專利名稱：用于制造七氟烷的方法
用于制造七氟烷的方法本申請(qǐng)要求于2009年8月10日提交的EP-09167529. 8的優(yōu)先權(quán)，出于所有的目的將該申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。本發(fā)明涉及一種用于制備七氟烷CF3-CH(OCH2F)-CF3的方法。它還涉及某些取代的丙二酸衍生化合物，涉及用于合成所述取代的丙二酸衍生化合物的方法，以及所述取代的丙二酸衍生化合物作為一種合成中間體在不同的反應(yīng)中，特別是在合成七氟烷中的用途。七氟烷是一種重要的揮發(fā)性麻醉劑，特別適合在門診病人外科手術(shù)期間給予患者。已知七氟烷能夠向患者提供從麻醉中快速的恢復(fù)速率。這種麻醉劑的一個(gè)額外的優(yōu)點(diǎn)是它可以用作誘導(dǎo)劑，因?yàn)樗鼪]有刺激性并且允許快速并且平穩(wěn)的誘導(dǎo)而沒有使用其他吸入劑可能發(fā)生的呼吸暫?；蚝懑d攣。對(duì)于兒科麻醉，平穩(wěn)無事故的誘導(dǎo)是尤其有價(jià)值的，因?yàn)樵谶@種情況下使用靜脈內(nèi)的誘導(dǎo)劑會(huì)導(dǎo)致諸多問題并且經(jīng)常是禁忌的。很多用于制備七氟烷的商業(yè)方法利用化學(xué)中間體CF3-CH(OH)-CF3(hfip)作為起始材料。在多數(shù)這些方法中，未反應(yīng)的HFIP會(huì)保留在產(chǎn)物混合物中。在本領(lǐng)域中已知很難從七氟烷粗產(chǎn)物中除去HFIP?？傊圃斐杀局饕腔诎嘿F的HFIP的材料花費(fèi)。鑒于使用HFIP時(shí)的這些缺點(diǎn)，已經(jīng)在WO 2004/065340中披露了允許更有效使用 HFIP的、用于從廢物流回收HFIP的方法。W02009/085M7披露了用于純化已經(jīng)通過使HFIP、 甲醛和氟化氫(HF)發(fā)生反應(yīng)而生產(chǎn)的七氟烷粗品的方法。在美國專利號(hào)5，969，193和美國專利號(hào)6，100，434中說明了七氟烷合成的其他更復(fù)雜的方法，其中所述方法避免了這種困難的七氟烷/HFPI分離?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了一種用于制造七氟烷(CF3-CH(OCH2F)-CF3)的方法，它允許有改進(jìn)的產(chǎn)量、高的效率和更低的制造成本，特別是與其中HFIP用作化學(xué)中間體的已知方法相比。本發(fā)明涉及一種用于制造七氟烷(CF3-CH(OCH2F)-CF3)的方法，它包括氟化具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)
R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II)其中-X是OH或離去基團(tuán)，該離去基團(tuán)可以通過親核取代而被取代并且優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)，例如OTos和OTMS。-R1, &彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3, R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；為了本發(fā)明的目的，術(shù)語“芳基基團(tuán)”是指芳環(huán)基團(tuán)，例如苯基或萘基，以及被至少 1個(gè)鹵素原子取代的苯基和萘基。為了本發(fā)明的目的，術(shù)語“芳烷基基團(tuán)”是指被烷基取代的芳環(huán)基團(tuán)，例如甲苯基、
聯(lián)苯基，等等。
出人意料地，根據(jù)本發(fā)明的方法使之有可能可以簡化七氟烷的純化，可以減少材料的損失和處置副產(chǎn)物的需要，并且可以減少生產(chǎn)時(shí)間。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，R1、&、R3和R4彼此相同或不同，并且經(jīng)常獨(dú)立地選自H，任選地被至少1個(gè)鹵素原子取代的C1-C4烷基，芳基基團(tuán)，例如苯基。更優(yōu)選地，禮、 R2> R3和R4彼此相同或不同，彼此獨(dú)立地是H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的直鏈的或支鏈的C1-C4烷基，并且特別優(yōu)選的是I^、I 2、R3和R4彼此獨(dú)立地是H，各自任選地被至少1 個(gè)鹵素原子取代的甲基、乙基、正丙基或異丙基，非常優(yōu)選地是H、各自任選地被至少1個(gè)鹵素原子取代的甲基或乙基基團(tuán)。最優(yōu)選地，Rpl是H。X優(yōu)選的是選自溴、氯、碘、OH、OTos或OTMS ；更優(yōu)選地，X是氯或0H，最優(yōu)選地，X
是氯或氟。在一個(gè)優(yōu)選的方面，禮、&是H并且X是0H。在一個(gè)特別優(yōu)選的方面，禮、&是H并且X是氯或氟，并且具有化學(xué)式(I)的化合物是 HOOC-CH (OCH2Cl) -COOH 和 H00C-CH (OCH2F) -C00H。在另一個(gè)特別優(yōu)選的方面，R1和&是乙基基團(tuán)并且X是氯或氟，并且具有化學(xué)式 (I)的化合物是 EtOOC-CH (OCH2Cl) -COOEt 和 EtOOC-CH (OCH2F) -COOEt。一般說來，該反應(yīng)是在液相下進(jìn)行的。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，一般用氟化劑進(jìn)行該氟化作用。所述氟化劑優(yōu)選允許氟化鹵素、羥基基團(tuán)、羧基基團(tuán)以及其他含氧官能團(tuán)，特別是用碳-氟基團(tuán)取代碳-氧官能度。 所述氟化劑的典型例子是SF4(四氟化硫)；三氟化二乙氨基硫(DAST)、三氟化二甲氨基硫 (DMAST)以及雙甲氧基乙基)氨基三氟化硫(Deoxofluor)。作為氟化劑，SF4是最優(yōu)選的。可以根據(jù)英國專利號(hào)1374054中說明的程序?qū)崿F(xiàn) SF4的生產(chǎn)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，使用SF4進(jìn)行的氟化作用在無水HF的存在下進(jìn)行。經(jīng)常以約 1至約1000摩爾、并且優(yōu)選約1至約500摩爾每摩爾SF4的量使用HF。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，可以在一種溶劑的存在下進(jìn)行該氟化作用。有待使用的溶劑還可以是例如一種芳香族烴(例如苯、甲苯或二甲苯)，一種脂肪烴(例如戊烷或己烷)；一種鹵代烴(例如二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷)，氫氟烷(例如1，1，1，3，3_五氟丁烷 (Solkane 365mfc))或全氟化碳(例如全氟環(huán)己烷)；或一種醚，例如二乙醚、二丁基醚或四氫呋喃。在它們中，鹵代烴類是優(yōu)選的。二氯甲烷是最優(yōu)選的。這些溶劑可以單獨(dú)地使用或相結(jié)合作為一種混合物使用。如果適當(dāng)，通常以相對(duì)于該反應(yīng)介質(zhì)的總重量按重量計(jì)從50%至99%、優(yōu)選按重量計(jì)從60%至99%、更優(yōu)選按重量計(jì)從75%至99%的溶劑的量使用該溶劑。如果在反應(yīng)條件下該反應(yīng)混合物是一種液體，則不需要溶劑。如果希望，起始化合物或反應(yīng)產(chǎn)物可以用作溶劑。使用七氟烷作為溶劑是特別優(yōu)選的。優(yōu)選地，如果七氟烷被用作溶劑，那么它從開始就存在于反應(yīng)混合物中。壓力和溫度被選擇為使得該反應(yīng)混合物保持為液相。根據(jù)本發(fā)明的方法總體上包括在等于或高于30°C、優(yōu)選等于或高于40°C、更優(yōu)選等于或高于50°C的溫度下進(jìn)行氟化作用?？傮w上是在等于或低于90°C的溫度下、優(yōu)選在等于或低于80°C的溫度下、更優(yōu)選在等于或低于70°C的溫度下進(jìn)行反應(yīng)。范圍從50°C至70°C的溫度是最優(yōu)選的。根據(jù)本發(fā)明的方法總體上包括在壓力下進(jìn)行氟化作用。該氟化作用的壓力有利的是等于或大于約5巴(abs)，優(yōu)選約10巴(abs)至等于或小于約25巴(abs)。在化學(xué)計(jì)量上，1個(gè)C(O)基團(tuán)轉(zhuǎn)化為一個(gè)CF2基團(tuán)消耗一分子的SF4。C-OR1或 C-OR2基團(tuán)轉(zhuǎn)化為C-F基團(tuán)，連同OCH2X基團(tuán)轉(zhuǎn)化以形成OCH2F基團(tuán)，消耗半分子的SF4。因此，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，取代的丙二酸衍生物與SF4的摩爾比的范圍優(yōu)選是從1 3至 1 5，并且特別優(yōu)選是從1 3. 5至1 4.5。如果希望，可以分2步甚至分3步進(jìn)行該氟化作用。在第1步驟中，轉(zhuǎn)化任何的羥基。在第二步驟中，轉(zhuǎn)化其他基團(tuán)，例如羰基。第一步驟通常在較低的溫度范圍內(nèi)，例如在-80°C至0°C進(jìn)行。第二步驟優(yōu)選在以上給出的溫度下進(jìn)行。本發(fā)明還涉及制造具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II)其中X是OH或可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)。該制造可以主要按兩種替代方案進(jìn)行根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，用一種0-親核體進(jìn)行合成，并且根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案， 用一種CH2-親電體進(jìn)行合成。因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明涉及用于一種制造具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物的方法R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)
R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II)其中-X是OH或可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)。所述離去基團(tuán)優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)，例如OTos和OTMS-R1, &彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3, R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；該方法是通過具有化學(xué)式(III)或(IV)的丙二酸衍生物與一種0-親核體的反應(yīng)進(jìn)行的R1OOC-CH(Y) -COOR2 (III)R3HNOC-CH (Y) -CONHR4 (IV)其中-Y是可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)。Y優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)，例如 OiTos 禾口 OTMS，-IVI 2、R3和R4如以上所定義。以上對(duì)于用于根據(jù)本發(fā)明制造七氟烷的方法所說明的定義和優(yōu)選項(xiàng)同樣適用于制造所述取代的丙二酸衍生物的方法。0-親核體的典型例子是甲醛和甲醛衍生物。甲醛和甲醛衍生物是優(yōu)選的0-親核體。
為了本發(fā)明的目的，術(shù)語“甲醛衍生物“是指通過聚合反應(yīng)、三聚或加成反應(yīng)，從甲醛形成的一類分子，例如多聚甲醛、三噁烷、水合甲醛、具有化學(xué)式(V)的半縮醛結(jié)構(gòu)的甲醛HO-CH2-X其中X是可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)，并且優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)。所述半縮醛化合物的典型例子是例如HO-CH2-OTos和H0-CH20TMS?？傮w而言，例如熱致地或化學(xué)地裂解多聚甲醛或三噁烷以形成單體甲醛。根據(jù)本發(fā)明的方法總體上包括在一種溶劑的存在下與該0-親核體進(jìn)行反應(yīng)。有待使用的溶劑可以例如是一種極性溶劑，例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亞砜、環(huán)丁砜、七氟烷、四氫呋喃、乙腈、二噁烷；一種鹵代烴，例如二氯甲烷、氯仿或二氯乙烷；或一種醚，例如二乙醚、二丁基醚或四氫呋喃。在它們中，一種極性溶劑是優(yōu)選的。在它們中，特別優(yōu)選的是二甲基甲酰胺、環(huán)丁砜或七氟烷。這些溶劑可以單獨(dú)地使用或相結(jié)合作為一種混合物使用。如果適當(dāng)，通常以相對(duì)于該反應(yīng)介質(zhì)的總重量按重量計(jì)從50%至99%、優(yōu)選按重量計(jì)從60 %至99 %、更優(yōu)選按重量計(jì)從75 %至99 %的溶劑的量使用該溶劑。如果希望，可以任選地在一種堿的存在下進(jìn)行與該0-親核體的反應(yīng)。如果使用堿，那么它可以是無機(jī)堿或有機(jī)堿。無機(jī)堿可以選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成堿金屬氫氧化物，例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化銫；堿土金屬氫氧化物，例如氫氧化鈣、 氫氧化鋇、氫氧化鎂、氫氧化鍶；以及堿性的堿金屬鹽，例如碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀和碳酸氫鉀。優(yōu)選的堿是氫氧化鈉和氫氧化鉀。最優(yōu)選的堿是氫氧化鈉。有機(jī)堿可以選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成含氮的雜環(huán)化合物，例如吡啶、喹啉或甲基吡啶；以及一種叔堿， 例如三乙胺、二甲基苯胺、二乙基苯胺以及4-二甲基氨基吡啶。在它們中，吡啶、三乙胺、二甲基苯胺、二乙基苯胺和4-二甲基氨基吡啶是優(yōu)選的。在它們中，吡啶是特別優(yōu)選的。這些堿可以單獨(dú)地使用或相結(jié)合作為一種混合物使用。如果希望，可以按水溶液或堿在水中和有機(jī)溶劑中的溶液的形式應(yīng)用該堿。該有機(jī)溶劑特別是如上所述的溶劑。為了本發(fā)明的目的，術(shù)語“水溶液，，是指水溶性化合物在水中的溶液，例如鹽水或任何其他水性礦物鹽溶液。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，堿與0-親核體的摩爾比有利地是從0.5 1至2 1、優(yōu)選從0.7 1至1.5 1、并且更優(yōu)選從0.8 1至1.2 1。最優(yōu)選地，該摩爾比大約為 1。根據(jù)其他實(shí)施方案，本發(fā)明涉及一種用于制造具有化學(xué)式(VI)或(VII)的羥基取代的丙二酸衍生物的方法R1OOC-CH (OCH2OH) -COOR2 (VI)R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (VII)其中禮、R2, R3和R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)，該方法包括具有化學(xué)式 (VIII)或(IX) =R1OOC-CH(OH)-COOR2(VI11)或Ii3HNOC-CH(OH)-CONHR4(IX)的羥基丙二酸衍生物，其中禮、R2、R3和R4如以上所定義，與一種CH2-親電體的反應(yīng)。甲醛是最優(yōu)選的CH2-親電體。任選地，具有化學(xué)式(VI)或(VII)=R1OOC-CH(OCH2OH) -COOR2 (VI)或 R3HNOC-CH(OCH2OH)-CONHR4(VII)的羥基丙二酸衍生物可以轉(zhuǎn)化為具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II)其中X特別是離去基團(tuán)，如以上所述。該轉(zhuǎn)化可以通過所述羥基取代的丙二酸衍生物與 PC13、PCl5, TosOH、MesOH 或胺· nHCl (像 Py · HCl)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)最優(yōu)選的實(shí)施方案，本發(fā)明涉及一種用于制造具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物的方法R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II)其中-X是可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)。所述離去基團(tuán)優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)，例如OTos和OTMS-R1, &彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3, R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；該方法包括在一種離去基團(tuán)轉(zhuǎn)移劑的存在下，具有化學(xué)式(VIII)或(IX) R1OOC-CH(OH) -COOR2(VIII)或 R3HNOC-CH(OH)-CONHR4(IX)的羥基丙二酸衍生物，其中禮、 R2> R3和R4如以上所定義，與一種CH2-親電體的反應(yīng)。為了本發(fā)明的目的，術(shù)語“離去基團(tuán)轉(zhuǎn)移劑”是指能夠?qū)㈦x去基團(tuán)轉(zhuǎn)移至另一種化合物的一類化合物。離去基團(tuán)轉(zhuǎn)移劑的典型例子是例如選自由草酰氯、三氯化磷、五氯化磷或三氯氧化磷組成的組的一種氯化劑；亞硫?；衔?，例如亞硫酰氯和亞硫酰氟；磺?；衔铮缏然蝓：头蝓?；甲苯磺?；瘎?，例如對(duì)-甲苯磺?；?對(duì)甲苯磺酰氯) 和對(duì)-甲苯磺酰基氟(對(duì)甲苯磺酰氟)；或甲磺?；瘎缂谆酋Ｂ?甲基磺酰氯)和甲磺酰氟(甲基磺酰氟)。優(yōu)選的離去基團(tuán)轉(zhuǎn)移劑是亞硫酰和硫?；衔?。最優(yōu)選的離去基團(tuán)轉(zhuǎn)移劑是亞硫?；衔?。優(yōu)選的亞硫?；衔锸莵喠蝓Ｂ群蛠喠蝓７Ｔ诒景l(fā)明的一個(gè)具體方面中，在強(qiáng)酸的存在下，可以額外進(jìn)行在一種離去基團(tuán)轉(zhuǎn)移劑的存在下，具有化學(xué)式(VIII)或(IX) =R1OOC-CH(OH)-COOR2(VIII)或 R3HNOC-CH(OH) -CONHR4 (IX)的羥基丙二酸衍生物，其中禮、&、1 3和R4如以上所定義，與一種 CH2-親電體的反應(yīng)。例如該強(qiáng)酸可以選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成發(fā)煙硫酸、發(fā)煙硝酸和鹵化氫，例如特別是氯化氫、氟化氫。在第一具體實(shí)施方案中，該強(qiáng)酸是發(fā)煙硫酸。在第二具體實(shí)施方案中，該強(qiáng)酸是氯化氫或氟化氫。在一個(gè)優(yōu)選的方面，禮、&是H并且X是氯或氟，并且具有化學(xué)式(I)的化合物是 HOOC-CH (OCH2Cl) -COOH 和 H00C-CH (OCH2F) -C00H。本發(fā)明還涉及用于制造七氟烷CF3-CH(OCH2F) -CF3的方法，它包括以下步驟(a)根據(jù)如以上所述的根據(jù)本發(fā)明的方法，制造具有化學(xué)式(I)或(II)的一種取代的丙二酸衍生物R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)
R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II)其中-X是OH或可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)。所述離去基團(tuán)優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)，例如OTos和OTMS。-R1, &彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3, R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；并且(b)在根據(jù)如以上所述的根據(jù)本發(fā)明的方法的反應(yīng)條件下，進(jìn)一步使作為中間體的所述丙二酸衍生物發(fā)生反應(yīng)，用于制造七氟烷CF3-CH(OCH2F)-CF3t5在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，七氟烷CF3-CH(OCH2F)-CF3的制造包括以下步驟(a)根據(jù)如以上所述的根據(jù)本發(fā)明的方法的最優(yōu)選實(shí)施方案，制造具有化學(xué)式 (I)或(II)的一種取代的丙二酸衍生物R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II)其中-X是可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)。所述離去基團(tuán)選自鹵素，特別是氯-R1, &彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3, R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；并且(c)在根據(jù)如以上所述的根據(jù)本發(fā)明的方法的反應(yīng)條件下，進(jìn)一步使作為中間體的所述丙二酸衍生物發(fā)生反應(yīng)，用于制造七氟烷CF3-CH(OCH2F)-CF3t5在一個(gè)特別優(yōu)選的方面，禮、&是H并且X是氯或氟，并且具有化學(xué)式(I)的化合物是 HOOC-CH (OCH2Cl) -COOH 和 H00C-CH (OCH2F) -C00H。在另一個(gè)特別優(yōu)選的方面，R1A2是乙基基團(tuán)并且X是氯或氟，并且具有化學(xué)式(I) 的化合物是 EtOOC-CH(OCH2Cl) -COOEt 和 EtOOC-CH(OCH2F) -COOEt。根據(jù)本發(fā)明用于制造中間體取代的丙二酸衍生物和用于使所述中間體反應(yīng)以形成七氟烷的方法，以及它們的具體實(shí)施方案可以分批或連續(xù)進(jìn)行。所述根據(jù)本發(fā)明的方法和它的具體實(shí)施方案可以在任何適合的反應(yīng)器(例如高壓釜)中進(jìn)行。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括通過已知方法，例如通過蒸餾、沉淀和/或結(jié)晶，從根據(jù)在此以前披露的任何方法或它們的組合而獲得的反應(yīng)混合物中分離七氟烷。蒸餾，特別是分餾，優(yōu)選作為分離技術(shù)來從反應(yīng)混合物中從氟化氫中、從未反應(yīng)的反應(yīng)物(例如丙二酸衍生物和它們的取代的衍生物)以及未反應(yīng)的半縮醛化合物中、從副產(chǎn)物(例如SOF2、醇化合物或鹵代烷副產(chǎn)物)中分離七氟烷。典型的例子是例如KOH或 KC1。這些副產(chǎn)物可以消除H2O或HC1，并且可以從液體混合物中作為乙烯被分離出。本發(fā)明還涉及一種具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II)其中-X是OH或離去基團(tuán)，該離去基團(tuán)可以通過親核取代而被取代并且優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)，例如OTos和OTMS。-R1, &彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3, R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；以上對(duì)于用于制造取代的丙二酸衍生物的根據(jù)本發(fā)明的方法所說明的定義和優(yōu)選項(xiàng)在此同樣適用。優(yōu)選的取代的丙二酸衍生物是HOOC-CH(OCH2Cl) -COOH 和 HOOC-CH(OCH2F) -COOH0本發(fā)明還涉及具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物的用途R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I) R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II)其中-X是OH或離去基團(tuán)，該離去基團(tuán)可以通過親核取代而被取代并且優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)，例如OTos和OTMS。-R1, &彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3, R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；該用途是作為用于制造七氟烷的一種中間體。優(yōu)選地，使用 HOOC-CH (OCH2Cl) -COOH 或 H00C-CH (OCH2F) -C00H。因此，本發(fā)明提供了一種用于制造七氟烷的方法，其中一種取代的丙二酸衍生物具有化學(xué)式(I)或(II)被用作起始材料R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II)其中RpRyRjPR4以及X具有以上給出的含義。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，禮、R2、R3和R4彼此相同或不同，經(jīng)常獨(dú)立地選自 H，任選地被至少1個(gè)鹵素原子取代的C1-C4烷基，芳基基團(tuán)，例如苯基。更優(yōu)選地，R1, R2, R3和R4彼此相同或不同，彼此獨(dú)立地是H、任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的直鏈的或支鏈的C1-C4烷基，并且特別優(yōu)選地，R1^ R2> R3和R4彼此獨(dú)立地是H、各自任選地被至少1個(gè)鹵素原子取代的甲基、乙基、正丙基或異丙基，非常優(yōu)選地是H、各自任選地被至少1個(gè)鹵素原子取代的甲基或乙基基團(tuán)。最優(yōu)選地，禮、&是H。X優(yōu)選選自溴、氯、碘、OH、OTos或OTMS ；更優(yōu)選X是氯或0H。
在一個(gè)優(yōu)選的方面，禮、1 2是H并且X是0H。在另一個(gè)優(yōu)選的方面，RpIi2是H并且X是氯或氟，并且具有化學(xué)式(I)的化合物是 HOOC-CH (OCH2Cl) -COOH 和 H00C-CH (OCH2F) -C00H。以下實(shí)例旨在說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明。實(shí)例1 用于制備具有化學(xué)式(I) KOOC-CH (OCH2Cl)-COOEt的化合物的一般程序程序A 向多聚甲醛(1. 82g ； 1. 2當(dāng)量)和2_羥基丙二酸二乙酯(IOg ； 1當(dāng)量)的冰冷卻的懸浮液中滴加5. 7ml (1. 75當(dāng)量)的亞硫酰二氯和隨后的3. 6ml (1. 6當(dāng)量)的濃硫酸。3小時(shí)后，將該反應(yīng)混合物添加至冰上并且用NaHCO3中和。用乙醚進(jìn)行萃取，并且用 Na2SO4干燥生成的溶液。在除去溶劑后，獲得約8g的粗產(chǎn)物。程序B:重復(fù)程序A，但是改用Solkane 365mfc進(jìn)行萃取。獲得了可比較的結(jié)^ ο表1示出了不同參數(shù)的影響；例如使用程序A，2-羥基丙二酸二乙酯的純度對(duì)反應(yīng)
選擇性的影響。
2-羥基丙二酸二乙酯純度2-羥基丙二酸二乙酯當(dāng)量的量多聚甲搭當(dāng)量的量亞疏醜二氯當(dāng)量的量H2SO4 當(dāng)量量按GC-%化合物 (I)表示的選擇性100%濃度1當(dāng)量1.2當(dāng)量1.75當(dāng)量1.6當(dāng)量98%1當(dāng)量1.3當(dāng)量2.5當(dāng)量2.6當(dāng)量97%1當(dāng)量1.2當(dāng)量1.75當(dāng)量1.6當(dāng)量99%99.4%濃度1當(dāng)量1.2 當(dāng)量 (三噁烷)1.75當(dāng)量1.6當(dāng)量95.5%95%濃度1當(dāng)量1.2當(dāng)量1.75當(dāng)量1.6當(dāng)量81.5%1當(dāng)量1.2當(dāng)量1.75當(dāng)量1.6當(dāng)量94.6%1當(dāng)量1.2當(dāng)量2.2當(dāng)量1.8當(dāng)量83%1當(dāng)量1.2當(dāng)量1.6當(dāng)量1.6當(dāng)量65%1當(dāng)量1.5當(dāng)量1.75當(dāng)量1.6當(dāng)量70%1當(dāng)量1.2當(dāng)量2當(dāng)量1.6當(dāng)量45.5%1當(dāng)量1當(dāng)量1.75當(dāng)量1.6當(dāng)量74%1當(dāng)量0.9當(dāng)量1.75當(dāng)量1.6當(dāng)量74%實(shí)例2:制造七氟烷將根據(jù)實(shí)例1中的程序獲得的10. Og(0. 045mol)EtOOC-CH(OCH2Cl) -COOEt溶解在 12. 5g(0. 08mol) Solkane 365mfc 中，將 1. 6g(0. 08mol)HF、21. 8g(0. 202mol) SF4 氣體引入到一個(gè)Roth (羅斯)高壓釜(高級(jí)不銹鋼1.4571)中。從23°C升溫至^°C，同時(shí)引SF4。將該高壓釜加熱至100°C過夜，達(dá)到最終壓力60巴。冷卻后，該高壓釜內(nèi)容物膨脹并被倒進(jìn)冰水中。該有機(jī)相的GC分析顯示存在七氟烷。實(shí)例3a和北制造七氟烷重復(fù)實(shí)例2，但是改用溶解在Solkane 365mfc中的含有 HOOC-CH(OCH2OH)-COOH(實(shí)例 3a)或 H00C-CH(OCH2Cl)-COOH(實(shí)例 3b)的液體介質(zhì)。GC 分析示出對(duì)于實(shí)例3a和北，產(chǎn)物氣體都含有七氟烷。
權(quán)利要求
1.一種用于制造七氟烷(CF3-CH(OCH2F)-CF3)的方法，它包括氟化具有化學(xué)式(I)或 (II)的取代的丙二酸衍生物R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I) R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II) 其中-X是OH或可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)，并且它優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)；-R1、&彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3、R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中禮、&是H。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其中X是氯、氟或0H。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中X是氯或氟，并且禮、&是H。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中禮、&是H并且X是0H。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中R1和&是乙基基團(tuán)并且X是氯或氟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的方法，其中該氟化劑是SF4。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中取代的丙二酸衍生物與SF4的摩爾比的范圍是從 1 3. 5 至 1 4. 5。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的方法，其中在范圍從50°C至70°C的溫度下進(jìn)行該氟化。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的方法，其中該氟化的壓力是從5巴至25巴。
11.一種用于制造具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物的方法 R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II) 其中-X是OH或可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)；所述離去基團(tuán)優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)；-R1、&彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3、R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；該方法是通過具有化學(xué)式(III)或(IV)的丙二酸衍生物與0-親核體的反應(yīng)而進(jìn)行的R1OOC-CH(Y) -COOR2(III) R3HNOC-CH (Y) -CONHR4 (IV) 其中-Y是可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)-J優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)，例如 OTos 禾口 OTMS，-R1^ R2 > R3和R4如以上所定義。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中該0-親核體是甲醛或甲醛衍生物。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12中任意一項(xiàng)所述的方法，其中在堿的存在下進(jìn)行該反應(yīng)。
14.一種用于制造具有化學(xué)式(VI)或(VII)的羥基取代的丙二酸衍生物的方法 R1OOC-CH(OCH2OH) -COOR2 (VI)或 R3HNOC-CH(OCH2OH) -CONHR4 (VII)，其中禮、R2, R3 和 R4 彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基，或芳基基團(tuán)，該方法包括具有化學(xué)式(VIII)或(IX)的羥基丙二酸衍生物 R1OOC-CH (OH) -COOR2 (VI11)或 R3HNOC-CH (OH)-CONHR4 (IX)與 CH2-親電體的反應(yīng)，在化學(xué)式 (VIII)或(IX)中H R3和R4如以上所定義。
15.一種用于制造具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物的方法 R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II) 其中-X是可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)；所述離去基團(tuán)優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)，例如OTos和OTMS-R1、&彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3、R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；該方法包括在離去基團(tuán)轉(zhuǎn)移劑的存在下，具有化學(xué)式(VIII)或(IX)的羥基丙二酸衍生物 Ii1OOC-CH(OH) -COOR2 (VIII)或 Ii3HNOC-CH(OH) -CONHR4 (IX)與 CH2-親電體的反應(yīng)，在化學(xué)式(VIII)或(IX)中RpR2W3和R4如以上所定義。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中該CH2-親電體是甲醛。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中該離去基團(tuán)轉(zhuǎn)移劑是亞硫?；衔?，優(yōu)選是亞硫酰二氯或亞硫酰二氟。
18.一種用于制造七氟烷CF3-CH(OCH2F)-CF3的方法，它包括以下步驟(a)根據(jù)如權(quán)利要求11至14所述的方法，制造具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I) R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II) 其中-X是OH或可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)；所述離去基團(tuán)優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)；-R1、&彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3、R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)； 并且(b)在根據(jù)如權(quán)利要求1至10所述的方法的反應(yīng)條件下，進(jìn)一步使作為中間體的所述丙二酸衍生物發(fā)生反應(yīng)，用于制造七氟烷CF3-CH(OCH2F) -CF30
19.一種用于制造七氟烷CF3-CH(OCH2F)-CF3的方法，它包括以下步驟(a)根據(jù)權(quán)利要求15至17，制造具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物 R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II) 其中-X是可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)；所述離去基團(tuán)選自鹵素，特別是氯或氟 -R1、&彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3、R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)； 禾口(b)在根據(jù)如權(quán)利要求1至10所述的方法的反應(yīng)條件下，進(jìn)一步使作為中間體的所述丙二酸衍生物發(fā)生反應(yīng)，用于制造七氟烷CF3-CH(OCH2F) -CF3O
20.一種具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物 R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I)R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II) 其中-X是OH或可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)，并且優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)； -R1、&彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)；-R3、R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)。
21.具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物作為用于制造七氟烷的中間體的用途R1OOC-CH (OCH2X) -COOR2 (I) R3HNOC-CH (OCH2X) -CONHR4 (II) 其中-X是OH或離去基團(tuán)，該離去基團(tuán)可以通過親核取代而被取代并且優(yōu)選選自鹵素或含氧官能團(tuán)，例如OTos和OTMS ；-R1、&彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)，-R3、R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至 10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)。
全文摘要
一種用于制造七氟烷CF3-CH(OCH2F)-CF3的方法，它包括(a)制造一種具有化學(xué)式(I)或(II)的取代的丙二酸衍生物R1OOC-CH(OCH2X)-COOR2(I)或R3HNOC-CH(OCH2X)-CONHR4(II)，其中X是OH或可以通過親核取代而被取代的離去基團(tuán)，并且R1、R2、R3、R4彼此相同或不同，獨(dú)立地選自H，任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的、具有從1至10個(gè)碳原子的烷基，芳烷基基團(tuán)，或芳基基團(tuán)。(b)進(jìn)一步使所述丙二酸衍生物作為中間體發(fā)生反應(yīng)，用于制造七氟烷CF3-CH(OCH2F)-CF3。
文檔編號(hào)C07C59/305GK102498085SQ201080040493
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
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