KR20170031732A - 하이드로플루오로에테르 올레핀 및 이의 사용 방법 - Google Patents

하이드로플루오로에테르 올레핀 및 이의 사용 방법 Download PDF

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Abstract

하기 화학식 I로 표시되는 하이드로플루오로에테르 화합물:

Description

하이드로플루오로에테르 올레핀 및 이의 사용 방법{HYDROFLUOROETHER OLEFINS AND METHODS OF USING SAME}
본 발명은 하이드로플루오로에테르 올레핀을 함유하는 작동 유체, 및 이의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다.
다양한 하이드로플루오로에테르 올레핀 화합물이, 예를 들어, 국제특허 공개 제2010/094019호 (바르텔트(Bartelt) 등) 및 문헌[Reaction of Trans-perfluoropent-2-ene with alcoholates, Kurykin, M. A., German, L. S.Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Seriya Khimicheskaya (1981), (11), 2647-50]에 기재되어 있다.
개요
일부 실시 형태에서, 하기 화학식 I로 표시되는 하이드로플루오로에테르 화합물이 제공된다.
[화학식 I]
Figure pct00001
상기 식에서, (i) Rf3은 F이고, Rf4는 CF3이며, Rf1 및 Rf2는 독립적으로 (a) 1 내지 2개의 탄소 원자를 갖고, 임의로 적어도 하나의 카테나형(catenated) 헤테로원자를 포함하거나, (b) 함께 결합되어 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 고리 구조를 형성하고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함하는 퍼플루오로알킬기이거나; (ii) Rf3은 CF3이고, Rf4는 F이며, Rf1 및 Rf2는 독립적으로 (a) 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖고, 임의로 적어도 하나의 카테나형 헤테로원자를 포함하거나, (b) 함께 결합되어 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 고리 구조를 형성하고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함하는 퍼플루오로알킬기이다. Rfh는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형 또는 환형 알킬기 또는 플루오로알킬기이며, 이는 포화되거나 불포화될 수 있고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 하기 화학식 II로 표시되는 하이드로플루오로에테르 화합물이 제공된다.
[화학식 II]
Figure pct00002
상기 식에서, Rf5 및 Rf6은 (i) 각각 독립적으로 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 퍼플루오로알킬기이고, 임의로 적어도 하나의 카테나형 헤테로원자를 포함하거나, (ii) 함께 결합되어 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 고리 구조를 형성하고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함한다. Rfh1은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형, 환형 또는 비환형 알킬렌기 또는 플루오로알킬렌기이고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함한다. 각각의 Rf7, Rf8, Rf'7 및 Rf'8은 독립적으로 F 또는 CF3 기이되, 단, Rf7 이 F이면, Rf8은 CF3이고, Rf8이 F이면, Rf7은 CF3이며, Rf'7 이 F이면, Rf'8은 CF3이고, Rf'8이 F이면, Rf'7은 CF3이다.
일부 실시 형태에서, 열 전달을 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 디바이스, 및 디바이스로 또는 디바이스로부터 열을 전달하기 위한 메커니즘을 포함한다. 메커니즘은 상술한 바와 같은 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 열 전달 유체를 포함한다.
본 발명의 상기 개요는 본 발명의 각각의 실시 형태를 기술하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 하나 이상의 실시 형태의 상세 사항이 또한 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기술된다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점이 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위로부터 명백하게 될 것이다.
환경 친화적이면서 독성이 낮은 화학 화합물에 대한 증가하는 수요를 고려할 때, 환경 영향 및 독성에 있어서 더 큰 감소를 나타내고, 여러 가지 상이한 응용의 성능 요건을 충족시킬 수 있으며, 비용 효율적으로 제조될 수 있는 신규한 작동 유체에 대한 계속적인 요구가 존재하는 것으로 인식된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "카테나형 헤테로원자"는 탄소 사슬 내의 (선형, 분지형 또는 고리 내의) 적어도 2개의 탄소 원자에 결합되어 탄소-헤테로원자-탄소 결합을 형성하는 탄소 이외의 원자 (예를 들어, 산소, 질소 또는 황)를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "플루오로-" (예를 들어, "플루오로알킬렌", "플루오로알킬" 또는 "플루오로카본"의 경우에서와 같이 기 또는 모이어티(moiety)에 관하여) 또는 "플루오르화"는 단지 부분적으로 플루오르화되어 적어도 하나의 탄소-결합된 수소 원자가 존재하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "퍼플루오로-" (예를 들어, "퍼플루오로알킬렌", "퍼플루오로알킬" 또는 "퍼플루오로카본"의 경우에서와 같이 기 또는 모이어티에 관하여) 또는 "퍼플루오르화"는 완전히 플루오르화되어, 달리 지시되지 않는 한, 불소로 치환가능한 탄소-결합된 수소 원자가 존재하지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "치환된" (기 또는 모이어티에 관하여)은 적어도 하나의 탄소-결합된 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되는 것을 의미한다. 할로겐 원자는 F, Cl, Br 및 I를 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 단수 형태 ("a", "an" 및 "the")는 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 대상을 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 실시 형태에 사용되는 바와 같은 용어 "또는"은 일반적으로 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 사용된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함한다 (예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.8, 4 및 5를 포함한다).
달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 실시 형태에 사용되는 성분의 양, 특성의 측정치 등을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 실시 형태의 목록에 기재된 수치 파라미터는 본 명세서에 교시 내용을 이용하는 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 적어도, 그리고 청구된 실시 형태의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유효 숫자의 개수의 관점에서 그리고 보통의 반올림 기법을 적용하여 해석되어야 한다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 하기 화학식 I로 표시되는 하이드로플루오로에테르 올레핀 화합물에 관한 것이다:
[화학식 I]
Figure pct00003
다양한 실시 형태에서, Rf3은 F이고, Rf4는 CF3이며, Rf1 및 Rf2는 독립적으로 (i) 1 내지 2개, 1 또는 2개의 탄소 원자를 갖고, 임의로 적어도 하나의 카테나형 헤테로원자를 포함하거나, (ii) 함께 결합되어 4 내지 8개 또는 4 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 고리 구조를 형성하고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함하는 퍼플루오로알킬기이다. 일부 실시 형태에서, 고리 구조의 카테나형 헤테로원자는 산소, 질소 또는 황으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, Rf3은 CF3이고, Rf4는 F이며, Rf1 및 Rf2는 독립적으로 (i) 1 내지 8개, 1 내지 6개 또는 2 내지 5개의 탄소 원자를 갖고, 임의로 적어도 하나의 카테나형 헤테로원자를 포함하거나, (ii) 함께 결합되어 4 내지 8개 또는 4 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 고리 구조를 형성하고, 임의로 산소, 질소 또는 황으로부터 선택되는 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함하는 퍼플루오로알킬기이다. 일부 실시 형태에서, 고리 구조의 카테나형 헤테로원자는 산소와 질소로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, Rfh는 1 내지 10개, 1 내지 6개 또는 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는, 선형 또는 분지형, 환형 또는 비환형, 치환되거나 비치환된, 1가 알킬기 또는 플루오로알킬기이며, 이는 포화되거나 불포화될 수 있고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 함유할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 하기 화학식 II로 표시되는 하이드로플루오로에테르 올레핀 화합물에 관한 것이다:
[화학식 II]
Figure pct00004
다양한 실시 형태에서, 각각의 Rf5 및 Rf6은 독립적으로 1 내지 8개, 1 내지 6개 또는 2 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 퍼플루오로알킬기이고, 임의로 적어도 하나의 카테나형 헤테로원자를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 인접한 Rf5 및 Rf6 기는 함께 결합되어 4 내지 8개 또는 4 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 고리 구조를 형성하고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 고리 구조의 카테나형 헤테로원자는 산소와 질소로부터 선택된다. 각각의 Rf7, Rf8, Rf'7 및 Rf'8은 독립적으로 F 또는 CF3 기이되, 단,
Rf7 이 F이면, Rf8은 CF3이고,
Rf8이 F이면, Rf7은 CF3이며,
Rf'7 이 F이면, Rf'8은 CF3이고,
Rf'8이 F이면, Rf'7은 CF3이다.
다양한 실시 형태에서, Rfh1은 1 내지 8개, 2 내지 6개 또는 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형, 환형 또는 비환형, 치환되거나 비치환된, 2가 알킬렌기 또는 플루오로알킬렌기이며, 이는 포화되거나 불포화될 수 있고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함한다.
일부 실시 형태에서, Rfh 기는 하기를 포함할 수 있다: -CH3, -C2H5, -C3H7, -CH2CH=CH2, CH2C≡CH, -CH2CH2OCH3, -CH2CF3, -CH2C2F5, -CH(CF3)2, -CH2C3F7, -CH2CF2CFHCF3, -CH(CH3)CF2CFHCF3, -CH2(CF2CF2)nH (여기서, n = 1 내지 3임),
―CH2CH2(CF2)xF (여기서, x = 1 내지 8임) 및
Figure pct00005
. 다양한 실시 형태에서, Rfh1 기는 하기를 포함할 수 있다: -CH2CF2CF2CH2-, -CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH=CHCH2- 및 -CH2CH2OCH2CH2-. Rfh 및 Rfh1의 수소 원자는 할로겐 원자로 부분적으로 치환될 수 있다. 할로겐 원자는 F, Cl, Br 및 I를 포함할 수 있지만, 바람직하게는 F 또는 Cl, 가장 바람직하게는 F이다. 일부 실시 형태에서, 화학식 I 및 화학식 II의 화합물의 할로겐 함량은 ASTM D-3278-96 e-1 시험 방법 ("소규모의 밀폐 컵 장치에 의한 액체의 발화점(Flash Point of Liquids by Small Scale Closed Cup Apparatus)")에 따라 하이드로플루오로에테르를 불연성으로 만들기에 충분할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 임의의 상기 논의된 O 헤테로원자는 O가 2개의 탄소 원자에 결합된 2차 O 헤테로원자일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 임의의 상기 논의된 N 헤테로원자는 N이 3개의 퍼플루오르화 탄소 원자에 결합된 3차 N 헤테로원자일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 임의의 상기 논의된 S 카테나형 헤테로원자는 S가 2개의 퍼플루오르화 탄소 원자에 결합되고, 존재한다면, S 상에 남아있는 원자가는 F에 의해 점유되는 2차 S 헤테로원자일 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 하이드로플루오로에테르 올레핀 화합물이 화학식에 기재된 것과는 무관하게 시스 이성질체, 트랜스 이성질체 또는 시스 이성질체와 트랜스 이성질체의 혼합물을 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
다양한 실시 형태에서, 화학식 I의 화합물의 대표적인 예에는 하기가 포함된다:
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
예시적인 실시 형태에서, 화학식 II의 화합물의 대표적인 예에는 하기가 포함된다:
Figure pct00011
일부 실시 형태에서, 본 발명의 하이드로플루오로에테르 올레핀 화합물은 소수성이고, 비교적 화학적으로 비반응성이며, 열적으로 안정할 수 있다. 하이드로플루오로에테르 올레핀 화합물은 낮은 환경적 영향을 가질 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 하이드로플루오로에테르 올레핀 화합물은 300 미만, 200 미만, 100 미만 또는 심지어 10 미만의 지구 온난화 지수 (GWP)를 가질 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 GWP는 화합물의 구조를 기초로 하는 화합물의 온난화 지수의 상대적 척도이다. 1990년에 기후 변화에 대한 정부간 패널(Intergovernmental Panel on Climate Change; IPCC)에 의해 정의되고, 2007에 갱신된 화합물의 GWP는 지정된 노출 시간대(integration time horizon; ITH)에 걸친 CO2 1 킬로그램의 방출로 인한 온난화와 비교하여 화합물 1 킬로그램의 방출로 인한 온난화로서 계산된다.
Figure pct00012
이러한 수학식에서, ai는 대기 중의 화합물의 단위 질량 증가당 복사 강제력(radiative forcing) (그 화합물의 IR 흡광으로 인한, 대기를 통한 복사의 선속의 변화)이고, C는 화합물의 대기 중 농도이며, τ는 화합물의 대기 수명이고, t는 시간이며, i는 관심 대상인 화합물이다. 통상 허용되는 ITH는 100년이며, 이는 단기간 효과 (20년)와 장기간 효과 (500년 이상) 간의 타협점(compromise)을 나타낸다. 대기 중의 유기 화합물 i의 농도는 유사 1차 속도론(pseudo first order kinetics) (즉, 지수함수형 감소)을 따르는 것으로 추정된다. 동일한 시간 간격 동안의 CO2의 농도는 대기로부터 CO2의 교환 및 제거에 관한 더 복잡한 모델을 포함한다 (베른 탄소 순환 모델 (Bern carbon cycle model)).
일부 실시 형태에서, 본 발명의 하이드로플루오로에테르 올레핀 화합물은 메틸 에스테르를 전기 화학적으로 플루오르화하여 퍼플루오르화 아실 플루오라이드를 생성함으로써 제조될 수 있다. 메틸 메타크릴레이트와 같은 메틸 에스테르는 아민과 알켄의 미카엘(Michael) 반응과 같은 문헌에 널리 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 일단 이들 유기기물을 제조하면, 예를 들어, 미국특허 제2,713,593호 (브라이스(Brice) 등) 및 문헌[R.E. Banks, Preparation, Properties and Industrial Applications of Organofluorine Compounds, pages 19-43, Halsted Press, New York (1982)]에 기재된 방법에 의해 전기화학적 플루오르화를 수행할 수 있다. 단리 시에, 이러한 산 플루오라이드를 승온에서 탄산칼륨 및 탄산나트륨과 같은 금속 탄산 염과 반응시켜, 중간체 퍼플루오로올레핀 (즉, 퍼플루오르화 프로펜일 아민)을 생성할 수 있다. 이어서, 이들 중간체 퍼플루오로올레핀을 염기 및 임의로 유기 용매의 존재 하에서 다양한 탄화수소 또는 플루오르화 알코올과 반응시켜, 본 발명의 화합물을 생성할 수 있다.
반응 도식 1에 예시된 바와 같이, 알코올을 적합한 염기의 존재 하에 퍼플루오르화 프로펜일 아민에 첨가하여, 본 발명의 질소-함유 하이드로플루오로에테르 올레핀을 고수율로 편리하게 제조할 수 있다.
반응 도식 1:
Figure pct00013
일반적으로, 이러한 반응은 비교적 소량의 상응하는 하이드로플루오로에테르 (HFE)-하이드라이드 부산물도 생성할 수 있지만, 원하는 본 발명의 HFE 올레핀을 주 생성물로서 생성한다. 형성된다면, HFE-하이드라이드 부산물은 KOH 또는 t-부톡사이드의 염과 같은 강염기를 사용한 후처리에 의해 원하는 HFE-올레핀으로 용이하게 전환되어, 원하는, 비교적으로 순수한 HFE-올레핀 생성물의 고수율을 궁극적으로 생성한다.
반응 도식 1에 예시된 알코올 첨가 반응은 퍼플루오르화 프로펜일 아민 출발 화합물과 출발 알코올을 적어도 하나의 염기 (예를 들어, 루이스 염기)의 존재 하에 배합하여 수행될 수 있다. 유용한 염기는 탄산칼륨, 탄산세슘, 플루오르화칼륨, 수산화칼륨, 칼륨 메톡사이드, 트라이에틸아민, 트라이메틸아민, 시안산칼륨, 중탄산칼륨, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 나트륨 메톡사이드, 플루오르화세슘, 리튬 t-부톡사이드, 칼륨 t-부톡사이드 등 및 이들의 혼합물을 포함하고; 탄산칼륨, 수산화칼륨 및 이들의 혼합물이 바람직하다. 출발 알코올 시약의 금속 염이 또한 염기로서 사용될 수 있다.
반응물 및 염기를 반응기 (예를 들어, 유리 반응기 또는 금속 압력 반응기)에서 임의의 순서로 조합하고, 반응을 원하는 온도 (예를 들어, 약 0℃ 내지 약 75℃)에서 상기 기재한 조건 하에 교반하면서 시행할 수 있다. 그러나, 일반적으로, 비반응성 비양자성 유기 용매 (예를 들어, 아세토니트릴, 아세톤, 테트라하이드로푸란, 글라임 또는 둘 이상의 이들의 혼합물)의 사용이 반응을 촉진시킬 수 있다. 얻어진 생성물은, 예를 들어, 증류로 정제할 수 있다. HFE-하이드라이드 반응 부산물은 HFE-하이드라이드를 우선적으로 탈플루오르화수소화(dehydrofluorinate)하는 양호한 HF 스캐빈저 또는 강염기와의 반응에 의해 제거될 수 있다 (또는 원하는 생성물로 전환될 수 있다). 이러한 목적에 적합한 강염기에는, 예를 들어, 수산화칼륨, 칼륨 t-부톡사이드, 리튬 t-부톡사이드, 리튬 다이아이소프로필아미드, DBU 등이 포함된다. 이들 염기는 용매 또는 상간 이동 촉매(phase transfer catalyst)의 유무에 관계없이 사용될 수 있다.
퍼플루오르화 프로펜일 아민 출발 화합물은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는 아베(Abe)에 의해 JP 01070444A 및 JP 0107445A에 기재된 것들을 포함하는 본 기술 분야에 잘 알려진 표준 합성 절차에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 질소-함유 HFE-올레핀 조성물을 제조하기 위한 출발 화합물로서 유용한 퍼플루오르화 프로펜일 아민의 대표적인 예에는, 예를 들어, 각각 도 1 및 도 2에 도시된, 1-프로펜일 아민 및 2-프로펜일 아민이 포함된다. 도 1의 구조를 모두 트랜스 이성질체로 나타내지만, 상응하는 시스 이성질체가 동등하게 유용한 출발 화합물이다. 전형적으로, 도 1의 시스 및 트랜스 퍼플루오르화 1-프로펜일 아민 출발 화합물은 시스 및 트랜스 이성질체의 혼합물로서 제조되고 사용된다.
도 1: 퍼플루오르화 1-프로펜일 아민
Figure pct00014
참고: 상기 도 1에서 1-프로펜일 아민은 트랜스 이성질체만이 도시되어 있지만, 시스 또는 트랜스 이성질체 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
도 2: 퍼플루오르화 2-프로펜일 아민
Figure pct00015
본 발명의 HFE-올레핀 조성물을 제조하기 위한 출발 화합물로서 유용한 알코올은 1작용성 또는 다작용성 알코올일 수 있다. 일 실시 형태에서, 알코올은 1작용성이다. 다른 실시 형태에서, 알코올은 2작용성이다.
유용한 알코올은 일반적으로 시판되거나 용이하게 제조되어, 원하는 HFE-올레핀 생성물을 고수율로 제공한다. 일부 실시 형태에서, 탄화수소 알코올이 (플루오로카본 알코올과 비교하여) 이들의 비교적 낮은 비용으로 인해 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 적합한 알코올은 일반적으로 불연성인 HFE-올레핀 생성물을 제공하는 것들이다. 이와 관련하여, 6개 이하의 탄소 원자 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 1작용성 탄화수소 알코올이 유용할 수 있다.
적합한 알코올의 대표적인 예에는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 2-메톡시에탄올, 테트라하이드로푸르푸릴 알코올, 1,4-부탄다이올, 2-부텐-1,4-다이올, 다이에틸렌글리콜, (CH3)2NC2H4OH, CF3CH2OH, C2F5CH2OH, C3F7CH2OH, (CF3)2CHOH, HCF2CF2CH2OH, H(CF2CF2)2CH2OH, H(CF2CF2)3CH2OH, CF3CFHCF2CH2OH, CF3CFHCF2CH(CH3)OH, C4F9CH2CH2OH, C6F13CH2CH2OH, C8F17CH2CH2OH, C4F9OCH2CH2OH, HOCH2CF2CF2CH2OH 등이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 알코올에는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-메톡시에탄올, 1,4-부탄다이올, 2-부텐-1,4-다이올, 다이에틸렌 글리콜, CF3CH2OH, HCF2CF2CH2OH, H(CF2CF2)2CH2OH, CF3CFHCF2CH2OH, CF3CFHCF2CH(CH3)OH, C4F9CH2CH2OH 및 HOCH2CF2CF2CH2OH가 포함된다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 또한 주요 성분으로서 상술한 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 작동 유체에 관한 것이다. 예를 들어, 작동 유체는 작동 유체의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이상, 50 중량% 이상, 70 중량% 이상, 80 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상 또는 99 중량% 이상의 상술한 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함할 수 있다. 하이드로플루오로에테르 화합물 이외에, 작동 유체는 작동 유체의 총 중량을 기준으로 총 75 중량% 이하, 50 중량% 이하, 30 중량% 이하, 20 중량% 이하, 10 중량% 이하 또는 5 중량% 이하의 하나 이상의 하기 성분을 포함할 수 있다: 알코올, 에테르, 알칸, 알켄, 퍼플루오로카본, 퍼플루오르화 3차 아민, 퍼플루오로에테르, 사이클로알칸, 에스테르, 케톤, 옥시란, 방향족, 실록산, 하이드로클로로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 하이드로플루오로올레핀, 하이드로클로로플루오로올레핀, 하이드로플루오로에테르 또는 이들의 혼합물. 이러한 추가 성분은 특정 용도를 위해 조성물의 특성을 변형시키거나 향상시키도록 선택될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 또한 디바이스, 및 디바이스로 또는 디바이스로부터 열을 전달하기 위한 메커니즘을 포함하는 열 전달을 위한 장치에 관한 것이다. 열 전달을 위한 메커니즘은 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 열 전달 작동 유체를 포함할 수 있다.
제공되는 열 전달을 위한 장치는 디바이스를 포함할 수 있다. 디바이스는 미리 결정된 온도 또는 온도 범위에서 냉각, 가열 또는 유지되는 구성요소, 공작물, 조립체 등일 수 있다. 이러한 디바이스에는 전기적 구성요소, 기계적 구성요소 및 광학적 구성요소가 포함된다. 본 발명의 디바이스의 예에는 마이크로프로세서, 반도체 디바이스를 제조하는 데 사용되는 웨이퍼, 전력 제어 반도체, 배전 스위치 기어, 전력 변압기, 회로 기판, 멀티-칩 모듈, 패키징된 그리고 패키징되지 않은 반도체 디바이스, 레이저, 화학 반응기, 연료 전지 및 전기화학 전지가 포함되지만, 이로 한정되지 않는다. 일부 실시 형태에서, 디바이스는 칠러(chiller), 히터 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 디바이스는 마이크로프로세서를 비롯한 프로세서와 같은 전자 디바이스를 포함할 수 있다. 이들 전자 디바이스가 더 강력해 질수록, 단위 시간당 발생되는 열의 양이 증가한다. 따라서, 열 전달 메커니즘은 프로세서 성능에서 중요한 역할을 한다. 열 전달 유체는 전형적으로 낮은 독성, 난연성 (또는 불연성) 및 낮은 환경적 영향뿐만 아니라 양호한 열 전달 성능, 양호한 전기적 상용성 (냉각판을 사용하는 것과 같은 "간접 접촉" 응용에 사용되더라도)을 갖는다. 양호한 전기적 상용성은 열 전달 유체 후보가 높은 유전 강도, 높은 체적 저항성 및 극성 재료에 대해 불량한 용해성을 나타낸다는 것을 시사한다. 추가적으로, 열 전달 유체는 양호한 기계적 상용성을 나타내어야 하는데, 즉 열 전달 유체는 불리한 방식으로 구조의 전형적인 재료에 영향을 주지 말아야 한다.
제공되는 장치는 열을 전달하기 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 이 메커니즘은 열 전달 유체를 포함할 수 있다. 열 전달 유체는 하나 이상의 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함할 수 있다. 열 전달 메커니즘을 디바이스와 열 접촉된 상태로 배치함으로써 열이 전달될 수 있다. 열 전달 메커니즘은, 디바이스와 열 접촉된 상태로 배치된 경우, 디바이스로부터 열을 제거하거나 디바이스에 열을 제공하거나, 또는 디바이스를 선택된 온도 또는 온도 범위에서 유지시킨다. (디바이스로부터 또는 디바이스로의) 열 흐름의 방향은 디바이스와 열 전달 메커니즘 사이의 상대적인 온도 차이에 의해 결정된다.
열 전달 메커니즘은 열 전달 유체를 관리하기 위한 설비를 포함할 수 있는데, 이에는 펌프, 밸브, 유체 보관 시스템, 압력 제어 시스템, 응축기, 열 교환기, 열원, 히트 싱크(heat sink), 냉동 시스템, 능동 온도 제어 시스템 및 수동 온도 제어 시스템이 포함되지만, 이로 한정되지 않는다. 적합한 열 전달 메커니즘의 예에는 플라즈마 강화 화학 증착 (PECVD) 도구 내의 온도 제어형 웨이퍼 척(wafer chuck), 다이(die) 성능 시험용 온도-제어형 시험 헤드, 반도체 공정 장비 내의 온도 제어형 작업 구역, 열 충격 시험조용 액체 저장소 및 항온조가 포함되지만, 이로 한정되지 않는다. 에칭기(etcher), 애싱기(ahser), PECVD 챔버, 기상 납땜 디바이스 및 열 충격 시험기와 같은 일부 시스템에서, 원하는 작동 온도의 상한치는 170℃ 만큼 높거나, 200℃ 만큼 높거나, 또는 심지어 230℃ 만큼 높을 수 있다.
열 전달 메커니즘을 디바이스와 열 접촉된 상태로 배치함으로써 열이 전달될 수 있다. 열 전달 메커니즘은, 디바이스와 열 접촉된 상태로 배치되었을 때, 디바이스로부터 열을 제거하거나 디바이스에 열을 제공하거나, 또는 디바이스를 선택된 온도 또는 온도 범위에서 유지시킨다. (디바이스로부터 또는 디바이스로의) 열 흐름의 방향은 디바이스와 열 전달 메커니즘 사이의 상대적인 온도 차이에 의해 결정된다. 또한, 제공되는 장치는 냉동 시스템, 냉각 시스템, 시험 장비 및 기계 가공 장비를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제공되는 장치는 항온조 또는 열 충격 시험조일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 소화 조성물에 관한 것이다. 조성물은 하나 이상의 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물과 하나 이상의 부소화제(co-extinguishing agent)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시 형태에서, 부소화제에는 하이드로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 퍼플루오로카본, 퍼플루오로폴리에테르, 하이드로플루오로에테르, 하이드로플루오로폴리에테르, 클로로플루오로카본, 브로모플루오로카본, 브로모클로로플루오로카본, 하이드로브로모카본, 요오도플루오로카본, 플루오르화 케톤, 하이드로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 퍼플루오로카본, 퍼플루오로폴리에테르, 하이드로플루오로에테르, 하이드로플루오로폴리에테르, 클로로플루오로카본, 브로모플루오로카본, 브로모클로로플루오로카본, 요오도플루오로카본, 하이드로브로모플루오로카본, 플루오르화 케톤, 하이드로브로모카본, 플루오르화 올레핀, 하이드로플루오로올레핀, 플루오르화 설폰, 플루오르화 비닐에테르, 불포화 플루오로-에테르, 브로모플루오로올레핀, 클로로플루오로올레핀, 요오도플루오로올레핀, 플루오르화 비닐 아민, 플루오르화 아미노프로펜 및 이들의 혼합물이 포함될 수 있다.
이러한 부소화제는 특정 유형 (또는 크기 또는 위치)의 화재에 대하여 소화 조성물의 소화 역량을 향상시키거나 물리적 특성을 개질하기 위하여 (예를 들어, 추진제로서 작용함으로써 도입 속도를 변경함) 선택될 수 있으며, 바람직하게는, 얻어진 조성물이 공기 중에서 인화성 혼합물을 형성하지 않도록 하는 (부소화제 대 하이드로플루오로에테르 화합물의) 비로 이용될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 하이드로플루오로에테르 화합물과 부소화제는 화재를 진압하거나 소화하기에 충분한 양으로 소화 조성물 중에 존재할 수 있다. 하이드로플루오로에테르 화합물과 부소화제는 약 9:1 내지 약 1:9의 중량비로 존재할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 랭킨 사이클(Rankine cycle)에서 열 에너지를 기계 에너지로 전환하기 위한 장치에 관한 것이다. 장치는 하나 이상의 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 작동 유체를 포함할 수 있다. 장치는 작동 유체를 기화시켜 기화된 작동 유체를 형성하는 열원, 기화된 작동 유체가 통과함으로써 열 에너지를 기계 에너지로 전환하는 터빈, 기화된 작동 유체가 터빈을 통과한 후 기화된 작동 유체를 냉각시키는 응축기 및 작동 유체를 재순환시키는 펌프를 추가로 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 랭킨 사이클에서 열 에너지를 기계 에너지로 전환하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 열원을 사용하여 하나 이상의 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 작동 유체를 기화시켜 기화된 작동 유체를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 열은 증발기 또는 보일러에서 열원으로부터 작동 유체로 전달된다. 기화된 작동 유체는 가압될 수 있고, 팽창에 의해서 일을 하는 데 사용될 수 있다. 열원은, 예를 들어, 오일, 석탄 또는 천연 가스와 같은 화석 연료로부터의 임의의 형태일 수 있다. 추가로, 일부 실시 형태에서, 열원은 원자력 발전, 태양열 발전 또는 연료 전지로부터 유래할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 열은 그렇지 않다면 대기로 손실될, 다른 열 전달 시스템으로부터의 "폐열"일 수 있다. 일부 실시 형태에서, "폐열"은 제2 랭킨 사이클 시스템으로부터 또는 제2 랭킨 사이클 내의 응축기 또는 다른 냉각 디바이스로부터 회수된 열일 수 있다.
"폐열"의 추가 공급원은 메탄 가스가 발생되는 쓰레기 매립지(landfill)에서 발견될 수 있다. 환경에 메탄 가스가 공급되어, 지구 온난화의 원인이 되는 것을 방지하기 위해서, 쓰레기 매립지에서 생성되는 메탄 가스는 지구 온난화 지수의 관점에서 메탄보다 환경에 덜 유해한 이산화탄소와 물을 생성하는 "화염"의 방식으로 연소될 수 있다. 제공되는 방법에 유용할 수 있는 "폐열"의 다른 공급원은 지열 공급원 및 다른 유형의 엔진, 예컨대 배기 가스 중에 그리고 냉각 액체, 예컨대 물 및 윤활제에 상당한 열을 발산하는 가스 터빈 엔진으로부터의 열이다.
제공되는 방법에서, 기화된 작동 유체는 가압된 작동 유체를 기계 에너지로 전환시킬 수 있는 디바이스를 통해 팽창될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 기화된 작동 유체는 기화된 작동 유체 팽창의 압력으로부터 샤프트를 회전시킬 수 있는 터빈을 통해 팽창된다. 이어서, 터빈을 사용하여 기계적 일, 예컨대 일부 실시 형태에서는, 발전기를 작동시켜서 전기를 발생시킬 수 있다. 다른 실시 형태에서, 터빈을 사용하여 벨트, 휠, 기어, 또는 부착되거나 연결된 디바이스에서 사용하기 위해서 기계적 일 또는 에너지를 전달할 수 있는 다른 디바이스를 구동시킬 수 있다.
기화된 작동 유체가 기계 에너지로 전환된 후, 기화된 (그리고 이제 팽창된) 작동 유체는 냉각원을 사용하여 응축되어 재사용을 위해서 액화될 수 있다. 응축기에 의해서 방출된 열은 동일한 시스템 또는 다른 랭킨 사이클 시스템으로의 재순환을 비롯한 다른 목적을 위해서 사용되어 에너지를 절약할 수 있다. 최종적으로, 응축된 작동 유체는 폐쇄 시스템에서의 재사용을 위해서 펌프에 의해 보일러 또는 증발기로 다시 펌핑될 수 있다.
유기 랭킨 사이클 작동 유체의 요구되는 열역학 특성은 당업자에게 널리 알려져 있고, 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2010/0139274호 (지호스키(Zyhowski) 등)에 논의되어 있다. 열원의 온도와 응축된 액체 또는 응축 후 제공되는 히트 싱크의 온도 간의 온도 차이가 클수록, 랭킨 사이클 열역학 효율이 더 크다. 열역학 효율은 작동 유체를 열원 온도에 일치시키는 것에 의해 영향을 받는다. 작동 유체의 증발 온도가 공급원 온도에 가까울수록, 시스템의 효율이 더 크다. 톨루엔은, 예를 들어, 79℃ 내지 약 260℃의 온도 범위에서 사용될 수 있지만, 톨루엔은 유독성이고 인화성이라는 문제를 갖는다. 유체, 예컨대 1,1-다이클로로-2,2,2-트라이플루오로에탄 및 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판을 이러한 온도 범위에서 대안으로서 사용할 수 있다. 그러나, 1,1-다이클로로-2,2,2-트라이플루오로에탄은 300℃ 미만에서 독성 화합물을 형성할 수 있어서, 약 93℃ 내지 약 121℃의 증발 온도로 제한될 필요가 있다. 따라서, 공급원 온도, 예컨대 가스 터빈 및 내부 연소 엔진 배기물이 작동 유체에 더 양호하게 일치될 수 있도록 더 높은 임계 온도를 갖는 다른 환경 친화적인 랭킨 사이클 작동 유체가 바람직하다.
본 발명은 중합체 폼의 제조, 특히 폴리우레탄 폼 및 페놀계 폼의 제조에 있어서 핵화제로서의 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물의 사용에 관한 것이다. 이와 관련하여, 일부 실시 형태에서, 본 발명은 하나 이상의 발포제, 하나 이상의 발포성 중합체 또는 발포성 중합체의 전구체 조성물, 및 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 하나 이상의 핵화제를 포함하는 발포성 조성물에 관한 것이다.
일부 실시 형태에서, 중합체를 발포하기 위해 기화되는 액체 또는 기체 발포제, 또는 중합체를 발포하기 위해 원위치에서 발생되는 기체 발포제를 포함한 다양한 발포제가 제공되는 발포성 조성물에서 사용될 수 있다. 발포제의 예시적인 예에는 하이드로클로로플루오로카본 (HCFC), 하이드로플루오로카본 (HFC), 하이드로클로로카본 (HCC), 요오도플루오로카본 (IFC), 하이드로카본, 하이드로플루오로올레핀 (HFO) 및 하이드로플루오로에테르 (HFE)가 포함된다. 제공되는 발포성 조성물에 사용하기 위한 발포제는 대기압에서 약 -45℃ 내지 약 100℃의 비점을 가질 수 있다. 전형적으로, 발포제는 대기압에서 약 15℃ 이상, 더욱 전형적으로는 약 20℃ 내지 약 80℃의 비점을 갖는다. 발포제는 약 30℃ 내지 약 65℃의 비점을 가질 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 발포제의 추가의 예시적인 예에는 약 5 내지 약 7개의 탄소 원자를 갖는 지방족 및 지환족 탄화수소, 예컨대 n-펜탄 및 사이클로펜탄, 에스테르, 예컨대 메틸 포르메이트, HFC, 예컨대 CF3CF2CHFCHFCF3, CF3CH2CF2H, CF3CH2CF2CH3, CF3CF2H, CH3CF2H (HFC-152a), CF3CH2CH2CF3 및 CHF2CF2CH2F, HCFC, 예컨대 CH3CCl2F, CF3CHCl2 및 CF2HCl, HCC, 예컨대 2-클로로프로판 및 IFC, 예컨대 CF3I 및 HFE, 예컨대 C4F9OCH3 및 HFO, 예컨대 CF3CF=CH2, CF3CH=CHF 및 CF3CH=CHCl이 포함된다. 소정의 제형에서, 아이소시아네이트와 같은 발포 전구체와 물의 반응으로부터 발생되는 CO2를 발포제로서 사용할 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 제공되는 발포성 조성물은 또한 하나 이상의 발포성 중합체 또는 발포성 중합체의 전구체 조성물을 포함할 수 있다. 제공되는 발포성 조성물에 사용하기에 적합한 발포성 중합체에는, 예를 들어, 폴리올레핀, 예를 들어, 폴리스티렌, 폴리(비닐 클로라이드) 및 폴리에틸렌이 포함된다. 종래의 압출 방법을 사용하여 스티렌 중합체로부터 폼을 제조할 수 있다. 압출기 내에서 발포제 조성물을 열-가소화(heat-plastified) 스티렌 중합체 스트림 내로 주입하고 압출 전에 그것과 혼합하여 폼을 형성할 수 있다. 적합한 스티렌 중합체의 대표적인 예에는, 예를 들어, 스티렌, α-메틸스티렌, 고리-알킬화 스티렌 및 고리-할로겐화 스티렌의 고체 단일중합체뿐만 아니라, 이들 단량체와 소량의 다른 용이하게 공중합가능한 올레핀계 단량체, 예를 들어, 메틸 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 말레산 무수물, 시트라콘산 무수물, 이타콘산 무수물, 아크릴산, N-비닐카르바졸, 부타다이엔 및 다이비닐벤젠의 공중합체가 포함된다. 적합한 염화비닐 중합체에는, 예를 들어, 염화비닐 단일중합체 및 염화비닐과 다른 비닐 단량체의 공중합체가 포함된다. 에틸렌 단일중합체 및, 예를 들어, 2-부텐, 아크릴산, 프로필렌 또는 부타다이엔과 에틸렌의 공중합체가 또한 유용할 수 있다. 상이한 유형의 중합체의 혼합물을 사용할 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 본 발명의 발포성 조성물은 핵화제 대 발포제의 몰비가 1:50, 1:25, 1:9, 또는 1:7, 1:3 또는 1:2 이하일 수 있다.
임의로, 본 발명의 발포성 조성물에 폼 제형의 다른 종래의 성분이 존재할 수 있다. 예를 들어, 가교결합제 또는 사슬 연장제, 폼-안정화제 또는 계면활성제, 촉매 및 난연제를 사용할 수 있다. 다른 가능한 성분에는 충전제 (예를 들어, 카본 블랙), 착색제, 살진균제, 살균제, 항산화제, 보강제, 정전지 방지제 및 다른 첨가제 또는 가공 보조제가 포함된다.
일부 실시 형태에서, 하나 이상의 발포성 중합체 또는 이들의 전구체 조성물 및 상기 기재된 바와 같은 핵화제의 존재 하에, 하나 이상의 기체 발포제를 발생시키거나 하나 이상의 액체 또는 기체 발포제를 기화시킴으로써 중합체 폼이 제조될 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 상기 기재된 바와 같은 핵화제, 하나 이상의 유기 폴리아이소시아네이트 및 둘 이상의 반응성 수소 원자를 함유하는 하나 이상의 화합물의 존재 하에, 하나 이상의 발포제를 기화시킴으로써 (예를 들어, 전구체 반응의 열을 이용함으로써) 제공되는 발포성 조성물을 사용하여 중합체 폼을 제조할 수 있다. 폴리아이소시아네이트계 폼의 제조에 있어서, 일반적으로 폴리아이소시아네이트, 반응성 수소-함유 화합물 및 발포제 조성물을 조합하고, 완전히 혼합하여 (예를 들어, 다양한 알려진 유형의 믹싱 헤드 및 분무 장치 중 임의의 것을 사용함), 팽창시켜 셀형 중합체로 경화되도록 할 수 있다. 폴리아이소시아네이트와 반응성 수소-함유 화합물의 반응 전에, 발포성 조성물의 소정의 성분을 예비혼합하는 것이 흔히 편리하나, 반드시 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 반응성 수소-함유 화합물, 발포제 조성물 및 폴리아이소시아네이트를 제외한 임의의 다른 성분 (예를 들어, 계면활성제)을 먼저 블렌딩한 후, 얻어진 혼합물을 폴리아이소시아네이트와 조합하는 것이 흔히 유용하다. 대안적으로, 발포성 조성물의 모든 성분을 별도로 도입할 수 있다. 반응성 수소-함유 화합물의 전부 또는 일부를 폴리아이소시아네이트와 예비-반응시켜 예비중합체를 형성하는 것이 또한 가능하다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 하나 이상의 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 유전체 유체뿐만 아니라, 이러한 유전체 유체를 포함하는 전기 디바이스 (예를 들어, 커패시터, 스위치기어, 변압기 또는 전기 케이블 또는 버스(bus))에 관한 것이다. 본 출원의 목적을 위해, 용어 "유전체 유체"는 액체 유전체 및 기체 유전체 모두를 포함한다. 기체 또는 액체인, 유체의 물리적 상태는 이것이 사용되는 전기 디바이스의 온도 및 압력의 작동 조건에서 측정된다.
일부 실시 형태에서, 유전체 유체는 하나 이상의 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물 및 임의로 하나 이상의 제2 유전체 유체를 포함한다. 적합한 제2 유전체 유체에는, 예를 들어, 공기, 질소, 헬륨, 아르곤 및 이산화탄소 또는 이들의 조합이 포함된다. 제2 유전체 유체는 비응축성 기체 또는 불활성 기체일 수 있다. 일반적으로, 제2 유전체 유체는 증기압이 25℃에서 또는 전기 디바이스의 작동 온도에서 70 ㎪ 이상이 되게 하는 양으로 사용될 수 있다.
본 출원의 유전체 유체는 전기 에너지의 송전 및 분배에 사용되는 아크 켄칭(arc quenching) 및 전류 차단 장비 및 전기 절연에 유용하다. 일반적으로, 본 발명의 유체가 사용될 수 있는 하기 3개의 주요 유형의 전기 디바이스가 있다: (1) 기체-절연 회로 차단기 및 전류-차단 장비, (2) 기체-절연 송전선 및 (3) 기체-절연 변압기. 이러한 기체-절연 장비는 전력 송전 및 분배 시스템의 주요 성분이다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 기체 유전체가 전극 사이의 공간을 충전하도록 서로 이격된 금속 전극을 포함하는, 커패시터와 같은, 전기 디바이스를 제공한다. 전기 디바이스의 내부 공간은 또한 기체 유전체 유체와 평형을 이루는 액체 유전체 유체의 저장소를 포함할 수 있다. 따라서, 저장소는 유전체 유체의 임의의 손실을 보충할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 하나 이상의 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 용매 조성물, 및 용매 조성물에 용해될 수 있거나 분산될 수 있는 하나 이상의 코팅 재료를 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다.
다양한 실시 형태에서, 코팅 조성물의 코팅 재료는 안료, 윤활제, 안정화제, 접착제, 항산화제, 염료, 중합체, 약제, 이형제, 무기 산화물 등, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅 재료에는 퍼플루오로폴리에테르, 탄화수소 및 실리콘 윤활제; 테트라플루오로에틸렌의 비정질 공중합체; 폴리테트라플루오로에틸렌; 또는 이들의 조합이 포함될 수 있다. 적합한 코팅 재료의 추가의 예에는 이산화티탄, 산화철, 산화마그네슘, 퍼플루오로폴리에테르, 폴리실록산, 스테아르산, 아크릴 접착제, 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌의 비정질 공중합체 또는 이들의 조합이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 상기 기재된 코팅 조성물은 코팅 침착에 유용할 수 있으며, 여기서 하이드로플루오로에테르 화합물은 코팅 재료를 위한 담체로서 작용하여 기재의 표면 상에의 재료의 침착을 가능하게 한다. 이와 관련하여, 본 발명은 또한 코팅 조성물을 사용하여 기재 표면 상에 코팅을 침착하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 기재의 하나 이상의 표면의 적어도 일부분에 (a) 하나 이상의 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물을 함유하는 용매 조성물; 및 (b) 용매 조성물에 용해되거나 분산될 수 있는 하나 이상의 코팅 재료를 포함하는 액체 코팅 조성물의 코팅을 적용하는 단계를 포함한다. 용매 조성물은 하나 이상의 부분산제(co-dispersant) 또는 공용매 및/또는 하나 이상의 첨가제 (예를 들어, 계면활성제, 착색제, 안정화제, 항산화제, 난연제 등)를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이 방법은, 예를 들어, (예를 들어, 이는 열 또는 진공의 적용에 의해 보조될 수 있는) 증발을 허용하여, 용매 조성물을 코팅으로부터 제거하는 단계를 추가로 포함한다.
다양한 실시 형태에서, 코팅 조성물을 형성하기 위해, 코팅 조성물의 성분 (즉, 사용되는 하이드로플루오로에테르 화합물(들), 코팅 재료(들) 및 임의의 부분산제(들) 또는 공용매(들))은 코팅 재료를 용해, 분산 또는 유화시키는 데 사용되는 임의의 종래의 혼합 기술에 의해, 예를 들어, 기계적 교반, 초음파 교반, 수동 교반 등에 의해 조합될 수 있다. 용매 조성물 및 코팅 재료(들)는 원하는 코팅 두께에 따라 임의의 비로 조합될 수 있다. 예를 들어, 코팅 재료(들)는 코팅 조성물의 약 0.1 내지 약 10 중량%를 구성할 수 있다.
예시적인 실시 형태에서, 본 발명의 침착 공정은 임의의 종래의 기술에 의해 코팅 조성물을 기재에 적용함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 기재 상으로 브러싱되거나 분무될 수 있거나 (예를 들어, 에어로졸로서), 기재는 스핀-코팅될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 기재는 조성물로의 침지에 의해 코팅될 수 있다. 침지는 임의의 적합한 온도에서 수행될 수 있으며, 임의의 편리한 길이의 시간 동안 유지될 수 있다. 기재가 카테터와 같은 튜브이고, 조성물이 내강 벽을 코팅함을 보장하는 것이 요구되는 경우, 조성물은 감압을 적용함으로써 내강 내로 흡인될 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 코팅이 기재에 적용된 후, 용매 조성물은 코팅으로부터 (예를 들어, 증발에 의해) 제거될 수 있다. 원한다면, 증발 속도는 감압 또는 약간의 열을 적용함으로써 가속화될 수 있다. 코팅은 임의의 편리한 두께를 가질 수 있고, 실제로, 두께는 코팅 재료의 점도, 코팅이 적용되는 온도 및 회수율(rate of withdrawal) (침지가 이용되는 경우)과 같은 요인에 의해 결정될 것이다.
유기 기재 및 무기 기재 모두는 본 발명의 방법에 의해 코팅될 수 있다. 기재의 대표적인 예에는 금속, 세라믹, 유리, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 공중합체, 면, 실크, 모피, 스웨이드, 가죽, 리넨 및 양모와 같은 천연 섬유 (및 이로부터 유도된 직물), 및 폴리에스테르, 레이온, 아크릴, 나일론 또는 이들의 블렌드와 같은 합성 섬유 (및 직물), 천연 섬유와 합성 섬유의 블렌드를 포함하는 직물, 및 상기 재료의 복합물이 포함된다. 일부 실시 형태에서, 코팅될 수 있는 기재는, 예를 들어, 퍼플루오로폴리에테르 윤활제를 갖는 자기 하드 디스크 또는 전기 커넥터 또는 실리콘 윤활제를 갖는 의료 디바이스를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 하나 이상의 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물 및 하나 이상의 공용매를 포함하는 세정 조성물에 관한 것이다.
일부 실시 형태에서, 하이드로플루오로에테르 화합물은 하이드로플루오로에테르 화합물 및 공용매(들)의 총 중량을 기준으로 50 중량% 초과, 60 중량% 초과, 70 중량% 초과 또는 80 중량% 초과의 양으로 존재할 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 세정 조성물은 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 계면활성제에는 플루오르화 올레핀에 충분히 용해될 수 있고, 오물을 용해하거나, 분산시키거나, 대체함으로써 오물 제거를 촉진하는 계면활성제가 포함된다. 하나의 유용한 계면활성제 부류는 친수성-친유성 평형 (HLB) 값이 약 14 미만인 비이온성 계면활성제이다. 예에는 에톡실화 알코올, 에톡실화알킬 페놀, 에톡실화 지방산, 알킬아릴설포네이트, 글리세롤 에스테르, 에톡실화 플루오로알코올 및 플루오르화 설폰아미드가 포함된다. 하나의 계면활성제가 세정 조성물에 첨가되어 유성 오물 제거를 촉진하고, 다른 것이 첨가되어 수용성 오일 제거를 촉진하는, 상보적인 특성을 갖는 계면활성제의 혼합물이 사용될 수 있다. 사용되는 경우, 계면활성제는 오물 제거를 촉진하기에 충분한 양으로 첨가될 수 있다. 전형적으로, 계면활성제는 세정 조성물의 약 0.1 내지 5.0 중량%의 양으로, 바람직하게는 약 0.2 내지 2.0 중량%의 양으로 첨가된다.
예시적인 실시 형태에서, 공용매에는 알코올, 에테르, 알칸, 알켄, 할로알켄, 퍼플루오로카본, 퍼플루오르화 3차 아민, 퍼플루오로에테르, 사이클로알칸, 에스테르, 케톤, 방향족, 할로방향족, 실록산, 하이드로클로로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 하이드로플루오로카본 또는 이들의 혼합물이 포함될 수 있다. 세정 조성물에 사용될 수 있는 공용매의 대표적인 예에는 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, t-부틸 알코올, 메틸 t-부틸 에테르, 메틸 t-아밀 에테르, 1,2-다이메톡시에탄, 사이클로헥산, 2,2,4-트라이메틸펜탄, n-데칸, 테르펜 (예를 들어, α-피넨, 캄펜 및 리모넨), 트랜스-1,2-다이클로로에틸렌, 시스-1,2-다이클로로에틸렌, 메틸사이클로펜탄, 데칼린, 메틸 데카노에이트, t-부틸 아세테이트, 아세트산에틸, 다이에틸 프탈레이트, 2-부탄온, 메틸 아이소부틸 케톤, 나프탈렌, 톨루엔, p-클로로벤조트라이플루오라이드, 트라이플루오로톨루엔, 비스(트라이플루오로메틸)벤젠, 헥사메틸 다이실록산, 옥타메틸 트라이실록산, 퍼플루오로헥산, 퍼플루오로헵탄, 퍼플루오로옥탄, 퍼플루오로트라이부틸아민, 퍼플루오로-N-메틸 모르폴린, 퍼플루오로-2-부틸 옥사사이클로펜탄, 메틸렌 클로라이드, 클로로사이클로헥산, 1-클로로부탄, 1,1-다이클로로-1-플루오로에탄, 1,1,1-트라이플루오로-2,2-다이클로로에탄, 1,1,1,2,2-펜타플루오로-3,3-다이클로로프로판, 1,1,2,2,3-펜타플루오로-1,3-다이클로로프로판, 2,3-다이하이드로퍼플루오로펜탄, 1,1,1,2,2,4-헥사플루오로부탄, 1-트라이플루오로메틸-1,2,2-트라이플루오로사이클로부탄, 3-메틸-1,1,2,2-테트라플루오로사이클로부탄, 1-하이드로펜타데카플루오로헵탄 또는 이들의 혼합물이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 기재를 세정하기 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 세정 방법은 오염된 기재를 상기 논의된 바와 같은 세정 조성물과 접촉시킴으로써 수행될 수 있다. 하이드로플루오로에테르 화합물은 단독으로, 또는 서로 혼합되거나, 다른 통상적으로 사용되는 세정 용매, 예를 들어, 알코올, 에테르, 알칸, 알켄, 퍼플루오로카본, 퍼플루오르화 3차 아민, 퍼플루오로에테르, 사이클로알칸, 에스테르, 케톤, 방향족, 실록산, 하이드로클로로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 하이드로플루오로카본 또는 이들의 혼합물과 혼합되어 사용될 수 있다. 이러한 공용매를 선택하여 특정 용도를 위해 세정 조성물의 용해 특성을 변경시키거나 향상시킬 수 있고, 얻어진 조성물이 인화점을 갖지 않도록 하는 (공용매 대 하이드로플루오로에테르 화합물(들)의) 비로 사용될 수 있다. 특정 응용에 바람직한 경우, 세정 조성물은 하나 이상의 용해되거나 분산된 기체, 액체 또는 고체 첨가제 (예를 들어, 이산화탄소 기체, 계면활성제, 안정화제, 항산화제 또는 활성탄)를 추가로 함유할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 하나 이상의 본 발명의 하이드로플루오로에테르 화합물 및 임의로 하나 이상의 계면활성제를 포함하는 세정 조성물에 관한 것이다. 적합한 계면활성제에는 하이드로플루오로에테르 화합물에 충분히 용해될 수 있고, 오물을 용해하거나, 분산시키거나, 대체함으로써 오물 제거를 촉진하는 계면활성제가 포함된다. 하나의 유용한 계면활성제 부류는 친수성-친유성 평형 (HLB) 값이 약 14 미만인 비이온성 계면활성제이다. 예에는 에톡실화 알코올, 에톡실화 알킬페놀, 에톡실화 지방산, 알킬아릴 설포네이트, 글리세롤 에스테르, 에톡실화 플루오로알코올 및 플루오르화 설폰아미드가 포함된다. 하나의 계면활성제가 세정 조성물에 첨가되어 유성 오물 제거를 촉진하고, 다른 것이 첨가되어 수용성 오물 제거를 촉진하는, 상보적인 특성을 갖는 계면활성제들의 혼합물이 사용될 수 있다. 사용되는 경우, 계면활성제는 오물 제거를 촉진하기에 충분한 양으로 첨가될 수 있다. 전형적으로, 계면활성제는 세정 조성물의 0.1 내지 5.0 중량% 또는 0.2 내지 2.0 중량%의 양으로 첨가될 수 있다.
본 발명의 세정 방법은 또한 기재의 표면으로부터 대부분의 오염물을 용해하거나 제거하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 경질 탄화수소 오염물과 같은 물질; 광유 및 그리스(grease)와 같은 고분자량 탄화수소 오염물; 퍼플루오로폴리에테르, 브로모트라이플루오로에틸렌 올리고머 (자이로스코프(gyroscope) 유체) 및 클로로트라이플루오로에틸렌 올리고머 (유압 유체, 윤활제)와 같은 플루오로카본 오염물; 실리콘유 및 그리스; 땜납용 플럭스(solder flux); 미립자; 물; 및 정밀, 전자, 금속 및 의료 디바이스 세정시 접하는 기타 오염물이 제거될 수 있다.
세정 조성물은 기체 또는 액체 상태 (또는 이들 모두)로 사용될 수 있고, 기재를 "접촉시키기" 위한 임의의 공지된 기술 또는 장래 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 액체 세정 조성물을 기재 상에 분무하거나 브러싱할 수 있거나, 기체 세정 조성물을 기재를 가로질러 블로잉할 수 있거나, 기재를 기체 또는 액체 조성물 중에 침지할 수 있다. 승온, 초음파 에너지 및/또는 교반을 사용하여 세정을 촉진할 수 있다. 다양한 상이한 용매 세정 기술이 문헌[B. N. Ellis in Cleaning and Contamination of Electronics Components and Assemblies, Electrochemical Publications Limited, Ayr, Scotland, pages 182-94 (1986)]에 기재되어 있다.
유기 기재 및 무기 기재 모두가 본 발명의 방법에 의해 세정될 수 있다. 기재의 대표적인 예에는 금속; 세라믹; 유리; 폴리카르보네이트; 폴리스티렌; 아크릴로니트릴-부타다이엔-스티렌 공중합체; 면, 실크, 모피, 스웨이드, 가죽, 리넨 및 양모와 같은 천연 섬유 (및 이로부터 유도된 직물); 폴리에스테르, 레이온, 아크릴류, 나일론 또는 이들의 블렌드와 같은 합성 섬유 (및 직물); 천연 섬유와 합성 섬유의 블렌드를 포함하는 직물; 및 상기 재료의 복합물이 포함된다. 일부 실시 형태에서, 방법은 전자 구성요소 (예를 들어, 회로 기판), 광학 또는 자기 매체 또는 의료 디바이스의 정밀한 세정에 사용될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명은 또한 하나 이상의 본 발명의 하이드로플루오로에테르 올레핀 화합물을 포함하는 전해질 조성물에 관한 것이다. 전해질 조성물은 (a) 하나 이상의 하이드로플루오로에테르 올레핀 화합물을 포함하는 용매 조성물; 및 (b) 적어도 하나의 전해질 염을 포함할 수 있다. 본 발명의 전해질 조성물은 탁월한 산화 안정성을 나타내며, 고전압 전기화학 전지 (예컨대 재충전가능한 리튬 이온 배터리)에서 사용되는 경우, 뛰어난 사이클 수명 및 캘린더 수명을 제공한다. 예를 들어, 이러한 전해질 조성물이 흑연화된 탄소 전극을 가지는 전기화학 전지에서 사용되는 경우, 전해질은 Li/Li+에 대하여 4.5V 이상, 6.0V 이하의 최대 충전 전압까지 안정한 사이클링을 제공한다.
본 발명의 전해질 조성물을 제조하는 데 사용하기에 적합한 전해질 염은 적어도 하나의 양이온 및 적어도 하나의 약하게 배위하는 음이온 (탄화수소 설폰산보다 크거나 동일한 산성을 가지는 음이온 (예를 들어, 비스(퍼플루오로알칸설포닐)이미드 음이온)의 컨쥬게이트산)을 포함하는 염; 선택된 하이드로플루오로에테르 화합물 (또는 하나 이상의 다른 하이드로플루오로에테르 화합물 또는 하나 이상의 종래의 전해질 용매와 이들의 블렌드)에 적어도 부분적으로 용해하는 염; 및 적어도 부분적으로 해리하여 전도성 전해질 조성물을 형성하는 염을 포함한다. 염은 작동 전압 범위에 걸쳐서 안정할 수 있고, 비-부식성이며, 열적으로 및 가수분해적으로 안정하다. 적합한 양이온으로는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, IIB족 금속, IIIB족 금속, 전이 금속, 희토류 금속 및 암모늄 (예를 들어, 테트라알킬암모늄 또는 트라이알킬암모늄) 양이온뿐만 아니라 양성자가 포함된다
. 일부 실시 형태에서, 배터리 용도의 양이온에는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 양이온이 포함된다. 적합한 음이온에는 불소-함유 무기 음이온, 예컨대 (FSO2)2N-, BF4 -, PF6 -, AsF6 - 및 SbF6 -; CIO4 -; HSO4 -; H2PO4 -; 유기 음이온, 예컨대 알칸, 아릴 및 알크아릴 설포네이트; 불소-함유 및 비플루오르화 테트라아릴보레이트; 메탈로카르보란(metallocarborane) 음이온을 포함한 카르보란 및 할로겐-, 알킬- 또는 할로알킬 치환된 카르보란 음이온; 및 불소-함유 유기 음이온, 예컨대 퍼플루오로알칸설포네이트, 시아노퍼플루오로알칸설포닐아미드, 비스(시아노)퍼플루오로알칸설포닐메티드,
비스(퍼플루오로알칸설포닐)이미드, 비스(퍼플루오로알칸설포닐)메티드 및
트리스(퍼플루오로알칸설포닐)메티드; 등이 포함된다. 배터리 용도로 바람직한 음이온에는 불소-함유 무기 음이온 (예를 들어, (FSO2)2N-, BF4 -, PF6 - 및 AsF6 -) 및 불소-함유 유기 음이온 (예를 들어, 퍼플루오로알칸설포네이트, 비스(퍼플루오로알칸설포닐)이미드 및 트리스(퍼플루오로알칸설포닐)메티드)가 포함된다. 불소-함유 유기 음이온은 완전히 플루오르화, 즉, 퍼플루오르화되거나, (이의 유기 부분 내에서) 부분적으로 플루오르화될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 불소-함유 유기 음이온은 약 80% 이상 플루오르화된다 (즉, 음이온의 탄소-결합된 치환체의 약 80% 이상이 불소 원자이다). 일부 실시 형태에서, 음이온은 퍼플루오르화된다 (즉, 완전히 플루오르화되어, 탄소결합된 치환체가 모두 불소 원자이다). 퍼플루오르화 음이온을 포함한 음이온은 하나 이상의 카테나 헤테로원자, 예를 들어, 질소, 산소 또는 황을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 불소-함유 유기 음이온에는 퍼플루오로알칸설포네이트, 비스(퍼플루오로알칸설포닐)이미드 및 트리스(퍼플루오로알칸설포닐)메티드가 포함된다.
일부 실시 형태에서, 전해질 염은 리튬 염을 포함할 수 있다. 적합한 리튬 염에는, 예를 들어, 리튬 헥사플루오로포스페이트, 리튬 비스(트라이플루오로메탄설포닐)이미드, 리튬 비스(퍼플루오로에탄설포닐)이미드, 리튬 테트라플루오로보레이트, 리튬 퍼클로레이트, 리튬 헥사플루오로알세네이트, 리튬 트라이플루오로메탄설포네이트, 리튬 트리스(트라이플루오로메탄설포닐)메티드, 리튬 비스(플루오로설포닐)이미드 (Li-FSI) 및 둘 이상의 이들의 혼합물이 포함된다.
본 발명의 전해질 조성물은 본 발명의 적어도 하나의 전해질 염, 적어도 하나의 하이드로플루오로에테르 올레핀 화합물을 포함하는 용매 조성물을 조합하여, 상기 염이 원하는 작동 온도에서 적어도 부분적으로 상기 용매 조성물에 용해되도록 함으로써 제조될 수 있다. 하이드로플루오로에테르 화합물 (또는 이를 함유하거나, 이로 이루어지거나, 본질적으로 이로 이루어진 통상 액체 조성물)을 이러한 제조에 사용할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 광범위한 다른 농도가 사용될 수도 있지만, 전해질 염은 전해질 조성물의 전도성이 최대값이거나 최대값에 가깝게 되도록 하는 농도 (전형적으로, 예를 들어, 리튬 배터리용 전해질에 있어서 Li 몰 농도는 대략 0.1 내지 4.0 M 또는 1.0 내지 2.0 M로)로 전해질 조성물 중에 사용된다.
일부 실시 형태에서, 하나 이상의 통상적인 전해질 용매가 (예를 들어, 하이드로플루오로에테르(들)가 얻어진 용매 조성물의 약 1 내지 80 또는 90%를 구성하도록) 하이드로플루오로에테르 화합물(들)과 혼합된다
. 유용한 통상적인 전해질 용매에는, 예를 들어, 유기 및 불소-함유 전해질 용매 (예를 들어, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 다이메틸 카르보네이트, 다이에틸 카르보네이트, 에틸 메틸 카르보네이트, 다이메톡시에탄, 7-부티로락톤, 다이글라임 (즉, 다이에틸렌 글리콜 다이메틸 에테르), 테트라글라임 (즉, 테트라에틸렌 글리콜 다이메틸 에테르), 모노플루오로에틸렌 카르보네이트, 비닐렌 카르보네이트, 아세트산에틸, 메틸 부티레이트, 테트라하이드로푸란, 알킬-치환된 테트라하이드로푸란, 1,3-다이옥솔란, 알킬-치환된 1,3-다이옥솔란, 테트라하이드로피란, 알킬-치환된 테트라하이드로피란 등, 및 이들의 혼합물)가 포함된다. 원한다면, 다른 통상적인 전해질 첨가제 (예를 들어, 계면활성제)가 또한 존재할 수 있다.
본 발명은 또한 상술한 전해질 조성물을 포함하는 전기화학 전지 (예를 들어, 연료 전지, 배터리, 커패시터, 전기변색 창)에 관한 것이다. 이러한 전기화학 전지는 양극, 음극, 세퍼레이터 및 상술한 전해질 조성물을 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재된 전해질 조성물을 사용하는 전기화학 디바이스는, 일부 실시 형태에서, 12 C 이하의 방전 전류에서 이론적으로 50% 초과, 바람직하게는 80% 초과의 방전 용량을 가질 수 있다. 본 개시 내용에 기재된 전해질 조성물을 포함하는 전기화학 전지는, 일부 실시 형태에서, 6 C 이하의 충전 전류에서 이론적으로 약 40% 초과, 바람직하게는 약 60% 초과의 충전 용량을 가질 수 있다. 본 명세서에 기재된 전해질 조성물을 포함하는 전기화학 전지는, 일부 실시 형태에서, 탁월한 저온 성능을 가지며, 0℃ 내지 -20℃의 주변 온도에 노출되는 경우에 25℃에서의 방전 용량을 90% 초과하여 유지할 수 있다. 본 명세서에 기재된 전해질 조성물을 포함하는 전기화학 전지는, 일부 실시 형태에서, 4.5 V 이하에서 최대 30회 충전 사이클에 걸쳐 캐소드 그램당 150 mAh 초과의 방전 용량을 유지할 수 있다.
다양한 음극 및 양극이 전기화학 전지에서 사용될 수 있다. 대표적인 음극에는 흑연 탄소(graphitic carbons), 예를 들어, (002) 결정면 사이의 간격 d002가 3.45 A > d002 > 3.354 A이며, 분말, 박편, 섬유 또는 구체 (예를 들어, 메조카본 마이크로비드(mesocarbon microbead))와 같은 형태로 존재하는 것들; 발명의 명칭이 "리튬 배터리용 전극(ELECTRODE FOR A LITHIUM BATTERY)"인 미국 특허 제6,203,944호 (터너(Turner) '944) 및 발명의 명칭이 "전극 재료 및 조성물(ELECTRODE MATERIAL AND COMPOSITIONS)"인 PCT 특허 공개 제WO 00103444호 (터너 PCT)에 기재된 리튬 합금 조성물 Li4/3Ti5/304; 및 이의 조합이 포함된다. 대표적인 양극에는 LiFePO4, LiMnPO4, LiCoPO4, LiMn2O4, LiCoO2 및 이들의 조합이 포함된다. 음극 또는 양극에는 당업자에게 친숙한 것과 같은 첨가제, 예를 들어, 음극용으로 카본 블랙 및 양극용으로 카본 블랙, 흑연 박편 등이 포함될 수 있다.
본 발명의 전기화학 디바이스는 컴퓨터, 전동 공구(power tool), 자동차, 통신 장치 등과 같은 다양한 전자 용품에 사용될 수 있다.
실시 형태
1. 하기 화학식 I로 표시되는 하이드로플루오로에테르 화합물:
[화학식 I]
Figure pct00016
상기 식에서,
(i) Rf3은 F이고, Rf4는 CF3이며, Rf1 및 Rf2는 독립적으로 (a) 1 내지 2개의 탄소 원자를 갖고, 임의로 적어도 하나의 카테나형 헤테로원자를 포함하거나, (b) 함께 결합되어 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 고리 구조를 형성하고, 임의로 산소, 질소 또는 황으로부터 선택되는 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함하는 퍼플루오로알킬기이거나;
(ii) Rf3은 CF3이고, Rf4는 F이며, Rf1 및 Rf2는 독립적으로 (a) 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖고, 임의로 적어도 하나의 카테나형 헤테로원자를 포함하거나 (b) 함께 결합되어 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 고리 구조를 형성하고, 임의로 산소, 질소 또는 황으로부터 선택되는 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함하는 퍼플루오로알킬기이고;
Rfh는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형 또는 환형 알킬 또는 플루오로알킬기이며, 이는 포화되거나 불포화될 수 있고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함한다.
2. 하기 화학식 II로 표시되는 하이드로플루오로에테르 화합물:
[화학식 II]
Figure pct00017
상기 식에서,
Rf5 및 Rf6은 각각 독립적으로 (i) 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖고, 임의로 적어도 하나의 카테나형 헤테로원자를 포함하거나, (ii) 함께 결합되어 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 고리 구조를 형성하고, 산소, 질소 또는 황으로부터 선택되는 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함하는 퍼플루오로알킬기이다. 각각의 Rf7, Rf8, Rf'7 및 Rf'8은 독립적으로 F 또는 CF3 기이되, 단,
Rf7 이 F이면, Rf8은 CF3이고,
Rf8이 F이면, Rf7은 CF3이며,
Rf'7 이 F이면, Rf'8은 CF3이고,
Rf'8이 F이면, Rf'7은 CF3이며,
Rfh1은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는, 선형, 분지형, 환형 또는 비환형 알킬렌기 또는 플루오로알킬렌기이고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함한다.
3. 소화 조성물로서,
(a) 실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물;
(b) 하나 이상의 하이드로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 퍼플루오로카본, 퍼플루오로폴리에테르, 하이드로플루오로에테르, 하이드로플루오로폴리에테르, 클로로플루오로카본, 브로모플루오로카본, 브로모클로로플루오로카본, 요오도플루오로카본, 하이드로브로모플루오로카본, 플루오르화 케톤, 하이드로브로모카본, 플루오르화 올레핀, 하이드로플루오로올레핀, 플루오르화 설폰, 플루오르화 비닐에테르 및 이들의 혼합물을 포함하는 적어도 하나의 부소화제를 포함하며,
여기서 (a) 및 (b)는 화재를 진압하거나 소화하기에 충분한 양으로 존재하는, 소화 조성물.
4. 실시 형태 3에 있어서, (a) 및 (b)가 약 9:1 내지 약 1:9의 중량비로 존재하는, 소화 조성물.
5.
실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 소화 조성물을 화재에 적용하는 단계; 및
화재를 진압하는 단계를 포함하는 소화 방법.
6. 실시 형태 5에 있어서, 소화 조성물이 하나 이상의 하이드로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 퍼플루오로카본, 퍼플루오로폴리에테르, 하이드로플루오로에테르, 하이드로플루오로폴리에테르, 클로로플루오로카본, 브로모플루오로카본, 브로모클로로플루오로카본, 요오도플루오로카본, 하이드로브로모플루오로카본, 플루오르화 케톤, 하이드로브로모카본, 플루오르화 올레핀, 하이드로플루오로올레핀, 플루오르화 설폰, 플루오르화 비닐에테르 및 이들의 혼합물을 포함하는 적어도 하나의 부소화제를 추가로 포함하는, 소화 방법.
7. 랭킨 사이클에서 열 에너지를 기계 에너지로 전환하기 위한 장치로서,
작동 유체;
작동 유체를 기화시켜 기화된 작동 유체를 형성하는 열원;
기화된 작동 유체가 통과함으로써 열 에너지를 기계 에너지로 전환시키는 터빈;
기화된 작동 유체가 터빈을 통과한 후 기화된 작동 유체를 냉각시키는 응축기; 및
작동 유체를 재순환시키는 펌프를 포함하며,
여기서 작동 유체는 실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는, 장치.
8. 랭킨 사이클에서 열 에너지를 기계 에너지로 전환하기 위한 방법으로서,
작동 유체를 열원으로 기화시켜 기화된 작동 유체를 형성하는 단계;
기화된 작동 유체를 터빈을 통해 팽창시키는 단계;
기화된 작동 유체를 냉각원을 사용하여 냉각시켜 응축된 작동 유체를 형성하는 단계; 및
응축된 작동 유체를 펌핑하는 단계를 포함하며,
여기서 작동 유체는 실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는, 방법.
9. 폐열을 회수하기 위한 방법으로서,
폐열을 생성하는 공정과 연통하는 열 교환기를 통해 액체 작동 유체를 통과시켜 기화된 작동 유체를 생성하는 단계;
기화된 작동 유체를 열 교환기로부터 제거하는 단계;
기화된 작동 유체를 팽창기를 통해 통과시키는 단계 (여기서 폐열은 기계 에너지로 전환됨); 및
기화된 작동 유체가 팽창기를 통과한 후에 기화된 작동 유체를 냉각시키는 단계를 포함하며,
여기서 작동 유체는 실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는, 방법.
10.
발포제;
발포성 중합체 또는 이의 전구체 조성물; 및 핵화제를 포함하며,
여기서 상기 핵화제는 실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 발포성 조성물.
11. 실시 형태 10에 있어서, 핵화제 및 발포제가 1:2 미만의 몰 비율로 존재하는, 발포성 조성물.
12. 실시 형태 10 또는 실시 형태 11에 있어서, 발포제가 약 5 내지 약 7개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소, 약 5 내지 약 7개의 탄소 원자를 갖는 지환족 탄화수소, 탄화수소 에스테르, 물 또는 이들의 조합을 포함하는, 발포성 조성물.
13. 중합체성 폼의 제조 방법으로서,
적어도 하나의 발포성 중합체 또는 이의 전구체 조성물 및 핵화제의 존재 하에, 적어도 하나의 기체 발포제를 발생시키거나 적어도 하나의 액체 또는 기체 발포제를 기화시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 핵화제는 실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는, 방법.
14. 실시 형태 12에 따른 발포성 조성물로 제조된 폼.
15. 디바이스로서,
실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 유전체 유체를 포함하며,
여기서 디바이스는 전기 디바이스인, 디바이스.
16. 실시형태 15에 있어서, 상기 전기 디바이스가 기체-절연 회로 차단기, 전류-차단 장비, 기체-절연 송전선, 기체-절연 변압기 또는 기체-절연 변전소를 포함하는, 디바이스.
17. 실시형태 15 또는 실시형태 16에 있어서, 유전체 유체가 제2 유전체 기체를 추가로 포함하는, 디바이스.
18. 실시 형태 17에 있어서, 제2 유전체 기체가 불활성 기체를 포함하는, 디바이스.
19. 실시 형태 18에 있어서, 제2 유전체 기체가 질소, 헬륨, 아르곤 또는 이산화탄소를 포함하는, 디바이스.
20.
실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 용매 조성물; 및
상기 용매 조성물에 용해될 수 있거나 분산될 수 있는 코팅 재료를 포함하는 코팅 조성물.
21. 실시 형태 20에 있어서, 상기 코팅 재료가 안료, 윤활제, 안정화제, 접착제, 항산화제, 염료, 중합체, 약제, 이형제 및 무기 산화물을 포함하는, 코팅 조성물.
22. 실시 형태 20에 있어서, 상기 코팅 재료가 퍼플루오로폴리에테르, 탄화수소, 실리콘 윤활제, 테트라플루오로에틸렌의 공중합체 또는 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는, 조성물.
23.
실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물; 및
공용매를 포함하는 세정 조성물.
24. 실시 형태 24에 있어서, 상기 하이드로플루오로에테르 화합물이 플루오르화 올레핀 화합물 및 공용매의 총 중량을 기준으로 상기 조성물의 50 중량% 초과인, 조성물.
25. 실시 형태 23 또는 실시 형태 24에 있어서, 상기 공용매가 알코올, 에테르, 알칸, 알켄, 할로알켄, 퍼플루오로카본, 퍼플루오르화 3차 아민, 퍼플루오로에테르, 사이클로알칸, 에스테르, 케톤, 방향족, 할로방향족, 실록산, 하이드로클로로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 하이드로플루오로카본 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 조성물.
26.
실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물; 및
계면활성제를 포함하는 세정 조성물.
27. 실시 형태 26에 있어서, 세정 조성물이 0.1 내지 5 중량%의 계면활성제를 포함하는, 조성물.
28. 실시 형태 26 또는 실시 형태 27에 있어서, 계면활성제가 에톡실화 알코올, 에톡실화 알킬페놀, 에톡실화 지방산, 알킬아릴 설포네이트, 글리세롤에스테르, 에톡실화 플루오로알코올, 플루오르화 설폰아미드 또는 이들의 혼합물을 포함하는 비이온성 계면활성제를 포함하는, 조성물.
29. 기재로부터 오염물의 제거 방법으로서,
상기 방법은 기재를,
실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물; 및
공용매를 포함하는 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
30.
실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 따른 적어도 하나의 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 용매 조성물; 및
전해질 염을 포함하는 전해질 조성물.
이하의 상세한 실시예와 관련하여 본 발명의 실시를 추가로 설명할 것이다. 이들 실시예는 다양한 실시 형태 및 기술을 추가로 예시하기 위하여 제공된다. 그러나, 본 발명의 범주 내에 있으면서 많은 변형 및 수정이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다.
실시예
실시예 1:
2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(1,3,3,3-테트라플루오로-2-메톡시-프로프-1-엔일)모르폴린의 제조:
Figure pct00018
2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(1,2,3,3,3-펜타플루오로프로프-1-엔일)모르폴린을 고온 튜브 반응기를 사용하여 제조하였다. 고온 튜브 반응기 (야금)에, 무수 탄산칼륨 (400g, 2.9 mol, 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich))을 충전시켰다. 반응기를 밀봉하고 고압 시린지 펌프에 연결하였다. 반응기를 220℃의 온도로 가열하였다. 이어서, 2-[다이플루오로-(2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로모르폴린-4-일)메틸]-2,3,3,3-테트라플루오로-프로판오일 플루오라이드 (470 g, 1.1 mol) (본질적으로 미국 특허 제2,713,593호 (브라이스 등) 및 문헌[R.E. Banks, Preparation, Properties and Industrial Applications of Organofluorine Compounds, pages 19-43, Halsted Press, New York (1982)]에 기재된 유형의 시몬스 ECF 전지를 통한 메틸 2-메틸-3-모르폴리노-프로파노에이트의 전기화학 플루오르화를 통해 제조됨)를 35 ml/시간의 비로 고온 튜브 반응기로 펌핑하였다. -78℃에서 드라이아이스 트랩을 사용하여 생성물을 수집하였다. 총 345 g의 재료를 수집하였고, 이를 원하는 생성물로 약 70% 전환시켰다. 남아있는 재료는 비반응된 산 플루오라이드 및 불활성 플루오로카본이었다. 재료를 분별 증류하였더니, 이의 비점은 약 85℃이었다. 생성물 구조를 GC/MS 및 F-19 및 H-1 NMR에 의해 확인하였다.
자성 교반기, 1℃에서 칠러로 제어되는 응축기, 첨가 깔때기 및 건조 N2 버블러(bubbler)가 구비된 500mL 둥근 바닥 플라스크에, 2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(1,2,3,3,3-펜타플루오로프로프-1-엔일)모르폴린 (220 g, 0.61 mol), 수산화칼륨 (39.9 g, 0.713 mol, 시그마-알드리치) 및 알리쿼트(Aliquat) 336 (1 g, 0.002 mol, 알파-아에사르(Alfa-Aesar))을 충전시켰다. 혼합물을 실온에서 교반하고, 메탄올 (19.5 g, 0.61 mol, 알파-아에사르)을 첨가 깔때기를 통해 1시간에 걸쳐서 서서히 적가하였다. 일단 메탄올 충전이 첨가되면, 반응 혼합물을 16시간 동안 65℃로 가열하였다. 하룻밤 동안 교반한 후에, 열을 제거하고, 실온으로 냉각시킨 후, 100mL의 물을 첨가하였다. 혼합물을 교반한 후, 500mL 분액 깔때기로 옮겼다. 하부 FC 상을 분리하고, 무수 황산마그네슘으로 건조시켰다. 총 138 g의 재료를 수집하였다. GC-FID 분석에 기초한 원하는 생성물로의 전환율은 약 75%이었다. 이러한 재료를 동심형 튜브 컬럼를 사용하여 분별 증류하였다. 생성물의 비점은 약 128℃이다. 생성물 구조가 시스 및 트랜스 이성질체의 혼합물임을 GC/MS 및 F-19 및 H-1 NMR로 확인하였다.
실시예 2:
2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-[2-플루오로-2-메톡시-1-(트라이플루오로메틸)비닐]모르폴린의 제조:
Figure pct00019
2,2,3,4,4,4-헥사플루오로-3-(2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로모르폴린-4-일)부타노일 플루오라이드 (본질적으로 미국 특허 제2,713,593호 (브라이스 등) 및 문헌[R.E. Banks, Preparation, Properties and Industrial Applications of Organofluorine Compounds, pages 19-43, Halsted Press, New York (1982)]에 기재된 유형의 시몬스 ECF 전지를 통한 메틸 3-모르폴리노부타노에이트의 전기화학 플루오르화를 통해 제조됨)를 수산화칼륨을 사용한 메틸 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로-3-(2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로모르폴린-4-일)부타노에이트의 적정을 통해 칼륨 염으로 전환시킴으로써 4-[2,2-다이플루오로-1-(트라이플루오로메틸)비닐]-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-모르폴린을 제조하였다. 칼륨 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로-3-(2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로모르폴린-4-일)부타노에이트 (134 g, 0.29 mol) 및 200 mL의 HT-270 (솔베이-솔렉시스(Solvay-Solexis))을 500mL 3구 둥근 바닥 플라스크에 충전하였다. 플라스크는 오버헤드 교반기, 열전쌍, 가열 맨틀 및 1-플레이트 단순 증류 컬럼을 구비하였다. 혼합물을 210℃까지 점차적으로 가열하였다. 총 86 g의 4-[2,2-다이플루오로-1-(트라이플루오로메틸)비닐]-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-모르폴린을 수집하였고, 이중 약 70%가 원하는 생성물이고, 나머지는 불활성 플루오로카본이었다. 칼륨 염의 다른 부분에 대해 반응을 반복하였더니, 총 196 g의 원하는 올레핀 중간체를 수득하였다.
3구 250mL 둥근 바닥 플라스크에, 분말화된 수산화칼륨 (14.16 g, 0.253 mol 시그마-알드리치), 4-[2,2-다이플루오로-1-(트라이플루오로메틸)비닐]-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-모르폴린 (110g 0.216 mol) 및 알리쿼트 336 (1 g, 0.0024 mol)을 충전하였다. 플라스크는 오버헤드 교반기, 냉수 응축기, 열전쌍 및 가열 맨틀을 구비하였다. 메탄올 (6.93 g, 0.216 mol 시그마-알드리치)을 첨가 깔때기를 통해 첨가하고, 반응 혼합물을 냉수조를 사용하여 첨가 동안 차갑게 유지하였다. 메탄올 첨가가 완료된 후, 반응을 24시간 동안 65℃로 가열하였다. 이어서, 혼합물에 물을 첨가하여, 염을 용해시켰다. 이어서, 혼합물을 플루오로케미칼 상이 수상으로부터 분리되는 분액 깔때기로 옮겼다. 상 분리 후에 89 g의 조 생성물을 수집하였다. 플루오로케미칼 상을 무수 MgSO4로 건조시킨 후, 동심형 튜브 증류 컬럼을 사용하여 분별 증류하였다. 주요 증류액 커트(cut) (B.P. = 125oC)의 샘플을 GC/MS로 분석하여, 원하는 생성물의 존재를 확인하였다.
실시예 3:
2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-[1,3,3,3-테트라플루오로-2-(2,2,3,3-테트라플루오로프로폭시)프로프-1-엔일]모르폴린의 제조:
Figure pct00020
2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-[(E&Z)-1,2,3,3,3-펜타플루오로프로프-1-엔일]모르폴린 (200.00g, >95%), 아세토니트릴 (312 g, 알드리치 무수물, 99.8%) 및 탄산칼륨 (84.214g, 분말화된, 325 메쉬, 알만드 프로덕트 컴패니(Armand Product Co.))을 자성 교반기, N2 유입구를 포함한 수냉식 응축기, 테플론(Teflon) 코팅된 열전쌍 프로브를 포함한 클라이젠(Claisen) 어댑터 및 첨가 깔때기가 구비된 3구 1000 mL 둥근 바닥 플라스크에서 조합하였다. 반응 혼합물을 교반하면서, 반응 혼합물에 2,2,3,3-테트라플루오로프로판올 (76.809g, TCI 아메리카(America), >98%)을 90분에 걸쳐서 충전하였다. 반응 온도를 21.3℃에서 24.4℃로 상승시키는 약간의 발열 반응이 관찰되었다. 반응을 18시간 동안 진행시켰으며, 이때 교반을 멈추고, 바닥층의 샘플을 피펫으로 제거하여, 0.2μm PVDF 필터 디스크를 통해 여과하였다. 이러한 여과된 샘플을 GC-FID로 분석하였더니, 출발 프로펜일아민이 69.8% 전환되었음을 나타내었다. 반응 혼합물에 추가로 20.83 g의 탄산칼륨을 여러 번에 나누어 실온에서 교반하면서 충전하여, (GC에 의해) 95%의 최종 종합 측정된 전환율을 얻었다. 생성물의 혼합물은 79%의 원하는 하이드로플루오로에테르-올레핀 (HFE-올레핀) 생성물 및 5%의 상응하는 HFE-하이드라이드, O(CF2CF2)2NCFHCF(CF3)OCH2CF2CF2H를 함유하였다. 조 반응 혼합물을 C 다공성 프릿화된 유리 여과 깔때기를 통해 여과하여, 고체를 제거하였다. 여과액을 분별 증류하여, 대부분의 잔류 출발 프로펜일아민, CH3CN 및 미반응 HOCH2CF2CF2H를 제거하였다. 헤드 온도가 156℃에 도달할 때까지 분별 증류를 진행하였다. 증류 포트에 남아있는 조 생성물은 짚색이며, 일부 불용성의 짙고 질퍽한 고체를 함유하였다. 이러한 혼합물을 1 μm 유리 필터 디스크를 통해 여과하여, 고체를 제거하여, 유색 여과액을 얻었다. 여과된 조 생성물을 250 mL 폴리 병으로 옮기고, 142 g의 아세토니트릴로 희석하여, 6.36 g의 KOH 분말로 두 번에 나누어 처리하여, 모든 잔류 HFE-하이드라이드 부산물을 (탈플루오르화수소화에 의해) 원하는 HFE-올레핀 생성물로 전환시켰다. 실온에서 KOH와 함께 적어도 수 시간 동안 교반한 후, 처리된 혼합물을 C 다공성 프릿화된 유리 여과를 통한 흡입으로 여과하였다. 이어서, 원하는 생성물을 여과액으로부터 단리하고, 동심형 튜브 증류 컬럼을 통한 분별 증류로 정제하여, 45.63 g의 생성물의 증류물 (B.P. = 161 내지 162℃)을 GC에 의해 97.84%의 평균 순도를 갖는 투명한 무색 액체로서 얻었다. E 이성질체와 Z 이성질체의 혼합물로 구성된 생성물 구조를 GC/MS 및 19F 및 1H NMR 분광법으로 확인하였다.
실시예 4:
1,3,3,3-테트라플루오로-2-메톡시-N-(1,1,2,2,2-펜타플루오로에틸)-N-(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민의 제조:
Figure pct00021
탄산칼륨 (325 메쉬) (0.456 g, 3.30 mmol), 1,2,3,3,3-펜타플루오로-N-(1,1,2,2,2-펜타플루오로에틸)-N-(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민 (1 g, 3.00 mmol) 및 아세토니트릴 (무수) (2.358 g, 3 mL)을 테플론 코팅된 자성 교반 막대가 구비된 8 mL 스크류 캡 바이알에 첨가하였다. 이어서, 메탄올을 첨가하고, 2상 반응 혼합물을 실온에서 96시간 동안 교반시켰다. 프로펜일아민 출발 재료는 이러한 조건 하에서 (GC에 의해) 44% 전환되었다. 반응 혼합물을 0.2 μm PVDF 필터 디스크를 통해 여과한 후, 물로 희석하여 플루오로케미칼 생성물의 혼합물을 상 분리시키고, 상부 수상 중의 잔류 염기 및 아세토니트릴을 제거하였다. 하부 플루오로케미칼 상을 GC-MS로 분석하여, E 이성질체와 Z 이성질체의 혼합물로 구성된 원하는 HFE-올레핀 생성물이 전체 혼합물의 91.3%로 존재함을 확인하였다. HFE-하이드라이드 부산물이 검출되지 않았다.
하기 실시예 (5 내지 11)은 여기 개요된 일반 절차 (A)를 사용한다:
수산화칼륨 (미세 분말), 알코올 및 아세토니트릴을 테플론 코팅된 자성 교반 막대가 구비된 8 mL 스크류 캡 바이알에 첨가한다. 이어서, (E/Z)-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(퍼플루오로프로프-1-엔-1-일)모르폴린을 첨가하고, 2상 반응 혼합물을 실온에서 16시간 동안 교반시킨다. 이어서, 얻어진 혼합물을 물로 희석하고, 플루오로케미칼 상을 GC, GC/MS 및 NMR을 사용하여 분석한다.
실시예 5:
(E/Z)-N,N-다이메틸-2-((1,3,3,3-테트라플루오로-1-(퍼플루오로모르폴리노)프로프-1-엔-2-일)옥시)에탄-1-아민의 제조:
Figure pct00022
일반 절차 A에 따라, (E/Z)-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(퍼플루오로프로프-1-엔-1-일)모르폴린 (1 당량, 4.71 mmol, 1 mL), KOH (1.2 당량, 5.65 mmol, 316.99 mg), 2-(다이메틸아미노)에탄-1-올 (1.2 당량, 5.65 mmol, 518.56 μL) 및 아세토니트릴 (1 mL)을 첨가하였다. GC 및 GC/MS에 의한 분석은 E/Z 이성질체의 혼합물로서 원하는 생성물의 88% 수율을 나타낸다.
실시예 6:
(E/Z)-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(1,3,3,3-테트라플루오로-2-(2-메톡시에톡시)프로프-1-엔-1-일)모르폴린의 제조:
Figure pct00023
일반 절차 A에 따라, (E/Z)-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(퍼플루오로프로프-1-엔-1-일)모르폴린 (1 당량, 4.71 mmol, 1 mL), KOH (1.2 당량, 5.65 mmol, 316.99 mg), 2-메톡시에탄-1-올 (1.2 당량, 5.65 mmol, 445.53 μL) 및 아세토니트릴 (1 mL)을 첨가하였다. GC 및 GC/MS에 의한 분석은 E/Z 이성질체의 혼합물로서 원하는 생성물의 78% 수율을 나타낸다.
실시예 7:
(E/Z)-4-(2-(사이클로펜틸옥시)-1,3,3,3-테트라플루오로프로프-1-엔-1-일)-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로모르폴린의 제조:
Figure pct00024
일반 절차 A에 따라, (E/Z)-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(퍼플루오로프로프-1-엔-1-일)모르폴린 (1 당량, 4.71 mmol, 1 mL), KOH (1.2 당량, 5.65 mmol, 316.99 mg), 사이클로펜탄올 (1.2 당량, 5.65 mmol, 512.81 μL) 및 아세토니트릴 (1 mL)을 첨가하였다. GC 및 GC/MS에 의한 분석은 E/Z 이성질체의 혼합물로서 원하는 생성물의 51% 수율을 나타낸다.
실시예 8:
(E/Z)-4-(2-(사이클로프로필메톡시)-1,3,3,3-테트라플루오로프로프-1-엔-1-일)-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로모르폴린의 제조:
Figure pct00025
일반 절차 A에 따라, (E/Z)-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(퍼플루오로프로프-1-엔-1-일)모르폴린 (1 당량, 4.71 mmol, 1 mL), KOH (1.2 당량, 5.65 mmol, 316.99 mg), 사이클로프로필메탄올 (1.2 당량, 5.65 mmol, 457.76 μL) 및 아세토니트릴 (1 mL)을 첨가하였다. GC 및 GC/MS에 의한 분석은 E/Z 이성질체의 혼합물로서 원하는 생성물의 88% 수율을 나타낸다.
실시예 9:
2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-((E/Z)-1,3,3,3-테트라플루오로-2-(((E)-4,4,4-트라이플루오로부트-2-엔-1-일)옥시)프로프-1-엔-1-일)모르폴린의 제조.
Figure pct00026
일반 절차 A에 따라, (E/Z)-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(퍼플루오로프로프-1-엔-1-일)모르폴린 (1 당량, 4.71 mmol, 1 mL), KOH (1.2 당량, 5.65 mmol, 316.99 mg), (E)-4,4,4-트라이플루오로부트-2-엔-1-올 (1.2 당량, 5.65 mmol, 567.15 μL) 및 아세토니트릴 (1 mL)을 첨가하였다. GC 및 GC/MS에 의한 분석은 E/Z 이성질체의 혼합물로서 원하는 생성물의 76% 수율을 나타낸다.
실시예 10:
(E/Z)-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(1,3,3,3-테트라플루오로-2-((3-메틸부트-2-엔-1-일)옥시)프로프-1-엔-1-일)모르폴린의 제조
Figure pct00027
일반 절차 A에 따라, (E)-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(퍼플루오로프로프-1-엔-1-일)모르폴린 (1 당량, 4.71 mmol, 1 mL), KOH (1.2 당량, 5.65 mmol, 316.99 mg), 3-메틸부트-2-엔-1-올 (1.2 당량, 5.65 mmol, 565.88 μL) 및 아세토니트릴 (1 mL)을 첨가하였다. GC 및 GC/MS에 의한 분석은 E/Z 이성질체의 혼합물로서 원하는 생성물의 85% 수율을 나타낸다.
실시예 11:
1-(((E/Z)-1,3,3,3-테트라플루오로-1-(퍼플루오로모르폴리노)프로프-1-엔-2-일)옥시)-4-(((E/Z)-1,3,3,3-테트라플루오로-1-(퍼플루오로모르폴리노)프로프-1-엔-2-일)옥시)부탄의 제조:
Figure pct00028
일반 절차 A에 따라, (E/Z)-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-(퍼플루오로프로프-1-엔-1-일)모르폴린 (1 당량, 4.71 mmol, 1 mL), KOH (1.2 당량, 5.65 mmol, 316.99 mg), 1,4-부탄다이올 (0.5 당량, 2.35 mmol, 208.62 μL) 및 아세토니트릴 (1 mL)을 첨가하였다. GC 및 GC/MS에 의한 분석은 E/Z 이성질체의 혼합물로서 원하는 생성물의 56% 수율을 나타낸다.
실시예 12 내지 실시예 19:
하기 실시예를 하기 일반적인 방법으로 제조하였다:
K2CO3 분말, 무수 CH3CN, PF-프로펜일아민 및 알코올 시약을 지시된 순서로 (공기 중에서) 7 mL 유리 바이알에 충전하였다. 미니 교반 막대를 첨가한 후, 바이알을 단단히 캡핑하여, 신속한 교반을 표에 지시된 온도에서 시작하였다. 반응 혼합물의 소량의 분취물을 제거하고 순수한 것(neat)을 주입함으로써, GC-FID로 반응의 진행을 주기적으로 모니터링하면서, 최소 16시간 동안 교반하면서 반응을 진행시켰다. 반응이 거의 완료되었다고 판단되면, 반응 용액을 시린지로 여과하여, 현탁된 고체를 제거하고, 여과액을 GC-MS 분석에 제공하여, 임시 GC-FID 피크 할당을 확인하고, 형성된 주 생성물을 확인하였다. 이어서, 이러한 정보를 사용하여 원하는 알코올 첨가 생성물의 수율 및 올레핀/하이드라이드 비를 계산하였다.
Figure pct00029
실시예 12 내지 실시예 19에 기재된 절차 및 시약를 사용하여, 하기 하이드로플루오로에테르 (또는 HFE-올레핀) 화합물 (E 이성질체와 Z 이성질체의 혼합물)을 고수율로 성공적으로 제조하고, GC-MS에 의해 특징화하였다:
Figure pct00030
실시예 20:
1,3,3,3-테트라플루오로-2-(2,2,3,3-테트라플루오로프로폭시)-N,N-비스(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민의 제조:
Figure pct00031
(E&Z)-1,2,3,3,3-펜타플루오로-N,N-비스(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민 (200.00 g, 99.9%), 아세톤 (395.5 g, EMD HPLC 등급) 및 탄산칼륨 (107.42g, 분말화된, 325 메쉬, 알만드 프로덕트 컴패니)을 자성 교반기, N2 유입구를 포함하고 0℃로 설정된 칠러로 냉각되는 응축기, 테플론 코팅된 열전쌍 프로브를 포함하는 클라이젠 어댑터 및 첨가 깔때기가 구비된 3구, 1000 mL 둥근 바닥 플라스크에서 조합하였다. 출발 반응 혼합물은 초기에 2개의 액체 상을 함유하였다. 반응 혼합물을 실온에서 교반하면서, 2,2,3,3-테트라플루오로프로판올 (97.98g, TCI 아메리카, > 98%)을 90분간에 걸쳐서 첨가하였다. 반응 온도를 21.3℃에서 24.4℃로 상승시키는 약간의 발열 반응이 관찰되었다. 알코올 첨가가 완료되면, 반응 혼합물은 단일 액체 상으로 보였다. 반응을 48시간 동안 실온에서 진행시켰으며, 이때 교반을 멈추고, 반응물의 샘플을 피펫으로 제거하여, 0.2μm PVDF 필터 디스크를 통해 여과하였다. 이러한 여과된 샘플을 GC-FID로 분석하여, 출발 프로펜일 아민이 82% 전환되었음을 보여주었다. 추가로 19.88 g의 탄산칼륨을 혼합물에 충전하고, 반응을 교반하면서 실온에서 추가로 3일 동안 진행시켰다. 상술한 바와 같이, GC-FID에 의한 분석은 반응이 91% 완료되었음을 나타내었다 (즉, 출발 물질의 9%가 남아있음). 추가로 20.14 g의 탄산칼륨을 반응 혼합물에 충전하고, 추가로 24시간 동안 교반시켰다. 이어서, 교반을 멈추고, 반응 혼합물의 바닥층을 GC-FID로 평가하였다. 프로펜일 아민 출발 재료의 양이 > 95% 전환되었다. 조 반응 혼합물을 20 내지 25 μm 여과지를 통해 여과하여, 고체를 제거하였다. 수집된 여과액을 분액 깔때기로 옮기고, 500 mL의 물로 세정하여, 조밀한 플루오로케미칼 생성물 상을 상부 수상으로부터 분리하였다. 플루오로케미칼 상을 단리하고, 추가의 물로 2회 세정하였다. GC 분석은 조 플루오로케미칼 생성물이 96.59%의 원하는 HFE-올레핀과 3.11%의 HFE-하이드라이드 부산물로 구성된 99.70%의 원하는 생성물의 혼합물이었음을 나타내었다. (탈플루오르화수소화에 의해) 조 생성물을 실온에서 3.25 g의 아세토니트릴 (알드리치 무수물, 99.8)과 함께 3 번에 나누어 충전된 8.69 g의 수산화칼륨 (분말화된, 플루카(Fluka), >85%)으로 처리하여, 잔류 HFE-하이드라이드 부산물을 원하는 HFE-올레핀 생성물로 전환시켰다. 3개의 100 mL의 물 세척을 사용하여 잔류 수산화칼륨과 아세토니트릴을 처리된 생성물로부터 제거하였다. 이어서, 플루오로케미칼 생성물 상을 3A 분자체로 5일 동안 건조시키고, 동심형 튜브 증류 컬럼을 통해 분별 증류로 정제하여, 110.64 g의 생성물의 증류물 (B.P. = 120 내지 124℃)을 GC에 의해 99.63%의 평균 순도를 갖는 투명한 무색 액체로서 얻었다. E 이성질체와 Z 이성질체의 혼합물로 구성된 생성물 구조를 GC/MS 및 19F 및 1H NMR 분광법으로 확인하였다.
실시예 21:
4-[2-에톡시-1,3,3,3-테트라플루오로-프로프-1-엔일]-2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-모르폴린의 제조:
Figure pct00032
2,2,3,3,5,5,6,6-옥타플루오로-4-[(E&Z)-1,2,3,3,3-펜타플루오로프로프-1-엔일]모르폴린 (200.00g, >95%), 아세토니트릴 (312g, 알드리치 무수, 99.8%) 및 수산화칼륨 (32.63g, 분말화된, 플루카, >85%)을 자성 교반기, N2 유입구를 포함한 수냉식 응축기, 테플론 코팅된 열전쌍 프로브를 포함한 클라이젠 어댑터 및 첨가 깔때기가 구비된, 3구 1000 mL 둥근 바닥 플라스크에서 조합하였다. 반응 혼합물을 실온에서 교반하면서, 에탄올 (26.80g, 미변성, 200 프루프)을 반응 혼합물에 75분에 걸쳐 충전시켰다. 반응 온도를 22.2℃에서 24.6℃로 상승시키는 약간의 발열 반응이 관찰되었다. 반응을 24시간 동안 진행시킨 후, 교반을 멈추고, 바닥층의 샘플을 피펫으로 제거하여, 0.2μm PVDF 필터 디스크를 통해 여과하였다. 이러한 여과된 샘플을 GC-FID로 분석하여, 출발 프로펜일 아민이 82% 전환되었음을 보여주었다. 추가로 9.46 g의 수산화칼륨을 여러 번에 나누어 실온에서 교반하면서 반응 혼합물에 충전시켰다. 반응을 실온에서 하룻밤 동안 진행시켰다. 이어서, 교반을 멈추고, 반응 혼합물의 바닥층을 상기와 같이 GC-FID로 평가하였더니, 출발 물질의 > 98%가 전환되었음을 나타내었다. GC에 의해, 플루오로케미칼 생성물의 혼합물은 96%의 원하는 생성물 (HFE-올레핀)과 1%의 HFE-하이드라이드 부산물, O(CF2CF2)2NCFHCF(CF3)OCH2CH3을 함유하였다. 조 반응 혼합물을 20 내지 25 μm 여과지를 통해 여과하여, 불용성 고체를 제거하였다. 여과액을 100 mL의 물과 조합하여, 조밀한 플루오로케미칼 생성물을 상부 수층으로부터 상 분리하였다. 조 플루오로케미칼 생성물 상을 단리하고, 3A 분자체로 건조시켜, 동심형 튜브 증류 컬럼을 사용하여 분별 증류로 정제하였다. 분별 증류는 모든 잔류 CH3CN 용매와 HFE-하이드라이드 부산물의 제거가 불가능함을 입증하였음으로, 수집된 생성물의 증류물 분획을 재조합시키고, 2 번에 나누어 KOH(분말) (총 4.80 g)로 처리하여, 실온에서 하룻밤 동안 교반하여, 모든 잔류 HFE-하이드라이드 부산물을 원하는 HFE-올레핀 생성물로 (탈플루오르화수소화에 의해) 전환시켰다. 이어서, 처리된 생성물의 혼합물을 20 내지 25 μm 여과지를 통해 여과하여, 불용성 KOH 고체를 제거하고, 50 mL 분량의 이온수로 3회 세정하여, 잔류 아세토니트릴을 제거하였다. 세정된 플루오로케미칼 상을 삼각 플라스크로 옮겨, 3A 분자체로 3일 동안 건조시킨 후, 동심형 튜브 증류 컬럼을 통해 분별 증류에 의해 정제하였다. 총 71.69 g의 생성물의 증류물을 GC에 의해 99.64%의 평균 순도를 갖는 투명한 무색 액체 (B.P. = 136 내지 141℃)로서 수집하였다. E 이성질체와 Z 이성질체의 혼합물로 구성된 생성물 구조를 GC/MS 및 19F 및 1H NMR 분광법으로 확인하였다.
실시예 22:
2,3,3,5,5,6-헥사플루오로-4-(1,3,3,3-테트라플루오로-2-메톡시-프로프-1-엔일)-2,6-비스(트라이플루오로메틸)모르폴린의 제조
Figure pct00033
자성 교반기, 냉수 응축기, 건조 N2 버블러 및 열전쌍이 구비된 100 mL 2-구 둥근 바닥 플라스크에, 2,3,3,5,5,6-헥사플루오로-4-(1,2,3,3,3-펜타플루오로프로프-1-엔일)-2,6-비스(트라이플루오로메틸)모르폴린 (13 g, 28.2 mmol), 분말화된 수산화칼륨 (1.9 g, 29 mmol), 아세토니트릴 (50 mL), 메탄올 (1.1 g, 34 mmol) 및 아도겐(Adogen) 464 (0.42 g, 1.0 mmol)를 조합하고, 16시간 동안 50℃에서 교반하였다. 이어서, 플루오로케미칼 상의 샘플을 GC-FID 및 GC/MS에 의해 분석하였더니, 49.2%의 원하는 생성물 구조를 나타내었다.
하기 실시예 (23 내지 24)는 여기 개요된 일반 절차 (B)를 사용한다:
수산화칼륨 (미세 분말), 알코올 및 아세토니트릴을 테플론 코팅된 자성 교반 막대가 구비된 7 mL 스크류 캡 바이알에 첨가하였다. 이어서, (E/Z)-1,2,3,3,3-펜타플루오로-N-(1,1,2,2,2-펜타플루오로에틸)-N-(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민을 첨가하고, 2상 반응 혼합물을 실온에서 17시간 동안 교반시켰다. 이어서, 얻어진 혼합물을 0.45 마이크로미터 테플론 막을 통과하는 시린지를 통해 여과하여, 고체를 제거하고, GC-FID 및 GC/MS에 의해 분석하였다.
실시예 23:
(E/Z)-2-에톡시-1,3,3,3-테트라플루오로-N-(1,1,2,2,2-펜타플루오로에틸)-N-(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민의 제조:
Figure pct00034
일반 절차 B에 따라, (E/Z)-1,2,3,3,3-펜타플루오로-N-(1,1,2,2,2-펜타플루오로에틸)-N-(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민 (1 당량, 3.00 mmol, 1.0 g), KOH (1.6 당량, 4.80 mmol, 270 mg) 및 에탄올 (1.2 당량, 3.60 mmol, 210 μL)을 아세토니트릴 (3 mL)에서 반응시켰다. GC 및 GC/MS에 의한 아세토니트릴 용액의 분석은 제한 시약에 기초하여 E/Z 이성질체의 혼합물로서 원하는 HFE-올레핀 생성물의 94.4% 수율이 수득되었음을 나타낸다.
실시예 24:
(E/Z)-1,3,3,3-테트라플루오로-N-(1,1,2,2,2-펜타플루오로에틸)-2-[2,2,3,3-테트라플루오로-4-[(E/Z)-2-플루오로-2-[1,1,2,2,2-펜타플루오로에틸(트라이플루오로메틸)아미노]-1-(트라이플루오로메틸)비닐옥시]부톡시]-N-(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민의 제조:
Figure pct00035
일반 절차 B에 따라, (E/Z)-1,2,3,3,3-펜타플루오로-N-(1,1,2,2,2-펜타플루오로에틸)-N-(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민 (3 당량, 6.01 mmol, 2.0 g), KOH (2.2 당량, 4.40 mmol, 247 mg), 2,2,3,3-테트라플루오로부탄-1,4-다이올 (1.0 당량, 2.00 mmol, 0.324 g)을 아세토니트릴 (4 mL)에서 반응시켰다. 소량의 알리쿼트 336 (N-메틸-N,N-다이옥탄-1-암모늄 클로라이드, 0.15 mmol, 0.12g)을 또한 반응 혼합물에 2상 반응을 촉진하는 상간 이동 촉매로서 충전하였다. GC 및 GC/MS에 의한 아래쪽 불용성 플루오로케미칼 상의 분석은 출발 다이올 시약이 100% 소비되었음을 나타낸다. 제한 시약에 기초한 E/Z 이성질체의 혼합물로서 원하는 2작용성 HFE-올레핀의 수율은 77.95%이었다.
실시예 25:
1,3,3,3-테트라플루오로-2-메톡시-N,N-비스(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민의 제조
Figure pct00036
2-[[비스(트라이플루오로메틸)아미노]-다이플루오로-메틸]-2,3,3,3-테트라플루오로-프로판오일 플루오라이드와 무수 탄산칼륨의 반응에 의해 유입구와 출입구 포트가 구비된 2 리터 스테인리스 강 비교반 반응기에서 1,2,3,3,3-펜타플루오로-N,N-비스(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민을 제조하였다. 진공 오븐 건조된 탄산칼륨 (2500 그램, 18.09 몰)을 반응기에 충전시키고, 반응기를 220℃로 가열하였다. 메틸 3-(다이메틸아미노)-2-메틸-프로파노에이트의 시몬스 전기화학 플루오르화에 의해 제조된 2-[[비스(트라이플루오로메틸)아미노]-다이플루오로-메틸]-2,3,3,3-테트라플루오로-프로판오일 플루오라이드 (1274.5 그램, 83.0% 순도, 3.0 몰)를 100ml/시간의 속도로 딥 튜브를 통해 첨가하였다. 반응기로부터의 기체를 드라이아이스 냉각 수신기(receiver)에서 수집하였다. 1,2,3,3,3-펜타플루오로-N,N-비스(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민 (935.9 그램, 65.2% 순도, 2.2 몰)을 71.1%의 몰 수율로 제조하였다. 1,2,3,3,3-펜타플루오로-N,N-비스(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민을 분별 증류에 의해 순도 99.0%로 추가로 정제하였다. 구조를 gc/ms로 확인하였다.
1,2,3,3,3-펜타플루오로-N,N-비스(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민 (159 그램, 99.0% 순도, 0.55 몰), 45% 수성 KOH (83.2 그램, 0.67 몰) 및 알리쿼트 336 (1 그램, 2.5 밀리몰)을 교반기, 냉각 코일 및 가열 맨틀이 구비된 600ml 스테인리스 강 파르(Parr) 반응기에 충전하였다. 메탄올 (19.6 그램, 0.61 몰)을 1시간에 걸쳐 3회 분량으로 반응기에 첨가하였다. 온도를 50℃로 올리고, 2시간 동안 유지한 후 35℃로 냉각시키고, 16시간 동안 교반하였다. 샘플을 기체 크로마토그래피로 분석하였더니, 1,2,3,3,3-펜타플루오로-N,N-비스(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민이 37.8% 남아있는 것으로 나타났다. 아세토니트릴 (40 그램, 0.97 몰)을 반응기에 첨가하고, 반응기를 50℃에서 추가로 16시간 동안 교반하였다. 반응기를 실온으로 냉각시키고, 내용물을 물로 3회 세정하여, 1,3,3,3-테트라플루오로-2-메톡시-N,N-비스(트라이플루오로메틸)프로프-1-엔-1-아민 (122.8 그램, 93.3% 순도, 0.39 몰)을 제공하였다. 재료를 분별 증류에 의해 99.3% 순도의 시스 및 트랜스 이성질체의 혼합물로 추가로 정제하였다. 구조 및 순도를 gc/ms 및 F-NMR로 확인하였다. 비점은 약 78℃이다.
본 발명의 다른 실시 형태가 첨부된 청구범위의 범주 내에 있다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 I로 표시되는 하이드로플루오로에테르 화합물:
    [화학식 I]
    Figure pct00037

    상기 식에서,
    (i) Rf3은 F이고, Rf4는 CF3이며, Rf1 및 Rf2는 독립적으로 (a) 1 내지 2개의 탄소 원자를 갖고, 임의로 적어도 하나의 카테나형(catenated) 헤테로원자를 포함하거나, (b) 함께 결합되어 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 고리 구조를 형성하고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함하는 퍼플루오로알킬기이거나;
    (ii) Rf3은 CF3이고, Rf4는 F이며, Rf1 및 Rf2는 독립적으로 (a) 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖고, 임의로 적어도 하나의 카테나형 헤테로원자를 포함하거나, (b) 함께 결합되어 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 고리 구조를 형성하고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함하는 퍼플루오로알킬기이며; 여기서
    Rfh는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는, 선형, 분지형 또는 환형 알킬기 또는 플루오로알킬기이며, 이는 포화되거나 불포화될 수 있고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함한다.
  2. 하기 화학식 II로 표시되는 하이드로플루오로에테르 화합물:
    [화학식 II]
    Figure pct00038

    상기 식에서,
    Rf5 및 Rf6은 (i) 각각 독립적으로 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖고, 임의로 적어도 하나의 카테나형 헤테로원자를 포함하거나, (ii) 함께 결합되어 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 고리 구조를 형성하고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함하는 퍼플루오로알킬기이며;
    Rfh1은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는, 선형, 분지형, 환형 또는 비환형 알킬렌기 또는 플루오로알킬렌기이고, 임의로 하나 이상의 카테나형 헤테로원자를 포함하며;
    각각의 Rf7, Rf8, Rf'7 및 Rf'8은 독립적으로 F 또는 CF3 기이되, 단,
    Rf7 이 F이면, Rf8은 CF3이고,
    Rf8이 F이면, Rf7은 CF3이며,
    Rf'7 이 F이면, Rf'8은 CF3이고,
    Rf'8이 F이면, Rf'7은 CF3이다.
  3. 제1항 또는 제2항에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 작동 유체로서, 여기서 하이드로플루오로에테르 화합물은 작동 유체의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이상의 양으로 작동 유체 중에 존재하는, 작동 유체.
  4. 디바이스; 및
    디바이스로 또는 디바이스로부터 열을 전달하기 위한 메커니즘을 포함하는 열 전달을 위한 장치로서, 상기 메커니즘은 제1항 또는 제2항에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 열 전달 유체를 포함하는, 열 전달을 위한 장치.
  5. 제4항에 있어서, 디바이스가 마이크로프로세서, 반도체 디바이스를 제조하는 데 사용되는 반도체 웨이퍼, 전력 제어 반도체, 전기화학 전지, 배전 스위치 기어, 전력 변압기, 회로 기판, 멀티-칩 모듈, 패키징되거나 패키징되지 않은 반도체 디바이스, 연료 전지 및 레이저로부터 선택되는, 열 전달을 위한 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 열을 전달하기 위한 메커니즘이 전자 디바이스의 온도 또는 온도 범위를 유지하기 위한 시스템 내의 구성요소인, 장치.
  7. 디바이스를 제공하는 단계; 및
    제1항 또는 제2항에 따른 하이드로플루오로에테르 화합물을 포함하는 열 전달 유체를 사용하는 디바이스로 또는 디바이스로부터 열을 전달하는 단계를 포함하는 열 전달 방법.
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