DE60118098T2 - Verfahren zur aufreinigung von fluormethyl-hexafluorisopropyl-ether - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufreinigung von Fluormethylhexafluorisopropylether der Formel CH2FOCH(CF3)2, der anästhetische Eigenschaften aufweist und als "Sevofluran" bekannt ist.
  • Sevofluran kann bekanntlich durch Umsetzung von Formaldehyd, Fluorwasserstoff und Hexafluorisopropylalkohol (CF3)2CHOH(HFIP) hergestellt werden. Auch die Herstellung von Sevofluran aus Bis(fluormethyl)ether und Hexafluorisopropylalkohol ist bekannt. US 4,250,334 beschreibt ein Verfahren, wobei Hexafluorisopropylalkohol einem Gemisch eines stöchiometrischen Überschusses von Paraformaldehyd und Fluorwasserstoff zuzüglich von ausreichend Schwefelsäure zur Sequestrierung des größten Teils des gebildeten Wassers zugesetzt wird. WO97/25303 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Sevofluran, wobei im Wesentlichen reiner Bis(fluormethyl)ether mit Hexafluorisopropylalkohol umgesetzt wird. Aufgrund der chemischen Struktur von Sevofluran wird HFIP typischerweise als Reaktante zur Bereitstellung der Hexafluorpropylgruppierung in Sevofluran eingesetzt.
  • Bei der Herstellung von Sevofluran kann in dem Reaktionsgemisch allerdings nicht umgesetztes HFIP vorhanden sein. Die Entfernung von HFIP aus Sevofluran, das für medizinische Zwecke typischerweise mit hohem Reinheitsgrad hergestellt werden muss, ist notwendig. Die Siedepunkte von HFIP und Sevofluran sind ähnlich, und die herkömmliche Trennung durch Destillation stellt keine attraktive Wahl dar, da HFIP und Sevofluran möglicherweise immer noch miteinander als Azeotrop destillieren. Andere Verfahren zur Auftrennung dieser Materialien, beispielsweise Waschen mit Wasser, wurden bereits entwickelt. Solche Verfahren sind typischerweise nicht besonders wirksam und sind kostenintensiv.
  • WO 99/44978 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von HFIP aus rohem Sevofluran, das den Einsatz eines wässrigen alkalischen Waschens und mehrerer Verfahrenschritte umfasst, wodurch somit Komplexität in das Reinigungsverfahren eingebracht wird, was die Kosten erhöht und ein hohes Maß an Verfahrenskontrolle erfordert.
  • Es wurde nun gefunden, dass die bei der Entfernung von nicht umgesetztem HFIP aus Sevofluran angetroffenen Schwierigkeiten unter Verwendung eines Modifizierers, der selektiv mit HFIP wechselwirkt und die Reinigung von Sevofluran durch Destillation erlaubt, vermindert oder vermieden werden können.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Reinigung von Fluormethylhexafluorisopropylether bereitgestellt, umfassend das Kontaktieren einer rohen Zusammensetzung, die Fluormethylhexafluorisopropylether und Hexafluorisopropylalkohol umfasst, mit einem Modifizierer, der eine Substanz, die in der Lage ist, Elektronen an HFIP abzugeben, oder eine Substanz, die in der Lage ist, bevorzugt mit HFIP zu binden, umfasst, in dessen Gegenwart der Dampfdruck des Ethers und/oder des Alkohols modifiziert wird, wodurch die Differenz im Dampfdruck des Ethers und des Alkohols relativ zu der Differenz im Dampfdruck des Ethers und des Alkohols in Abwesenheit des Modifizierer zunimmt, und das Abtrennen des Ethers von dem Alkohol durch Erhitzen des Gemisches, das den Modifizierer und die rohe Zusammensetzung umfasst, zur Bewirkung der Destillation des Ethers oder des Alkohols umfasst.
  • Vorzugsweise besitzt der Modifizierer die Wirkung, dass er den Dampfdruck von HFIP im größeren Maße reduziert als er denjenigen von Sevofluran reduziert, so dass es möglich ist, dass das Sevofluran von der rohen Zusammensetzung abdestilliert wird. Obwohl ein Modifizierer, der vorzugsweise den Dampfdruck von Sevofluran reduziert und somit die Entfernung von HFIP durch Destillation gestatten würde, eingesetzt werden könnte, müsste Sevofluran immer noch aus der rohen Zusammensetzung entfernt werden.
  • Zweckmäßigerweise umfasst der Modifizierer eine funktionelle Gruppe, die vorzugsweise mit HFIP statt mit Sevofluran wechselwirkt, und eine Substanz, die in der Lage ist, Elektronen an HFIP abzugeben, oder eine Substanz, die zum bevorzugten Binden, beispielsweise über Wasserstoffbrückenbindung, an HFIP in der Lage ist. Vorzugsweise umfasst der Modifizierer Ammoniak und/oder ein Amin. Geeignete Amine umfassen primäre Amine, sekundäre und tertiäre Amine. Quaternäre Amine können ebenfalls eingesetzt werden. Das Amin kann aliphatisch, beispielsweise Diethylamin, Hexylamin und Dodecylamin und insbesondere Tributylamin und Tripentylamin; aromatisch, beispielsweise Anilin und Pyridin; oder alicyclisch, beispielsweise Piperidin, sein. Das Amin kann gesättigt oder ungesättigt, beispielsweise Melamin, sein. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Modifizierer aus aliphatischen Aminen, beispielsweise Tributylamin und aromatischen Aminen, beispielsweise Anilin, ausgewählt.
  • Weitere geeignete Modifizierer umfassen Aminderivate von hier zuvor angegebenen Aminen, Amiden, Amidinen und Alkoholen, einschließlich von primären, sekundären und/oder tertiären Verbindungen aus diesen Gruppen. Der Modifizierer kann zwei oder mehrere verschiedene funktionelle Gruppen, beispielsweise Amin-, Amidin-, Amid-, Carbonyl-, Hydroxyl-, Thiol- und Halogengruppen, enthalten und kann die Entfernung von zusätzlichen Komponenten zu HFIP aus der rohen Zusammensetzung, beispielsweise von BFME, in günstiger Weise unterstützen. Falls gewünscht, kann der Modifizierer zur Leichtigkeit und Wirksamkeit des Kontakts mit der rohen Sevofluran-Zusammensetzung auf einem Träger, beispielsweise einem funktionalisierten Harz, bereitgestellt werden.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Modifizierer ein unsubstituiertes tertiäres Alkylamin.
  • Der Modifizierer kann ein substituiertes Amin, vorzugsweise ein Hydroxyalkylamin und/oder ein halogeniertes Alkylamin, beispielsweise ein fluoriertes Amin, umfassen. Der Modifizierer kann auch ein Aminhydrofluorid, insbesondere ein Aminhydrofluorid mit 2 bis 10 mol Fluorwasserstoff pro mol Amin umfassen. Enthält der Modifizierer eine Alkylgruppe, enthält die Alkylgruppe vorzugsweise 3 bis 12 Kohlenstoffatome, beispielsweise Butyl.
  • Zweckmäßigerweise weist der Modifizierer relativ zu Sevofluran einen hohen Siedepunkt auf, so dass die Konzentration des Modifizierers in dem gereinigten Sevofluran herabgesetzt oder seine Gegenwart vollkommen vermieden wird. Modifizierer, insbesondere Amine mit relativ hohem Siedepunkt, sind besonders bevorzugt, und erwünschterweise weist der Modifizierer einen Siedepunkt von mindestens 100 °C und insbesondere mindestens 150 °C auf, so dass der Nachteil unerwünschter Gerüche, die in dem Sevofluran vorhanden sind, vermindert wird.
  • Zusätzlichen Komponenten zu HFIP in der rohen Zusammensetzung, beispielsweise Fluorwasserstoff und BFME, können durch Kontakt mit dem Modifizierer von der Zusammensetzung abgetrennt werden. Falls vorhanden, können zusätzliche Komponenten zu HFIP in der rohen Zusammensetzung durch physikalische Verfahren, beispielsweise Destillation aufgrund unterschiedlicher Dampfdrücke zwischen der zusätzlichen Komponente und Sevofluran oder durch chemische Umsetzung, so dass die zusätzliche Komponente modifiziert und die Trennung von Sevofluran einfacher gemacht wird, von Sevofluran abgetrennt werden. Beispielsweise kann in dem Modifizierer zweck mäßigerweise eine alkoholische Gruppe eingeschlossen sein, um die Reaktion mit BFME zu beschleunigen, und so die Entfernung von BFME oder von Material, das aus der Umsetzung von BFME stammt, aus Sevofluran ermöglicht wird.
  • Der Modifizierer kann mit der rohen Zusammensetzung in einem Molverhältnis von Modifizierer zu Sevofluran oder HFIP von mindestens 0,1:1, vorzugsweise von mindestens 0,5:1 und insbesondere von mindestens 1:1 zusammengebracht werden. Erwünschterweise beträgt das Molverhältnis des Modifizierers zu Sevofluran oder HFIP zweckmäßigerweise nicht mehr als 3:1. Wo beide vorhanden sind muss das Verhältnis auf der Gesamtmenge von Sevofluran und HFIP berechnet werden.
  • Die rohe Sevofluranzusammensetzung und der Modifizierer können in der flüssigen Phase oder in der Gasphase zusammengebracht werden. Befindet sich Sevofluran in der flüssigen Phase, kann der Druck in der Kontaktierstufe so geregelt werden, dass der Siedepunkt von Sevofluran kontrolliert wird. Der Modifizierer und die rohe Sevofluranzusammensetzung können in einer herkömmlichen Anlage kontaktiert werden, einschließlich eines Rührmischtanks, eines statischen Inline-Durchflussmischers, eines Strahlmischers und Venturi-Eduktoren. In Abhängigkeit von dem Verfahrensaufbau kann das Gerät zum Zusammenbringen der rohen Sevofluran-Zusammensetzung und des Modifizierers ein Wärmeaustauschergerät zur Bewirkung des Wärmeaustausches zu oder aus dem Gemisch umfassen.
  • Die rohe Sevofluran-Zusammensetzung kann in der Dampfphase vorliegen und mit dem Modifizierer kontaktiert werden. Ein zum Gas-Flüssigphasen-Kontakt geeignetes Gerät kann eingesetzt werden, beispielsweise eine Blasensäule, eine Destillationssäule, eine Absorptionssäule und ein Fallfilmabsorptionsgerät. Zweckmäßigerweise kann das Gerät so ausgelegt sein, dass der Wärmeaustausch zu einem externen Wärmeaustauschermedium bereitgestellt wird.
  • Beim Abtrennen von Sevofluran von HFIP verbleibt der Modifizierer zweckmäßigerweise mit HFIP zusammen, und Sevofluran wird aus dem Gemisch der rohen Zusammensetzung und des Modifizierers verdampft. Vorzugsweise wird die Kombination von HFIP und Modifizierer der Regenerierung unterzogen, um erwünschter Weise das reine HFIP zu erhalten. Zweckmäßigerweise wird das gereinigte HFIP zur Wiederverwendung als Zufuhrmaterial bei der Herstellung der rohen Zusammensetzung zu dem stromaufwärts gelegenen Teil des Verfahrens recycelt.
  • Um den Modifizierer anschließend aus dem Sevofluran oder HFIP zu entfernen, kann eine Säure angewandt werden. Geeignete Säuren umfassen Brönstedsäuren, beispielsweise Schwefelsäure, Fluorwasserstoffsäure, Phosphorsäure, Chlorwasserstoffsäure, Trifluormethansulfonsäure und Fluorsulfonsäure, zweckmäßigerweise in flüssiger Form oder als Träger-gebundenes Harz, saure Adsorbentien und organische Säuren, beispielsweise Essigsäure und Citronensäure. Der Modifizierer kann auch durch herkömmliche Techniken, einschließlich Destillation, Verdampfung und Kondensation, entfernt werden. Vorzugsweise besitzt der Modifizierer einen Dampfdruck, der relativ zu demjenigen von HFIP niedrig ist. HFIP kann durch Destillation gegebenenfalls unter vermindertem Druck aus dem Modifizierer entfernt werden, so dass der Modifizierer in gereinigter Form erhalten wird. Sodann kann der Modifizierer aus dem Verfahren zum Kontakt mit der rohen Sevofluran-Zusammensetzung recycelt werden. Falls gewünscht, können Modifizierer und HFIP über eine Vielzahl von Schritten getrennt werden, so dass die Temperaturunterschiede über jeden Teil des Trenngerätes vermindert werden. Eine herkömmliche Trennvorrichtung, beispielsweise Bayonettrohrverdampfer, Fallfilmwärmeaustauscher und Kesselboiler kann nach Wunsch eingesetzt werden.
  • Die rohe Sevofluran-Zusammensetzung kann auf jedem bekannten Weg, einschließlich der Verwendung von HFIP, hergestellt werden. Vorzugsweise wird das gereinigte Sevofluran durch ein Verfahren hergestellt, das die gemeinsame Umsetzung von BFME und HFIP, optimalerweise in Gegenwart einer Säure, vorzugsweise einer Lewissäure oder Brönstedsäure, beispielsweise Schwefelsäure, um eine rohe Zusammensetzung herzustellen, die Fluormethylhexafluorisopropylether und nicht umgesetztes HFIP umfasst, Mischen der rohen Zusammensetzung mit einem Modifizierer und Destillieren des Gemisches, so dass aus der rohen Zusammensetzung Fluormethylhexafluorisopropylether gewonnen wird, umfasst.
  • Die Umsetzung zwischen dem Bis(fluormethyl)ether und dem Hexafluorisopropylalkohol wird zweckmäßigerweise bei einer Temperatur von weniger als 50 °C, vorzugsweise 10 bis 40 °C, insbesondere 15 bis 35 °C durchgeführt. Zweckmäßigerweise wird die Umsetzung bei Atmosphärendruck durchgeführt, obwohl, falls gewünscht, sub- oder superatmosphärischer Druck angewandt werden kann.
  • BFME kann wie es ist ohne Reinigung eingesetzt werden, und zweckmäßigerweise lässt sich ein integriertes Verfahren betreiben, das die Herstellung von BFME und seine direkte Verwendung als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Sevofluran umfasst. Alternativ kann BFME so behandelt werden, dass es vor der Verwendung bei dem er findungsgemäßen Verfahren teilweise oder vollständig gereinigt wird. Falls gewünscht, kann der Bis(fluormethyl)ether von dem Reaktionsgemisch abgetrennt und unter Herstellung von im Wesentlichen reinem Bis(fluormethyl)ether behandelt werden, der sodann mit Hexafluorisopropylalkohol unter Herstellung von Fluormethylhexafluorisopropylether umgesetzt werden kann. Anschließend können dem erfindungsgemäßen Verfahren, falls gewünscht, zusätzlich zu BFME und HFIP Formaldehyd und/oder Fluorwasserstoff zugeführt werden.
  • Falls gewünscht, kann Sevofluran auch durch Zusammenbringen von Formaldehyd oder einer polymeren Form davon, wie Paraformaldehyd oder Trioxan, mit HF und HFIP, beispielsweise wie in US-A-4250334 beschrieben, hergestellt werden. Die rohe Zusammensetzung kann zusätzlich zu Sevofluran und HFIP andere Komponenten umfassen, einschließlich von Fluorwasserstoff, Acetalen, Formiaten, Formaldehyd in jeder von seiner bekannten Formen und Polyether, beispielsweise (CF3)2CHOCH2OCH2F und (CF3)2CHO)2CH2.
  • Das Verfahren zur Herstellung der rohen Zusammensetzung und Abtrennung von Sevofluran von ihr kann als kontinuierliches oder diskontinuierliches Verfahren oder als Kombination davon betrieben werden, allerdings wird es bevorzugt als diskontinuierliches Verfahren betrieben.
  • BFME kann durch Umsetzung von Formaldehyd (oder einer polymeren Form von Formaldehyd, wie Paraformaldehyd oder Trioxan) mit Fluorwasserstoff hergestellt werden. Jedes der zur Herstellung des Bis(fluormethyl)ethers bekannten Verfahren kann als Etherbildungsschritt eingesetzt werden. Beispielsweise ist die Herstellung von Bis(fluormethyl)ether aus Formaldehyd und Fluorwasserstoff in EP-A-518506 und in WO 93/10070, WO 93/12057 und WO 93/2225 beschrieben. Die Offenbarungen dieser Veröffentlichungen sind hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen. Das Etherherstellungsverfahren, das in WO 93/10070 beschrieben ist, ist besonders bevorzugt und umfasst die Umsetzung von Formaldehyd mit Fluorwasserstoff in einer Reaktionsdestillationssäule, von der der Ether in im Wesentlichen reiner Form und insbesondere im Wesentlichen frei von Wasser abgezogen wird.
  • 1 zeigt eine Auftragung der gemessenen und vorhergesagten Dampfdrücke gegen die Temperatur für reines Sevofluran ("Sevo"), reines HFIP und Gemische von Tributylamin mit Sevofluran und Tributylamin mit HFIP.
  • Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert, allerdings nicht eingeschränkt.
  • Beispiel 1
  • Die Einkomponenten-Dampfdrücke von HFIP und Sevo wurden in einem Bereich von Temperaturen in einem abgeschlossenen System gemessen. Diese wurden mit den gemessenen Dampfdrücken über einem Gemisch von 1,45:1 t-Butylamin mit Sevofluran und Tributylamin mit HFIP verglichen. Die Ergebnisse sind in 1 aufgetragen. Zusätzlich wurden die vorhergesagten Dampfdrücke dieser Gemische in 1 aufgetragen. Der Dampfdruck von HFIP war in Gegenwart des Modifizierers relativ zu dem vorhergesagten Dampfdruck reduziert und fast vollständig unterdrückt. Der Dampfdruck von Sevofluran war höher als der vorhergesagte Dampfdruck.
  • Beispiel 2
  • 2 ml (2,9 g) eines Gemisches von Sevofluran (4 g) und TBA (5,48 g) wurden in einem Kolben vorgelegt, dem 0,8 g HFIP zugesetzt wurden. Das Gemisch wurde auf etwa 88 °C erhitzt und gerührt, und die gewünschten Fraktionen wurden gesammelt und analysiert. Die Zusammensetzung des analysierten Produkts enthielt 98,3 Gew.-% Sevofluran und 1,7 % HFIP. Das Verfahren wurde ohne Modifizierer wiederholt, und das gewonnene Produkt enthielt 71,2 % Sevofluran und 38,8 % HFIP, was darlegt, dass sich durch die Verwendung des Modifizierers Sevofluran mit hoher Reinheit gewinnen lässt.
  • Beispiel 3
  • Ein Gemisch, das 1,54 g Sevofluran und 0,5 g HFIP enthielt, wurde auf etwa 55 °C erwärmt, und die abdestillierten Dämpfe wurden gesammelt und analysiert. Die Zusammensetzung des analysierten Produkts war die gleiche wie diejenige des Ausgangsgemisches.
  • Dem Destillat wurden 0,5 ml TBA zugesetzt, das Gemisch wurde erneut destilliert, und die Dämpfe analysiert. Die Konzentration an HFIP in dieser destillierten Zusammensetzung war relativ zu der Konzentration an HFIP in dem ersten Destillat um 85 % vermindert.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Reinigung von Fluormethylhexafluorisopropylether, das umfasst Kontaktieren einer rohen Zusammensetzung, die Fluormethylhexafluorisopropylether und Hexafluorisopropylalkohol umfasst, mit einem Modifizierer, umfassend eine Substanz, die in der Lage ist, Elektronen an HFIP abzugeben, oder eine Substanz, die in der Lage ist, bevorzugt mit HFIP zu binden, wobei der Dampfdruck des Ethers und/oder des Alkohols in Gegenwart des Modifizierer modifiziert wird, wodurch die Differenz im Dampfdruck des Ethers und des Alkohols relativ zu der Differenz im Dampfdruck des Ethers und des Alkohols in Abwesenheit des Modifizierer zunimmt, und Abtrennen des Ethers vom Alkohol durch Destillation.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ether von dem Alkohol durch Erhitzen des Gemisches, das den Modifizierer und die rohe Zusammensetzung umfasst, abgetrennt wird, um die Destillation des Ethers oder des Alkohols zu bewirken.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Modifizierer Ammoniak und/oder ein Amin umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Modifizierer ein aliphatisches oder aromatisches Amin umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Modifizierer Tributylamin, Tripentylamin oder Anilin umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Modifizierer zwei oder mehrere verschiedene funktionelle Gruppen enthält, ausgewählt aus Amin, Amidin, Amid, Carbonyl, Hydroxyl, Thiol und Halogengruppen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Modifizierer mit der rohen Zusammensetzung in einem Molverhältnis von Modifizierer zu den Molen an Fluormethylhexafluorisopropylether und Hexafluorisopropylalkohol zusammen von mindestens 0,1:1 kontaktiert wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche. wobei die rohe Zusammensetzung erhitzt wird. wobei Fluormethylhexafluorisopropylether von dem Modifizierer und dem Hexafluorisopropylalkohol abgetrennt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei mit dem Rückstand von Hexafluorisopropylalkohol und Modifizierer eine Regenerierung durchgeführt wird, um gereinigten Hexafluorisopropylalkohol zu erhalten.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei der abgetrennte Fluormethylhexafluorisopropylether mit Säure kontaktiert wird, um sämtlichen Modifizierer, der in dem Fluormethylhexafluorisopropylether vorhanden ist, zu entfernen.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die rohe Zusammensetzung durch Kontaktieren von Formaldehyd oder einer polymeren Form davon mit Fluorwasserstoff und Hexafluorisopropylalkohol hergestellt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die rohe Zusammensetzung durch Umsetzung von Bisfluormethylether und Hexafluorisopropylalkohol zusammen in Gegenwart einer Säure hergestellt wird.
  13. Verfahren zur Reinigung von Fluormethylhexafluorisopropylether, das umfasst die Umsetzung von Bisfluormethylether und Hexafluorisopropylalkohol zusammen in Gegenwart einer Säure umfasst, um eine rohe Zusammensetzung herzustellen, die Fluormethylhexafluorisopropylether und nicht umgesetzten Hexafluorisopropylalkohol umfasst, das Mischen der rohen Zusammensetzung mit einem Modifizierer, umfassend eine Substanz, die in der Lage ist, Elektronen an HFIP abzugeben, oder eine Substanz, die in der Lage ist, bevorzugt mit HFIP zu binden, und Destillieren des Gemisches, so dass Fluormethylhexafluorisopropylether aus der rohen Zusammensetzung gewonnen wird, umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Dampfdruck des Hexafluorisopropylalkohols in Gegenwart des Modifizierers modifiziert wird, wobei die Differenz im Dampfdruck des Ethers und des Alkohols relativ zu der Differenz im Dampfdruck des Ethers und des Alkohols in Abwesenheit des Modifizierers zunimmt, und Abtrennen des Ethers von dem Alkohol.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Bis(fluormethyl)ether und der Hexafluorisopropylalkohol bei einer Temperatur von weniger als 50 °C miteinander umgesetzt werden.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei der Bis(fluormethyl)ether im Wesentlichen rein ist.
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