RU2682506C1 - Способ получения перфтордодекана - Google Patents

Способ получения перфтордодекана Download PDF

Info

Publication number
RU2682506C1
RU2682506C1 RU2018142163A RU2018142163A RU2682506C1 RU 2682506 C1 RU2682506 C1 RU 2682506C1 RU 2018142163 A RU2018142163 A RU 2018142163A RU 2018142163 A RU2018142163 A RU 2018142163A RU 2682506 C1 RU2682506 C1 RU 2682506C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
toluene
perfluorododecane
solution
triphenylphosphine
carried out
Prior art date
Application number
RU2018142163A
Other languages
English (en)
Inventor
Дереник Саркисович Хачатрян
Антон Владимирович Колотаев
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ Национального Исследовательского Центра "Курчатовский Институт" (Ниц "Курчатовский Институт" - Иреа)
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 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ Национального Исследовательского Центра "Курчатовский Институт" (Ниц "Курчатовский Институт" - Иреа) filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ Национального Исследовательского Центра "Курчатовский Институт" (Ниц "Курчатовский Институт" - Иреа)
Priority to RU2018142163A priority Critical patent/RU2682506C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2682506C1 publication Critical patent/RU2682506C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/20Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C19/00Acyclic saturated compounds containing halogen atoms
    • C07C19/08Acyclic saturated compounds containing halogen atoms containing fluorine

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения перфтордодекана, который осуществляется гомосочетанием 1-иодперфторгексана, проводимым в присутствии трифенилфосфина при мольном соотношении 1-иодперфторгексана к трифенилфосфину, равном 1.05-2.1:1 при кипячении реакционной смеси в течение 15-19 часов в атмосфере аргона. Затем проводится разбавление реакционной смеси толуолом, фильтрация осадка и промывка его толуолом, и затем последовательная обработка выделенного толуольного раствора водным раствором разбавленной соляной кислоты, затем разбавленным водным раствором гидроокиси натрия и водой до установления нейтрального рН, и последующее концентрирование раствора при пониженном давлении, и перегонка при 175-180°С. Технический результат – получение чистого продукта с высоким выходом. 4 пр.

Description

Предлагаемое изобретение относится к способам получения перфторалканов, в частности перфтордодекана, которые могут быть использованы для создания смазок, изоляционных материалов, а также в медицине.
Так при производстве хладагентов широко применяются фреоны (R-14, R-116, R-218, R-C318), в составе специальных растворителей для фторорганических соединений применяются такие фторалканы, как перфторгексан и перфтороктан.
Наибольший интерес для рассматриваемого объекта представляет применение перфторалканов, и непосредственно перфтордодекана, в медицине в качестве контрастных агентов в МРТ-диагностике в составе наноэмульсий (US 2012088261 (A1), C12Q 1/02, 2012).
Перфторалканы, как известно, представляют собой алканы, в которых атомы водорода полностью замещены атомами фтора. Объектом предлагаемого изобретения является перфтордодекан, имеющий следующую структурную формулу:
Figure 00000001
Одним из известных методов получения перфторалканов является метод прямого фторирования фтором, осуществляемый в среде гелия, что, в свою очередь, способствует понижению температуры реакции (Современные методы фторирования органических соединений, Г.Г. Фурин, А.А. Файзильберг, Москва, Наука, 2000, 239 стр.). Основной недостаток данного метода - это опасность его осуществления из-за использования высоко реакционноспособного фтора. В качестве фторирующего агента при получении перфторалканов фторированием алканов также предлагается использовать трифторид кобальта (Haszeldine R.N.; Smith F.; Journal of the Chemical Society; (1950); p. 3617-3621). Но из-за труднодоступности трифторида кобальта данный процесс является неэкономичным и промышленно вряд ли осуществимым.
Наиболее применимым методом синтеза перфторалканов является метод, основанный на реакции нуклеофильного замещения галогена перфторалкилгалогенидов. Этот метод применен в известном способе (CN 105481637, С07С 17/20, 2015) и рассматривается, в том числе на примере синтеза перфтордодекана. В цитируемом способе для синтеза перфтордодекана в качестве исходного перфторалкилгалогенида используется перфтордодецилбромид, а в качестве фторирующего реагента используется фторид натрия, предварительно обработанный фтор-азотной газовой смесью под давлением. Исходный перфтордодецилбромид добавляют к фториду натрия в молярном соотношении, соответственно равном 0,5-1:1, и реакцию проводят в растворе диоксана при 150-200°С в течение 5-10 часов. Целевой перфторалкан выделяют перегонкой. Основные недостатки данного способа заключаются в использовании высоко реакционноспособного фтора и довольно жестких условий проведения реакции (высокое давление и высокая температура).
Еще один метод, применямый для синтеза перфторалканов, это метод гомосочетания. Он применен в другом известном способе получения перфторалканов, включая перфтордодекан (CN 102643157, С07С 17/269, 2012). В этом способе реакцию гомосочетания перфторалкилгалогенидов предлагается осуществлять в среде уксусного ангидрида в присутствии магниевого, медного или цинкового порошка. Для этого перфторалкил йодид растворяют в уксусном ангидриде в молярно-объемном соотношении 1:40 моль/мл - 1:150 моль/мл, добавляют металлический порошок (магния или меди, или цинка) в молярном соотношении к перфторалкил иодиду, равном 0.6-1:1 и нагревают реакционную массу при 60°С-90°С в течение 3-5 часов. Получаемый перфторалкан выделяют перегонкой при пониженном давлении. Недостаток рассматриваемого способа - использование пожароопасных металлических порошков и уксусного ангидрида, который относится к прекурсорам наркотических средств.
Метод гомосочетания применяется и в способе получения перфтордодекана из перфторгексилиодида, осуществляемом в присутствии кадмия в растворе ацетонитрила (Nair, Haridasan K.; Burton, Donald J.; Journal of Fluorine Chemistry; vol. 60; nb. 1; (1993); p. 1-12). Процесс синтеза, согласно цитируемой публикации, проводят по следующей схеме: к суспензии порошкообразного кадмия в ацетонитриле при перемешивании в атмосфере азота добавляют перфторгексилиодид в количестве, соответствующем мольному соотношению последнего к кадмию, равном 0.896:1, затем полученную реакционную массу кипятят 30-35 минут, охлаждают до комнатной температуры и добавляют в смесь 1,1,2-трифтор-1,2,2,-трихлорэтана с 2-х молярной соляной кислотой, после чего перемешивают и отфильтровывают выпавший осадок, а фильтрат отделяют от водного слоя, концентрируют на роторном испарителе и полученный твердый продукт подвергают возгонке при температуре 50°С/0.005 мм рт.ст. Для охлаждения приемника при сублимации используется смесь сухого льда с изопропанолом. Выход перфтордодекана 67%.
Основной недостаток данного способа - это использование в процессе высокотоксичного кадмия, а также 1,1,2-трифтор-1,2,2,-трихлорэтана (CFCl2CF2Cl) в качестве экстрагента и пожароопасного ацетонитрила. Кроме того, способ трудоемок из-за использования стадии возгонки при высоком вакууме (0.005 мм рт.ст).
Целью предлагаемого способа является устранение указанных выше недостатков аналогов и разработка технологичного процесса, удовлетворяющего требованиям по безопасности и экологии, а также обеспечивающего получение чистого перфтордодекана с высоким выходом.
Для достижения вышеназванной цели предлагается Способ получения перфтордодекана гомосочетанием 1-иодперфторгексана, осуществляемый в присутствии трифенилфосфина при мольном соотношении 1-иодперфторгексана к трифенилфосфину, равном 1.05-2.1:1, при кипячении реакционной смеси в течение 15-19 часов в атмосфере аргона с последующим разбавлением ее толуолом, фильтрацией осадка и промывкой его толуолом, затем последовательной обработкой выделенного толуольного раствора водным раствором разбавленной соляной кислоты, разбавленным водным раствором гидроокиси натрия и водой до установления нейтрального рН, последующим концентрированием раствора на роторном испарителе и перегонкой при 175-180°С.
В предлагаемом способе, в отличие от прототипа, гомосочетание протекает в присутствии трифенилфосфина, играющего роль акцептора атомов иода. Отличие предлагаемого способа от прототипа заключается в том, что основная стадия процесса осуществляется в отсутствии растворителя, в то время как в способе-прототипе процесс на всех стадиях осуществляется с использованием растворителей (1,1,2-трифтор-1,2,2,-трихлорэтана и ацетонитрила). Толуол в качестве растворителя в предлагаемом способе используется только на стадии обработки реакционной смеси.
При выборе оптимальных условий осуществления предлагаемого способа были осуществлены другие варианты реакционной среды при использовании таких растворителей как диоксан или толуол при сохранении других условий процесса. Но в обоих случаях был выделен практически только исходный продукт-иодперфторгексан.
Существенную роль на эффективность предлагаемого способа оказывают температурно-временные режимы: кипячение реакционной смеси в течение 15-19 часов; а также изменение соотношения реагентов. Так при осуществлении реакции в течение 10 часов выход конечного продукта снижается до 52%, что подтверждено дополнительным примером.
Процесс осуществляется в атмосфере аргона для предотвращения протекания побочных процессов.
При соблюдении всех признаков способа получается продукт с температурой плавления 75-77°С и выходом 88-93%. Строение и степень чистоты целевого продукта подтверждены данными 19F ЯМР:
19F-NMR (283 MHz, CDCl3) δ, m.d: -80.62--80.94 (m, 3F), -111.20 (t, J=15.5 Hz, 2F), -121.19--121.76 (m, 4F), -122.58--123.03 (m, 2F), -126.12 (m, 2F).
Ниже предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Раствор 7.87 г (30.00 ммоль) трифенилфосфина в 14.05 г (31.50 ммоль) 1-иодперфторгексана (мольное соотношение 1:1,05) перемешивают при кипячении с обратным холодильником в атмосфере аргона. Реакцию проводят в течение 19 часов, после чего добавляют толуол (80 мл) к реакционной смеси. Полученное твердое вещество отфильтровавают, промывают два раза толуолом и выделяют трифенилфосфин дийодид (Ph3PI2) (8.87 г, 64%). Затем органический слой последовательно промывают 5%-ной соляной кислотой, затем 5%-ной гидроокисью натрия NaOH и водой до нейтрального рН, после чего концентрируют на роторном испарителе. Полученный маслообразный продукт перегоняют при 175-180°С и получают перфтордодекан в виде белого твердого вещества (8.83 g, m. p. 75-77°С). Выход 93%.
Пример 2. Процесс синтеза проводят аналогично примеру 1, но только реакцию гомосочетания проводят в течение 15 часов, после чего добавляют толуол и обрабатывают реакцию как в примере 1, выход перфтордодекана - 8.46 гр (89%).
Пример 3
Раствор 5.25 г (20.00 ммоль) трифенилфосфина в 18.73 г (42.00 ммоль) 1-иодперфторгексана (мольное соотношение 1:2.1) перемешивают при кипячении с обратным холодильником в атмосфере аргона. Реакцию проводят в течение 15 часов, после чего добавляют толуол (80 мл) к реакционной смеси. Полученное твердое вещество отфильтровают, промывают два раза толуолом. Затем органический слой последовательно промывают 5%-ной соляной кислотой, затем 5%-ной гидроокисью натрия NaOH и водой до нейтрального рН, после чего концентрируют на роторном испарителе. Полученный маслообразный продукт перегоняют при 175-180°С и получают перфтордодекан в виде белого твердого вещества (8.69 г, т. пл. 75-77°С). Выход 68%.
Пример 4
Раствор 5.25 г (20.00 ммоль) трифенилфосфина в 18.73 г (42.00 ммоль) 1-иодперфторгексана (мольное соотношение 1:2.1) перемешивают при кипячении с обратным холодильником в атмосфере аргона. Реакцию проводят в течение 10 часов, после чего добавляют толуол (80 мл) к реакционной смеси. Полученное твердое вещество отфильтровавают, промывают два раза толуолом. Затем органический слой последовательно промывают 5%-ной соляной кислотой, затем 5%-ной гидроокисью натрия NaOH и водой до нейтрального рН после чего концентрируют на роторном испарителе. Полученный маслообразный продукт перегоняют при 175-180°С и получают перфтордодекан в виде белого твердого вещества (6.71 г, т. пл. 75-77°С). Выход 52%.
Данный пример приводится для обоснования интервала времени (15-19 часов), выбранного для оптимального проведения процесса гомосочетания. Как видно из последнего примера, в случае проведения стадии синтеза в течение 10 часов, при сохранении всех остальных параметров процесса, происходит резкое снижение выхода целевого продукта (до 52%).

Claims (1)

  1. Способ получения перфтордодекана гомосочетанием 1-йодперфторгексана, отличающийся тем, что процесс гомосочетания осуществляется в присутствии трифенилфосфина при мольном соотношении 1-йодперфторгексана к трифенилфосфину, равном 1.05-2.1:1, при кипячении реакционной смеси в течение 15-19 часов в атмосфере аргона с последующим разбавлением ее толуолом, фильтрацией осадка и промывкой его толуолом, и затем последовательной обработкой выделенного толуольного раствора водным раствором разбавленной соляной кислоты, затем разбавленным водным раствором гидроокиси натрия и водой до установления нейтрального рН, последующим концентрированием раствора на роторном испарителе, и перегонкой при 175-180°С.
RU2018142163A 2018-11-29 2018-11-29 Способ получения перфтордодекана RU2682506C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018142163A RU2682506C1 (ru) 2018-11-29 2018-11-29 Способ получения перфтордодекана

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018142163A RU2682506C1 (ru) 2018-11-29 2018-11-29 Способ получения перфтордодекана

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2682506C1 true RU2682506C1 (ru) 2019-03-20

Family

ID=65806098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018142163A RU2682506C1 (ru) 2018-11-29 2018-11-29 Способ получения перфтордодекана

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2682506C1 (ru)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102643157A (zh) * 2012-04-13 2012-08-22 阜新恒通氟化学有限公司 一种全氟烷烃的制备方法
CN105481637A (zh) * 2015-11-19 2016-04-13 巨化集团技术中心 一种全氟烷烃的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102643157A (zh) * 2012-04-13 2012-08-22 阜新恒通氟化学有限公司 一种全氟烷烃的制备方法
CN105481637A (zh) * 2015-11-19 2016-04-13 巨化集团技术中心 一种全氟烷烃的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2003042139A1 (fr) Procede de preparation de dihalogenoadamantanes
KR101751656B1 (ko) 불화메탄의 제조 방법
RU2682506C1 (ru) Способ получения перфтордодекана
WO2012113726A1 (en) Process to obtain a trifluoromethylating composition
EP0115085B1 (en) A process for preparing a perfluorinated or polyfluorinated aliphatic carboxylic acid
JPS62198640A (ja) ペルフルオロカルボン酸の製法
JPS5933584B2 (ja) 置換ベンジルニトリル誘導体
JP2003335735A (ja) パーフルオロイソプロピルアニリン類の製造方法
KR101609404B1 (ko) 플루오르화 설포네이트 에스테르를 제조하기 위한 수성 방법
EP0558096B1 (en) Process for the preparation of dichloro-(2,2)-paracyclophane
JP4642241B2 (ja) N(cf3)2アニオンの生成およびその使用
JP2000256332A (ja) 5,5’−ビ−1h−テトラゾール塩の製造法
US11597705B2 (en) Method for producing 5-methyl-1H-tetrazole
SU612622A3 (ru) Способ получени трифенилалкеновых производных или их солей,или или -изомеров
RU2758675C1 (ru) Способ получения пентафторпропионовой кислоты
JP7229028B2 (ja) N-モノ(炭化水素)イソシアヌル酸の製造方法
JP4894123B2 (ja) ペルフルオロアルキルスルホニルハライドの製造方法
JPH05178833A (ja) N−シアノアセトアミジン誘導体の製造方法
JPS60188345A (ja) パーフルオロアルカンカルボン酸の製造方法
JP2964160B2 (ja) シクロプロパンカルボン酸の単離方法及びその中間体の製造方法
JP2852139B2 (ja) スルホン化α,β−不飽和ジカルボン酸金属塩の製造方法
JPS5852966B2 (ja) 有機フッ素化合物の製造法
JPS6210065A (ja) 4−アシルアミノピリジン類の製造法
JPH026340B2 (ru)
JPH0499755A (ja) 1,3‐ジニトロ‐4‐(2′,2′,2′‐トリフルオロエトキシ)ベンゼンの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190923

Effective date: 20190923