RU2230057C1 - Method of preparing polyfluorinated alkoxypropionyl fluorides - Google Patents
Method of preparing polyfluorinated alkoxypropionyl fluorides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230057C1 RU2230057C1 RU2002131014/04A RU2002131014A RU2230057C1 RU 2230057 C1 RU2230057 C1 RU 2230057C1 RU 2002131014/04 A RU2002131014/04 A RU 2002131014/04A RU 2002131014 A RU2002131014 A RU 2002131014A RU 2230057 C1 RU2230057 C1 RU 2230057C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- formula
- perfluoroalkyl
- fluorides
- perfluorinated
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к фторорганической химии, а именно к способу получения фторангидридов полифторалкоксипропионовых кислот формулыThe invention relates to organofluorine chemistry, and in particular to a method for producing polyfluoroalkoxypropionic acid fluorides of the formula
где Rf - перфторалкил C1-С9, перфторалкоксиалкил C1-С9 линейного или разветвленного строения, возможно, содержащие другие атомы галогенов, H.where R f - perfluoroalkyl C 1 -C 9 , perfluoroalkoxyalkyl C 1 -C 9 linear or branched structure, possibly containing other halogen atoms, H.
Данные соединения используются в качестве промежуточных продуктов для синтеза перфторалкилвиниловых эфиров, а также для получения эмульгаторов, фторсодержащих ПАВ, химически и термически устойчивых жидкостей, смазочных масел, полимеров (В.А. Пономаренко. Фторсодержащие гетероцепные полимеры, 1973, c. 118-123).These compounds are used as intermediates for the synthesis of perfluoroalkyl vinyl ethers, as well as for the preparation of emulsifiers, fluorinated surfactants, chemically and thermally stable liquids, lubricating oils, and polymers (V. A. Ponomarenko. Fluorinated hetero-chain polymers, 1973, p. 118-123) .
Известные способы получения фторангидридов перфторалкоксипропионовых кислот основаны на взаимодействии гексафторпропиленоксида (ОГФП) с фторангидридами перфторкарбоновых кислотKnown methods for producing perfluoroalkoxypropionic acid fluorides are based on the interaction of hexafluoropropylene oxide (HFP) with perfluorocarboxylic acid fluorides
Синтез осуществляют в среде полярного органического растворителя при температуре от -80 до 200°С в присутствии различных катализаторов, например галогенидов щелочных металлов (US 3250808, 10.05.60; ЕР 265052, 27.04.88), четвертичных солей аммония (WO 97/44303, 27.11.97), трис-диметиламинодифторфосфорана (DЕ 2461445, 08.07.76), сульфониевых солей (US 4081466, 28.03.78), тетраалкилмочевины (JP 2-4733, 09.01 90).The synthesis is carried out in a polar organic solvent at temperatures from -80 to 200 ° C in the presence of various catalysts, for example, alkali metal halides (US 3250808, 10.05.60; EP 265052, 27.04.88), quaternary ammonium salts (WO 97/44303, 11/27/97), tris-dimethylaminodifluorophosphorane (DE 2461445, 07/08/07), sulfonium salts (US 4081466, 03/28/78), tetraalkylurea (JP 2-4733, 09.01 90).
В вышеуказанных способах реакцию ОГФП с низкокипящими фторангидридами перфторкарбоновых кислот, такими как карбонилфторид и трифторацетилфторид, обычно проводят под давлением, которое составляет от 0,7 до 24 атм. Это затрудняет проведение процесса и требует специального оборудования.In the above methods, the reaction of HFP with low boiling perfluorocarboxylic acid fluorides, such as carbonyl fluoride and trifluoroacetyl fluoride, is usually carried out under a pressure of from 0.7 to 24 atm. This complicates the process and requires special equipment.
Известен метод получения галогенированных фторангидридов карбоновых кислот взаимодействием фторангидрида формулы RCOF (R - ССl3 или группа X(CF2)n, где Х=Н, Вr или SO2F, n=1-6) с ОГФП в присутствии каталитической системы, состоящей из фторида щелочного металла и двух полярных апротонных растворителей - динитрила насыщенной алифатической дикарбоновой кислоты С5-C8 и простого эфира формулы СН3О(СН2СН2O)zСН3 (z=2-6) (US 4940814, 10.07.90). Реакцию проводят при температуре от -30 до 100°С. Количество катализатора составляет 5-45% от веса фторангидрида карбоновой кислоты.A known method for producing halogenated carboxylic acid fluorides by reacting a fluorohydride of the formula RCOF (R is CCl 3 or a group X (CF 2 ) n , where X = H, Br or SO 2 F, n = 1-6) with OGFP in the presence of a catalytic system consisting from alkali metal fluoride and two polar aprotic solvents - dinitrile of saturated aliphatic dicarboxylic acid C 5 -C 8 and an ether of the formula CH 3 O (CH 2 CH 2 O) z CH 3 (z = 2-6) (US 4940814, 10.07. 90). The reaction is carried out at a temperature of from -30 to 100 ° C. The amount of catalyst is 5-45% by weight of the carboxylic acid fluoride.
Применяемая каталитическая система для реакции фторангидридов перфторированных карбоновых кислот с ОГФП недостаточно эффективна, так как выходы целевых продуктов ниже 50%.The used catalytic system for the reaction of perfluorinated carboxylic acid fluorides with HFP is not effective enough, since the yields of the target products are below 50%.
Наиболее близким техническим решением является способ получения фторангидридов перфторалкоксипропионовых кислот формулыThe closest technical solution is a method for producing perfluoroalkoxypropionic acid fluorides of the formula
где Rf = перфторалкил C1-С8, n=0-4, каталитической реакцией ОГФП с фторангидридом перфторкарбоновой кислоты формулы R'f COF (R'f - фтор или перфторалкил C1-С7) в полярном апротонном растворителе при температуре от -50 до 20°С (GB 1550268, 08.08.79, прототип). В качестве катализатора применяют N,N,N’,N’-тетразамещенный диаминодифторметан формулыwhere R f = perfluoroalkyl C 1 -C 8 , n = 0-4, by catalytic reaction of OGFP with perfluorocarboxylic acid fluoride of the formula R ' f COF (R' f is fluoro or perfluoroalkyl C 1 -C 7 ) in a polar aprotic solvent at a temperature of -50 to 20 ° C (GB 1550268, 08.08.79, prototype). As the catalyst used N, N, N ', N'-tetrasubstituted diaminodifluoromethane of the formula
где R1-R4 - алкил C1-C4, а также NR1R3 или NR2R4 представляют пяти- или шестичленный гетероцикл, возможно, содержащий –O-, алкил или . Полярный апротонный растворитель, например ацетонитрил или диглим, может включать до двух объемных частей инертного неполярного растворителя, например пентана, гексана, циклогексана, или фторсодержащего алкана, в частности трифтортрихлорэтана. В конкретных примерах осуществления данного способа в качестве исходного фторангидрида используют только фторангидрид пентафторпропионовой кислоты, при взаимодействии которого с ОГФП получают смесь низкомолекулярных олигомеров, состоящую в основном из димеров, тримеров и тетрамеров ОГФП, с суммарным выходом 75-90%.where R 1 -R 4 is an alkyl C 1 -C 4 , as well as NR 1 R 3 or NR 2 R 4 represent a five- or six-membered heterocycle, possibly containing –O-, alkyl or . A polar aprotic solvent, for example acetonitrile or diglyme, may include up to two volume parts of an inert non-polar solvent, for example pentane, hexane, cyclohexane, or a fluorine-containing alkane, in particular trifluorotrichloroethane. In specific embodiments of this method, only pentafluoropropionic acid fluoride is used as the starting fluorohydride, when reacted with OGFP, a mixture of low molecular weight oligomers is obtained, consisting mainly of dimers, trimers and tetramers of OGFP, with a total yield of 75-90%.
Недостатком способа является низкая селективность процесса получения целевых продуктов моноприсоединения - фторангидридов перфторалкоксипропионовых кислот и их невысокий выход, который, например, для перфторпропоксипропионилфторида составляет 6-12%.The disadvantage of this method is the low selectivity of the process of obtaining the target monoaddition products - perfluoroalkoxypropionic acid fluorides and their low yield, which, for example, for perfluoropropoxypropionyl fluoride is 6-12%.
Задачей изобретения является разработка универсального селективного метода синтеза, обеспечивающего высокий выход фторангидридов полифторалкоксипропионовых кислот.The objective of the invention is to develop a universal selective synthesis method that provides a high yield of polyfluoroalkoxypropionic acid fluorides.
Поставленная задача достигается взаимодействием гексафторпропеноксида с фторангидридом полифторкарбоновой кислоты в среде, представляющей два несмешивающихся органических растворителя, в присутствии катализатора -N,N,N',N'-тетразамещенного диаминометана формулыThe problem is achieved by the interaction of hexafluoropropene oxide with polyfluorocarboxylic acid fluoride in an environment that represents two immiscible organic solvents in the presence of a catalyst —N, N, N ′, N′-tetrasubstituted diaminomethane of the formula
где R1-R4 - линейные или разветвленные алкил C1-С6 или перфторалкил C1-С6, группа C2H4OH или R1 и R2 и/или R3 и R4 совместно с атомом азота могут образовывать гетероциклический остаток, возможно, содержащий еще один гетероатом - кислород или азот и замещенный одной или несколькими алкильными группами.where R 1 -R 4 - linear or branched alkyl C 1 -C 6 or perfluoroalkyl C 1 -C 6 group C 2 H 4 OH or R 1 and R 2 and / or R 3 and R 4 together with a nitrogen atom can form a heterocyclic residue, possibly containing another heteroatom - oxygen or nitrogen and substituted by one or more alkyl groups.
В качестве катализаторов могут быть использованы бис(диметиламино)метан, бис(диэтиламино)метан, ди(пиперидино)метан, ди(морфолино)метан, бис(диоксиэтил) аминометан.As the catalysts can be used bis (dimethylamino) methane, bis (diethylamino) methane, di (piperidino) methane, di (morpholino) methane, bis (dioxethyl) aminomethane.
Применяемое количество катализатора в реакции составляет ~10-15 вес.% от количества используемого перфторированного эпоксида. Уменьшение количества катализатора приводит к снижению выхода целевых продуктов, а увеличение его количества выше 15 вес.% нецелесообразно.The amount of catalyst used in the reaction is ~ 10-15 wt.% Of the amount of perfluorinated epoxide used. A decrease in the amount of catalyst leads to a decrease in the yield of the target products, and an increase in its amount above 15 wt.% Is impractical.
В данном способе используют двухкомпонентный органический растворитель, образующий два слоя жидкой фазы за счет несмешиваемости компонентов.This method uses a two-component organic solvent that forms two layers of the liquid phase due to the immiscibility of the components.
Одним из компонентов является полярный апротонный растворитель, в котором протекает конденсация гексафторпропеноксида с фторангидридами полифторкарбоновых кислот. В качестве таких растворителей используют алифатические простые полиэфиры, например диалкиловые эфиры этиленгликоля, полиэтиленгликолей и нитрилы - пропионитрил, бензонитрил и ацетонитрил.One of the components is a polar aprotic solvent, in which the condensation of hexafluoropropene oxide with polyfluorocarboxylic acid fluorides proceeds. Aliphatic polyethers, for example, dialkyl ethers of ethylene glycol, polyethylene glycols and nitriles propionitrile, benzonitrile and acetonitrile, are used as such solvents.
Другим компонентом органической среды является перфторированный неполярный растворитель, представляющий перфторированный циклический С7-С11 или алифатический С6-С9 углеводород, способный избирательно растворять продукты реакции и инертный по отношению к ним. Он экстрагирует образующиеся фторангидриды полифторалкоксипропионовых кислот и выводит их непосредственно из реакционной зоны. Это обеспечивает селективность образования продуктов моноприсоединения и исключает образование высокомолекулярных олигомерных аддуктов.Another component of the organic medium is a perfluorinated non-polar solvent, which is a perfluorinated cyclic C 7 -C 11 or aliphatic C 6 -C 9 hydrocarbon capable of selectively dissolving the reaction products and inert to them. It extracts the resulting fluorohydrides of polyfluoroalkoxypropionic acids and removes them directly from the reaction zone. This ensures the selectivity of the formation of monoaddition products and eliminates the formation of high molecular weight oligomeric adducts.
Наиболее предпочтительными перфторированными растворителями являются перфторгептан, перфтороктан, перфторметилциклогексан, перфтор-1,3-диметилциклогексан, перфтордекалин, перфторметилдекалин. Содержание перфторированного растворителя в органической среде находится в пределах 80-90 вес.%, что достаточно для экстракции целевых продуктов.The most preferred perfluorinated solvents are perfluoroheptane, perfluorooctane, perfluoromethylcyclohexane, perfluoro-1,3-dimethylcyclohexane, perfluorodecalin, perfluoromethyldecalin. The content of perfluorinated solvent in the organic medium is in the range of 80-90 wt.%, Which is sufficient for the extraction of the target products.
Конденсацию ОГФП с фторангидридами полифторкарбоновых кислот ведут при температуре от -20 до 20°С. При более низкой температуре скорость реакции замедляется, а нагревание реакционной смеси выше 20°С приводит к снижению выхода целевых продуктов.Condensation of HFP with polyfluorocarboxylic acid fluorides is carried out at a temperature of from -20 to 20 ° C. At a lower temperature, the reaction rate slows down, and heating the reaction mixture above 20 ° C leads to a decrease in the yield of the target products.
Фторангидриды карбоновых кислот, которые могут быть использованы в процессе, включают: COF2, CF3COF, C2F5COF, C2F5OCF2COF, н-C3F7COF, изо-С3F7СОF, С3F7OСF(СF3)СОF, C2F5OC2F4COF, C4F9COF, C7F15COF и другие, содержащие отличные от фтора атомы галогена, Н, например BrCF2COF и НСF2(СF2)3СОF и т.д.Carboxylic acid fluorides that can be used in the process include: COF 2 , CF 3 COF, C 2 F 5 COF, C 2 F 5 OCF 2 COF, n-C 3 F 7 COF, iso-C 3 F 7 COF, С 3 F 7 ОСF (СF 3 ) СОF, C 2 F 5 OC 2 F 4 COF, C 4 F 9 COF, C 7 F 15 COF and others containing halogen atoms other than fluorine, Н, for example BrCF 2 COF and НСF 2 (CF 2 ) 3 COF, etc.
Мольное соотношение ОГФП и исходного фторангидрида составляет 1:1,0-2. При этом преимущественно образуются продукты моноприсоединения и лишь в незначительной степени продукты изомеризации гексафторпропеноксида. Синтез осуществляют в реакторе с мешалкой при атмосферном давлении.The molar ratio of OGFP to the starting fluorohydride is 1: 1.0-2. In this case, monoaddition products are predominantly formed and only to a small extent isomerization products of hexafluoropropenoxide. The synthesis is carried out in a reactor with a stirrer at atmospheric pressure.
Образующиеся в результате реакции фторангидриды полифторалкоксипропионовых кислот экстрагируются перфторированным растворителем. Полученный экстракт после окончания реакции отделяют от реакционной массы и подвергают перегонке. Целевые продукты анализируют методом ГЖХ и идентифицируют методами ИК- и ЯМР спектроскопии.Polyfluoroalkoxypropionic acid fluorides resulting from the reaction are extracted with a perfluorinated solvent. The resulting extract after the reaction is separated from the reaction mass and subjected to distillation. Target products are analyzed by GLC and identified by IR and NMR spectroscopy.
Выход фторангидридов полифторалкоксипропионовых кислот достигает 97-99%. В условиях проведения данного процесса олигомеры ОГФП не образуются, так же как и продукты присоединения двух и более молекул гексафторпропеноксида к исходному фторангидриду.The yield of polyfluoroalkoxypropionic acid fluorides reaches 97-99%. Under the conditions of this process, OHPP oligomers are not formed, as well as the products of the addition of two or more hexafluoropropenoxide molecules to the starting fluorohydride.
Таким образом, разработанный способ позволяет селективно получать целевые продукты с высоким выходом и вести процесс при атмосферном давлении.Thus, the developed method allows to selectively obtain target products with high yield and conduct the process at atmospheric pressure.
Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение, но не ограничивают его.The following examples illustrate the invention, but do not limit it.
Пример 1. Синтез перфтор-2-метоксипропионилфторида.Example 1. Synthesis of perfluoro-2-methoxypropionyl fluoride.
В стеклянную колбу вместимостью 500 мл, снабженную мешалкой, обратным холодильником, охлаждаемым до минус 30°С, ловушкой, охлаждаемой до минус 60°С, и барботерами для подачи исходных реагентов, загружают 25 г ацетонитрила, 11 г ди(пиперидина)метана, 210 г перфтороктана и пропускают при перемешивании 125 г (0,75 моль) гексафторпропеноксида и 80 г (1,2 моль) карбонилфторида.25 g of acetonitrile, 11 g of di (piperidine) methane, 210 are charged into a 500 ml glass flask equipped with a stirrer, reflux condenser cooled to minus 30 ° C, a trap cooled to minus 60 ° C, and bubblers for supplying the starting reagents. g of perfluorooctane and 125 g (0.75 mol) of hexafluoropropenoxide and 80 g (1.2 mol) of carbonyl fluoride are passed with stirring.
Реакционную массу перемешивают в течение 1-2 часов при температуре минус 15 - минус 18°С, затем температуру поднимают до комнатной. Нижний слой, представляющий экстракт продуктов реакции в перфтороктане, отделяют и выделяют перегонкой целевой продукт.The reaction mass is stirred for 1-2 hours at a temperature of minus 15 - minus 18 ° C, then the temperature is raised to room temperature. The lower layer, representing the extract of the reaction products in perfluorooctane, is separated and the target product is isolated by distillation.
В результате получают 170 г фторангидрида перфтор-2-метоксипропионовой кислотыThe result is 170 g of perfluoro-2-methoxypropionic acid fluoride
с температурой кипения 10-12°С и 3 г фторангидрида перфторпропионовой кислоты. Выход целевого продукта составляет 97,3%.with a boiling point of 10-12 ° C and 3 g of perfluoropropionic acid fluoride. The yield of the target product is 97.3%.
Последующие синтезы (примеры 2-8) проведены аналогично примеру 1. Условия проведения и полученные результаты представлены в таблице.Subsequent syntheses (examples 2-8) were carried out analogously to example 1. Conditions and results are presented in the table.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002131014/04A RU2230057C1 (en) | 2002-11-18 | 2002-11-18 | Method of preparing polyfluorinated alkoxypropionyl fluorides |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002131014/04A RU2230057C1 (en) | 2002-11-18 | 2002-11-18 | Method of preparing polyfluorinated alkoxypropionyl fluorides |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002131014A RU2002131014A (en) | 2004-05-10 |
RU2230057C1 true RU2230057C1 (en) | 2004-06-10 |
Family
ID=32846404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002131014/04A RU2230057C1 (en) | 2002-11-18 | 2002-11-18 | Method of preparing polyfluorinated alkoxypropionyl fluorides |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2230057C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2473533C1 (en) * | 2012-02-07 | 2013-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГалоПолимер Кирово-Чепецк" (ООО "ГалоПолимер Кирово-Чепецк") | Method of producing perfluorinated ethers with terminal functional groups |
-
2002
- 2002-11-18 RU RU2002131014/04A patent/RU2230057C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2473533C1 (en) * | 2012-02-07 | 2013-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГалоПолимер Кирово-Чепецк" (ООО "ГалоПолимер Кирово-Чепецк") | Method of producing perfluorinated ethers with terminal functional groups |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20040116742A1 (en) | Selective reaction of hexafluoropropylene oxide with perfluoroacyl fluorides | |
SU795452A3 (en) | Method of preparing polyfluoroallyloxycompounds | |
JP4905214B2 (en) | Method for producing fluorine-containing sulfonyl fluoride compound | |
RU2268875C2 (en) | Fluorinated ester compound preparation method | |
EP1352892B1 (en) | Processes for producing fluorinated ester, fluorinated acyl fluoride, and fluorinated vinyl ether | |
JP2020535148A (en) | Halogenated heteroalkenyl-functionalized organic compound, heteroalkyl-functionalized organic compound, and method for producing the compound. | |
RU2230057C1 (en) | Method of preparing polyfluorinated alkoxypropionyl fluorides | |
RU2268876C2 (en) | Fluorinated polyvalent carbonyl compound preparation method | |
RU2281280C2 (en) | Method for preparing fluorinated derivatives of ethylene-unsaturated compounds | |
US7208638B2 (en) | Process for preparing fluorohalogenethers | |
JPS6322530A (en) | Manufacture of perfluoroalkylalkenol | |
JPS626701B2 (en) | ||
RU2179548C2 (en) | Method of synthesis of perfluorinated ethers with terminal functional groups | |
US5101058A (en) | Fluorocarbon compounds and processes for preparation thereof | |
EP0589381B1 (en) | Process for preparing perfluoro-2-methyl-4-methoxypentane | |
US4345092A (en) | Process for alkyl perfluoro(4,7-dioxa-5-methyl-8-fluoroformylnonanoate | |
JP2877166B2 (en) | Process for producing perfluoro (2-propoxypropionic acid) fluoride | |
Nguyen et al. | A new route to perfluorinated sulphonic acid resin intermediates | |
JPH0543704B2 (en) | ||
JPS63191825A (en) | Production of fluoropolyether | |
US5185477A (en) | Halohydrin commpounds | |
JPH0672936A (en) | Production of perfluorodiiodoether | |
JP2012232939A (en) | Method of manufacturing fluorine-containing cyclohexyl derivative | |
JP2007055916A (en) | Method for producing fluorine-containing compound |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121119 |