3.氟醇精细化学品的合成原理与生产工艺

氟代乙醇均为小规模制造。氟乙醇一般由2-氯乙醇与氟化钾在高沸点乙二醇类溶剂中于175℃反应制得；也可由环氧乙烷和氟化氢加成制得；以乙酸2-溴乙酯或2-氯乙酯为原料，用氟化银、氟化钾或氟化汞氟化，接着水解可得氟乙醇。一般以氯乙醇法生产较为方便。

二氟乙醇由2-溴-1,1-二氟乙烷以氧化汞为催化剂水解来制得。三氟乙醇从Swarts以三氟乙酸酐催化还原制得以后，相继开拓了一些新工艺。

3.1含羰基有机化学品的还原

通常以全氟烷基酮、羧酸、酰氯、酯和酰胺为原料，还原过程中保持原有的含氟分子链段不发生变化。还原剂可采用氢化铝锂，以醚类溶剂作反应介质，此方法适用于批量较小的精细化学品的合成。例如2,2,2-三氟乙醇的制备：

再如1H-全氟辛醇(C₇F₁₅CH₂OH)的制备：

如采用催化加氢还原对工业生产更为有利，反应式如下：

也有用铬酸铜和钯作催化剂的报道。

3.2甲醇-四氟乙烯调聚反应

在大量过量的甲醇中通入四氟乙烯气体，加压并加热至80～200℃，生成通式为H(CF₂CF₂)_nCH₂OH的四氟乙烯调聚醇混合物，经分馏后，可以得到工业纯度的产品。n>3时通常混有6％～13％的仲醇产物H(CF₂CF₂)_mCHOH(CF₂CF₂)_nH。调聚反应释放很多热量，要注意生产安全。调聚醇H(CF₂CF₂)_nCH₂OH的物性数据见表6-5。

表6-5  H(CF₂CF₂)_nCH₂OH的物性数据

3.3全氟烷与发烟硫酸反应

从四氟乙烯出发合成F(CF₂CF₂)_nCH₂CH₂I，该中间体与发烟硫酸反应即可脱碘而转化成通式为F(CF₂CF₂)_nCH₂CH₂OH的含氟醇。例如：

各厂商根据不同的原料来源和合成工艺掌握的程度对以上各种含氟醇的生产方法有所选择。如美国3M公司以电化氟化技术见长，有许多全氟羧酸类产品，可以通过还原方法生产RFCH₂OH型的全氟烷基醇。杜邦公司长期生产四氟乙烯，以后又开发了全氟碘烷的合成工艺，因此采用调聚方法生产出RFCH₂CH₂OH型的全氟烷基醇。对长碳链的含氟醇来说，尽管上述二者结构有些差异，但不影响其应用特性。此外初产品的RF链长有一定分布，从经济和实用性能考虑，可以稍作馏分分级，得到C₆～C₁₀的RF混合物作为中间体，再进行下一步反应。

3.4催化剂氧化法

偏氟乙烯在氟化氢存在下用各种催化剂氧化可得三氟乙醇。这一方法实际上与用1,1,1-三氟乙烷氧化相似，用2-氯-1,1,1-三氟乙烷经乙酸分解，再水解可得三氟乙醇，收率为87％，反应式如下：

4.氟醇精细化学品的用途

含氟醇直接成为商品的甚少，除个别用作溶剂外，绝大多数是中间体，进一步加工成各种有实用价值的有机氟化学品。下面重点介绍三氟乙醇和六氟异丙醇的用途。

4.1三氟乙醇的应用

4.1.1在医药上的应用

在医药行业中，三氟乙醇最主要的用途是用作麻醉剂，最早使用三氟乙醇与乙炔合成的氟乙炔醚替代副作用较大的溴氟烷烃作麻醉剂，然后又以三氯乙醇为原料相继开发出不可燃性、低毒的异氟烷烃和高性能的麻醉剂三氯氟烷烃。

三氟乙醇可以将三氟甲基作为功能性基团引进药物的结构中，从而使其产生明显的生理活性，增加分子脂溶性，提高药效或降低生物体的毒副作用。由其合成的药物主要有中枢神经兴奋剂氟替尔、取代吡啶类胃壁细胞质子泵阻断剂兰索拉唑和雷贝拉唑(Pariprazole)、抗心律失常药物氟卡同胺以及镇痛药物苯并二氮杂䓬和排尿困难治疗药物KMD-3212等。

4.1.2在染料工业中的应用

在染料合成中，将三氟乙醇中的CF₃CH₂O^-引入酞菁中，可以增加其溶解性，并能抑制分子间的聚合。此外，在一些染料分子中引入CF₃CH₂O^-和CF₃^-，可以明显改善染料的耐光、耐候性以及化学稳定性。

4.1.3用作反应助剂

三氟乙醇是一种酸性较强的醇，氢键能力很强，能与有机体系互溶，因此在化学合成中可作为催化剂、溶剂以及酰化剂。

从丙酸树脂通过克诺费纳格尔(Knoevenagel)固相的合成二氢嘧啶酮和嘧啶酮酸杂环精细化学品中，用三氟乙醇引入一个易脱去保护基团CF₃CH₂O^-，有利于成环。CF₃CH₂O^-作为易脱去基团已用于很多有机合成反应中，另外，三氟乙醇还可作为配体合成催化剂。

三氟乙醇能溶解水、醇、酮等含氧精细化学品和苯、甲苯等芳族精细化学品，而且能溶解多种聚合物树脂。在反应中三氟乙醇作为非亲核性离子溶剂，可作为羧酸的保护性基团。由于低亲核性和稳定性，三氟乙醇也是一些氟化反应及亲核性聚合物如聚甲醛、聚酰胺和聚丙烯腈等的优良溶剂。另外一些聚烯烃聚合时以三氟乙醇为溶剂，可以得到更高的产率和反应速度，而且能大大改善聚合物的立体规整性，提高聚合物的性能。在一些离子反应和电化学反应中也经常使用三氟乙醇作为溶剂。

鉴于三氟乙醇溶解性能优良且纯度高，现正在开发其用作高效液体色谱法的分离溶剂和手性有机化学品的色谱分离溶剂方面的用途。使用有机溶剂的酶反应与使用水溶液的酶反应不同，可发生可逆反应，后处理容易引起重视。酰化反应因能进行光学拆分和保护官能团，故三氟乙醇常用于醇和胺的酸化。三氟乙醇是亲核性较低的一种醇，在酯交换反应中生成的三氟乙醇缺乏反应性，而可逆反应的另一侧的羟基就能朝一个方向酰化，因此三氟乙醇已经开始广泛用于光学活性醇和甾类精细化学品的位置选择性酰化、胺的光学拆分及光学活性医药的合成等。

4.1.4在合成材料方面的应用

在合成材料领域，用多种不同的含氟醇制备出聚氟醇代磷腈橡胶，这种橡胶具有耐低温、耐热、阻燃、耐溶剂等性能，广泛应用于航天航空、电子电气等领域。近年来关于氟磷腈橡胶的研究逐渐升温，导入乙烯基、赋予交联固化性、导入大体积改性基进行树脂成型性和树脂表面的改性，使之可用作涂料、胶黏剂、填充材料、密封材料以及电子材料等。

三氟乙醇与甲基丙烯酸酯化得到三氟乙醇甲基丙烯酸甲酯，与通常的甲基丙烯酸酯相比，具有更优良的聚合性，易与其他丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等共聚。因为具有三氟甲基基团，聚合物具有良好的相容性、表面特性、光学特性、气体透过性、电气特性、低吸水性，在树脂功能性的改性等方面具有良好的发展前景，广泛应用于涂料、光学信息传输、信息化学品、印刷电路、抗光蚀剂材料等多个领域。另外在聚酯合成中，引入CF₃CH₂O^-，可以提高平衡常数，得到期望分子量的聚酯。

4.1.5在能源方面的应用

在能源领域中，由于三氟乙醇热稳定性强，具有良好的动力学特性，原来仅用于部分热回收系统中。由于对臭氧层破坏系数为零，目前全球性环境问题和节能问题日益得到重视，三氟乙醇今后可以替代氟里昂，因此其在这些领域内的重要性得到重新评价与认识。三氟乙醇与水的混合液作为回收废热发电的兰金循环的工作介质用于废热回收发电系统，在今后炼铁厂、水泥制造厂之类的高耗能企业作为环境效益良好的废热回收系统工作流体方面具有巨大的潜力。另外，人们利用三氟乙醇与酰胺有机化学品混合时能产生大量溶解热的特性，进行三氟乙醇与N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基咪唑啉酮等环状酰胺类有机化学品混合工作流体吸收式化学热泵的开发，该系统可作为替代电力应用于能使用城市煤气、丙烷气、煤油等的空调设备。与现有化学热泵相比，混合工作流体吸收式化学热泵在低温下不冻结、设备紧凑、取冷采暖能量效率高，工业用和民用前景都非常看好。

4.1.6在有机合成中的应用

三氟乙醇作为一种重要的基础有机氟化物，在有机合成中的应用越来越广泛。以三氟乙醇为原料合成的三氟乙醛是一种典型的含氟醛类，主要用于合成树脂、高聚合物、橡胶、涂料、医药以及农用杀虫剂等工业。三氟乙醇通过电化学方法合成的三氟乙醛缩乙醇，可以代替三氟乙醛作为三氟甲基试剂，用于合成1-呋喃-2,2,2-三氟乙醇。

为了克服传统氟苯及其衍生物合成中的复杂性和危险性，让重氮盐在三氟乙醇中水解得到一定收率的氟苯；三氟乙醇与二溴化三苯基膦合成的Ph₃P(CF₃CH₂O)₂，是有机合成中非常具有发展潜力的中间体；三氟乙醇合成的含氟烯丙基醇，可以进一步合成包含-CF₃基的许多有机化学品；由三氟乙醇合成的二氟烯基醚等可以通过双烯合成得到单氟或双氟取代的环状有机化学品。三氟乙醇还可以与三硝基苯或苯腈反应生成被三氟乙氧基取代的硝基苯，如3-氯-4-(2,2,2-三氟乙氧基)苯腈等。

4.1.7在其他方面的应用

在农药行业中，三氟乙醇可用于合成除草剂三氟硫甲基等。除此之外，三氟乙醇还有许多用途，比较引入注目的是对蛋白质和酶的作用。三氟乙醇独特的物化性质，可以使肽转化为稳定的a-螺旋状结构，并能使天然蛋白质变性，三氟乙醇的这种效应能抑制肽的脱氨基作用或者外消旋化等化学反应，从而起到稳定肽的作用，为一些生物制品成为商品提供了可能；三氟乙醇能有效地防止反相柱中蛋白质的积聚和失活；三氟乙醇和水的混合体系在肽的毛细管电泳分离法中可以显著提高分离效率。

4.2六氟异丙醇的用途

六氟异丙醇因-CF₃基团的强吸电子效应，使羟基氢具有形成牢固氢键的能力，与受体稳定结合。尤其对极性高聚物如聚酯、聚PR胺等有良好的溶解性能。六氟异丙醇易挥发、无腐蚀性，因此可作为这些聚合物理想的加工溶剂(如配制黏结剂)，在石油精制中还可用作选择性溶剂，有效地萃取分离芳烃和带功能基团的杂质。

5.脂肪族氟醇精细化学品的毒性

含氟醇的生理毒性以一氟乙醇(FCH₂CH₂OH)最为突出，其LD₅₀为 10mg·kg^-1。这是由于氟乙醇进入生物体内易于氧化产生剧毒的氟乙酸及其衍生物，它是呼吸三羧酸循环的抑制剂，因此必须避免吸入或接触。一些试验表明乙醇似有降低氟乙醇在兔子和猴子体内毒性的作用，但迄今未发现有效的解毒剂。从生化代谢考虑，凡是碳原子数为偶数的直链醇，其末端(ω-位)被一个氟取代的，最终都会降解成氟乙酸，所以均属于高毒性物质。

二氟乙醇和三氟乙醇的毒性相对较低，与对应的含氟乙酸类似。三氟乙醇急性中毒口服LD₅₀为240mg·kg^-1，急性皮肤接触LD₅₀为1680mg·kg^-1，急性吸入LC₅₀为4600mg·kg^-1。雄兔暴露于50～150mg·kg^-1中引起睾丸衰退甚少。一般应避免大于5ug·g^-1下长期与皮肤的接触。

全氟或多氟取代的长链烷基C₇～C₁₀具有化学稳定性和低毒性的特征，在含氟醇类中也有所体现。