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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufreinigung von Fluormethylhexafluorisopropylether der
Formel CH2FOCH(CF3)2, der anästhetische
Eigenschaften aufweist und als "Sevofluran" bekannt ist.
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Sevofluran
kann bekanntlich durch Umsetzung von Formaldehyd, Fluorwasserstoff
und Hexafluorisopropylalkohol (CF
3)
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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Modifizierer ein unsubstituiertes tertiäres Alkylamin.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert, allerdings nicht eingeschränkt.
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Beispiel 1
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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.
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Beispiel 2
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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.
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Beispiel 3
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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.
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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.