Heksafluorobisfenol A CAS 1478-61-1

W naczyniu ciśnieniowym ogrzewanie heksafluoroacetonu i fenolu w celu reakcji katalitycznej kondensacji powoduje powstanie bisfenolu AF, który jest tradycyjną metodą syntezy bisfenolu AF. HF stosowany na wczesnych etapach tej metody jest zarówno rozpuszczalnikiem, jak i katalizatorem, o temperaturze reakcji około 100 stopni i kontrolowanym ciśnieniu 0,8-1,0 MPa. Wymaga specjalnego sprzętu, takiego jak zbiorniki ciśnieniowe i urządzenia chłodnicze, które mają rygorystyczne wymagania dotyczące technologii i sprzętu procesowego, a także powodują poważne zanieczyszczenie kwasami, co czyni go nieodpowiednim do produkcji przemysłowej na dużą skalę. HF jest wysoce toksyczny, żrący i niebezpieczny, co utrudnia recykling i ponowne użycie.

Jako rozpuszczalniki lub katalizatory reakcji można także stosować trifluorek boru, kwas metylosulfonowy lub kwas trifluorometanosulfonowy. Trifluorek boru jest bezbarwnym gazem o duszącym i drażniącym zapachu, umiarkowanej toksyczności, silnym działaniu żrącym i może powodować korozję szkła nawet na zimno. Jest stabilny termicznie i ulega wybuchowemu rozkładowi w kontakcie z wodą, wytwarzając kwas borowy i fluorowodór.

Kwas metylosulfonowy jest bezbarwną i przezroczystą cieczą o silnej kwasowości i wysokiej aktywności katalitycznej. Przyciąga uwagę jako katalizator jednorodny, ale ma słabą zdolność utleniania związków organicznych, niską toksyczność i mniejszą korozję niż kwasy mineralne. Łatwo go oddzielić od mieszanin reakcyjnych i można go ponownie wykorzystać. Kwas metanosulfonowy charakteryzuje się niskim kosztem stosowania, może ograniczać występowanie reakcji ubocznych i może obniżać barwę produktu, co czyni go katalizatorem przyjaznym dla środowiska. Kwas trifluorometanosulfonowy nie uwalnia jonów fluorkowych i pełni funkcję wolnego od halogenu,-ciekłego superkwasu organicznego. Heksafluoroaceton jest gazem silnie toksycznym, powodującym niedogodności w obsłudze.

Trójhydrat heksafluoroacetonu ma znacznie niższą toksyczność i zwykle wybiera się stabilny trójhydrat dostarczany na rynek. Stężony kwas może odwodnić hydrat i przekształcić go w heksafluoroaceton. Równanie reakcji jest następujące:

W naczyniu ciśnieniowym, stosując HF jako rozpuszczalnik i katalizator, heksafluoroepichlorohydrynę izomeryzuje się do heksafluoroacetonu, który reaguje bezpośrednio z fenolem bez oczyszczania, otrzymując bisfenol AF. Toksyczność surowca heksafluoroepichlorohydryny w tej metodzie jest stosunkowo niska, ale wykorzystuje ona HF jako rozpuszczalnik i katalizator, wymaga reakcji w autoklawie i musi być wyposażona w urządzenie chłodnicze. Operacja jest uciążliwa i wiąże się z pewnym ryzykiem, dlatego należy zastosować dobre środki uszczelniające. Metoda ta jest podobna do katalitycznej kondensacji fenolu i heksafluoroacetonu, ale wiąże się z wyższymi kosztami przemysłowymi i nie sprzyja produkcji-na dużą skalę.

Katalizator kwasowy Lewisa do izomeryzacji heksafluoropropanu można wybrać spośród A1C13, Cr2O3, A12O3, A1F3 itp. Katalizatory Cr2O3 lub mieszane składające się głównie z Cr2O3 są szczególnie skuteczne, charakteryzują się wysoką aktywnością, dobrą selektywnością i długą żywotnością katalizatora. Stosując bezwodny HF do obróbki Cr O jako katalizatora i pracując w sposób ciągły przez 1000 godzin, heksafluoroepichlorohydrynę można niemal ilościowo przekształcić w heksafluoroaceton. Równanie reakcji jest następujące:

W autoklawie o pojemności 250 ml Rammell, Peter Paul i inni wytrząsali 100 g heksafluoroepichlorohydryny i 100 g HF w temperaturze 100 stopni przez 24 godziny, aby otrzymać heksafluoroaceton o współczynniku konwersji i selektywności 98,9%. W obecności fenolu w wyniku reakcji otrzymuje się bisfenol AF.

W 4-etapowej metodzie syntezy jako surowce wykorzystuje się trihydrat heksafluoroacetonu i anilinę oraz syntetyzuje się bisfenol AF poprzez kondensację, diazowanie, hydrolizę i alkilowanie Friedela Craftsa w 4 etapach pod ciśnieniem atmosferycznym. Opracowano nową metodę syntezy bisfenolu AF poprzez optymalizację warunków syntezy półproduktów.

Ten proces syntezy jest przyjazny dla środowiska, charakteryzuje się łagodnymi warunkami reakcji, dobrą selektywnością i wysoką wydajnością, co pozwala uniknąć konieczności stosowania przemysłowych urządzeń wysokociśnieniowych-i urządzeń chłodniczych. Półprodukty reakcji 4-amino-fenyloheksafluoroizopropanol i 4-hydroksyheksafluoroizopropanol są szeroko stosowane w wielu dziedzinach, takich jak medycyna i materiały syntetyczne. Metoda ta charakteryzuje się łatwym dostępem do surowców, niską toksycznością i jest łatwa w obsłudze. Podjęto wysiłki w zakresie dopasowywania surowców, badań i rozwoju katalizatorów oraz oddzielania i oczyszczania produktów, aby obniżyć koszty. Można wspólnie wytwarzać wiele produktów, co zwiększa konkurencyjność na rynku. Równanie reakcji jest następujące:

Fluorowanie bisfenolu A w niskiej temperaturze w odpowiednim rozpuszczalniku daje bisfenol AF. Proces przygotowania jest prosty, charakteryzuje się niskim zużyciem energii, minimalnym zanieczyszczeniem, wysoką wydajnością i ma dobre perspektywy rynkowe. Metoda ta zapewnia nowe podejście do wytwarzania bisfenolu AF. Równanie reakcji jest następujące:

Rafinacja półproduktów reakcji i bisfenolu AF jest kluczową technologią w produkcji bisfenolu AF. Typowe środki rafinacji obejmują rozpuszczanie, filtrację, destylację, ekstrakcję, odbarwianie, krystalizację i rekrystalizację. Rozpuścić w roztworze wodorotlenku sodu w produkcie reakcji fenolu i heksafluoroacetonu, przesączyć, zanieczyszczenia zawierające wodorotlenek żelaza i smołę.

Rozcieńczyć filtrat wodą, następnie zalać go roztworem kwasu solnego i kontrolować pH do 7-9 w temperaturze 25 stopni, aby otrzymać rafinowany bisfenol AF o czystości 99,8% i różnicy absorbancji AABS wynoszącej 0,025 w zakresie 555-700 nm. Ogrzać bisfenol AF i wodę, następnie ochłodzić roztwór w celu otrzymania wytrąconego bisfenolu AF; Lub podgrzej bisfenol AF i wodę do temperatury powyżej 90 stopni, oddziel fazę ciekłą od fazy stopionego bisfenolu AF i schłódź fazę ciekłą, aby uzyskać wytrącony bisfenol AF.