DE60027056T2

DE60027056T2 - Verfahren zur Herstellung aliphatischer Fluoroformiate

Info

Publication number: DE60027056T2
Application number: DE60027056T
Authority: DE
Inventors: Philippe Delabrouille; Denis Grenouillat; Jean-Pierre Senet; Gerard Sennyey
Original assignee: Isochem SAS
Current assignee: Isochem SAS
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2020-03-18
Also published as: WO2000059859A1; JP2003512297A; HUP0200712A2; ES2259126T3; EP1394145A1; DE60008710T2; FR2791669A1; AU3299900A; DE60027056D1; CA2369062A1; ATE321749T1; CN1210202C; KR20010105402A; CN1345299A; US6858751B1; EP1394145B1; EP1165483A1; AR035314A1; IL144809A0; HUP0200712A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aliphatischen Fluorformiaten durch Umsetzung von Alkoholen mit Carbonylfluorid. Sie betrifft insbesondere die Herstellung von Fluorformiaten mittels Carbonylfluorid, welches ausgehend von Phosgen erhalten wird.
Die Fluorformiate sind bekannte Verbindungen, die als Zwischenprodukte insbesondere für die Herstellung von Alkylfluoriden nützlich sind. Bestimmte sind besonders nützlich, um die Aminogruppe von Aminosäuren zu schützen.
Die Fluorformiate können durch Halogenaustausch ausgehend von den analogen Chlorformiaten hergestellt werden, indem man diese mit Kaliumfluorid reagieren lässt. Dieses Verfahren kann indessen nicht eingesetzt werden, wenn die Verbindungen instabil sind oder reaktive Funktionen oder Kohlenstoffatome in dem Molekül aufweisen.
Es wurden mehrere andere Verfahren zur Herstellung von Fluorformiaten vorgeschlagen, aber sie sind nicht vollständig zufrieden stellend. Gemäß einem der ältesten Verfahren, welches in dem französischen Patent Nr. 1 549 815 beschrieben wird, erfolgt die Herstellung von tert.-Butylfluorformiat, indem man Carbonylfluorchlorid oder Carbonylfluorbromid mit tert.-Butanol reagieren lässt, aber dieses Verfahren weist mehrere Nachteile auf. Carbonylfluorchlorid und -fluorbromid sind sehr schwierig herzustellen und folglich sehr wenig üblich. Die Temperatur zu Beginn der Reaktion muss sehr niedrig sein, bei ungefähr –70°C und dann muss ein komplexer Temperaturzyklus von –70°C bis 0°C ausgeführt werden, was sehr hohe Verfahrenskosten zur Folge hat. Das erhaltene Fluorformiat ist unrein aufgrund der gebildeten Nebenprodukte oder des nicht umgewandelten Ausgangsprodukts.
Gemäß einem anderen Verfahren wird die Umsetzung des Alkohols mit einer Mischung von Phosgen und von fluorierten Phosgenen in Gegenwart von Isobutylen und unter hohen Drücken ausgeführt, wie in dem Patent FR Nr. 2 010 922 beschrieben, aber dann sind besondere Einrichtungen erforderlich.
Gemäß dem Europäischen Patent Nr. 176 412 stellt man die Fluorformiate her, indem man ein alpha-chloriertes Carbonat mit einem Alkalimetallfluorid reagieren lässt, aber die Herstellung des Ausgangscarbonats erfordert ein zusätzliches Ausgangsmaterial und mehrere Schritte. Außerdem stellt die Umsetzung des Carbonats mit dem Fluorid das Fluorformiat mit einem Aldehyd, den man entfernen muss, her.
Es wurden Laborversuche zur Herstellung von Fluorformiaten ausgehend von Phosgen ausgeführt. Es wurde bei einer Temperatur von –78°C Phosgen mit Natriumfluorid in einem Lösemittel, welches in der Hauptsache Sulfolan umfasste, gemischt, dann ließ man die resultierenden Produkte mit Kaliumfluorid und dem Alkohol reagieren, aber die erhaltenen Ergebnisse konnten nicht reproduziert werden.
Es bestand folglich ein Bedarf an einem Verfahren zur Herstellung von aliphatischen Fluorformiaten, das einfach ist, reproduzierbar ist und erlaubt, die Fluorformiate mit guten Ausbeuten und einer guten Stabilität zu erhalten. Es wurde jetzt ein Verfahren entdeckt, das diese Merkmale aufweist.
Gemäß dem Verfahren der Erfindung lässt man Carbonylfluorid mit einem aliphatischen Alkohol in Gegenwart von Natriumfluorid, welches in Pulverform vorliegt, dessen Körner eine spezifische Oberfläche über oder gleich 0,1 m²/g aufweisen, in einem Lösemittel, welches unter den Ethern ausgewählt wird, bei einer Temperatur zwischen ungefähr –20°C und ungefähr 50°C eingeschlossen reagieren.
Der Begriff aliphatisch muss so verstanden werden, dass er die gesättigten oder nicht-gesättigten, substituierten oder nicht-substituierten, aliphatischen, cycloaliphatischen und araliphatischen Reste umfasst.
Das Verfahren ist besonders gut geeignet, um die tert.-Butyl-, Benzyl-, Adamantyl-, Fluorenylmethyl-, tert.-Amyl- oder Allylfluorformiate herzustellen.
Die dank dieses Verfahrens erhaltenen Ausbeuten an Fluortormiaten sind hervorragend. Der Umwandlungsgrad kann sich 100% annähern.
Die Menge von Carbonylfluorid, welche bezogen auf den Alkohol eingesetzt wird, beträgt vorzugsweise 1,1 bis 2 Mole pro Mol Alkohol und insbesondere 1,1 bis 1,5 Mol pro Mol.
Die Reaktion des Carbonylfluorids mit dem Alkohol erfolgt vorzugsweise in Gegenwart einer Menge nahe der Stöchiometrie und besser eines Überschusses von Natriumfluorid. Man setzt insbesondere eine Menge von 1,1 bis 2 Molen Natriumfluorid pro Mol Alkohol ein und noch mehr bevorzugt über 1,15 Mol pro Mol Alkohol.
Es wurde außerdem festgestellt, dass es zu bevorzugen ist, dass die Natriumfluoridkörner einen mittleren Durchmesser unter oder gleich 20 μm aufweisen. Die Körner haben vor zugsweise eine spezifische Oberfläche über oder gleich 0,1 m²/g und noch mehr bevorzugt gleichfalls einen mittleren Durchmesser unter oder gleich 20 μm.
Es wurde gleichfalls festgestellt, dass es zu bevorzugen ist, das Carbonylfluorid nach und nach mit dem Alkohol reagieren zu lassen und auch dieses zu dem Reaktionsmedium, welches den Alkohol enthält, zuzusetzen. Im Gegensatz dazu, was man erwarten könnte, bildet sich das symmetrische Carbonat, ein Nebenprodukt der Reaktion, nicht, was überraschend ist, da es zu Beginn der Reaktion einen Mangel an Carbonylfluorid bezogen auf den Alkohol gibt.
Die Ether, die als Lösemittel bei der Umsetzung des Carbonylfluorids mit dem Alkohol eingesetzt werden, sind cyclisch oder nicht und sind beispielsweise tert.-Butylmethylether, Dioxan, Tetrahydrofuran, 2-Methyltetrahydrofuran, Dibenzylether, die Dimethylether von Ethylenglycol oder Polyethylenglycol (Glymes). Dimethoxyethan und Tetraethylenglycoldimethylether sind besonders gut geeignet.
Die Lösemittelmenge für diese Umsetzung beträgt im Allgemeinen 1 bis 3 l Lösemittel pro Kilogramm zu erhaltendes Fluorformiat.
Die Temperatur der Umsetzung liegt ihrerseits bevorzugt zwischen ungefähr –5° und 40°C eingeschlossen.
Es ist vorzuziehen, die Umsetzung mit wasserfreien Verbindungen und unter wasserfreien Bedingungen auszuführen.
Es wurde darüber hinaus festgestellt, dass es im Gegensatz zu den Angaben des Standes der Technik wichtig ist, um die besten Ergebnisse und insbesondere hervorragende Ausbeuten zu erhalten, dass das Carbonylfluorid von sehr großer Reinheit ist und insbesondere praktisch frei von chlorierten Verbindungen, wie insbesondere Phosgen und Carbonylfluorchlorid (COFCl), ist.
Das Carbonylfluorid von sehr großer Reinheit wird insbesondere erhalten, indem man Phosgen, Diphosgen oder Triphosgen oder eine von deren Mischungen mit einem Überschuss von Natriumfluorid in Pulverform, dessen Körner eine spezifische Oberfläche über oder gleich 0,1 m²/g und/oder einen mittleren Durchmesser unter oder gleich 20 μm aufweisen, in einem Lösemittel, welches unter den polaren und aprotischen Lösemitteln ausgewählt wird, bei einer Temperatur zwischen ungefähr 25°C und ungefähr 120°C eingeschlossen reagie ren lässt und dann die vorhandenen Gase durch einen Kondensator, dessen Temperatur zwischen ungefähr 0°C und ungefähr –50°C eingeschlossen liegt, hindurchleitet.
Indem man das Verfahren zur Herstellung von Carbonylfluorid mit der Gesamtheit dieser Bedingungen ausführt, erhält man am Ausgang aus dem Kondensator Carbonylfluorid mit einer sehr hohen Reinheit, welches kein Carbonylfluorchlorid und praktisch kein Phosgen enthält.
Die Abwesenheit dieser beiden Gase ist besonders interessant, denn man vermeidet so die Bildung von Chlorformiaten als Nebenprodukte, was zuvor eine Verringerung der erhaltenen Ausbeuten an Fluorformiaten zur Folge gehabt hätte. Außerdem sind die Chlorformiate sehr instabile Verbindungen und man vermeidet so die Risiken einer heftigen Zersetzung.
Die Merkmale des Natriumfluoridpulvers sind für eine gute Ausführung dieses Verfahrens wichtig. Es wurde tatsächlich festgestellt, dass, wenn die Natriumfluoridkörner die zuvor beschriebenen Merkmale nicht aufweisen, die Reinheit des Carbonylfluorids deutlich weniger hoch ist und die Ausbeuten an Carbonylfluorid und an Fluorformiaten deutlich niedriger sind.
Die Natriumfluoridkörner haben vorzugsweise eine spezifische Oberfläche über 0,1 m²/g und noch mehr bevorzugt gleichfalls einen mittleren Durchmesser unter 20 μm.
Das Natriumfluoridpulver muss im Überschuss bezogen auf das Phosgen vorliegen. Man setzt bevorzugt eine Menge von 3 bis 5 Molen Natriumfluorid pro Mol Phosgen ein.
Das Lösemittel, welches selbstverständlich gegenüber den Reagenzien inert ist, wird unter den Lösemitteln ausgewählt, die aprotisch und polar sind, d.h. den Lösemitteln, deren Dielektrizitätskonstante über 10 und vorzugsweise über 20 liegt. Die aliphatischen Nitrile sind gut geeignet. Man setzt bevorzugt Acetonitril ein.
Die Temperatur des Reaktionsmediums liegt bevorzugt zwischen ungefähr 35° und 80°C eingeschlossen. Die Temperatur des Kondensators liegt ihrerseits insbesondere zwischen ungefähr –20°C und –40°C eingeschlossen.
Das Phosgen und/oder seine Vorstufen werden dem Reaktionsmedium vorzugsweise nach und nach zugesetzt. Phosgen wird im Allgemeinen in gasförmiger Form verwendet. Es kann auch in Form einer Lösung in dem Lösemittel zugesetzt werden.
Diphosgen oder Triphosgen werden im Allgemeinen in flüssiger Phase, gegebenenfalls in Lösung in dem Lösemittel, in ausreichenden Mengen, um die gewünschte Menge Phosgen zu ergeben, zugesetzt.
Die Umsetzung wird bevorzugt mit wasserfreien Verbindungen und unter wasserfreien Bedingungen ausgeführt.
Das am Ausgang des Kondensators erhaltene Carbonylfluorid enthält kein Carbonylfluorchlorid. Es enthält verschwindend kleine Mengen Phosgen. Seine durch Chromatographie in der Gasphase bestimmte Reinheit liegt zumeist über 99% und seine Ausbeute liegt im Allgemeinen über 95%.
Dieses Carbonylfluorid kann direkt eingesetzt werden, um die Fluorformiate herzustellen, und es wird bevorzugt in dem gleichen Maße, wie seine Bildung erfolgt, umgesetzt. Die Reaktion des Phosgens mit dem Natriumfluorid wird dann in einem ersten Reaktor bei einer Temperatur von vorzugsweise zwischen ungefähr 35°C und 80°C eingeschlossen ausgeführt. Man setzt eine bezogen auf den Alkohol, den man umzuwandeln wünscht, zumindest stöchiometrische Phosgen-Menge ein und bevorzugt 1,1 bis 2 Mole Phosgen pro Mol Alkohol.
Die Menge von Natriumfluorid, welche man mit dem Phosgen umsetzt, beträgt in diesem Falle bevorzugt 3 bis 6 Mole pro Mol umzuwandelndem Alkohol und die Lösemittelmenge beträgt für diese erste Reaktion im Allgemeinen 0,3 bis 0,6 l pro Mol Alkohol.
Die Gase, die aus dem Reaktionsmedium austreten, durchströmen den Kondensator und werden in dem gleichen Maße in die Lösung des Alkohols, die in dem zweiten Reaktor enthalten ist, eingespeist.
Die Temperatur des Kondensators liegt vorzugsweise zwischen ungefähr –20°C und –40°C eingeschlossen. Die durch den Kondensator kondensierten Flüssigkeiten werden im Allgemeinen in den ersten Reaktor zurückgeführt.
Das in dem zweiten Reaktor eingesetzte Natriumfluorid ist bevorzugt ein Natriumfluorid, welches die gleichen Merkmale aufweist wie jenes, das in dem ersten Reaktor eingesetzt wird.
Dieses bevorzugte Verfahren zur Herstellung von Fluorformiaten weist große Vorteile auf. Die Manipulationen werden verringert. Das Verfahren ist wirtschaftlicher und einfacher. Die Ausbeuten sind hervorragend und nahe 100%.
Das Verfahren ausgehend von Phosgen dauert im Allgemeinen einige Stunden. Wenn die Reaktion beendet ist, trennt man die Fluorformiat-Lösung von dem Reaktionsmedium ab, im Allgemeinen durch Filtration.
Um das Fluorformiat noch reiner zu erhalten, kann man dieses mit einem Alkalimetallfluorid, vorzugsweise mit Natriumfluorid und insbesondere mit den gleichen granulometrischen Eigenschaften, die zuvor beschrieben wurden, behandeln. Man führt diese Behandlung im Allgemeinen mit dem in Lösung befindlichen Fluorformiat aus. Man kann die Reinigung noch perfektionieren, indem man eine Destillation ausführt.
Es wurde gleichfalls ein Mittel gefunden, um die Fluorformiate, die bei Umgebungstemperatur, im Allgemeinen ungefähr 20°C, fest sind, sehr rein in kristallisierter Form zu erhalten. Dafür setzt man zu der Fluorformiat-Lösung eine Verbindung zu, die das Fluorformiat nicht löst, welche unter den aprotischen, nicht-polaren Lösemitteln, insbesondere mit einer Dielektrizitätskonstante unter 10 ausgewählt wird und vorzugsweise unter den Alkanen, wie Pentan, Hexan, Heptan und insbesondere ISOPAR G oder ESSENCE G, ausgewählt wird, und man kühlt dann die Lösung ab, um das Fluorformiat ausfallen zu lassen. Seine durch Analysen bestimmte Reinheit liegt dann im Allgemeinen über 99%.
Es kann interessant sein, die Fluorformiate, die im Allgemeinen instabil sind, in Lösung aufzubewahren. Es ist entdeckt worden, dass man die Stabilität der Fluorformiate in Lösung beträchtlich verbessern könnte, wenn man zu der Lösung, die man aufzubewahren wünscht, ungefähr 1 bis 3 Gew.-% Dimethylformamid bezogen auf das Fluorformiat zusetzt. Man kann so diese Lösung mehrere Monate aufbewahren.
Das in Lösung befindliche Fluorformiat kann direkt eingesetzt werden, um andere Umsetzungen, wie beispielsweise die Umsetzung mit Aminosäuren, auszuführen.
Das Verfahren wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.
Sofern nicht anders angegeben, werden in diesen Beispielen die Umsetzungen zur Herstellung der Fluorformiate und von Carbonylfluorid mit Verbindungen, Apparaturen und unter Bedingungen, die wasserfrei sind, ausgeführt.
BEISPIEL 1: Herstellung von tert.-Butylfluorformiat mit Herstellung von Carbonylfluorid
In einem ersten Reaktor legt man 189 g (4,5 Mol) Natriumfluorid in Pulverform, dessen Körner einen mittleren Durchmesser von 8,6 μm und eine spezifische Oberfläche von 0,27 m²/g aufweisen, und 340 ml Acetonitril vor. Auf diesen ersten Reaktor wird ein bei –30°C gehaltener Kondensator aufgesetzt, der mit einem zweiten Reaktor verbunden ist, in welchem 74 g (1 Mol) tert.-Butanol und 49 g (1,17 Mol) Natriumfluorid mit den gleichen Merkmalen wie zuvor und 150 ml Tetraglyme (Tetraethylenglycoldimethylether) vorgelegt worden sind; die beiden Reaktoren sind mit einem Rührsystem ausgestattet. Man erwärmt den ersten Reaktor auf eine Temperatur von 50°C und die Temperatur des zweiten Reaktors wird bei ungefähr +5°C gehalten. Man speist in das Lösemittelmedium nach und nach im Verlauf von ungefähr 4 h 148,5 g (1,5 Mol) gasförmiges Phosgen ein. Man analysiert die Gase beim Austritt aus dem Kondensator durch Gaschromatographie und Massenspektroskopie. Man findet keine Spur von Carbonylfluorchlorid und nur Spuren von Phosgen in einer Menge unter 0,1 Masse-%. Die Reinheit des Carbonylfluorids liegt über 99%. Die durch Analyse der zurückbleibenden Salze bestimmte Ausbeute beträgt 98%.
Nachdem die Herstellung von tert.-Butylfluorformiat beendet ist, werden die Gase durch einen Stickstoffstrom entfernt. Der Inhalt des zweiten Reaktors wird filtriert und der Kuchen wird mit einigen Millilitern Tetraglyme gespült.
Durch ¹H-NMR-Analyse stellt man fest, dass die Umwandlung zu tert.-Butylfluorformiat 100% beträgt.
BEISPIEL 2: Herstellung von tert.-Butylfluorformiat
Für dieses Beispiel setzt man reinstes Carbonylfluorid, welches in Stahlflaschen und unter Druck stehend von der Firma Union Carbide vertrieben wird, ein.
Man verbindet diese Flasche mit einem Reaktor des gleichen Typs wie der zweite Reaktor des vorangegangenen Beispiels, der die gleichen Mengen von Verbindungen mit den gleichen Merkmalen enthält, und man arbeitet unter den gleichen Bedingungen. Man speist nach und nach 1 Mol Carbonylfluorid ein.
Man stellt fest, dass die Umwandlung (bestimmt durch ¹H-NMR-Analyse) zu tert.-Butylfluorformiat dann 93% beträgt.
BEISPIEL 3: Herstellung von tert.-Butylfluorformiat
In einem ersten Reaktor legt man 30 g (0,7 Mol) Natriumfluorid, dessen Körner einen mittleren Durchmesser von 15 μm und eine spezifische Oberfläche von 0,2 m²/g aufweisen, und 76 ml Acetonitril vor und in einem zweiten Reaktor legt man 11,1 g (0,15 Mol) tert.-Butanol, 11 g (0,26 Mol) Natriumfluorid mit den gleichen Merkmalen wie jenen der ersten Reaktors und 25 ml Monoglyme (Dimethoxyethan) vor. Die beiden Reaktoren sind, wie zuvor, durch das Zwischenglied eines bei –30°C befindlichen Kondensators verbunden. Man erwärmt den ersten Reaktor auf eine Temperatur von 55° bis 60°C und man hält den zweiten Reaktor bei einer Temperatur von 20° bis 25°C. Man speist in das Reaktionsmedium im Verlauf von 3 Stunden 18,5 g (0,19 Mol) gasförmiges Phosgen ein. Nachdem die Umsetzung beendet ist, lässt man einen Stickstoffstrom hindurchströmen. Man filtriert die aus dem zweiten Reaktor stammende Reaktionsmischung durch eine Filterhilfsschicht aus Natriumfluorid mit den gleichen Merkmalen. Man spült den Kuchen mit einigen Millilitern Monoglyme. Man gewinnt so das tert.-Butylfluorformiat in Lösung in Monoglyme. Die erhaltene Menge dieses Fluorformiats, bestimmt durch chromatographische Analyse in der Gasphase, beträgt 18 g, was einer Ausbeute von 100% entspricht. Man setzt zu dieser Lösung 0,36 g Dimethylformamid zu. Die Lösung konnte 6 Monate bei einer Temperatur zwischen 0° und 5°C aufbewahrt werden.
BEISPIEL 4: Herstellung von tert.-Butylfluorformiat
In dem ersten Reaktor legt man 75,6 g (1,8 Mol) Natriumfluorid, dessen Körner einen mittleren Durchmesser von 12 μm und eine spezifische Oberfläche von 0,23 m²/g haben, und 100 m Acetonitril vor. In dem zweiten Reaktor legt man 22,2 g (0,3 Mol) tert.-Butanol, 14,7 g (0,35 Mol) Natriumfluorid, welches identisch mit jenem des ersten Reaktors ist, und 40 ml Tetraglyme vor. Man erwärmt den ersten Reaktor auf 80°C, man hält die Temperatur des Kondensators bei –30°C und die Temperatur des zweiten Reaktors bei 5°C. Man speist in weniger als einer Stunde in den ersten Reaktor 44,6 g (0,15 Mol) Triphosgen in 100 ml Acetonitril ein. Man lässt zwei Stunden reagieren und man bestimmt das gebildete Fluorformiat quantitativ durch ¹H-NMR. Die Umwandlung zu tert.-Butylfluorformiat beträgt 100%.
In einem anderen Versuch wurde das Triphosgen durch eine äquivalente Menge Diphosgen ersetzt. Die erhaltenen Ergebnisse sind identisch.
BEISPIEL 5: Herstellung von Benzylfluorformiat
Man geht vor wie in Beispiel 1 mit 168 g (4 Mol) Natriumfluorid in Pulverform, welches die gleichen Merkmale, wie in Beispiel 1 beschrieben, aufweist, und 320 ml Acetonitril in dem ersten Reaktor und 108 g (1 Mol) Benzylalkohol, 50,5 g (1,2 Mol) Natriumfluorid mit dem gleichen Merkmalen wie zuvor und 150 g Dimethoxyethan in dem zweiten Reaktor.
Nach Einspeisen von 120 g Phosgen, Entgasung und Filtration der in dem zweiten Reaktor enthaltenen Suspension entfernt man das Lösemittel durch Verdampfen unter verringertem Druck, dann führt man eine fraktionierte Destillation aus. Man erhält so 137 g Benzylfluorformiat (Ausbeute 89%), eine farblose Flüssigkeit, deren Merkmale die Folgenden sind:
Siedepunkt: 64°C, 533 Pa (4 mm Hg),
¹H-NMR (CCl₄) δ: 7,42 (s, 5H), 5,25 (s, 2H).
BEISPIEL 6: Herstellung von 1-Adamantylfluorformiat
Man geht wie in dem vorangegangenen Beispiel vor, wobei das eingesetzte Natriumfluorid identisch ist, aber mit 84 g (2 Mole) Natriumfluorid und 170 g Acetonitril in dem ersten Reaktor und 76 g (0,5 Mol) 1-Adamantanol, 25 g (0,6 Mol) Natriumfluorid sowie 100 g Dimethoxyethan in dem zweiten Reaktor.
Nach Einspeisen von 62 g Phosgen, Entgasung und Filtration der in dem zweiten Reaktor enthaltenen Suspension entfernt man das Lösemittel durch Verdampfen bei 45°C unter 0,1 mm Hg. Man gewinnt so 90 g (Ausbeute 91%) 1-Adamantylfluorformiat, ein festes Produkt, mit den folgenden Merkmalen:
Schmelzpunkt: 32°–33°C,
IR-Spektrum: 1830 cm^–1.
BEISPIEL 7: Herstellung von 9-Fluorenylmethylfluorformiat (Fmoc-F)
Man geht wie in Beispiel 1 vor, aber mit Natriumfluorid, dessen Körner einen mittleren Durchmesser von 9,5 μm und eine spezifische Oberfläche von 0,25 m²/g aufweisen.
Der erste Reaktor enthält 160 g (3,8 Mole) Natriumfluorid und 310 ml Acetonitril und der zweite Reaktor 196 g (1 Mol) 99,5%-iges (HPLC) 9-Fluorenylmethanol, 50 g (1,19 Mol) Natriumfluorid und 340 g Dimethoxyethan. Nach Einspeisen von 120 g Phosgen in den ersten Reaktor, Entgasung und Filtration des Inhalts des zweiten Reaktors erhält man ungefähr 570 g einer klaren Lösung von hellkastanienbrauner Farbe. Die Umwandlung zu Fmoc-F (bestimmt durch ¹H-NMR-Analyse) beträgt 100%.
Man setzt zu 200 g dieser auf 50°C erwärmten Lösung 200 ml gleichfalls auf 50°C erwärmtes Isopar G zu und man konzentriert das Ganze bis auf 220 ml auf, indem die Temperatur stets über 30°C gehalten wird. Man filtriert dann durch Celite bei einer Temperatur, die stets über 30°C liegt, man spült den Kuchen mit 50 ml Benzin G („essence G") bei einer Temperatur über 30°C. Man kühlt dann das Filtrat langsam auf 0°C ab, man filtriert die erhaltenen Kristalle ab, man spült zweimal mit Benzin G bei 0°C (100 ml und 50 ml). Nach Trocknung bei 20°–30°C erhält man 58,5 g (Gesamtausbeute 69%) eines kristallisierten weißen Produkts mit einem Schmelzpunkt von 41°C und mit einem Fmoc-F-Gehalt über 99% (bestimmt durch HPLC-Analyse).
Vergleichsbeispiel: Herstellung von tert.-Butylfluorformiat
Man geht vor wie in Beispiel 1, aber unter Verwendung eines Natriumfluorids in Pulverform, dessen Körner eine spezifische Oberfläche von 0,09 m²/g aufweisen.
Die Umwandlung (bestimmt durch ¹H-NMR-Analyse) zu tert.-Butylfluorformiat beträgt nur 40%.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines aliphatischen Fluorformiats ausgehend von einem aliphatischen Alkohol, dadurch gekennzeichnet, dass man Carbonylfluorid mit dem aliphatischen Alkohol reagieren lässt in einem Lösemittel, welches unter den Ethern ausgewählt wird, bei einer Temperatur zwischen –20° und 50°C eingeschlossen in Gegenwart von Natriumfluorid, welches in Form von Pulver, dessen Körner eine spezifische Oberfläche über oder gleich 0,1 m²/g aufweisen, vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Natriumfluoridkörner einen mittleren Durchmesser unter oder gleich 20 μm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Carbonylfluorid dem Reaktionsmedium, welches den Alkohol enthält, nach und nach zugesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Menge von Carbonylfluorid 1,1 bis 2 Mole pro Mol Alkohol beträgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Carbonylfluorid erhalten wird durch Umsetzung von Phosgen, von Diphosgen oder von Triphosgen oder von einer von deren Mischungen mit einem Überschuss von Natriumfluorid in Form von Pulver, dessen Körner eine spezifische Oberfläche über oder gleich 0,1 m²/g und/oder einen mittleren Durchmesser unter oder gleich 20 μm aufweisen, in einem Lösemittel, welches unter den polaren und aprotischen Lösemitteln ausgewählt wird, bei einer Temperatur zwischen 25° und 120°C eingeschlossen und nach Durchleiten der vorhandenen Gase durch einen Kondensator, dessen Temperatur zwischen 0° und –50°C eingeschlossen liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Natriumfluoridkörner eine spezifische Oberfläche über oder gleich 0,1 m²/g aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Natriumfluoridkörner einen mittleren Durchmesser unter oder gleich 20 μm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass man Phosgen mit dem Natriumfluorid reagieren lässt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge von Natriumfluorid, welche man mit dem Phosgen reagieren lässt, 3 bis 5 Mole pro Mol Phosgen beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Phosgen und/oder dessen Vorstufen nach und nach eingespeist werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel Acetonitril ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Kondensator kondensierten Flüssigkeiten in das Reaktionsmedium zurückgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge von Natriumfluorid, welche während der Umsetzung des Alkohols mit dem Carbonylfluorid eingesetzt wird, zwischen 1,1 und 2 Molen pro Mol des Alkohols eingeschlossen liegt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Umsetzung des Alkohols mit dem Carbonylfluorid das Lösemittel ausgewählt wird unter tert.-Butylmethylether, Dioxan, Tetrahydrofuran, 2-Methyltetrahydrofuran, Dibenzylether, den Dimethylethern von Ethylenglycol oder von Polyethylenglycol.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das erhaltene Fluorformiat reinigt, indem man dieses mit einem Alkalimetallfluorid behandelt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man der Lösung des Fluorformiats 1 bis 3 Gew.-% Dimethylformamid zusetzt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das Fluorformiat gewinnt, wenn es ein Feststoff ist, in kristallisierter Form, indem man der Lösung des Fluorformiats eine Verbindung zusetzt, die das Fluorformiat nicht löst, welche ausgewählt wird unter den aprotischen, nicht-polaren Lösemitteln, und man dann das Fluorformiat präzipitieren lässt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Verbindungen und unter Bedingungen, welche wasserfrei sind, arbeitet.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aliphatische Alkohol ausgewählt wird aus der Gruppe, welche tert.-Butanol, Benzylalkohol, Adamentanol, Fluorenylmethanol, tert.-Amylalkohol und Allylalkohol umfasst.