本發(fā)明涉及作為藥物、特別是吸入麻醉藥被廣泛利用的氟甲基-1,1,1,3,3,3-六氟異丙醚(七氟醚)的制造方法。
背景技術(shù)：
氟甲基-1,1,1,3,3,3-六氟異丙醚(七氟醚)作為使用上安全的吸入麻醉藥被廣泛利用。其合成如美國專利4250334號公報(專利文獻(xiàn)1)所公開那樣，在多聚甲醛中添加濃硫酸、氟化氫，將該反應(yīng)混合物加熱，然后滴加1,1,1,3,3,3-六氟異丙基醇(hfip)從而實現(xiàn)。收集自該反應(yīng)體系產(chǎn)生的氣體時，目標(biāo)物七氟醚可以與未反應(yīng)的hfip等一起被回收。
上述七氟醚合成反應(yīng)中，副產(chǎn)各種副產(chǎn)物。其中作為難以分離的副產(chǎn)物，有雙氟甲基醚，但報道了，通過使七氟醚的反應(yīng)混合物與“濃硫酸等布朗斯臺德酸、路易斯酸或固定化于樹脂等的酸”接觸，從而該雙氟甲基醚可以有效地分解除去(專利文獻(xiàn)2：日本專利第2786106號公報)?；?，通過與沸石接觸，也可以效率良好地除去雙氟甲基醚(專利文獻(xiàn)3：日本專利第3240043號公報)。
另外，已知的是，通過使包含七氟醚的有機(jī)層“與氫氧化鈉等堿性水溶液接觸”，從而可以有效地除去未反應(yīng)的hfip(專利文獻(xiàn)4：日本專利第4087488號公報)。
七氟醚中可能包含的副產(chǎn)物的另一個為氟甲基-1,1,3,3,3-六氟異丙烯基醚(一般被稱為“化合物a”)。該化合物認(rèn)為是七氟醚引起脫氟化氫反應(yīng)而生成的化合物，使七氟醚與氫氧化鈉等強(qiáng)堿接觸時，有時少量生成，另外，將七氟醚蒸餾純化的過程中，也緩慢生成(參照以下式)。
化合物a其本身是穩(wěn)定化合物，進(jìn)行加熱也不容易發(fā)生分解，且在與七氟醚之間示出假共沸的行為。因此，在將七氟醚純化的過程中，一旦生成化合物a時，與七氟醚的分離(七氟醚的純化)經(jīng)常變困難。
作為用于解決該問題的一個方法，日本專利第2786108號公報(專利文獻(xiàn)5)中嘗試了，“在磷酸氫鈉等分解抑制劑的存在下的蒸餾純化”。利用該方法可以大幅抑制蒸餾中的七氟醚向化合物a的分解反應(yīng)，并且表明，少量的化合物a專門在初餾分中被濃縮，七氟醚的主餾分中實質(zhì)上未混入化合物a。其結(jié)果，作為主餾分，成功地得到化合物a為檢測限以下的七氟醚。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1：美國專利4250334號公報
專利文獻(xiàn)2：日本專利第2786106號公報
專利文獻(xiàn)3：日本專利第3240043號公報
專利文獻(xiàn)4：日本專利第4087488號公報
專利文獻(xiàn)5：日本專利第2786108號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明要解決的問題
專利文獻(xiàn)5的方法可以抑制將七氟醚蒸餾純化時的化合物a的副產(chǎn)，避免化合物a向蒸餾的主餾分(七氟醚餾分)的混入，是優(yōu)異的方法。即，如專利文獻(xiàn)5的實施例2-no1、no2所公開那樣，對于包含10～30ppm的化合物a的粗七氟醚添加作為分解抑制劑的磷酸氫二鈉并實施蒸餾時，化合物a專門在初餾分中被濃縮，而作為主餾分，可以得到實質(zhì)上不含化合物a(是指低于1ppm。以下相同。)的七氟醚。
然而，該方法中存在容易伴有七氟醚的損失的缺點。即，如上述，化合物a示出與七氟醚假共沸的行為。因此，依據(jù)專利文獻(xiàn)5將“包含化合物a的七氟醚”蒸餾時，七氟醚的一部分隨伴著化合物a，無法避免在初餾分中餾出。更具體而言，根據(jù)專利文獻(xiàn)5的實施例2-no1、no2，蒸餾中的化合物a的生成被顯著抑制，但是蒸餾收率(作為主餾分的七氟醚的回收率)保持在71～72％，另一方面，“初餾分”即使為達(dá)到“主餾分”的回收量的10％的量，其中的七氟醚的含量實際上也達(dá)到99.6～99.8％。即“初餾分”基本被七氟醚所占據(jù)，是“為了分離少量的化合物a，損失較大量的七氟醚”的結(jié)果。
在這樣的情況下，發(fā)明人等嘗試了將由上述方法得到的“初餾分”直接再次供至精密蒸餾，將七氟醚分離。然而，以相同級數(shù)、回流比進(jìn)行蒸餾的情況下，蒸餾開始至結(jié)束為止，變成化合物a持續(xù)被檢測到(即，fid氣相色譜分析中峰面積不會低于1ppm)的結(jié)果(后述的“比較例1”)。尤其是，如果與初餾分回收時相比提高級數(shù)再次嘗試蒸餾，則回收化合物a進(jìn)一步被濃縮的初餾分，作為主餾分，可以得到少量的實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚。然而，這樣的方法白白使用多個不同條件的蒸餾塔，使操作復(fù)雜化，難以說是有效地得到高純度七氟醚的方法。
另一方面，使蒸餾的效率降低的原因物質(zhì)即化合物a是七氟醚脫hf化的結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，因此還考慮相反地如果使hf作用，則引起hf的加成，可能會轉(zhuǎn)化為七氟醚(參照下式)。
化合物a+hf(無水)→七氟醚
化合物a+hf(無水)+濃硫酸→七氟醚
然而，即使使化合物a與無水hf作用，這樣的加成反應(yīng)也不會進(jìn)行。作為反應(yīng)促進(jìn)劑添加濃硫酸的體系，也不會進(jìn)行期待的反應(yīng)。
如此，要求從“包含化合物a的七氟醚”中除去化合物a、能夠回收高純度七氟醚的新型方法。
用于解決問題的方案
為了達(dá)成上述課題，本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研究。其結(jié)果得到如下見解：通過使化合物a與“氟化氫(hf)和水的質(zhì)量比為1：1～1：30的組合物”接觸，從而化合物a逐漸進(jìn)行反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)不被指定的、然而能夠利用蒸餾與七氟醚分離的化學(xué)物質(zhì)(本說明書中稱為“化合物x”)。
至此結(jié)果，不指定“化合物x”的具體的分子結(jié)構(gòu)。然而，使作為內(nèi)標(biāo)物的1,2-二氯乙烷(以下，本說明書中有時記作“dce”)共存，進(jìn)行該接觸時，確認(rèn)了，與時間的經(jīng)過同時地，化合物a相對于dce的氣相色譜面積降低的現(xiàn)象(后述的“實施例1”)。因此，通過該操作引起化學(xué)反應(yīng)，化合物a的含量當(dāng)然減少。原本，化合物a不是進(jìn)行加熱就簡單分解的化合物，另外如前述那樣，與無水hf接觸也不會引起加成反應(yīng)，因此為如下預(yù)料不到的見解：與以水為主成分的液體在室溫附近較低的溫度下引起化學(xué)反應(yīng)(本說明書中，將該反應(yīng)稱為“第1工序”)。
而且，基于該見解，此次通過使“含有少量化合物a的七氟醚”與“氟化氫(hf)和水的質(zhì)量比為1：1～1：30的組合物”接觸，結(jié)果，與時間的經(jīng)過同時地，化合物a的量相對于共存七氟醚確認(rèn)到顯著的減少，在該條件下七氟醚是穩(wěn)定的，另一方面暗示了，化合物a選擇性地引起化學(xué)反應(yīng)(本說明書中，將該反應(yīng)工序稱為“第1a工序”)。
接著，將該第1a工序結(jié)束后的有機(jī)層與水層(hf和水的組合物)分離，進(jìn)行水洗后，在分解抑制劑的存在下，供至精密蒸餾，結(jié)果，作為主餾分成分，與不進(jìn)行上述第1a工序的情況相比，可以大量得到“實質(zhì)上不含化合物a(是指fid的氣相色譜法的峰面積比低于1ppm。以下相同。)的七氟醚”(第2工序)。
進(jìn)一步，進(jìn)行前述第2工序，結(jié)果，對以蒸餾后的殘留物(釜?dú)埼?底部))的形式而殘留的液體進(jìn)行分析，結(jié)果可知，該液體中預(yù)料不到地包含如下式所示的“聚醚”：
r1o(ch2o)nr2
(式中，r1、r2分別獨(dú)立地為氫、c1～c10的烷基、鹵代烷基(鹵素為氟、氯或溴)，n為1～10的整數(shù)，r1與r2不同時為氫。)。
該聚醚中，最典型的化學(xué)物質(zhì)為下述“聚醚1”和“聚醚2”，第2工序結(jié)束后的蒸餾后的殘留物(釜?dú)埼?中有大量生成這些聚醚的傾向(參照后述的實施例)。
(cf3)2cho-ch2-o-ch(cf3)2<聚醚1>
1，1，1，3，3，3-六氟-2-[[2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙氧基]甲氧基]丙烷
(cf3)2cho-ch2-o-ch2-o-ch(cf3)2<聚醚2>
2，2’-[氧基雙(亞甲基氧基)]雙[1，1，1，3，3，3-六氟丙烷]
隨著第2工序的蒸餾時間、溫度經(jīng)過，在這些基礎(chǔ)上、或代替它們有時還生成“聚醚3”、“聚醚4”。
(cf3)2cho-(ch2-o)3-ch(cf3)2<聚醚3>
2，2’-[氧基三(亞甲基氧基)]雙[1，1，1，3，3，3-六氟丙烷]
(cf3)2cho-(ch2-o)4-ch(cf3)2<聚醚4>
2，2’-[氧基四(亞甲基氧基)]雙[1，1，1，3，3，3-六氟丙烷]
這些“聚醚”是使七氟醚與“氟化氫(hf)和水的質(zhì)量比為1∶1～1∶30的組合物”接觸也不生成的化合物。由此推定，“聚醚”是來自于前述第1工序的結(jié)果生成的“化合物x”，其是在蒸餾實施中引起任意化學(xué)反應(yīng)，結(jié)果而生成的物質(zhì)。
此處已知的是，該“聚醚”(對n的數(shù)的大小沒有特別限定)通過與hf和反應(yīng)促進(jìn)劑(特別優(yōu)選為濃硫酸)接觸從而可以轉(zhuǎn)化為七氟醚(日本專利第3441735號)。依據(jù)該見解，本發(fā)明人等使hf和濃硫酸作用于本發(fā)明的第2工序(蒸餾工序)后的殘留物(釜?dú)埼?底部))，結(jié)果確認(rèn)了七氟醚的顯著的生成。即，根據(jù)期望，可以使第2工序后的釜?dú)埼锱chf和濃硫酸反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為七氟醚(將該反應(yīng)工序稱為“第3工序”)。如果將第3工序中得到的粗七氟醚供至蒸餾，則可以以主餾分的形式得到七氟醚(“第4工序”)。
組合實施上述“第1a工序”和“第2工序”，從而可以達(dá)成使化合物a減少，從“七氟醚和化合物a的混合組合物”中取出“實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚”。在它們的基礎(chǔ)上進(jìn)一步組合“第3工序”“第4工序”，從而也可以有效運(yùn)用上述“第2工序”后的殘留物即釜?dú)埼?底部)。即，組合第1a工序、第2工序、第3工序、第4工序全部的方案是本發(fā)明中特別優(yōu)選的方案。
如此，發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)：能夠在指定的條件下使化合物a轉(zhuǎn)化為化合物x這樣預(yù)料不到的現(xiàn)象(第1工序)，基于該見解，發(fā)現(xiàn)了上述第1a工序～第4工序的各工序。由此，特別是成功地大幅抑制專利文獻(xiàn)5的方法中作為課題的“從七氟醚蒸餾除去化合物a時，七氟醚的損失”。進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，也可以將第2工序后的釜?dú)埼镏兴?、來自于化合物a的中間產(chǎn)物“化合物x”轉(zhuǎn)化為七氟醚。作為結(jié)果，至此提供更顯著地改良的七氟醚的制造方法。
即，本發(fā)明包括以下各發(fā)明。
[發(fā)明1]
一種降低氟甲基-1,1,3,3,3-六氟異丙烯基醚(化合物a)的量的方法，所述方法包括如下第1工序：
使氟甲基-1,1,3,3,3-六氟異丙烯基醚(化合物a)與氟化氫和水的質(zhì)量比為1：1～1：30的組合物接觸的工序。
[發(fā)明2]
一種制造第2有機(jī)液體的方法，所述方法包括如下第1a工序：
使包含七氟醚和氟甲基-1,1,3,3,3-六氟異丙烯基醚(化合物a)的液體(第1有機(jī)液體)與氟化氫和水的質(zhì)量比為1：1～1：30的組合物接觸，從而得到如下(i)或(ii)的液體(第2有機(jī)液體)的工序：
(i)包含七氟醚和含量比前述第1有機(jī)液體減少了的化合物a的有機(jī)液體；或
(ii)包含七氟醚且實質(zhì)上不含化合物a的有機(jī)液體。
[發(fā)明3]
根據(jù)發(fā)明2所述的方法，其中，前述接觸時的溫度為0～60℃。
[發(fā)明4]
根據(jù)發(fā)明2或發(fā)明3所述的方法，其中，在六氟異丙醇(hfip)的共存下進(jìn)行前述接觸。
[發(fā)明5]
一種制造實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚的方法，所述方法包括如下第2工序：
在分解抑制劑的存在下將由發(fā)明2～發(fā)明4中任一項所述的方法得到的第2有機(jī)液體蒸餾，作為主餾分，得到實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚的工序。
[發(fā)明6]
根據(jù)發(fā)明5所述的方法，其中，第2工序中使用的分解抑制劑為選自由nahco3、na2b4o7、h3bo4、c6h4(cook)(cooh)、na2so3、na2hpo4、ch3coona、na3po4組成的組中的至少1種。
[發(fā)明7]
根據(jù)發(fā)明5或發(fā)明6所述的方法，其中，包括如下第3工序：
使前述第2工序的蒸餾后的殘留物(第3有機(jī)液體)與無水氟化氫和反應(yīng)促進(jìn)劑接觸，從而得到前述第3有機(jī)液體中的成分的至少一部分轉(zhuǎn)化為七氟醚的液體(第4有機(jī)液體)的工序。
[發(fā)明8]
根據(jù)發(fā)明7所述的方法，其中，包括如下第4工序：
將前述第4有機(jī)液體蒸餾，作為主餾分，得到實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚的工序。
[發(fā)明9]
根據(jù)發(fā)明2～8中任一項所述的方法，其中，前述第1有機(jī)液體是利用如下第a工序：
在分解抑制劑的存在下將七氟醚蒸餾，將初餾分回收的工序，
以初餾分的形式而得到的。
[發(fā)明10]
根據(jù)發(fā)明9所述的方法，其中，第a工序中使用的分解抑制劑為選自由nahco3、na2b4o7、h3bo4、c6h4(cook)(cooh)、na2so3、na2hpo4、ch3coona、na3po4組成的組中的至少1種。
[發(fā)明11]
一種制造實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚的方法，所述方法包括如下第1b工序：
在六氟異丙醇(hfip)的共存下，以0～60℃，使包含七氟醚和氟甲基-1,1,3,3,3-六氟異丙烯基醚(化合物a)的液體(第1有機(jī)液體)與氟化氫(hf)和水的質(zhì)量比為1：1～1：30的組合物接觸，從而得到如下(i)或(ii)的液體(第2有機(jī)液體)的工序：
(i)包含七氟醚和含量比前述“第1有機(jī)液體”減少了的化合物a的有機(jī)液體、或
(ii)包含七氟醚且實質(zhì)上不含化合物a的有機(jī)液體；和，
如下第2工序：
在分解抑制劑的存在下將前述第2有機(jī)液體蒸餾，作為餾分，得到實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚的工序。
[發(fā)明12]
根據(jù)發(fā)明11所述的方法，其中，包括如下第3工序：
通過使前述第2工序的蒸餾后的殘留物(第3有機(jī)液體)與無水氟化氫和反應(yīng)促進(jìn)劑接觸，從而得到第3有機(jī)液體中的至少一部分轉(zhuǎn)化為七氟醚的液體即第4有機(jī)液體的工序；和，
如下第4工序：
在分解抑制劑的存在下將上述第4有機(jī)液體蒸餾，作為主餾分，得到實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚的工序。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)揮如下效果：能夠?qū)⒒衔颽轉(zhuǎn)化為容易與七氟醚分離的化合物x(第1工序)。
另外根據(jù)本發(fā)明的其他方案，發(fā)揮如下效果：使“第1有機(jī)液體”中的化合物a選擇性地反應(yīng)，可以制造化合物a的含量降低了的或?qū)嵸|(zhì)上不含化合物a的“第2有機(jī)液體”(第1a工序)。
另外根據(jù)本發(fā)明的其他方案，發(fā)揮如下效果：以以往難以有效利用的“第1有機(jī)液體”作為原料，與不進(jìn)行第1a工序的情況相比，能夠顯著大量地制造實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚(第1a工序和第2工序)。
另外根據(jù)本發(fā)明的其他方案，在前述效果的基礎(chǔ)上發(fā)揮如下效果：以第2工序的蒸餾后的殘留物(釜?dú)?底部))作為原料，預(yù)料不到地能夠制造七氟醚(第1a工序和第2～第4工序)。
根據(jù)本發(fā)明，以至此難以有效利用的“含有化合物a的七氟醚(第1有機(jī)液體)”作為起始原料，能夠制造七氟醚，提供經(jīng)過改良的七氟醚的制造方法。
附圖說明
圖1為將本說明書中使用的“第a工序”、“第1a工序”、“第2工序”、“第3工序”、“第4工序”、“第1有機(jī)液體”、“第2有機(jī)液體”、“第3有機(jī)液體”、“第4有機(jī)液體”的術(shù)語的關(guān)系圖式化而得到的圖。
具體實施方式
以下，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的范圍不限定于這些說明，除了以下示例之外在不有損本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以適當(dāng)變更而實施。
需要說明的是，本說明書包含作為本申請優(yōu)先權(quán)要求的基礎(chǔ)的日本特愿2017-019555號說明書的整體。另外，本說明書中引用的全部發(fā)行物、例如現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)和公開公報、專利公報等專利文獻(xiàn)作為參照引入至本說明書。
本說明書中，以以下含義使用如下術(shù)語。
“第1工序”：
使氟甲基-1,1,3,3,3-六氟異丙烯基醚(稱為“化合物a”)與“氟化氫(hf)和水的質(zhì)量比為1：1～1：30的組合物”接觸的工序(由此，使上述化合物a轉(zhuǎn)化為化合物x，可以降低其量)。
“第a工序”：
在分解抑制劑的存在下將七氟醚供至蒸餾，將初餾分回收的工序。
(將該第a工序中回收的初餾分作為第1a工序的“第1有機(jī)液體”使用的情況是本發(fā)明的特別優(yōu)選的方案)。
“第1a工序”：
使“包含七氟醚和氟甲基-1,1,3,3,3-六氟異丙烯基醚(以下稱為“化合物a”)的液體(第1有機(jī)液體)”與
“氟化氫(hf)和水的質(zhì)量比為1：1～1：30的組合物”
接觸，
從而得到“第2有機(jī)液體”的工序。
詳細(xì)而言，也可以為通過前述接觸使前述化合物a反應(yīng)，將前述“第1有機(jī)液體”轉(zhuǎn)化為“第2有機(jī)液體”的工序。
(第1a工序有如下特征：第1工序中，特別是作為反應(yīng)原料，使用“第1有機(jī)液體”)。
(此處，前述“第2有機(jī)液體”是指，(i)包含七氟醚和含量比前述“第1有機(jī)液體”減少了的化合物a的有機(jī)液體；或者，(ii)包含七氟醚且實質(zhì)上不含化合物a的有機(jī)液體中的任一者。以下同樣。)
“第1b工序”：
在六氟異丙醇(hfip)的共存下，以0～60℃，使“包含七氟醚和氟甲基-1,1,3,3,3-六氟異丙烯基醚(以下稱為“化合物a”)的液體(第1有機(jī)液體)”與
“氟化氫(hf)和水的質(zhì)量比為1：1～1：30的組合物”接觸，
從而得到“第2有機(jī)液體”的工序。
詳細(xì)而言，也可以為通過前述接觸使前述化合物a反應(yīng)而將前述“第1有機(jī)液體”轉(zhuǎn)化為“第2有機(jī)液體”的工序。
需要說明的是，第1b工序是第1a工序中特別優(yōu)選的實施方案。需要與更寬的概念即第1a工序區(qū)別時，稱為“第1b工序”，沒有特別限定的情況下，第1a工序的說明也直接適用于第1b工序。
“第2工序”：
在分解抑制劑的存在下，將前述第1a工序(或者第1b工序)中得到的“第2有機(jī)液體”蒸餾，作為餾分，得到實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚的工序。
“第3工序”：
使前述第2工序的蒸餾后的殘留物(釜?dú)埼?底部，將其稱為“第3有機(jī)液體”))與無水hf和反應(yīng)促進(jìn)劑接觸，從而得到前述“第3有機(jī)液體”中的成分的至少一部分轉(zhuǎn)化為七氟醚的液體(第4有機(jī)液體)的工序。
“第4工序”：
在分解抑制劑的存在下，將上述“第4有機(jī)液體”蒸餾，作為主餾分，得到實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚的工序。
“第1有機(jī)液體”：
包含七氟醚和化合物a的液體組合物。
“第2有機(jī)液體”：
將前述第1有機(jī)液體供至前述第1a工序(或者第1b工序)而得到的組合物中，
(i)包含七氟醚和含量比前述“第1有機(jī)液體”減少了的化合物a的有機(jī)液體；或者，(ii)包含七氟醚且實質(zhì)上不含化合物a的有機(jī)液體中的任一者。
“第3有機(jī)液體”：
是指第2工序的蒸餾后的殘留物(釜?dú)埼?底部))。(該第3有機(jī)液體中，預(yù)料不到地存在有“聚醚”)。
“第4有機(jī)液體”：
是指利用前述第3工序得到的有機(jī)液體，其至少含有七氟醚。
“實質(zhì)上不含化合物a”：
利用fid的氣相色譜法分析對象液體中時的以峰面積換算計、化合物a低于1ppm。
以下，對各工序大致按照操作順序進(jìn)行詳述。
[1]第1工序
第1工序是指，使化合物a與“氟化氫(hf)和水的質(zhì)量比為1：1～1：30的組合物”接觸的工序。由此，使上述化合物a反應(yīng)，可以得到結(jié)構(gòu)不被指定的“化合物x”(轉(zhuǎn)化為“化合物x”)。
如上述那樣，化合物a包括使七氟醚與氫氧化鈉等堿接觸時少量生成的物質(zhì)，另外，在將七氟醚蒸餾純化的過程中也緩慢生成?；衔颽的標(biāo)準(zhǔn)品(純度99％以上的化合物a)依據(jù)journaloffluorinechemistry、第45卷(2)、1989年11月、p.239～p.253，在無水四氫呋喃溶劑中，在-70～-60℃下，使七氟醚與作為超強(qiáng)堿的雙(三甲基甲硅烷基)酰胺鋰反應(yīng)，之后，進(jìn)行蒸餾純化，從而可以獲得(后述的實施例1是使用該標(biāo)準(zhǔn)品的實驗例)。
第1工序可以通過使氟化氫(hf)和水作用于化合物a(液體)來實施。對3個化學(xué)物質(zhì)(化合物a、氟化氫、水)的接觸順序沒有特別限定。尤其是，從操作的簡便性的觀點出發(fā)，特別優(yōu)選的是，將氟化氫和水預(yù)先混合，形成“氫氟酸”，在此基礎(chǔ)上行，接著與化合物a接觸。
需要說明的是，“氟化氫(hf)和水的質(zhì)量比為1：1～1：30的組合物”是指，以該質(zhì)量比含有這2個化學(xué)物質(zhì)，除此之外的化學(xué)物質(zhì)(例如七氟醚、hfip或硫酸)也可以共存。
該第1工序的反應(yīng)不是在無水條件(即，使用無水氟化氫的情況)下進(jìn)行，而必須相對于氟化氫存在1質(zhì)量倍以上的水。另一方面，水相對于氟化氫超過30質(zhì)量倍時，氟化氫被過度稀釋，反應(yīng)不會充分地進(jìn)行。即，“氟化氫(hf)和水的質(zhì)量比為1：1～1：30”是第1工序的必要條件。
其中“氟化氫(hf)和水的質(zhì)量比”為1：1～1：10時，化合物a的反應(yīng)性尤其高，故特別優(yōu)選。
另一方面，對“化合物a和氟化氫的質(zhì)量比”沒有特別限定。氟化氫量過少時，反應(yīng)慢，氟化氫的量相對于化合物a1g為1g以上時，有反應(yīng)速度提高的傾向，為優(yōu)選。尤其是，氟化氫的量相對于化合物a1g為4g以上時，反應(yīng)特別快地進(jìn)行，故特別優(yōu)選。
但是，第1工序的反應(yīng)還依賴于反應(yīng)體系中的化合物a的濃度，如后述的“第1a工序(為第1工序的一個方案)”那樣，反應(yīng)液由“大量的七氟醚”和“少量(例如1000ppm(0.1％)以下)的化合物a”構(gòu)成的情況等，化合物a的濃度過低時，包含相對于化合物a為4倍的氟化氫，反應(yīng)速度有時也不會充分提高。上述情況下，如后述的實施例那樣，化合物a和hf的質(zhì)量比更優(yōu)選為1：100以上，化合物a特別微量時(ppm水平時)，也可以成為1：103～1：106這樣大的比率。如此，化合物a和hf的質(zhì)量比不必一概地限定。重要的是，hf、水與化合物a相比大過剩地存在，也不會妨礙反應(yīng)，或產(chǎn)生新的副反應(yīng)。因此，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的判斷，將使用的hf和水的量適當(dāng)變更，可以使容易引起化合物a的反應(yīng)的條件最佳化，對于本工序的實施，可以說其是理想的。
作為第1工序的反應(yīng)器，優(yōu)選采用不銹鋼、鐵、或用氟樹脂等襯里的反應(yīng)容器。由于使用氟化氫，因此玻璃制的反應(yīng)容器是不適當(dāng)?shù)摹?/p>
第1工序中，為了使化合物a(有機(jī)層)與“包含水和hf的水層”有效地接觸，優(yōu)選進(jìn)行攪拌。攪拌的具體方法沒有限定，如果為大量生產(chǎn)規(guī)模，則可以優(yōu)選使用利用電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)式攪拌器，如果為實驗室規(guī)模，則也可以使用磁力攪拌器。除了使用“攪拌器”之類的設(shè)備的方法之外，還可以進(jìn)行將反應(yīng)器本身振蕩的方法、輸送反應(yīng)液(例如在配管中流通)從而將有機(jī)層與水層混合的方法，這些方法也相當(dāng)于本發(fā)明的第1工序中所謂“攪拌”。
對第1工序的反應(yīng)溫度(前述接觸時的溫度)沒有特別限制，優(yōu)選為0～60℃。低于0℃時，反應(yīng)變慢，超過60℃時，氫氟酸也容易揮發(fā)，因此操作有時變復(fù)雜。第1工序的進(jìn)一步優(yōu)選的反應(yīng)溫度為15～45℃，特別是為25～40℃。如果為該溫度范圍，則第1工序較順利地進(jìn)行反應(yīng)，且也容易操作。
第1工序的反應(yīng)優(yōu)選在密閉條件下進(jìn)行，伴隨著能夠回收、除害揮發(fā)的副產(chǎn)物的設(shè)備的情況下，也可以在開放條件下進(jìn)行。
第1工序的反應(yīng)的產(chǎn)物(化合物x)可以不指定，有可能是利用氣相色譜分析難以捕捉的化學(xué)物質(zhì)。但是根據(jù)發(fā)明人等觀測的結(jié)果，通過該工序，沒有確認(rèn)到固體成分(不溶成分)的產(chǎn)生，通常有機(jī)層部分在反應(yīng)的前后維持透明的性狀。因此，使化合物a與反應(yīng)非活性的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(例如1,2-二氯乙烷(dce))共存，測定化合物a與dce的氣相色譜面積的比率，從而也可以估計反應(yīng)的進(jìn)行情況，其是在了解反應(yīng)進(jìn)行情況的方面特別優(yōu)選的方法。
第1工序所需的時間根據(jù)條件而有幅度，典型的是10分鐘～12小時(720分鐘)。第1工序的反應(yīng)無需進(jìn)行直至使轉(zhuǎn)化率變?yōu)?00％，只要能夠分解一部分化合物a，就與其能夠分解的量對應(yīng)地，之后的七氟醚的回收變得有利。因此，對第1工序的反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率不必限定，優(yōu)選例是經(jīng)過規(guī)定的時間(例如1～5小時)后，結(jié)束第1工序。第1工序的反應(yīng)時間也可以與用于生產(chǎn)七氟醚的其他工序(反應(yīng)工序、純化工序)所需的時間相符合地適當(dāng)設(shè)定。
需要說明的是，該第1工序結(jié)束后的有機(jī)層中，除了未反應(yīng)的化合物a之外，有時還確認(rèn)到少量的低分子量的產(chǎn)物，但通常無法檢測到經(jīng)過后述的第2工序后的殘留物(釜?dú)?中存在的“聚醚”。另外七氟醚通常是，利用該方法不會顯著生成，而即使假定能夠檢測到也停留在痕量以下。
[2]第a工序(第a工序蒸餾)
第a工序是指，先于后述的第1a工序地，在分解抑制劑的存在下，將七氟醚供至蒸餾，將“初餾分”回收的工序。
該第a工序中回收的“初餾分”是包含七氟醚和化合物a的液體組合物。本發(fā)明中，從發(fā)明的目的的觀點出發(fā)，也優(yōu)選將其作為第1a工序的“第1有機(jī)液體”使用。(為了將本工序的蒸餾工序與本發(fā)明中的其他蒸餾工序區(qū)別，以后，有時稱為“第a工序蒸餾”)。
七氟醚可以依據(jù)專利文獻(xiàn)1而優(yōu)選地合成，可以利用專利文獻(xiàn)2～4的方法等進(jìn)行純化，但如果緊接著這些純化手段(或與這些純化方法為前后)，按照專利文獻(xiàn)5實施“蒸餾”，則其相當(dāng)于“第a工序蒸餾”。
但是，專利文獻(xiàn)5和后述的“第2工序”“第4工序”中，將回收“主餾分”即“實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚”作為主目的，“第a工序蒸餾”中，將回收“初餾分”即“包含化合物a的七氟醚”作為特征。
作為“第a工序蒸餾”中能夠使用的分解抑制劑，如專利文獻(xiàn)5中公開那樣，為：堿金屬的氫氧化物、磷酸氫鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽、硼酸鹽或者亞硫酸鹽、或、乙酸或者苯二甲酸的堿金屬鹽或硼酸。堿金屬的氫氧化物是指，naoh、koh等。堿金屬的磷酸氫鹽是指，堿金屬的磷酸氫鹽或磷酸二氫鹽，具體而言，為na2hpo4、nah2po4、k2hpo4、kh2po4等。堿金屬的磷酸鹽，當(dāng)然是指堿金屬的正磷酸鹽，還是指堿金屬的偏磷酸鹽、多磷酸鹽等，具體而言，為na3po4、k3po4、(napo3)3、(napo3)4、(kpo3)3、(kpo3)4等。堿金屬的碳酸氫鹽是指nahco3、khco3等。堿金屬的硼酸鹽是指，堿金屬的二硼酸鹽、偏硼酸鹽、四硼酸鹽、五硼酸鹽、六硼酸鹽、八硼酸鹽等，具體而言，為nabo2、na2b4o7、nab5o8、na2b6o10、na2b8o18、na4b2o5、kbo2、k2b4o7、kb5o8、k2b6o10、k2b8o18等。堿金屬的亞硫酸鹽是指na2so3、k2so3等。另外，乙酸的堿金屬鹽是指ch3coona、ch3cook等。
苯二甲酸的堿金屬鹽是指鄰苯二甲酸、間苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岬膲A金屬鹽，具體而言，為o(鄰)-c6h4(cook)(cooh)、m(間)-c6h4(cook)(cooh)、p(對)-c6h4(cook)(cooh)、o-c6h4(coona)(cooh)、m-c6h4(coona)(cooh)、p-c6h4(coona)(cooh)等。以上那樣的添加劑中，作為七氟醚的分解抑制效果高、特別優(yōu)選的例子，可以舉出：nahco3、na2b4o7、h3bo4、c6h4(cook)(cooh)、na2so3、na2hpo4、ch3coona、na3po4等，其中，示出更優(yōu)異的效果的h3bo4、c6h4(cook)(cooh)、na2hpo4、ch3coona等是更優(yōu)選的添加劑。
分解抑制劑可以直接以固體的形式添加，此時的添加量相對于處理的七氟醚為0.01質(zhì)量％～10質(zhì)量％是適當(dāng)?shù)?，更?yōu)選為0.05質(zhì)量％～5質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為0.1質(zhì)量％～1質(zhì)量％。
也可以以水溶液的形式添加分解抑制劑，上述情況下，對其濃度沒有特別限定，制成0.01質(zhì)量％～飽和溶液是適當(dāng)?shù)?，更?yōu)選為0.1質(zhì)量％～10質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為1質(zhì)量％～5質(zhì)量％。另外，對以水溶液的形式添加分解抑制劑時的添加量沒有特別限定，可以根據(jù)水溶液的濃度而選擇適當(dāng)?shù)奶砑恿俊＠?，將水溶液的濃度設(shè)為1質(zhì)量％時，相對于處理的七氟醚為1質(zhì)量％～200質(zhì)量％是適當(dāng)?shù)?，更?yōu)選為3質(zhì)量％～100質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為5質(zhì)量％～50質(zhì)量％。
進(jìn)行第a工序蒸餾的原料的七氟醚可以包含雜質(zhì)，也可以包含化合物a(需要說明的是，使用實質(zhì)上不含化合物a的純化七氟醚也沒有特別限制)。在上述分解抑制劑的存在下實施蒸餾時，少量的化合物a也可能在釜中生成，但如果在該條件下進(jìn)行蒸餾，則化合物a全部以“初餾分”的形式被回收，實質(zhì)上可以避免化合物a對“主餾分”的混入。然而，如上所述那樣，利用使這樣的分解抑制劑共存的蒸餾操作，也無法避免初餾分中隨伴有七氟醚。
對第a工序蒸餾的蒸餾塔沒有特別限制，可以優(yōu)選利用填充有規(guī)則性填充物或不規(guī)則性填充物的蒸餾塔。作為規(guī)則性填充物，例如可以舉出：sulzerpacking、mellapak、technopack、flexipack等。作為不規(guī)則性填充物，例如可以舉出：helipack、raschigring、dixonpacking等。
對第a工序蒸餾的級數(shù)沒有特別限制，例如只要為2以上且50以下即可。其中，優(yōu)選3以上且30以下，更優(yōu)選5以上且20以下。
回流比通常為0.5～50，優(yōu)選為1～30，更優(yōu)選為1～20。
對進(jìn)行第a工序蒸餾的壓力沒有特別限制，在常壓進(jìn)行是簡便的，為優(yōu)選。上述情況下，被蒸餾對象物的主成分是七氟醚，因此主餾分回收時的蒸餾溫度(塔頂溫度)變?yōu)槠叻训姆悬c58～59℃。達(dá)到該主餾分回收前的使更低沸點的成分餾出的過程相當(dāng)于“初餾分的回收”。尤其是，如上所述那樣，化合物a與七氟醚基本沒有沸點差，事實上，初餾分的大部分被七氟醚所占據(jù)，因此，初餾分的回收溫度中難以確認(rèn)到與主餾分的回收溫度的明確的邊界點。因此優(yōu)選的是，實施蒸餾并且適當(dāng)持續(xù)測定餾分的氣相色譜組成，檢測到化合物a的期間持續(xù)作為“初餾分”的回收，確認(rèn)到成分a變?yōu)閷嵸|(zhì)上未檢測(低于1ppm)后，替換為“主餾分”。
而且，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，將該“初餾分”作為接下來的第1a工序的起始原料(第1有機(jī)液體)使用。
[3]第1a工序
第1a工序是前述第1工序中的特別優(yōu)選的方案。即，在“將化合物a與hf和水混合，使其反應(yīng)”的方面，與第1工序是共同的，但原料的化合物a以“七氟醚和化合物a的混合液(第1有機(jī)液體)”的形式被提供的方面是第1a工序的特征。
對作為原料的“第1有機(jī)液體”的制作法沒有特別限定，優(yōu)選使用前述的“第a工序蒸餾”中以“初餾分”的形式回收的物質(zhì)。
而且，利用該第1a工序，“第1有機(jī)液體”轉(zhuǎn)化為“第2有機(jī)液體”。如上所述那樣“第2有機(jī)液體”是指，(i)包含七氟醚和含量比前述“第1有機(jī)液體”減少了的化合物a的有機(jī)液體；或者，(ii)包含七氟醚且實質(zhì)上不含化合物a的有機(jī)液體中的任一者。
對作為本工序的原料使用的“第1有機(jī)液體”中的化合物a的含量沒有特別限制。利用“第a工序”制造“第1有機(jī)液體”時，“第1有機(jī)液體”中的化合物a的含量依賴于第a工序?qū)嵤┣暗拇制叻阎械幕衔颽的含量，可以根據(jù)蒸餾的實施條件而變化。通常，“第1有機(jī)液體”中的化合物a的含量為5ppm～10000ppm，更典型地為10～1000ppm。然而，化合物a比其多或相反地少，均可以實施第1a工序，由此化合物a的含量減少了的部分充分享有本發(fā)明的優(yōu)點。
如上所說明那樣，共存的七氟醚在第1a工序的條件下不會引起分解反應(yīng)。第1a工序中，主成分的七氟醚保持殘留，另一方面，僅化合物a緩慢地接受化學(xué)變化，轉(zhuǎn)化為容易與七氟醚分離的“化合物x”。實施該第1a工序時，七氟醚發(fā)揮內(nèi)標(biāo)物的作用，因此無需添加dce那樣的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，反應(yīng)開始后，只要依次測定七氟醚與化合物a的氣相色譜面積的比率，就可以把握反應(yīng)的進(jìn)行情況。
在前述的“第1工序”與“第1a工序”之間，不同僅在于，是否包含“反應(yīng)非活性的七氟醚”作為必須成分。因此，作為“hf與水的質(zhì)量比”“化合物a與hf的質(zhì)量比”“反應(yīng)器的材質(zhì)”、“攪拌的方法”“反應(yīng)溫度”等條件，可以再次列舉針對“第1工序”所說明的各條件。
如上所說明那樣，第1a工序的情況下，原料的“第1有機(jī)液體”中的主成分是七氟醚，因此通?；衔颽的絕對量相當(dāng)少。由此，第1a工序的情況下，“hf相對于化合物a的質(zhì)量比”容易成為高的值，另一方面，化合物a通常被大量的七氟醚稀釋。這樣的情況下，如前述第1工序的項中所說明那樣，優(yōu)選的情況大多為以hf相對于化合物a成為大過剩的方式，設(shè)定量比。除此之外，第1a工序的反應(yīng)速度也受到“hf與水的質(zhì)量比”“攪拌的進(jìn)行方式”“反應(yīng)溫度”的影響。因此，為了了解反應(yīng)的進(jìn)行情況，理想的是，可以依次測定七氟醚與化合物a的氣相色譜面積的比率，在初始的條件設(shè)定時如此進(jìn)行。
需要說明的是，本發(fā)明中“第1a工序”的目的在于，“減少”“第1有機(jī)液體”中存在的化合物a的含量，應(yīng)當(dāng)注意的是，未必要求降低至零。即，第1a工序中，從“第1有機(jī)液體”中能夠使化合物a的量(含量)降低一定量時，緊接著其的第2工序(后述)中，以與即將進(jìn)行第1a工序前的“第a工序”完全相同的理論塔板數(shù)、回流比進(jìn)行蒸餾，化合物a能夠降低的量、“初餾分”量也減少，作為主餾分，能夠回收“實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚”。第1a工序根據(jù)條件而結(jié)束反應(yīng)需要相當(dāng)長的時間，也有時反而是沒有效率的。因此，對于第1a工序預(yù)先設(shè)定時間，以規(guī)定的質(zhì)量比、攪拌方法、反應(yīng)溫度進(jìn)行反應(yīng)后，(轉(zhuǎn)化率不是100％)也一律地結(jié)束反應(yīng)工序也是充分合理的選擇項。
例如，使第1a工序進(jìn)行30分鐘～5小時、更優(yōu)選為30分鐘～2小時，以此為基礎(chǔ)結(jié)束可以說是優(yōu)選方案。
需要說明的是，第1a工序的反應(yīng)是液-液的不均勻反應(yīng)，因此，表面活性劑存在時，有時得到促進(jìn)。特別是，使兩親性的物質(zhì)且被認(rèn)為是表面活性劑的1種的六氟異丙醇(hfip)共存時，即使其他條件相同，也可見化合物a的含量減少的速度增大的傾向(參照實施例3)。
hfip在專利文獻(xiàn)1中是用于合成七氟醚的原料之一，因此，經(jīng)常包含于七氟醚合成的反應(yīng)液中，而且hfip其本身不會使七氟醚分解。因此在進(jìn)行第1a工序時，特別優(yōu)選使hfip共存。使用hfip時，其量相對于“第1有機(jī)液體”中的每1g七氟醚優(yōu)選為0.001g～20g，進(jìn)一步優(yōu)選為0.01g～10g。
需要說明的是，本發(fā)明的第1a工序中，特別優(yōu)選的一個方案是使hfip共存，且以0～60℃進(jìn)行反應(yīng)(前述接觸)。在這樣的條件下實施反應(yīng)時，特別是有化合物a向化合物x的分解迅速進(jìn)行的傾向。對于在該條件下進(jìn)行的第1a工序，如上所說明那樣，本說明書中有時稱為“第1b工序”。
第1a工序可以在硫酸的存在下進(jìn)行。硫酸在利用專利文獻(xiàn)1的方法合成七氟醚時，也是作為原料之一而添加的物質(zhì)，因此經(jīng)常包含于反應(yīng)結(jié)束后的反應(yīng)液中。根據(jù)本發(fā)明人等至此所發(fā)現(xiàn)的結(jié)果，進(jìn)行本發(fā)明的第1a工序時，即使硫酸共存反應(yīng)也不會被特別妨礙，也沒有確認(rèn)到生成難以與七氟醚分離的副產(chǎn)物的事實。尤其是，硫酸(h2so4)相當(dāng)多時，第1a工序所需的“水”有時成為非活化，因此，例如對于硫酸的質(zhì)量，越提高水的質(zhì)量，越是大量的狀態(tài)，這不能說是優(yōu)選的。通常，不是如此將大量的硫酸極端地引入至反應(yīng)體系內(nèi)的情況，但以任意理由硫酸量多的情況下，優(yōu)選的是，使與硫酸至少等質(zhì)量的、優(yōu)選2倍質(zhì)量以上的水存在于體系內(nèi)。
第1a工序結(jié)束后，可以依據(jù)常規(guī)方法進(jìn)行二層分離，取出有機(jī)層。該取出的有機(jī)層是“第2有機(jī)液體”。與作為原料的“第1有機(jī)液體”同樣地，以七氟醚為主成分時，與“第1有機(jī)液體”相比，成為化合物a的含量顯著減少了的狀態(tài)。需要說明的是，有機(jī)層中通常混入第1a工序中使用的hf，因此，為了減輕對接下來的第2工序(蒸餾)中的裝置的負(fù)荷，優(yōu)選的是，對取出的有機(jī)層實施利用堿水溶液的清洗或者水洗等純化操作。具體而言，理想的是，實施至少1次的利用堿水溶液的清洗或者水洗中的任一者。
[4]第2工序(第2工序蒸餾)
第2工序是在分解抑制劑的存在下，將前述第1a工序(或作為特別優(yōu)選的一個方案的“第1b工序”)中得到的“第2有機(jī)液體”蒸餾，作為主餾分，得到實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚的工序。為了與上述的“第a工序蒸餾”區(qū)別，本說明書中將本工序的蒸餾稱為“第2工序蒸餾”。尤其是，上述“第a工序蒸餾”中，目標(biāo)物是“初餾分”，但該“第2工序蒸餾”中，“主餾分”成為目標(biāo)物。
如至此所詳述那樣，第1a工序反應(yīng)的結(jié)果，“第2有機(jī)液體”中的化合物a的含量與“第1有機(jī)液體”相比，顯著減少。因此，如果在第2工序中，例如在與前述“第a工序蒸餾”相同的條件(級數(shù)、回流比等)下將該“第2有機(jī)液體”蒸餾，則可以進(jìn)一步回收作為主餾分的“實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚”。
在“第2工序蒸餾”為“七氟醚的蒸餾”的方面與“第a工序蒸餾”是共同的，因此，作為其條件(分解抑制劑的種類和量、蒸餾裝置、級數(shù)、回流比、蒸餾壓力、溫度)，可以再次列舉上述“第a工序蒸餾”的項中詳述的條件。但是，在第2工序的目標(biāo)物是主餾分而不是初餾分的方面是不同的。即，可以進(jìn)行蒸餾，以餾分的形式檢測化合物a的過程中以“初餾分”的形式進(jìn)行采集，從回收不到化合物a的時刻起，替換為“主餾分”來采集。
需要說明的是，首先實施“第a工序蒸餾”的情況下，典型的是，使“第2工序蒸餾”與該“第a工序蒸餾”的條件相同來實施，這可以說是特別合理的。其理由是由于，在它們均將七氟醚蒸餾，作為主餾分得到七氟醚的蒸餾的方面是共同的。即，該第2工序蒸餾的主旨在于，在“第a工序蒸餾”中使各條件最佳化的基礎(chǔ)上，在能夠得到與作為初餾分的化合物a隨伴地餾出的七氟醚的范圍內(nèi)，此次，作為“主餾分”重新回收。由此，與“第a工序蒸餾”中最佳化的條件相比，無需進(jìn)一步格外提高級數(shù)等，用更長時間，更嚴(yán)密地進(jìn)行蒸餾。但是，根據(jù)期望，可以在如此更嚴(yán)密的條件下實施“第2工序蒸餾”。
相反地，在比“第a工序蒸餾”緩和的蒸餾條件(是指降低級數(shù)或降低回流比)下實施蒸餾的情況下，還取決于第1a工序中的化合物a的減少程度，但即使進(jìn)行“第2工序蒸餾”有時也無法回收“主餾分”(實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚)。假定在緩和的條件下進(jìn)行第2工序蒸餾，結(jié)果，無法回收主餾分的情況下，進(jìn)行上述第1a工序的反應(yīng)，減少化合物a的意義被破壞，故不優(yōu)選。另一方面，通過第1a工序而化合物a大幅減少的情況下，即使使“第2工序蒸餾”的蒸餾條件比“第a工序蒸餾”緩和，有時也可以進(jìn)行蒸餾，上述情況下，還可以得到能夠更簡易地進(jìn)行第2工序蒸餾的優(yōu)點。即“第2工序蒸餾”還依賴于即將進(jìn)行第2工序蒸餾之前的第1a工序的條件，確定最佳的條件，因此優(yōu)選的是，邊確認(rèn)作為主餾分的七氟醚的回收的程度，邊根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識來調(diào)節(jié)條件。
如以上述所述，對“第2工序蒸餾”的條件沒有特別限制，但在與先前進(jìn)行的“第a工序蒸餾”相同條件(例如使用相同的蒸餾塔)下進(jìn)行“第2工序蒸餾”時，可以達(dá)成蒸餾工序的勞力的削減、裝置的有效利用，故可以說是優(yōu)選方案之一。
通過“第2工序蒸餾”以“主餾分”的形式能夠回收的七氟醚可以加入至制品七氟醚中。即，此處能夠回收的“主餾分”是通過第a工序無法回收的七氟醚，作為實施上述第1a工序的結(jié)果，通過該第2工序可以再次回收。
需要說明的是，該“第2工序蒸餾”中“初餾分”也被回收?！俺躔s分”與第a工序的初餾分相同地是“顯著包含化合物a的七氟醚”(假定第2工序蒸餾的原料即“第2有機(jī)液體”中化合物a完全沒有，伴隨著實施蒸餾，微量的化合物a也可以生成)。該“初餾分”為較少量，因此可以廢棄，但也可以進(jìn)行回收，作為前述“第1a工序”的原料(第1有機(jī)液體)而再次利用。
另一方面，本說明書中將利用“第2工序”的蒸餾將主餾分回收后的殘留物(釜?dú)?底部))稱為“第3有機(jī)液體”。該“第3有機(jī)液體”也可以廢棄，發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)：“第3有機(jī)液體”中包含能夠作為七氟醚的原料的“聚醚”。因此，可以根據(jù)期望，以“第3有機(jī)液體”作為原料，進(jìn)一步進(jìn)行下述的“第3工序”。
需要說明的是，如上所述，此處最典型的“聚醚”是“聚醚1”和“聚醚2”，通常，這些聚醚大量生成。第2工序的蒸餾時間變長或溫度變高時，在它們的基礎(chǔ)上或代替它們也容易生成“聚醚3”，“聚醚4”。
[5]第3工序
第3工序是使在前述第2工序后作為釜?dú)?底部)得到的“第3有機(jī)液體”與無水hf和反應(yīng)促進(jìn)劑(特別優(yōu)選無水硫酸)接觸，由此得到前述“第3有機(jī)液體”中的“聚醚”中的至少一部分轉(zhuǎn)化為七氟醚的“第4有機(jī)液體”的工序。
如前述，第2工序蒸餾結(jié)束后的第3有機(jī)液體中的“聚醚”的種類多種，通常，第3有機(jī)液體變?yōu)槎喾N聚醚的混合組合物。然而，這些聚醚的任意化學(xué)物質(zhì)無論是否多，如果按照前述日本專利第3441735號說明書的公開，使該“第3有機(jī)液體”與無水hf和反應(yīng)促進(jìn)劑接觸并使其反應(yīng)，則均可以使聚醚轉(zhuǎn)化為七氟醚。尤其是，第3有機(jī)液體的回收量與第1a工序的原料即“第1有機(jī)液體”相比變?yōu)樯倭渴峭ɡ?。因此，也可以實施多批次的?工序和第2工序，第3有機(jī)液體的回收量達(dá)到一定程度后，實施第3工序。
作為前述反應(yīng)促進(jìn)劑，可以舉出：布朗斯臺德酸，例如發(fā)煙硫酸、濃硫酸、硫酸、氟硫酸、無水磷酸、磷酸、三氟甲磺酸等，另外，路易斯酸，例如四氯化鈦、氯化鋁、五氯化銻、三氟化鋁、無水硫酸、五氟化銻等。其中，優(yōu)選發(fā)煙硫酸、濃硫酸、80重量％以上的濃度的硫酸、氟硫酸、磷酸等或它們的混合物。特別優(yōu)選濃硫酸。
對反應(yīng)溫度沒有特別限定，為10～100℃，優(yōu)選35～80℃。在該溫度范圍內(nèi)可以使生成的七氟醚與未反應(yīng)原料一起餾出至反應(yīng)體系外，為優(yōu)選。低于10℃時，反應(yīng)慢，而不實用。另外，超過100℃時，反應(yīng)過快，因此，難以控制反應(yīng)，為不優(yōu)選。
反應(yīng)壓力對反應(yīng)基本沒有影響，因此沒有特別限定，通?？梢栽?.1～1mpa下進(jìn)行。
第3工序的反應(yīng)也可以在甲醛或多聚甲醛的存在下實施。
對于本發(fā)明的方法中的各反應(yīng)試劑的混合比，設(shè)為
“第3有機(jī)液體”中的“聚醚”所具有的氧亞甲基的總摩爾數(shù)。組合使用甲醛時，在其上加上甲醛的摩爾數(shù)而得到的數(shù)：a
“第3有機(jī)液體”中的“聚醚”所具有的六氟異丙基的總摩爾數(shù)。組合使用hfip時，在其上加上hfip的摩爾數(shù)而得到的數(shù)：b
hf的摩爾數(shù)：c
反應(yīng)促進(jìn)劑的摩爾數(shù)：d
時，如以下所述。
b/a通常為0.5～5，優(yōu)選為0.7～3。
c/a通常為1～50，優(yōu)選為3～30(在提高反應(yīng)的收率的方面，優(yōu)選hf相對于氧亞甲基以等摩爾以上存在)。
d是任意成分，如果使用時，d/a通常為0.5～20摩爾倍，優(yōu)選為0.7～5.0摩爾。
第3工序中，優(yōu)選不存在水。不要求達(dá)到使用卡爾費(fèi)歇爾水分計的嚴(yán)格的水分濃度管理，但如前述第1工序、第1a工序那樣，積極地向體系內(nèi)添加水是不優(yōu)選的。理想的是，相對于上述“a”1摩爾，水的量為0.01摩爾以下。另外，作為反應(yīng)促進(jìn)劑使用發(fā)煙硫酸、無水硫酸等時，即使體系內(nèi)存在微量的水，也可以利用這些反應(yīng)促進(jìn)劑捕捉(非活化)，實質(zhì)上成為可以稱為無水條件的狀態(tài)，故優(yōu)選。
需要說明的是，與前述第1工序、第1a工序同樣地，第3工序也通過進(jìn)行攪拌來更有效地進(jìn)行反應(yīng)，故優(yōu)選。
對第3工序的反應(yīng)方式?jīng)]有特別限制，可以在密閉條件下進(jìn)行反應(yīng)，也可以在開放條件下進(jìn)行反應(yīng)，與時間的經(jīng)過同時地，可以得到第3有機(jī)液體中的“聚醚”中的至少一部分轉(zhuǎn)化為七氟醚的“第4有機(jī)液體”。
需要說明的是，在開放條件下進(jìn)行反應(yīng)時，產(chǎn)物的七氟醚的沸點為58～59℃，如果為該溫度，則第3工序的反應(yīng)充分進(jìn)行，因此，優(yōu)選如下方法：將第3有機(jī)液體與氟化氫、和期望的前述反應(yīng)促進(jìn)劑(特別優(yōu)選濃硫酸)、多聚甲醛以規(guī)定量進(jìn)行混合，緩慢地升溫，在60℃附近引起反應(yīng)。七氟醚生成時，只要為該溫度，七氟醚就迅速地變?yōu)檎魵?，因此，如果將該蒸氣用水冷分水器等捕集，則可以回收生成七氟醚。由這樣的方法回收的七氟醚是粗七氟醚，也可能包含反應(yīng)原料的hf、聚醚，但由于可以除去高沸點成分，因此優(yōu)選用這樣的方法回收粗七氟醚(如此，回收蒸氣而得到的粗七氟醚也在“第4有機(jī)液體”的范圍內(nèi))。
如此得到的“第4有機(jī)液體”中，通?；旌嫌凶鳛樵鲜褂玫膆f，因此為了減輕對緊接著的第4工序(蒸餾)中的裝置的負(fù)荷，優(yōu)選的是，對于取出的有機(jī)層實施利用堿水溶液的清洗或者水洗等純化操作。具體而言，理想的是，實施至少1次的利用堿水溶液的清洗或者水洗中的任一者。
[6]第4工序(第4工序蒸餾)
第4工序(第4工序蒸餾)是在分解抑制劑的存在下，將由前述第3工序得到的“第4有機(jī)液體”蒸餾，作為主餾分，得到實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚的工序。
本工序與前述第2工序(第2工序蒸餾)相比，被蒸餾對象物的量少，除此之外，可以以與第2工序完全相同的內(nèi)容來實施。分解抑制劑的種類、量、蒸餾的級數(shù)、初餾分的采集和主餾分的采集的替換方式、其他條件可以再次列舉第2工序中列舉的條件。
“第4有機(jī)液體”的回收量與第2工序的原料即“第2有機(jī)液體”相比變?yōu)樯倭俊Ｒ虼?，也可以實施多批次的?工序和第2工序，第4有機(jī)液體的回收量達(dá)到一定程度后，實施第4工序。然而，本工序中，只要將第4有機(jī)液體蒸餾，可以將高純度的七氟醚(實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚)回收，就對具體的操作方法沒有限定。
[實施例]
以下，基于實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步具體地說明，但本發(fā)明不受這些實施例的限定。
[實施例1]
(第1工序)
將化合物a(純度99％以上)5g、hf20g、水100g和內(nèi)標(biāo)物1,2-二氯乙烷(dce)15g進(jìn)行混合，在氣密性的聚四氟乙烯樹脂容器中以20～25℃進(jìn)行5小時攪拌，進(jìn)行反應(yīng)。在該過程中，每隔1小時通過fid氣相色譜分析測定[化合物a]/[dce]的面積值。需要說明的是，試樣液體與naf接觸，進(jìn)行脫hf后，供至氣相色譜分析。(在該氣相色譜法的條件下，化合物a的保留時間為5.2分鐘附近，dce的保留時間為16.5分鐘附近)。
其結(jié)果，[化合物a]/[dce]在反應(yīng)即將開始前為0.57，但反應(yīng)開始后1小時后變?yōu)?.48，2小時后變?yōu)?.38，3小時后變?yōu)?.31，4小時后變?yōu)?.25，5小時后變?yōu)?.19。即，經(jīng)過5小時后，減少至當(dāng)初的1/3?？梢源_認(rèn)，未檢測到作為產(chǎn)物的峰指定的主峰，但通過該第1工序，化合物a在本條件下接受化學(xué)變化。
需要說明的是，反應(yīng)混合物中無法顯著檢測到七氟醚，通過該操作，可知實質(zhì)上沒有引起化合物a向七氟醚的轉(zhuǎn)化。
[實施例2]
(第a工序)
使用化合物a的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(實施例1中使用的物質(zhì))，制備“含有100ppm的化合物a的七氟醚”，將其1000g投入至玻璃制的蒸餾釜。然后，投入70g的1％磷酸氫鈉水溶液，在理論塔板數(shù)10級的蒸餾塔中，以回流比5～20，實施常壓蒸餾。
對餾出液進(jìn)行fid氣相色譜分析，檢測到化合物a為1ppm以上的過程中以“初餾分”的形式進(jìn)行采集?；衔颽大致變?yōu)榈陀?ppm，因此替換為“主餾分”。
作為結(jié)果，“初餾分”回收量變?yōu)?67g，其中的化合物a的含量為341ppm。另一方面，“主餾分”回收量變?yōu)?20g，其中未檢測到化合物a(低于1ppm)(主餾分的回收收率＝72％)。
(第1a工序)
將上述(第a工序)中得到的“初餾分(化合物a的含量：341ppm)”240g投入至不銹鋼制高壓釜，投入“hf的水溶液(使無水hf10g溶解于水50g而得到的物質(zhì))”。關(guān)閉高壓釜，利用攪拌器進(jìn)行攪拌(反應(yīng)溫度＝20～25℃)。
自反應(yīng)開始起經(jīng)過5小時后，停止反應(yīng)，回收其中的有機(jī)層，水洗后，對有機(jī)層進(jìn)行氣相色譜分析。其結(jié)果，化合物a的含量為123ppm。即，經(jīng)過5小時后，化合物a的含量中仍然確認(rèn)有顯著的減少。
轉(zhuǎn)化率63％。之后，用“naoh水溶液”清洗有機(jī)層的剩余總量，除去酸成分。
(第2工序)
將上述(第1a工序)中得到的有機(jī)層(清洗后的物質(zhì))的總量投入至不銹鋼制的蒸餾裝置，投入17g的1％磷酸氫鈉水溶液，在理論塔板數(shù)10級的蒸餾塔中，以回流比5～20，實施常壓蒸餾。
對餾出液進(jìn)行fid氣相色譜分析，化合物a檢測到1ppm以上的過程中作為“初餾分”，確認(rèn)化合物a大致變?yōu)榈陀?ppm后，替換為“主餾分”。
作為結(jié)果，“初餾分”被回收76g，其中的化合物a的含量為330ppm。另一方面，“主餾分”被回收128g，其中的化合物a為未檢測到(低于1ppm)。如后述的“比較例1”所示那樣，僅將上述(第a工序)中得到的初餾分直接進(jìn)行蒸餾時，無法得到主餾分。與此相對，這里該(第2工序)中，可以回收主餾分(絕不能說是多，但為顯著的量)。認(rèn)為這是由于，通過上述(第1a工序)，可以降低化合物a的含量。
另一方面，“釜?dú)垺?與主餾分相比沸點高的成分全部認(rèn)為是“釜?dú)垺?為31g。對該“釜?dú)垺崩胒id氣相色譜進(jìn)行分析，結(jié)果檢測到：“聚醚1”為42％，“聚醚2”為6％，“聚醚3”為1％，七氟醚為20％(未檢測到化合物a)。需要說明的是，此處認(rèn)為，檢測到的七氟醚不是在蒸餾中引起反應(yīng)而生成的，而是在蒸餾中不餾出而殘留于釜的七氟醚。
(第3工序和第4工序)
將前述第2工序中得到的“釜?dú)垺?1g投入至不銹鋼制高壓釜，向其中投入98％硫酸100g、氟化氫200g，用4小時緩慢加熱，升溫至65℃。
將由反應(yīng)產(chǎn)生的蒸氣用水分水器捕集，將所得有機(jī)層進(jìn)行水清洗，結(jié)果回收有機(jī)物26g。
對所得有機(jī)物利用fid氣相色譜法進(jìn)行分析，結(jié)果該有機(jī)物中含有七氟醚96.3％。
通過將該有機(jī)物用naoh水進(jìn)行清洗后，在與第2工序相同的條件下進(jìn)行蒸餾，從而得到七氟醚14g(純度99.9％以上)。
如此，通過組合實施第3工序和第4工序，可以進(jìn)一步回收至此無法回收的高純度七氟醚。
[實施例3]
(第1b工序)
實施例3以及之后，作為與實施例2的(第1a工序)類似的模擬實驗，以小規(guī)模(實施例2的1十分之一的規(guī)模)進(jìn)行相當(dāng)于(第1b工序)的反應(yīng)(使用小型的不銹鋼制的密閉性反應(yīng)器)。
首先，將化合物a的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與七氟醚混合，制備“包含340ppm的化合物a的七氟醚”，將其作為實施例3以及之后的反應(yīng)原料。
對于該“包含340ppm的化合物a的七氟醚”24g，投入“hf的水溶液(使無水hf1.0g溶解于水5.0g而得到的物質(zhì))”。進(jìn)一步添加hfip1.0g，關(guān)閉高壓釜。開始利用磁力攪拌器的攪拌，將內(nèi)部溫度保持為20～25℃。
經(jīng)過5小時后，利用fid氣相色譜法進(jìn)行測定，結(jié)果估計化合物a的轉(zhuǎn)化率為73％。通過添加hfip，轉(zhuǎn)化率與實施例2相比，由63％稍提高至73％。
[實施例4]
在與實施例3的(第1b工序)相同的條件下，進(jìn)一步添加濃硫酸1.0g，實施相當(dāng)于(第1b工序)的反應(yīng)。
經(jīng)過5小時后，利用fid氣相色譜法進(jìn)行測定，結(jié)果，化合物a的轉(zhuǎn)化率估計為71％。即，實施例4的結(jié)果與實施例3沒有較大差異，判斷即使硫酸存在也不會特別妨礙反應(yīng)。
[實施例5]
在與實施例4的(第1b工序)相同的條件下，使反應(yīng)溫度為45℃，進(jìn)行相當(dāng)于(第1b工序)的反應(yīng)。
經(jīng)過5小時后，利用fid氣相色譜法進(jìn)行測定，結(jié)果，化合物a的轉(zhuǎn)化率變?yōu)?1％，溫度升高，因此判斷反應(yīng)速度稍增大。
[比較例1]
以相同規(guī)模、相同條件重復(fù)實施例2的“第a工序”。其結(jié)果，“初餾分”(化合物a的含量＝350ppm)被回收260g。對于該初餾分的總量，不進(jìn)行第1a工序而直接投入18g的1％磷酸氫鈉水溶液，再次供至常壓蒸餾(與實施例2的“第a工序”相同地，設(shè)定為理論塔板數(shù)10級、回流比5～20)。
然而，在該條件下，化合物a直至最后沒有達(dá)到“低于檢測限(1ppm)”，沒有實現(xiàn)“主餾分”的回收。即判斷，對于“初餾分”，不進(jìn)行第1a工序而僅重復(fù)蒸餾，難以回收高純度七氟醚。
[比較例2]
在上述“實施例1(第1工序)”的反應(yīng)原料中不添加“水100g”，除此之外，完全使用相同反應(yīng)原料、反應(yīng)容器，使“化合物a5g與無水hf20g”接觸，嘗試了反應(yīng)(作為內(nèi)標(biāo)物，使用1,2-二氯乙烷(dce)15g)。
在反應(yīng)即將開始前的[化合物a]/[dce]為0.57，而5小時后，通過fid氣相色譜分析，測定[化合物a]/[dce]的面積值，結(jié)果[化合物a]/[dce]基本不變，為0.56，認(rèn)為，在無水條件下，化合物a事實上沒有進(jìn)行反應(yīng)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)揮如下效果：能夠?qū)⒒衔颽轉(zhuǎn)化為容易與七氟醚分離的化合物x(第1工序)。
另外根據(jù)本發(fā)明的其他方案，發(fā)揮如下效果：使“第1有機(jī)液體”中的化合物a選擇地反應(yīng)，可以制造化合物a的含量降低了的或?qū)嵸|(zhì)上不含化合物a的“第2有機(jī)液體”(第1a工序)。
另外根據(jù)本發(fā)明的其他方案，發(fā)揮如下效果：以以往難以有效利用的“第1有機(jī)液體”為原料，與不進(jìn)行第1a工序的情況相比，能夠顯著大量地制造實質(zhì)上不含化合物a的七氟醚(第1a工序和第2工序)。
另外根據(jù)本發(fā)明的其他方案，在前述效果的基礎(chǔ)上，發(fā)揮如下效果：以第2工序的蒸餾后的殘留物(釜?dú)?底部))為原料，預(yù)料不到地能夠制造七氟醚(第1a工序和第2～第4工序)。
根據(jù)本發(fā)明，以至此難以有效利用的、“含有化合物a的七氟醚(第1有機(jī)液體)”為起始原料，能夠制造七氟醚，可以提供經(jīng)過改良的七氟醚的制造方法。