及在较短的时间内经催化反应制备得到二氟乙酰氟，目标产物二氟乙酰氟的收率和纯度较高，收率高达9 8.0%以上，且生成的副产物氟苯具有较高的经济价值。合成路线如下：F0FFF2二氟乙酰氟的应用2.1制备含氟杀菌剂中间体2-（氨基亚甲基）-4,4-二氟-3-氧代丁酸酯是多种杀菌剂合成过程中的中间体，专利
11、CN200980115804.39公开了以二氟乙酰氟和3 氨2024年第1期Organo-Fluorine Industry36：业有机氟基丙烯酸酯为原料合成2（氨基亚甲基）4,4-二氟-3 氧代丁酸酯的工艺，目标产物收率大于80%。合成路线如下：000RRORIORI+FFR3FR3FF吡唑酰苯胺杀菌剂是一种高效新颖的杀菌剂，对宽范围的植物病原性真菌具有较高活性，可用于棉花、蔬菜和大麦等的真菌防治，4,4二氟乙酰乙酸乙酯是制备吡唑酰苯胺杀菌剂的重要中间体。专利CN201110098241.0101公开了以二氟乙酰卤（二氟乙酰氟、二氟乙酰氯或二氟乙酰溴）和乙酸乙酯为原料，以乙醇钠或甲醇钠为催化
12、剂,在反应温度为-3080、催化剂与二氟乙酰卤物质的量比为（5.0 0.2)：1.0、乙酸乙酯与二氟乙酰卤物质的量比为（15.0 0.8）：1.0 条件下一步合成4,4二氟乙酰乙酸乙酯的工艺,中间体二氟乙酸乙酯的选择性为0.0 1%，目标产物4,4二氟乙酰乙酸乙酯的选择性为9 1.4%。该工艺具有制备简单、流程短和投资少等优点。合成路线如下：0000FF+FF3-二氟甲基-1-甲基吡唑-4-甲酸乙酯是二氟甲基吡唑类化合物，主要用于合成吡唑羧酸酰胺类杀菌剂。专利CN201510615745.31公开了一种采用二氟乙酰氟合成3-二氟甲基-1甲基吡唑-4甲酸乙酯的方法,主要流程为以1二甲氨基-1丁烯
13、-3-酮、三乙胺和二氟乙酰氟为原料，在二氯甲烷溶液中进行反应生成3 二甲氨基亚甲基-1,1-二氟-2,4-戊二酮,再分别与甲基肼和次氯酸钠反应后得到3 二氟甲基-1-甲基吡唑-4甲酸。合成路线如下：0FFFFOH-OH4,4-二氟-3-氧代-2-哌啶-1-基亚甲基丁酸乙酯是制备杀菌剂的重要中间体，该中间体制备工艺相对成熟,但存在氟原子利用率低和原料成本高等缺点。为解决上述问题，专利CN202011218857.212公开了采用二氟乙酰氟和3（1哌啶基）丙烯酸乙酯为原料进行缩合反应制备4,4二氟-3 氧代-2 哌啶-1-基亚甲基丁酸乙酯的工艺路线,该工艺路线主要流程为二氟乙酰氟和3（1-哌啶基）
14、丙烯酸乙酯进行缩合反应生成4,4二氟-3-氧代-2-哌啶-1-基亚甲基丁酸乙酯和氟化氢，生成的氟化氢和三氯乙烯在氟化催化剂的作用下反应生成三氟乙烯和氯化氢，生成的三氟乙烯和氧气在络合物催化剂的作用下反应生成二氟乙酰氟,二氟乙酰氟作为反应原料循环使用。该工艺路线中氟原子的利用率高达9 0%，较传统工艺提高了40%以上，大幅度减少了废弃物的生成，该工艺目标产物的纯度达9 9.18%。合成路线如下：0FF+HF2.2制备医药或农药中间体二氟乙酰酯和二氟乙酰胺类化合物是合成医药和农药领域的重要中间体，市场前景看好。专利CN201180010595.313公开了在酰胺化合物或矾化合物构成的氟化氢捕捉剂的
15、存在下，使用醇与二氟乙酰氟接触制备二氟乙酸酯，再通过蒸馏工序进行提纯的方法。该制备方法通过吸收酯化反应机制中产生的氟化氢可提高产物的收率，目标产物收率可达9 9.8%。专利CN201611251551.03公开了二氟乙酰氟衍生物的制备方法，通过1,1,2,2 四氟乙基烷基醚催化裂解生成二氟乙酰氟后，进一步通入醇或氨基类化合物生成相应的二氟乙酰酯或二氟乙酰胺,二氟乙酰酯的收率为6 5%，二氟乙酰胺的收率为56%。专利CN202123070422.014公开了一种制备二氟乙酸乙酯以及回收一氟甲烷的装置,将1,1,2，2-四氟乙基甲醚裂解生成的二氟乙酰氟和一氟甲烷的混合气体输送至乙醇吸收系统，二氟乙
16、酰氟与下特转乐贝2014-U/-22.37氟乙酰氟的制备与应用研究进展黄挺秀等2024年第1期乙醇反应生成二氟乙酸乙酯，对液相混合物水洗干燥后进行精馏操作，得到高纯度二氟乙酸乙酯，副产一氟甲烷经过收集纯化后是一种绿色高效的电子特种气体，常用于半导体和电子产品的刻蚀，也是有机合成中氟甲基化试剂以及农药中间体氟溴甲烷的生产原料。二氟乙酰氯在医药农药中间体、反应试剂以及作为在有机化合物中导人二氟甲基或二氟乙酰基的试剂中具有重要用途。专利CN201180016463.115公开了采用二氟乙酰氟为原料、在反应温度为50 400下与氯化钙发生氯化反应得到二氟乙酰氯的方法，所得的粗产品蒸馏后可得到纯度为9
17、9.3%的产品。该方法具有工艺简单、操作方便等优点。反应式如下：2CHF,COF+CaCl22CHF,COCl+CaF,二氟乙醇是一种重要的脂肪族含氟中间体,在农药领域可用于合成除草剂和杀虫剂，在医药领域可用于构建二氟乙氧基，在含氟聚合物领域可通过反应在分子中引人二氟乙氧基，提高聚合物的性能，具有广泛的应用价值。专利CN201910098513.316公开了一种采用二氟乙酰氟为原料制备二氟乙醇的方法，在有机溶剂或水中，二氟乙酰氟与金属氢化物液相反应制备二氟乙醇，金属氢化物一般选自硼氢化钠、硼氢化钾和氢化锂铝中的一种，有机溶剂一般选用醇，当二氟乙酰氟在二乙二醇二甲醚溶液中与氢化锂铝反应时反应效果
18、较优，二氟乙醇的收率达到9 7.8%。该制备方法产物收率高，反应步骤简单，反应条件温和。合成路线如下：F0FOH金属氢化物溶剂FFF专利CN201310279801.117公开了一种二氟乙酰氟等当体试剂的制备方法，二氟乙酰氟等当体试剂即为二氟乙酰氟的替代品,其反应性与二氟乙酰氟相似,制备方法为将二氟乙酰氟气体通人吡啶中，反应后得到氟化二氟乙酰基吡啶，该试剂易制备、易保存、运输方便及反应性能良好，能与醇、硫醇、胺和活性碳负离子亲核试剂反应形成新的C一O、C一S、C一N和C一C键,生成相应的酯、硫醇酯、酰胺和二氟乙酰乙酸酯,与二氟乙酰氟相比,该试剂在应用上更方便、安全。合成路线如下：F00F0RX
19、H+CHF,COXR+IFF(X=O,S,C,NR)3结语二氟乙酰氟是一种重要的含氟中间体，目前对二氟乙酰氟的研究开发还处于初级阶段。在催化氟化法制备工艺中，氟化氢具有很强的腐蚀性，对设备要求高，存在一定的安全风险，采用无机氟化物氟化可降低反应温度，提高设备工艺安全性，但都存在原料不易得的缺点。催化裂解法工艺主要是采用四氟乙基烷基醚和四氟苯乙醚为原料，该制备工艺成熟，今后的主要研究方向应围绕开发高效、环保、稳定的催化剂进行。二氟乙酰氟主要用于制备各类杀菌剂、医药和农药等，由其制备的二氟乙酸和二氟乙酸乙酯可作为向化合物中引人二氟甲基的重要合成块，因此二氟乙酰氟具有较高的工业应用价值，开展二氟乙酰
20、氟的制备与应用研究对氟化工企业的发展具有重要的意义。参考文献1 梅茨F，圣雅尔梅斯L.制备二氟乙酸及其盐的方法：101977885AP.2009-03-09.2王明春，李庆毅，林韦康，等一种二氟乙酰氟的合成方法：1119 9 5516 AP.2020-11-27.3 肖山，相继欣，郭海强，等.2,2 二氟乙酰氟及其衍生物的制备方法：10 6 8 3 140 5BP.2020-07-14.【4杨洋，刘坤峰，许磊，等一种制备二氟乙酰氟的方法：107867997BP.2023-07-04.5陈越，毕作伟，罗永振。一种高产率气相催化裂解制备二氟乙酰氟的方法：10 552 3 9 15AP.2016-0
21、4-27.6】李宏峰，周强，王树华，等一种用于生产二氟乙酰氟的催化剂及其制备方法：10 2 2 18 3 0 4AP.2011-11-19.7 姜标，阙泽源，沈兆兵一种非金属催化制备二氟乙酰氟的方法及装置：10 6 8 3 140 6 AP.2017-06-13.8王志强，王召平，程贺一种二氟乙酰氟的合成方法：116621693AP.2023-08-22.9齐克T，迈瓦尔德V，拉克M，等.制备2-氨基亚甲基-4,4-二氟-3-氧代丁酸酯的方法：10 2 0 156 2 2 BP.上接第37 页）2024年第1期Organo-Fluorine Industry58业有机氟Brief Discus
22、sion on Design and Selection of Direct Cooling Systemin Fluorine Chemical IndustryMA Jianwei,ZHOU Jinbing,ZHOU Zhengyi,ZHANG Chao,LI Zhi,SHEN Guohua,ZHOU Bin(Sinochem Lantian Fluorine Material Co.,Ltd.,Shangyu 312300,China)Abstract:The design and selection of direct cooling system of fluorine chemic
23、al industry were discussed.Thedesign and selection points of direct cooling system were introduced,including the selection of key equipment of thesystem,such as evaporator,condenser,compressor unit skid block selection and refrigeration pipeline designpoints,which provided some references for the de
24、sign of direct cooling system of fluorine chemical industry.Keywords:direct cooling system;equipment selection;refrigeration piping10叶立峰，王树华，周强，等一种4,4 二氟乙酰乙酸乙酯的合成方法：10 2 2 0 6 155AP.2011-10-05.11陈旭.一种3-二氟甲基-1-甲基吡唑-4-甲酸的合成方法：10 6 554 310 AP.2017-04-05.12林韦康，朱海，陈东辉，等.4,4-二氟-3-氧代-2-哌啶-1基亚甲基丁酸乙酯的合成方法：11
25、2 2 7 98 2 1AP.2021-01-29.13冈本正宗，高田直门，井村英明二氟乙酸酯的制造方法：10 2 7 7 0 4 0 5AP.2021-11-07.14 】殷玲，高梦涵，何经余。一种二氟乙酸乙酯制备及一氟甲烷回收的装置：2 16 4 7 2 990 UP.2022-05-10.15刘聪，于凯，程贺二氟乙酰氯的制造方法：10 2 8 2 2 134 BP.2014-12-17.16马立博，许磊，杨会娥，等.一种2,2 一二氟乙醇的制备方法：1114 994 92 AP.2020-08-07.17王志光，张冉冉，雷志刚.二氟乙酰氟等当体试剂的制备方法及应用：10 3554 0 1
26、2 AP.2014-02-05.Advances in Preparation and Application of Difluoroacetyl FluorideHUANG Tingxiu,YU Xiaogang,LU Fenghua,ZHANG Ming,ZHANG Wenxiang,LIU Chuang?(1.Sinochem Lantian Group Co.,Ltd.,Hangzhou 310053,China;2.Lanqi Biotech(Zhejiang)New Materials Co.,Ltd.,Hangzhou 310020,China)Abstract:Difluoro
27、acetyl fluoride is widely used in the preparation of various fungicides,pharmaceuticals andpesticides.It is of great significance to carry out the research on the preparation and application of difluoroacetylfluoride for the development of fluorine chemical enterprises.Various preparation methods an
28、d application researchprogress of difluoroacetyl fluoride are introduced,and various preparation methods are analyzed.It is consideredthat the catalytic fluorination process is simple,but the raw materials are not easy to obtain.The catalytic crackingmethod is a relatively mature process.In the future,Emphasis should be placed on the development of efficient,environmentally friendly and stable catalysts.Keywords:difluoroacetyl fluoride;catalytic fluorination;catalytic cracking;pharmaceutical intermediates;pesticide intermediates
