RU2686491C1 - Способ получения перфторированных циклосодержащих третичных аминов - Google Patents
Способ получения перфторированных циклосодержащих третичных аминов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686491C1 RU2686491C1 RU2018136680A RU2018136680A RU2686491C1 RU 2686491 C1 RU2686491 C1 RU 2686491C1 RU 2018136680 A RU2018136680 A RU 2018136680A RU 2018136680 A RU2018136680 A RU 2018136680A RU 2686491 C1 RU2686491 C1 RU 2686491C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- perfluorinated
- tertiary amines
- fluorination
- polyfluorinated
- stage
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 title claims abstract description 25
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 claims abstract description 49
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 24
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 17
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 229910021583 Cobalt(III) fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 21
- WZJQNLGQTOCWDS-UHFFFAOYSA-K cobalt(iii) fluoride Chemical compound F[Co](F)F WZJQNLGQTOCWDS-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 21
- -1 perfluoro-N- (4-methylcyclohexyl) -3-methylpyrrolidine Chemical compound 0.000 claims description 19
- WDWGWHKCNGASHA-UHFFFAOYSA-N perfluoro-N-(4-methylcyclohexyl)piperidine Chemical compound FC1(F)C(F)(F)C(C(F)(F)F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)N1C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)F WDWGWHKCNGASHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- QCOGKXLOEWLIDC-UHFFFAOYSA-N N-methylbutylamine Chemical compound CCCCNC QCOGKXLOEWLIDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- WRINGWMISXEQLW-UHFFFAOYSA-N 1-[2,3,5,6-tetrafluoro-4-(trifluoromethyl)phenyl]piperidine Chemical compound FC1=C(F)C(C(F)(F)F)=C(F)C(F)=C1N1CCCCC1 WRINGWMISXEQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XBNGYFFABRKICK-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,5,6-pentafluorophenol Chemical compound OC1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1F XBNGYFFABRKICK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 claims 1
- ZQXCQTAELHSNAT-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-3-nitro-5-(trifluoromethyl)benzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC(Cl)=CC(C(F)(F)F)=C1 ZQXCQTAELHSNAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 abstract description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 238000004334 fluoridation Methods 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012025 fluorinating agent Substances 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003633 blood substitute Substances 0.000 description 3
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 102100025153 Adenylate kinase 9 Human genes 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101001077066 Homo sapiens Adenylate kinase 9 Proteins 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 2
- DBJLJFTWODWSOF-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) fluoride Chemical compound F[Ni]F DBJLJFTWODWSOF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229950011087 perflunafene Drugs 0.000 description 2
- UWEYRJFJVCLAGH-IJWZVTFUSA-N perfluorodecalin Chemical compound FC1(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)[C@@]2(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)[C@@]21F UWEYRJFJVCLAGH-IJWZVTFUSA-N 0.000 description 2
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- IYVCXLAGSZWAEQ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2,3,3,4,4,4a,5,5,6,6,7,7,8,8,8a-octadecafluoronaphthalene;1-[1,2,2,3,3,4,5,5,6,6-decafluoro-4-(trifluoromethyl)cyclohexyl]-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-decafluoropiperidine Chemical compound FC1(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C2(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C21F.FC1(F)C(F)(F)C(C(F)(F)F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)N1C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)F IYVCXLAGSZWAEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021582 Cobalt(II) fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002616 MRI contrast agent Substances 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- SRMXGWQBPIIHOW-UHFFFAOYSA-N [F].[Co] Chemical compound [F].[Co] SRMXGWQBPIIHOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- YCYBZKSMUPTWEE-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) fluoride Chemical compound F[Co]F YCYBZKSMUPTWEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GVGCUCJTUSOZKP-UHFFFAOYSA-N nitrogen trifluoride Chemical class FN(F)F GVGCUCJTUSOZKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/68—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton from amines, by reactions not involving amino groups, e.g. reduction of unsaturated amines, aromatisation, or substitution of the carbon skeleton
- C07C209/74—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton from amines, by reactions not involving amino groups, e.g. reduction of unsaturated amines, aromatisation, or substitution of the carbon skeleton by halogenation, hydrohalogenation, dehalogenation, or dehydrohalogenation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C211/33—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
- C07C211/34—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings of a saturated carbon skeleton
- C07C211/37—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings of a saturated carbon skeleton being further substituted by halogen atoms or by nitro or nitroso groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения перфторированных циклосодержащих третичных аминов, включающему двухстадийное фторирование n-пиперидиногептафтортолуола с использованием на первой стадии смеси ди- и трифторида кобальта с содержанием последнего 60-85% с получением смеси перфтор- и полифторированных третичных аминов. При этом суммарное содержание не полностью фторированных соединений в смеси перфтор- и полифторированных соединений после первой стадии не превышает 50 г/л в расчете на отщепляемый фторид-ион в реакции с этилендиамином. И на второй стадии фторирование проводят фтором при температуре 200-400ºС в присутствии никельсодержащего катализатора, в качестве которого используют комплексную соль KNiFили KNiF4, что позволяет снизить содержание не полностью фторированных примесей до следового уровня (менее 5 мг/л в расчете на отщепляемый фторид-ион в реакции с этилендиамином). Технический результат - повышение выхода и чистоты целевого продукта. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.
Description
Изобретение относится к химической технологии, а именно, к способу получения перфторированных циклосодержащих третичных аминов. Данные соединения могут использоваться для получения перфторуглеродных эмульсий, способных переносить кислород. Перфторуглеродные эмульсии применяются преимущественно в медицине в качестве кровезаменителей, МРТ-контрастных средств, а также сред для сохранения изолированных органов (RU №2070033, МПК6 А61К 9/10, опубл. 10.12.1996, RU №2088217, МПК6 А61К 9/10, 31/02, опубл. 27.08.1997, RU №2259819, МПК А61К 31/02, опубл. 10.09.2005, РФ №2206319, МПК7 А61К 31/02, опубл. 20.06.2003). Наиболее востребованным перфторированным циклосодержащим третичным амином в составе перфторуглеродных эмульсий является перфтор-N-(4-метилциклогексил)пиперидин (ПМЦП), который наряду с перфтордекалином является основой препарата Перфторан, отечественного кровезаменителя. Кроме ПМЦП известно применение перфтор-N-(4-метилциклогексил)-3-метилпирролидина и 3-перфтор-N-(4-метилциклогексил)-N,N-метилбутиламина, которые характеризуются близкими с ПМЦП физико-химическими и биологическими свойствами, не токсичны для крупных животных и несколько улучшают стабильность перфторуглеродных эмульсий (RU №2263662, МПК7 С07С 211/37, C07D 211/66, А61K 31/13, опубл. 20.02.2005). Смесь перфтор-N-(4-метилциклогексил)пиперидина (компонент с) с перфтор-N-(4-метилциклогексил)-3-метилпирролидином (компонент b) и 3-перфтор-N-(4-метилциклогексил)-N,N-метилбутиламином (компонент а) являются основой (более 98% масс.) препарата ПМЦП по ТУ 6-00209409-004-93.
Известен способ получения перфторированных циклосодержащих третичных аминов, в частности, смеси перфтор-N-(метилциклогексил)пиперидина, перфтор-N-(4-метилциклогексил)-3-метилпирролидина и 3-перфтор-N-(4-метил-циклогексил)-N,N-метилбутиламина электрохимическим фторированием в безводном фтористом водороде n-пиперидиногептафтортолуола (RU №2263662, МПК7 С07С 211/37, C07D 211/66, А61K 31/13, опубл. 20.02.2005). Способ характеризуется суммарным выходом указанной смеси на уровне 60%, при этом массовая доля перфтор-N-(метилциклогексил)пиперидина в смеси составляет 64%, доля перфтор-N-(4-метилциклогексил)-3-метилпирролидина - 25%, доля 3-перфтор-N-(4-метил-циклогексил)-N,N-метилбутиламина - 8%.
К недостаткам метода электрохимического фторирования следует отнести его низкую производительность, невысокое содержание перфторированных соединений в сырце, осмоление электролита, которое приводит к быстрому прекращению электролиза, разрушение анодов вследствие коррозии.
Известны способы фторирования с использованием трифторида кобальта в качестве фторирующего агента. Процесс фторирования с использованием трифторида кобальта подробно описан в литературе («Фтор и его соединения» под ред. Дж. Саймонса, М:ИЛ, 1953, т. 1, с. 358-361). Фторирование трифторидом кобальта легло в основу промышленного получения некоторых перфторированных циклоалканов.
Фторирование трифторидом кобальта проводится в паровой фазе. Органический субстрат предварительно нагревают до температуры, превышающей температуру кипения субстрата не менее, чем на 50°С. Реактор может быть оборудован мешалкой для более эффективного контакта трифторида кобальта с органическим субстратом. В целом, фторирование трифторидом кобальта характеризуется более высокой производительностью, чем электрохимическое фторирование в среде фтористого водорода. Недостатком фторирования с помощью трифторида кобальта является невысокий выход перфторированных соединений, поскольку трифторид кобальта также, как и электрохимическое фторирование, относится к «мягким» фторирующим агентам.
Известен другой способ получения перфторированных органических соединений, который включает прямое фторирование углеводородного соединения фтором, разбавленным инертным газом, причем в процессе фторирования концентрация фтора в фторирующей смеси повышается до 100% (US №3775489, МПК С07С 17/00, 19/00, 21/00, опубл. 27.11.1973). Вследствие использования «жесткого» фторирующего агента - молекулярного фтора, перфторированный продукт содержит минимальное количество не полностью фторированных, водородсодержащих примесей, однако, процесс характеризуется большой длительностью фторирования из-за низкой начальной концентрации фтора, что, в конечном счете, приводит к низкой производительности процесса.
Известно, что в процессе фторирования молекулярным фтором могут использоваться различные катализаторы, в частности, медная, никелевая, а также посеребренная медная насадки («Фтор и его соединения» под ред. Дж. Саймонса, М:ИЛ, 1953, т. 1, с. 354-357). Однако при использовании метода фторирования фтором углеводородных соединений выход перфторированных аналогов крайне мал из-за высокой экзотермичности процесса фторирования и, как следствие, деструкции углеродного скелета исходного субстрата.
Метод каталитического фторирования фтором эффективен при исчерпывающем фторировании частично фторированных соединений, которые уже содержат определенное количество фтора, например, при фторировании перфторалкенов с получением перфторалканов (US №4158023, С07С 17/02, 17/10, опубл. 12.06.1979).
Известен способ получения перфторированных органических соединений, в том числе третичных аминов, который включает электрохимическое фторирование углеводородного аналога с образованием смеси перфтор- и полифторированных соединений, в которой отношение числа атомов фтора к числу атомов водорода не менее 8, с последующим контактированием смеси с молекулярным фтором при температуре 110-180°С (US №4929317, МПК С25С 3/08, опубл. 29.05.1990). Благодаря двухстадийному процессу с использованием первоначально «мягкого» электрохимического фторирования с получением смеси перфтор- и полифторированных соединений, а на второй стадии - молекулярного фтора, достигается увеличение выхода целевого перфторированного продукта. Недостаток способа заключается в использовании на первой стадии электрохимического фторирования, которое характеризуется невысокой производительностью, невысоким содержанием перфторированных соединений в сырце. После стадии электрохимического фторирования выход полностью фторированных соединений составляет 40-50%, при этом массовая доля перфторированных соединений в сырце - 65%. Последующая стадия фторирования газообразным фтором позволяет полностью избавиться от недофторированных компонентов.
Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является способ получения перфторированных третичных аминов, который включает «мягкое» фторирование углеводородного аналога с образованием смеси перфтор- и полифторированных соединений, в которой отношение числа атомов фтора к числу атомов водорода не менее 8, с последующим контактированием смеси с молекулярным фтором при температуре 110-180°С (US №4983747, МПК5 С07С 309/08, опубл. 08.01.1991). В качестве «мягкого» фторирующего агента используется трифторид кобальта, а на второй стадии - фторсодержащий газ при температуре 110-180°С. Благодаря двухстадийному фторированию с использованием первоначально «мягкого» фторирующего агента (трифторида кобальта), а затем - «жесткого» (молекулярного фтора) достигается увеличение выхода целевого перфторированного продукта. Так, на первой стадии выход перфторированных продуктов составляет 30-40%, при этом массовая доля перфторированных соединений в сырце - на уровне 80%.
Фторирование на первой стадии проводится с контролем содержания не полностью фторированных соединений, и при содержании атомов фтора к содержанию атомов водорода в продуктах после первой стадии не менее 8 при фторировании фтором (на второй стадии) удается избежать заметной деструкции и достичь низкого содержания не полностью фторированных примесей.
Недостаток способа - недостаточно высокий выход целевого перфторированного продукта, который после двух стадий составляет 40-45%.
Кроме того, применение перфторированных соединений в косметологии и медицине обуславливает жесткие требования к чистоте конечного продукта. Главную опасность представляют частично фторированные соединения, содержащие углерод-водородные и непредельные связи даже в следовых концентрациях. Вещества, содержащие такие связи, являются высокотоксичными. В известном способе не полностью фторированные соединения определяют газовой хроматографией, которая не позволяет оценить следовые количества недофторированных примесей.
Интегральной характеристикой наличия не полностью фторированных соединений даже в следовых концентрациях является количество отщепляемого фторид-иона, образующееся при контакте не полностью фторированного соединения с основанием, например, этилендиамином или гексаметилендиамином; применение данной характеристики для оценки содержания не полностью фторированных соединений в перфторированных циклоалканах описано в патенте RU №2451006, МПК С07С 17/12, опубл. 20.05.2011. Перфторированные амины также не вступают в эту реакцию. Таким образом, отщепляемый фторид-ион является удобной количественной характеристикой суммарного содержания не полностью фторированных соединений в перфторированных продуктах различной структуры, в том числе и в перфтораминах. Эта характеристика не требует проведения дополнительного хромато-масс-спектроскопического анализа с идентификацией всех компонентов и последующего расчета отношения числа атомов фтора по отношению к числу атомов водорода. Количество отщепляемого фторид-иона можно применять как для характеристики полупродукта, полученного фторированием трифторида кобальта, так и для конечного перфторированного продукта.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение выхода и чистоты целевого продукта, а также упрощение способа за счет изменения метода контроля качества полупродуктов и целевых продуктов.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе получения перфторированных третичных аминов, включающем исчерпывающее двухстадийное фторирование органического соединения, имеющего углерод-водородные связи, с использованием на первой стадии фторирования трифторида кобальта с получением смеси перфтор- и полифторированных третичных аминов и на второй стадии - элементного фтора с получением сырца перфторированных третичных аминов, выделение готового продукта известными приемами, согласно изобретению, на первой стадии фторирования используют смесь ди- и трифторида кобальта с содержанием последнего 60-85%, суммарное содержание неполностью фторированных соединений в смеси перфтор- и полифторированных соединений после первой стадии не превышает 50 г/л в расчете на отщепляемый фторид-ион в реакции с этилендиамином и фторирование фтором проводят в присутствии никель-содержащего катализатора при температуре 200-400°С.
В качестве никельсодержащего катализатора используют комплексную соль KNiF3.
В качестве никельсодержащего катализатора используют комплексную соль K2NiF4.
В качестве органического соединения, имеющего углерод-водородные связи, используют n-пиперидиногептафтортолуол.
Сырец перфторированных третичных аминов нейтрализуют и ректифицируют с выделением перфтор-N-(4-метилциклогексил)пиперидина (ПМЦП) с содержанием не полностью фторированных соединений не более 5 мг/л в расчете на отщепляемый фторид-ион в реакции с этилендиамином.
Сырец перфторированных третичных аминов нейтрализуют и ректифицируют с выделением смеси ПМЦП с перфтор-N-(4-метилциклогексил)-3-метилпирролидином и 3-перфтор-N-(4-метилциклогексил)-N,N-метилбутиламином с содержанием неполностью фторированных соединений не более 5 мг/л в расчете на отщепляемый фторид-ион в реакции с этилендиамином.
Предлагаемый способ проверен в опытно-промышленных (стадия фторирования с использованием трифторидом кобальта) и в лабораторных условиях (стадия фторирования элементным фтором). Продолжительность по фторированию фтором во всех опытах составляла 3 ч. Примеры 1-4 проведены в оптимальных условиях, примеры 5-6 проведены для обоснования граничных условий.
Пример 1
Фторирование n-пиперидиногептафтортолуола (ГФТП) смесью ди- и трифторида кобальта проводят в непрерывном режиме в никелевом реакторе объемом 590 л, снабженном обогревающей рубашкой, шнековой мешалкой для перемешивания и транспортировки смеси ди- и трифторида кобальта, непрерывно подаваемой в реактор. Смесь ди- и трифторида кобальта получают путем обработки дифторида кобальта смесью фтора с азотом. Исходный ГФТП испаряют в трубчатом испарителе и в парообразном состоянии направляют в реактор, нагретый до 340°С. Расход ГФТП 0,97 кг/ч (3,23 моль/ч), расход смеси ди- и трифторида кобальта 16,8 кг/ч, содержание трифторида кобальта в смеси ди- и трифторида кобальта 75% масс. Выход сырца после фторирования 1,48 кг/ч с содержанием перфтор-N-(4-метилциклогексил)пиперидина 83%. Выход на стадии «мягкого» фторирования составляет 64%.
Продукты фторирования трифторидом кобальта (смесь перфтор- и полифторированных соединений) конденсируют, отмывают 5%-ным гидроксидом калия от кислых примесей и анализируют на содержание не полностью фторированных соединений. Анализ проводят путем контактирования пробы с этилендиамином в растворе диметилсульфоксида с последующим определением количества выделившегося фторид-иона (Fотщ.) с помощью фторид-селективного электрода. Содержание Fотщ. составляет 21 г/л.
Далее смесь направляют на контактирование с молекулярным фтором в реакторе из никеля объемом 50 см3, снабженном наружным электрообогревом. В реактор загружают гранулированный катализатор, представляющий комплексную соль KNiF3. Катализатор готовят путем осаждения гидроксида никеля из раствора хлорида никеля, смешением пастообразного гидроксида никеля с фторидом калия в определенном соотношении, высушиванием полученной смеси при температуре 150-300°С с последующей обработкой фтористым водородом при температуре 200-400°С, дроблением сухого катализатора и отбором фракции с размером гранул 1-3 мм. Фракцию катализатора загружают в реактор и обрабатывают смесью азота с фтором при температуре 200-400°С.
Контактирование смеси перфтор- и полифторированных соединений с молекулярным фтором проводят при температуре 250°С, расход смеси составляет 100 г/ч, расход фтора 1,8 г/ч, расход азота 1 л/ч. По совокупности подают 315 г сырца, в том числе 262 г ПМЦП. Получают 302 г продукта. Полученный продукт повторно отмывают от кислых примесей 5%-ным раствором гидроксида калия и ректифицируют на стеклянной колонке, заполненной спирально-призматической насадкой из нихромовой проволоки. Эффективность ректификационной колонки 20 теоретических тарелок. Ректификацию проводят при пониженном давлении (45 мм рт. ст.). Выделяют 264 г фракции, выкипающей при температуре 104°С с содержанием основного вещества (ПМЦП) более 98%.
Содержание не полностью фторированных соединений (Fотщ. после контакта пробы с этилендиамином в растворе диметилсульфоксида) составляет 4 мг/л.
Условия и результаты настоящего опыта приведены в таблице.
Примеры 2-6
Аналогично проводились опыты при варьировании условий.
Условия проведения опытов и результаты также приведены в таблице.
При использовании на стадии «мягкого» фторирования в качестве фторирующего агента смеси ди- и трифторида кобальта с содержанием последнего 60-85% получают смесь перфтор- и полифторированных соединений с содержанием не полностью фторированных соединений 20-43 г/л в расчете на отщепляемый фторид-ион в реакции с этилендиамином. Выход сырца на стадии «мягкого» фторирования составил в оптимальных условиях составил 60-65% (примеры 1-4). Высокому выходу сырца на стадии «мягкого» фторирования также способствует использование на первой стадии частично фторированного соединения, а именно, n-пиперидиногептафтортолуола.
Фторирование не в оптимальных условиях (содержание трифторида кобальта в фторирующей смеси менее 60%) приводит к увеличению количества неполностью фторированных соединений до 71 г/л (пример 5), а увеличение содержания трифторида в фторирующей смеси до 90% приводит к снижению выхода сырца на стадии фторирования трифторидом кобальта до 48% (пример 6). Кроме того, на второй стадии фторирование фтором проводится в паровой фазе с использованием эффективного катализатора, представляющего собой комплексную соль KNiF3 или K2NiF4. Применение фторида никеля, диспергированного на оксиде алюминия, повышает эффективность фторирования полифторированных циклоалканов (патент RU №2451006, , МПК С07С 17/12, опубл. 20.05.2011). Однако при фторировании фтором полифторированных третичных аминов фторид никеля, диспергированный на оксиде алюминия, оказался неэффективен, и только использование солей KNiF3 или K2NiF4 позволяет снизить содержание не полностью фторирванных примесей до следового уровня (менее 5 мг/л в расчете на отщепляемый фторид-ион в реакции с этилендиамином). При этом степень деструкции углеродного скелета на стадии фторирования фтором невелика, и выход перфторированного аналога на этой стадии составляет (в оптимальных условиях) более 90%.
Содержание неполностью фторированных соединений на уровне 3-12 мг/л, как было показано специальными биологическими испытаниями (по проценту прироста лимфоидных клеток крови человека в контакте с перфтордекалином) обеспечивает биологическую инертность продукта.
Снижение температуры фторирования фтором ниже 200°С сопровождается снижением выхода на стадии фторирования фтором (пример 6). Повышение температуры выше 400°С нецелесообразно вследствие увеличения энергозатрат.
Таким образом, предлагаемый способ характеризуется более высокими экономическими показателями - большим выходом целевого продукта, более высокой чистотой конечного продукта, а также более прост в исполнении в части контроля полупродуктов и конечного продукта. Предлагаемый способ позволяет получить как индивидуальный продукт, перфтор-N-(4-метилцикло-гексил)пиперидина (ПМЦП) с содержанием основного вещества более 98%, так и смесь ПМЦП с перфтор-N-(4-метилциклогексил)-3-метилпирролидином и 3-перфтор-N-(4-метилциклогексил)-N,N-метилбутиламином, также имеющей применение в качестве компонента кровезаменителя.
Примечания:
* Компонент а -3-перфтор-N-(4-метилциклогексил)-N,N-метилбутиламин
** Компонент b - перфтор-N-(4-метилциклогексил)-3-метилпирролидин
Claims (3)
1. Способ получения перфторированных циклосодержащих третичных аминов, включающий исчерпывающее двухстадийное фторирование п-пиперидиногептафтортолуола с использованием на первой стадии фторирования трифторида кобальта с получением смеси перфтор- и полифторированных третичных аминов и на второй стадии - элементного фтора с получением сырца перфторированных третичных аминов, выделение готового продукта известными приемами, отличающийся тем, что на первой стадии фторирования используют смесь ди- и трифторида кобальта с содержанием последнего 60-85% масс., суммарное содержание не полностью фторированных соединений в смеси перфтор- и полифторированных соединений после первой стадии не превышает 50 г/л в расчете на отщепляемый фторид-ион в реакции с этилендиамином и фторирование фтором проводят в присутствии никельсодержащего катализатора при температуре 200-400°С, причем в качестве никельсодержащего катализатора используют комплексную соль KNiF3 или K2NiF4.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сырец перфторированных третичных аминов нейтрализуют и ректифицируют с выделением перфтор-N-(4-метилцикло-гексил)пиперидина (ПМЦП) с содержанием не полностью фторированных соединений не более 5 мг/л в расчете на отщепляемый фторид-ион в реакции с этилендиамином.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сырец перфторированных третичных аминов нейтрализуют и ректифицируют с выделением смеси ПМЦП с перфтор-N-(4-метилциклогексил)-3-метилпирролидином и 3-перфтор-N-(4-метилциклогексил)-N,N-метилбутиламином с содержанием не полностью фторированных соединений не более 5 мг/л в расчете на отщепляемый фторид-ион в реакции с этилендиамином.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018136680A RU2686491C1 (ru) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | Способ получения перфторированных циклосодержащих третичных аминов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018136680A RU2686491C1 (ru) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | Способ получения перфторированных циклосодержащих третичных аминов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2686491C1 true RU2686491C1 (ru) | 2019-04-29 |
Family
ID=66430288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018136680A RU2686491C1 (ru) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | Способ получения перфторированных циклосодержащих третичных аминов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2686491C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4983747A (en) * | 1986-12-01 | 1991-01-08 | Tokuyama Soda Kabushiki Kaisha | Process for preparation of perfluoro organic compounds |
| RU2100339C1 (ru) * | 1995-11-29 | 1997-12-27 | Акционерное общество "Кирово-Чепецкий химический комбинат им.Б.П.Константинова" | Способ получения перфторалкана этанового или пропанового ряда |
| RU2263662C2 (ru) * | 2000-12-29 | 2005-11-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Перфторан" | Перфторированные циклосодержащие третичные амины как основа газопереносящих эмульсий (варианты) и способ их получения |
| RU2451006C1 (ru) * | 2011-05-05 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ГалоПолимер Кирово-Чепецк" (ООО "ГалоПолимер Кирово-Чепецк") | Способ получения перфторциклоалканов |
-
2018
- 2018-10-17 RU RU2018136680A patent/RU2686491C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4983747A (en) * | 1986-12-01 | 1991-01-08 | Tokuyama Soda Kabushiki Kaisha | Process for preparation of perfluoro organic compounds |
| RU2100339C1 (ru) * | 1995-11-29 | 1997-12-27 | Акционерное общество "Кирово-Чепецкий химический комбинат им.Б.П.Константинова" | Способ получения перфторалкана этанового или пропанового ряда |
| RU2263662C2 (ru) * | 2000-12-29 | 2005-11-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Перфторан" | Перфторированные циклосодержащие третичные амины как основа газопереносящих эмульсий (варианты) и способ их получения |
| RU2451006C1 (ru) * | 2011-05-05 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ГалоПолимер Кирово-Чепецк" (ООО "ГалоПолимер Кирово-Чепецк") | Способ получения перфторциклоалканов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2598484T3 (es) | Procedimiento para la preparación de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno | |
| SU1757457A3 (ru) | Способ получени 1,1,1,2-тетрафторэтана | |
| KR20090009271A (ko) | 1,2,3,4-테트라클로로헥사플루오로부탄의 제조 방법 | |
| WO2007145171A1 (ja) | １，３，３，３－テトラフルオロプロペンの製造方法 | |
| CN1050867C (zh) | 全氟链烷磺酰氟的制备方法 | |
| JP2015515464A (ja) | ｔｒａｎｓ−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン、ｔｒａｎｓ−１，３，３，３−テトラフルオロプロペンおよび１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパンを併産するための統合プロセス | |
| CN1353681A (zh) | 生产氟代烯烃的方法 | |
| RU2451006C1 (ru) | Способ получения перфторциклоалканов | |
| CN1438979A (zh) | 八氟丙烷的制备和用途 | |
| Haas et al. | Modern Synthetic Procedures for the Fluorination of Organic Molecules | |
| RU2686491C1 (ru) | Способ получения перфторированных циклосодержащих третичных аминов | |
| CN102947258B (zh) | 1,1-二氯-2,2,3,3,3-五氟丙烷的制造方法 | |
| RU2349578C1 (ru) | Способ получения перфторкарбоновых кислот | |
| RU2210559C2 (ru) | Способ получения фторолефинов | |
| JPS6077983A (ja) | オクタフルオロプロパンの製造方法 | |
| Quan et al. | Preparation and application of porous calcium fluoride—a novel fluorinating reagent and support of catalyst | |
| Haszeldine | Synthesis of 1: 1: 1 Trifluoropropyne | |
| US6710214B2 (en) | Highly branched perfluoroolefins, super-stable perfluoroalkyl radicals and production methods thereof | |
| CN114956953B (zh) | 制备六氟丙烯的工艺 | |
| CN1276903C (zh) | 六氟乙烷的制备方法及其使用 | |
| CN1198731A (zh) | 1,1,1,3,3－五氟丙烷的制备方法 | |
| RU2100339C1 (ru) | Способ получения перфторалкана этанового или пропанового ряда | |
| CN1140475A (zh) | 制备f-烷基f-异丁基醚的电化学氟化方法 | |
| CN114085142B (zh) | 一种含氟醚类化合物气相氧化裂解反应合成酰氟类化合物的方法 | |
| RU2323204C1 (ru) | Способ получения фторангидрида перфторциклогексен-1-карбоновой кислоты или фторангидрида перфторциклогексанкарбоновой кислоты |