RU2179548C2 - Способ получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами - Google Patents

Способ получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами Download PDF

Info

Publication number
RU2179548C2
RU2179548C2 RU2000112339/04A RU2000112339A RU2179548C2 RU 2179548 C2 RU2179548 C2 RU 2179548C2 RU 2000112339/04 A RU2000112339/04 A RU 2000112339/04A RU 2000112339 A RU2000112339 A RU 2000112339A RU 2179548 C2 RU2179548 C2 RU 2179548C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
yield
synthesis
fluoride
formula
functional groups
Prior art date
Application number
RU2000112339/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2000112339A (ru
Inventor
С.М. Игумнов
В.А. Сошин
Г.И. Леконцева
Original Assignee
Игумнов Сергей Михайлович
Сошин Владимир Александрович
Леконцева Галина Ивановна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игумнов Сергей Михайлович, Сошин Владимир Александрович, Леконцева Галина Ивановна filed Critical Игумнов Сергей Михайлович
Priority to RU2000112339/04A priority Critical patent/RU2179548C2/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2179548C2 publication Critical patent/RU2179548C2/ru
Publication of RU2000112339A publication Critical patent/RU2000112339A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами формулы: RfO[СF(СF3)-СF2O] n-СF(СF3)-СОХ, где Rf= перфторалкил C1-C8, n=0-3, X=F или ОН, которые используются в качестве промежуточных продуктов для синтеза перфторалкилвиниловых эфиров, для получения ПАВ, химически и термически устойчивых жидкостей, полимеров. Способ заключается во взаимодействии гексафторпропеноксида с фторангидридом перфторкарбоновой кислоты или с перфторкетоном, или олигомеризацией гексафторпропеноксида в среде полярного органического растворителя, в присутствии катализатора - N,N',N''-гексаалкилзамещенного гуанидий галогенида формулы А, где R-R3 означает алкил C1 - C7, Х означает Сl или F, или его смеси с фторидом щелочного металла. Полученные перфторалкоксипропионилфториды получают с выходом 87-92%. При необходимости последние при взаимодействии с водой превращают в соответствующие карбоновые кислоты. Выход перфторалкоксипропионовых кислот 94-95%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к фторорганической химии, а именно к способу получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами формулы:
RfO[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COX,
где Rf = перфторалкил С18, n = 0-3,
Х = F или ОН, которые используются в качестве промежуточных продуктов для синтеза перфторалкилвиниловых эфиров и других производных, а также для получения ПАВ, химически и термически устойчивых жидкостей, полимеров /В.А. Пономаренко. Фторсодержащие гетероцепные полимеры, 1973, с. 118-119/.
Известные способы получения перфторированных простых эфиров с концевыми фторкарбонильными группами заключаются во взаимодействии гексафторпропеноксида (ОГФП) с карбонилсодержащими соединениями - фторангидридами перфторкарбоновых кислот или перфторкетонами в присутствии катализаторов или в олигомеризации ОГФП при температуре от минус 80 до 200oС и отличаются главным образом типом катализатора; образующиеся фторангидриды гидролизуют в кислой, нейтральной или щелочной среде до получения соответствующих карбоновых кислот /US 3250808, 10.05.66; GB 1038193, 10.08.66; US 4081466, 28.03.78; DE 2461445, 8.07.76; DE 2627986, 5.01.78; DE 4213641, 28.10.93; ЕР 265052, 27.04.88/:
Figure 00000003

Figure 00000004

Figure 00000005

Известен способ получения перфторалкоксипропионилфторидов формулы
RfO[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COF,
где Rf - перфторалкил C1-C9, n=0-2,
в присутствии трис-диметиламинодифторфосфорана [(CH3)2N] 3PF2 /DE 2461445, С 07 С 53/36, 8.07.76, РЖХ 1977, 9Н65П/, где применяется избыток ОГФП до 150-300% от стехиометрии в смеси с гексафторпропеном в весовом соотношении 65:35. В соответствии с этим способом синтезированы димер и тример ОГФП с выходом 23 и 34%, из фторангидрида перфторпропионовой кислоты и ОГФП в диглиме получен перфтор-α-пропоксипропионилфторид С3F7ОСF(СF3)СОF с выходом 70%.
Недостатком способа является применение большого избытка ОГФП и малодоступного катализатора.
Известен способ получения перфторалкоксипропионилфторидов формулы
RСF2ОСF(СF3)СОF,
где R - фторалкил C114,
в присутствии галоидной соли сульфония или ее комплексного соединения R'R2R3S+X-, где R', R2 и R3 - алкил до С20 или NR4R5 (R4 и R5 - алкил до С20 или вместе с атомом азота могут образовывать пирролидиновое или пиперидиновое кольцо); Х - галоген, (СН3)3SF2, CN, NCO, NCS, NO2, N3 /US 4081466, С 07 С 51/58, 28.03.78, РЖХ 1978, 24Н91П/.
При использовании в данных условиях фторангидрида перфторвалериановой кислоты и гексафтоацетона с ОГФП образуются соответственно перфтор-2-пентоксипропионилфторид С5F11ОСF(СF3)СОF с выходом 40% и перфтор-2-изопропоксипропионилфторид (СF3)2СFОСF(СF3)СОF с выходом 78%.
Недостатком способа является недостаточно высокий выход целевых продуктов.
Известно использование йодидов или бромидов калия, цезия или рубидия в качестве катализаторов для синтеза перфторалкоксипропионилфторидов /ЕР 265052, С 07 С 51/58, 27.04.88, ИСМ 1988, в. 60, 23, с. 27/.
Недостатком способа является образование I, Br - содержащих побочных соединений.
Наиболее близким техническим решением является способ получения фторсодержащих полиэфиров формулы
RfO[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COX,
где Rf - перфторалкил C1-C16, n=0-100, Х - галоид, гидроксил, взаимодействием гексафторпропеноксида с перфторкарбонильными соединениями или олигомеризацией ОГФП в полярном органическом растворителе в присутствии активированного угля или фторида щелочного металла при температуре от минус 80 до 200oС /US 3250808, 260-535, 10.05.66, РЖХ 1967, 17Н82П, прототип/. Кислоты получают гидролизом фторангидридов водой, щелочным водным раствором с последующим подкислением продуктов гидролиза НСl или с добавлением фторуглеродного растворителя - додекафтордиметилциклобутана.
По данному способу из соответствующих фторангидридов и ОГФП получены перфторалкоксипропионилфториды формулы
RfOCF(CF3)COF,
где Rf - изо-С4F9, н-C5F11, н-C6F13, н-C7F15, н-C8F17,
с выходом 21%. Реакцию проводили в диглиме при 100oС в присутствии фторида цезия. В аналогичных условиях из ОГФП получены олигомеры с выходом до 20%. Продукты реакции, представляющие собой перфторированные простые эфиры с концевой COF-группой, водным гидролизом превращали в соответствующие карбоновые кислоты.
Недостатком способа является низкий выход целевых продуктов.
Задачей изобретения является повышение выхода перфторированных простых эфиров формулы
RfO[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COX,
где Rf = перфторалкил C1-C8, n=0-3, Х=F или ОН.
Поставленная задача достигается взаимодействием гексафторпропеноксида с перфторкарбонильными соединениями или олигомеризацией гексафторпропеноксида в среде полярного органического растворителя в присутствии катализатора - N, N', N'' - гексазамещенного гуанидиний галогенида или его смеси с фторидом щелочного металла.
Катализатор включает N, N', N'' - гексазамещенный гуанидиний галогенид формулы
[(RR1N)2CNR2R3]+X-,
где R-R3 - алкил C1-C7, X=C1 или F,
и может дополнительно содержать до 95 вес.% фторида щелочного металла. Предпочтительно использовать гексаэтилгуанидиний хлорид.
Количество катализатора в реакции составляет 1-10 вес.% от фгоркарбонильного соединения. Уменьшение количества катализатора ведет к снижению выхода целевых продуктов, а увеличение его количества выше 10% нецелесообразно.
В качестве полярных органических растворителей используют алифатические простые полиэфиры, такие как диалкиловые эфиры этиленгликоля и полиэтиленгликолей, а также нитрилы - пропионитрил, бензонитрил и ацетонитрил.
Процесс ведут при температуре от минус 30 до 100oС. При более низкой температуре скорость реакции замедляется, а нагревание реакционной смеси выше 100oС приводит к образованию большого количества побочных продуктов.
Олигомеризация ОГФП без добавления карбонилсодержащего соединения приводит к перфторпропоксипропионилфторидам формулы
СF3СF2СF2O[СF(СF3)СF2O]nСF(СF3)СОF,
где n=0-3.
В реакции ОГФП с перфторкарбонильным соединением соотношение исходных реагентов подбирают в соответствии с требуемой молекулярной массой целевых продуктов. При мольном отношении ОГФП к перфторкарбонильному соединению более или равном 1:1 получаются преимущественно продукты моноприсоединения (n= 0). Избыток ОГФП приводит к образованию перфторалкоксипропионилфторидов с n= 1, 2 или 3. Наряду с продуктами присоединения гексафторпропеноксида к карбонилсодержащему соединению образуется небольшое количество олигомеров ОГФП.
Синтез осуществляют в автоклаве при аутогенном давлении или в реакторе с мешалкой при атмосферном давлении.
Продукты реакции выделяют перегонкой, анализируют методом ГЖХ и идентифицируют методами ИК- и ЯМР-спектроскопии.
Перфторалкоксипропионилфториды получают с выходом 87-92%, считая на вступивший в реакцию исходных фторангидрид, и взаимодействием с водой их превращают в соответствующие карбоновые кислоты.
Гидролиз проводят в реакторе с мешалкой, используя избыток 1,05-1,25 молей воды на 1 моль эфира с концевой COF-группой при температуре до 80oС. Выделяющийся в реакции фтористый водород собирается в охлаждаемые сборники. Применение избытка воды менее 1,05 молей на 1 моль фторангидрида приводит к повышенному содержанию в целевых продуктах фтор-иона, в случае применения большего избытка воды происходит сильное вспенивание реакционной смеси, что затрудняет регенерацию HF. Продукт гидролиза выделяют перегонкой, анализируют методом ГЖХ и идентифицируют методами ИК- и ЯМР-спектроскопии.
Выход перфторалкоксипропионовых кислот составляет 94-95% на исходный фторангидрид.
Таким образом, разработанный способ позволяет повысить выход целевых продуктов по сравнению с известным способом.
Отличительным признаком предлагаемого способа является проведение реакции гексафторпропеноксида с перфторкарбонильным соединением или олигомеризации ОГФП в присутствии N, N', N'' - гексазамещенного гуанидиний галогенида или его смеси с фторидом щелочного металла. Данный отличительный признак не выявлен в других технических решениях.
Следующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение.
Пример 1. В автоклав из нержавеющей стали вместимостью 500 мл, снабженный гильзой с термометром, загружают 2 г гексаэтилгуанидиний хлорида и 50 мл диглима. Затем автоклав охлаждают до минус 80oС, вакуумируют и добавляют 66 г (1 моль) карбонилфторида и 120 г (0,72 моль) гексафторпропеноксида. Реакционную смесь нагревают при 50oС в течение 6 ч, после чего охлаждают до комнатной температуры, отделяют фторорганический слой и перегоняют.
В результате получают 141 г перфтор-2-метоксипропионилфорида
Figure 00000006

с температурой кипения 10-12oС и 30 г димера ОГФП. Выход целевого продукта составляет 87%.
Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1. В автоклав загружают 7 г гексаэтилгуанидиний хлорида, 7 г фторида калия и 80 мл ацетонитрила. Затем автоклав охлаждают до минус 50oС и добавляют 166 г ОГФП. Реакционную смесь нагревают при 80oС в течение 4 ч.
В результате получают 36 г перфтор-2-пропоксипропионилфторида (димера ОГФП)
Figure 00000007

с температурой кипения 56-57oС и 109 г тримера ОГФП
Figure 00000008

с температурой кипения 112-114oС. Суммарный выход димера и тримера ОГФП 87,3%.
100 г (0,20 моль) тримера ОГФП гидролизуют 4 г (0,22 моль) воды при температуре 50-60oС в течение 5 ч при постоянном перемешивании.
После отгонки HF и перегонки продукта реакции получают 94,6 г перфторполиэфирокислоты
Figure 00000009

с температурой кипения 143-144oС/17 мм рт. ст., содержащей не более 0,1 мас.% фтор-иона. Выход кислоты составляет 95%.
Пример 3. Процесс проводят аналогично примеру 1. В автоклав загружают 2 г гексаэтилгуанидиний хлорида, 8 г фторида цезия, 50 мл ацетонитрила и 133 г (0,5 моль) фторангидрида перфторвалериановой кислоты (ФА ПФВК). Затем при температуре минус 30oС добавляют 250 г (1,51 моль) ОГФП. Реакционную смесь выдерживают при 50oС в течение 10 ч, отделяют фторорганический слой и перегоняют.
Получают 254 г продукта присоединения двух молей ОГФП к ФА ПФВК формулы
Figure 00000010

с температурой кипения 145-147oС, а также 52 г смеси димера и тримера ОГФП. Выход целевого продукта составляет 92%.
Пример 4. Процесс проводят аналогично примеру 1. В автоклав загружают 7 г N, N, N', N'-тетраэтил-N'', N''-дипропилгуанидиний хлорида и 50 мл диглима. Затем автоклав охлаждают до минус 50oС и добавляют 83 г (0,5 моль) гексафторацетона и 83 г (0,5 моль) ОГФП. Реакционную смесь нагревают при 80oС в течение 6 ч. После отделения и перегонки фторорганического слоя получают 135 г перфтор-2-изопропоксипропионилфторида
Figure 00000011

с температурой кипения 57oС. Выход целевого продукта 90%.
Пример 5. В колбу объемом 500 мл, снабженную мешалкой, термометром и сифоном, помещают 5 г гексаэтилгуанидиний фторида, 3 г фторида калия, 65 мл диглима и 133 г (0,5 моль) фторангидрида перфторвалериановой кислоты. Затем в течение 6 ч при температуре минус 25 - минус 30oС добавляют 83 г (0,5 моль) ОГФП. Реакционную смесь перемешивают при минус 25oС в течение 8 ч, отделяют фторорганический слой и перегоняют.
Получают 115 г фторангидрида перфтор-2-валероксипропионовой кислоты
Figure 00000012

с температурой кипения 101-103oС и 20 г димера ОГФП. Выход целевого продукта 89,8%.
100 г (0,23 моль) фторангидрида перфторвалероксипропионовой кислоты гидролизуют 4,7 г (0,26 моль) воды аналогично примеру 2.
Получают 94 г перфторвалероксипропионовой кислоты
Figure 00000013

с температурой кипения 155-160oС. Выход составляет 94,5%.
В патентах WO 97/44303 и US 3250808 в качестве катализатора используют аммоний галогенид формулы
Figure 00000014

при этом выход целевых продуктов не указан, но в патенте US 3250808 в примерах XIV, XV и XVII сказано, что при замене фторида цезия на тетраметилфторид аммония получают продукт с выходом 9, 73 и 10% соответственно.
Из других источников информации (US 3322826, 260-544, опубл. 30.05.67) известно, что олигомеризация ОГФП в присутствии четвертичных аммониевых соединений (C2H5)4NI и (CH3)4NCl приводит к образованию 2-перфторпропоксипропионилфторида с выходом не более 45%.
В этом способе использован другой катализатор - соль гуанидиния, в частности N, N', N'' - гексазамещенный гуанидиний галогенид формулы
Figure 00000015

который по своей природе имеет карбанионный характер и не является аммонийной солью.
Достигаемый технический результат в данном способе и известном (US 3250808), как видно из приведенной таблицы, различается.
В известном способе выход целевых продуктов составляет от 9 до 73%, в данном способе имеет место увеличение выхода до 87-92%.

Claims (2)

1. Способ получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами формулы
Figure 00000016

где Rf - перфторалкил C1-C8;
n = 0-3,
X - F или ОН,
взаимодействием гексафторпропеноксида с фторангидридом перфторкарбоновой кислоты или перфторкетоном или олигомеризацией гексафторпропеноксида в среде полярного органического растворителя в присутствии катализатора и, при необходимости, с последующим гидролизом образующихся перфторалкоксипропионилфторидов, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют N, N', N''- гексазамещенный гуанидий галогенид формулы
Figure 00000017

где R-R3 - алкил C1-C7;
Х - Сl или F,
или его смесь с фторидом щелочного металла.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание упомянутого N, N', N''-гексазамещенного гуанидиний галогенида в катализаторе составляет от 5 до 100 вес. %.
RU2000112339/04A 2000-05-16 2000-05-16 Способ получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами RU2179548C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000112339/04A RU2179548C2 (ru) 2000-05-16 2000-05-16 Способ получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000112339/04A RU2179548C2 (ru) 2000-05-16 2000-05-16 Способ получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2179548C2 true RU2179548C2 (ru) 2002-02-20
RU2000112339A RU2000112339A (ru) 2002-03-20

Family

ID=20234745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000112339/04A RU2179548C2 (ru) 2000-05-16 2000-05-16 Способ получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2179548C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473533C1 (ru) * 2012-02-07 2013-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "ГалоПолимер Кирово-Чепецк" (ООО "ГалоПолимер Кирово-Чепецк") Способ получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473533C1 (ru) * 2012-02-07 2013-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "ГалоПолимер Кирово-Чепецк" (ООО "ГалоПолимер Кирово-Чепецк") Способ получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU670761B2 (en) Production of hydrofluorocarbons from alpha-fluoroethers and alpha-fluoroethers
KR100768026B1 (ko) 불소함유 에스테르 화합물의 제조방법
JP4285000B2 (ja) 含フッ素エステル、含フッ素アシルフルオリドおよび含フッ素ビニルエーテルの製造方法
JPS6145972B2 (ru)
JP4534765B2 (ja) フッ素化されたアダマンタン誘導体およびその製造方法
US4719052A (en) 2,2-difluoropropionic acid derivatives
JP4399194B2 (ja) フッ化アシルの製造方法
KR100758163B1 (ko) 불소 함유 아실플루오라이드의 제조방법 및 불소 함유비닐에테르의 제조방법
RU2179548C2 (ru) Способ получения перфторированных простых эфиров с концевыми функциональными группами
RU2268876C2 (ru) Способ получения фторированного поливалентного карбонильного соединения
JP2017226617A (ja) 酸フルオリド及びパーフルオロアルキルビニルエーテルの製造方法
JP4961656B2 (ja) ペルフルオロアシルフルオリド類の製造方法
US8933268B2 (en) Process for the preparation of difluroacetic acid
US6894197B2 (en) Process for producing fluorinated alcohol
US5410095A (en) Process for the production of pentaflourodimethyl ether
RU2230057C1 (ru) Способ получения фторангидридов полифторированных алкоксипропионовых кислот
JPS6322530A (ja) パ−フルオロアルキルアルケノ−ルの製造方法
JP2005002014A (ja) ペルフルオロ環状ラクトン誘導体の製造方法およびペルフルオロ環状ラクトンを含む混合物
JP2648903B2 (ja) ポリフルオロ第3級アミン及びその製造方法
JP4362710B2 (ja) 含フッ素カルボニル化合物の製造方法
WO2004094365A1 (ja) 含フッ素スルホニルフルオリド化合物の製造方法
US20040158099A1 (en) Alkyl esters of the 2- (2-fluorosulphonyl)-perfluoroethylenoxy-3-halogen-propionic acid
JP2004196723A (ja) ω−ヨウ化含フッ素アルキルビニルエーテルの製造方法
JP2003261502A (ja) ペルフルオロ(3−メトキシプロピオニルフルオリド)の製造方法
JP2006028023A (ja) 含塩素含フッ素化合物の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060517