2.5 五氟碘乙烷

(1)以四氟乙烯(TFE)为基本原料

①TFE、IZ、IF。反应以IZ、IF、与TFE在金属氟化物的催化剂作用下，生成五氟碘乙烷，其反应式如下：

反应通常在高压釜中进行，采用间歇式反应。碘随五氟化碘加入或以热四氟乙烯蒸气载带的形式引入。所用催化剂可以为Nb、SbF₃、SbF、MoF₆、金属卤化物，如TICl₄、ZrC1₄或VF₅等，以Sb的氟化物最为常用。控制一定的温度及压力，当反应压力不再下降时，反应结束。产品经气化，冷凝收集，纯度大于95％，收率可达98％。

此反应也有采用连续反应的方法。如将碘溶解到五氟化碘中，所得溶液连续性地送入直立泡罩塔反应器，泡罩塔装有五氟化碘，在其底端有四氟乙烯进料管。反应温度控制在85～95℃,优选90℃。生成的五氟碘乙烷以气体形式由泡罩塔顶端释放，收率达97％～98％。

此方法流程短，所需反应时间少，产品纯度及收率高，三废少，反应温度、压力范围较宽，操作容易，但五氟化碘的纯度对反应影响较大。反应中使用了原料碘及五氟化碘，强酸性对反应介质的腐蚀性很大，这对反应装置的要求较高，一般采用不锈钢加涂层的方法解决腐蚀性问题。控制较低反应温度，也能有效减少反应物对装置的腐蚀。现今大部分公司的生产工艺均采用此方法。

②TFE、ICI、HF反应在以IF为氟化剂的工艺中，五氟化碘的质量比较难控制，这直接影响到五氟碘乙烷的收率。此方法以ICl和HF取代了IF₅，从原料上保证了工艺的稳定性。如在摇瓶中加入48g ICI，加压，冷却到-30℃，然后加入100g无水HF、10g BF₃(催化剂)和30g四氟乙烯，于20℃振摇反应器18h，得到五氟碘乙烷，收率为91％。

此法原料易得，收率较高。但反应时间长，不利于工业化生产。

(2)以1,2-二碘四氟乙烷为基本原料

① CF₂ICF₂I、HF反应在反应器中加入7.7g IF₅、0.2g I₂、23.6g F₂ICCF₂I和0.2g Nb,在75℃下加热37min，间歇通入0.1 g四氟乙烯，得到35g五氟碘乙烷，其反应式如下：

②CF₂ICF₂I, HF反应将177g CF₂ICF₂I、17.1g H₅IO₆和200g HF于150℃在4.04MPa下搅拌反应5h，得到108g五氟碘乙烷，纯度为98%，收率为85.5％。所采用的催化剂为H₅IO₆、NaCIO₆或SO₂Cl₂ 等含氧酸。如使用C1^-代替含氧酸催化剂，则五氟碘乙烷收率可提高至88％，其反应式如下：

此方法中因使用了含氧的卤酸或卤酸盐，故具有不稳定性。反应过程中如操作不当，容易引起爆炸。

(3)卤代烷替换法在有机溶剂中，用五氟一溴乙烷或者五氟一氯乙烷同碱金属碘化物反应，替换溴或氯，得五氟碘乙烷。此方法操作步骤较多，产物为混合物，产品分离困难，收率低，其反应式如下：

CH₃CF₂Br+KI→CF₃CF₂I+KBr

(4)全氟羰酸卤酸酐脱羰基法在有碱金属碘化物的情况下，脱掉全氟羰酸卤酸酐中的羰基，得到五氟碘乙烷，其反应式如下：

CH₃CF₂COCI+KI→CF₃CF₂I+KCI

(5)五氟乙烷和I₂反应将五氟乙烷和I₂组成的混合气体，流经碱金属(碱土金属盐／载体)催化剂层，在其催化下反应，得到C₂F₅I、CF₃I、C₂F₅H、I₂ 气态混合物。经多步分离可以获得所需产品CF₅I和CF₃I。通过改变反应条件(如催化剂性质、反应温度及停留时间等)可以实现目标产物C₂F₅H和CF₃I组成比例的调节。如有选择地循环部分反应混合物，能使C₂F₅H和l₂反应向C₂F₅I或CF₃I的生成方向进行，那么C₂F₅I的选择性可达45％。此反应C₂F₅H和I₂棍合气体进料温度控制在150～160℃，催化剂为KF/活性炭，反应压力为0.1 MPa，其反应式如下：

此方法是全新的一种制备C₂F₅I的工艺路线，不同于以上各方法，为寻找五氟碘乙烷的合成方法提供了一种新的思路。

TFE、I₂、IF反应法相比于其他方法，具有流程短、操作简单、纯度和收率高、三废少等优点，是比较成熟的一种合成方法。此合成方法被大部分厂家所采用，并不断进行工艺上的改进，使原料IF的供应及对设备的腐蚀性难题得以解决。

3.其他脂肪族碘碳精细化学品的合成简介

其他脂肪族碘碳精细化学品还有以下一些品种，其合成简介如下。

3.1四碘甲烷

由四氯化碳与碘化钙或碘化铵作用得四碘甲烷，其反应式如下：

CC1₄＋2CaI₂→C1₄＋2CaC1₂

3.2 碘乙烷

由乙醇与三碘化磷反应而得，其反应式如下：

将工业乙醇和赤磷放入反应瓶内，在水浴上加热回流，缓缓加入碘粒。加毕，继续回流3.0h。然后将反应液蒸馏，蒸出黄色粗品，经洗涤、干燥而得成品。

另外，由乙烯与碘化氢加成也可制取碘乙烷，其反应式如下：

3.3 1,2-二碘乙烷

由乙烯与碘反应而得，其反应式如下：

将乙烯通入碘和乙醇的混合物中，直至碘的颜色完全消失而有针状结晶产生为止。反应完成后，过滤，洗涤，将所得粗品用乙醇重结晶，得1,2-二碘乙烷。

3.4 1-碘丙烷

由正丙醇与三碘化磷反应而得，其反应式如下：

先将赤磷与正丙醇混合，在水浴上加热至80℃，再加入碘片，在温度85～95℃下反应2.0h。经分馏得粗品。再经洗涤、干燥、过滤，用砂浴分馏，收集102.0～103.5℃的馏分即得成品。

3.5 环氧碘丙烷

环氧氯丙烷中的卤素，可以被另一种卤素碘置换，由于相转移催化剂(环氧氯丙烷)的存在，可促进反应的进行，其反应式如下：

将25mL试验用环氧氯丙烷、97g KI和76mL H₂O置于反应瓶中，在75℃下搅拌反应1h,冷却后加入100mL乙醚，有机相用100mL的10%。NaOH水溶液洗涤1次，水洗至中性，用无水MgSO₄干燥，除去乙醚，剩余物减压蒸馏，得产物43.1g(产率80.1％)。

相关链接：脂肪族碘碳精细化学品的合成原理与生产工艺（一）