Page 30 - 《精细化工》2023年第5期
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·950·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 40 卷

            六氟戊二酰氟、CO、CO 2 和 H 2O，其中，COF 2 、                      （c）合成条件的安全性必须在实验者的掌控能
            F(O)CC(O)F 和 F(O)CCF 2CF 2CF 2C(O)F 在大气中均可         力之内；
            快速降解除去，不会造成明显的二次污染                    [98] 。五元        （d）CFCs 替代物开发的可能科研经费必须在
            环氟化物被认为是与 HFOs 同一层级的 CFCs 替代                       自己团队的承受范围之内；
            物 [99] 。上述研究为下一代 CFCs 替代物的开发提供                        （e）工艺过程中的分离纯化必须容易获得纯品；
            了很好的借鉴作用。                                             （f）从环保、产能、成本等角度，综合评估设
                 杂原子氟化物（杂原子可以是 N、S、O、I 等）                      计的合成路线需满足以下条件：不仅仅适合于实验
            和含氟炔烃的 ODP 为零，GWP 很低，大多属于高                         室制备，也适合于大规模工业化生产；
            附加值的精细氟化工品，如七氟异丁腈、碳酰氟、                                （g）评估产品的现在市场需求或者潜在的市场
            三氟碘甲烷、三氟甲基全氟异丙基酮、全氟磺酰氟、                            需求。
            HFY-2223tz 等，被认为是新一代 CFCs 替代物            [97,100] 。    总之，开发具有独立知识产权、原料易得、工
            其中，七氟异丁腈降解产物不会对环境造成显著的                             艺过程安全、且适合于大规模工业化生产的 CFCs
            二次污染     [98] 。                                    替代物合成路线，是氟化学、氟化工研究与应用领
                 以制冷剂分子设计与开发为例，首先，基于以                          域的科研工作者的重要目标之一。
            下因素考虑：（a）碳原子数量一般≤4；（b）氟元素                             （4）开展 CFCs 替代物的应用研究。
            有利于增加制冷剂的导热系数、流动性能、热稳定                                 首先，开展新一代 CFCs 替代物之间混合工质
            性等性能；（c）引入 N、S、O、I 等杂原子可以提                         的配方研究，从而在新型 CFCs 替代物的开发和应
            高分子与大气中 OH 自由基的反应活性，增加制冷                           用上独占鳌头。
            剂候选物的环境友好性能。综合上述因素，设计出 N                               其次，全面开展杂原子氟化物的用途，例如：
            ≡SF 3、CF 3I、FN==SF 4、CF 2 ==N—CF 3 、CF 2 ==NF、     制冷、清洗、发泡、传热、绝缘、灭火、电子刻蚀
            (CF 3 ) 2 CFC≡N 等杂原子氟化物作为新一代 CFCs 替                等领域的应用研究。
            代物的候选物。其次，将上述候选物进行 GWP 评
                                                               4   结束语与展望
            价、燃烧特性研究和毒理特性研究，从而为该含氟
            材料是否可以研制提供判断依据。最后，对上述候
                                                                   通过研究 CFCs 替代物的开发方法、发展现状，
            选物的制冷性能进行综合评价，例如：临界温度、
                                                               鉴于 HFOs 存在二次污染和易燃的风险，以及 HFOs
            临界压力、泡点温度、滑移温度、能效比（COP）、
                                                               难以满足清洗、灭火、刻蚀、电力绝缘、浸没式冷
            容积制冷量（VCC）等，从而筛选和确立新一代 CFCs
                                                               却液等领域的使用需求，同时考虑到 HFOs 的核心
            替代物。
                                                               专利被国外发达国家所掌控，因此有必要开发新一
                （3）开发绿色、高效合成路线和安全、环保的
                                                               代 CFCs 替代物，从分子设计、替代物筛选合成到
            过程催化剂。
                                                               产业化的每一个细节，坚持绿色、环保、高效的原
                 设计安全、绿色、环保、连续的合成新型 CFCs
                                                               则，同时坚持具体领域具体分析，有效突破国外对
            替代物的合成路线是一项极为困难的挑战。例如，
                                                               HFOs 的专利保护壁垒，实现诸多领域 CFCs 的精准
            N≡SF 3 被认为是电力绝缘用 SF 6 的替代物之一，但                     替代，为实现 CFCs 的全面替代提供技术基础，这
            其合成路线难以突破          [94] ，成为其应用进程中的关键
                                                               是今后 CFCs 替代物领域的研究热点和重点。
            阻碍。
                                                                   CFCs 替代物的提前布局和开发，将推动氟化工
                 CFCs 替代物的合成制备方法主要包括直接卤
                                                               形成新的历史跨越，对促进中国氟化工及相关产业
            化、氟-氯交换、氯氟化反应、氯-氟交换、氟化氢
                                                               的转型、带动诸多相关传统产业和新兴产业的发展，
            加成反应、卤加成反应、氢加成反应、加氢脱卤、
                                                               具有重要的战略意义。
            调聚反应、脱卤化氢、脱卤反应和异构化反应等数
            十种基本的制备方法。这些方法是设计和选择 CFCs                          参考文献：
            替代物的合成路线的基础。其最终合成路线往往是                             [1]   LOVELOCK J E. Atmospheric fluorine compounds as indicators of
            上述基本制备方法的组合。                                           air movements[J]. Nature, 1971, 230: 379-379.
                                                               [2]   LOVELOCK J E, MAGGS  R J,  WADE  R J. Halogenated
                 对某个具体的 CFCs 替代物的合成路线进行设                           hydrocarbons in and over the Atlantic[J]. Nature, 1973, 241: 194-196.
            计和选择，往往需要考虑以下几点：                                   [3]   SU C W, GOLDBERG E D. Chlorofluorocarbons in the atmosphere[J].
                                                                   Nature, 1973, 245: 27.
                （a）设计的合成路线必须具备一定的创新性和
                                                               [4]   MOLINA M J, ROWLAND F S. Stratospheric sink for
            新颖性，具有申请独立知识产权保护的可能；                                   chlorofluoromethanes: Chlorine atmoc-atalysed  destruction  of ozone[J].
                （b）原料必须廉价、安全且容易获得；                                 Nature, 1974, 249: 810-812.
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