介绍
N,N-二甲基四氟乙胺具有类似胺的特征气味，对皮肤、眼睛和呼吸道有刺激性。它是重要的有机合成氟代试剂，可高效将伯醇转化为氟代烷烃，也能作为二氟乙基前体参与喹啉等杂环化合物的合成，广泛应用于医药、材料科学和电子工业，用于引入氟代官能团以改善目标化合物的代谢稳定性、化学抗性与热稳定性。
图一 N,N-二甲基四氟乙胺
合成
将经分子筛干燥的N,N-二甲基二氟乙酰胺（4.0 g，32.5 mmol）与碳酰氟（氟光气，COF₂，2.6 g，40 mmol）加入25毫升容积的压力容器（振荡管）中，在约室温（20-25℃）下振荡反应16小时。放空泄压后，收集得到4.5 g液体产物，全程避免接触水（如潮湿空气）。采用简易微量蒸馏装置进行蒸馏，得到 4.0 g N,N-二甲基四氟乙胺，以起始的 4.0 g N,N-二甲基二氟乙酰胺计，产率为85%[1]。
图二 N,N-二甲基四氟乙胺的合成
该反应的两种原料常温下均为易挥发性气体：四氟乙烯遇氧气、高温极易发生剧烈自聚爆炸，二甲胺具有强腐蚀性与刺激性，目标产物遇潮湿水汽还会发生分步水解变质，因此全流程必须严格隔绝空气与水分。用容积 50mL 的不锈钢耐压振荡反应管。向冷却完成的耐压反应管中注入 15mL 经 4Å 分子筛浸泡 72 小时深度除水的无水乙腈作为反应介质。真空度达到 - 0.096MPa，维持真空状态 30 分钟。利用体系压差先向真空反应管转入无水二甲胺 7.4g（0.164mol），投料时将二甲胺钢瓶置于冰水浴控温 5℃以内，最大程度降低二甲胺的挥发损耗；随后将反应管浸入干冰-丙酮浴降温至 - 30℃，减缓四氟乙烯通入时的气化升压速率，缓慢通入 13.0g（0.13mol）高纯四氟乙烯。
该反应的核心机理为亲核加成：二甲胺分子中氮原子携带孤对电子，作为亲核试剂进攻四氟乙烯受氟原子强吸电子效应活化的碳碳双键，双键极化开环后经分子内电子重排，最终生成结构稳定的N,N-二甲基四氟乙胺。粗馏得到的粗产物转入配备精密真空控制系统的微量蒸馏装置，在 0.08MPa 真空度下进行二次减压精馏，收集 32-34℃的窄沸程馏分，最终得到产物N,N-二甲基四氟乙胺 17.3g，基于四氟乙烯原料计算摩尔收率可达 83%[2]。
图三 N,N-二甲基四氟乙胺的合成2
参考文献
[1]Current Patent Assignee: EI DU PONT DE NEMOURS - US2009/30246, 2009, A1
[2]A. V P ,Steve S ,Wonpyo H , et al.ChemInform Abstract: 1,1,2,2-Tetrafluoroethyl-N,N-dimethylamine: A New Selective Fluorinating Agent[J].ChemInform,2010,32(34):no-no.DOI:10.1002/chin.200134290.