DE69636645T2 - Verfahren zur herstellung von fluormethylhexafluorisopropylether - Google Patents
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Description
- Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fluoromethylhexafluoroisopropylether der Formel CH2FOCH(CF3)2, welcher das Anästhetikum „Sevofluran" ist.
- Mehrere Verfahren sind für die Herstellung von Sevofluran vorgeschlagen worden, einschließlich des Umsetzens von Hexafluoroisopropylalkohol, (CF3)2CHOH, mit Formaldehyd und Fluorwasserstoff. Ein derartiges Verfahren, welches eine Zugabe von Hexafluoroisopropylalkohol zu einer Mischung aus Paraformaldehyd und Fluorwasserstoff plus hinreichend Schwefelsäure umfasst, um das meiste bei einer Temperatur von über 57°C gebildete Wasser zu maskieren, ist in
US 4.250.334 beschrieben. Ein ähnliches Verfahren, das Mischen von Hexafluoroisopropylalkohol, Formaldehyd, Fluorwasserstoff und einem Wasser entziehenden Mittel, wie Schwefelsäure, umfasst, ist inUS 4.469.898 beschrieben. - Ein Verfahren zur Herstellung eines alpha-Fluorethers, wie und einschließlich Sevofluran, ist in der internationalen Patentveröffentlichung Nr. WO 93/12057 beschrieben, wobei das Verfahren umfasst Umsetzen eines nicht enolisierbaren Aldehyds, wie Formaldehyd, mit Fluorwasserstoff, um ein Intermediat zu bilden, und Umsetzen des Intermediats mit einem Alkohol, wie Hexafluoroisopropylalkohol, um einen alpha-Fluorether, wie Sevofluran zu bilden. Die Herstellung von Sevofluran durch Zugabe von Hexafluoroisopropylalkohol zu der Reaktionsmischung, welche von Trioxan (als Formaldehyd-Quelle) und Fluorwasserstoff erhalten ist und das Intermediat Bis(fluoromethyl)ether enthält, ist in Beispiel 19 beschrieben.
- Wie in WO 93/12057 beschrieben, umfassten die in Beispiel 19 erhaltenen Reaktionsprodukte im Wesentlichen nicht umgesetzten Hexafluoroisopropylalkohol (72%, durch massenspektroskopische Analyse ermittelt) und nicht umgesetzten Bis(fluoromethyl)ether (22%) und die Ausbeute an Sevofluran betrug nur 4,9%. Diese sehr geringe Ausbeute an Sevofluran macht das Verfahren unzureichend oder bestenfalls gerade noch für eine industrielle Anwendung geeignet, selbst bei Entnahme und Wiederverwendung von nicht umgesetztem Hexafluoroisopropylalkohol und Bis(fluoromethyl)ether.
- Die vorliegende Erfindung beruht auf der Entdeckung, dass eine Abtrennung des Intermediats, Bis(fluoromethyl)ether, von der Reaktionsmischung vor Zugabe des Hexafluoroisopropylalkohols zu einem Verfahren führt, in dem Sevofluran mit hoher Ausbeute erhalten wird und insbesondere als das Hauptprodukt der Reaktion erhalten werden kann.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Fluoromethylhexafluoroisopropylether [Sevofluran] bereitgestellt, welches Umsetzen im Wesentlichen reinen Bis(fluoromethyl)ethers mit Hexafluoroisopropylalkohol in Gegenwart einer Säure und Entnahme des resultierenden Fluoromethylhexafluoroisopropylethers aus den Reaktionsprodukten umfasst.
- Der Bis(fluoromethyl)ether wird in geeigneter Weise und bevorzugt durch die Reaktion von Formaldehyd oder einer Formaldehyd-Quelle mit Fluorwasserstoff hergestellt und gemäß einer besonderen Anwendungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Fluoromethylhexafluoroisopropylether bereitgestellt, welches umfasst Umsetzen von Formaldehyd mit Fluorwasserstoff zur Herstellung einer Bis(fluoromethyl)ether enthaltenden Reaktionsmischung, Abtrennen im Wesentlichen reinen Bis(fluoromethyl)ethers aus der Reaktionsmischung, Umsetzen des resultierenden im Wesentlichen reinen Bis(fluoromethyl)ethers mit Hexafluoroisopropylalkohol und Entnehmen des resultierenden Fluoromethylhexafluoroisopropylethers aus den Reaktionsprodukten.
- Die Reaktion zwischen dem Bis(fluoromethyl)ether und dem Hexafluoroisopropylalkohol wird in geeigneter Weise bei Raumtemperatur, sozusagen etwa 20° bis 30°C, und Atmosphärendruck durchgeführt, obwohl, falls erwünscht, Drücke über oder unter dem Atmosphärendruck und Temperaturen in einem Bereich von etwa 0°C bis etwa 100°C angewandt sein können. Die Reaktion wird vorzugsweise in Gegenwart einer Säure, wie Schwefelsäure, durchgeführt. Eine leicht exotherme Reaktion, die zu einer Temperaturerhöhung der Reaktionsmischung führt, kann festgestellt werden, aber im Allgemeinen bringt ein Erwärmen der Reaktionsmischung keinen echten Vorteil.
- Die Reaktion kann leicht durchgeführt werden und führt zu einer vollständigen Umwandlung des Hexafluoroisopropylalkohols und mit einer akzeptablen Selektivität für das erwünschte Sevofluran-Produkt, obwohl eine signifikante Menge, in etwa 20% oder mehr, des Acetals (CF3)2CHOCH2OCH2F normalerweise als ein Nebenprodukt gebildet wird. Mit Hilfe von Routineexperimenten können die Reaktionsbedingungen optimiert werden, um die Ausbeute an Sevofluran zu maximieren und die Ausbeute an Nebenprodukten, wie dem Acetal, zu minimieren. Ein Reaktionsproduktgemisch, in dem Sevofluran das Hauptprodukt mit einer Ausbeute von wenigstens etwa 55% und vorzugsweise etwa 60% oder mehr vorliegt, wird erhalten. Die Durchführung der Reaktion mit einer vollständigen Umwandlung des Hexafluoroisopropylalkohols macht eine erforderliche Entnahme und Wiederverwendung des nichtumgesetzten Alkohols überflüssig.
- Die Mengen an Bis(fluoromethyl)ether und Hexafluoroisopropylalkohol werden üblicherweise so gewählt, dass das molare Verhältnis von Ether zu Alkohol im Bereich von etwa 0,5 : 1 bis etwa 1,5 : 1 liegt. Im Allgemeinen werden etwa äquimolare Mengen an Ether und Alkohol oder ein Überschuss an Ether eingesetzt, um eine vollständige Umwandlung des Alkohols sicherzustellen. Es ist allerdings beobachtet worden, dass ein großer Überschuss an Ether unerwünscht ist, weil dann eine Neigung zur Bildung eines Niederschlags aus granulären Kristallen besteht (möglicherweise aufgrund einer Polymerisierung von Zersetzungsprodukten des Ethers) und wir die Verwendung eines molaren Verhältnisses von Ether zu Alkohol von nicht größer als etwa 2 : 1 bevorzugen.
- Die Abtrennung, Entnahme und Reinigung von Sevofluran aus Sevofluran enthaltenden Produktströmen sind bekannt und ein beliebiges der bekannten Verfahren kann in dem Verfahren der Erfindung angewandt werden. Derartige Verfahren umfassen normalerweise einen Destillationsschritt und umfassen normalerweise einen Schritt der Abtrennung und Entnahme jeglichen Bis(fluoromethyl)ethers, der im Produktstrom vorhanden ist. Der aus dem Produktstrom entnommene Ether kann für eine Reaktion mit Hexafluoroisopropylalkohol wiederverwendet werden.
- Das Verfahren kann als ein Batchverfahren oder als ein kontinuierliches Verfahren oder eine Kombination davon betrieben werden, aber vorzugsweise wird es als kontinuierliches Verfahren mit Wiederverwendung des entnommenen Bis(fluoromethyl)ethers betrieben.
- Wie oben erwähnt, umfasst eine bevorzugte Anwendungsform der Erfindung den Schritt des Darstellens des Bis(fluoromethyl)ethers durch Umsetzen von Formaldehyd (oder einer polymeren Form von Formaldehyd, wie Paraformaldehyd oder Trioxan) mit Fluorwasserstoff. Ein beliebiges bekanntes Verfahren zur Darstellung von Bis(fluoromethyl)ether kann als der Etherbildungsschritt dieser Anwendungsform der vorliegenden Erfindung angewandt werden. Die Darstellung von Bis(fluoromethyl)ether aus Formaldehyd und Fluorwasserstoff ist zum Beispiel in der europäischen Patentveröffentlichung Nr. 518.506 und in den internationalen Patentveröffentlichungen Nr. WO 93/10070, WO 93/12057 und WO 93/22265 beschrieben. In der vorliegenden Erfindung bevorzugen wir besonders das in der internationalen Patentveröffentlichung Nr. WO 93/10070 beschriebene Etherproduktionsverfahren, welches umfasst Umsetzen von Formaldehyd mit Fluorwasserstoff in einer Reaktions-Destillations-Säule, aus welcher der Ether im Wesentlichen in reiner Form und insbesondere im Wesentlichen frei von Wasser abgezogen wird.
- Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel veranschaulicht, aber in keiner Weise eingeschränkt.
- Beispiel
- Bis(fluoromethyl)ether (2 g) mit einer Reinheit von ungefähr 99% wurde unter Rühren mit Hexafluoroisopropylalkohol (4,1 g) bei Raumtemperatur (ungefähr 25°C) und unter Druck gemischt und Schwefelsäure (1 ml 98%-ige Säure) wurde zu der Mischung gegeben. Eine leicht exotherme Reaktion wurde festgestellt. Nach 10 Minuten wurde die Mischung durch Zugabe von Natriumhydroxid neutralisiert und dann mit Gaschromatographie/Massenspektrometrie analysiert.
- Die Zusammensetzung der Produktmischung, die mit GC/MS-Analyse ermittelt wurde, war:
Prozentgehalt der Mischung Sevofluran 59,7 Acetal 21,6 Bis(fluoromethyl)ether 17,1 Methylformiat 1,6 100 - Für Vergleichszwecke wurde die in Beispiel 19 von WO 93/12057 erhaltene Produktmischung mit GC/MS-Analyse folgendermaßen bestimmt:
Prozentgehalt der Mischung Sevofluran 4,9 Acetal 1,3 Bis(fluoromethyl)ether 22,2 Hexafluoroisopropanol 71,6
Claims (4)
- Ein Verfahren zur Herstellung von Fluoromethylhexafluoroisopropylether, welches umfasst Umsetzen im Wesentlichen reinen Bis(fluoromethyl)ethers mit Hexafluoroisopropylalkohol in der Gegenwart einer Säure und Entnehmen des resultierenden Fluoromethylhexafluoroisopropylethers aus den Reaktionsprodukten.
- Ein Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht, welches umfasst Umsetzen von Formaldehyd mit Fluorwasserstoff zur Herstellung einer Reaktionsmischung enthaltend Bis(fluoromethyl)ether, Abtrennen im Wesentlichen reinen Bis(fluoromethyl)ethers aus der Reaktionsmischung und Umsetzen des im Wesentlichen reinen Bis(fluoromethyl)ethers mit Hexafluoroisopropylalkohol.
- Ein Verfahren wie beansprucht in einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem das molare Verhältnis von Bis(fluoromethyl)ether zu Hexafluoroisopropylalkohol 0,5 : 1 bis 2 : 1 ist.
- Ein Verfahren wie beansprucht in einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem die Ausbeute an Fluoromethylhexafluoroisopropylether zumindest ungefähr 55% beträgt.
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