CN102199076B - 制备七氟烷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制备七氟烷(即，氟甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚)的方法，所述方法包括在催化剂存在的条件下将氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚与氟化物反应。该方法操作简单，成本低，收率高，溶剂易回收，适合工业化生产。

Description

制备七氟烷的方法
技术领域
本发明涉及氟化物的制备方法特别涉及七氟烷的制备方法。
背景技术
七氟烷(即，氟甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚)为一种吸入麻醉剂，在众多的七氟烷制备方法中，氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的氟代反应是制备七氟烷的关键步骤。US3,683,092报道了氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚在环丁砜溶剂中与氟化钾反应生成七氟烷。该方法氟代反应进程缓慢且转化率低，产品不易纯化。US6,100,434报道了氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚在溶剂PEG-400中与氟代试剂(如KF，NaF)反应制备七氟烷，取得了较好的效果。EP0901999和US5,886,239报道了氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚与氟化氢季铵盐反应制备七氟烷的方法，但该方法不能实现氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的完全转化从而给七氟烷的纯化带来困难。CN1293030报道了以冠醚或聚乙二醇为活化剂活化氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的氟代反应。WO2008037040也报道了在碘化物(如KI，R4N+I-)的催化作用下催化氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的氟代反应制备七氟烷，取得了较好的结果。WO2006055748报道了以季铵盐或季磷盐为相转移催化剂催化氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的氟代反应，在该反应体系中通常有5％-30％的氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚不能转化，七氟烷的收率低且纯化困难。
发明内容
为了克服现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种制备氟甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的方法，该方法原料转化率高，产品收率高，溶剂易于回收。
本发明涉及一种制备七氟烷[氟甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚]的方法，所述方法包括在催化剂存在的条件下将氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚与氟化物反应，其中所述的催化剂为多羟基化合物，选自季戊四醇，1，2，3-丙三醇，三(2-羟乙基)胺和多羟基糖类化合物的任一种或其组合，优选为季戊四醇，所述的多羟基糖类化合物选自甘露醇，赤藓糖醇或山梨糖醇；催化剂的用量为氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的重量的6％-60％，优选为氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的重量的20％。
根据本发明的方法，氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚在催化剂存在的条件下与氟化物反应制备七氟烷，所述的氟化物选自氟化钙，氟化钾，氟化钠，氟化銫或氟化铵等金属氟化物或其它常态下以固态形式存在的氟化物盐，优选为氟化钾。氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚和氟化物之间的摩尔比例选自1∶1-1∶5，优选为1∶2.6。
根据本发明的方法，氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚在催化剂存在的条件下与氟化物反应在溶剂中进行，所述的反应溶剂选自环丁砜，N，N’-二甲基甲酰胺，N，N’-二甲基乙酰胺，二甲基亚砜或水的任一种或其组合。优选为环丁砜和水的混合物；反应溶剂环丁砜可以通过减压蒸馏回收利用。
根据本发明的方法，反应温度没有特别限制，为50℃-150℃，优选为80-100℃；反应压力没有特别限制，一般为常压或在密闭反应容器中进行。
本发明方法的优点在于采用安全、廉价的催化剂进行催化反应，具有操作简单，原料转化率高，溶剂易于回收从而有利于环境保护等特点，生产成本低并适合工业化生产，具有显著的社会效益和经济效益。
具体实施方式
以下将结合具体实例详细地解释本发明，使得本专业技术人员更全面地理解本专利，具体实例仅用于说明本发明的技术方案，并不以任何方式限定本发明。
实施例1
在250mL三口烧瓶中，加入100克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚(按照文献USP3683092制得)，328克环丁砜，16克水，20克季戊四醇和70克氟化钾，加热升温到100℃，并在100℃搅拌10小时，经分析含有七氟烷91.8％，转化率大于99.0％，反应完毕，蒸馏得68.0克产品，纯度95.9％，收率73.4％。
实施例2
在100mL三口烧瓶中，加入20.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，65.5克环丁砜，3.2克水，8.0克1，2，3-丙三醇和14.0克氟化钾，加热升温到100℃，并在100℃搅拌8-9小时，经分析含有七氟烷91.6％，转化率大于99.0％。反应完毕，蒸馏得12.5克产品，纯度97.6％，收率67.5％。
实施例3
在100mL三口烧瓶中，加入20.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，65.5克环丁砜，3.2克水，3.7克赤藓糖醇和14.0克氟化钾，加热升温到100℃，并在100℃搅拌6小时，经分析含有七氟烷84.8％，转化率大于99.0％。反应完毕，蒸馏得13.0克产品，纯度92.2％，收率70.2％。
实施例4
在50mL三口烧瓶中，加入5.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，16.4克环丁砜，0.8克水，2.7克甘露醇和3.5克氟化钾，加热升温到100℃，并在100℃搅拌6小时，经分析含有七氟烷79.6％，转化率大于99.0％。反应完毕，蒸馏得3.0克产品，纯度94.1％，收率64.8％。
实施例5
在50mL三口烧瓶中，加入5.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，16.4克环丁砜，0.8克水，2.7克山梨糖醇和3.5克氟化钾，加热升温到100℃，并在100℃搅拌6小时，经分析含有七氟烷69.0％，转化率大于99.0％。反应完毕，蒸馏得2.6克产品，纯度90.3％，收率56.2％。
实施例6
在50mL三口烧瓶中，加入5.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，16.4克环丁砜，2.3克三(2-羟乙基)胺和3.5克氟化钾，加热升温到100℃，并在100℃搅拌6小时，经分析含有七氟烷58.8％，转化率大于97.0％。反应完毕，蒸馏得2.2克产品，纯度82.9％，收率47.5％。
实施例7
在50mL三口烧瓶中，加入5.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，13.0克N，N’-二甲基甲酰胺，0.8克水，2.0克季戊四醇和3.5克氟化钾，加热升温到100℃，并在100℃搅拌6小时，经分析含有七氟烷85.6％，转化率大于98.0％。反应完毕，蒸馏得3.1克产品，纯度93.1％，收率66.9％。
实施例8
在50mL三口烧瓶中，加入5.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，13.0克N，N’-二甲基乙酰胺，0.8克水，2.0克季戊四醇和3.5克氟化钾，加热升温到100℃，并在100℃搅拌6小时，经分析含有七氟烷95.5％，转化率大于99.0％。反应完毕，蒸馏得3.4克产品，纯度97.5％，收率73.4％。
实施例9
在50mL三口烧瓶中，加入20.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，53.0克二甲基亚砜，3.2克水，4.0克季戊四醇和14.0克氟化钾，加热升温到100℃，并在100℃搅拌3-4小时，转化率达到98.7％。反应完毕，蒸馏得到5.0克产品，纯度82.6％，收率27.0％。
实施例10
在50mL三口烧瓶中，加入20.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，65.5克环丁砜，3.2毫升水，8.0克季戊四醇和9.0克氟化铵，加热升温到100℃，并在100℃搅拌6-8小时，转化率达到98.4％。反应完毕，蒸馏得到12.5克产品，纯度80.2％，收率67.5％。
实施例11
在50mL三口烧瓶中，加入20.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，65.5克环丁砜，3.2毫升水，4.0克季戊四醇和14.0克氟化钾，加热50℃，并在50℃反应20小时，转化率为16.7％。
实施例12
在50mL三口烧瓶中，加入20.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，65.5克环丁砜，3.2毫升水，4.0克季戊四醇和14.0克氟化钾，加热升温到150℃，并在150℃搅拌3-4小时，转化率达到99.4％。反应完毕，蒸馏得到13.5克产品，纯度85.9％，收率72.9％。
实施例13
在50mL三口烧瓶中，加入10.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，41.0克环丁砜，2.0毫升水，6.0克季戊四醇和7.0克氟化钾，加热升温到80℃，并在80℃搅拌12小时，转化率达到99.3％。反应完毕，蒸馏得到7.1克产品，纯度97.2％，收率76.6％。
实施例14
在50mL三口烧瓶中，加入10.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，41.0克环丁砜，2.0毫升水，0.6克季戊四醇和7.0克氟化钾，加热升温到100℃，并在100℃搅拌10小时，转化率为57.1％。
实施例15
在50mL三口烧瓶中，加入20.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，65.5克环丁砜，3.2毫升水，4.0克季戊四醇和5.3克氟化钾，加热升温到100℃，并在100℃搅拌6小时，转化率为73.6％。
实施例16
在50mL三口烧瓶中，加入20.0克氯甲基-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚，65.5克环丁砜，3.2毫升水，4.0克季戊四醇和26.8克氟化钾，加热升温到100℃，并在100℃搅拌6小时，转化率达到99.8％。反应完毕，蒸馏得到13.8克产品，纯度94.9％，收率74.5％。
实施例17：环丁砜回收
将上述实施例1蒸馏后的混合物降温到50-55℃，趁热过滤，所得滤液减压蒸馏，收集馏程87-92℃馏分，得到276g回收环丁砜。回收率84％，回收环丁砜纯度99.8％。
由于已根据其特殊的实施方案描述了本发明，某些修饰和等价变化对于精通此领域的技术人员是显而易见的且包括在本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种制备氟甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的方法，包括在催化剂作用下氯甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚与氟化物进行反应，其中所述的催化剂为多羟基化合物，所述的多羟基化合物选自季戊四醇、1，2，3-丙三醇；其中所述的反应是在溶剂中进行的，所述的溶剂为环丁砜和水的混合物。
2.根据权利要求1所述的制备氟甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的方法，其中所述催化剂为季戊四醇。
3.根据权利要求1或2所述的制备氟甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的方法，其中所述催化剂的用量为氯甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的重量的6％-60％。
4.根据权利要求3所述的制备氟甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的方法，其中所述催化剂的用量为氯甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的重量的20％。
5.根据权利要求1或2所述的制备氟甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的方法，其中所述氯甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚和氟化物之间的摩尔比例选自1：1-1：5。
6.根据权利要求5所述的制备氟甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的方法，其中所述氯甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚和氟化物之间的摩尔比例为1：2.6。
7.根据权利要求1或2所述的制备氟甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的方法，其中所述的氟化物选自金属氟化物或其它常态下以固态形式存在的氟化物盐。
8.根据权利要求7所述的制备氟甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的方法，其中所述的氟化物选自氟化钙，氟化钾，氟化钠，氟化铯或氟化铵的任一种或其组合。
9.根据权利要求8所述的制备氟甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的方法，其中所述的氟化物为氟化钾。
10.根据权利要求1或2所述的制备氟甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的方法，其中所述反应在温度50℃-150℃进行。
11.根据权利要求10所述的制备氟甲基-2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基醚的方法，其中所述反应在温度80-100℃进行。
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