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CN111247880B - 含氢氟环氧化物的组合物及其使用方法 - Google Patents

含氢氟环氧化物的组合物及其使用方法 Download PDF

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CN111247880B
CN111247880B CN201880068598.4A CN201880068598A CN111247880B CN 111247880 B CN111247880 B CN 111247880B CN 201880068598 A CN201880068598 A CN 201880068598A CN 111247880 B CN111247880 B CN 111247880B
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卡尔·J·沃伦
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Abstract

本公开提供一种组合物，该组合物包含具有结构式(I)的氢氟环氧化物。
Figure DDA0002459943150000011
每个Rf独立地为具有1‑6个碳原子的直链或支链全氟烷基基团，并且任选地包含链中杂原子。

Description

含氢氟环氧化物的组合物及其使用方法
技术领域
本公开涉及包含氢氟环氧化物的组合物和器件，及其制备和使用方法。
背景技术
各种氢氟环氧化物例如在以下文献中有所描述：美国专利6,180,113，美国专利5,101,058和美国专利7,226,578中。
发明内容
在一些实施方案中，提供了具有结构式(I)的氢氟环氧化物。
Figure BDA0002459943140000011
每个Rf独立地为具有1-6个碳原子的直链或支链全氟烷基基团，并且任选地包含链中杂原子。
本公开的以上概述不旨在描述本公开的每个实施方案。本公开中的一个或多个实施方案的细节也阐述在以下说明中。依据说明书和权利要求书，本公开的其它特征、目标和优点将显而易见。
具体实施方式
开发具有较短大气寿命和低全球变暖潜势的惰性氟化流体，同时提供高热稳定性，低毒性，良好溶解能力和宽操作温度，以满足各种应用要求，是尤其值得关注的。当前，工业中使用的高沸点物质(例如，>220℃)主要由高环境持久性和全球变暖潜势的全氟化的惰性物质组成。因此，期望开发更环保的材料，该材料还表现出高热稳定性、热导率和在高操作温度下的化学惰性。
一般来讲，本公开涉及包含氟化环氧化物的氢氟烃或氢氟环氧化物及其合成方法。氢氟酸环氧化合物促进大气降解，导致大气寿命相对较短，特别是与全氟烃(PFCs)和氢氟烃(HFCs)相比。此外，尽管大气寿命短，所述化合物在高温(例如，>220℃)下是稳定的，并在氧化条件下耐进一步氧化。
在本公开中：
“器件”是指被加热、冷却或维持在预定温度或温度范围的物体或发明；
“惰性”指在正常的使用条件下通常不具有化学反应性的化学组合物；
“机构”指部件或机械器具的系统；
“全氟”(例如，涉及基团或部分，诸如“全氟亚烷基”或“全氟烷羰基”或“全氟化”的情况)是指完全氟化的，以使得除非另外指明，否则不存在可由氟置换的键合碳的氢原子；并且
“链中杂原子”意指除了碳之外的原子(例如，氧、氮或硫)，该原子键合至碳链(直链或支链或在环内)中的至少两个碳原子以便形成碳-杂原子-碳链。
如本文所用，单数形式“一个”、“一种”、和“所述”包括复数指代，除非内容清楚指示其它含义。如本说明书和所附实施方案中所用，除非内容清楚指示其它含义，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用。
如本文所用，通过端点表述的数值范围包括该范围内所包含的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5)。
除非另外指明，否则本说明书和实施方案中所使用的表达量或成分、特性测量等的所有数字在所有情况下均应理解成由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附实施方案列表中示出的数值参数可根据本领域的技术人员利用本公开的教导内容寻求获得的期望属性而变化。最低程度上说，并且在不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施方案的范围内的情况下，每个数值参数应至少根据所报告的数值的有效数位的数量并通过应用惯常的四舍五入法来解释。
在一些实施方案中，本公开的组合物可包含一种或多种具有结构式(I)的氢氟环氧化物：
Figure BDA0002459943140000031
在一些实施方案中，每个Rf可独立地为具有1-6，1-4或1-3个碳原子的直链或支链全氟烷基基团，并且任选地包括一个或多个链中杂原子(例如，氧或氮杂原子)。在一些实施方案中，每个Rf基团可以是相同的直链或支链全氟烷基基团。应当认识到本公开的氢氟环氧化物可包括顺式异构体，反式异构体，或顺式异构体和反式异构体的混合物，而不考虑任何通式或化学结构中所描述的内容。
在各种实施方案中，通式(I)的氢氟环氧化物的代表性示例包括下列化合物：
Figure BDA0002459943140000032
已发现本公开的氢氟环氧化物具有短的大气寿命和低的全球变暖潜势，同时具有低毒性，足够的溶解能力和高热稳定性。此外，关于氢氟环氧化物的高热稳定性，已发现，在邻近环氧碳的亚甲基基团的位置处存在季碳能够实现此类高温稳定性。具体地，已发现不具有此类季碳的类似环氧化物导致高温下的脱氟化氢(HF生成)，这继而与不期望的腐蚀和安全问题相关。
在一些实施方案中，本公开涉及包含上述氢氟环氧化物中的一者或多者的工作流体。例如，工作流体可包含基于工作流体的总重量计至少25重量％、至少50重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％或至少99重量％的上述氢氟环氧化物。除了上述氢氟环氧化物，工作流体还可(单独或以任何组合)包含基于工作流体的总重量计在0.1重量％与75重量％之间、在0.1重量％与50重量％之间、在0.1重量％与30重量％之间、在0.1重量％与20重量％之间、在0.1重量％与10重量％之间、在0.1重量％与5重量％之间或在0.1重量％与1重量％之间的一种或多种下列组分：醇类、醚类、烷烃、烯烃、全氟化碳、全氟化叔胺、全氟醚、环烷烃、酯类、酮类、环氧乙烷类、芳族化合物、硅氧烷、氢氯烃、氢氯氟烃、氢氟烃、氢氟烯烃、氢氯氟烯烃、氢氟醚、全氟酮或它们的混合物。可选择此类附加组分以改变或增强用于特定用途的组合物的特性。还可向工作流体中添加微量任选组分，以针对特定用途赋予具体所需的特性。可用的组分可包括常规添加剂，诸如例如表面活性剂、着色剂、稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂等以及它们的混合物。
在一些实施方案中，本公开的工作流体可表现出使得它们特别可用作热传递流体的特性。例如，工作流体可以是化学惰性的(即，它们不轻易地与碱、酸、水等反应)，并且可具有高沸点(至多300℃)、低凝固点(它们在-40℃或更低温度下为液体)、低粘度、长时间的高热稳定性、良好导热性、在一定范围内潜在可用溶剂中足够的溶解力以及低毒性。
已知烃烯烃在较低的大气下以足以造成短的大气寿命的速率与羟基基团和臭氧反应(参见Atkinson,R.；Arey,J.,Chem Rev.2003,103 4605-4638)。例如，通过分别与羟基基团和臭氧反应1.4天和10天，乙烯具有大气寿命。例如，通过分别与羟基基团和臭氧反应5.3小时和1.6天，丙烯具有大气寿命。发现本公开的氢氟烯烃的E异构体和Z异构体两者在气相下均以非常高的速率与臭氧反应。因此，据信这些化合物具有相对短的大气寿命。
此外，在一些实施方案中，本公开的工作流体可具有较低的环境影响。就这一点而言，工作流体可具有小于300、200、或甚至小于100的全球变暖潜势(GWP)。如本文所用，GWP为基于化合物结构的化合物的变暖潜势的相对量度。如1990年并在2007年更新的政府间气候变化专门委员会(IPCC)所定义的化合物的GWP计算为在指定的积分时间范围(ITH)内，相对于由于释放1千克CO2而导致的变暖的由于释放1千克化合物而导致的变暖。
Figure BDA0002459943140000051
在该公式中，ai为大气中每单位质量的化合物增加的辐射强迫(由于该化合物的IR吸收引起的穿过大气的辐射通量的改变)，C为化合物的大气浓度，τ为化合物的大气寿命，t为时间，并且i为受关注的化合物。通常接受的ITH为100年，这表示短期效应(20年)和长期效应(500年或更长)之间的折中。假定大气中有机化合物i的浓度遵循以下准一级动力学(即，指数式衰减)。在该相同时间间隔内的CO2浓度采用从大气交换和去除CO2的更复杂的模型(Bern碳循环模型)。
在一些实施方案中，具有结构式(I)的氢氟环氧化物可经由方案1中所示的烯丙基卤化物取代/烯烃氧化序列以高收率合成。
Figure BDA0002459943140000052
方案1的第一步骤可涉及由活化的全氟化烯烃亲核物质取代1,4-二溴-2-丁烯，所述活性全氟化烯烃亲核物质通过使全氟化烯烃(CF3)2C＝CFRf’与KF接触而原位形成。方案1的第二步骤(即，II的环氧化以得到I)可在金属压力反应器中进行。可将化合物II密封在金属反应器中，然后可用空气(高达88psi)对其内部进行加压。在搅拌下，然后可加热密封反应器的内容物(>200℃)以有效氧化烯烃原料以得到化合物I。该方法可重复若干次，直至化合物II完全转化。在减压下通过分馏纯化可产生所需的环氧化物产物。
本公开的工作流体可用于各种应用场合。例如，据信工作流体具有所需的稳定性以及必要的短大气寿命(或低的全球变暖潜势)，使得它们成为商业上可行的环境友好的高温热传递应用的候选材料。
在一些实施方案中，本发明还涉及用于热传递的设备，该设备包括器件以及用于向器件或从器件传递热量的机构。用于传递热量的机构可包括包含本公开工作流体的热传递流体。
所提供的用于热传递的设备可包括器件。器件可为待冷却、加热或维持在预定温度或温度范围内的部件、工件、组件等。此类器件包括电子部件、机械部件和光学部件。本公开的器件的示例包括但不限于：微处理器、用于制造半导体器件的晶片、功率控制半导体、配电开关齿轮、电力变压器、电路板、多芯片模块、封装和未封装的半导体器件、激光器、化学反应器、燃料电池以及电化学电池。在一些实施方案中，器件可包括冷却器、加热器、或它们的组合。
在其它实施方案中，器件可包括电子器件，诸如处理器(包括微处理器)。由于这些电子器件的功率变得越来越大，因此每单位时间产生的热的量增多。因此，热传递机构在处理器性能中起重要作用。热传递流体通常具有良好的热传递性能、良好的电相容性(甚至用于“间接接触”应用中，诸如那些使用冷却板的应用)，以及低毒性、低(或非)易燃性和低环境影响。良好的电相容性表明候选热传递流体表现出高电介质强度、高体积电阻率，以及对极性物质的低溶解力。此外，热传递流体应表现出良好的机械相容性，即，其不应以不利方式影响典型的构造材料。
所提供的设备可包括用于传递热量的机构。机构可包括热传递流体。热传递流体可包含本公开的工作流体。可通过将热传递机构放置成与器件热接触来传递热。当将热传递机构放置成与器件热接触时，热传递机构从器件除去热或向器件提供热，或将器件维持在选定温度或温度范围。
热流的方向(从器件流出或流向器件)由器件和热传递机构之间的相对温差决定。
热传递机构可包括用于管理热传递流体的设施，包括但不限于泵、阀门、流体约束系统、压力控制系统、冷凝器、换热器、热源、散热器、制冷系统、主动温度控制系统和被动温度控制系统。
合适的热传递机构的示例包括但不限于：等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工具中的温控晶圆承载器、用于模具性能测试的温控测试头、半导体处理设备内的温控工作区、热冲击测试浴贮液器和恒温浴。在一些系统中，诸如蚀刻器、灰化器、PECVD室、气相焊接器件和热冲击测试仪，所期望的操作温度上限可以为高达170℃、高达200℃或甚至高达240℃。
可通过将热传递机构放置成与器件热接触来传递热。当将热传递机构放置成与器件热接触时，热传递机构可从器件除去热或向器件提供热，或将器件维持在选定温度或温度范围。热流的方向(从器件流出或流向器件)由器件和热传递机构之间的相对温差决定。所提供的设备还可包括制冷系统、冷却系统、测试设备以及加工设备。在一些实施方案中，所提供的设备可为恒温浴或热冲击测试浴。在某些系统中，诸如蚀刻器、灰化器、PECVD室、汽相焊接器件以及热冲击测试仪，所期望的操作温度上限可以为高达170℃、高达200℃或甚至更高。
在一些实施方案中，本公开的工作流体可用作在气相焊接中使用的热传递剂。在气相焊接中使用本公开的工作流体时，可使用例如美国专利5,104,034(Hansen)中所描述的方法，该专利据此全文以引用方式并入。简而言之，这种方法包括将待焊接的部件浸入到包含本公开的工作流体的蒸气体中以熔融焊料。在进行这种处理时，将工作流体的液池在罐中加热至沸腾，以在沸腾液体和冷凝装置之间的空间中形成饱和蒸气。
将待焊接的工件浸入蒸气(在大于170℃、大于200℃、大于230℃或甚至更大的温度下)，由此蒸气冷凝在工件的表面上，以便熔融并回流焊料。最终，然后将焊接的工件从包含蒸气的空间移除。
实施方案列举
1.一种组合物，所述组合物包含：
具有结构式(I)的氢氟环氧化物：
Figure BDA0002459943140000081
其中每个Rf独立地为具有1-6个碳原子的直链或支链全氟烷基基团，并且任选地包含链中杂原子。
2.根据实施方案1所述的组合物，其中每个Rf为相同的直链或支链全氟烷基基团。
3.根据实施方案1所述的组合物，其中所述氢氟环氧化物包含一种或多种下列氢氟环氧化物：
Figure BDA0002459943140000082
4.根据前述实施方案中任一项所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述氢氟环氧化物以至少50重量％的量存在于所述组合物中。
5.一种用于热传递的设备，所述设备包括：
器件；和
用于将热传递至所述器件或将热从所述器件传出的机构，所述机构包括热传递流体，所述热传递流体包含根据前述实施方案中任一项所述的组合物。
6.根据实施方案5所述的用于热传递的设备，其中所述器件选自微处理器、用于制造半导体器件的半导体晶圆、功率控制半导体、电化学电池、配电开关齿轮、电力变压器、电路板、多芯片模块、封装的或未封装的半导体器件、燃料电池和激光器。
7.根据实施方案5所述的设备，其中所述用于传递热量的机构是系统中用于维持电子器件的温度或温度范围的部件。
8.根据实施方案5所述的设备，其中所述器件包括待焊接的电子部件。
9.根据实施方案5所述的设备，其中所述机构包括气相焊接。
10.一种传递热量的方法，所述方法包括：
提供器件；以及
使用实施方案1-4中任一项所述的组合物向所述器件或从所述器件传递热量。
虽然通过以下实施例进一步说明了本公开的目的和优点，但在这些实施例中列举的具体材料及其量以及其它的条件和细节不应当理解为是对本公开的不当限制。
实施例
本公开的目的和优点通过以下比较性和例示性实施例进一步说明。除非另外指明，否则实施例和说明书的其它部分中使用的所有份数、百分比、比例等均按重量计，并且实施例中使用的所有试剂均得自或可得自一般化学品供应商，诸如例如美国密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corp.,Saint Louis,MO,US)或者美国马萨诸塞州黑弗里尔的阿法埃莎公司(Alfa Aesar,Haverhill,MA,US)，或者可以通过常规的方法合成。
本节使用以下缩写：mL＝毫升，min＝分钟，h＝小时，g＝克，μm＝微米，mmol＝毫摩尔，℃＝摄氏度。
Figure BDA0002459943140000091
Figure BDA0002459943140000101
使用三组条件来氧化氢氟烯烃以得到相应的氢氟环氧化物产物。方法A利用600mL不锈钢Parr反应容器，充氢氟烯烃，并且空气加压。方法B利用配备有温度探针，磁力搅拌棒，水冷冷凝器和用于注入空气的1/4英寸FEP管的500mL三颈圆底烧瓶。方法C利用配备有温度探针，磁力搅拌棒，水冷冷凝器和一个或两个具有一种或两种10微米钢玻璃料的1/8英寸FEP管的500mL三或四颈圆底烧瓶。
制备实施例PE1：从(E)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟-4,4,9, 9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯合成2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷 基)环氧乙烷
如PCT专利申请公布WO16094113中所述，(E)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟-4,4,9,9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯是由HFP二聚体在Adogen 464、KF和DMF的混合物中取代1,4-二溴-2-丁烯制得的。
方法A：向600mL不锈钢Parr反应容器中加入(E)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟-4,4,9,9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯。将反应器密封，然后通过加入空气(50psi,345kPa)加压。在搅拌下，将内部温度慢慢升高到248℃，压力达到了74psi(510kPa)。在搅拌16小时后，将内部温度冷却至一定温度，随后进行排气并再充空气到43psi(296kPa)的内部压力。在搅拌下，将内部温度再加热至250℃，并且反应容器的内部压力达到88psi(607kPa)。使反应材料在相同温度下搅拌16小时，并且再次冷却至室温。再次将容器排气，然后再充入空气(43psi,296kPa)，在搅拌(250℃)下加热，使其搅拌48小时，冷却至室温，然后排气以完成第3次运行。运行4-8在以下条件下完成：运行4(52psi(359kPa),250℃,6h搅拌)；运行5(52psi(359kPa),250℃,16h)；运行6(70psi(483kPa),250C,16h)；运行7(80psi(552kPa),250℃,16h)运行8(80psi(552kPa),250℃,16h)。最后一次运行后，得到了90g的粗反应物质，GC分析表明，该物质的氢氟烯烃原料转化率为67％。GC分析还表明，41％的反应混合物由所需的氧化产物2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧乙烷组成。结合19F和1H NMR的GC-MS分析，该结构为所需产物的结构。
方法B：向配备有搅拌棒，温度探针，1/4英寸FEP管和水冷冷凝器的500mL三颈圆底烧瓶中加入(E)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟-4,4,9,9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯(200.1g,289mmol)。在搅拌下，将原料缓慢加热至211.5℃，同时通过1/4英寸FEP管注入空气。在211.5℃-220℃的温度范围内搅拌84小时，将所得的混合物冷却至室温。所得145g粗反应物质包含85％的所需环氧化物材料。通过同心管蒸馏在减压(113℃，3托)下纯化反应产物，得到2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧乙烷(123g，收率60％)。所需要的2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧乙烷组合物通过GC-MS分析结合1H和19F NMR谱确定。
方法C：向配备有搅拌棒，温度探针，连接到10微米钢玻璃料的两个1/8英寸FEP管和水冷冷凝器的500mL四颈圆底烧瓶中加入(E)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟-4,4,9,9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯(206g,298mmol)。在搅拌和通过两个10微米钢玻璃料注入空气(0.4C L/min)时，将内部温度升至209℃。在内部温度保持在206-209℃的情况下搅拌135小时后，将反应冷却至室温，并且停止注入空气，以产生156克淡黄色液体。通过GC分析粗反应混合物显示>70％的氢氟烯烃原料转化率，并且60％的混合物由所需要的氢氟环氧化物2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧乙烷(93.6g,收率44％)组成。
制备实施例2：从(Z)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟-4,4,9,9- 四(三氟甲基)十二碳-6-烯合成2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基) 环氧乙烷
如PCT专利申请公布WO16094113中所述，(Z)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟-4,4,9,9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯是由HFP二聚体在Adogen 464、KF和DMF的混合物中取代顺式-1,4-二氯-2-丁烯制得的。
方法B：向配备有搅拌棒，温度探针，1/4英寸FEP管和水冷冷凝器的500mL三颈圆底烧瓶中加入(Z)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟-4,4,9,9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯(340g,501mmol)。在搅拌和通过1/4英寸FEP管注入空气时，将内部温度升至215℃。在内部温度保持在215℃的情况下搅拌88小时后，将反应冷却至室温，并且停止注入空气，以产生淡黄色液体。通过GC分析粗反应物质显示>92％的氢氟烯烃原料转化率，并且78％的混合物由所需要的氢氟环氧化物组成。经由同心管蒸馏在减压(113℃,3托)下纯化，得到2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧乙烷(195g，收率55％)，为浅黄色液体。
方法C：向配备有搅拌棒，温度探针，连接到10微米钢玻璃料的两个1/8英寸FEP管和水冷冷凝器的500mL四颈圆底烧瓶中加入(Z)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟-4,4,9,9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯(202g,292mmol)。在搅拌和通过两个10微米钢玻璃料注入空气(0.4C L/min)时，将内部温度升至205℃。在内部温度保持在205-212℃的情况下搅拌87小时后，将反应冷却至室温，并且停止注入空气，以产生159克淡黄色液体。通过GC分析粗反应混合物显示>56％的氢氟烯烃原料转化率，并且48％的混合物由所需要的氢氟环氧化物2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧乙烷(76g,收率37％)组成。
比较例CE1：尝试MCPBA氧化(E)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟- 4,4,9,9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯
方法A：向配备有水冷冷凝器和磁力搅拌棒的两颈烧瓶中加入二氯甲烷(DCM，50mL)和(E)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟-4,4,9,9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯(30g,43mmol)。将所得的混合物冷却至0℃。向所得的混合物中缓慢加入3-氯过氧苯甲酸(MCPBA，20.2g 50％水溶液，59mmol)，然后在相同温度下搅拌12小时。GC-FID分析显示，粗反应物质中只有原料，并且没有表明氧化产物的峰。
方法B：向配备有水冷冷凝器和磁力搅拌棒的两颈烧瓶中加入二氯甲烷(DCM)，50mL)和(E)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟-4,4,9,9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯(30g,43mmol)。在室温下搅拌，滴加3-氯过氧苯甲酸(MCPBA,20.2g,50％水溶液，59mmol)，并且缓慢加热回流所得到的混合物，搅拌12小时。GC-FID分析显示，粗反应物质中只有原料，没有表明氧化产物的峰。
比较例CE2：Mo(CO)6催化氧化(Z)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四 氟-4,4,9,9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯
向配备有水冷回流冷凝器，温度探针和搅拌棒的三颈圆底烧瓶中加入(Z)-1,1,1,2,2,3,3,10,10,11,11,12,12,12-十四氟-4,4,9,9-四(三氟甲基)十二碳-6-烯(30g,43mmol)，六羰基钼(1.2g,4.3mmol)，N—羟基邻苯二甲酰亚胺(0.71g,4.3mmol)，和乙苯(5.4g,51mmol)。将混合物搅拌，然后充入氧气，并且回流冷凝器配备有球囊以在整个反应期间保持氧气气氛。将混合物缓慢加热至100℃并搅拌过夜。然后用GC-FID分析所得到的混合物，并且没有观察到表明氧化产物的峰。
应用实施例(AE1)：2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧 乙烷的热稳定性
向配备有水冷冷凝器，温度探针，磁力搅拌棒和连接至10微米钢玻璃料的1/8英寸FEP管的250mL三颈圆底烧瓶中充入2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧乙烷(70.4g,99mmol)。以0.4L/min的速率通过10微米钢玻璃料开始注入空气，并且在搅拌下，将内部温度缓慢上升至220℃。在温度处于215℃至220℃的范围内搅拌72小后，将物质冷却至室温。将所得的物质称重(70.3g,99mmol)，并且GC分析显示未分解，最终混合物中含有约99.4％的2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧乙烷原料。
应用实施例(AE2)：2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧 乙烷在高温下的化学稳定性
通过将一定称重量的制备实施例PE1充入到玻璃小瓶中然后加入一定称重量的吸收剂，评估化学稳定性。样品在65℃加热下搅拌16小时，然后用GC-FID进行分析，以确定是否形成了任何分解产物，以及纯度水平是否发生了变化。使用各种吸收剂的测试结果如表1所示。这些数据表明，所述物质可用于热传递和气相焊接应用，因为它显示了在各种吸收剂存在下的高温稳定性。
表1：2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧乙烷(PE1)在 65℃下的化学稳定性
Figure BDA0002459943140000141
应用实施例(AE3)：2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧 乙烷的蒸气压力
采用搅拌烧瓶沸点测定计法测定蒸气压力，此法在ASTM E 1719-97“沸点升高法测量蒸气压力”中有所描述。这种方法也称为“动态回流法”。该方法使用50毫升的玻璃圆底烧瓶。使用J-KEM真空控制器(美国密苏里州圣路易斯(St Louis，MO，US)的J-KEMScientific公司)测量并控制真空。压力传感器在测量的同一天进行校准，并与全真空和电子气压计进行比对。具体步骤是开始慢慢加热材料，然后施加真空直至出现沸腾并形成稳定的逐滴回流速率。记录罐温和压力的读数，然后将真空控制器设定为更高的绝对压力，并将材料进一步加热直到形成新的回流点。该压力水平递增升高，直至获得达到大气压下的沸点的蒸气压力曲线。制备实施例1(PE1)的蒸气压如表2所示。PE1在760mmHg下的沸点为238.3℃。这些蒸气压力数据表明，该物质可用于热传递和气相焊接应用。
表2：2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧乙烷(PE1)在 各种温度下的蒸气压力
温度，℃ 蒸气压力，mmHg
20 0.026
55 0.35
78.6 1.5
170.7 96.6
204.3 296.9
214.7 397.1
237.7 731.3
238.3 沸点
应用实施例(AE4)：2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧 乙烷的运动粘度
使用德国赛莱默公司(Xylem，inc.，Germany)的SCHOTT Ubbelohde玻璃毛细管粘度计测量运动粘度。使用SCHOTT AVS 350型粘度计定时器对所述粘度计进行定时。对于10℃的温度，使用美国新泽西州爱迪生市(Edison,NJ,US)Lawler Manufacturing公司的Lawler温控浴。将粘度计测量支架和玻璃粘度计浸入充满了以美国明尼苏达州圣保罗市(Saint Paul,MN,US)3M公司的Novec 7500作为浴液的温控液浴中。Lawler温度浴配有铜管线圈，以由液浴的电子温控加热器提供精确的温控来冷却液氮。流体通过机械搅拌为液浴提供均匀的温度。如通过内置电阻温度检测器(RTD)温度传感器测量，浴温控制在±0.1℃以内。将样品液体加入粘度计内，液面介于蚀刻在粘度计上的两条填充线之间。所述AVS-350自动将样品流体泵送至高于上部的时间标记，然后释放流体并测量其流经上部时间标记和下部时间标记之间的流出时间。当流体流经每个时间标记时，通过光学传感器检测流体的弯液面。重复吸入并测量样品，取多次测量的平均值。玻璃粘度计使用Canon认证的运动粘度标准液进行校准，以得到每个粘度计的校准常数(厘沲每秒)。测量的运动粘度(厘沲)，计算为所用粘度计的平均流出时间(秒)乘以常数(厘沲/秒)。表3总结了制备实施例1(PE1)的结果。这些数据表明，所述物质在较高的温度下具有良好的粘度，这使得它可以作为热传递和气相焊接应用的流体。
表3：2,3-双(3,3,4,4,5,5,5-七氟-2,2-双(三氟甲基)戊烷基)环氧乙烷的运动粘 度(PE1)
Figure BDA0002459943140000151
在不脱离本公开的范围和实质的情况下，对本公开进行的各种变型和更改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。应当理解，本公开并不旨在受本文中示出的例示性实施方案和实施例的不当限制，并且此类实施例和实施方案仅以举例的方式呈现，本公开的范围旨在仅受本文中如下示出的权利要求书的限制。在本公开中引用的所有参考文献都以引用的方式全文并入本申请。

Claims (10)

1.一种组合物，所述组合物包含：
具有结构式(I)的氢氟环氧化物：
Figure FDA0003151823220000011
其中每个Rf独立地为具有1-6个碳原子的直链或支链全氟烷基基团，并且任选地包含链中杂原子，并且所述链中杂原子意指选自氧、氮或硫的杂原子，所述杂原子键合至碳链中的至少两个碳原子以便形成碳-杂原子-碳链。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中每个Rf为相同的直链或支链全氟烷基基团。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述氢氟环氧化物包含一种或多种下列氢氟环氧化物：
Figure FDA0003151823220000012
4.根据权利要求1所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述氢氟环氧化物以至少50重量％的量存在于所述组合物中。
5.一种用于热传递的设备，所述设备包括：
器件；和
用于将热传递至所述器件或将热从所述器件传出的机构，所述机构包括热传递流体，所述热传递流体包含根据权利要求1所述的组合物。
6.根据权利要求5所述的用于热传递的设备，其中所述器件选自微处理器、用于制造半导体器件的半导体晶圆、功率控制半导体、电化学电池、配电开关齿轮、电力变压器、电路板、多芯片模块、封装的或未封装的半导体器件、燃料电池和激光器。
7.根据权利要求5所述的设备，其中所述用于传递热量的机构是系统中用于维持电子器件的温度或温度范围的部件。
8.根据权利要求5所述的设备，其中所述器件包括待焊接的电子部件。
9.根据权利要求5所述的设备，其中所述机构包括气相焊接器件。
10.一种传递热量的方法，所述方法包括：
提供器件；以及
使用权利要求1所述的组合物向所述器件或从所述器件传递热量。
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