Способ получения тригидрата гексафторацетона

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИГИДРАТА ГЕКСАФТОРАЦЕТОНА путем смешения гексафторацетона с водой, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, гексафторацетон предварительно растворяют в перфтороктане или гексафторбензоле, или диизоамиловом эфире.

Изобретение относится к химии фторорганических соединений, в частности к химии перфторкетонов, а именно к получению тригидрата гексафторацетона (ГФА), имеющего формулу CF₃ CO-CF₃˙3H₂O. Гексафторацетон образует с водой ряд гидратов, из которых наиболее устойчивым является тригидрат. Он перегоняется при постоянной температуре без разложения и может быть разрушен лишь при действии сильных водоотнимателей, таких как олеум или пятиокись фосфора. Тригидрат ГФА находит широкое применение в качестве полярного растворителя для синтетических и природных полиамидов, полиэфиров и полиспиртов. Кроме того, тригидрат ГФА находит применение в сельском хозяйстве для регулирования роста растений и в качестве гербицида. Известен способ получения тригидрата ГФА, по которому ГФА пpедварительно сжижают и дозируют в воду при 40^оС при перемешивании до прекращения поглощения. Получают моногидрат ГФА. Для получения из него тригидрата ГФА используют два способа. По одному из них моногидрат нагревают, при этом происходит его разложение на ГФА и тригидрат ГФА. После улетучивания избытка ГФА тригидрат перегоняют при постоянной температуре 105^оС и получают целевой продукт. По другому способу к полученному моногидрату ГФА постепенно добавляют рассчитанное количество воды при перемешивании и получают сырец тригидрата ГФА. После его перегонки при 105^оС получают целевой продукт. Недостатками этого способа являются двухстадийность, большой перерасход ГФА, поскольку на первой стадии ГФА добавляют в воду до прекращения поглощения, а затем полученный моногидрат разлагают нагреванием. Если полученный на первой стадии моногидрат ГФА разбавляют точно рассчитанным количеством воды до образования тригидрата, то и в этом случае процесс значительно усложнен необходимостью точной дозировки. Цель изобретения упростить способ получения тригидрата ГФА. Предлагается способ получения тригидрата гексафторацетона путем смешения гексафторацетона с водой, отличительной особенностью которого является то, что гексафторацетон предварительно растворяют в перфтороктане или гексафторбензоле, или диизоамиловом эфире. Проведение процесса таким образом позволяет существенно упростить его, поскольку в одну стадию удается получить практически кондиционный пpодукт. Использование буферного растворителя позволяет отказаться от точной дозировки исходных компонентов. Кроме того, процесс легко может быть осуществлен в непрерывном режиме. Эти преимущества позволяют упростить процесс и улучить его технико-экономические параметры. Применяемый растворитель может быть регенерирован перегонкой и возвращен в цикл. Для осуществления предлагаемого способа в аппарат, снабженный мешалкой, заливают указанный растворитель и снизу при перемешивании подают ГФА до проскока. Затем, не прекращая подачи ГФА, через растворитель пропускают воду. В зависимости от плотности растворителя воду подают сверху или снизу. При этом происходит связывание ГФА водой с образованием тригидрата, причем ГФА в тригидрате содержится с небольшим избытком. В зависимости от природы растворителя образовавшийся тригидрат ГФА может быть выделен различными путями. В случае использования перфтороктана образовавшийся тригидрат отслаивается сверху и может быть отделен. Процесс получения тригидрата при этом осуществляется непрерывно. В других случаях тригидрат ГФА смешивается с растворителем (например, при использовании диизоамилового эфира или гексафторбензола). Отделенный тригидрат или смесь тригидрата ГФА с растворителем подвергают ректификации, улавливая выделяющийся избыток ГФА, возвращая его на стадию поглощения и собирая чистый целевой продукт. При использовании растворителя, не смешивающегося с тригидратом ГФА (например, перфтороктана), контролируют процесс, измеряя показатель преломления или плотность выходящего из реактора тригидрата ГФА. При этом руководствуются значениями, приведенными в таблице. Если растворитель смешивается с тригидратом ГФА и не растворяет или ограниченно растворяет воду (например, гексафторбензол) или диизоамиловый эфир, то контроль полноты образования тригидрата ГФА осуществляют по проскоку воды. Применяемый органический растворитель хорошо растворяет ГФА и не растворяет или ограниченно растворяет воду на стадии контакта ГФА с водой для образования тригидрата ГФА. П р и м е р 1. В цилиндрический аппарат вместимостью 250 мл, снабженный в нижней части барботером для пропускания газообразного ГФА, трубкой с мелкими отверстиями для подачи воды и мешалкой, наливают 150 мл н-перфтороктана, включают перемешивание и подают из баллона ГФА. После насыщения растворителя, не прекращая подачу ГФА, начинают пропускать воду. При прохождении через слой растворителя, насыщенного ГФА, вода вымывает ГФА. Образующийся тригидрат отслаивается в верхней части и выводится из реактора. Пробы тригидрата отбирают для измерения показателя преломления или плотности и определения качества сырца. За 2 ч пропускают 83 г ГФА и получают 107 г сырца с n_D²⁵ 1,3150, что соответствует содержанию 2,7 молекул воды на каждую молекулу ГФА. Сырец перегоняют и получают 98 г тригидрата ГФА с т.кип. 105^оС, d₄²⁵ 1,5938 г/см³, n_D²⁵ 1,3170 (т.кип. 105^оС, d₄²⁵ 1,5942 г/см³, n_D²⁵ 1,3172/5), выход 98% П р и м е р 2. В аппарат, описанный в примере 1 заливают 100 мл гексафторбензола и при перемешивании насыщают его ГФА. Затем при интенсивном перемешивании, не прекращая пропускания ГФА, подают воду. Процесс образования тригидрата ГФА регулируют изменением подачи ГФА и воды: при проскоке одного из них увеличивают подачу другого компонента. В течение 1,5 ч получают 172 мл раствора, который подвергают разгонке. Выделившийся гексафторбензол возвращают в аппарат. Получают 110 г тригидрата ГФА с т.кип. 105^оС, d₄²⁵ 1,5940 г/см³, n_D²⁵ 1,3178, выход составляет 97% П р и м е р 3. Используют аппарат, подобный аппарату примера 1, но имеющий подачу воды сверху. В аппарат заливают 150 мл диизоамилового эфира, при перемешивании насыщают ГФА и постепенно противотоком подают воду. Процесс регулируют, как указано в примере 2. По окончании синтеза получают 187 мл раствора, из которого при перегонке выделяют 54 г тригидрата ГФА с т.кип. 105^оС, d₄²⁵ 1,5936 г/см³, n_D²⁵ 1,3176, выход составляет 98% Остаток в перегонном кубе, представляющий собой диизоамиловый эфир, возвращают обратно в цикл.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИГИДРАТА ГЕКСАФТОРАЦЕТОНА путем смешения гексафторацетона с водой, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, гексафторацетон предварительно растворяют в перфтороктане или гексафторбензоле, или диизоамиловом эфире.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---