KR100285073B1 - Vapor Chlorination of Difluoromethyl Methyl Ether - Google Patents

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로저 아르.가우데트
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Abstract

이 발명은 식 CF2HOCClxFyH3+(x+y)(x는 0, 1 또는 3이고 y는 1,2 또는 3이며, x+y의 합은 1,2 또는 3임)의 플루오린화 디메틸에테르의 합성에 관한것이다. 이 제조방법은 산소의 존재하에 메틸디플루오로메틸에테르를 클로린화시켜 식 CF2HOCH3-zClz(z는 1 또는 2)의 클로린화반응생성물을 생성하며, CF2HOCCl3의 생성은 억제된다. 그 결과 얻어진 화합물은 분리전후에 HF와 플루오린화 반응을하여 플루오린화디메틸에테르를 포함하는 플루오린화 반응생성물을 얻는다.This invention is of the formula CF 2 HOCCl x F y H 3+ (x + y) (x is 0, 1 or 3 and y is 1,2 or 3 and the sum of x + y is 1,2 or 3) It relates to the synthesis of fluorinated dimethyl ether. This preparation method produces a chlorinated reaction product of the formula CF 2 HOCH 3-z Cl z (z is 1 or 2) by chlorinating methyldifluoromethylether in the presence of oxygen, producing CF 2 HOCCl 3 . Suppressed. The resulting compound undergoes fluorination reaction with HF before and after separation to obtain a fluorination reaction product containing fluorinated dimethyl ether.

Description

디플루오로메틸 메틸에테르의 기상클로린화반응Vapor Chlorination of Difluoromethyl Methyl Ether

이 발명은 일반적으로 플루오린화디메틸 에테르, 더 자세하게 말하면 플루오린화 디메틸에테르의 합성의 출발물질로서 메틸 디플루오로메틸 에테르에 관한것이다.This invention relates generally to methyl difluoromethyl ether as starting material for the synthesis of fluorinated dimethyl ether, more particularly fluorinated dimethyl ether.

비스(디플루오로메틸)에테르(CF2O CHF2)를 비롯한 이와같은 플루오린화디메틸에테르는 CFC대체물, 특히 냉매, 발포제등으로 사용하는데 적합하다.Such fluorinated dimethyl ethers, including bis (difluoromethyl) ether (CF 2 O CHF 2 ), are suitable for use as CFC substitutes, especially refrigerants, blowing agents and the like.

비스(디플루오로메틸)에테르는 종래에는 디메틸에테르를 클로린화한다음 분리시켜 비스(디클로로메틸)에테르를 플루오린화함으로써 제조하였다.Bis (difluoromethyl) ether was conventionally prepared by chlorinating dimethyl ether and then separating and fluorinating bis (dichloromethyl) ether.

그 클로린화 공정에서는 클로린화디메틸 에테르의 착체혼합물을 얻으며, 그 일부는 증류에 불안정하여 이와같은 상태에서 비스(디클로로메틸)에테르를 분리하였다.The chlorination process yielded a complex mixture of chlorinated dimethyl ethers, some of which were unstable in distillation and separated bis (dichloromethyl) ether in this state.

더욱이, 클로로메틸 메틸에테르와 비스(클로로메틸)에테르는 이 반응에 의해 제조되어 발암물질(carcinogens)이다.Moreover, chloromethyl methyl ether and bis (chloromethyl) ether are produced by this reaction and are carcinogens.

메틸 디플루오로메틸 에테르의 합성에 대한 또다른 접근은 참고문헌(Hine 및 Porter, 극성반응 VIII에서 중간물질로서 메틸렌유도체, 클로로디플루오로메탄과 소듐메톡시드의 반응에 있어서 디플루오로메틸렌, Journal of the American chemical society 17, 5493-6, 1957)에 기재되어있다. 이 참고문헌에서는 바람직한 디플루오로메틸-메틸-에테르를 부산물 트리메틸오르토포르메이트와 일정비로 배치(batch)반응에서 합성시키면서 동시에 연속적으로 미반응공급물질을 환류시키는 반응메카니즘에 대하여 기재되어 있다.Another approach to the synthesis of methyl difluoromethyl ethers is Hine and Porter, Difluoromethylene in the Reaction of Methylene Derivatives, Chlorodifluoromethane and Sodium methoxide as Intermediates in Polar Reaction VIII, Journal of the American chemical society 17, 5493-6, 1957. This reference describes a reaction mechanism for synthesizing a preferred difluoromethyl-methyl-ether with by-product trimethylorthoformate in a batch reaction while simultaneously refluxing the unreacted feedstock.

그러나, 이 반응에서는 다량의 트리메틸오르토포르메이트를 생성할뿐만아니라 그 생성물자체가 트리메틸 오르토포르메이트로 파괴되어 필요로하는 디플루오로메틸 메틸에테르를 바람직한 수율이하로 얻는다.However, this reaction not only produces a large amount of trimethylorthoformate, but also the product itself is destroyed by trimethyl orthoformate to obtain the required difluoromethyl methyl ether in a preferable yield or less.

미국특허 제 5,185,474호에서는 출발물질로서 메틸디플루오로메틸에테르를 사용함으로써 불안정화합물과 이와같은 발암물질의 생성을 재거 및 해소시키는 기술구성에 대하여 기재되었다.U. S. Patent No. 5,185, 474 describes a technique for eliminating and eliminating unstable compounds and the production of such carcinogens by using methyldifluoromethyl ether as starting material.

그 메틸디플루오로메틸에테르는 클로린화되어 일반식 CF2HOCH3-zClz(Z는 1,2 또는 3임)의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 반응혼합물을 생성한다.The methyldifluoromethylether is chlorinated to produce a reaction mixture comprising at least one compound of the general formula CF 2 HOCH 3 - z Cl z (Z is 1,2 or 3).

그 다음 이 혼합물은 플루오린화할 수 있거나 또는 클로린화합물중 어느하나를 우선 그 혼합물로부터 분리시켜 별도로 플루오린화하였다.This mixture may then be fluorinated or separately fluorinated either by first separating the chlorine compound from the mixture.

그러나, CF2HOCH3를 클로린화 반응할때, 생성물의 분산조절이 어렵다. Cl2와 CF2HOCH3의 몰유량속도를 조작하여 약간의 주요화합물인 CF2HOCH2Cl 또는 CF2HOCHCl2를 얻을 수 있으나, 상당량의 CF2HOCCl3가 생성된다. 그 다음으로 플루오린화한 바람직한 생성물이 CF2HOCH2Cl 또는 CF2HOCHCl2일 경우 CF2HOCCl3의 생성에 의해 그 처리효율에 있어서 상당이 감소된다.However, when chlorinating CF 2 HOCH 3 , the dispersion of the product is difficult to control. The molar flow rates of Cl 2 and CF 2 HOCH 3 can be manipulated to obtain some of the major compounds, CF 2 HOCH 2 Cl or CF 2 HOCHCl 2 , but a significant amount of CF 2 HOCCl 3 is produced. Subsequently, when the fluorinated preferred product is CF 2 HOCH 2 Cl or CF 2 HOCHCl 2 , the production efficiency of CF 2 HOCCl 3 decreases considerably in its treatment efficiency.

따라서, 이 발명의 목적은 비스(디플루오로메틸)에테르의 제조방법의 개량을 제공하는데 있다.It is therefore an object of this invention to provide an improvement in the process for the preparation of bis (difluoromethyl) ether.

이 발명의 다른 목적은 각종중간체의 현저한 불안정성으로인한 폭발의 위험과 수율손실없이 증류에 의해 각종의 필요한 분리를 행할 수 있도록 하는 비스(디플루오로메틸)에테르의 제조방법의 기량을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a technique for producing a bis (difluoromethyl) ether, which enables various necessary separations by distillation without risk of explosion and yield loss due to the significant instability of various intermediates.

이 발명의 또 하나의 다른 목적은 디플루오로메틸 메틸에테르를 효율있게 제조하는 방법을 제공하는데 있다.Yet another object of the present invention is to provide a method for efficiently preparing difluoromethyl methyl ether.

이 발명에 의해 종래의 기술적문제를 극복할 수 있으며, 이 발명은 디플루오로메틸메틸에테르의 제조방법을 제공한다. 더 자세하게 말하면, 이 발명의 방법은 CF2HOCCl3의 생성을 선택적으로 억제하는 수단을 포함하며 중간체로서 발암물질을 생성하지 않는다.The present invention can overcome the conventional technical problem, and the present invention provides a method for preparing difluoromethylmethyl ether. More specifically, the method of the present invention includes means for selectively inhibiting the production of CF 2 HOCCl 3 and does not produce carcinogens as intermediates.

종래의 기술에 의한 불안정한 클로린화에테르의 착체혼합물 일부는 발암물질로서, 이발명에서는 출발물질로서 메틸디플루오로메틸에테르를 사용함으로서 제거된다.Some of the complex mixtures of unstable chlorinated ethers of the prior art are removed by using methyldifluoromethylether as a carcinogen, and in this invention as a starting material.

그 메틸디플루오로메틸에테르는 클로린화되어 일반식 CF2HOCH3-zClz(z는 1,2 또는 3임)의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 클로린화 반응혼합물을 얻으며, 그 화합물은 클로린화반응 혼합물에서 용이하게 분리시킬 수 있다.The methyldifluoromethylether is chlorinated to obtain a chlorinated reaction mixture comprising at least one compound of the general formula CF 2 HOCH 3 - z Cl z (z is 1,2 or 3), the compound being chlorine It can be easily separated from the reaction mixture.

메틸 디플루오로메틸 에테르의 클로린화반응은 3개의 유도체(즉, z=1, z=2 및 z=3)만을 일반적으로 생성한다.The chlorination of methyl difluoromethyl ether generally yields only three derivatives (ie z = 1, z = 2 and z = 3).

디클로로메틸 디플루오로메틸 에테르(z=2)는 그 클로린화 반응혼합물에서 쉽게 분리시킨다음 플루오린화시켜(이와 같은 분리를 하거나, 분리없이)비스(디플루오로메틸)에테르를 성성한다.Dichloromethyl difluoromethyl ether (z = 2) is easily separated from the chlorination reaction mixture and then fluorinated (with or without such separation) to form bis (difluoromethyl) ether.

CF2HOCCl3(z=3)의 생성을 억제시킬 수 있고, 어떤 생성물이라도 클로린화 반응생성물에서 분리시켜 플루오린화 할 수 있다.The production of CF 2 HOCCl 3 (z = 3) can be inhibited and any product can be separated from the chlorinated reaction product and fluorinated.

또, 그 클로린화반응생성물 자체는 다음과 같이 플루오린화 할 수 있다(사전분리없이):The chlorination product itself can also be fluorinated (without prior separation) as follows:

위 생성물전체는 냉매로서 유용하며, 특히 (I)모노플루오로메틸 디플루오로-메틸에테르 및 (II)비스 (디플루오로메틸)에테르는 R-11 및 R-114 냉매로 각각 대치할 수 있다.All of the above products are useful as refrigerants, in particular (I) monofluoromethyl difluoro-methylether and (II) bis (difluoromethyl) ether can be replaced with R-11 and R-114 refrigerants, respectively. .

이 발명의 방법의 출발물질인 메틸디플루오로메틸에틸은 공지의 화합물이며, 이 화합물은 위 참고문헌에서 하인(Hine)및 포터(porter)에 의해 보고된 방법으로 제조할 수 있다. 특히, 디플루오로메틸 메틸에테르는 소듐메톡시드(NaOMe)와 클로로디플루오로메탄(CF2HCl)의 반응에 의해 생성되며, 그 반응은 다음과 같이 나타낸다:Methyldifluoromethylethyl, the starting material of the process of the invention, is a known compound, which compounds can be prepared by the methods reported by Hine and porter in the above references. In particular, difluoromethyl methyl ether is produced by the reaction of sodium methoxide (NaOMe) with chlorodifluoromethane (CF 2 HCl), the reaction being represented as follows:

요약해서, 이 방법은 소듐메톡시드의 알코올용액을 생성시켜 그 클로로디플루오로메탄을 서서히 그 반응혼합물에 기포화(bubbling)하여 그반응혼합물에서 잔류물로서 메틸디플루오로메틸에테르를 얻는 기술구성이 포함되어있다.In summary, this method produces a alcohol solution of sodium methoxide and slowly bubbles the chlorodifluoromethane into the reaction mixture to obtain methyldifluoromethyl ether as a residue in the reaction mixture. This is included.

일부 생성물은 미반응 CF2HCl과 공비동반(entrain)되어 증류조작으로 분리시킬 수 있다.Some products may be entrained with unreacted CF 2 HCl and separated by distillation.

그 출발에테르, CHF2OCH3는 또 1 차적으로 NaOH와 CH3OH를 반응시켜 유효하게 CH3ONa을 생성한 다음 CF2HCl과 반응시켜 제조할 수 도 있다.The starting ether, CHF 2 OCH 3, may also be prepared by first reacting NaOH with CH 3 OH to effectively produce CH 3 ONa and then reacting with CF 2 HCl.

그 유효수(effect water)는 그 다음 반응에서 CHF2OCH3을 생성하여 CHF2OCH3의 수율을 감소시킨다.The effect water then produces CHF 2 OCH 3 in the reaction to reduce the yield of CHF 2 OCH 3 .

이 발명의 클로린화 및 플루오린화 공정을 다음과 같이 나타낸다:The chlorination and fluorination processes of this invention are shown as follows:

이 발명의 발명자는 위 반응식에서 CF2HOCH3-zClz(z=3)의 생성을 기상반응매질에 산소원, 바람직하게는 공기를 첨가시킬때 억제 또는 제거시킬 수 있음을 확인하였다.The inventors of the present invention confirmed that the production of CF 2 HOCH 3 - z Cl z (z = 3) in the above scheme can be suppressed or eliminated when an oxygen source, preferably air, is added to the gas phase reaction medium.

3종의 클로린화 생성물의 동일한 억제보다 오히려 산소부가가 기대이상으로 CF2HOCl3의 생성을 선택적으로 억제한다.Rather than the same inhibition of the three chlorinated products, oxygen addition selectively inhibits the production of CF 2 HOCl 3 beyond expectations.

이 발명은 어떤 메카니즘이론에 의해 한정되어 있는 것은 아니라 산소가 그 활성염소분자와 착체를 형성한결과 그 억제가 발생하여 그 반응의 운동에너지(kinetics)가 그 트리클로로유도체를 선택적으로 억제하도록 한다.This invention is not limited to any mechanism theory, but the inhibition of oxygen as it forms complexes with active chlorine molecules causes the kinetic energy of the reaction to selectively inhibit the trichloro derivative.

원화합물에서 산소를 유리하는 함산소화합물을 포함하여 바람직한 화합물의 생성에 유해하지않은 어떤 산소원이라도 사용할 수 있다.Any oxygen source that is not harmful to the production of the desired compound can be used, including oxygenated compounds that liberate oxygen from the original compound.

그 산소는 그 바람직한 억제에 유효한 양으로 존재해야 한다.The oxygen must be present in an amount effective for its desired inhibition.

그 공기의 경우, 공기를 총기체량의 약 1.5~약 5.5%의 양으로 첨가하는 것이 바람직하다.In the case of the air, it is preferable to add the air in an amount of about 1.5 to about 5.5% of the total gas amount.

통상의 기술자는 순수산소를 사용할때 그 양은 그 공기량의 약 1/5정도로 그 염소가스가 유동할때 그 반응매질에 산소원을 첨가하는것이 바람직하다.The skilled person is preferred to add an oxygen source to the reaction medium when the chlorine gas flows when using pure oxygen, the amount being about 1/5 of the amount of air.

CHF2OCH3를 액화시켜 클로린가스와 반응시키면서 가시광원으로 조사시킴으로써 CHF2OCH3를 적합하게 클로린화 시킬 수 있다는것을 학인하였다. 또, 자외선광등의 다른 광원 또는 열, 촉매 또는 프리래디컬개시제를 사용하여 이 반응에 조력할 수 있다.It was recognized that CHF 2 OCH 3 can be appropriately chlorinated by irradiating with a visible light source while liquefying CHF 2 OCH 3 and reacting with chlorine gas. In addition, other light sources such as ultraviolet light or heat, a catalyst or a free radical initiator may be used to assist in this reaction.

CHF2OCH3의 클로린화 생성물은 플루오린화 하기전에 용이하개 분리시킬 수 있으며, 또 그 반응혼합물을 분리하지 않고 플루오린화 하여 CF2HOCCl2F, CF2HOCF2Cl, CF2HOCH2F, CF2HOCFHCl, CF2HOCF2H의 혼가물을 얻을 수 있으며, 분액증류에 의해 모든 분리를 할 수 있다.The chlorinated product of CHF 2 OCH 3 can be easily separated before fluorination, and the reaction mixture is fluorinated without separating to give CF 2 HOCCl 2 F, CF 2 HOCF 2 Cl, CF 2 HOCH 2 F, CF A mixture of 2 HOCFHCl and CF 2 HOCF 2 H can be obtained, and all separation can be carried out by separate distillation.

CHF2OCH3를 클로린화하는 바람직한 방법은 기상(Vapor phase)에서 CHF2OCH3을 유지시켜 클로린가스와 반응시키면서 광원, 바람직하게는 가시광 또는 자외선광으로 클로린화 반응을 시키는데 있다. 또, 촉매, 열 또는 프리래디컬개시제등 다른 반응조제를 클로린화 반응에서 광대신 사용할 수 있다.A preferred method of chlorin screen the CHF 2 OCH 3 is sikineunde a light source, preferably a chlorine reaction with visible light or ultraviolet light, while the reaction with chlorine gas to maintain the CHF 2 OCH 3 in the vapor phase (Vapor phase). Further, other reaction aids such as catalysts, heat or free radical initiators can be used in the chlorination reaction.

그 바람직한 플루오린화 처리공장에서, 그 클로린화 반응생성물은 무수 히드로겐 플루오리드(HF)와 반응하며, 그 반응은 다음반응식으로 나타낼 수 있다:In the preferred fluorination plant, the chlorination product reacts with anhydrous hydrogen fluoride (HF), which can be represented by the following scheme:

위 반응을 히드로겐 플루오리드와 같이 사용함으로써 이 출원 발명자는 소량의 CF2HOCFCl2와 78%의 CF2HOCF2Cl의 고수율을 얻었다.By using the above reaction with hydrogen fluoride, the applicant obtained a high yield of a small amount of CF 2 HOCFCl 2 and 78% CF 2 HOCF 2 Cl.

이것은 기대이상의 결과이다. 그 이유는 HF그 자체가 극히높은 고온이외에 플루오리네이트대신 SbF3또는 SbF3Cl2등 SbCl5-yFy의 플루오린화제(Fluorinating agents)의 연속적인 재생에 의해 클로린등 할로겐을 치환할 수 없기 때문이다.This is more than expected. The reason is that HF itself can replace halogen such as chlorine by the continuous regeneration of fluorinating agents of SbCl 5-y F y such as SbF 3 or SbF 3 Cl 2 instead of fluorinate. Because there is not.

그 디플루오로메톡시기는 알파-탄소원자상에서 그 클로린을 활성화시켜 HF와 용이하게 반응하도록 한다.The difluoromethoxy group activates its chlorine on an alpha-carbon atom to facilitate reaction with HF.

또, 그 HF는 플루오린화물질의 절단을 감소시키기 위하여 유기용매, 바람직하게는 메틸피르롤리돈등 쌍극성 비프로톤성용매(dipolar aprotic solvent)와 회석시켜 부산물발생이 더 적은 바람직한 생성물의 고수율을 얻는다.In addition, the HF is distilled with an organic solvent, preferably a dipolar aprotic solvent such as methylpyrrolidone to reduce the cleavage of the fluorinated substance, thereby producing a high yield of the desired product with less by-products. Get

그 플루오린화공정의 다른 플루오린원에는 KHF2, NaHF2, LiHF2, NH4HF2등 HF2 아니온의 염 및 적당한 용매중에서 HF 및 NaF 및 KF의 피리딘염을 형성할 수 있는 금속플루오리드가 있다.Other fluoro rinwon of hydrofluoric process, KHF 2, NaHF 2, LiHF 2 , NH 4 HF 2 , etc. HF 2 There are metal fluorides which can form HF and pyridine salts of NaF and KF in salts of anions and suitable solvents.

그 결과 얻어진 플루오린화 생성물은 증류에 의해 또는 참고문헌으로 여기서 예시한 미국특허 제 4,025,567호 또는 제 3,887,439호에 기재된 처리방법에 의해 분리시킬 수 있다.The resulting fluorinated product can be separated by distillation or by the treatment described in US Pat. Nos. 4,025,567 or 3,887,439, which are hereby incorporated by reference.

다음으로 이 발명을 다음실시예에따라 더 상세하게 설명한다.Next, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

[실시예 1]Example 1

a) CF2HOCH3의 제조a) Preparation of CF 2 HOCH 3

소듐메톡시드 7.1몰 함유 메타놀(1533.1g)에 소듐메톡시드를 용해한 25wt%용액을 온도센서, 압력게이지 및 딥테그(dipleg)를 장치한 4ℓ용 재킷 오토클레이브(jacketted autoclave)에 넣었다.A 25 wt% solution in which sodium methoxide was dissolved in 7.1 mol-containing methanol (1533.1 g) in sodium methoxide was placed in a 4 liter jacketed autoclave equipped with a temperature sensor, a pressure gauge and a diptag.

이 용기를 0~5℃로 냉각시켜 클로로디플루오로메탄(318.2g, 3.70몰)을 교반하면서 2.5시간에 걸쳐 첨가하었다.The vessel was cooled to 0-5 [deg.] C. and chlorodifluoromethane (318.2 g, 3.70 mol) was added over 2.5 hours with stirring.

가스 첨가가 완료될때 수냉식 콘덴서(water-cooled condenser)를 통하여 약-7℃로 냉각시킨 회수트랩(collection trap)으로 가스상 생성물을 배기하였다(venting).When gas addition was complete, the gaseous product was vented into a collection trap cooled to about -7 ° C through a water-cooled condenser.

모든 휘발물질을 회수할때 미반응 CHF2Cl을 -20℃에서 제거시키고 잔류 CF2HOCH3를 금속실린더로 옮겼다. 그 회수된 디플루오로메틸 메틸에테르(150.0g, 1.88몰)는 CF2HCl을 기준으로하여 49.4%의 수율을 나타내었다.Upon recovery of all volatiles, unreacted CHF 2 Cl was removed at −20 ° C. and residual CF 2 HOCH 3 was transferred to a metal cylinder. The recovered difluoromethyl methyl ether (150.0 g, 1.88 mol) gave a yield of 49.4% based on CF 2 HCl.

b) CF2HOCH3의 클로린화 반응b) Chlorination of CF 2 HOCH 3

가스상의 클로린 및 CF2HOCH3를 0℃로 냉각시킨 별도의 콘덴서(condenser)를 통하여 통과시킨 다음 그 가스스트림(gas streams)을 합쳐 U형상 반응기의 한 암(one arm)으로 통과시켜 가시광 또는 UV로 조사하였다.Pass the gaseous chlorine and CF 2 HOCH 3 through a separate condenser cooled to 0 ° C, then combine the gas streams and pass them through one arm of the U-shaped reactor to the visible or UV Was investigated.

그 반응기의 두암을 재킷팅(jacketing)시켜 물로 냉각하였다.The head of the reactor was jacketed and cooled with water.

그 U형상 반응기의 저부면에는 출구가 있으며 그 반응기에 생성물회수플라스크가 부착되어 있다.The bottom of the U-shaped reactor has an outlet and a product recovery flask is attached to the reactor.

-50℃로 냉각시킨 디워형(Dewar type)콘덴서가 U형상 튜브의 제2암(second arm)출구에 부착되어있으며 미반응클로린을 회수하는 냉각트랩(cold trap)과 NaoH 스크러버(scrubber)에 연속해서 접속시켜 Hcl을 제거한다.Dewar type condenser cooled to -50 ℃ is attached to the second arm outlet of U-shaped tube, and it is continuous to cold trap and NaoH scrubber to recover unreacted chlorine. To remove Hcl.

이 반응은 대기압력에서 정상적으로 실시하나 이보다 더 높거나 더 낮은 압럭을 사용할 수 있다. 온도는 그 글라스(glass)상에서 공격(attack)을 피하기 위하여 그 반응기에서 50℃이상 상승하지 않도록 해야한다.This reaction is normally carried out at atmospheric pressure but higher or lower pressures may be used. The temperature should not rise above 50 ° C. in the reactor to avoid attack on the glass.

실제로, 그 장치는 질소로 플러싱(flushing)시킨 다음 클로린및 CHF2OCH3를 그 클로린의 유링비와 에테르의 유량비가 약 2.5:1로 유지되도록 하는 속도에서 그 반응기에 공급하여 최적결과, 즉 CF2HOCHCl2의 수율을 얻는다.Indeed, the device was flushed with nitrogen and then fed chlorine and CHF 2 OCH 3 to the reactor at a rate such that the flow rate ratio of chlorine's U-ring ratio and ether was maintained at about 2.5: 1. Yield of 2 HOCHCl 2 is obtained.

3종 생성물중 다랑의 어느하나의 생성물은 그 가스유량의 비를 변경시켜 얻을 수 있다.The product of any one of the three products can be obtained by changing the ratio of the gas flow rate.

클로린 2.3몰과 CHF2OCH30.9몰을 통과시킨후 생성물 136.6g을 회수하였다.After passing 2.3 moles of chlorine and 0.9 moles of CHF 2 OCH 3, 136.6 g of the product was recovered.

그 생성물의 혼합물을 GC분석하여 CF2HOCH2Cl10.0%, CF2HOCHCl262.4% 및 CF2HOCCl322.2%를 나타내었다.The mixture of products was GC analyzed to show CF 2 HOCH 2 Cl 10.0%, CF 2 HOCHCl 2 62.4% and CF 2 HOCCl 3 22.2%.

c) CHF2OCHCl2와 HF의 플루오린화 반응c) Fluorination of CHF 2 OCHCl 2 with HF

스테인레스강 실린더내에 CF2HOCHCl246.1%를 포함하는 클로린화 CHF2OCH3(40.0g)는 무수 HF(30.0g) 를 첨가하기전에 빙냉하였다. 그 실린더를 밸브와 압력게이지로 밀폐시킨다음 3시간동안 60℃에서 수욕조에 넣었다.Chlorinated CHF 2 OCH 3 (40.0 g) containing 46.1% CF 2 HOCHCl 2 in a stainless steel cylinder was ice cooled before addition of anhydrous HF (30.0 g). The cylinder was sealed with a valve and pressure gauge and then placed in a water bath at 60 ° C. for 3 hours.

그 다음 그 실린더는 NaOH 스크러버(scrubber)를 통하여 배기시켜 휘발생성물을The cylinder is then evacuated through a NaOH scrubber to remove the volatiles.

-70℃에서 냉각시킨 트랩(trop)에 회수하였다.Recovered to trop cooled to -70 ℃.

그 트랩에서 회수한 생성물의 중링은 16.8g이었다.The heavy ring of the product recovered from the trap was 16.8 g.

그 생성물에는 GC분석에의해 CF2HOCF2F 71.8%가 포함되었으며 CF2HOCF2H 83.8%의 수율에 해당된다.The product contained 71.8% CF 2 HOCF 2 F by GC analysis, corresponding to a yield of 83.8% CF 2 HOCF 2 H.

대규모로 실시할 경우(즉 5갤론), CF2HOCF2H의 수율(CF2HOCHCl2를 기준으로하여)은 거의 양적으로 얻어졌다.When carried out on a large scale (ie 5 gallons), the yield of CF 2 HOCF 2 H (based on CF 2 HOCHCl 2 ) was obtained almost quantitatively.

[실시예 2]Example 2

CF2HOCCl350%를 포함하는 클로린화 디플루오로메틸에테르 혼합물(25g)의 시료를, 캐리어가스(carrier gas)로서 질소의 입구튜트와, NaOH용액(10%)를 포함하는 또 다른 폴리에틸렌제플라스크로 안내하는 출구튜브와 그 다음 건조튜브 및 드라이아이스/MeoH에 냉각시킨 트랩으로 장치한 폴리에틸렌플라스크에 넣었다.A sample of a chlorinated difluoromethyl ether mixture (25 g) containing 50% CF 2 HOCCl 3 was prepared from another polyethylene containing an inlet tube of nitrogen as a carrier gas and a NaOH solution (10%). The flask was placed in a polyethylene flask equipped with an outlet tube leading to the flask, followed by a dry tube and a trap cooled in dry ice / MeoH.

과잉의 무수 히드로겐플루오리드를 마그네틱스터러로 교반하면서 클로린화에태르와 그 혼합물에 첨가하였다.Excess anhydrous hydrogen fluoride was added to the chlorinated ether and mixtures thereof with stirring with a magnetic stirrer.

가열하지 않고 그 온도를 약 20℃로 유지하었다.The temperature was maintained at about 20 ° C. without heating.

모든 유기물이 반응할때까지 필요에따라 그 혼합물에 히드로겐플루오리드를 더 첨가하였다. 그 냉각트립에서 회수한 물질의 중량은 9.5g이었다.More hydrogen fluoride was added to the mixture as needed until all organics reacted. The weight of the material recovered in the cold trip was 9.5 g.

그 회수생성물은 GC분석을 하여 CF2HOCH2Cl 84.3%로 구성되었음을 나타내었으며, 그 클로린화혼합물의 CF2OCCl3함량을 기준으로하여 78%의 수율을 나타내었다. 소량의 CF2HOCFCl2가 역시 존재하였다.The recovered product was shown to be composed of 84.3% CF 2 HOCH 2 Cl by GC analysis, yielding a yield of 78% based on the CF 2 OCCl 3 content of the chlorinated mixture. Small amounts of CF 2 HOCFCl 2 were also present.

[실시예 3]Example 3

그 클로린화 장치는 길이가 짧은 비재킷형의 내경 2인치 튜브에의해 U자형 튜브식으로 그 하단부에 접속된 길이 4피드 내경 2인치 재킷형 글라스튜브 2개의 수직길이로 구성 되어있다.The chlorination unit consists of two vertical lengths of four-feed, 2-inch-diameter jacketed glass tubes connected to the lower end of the U-shaped tube by a short, non-jacketed inner-diameter 2-inch tube.

배기튜브는 U자형 튜브배열장치의 최하지점에서 안내되어 그 생성물은 그 장치에서 계속생성시켜 제거할때 회수하거나 또는 교대로 리시버(receiver)내에 축적하도록 하였다.The exhaust tube was guided at the lowest point of the U-shaped tube array so that the product was continuously produced in the unit to be recovered when removed or alternately accumulated in the receiver.

3개의 150와트 백열램프를 각 튜브의 길이에따라 설정하였다.Three 150-watt incandescent lamps were set according to the length of each tube.

그 가스를 U자형상 튜브배열장치의 한암(one arm)의 상부단에 공급하였다. 유량속도를 눈금있는 유량계에 의해 측정하였다.The gas was supplied to the upper end of the one arm of the U-shaped tube array. The flow rate was measured by a graduated flow meter.

그 U자형튜브의 다른 암(second arm)출구상의 저온콘덴서는 미반응 E-152a 및 클로린을 조사반응영역으로 되돌아가게 하였다.The cold capacitor on the other arm outlet of the U-shaped tube brought unreacted E-152a and chlorine back to the irradiation zone.

히드로겐 클로리드 부산물과 공기를 그 콘덴서에 통과시켜 물스크러버(water scrubber)로 유입하여 그 히드로겐 클로리드를 제거하였다.Hydrogen chloride by-product and air were passed through the condenser to enter a water scrubber to remove the hydrogen chloride.

0℃~5℃로 냉각시킨 메타놀 및 물의 혼합액은 그 장치의 냉각재킷을 통하여 순화시켰다.The mixed liquid of methanol and water cooled to 0 ° C to 5 ° C was purified through the cooling jacket of the device.

대표적인 조작으로 온도 0~5℃의 냉각제는 냉각재킷을 통하여 순환시키면서 그 백열램프를 키고(on) 드라이아이스를 그 저온콘덴서에 넣었다.In a typical operation, a coolant with a temperature of 0-5 ° C. was circulated through a cooling jacket, the incandescent lamp was turned on, and dry ice was placed in the low temperature capacitor.

클로린을 우선 그 장치에 도입시킨다음 디플루오로메틸에테르와 공기를 바람직한 비로 넣었다.Chlorine was first introduced into the device, followed by difluoromethyl ether and air at the desired ratio.

생성물은 간격을 두고 그 리시버에서 제거하였으며 포화 NaHCO3용액으로 세척하여 HCl을 제거하였다.The product was removed at intervals from the receiver and washed with saturated NaHCO 3 solution to remove HCl.

그 반응이 계속되므로 바람직한 시간동안 처리하였다.The reaction continued, so it was treated for the desired time.

그 수직형 반응기튜브에서 리시버로 배출하도록 하였다.It was to be discharged from the vertical reactor tube to the receiver.

그결과 다음 표 1 에서와 같은 데이타를 얻었다.As a result, the data shown in Table 1 were obtained.

실시예 6-29-1~6-29-7 은 공기를 가스스트림에 첨가함이없이 정상적으로 얻어진 생성물의 분포를 나타낸 것이다.Examples 6-29-1 to 6-29-7 show the distribution of products normally obtained without adding air to the gas stream.

실시예 7-7-3~7-8-6은 이 발명에 의해 양을 감소시키면서 공기첨가의 효과를 나타낸 것이다.Examples 7-7-3 to 7-8-6 show the effect of air addition while reducing the amount by this invention.

[표 1]TABLE 1

Claims (11)

다음식의 플루오린화 디메틸에테르의 제조방법에 있어서, 산소의 존재하에 CHF2OCH3와 클로린의 반응에의해 CHF2OCH3를 클로린화시켜 적어도 하나의 식 CF2HOCH3-zC1z(z 는 1 또는 2)의 화합물을 포함한 클로린화 혼가물을 생성하여 CF2HOCCl3의 생성을 억제시키고; 히드로겐 플루오리드, 무수히드로겐 플루오리드, HF2 , NaF, KF의 금속염 및 HF의 피리딘염의 그룹(group)에서 선택된 플루오린원(fluorine source)과 식CF2HOCH3-zClz의 적어도 하나의 화합물을 촉매의 존재하에 플루오린화시켜 식CF2HOCH3-zFyClz-y의 적어도 하나의 화합물을 포함하는 플루오린화 혼가물을 얻음을 특징으로하는 위 제조방법. 다음식 : CF2HOCClxFyH3-(x+y)위식에서 x는 0, 1 또는 2 이고, y는 1, 2 또는 3 이며, x+y의 합은 1,2 또는 3이다.In the method for preparing fluorinated dimethyl ether of the following formula, CHF 2 OCH 3 is chlorinated by the reaction of CHF 2 OCH 3 with chlorine in the presence of oxygen, and at least one CF 2 HOCH 3-z C1 z (z is Generating a chlorinated mixture comprising the compound of 1 or 2) to inhibit the production of CF 2 HOCCl 3 ; Hydrogen fluoride, hydrogen fluoride anhydrous, HF 2 , A fluorine source selected from the group of metal salts of NaF, KF and pyridine salts of HF and at least one compound of the formula CF 2 HOCH 3-z Cl z in the presence of a catalyst to fluorinate the formula CF 2 HOCH Method for producing a fluorinated mixture comprising at least one compound of 3-z F y Cl zy . CF 2 HOCCl x FyH 3- (x + y) In the above equation, x is 0, 1 or 2, y is 1, 2 or 3, and the sum of x + y is 1,2 or 3. 제1항에 있어서, 그 클로린화 공정은 기상 또는 액상에서 행하여 발생되며, 그 클로린은 액체 또는 기체임을 특징으로하는 위 제조방법.The method according to claim 1, wherein the chlorination process is performed by gas phase or liquid phase, and the chlorine is liquid or gas. 제1항에 있어서, 그 클로린화 공정은 기상에서 행하여지며 그 클로린은 기체임을 특징으로하는 위 제조방법.The gastric preparation method according to claim 1, wherein the chlorination process is carried out in the gas phase and the chlorine is a gas. 제1항에 있어서, 그 히드로겐 플루오리드는 유기용매중에서 무수히드로겐 플루오리드와 히드로겐 플루오리드의 그룹에서 선택함을 특징으로하는 위 제조방법.The method according to claim 1, wherein the hydrogen fluoride is selected from the group of anhydrous hydrogen fluoride and hydrogen fluoride in an organic solvent. 제1항에 있어서, 식 CF2HOCH3-zClz의 적어도 하나의 화합물은 CF2HOCHCl2이고, 그 플루오린화 반응생성물에는 CF2HOCF2H와 CF2HOCHFCl를 포함함을 특징으로하는 위 제조방법.The method of claim 1, wherein at least one compound of the formula CF 2 HOCH 3-z Cl z is CF 2 HOCHCl 2 , and the fluorination reaction product comprises CF 2 HOCF 2 H and CF 2 HOCHFCl. Manufacturing method. 제1항에 있어서, 식 CF2HOCH3-zClz의 적어도 하나의 화합물은 CF2HOCHCl2이고, 식 CF2HOCClxFyH3-(x+y)의 적어도 하나의 화합물은 CF2HOCF2H이며, 그 플루오린화 혼가물에서 CF2HOCF2H를 분리 및 회수시킴을 특징으로하는 위 제조방법.The compound of claim 1, wherein at least one compound of the formula CF 2 HOCH 3-z Cl z is CF 2 HOCHCl 2, and at least one compound of the formula CF 2 HOCCl x F y H 3- (x + y) is CF 2 HOCF 2 H, characterized in that the separation and recovery of CF 2 HOCF 2 H in the fluorinated mixture. 제1항에 있어서, 그 클로린화반응은 기체상태에서 CF2HOCH3를 유지하는데 충분한 온도와 압력에서 실시함을 특징으로하는 위 제조방법.The method according to claim 1, wherein the chlorination reaction is carried out at a temperature and pressure sufficient to maintain CF 2 HOCH 3 in the gas phase. 제1항에 있어서, 알칼리 금속 메톡시드와 CHF2Cl을 용매용액중에서 반응시켜 CHF2OCH3를 생성함을 특징으로하는 위 제조방법.The method according to claim 1, wherein the alkali metal methoxide is reacted with CHF 2 Cl in a solvent solution to produce CHF 2 OCH 3 . 제1항에 있어서, 공기는 산소원(oxygen source)임을 특징으로하는 위 제조방법.The method of claim 1, wherein the air is an oxygen source. 다음식의 플루오린화 디메틸에테르의 제조방법에서 CHF2OCH3와 클로린의 반응에의해 CHF2OCH3를 클로린화시켜 식 CF2HOCH3-zClz(z 는 1 또는 2)의 적어도 하나의 화합물을 함유한 클로린화 혼가물을 생성하고, 식 CF2HOCH3-zClz의 적어도 하나의 화합물은 히드로겐 플루오리드, 무수히드로겐 플루오리드, HF2 -, NaF, KF의 금속염 및 HF의 피리딘염의 그룹에서 선택된 플루오린과 촉매없이 플루오린화시켜 식 CF2HOCH3-zFlyClz-y의 적어도 하나의 화합물을 함유한 플루오린화 혼가물을 얻으며, 그 클로린화 반응공정을 산소의 존재하에 실시하여 CF2HOCCl3의 생성을 억제하는 수단을 구성함을 특징으로하는 제조방법. 다음식 : CF2HOCClxFyH3-(x+y)위식에서 x는 0,1 또는 2 이고, y는 1,2 또는 3이며 x+y의 합은 1,2 또는 3이다.At least one compound of the formula CF 2 HOCH 3-z Cl z (z is 1 or 2) by chlorination of CHF 2 OCH 3 by the reaction of CHF 2 OCH 3 with chlorine in the process for preparing fluorinated dimethyl ether To produce chlorinated contaminants, wherein at least one compound of the formula CF 2 HOCH 3-z Cl z is selected from the group consisting of hydrogen fluoride, anhydrous hydrogen fluoride, metal salts of HF 2 , NaF, KF and pyridine of HF. Fluorination without a catalyst with fluorine selected from the group of salts yields a fluorinated mixture containing at least one compound of the formula CF 2 HOCH 3-z Fl y Cl zy , and the chlorination reaction is carried out in the presence of oxygen And a means for suppressing the production of CF 2 HOCCl 3 . CF 2 HOCCl x F y H 3- (x + y) where x is 0,1 or 2, y is 1,2 or 3 and the sum of x + y is 1,2 or 3. 제10항에 있어서, 공기는 산소원임을 특징으로하는 위 제조방법.11. The method of claim 10 wherein the air is an oxygen source.
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