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CN114981236A - 氢氟醚及其使用方法 - Google Patents

氢氟醚及其使用方法 Download PDF

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CN114981236A
CN114981236A CN202180009076.9A CN202180009076A CN114981236A CN 114981236 A CN114981236 A CN 114981236A CN 202180009076 A CN202180009076 A CN 202180009076A CN 114981236 A CN114981236 A CN 114981236A
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CN
China
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carbon atoms
compound
catenated
optionally containing
perfluoroalkyl group
Prior art date
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Pending
Application number
CN202180009076.9A
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Inventor
肖恩·M·史密斯
威廉·M·拉曼纳
克劳斯·亨特泽
马库斯·E·希尔施贝格
戴维·J·伦德伯格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

Figure DDA0003742350540000011
本发明公开了一种具有结构式(II)的化合物：其中R2为H、CH3、CF3、CH2CF2CF2H或CH2CF2CF2CF2CF2H；其中R2f为具有1‑4个碳原子的全氟烷基基团，任选地包含链中氮杂原子和链中氧杂原子中的任一者或两者；其中R2f’为CF3或CF2CF3；并且其中R2f″为CF3或CF2CF3；前提条件是当R2f’为CF3时，则R2f”为CF3，并且当R2为H或CH3时，则R2f不为CF3。

Description

氢氟醚及其使用方法
技术领域
本公开涉及氢氟醚、包含氢氟醚的工作流体、包括氢氟醚的系统和设备以及使用氢氟醚的方法。
背景技术
各种氢氟醚及其用途描述于例如美国专利5,718,293，美国专利5,925,611和美国专利6,046,368中。
具体实施方式
鉴于对环境友好化合物不断增长的需求，已经认识到存在对新型工作流体的持续需要，该新型工作流体表现出降低的环境影响，同时仍满足或超过多种不同应用(例如，热传递、浸渍冷却、泡沫发泡剂、溶剂清洁和沉积涂料溶剂)的性能要求(例如，不易燃性、溶解能力、稳定性和操作温度范围)，并且可以具有生产成本效益。
一般来讲，本公开涉及含有与氧结合的叔全氟烷基的氢氟醚化合物。与不含有与氧结合的叔全氟烷基的相关氢氟醚化合物相比，这些氢氟醚化合物令人惊讶地表现出更高的水解和碱稳定性。此外，与可比较的可用作工作流体的氟化化合物(例如，不含有与氧结合的叔全氟烷基的全氟烃或氢氟烃或氢氟醚化合物)相比，本公开的氢氟醚化合物表现出更短的大气寿命和更低的全球变暖潜能。
如本文所用，“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，“氟-”(例如，涉及基团或部分，诸如“氟烯烃”或“氟烯基”或“氟烷烃”或“氟代烷基”或“氟烃”)或“氟化的”意指(i)部分地氟化，使得存在至少一个键合碳的氢原子，或者(ii)全氟化的。
如本文所用，“全氟-”(例如，涉及基团或部分，诸如“氟烯烃”或“氟烯基”或“氟烷烃”“氟代烷基”或“氟烃”)或“全氟化的”意指完全地氟化，使得除非另外表明，否则不存在可被氟替换的键合碳的氢原子。
如本文所用，“烷基”意指由化合价饱和的碳基骨架(即，衍生自烷烃)构成的分子片段，其可以是直链的、支链的或环状的。
如本文所用，“烯基”意指由包含至少一个碳-碳双键的碳基骨架构成的分子片段(即，衍生自烯烃、二烯等)；烯基片段可为直链的、支链的或环状的。
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的，除非所述内容明确地另有规定，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特性而变化。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，每个数值参数应根据所报告的有效位数并通过应用惯常的四舍五入法来解释。
在一些实施方案中，本公开涉及具有结构式(I)的化合物：
Figure BDA0003742350530000021
其中RH为CH3、CH2CH3或具有1-5个或1-2个碳原子的部分氟化的烷基基团；
其中Rf为具有1-9个、4-8个或5-8个碳原子的全氟烷基基团，任选地包含链中氮杂原子和链中氧杂原子中的任一者或两者，并且任选地包含5元或6元环；并且
其中Rf’和Rf”独立地为具有1-2个碳原子的全氟烷基基团。
在一些实施方案中，RH可以为CH3或CH2CH3。在一些实施方案中，RH可以为具有1-5个碳原子的部分氟化的烷基基团。
在一些实施方案中，Rf’和Rf”中的至少一个为具有2个碳原子的全氟烷基基团(即，全氟乙基基团)。
在一些实施方案中，Rf’和Rf”两者均为具有2个碳原子的全氟烷基基团(即，全氟乙基基团)。
在任何上述实施方案中，Rf可包含链中氮杂原子和链中氧杂原子中的任一者或两者。在任何上述实施方案中，Rf可包含链中氮杂原子。在任何上述实施方案中，Rf可包含链中氧杂原子。在任何上述实施方案中，Rf可包含链中氮杂原子和链中氧杂原子。
如下文将更详细地讨论，结构式(I)内的化合物的子集可具有特别高的生产成本效益。此类化合物可具有结构式(II)：
Figure BDA0003742350530000031
其中R2为H、CH3、CF3、CH2CF2CF2H或CH2CF2CF2CF2CF2H
其中R2f为具有1-4个或2-4个碳原子的全氟烷基基团，任选地包含链中氮杂原子和链中氧杂原子中的任一者或两者；
其中R2f’为CF3或CF2CF3；并且
其中R2f”为CF3或CF2CF3；
前提条件是当R2f’为CF3时，R2f”为CF3，并且当R2为H或CH3时，则R2f不为CF3。
在一些实施方案中，R2为H或CH3。
在各种实施方案中，结构式(I)和(II)的化合物的代表性示例包括以下：
Figure BDA0003742350530000041
其中“Me”为甲基基团(CH3)，并且“Et”为乙基基团(CH2CH3)。
在一些实施方案中，根据ASTM D-3278-96e-1测试方法(“通过小型闭杯装置测定液体闪点(Flash Point of Liquids by Small Scale Closed Cup Apparatus)”)，本公开的化合物(即，具有结构式(I)和(II)的化合物)中的氟含量可足以使化合物不可燃。
在一些实施方案中，本公开的化合物(即，结构式(I)和(II)的含有叔氟烷基的氢氟醚)在广泛的操作温度范围内可以是可用的。就这一点而言，在一些实施方案中，本公开的化合物可具有不低于30、40、50、60、70、80或90摄氏度并且不高于290、270、250、230、210、190、170、150、130、120、110、100、90或80摄氏度的沸点。
在一些实施方案中，本公开的化合物可为疏水的、相对化学惰性的和热稳定的。该氟化化合物可具有低环境影响。就这一点而言，本公开的氟化化合物可具有小于500、300、200、100、50、10或小于1的全球变暖潜能(GWP，100年ITH))。如本文所用，GWP为基于化合物结构的化合物的全球变暖潜能的相对量度。由政府间气候变化委员会(IPCC)于1990年定义且于2007年更新的化合物的GWP计算为在指定积分时间范围(ITH)内，相对于释放1千克CO2引起的变暖，释放1千克化合物引起的变暖。
Figure BDA0003742350530000051
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的浓度遵循准一级动力学(即，指数式衰减)。相同时间间隔内的CO2浓度采用从大气交换和去除CO2的更复杂模型(Bern碳循环模型)。
在一些实施方案中，本公开的化合物可以由它们相应的全氟化酰基氟或全氟化酮与四氟乙烯(TFE)或全氟烷基三甲基硅烷组合，在非质子有机溶剂(例如，二甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、N，N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷)中在金属氟化物催化剂/试剂([M]F)诸如KF或CsF的存在下制备。然后可通过添加亲电体RH-X(例如，碘甲烷、溴甲烷、硫酸二甲酯、碘乙烷、溴乙烷、硫酸二乙酯、2，2，2-三氟乙基三氟甲烷磺酸酯、2，2，3，3，3-五氟丙基三氟甲烷磺酸酯、2，2，3，3，4，4，4-七氟丁基三氟甲烷磺酸酯和2，2，2-三氟乙基1，1，2，2，3，3，4，4，4-九氟丁烷-1-磺酸酯)来淬灭金属全氟烷氧化物中间体以得到期望的组合物。易得且低成本的含氟化合物构建单元，诸如全氟化酰基氟、全氟酮和四氟乙烯(TFE)，使得本公开的组合物成为具有成本效益的工作流体。此外，使用廉价的氟化物盐(诸如KF和烷基化试剂(例如，硫酸二甲酯和硫酸二乙酯))还支持本公开的化合物的低成本合成。
在一些实施方案中，本公开还涉及包含一种或多种上述化合物作为主要组分的工作流体。例如，基于工作流体的总重量计，工作流体可包含至少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％的上述化合物。除了本公开的化合物，基于工作流体的总重量计，工作流体还可包含总计至多75重量％、至多50重量％、至多30重量％、至多20重量％、至多10重量％或至多5重量％的以下组分中的一种或多种：醇类、醚类、烷烃、烯烃、卤代烯烃、全氟化碳、全氟化叔胺、全氟醚、环烷烃、酯类、酮类、环氧乙烷、芳族化合物、硅氧烷、氢氯烃、氢氯氟烃、氢氟烃、氢氯烯烃、氢氯氟烯烃、砜类或它们的混合物。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。
在一些实施方案中，本公开的化合物(或包含该化合物的工作流体)可在各种应用中用作热传递剂(例如，用于半导体工业中集成电路工具的冷却或加热，包括工具，诸如干法蚀刻器、集成电路测试仪、光刻曝光工具(步进器)、灰化器、化学气相沉积设备、自动测试设备(探针)、物理气相沉积设备(例如，溅射器)以及蒸气相焊接流体和热冲击流体)。
在一些实施方案中，本发明还涉及用于热传递的装置，该装置包括设备以及用于向设备或从设备传递热的机构。用于传递热的机构可包括包含一种或多种本公开的化合物的热传递流体或工作流体。
所提供的用于热传递的装置可包括设备。设备可为待冷却、加热或维持在预定温度或温度范围内的部件、工件、组件等。此类设备包括电子部件、机械部件和光学部件。本公开的设备的示例包括但不限于微处理器、用于制造半导体设备的晶圆、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设备、激光器、化学反应器、燃料电池、热交换器以及电化学电池。在一些实施方案中，设备可包括冷却器、加热器或它们的组合。
在其它实施方案中，设备可包括电子设备，诸如处理器(包括微处理器)。由于这些电子设备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)可燃性和低环境影响。良好的电相容性需要热传递流体候选者表现出高介电强度、高体积电阻率以及对极性材料的低溶解力。另外，热传递流体应表现出良好的机械相容性，即，其不应以不利的方式影响典型的构造材料，并且其应具有低倾点和低粘度以在低温操作期间维持流动性。
所提供的装置可包括用于传递热的机构。机构可包括热传递流体。热传递流体可包含一种或多种本公开的氟化芳烃。可通过将热传递机构放置成与设备热接触来传递热。当将热传递机构放置成与设备热接触时，热传递机构从设备除去热或向设备提供热，或将设备维持在选定温度或温度范围。热流的方向(从设备流出或流向设备)由设备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、蒸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230℃。
可通过将热传递机构放置成与设备热连通来传递热。当将热传递机构放置成与设备热连通时，热传递机构从设备除去热或向设备提供热，或将设备维持在选定温度或温度范围。热流的方向(从设备流出或流向设备)由设备和热传递机构之间的相对温差决定。所提供的装置还可包括制冷系统、冷却系统、测试设备和加工装置。在一些实施方案中，所提供的装置可为恒温浴或热冲击测试浴。
在一些实施方案中，本公开涉及包含一种或多种本公开的化合物和一种或多种共溶剂的清洁组合物。
在一些实施方案中，基于本公开的化合物和共溶剂的总重量计，本公开的化合物可以大于50重量％、大于60重量％、大于70重量％或大于80重量％的量存在。
在多种实施方案中，清洁组合物还可包含表面活性剂。合适的表面活性剂包括那些在特定氢氟醚中充分可溶，并且可通过溶解、分散或取代污物的方式促进去污的表面活性剂。一类可用的表面活性剂是那些具有小于约14的亲水-亲脂平衡(HLB)值的非离子表面活性剂。示例包括乙氧基化醇、乙氧基化烷基酚、乙氧基化脂肪酸、烷基芳基磺酸盐、甘油酯、乙氧基化氟代醇和氟化磺酰胺。可使用具有互补特性的表面活性剂混合物，其中将一种表面活性剂加入到清洁组合物中以促进去除油性污渍，将另一种加入到清洁组合物中以促进去除水溶性污渍。表面活性剂，如果使用的话，可添加足够的量以促进污渍去除。通常，表面活性剂以清洁组合物的约0.1重量％至5.0重量％的量，优选约0.2重量％至2.0重量％的量添加。
在例示性实施方案中，共溶剂可包括醇类、醚类、烷烃、烯烃、卤代烯烃、全氟化碳、全氟化叔胺、全氟醚、环烷烃、酯类、酮类、环氧乙烷、芳族化合物、卤代芳族化合物、硅氧烷、氢氯烃、氢氯氟烃、氢氟烃、氢氟烯烃、氢氯烯烃、氢氯氟烯烃或它们的混合物。可用于清洁组合物的共溶剂的代表性示例包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚、1，2-二甲氧基乙烷、环己烷、2，2，4-三甲基戊烷、正癸烷、萜烯(例如，a-蒎烯、莰烯和柠檬烯)、反式-1，2-二氯乙烯、顺式-1，2-二氯乙烯、甲基环戊烷、萘烷、癸酸甲酯、乙酸叔丁酯、乙酸乙酯、邻苯二甲酸二乙酯、2-丁酮、甲基异丁基酮、萘、甲苯、p-氯三氟甲苯、三氟甲苯、二(三氟甲基)苯、六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、全氟己烷、全氟庚烷、全氟辛烷、全氟三丁胺、全氟-N-甲基吗啉、全氟-2-丁基氧杂环戊烷、二氯甲烷、氯环己烷、1-氯丁烷、1，1-二氯-1-氟代乙烷、1，1，1-三氟-2，2-二氯乙烷、1，1，1，2，2-五氟-3，3-二氯丙烷、1，1，2，2，3-五氟-1，3-二氯丙烷、2，3-二氢全氟戊烷、1，1，1，2，2，4-六氟丁烷、1-三氟甲基-1，2，2-三氟环丁烷、3-甲基-1，1，2，2-四氟环丁烷、1-氢十五氟庚烷、或它们的混合物。
在一些实施方案中，本公开涉及用于清洁基底的方法。清洁方法可通过使受污染的基底与如上所述的清洁组合物接触来进行。本公开的化合物可单独使用或彼此混合使用或与其它常用的清洁溶剂(例如醇类、醚类、烷烃、烯烃、卤代烯烃、全氟化碳、全氟化叔胺、全氟醚、环烷烃、酯类、酮类、环氧乙烷、芳族化合物、卤代芳族化合物、硅氧烷、氢氯烃、氢氯氟烃、氢氟烃、氢氟烯烃、氢氯烯烃、氢氯氟烯烃或它们的混合物)混合使用。可选择此类共溶剂以针对具体用途改变或增强清洁组合物的溶解特性，并且可按使得所得组合物不具有闪点的比率(共溶剂与氢氟烯烃化合物的比率)来使用此类共溶剂。如果对于某些应用而言是理想的，则清洁组合物还可包含一种或多种溶解的或分散的气体、液体或固体添加剂(例如，二氧化碳气体、表面活性剂、稳定剂、抗氧化剂、或活性碳)。
在一些实施方案中，本公开涉及包含一种或多种本公开的化合物以及任选地一种或多种表面活性剂的清洁组合物。合适的表面活性剂包括那些在本公开的化合物中充分可溶，并且可通过溶解、分散或取代污物的方式促进去污的表面活性剂。一类可用的表面活性剂是那些具有小于约14的亲水-亲脂平衡(HLB)值的非离子表面活性剂。示例包括乙氧基化醇、乙氧基烷基酚、乙氧基化脂肪酸、烷基芳基磺酸盐、甘油酯、乙氧基化氟代醇和氟化磺酰胺。可使用具有互补特性的表面活性剂的混合物，其中将一种表面活性剂加入到清洁组合物中以促进去除油性污渍，并将另一种加入到清洁组合物中以促进去除水溶性污渍。表面活性剂，如果使用的话，可添加足够的量以促进污渍去除。通常，表面活性剂以清洁组合物的0.1重量％至5.0重量％，或0.2重量％至2.0重量％的量添加。
本公开的清洁工艺也可用于从基材表面溶解或除去大部分污染物。例如，可去除材料诸如轻质烃类污染物；较高分子量的烃类污染物如矿物油和油脂；碳氟化合物类污染物，例如全氟聚醚类、溴三氟乙烯低聚体(回转仪用流体)和三氟氯乙烯低聚体(液压流体、润滑剂)；硅油和硅脂；助焊剂；颗粒；水；以及在精密、电子、金属和医疗器件清洁中遇到的可被去除的其他污染物。
清洁组合物可以气体状态或液体状态(或这两者)中任一种形式使用，以及可使用任何已知或未来的“接触”基材的技术。例如，可将液体清洁组合物喷洒或刷涂到基底上，可将气体清洁组合物吹过基底，或者可将基底浸入气体或液体组合物中。高温、超声能量和/或搅拌可有利于清洁。各种不同的溶剂清洁技术已在B.N.Ellis in Cleaning andContamination of Electronics Components and Assemblies，ElectrochemicalPublications Limited，Ayr，Scotland，pages 182-94(1986)(B.N.Ellis，“电子元件和组件的清洁和污染”，电化学出版有限公司，苏格兰艾尔，第182-194页，1986年)中有所描述。
有机基底和无机基底均可通过本公开的方法进行清洁。基底的代表性示例包括金属；陶瓷；玻璃；聚碳酸酯；聚苯乙烯；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；天然纤维(和由其衍生的织物)，诸如棉、丝绸、毛皮、绒面、皮革、亚麻布和羊毛；合成纤维(和织物)，诸如聚酯、人造丝、丙烯酸类树脂、尼龙或它们的共混物；包含天然和合成纤维的共混物的织物；以及上述材料的复合物。在一些实施方案中，本工艺可用于精确清洁电子部件(例如电路板)、光学或磁介质、或医疗器件。
电化学电池(例如，锂离子电池)在世界范围内广泛用于从混合动力车辆和电动车辆到动力工具、便携式计算机和移动设备的大量电气和电子设备。虽然锂离子电池通常是安全可靠的储能设备，但锂离子电池在某些条件下会遭受被称为热失控的灾难性故障。热失控是通过热触发的一系列内部放热反应。过量热的产生可能来自电过充电、热过热、或来自内部电短路。内部短路通常由制造缺陷或杂质、树枝状锂形成和机械损坏引起。虽然在充电设备和电池组中典型地存在将在过充电或过热的情况下禁用电池的保护电路，但其不能保护电池免受由内部缺陷或机械损坏引起的内部短路。
通常需要用于电化学电池组(例如，锂离子电池组)的热管理系统来使组内的电池的循环寿命最大化。这种类型的系统维持组内的每个电池的均匀温度。高温可能增加锂离子电池的容量衰减速率和阻抗，同时降低其生命周期。理想的是，电池组内的每个单独的单元将处于相同的环境温度下。
电池的直接接触流体浸渍可减轻低概率但灾难性的热失控事件，同时还为锂离子电池组的有效正常操作提供必要的持续热管理。当流体与热交换系统一起使用以维持期望的操作温度范围时，这种类型的应用提供热管理。然而，在任何电池发生机械损坏或内部短路的情况下，流体还将经由蒸发冷却来防止热失控事件传播或级联到组中的相邻电池，从而显著降低涉及多个电池的灾难性热失控事件的风险。电池的浸渍冷却和热管理可使用设计用于单相或两相浸渍冷却的系统来实现。在任一种情况下，流体被设置成与电池热连通以维持、增加或降低电池的温度(即，热可经由流体向电池或从电池传递)。
在一些实施方案中，本公开涉及用于电化学电池组(例如，锂离子电池组)的热管理系统。该系统可包括锂离子电池组以及与锂离子电池组热连通的工作流体。工作流体可包含一种或多种本公开的化合物或工作流体。
本公开的化合物可单独或组合用作用于通过直接接触传递来自各种电子部件(例如，服务器计算机)的热的流体，以提供热管理并在极端操作条件下维持最佳部件性能。
在一些实施方案中，本公开描述了本公开的化合物或工作流体作为两相浸渍冷却流体用于电子设备(包括计算机服务器)的用途。大型计算机服务器系统可在其操作期间执行显著的工作负载并生成大量的热。热的很大一部分是通过这些服务器的操作产生的。部分地由于生成大量的热，这些服务器通常安装在机架上，并且经由内部风扇和/或附接到机架背面或服务器生态系统内的其它地方的风扇来进行空气冷却。随着对越来越多的处理和存储资源进行访问的需求继续扩大，服务器系统的密度(即，放置在单个服务器上的处理能力和/或存储装置的量、放置在单个机架中的服务器的数目、和/或部署在单个服务器群(server farm)中的服务器和或机架的数目)继续增大。随着对增加这些服务器系统中的处理或存储密度的期望而产生的热挑战仍然是显著的障碍。常规空气冷却系统(例如，基于风扇的空气冷却系统)需要大量的功率，并且驱动此类系统所需的功率成本随着服务器密度的增加而指数地增加。因此，存在对用于冷却服务器同时允许现代服务器系统的期望的增加的处理和/或存储密度的有效的低功率使用系统的需要。
两相浸没冷却是用于高性能服务器计算市场的新兴冷却技术，其依赖于在将液体(冷却流体)气化成气体的过程中吸收的热(即，气化的热)。本申请中所用的流体必须满足某些在应用中可行的要求。例如，操作期间的沸腾温度应当在例如45℃至75℃之间的范围内。一般来讲，该范围适应于将服务器部件维持在足够冷的温度，同时允许将热有效地耗散到最终散热器(例如，外部空气)。流体必须是惰性的，使得其与构造材料和电气部件相容。流体应为稳定的，使得其不与常见污染物(诸如水)或可用于在操作期间洗擦流体的试剂(诸如活性炭或氧化铝)反应。母体化合物及其降解产物的全球变暖潜能(GWP，100年ITH)和臭氧损耗潜势(ODP)应低于可接受的限值，例如分别小于2000、1000、800或600的GWP和小于0.01的ODP。本公开的化合物通常满足这些要求。
在另一个实施方案中，本公开描述了本公开的化合物或工作流体作为单相浸渍冷却流体用于电子设备的用途。单相浸渍冷却在计算机服务器冷却中具有悠久的历史。在单相浸渍中不存在相变。相反，液体在其分别流过或被泵送过计算机硬件和热交换器时变暖和冷却，从而将热从服务器传递出去。服务器的单相浸渍冷却中使用的流体必须满足上述概述的相同要求，不同之处在于它们通常具有超过约75℃的较高沸腾温度以限制蒸发损失。
在一些实施方案中，本公开可涉及包括本公开的化合物或工作流体的浸渍冷却系统。通常，浸渍冷却系统可作为用于冷却一个或多个发热部件的两相蒸发-冷凝冷却容器来操作。在一些实施方案中，两相浸渍冷却系统可包括具有内部空间的壳体。在内部空间的下部体积内，可设置具有上部液体表面(即，该液相的最顶部水平面)的工作流体的液相。内部空间还可包括从液体表面延伸到至多壳体的上部部分的上部体积。
在一些实施方案中，可将发热部件设置在内部空间内，使得发热部件至少部分地浸入(并且至多完全浸入)在工作流体的液相中。在一些实施方案中，发热部件可包括一个或多个电子器件，诸如计算机服务器。
在各种实施方案中，热交换器(例如，冷凝器)可设置在上部体积内。一般来讲，热交换器可被构造为使得其能够使工作流体的蒸气相冷凝，该工作流体的蒸气相是由于由发热元件产生的热而生成的。例如，热交换器可具有维持在低于工作流体的蒸气相的冷凝温度的温度下的外表面。就这一点而言，在热交换器处，在工作流体的上升蒸气相与热交换器接触时，该上升蒸气相可通过将潜热释放到热交换器而冷凝回液相或冷凝物。然后可使所得冷凝物返回至设置在下部体积中的液相。
在一些实施方案中，本公开可涉及通过单相浸渍冷却操作的浸渍冷却系统。一般来讲，该单相浸渍冷却系统与两相系统的相似，因为它可包括设置在壳体的内部空间内的发热部件，使得发热部件至少部分地浸入(并且至多完全浸入)在工作流体的液相中。单相系统还可包括泵和热交换器，泵用来将工作流体向发热部件和热交换器移动以及从发热部件和热交换器移动，并且热交换器操作用来冷却工作流体。该热交换器可设置在壳体内或壳体外部。
在一些实施方案中，本公开可涉及用于冷却电子部件的方法。一般来讲，该方法可包括将发热电子部件(例如，计算机服务器)至少部分地浸入在包含本公开的化合物或工作流体的液体中。该方法还可包括使用本公开的化合物或工作流体传递来自发热电子部件的热。
在一些实施方案中，本发明涉及灭火组合物。该组合物可包含一种或多种本公开的化合物和一种或多种共灭火剂。
在示例性实施方案中，共灭火剂可包括氢氟烃、氢氯氟烃、全氟化碳、全氟聚醚、氢氟醚、氢氟聚醚、氯氟烃、溴氟烃、溴氯氟烃、氢溴烃、碘氟烃、氟化酮、氢氟烃、氢氯氟烃、全氟化碳、氢氟醚、全氟聚醚、氢氟醚、氯氟聚醚、氯氟烃、溴氟烃、溴氯氟烃、碘氟烃、氢溴氟烃、氟化酮、氢溴烃、氟化烯烃、氢氟烯烃、氟化砜、氟化乙烯基醚、不饱和氟代醚、溴氟烯烃、氯氟烯烃、碘氟烯烃、氟化乙烯基胺、氟化氨基丙烯以及它们的混合物。
可选择此类共灭火剂以提高灭火能力或改变用于特定类型(或大小或位置)的火的灭火组合物的物理性质(例如，通过充当推进剂而改变引入速率)，并且可优选以使得所得组合物不在空气中形成易燃混合物(共灭火剂与氢氟烯烃化合物)的比率来使用此类共灭火剂。
在一些实施方案中，本公开的化合物和共灭火剂可以足以抑制火或灭火的量存在于灭火组合物中。本公开的化合物和共灭火剂的重量比可为约9∶1至约1∶9。
实施例
本公开的目标和优点通过下面的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余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)，或者可通过常规的方法合成。
本文使用以下缩写：mL＝毫升，L＝升，mol＝摩尔，mmol＝毫摩尔，min＝分钟，h或hr＝小时，sec＝秒，g＝克，℃＝摄氏度，mp＝熔点，cSt＝厘沲。“RT”或“室温”是指约20℃至25℃的环境温度，平均为23℃。
表1：材料
Figure BDA0003742350530000131
Figure BDA0003742350530000141
Figure BDA0003742350530000151
Figure BDA0003742350530000161
Figure BDA0003742350530000171
样品制备
实施例1：1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-甲氧基-3-(三氟甲基)丁烷
Figure BDA0003742350530000172
方法A：向4L(7.42L净容积)不锈钢釜装入二甘醇二甲醚(994g，7.4mol；根据KarlFischer滴定法含有70ppm水)、氟化铯(184g，1.2mol)和α-蒎烯(1g，0.01mol)。在400rpm的搅拌下在114小时内，使TFE(180g，1.8mol)和六氟丙酮(206g，1.2mol)在90℃下反应，直到观察到恒压平台(8.1巴→1.8巴)。然后允许温度冷却至室温，并且将所得搅拌混合物用N2气体喷射以去除任何过量的TFE。然后将反应器排干，得到二甘醇二甲醚中的Cs溶液[(CF3)2(C2F5)CO](356g，0.85mol，71％产率)，其通过19F NMR并通过经由用H2SO4酸化铯盐的GC-MS来证实。Cs[(CF3)2(C2F5)CO]不经进一步纯化用于下一步骤中。
向配备有磁力搅拌棒和回流冷凝器的3颈烧瓶装入1，1，1，3，3，4，4，4-八氟-2-(三氟甲基)丁-2-醇铯盐(300g的33重量％的二甘醇二甲醚溶液，237mmol)。将所得反应混合物加热至70℃，之后逐滴添加碘甲烷(17mL，273mmol)。允许反应混合物在相同温度下搅拌过夜。冷却至室温后，添加H2O(400mL)，并将混合物转移至2L分液漏斗。然后分离底部的含氟化合物层，并且通过GC-FID进行分析，GC-FID表明标题化合物的58％产率。蒸馏得到为无色液体的期望的1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-甲氧基-3-(三氟甲基)丁烷(77℃，740mm/Hg，32.1g，45％分离产率)。由GC-MS分析证实纯化组合物的身份标识。大鼠毒性筛选研究表明，此化合物的4小时吸入LC50大于1,840ppm。
方法B：向600mL不锈钢反应容器装入四甘醇二甲醚(120mL)、氟化钾(24.1g，415mmol)和18-冠-6(15g，57mmol)。然后将密封的反应容器在降低的压力下抽空，之后添加2，2，3，3，3-五氟丙酰氟(65g，390mmol)。然后，在1小时的过程中，以避免反应温度上升超过45℃的速率将三氟甲基三甲基硅烷(114g，803mmol)添加到搅拌混合物中。添加完成后，允许所得反应混合物不加热搅拌过夜。然后将反应混合物转移至配备有搅拌棒、回流冷凝器和温度探针的500mL3颈圆底烧瓶。在搅拌下，将硫酸二甲酯(49.4g，392mmol)缓慢添加到加热的(45℃)混合物中。添加完成后15分钟，观察到盐形成。允许混合物在相同温度下搅拌过夜。然后允许所得反应混合物冷却至室温，之后添加H2O(100mL)和氢氧化铵(100mL的50％H2O溶液)。将内容物转移至1L分液漏斗，并且收集含氟化合物层并通过GC-FID进行分析，GC-FID表明期望的1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-甲氧基-3-(三氟甲基)丁烷(60％GC-FID产率)的形成。通过GC-MS分析来证实含氟化合物层中的期望组合物的身份标识。
实施例2：2-乙氧基-1，1，1，3，3，4，4，4-八氟-2-(三氟甲基)丁烷
Figure BDA0003742350530000181
向600mL不锈钢反应容器装入N，N-二甲基甲酰胺(100mL)、氟化钾(15.4g，265mmol)和18-冠-6(12.7g，48mmol)。然后将密封的反应容器在降低的压力下抽空，之后添加2，2，3，3，3-五氟丙酰氟(40.2g，242mmol)。然后，在1小时的过程中，以避免反应温度上升超过45℃的速率将三氟甲基三甲基硅烷(72.2g，508mmol)添加到搅拌混合物中。添加完成后，允许所得反应混合物不加热搅拌过夜。然后将反应混合物转移至配备有搅拌棒、回流冷凝器和温度探针的250mL 3颈圆底烧瓶。在加热(45℃)下，在30分钟的过程中，将碘乙烷(41.3g，265mmol)缓慢添加到反应混合物中。添加碘甲烷完成后大约15分钟，观察到盐形成。允许反应混合物在相同温度下搅拌过夜。允许混合物冷却至室温，之后添加水(200mL)，然后将混合物转移至1L分液漏斗。收集含氟化合物相并通过GC-FID进行分析，GC-FID表明期望的2-乙氧基-1，1，1，3，3，4，4，4-八氟-2-(三氟甲基)丁烷(54％GC-FID产率)的形成。同心管蒸馏(91℃，740mm/Hg)得到期望的2-乙氧基-1，1，1，3，3，4，4，4-八氟-2-(三氟甲基)丁烷(39g，51％分离产率)。通过GC-MS分析来证实分离的组合物的身份标识。
实施例3：1，1，1，2，2，4，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-3-(1，1，2，2，2-五氟乙基)戊烷
Figure BDA0003742350530000191
向4L(7.42L净容积)不锈钢釜装入二甘醇二甲醚(1001g，7.5mol；根据KarlFischer滴定法含有70ppm水)、CsF(229g，1.5mol)和α-蒎烯(1g，0.01mol)。在400rpm的搅拌下在125小时内，使TFE(330g，3.3mol)和2，2，3，3，3-五氟丙酰氟(250g，1.5mol)在90℃下反应，直到观察到恒压平台(7.1巴→4.4巴)。然后允许温度冷却至室温，并且将所得搅拌混合物用N2气体喷射以去除任何过量的TFE。然后将反应器排干，得到Cs[(C2F5)3CO]溶液(241g，0.47mol)，其以31％产率获得，通过19F NMR并通过经由用H2SO4酸化铯盐的GC-MS来证实。Cs[(C2F5)3CO]不经进一步纯化用于下一步骤中。
向配备有磁力搅拌棒、回流冷凝器和温度探针的圆底3颈烧瓶装入1，1，1，2，2，4，4，5，5，5-十氟-3-(1，1，2，2，2-五氟乙基)戊-3-醇铯(400g的31重量％的二甘醇二甲醚溶液，239mmol)和碳酸钠(24.3g，229mmol)。将所得混合物加热至70℃，之后逐滴添加碘甲烷(40.8g，287mmol)。在相同温度下搅拌过夜后，允许反应混合物冷却至室温，之后添加H2O(400mL)。然后将内容物转移至2L分液漏斗，并且收集含氟化合物层并通过GC-FID进行分析，GC-FID表明期望的1，1，1，2，2，4，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-3-(1，1，2，2，2-五氟乙基)戊烷(59％GC-FID产率)的形成。同心管蒸馏(126℃，740mm/Hg，32.1g，34％分离产率)得到期望的1，1，1，2，2，4，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-3-(1，1，2，2，2-五氟乙基)戊烷。通过GC-MS分析来证实分离的组合物的身份标识。
实施例4：3-乙氧基-1，1，1，2，2，4，4，5，5，5-十氟-3-(1，1，2，2，2-五氟乙基)戊烷
Figure BDA0003742350530000201
向4L(7.42L净容积)不锈钢釜装入二甘醇二甲醚(1001g，7.5mol；根据KarlFischer滴定法含有70ppm水)、CsF(229g，1.5mol)和α-蒎烯(1g，0.01mol)。在400rpm的搅拌下在125小时内，使TFE(330g，3.3mol)和2，2，3，3，3-五氟丙酰氟(250g，1.5mol)在90℃下反应，直到观察到恒压平台(7.1巴→4.4巴)。然后允许温度冷却至室温，并且将所得搅拌混合物用N2气体喷射以去除任何过量的TFE。然后将反应器排干，得到Cs[(C2F5)3CO]溶液(241g，0.47mol)，其以31％产率获得，通过19F NMR并通过经由用H2SO4酸化铯盐的GC-MS来证实。Cs[(C2F5)3CO]不经进一步纯化用于下一步骤中。
向配备有磁力搅拌棒、回流冷凝器和温度探针的圆底3颈烧瓶装入1，1，1，2，2，4，4，5，5，5-十氟-3-(1，1，2，2，2-五氟乙基)戊-3-醇铯(200g的33重量％的二甘醇二甲醚溶液，127mmol)和碳酸钠(5.4g，51mmol)。将所得混合物加热至70℃，之后逐滴添加碘乙烷(21.9g，140mmo1)。在相同温度下搅拌过夜后，允许反应混合物冷却至室温，之后添加H2O(150mL)。将内容物转移至1L分液漏斗，并且收集含氟化合物层并且经由同心管蒸馏(138℃，740mm/Hg)纯化，得到为无色液体的期望的3-乙氧基-1，1，1，2，2，4，4，5，5，5-十氟-3-(1，1，2，2，2-五氟乙基)戊烷(25.6g，49％分离产率)。
实施例5：1，1，1，2，2，3，3，4，4，6，6，6-十二氟-5-甲氧基-5-(三氟甲基)己烷
Figure BDA0003742350530000211
向配备有磁力搅拌棒、克氏蒸馏头(Claisen head)适配器和回流冷凝器的圆底烧瓶中添加18-冠-6(3.0g，11.3mmol)、氟化钾(3.9g，67.7mmol)和N，N-二甲基甲酰胺(20mL)。然后向所得搅拌混合物中缓慢添加2，2，3，3，4，4，5，5，5-九氟戊酰氟(15g，56mmol)。然后缓慢升高温度(50℃)，之后在20分钟的过程中缓慢添加三氟甲基三甲基硅烷(17.5g，123mmol)。然后使混合物在添加碘甲烷(8.8g，62mmol)之前在相同的温度下搅拌过夜，之后在相同的温度下另一次搅拌过夜。然后允许反应冷却至室温，之后添加H2O(50mL)。将内容物转移至500mL分液漏斗，并且收集含氟化合物层并通过GC-FID进行分析，GC-FID表明期望的1，1，1，2，2，3，3，4，4，6，6，6-十二氟-5-甲氧基-5-(三氟甲基)己烷(55％GC-FID产率)的形成。同心管蒸馏(126℃，740mm/Hg)得到为无色液体的期望的1，1，1，2，2，3，3，4，4，6，6，6-十二氟-5-甲氧基-5-(三氟甲基)己烷(6.7g，30％产率)。通过GC-MS分析来证实期望的组合物的身份标识。
实施例6：1，1，2，2，3，3，4，4-八氟-5-甲氧基-5-(三氟甲基)环戊烷
Figure BDA0003742350530000212
向配备有磁力搅拌棒、回流冷凝器和温度探针的3颈圆底烧瓶装入氟化钾(8.1g，140mmol)和18-冠-6(2.4g，9.1mmol)。将烧瓶抽空并用N2回填三次。然后向容器装入N，N-二甲基甲酰胺(30mL)。向所得搅拌混合物中缓慢添加2，2，3，3，4，4，5，5-八氟环戊酮(25.1g，110mmol)，之后在30分钟的过程中逐滴添加三氟甲基三甲基硅烷(17.6g，124mmol)。允许反应混合物在反应温度上升(50℃)之前在室温下搅拌过夜，之后添加碘甲烷(17.1g，121mmol)并在相同的温度下搅拌过夜。允许所得反应混合物在添加H2O(100mL)之前冷却至室温。将内容物转移至250mL分液漏斗，并且收集含氟化合物层并通过GC-FID进行分析，GC-FID表明期望的1，1，2，2，3，3，4，4-八氟-5-甲氧基-5-(三氟甲基)环戊烷(9％GC-FID产率)的形成。通过GC-MS分析来证实含氟化合物层中的期望组合物的身份标识。
实施例7：1，1，1，2，2，4，5，5，5-九氟-3-甲氧基-3，4-双(三氟甲基)戊烷
Figure BDA0003742350530000221
向配备有回流冷凝器、温度探针和磁力搅拌棒的3颈圆底烧瓶中添加氟化钾(6.07g，104mmol)和18-冠-6(5.02g，19.0mmol)。将烧瓶抽空并用N2回填三次，之后添加N，N-二甲基甲酰胺(40mL)。向所得搅拌混合物中缓慢添加1，1，1，2，2，4，5，5，5-九氟-4-(三氟甲基)戊-3-酮(30.2g，96mmol)，之后以避免内部温度上升超过32℃的速率添加三氟甲基三甲基硅烷(14.9g，105mmol)。允许所得混合物在室温下搅拌过夜，之后逐滴添加碘甲烷(14.9g，105mmol)。在50℃下搅拌过夜后，允许所得反应混合物在添加H2O(100mL)之前冷却至室温。将内容物转移至250mL分液漏斗。收集含氟化合物层并通过GC-FID进行分析，GC-FID表明期望的1，1，1，2，2，4，5，5，5-九氟-3-甲氧基-3，4-双(三氟甲基)戊烷(46％GC-FID产率)的形成。通过GC-MS分析来证实含氟化合物层中的期望组合物的身份标识。
实施例8：1，1，2，2，3，3，5，5，5-九氟-4-甲氧基-N，N-双(全氟丙基)-4-(三氟甲基) 戊-1-胺
Figure BDA0003742350530000222
向配备有回流冷凝器、温度探针和磁力搅拌棒的3颈圆底烧瓶装入四甘醇二甲醚(75mL)和氟化铯(15.2g，100mmol)。向所得搅拌混合物中缓慢添加4-(双(全氟丙基)氨基)-2，2，3，3，4，4-六氟丁酰氟(50.1g，91.2mmol)，之后以避免反应温度上升超过30℃的速率逐滴添加三氟甲基三甲基硅烷(27.2g，191mmol)。搅拌过夜后，逐滴添加硫酸二甲酯(11.5g，91.2mmol)以避免内部温度峰值超过30℃。然后加热所得混合物(45℃)，之后在相同温度下搅拌过夜。然后允许所得反应混合物冷却至室温，之后添加氢氧化铵(100mL的饱和水溶液)。去除水层得到粗含氟化合物层，粗含氟化合物层的GC-FID分析表明55％的期望的1，1，2，2，3，3，5，5，5-九氟-4-甲氧基-N，N-双(全氟丙基)-4-(三氟甲基)戊-1-胺。蒸馏粗含氟化合物材料(113℃，20mm/Hg)得到为无色液体的期望的1，1，2，2，3，3，5，5，5-九氟-4-甲氧基-N，N-双(全氟丙基)-4-(三氟甲基)戊-1-胺(24.9g，40％分离产率)。通过GC-MS分析来证实分离的材料的身份标识。
实施例9：2，2，3，3，5，5，6，6-八氟-4-(1，1，2，2，4，4，5，5，5-九氟-3-甲氧基-3-(全 氟乙基)戊基)吗啉
Figure BDA0003742350530000231
向配备有回流冷凝器、温度探针和磁力搅拌棒的3颈圆底烧瓶装入四甘醇二甲醚(40mL)和氟化铯(12.1g，79.7mmol)。向所得搅拌混合物中缓慢添加2，2，3，3-四氟-3-(全氟吗啉代)丙酰氟(25g，66mmol)，之后以避免反应温度上升超过30℃的速率逐滴添加(五氟乙基)三甲基硅烷(26.0g，133mmol)。搅拌过夜后，逐滴添加硫酸二甲酯(8.4g，66mmol)以避免内部温度峰值超过30℃。然后加热所得混合物(45℃)，之后在相同温度下搅拌过夜。然后允许所得反应混合物冷却至室温，之后添加氢氧化铵(75mL的饱和水溶液)。去除水层得到粗含氟化合物层，粗含氟化合物层的GC-FID分析表明期望的2，2，3，3，5，5，6，6-八氟-4-(1，1，2，2，4，4，5，5，5-九氟-3-甲氧基-3-(全氟乙基)戊基)吗啉的58％产率。蒸馏粗含氟化合物材料(95℃，20mm/Hg)得到为无色液体的期望的2，2，3，3，5，5，6，6-八氟-4-(1，1，2，2，4，4，5，5，5-九氟-3-甲氧基-3-(全氟乙基)戊基)吗啉(15.2g，38％分离产率)。通过GC-MS分析来证实分离的材料的身份标识。
实施例10：2，2，3，3，5，5，6，6-八氟-4-(1，1，3，3，3-五氟-2-甲氧基-2-(三氟甲基) 丙基)吗啉
Figure BDA0003742350530000241
向配备有磁力搅拌棒、克氏蒸馏头适配器和回流冷凝器的圆底烧瓶装入18-冠-6(1.9g，7.0mmol)、氟化钾(2.45g，42.2mmol)和四甘醇二甲醚(20mL)。然后搅拌所得混合物并缓慢装入2，2-二氟-2-(2，2，3，3，5，5，6，6-八氟吗啉-4-基)乙酰氟(11.5g，35.2mmol)。然后，在20分钟的过程中向加热的(50℃)混合物中缓慢添加三氟甲基三甲基硅烷(11.3g，79.5mmol)，之后在相同温度下搅拌过夜。然后在相同温度下向所得反应混合物中添加碘甲烷(2.5mL，40mmol)，之后搅拌3小时。然后允许混合物冷却至室温，之后添加水(50mL)。去除水层得到粗含氟化合物层，粗含氟化合物层的GC-FID分析表明期望的2，2，3，3，5，5，6，6-八氟-4-(1，1，3，3，3-五氟-2-甲氧基-2-(三氟甲基)丙基)吗啉的62％产率。通过GC-MS分析来证实期望的材料的身份标识。
实施例11：1，1，1，3，3，4，4-七氟-2-甲氧基-4-(三氟甲氧基)-2-(三氟甲基)丁烷
Figure BDA0003742350530000242
向配备有磁力搅拌棒、克氏蒸馏头适配器和干冰回流冷凝器的圆底烧瓶装入18-冠-6(9.1g，34mmol)、氟化钾(13.0g，224mmol)和DMF(75mL)。然后搅拌所得混合物，并经由塑料管线并且以避免温度峰值超过30℃的速率缓慢装入2，2，3，3-四氟-3-(三氟甲氧基)丙酰氟(40.1g，173mmol)。然后，在20分钟的过程中向加热的所得反应混合物中缓慢添加三氟甲基三甲基硅烷(51.5g，362mmol)以避免温度增加超过40℃。添加完成后，允许反应混合物在室温下搅拌过夜。然后向所得反应混合物中添加碘甲烷(25.8g，181mmol)，之后在40℃下搅拌3小时。然后允许混合物冷却至室温，之后添加水(100mL)。去除水层得到粗含氟化合物层，粗含氟化合物层的GC-FID分析表明期望的1，1，1，3，3，4，4-七氟-2-甲氧基-4-(三氟甲氧基)-2-(三氟甲基)丁烷的55％产率。蒸馏粗含氟化合物材料(103.6℃，740mm/Hg)得到为无色液体的期望的1，1，1，3，3，4，4-七氟-2-甲氧基-4-(三氟甲氧基)-2-(三氟甲基)丁烷(20.8g，33％分离产率)。通过GC-MS分析来证实分离的材料的身份标识。
实施例12：1，1，1，3，3，4，4，5，5-九氟-2-甲氧基-5-(全氟乙氧基)-2-(三氟甲基) 戊烷
Figure BDA0003742350530000251
配备有磁力搅拌棒和回流冷凝器和温度探针的3颈圆底烧瓶装入18-冠-6(4.8g，18mmol)、氟化钾(6.3g，110mmol)和DMF(40mL)。然后将烧瓶抽空并用N2回填三次。然后将2，2，3，3，4，4-六氟-4-(全氟乙氧基)丁酰氟(30.0g，90.4mmol)以避免温度峰值超过30℃的速率缓慢添加到搅拌混合物中。然后，在20分钟的过程中向混合物中缓慢添加三氟甲基三甲基硅烷(27.0g，190mmol)以避免温度增加超过40℃。添加完成后，允许反应混合物在室温下搅拌过夜。然后向所得反应混合物中添加硫酸二甲酯(11.4g，90.4mmol)，之后在40℃下搅拌3小时。然后允许混合物冷却至室温，之后添加饱和氢氧化铵(50mL)。去除水层得到粗含氟化合物层，粗含氟化合物层的GC-FID分析表明期望的1，1，1，3，3，4，4，5，5-九氟-2-甲氧基-5-(全氟乙氧基)-2-(三氟甲基)戊烷的61.6％产率。蒸馏粗含氟化合物材料(150.7℃，740mm/Hg)得到为无色液体的期望的1，1，1，3，3，4，4，5，5-九氟-2-甲氧基-5-(全氟乙氧基)-2-(三氟甲基)戊烷(25g，58％分离产率)。通过GC-MS分析来证实分离的材料的身份标识。
实施例13：1，1，1，3，3，4，4，5，5-九氟-2-甲氧基-5-(全氟乙氧基)-2-(三氟甲基) 戊烷
Figure BDA0003742350530000252
向配备有磁力搅拌棒、回流冷凝器和温度探针的3颈圆底烧瓶装入氟化铯(21.0g，138mmol)和二甘醇二甲醚(40mL)。然后将2，2，3，3，4，4-六氟-4-(全氟丙氧基)丁酰氟(36g，94mmol)以避免温度峰值超过30℃的速率缓慢添加到搅拌混合物中。然后，在20分钟的过程中向混合物中缓慢添加三氟甲基三甲基硅烷(28.1g，198mmol)以避免温度增加超过30℃。添加完成后，允许反应混合物在室温下搅拌过夜。然后向所得反应混合物中添加硫酸二甲酯(11.9g，94.3mmol)，之后在30℃下搅拌3小时。允许所得混合物冷却至室温后，添加饱和氢氧化铵(50mL)。分离水层得到粗含氟化合物层，粗含氟化合物层的GC-FID分析表明期望的1，1，1，3，3，4，4，5，5-九氟-2-甲氧基-5-(全氟丙氧基)-2-(三氟甲基)戊烷的49％产率。蒸馏粗含氟化合物材料(167℃，740mm/Hg)得到为无色液体的期望的1，1，1，3，3，4，4，5，5-九氟-2-甲氧基-5-(全氟丙氧基)-2-(三氟甲基)戊烷(19.9g，41％分离产率)。通过GC-MS分析来证实分离的材料的身份标识。
实施例14：1，1，1，2，2，4，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-3-(1，1，2，2-四氟-2-(三氟甲 氧基)乙基)戊烷
Figure BDA0003742350530000261
向配备有磁力搅拌棒、回流冷凝器和温度探针的3颈圆底烧瓶装入氟化铯(10.8g，71.1mmol)和四甘醇二甲醚(30mL)。然后将2，2，3，3-四氟-3-(三氟甲氧基)丙酰氟(15g，65mmol)以避免温度峰值超过30℃的速率缓慢添加到搅拌混合物中。然后，在20分钟的过程中向混合物中缓慢添加(五氟乙基)三甲基硅烷(24.9g，130mmol)以避免温度增加超过30℃。添加完成后，允许反应混合物在室温下搅拌过夜。然后向所得反应混合物中添加硫酸二甲酯(8.2g，65mmol)，之后在30℃下搅拌3小时。然后允许所得反应混合物冷却至室温，之后添加饱和氢氧化铵(50mL)。去除水层，并且蒸馏粗含氟化合物层(148℃，740mm/Hg)得到为无色液体的期望的1，1，1，2，2，4，4，5，5，5-十氟-3-甲氧基-3-(1，1，2，2-四氟-2-(三氟甲氧基)乙基)戊烷(16.2g，54％分离产率)。通过GC-MS分析来证实分离的材料的身份标识。
实施例15：1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-(2，2，2-三氟乙氧基)-3-(三氟甲基)丁烷
Figure BDA0003742350530000271
步骤1：向配备有顶置式搅拌器的600mL不锈钢反应容器中添加四甘醇二甲醚(100mL)、氟化钾(16.1g，277mmol)和18-冠-6(10.5g，39.7mmol)。密封并抽空反应容器。然后一次性向容器中添加2，2，3，3，3-五氟丙酰氟(43.0g，259mmol)。然后，在1小时的过程中，以避免温度增加超过45℃的速率将三甲基(三氟甲基)硅烷(77.3g，544mmol)装入搅拌混合物中。不加热搅拌过夜后，将所得混合物转移至配备有磁力搅拌棒和回流冷凝器的2颈圆底烧瓶。用N2流吹扫烧瓶的顶部空间以去除三甲基氟硅烷(TMS-F)。所得混合物不经纯化用于后续合成转化。
步骤2a：将来自步骤1的混合物的一半转移至配备有磁力搅拌棒和回流冷凝器的250mL圆底烧瓶。在搅拌下，将反应混合物缓慢加热至60℃，之后逐滴添加2，2，2-三氟乙基九氟丁烷磺酸酯(49.7g，130mmol)。在相同温度下搅拌过夜后，将所得反应混合物用水(150mL)稀释，然后转移至分液漏斗。去除水层得到粗含氟化合物层，粗含氟化合物层的GC-FID分析表明2，2，2-三氟乙基九氟丁烷磺酸酯起始材料的大约99％的转化率。
步骤2b：将来自步骤1的混合物的一半转移至配备有磁力搅拌棒和回流冷凝器的250mL圆底烧瓶。在搅拌下，将反应混合物缓慢加热至60℃，之后逐滴添加2，2，2-三氟乙基三氟甲烷磺酸酯(30.5g，130mmol)。在相同温度下搅拌过夜后，将所得反应混合物用水(150mL)稀释，然后转移至分液漏斗。去除水层得到粗含氟化合物层，粗含氟化合物层的GC-FID分析表明2，2，2-三氟乙基三氟甲烷磺酸酯起始材料的大约97％的转化率。
将来自步骤2a和2b的粗含氟化合物产物混合物组合并经由分馏(90.9℃，740mm/Hg)纯化，得到为无色液体的期望的1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-(2，2，2-三氟乙氧基)-3-(三氟甲基)丁烷(58.4g，61％分离产率)。通过GC-MS分析来证实期望的1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-(2，2，2-三氟乙氧基)-3-(三氟甲基)丁烷的身份标识。
实施例16：1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-(2，2，3，3，3-五氟丙氧基)-3-(三氟甲基)丁 烷
Figure BDA0003742350530000281
步骤1：向配备有顶置式搅拌器的600mL不锈钢反应容器中添加四甘醇二甲醚(100mL)、氟化钾(19.2g，331mmol)和18-冠-6(8.0g，30.1mmol)。密封并抽空反应容器。然后一次性向容器中添加2，2，3，3，3-五氟丙酰氟(50.0g，301mmol)。然后，在1小时的过程中，以避免温度增加超过45℃的速率将三甲基(三氟甲基)硅烷(89.9g，632mmol)装入搅拌混合物中。不加热搅拌过夜后，将所得混合物转移至配备有磁力搅拌棒和回流冷凝器的2颈圆底烧瓶。用N2流吹扫烧瓶的顶部空间以去除三甲基氟硅烷(TMS-F)。所得混合物不经纯化用于后续合成转化。
步骤2：将来自步骤1的产物混合物的三分之一转移至配备有磁力搅拌棒、温度探针和回流冷凝器的3颈圆底烧瓶。在30分钟的过程中，向搅拌的、加热的(45℃)混合物逐滴添加2，2，3，3，3-五氟丙基三氟甲烷磺酸酯(25g，89mmol)。搅拌2天后，所得混合物用水(100mL)稀释，然后转移至分液漏斗。去除水层得到粗含氟化合物层，粗含氟化合物层的GC-FID分析表明2，2，3，3，3-五氟丙基三氟甲烷磺酸酯起始材料的完全转化和期望的1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-(2，2，3，3，3-五氟丙氧基)-3-(三氟甲基)丁烷的79％产率。分馏(109℃，740mm/Hg)得到期望的1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-(2，2，3，3，3-五氟丙氧基)-3-(三氟甲基)丁烷(18.4g，50％分离产率)。通过GC-MS分析来证实期望的1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-(2，2，3，3，3-五氟丙氧基)-3-(三氟甲基)丁烷的身份标识。
实施例17：1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-(2，2，3，3，4，4，4-七氟丁氧基)-3-(三氟甲 基)丁烷
Figure BDA0003742350530000282
步骤1：向配备有顶置式搅拌器的600mL不锈钢反应容器中添加四甘醇二甲醚(100mL)、氟化钾(16.1g，277mmol)和18-冠-6(10.5g，39.7mmol)。密封并抽空反应容器。然后一次性向容器中添加2，2，3，3，3-五氟丙酰氟(43.0g，259mmol)。然后，在1小时的过程中，以避免温度增加超过45℃的速率将三甲基(三氟甲基)硅烷(77.3g，544mmol)装入搅拌混合物中。不加热搅拌过夜后，将所得混合物转移至配备有磁力搅拌棒和回流冷凝器的2颈圆底烧瓶。用N2流吹扫烧瓶的顶部空间以去除三甲基氟硅烷(TMS-F)。所得混合物不经纯化用于后续合成转化。
步骤2a：将来自步骤1的混合物的一半转移至配备有磁力搅拌棒和回流冷凝器的250mL圆底烧瓶。在搅拌下，将反应混合物缓慢加热至60℃，之后逐滴添加1H，1H-七氟丁基九氟丁烷磺酸酯(62.7g，130mmol)。在相同温度下搅拌过夜后，允许反应混合物冷却至室温，然后用水稀释(150mL)。将混合物转移至分液漏斗，并且去除水层得到粗含氟化合物层，粗含氟化合物层的GC-FID分析表明期望的1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-(2，2，3，3，4，4，4-七氟丁氧基)-3-(三氟甲基)丁烷的大约73％的产率。粗含氟化合物混合物经由分馏(134℃，740mm/Hg)纯化，得到为无色液体的期望的1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-(2，2，3，3，4，4，4-七氟丁氧基)-3-(三氟甲基)丁烷(28.6g，47％分离产率)。通过GC-MS分析来证实期望的1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-(2，2，3，3，4，4，4-七氟丁氧基)-3-(三氟甲基)丁烷的身份标识。
实施例18：1，1，1，3，3，3-六氟-2-(2，2，3，3，3-五氟丙氧基)-2-(三氟甲基)丙烷
Figure BDA0003742350530000291
步骤1：向配备有顶置式搅拌器的600mL不锈钢反应容器中添加N，N-二甲基甲酰胺(105mL)和氟化钾(20.1g，355mmol)。然后密封并抽空反应器，之后缓慢添加1，1，1，3，3，3-六氟丙-2-酮(50.1g，302mmol)。允许反应混合物返回至25℃，之后以避免反应混合物温度增加超过30℃的速率添加三甲基(三氟甲基)硅烷(47.2g，332mmol)。添加完成后，允许所得混合物在25℃下搅拌过夜。然后将混合物转移至250mL 3颈圆底烧瓶中，并且缓慢加热至70℃，并且用N2流吹扫烧瓶的顶部空间以去除三甲基氟硅烷(TMS-F)。所得混合物不经纯化用于后续合成转化。
步骤2：将来自步骤1的混合物的一半转移至配备有磁力搅拌棒、温度探针和回流冷凝器的250mL 3颈圆底烧瓶。在搅拌下，将反应混合物缓慢加热至45℃，之后逐滴添加2，2，3，3，3-五氟丙基1，1，2，2，3，3，4，4，4-九氟丁烷-1-烷磺酸酯(65.1g，150.6mmol)。允许在60℃下搅拌所得混合物过夜。允许反应混合物冷却至室温，用水(150mL)稀释，然后转移至分液漏斗。去除水层得到粗含氟化合物混合物，混合物经由分馏(85℃，740mm/Hg)纯化，得到为无色液体的期望的1，1，1，3，3，3-六氟-2-(2，2，3，3，3-五氟丙氧基)-2-(三氟甲基)丙烷(29.1g，53％分离产率)。通过GC-MS分析来证实期望的1，1，1，3，3，3-六氟-2-(2，2，3，3，3-五氟丙氧基)-2-(三氟甲基)丙烷的身份标识。
实施例19：1，1，1，2，2，3，3-七氟-4-((1，1，1，3，3，3-六氟-2-(三氟甲基)丙-2-基) 氧基)丁烷
Figure BDA0003742350530000301
步骤1：向配备有顶置式搅拌器的600mL不锈钢反应容器中添加N，N-二甲基甲酰胺(105mL)和氟化钾(20.1g，355mmol)。然后密封并抽空反应器，之后缓慢添加1，1，1，3，3，3-六氟丙-2-酮(50.1g，302mmol)。允许反应混合物返回至25℃，之后以避免反应混合物温度增加超过30℃的速率添加三甲基(三氟甲基)硅烷(47.2g，332mmol)。添加完成后，允许所得混合物在25℃下搅拌过夜。然后将混合物转移至250mL 3颈圆底烧瓶中，并且缓慢加热至70℃，并且用N2流吹扫烧瓶的顶部空间以去除三甲基氟硅烷(TMS-F)。所得混合物不经纯化用于后续合成转化。
步骤2：将来自步骤1的混合物的一半转移至配备有磁力搅拌棒、温度探针和回流冷凝器的250mL 3颈圆底烧瓶。在搅拌下，将反应混合物缓慢加热至45℃，之后逐滴添加1H，1H-七氟丁基九氟丁烷磺酸酯(72.5g，150mmol)。允许在60℃下搅拌所得混合物过夜。允许反应混合物冷却至室温，用水(150mL)稀释，然后转移至分液漏斗。去除水层得到粗含氟化合物混合物，混合物经由分馏(108℃，740mm/Hg)纯化，得到为无色液体的期望的1，1，1，2，2，3，3-七氟-4-((1，1，1，3，3，3-六氟-2-(三氟甲基)丙-2-基)氧基)丁烷(30.2g，48％分离产率)。通过GC-MS分析来证实期望的1，1，1，2，2，3，3-七氟-4-((1，1，1，3，3，3-六氟-2-(三氟甲基)丙-2-基)氧基)丁烷的身份标识。
测试方法
大气寿命：氢氟醚实施例1的大气寿命由其与羟基自由基的反应速率确定。在相对于参照化合物(诸如氯甲烷和乙烷)的一系列实验中测量气态1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-甲氧基-3-(三氟甲基)丁烷与羟基自由基反应的准一级速率。测量在5.7L、加热的FTIR气室中进行，该气室配备有抛光的半导体级石英窗。使用配备有480W汞-氙灯泡的OrielInstruments紫外灯，型号66921以通过在水蒸气存在下光解臭氧产生羟基自由基。使用来自米达克公司(Midac Corporation)的I-系列FTIR测量氢氟醚和参照化合物的浓度，其作为反应时间的函数。如下所示，由氢氟醚相对于参照化合物的反应速率以及参照化合物的记录的寿命来计算大气寿命：
Figure BDA0003742350530000311
其中τx是氢氟醚的大气寿命，τr是参照化合物的大气寿命，并且kx和kr分别是羟基自由基与测试化合物和参照化合物的反应速率常数。
全球变暖潜能(GWP)：使用Pinnock等人的如J.Geophys.Res.1995，100，23227-23238中所述的方法，使用所测量的IR横截面来计算实施例1(1，1，1，2，2，4，4，4-八氟-3-甲氧基-3-(三氟甲基)丁烷)的辐射强迫值。使用本说明书中先前描述的公式和方法、使用辐射强迫值和以实验方法确定的大气寿命来计算GWP(100年迭代时间范围(ITH))。
比热容(Cp)：使用TA Instruments Model Q2000 DSC(差示扫描量热仪)器械来测量Cp。在样品之前和之后运行蓝宝石标准物并且使用所测量的蓝宝石热容量与理论热容量的平均值来校正所测量的样品热容量。
运动粘度：使用Schott-Ubbelohde粘度计(玻璃毛细管粘度计)测量运动粘度。使用粘度计定时器对粘度计进行定时，该粘度计定时器以商品名AVS-350购自美国德克萨斯州大学城的SI Analytics公司(SI Analytics，College Station，TX，USA)。将粘度计测量支架和玻璃粘度计浸入在填充有购自美国明尼苏达州梅普尔伍德的3M公司(3M Company，Maplewood，MN，USA)的NOVEC 7500流体的温控液浴中。温控液浴(购自美国新泽西州爱迪生的劳勒制造公司(Lawler Manufacturing Corporation，Edison，NJ，USA))配有铜管线圈，以用由该浴的电子温控加热器提供的精确的温控来进行液氮冷却。流体通过机械搅拌为液浴提供均匀的温度。液浴的温度控制在±0.1℃内，通过内置RTD温度传感器进行测量。将样品液体加入到粘度计中，液面介于蚀刻在粘度计上的两条填充线之间。粘度计定时器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。重复吸入并且测量样品；结果以多次测定的平均值提供。使用购自美国宾夕法尼亚州州立学院的凯能仪器公司(Cannon Instrument Company，State College，PA，USA)的经认证的运动粘度标准流体校准玻璃粘度计，以获得每个粘度计的校准常数(cSt/秒)。将以厘沲(cSt)为单位的运动粘度计算为平均流出时间(秒)乘以粘度计校准常数(cSt/秒)。
倾点：倾点以目测方式确定并且被定义为水平倾斜5秒后观察到样品流动时的最低温度。将一至两毫升的样品放置在小瓶中并且在浴中冷却直至其固化。然后允许样品在液浴中缓慢升温，并且每隔3-5℃观察一次。
最大可溶性烃(LSH)：每种化合物的LSH通过在室温(25℃)和50℃下，以按重量计约1∶1至1∶2的氢氟醚：烃比例，将化合物与不同分子量的烃(CnH2n+2，其中n＝9至14)混合来确定。LSH值报告为式CnH2n+2中与氢氟醚相容但对肉眼不表现出雾度的最长烃的n值。较大的n值在本文中被解释为表明氢氟醚清洁烃的能力较大。
化学稳定性：化合物在碱三乙胺(TEA)、1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)和N，N，N，N-四甲基乙二胺(TMEDA)存在下的稳定性如下测试。向配备有磁力搅拌棒的20mL小瓶中添加以下起始量的示例性和比较材料：实施例1-0.30g(1.0mmol)、CE4-0.30g(1.0mmol)和CE5-0.30g(1.0mmol)。将FC-770(0.40g，1.0mmol)作为内标添加，因为它已知在本文测试的基础材料的存在下下稳定。向此混合物中添加以下中的一种：三乙胺(0.10g，1.0mmol)、DABCO(0.10g，0.89mmol)或TMEDA(0.12g，1.0mmol)。将所得混合物在50℃下搅拌24小时。以指定的时间间隔执行GC-FID分析以监测存在于混合物中的剩余的氢氟醚和比较材料。
化合物在N-甲基吡咯烷酮(NMP)存在下的稳定性如下测试。向配备有磁力搅拌棒的20mL玻璃小瓶中添加0.66g NMP(6.7mmol)和以下起始量的示例性或比较材料中的一种：实施例1-2.0g(6.7mmol)；CE4-2.0g(6.7mmol)；CE5-2.0g(6.7mmol)或CE6-2.40g(6.7mmol)。然后将此混合物在50℃下搅拌144小时。向所得混合物中添加H2O(6.0mL)并且评估水层的氟离子含量。使用具有Orion 9609BNWB Fluoride-ISE的Orion EA 940测量仪分析样品。使用Orion Ionplus Fluoride标准物校准测量仪。
结果
实施例1的大气寿命由其与如上所述的羟基自由基的反应速率确定，产生2.3年的计算大气寿命。使用此值，发现实施例1的GWP(100年迭代时间范围(ITH))为170。这比PFC(包括全氟化烃、全氟化胺和全氟化醚或聚醚)的GWP低得多，并且低于其它密切相关的氢氟甲醚。
表2比较了实施例3与可商购获得的热传递流体的比热容。鉴于材料关于比热容的相似性，本公开的组合物还可以充当热传递流体。
表2：热容量
材料 比热容(J/g·K)
实施例3 1.16
CE1 1.05
CE2 1.05
CE3 1.10
表3中示出了实施例3在各种温度下的所测量的运动粘度。实施例3的倾点测量为-62℃。这些结果表明，本发明的氢氟醚是用于热传递和清洁应用的合适流体。
表3：实施例3的运动粘度
温度℃ 运动粘度(cSt)
0.0 0.97
-10.0 1.65
-20.0 2.15
-30.0 2.88
-40.0 5.19
表4中提供了实施例1和实施例2在25℃和50℃下的最大可溶性烃(LSH)值。表4中的结果表明，本发明的氢氟醚是用于清洁应用的合适流体。
表4：最大可溶性烃
Figure BDA0003742350530000341
表5、表6和表7中分别呈现了实施例1、CE4和CE5在TEA、DABCO和TMEDA存在下的稳定性测试的结果。表5-7列出了各种暴露时间之后剩余的每种材料的基于初始量的百分比(基于摩尔)。实施例1在TEA、DABCO和TMEDA中的低损耗表明本发明的氢氟醚在碱存在下具有出色的稳定性，并且是用于清洁应用的合适流体。
表5：与TEA的稳定性
Figure BDA0003742350530000342
表6：与DABCO的稳定性
Figure BDA0003742350530000343
表7：与TMEDA的稳定性
Figure BDA0003742350530000344
Figure BDA0003742350530000351
表8中总结了实施例1、CE4、CE5和CE6在NMP存在下的稳定性测试的结果。少量氟化物被解释为意指测试材料是相对稳定的。表8中的结果表明，与CE4-CE6相比，本发明的氢氟醚在碱(诸如NMP)存在下具有出色的稳定性，并且是用于清洁应用的合适流体。
表8：与NMP的稳定性
材料 氟离子浓度(ppm)
实施例1 15.1
CE4 388.8
CE5 657.8
CE6 49.3
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 (21)

1.一种具有结构式(II)的化合物：
Figure FDA0003742350520000011
其中R2为H、CH3、CF3、CH2CF2CF2H或CH2CF2CF2CF2CF2H；
其中R2f为具有1-4个碳原子的全氟烷基基团，任选地包含链中氮杂原子和链中氧杂原子中的任一者或两者；
其中R2f’为CF3或CF2CF3；并且
其中R2f”为CF3或CF2CF3；
前提条件是当R2f’为CF3时，则R2f”为CF3，并且当R2为H或CH3时，则R2f不为CF3。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中R2为H或CH3。
3.一种用于热传递的装置，所述装置包括：
设备；和
用于向所述设备或从所述设备传递热的机构，所述机构包括工作流体，所述工作流体包含具有结构式(I)的化合物：
Figure FDA0003742350520000012
其中RH为CH3、CH2CH3或具有1-5个碳原子的部分氟化的烷基基团；
其中Rf为具有1-9个碳原子的全氟烷基基团，任选地包含链中氮杂原子和链中氧杂原子中的任一者或两者，并且任选地包含5元或6元环；并且
其中Rf’和Rf”独立地为具有1-2个碳原子的全氟烷基基团。
4.根据权利要求3所述的装置，其中RH为CH3或CH2CH3。
5.根据权利要求3所述的装置，其中RH为具有1-2个碳原子的部分氟化的烷基基团。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的装置，其中Rf包含链中氮杂原子和链中氧杂原子中的任一者或两者。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的装置，其中所述设备选自微处理器、用于制造半导体设备的半导体晶片、功率控制半导体、电化学电池、蓄电池组、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设备、燃料电池和激光器。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的装置，其中用于传递热的所述机构是系统中用于维持所述设备的温度或温度范围的部件。
9.一种传递热的方法，所述方法包括：
提供设备；以及使用热传递流体向所述设备或从所述设备传递热，所述热传递流体包含具有结构式(I)的化合物：
Figure FDA0003742350520000021
其中RH为CH3、CH2CH3或具有1-5个碳原子的部分氟化的烷基基团；
其中Rf为具有1-9个碳原子的全氟烷基基团，任选地包含链中氮杂原子和链中氧杂原子中的任一者或两者，并且任选地包含5元或6元环；并且
其中Rf’和Rf”独立地为具有1-2个碳原子的全氟烷基基团。
10.一种清洁组合物，所述清洁组合物包含：
具有结构式(I)的化合物：
Figure FDA0003742350520000031
其中RH为CH3、CH2CH3或具有1-5个碳原子的部分氟化的烷基基团；
其中Rf为具有1-9个碳原子的全氟烷基基团，任选地包含链中氮杂原子和链中氧杂原子中的任一者或两者，并且任选地包含5元或6元环；并且
其中Rf’和Rf”独立地为具有1-2个碳原子的全氟烷基基团；和
共溶剂。
11.根据权利要求10所述的清洁组合物，其中基于具有结构式(I)的所述化合物和所述共溶剂的总重量计，具有结构式(I)的所述化合物以大于50重量％的量存在于所述组合物中。
12.根据权利要求10至11中任一项所述的清洁组合物，其中所述共溶剂包括醇类、醚类、烷烃、烯烃、卤代烯烃、全氟化碳、全氟化叔胺、全氟醚、环烷烃、酯类、酮类、环氧乙烷、芳族化合物、卤代芳族化合物、硅氧烷、氢氯烃、氢氯氟烃、氢氟烃、氢氟烯烃、氢氯烯烃、氢氯氟烯烃、氢氟醚或它们的混合物。
13.一种清洁组合物，所述清洁组合物包含：
具有结构式(I)的化合物：
Figure FDA0003742350520000032
其中RH为CH3、CH2CH3或具有1-5个碳原子的部分氟化的烷基基团；
其中Rf为具有1-9个碳原子的全氟烷基基团，任选地包含链中氮杂原子和链中氧杂原子中的任一者或两者，并且任选地包含5元或6元环；并且
其中Rf’和Rf”独立地为具有1-2个碳原子的全氟烷基基团；和
表面活性剂。
14.根据权利要求13所述的清洁组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述清洁组合物包含0.1重量％至5重量％的表面活性剂。
15.根据权利要求13至14中任一项所述的清洁组合物，其中所述表面活性剂包括非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂包括乙氧基化醇、乙氧基化烷基酚、乙氧基化脂肪酸、烷基芳基磺酸盐、甘油酯、乙氧基化氟代醇、氟化磺酰胺、或它们的混合物。
16.一种用于从基底去除污染物的方法，所述方法包括以下步骤：
使受污染的基底与根据权利要求10至15中任一项所述的清洁组合物接触。
17.一种浸渍冷却系统，所述浸渍冷却系统包括：
壳体，所述壳体具有内部空间；
发热部件，所述发热部件设置在所述内部空间内；和
工作流体液体，所述工作流体液体设置在所述内部空间内，使得所述发热部件与所述工作流体液体接触；
其中所述工作流体包含具有结构式(I)的化合物：
Figure FDA0003742350520000041
其中RH为CH3、CH2CH3或具有1-5个碳原子的部分氟化的烷基基团；
其中Rf为具有1-9个碳原子的全氟烷基基团，任选地包含链中氮杂原子和链中氧杂原子中的任一者或两者，并且任选地包含5元或6元环；并且
其中Rf’和Rf”独立地为具有1-2个碳原子的全氟烷基基团。
18.根据权利要求17所述的浸渍冷却系统，其中基于所述工作流体的总重量计，所述化合物以至少25重量％的量存在于所述工作流体中。
19.根据权利要求17至18中任一项所述的浸渍冷却系统，其中所述发热部件包括电子设备。
20.根据权利要求19所述的浸渍冷却系统，其中所述电子设备包括计算机服务器。
21.一种用于锂离子电池组的热管理系统，所述热管理系统包括：
锂离子电池组；和
与所述锂离子电池组热连通的工作流体；
其中所述工作流体包含具有结构式(I)的化合物：
Figure FDA0003742350520000051
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