Способ получения 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида
Владельцы патента RU 2269513:
Общество с ограниченной ответственностью "Завод полимеров Кирово-Чепецкого химического комбината" (ООО "Завод полимеров КЧХК") (RU)
Изобретение относится к способу получения 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида, являющегося полупродуктом для синтеза фторвиниловых мономеров, используемых в технологии получения фторполимеров для изготовления ионообменных мембран. Способ осуществляется следующим путем. Фторсульфонилдифторацетилфторид подвергают взаимодействию с гексафторпропиленоксидом в присутствии фторида калия в среде диглима, отделяют фторорганический слой от диглима и проводят ректификацию, при ректификации выделяют фракцию, выкипающую при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, указанную фракцию подвергают взаимодействию с гексафторпропиленоксидом в присутствии фторида калия в среде диглима, образующийся при этом фторорганический продукт отделяют от диглима, ректифицируют совместно с остатком после выделения фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, и выделяют целевой продукт. Настоящий способ позволяет повысить выход целевого продукта. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к химической технологии и предназначено для получения простого фторированного эфира, содержащего сульфонилфторидную и фторангидридную группы, а именно 2,5-ди-(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида FSO2(CF2)2OC(CF3)CF2OC(CF3)С(O)F, являющегося полупродуктом для синтеза фторвиниловых мономеров, используемых в технологии получения фторполимеров для изготовления ионообменных мембран.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является способ получения 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида путем взаимодействия фторсульфонилдифторацетилфторида с гексафторпропиленоксидом в среде полярного органического растворителя в присутствии фторида щелочного металла в качестве катализатора (пат.США №3301893, НКИ 260-513, опубл.31.01.1967). Фторорганический слой отделяют от органического растворителя и целевой продукт, образующийся в результате конденсации фторсульфонилдифторацетилфторида с двумя молекулами гексафторпропиленоксида, выделяют ректификацией.
Недостаток способа - низкий выход целевого продукта, обусловленный образованием большого числа примесей, в числе которых олигомеры гексафторпропиленоксида, а также продукты конденсации фторсульфонилдифторацетилфторида с одной и тремя молекулами гексафторпропиленоксида.
Техническая задача, решаемая с помощью предлагаемого изобретения, заключается в повышении выхода 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида за счет утилизации побочных продуктов и оптимизации условий процесса.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе получения 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида, включающем взаимодействие фторсульфонилдифторацетилфторида с гексафторпропиленоксидом в присутствии фторида калия в среде диглима, отделение фторорганического слоя от диглима и выделение целевого продукта ректификацией, согласно изобретению при ректификации дополнительно выделяют фракцию, выкипающую при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, указанную фракцию взаимодействуют с гексафторпропиленоксидом в присутствии фторида калия в среде диглима, образующийся при этом фторорганический продукт отделяют от диглима и ректифицируют совместно с остатком после выделения фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении.
Реагенты расходуют в массовом отношении диглим : фторид калия : гексафторпропиленоксид : фторсульфонилдифторацетилфторид, равном 0,5:0,1:(1,5-2,5):1.
Взаимодействие фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, с гексафторпропиленоксидом в присутствии диглима и фторида калия, проводят в массовом отношении диглим : фторид калия : гексафторпропиленоксид : фракция, выкипающая при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, равном 0,3:0,1:(0,4-0,7):1.
Способ проверен в лабораторных условиях.
Способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
Синтез 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида проводят в реакторе из спецстали вместимостью 300 см3, снабженном мешалкой, охлаждающей рубашкой, обратным холодильником, термометром, манометром и системой дозировки исходных реагентов. В реактор загружают 90 г диглима, 18 г предварительно высушенного фторида калия и при перемешивании последовательно подают 180 г фторсульфонилдифторацетилфторида и 330 г гексафторпропиленоксида с такой скоростью, чтобы давление в реакторе не превышало 3 ати. Массовое соотношение реагентов при загрузке, диглим : фторид калия : гексафторпропиленоксид : фторсульфонилдифторацетилфторид, составляет 0,5:0,1:1,8:1. После снижения давления в реакторе ниже 0,5 ати выгружают содержимое реактора, отделяют нижний фторорганический слой в количестве 485 г, который ректифицируют на колонке эффективностью 40 теоретических тарелок. Выделяют фракцию, выкипающую при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, в количестве 99 г; данная фракция представляет собой в основном 2-трифторметил-3-окса-5-сульфонилфторидперфторпентаноилфторид. Указанную фракцию и 69 г гексафторпропиленоксида последовательно подают в смесь 9 г фторида калия и 30 г диглима в реакторе, описанном выше. Массовое соотношение реагентов при взаимодействии фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, диглим : фторид калия : гексафторпропиленоксид : фракция, выкипающая при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, составляет 0,3:0,1:0,7:1. После снижения давления в реакторе ниже 0,5 ати выгружают из реактора продукты реакции, отделяют фторорганический продукт, смешивают его с остатком после выделения фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С, и ректифицируют. Выделяют 427 г 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида (температура кипения 139°С), что составляет 83,5% от теоретически возможного в расчете на поданный фторсульфонилдифторацетилфторид.
Примеры 2-5
Синтез проводят аналогично примеру 1, но варьируют загрузку реагентов. Конкретные условия и результаты опытов по примерам 2-5 приведены в таблице.
| Таблица | ||||
| Условия и результаты опытов | № примера | |||
| 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Загрузка реагентов, г, в том числе: | ||||
| диглим | 90 | 45 | 90 | 90 |
| фторид калия | 18 | 9 | 18 | 18 |
| гексафторпропиленоксид | 370 | 270 | 450 | 234 |
| фторсульфонилдифторацетилфторид | 180 | 180 | 180 | 180 |
| Массовое соотношение реагентов при загрузке, диглим: фторид калия: гексафторпропиленоксид: фторсульфонилдифторацетилфторид | 0,5:0,1:2,0:1 | 0,25:0,05:1,5:1 | 0,5:0,1:2,5:1 | 0,5:0,1:1,3:1 |
| Получено фторорганического слоя (сырца), г | 512 | 414 | 607 | 390 |
| Выделено фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, г | 87 | 170 | 50 | 250 |
| Загрузка реагентов при взаимодействии фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении (г), в том числе: | ||||
| диглим | 30 | 30 | 7,5 | 50 |
| фторид калия | 9 | 9 | 2,5 | 15 |
| гексафторпропиленоксид | 35 | 119 | 10 | 200 |
| фракция, выкипающая при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении | 87 | 170 | 50 | 250 |
| Массовое соотношение реагентов при взаимодействии фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, диглим : фторид калия : гексафторпропиленоксид : фракция, выкипающая при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении | 0,3:0,1:0,4:1 | 0,2:0,05:0,7:1 | 0,15:0,05:0,2:1 | 0,2:0,06:0,8:1 |
| Выделено целевого продукта, г | 422 | 410 | 405 | 411 |
| Выход целевого продукта от теоретически возможного в расчете на поданный фторсульфонилдиф-торацетилфторид, % | 83,5 | 80,1 | 79,1 | 80,3 |
Пример 6 (по прототипу)
Синтез проводят аналогично описанному в примере 1, но при ректификации не выделяют фракцию, выкипающую при температуре в пределах 87-90°С. Получают 315 г фракции, выкипающей при температуре 139°С при атмосферном давлении, представляющей собой 2,5-ди-(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторид, что составляет 61,5% от теоретически возможного в расчете на поданный фторсульфонилдифторацетилфторид.
Таким образом, в предлагаемом способе при дополнительном выделении фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, и ее взаимодействии с гексафторпропиленоксидом в присутствии фторида калия и диглима происходит образование дополнительного количества 2,5-ди-(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида, что по совокупности приводит к увеличению выхода целевого продукта.
1. Способ получения 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфо-нилфторидперфтороктаноилфторида, включающий взаимодействие фторсульфонилдифторацетилфторида с гексафторпропиленоксидом в присутствии фторида калия в среде диглима, отделение фторорганического слоя от диглима и выделение целевого продукта ректификацией, отличающийся тем, что при ректификации дополнительно выделяют фракцию, выкипающую при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, указанную фракцию взаимодействуют с гексафторпропиленоксидом в присутствии фторида калия в среде диглима, образующийся при этом фторорганический продукт отделяют от диглима и ректифицируют совместно с остатком после выделения фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реагенты расходуют в массовом отношении диглим: фторид калия: гексафторпропиленоксид: фторсульфонилдифторацетилфторид, равном 0,5:0,1:(1,5-2,5):1.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, с гексафторпропиленоксидом в присутствии диглима и фторида калия, проводят в массовом отношении диглим: фторид калия: гексафторпропиленоксид: фракция, выкипающая при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, равном 0,3:0,1:(0,4-0,7):1.
