CN102770405A - 二氟乙酸酯的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的二氟乙酸酯的制造方法至少包括:在由下式(1)所示的酰胺化合物或式(2)所示的砜化合物构成的氟化氢捕捉剂的存在下使ROH所示的醇与二氟乙酰氟(CHF2COF)接触,获得反应液的反应工序;以及从反应工序中所得到的反应液中以馏出物形式获得CHF2COOR所示的二氟乙酸酯的蒸馏工序(A)。在本制造方法中,不会因使用二氟乙酰氟的酯化反应机制中副产的氟化氢而导致产物的收率降低。
Description
技术领域
本发明涉及作为医药和农药中间体、反应试剂使用的二氟乙酸酯的制造方法,更具体地涉及有效除去二氟乙酰氟与醇的反应中副产的氟化氢(HF)的方法。
背景技术
作为二氟乙酸酯的制造方法,提出了以下方法:(1)使二氟乙酸与醇反应的方法,(2)使1-烷氧基-1,1,2,2-四氟乙烷、硫酸和二氧化硅反应的方法(非专利文献1),(3)将含有二氟乙酰氟的反应粗气体鼓泡到乙醇与三乙胺的混合物中,接着水洗后用二氯甲烷提取,获得二氟乙酸乙酯的方法(专利文献1)等。
进行羧酸氟化物与醇的酯化反应时,由于副产了氟化氢,因此,将羧酸酯与氟化氢分离是不可欠缺的。而且,氟化氢与原料醇共存时,显示了对金属、玻璃的显著腐蚀性,因此,理想的是,在反应中通常预先使氟化氢惰性化。以这种惰性化为目的,提出了添加作为酸性接受体的氟化钠(专利文献2),或者在反应体系中添加能将氟化氢以盐形式固定的三乙胺等叔胺(专利文献1)或碱性化合物的方法(专利文献3)。然而,在这些文献中记载的方法中,为了将成为盐的惰性化的氟化氢除去或无害化,进行水溶液洗涤,但是含氟羧酸酯具备高水解性,不仅会因水的添加而分解,而且伴随着该反应而生成的含氟羧酸和醇会增加酯自身在水中的溶解度,因此回收率显著降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-92162
专利文献2:日本特开2006-137689
专利文献3:日本特开2008-247815
非专利文献
非专利文献1:J.Am.Chem.Soc.,195072,1860
发明内容
发明要解决的问题
羧酸氟化物与醇反应而合成酯时,用叔胺或碱性化合物将副产的氟化氢固定而得的盐在作为产物的酯中溶解,因此,不能应用相分离等简便的方法。因此,在专利文献1中,将含有二氟乙酰氟、氟化氢、乙醇、叔胺的反应液水洗,分离为有机层与水层,不仅取得了有机层,而且也将用二氯甲烷提取水层所得有机物回收并将它们合并,此后,蒸馏,以90.3~91.9%的收率获得了目的产物二氟乙酸酯。另外,专利文献3中,将二季戊四醇与αF-丙烯酰氟在二甲基甲酰胺的存在下酯化,将所得反应液添加到MIBK(甲基异丁基酮)中,用氯化氢(HCl)水溶液等洗涤,脱水之后浓缩,获得酯改性的二季戊四醇。
如在这些例子中所见到的那样,通常通过水洗涤除去副产的氟化氢,为了减低产物在水层中溶解所导致的损失,采用增加了提取操作的烦琐工序。
因此,本发明提供二氟乙酸酯的制造方法,该方法不存在产物的收率因根据反应机制本质上副产的氟化氢而降低的不利情况。
用于解决问题的方案
本发明人研究了通过从反应液中有效地回收二氟乙酸酯来提高产物的收率,结果发现,为了固定氟化氢,使特定的氟化氢捕捉剂在反应体系中存在,可在将氟化氢保留在反应液中的状态下通过蒸馏有效地回收二氟乙酸酯,从而完成了本发明。特定的氟化氢捕捉剂是分子内含有两种杂原子的特定酰胺化合物和砜化合物。然而,从含有氟化氢和氟化氢捕捉剂的釜液(bottom liquid)中除去氟化氢时,如果使用水或碱性水溶液,这些氟化氢捕捉剂与水性液的分离性是不良的,出现了低回收率、废弃物增加等的现象。因此,在蒸馏获得的釜液中添加叔胺,进一步蒸馏时,发现所含有的氟化氢可以用叔胺固定,由此,可以蒸馏回收游离的氟化氢捕捉剂。进一步发现,所使用的叔胺通过用碱性水溶液处理釜液来回收,可以在本发明的反应产物的处理中再使用。
即,本发明具有以下的特征。
[发明1]
一种二氟乙酸酯的制造方法,其至少包括以下工序:
在由下式(1)(式中,A表示彼此相同或不同的碳原子数1~3的烷基,B表示氢原子或碳原子数1~3的烷基)所示的酰胺化合物或式(2)(式中,D表示彼此相同或不同的碳原子数1~3的烷基)所示的砜化合物构成的氟化氢捕捉剂的存在下,使ROH(式中,R表示碳原子数1~4的烷基)所示的醇与二氟乙酰氟(CHF2COF)接触,获得反应液的反应工序;以及从反应工序中所得到的反应液中以馏出物形式获得CHF2COOR(式中,R与上述相同)所示的二氟乙酸酯的蒸馏工序(A)。
[发明2]
根据发明1的二氟乙酸酯的制造方法,其中,蒸馏工序(A)是获得由基本上不含氟化氢的二氟乙酸酯构成的馏出物和由含有氟化氢的氟化氢捕捉剂构成的釜液的蒸馏工序。
[发明3]
根据发明1或发明2的二氟乙酸酯的制造方法,其中,蒸馏工序(A)是在0℃~120℃的釜液温度且常压或者减压下进行的蒸馏工序。
[发明4]
根据发明1~3的任一项的二氟乙酸酯的制造方法,其包括蒸馏工序(B):在蒸馏工序(A)中获得的釜液中添加碳原子数12~15的叔胺,进一步蒸馏,获得以氟化氢捕捉剂为主成分的馏出物,并且以由氟化氢和该叔胺构成的成分作为釜液。
[发明5]
根据发明4的二氟乙酸酯的制造方法,其包括使碱性水溶液与蒸馏工序(B)中获得的釜液接触,将叔胺分离回收的工序。
[发明6]
根据发明1~5的任一项的二氟乙酸酯的制造方法,其中,作为氟化氢捕捉剂,使用蒸馏工序(B)中获得的以氟化氢捕捉剂为主成分的馏出物。
[发明7]
根据发明1~6的任一项的二氟乙酸酯的制造方法,其中,氟化氢捕捉剂是N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺。
[发明8]
根据发明4或发明5的二氟乙酸酯的制造方法,其中,叔胺是三丁胺。
[发明9]
根据发明1~8的任一项的二氟乙酸酯的制造方法,其中,二氟乙酰氟是将CHF2CF2OR’(R’表示一价有机基团)所示的1-烷氧基-1,1,2,2-四氟乙烷热分解而获得的热分解产物。
本发明的二氟乙酸酯的制造方法通过使用由特定的酰胺化合物和砜化合物构成的氟化氢捕捉剂,具有高反应收率,另外,能够有效地从反应液中回收二氟乙酸酯,因此,发挥了能够提高综合收率的效果。另外,在本制造方法中,由于作为产物的二氟乙酸酯不与水接触,因此,可以避免由水解导致的收率降低或杂质的混入的问题。进一步,本制造方法由于能够容易地回收再使用所使用的氟化氢捕捉剂和叔胺,因此是环境负荷小的制造方法。
具体实施方式
本发明是一种二氟乙酸酯的制造方法,其至少包括以下工序:在氟化氢捕捉剂的存在下,使ROH(式中,R表示碳原子数1~4的烷基)所示的醇与二氟乙酰氟(CHF2COF)接触并反应,获得反应液的第一工序(反应工序);以及通过蒸馏从第一工序中所得到的反应液中以馏出物形式获得CHF2COOR(式中,R与上述相同)所示的二氟乙酸酯的第二工序(蒸馏工序(A))。本制造方法可以进一步包括在第二工序中获得的釜液中添加叔胺,进行蒸馏,回收氟化氢捕捉剂的第三工序(蒸馏工序(B)),从第三工序中获得的釜液中回收叔胺的第四工序等。
本发明中使用的ROH所示的醇中,R是碳原子数1~4的烷基。作为R,可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基。作为醇,可列举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇。尤其优选甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇,更优选乙醇、异丙醇。
本发明的CHF2COOR所示的二氟乙酸酯的烷基R是与原料醇相同的烷基R。因此,R是碳原子数1~4的烷基,可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基。作为与各个醇对应而生成的二氟乙酸酯,可列举出CHF2COOCH3、CHF2COOC2H5、CHF2COOCH2CH2CH3、CHF2COOCH(CH3)、CHF2COOCH2、CH2CH2CH3、CHF2COOCH(CH3)CH2CH3、CHF2COOC(CH3)3。
本发明使用的二氟乙酰氟(CHF2COF)可以用任何一种方法制造,可以使用市售工业用制品或试剂。作为制造方法,已知有在金属氧化物催化剂的存在下将1-烷氧基-1,1,2,2-四氟乙烷(CHF2CF2OR’;R’表示一价有机基团)热分解而制造二氟乙酰氟的方法(日本特开平8-20560号)。
在热分解反应中,R’为烷基时,除了目的二氟乙酰氟以外,作为副产物,生成了氟代烷(R’F)或氟代烷进一步分解而获得的化合物。例如,生成了作为氟代烷的氟代乙烷时,有时变成乙烯和氟化氢。含有通过反应获得的副产物的粗产物(粗气体)可以不进行精制处理,在含有氟代烷的状态下作为本发明的二氟乙酸酯的原料使用,也可以使用主要除去了氟代烷而获得的粗产物,进一步还可以使用进行精制而达到高纯度的二氟乙酰氟,或者,可以将这些各种精制程度不同的气体冷却或压缩,在耐压容器中保存。二氟乙酰氟的精制可以通过蒸馏来进行,不分离粗气体而直接使用的方法是简便的。不分离粗气体而直接使用时,优选预先冷却至与酯化反应的反应温度基本上相同的温度。
本发明的氟化氢捕捉剂是下式(1)(式中,A表示彼此相同或不同的碳原子数1~3的烷基,B表示氢原子或碳原子数1~3的烷基)所示的酰胺化合物或式(2)(式中,D表示彼此相同或不同的碳原子数1~3的烷基)所示的砜化合物。
作为式(1)的酰胺化合物,可列举出N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二正丙基甲酰胺、N,N-二异丙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二正丙基乙酰胺、N,N-二异丙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、N,N-二乙基丙酰胺、N,N-二正丙基丙酰胺、N,N-二异丙基丙酰胺、N,N-二甲基异丁酰胺、N,N-二乙基异丁酰胺、N,N-二正丙基异丁酰胺、N,N-二异丙基异丁酰胺、N,N-二甲基丁酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二正丙基甲酰胺、N,N-二异丙基甲酰胺、N,N-二甲基丁酰胺、N,N-二乙基丁酰胺、N,N-二正丙基丁酰胺、N,N-二异丙基丁酰胺。
另外,作为式(2)的砜化合物,可列举出二甲亚砜(DMSO)、二乙基亚砜、二异丙基亚砜、二正丙基亚砜。
在这些化合物中,与二氟乙酸酯的沸点差越大,越容易蒸馏分离,因此,优选沸点为130℃以上,更优选为150℃以上。另外,分子量较大时,每单位质量氟化氢的用量增加,因此,优选分子量为100以下。具体而言,作为特别优选的例子可列举出N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜。
反应容器的材质可以使用玻璃,可以使用不锈钢、Monel(蒙乃尔合金,注册商标)、Inconel(铬镍铁合金,注册商标)、银等耐腐蚀材料,聚四氟乙烯、聚全氟烷基醚等氟树脂,并且可以使用由这些材质形成的材料或将它们包层的材料。
第一工序是在反应容器中添加醇和氟化氢捕捉剂,达到规定温度之后,将二氟乙酰氟作为气体或液体导入,使之反应。醇与氟化氢捕捉剂的加料顺序没有关系。由于导入二氟乙酰氟而发生放热反应,因此,优选的是,边观察反应的经过,边慢慢导入,使得不超过规定的温度。在二氟乙酰氟的导入时可以进行搅拌。另外,在导入时,优选边冷却边进行。反应的结束可以如下判断:用气相色谱法等分析反应液的组成,以醇的消失或二氟乙酸酯的极大值作为目标,然而,由于反应基本上定量进行,因此还可以用二氟乙酰氟的导入量来判断。
在本发明中,按化学计量计,相对于1摩尔醇,只要使用1摩尔的二氟乙酰氟即可,相对于1摩尔醇,使用0.5~5摩尔二氟乙酰氟。理想的是使用稍过量的二氟乙酰氟,具体而言,相对于1摩尔醇,二氟乙酰氟优选为1~1.2摩尔,更优选为1~1.05摩尔。过量使用超过5摩尔的二氟乙酰氟在第二工序中可作为初馏分回收,但由于第二工序的负荷增加,因而不优选。另外,二氟乙酰氟低于1摩尔时,在第二工序中,未反应的醇与作为目的化合物的二氟乙酸酯有时(拟)共沸,蒸馏负荷增大,因此优选避免。另外,使用塔板数低的蒸馏塔时,在蒸馏中,未反应的醇作为低沸点组分挥发时,有时伴有氟化氢,因此不优选。
在本发明中,醇在其使用时优选尽可能减低构成二氟乙酰氟水解原因的水的含量。
本发明所述的氟化氢捕捉剂例如N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等已知与氟化氢以1:1的比例成盐,但在本发明中,不必作为1:1的盐将氟化氢固定。在本发明的方法中,氟化氢捕捉剂的添加量相对于1摩尔醇为0.1~10摩尔,优选为0.2~5摩尔,更优选为1~2摩尔。即使超过10摩尔,从反应的观点来看也没有问题,但反应容器每单位容量的处理量降低,因而不优选。另外,低于0.1摩尔时,有时不能充分进行氟化氢的固定,有氟化氢腐蚀装置的隐患,因而不优选。
对反应温度没有特别限制,可以在-80℃~+50℃下进行,优选为-30℃~+30℃。温度越低,氟化氢越容易固定,低于-80℃时,不仅冷却成本增加,氟化氢捕捉剂和所生成的二氟乙酸酯有时凝固,因而不优选。即使超过50℃,对反应也没有影响,但氟化氢的固定有时不能充分进行,因而不优选。反应压力根据二氟乙酰氟的引入是在液体下进行还是在气体下进行而改变,可以在0~2MPa下进行。
第二工序是将第一工序中获得的反应液分离为由基本上不含氟化氢的二氟乙酸酯构成的馏分(馏出物)和由含有氟化氢的氟化氢捕捉剂构成的釜液的工序。“基本上不含氟化氢的二氟乙酸酯”是指与蒸馏前相比蒸馏后的馏分的氟化氢/二氟乙酸酯的摩尔比较小的二氟乙酸酯,通常为50/100以下,优选为10/100以下,进一步优选为1/100。第二工序是分离氟化氢与氟化氢捕捉剂的蒸馏工序,是将氟化氢保留在氟化氢捕捉剂一侧的工序。蒸馏可以通过简单蒸馏、多级精馏塔进行,作为精馏塔,可以使用孔板塔、泡罩塔等板式塔,以拉西环、勒辛环(Lessingring)、狄克松填料(Dixon packing)、鲍尔环(pole ring)、鞍形填料、麦克马洪填料(McMahon packing)、苏采尔填料(Sulzerpacking)为填料的填充塔。
第二工序也可以在反应结束之后在第一工序的反应容器(in situ)或其他容器中进行。
在蒸馏操作中,为了提高二氟乙酸酯的回收率,只要提高蒸馏釜或釜液的温度即可,为了防止氟化氢的馏出,优选为低温。蒸馏釜或釜液的温度取决于压力,设为0~120℃,优选为30~100℃,更优选为40~90℃。低于0℃时,需要高度的减压或冷却,抬高了能量成本,因而不优选。另外,超过120℃时,二氟乙酸酯有时分解,因此不优选。为了在上述温度范围下蒸馏,优选设为减压蒸馏。蒸馏压力取决于蒸馏釜(釜液)温度,通常为1Pa~100kPa,优选为10Pa~10kPa,更优选为100Pa~1kPa。低于1Pa需要高度的减压或冷却,抬高了能量成本,因而不优选,而超过100kPa,蒸馏釜的温度增高,二氟乙酸酯有时会分解,因而不优选。
由第二工序获得的二氟乙酸酯馏分在蒸馏精度低时,有时伴有氟化氢、氟化氢捕捉剂、未反应的醇,进一步可以重复蒸馏,氟化氢可以通过用氟化钠粒料的吸附或用水铝英石(allophane)等固体吸附剂的吸附来除去。
第三工序中,在第二工序中获得的含有氟化氢和氟化氢捕捉剂的釜液中添加叔胺,进一步蒸馏,获得以氟化氢捕捉剂为主成分的馏出物,同时,可以将由氟化氢和该叔胺构成的成分作为釜液分离、回收、
叔胺是用R3N(式中,R各自独立地表示烷基)表示的胺,碳原子数12~15是优选的。碳原子数少于12时,由于沸点低,不仅在蒸馏时可在氟化氢捕捉剂中混入,且叔胺的氟化氢盐在水中的溶解度高,用碱性水溶液洗涤时,难以进行二层分离。另外,碳原子数超过15时,由于分子量较大,表观的用量增加,因而不优选。
作为叔胺,可列举出三正丁基胺、三异丁基胺、三仲丁基胺、三叔丁基胺、三正戊基胺、三异戊基胺、三仲戊基胺、三叔戊基胺等对称叔胺,N,N-二甲基癸基胺、N,N-二甲基十一烷基胺、N,N-二甲基十二烷基胺等非对称叔胺等。在这些当中,对称胺由于容易获得而优选,三正丁基胺、三异丁基胺、三正戊基胺、三异戊基胺等是更优选的,三正丁基胺是特别优选的。这些叔胺还可以作为混合物使用。
就叔胺而言,相对于釜液中含有的氟化氢1摩尔使用0.5~2摩尔叔胺,优选0.7~1.5摩尔。低于0.5摩尔时,叔胺/氟化氢盐可能析出,因此不优选;即使超过2摩尔,虽然能够达到蒸馏目的,但在第四工序中从作为高沸点成分获得的含有叔胺的成分(釜液)中除去氟化氢的效率降低,因此不优选。
第三工序中获得的以氟化氢捕捉剂为主成分的馏出物含有比其他各种成分更多的氟化氢捕捉剂,优选为50重量%以上,有时含有叔胺和微量的氟化氢,可以不进行进一步精制而在第一工序中作为氟化氢捕捉剂再使用。另外,还可以进行精密蒸馏,提高氟化氢捕捉剂的纯度。
第四工序是使碱性水溶液与第三工序中获得的釜液接触,分离回收叔胺的工序。在通过第三工序获得的釜液中含有叔胺和氟化氢。
作为碱性水溶液的碱性物质,可列举出碱金属或碱土金属的氢氧化物、金属、氧化物等,氢氧化物是优选的。具体而言,可列举出氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化锂、氧化钠、氧化钙等,氢氧化钾、氢氧化钠等容易处理而优选。
对碱性水溶液的浓度没有特别限制,为0.1~50质量%。低于0.1质量%时,处理装置的容积增大,因而不优选。超过50质量%时,由氟化物构成的固体析出,操作变得烦琐,因而不优选。
与碱性水溶液混合、接触,形成水相和有机层之后,回收有机层时,获得了基本上不含氟化氢的叔胺。所得胺可以用合成沸石等固体干燥剂干燥。另外,干燥前或后的叔胺可以进一步通过蒸馏等来精制,干燥后的叔胺可以直接在第三工序中使用。第四工序的分离回收处理可在常温、常压的条件下进行,也可以在不同条件下实施。
实施例
以下用实施例来说明本发明,但不由此限定本发明的实施方式。在实施例中,二氟乙酸乙酯(CHF2COOEt)、乙醇(EtOH)、二氟乙酸(CHF2COOH)等有机成分组成通过FID式气相色谱仪(GC)来测定,氟化氢等无机酸含量用离子色谱仪(IC)来测定。
[合成例1]
将Aldrich制造的磷酸铝(Aluminum phosphate)压片成型为5mmφ×5mmL的粒料,在氮气流中700℃下烧制5小时,制备磷酸铝催化剂。将其在具有气化器的大型气相反应管(不锈钢制,内径43mmφ×1800mmL)中填充2200cc。边以1000cc/分钟的速度流入氮气,边用外部设置的电炉加热反应管。催化剂的温度达到50℃之后,一边监视,使得不发生急剧的放热,一边通过气化器以最大6g/分钟的速度导入氟化氢(HF)。在使HF流通的状态下,缓慢升温到300℃,将HF供给速度缓慢地升高到12g/分钟,在300℃下保持72小时,之后,降低加热器设定温度,在内温达到250℃时,停止HF的流通,将氮气流量增加到2000cc/分钟,保持8小时,然后以40g/分钟的速度通过气化器导入1-甲氧基-1,1,2,2-四氟乙烷(HFE-254pc)。30分钟之后停止氮气,仅使HFE-254pc流通,在稳定状态(反应温度:210℃)时,对热分解气体进行气体取样,用气相色谱仪分析,结果,收率为99.8%,获得了二氟乙酰氟(CHF2COF)和氟代甲烷(CH3F)。将该气体蒸馏精制,供给实施例1、2。
[合成例2]
将Aldrich制造的磷酸铝(Aluminum phosphate)压片成型为5mmφ×5mmL的粒料,在氮气流中700℃下烧制5小时,制备磷酸铝催化剂。将其在具有气化器的小型气相反应管(不锈钢制,内径37mmφ×500mmL)中填充200cc。边以100cc/分钟的速度流入氮气,边用外部设置的电炉加热反应管。催化剂的温度达到50℃之后,一边监视,使得不发生急剧的放热,一边通过气化器以最大0.6g/分钟的速度导入氟化氢(HF)。在使HF流通的状态下,缓慢升温到300℃,将HF供给速度缓慢地升高到1.2g/分钟,在300℃下保持72小时,之后,降低加热器设定温度,在内温达到250℃时,停止HF的流通,将氮气流量增加到200cc/分钟,保持8小时,然后以0.55g/分钟的速度通过气化器导入1-甲氧基-1,1,2,2-四氟乙烷(HFE-254pc)。30分钟之后停止氮气,仅使HFE-254pc流通,在稳定状态(反应温度:210℃)时,对热分解气体进行气体取样,用气相色谱仪分析,结果,收率为99.9%,获得了二氟乙酰氟(CHF2COF)和氟代甲烷(CH3F)。将该气体在不锈钢制螺旋盘管中自然冷却,不精制,直接供给实施例3。
[实施例1]
在设有干冰冷凝器(指形冷凝器,cold finger)、吹入管、温度计且氮气密封的3口PFA容器(500cc)中加入46g(1mol)乙醇和174g(2mol)N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),边搅拌,边用冰水浴冷却。边用冰水浴冷却,边经240分钟从吹入管导入104g(1.06mol)合成例1中蒸馏精制的二氟乙酰氟(CHF2COF、DFAF)。在容器中获得329g的由粗二氟乙酸乙酯混合物(包含174g DMAc)构成的反应液。从反应液中采取样品,用气相色谱仪分析,结果含有二氟乙酸乙酯(24.86面积%)、乙醇(0.048面积%)。另外,用离子色谱仪分析氟离子,结果,氟化氢含量为7.086质量%。将其在减压下简单蒸馏(9.0kPa),结果,作为主馏分(塔顶温度41.0℃),获得了108g的纯度96.8面积%的二氟乙酸乙酯(CHF2COOEt)。将其用离子色谱仪分析,结果,氟离子浓度为0.15质量%。另外,釜底液的氟离子浓度浓缩为9.53质量%。蒸馏的各成分在表1中示出。
[表1]
DMAc:N,N-二甲基乙酰胺 n.d.:未检测到
CHF2OOOH:二氟乙酸
[实施例2]
进行与实施例1同样的操作,使用55g(1.2mol)乙醇、DMAc(208g,2.4mol)、二氟乙酰氟(129g,1.25mol),获得392g的由粗二氟乙酸乙酯混合物(包含208g DMAc)构成的反应液。将其在狄克松填料填充的蒸馏塔(理论塔板数:5塔板)中进行减压下蒸馏(9.0kPa),结果,作为主馏分(塔顶温度41.0℃),如表2所示,获得了纯度:98.8面积%、氟离子浓度:0.07质量%的二氟乙酸乙酯(144g)(分离收率96%)。
[表2]
DMAc:N,N-二甲基乙酰胺 n.d.:未检测到
CHF2COOH:二氟乙酸
[实施例3]
作为CHF2COF,使用未精制的合成例2的热分解气体(含有CH3F的粗CHF2COF,1.25mol),除此以外,进行与实施例2相同的实验。结果,如表3所示,获得了纯度:98.8面积%、氟离子浓度:0.08质量%的CHF2COOEt(145g)(分离收率96%)。
[表3]
DMAc:N,N-二甲基乙酰胺 n.d:未检测到
CHF2COOH:二氟乙酸
[实施例4]
代替DMAc(208g),使用N,N-二甲基甲酰胺(DMF,175g),除此以外,进行与实施例1相同的实验。将反应液在减压下简单蒸馏(9.0kPa),作为主馏分(塔顶温度41.0℃),获得了139g纯度:98.74面积%、氟离子浓度:0.059质量%的CHF2COOEt。
[实施例5]
代替DMAc(208g),使用二甲亚砜(DMSO,187g),代替EtOH(55g),使用甲醇(38.4g),除此以外,进行与实施例1相同的实验。将反应液在减压下简单蒸馏(8.1kPa),作为主馏分(塔顶温度29.0℃),获得了128g纯度:97.5面积%、氟离子浓度:0.109质量%的二氟乙酸甲酯(CHF2COOMe)。
[实施例6]
在设有干冰冷凝器(指形冷凝器,cold finger)、吹入管、温度计且氮气密封的3口PFA容器(500ml)中加入194g(1.05mol)三正丁胺(n-Bu3N),边搅拌,边用冰水浴冷却。向其中以5g/分钟的速度滴加实施例1中获得的作为釜底液的含有7.4g氟化氢的DMAc溶液(78g)。在滴加中,基本上没有发现放热。滴加之后,将干冰冷凝器替换为迪姆罗特(Dimroth)冷凝器,在120℃下搅拌90分钟。冷却到室温之后,分离为两层。回收作为上层的含有0.16g氟化氢的152g的n-Bu3N和118g的下层。下层用1H-NMR测定,结果,DMAc与n-Bu3N的摩尔比为1:0.297。下层在减压下简单蒸馏(7.2kPa),结果,作为主馏分(塔顶温度88~90℃),获得72g纯度80.0面积%的DMAc(包含20面积%n-Bu3N)。将其用离子色谱仪分析,结果,氟离子浓度为0.038质量%。47g釜底液分别使用300g 5质量%NaOH水溶液和110g 1质量%KOH水溶液洗涤,回收16g作为有机层的n-Bu3N。另外,407g用于洗涤的水溶液用离子色谱仪分析,结果,氟离子浓度为1.8质量%,反应液中含有的7.4g氟化氢中的7.3g被回收。有机物的总回收量为190g n-Bu3N(回收率98%)、58g DMAc。
除了使用72g所回收的DMAc(包含20面积%n-Bu3N)、24gEtOH、51g二氟乙酰氟(DFAF)以外,进行与实施例1同样的操作,在容器中获得了135g由粗二氟乙酸乙酯混合物构成的反应液。从反应液中采取样品,用气相色谱仪分析,得到了与实施例1相同的结果:含有二氟乙酸乙酯(51.88面积%)、乙醇(0.012面积%)、DMAc(34.40面积%)、n-Bu3N(11.0面积%)。
如上所述,作为能避免收率降低和杂质的混入、环境负荷小的二氟乙酸酯的制造方法是有用的。
以上说明了本发明的实施方式,但在不脱离本发明的主旨的范围内,根据本领域技术人员的通常知识,可以对以上的实施方式进行适当变更、改良。
Claims (9)
2.根据权利要求1所述的二氟乙酸酯的制造方法,其中,蒸馏工序(A)是获得由基本上不含氟化氢的二氟乙酸酯构成的馏出物和由含有氟化氢的氟化氢捕捉剂构成的釜液的蒸馏工序。
3.根据权利要求1或2所述的二氟乙酸酯的制造方法,其中,蒸馏工序(A)是在0℃~120℃的釜液温度且常压或者减压下进行的蒸馏工序。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的二氟乙酸酯的制造方法,其包括蒸馏工序(B):在蒸馏工序(A)中获得的釜液中添加碳原子数12~15的叔胺,进一步蒸馏,获得以氟化氢捕捉剂为主成分的馏出物,并且以由氟化氢和该叔胺构成的成分作为釜液。
5.根据权利要求4所述的二氟乙酸酯的制造方法,其包括使碱性水溶液与蒸馏工序(B)中获得的釜液接触,将叔胺分离回收的工序。
6.根据权利要求1~5的任一项所述的二氟乙酸酯的制造方法,其中,作为氟化氢捕捉剂,使用蒸馏工序(B)中获得的以氟化氢捕捉剂为主成分的馏出物。
7.根据权利要求1~6的任一项所述的二氟乙酸酯的制造方法,其中,氟化氢捕捉剂是N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺。
8.根据权利要求4或5的任一项所述的二氟乙酸酯的制造方法,其中,叔胺是三丁胺。
9.根据权利要求1~8的任一项所述的二氟乙酸酯的制造方法,其中,二氟乙酰氟是将CHF2CF2OR’所示的1-烷氧基-1,1,2,2-四氟乙烷热分解而获得的热分解产物,R’表示一价有机基团。
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