DD275078A1 - PROCESS FOR PREPARING PERFLUORIZED N-SUBSTITUTED DIMETHYL MORPHOLINES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer perfluorierter N-substituierter Dimethylmorpholine. Die neuen Perfluormorpholinderivate der allgemeinen Formel, worin AF fuer einen Perfluoralkylrest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen oder fuer einen 5- bis 7gliedrigen perfluorierten Ring steht, wobei jeweils in der Kette oder im Ring ein Kohlenstoffatom auch durch Sauerstoff oder durch eine Perfluoralkylaminogruppe ersetzt sein kann, und BF steht fuer Trifluormethyl, werden durch Elektrofluorierung der entsprechenden wasserstoffhaltigen oder teilfluorierten Verbindungen hergestellt. Die neuen Verbindungen koennen als waessrige Emulsionen fuer Gastransportzwecke z. B. in der Medizin oder Biologie eingesetzt werden. FormelThe invention relates to a process for the preparation of new perfluorinated N-substituted dimethylmorpholines. The new perfluoromorpholine derivatives of the general formula wherein AF is a perfluoroalkyl radical having 2 to 8 carbon atoms or a 5- to 7-membered perfluorinated ring, wherein in each case in the chain or in the ring, a carbon atom may also be replaced by oxygen or by a perfluoroalkylamino group, and BF stands for trifluoromethyl, are prepared by electrofluorination of the corresponding hydrogen-containing or partially fluorinated compounds. The new compounds can be used as aqueous emulsions for gas transport z. B. be used in medicine or biology. formula
Description
Λ — N Ü IlΛ - N Ü Il
\ A- B\ A- B
in der A für einen Alkylrest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen oder für einen 5- bis 7ghedrigen gesättigten, ungesättigten oder aromatischen Ring steht, wobei jeweils in der Kette oder im Ring auch ein Kohlenstoffatom durch ein Sauerstoffatom oder durch eine Alkyiaminogruppe ersetzt sein kann, und B steht für Methyl, die auch bereits teilfluoriert sein können, in wasserfreiem, flüssigem Fluorwasserstoff an Nickelanoden elektrochemisch perfluoriert werden.in which A is an alkyl radical having 2 to 8 carbon atoms or a 5- to 7-membered saturated, unsaturated or aromatic ring, it also being possible for a carbon atom in the chain or in the ring to be replaced by an oxygen atom or by an alkylamino group, and B is methyl, which may already be teilfluoriert already be electrochemically perfluorinated in anhydrous liquid hydrogen fluoride on nickel anodes.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der perfluorierte Alkylrest Af bevorzugt 3-6 Kohlenstoffatome besitzt.2. The method according to claim 1, characterized in that the perfluorinated alkyl radical Af preferably has 3-6 carbon atoms.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der perfluorierte Cycloalkylrest Ar bevorzugt 5 bis 6 C-Atome enthält.3. The method according to claim 1, characterized in that the perfluorinated cycloalkyl radical A r preferably contains 5 to 6 carbon atoms.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Af aus der aus Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Cyclohexyl, Cyclopentyl und Cycloheptyl bestehenden Gruppe ausgewählt wird, wobei diese Gruppen perfluoriert sind.4. The method according to claim 1, characterized in that Af is selected from the group consisting of propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, cyclohexyl, cyclopentyl and cycloheptyl, said groups being perfluorinated.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Porfluor-4-butyl-2,6-dimethylmorpholin, PerfluoM-cyclohexyl^.e-dimethylmorpholin, Perfluor-4-cyclohexyl-2,2-dimethylmorpholin herstellt.5. The method according to claim 4, characterized in that one produces porfluoro-4-butyl-2,6-dimethylmorpholine, perfluoro-cyclohexyl ^ .e-dimethylmorpholine, perfluoro-4-cyclohexyl-2,2-dimethylmorpholine.
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer perfluorierter r<imeihylsubstituierter Morpholinderivate. Die erfindungsgemäß hergestellten perfluorierten Morpho'inderivate können als inerte und physiologisch verträgliche Flüssigkeiten in Form ihrer wäßrigen Emulsion für Gastransportaufg .ben, z. B. in der Medizin oder Biologie, eingesetzt werden.The invention relates to a process for the preparation of new perfluorinated r <imeihylsubstituierter morpholine derivatives. The perfluorinated Morpho'inderivate invention produced as inert and physiologically acceptable liquids in the form of their aqueous emulsion for Gastransportaufg. Ben, z. In medicine or biology.
Für die Herstellung perfluorierter chemischer Verbindungen werden Oligomerisierungsreaktionen, z. B. von Tetrafluorothan ausgehend, Fluorierungsreaktionen mit elementarem Fluor sowie mit höherwertigen Metallfluoriden und elektrochemische Fluorierungsrcaktionen genutzt (siehe z. B. R.E.Banks (Hrsgb.], Preparation, Properties and Industrial Applications of Organofluorine Compounds, Ellis Horwood Ltd., Chichester, U.K., 1982). Für die Herstellung heteroatomhaltiger perfluorierter Verbindungen eignet sich vorzugsweise die elektrochemische Fluorierung in flüssigem, wasserfreiem Fluorwasserstoff, der sogenannte Simons-Prozeß (siehe z.B. S.Nagase, Electrochemical Fluorination, Fluorine Chem. Rev. 1 (11,77-106(1967]). Mittels dieses Verfahrens kann es gelingen, aus wasserstoffhaltigen Ausgangsverbindungen, deren Molekülgeriist dem der gewünschten Perfluorverbindung entspricht, heteroatomhaltige Perfluorverbindungen herzustellen, z. B. Perfluortributyinmin 2usTributylamin.For the production of perfluorinated chemical compounds are oligomerization reactions, eg. For example, starting from tetrafluorothane, fluorination reactions with elemental fluorine and with higher-order metal fluorides and electrochemical fluorination reactions are used (see, for example, BREBanks (Ed.), Preparation, Properties and Industrial Applications of Organofluorine Compounds, Ellis Horwood Ltd., Chichester, UK, 1982). For the preparation of heteroatom-containing perfluorinated compounds, the electrochemical fluorination in liquid, anhydrous hydrogen fluoride, the so-called Simons process, is preferably suitable (see, for example, S.Nagase, Electrochemical Fluorination, Fluorine Chem. Rev. 1 (11.77-106 (1967)). By means of this process, it is possible to prepare heteroatom-containing perfluorocompounds from hydrogen-containing starting compounds whose molecular skeleton corresponds to that of the desired perfluoro compound, for example perfluorotributyinmine 2-tribrutylamine.
Die Darstellung perfluorierter N-substituierter Morpholinderivate mittels elektiochemischer Fluorhrung wurde bereits berichtet (z.B.G.P.Gambaretto,M.Napoli,C.FraccaroundL.Conte,J.FIuorineChem.19(1982),427--436;undS.A.Malzov,S.I.Gerasimov, S. V. Sokolov und V. L.Zolotavin, Zh. obs. Khim. 35 (1965) 485-489), in allen Fällen werden jedoch nur N-substituierte perfluorierte Morpholine beschrieben, nicht aber N- und C-substituierte.The preparation of perfluorinated N-substituted morpholine derivatives by means of electrochemical fluorination has previously been reported (eg, GPGambaretto, M.Napoli, C. Fraccaround L.Conte, J. Fluorine Chem. 19 (1982), 427-436, and S.A. Malkov, SIGerasimov, SV Sokolov and VL Zolotavin, Zh. Obs., Khim. 35 (1965) 485-489), but in all cases only N-substituted perfluorinated morpholines are described, but not N- and C-substituted.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Es ist Ziel der Erfindung, noue heterocyclische Perfluorver !indungen bereitzustellen.It is an object of the invention to provide novel heterocyclic perfluorinated compounds.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Herstellung neuer perfluorierter N-substituierter Dimethylmorpholine zu entwickeln.The invention has for its object to develop processes for the preparation of new perfluorinated N-substituted dimethylmorpholines.
Erfindungsgemäß hergestellt werden Perfluormorpholinderivate der allgemeinen Formel IPerfluoromorpholine derivatives of general formula I are prepared according to the invention
worin AF für einen Perfluoralkylrest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen oder für einen 5- bis 7gliedrigcn perfluorierten Ring steht, wobei jeweils auch ein Kohlenstoffatom durch ein Sauerstoffatom oder durch eine Porfluoralkylaminogruppe ersetzt sein kann, und B steht für CF3.wherein A F stands for a perfluoroalkyl radical having 2 to 8 carbon atoms or for a 5- to 7-membered perfluorinated ring, wherein in each case a carbon atom may be replaced by an oxygen atom or by a Porfluoralkylaminogruppe, and B is CF 3 .
Bevorzugte Verbindungen sind solche, in denen Af Perfluorpropyl, -butyl, -pentyl-hexyl, -cyclopentyl oder -cyclohexyl ist.Preferred compounds are those in which A f is perfluoropropyl, -butyl, -pentyl-hexyl, -cyclopentyl or -cyclohexyl.
Besonders bevorzugt ist die Verbindung Perfluor-4-cyclohexyl-2,6-dimethylmorpholin.Most preferably, the compound is perfluoro-4-cyclohexyl-2,6-dimethylmorpholine.
Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Verbindung sind:Further preferred compounds according to the invention are:
Peifluor-4-cyclohexyl-2,5-dimethylmorpholin ' Perfluor-4-cyclopentyl-2,6-dimethylmorpholinPeifluoro-4-cyclohexyl-2,5-dimethylmorpholine 'perfluoro-4-cyclopentyl-2,6-dimethylmorpholine
Perfluor-4-i;yclopentyl-2,5-dimethylmorpholinPerfluoro-4-i; yclopentyl-2,5-dimethylmorpholine
Perfluor-4cycloheptyl-2,6-dimethylrtiorpholinPerfluoro 4cycloheptyl-2,6-dimethylrtiorpholin
Perfluor-4-cycloheptyl-2,5-dimethylmorpholinPerfluoro-4-cycloheptyl-2,5-dimethylmorpholine
Per'luor-4-propyl-2,6-dimethylmorpho!inPer'luor-4-propyl-2,6-dimethylmorpho! In
Perfluor-4-propyl-2,5-dimethylmorpholinPerfluoro-4-propyl-2,5-dimethylmorpholine
Perfluor-4-butyl-2,6-dirr,ethylmorpholinPerfluoro-4-butyl-2,6-dirr, ethylmorpholine
Perfluor-4-butyl-2,5-dim*thylmorpholinPerfluoro-4-butyl-2,5-dim * thylmorpholin
Perfluor-4-pentyl-2,6-dimethylmorpholinPerfluoro-4-pentyl-2,6-dimethylmorpholine
Perfluor-4-phentyl-2,5-dimethylmorpholinPerfluoro-4-phentyl-2,5-dimethylmorpholine
Perfluor-4-hexyl-2,6-dimethylmorpholinPerfluoro-4-hexyl-2,6-dimethylmorpholine
Perfluor-4-hexyl-2,5-dimethylmorpholinPerfluoro-4-hexyl-2,5-dimethylmorpholine
Perfluor-4-heptyl-2,6-dimethylmorpholinPerfluoro-4-heptyl-2,6-dimethylmorpholine
Perfluor-4-heptyl-2,5-dimethylmorpholinPerfluoro-4-heptyl-2,5-dimethylmorpholine
Die neuen Verbindungen können durch elektrochemische Perforierung in wasserfreiem, flüssigem Fluorwasserstoff aus Morpholinderivaten der allgemeinen Formel IlThe new compounds can be prepared by electrochemical perforation in anhydrous, liquid hydrogen fluoride from morpholine derivatives of the general formula II
hergestellt worden, worin A für einen Alkylrest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen oder für einen 5- bis 7gliedrigon gesättigten, ungesättigten oder aromatischen Ring steht, wobei jeweils auch ein Kohlenstoffatom durch ein Sauerstoffatom oder durch eine Alkylaminog, ippe ersetzt sein kann, B steht für Methyl. Die Ausgangsverbindungen können auch bereits teilfluoriert sein. Die neuen N-substituierten Morphulinderivate sind inerte und physiologisch verträgliche Verbindungen. In Form von wäßrigen Emulsionen können sie für den Gastranoport in der Medizin (Blutersatz) und Biologie eingesetzt v.crden. Die elektrochemische Fluorierung wird in einer Simons-Zolle an Nickelanodon in wasserfreiem, flüssigem Fluorwasserstoff boi 4,5V bis 9 V, vorzugsweise 5 V bis 8 V, mit Stromdichten von 0,05A/dm2 bis 8A/o'm2. vorzugsweise bei 0,1 A/dm2 bis 3A/dm2 und bei -2O0C bis +401C, vorzugsweise bei 0°C bis +19'C durchgeführt. Während die Ausgangsverbindungen in flüssigem Fluorwasserstoff gut löslich sind, die Lösungen haben gute elektrische Leitfähigkeit, sind die perfluorierten rVlorpholinderivate in flüssigem Fluorwasserstoff nicht löslich und scheiden sich als flüssige, spezifisch schwerero Bodenphase ab. Das erhaltene rohe Fluorierungsprodukt wird mit Bikarbonatlösung und destilliertem Wasser neutral gewaschen, zur woitoron Reinigung kann os mit 5 M KOH/Dibutylamin (1:1)5 Tage unter Rückfluß gekocht werden, neutral gewaschen, mit halbkonzentrierter Schwefelsäure behandelt und erneut neutral gewaschen werden. Das gereinigte Perfluorcarbongemisch kann destillativ getrennt werden bzw. mittels präparativer GLC (z. B. 20% Squalan auf Chromosorb W-HMDS) für die analytische Charakterisierung eine hochreine Probe gewonnen werden. Die Identifizierung der Perfluordimethylmorpholinderivate kann mittels MS, 19F-NMR sowie elementaranalytisch erfolgen.in which A is an alkyl radical having 2 to 8 carbon atoms or a 5- to 7-membered saturated, unsaturated or aromatic ring, it being also possible for a carbon atom to be replaced by an oxygen atom or by an alkylaminocide, B is methyl , The starting compounds may also already be partially fluorinated. The new N-substituted morphuline derivatives are inert and physiologically compatible compounds. In the form of aqueous emulsions they can be used for gastranoport in medicine (blood substitutes) and biology. The electrochemical fluorination is carried out in a Simons batch of nickel anodone in anhydrous liquid hydrogen fluoride boi 4.5V to 9V, preferably 5V to 8V, with current densities of 0.05A / dm 2 to 8A / o'm 2 . preferably at 0.1 A / dm 2 to 3A / dm 2 and at -2O 0 C to + 40 1 C, preferably carried out at 0 ° C to + 19'C. While the starting compounds are readily soluble in liquid hydrogen fluoride, the solutions have good electrical conductivity, the perfluorinated rVlorpholinderivate are not soluble in liquid hydrogen fluoride and deposit as a liquid, specifically schwerero soil phase. The resulting crude fluorination product is washed neutral with bicarbonate solution and distilled water, to woitoron cleaning os with 5 M KOH / dibutylamine (1: 1) refluxed for 5 days, washed neutral, treated with semi-concentrated sulfuric acid and washed neutral again. The purified perfluorocarbon mixture can be separated by distillation or a highly pure sample can be obtained by preparative GLC (eg 20% squalane on Chromosorb W-HMDS) for analytical characterization. The identification of the perfluorodimethylmorpholine derivatives can be carried out by means of MS, 19 F-NMR and elemental analysis.
AusfuhrungsbeispieiAusfuhrungsbeispiei
Die Erfindung soll nachstehend durch Beispiele näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail by examples.
98g (0,5 Mol) 4-Cyclohexyl-2,6-dimethylmorpholin werden in 0,61 wasserfreiem Fluorwasserstoff gelöst und an Nickelanoden (4,4 dm2) in einer Teflonzelle bei 5-8 V und O'C bis 5°C elektrofluorieri. Die Elektrofluorierung wurde nach 150 h abgebrochen, dor Zelleninhalt in ein Scheidegefäß überführt und die untere Phase abgetrennt. Die abgetrennte Perfluorcarbonphase wurde mit wäßriger Natr'umbicarhonatlösung neutralisiert, mit Wasser gewaschen und grob destilliert. Das Rohdestillat wurde mit 100ml 8 M KOH und 100 ml Dibutylamin versetzt und 2 Tage unter Rückfluß gekocht, danach wurde das Perfluorcarbon abgetrennt und die Behandlung mit Lauge und Amin wiederholt. Dann wurde das Perfluorcarbon mit verdünnter Schwefelsäure, Bicarbonat und Wasser gewaschen und destilliert, wobei die bei 150-1550C übergehende Fraktion gesondert aufgefangen wurde (37g). Nach Hochrsinigung mittels präparativer GLC (20% Fomblin 425 auf Chromosorb PAW) wurde durch MS und '9F-NMR die Verbindung als PerfluoM-cyclohexyi^.ß-dimethylmorpholin bestätigt (Ausbeute 12%).98 g (0.5 mol) of 4-cyclohexyl-2,6-dimethylmorpholine are dissolved in 0.61% anhydrous hydrogen fluoride and nickel anodes (4.4 dm 2 ) in a Teflon cell at 5-8 V and O'C to 5 ° C elektrofluorieri. The electrofluorination was stopped after 150 h, the cell contents were transferred to a separating vessel and the lower phase separated. The separated perfluorocarbon phase was neutralized with aqueous sodium bicaronate solution, washed with water and coarsely distilled. The crude distillate was treated with 100 ml of 8 M KOH and 100 ml of dibutylamine and refluxed for 2 days, after which the perfluorocarbon was separated off and the treatment was repeated with lye and amine. Then, the perfluorocarbon was washed with dilute sulfuric acid, bicarbonate and water and distilled to give the over at 150-155 0 C fraction was collected separately (37g). After purification by preparative GLC (20% Fomblin 425 on Chromosorb PAW), the compound was confirmed by MS and ' 9 F-NMR to be perfluoromycyclohexyl-β-dimethylmorpholine (yield 12%).
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DD86294311A DD275078A1 (en) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | PROCESS FOR PREPARING PERFLUORIZED N-SUBSTITUTED DIMETHYL MORPHOLINES |
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DD275078A1 true DD275078A1 (en) | 1990-01-10 |
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DD86294311A DD275078A1 (en) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | PROCESS FOR PREPARING PERFLUORIZED N-SUBSTITUTED DIMETHYL MORPHOLINES |
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