СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,1,2,3,3-ПЕНТАФТОР-1,5-ГЕКСАДИЕНА Российский патент 1994 года по МПК C07C21/19 C07C17/34 C07C17/24 

Описание патента на изобретение RU2022955C1

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена, используемого в синтезе полифторированных полимеров.

В последнее время для синтеза полифторированных полимеров предложены новые продукты, содержащие в одной молекуле перфторированные и нефторированные алифатические радикалы, включающие двойные связи С=С.

Известен пятистадийный способ получения полифторированных диенов, в том числе на основе пентафтораллилиодида, причем каждая стадия в отдельности является известной реакцией присоединения или элиминирования [1], например:

По этому способу могут быть получены только такие полифторированные диены, в которых нефторированный фрагмент является винильной группой, и он не может быть распространен на получение 1,1,2,3,3,-пентафтор-1,5-гексадиена.

Наиболее близким по назначению к предлагаемому изобретению является способ получения 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена путем конденсации бромистого аллила с промежуточным кадмийорганическим соединением, которое образуется при взаимодействии пентафтораллилиодида с кадмиевым порошком по схеме [2]:
CF2= CFCF2I CH2CH=CH2
По этому способу первоначально активированный кадмиевый порошок в сухой инертной атмосфере подвергают взаимодействию с пентафтораллилиодидом в среде диметилформамида при 0оС. При этом образуется смесь продуктов, в том числе кадмийорганических соединений: пентафтораллилкадмийиодид и бис(пентафтораллил)кадмий, общий выход которых, по данным спектров ЯМР19F, равен 71% при количественном соотношении 67 и 33% соответственно. На второй стадии к промежуточному кадмийорганическому соединению добавляют бромистый аллил. В результате получают 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиен с выходом 78% . Суммарный выход 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена по двум стадиям, считая на исходный пентафтораллилиодид, составляет (0,71˙0,67˙0,78)˙100 = 37%.

Основной недостаток способа заключается в необходимости использования бромистого аллила, являющегося сильным лакриматором, и кадмиевого порошка, обладающего высокой токсичностью. Кроме того, не приведены способы выделения и очистки, отсутствуют физико-химические характеристики и спектральные параметры 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена. Все это затрудняет объективную оценку практической значимости способа.

Целью предлагаемого изобретения является разработка нового способа получения 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена, формулы CF2=CFCF2CH2CH=CH2, используемого для получения полифторированных полимеров, позволяющего увеличить выход и улучшить условия труда за счет исключения использования металлического кадмия и бромистого аллила.

Цель достигается тем, что для получения 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена пентафтораллилиодид первоначально подвергают взаимодействию с аллиловым спиртом в присутствии дитионита натрия и бикарбоната натрия в водно-ацетонитрильном растворе, а образовавшийся 2-иод-4,4,5,6,6-пентафтор-5-гексен-1-ол обрабатывают цинковым порошком в гликоле при нагревании до 130-140оС по схеме:
= CFCF2CH2CHICH2OH ____→
В литературе отсутствуют данные об использовании 2-иод-4,4,5,6,6-пентафтор-5-гексен-1-ола или его аналогов по строению для получения полифторированных диенов. Поэтому заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Сопоставительный анализ заявляемого способа получения 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена с прототипом и имеющимися аналогами показывает следующее. Во-первых, в прототипе пентафтораллилиодид превращают в кадмийорганическое соединение, которое затем конденсируют с бромистым аллилом. В заявленном способе пентафтораллилиодид присоединяют к аллиловому спирту, а затем осуществляют реакцию элиминирования в полученном 2-иод-4,4,5,6,6-пентафтор-5-гексен-1-оле. Налицо принципиальное различие в химии процессов, ведущих к образованию 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена. Во-вторых, известная [3] общая методика элиминирования использовалась только для простых или сложных эфиров, включающих насыщенные перфторалкильные радикалы. В заявленном способе эта методика распространена на непредельные полифторированные спирты. Этот результат является неожиданным, так как повышенная кислотность непредельного полифторированного спирта должна способствовать не реакции элиминирования, а реакции восстановления атома иода [4]. В-третьих, использованная в заявленном способе последовательность реакций присоединения и элиминирования с целью получения полифторированных диенов, не описана в литературе и принципиально отличается от приведенной в патенте [1] . Все вышеизложенное позволяет заключить, что предлагаемое техническое решение обладает совокупностью признаков, соответствующих критерию изобретения "существенные отличия".

2-Иод-4,4,5,6,6-пентафтор-5-гексен-1-ол получают путем присоединения пентафтораллилиодида к аллиловому спирту в присутствии известной инициирующей системы [5] - смеси дитионита и бикарбоната натрия в водно-ацетонитрильном растворе при комнатной температуре в течение 1-3 ч по схеме:
CF2= CFCF2I + CH2= CHCH2OH CF2= CFCF2CH2CHICH2OH
Средний выход 2-иод-4,4,5,6,6-пентафтор-5-гексен-1-ола составляет 53%.

1,1,2,3,3-Пентафтор-1,5-гексадиен по- лучают путем добавления 2-иод-4,4,5,6,6-пентафтор-5-гексен-1-ола к нагретой до 130-140оС суспензии цинкового порошка в этиленгликоле по схеме:
CF2=CFCF2CH2CHICH2OH CF2= CFCF2CH2CH = CH2
Выделяющийся целевой продукт собирают в охлажденном приемнике. Выход 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена составляет 85%.

Суммарный выход 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена по двум стадиям, считая на исходный пентафтораллилиодид, равен (0,53˙0,85)˙100 = 45%.

Ниже приведены примеры получения 2-иод-4,4,5,6,6-пентафтор-5-гексен-1-ола и 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена.

П р и м е р 1. Получение 2-иод-4,4,5,6,6-пентафтор-5-гексен-1-ола.

В пятигорлый реактор объемом 1 л, снабженный механической мешалкой, обратным холодильником, термометром и загрузочным устройством, помещают 150 мл дистиллированной воды, 100 мл ацетонитрила, 30 г (0,36 моля) бикарбоната натрия, 64 г (0,36 моля) дитионита натрия, 27 г (0,45 моля) аллилового спирта, 100 г (0,39 моля) пентафтораллилиодида и перемешивают 2 ч при температуре 20оС. Затем реакционную массу обрабатывают 300 мл воды, нижний слой отделяют, промывают водой и сушат MgSO4. Из полученного продукта отгоняют летучие в вакууме водоструйного насоса, а остаток перегоняют в вакууме масляного насоса. В результате получают 64,8 г (53%) 2-иод-4,4,5,6,6-пентафтор-5-гексен-1-ола в виде прозрачной желтой жидкости, т.кип. 80-90оС при 3 мм рт.ст., которая по данным ГЖХ анализа дает один пик продукта. После дополнительной перегонки определены следующие константы, подтверждающие строение 2-иод-4,4,5,6,6-пентафтор-5-гексен-1-ола: т.кип. 85-87оС (3 мм рт. ст.), d420 1,950, nD20 1,4570; MRD найдено 44,1, вычислено 44,5. ИК-спектр: ν (С= С) 1775 см-1. Спектры ЯМР1Н и 19F соответствуют предложенной структуре.

П р и м е р 2. Получение 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена.

В трехгорлый реактор объемом 250 мл, снабженный механической мешалкой, капельной воронкой с обводной трубкой, подсоединенной к камере с аргоном, и прямым холодильником, заканчивающимся охлаждаемым приемником, загружают 280 мл этиленгликоля и 71 г (1,1 моля) цинковой пыли. Массу нагревают на глицериновой бане до 130оС и при интенсивном перемешивании добавляют по каплям 69,1 г (0,22 моля) 2-иод-4,4,5,6,6-пентафтор-5-гексен-1-ола. Через 2 ч добавление заканчивается, температуру бани поднимают до 140оС и отгоняют остатки целевого продукта током аргона в течение 0,5 ч. За время реакции в приемнике собирают 31,8 г (85%) 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена в виде прозрачной бесцветной жидкости, которая по данным ГЖХ анализа дает один пик продукта. После дополнительной перегонки определены следующие константы, подтверждающие строение 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена: т.кип. 63-65оС, d420 1,206, nD20 1,3332, МRD найдено 29,4, вычислено 29,7. ИК-спектр: ν (С= С) 1645 и 1785 см-1. Спектры ЯМР1Н и 19F соответствуют предложенной структуре.

Суммарный выход 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена по обеим стадиям, считая на исходный пентафтораллилиодид, составляет (0,53˙0,85)˙100 = 45%.

Применение предлагаемого способа получения 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиена обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества: выход увеличивается на 21% и исключается использование токсичного металлического кадмия и сильно раздражающего слизистые оболочки бромистого аллила.

Похожие патенты RU2022955C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,1,2-ТРИФТОР-1-БУТЕН-4-ОЛА 1995
  • Горбунова Т.И.
  • Запевалов А.Я.
  • Салоутин В.И.
RU2078072C1
1-ИОД-3,4-ДИХЛОР-3,4,4-ТРИФТОРБУТИЛАЦЕТАТ В КАЧЕСТВЕ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 1,1,2-ТРИФТОР-1-БУТЕН-4-ОЛА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В СИНТЕЗЕ ПОЛИФТОРИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ СОПОЛИМЕРИЗАЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЛИТА 1995
  • Горбунова Т.И.
  • Запевалов А.Я.
  • Салоутин В.И.
RU2074168C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРАНГИДРИДА ТРИФТОРАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ 1992
  • Запевалов А.Я.
  • Горбунова Т.И.
  • Салоутин В.И.
RU2035449C1
2-Иод-4,5-дихлор-4,5,5-трифторпентилацетат в качестве промежуточного соединения для получения 1,1,2-трифтор-1,4-пентадиена, используемого в синтезе полифторированных поверхностно-активных веществ 1991
  • Горбунова Татьяна Ивановна
  • Подольский Арнольд Вениаминович
  • Салоутин Виктор Иванович
SU1810329A1
СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ "РЕСУРС - СУПЕР 1991
  • Войтович Я.Н.
  • Брегман М.М.
  • Первушин А.Н.
  • Дорфман В.П.
RU2017795C1
РАДИОПРОТЕКТОРНОЕ СРЕДСТВО 1990
  • Ватулина Г.Г.
  • Алексеева Л.В.
  • Краснов В.П.
  • Евстигнеева Н.Г.
  • Тужилкова Т.Н.
  • Низова И.А.
  • Жданова Е.А.
RU2033154C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРАЛКИЛСОДЕРЖАЩИХ β ГИДРОКСИКЕТОНОВ 1990
  • Филякова В.И.
  • Ратнер В.Г.
  • Хомутов О.Г.
  • Пашкевич К.И.
SU1779013A1
Способ получения 1,5-дигидрооктафторпентан-1,1-диола 1990
  • Харчук Валентина Георгиевна
  • Илатовский Рудольф Евгеньевич
  • Волков Виктор Львович
  • Салоутин Виктор Иванович
SU1735260A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОСТЫХ ПРОПАРГИЛОВЫХ ЭФИРОВ 1990
  • Шаванов С.С.
  • Толстиков Г.А.
  • Ихсанов В.А.
  • Низамутдинов Ф.Х.
  • Миниахметов И.А.
  • Круглов А.С.
RU2024479C1
СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫХ ДИФЕНИЛОВ 1995
  • Чупахин О.Н.
  • Запевалов А.Я.
  • Горбунова Т.И.
  • Салоутин В.И.
RU2087458C1

Реферат патента 1994 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,1,2,3,3-ПЕНТАФТОР-1,5-ГЕКСАДИЕНА

Сущность изобретения: продукт - 1,1,2,3,3-пентафтор-1,5-гексадиен CF2= CFCF2CH2CH=CH2, т. кип. 63-65°С, n2D

01,3332, вых. 45% . Реагент 1: CF2= CFCF2J. Реагент 2: CH2=CH-CH2OH. Условия реакции: в присутствии Na2S2O4 и NaHCO3 в среде H2O и CH3CN с последующей обработкой полученного CF2=CFCF2CH2CGJCH2OH порошком Zn в гликоле при 130 - 140°С.

Формула изобретения RU 2 022 955 C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,1,2,3,3-ПЕНТАФТОР-1,5-ГЕКСАДИЕНА из пентафтораллилиодида в две стадии, отличающийся тем, что на первой стадии пентафтораллилиодид подвергают взаимодействию с аллиловым спиртом в присутствии дитионита натрия и бикарбоната натрия в водно-ацетонитрильной среде, а полученный при этом 2-иод-4,4,5,6,6-пентафтор-5-гексен-1-ол на второй стадии обрабатывают цинковым порошком в гликоле при 130 - 140oС.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1994 года RU2022955C1

Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
Huang
W-Y, Wang W., Huang B.-H
// Acta chim
Sin, 1986, N 2, p.178-184.

RU 2 022 955 C1

Авторы

Горбунова Т.И.

Подольский А.В.

Салоутин В.И.

Даты

1994-11-15Публикация

1991-06-27Подача