KR20050105289A

KR20050105289A - 플루오로메틸2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸 에테르의제조 방법

Info

Publication number: KR20050105289A
Application number: KR1020057019924A
Authority: KR
Inventors: 애숏 크리미안; 배리 말콤 존스
Original assignee: 할로카본 프로덕츠 코포레이션
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2005-11-03
Also published as: EP2036877A2; HUP0300589A2; CA2403105C; PL202495B1; CA2403105A1; CN1636864A; ES2320720T1; EP2036877A3; KR20050107528A; CN1430592A; ATE419228T1; ES2319162T3; DE60137206D1; CA2691933A1; CN100515926C; KR100685072B1; JP5086118B2; AU2001249438A1; CA2689573A1; JP2003530323A

Abstract

본 발명은, (A) 증류 조건 하에, 또는 (B) 세보플루란을 선택적으로 추출할 수 있는 용매의 존재하에서 또는 이러한 용매를 후속 첨가하여, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올을 포름알데히드 및 불화수소와 반응시켜 플루오로메틸 2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸 에테르(세보플루란)를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

플루오로메틸 2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸 에테르의 제조 방법 {PRODUCTION OF FLUOROMETHYL 2,2,2-TRIFLUORO-1-(TRIFLUOROMETHYL)ETHYL ETHER}

본 발명은 활성 평형 상태하에 증류로 생성물을 제거하거나 평형 혼합물로부터 생성물을 추출하여 평형을 우호적으로 이동시키는 평형 공정에 의해, 흡입 마취제인 플루오로메틸 2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸 에테르(세보플루란으로 공지됨)를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 시판되고 있는 출발 물질을 기재로 하며, 목적하는 생성물을 높은 수율로 제조할 뿐만 아니라 종래 방법에 비해 더욱 경제적이다.

세보플루란(SVF)을 제조하는 다수의 방법이 공지되어 있다. 미국특허 제3,683,092호 및 제3,689,571호에는 120℃에서 용매인 술포란 중의 불화칼륨을 이용하여 클로로메틸 2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸 에테르 중의 염소를 불소로 치환하는 것이 개시되어 있으며, 미국특허 제4,874,901호에는 고온(185℃) 및 고압(280psi)에서 용매를 첨가하지 않고 치환하는 것이 개시되어 있다. 또한, 기타 불소화 시약이 염소를 치환하는데 사용되었다. 미국특허 제5,886,239호에서는 디이소프로필에틸아민 히드로플루오라이드가 사용되고 있으며, 유럽 특허출원 제0 901 999 A1호에서는 아민 및 불화수소(HF)의 혼합물이 사용되고 있다. 출발물질인 클로로메틸 2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸 에테르는 시판되고 있지 않다. 미국특허 제3,683,092호에 따르면, 이는 메틸 2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸 에테르를 염소화시켜 제조되며, 또한 이것은 미국특허 제3,911,024호에 개시된 바와 같이 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올로부터 합성될 수 있다.

메틸 2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸 에테르의 SVF로의 직접적인 불소화는 미국특허 제3,683,092호에서는 삼불화브롬 및 미국특허 제3,897,502호에서는 아르곤 중의 20% 분자상 불소와 같은 반응성이 매우 높고 고가인 시약을 사용하여 청구되어 있다.

SVF로의 또 다른 경로는, 미국특허 제4,874,902호에 개시된 바와 같이, 1,1,1,3,3,3-헥사클로로-2-프로판올을 출발물질로 사용하는데, 이 출발물질을 메틸 2,2,2-트리클로로-1-(트리클로로메틸)에틸 에테르로 전환시키고 나서 삼불화브롬으로 불소화시켜 SVF를 수득한다. 대안적으로, 메틸 2,2,2-트리클로로-1-(트리클로로메틸)에틸 에테르를 염소화시키고, 상응하는 클로로메틸 에테르를 삼불화브롬을 사용하여 다중 불소화시킨다.

미국특허 제5,705,710호에는 삼불화브롬을 사용하여 메톡시말로노니트릴을 불소화시켜 SVF를 제조하는 방법이 개시되어 있다.

상기 SVF의 제조 방법들은 다단계로 수행되거나, 시판되지 않는 출발물질을 기재로 하거나, 위험한 시약을 사용하고 있다.

시판되는 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올(HFIP)의 SVF로의 직접적인 플루오로메틸화는 여러 특허에 개시되어 있다. 미국특허 제4,250,334호에서는, HFIP, HF 및 포름알데히드(CH₂O)를 진한 황산의 존재하에서 가열시켜 연속적으로 SVF를 생성시키는데, SVF는 냉각된 트랩내에서 회수된다.

미국특허 제4,469,898호에 따르면, SVF의 수율은 과량의 황산 또는 기타 첨가제를 첨가하여, HFIP의 플루오로메틸화에 의해 생성되는 물을 제거함으로써 개선된다.

그러나, 76-78%의 수율을 달성하기 위해서는 다량의 진한 황산 또는 기타 브뢴스테드 및/또는 루이스 산(중량으로 HFIP보다 약 3배 더 많음)을 사용해야 한다. 결과적으로, 다량의 폐물(유기 및 무기)이 공정에 의해 생성된다.

PCT 국제출원 WO 97/25303호에는 황산의 존재하에 HFIP를 비스(플루오로메틸)에테르와 반응시켜 SVF를 제조하는 것이 개시되어 있는데, 여기에서 목적하는 생성물은 부산물인 아세탈과 함께 55-60%의 수율로 생성된다.

어떠한 황산 또는 탈수제, 양성자첨가제(protonating agent) 및 불화물 이온 발생제도 사용되지 않는 경우에, 포기된 미국 특허출원 제771,365호(1968.10.28자 출원) 및 미국특허 제3,689,571호에 기재된 바와 같이, SVF의 수율은 매우 낮았다.

본 발명의 과제는, 시판되고 있는 출발 물질을 기재로 하며, 목적하는 생성물을 높은 수율로 제조할 뿐만 아니라 종래 방법에 비해 더욱 경제적인, (A) 증류 조건 하에, 또는 (B) 세보플루란을 선택적으로 추출할 수 있는 용매의 존재하 또는 후속적인 첨가로, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올을 포름알데히드 및 불화수소와 반응시켜 플루오로메틸 2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸 에테르(세보플루란)를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 목적하는 생성물 SVF가 A) 증류 또는 B) 추출에 의해 진행중인 평형으로부터 제거되는 조건하에서 HFIP를 CH₂O 및 HF와 반응시켜 SVF를 제조하는 방법을 제공한다.

SVF 및 HF의 저비등점의 공비혼합물이 발견되었는데, 여기에서 SVF가 HF와의 공비혼합물로서 증류에 의해 제거된다. 또한, 이러한 공정 동안에, 물은 물과 HF와의 일정한 비등점의 혼합물(b.p.115℃)을 증류시킴으로써 제거된다. HF 공비혼합물로서 제거된 SVF는 하기 여러 공정에 의해 분리된다: (ⅰ) 혼합물을 물로 세척하고, (ⅱ) SVF는 용해시키나 HF는 용해시키지 않는 용매로 추출하고, (ⅲ) 공비혼합물을 냉각시켜 층을 분리시키고, (ⅳ) SVF/HF 공비혼합물을 상이한 압력에서 증류시켜 SVF가 풍부한 혼합물을 수득함.

추출 공정에서, SVF 및 기타 반응 생성물은 선택적으로 용해시키나 출발물질 및 물은 용해시키지 않는 용매에 의해 SVF가 평형으로부터 제거되었다.

1. 반응 동안에 증류에 의한 SVF 의 제거

본 발명의 제 1의 바람직한 구체예는 증류 동안에 플루오로메틸화 반응을 진행시키는 것에 관한 것이다. 이는 반응기에 2개의 칼럼을 구비시킴으로써 달성된다. 하나의 칼럼은 상부 생성물로서, 평형 혼합물상의 증기로부터 수득된 HF/SVF 혼합물을 분리시키는데 사용된다. 본 발명자는, SVF 및 HF가 표 4에 기재된 바와 같은 저비등점의 공비혼합물을 형성한다는 것을 발견하였다. 다른 칼럼은 반응기내의 액체로부터 공급되며, 바닥 생성물로서 HF/물의 일정한 비등점의 혼합물을 제거한다. 제 2칼럼으로부터의 상부 증류액은 반응기로 재사용된다.

실제적으로, HF/SVF 공비혼합물 증류액은 공비혼합물이 HF보다 단지 약간 낮은 비등점에서 비등하기 때문에 과량의 HF를 함유한다[본원에서의 SVF/HF 공비혼합물의 사용이란 실제 공비혼합물 및 과량의 HF를 포함하는 공비혼합물을 포함하는 것으로 이해된다]. "HF/SVF 공비혼합물"로 명명되는 제 1칼럼으로부터의 상부액은 여러 분리 공정 중 하나로 처리되어 순수한 SVF를 수득하고 HF를 반응/증류 공정으로 복귀시킨다.

A. 순수한 SVF를 수득하기 위한 HF/SVF 공비혼합물의 분리

HF/SVF 공비혼합물은 HF를 물로 세척하여 매우 간단히 분리될 수 있다. SVF의 순도는 약 99%이다.

물 대신에, SVF는 불화수소에 불용성인 다양한 종류의 적당한 용매를 사용하여 추출하여 HF로부터 분리될 수 있다(아래 섹션 2 참조). SVF의 추출에 이어, HF는 반응으로 재사용될 수 있고, SVF는 용매로부터 분리되어 목적하는 순도로 정제될 수 있다.

HF로부터 SVF를 분리하는 또 다른 접근법은 혼합물을 냉각시키는 것이다. 냉각되자 마자, HF/SVF 혼합물의 조성에 따라 낮은 온도에서 분리가 개시된다. SVF/HF 비는 각 층에서 상이하다. SVF가 풍부하게 존재하는 분리된 층이 증류되어, 저비등점 생성물로서 SVF/HF 공비혼합물이 수득되고 고비등점 생성물로서 과량의 SVF가 수득될 수 있다. HF가 풍부한 층은 반응/증류 공정으로 복귀될 수 있다.

SVF/HF를 분리시키는 또 다른 수단은 상이한 압력을 사용하여 SVF/HF 공비혼합물의 조성을 변동시킴에 의한 것이다(표 4). 높은 SVF 함량을 갖는 공비 조성물을 상이한 압력에서 증류시켜, 저비등점 생성물로서 소량의 SVF를 함유하는 공비혼합물을 수득하고 고비등점 생성물로서 과량의 SVF를 함유하는 공비혼합물을 수득한다.

B. 부산물의 회수

4개의 주요 부산물: 비스{[2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에톡시]메틸}에테르(화합물 A), 포름알데히드 디[2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸]아세탈(화합물 B), 포름알데히드 플루오로메틸[2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸]아세탈(화합물 C) 및 비스(플루오로메틸)에테르(화합물 D)가 확인되었다. 배치내에서, 이들의 농도가 증류 마지막에는 거의 검출불가능한 수준으로 감소됨을 확인하였다. 또한, 4개의 모든 화합물은 하기 평형식에 의해 추가 SVF를 생성하는 연속 증류 동안에 반응할 것이다.

이러한 부산물은 문헌[미국특허 제3,689,571호 및 제4,469,898호, 국제출원 WO 97/30961호 및 WO 97/25303호]에 보고되어 있는데, 여기에서 이들은 SVF의 공급원으로서 사용되었다.

상기 화학반응의 관점에서, 일반식 R₁O(CH₂O)_nR₂의 폴리에테르(여기에서, n은 작은 수이고, R₁ 및 R₂는 수소, 알킬기 또는 할로알킬기이며, 하나의 식내에서 R₁ 및 R₂ 모두가 수소는 아니다)는 반응/증류 조건하에서 이들의 출발물질로 복귀될 것이다. 할로알킬이 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로필인 경우에 SVF가 형성될 것이다.

C. 일반 조건

반응 조건하에서 이러한 증류가 회분식으로 또는 연속적으로 수행될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 연속 조건하에서, 반응물은 연속적으로 재사용되는 반응물의 양만큼 감소된 양의 새로운 성분으로 증류 시스템에 첨가될 것이다. 반응/증류는 기타 반응물, 및 재가열기를 포함하는 충분한 크기의 물 및 HF의 일정한 비등점의 혼합물로부터 SVF 공비혼합물을 분리시킬 수 있는 칼럼을 사용하여 연속적으로 수행되어, 목적하는 산출량을 유지시킬 수 있다. 또한, 이 공정에서, HF 및 SVF의 분리와 관련된 설비는 순수한 SVF 및 재사용용 스트림을 연속적으로 제공할 것이다. 조건은 반응 및 증류 모두에 대해 최적에 가깝게 조정되어야 한다.

반응은 평형을 정방향으로 진행시키기 위하여, 그리고 HF/SVF 및 HF/H₂O 공비혼합물을 제공하기 위하여 화학양론적으로 과량의 HF로 수행된다. 공정은 HFIP에 대하여 15-18, 또는 바람직하게는 25-30 몰당량의 HF로 양호하게 수행된다.

본원에서 사용된 용어 "포름알데히드"(CH₂O)는 별 다르게 언급되지 않는 한, 트리옥산과 같은 포름알데히드 중합체를 의미하며, 바람직하게는 파라포름알데히드이다.

반응 온도는 중요하지 않으나, 50℃가 넘는 온도에서 수율이 사실상 개선된다. 바람직하게는, 반응성 증류는 포트 온도를 45-75℃로 유지하도록 하는 30-40psig의 내인(autogenous) 압력하에서 수행될 수 있다.

2. 반응 동안에 추출에 의한 SVF 의 제거

제 2의 바람직한 구체예에서, 본 발명은 진행중인 반응 동안에 반응 혼합물로부터 SVF 생성물을 추출하는 것에 관한 것이다.

이러한 추출을 위한 적당한 용매의 필요조건은 다음과 같다:

1. 용매는 플루오로메틸화 혼합물로부터 SVF를 선택적으로 추출하되 HFIP는 추출하지 않아야 한다.

2. 용매는 소수성이어야 한다.

3. 용매는 다량의 HF를 추출하지 않아야 한다.

4. 용매는 다량의 CH₂O 또는 이것의 중합체 형태를 추출하지 않아야 한다.

5. 용매는 SVF로부터 용이하게 분리되어야 한다.

A. SVF를 추출하기 위한 다양한 용매의 적합성

여러 비극성 용매의, HF로부터 SVF 및 HFIP를 추출하는 능력에 대해서 평가하였다. 용매/HF 시스템 중에서의 SVF 및 HFIP의 분배는 소량의 SVF 또는 HFIP를 25℃에서 동일한 부피의 특정 용매 및 HF의 2층 혼합물과 혼합시킴으로써 측정되었다. 평형에 도달할 때까지 충분히 혼합한 후, 용매 중에서 확인되는 고유 화합물 분획을 기체 크로마토그래피(GC)로 측정하고 표준을 사용하여 정량하였다. 데이타가 표 1에 기재되어 있다.

표 1은 용매/HF 시스템내에서의 SVF 및 HFIP의 분배 계수를 나타낸다.

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 매우 다양한 용매를 사용하여 HF로부터 SVF를 추출할 수 있다. 이들 용매 중에서, HC-0.8 오일이 우수한 것으로 보인다. 한편, 연구된 용매 중 어느 것도 HF로부터 다량의 HFIP를 추출하지 않았다. 이들 데이타로부터 CFC 용매가 또한 추출을 위한 양호한 후보물질이 될 것으로 보인다. 따라서, 상기 필요조건을 만족시키는 클로로플루오로카본, 클로로히드로카본, 퍼플루오로히드로카본, 퍼플루오로에테르, 히드로카본 및 기타 용매가 평형을 이동시키기에 적당한 것으로 예측된다.

B. 일반 조건

반응물의 첨가 순서는 중요하지 않지만, 반응은 교반하에 무수 HF, 포름알데히드 및 HC-0.8의 혼합물에 HFIP를 첨가하여 수행되었다. SVP 및 기타 생성물(하기 참조)을 용매에 의해 추출하였다. 층이 분리되고, HC-0.8 오일을 더 첨가하고, 더 이상의 진행이 관찰되지 않을 때까지 반응을 계속하였다.

반응 온도는 중요하지 않으나, 반응 시간 및 수율은 50℃가 넘는 온도에서 사실상 개선되었다. 바람직하게는, 반응 온도는 60-70℃로 유지되어야 한다. 높은 전환율을 얻기 위하여, HF 및 CH₂O 모두 과량의 HFIP 중에 존재시켜야 한다. 바람직하게는, 50-100몰%의 과량의 CH₂O 및 1000몰 이하의 과량의 HF가 사용되었다.

추출에 사용되는 용매량은 이것이 SVF를 증류한 후에도 용이하게 재사용될 수 있기 때문에 중요하지 않다. 회분식 반응에서, 추출 빈도는 평형을 효율적으로 이동시키고 반응 시간을 단축시키는 중요한 인자이다. 이상적으로, 상기 공정은 연속 추출 조건하에서 수행되어야 한다.

미국특허 제4,469,898호에 기재된 바와 같이, SVF의 수율은 HFIP의 플루오로메틸화로 생성된 물을 제거하기 위해 과량의 황산 또는 기타 첨가제를 첨가함으로써 개선된다. HF는 물 제거제로서 작용하는 것으로 공지되어 있다. 따라서, 미국특허 제4,469,898호에는 추가적인 물 제거제의 이용이 개시되어 있다. 본 발명에서, 추가적인 물 제거제의 사용은 불필요하며, 추출 공정은 HF 출발 물질 이외의 물 제거제의 부재하에서 유리하게 수행될 수 있다.

C. 부산물의 회수

HC-0.8 오일에 의해 SVF와 함께 반응 혼합물로부터 추출된 4가지 주요 부산물(A-D) 이외에, 증류 후에 소량의 포름알데히드 메틸[2,2,2-트리플루오로-1-(트리플루오로메틸)에틸]아세탈(화합물 E)이 확인되었다.

통상의 실시예에서, HC-0.8 오일 중의 생성물의 조성은 1% D, 63% SVF, 1% HFIP, 8% B, 15% A 및 11% C이다. 물로 세척하여 소량의 HFIP가 추출물로부터 제거되었다. HC-0.8 오일의 추출물을 증류하여 50-57%의 분리 수율로 SVF를 수득하였다.

화합물 A는 반응 혼합물에 재도입되어(실시예 8 참조), 추가적인 SVF의 공급원이 될 수 있다. 아세탈 C는 SVF 및 포름알데히드로 복귀되면서, HC-0.8 오일 추출물의 증류시에 제거된다(실시예 7 참조). 상기 일반식의 에테르 D, E 및 폴리에테르는 또한 반응 조건하에서 이들의 출발 물질로 복귀될 것으로 예측된다. 따라서, HFIP와 HF 및 CH₂O의 반응에 의해 형성된 모든 중요한 부산물 뿐만 아니라 용매 및 미반응 HFIP가 재사용될 수 있기 때문에, 본 발명의 신규 공정이 종래 공정에 비해 환경적으로 그리고 상업적으로 더욱 가치가 있다.

실시예

본 발명은 하기 비제한적 실시예를 참고로 보다 상세하게 설명될 것이다:

실시예 1.

대기압에서 HFIP/HF/CH₂O의 반응/증류에 의한 SVF의 제조

4'×1" 증류 칼럼, 압력계, 열전쌍, 기체 유출구, 액체 유입구 및 교반 바가 설치된 0.3L 모넬(Monel) 반응기에 트리옥산(15.0g, CH₂O로서 0.50 mol, 67% 과량)을 넣었다. 반응기를 -30℃로 냉각시키고 진공시켜서, 무수 HF(175g, 8.75 mol) 및 HFIP(56.0g, 0.333mol)를 충전시켰다. 혼합물을 가온시키고, 대기압에서 증류를 개시하였다. 비등점 19-20℃에서 105g의 물질을 회수하였다. 추가로 HF(139g)를 첨가하고, 증류를 계속하여 비등점 19℃에서 제 2생성물(157g)을 수득하였다. HF(157g)의 또 다른 분획물을 도입시키고, 증류를 계속하여 19℃에서 제 3생성물을 수득하였다. 샘플을 물과 혼합시키고, 유기층을 분리하여 GC로 분석함으로써 회수된 증류액을 분석하였다. 총 37.4g(0.187mol)의 SVF를 >99%의 순도로 단리시켰다. 포트 샘플을 물에 넣고, 수산화칼륨 용액으로 중화시키고, 21.1g(0.126mol)의 출발 HFIP를 나타내는 외부 표준을 갖는 GC-MS로 분석하였다. 따라서, 전환율은 62%이고 SVF의 수율은 92%였다.

실시예 2.

고압에서의 HFIP/HF/CH₂O의 반응/증류에 의한 SVF의 제조

실시예 1에 기재된 바와 같이 반응을 개시하였으나, 증류는 고압에서 수행하였다(표 2 참조). 증류액 및 포트 내용물을 상기한 바와 같이 분석하여 잔류하는 미반응 HFIP 및 제조된 SVF의 양을 측정하였다.

표 2에는 압력하에서의 반응이 표시되어 있다.

실시예 3.

낮은 CH₂O 수준에서 HFIP/HF/CH₂O의 반응/증류에 의한 SVF의 제조

실시예 1과 유사한 방식으로, 트리옥산(9.0g, CH₂O로서 0.3mol), HFIP(169.7g, 1.01mol, 237% 과량 HFIP) 및 HF(362.4g, 18.12mol)를 1.0L의 포트에 충전하였다. 이 혼합물을 18-20psig 압력에서 증류하였다. 물로 세척된 샘플로부터 99.5%를 초과하는 순도의 SVF를 수득하였다. 동시에, 포트 샘플(~10g)을 물로 세척하고, 이를 테트라클로로헥사플루오로부탄, 할로카본 0.8 오일(2×2ml)의 혼합물을 사용하여 추출하고, 추출물을 GC로 분석하여 반응 진행을 관찰하였다(표 3 참조). ~6시간의 반응/증류 후에, 물을 포트에 첨가하고, 포트 내용물을 수산화칼륨 용액으로 중화하고, 대기압에서 증류하여 미반응 HFIP를 회수하였다. 비등점 58-60℃(99% HFIP) 및 67-98℃(39% HFIP)에서 총 99.6g(0.593mol)의 HFIP가 형성되는 2분획물을 회수하였다. HFIP의 전환율이 29%이고, SVF의 수율이 79%인 것으로 확인되었다.

표 3에는 SVF 증류 동안의 포트 분석이 기재되어 있다.

실시예 4.

-63℃까지의 냉각에 의한 HF/SVF 공비혼합물(63:37)의 분해

출발 물질, 중량 155.8g

HF/SVF 비 63:37

-63℃까지 냉각한 후의 저층 부피는 약 20-25ml 였다. 층을 분리시키고, 칭량하고, 각각을 얼음물과 혼합시켰다. 각 층으로부터의 얼음물로부터 분리된 SVF를 회수하여 칭량하였다.

저층, 중량 30.4g

얼음물 140.1g

분리된 SVF 27.1g

저층의 HF/SVF 11:89

상층, 중량 125.1g

얼음물 377.9g

분리된 SVF 30.1g

상층의 HF/SVF 76:24

양 층으로부터의 총 SVF (g) 57.2g

SVF 회수율(%) 57.2/155.8×0.37= 99

확인할 수 있는 바와 같이, HF/SVF 비는 주위 온도에서보다 냉각된 혼합물의 저층내의 SVF에서 상당히 높다. 이러한 풍부한 혼합물은 증류에 의해 순수한 SVF 및 HF/SVF 공비혼합물로 용이하게 분리된다.

실시예 5.

증류시 상이한 압력을 사용하여 공비혼합물의 조성 변화에 의한 HF/SVF의 분리

표 4에는 상이한 압력에서 증류에 의해 확인된 공비혼합물의 비등점, 및 SVF 및 HF의 조성이 기재되어 있다. 65psia에서 수득된 공비혼합물은 45% SVF를 함유한다. 이러한 조성의 혼합물을 15psia에서 증류시켜, 저비등 성분으로서 20% SVF 및 고비등 성분으로서 순수한 SVF를 함유하는 공비혼합물을 수득할 수 있다.

표 4에는 SVF/HF 2성분 공비혼합물의 조성이 기재되어 있다.

실시예 6.

HFIP의 플루오로메틸화 및 이에 후속하여 HC-0.8 오일을 사용한 추출에 의한 SVF의 제조

압력계, 열전쌍, 기체 유출구, 액체 유입구 및 교반 바가 설치된 0.3L 모넬 반응기를 사용하였다. 트리옥산(10.9g, 0.12 mol)을 상기 반응기에 넣고, 밀폐시킨 반응기를 -30℃로 냉각시키고 진공시키고, 무수 HF(36.6g, 1.83 mol)를 충전시켰다. 이 혼합물을 자성 교반기를 이용하여 교반 하에 31℃까지 가열하고, 이 경우 10psig 압력을 가했다. N₂로 가압된 용기(bomb)로부터 HFIP(30.3g, 0.18mol)를 첨가하였다. 반응기를 60-65℃ 및 16-33psig에서 6시간 동안 가열하였다. 샘플(7.93g)을 얼음물(49.7g)에 넣고, 유기층(1.56g)을 분리하여 GC로 분석하였다. 유기 혼합물은 5% E, 10% HFIP, 55% SVF 및 화합물 A-C의 회수된 30%로 구성되어 있었다. 샘플(0.9g)내의 SVF의 양은 가능한 총 SVF의 23%를 차지하였다.

샘플을 취한 후에, HC-0.8 오일(98g, 57ml)을 포트에 첨가하고, 60-62℃ 및 38-40psig에서 1시간 동안 계속 교반하였다(약간의 N₂가 시스템내에 존재하였다). 95g의 HC-0.8 오일 추출물을 제거하였더니, 8%의 SVF를 함유하는 것으로 확인되었다. HC-0.8 오일의 또 다른 분획물(70g)을 첨가하고, 오일층을 약 1시간 후에 제거하였다. 제 2추출물 내의 SVF 함량은 5%이었다. 다수개의 HC-0.8 오일 추출물과 함께 사실상 더 이상의 SVF가 추출되지 않을 때까지 반응을 계속하였다. 28시간 내에 수집된 (회수된) 추출물은 총 391g으로서, SVF 함량이 4.5% 또는 18.3g, 0.092mol이었다. 추출물내의 생성물 조성은 2% D, 60% SVF, 3% HFIP, 4% B, 15% C 및 13% A이었다.

추출에 이어, 잔류물(31g)을 얼음물에 부었다. 수성층은 280g으로 확인되었다. 이 용액중 10g을 수산화암모늄으로 중화시켜 새로운 용액 13.3g을 수득하고, 이것을 GC-MS로 분석하여 HFIP의 농도를 측정하였다. 수성 HFIP의 총량 및 HC-0.8 오일 추출물이 3.0g 또는 0.018mol로서, 이는 0.51%인 것으로 확인되었다. 따라서, HFIP의 전환율은 90%이고 직접적인 SVF 수율은 57%로서, 여기에서 부산물로부터 입수가능한 양은 계산하지 않았다.

실시예 7.

처음부터 존재하는 HC-0.8 오일을 사용하여 HFIP의 플루오로메틸화에 의한 SVF의 제조

압력계, 열전쌍, 기체 유출구, 액체 유입구 및 교반 바가 설치된 0.3L 모넬 반응기에 트리옥산(32.4g, 0.36 mol, 또는 1.08mol CH₂O)을 넣었다. 반응기를 밀폐시키고, -30℃로 냉각시키고, 진공시킨 다음 무수 HF(125g, 6.25 mol)를 충전시켰다. 이 혼합물을 자성 교반기를 이용하여 교반시키면서 56℃까지 가열하고, 이 경우 29psig 압력을 가했다. N₂로 가압된 용기로부터 HFIP(89.3g, 0.532mol)를 첨가하고 나서, HC-0.8 오일(70g, 40.5ml)을 첨가하였다. 반응을 60-65℃ 및 50-60psig 압력에서 수행하였다.

약 1시간 후에, 60g의 HC-0.8 오일 추출물을 제거하였다. 10%의 SVF를 함유하는 것으로 확인되었다. HC-0.8 오일의 또 다른 분획물(71g)을 첨가하고, 반응을 계속 진행시켜 오일의 여러 분획물을 제거하고, 사실상 더 이상의 SVF가 추출물내에서 확인되지 않을 때까지 60-65℃에서 이 분획물을 교체하였다. 회수된 추출물의 중량은 1228g이었고, SVF 함량은 3.7% 이었다. 모든 생성물의 조성은 1% D, 1% HFIP, 63% SVF, 8% B, 11% C, 및 15% A이었다.

HC-0.8 오일 추출물 1123g을 NH₄OH로 세척하고 SiO₂로 건조한 후 증류하여 하기 생성물을 수득하였다: 99.7% SVF 및 미량의 B 및 E로 구성된, 비등점 58-59℃인 제 1생성물 42.8g; 9% SVF, 29% B, 58% HC-0.8 오일 및 미량의 E로 구성된, 비등점 70-130℃인 제 2생성물 18.6g. 제 2생성물을 취하는 동안에, 백색의 결정성 생성물(CH₂O 중합체)이 응축기내에 침착되었다. 증류물 또는 포트내에서 어떠한 C도 확인되지 않았다. 고유한 HC-0.8 오일 용액을 기준으로 한 SVF의 총량은 48.7g 또는 0.243mol이었다.

미반응 HFIP의 양은 소모된 HFIP을 기준으로 하여 8.4g 또는 0.05mol로서 전환율이 91%이고 SVF의 수율이 50%이었으나, 이는 부산물로부터 회수가능한 SVF는 계산하지 않은 것이었다.

실시예 8.

A와 HF의 반응에 의한 SVF의 제조

압력계, 열전쌍, 기체 유출구, 액체 유입구 및 교반 바가 설치된 0.3L 모넬 반응기에 A(20.6g, 0.054mol)를 첨가하였다. 반응기를 밀폐시키고, -30℃로 냉각시키고, 진공시키고, 무수 HF(25g, 1.25 mol) 및 HC-0.8 오일(44g)을 충전시키고, 반응 혼합물을 60-70℃까지 가열하였다. 1.5시간 후에, HC-0.8 오일 추출물(28g)을 제거하고, 반응을 실시예 7에 기재된 바와 같이 반복 추출 조건하에서 계속하였다. 총 284g의 HC-0.8 오일 추출물을 회수하였고, SVF 함량은 물질 11.1g, 또는 0.055mol에 대해 계산하여 3.9%이었다. HC-0.8 오일 용액(0.3%)중 A의 함량을 기준으로, 전환율은 96%이고 SVF의 수율은 53%인 것으로 확인되었다.

본원의 명세서 및 청구항은 설명을 위해 제공된 것이지 본 발명을 제한하려는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변화가 가능하다는 것이 이해될 것이다.

본 발명의 방법을 사용하면, 시판되고 있는 출발 물질을 기재로 하며, 목적하는 생성물을 높은 수율로 제조할 뿐만 아니라 종래 방법에 비해 더욱 경제적이라는 다수의 이점이 얻어진다.

Claims

a) 불화수소 및 물을 포함하는 혼합물을 제공하는 단계; 및

b) 불화수소와의 일정한 비등점의 혼합물로서 상기 혼합물로부터 물을 제거하는 단계를 포함하여, 불화수소 및 물을 포함하는 혼합물로부터 물을 제거하는 방법.