JP4112862B2 - フルオロメチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテルの生産 - Google Patents
フルオロメチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテルの生産 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
１．発明の分野
本発明は、吸引麻酔薬、フルオロメチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテル（又セボフルランとして周知である）を、活性平衡条件の下の蒸留による産物の除去により又は平衡混合物から産物の抽出により、平衡を好適にシフトさせる平衡工程を経て調製する方法である。本法は、商業的に入手可能な出発物質を基礎として、従来の技術方法に比べ、所望の産物のより高い収率を供し、一層経済的である。
【０００２】
２．関連技術の記載
セボフルラン（ＳＶＦ）を調製する為の数多くの技術が開示されて来た。米国特許第３，６８３，０９２号及び３，６８９，５７１号には、１２０℃で、溶媒スルホラン中の塩化カリウムを用いて、クロロメチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテル中の塩素とフッ素との置換反応が開示してあり、米国特許第４，８７４，９０１号には、高温（１８５℃）高圧（２８０psi ）圧で、更に溶媒を加えることを伴わぬ置換反応が開示してある。塩素を置換する為に他のフッ素化剤も又使用される。米国特許第５，８８６，２３９号は、ジイソプロピルエチルアミンハイドロフルオライドを使用し、ヨーロッパ特許出願ＥＰ０９０１９９９Ａ１は、アミン及びフッ化水素（ＨＦ）混合物を使用する。出発物質クロロメチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテルは、商業的に入手できない。米国特許第３，６８３，０９２号によると、米国特許第３，９１１，０２４号に記載の通りに１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノールから合成できうる、メチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテルの塩素化によりそれは調製される。
【０００３】
メチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテルのＳＶＦへの直接フッ素化は、米国特許第３，６８３，０９２号に於ける三フッ化臭素及び米国特許第３，８９７，５０２号に於けるアルゴン中２０％の分子状フッ素のような極端な反応性があり高価な試薬を使用することが要求される。
【０００４】
ＳＶＦに至る他の経路は、米国特許第４，８７４，９０２号に開示されており、メチル２，２，２−トリクロロ−１−（トリクロロメチル）エチルエーテルへと転化される１，１，１，３，３，３−ヘキサクロロ−２−プロパノールを出発物質として使用し、次いでＳＶＦを与える為に三フッ化臭素によりフッ素化される。代わって、メチル２，２，２−トリクロロ−１−（トリクロロメチル）エチルエーテルは、塩素化され、対応のクロロメチルエーテルは、三フッ化臭素を使用することで多重フッ素化（ｍｕｌｔｉｐｌｉ−ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ）される。
【０００５】
米国特許第５，７０５，７１０号に、三フッ化臭素を使用するメトキシマロノニトリルのフッ素化によるＳＶＦの調製法の記載がある。
【０００６】
先に述べたＳＶＦの調製法は、多段階もしくは、商業的に入手可能な出発物質を基礎とするもしくは、危険な試薬を用いるものである。
【０００７】
商業的に入手可能な１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）のＳＶＦに至る為の直接フルオロメチル化はいくつかの特許に於いて記載がある。米国特許第４，２５０，３３４号に於いて、ＨＦＩＰ、ＨＦ、及びホルムアルデヒド（ＣＨ2 Ｏ）は、冷却トラップ中で、収集されるＳＶＦを連続的に生産する為に、濃硫酸の存在に於いて加熱される。
【０００８】
米国特許第４，４６９，８９８号に従い、ＳＶＦの収率は、ＨＦＩＰのフルオロメチル化に於いて生じた水を封鎖する為に過剰の硫酸又は他の添加物を、添加することにより改善された。
【０００９】
【化１】
【００１０】
しかしながら多量の濃硫酸又は他のブロンステッド酸及び／又はルイス酸（重量比でＨＦＩＰより各々約３倍大きい）は、７６〜７８％の収率を得る為に用いられるべきである。最終的に、多量の（有機的及び無機的な）廃棄が工程を経て生じる。
【００１１】
ＰＣＴ国際出願ＷＯ９７／２５３０３は、硫酸の存在に於いてＨＦＩＰとビス（フルオロメチル）との反応によるＳＶＦの調製法が開示されている。この反応に於いて、所望の産物は、アセタール副産物を伴って５５〜６０％の収率で生産される。
【００１２】
もし、硫酸又は脱水、プロトン化（ｐｒｏｔｏｎａｔｉｎｇ）及びフッ素イオン生成試薬が使用されなければ、１９６８年１０月２８日に提出され、放棄した米国特許出願第７７１，３６５号及び又米国特許第３，６８９，５７１号に示されるようにＳＶＦの収率はとても低い。
【００１３】
発明の要約
本発明は、Ａ）蒸留により又はＢ）抽出により、継続中の平衡から所望の産物ＳＶＦを取り除く条件の下で、ＨＦＩＰとＣＨ2 Ｏ及びＨＦとの反応によるＳＶＦの調製の為の方法を供する。
【００１４】
ＳＶＦ及びＨＦの低沸点共沸混合物は、ＳＶＦが蒸留により取り除かれたことにより発見され、ＨＦを有する共沸混合物として取り除かれる。この工程の間又、水は、水とＨＦとの定沸点混合物（沸点１１５℃）の蒸留により取り除かれる。ＨＦ共沸点混合物として取り除かれたＳＶＦは、いくつかの方法：（ｉ）水による当該混合物の洗浄（ii）ＨＦではなくＳＶＦを溶解する溶媒による抽出（iii ）層を分離する為に当該共沸混合物を冷却すること及び（iv）ＳＶＦに富む混合物を得る為に様々な圧力下当該ＳＶＦ／ＨＦ共沸混合物を蒸留することによりＨＦから分離される。
【００１５】
抽出工程に於いて、ＳＶＦを選択的に溶解することが出来る溶媒及び出発物質及び水ではない他の反応産物により、ＳＶＦは平衡から取り除かれる。
【００１６】
本発明の詳細な説明
１．反応の間蒸留することによるＳＶＦの除去
本発明のある好適な実施態様は、蒸留の間のフルオロメチル化反応を続けることを含む。これは、２つのカラムを備えたリアクターにより達成される。１つは、ＨＦ／ＳＶＦ混合物を平衡混合物の上方の蒸気から、頭上産物（ｏｖｅｒｈｅａｄ ｐｒｏｄｕｃｔ）として分離する為に使用される。我々は、ＳＶＦ及びＨＦが表４に記載した低沸点共沸混合物を形成することを発見した。他のカラムは、リアクター中の液体から送られ、足元の産物（ｂｏｔｔｏｍ ｐｒｏｄｕｃｔ）としてＨＦ／水定沸点混合物を取り除く。この第２のカラムからの頭上の蒸留物は、当該リアクター中へ回収される。
【００１７】
実際、ＨＦ／ＳＶＦ蒸留物は、共沸混合物は、単にＨＦよりわずかに低い温度で沸騰するので過剰のＨＦを含みうる。〔本文を通じて、当該用語ＳＶＦ／ＨＦ共沸混合物の使用は、実際の共沸混合物及び余剰のＨＦを含む時の共沸混合物を含むことを意味する。〕「ＨＦ／ＳＶＦ共沸混合物」と呼ばれる、第一カラム由来の頭上の（産物）は、純粋なＳＶＦを得る為及びＨＦを反応／蒸留工程へ戻す為のいくつかの分離方法の１つへと進められる。
【００１８】
Ａ．純粋なＳＶＦを得るに至るＨＦ／ＳＶＦ共沸混合物の分離
【００１９】
前記ＨＦ／ＳＶＦ共沸混合物は、当該ＨＦを水により洗浄することによって簡単に分離できうる。当該ＳＶＦは約９９％の純度を有する。
【００２０】
水の代わりに、ＳＶＦは、フッ化水素中で不溶性である様々な適切な溶媒（以下の第２節を参照のこと）を有する抽出法により、ＨＦから分離できうる。ＳＶＦの抽出の後、ＨＦは反応の為に回収され、当該ＳＶＦは、溶媒から分離され、所望の純度へと精製される。
【００２１】
ＨＦからＳＶＦを分離する為の他の方法は、混合物を冷却することである。ＨＦ／ＳＶＦ混合物の組成に依存し、冷却により分離はより低い温度で始まる。当該ＳＶＦ／ＨＦ比率は、各層で異なる。富んだＳＶＦを有する分離された層は、より低い沸点産物としてＳＶＦ／ＨＦ共沸混合物及びより高い沸点産物として過剰のＳＶＦを得る為に蒸留されうる。ＨＦに富む層は反応／蒸留工程へ戻されうる。
【００２２】
尚ＳＶＦ／ＨＦを分離する他の手段は、様々な圧力の使用を通じて変化するＳＶＦ／ＨＦ共沸混合物の組成を変化させることによる（表４）。より高いＳＶＦ含量を有する共沸混合組成物は、より低い沸点産物として少ないＳＶＦ及び純粋なより高い沸点産物として過剰のＳＶＦを含む共沸混合物を得る為に、様々な圧力で蒸留されうる。
【００２３】
Ｂ．副産物の回収
４つの主要な副産物：ビス｛〔２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エトキシ〕メチル｝エーテル（化合物Ａ）、ホルムアルデヒドジ〔２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチル〕アセタール（化合物Ｂ）、ホルムアルデヒドフルオロメチル〔２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチル〕アセタール（化合物Ｃ）、及びビス（フルオロメチル）エチル（化合物Ｄ）が発見された。バッチ試験に於いて、蒸留の最終迄に、殆ど検出できないレベル迄にそれらの濃度が減少したことが分かった。４つの全ての化合物は、以下の平衡式により更なるＳＶＦを生じる連続的な蒸留の間同じように反応するであろう。
【化２】
【００２４】
これらの副産物は、刊行物（米国特許第３，６８９，５７１号及び第４，４６９，８９８号、国際出願ＷＯ９７／３０９６１、及び国際出願ＷＯ９７／２５３０３）に報じられており、これら刊行物はＳＶＦの情報源として用いられた。
【００２５】
先に記述した化学的視野から、一般式Ｒ1 Ｏ（ＣＨ2 Ｏ）ｎＲ2 のポリエーテル、（式中、ｎは小さな数でありＲ1 及びＲ2 は水素、アルキル基、又はハロアルキル基であるが、Ｒ1 及びＲ2 はある式に於いて水素ではない）は反応／蒸留条件下でそれらの開始物質に逆戻りする。当該ハロアルキル基が１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロピルの時ＳＶＦが形成されるであろう。
【００２６】
Ｃ．一般的な条件
反応条件下のこの蒸留がバッチ方式又は連続に於いて行われうることは、当業者に於いて明白であろう。連続条件下で反応物は、蒸留系に添加されうる。新しい成分の量は、連続的に回収される反応物の量により減少する。反応／蒸留は、所望の処理量を維持する為に、他の反応物及び、水とＨＦの混合物からＳＶＦ共沸混合物を分離することが可能且つ十分なサイズのカラム例えば再沸騰器により連続的に運転されなければならない。この工程に於いて、装置は、ＨＦ及びＳＶＦの分離に関連し又、純粋なＳＶＦ及び連続的な回収の為の流れを司る。条件は反応と蒸留の双方に対して最適に近いように調節するべきである。
【００２７】
反応は平衡を前進方向へ駆る為及びＨＦ／ＳＶＦ及びＨＦ／Ｈ2 Ｏ共沸混合物を供する為にＨＦの理論的な過剰量で行わなければならない。工程は、ＨＦＩＰに対し１５〜１８又は好適には２５〜３０モル当量のＨＦで首尾良く行われる。
【００２８】
何らかの断わりがない限り、本出願を通して用いたように、用語「ホルムアルデヒド（ＣＨ2 Ｏ）」は、例えば好適には、トリオキサンのようなホルムアルデヒドポリマー等、及びパラホルムアルデヒド等を意図する。
【００２９】
反応温度は重要ではない。しかし、収率は５０℃を超えて実質改善された。好適に、反応性の蒸留は、容器温度４５〜７５℃を確保する３０〜４０psigの自己圧力下で行われうる。
【００３０】
２．反応の間抽出によるＳＶＦの取り除き
第２の好適な実施態様に於いて、本発明は、反応が進行している間反応混合物からＳＶＦを抽出することを含む。
【００３１】
この抽出の為の最適な溶媒の為の要件は以下のように：
１．当該溶媒は、フルオロメチル化混合物からＨＦＩＰではなくＳＶＦを選択的に抽出しなければならない。
２．疎水性でなければならない。
３．実体的な量のＨＦを抽出しない。
４．実体的な量のＣＨ2 Ｏ又はそのポリマー形態を抽出してはならない。
５．当該溶媒は、ＳＶＦから容易に分離可能でなければならない。
【００３２】
Ａ．抽出ＳＶＦに対する様々な溶媒の安定性
様々な非極性溶媒は、それらのＨＦからＳＶＦ及びＨＦＩＰを抽出する能力を評価されて来た。溶媒／ＨＦ系に於けるＳＶＦ及びＨＦＩＰの分配は、２５℃で少量のＳＶＦ又はＨＦＩＰと特殊な溶媒の同体積の２相混合物との混合により測定される。平衡に至る為の十分な混合の後、溶媒中で見られた最初の化合物の分率が、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）及び標準品を用いた定量により決定された。当データは表１に与えられた。
【表１】
【００３３】
表１に表示するように、様々な溶媒はＨＦからＳＶＦを抽出することが可能である。これらの溶媒の中で、ＨＣ−０．８油が優れていると示している。一方、検討した溶媒いづれもＨＦから任意の多量のＨＦＩＰを抽出しない。これらのデータから、ＣＦＣ溶液は又抽出の為の良い候補であることを示すであろう。故に、先に述べた要件を満足する、クロロフルオロカーボン、クロロハイドロカーボン、ペルフルオロハイドロカーボン、ペルフルオロエーテル、ハイドロカーボン及び他の溶媒は、平衡をシフトさせる為に最適であると期待される。
【００３４】
Ｂ．一般的な条件
反応物を添加する順番は重要ではない一方、反応は、撹拌の下にＨＦＩＰを無水ＨＦ、ホルムアルデヒド及びＨＣ−０．８の混合物に添加することにより、行われる。ＳＶＰ及び他の産物（下記を参照のこと）は、溶媒により抽出された。
層は分離され、更にＨＣ−０．８油が添加され、当該反応は、更なる進展が見られなくなる迄続けた。
【００３５】
反応温度は重要ではないが、反応時間及び収率は５０℃超で実質的に改善された。好適に、反応温度は６０〜７０℃に維持されるべきである。高い転化を達成する為に、ＨＦ及びＣＨ2 Ｏ両方が過剰のＨＦＩＰより多く存在しなければならない。好適に、過剰のＣＨ2 Ｏの５０〜１００％分子量、及び１０００モル過剰量迄のＨＦが使用された。
【００３６】
抽出の為に用いられる溶媒の量は、ＳＶＦを蒸留した後容易に回収されうるので、重要ではない。バッチ反応に於いて、抽出の頻度は、効率的に平行をシフトさせ反応時間を短縮する為の重要な因子である。理想的には、工程は連続抽出条件下で行われるべきである。
【００３７】
米国特許第４，４６９，８９８号により従来示されているように、ＳＶＦの収率は、ＨＦＩＰのフルオロメチル化に於いて生産された水を封鎖する為に、過剰の硫酸又は他の添加物を添加することによって改善される。ＨＦは水を封鎖する為の試薬として働くことは周知である。従って、米国特許第４，４６９，８９８号の教示することは、更なる水を封鎖する試薬を使用することである。本発明の文章中で、そのような更なる水封鎖試薬の使用は必須ではなく、抽出工程は、ＨＦ出発物質以外の、水封鎖試薬の不在に於いて有益に実行することが出来うることが分かる。
【００３８】
Ｃ．副産物の回収
ＨＣ−０．８により、反応混合物からＳＶＦと共に抽出された主要な４つの副産物（Ａ−Ｄ）に加えて、蒸留の後、少量のホルムアルデヒドメチル〔２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチル〕アセタール（化合物Ｅ）があったと分かった。
【化３】
【００３９】
典型的な実施例に於いて、ＨＣ−０．８に於ける産物の組成は、１％のＤ、６３％のＳＶＦ、１％のＨＦＩＰ、８％のＢ、１５％のＡ及び１１％のＣである。少量のＨＦＩＰは、水による洗浄により抽出物から取り除かれた。ＨＣ−０．８抽出物の蒸留は、５０〜７５％の単離されたＳＶＦ収率を与える。
【００４０】
化合物Ａは反応混合物に再導入（実施例８を参照のこと）及び更なるＳＶＦの資源となりうる。アセタールＣは、ＨＣ−０．８抽出物の蒸留に耐えられず、ＳＶＦ及びホルムアルデヒド（実施例７を参照のこと）に逆戻りする。エーテルＤ，Ｅ及び先に記述した一般化された公式のポリエーテルは又反応条件下でそれらの出発物質に逆戻りすることが期待される。従って、ＨＦＩＰとＨＦ及びＣＨ2 Ｏとの反応により形成される有為な副産物並びに溶媒及び未反応のＨＦＩＰは回収でき、既存の工程より、一層環境的及び商業的に魅力のある工程にする。
【００４１】
本発明は、今、引き続く限定されない実施例を参照にすることで、より詳細に記述される。
【００４２】
実施例１．
大気圧でのＨＦＩＰ／ＨＦ／ＣＨ2 Ｏの反応／蒸留によるＳＶＦの調製。
【００４３】
４′×１″の蒸留カラム、圧力計、熱電対、ガス流出口、液体流入口及び撹拌棒を装備する０．３ＬのＭｏｎｅｌリアクターに於いて、トリオキサン（１５．０ｇ，ＣＨ2 Ｏとして０．５mol ，６７％余剰に）を充填した。当該リアクターを−３０℃に冷却し、排気して、無水ＨＦ（１７５ｇ，８．７５mol ）及びＨＦＩＰ（５６．０ｇ，０．３３３mol ）を装填した。混合物を加熱し、蒸留を大気圧で開始した。物質１０５ｇを沸点１９〜２０℃で収集した。更にＨＦ（１３９ｇ）を加え、沸点１９℃で第２留分（１５７ｇ）を得る迄蒸留を続けた。ＨＦの他の一部（１５７ｇ）を導入し、１９℃で第３留分を生じるまで蒸留を続けた。試料と水を混合することにより、組み合わせた蒸留物を分析し、有機層を分離及びＧＣにより分析した。純度＞９９％で全３７．４ｇ（０．１８７mol ）のＳＶＦを単離した。容器試料を水に入れ、水酸化カリウム溶液により中性化し、２１．１ｇ（０．１２６mol ）の出発ＨＦＩＰを示す外部標準で、ＧＣ−ＭＳにより分析した。このようにして、転化率は６２％であり、そしてＳＶＦの収率は９２％であった。
【００４４】
実施例２．
上昇した圧力でＨＦＩＰ／ＨＦ／ＣＨ2 Ｏの反応／蒸留によるＳＶＦの調製。
【００４５】
反応を実施例１に於いて記載したように開始したが、蒸留は、上昇した圧力で導かれた（表２を参照のこと）。蒸留物及び容器成分を、未反応のＨＦＩＰ残留物及びＳＶＦ生成物の量を決定する為に、先に記載したように分析した。
【表２】
【００４６】
実施例３．
希薄なＣＨ2 ＯレベルでＨＦＩＰ／ＨＦ／ＣＨ2 Ｏの反応／蒸留によるＳＶＦの調製。
【００４７】
実施例１に類似の方法に於いて、トリオキサン（９．０ｇ ＣＨ2 Ｏとして０．３mol ）ＨＦＩＰ（１６９．７ｇ，１．０１mol. ＨＦＩＰ ２３７％過剰）、及びＨＦ（３６２．４ｇ，１８．１２mol ）を１．０Ｌの容器に装填した。
混合物を、１８〜２０psigの圧力で蒸留した。ＳＶＦは９９．５％超の純度を有し、水により洗浄した試料から得た。同時に、容器試料（約１０ｇ以下）を水により洗浄し、テトラクロロヘキサフルオロブタンとハロカーボン０．８油（２×２ml）との混合物で抽出し、反応の進行をモニタリングする為にその抽出物をＧＣにより分析した（表３を参照のこと）。反応／蒸留の約６時間後、水を容器に添加し、容器中の成分を水酸化カリウム溶液で中性にし、未反応のＨＦＩＰを回収する為に、大気圧で蒸留した。
全９９．６ｇの（０．５９３mol ）ＨＦＩＰを有する沸点５８〜６０℃（９９％ＨＦＩＰ）及び６７〜９８℃（３９％ＨＦＩＰ）を有する２つの留分が回収された。ＨＦＩＰの転化率は２９％及びＳＶＦの収率は７９％であった。
【表３】
【００４８】
実施例４．
−６３℃に至る冷却によるＨＦ／ＳＶＦ共沸混合物（６３：３７）の分断。
開始混合物、重量 １５５．８ｇ
ＨＦ／ＳＶＦ比率 ６３：３７
【００４９】
−６３℃に至る冷却により、低層の体積は約２０〜２５mlであった。当該層を分離し、秤量し氷水と混合した。各層由来の氷水から分離したＳＶＦを収集し秤量した。
低層、重量 ３０．４ｇ
氷水 １４０．１ｇ
ＳＶＦ分離物 ２７．１ｇ
低層におけるＨＦ／ＳＶＦ １１：８９
上層、重量 １２５．１ｇ
氷水 ３７７．９ｇ
ＳＶＦ分離物 ３０．１ｇ
上層におけるＨＦ／ＳＶＦ ７６：２４
両層からの全ＳＶＦ ５７．２ｇ
ＳＶＦ回収率％ ５７．２／１５５．８×０．３７＝ ９９
【００５０】
分かるようにＨＦ／ＳＶＦ比率は、冷却した混合物の低層中で、周囲温度よりも驚く程ＳＶＦに富む。この濃縮された混合物は、蒸留により容易に純粋なＳＶＦ及びＨＦ／ＳＶＦ共沸混合物へと分離される。
【００５１】
実施例５．
蒸留の為の様々な圧力を用いて、共沸混合物の組成を変えることによりＨＦ／ＳＶＦを分離すること。
【００５２】
表４には、様々な圧力による蒸留により発見した共沸混合物の沸点及びＳＶＦとＨＦとの組成を列挙する。６５psiaで得た当該共沸混合物は４５％のＳＶＦを含む。この組成の混合物を、低沸点成分として２０％のＳＶＦ及び高沸点成分として純粋ＳＶＦを含む共沸点混合物を得る為に、１５psiaで蒸留できうる。
【表４】
【００５３】
実施例６．
ＨＦＩＰのフルオロメチル化とＨＣ−０．８油による二次抽出によるＳＶＦの調製。
【００５４】
圧力計、熱電対、ガス流出口、液体流入口及び撹拌棒を装備する、０．３Ｌ Ｍｏｎｅｌリアクターを使用した。トリオキサン（１０．９ｇ，０．１２mol ）を当該リアクターに入れ、リアクターを閉じ、−３０℃に冷却し、排気及び無水ＨＦ（３６．６ｇ，１．８３mol ）を装填した。混合物をマグネティックスターラーを使用し撹拌しながら３１℃迄温ため、よって圧力が１０psig上昇した。ＨＦＩＰ（３０．３ｇ，０．１８mol ）をＮ2 により圧縮したボンベから、添加した。当該リアクターを、６０〜６５℃、１６〜３３psigで６時間に渡り加熱した。試料（７．９３ｇ）を氷水（４９．７ｇ）に注入し、有機層（１．５６ｇ）を分離及びＧＣにより分析した。有機混合物は、５％のＥ、１０％のＨＦＩＰ、５５％のＳＶＦ及び３０％の化合物Ａ〜Ｃで構成される。試料（０．９ｇ）中のＳＶＦの量は、全ＳＶＦの２３％と計算できうる。
【００５５】
試料を混ぜた後、ＨＣ−０．８（９８ｇ，５７ml）を容器へ添加し、撹拌を６０〜６２℃、３８〜４０psigで１時間に渡り続けた（系内にＮ2 がいくらか存在した）。ＨＣ−０．８抽出物の９５ｇを取り出し、８％ＳＶＦを示すようにした。ＨＣ−０．８の他の一部（７０ｇ）を添加し、油層を約１時間後に取り除いた。第２抽出物中のＳＶＦ含有率は５％であった。複合ＨＣ−０．８抽出物と共に、更なるＳＶＦが本質的に抽出されなくなる迄反応を続けた。組み合わさった抽出物を、２８時間で４．５％又は１８．３ｇ，０．０９２mol のＳＶＦ含有率を有し、全量で３９１ｇ収集した。抽出物中の生成物の組成は２％のＤ、６０％のＳＶＦ、３％のＨＦＩＰ、４％のＢ、１５％のＣ、及び１３％のＡであった。
【００５６】
抽出の後、残留物（３１ｇ）を氷水へ注入した。水層は２８０ｇであると分かった。１０ｇのこの溶液を、１３．３ｇの新しい溶液を得る為に、水酸化アンモニウムにより中性にし、ＨＦＩＰ濃度を決定する為にＧＣ−ＭＳにより分析した。水中及びＨＣ−０．８抽出物０．３ｇ又は０．１８mol 中のＨＦＩＰ全量は、０．５１％であることが分かった。従って、ＨＦＩＰの転化率は９０％及び、直接的なＳＶＦ収率は５７％であった。副産物から利用可能な量は計算に入れなかった。
【００５７】
実施例７．
出発からＨＦＩＰのフルオロメチル化とＨＣ−０．８の存在によるＳＶＦの調製。
【００５８】
圧力計、熱電対、ガス流出口、液体流入口及び撹拌棒を装備した０．３Ｌ Ｍｏｎｅｌリアクターに於いて、トリオキサン（３２．４ｇ，０．３６mol 又は１．０８mol ＣＨ2 Ｏ）を装填した。当該リアクターを閉じ、−３０℃へ冷却、排気し、無水ＨＦ（１２５ｇ，６．２５mol ）を入れた。混合物をマグネティックスターラーを使用し撹拌しながら５６℃に加熱し、圧力が２９psig上昇した。ＨＦＩＰ（８９．３ｇ，０．５３２mol ）をＮ2 により圧縮されボンベから添加し、しかる後ＨＣ−０．８（７０ｇ，４０．５ml）を添加した。反応を５０〜６０psig圧力で進めた。
【００５９】
約１時間後、６０ｇのＨＣ−０．８抽出物を使用した。１０％ＳＶＦを含むことが分かった。ＨＣ−０．８の他の一部（７１ｇ）を添加し、６０〜６５℃で抽出物中にＳＶＦ発見されなくなる迄、いくつかの油の部分を取り除きながら及び、これらの部分の殆どを置換しながら反応を続けた。組み合わされた抽出物の重さは１２２８ｇであり３．７％のＳＶＦ含有率を有する。全生産物の組成は：１％のＤ、１％のＨＦＩＰ、６３％のＳＶＦ、８％のＢ、１１％のＣ及び１５％のＡであった。
【００６０】
ＮＨ4 ＯＨによる洗浄及びＳｉＯ2 による乾燥の後、１．１２３ｇのＨＣ−０．８抽出物の蒸留は：９９．７％のＳＶＦ並びに微量のＢ及びＥからなり５８〜５９℃の沸点を有する産物４２．８ｇ；第２留分に於いて７０〜１３０℃の沸点を有し、９％のＳＶＦ、２９％のＢ、５８％のＨＣ−０．８及び微量のＥから成る産物を与えた。第２分留を採取する間、コンデンサーに於いて、白い結晶化産物（ＣＨ2 Ｏのポリマー）の沈着があった。蒸留物質又は容器中にＣは認められなかった。最初のＨＣ−０．８溶液に基づくＳＶＦの全量は４７．８ｇ又は０．２４３mol であった。未反応のＨＦＩＰの量は、８．４ｇ又は０．０５mol であり副産物から回収可能な当該ＳＶＦを考慮せず、消費されたＨＦＩＰに基づいて、ＳＶＦの転化率９１％及び収率５０％と計算された。
【００６１】
実施例８．
ＡとＨＦとの反応によるＳＶＦの調製。
【００６２】
圧力計、熱電対、ガス流出口、液体流入口、及び撹拌棒を有する０．３Ｌ Ｍｏｎｅｌリアクターに対して、Ａ（２０．６ｇ，０．０５４mol ）を加えた。当該リアクターを閉じ、−３０℃に冷却し、排気し、無水ＨＦ（２５ｇ，１．２５mol ）及びＨＣ−０．８（４４ｇ）を入れ、反応混合物を６０〜７０℃に加熱した。ＨＣ−０．８抽出物（２８ｇ）を使用した１．５時間後、反応を実施例７に記載の複合的な抽出条件の下で続けた。ＳＶＦ含有率３．９％の全量２８４ｇのＨＣ−０．８抽出物が収集され、１１．１ｇ又は０．０５５mol の物質と計算された。ＨＣ−０．８溶液（０．３％）中のＡの含有率に基づき、ＳＶＦの転化率は９６％及び収率は５３％であることが分かった。
【００６３】
本明細書及び請求項は、以後引例により一組であり、限定ではないと評されるであろう、並びに本発明の精神及び領域から出発せず、様々な改良や進展がなされうる。
１．発明の分野
本発明は、吸引麻酔薬、フルオロメチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテル（又セボフルランとして周知である）を、活性平衡条件の下の蒸留による産物の除去により又は平衡混合物から産物の抽出により、平衡を好適にシフトさせる平衡工程を経て調製する方法である。本法は、商業的に入手可能な出発物質を基礎として、従来の技術方法に比べ、所望の産物のより高い収率を供し、一層経済的である。
【０００２】
２．関連技術の記載
セボフルラン（ＳＶＦ）を調製する為の数多くの技術が開示されて来た。米国特許第３，６８３，０９２号及び３，６８９，５７１号には、１２０℃で、溶媒スルホラン中の塩化カリウムを用いて、クロロメチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテル中の塩素とフッ素との置換反応が開示してあり、米国特許第４，８７４，９０１号には、高温（１８５℃）高圧（２８０psi ）圧で、更に溶媒を加えることを伴わぬ置換反応が開示してある。塩素を置換する為に他のフッ素化剤も又使用される。米国特許第５，８８６，２３９号は、ジイソプロピルエチルアミンハイドロフルオライドを使用し、ヨーロッパ特許出願ＥＰ０９０１９９９Ａ１は、アミン及びフッ化水素（ＨＦ）混合物を使用する。出発物質クロロメチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテルは、商業的に入手できない。米国特許第３，６８３，０９２号によると、米国特許第３，９１１，０２４号に記載の通りに１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノールから合成できうる、メチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテルの塩素化によりそれは調製される。
【０００３】
メチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテルのＳＶＦへの直接フッ素化は、米国特許第３，６８３，０９２号に於ける三フッ化臭素及び米国特許第３，８９７，５０２号に於けるアルゴン中２０％の分子状フッ素のような極端な反応性があり高価な試薬を使用することが要求される。
【０００４】
ＳＶＦに至る他の経路は、米国特許第４，８７４，９０２号に開示されており、メチル２，２，２−トリクロロ−１−（トリクロロメチル）エチルエーテルへと転化される１，１，１，３，３，３−ヘキサクロロ−２−プロパノールを出発物質として使用し、次いでＳＶＦを与える為に三フッ化臭素によりフッ素化される。代わって、メチル２，２，２−トリクロロ−１−（トリクロロメチル）エチルエーテルは、塩素化され、対応のクロロメチルエーテルは、三フッ化臭素を使用することで多重フッ素化（ｍｕｌｔｉｐｌｉ−ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ）される。
【０００５】
米国特許第５，７０５，７１０号に、三フッ化臭素を使用するメトキシマロノニトリルのフッ素化によるＳＶＦの調製法の記載がある。
【０００６】
先に述べたＳＶＦの調製法は、多段階もしくは、商業的に入手可能な出発物質を基礎とするもしくは、危険な試薬を用いるものである。
【０００７】
商業的に入手可能な１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）のＳＶＦに至る為の直接フルオロメチル化はいくつかの特許に於いて記載がある。米国特許第４，２５０，３３４号に於いて、ＨＦＩＰ、ＨＦ、及びホルムアルデヒド（ＣＨ2 Ｏ）は、冷却トラップ中で、収集されるＳＶＦを連続的に生産する為に、濃硫酸の存在に於いて加熱される。
【０００８】
米国特許第４，４６９，８９８号に従い、ＳＶＦの収率は、ＨＦＩＰのフルオロメチル化に於いて生じた水を封鎖する為に過剰の硫酸又は他の添加物を、添加することにより改善された。
【０００９】
【化１】
しかしながら多量の濃硫酸又は他のブロンステッド酸及び／又はルイス酸（重量比でＨＦＩＰより各々約３倍大きい）は、７６〜７８％の収率を得る為に用いられるべきである。最終的に、多量の（有機的及び無機的な）廃棄が工程を経て生じる。
【００１１】
ＰＣＴ国際出願ＷＯ９７／２５３０３は、硫酸の存在に於いてＨＦＩＰとビス（フルオロメチル）との反応によるＳＶＦの調製法が開示されている。この反応に於いて、所望の産物は、アセタール副産物を伴って５５〜６０％の収率で生産される。
【００１２】
もし、硫酸又は脱水、プロトン化（ｐｒｏｔｏｎａｔｉｎｇ）及びフッ素イオン生成試薬が使用されなければ、１９６８年１０月２８日に提出され、放棄した米国特許出願第７７１，３６５号及び又米国特許第３，６８９，５７１号に示されるようにＳＶＦの収率はとても低い。
【００１３】
発明の要約
本発明は、Ａ）蒸留により又はＢ）抽出により、継続中の平衡から所望の産物ＳＶＦを取り除く条件の下で、ＨＦＩＰとＣＨ2 Ｏ及びＨＦとの反応によるＳＶＦの調製の為の方法を供する。
【００１４】
ＳＶＦ及びＨＦの低沸点共沸混合物は、ＳＶＦが蒸留により取り除かれたことにより発見され、ＨＦを有する共沸混合物として取り除かれる。この工程の間又、水は、水とＨＦとの定沸点混合物（沸点１１５℃）の蒸留により取り除かれる。ＨＦ共沸点混合物として取り除かれたＳＶＦは、いくつかの方法：（ｉ）水による当該混合物の洗浄（ii）ＨＦではなくＳＶＦを溶解する溶媒による抽出（iii ）層を分離する為に当該共沸混合物を冷却すること及び（iv）ＳＶＦに富む混合物を得る為に様々な圧力下当該ＳＶＦ／ＨＦ共沸混合物を蒸留することによりＨＦから分離される。
【００１５】
抽出工程に於いて、ＳＶＦを選択的に溶解することが出来る溶媒及び出発物質及び水ではない他の反応産物により、ＳＶＦは平衡から取り除かれる。
【００１６】
本発明の詳細な説明
１．反応の間蒸留することによるＳＶＦの除去
本発明のある好適な実施態様は、蒸留の間のフルオロメチル化反応を続けることを含む。これは、２つのカラムを備えたリアクターにより達成される。１つは、ＨＦ／ＳＶＦ混合物を平衡混合物の上方の蒸気から、頭上産物（ｏｖｅｒｈｅａｄ ｐｒｏｄｕｃｔ）として分離する為に使用される。我々は、ＳＶＦ及びＨＦが表４に記載した低沸点共沸混合物を形成することを発見した。他のカラムは、リアクター中の液体から送られ、足元の産物（ｂｏｔｔｏｍ ｐｒｏｄｕｃｔ）としてＨＦ／水定沸点混合物を取り除く。この第２のカラムからの頭上の蒸留物は、当該リアクター中へ回収される。
【００１７】
実際、ＨＦ／ＳＶＦ蒸留物は、共沸混合物は、単にＨＦよりわずかに低い温度で沸騰するので過剰のＨＦを含みうる。〔本文を通じて、当該用語ＳＶＦ／ＨＦ共沸混合物の使用は、実際の共沸混合物及び余剰のＨＦを含む時の共沸混合物を含むことを意味する。〕「ＨＦ／ＳＶＦ共沸混合物」と呼ばれる、第一カラム由来の頭上の（産物）は、純粋なＳＶＦを得る為及びＨＦを反応／蒸留工程へ戻す為のいくつかの分離方法の１つへと進められる。
【００１８】
Ａ．純粋なＳＶＦを得るに至るＨＦ／ＳＶＦ共沸混合物の分離
【００１９】
前記ＨＦ／ＳＶＦ共沸混合物は、当該ＨＦを水により洗浄することによって簡単に分離できうる。当該ＳＶＦは約９９％の純度を有する。
【００２０】
水の代わりに、ＳＶＦは、フッ化水素中で不溶性である様々な適切な溶媒（以下の第２節を参照のこと）を有する抽出法により、ＨＦから分離できうる。ＳＶＦの抽出の後、ＨＦは反応の為に回収され、当該ＳＶＦは、溶媒から分離され、所望の純度へと精製される。
【００２１】
ＨＦからＳＶＦを分離する為の他の方法は、混合物を冷却することである。ＨＦ／ＳＶＦ混合物の組成に依存し、冷却により分離はより低い温度で始まる。当該ＳＶＦ／ＨＦ比率は、各層で異なる。富んだＳＶＦを有する分離された層は、より低い沸点産物としてＳＶＦ／ＨＦ共沸混合物及びより高い沸点産物として過剰のＳＶＦを得る為に蒸留されうる。ＨＦに富む層は反応／蒸留工程へ戻されうる。
【００２２】
尚ＳＶＦ／ＨＦを分離する他の手段は、様々な圧力の使用を通じて変化するＳＶＦ／ＨＦ共沸混合物の組成を変化させることによる（表４）。より高いＳＶＦ含量を有する共沸混合組成物は、より低い沸点産物として少ないＳＶＦ及び純粋なより高い沸点産物として過剰のＳＶＦを含む共沸混合物を得る為に、様々な圧力で蒸留されうる。
【００２３】
Ｂ．副産物の回収
４つの主要な副産物：ビス｛〔２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エトキシ〕メチル｝エーテル（化合物Ａ）、ホルムアルデヒドジ〔２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチル〕アセタール（化合物Ｂ）、ホルムアルデヒドフルオロメチル〔２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチル〕アセタール（化合物Ｃ）、及びビス（フルオロメチル）エチル（化合物Ｄ）が発見された。バッチ試験に於いて、蒸留の最終迄に、殆ど検出できないレベル迄にそれらの濃度が減少したことが分かった。４つの全ての化合物は、以下の平衡式により更なるＳＶＦを生じる連続的な蒸留の間同じように反応するであろう。
【化２】
これらの副産物は、刊行物（米国特許第３，６８９，５７１号及び第４，４６９，８９８号、国際出願ＷＯ９７／３０９６１、及び国際出願ＷＯ９７／２５３０３）に報じられており、これら刊行物はＳＶＦの情報源として用いられた。
【００２５】
先に記述した化学的視野から、一般式Ｒ1 Ｏ（ＣＨ2 Ｏ）ｎＲ2 のポリエーテル、（式中、ｎは小さな数でありＲ1 及びＲ2 は水素、アルキル基、又はハロアルキル基であるが、Ｒ1 及びＲ2 はある式に於いて水素ではない）は反応／蒸留条件下でそれらの開始物質に逆戻りする。当該ハロアルキル基が１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロピルの時ＳＶＦが形成されるであろう。
【００２６】
Ｃ．一般的な条件
反応条件下のこの蒸留がバッチ方式又は連続に於いて行われうることは、当業者に於いて明白であろう。連続条件下で反応物は、蒸留系に添加されうる。新しい成分の量は、連続的に回収される反応物の量により減少する。反応／蒸留は、所望の処理量を維持する為に、他の反応物及び、水とＨＦの混合物からＳＶＦ共沸混合物を分離することが可能且つ十分なサイズのカラム例えば再沸騰器により連続的に運転されなければならない。この工程に於いて、装置は、ＨＦ及びＳＶＦの分離に関連し又、純粋なＳＶＦ及び連続的な回収の為の流れを司る。条件は反応と蒸留の双方に対して最適に近いように調節するべきである。
【００２７】
反応は平衡を前進方向へ駆る為及びＨＦ／ＳＶＦ及びＨＦ／Ｈ2 Ｏ共沸混合物を供する為にＨＦの理論的な過剰量で行わなければならない。工程は、ＨＦＩＰに対し１５〜１８又は好適には２５〜３０モル当量のＨＦで首尾良く行われる。
【００２８】
何らかの断わりがない限り、本出願を通して用いたように、用語「ホルムアルデヒド（ＣＨ2 Ｏ）」は、例えば好適には、トリオキサンのようなホルムアルデヒドポリマー等、及びパラホルムアルデヒド等を意図する。
【００２９】
反応温度は重要ではない。しかし、収率は５０℃を超えて実質改善された。好適に、反応性の蒸留は、容器温度４５〜７５℃を確保する３０〜４０psigの自己圧力下で行われうる。
【００３０】
２．反応の間抽出によるＳＶＦの取り除き
第２の好適な実施態様に於いて、本発明は、反応が進行している間反応混合物からＳＶＦを抽出することを含む。
【００３１】
この抽出の為の最適な溶媒の為の要件は以下のように：
１．当該溶媒は、フルオロメチル化混合物からＨＦＩＰではなくＳＶＦを選択的に抽出しなければならない。
２．疎水性でなければならない。
３．実体的な量のＨＦを抽出しない。
４．実体的な量のＣＨ2 Ｏ又はそのポリマー形態を抽出してはならない。
５．当該溶媒は、ＳＶＦから容易に分離可能でなければならない。
【００３２】
Ａ．抽出ＳＶＦに対する様々な溶媒の安定性
様々な非極性溶媒は、それらのＨＦからＳＶＦ及びＨＦＩＰを抽出する能力を評価されて来た。溶媒／ＨＦ系に於けるＳＶＦ及びＨＦＩＰの分配は、２５℃で少量のＳＶＦ又はＨＦＩＰと特殊な溶媒の同体積の２相混合物との混合により測定される。平衡に至る為の十分な混合の後、溶媒中で見られた最初の化合物の分率が、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）及び標準品を用いた定量により決定された。当データは表１に与えられた。
【表１】
表１に表示するように、様々な溶媒はＨＦからＳＶＦを抽出することが可能である。これらの溶媒の中で、ＨＣ−０．８油が優れていると示している。一方、検討した溶媒いづれもＨＦから任意の多量のＨＦＩＰを抽出しない。これらのデータから、ＣＦＣ溶液は又抽出の為の良い候補であることを示すであろう。故に、先に述べた要件を満足する、クロロフルオロカーボン、クロロハイドロカーボン、ペルフルオロハイドロカーボン、ペルフルオロエーテル、ハイドロカーボン及び他の溶媒は、平衡をシフトさせる為に最適であると期待される。
【００３４】
Ｂ．一般的な条件
反応物を添加する順番は重要ではない一方、反応は、撹拌の下にＨＦＩＰを無水ＨＦ、ホルムアルデヒド及びＨＣ−０．８の混合物に添加することにより、行われる。ＳＶＰ及び他の産物（下記を参照のこと）は、溶媒により抽出された。
層は分離され、更にＨＣ−０．８油が添加され、当該反応は、更なる進展が見られなくなる迄続けた。
【００３５】
反応温度は重要ではないが、反応時間及び収率は５０℃超で実質的に改善された。好適に、反応温度は６０〜７０℃に維持されるべきである。高い転化を達成する為に、ＨＦ及びＣＨ2 Ｏ両方が過剰のＨＦＩＰより多く存在しなければならない。好適に、過剰のＣＨ2 Ｏの５０〜１００％分子量、及び１０００モル過剰量迄のＨＦが使用された。
【００３６】
抽出の為に用いられる溶媒の量は、ＳＶＦを蒸留した後容易に回収されうるので、重要ではない。バッチ反応に於いて、抽出の頻度は、効率的に平行をシフトさせ反応時間を短縮する為の重要な因子である。理想的には、工程は連続抽出条件下で行われるべきである。
【００３７】
米国特許第４，４６９，８９８号により従来示されているように、ＳＶＦの収率は、ＨＦＩＰのフルオロメチル化に於いて生産された水を封鎖する為に、過剰の硫酸又は他の添加物を添加することによって改善される。ＨＦは水を封鎖する為の試薬として働くことは周知である。従って、米国特許第４，４６９，８９８号の教示することは、更なる水を封鎖する試薬を使用することである。本発明の文章中で、そのような更なる水封鎖試薬の使用は必須ではなく、抽出工程は、ＨＦ出発物質以外の、水封鎖試薬の不在に於いて有益に実行することが出来うることが分かる。
【００３８】
Ｃ．副産物の回収
ＨＣ−０．８により、反応混合物からＳＶＦと共に抽出された主要な４つの副産物（Ａ−Ｄ）に加えて、蒸留の後、少量のホルムアルデヒドメチル〔２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチル〕アセタール（化合物Ｅ）があったと分かった。
【化３】
典型的な実施例に於いて、ＨＣ−０．８に於ける産物の組成は、１％のＤ、６３％のＳＶＦ、１％のＨＦＩＰ、８％のＢ、１５％のＡ及び１１％のＣである。少量のＨＦＩＰは、水による洗浄により抽出物から取り除かれた。ＨＣ−０．８抽出物の蒸留は、５０〜７５％の単離されたＳＶＦ収率を与える。
【００４０】
化合物Ａは反応混合物に再導入（実施例８を参照のこと）及び更なるＳＶＦの資源となりうる。アセタールＣは、ＨＣ−０．８抽出物の蒸留に耐えられず、ＳＶＦ及びホルムアルデヒド（実施例７を参照のこと）に逆戻りする。エーテルＤ，Ｅ及び先に記述した一般化された公式のポリエーテルは又反応条件下でそれらの出発物質に逆戻りすることが期待される。従って、ＨＦＩＰとＨＦ及びＣＨ2 Ｏとの反応により形成される有為な副産物並びに溶媒及び未反応のＨＦＩＰは回収でき、既存の工程より、一層環境的及び商業的に魅力のある工程にする。
【００４１】
本発明は、今、引き続く限定されない実施例を参照にすることで、より詳細に記述される。
【００４２】
実施例１．
大気圧でのＨＦＩＰ／ＨＦ／ＣＨ2 Ｏの反応／蒸留によるＳＶＦの調製。
【００４３】
４′×１″の蒸留カラム、圧力計、熱電対、ガス流出口、液体流入口及び撹拌棒を装備する０．３ＬのＭｏｎｅｌリアクターに於いて、トリオキサン（１５．０ｇ，ＣＨ2 Ｏとして０．５mol ，６７％余剰に）を充填した。当該リアクターを−３０℃に冷却し、排気して、無水ＨＦ（１７５ｇ，８．７５mol ）及びＨＦＩＰ（５６．０ｇ，０．３３３mol ）を装填した。混合物を加熱し、蒸留を大気圧で開始した。物質１０５ｇを沸点１９〜２０℃で収集した。更にＨＦ（１３９ｇ）を加え、沸点１９℃で第２留分（１５７ｇ）を得る迄蒸留を続けた。ＨＦの他の一部（１５７ｇ）を導入し、１９℃で第３留分を生じるまで蒸留を続けた。試料と水を混合することにより、組み合わせた蒸留物を分析し、有機層を分離及びＧＣにより分析した。純度＞９９％で全３７．４ｇ（０．１８７mol ）のＳＶＦを単離した。容器試料を水に入れ、水酸化カリウム溶液により中性化し、２１．１ｇ（０．１２６mol ）の出発ＨＦＩＰを示す外部標準で、ＧＣ−ＭＳにより分析した。このようにして、転化率は６２％であり、そしてＳＶＦの収率は９２％であった。
【００４４】
実施例２．
上昇した圧力でＨＦＩＰ／ＨＦ／ＣＨ2 Ｏの反応／蒸留によるＳＶＦの調製。
【００４５】
反応を実施例１に於いて記載したように開始したが、蒸留は、上昇した圧力で導かれた（表２を参照のこと）。蒸留物及び容器成分を、未反応のＨＦＩＰ残留物及びＳＶＦ生成物の量を決定する為に、先に記載したように分析した。
【表２】
実施例３．
希薄なＣＨ2 ＯレベルでＨＦＩＰ／ＨＦ／ＣＨ2 Ｏの反応／蒸留によるＳＶＦの調製。
【００４７】
実施例１に類似の方法に於いて、トリオキサン（９．０ｇ ＣＨ2 Ｏとして０．３mol ）ＨＦＩＰ（１６９．７ｇ，１．０１mol. ＨＦＩＰ ２３７％過剰）、及びＨＦ（３６２．４ｇ，１８．１２mol ）を１．０Ｌの容器に装填した。
混合物を、１８〜２０psigの圧力で蒸留した。ＳＶＦは９９．５％超の純度を有し、水により洗浄した試料から得た。同時に、容器試料（約１０ｇ以下）を水により洗浄し、テトラクロロヘキサフルオロブタンとハロカーボン０．８油（２×２ml）との混合物で抽出し、反応の進行をモニタリングする為にその抽出物をＧＣにより分析した（表３を参照のこと）。反応／蒸留の約６時間後、水を容器に添加し、容器中の成分を水酸化カリウム溶液で中性にし、未反応のＨＦＩＰを回収する為に、大気圧で蒸留した。
全９９．６ｇの（０．５９３mol ）ＨＦＩＰを有する沸点５８〜６０℃（９９％ＨＦＩＰ）及び６７〜９８℃（３９％ＨＦＩＰ）を有する２つの留分が回収された。ＨＦＩＰの転化率は２９％及びＳＶＦの収率は７９％であった。
【表３】
実施例４．
−６３℃に至る冷却によるＨＦ／ＳＶＦ共沸混合物（６３：３７）の分断。
開始混合物、重量 １５５．８ｇ
ＨＦ／ＳＶＦ比率 ６３：３７
【００４９】
−６３℃に至る冷却により、低層の体積は約２０〜２５mlであった。当該層を分離し、秤量し氷水と混合した。各層由来の氷水から分離したＳＶＦを収集し秤量した。
低層、重量 ３０．４ｇ
氷水 １４０．１ｇ
ＳＶＦ分離物 ２７．１ｇ
低層におけるＨＦ／ＳＶＦ １１：８９
上層、重量 １２５．１ｇ
氷水 ３７７．９ｇ
ＳＶＦ分離物 ３０．１ｇ
上層におけるＨＦ／ＳＶＦ ７６：２４
両層からの全ＳＶＦ ５７．２ｇ
ＳＶＦ回収率％ ５７．２／１５５．８×０．３７＝ ９９
【００５０】
分かるようにＨＦ／ＳＶＦ比率は、冷却した混合物の低層中で、周囲温度よりも驚く程ＳＶＦに富む。この濃縮された混合物は、蒸留により容易に純粋なＳＶＦ及びＨＦ／ＳＶＦ共沸混合物へと分離される。
【００５１】
実施例５．
蒸留の為の様々な圧力を用いて、共沸混合物の組成を変えることによりＨＦ／ＳＶＦを分離すること。
【００５２】
表４には、様々な圧力による蒸留により発見した共沸混合物の沸点及びＳＶＦとＨＦとの組成を列挙する。６５psiaで得た当該共沸混合物は４５％のＳＶＦを含む。この組成の混合物を、低沸点成分として２０％のＳＶＦ及び高沸点成分として純粋ＳＶＦを含む共沸点混合物を得る為に、１５psiaで蒸留できうる。
【表４】
実施例６．
ＨＦＩＰのフルオロメチル化とＨＣ−０．８油による二次抽出によるＳＶＦの調製。
【００５４】
圧力計、熱電対、ガス流出口、液体流入口及び撹拌棒を装備する、０．３Ｌ Ｍｏｎｅｌリアクターを使用した。トリオキサン（１０．９ｇ，０．１２mol ）を当該リアクターに入れ、リアクターを閉じ、−３０℃に冷却し、排気及び無水ＨＦ（３６．６ｇ，１．８３mol ）を装填した。混合物をマグネティックスターラーを使用し撹拌しながら３１℃迄温ため、よって圧力が１０psig上昇した。ＨＦＩＰ（３０．３ｇ，０．１８mol ）をＮ2 により圧縮したボンベから、添加した。当該リアクターを、６０〜６５℃、１６〜３３psigで６時間に渡り加熱した。試料（７．９３ｇ）を氷水（４９．７ｇ）に注入し、有機層（１．５６ｇ）を分離及びＧＣにより分析した。有機混合物は、５％のＥ、１０％のＨＦＩＰ、５５％のＳＶＦ及び３０％の化合物Ａ〜Ｃで構成される。試料（０．９ｇ）中のＳＶＦの量は、全ＳＶＦの２３％と計算できうる。
【００５５】
試料を混ぜた後、ＨＣ−０．８（９８ｇ，５７ml）を容器へ添加し、撹拌を６０〜６２℃、３８〜４０psigで１時間に渡り続けた（系内にＮ2 がいくらか存在した）。ＨＣ−０．８抽出物の９５ｇを取り出し、８％ＳＶＦを示すようにした。ＨＣ−０．８の他の一部（７０ｇ）を添加し、油層を約１時間後に取り除いた。第２抽出物中のＳＶＦ含有率は５％であった。複合ＨＣ−０．８抽出物と共に、更なるＳＶＦが本質的に抽出されなくなる迄反応を続けた。組み合わさった抽出物を、２８時間で４．５％又は１８．３ｇ，０．０９２mol のＳＶＦ含有率を有し、全量で３９１ｇ収集した。抽出物中の生成物の組成は２％のＤ、６０％のＳＶＦ、３％のＨＦＩＰ、４％のＢ、１５％のＣ、及び１３％のＡであった。
【００５６】
抽出の後、残留物（３１ｇ）を氷水へ注入した。水層は２８０ｇであると分かった。１０ｇのこの溶液を、１３．３ｇの新しい溶液を得る為に、水酸化アンモニウムにより中性にし、ＨＦＩＰ濃度を決定する為にＧＣ−ＭＳにより分析した。水中及びＨＣ−０．８抽出物０．３ｇ又は０．１８mol 中のＨＦＩＰ全量は、０．５１％であることが分かった。従って、ＨＦＩＰの転化率は９０％及び、直接的なＳＶＦ収率は５７％であった。副産物から利用可能な量は計算に入れなかった。
【００５７】
実施例７．
出発からＨＦＩＰのフルオロメチル化とＨＣ−０．８の存在によるＳＶＦの調製。
【００５８】
圧力計、熱電対、ガス流出口、液体流入口及び撹拌棒を装備した０．３Ｌ Ｍｏｎｅｌリアクターに於いて、トリオキサン（３２．４ｇ，０．３６mol 又は１．０８mol ＣＨ2 Ｏ）を装填した。当該リアクターを閉じ、−３０℃へ冷却、排気し、無水ＨＦ（１２５ｇ，６．２５mol ）を入れた。混合物をマグネティックスターラーを使用し撹拌しながら５６℃に加熱し、圧力が２９psig上昇した。ＨＦＩＰ（８９．３ｇ，０．５３２mol ）をＮ2 により圧縮されボンベから添加し、しかる後ＨＣ−０．８（７０ｇ，４０．５ml）を添加した。反応を５０〜６０psig圧力で進めた。
【００５９】
約１時間後、６０ｇのＨＣ−０．８抽出物を使用した。１０％ＳＶＦを含むことが分かった。ＨＣ−０．８の他の一部（７１ｇ）を添加し、６０〜６５℃で抽出物中にＳＶＦ発見されなくなる迄、いくつかの油の部分を取り除きながら及び、これらの部分の殆どを置換しながら反応を続けた。組み合わされた抽出物の重さは１２２８ｇであり３．７％のＳＶＦ含有率を有する。全生産物の組成は：１％のＤ、１％のＨＦＩＰ、６３％のＳＶＦ、８％のＢ、１１％のＣ及び１５％のＡであった。
【００６０】
ＮＨ4 ＯＨによる洗浄及びＳｉＯ2 による乾燥の後、１．１２３ｇのＨＣ−０．８抽出物の蒸留は：９９．７％のＳＶＦ並びに微量のＢ及びＥからなり５８〜５９℃の沸点を有する産物４２．８ｇ；第２留分に於いて７０〜１３０℃の沸点を有し、９％のＳＶＦ、２９％のＢ、５８％のＨＣ−０．８及び微量のＥから成る産物を与えた。第２分留を採取する間、コンデンサーに於いて、白い結晶化産物（ＣＨ2 Ｏのポリマー）の沈着があった。蒸留物質又は容器中にＣは認められなかった。最初のＨＣ−０．８溶液に基づくＳＶＦの全量は４７．８ｇ又は０．２４３mol であった。未反応のＨＦＩＰの量は、８．４ｇ又は０．０５mol であり副産物から回収可能な当該ＳＶＦを考慮せず、消費されたＨＦＩＰに基づいて、ＳＶＦの転化率９１％及び収率５０％と計算された。
【００６１】
実施例８．
ＡとＨＦとの反応によるＳＶＦの調製。
【００６２】
圧力計、熱電対、ガス流出口、液体流入口、及び撹拌棒を有する０．３Ｌ Ｍｏｎｅｌリアクターに対して、Ａ（２０．６ｇ，０．０５４mol ）を加えた。当該リアクターを閉じ、−３０℃に冷却し、排気し、無水ＨＦ（２５ｇ，１．２５mol ）及びＨＣ−０．８（４４ｇ）を入れ、反応混合物を６０〜７０℃に加熱した。ＨＣ−０．８抽出物（２８ｇ）を使用した１．５時間後、反応を実施例７に記載の複合的な抽出条件の下で続けた。ＳＶＦ含有率３．９％の全量２８４ｇのＨＣ−０．８抽出物が収集され、１１．１ｇ又は０．０５５mol の物質と計算された。ＨＣ−０．８溶液（０．３％）中のＡの含有率に基づき、ＳＶＦの転化率は９６％及び収率は５３％であることが分かった。
【００６３】
本明細書及び請求項は、以後引例により一組であり、限定ではないと評されるであろう、並びに本発明の精神及び領域から出発せず、様々な改良や進展がなされうる。
Claims (13)
- 以下の段階：
ａ）１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）、ホルムアルデヒド及びフッ化水素から成る混合物をセボフルランを形成する為に反応させ；
ｂ）反応混合物を蒸留し実質的にＨＦＩＰを含まないセボフルラン及びフッ化水素の共沸混合物にし；並びに
ｃ）当該共沸混合物からセボフルランを分離すること
を含んで成るフルオロメチル２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテル（セボフルラン）を調製する為の方法。 - ＨＦＩＰ、ホルムアルデヒド及びフッ化水素の理論的な過剰量を反応させることを含んで成る請求項１記載の方法。
- 上昇した圧力で行われる請求項１記載の方法。
- 副産物がビス｛〔２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エトキシ〕メチル｝エーテル、ホルムアルデヒドジ〔２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチル〕アセタール、ホルムアルデヒドフルオロメチル〔２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチル〕アセタール、ホルムアルデヒドメチル〔２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチル〕アセタール及びビス（フルオロメチル）エーテルからなる群から選択され、反応の副産物をセボフルランに転化することを含んで成り、そして反応条件下での副産物を保持すること又は当該反応の為に副産物を回収することを含んで成る、請求項１記載の方法。
- 選択的にセボフルランを抽出できる溶媒による、溶媒抽出により、セボフルランが、その沸化水素共沸混合物から分離される請求項１記載の方法。
- 前記溶媒が、クロロフルオロカーボン、クロロハイドロカーボン、ペルフルオロハイドロカーボン、ペルフルオロエーテル及びハイドロカーボンからなる群から選択される請求項５記載の方法。
- 前記溶媒が、テトラクロロヘキサフルオロブタンからなる群から選択される請求項６記載の方法。
- 溶媒がＨＣ−０．８油である請求項７記載の方法。
- セボフルランが冷却によりフッ化水素共沸混合物から分離され、前記冷却により２つの層の確立がもたらされ、その１つは蒸留によりより純粋なセボフルランが得られうる、セボフルランに富む請求項１記載の方法。
- ある圧力での蒸留により、他の圧力での蒸留によりより純粋なセボフルランが得られうる共沸混合物を様々な含有率で得る為に、セボフルランがそのフッ化水素共沸混合物から分離される、請求項１記載の方法。
- 水が、フッ化水素を伴う定沸点混合物として反応混合物から取り除かれる請求項１記載の方法。
- 前記化合物が一般式Ｒ1 Ｏ（ＣＨ2 Ｏ）nＲ2 の１又は複数のポリエーテル（式中、ｎは１又は２並びにＲ1 及びＲ2 は、独立して水素、アルキル基及びハロアルキル基から成る群から選択されるが、Ｒ1 及びＲ2 は同じ式に於いて水素ではない）を含んで成る請求項１記載の方法。
- ａ）セボフルラン、ＨＦＩＰ及びフッ化水素を含んで成る混合物を供し；
ｂ）前記混合物を蒸留し実質的にＨＦＩＰを含まないセボフルラン及びフッ化水素の共沸混合物にし；並びに
ｃ）前記共沸混合物からセボフルランを分離すること
を含んで成る方法であり、セボフルラン、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）及びフッ化水素を含んで成る混合物から、２，２，２−トリフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチルエーテル（セボフルラン）を分離する為の方法。
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