ТРЕТИЧНЫЕ ЧАСТИЧНО ФТОРИРОВАННЫЕ АЛКАНЫ И СПОСОБ ОЧИСТКИ ТВЕРДОЙ ПОВЕРХНОСТИ Российский патент 1998 года по МПК C07C19/08 C23G5/28 

Изобретение относится к новым частично фторированным алканам, имеющим третичную структуру и содержащим от 4 до 9 атомов углерода. Указанные соединения могут использоваться для различных процессов обезжиривания в парах, холодной чистки и чистки с применением растворителя, включая удаление флюса и сухую чистку.

Взаимосвязанная независимая заявка США (служебный реестр патентного поверенного 30-2904 (4520) относится к способу получения пеноматериалов с использованием частично фторированных алканов, содержащих 4-5 атомов углерода и имеющих третичную структуру, в качестве пенообразователей.

Холодная чистка является областью применения, в которой используют различные растворители. В большинстве случаев холодной чистки загрязненную часть либо погружают в жидкость, либо обтирают ветошью или другими подобными объектами, пропитанными растворителем, и дают высохнуть на воздухе.

При холодной чистке концепция использования аэрозолей уже давно считается удобным и эффективным с экономической точки зрения способом нанесения растворителя. В аэрозольных продуктах используют газ или смесь газов для образования аэрозоля (пропеллантов), предпочтительно в форме ожиженного газа, а не газа в сжатом состоянии, предназначенные для создания достаточного давления для выброса активных компонентов, т.е., например, концентратов таких продуктов, как растворители, из контейнеров после открывания аэрозольного клапана. Указанные газы для создания аэрозоля могут находиться в непосредственном контакте с растворителем, как это имеет место в большинстве обычных аэрозольных систем, или же могут быть отделены от растворителя, как это имеет место в аэрозольных системах барьерного типа.

Обезжиривание в парах и чистка с применением растворителя с использованием растворителей на основе фторуглеродов нашли широкое применение в промышленности для обезжиривания и других видов чистки твердых поверхностей, в особенности в труднодоступных местах и в случае трудно удаляемых загрязнений.

В самом простом виде обезжиривание в парах или чистка с применением растворителя заключается в воздействии при комнатной температуре на подлежащий чистке объект паров кипящего растворителя. Пары конденсируются на объекте, обеспечивая наличие чистого перегнанного растворителя для смеси жиров или других загрязнений. Окончательная отгонка растворителя с объекта не оставляет остатка, который имеет место в случае, когда объект просто промывают жидким растворителем.

Для трудноудаляемых загрязнений в случае, когда требуется использование повышенной температуры с целью улучшения очищающего действия растворителя, или в случае поточных операций с большеобъемными объектами, когда требуется быстрая и эффективная очистка металлических частей и объектов в сборе, обычное действие по обезжириванию в парах состоит в погружении очищаемой части в ванну с кипящим растворителем, который удаляет основную часть загрязнений, после чего указанную часть помещают в ванну с свежеперегнанным растворителем, находящимся при температуре около комнатной, и, наконец, подвергают указанную часть объекта действию паров растворителя, конденсирующихся на очищаемой части ванной с кипящим растворителем. Кроме того, указанную очищаемую часть можно ополаскивать перегнанным растворителем перед окончательной промывкой.

Способ обезжиривания в парах, соответствующий описанным выше операциям, является хорошо известным согласно имеющемуся уровню техники. Так, например, в патенте США 3085918 на имя Шерликера и др. описан подобный способ обезжиривания в парах, включающий ванну с кипящим растворителем, очистную ванну, водяной сепаратор и другое вспомогательное оборудование.

Хлорфторзамещенные растворители, например трихлортрифторэтан, нашли в последние годы широкое распространение в качестве эффективных, нетоксичных и негорючих агентов, которые можно использовать для обезжиривания и других случаев чистки с растворителем. Один из изомеров трихлортрифторэтана представляет собой 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтан (известный под обозначением CFC-113). CFC-113 имеет температуру кипения около 47^oC и является удовлетворительным растворителем для жиров, масел, восков и им подобных загрязнений. Поэтому он и нашел широкое применение при очистке электромоторов, компрессоров, тяжелых металлических деталей, хрупких и прецизионных металлических деталей, печатных плат, гироскопов, систем самонаведения, авиакосмического и ракетного оборудования, деталей из алюминия и т.п.

Другим обычно используемым растворителем является хлороформ (известный также под обозначением HCC-20), который имеет температуру кипения 63^oC. Перхлорэтилен является обычно используемым агентом для сухой чистки и обезжиривания в парах; он имеет температуру кипения 121^oC. Указанные соединения имеют недостаток при их использовании в качестве растворителей, поскольку они токсичны; кроме того, хлороформ вызывает поражение печени при вдыхании его в больших количествах.

Хотя известно, что хлор вносит свой вклад в растворяющую способность соединения, полностью галогенированные хлорэторуглероды и хлоруглеводороды вызывают проблемы, связанные с охраной окружающей среды, которые в свою очередь связаны с сохранностью озонового защитного слоя Земли. В результате происходит поиск новых соединений, которые не вызывают возникновения проблем, связанных с охраной окружающей среды, но при этом обеспечивают такие же свойства растворителя, как и CFC-113. С точки зрения охраны окружающей среды, интерес представляют фторуглеводороды и углеводороды, поскольку они являются безопасными, с точки зрения их действия на стратосферу, заменителями используемых в настоящее время полностью галогензамещенных хлорфторуглеродов. Математические модели свидетельствуют о том, что фторуглеводороды и углеводороды не оказывают отрицательного воздействия на химию атмосферы и не вносят своего вклада в уничтожение озона и появление глобального парникового эффекта по сравнению с полностью галогенированными веществами.

Проблемы, связанные с использованием фторуглеводородов в качестве растворителей, состоят в том, что известные фторуглеводороды с неразветвленной цепью, например CF₃(CF₂)₄H и CH₃CH₂(CF₂)₃H обладают растворяющим действием CFC-113. Разветвленные фторуглеводороды, например CF₃CH(CF₃)₂, который является негорючим, но имеет температуру кипения около 15^oC, и, следовательно, не является жидкостью при комнатной температуре и атмосферном давлении, и не может использоваться в процессах холодной чистки. Проблемы, возникающие при использовании в качестве растворителей углеводородов, связаны с тем, что разветвленные углеводороды, например изобутан, являются горючими и имеют настолько низкие температуры кипения, что не являются жидкостями при комнатной температуре и не могут использоваться в процессах холодной чистки. Проблемы, связанные с использованием алканолов в качестве растворителей, состоят в том, что разветвленные алканолы, например изобутанол, являются горючими веществами.

Целью изобретения является разработка новых фторуглеродных производных, которые являются жидкостями при комнатной температуре и которые можно использовать в качестве растворителей для обезжиривания в парах, холодной чистки и в других вариантах чистки с применением растворителя, включая удаление флюса и сухую чистку.

Еще одна цель изобретения предусматривает разработку новых, приемлемых, с точки зрения охраны окружающей среды, растворителей, пригодных для перечисленных выше вариантов использования.

Прочие цели согласно изобретению становятся ясными из последующего описания.

Обнаружен новый класс фторуглеродов, обладающих хорошими характеристиками в качестве растворителей. Новые соединения согласно изобретению отвечают общей формуле

в которой каждый из R может быть одинаковым или различным и выбран из группы, состоящей из CF₃, CHF₂, CH₂F и CH₃CF₂-, а R' представляет собой алкильную или фторалкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, при том условии, что в случае, когда каждый из R представляет собой CF₃, R', не может представлять собой CF₃(CF₂)₂, CF₃CF₂-, CF₃-, CH₃, CHF₂-, CH₂F-, CF₃-CHF-, CF₃CH₂-, CH₃CH₂-, CF₃CF₂CHF-, CF₃CF₂CH₂-, CF₃CH₂CF₂CH₂-,
CHF₂(CHF₂)₃- или CH₃(CH₂)₃-.

Поскольку атом углерода в приведенной выше общей формуле имеет 3 алкильные группы, указанные новые соединения имеют третичную структуру. Подобная третичная структура обеспечивает значительную растворяющую способность соединений. Компонент R в приведенной выше общей формуле способствует тому, чтобы водород в приведенной выше общей формуле был бы более кислотным, и, следовательно, более полярным. Таким образом, в случае, когда соединения согласно изобретению используют в качестве растворителей, указанные соединения имеют хорошую растворяющую способность в отношении полярных загрязнений, например полиолов и аминов. Компонент R¹ в приведенной выше общей формуле способствует общей неполярности соединения; таким образом, и в случае, когда соединения согласно изобретению используют в качестве растворителей, указанные соединения имеют также хорошую растворяющую способность в отношении неполярных загрязнений, включая углеводороды, например минеральные масла. Указанные новые соединения имеют температуру кипения в области от примерно 35 до примерно 80^oC, что сравнимо со значениями для CFC-113 и хлороформа.

Предпочтительно R¹ в приведенной выше общей формуле принадлежит к группе, состоящей из CF₃, CHF₂, CH₂F, CH₃, CF₃(CF₂)_n-, CF₃CF₂CHF-, CF₃CF₂CH₂-, CF₃(CHF)_n-, CF₃CHFCF₂-, CF₃CHFCH₂-, CF₃(CH₂)_n-, CF₃CH₂CF₂-, CF₃CH₂CHF₂-, CHF₂(CF₂)_n-, CHF₂CF₂CHF-, CHF₂CF₂CH₂-, CHF₂(CHF)_n-, CHF₂CHFCF₂-, CHF₂CHFCH₂-, CHF₂(CH₂)_n-, CHF₂CH₂CF₂-, CHF₂CH₂CHF-,
CH₂F(CF₂)_n- CH₂FCF₂CHF-, CH₂FCF₂CH₂-, CH₂F(CHF)_n, CH₂FCHFCF₂-, CH₂FCHFCH₂-, CH₂F(CH₂)_n-, CH₂FCH₂CF₂-, CH₂FCH₂CHF-, CH₃(CF₂)_n-,
CH₃CF₂CHF-, CH₃CF₂CH₂-, CH₃(CHF)_n-, CH₃CHFCF₂-, CH₃CHFCH₂- и CH₃(CH₂)_m(CF₂)_n, а m равно от 1 до 3, и n равно 1 или 2, при том условии, что если каждый из R представляет собой группу CF₃, R' не может представлять собой группы CF₃, CF₃CF₂- или CF₃(CF₂)₂-.

В приведенной выше общей формуле в случае, когда один из R представляет собой группу CF₃, другой R представляет собой CHF₂, а R' представляет собой метильную группу, соединение представляет собой 2-метил-1,1,1,3,3-пентафторпропан. В случае, когда один из R представляет собой группу CF₃, другой R представляет собой CH₂F, а R' представляет собой метильную группу, соединение представляет собой 2-метил-1,1,1,3-тетрафторпропан. В случае, когда один из R представляет собой группу CF₃, другой R представляет собой CH₂F, а R' представляет собой группу CPF₂CPF- соединение представляет собой 2-фторметил-1,1,1,3,4,4-гексафторбутан. В случае, когда один из R представляет собой группу CF₃, другой R представляет собой CH₃CF₂-, а R' представляет собой метильную группу, соединение представляет собой 2-метил-1,1,1,3,3-пентафторбутан. В случае, когда один из R представляет собой группу CHF₂, другой R представляет собой CH₂F, а R представляет собой метильную группу, соединение представляет собой 2-метил-1,1,3-трифторпропан. В случае, когда один из R представляет собой группу CHF₂, другой R представляет собой CH₂F, а R' представляет собой CHF₂CH₂-, соединение представляет собой 2-фторметил-1,1,4,4-тетрафторбутан.

Новые соединения согласно изобретению могут быть получены с использованием адаптированных известных способов получения фторуглеродов. Так, например, 2-метил-1,1,1,3,3-пентафторпропан можно получать в результате реакции промышленного продукта 1,1,1-трифтор-2-пропанона с карбеном CF₂ с образованием 2-трифторметил-1,1-дифтор-1-пропена, который затем можно гидрировать с получением 2-метил-1,1,1,3,3-пентафторпропана.

В качестве другого примера 2-метил-1,1,1,3-тетрафторпропан можно получать в результате реакции промышленного продукта - метакриловой кислоты с фтористым водородом с образованием 2-метил-3-фторпропаноловой кислоты, которую затем можно профторировать с получением 2-метил-1,1,1,3-тетрафторпропана.

В качестве еще одного примера, 2-фторметил-1,1,1,3,4,4- гексафторбутан можно получать в результате реакции фторирования промышленного продукта - 3-хлорпропионовой кислоты с образованием 1,1,1,3-тетрафторпропана, который затем можно ввести в реакцию с карбеном CHF₂CF с получением 2-фторметил-1,1,1,3,4,4-гексафторбутана.

В качестве еще одного примера 2-метил-1,1,1,3,3-пентафторбутан можно получать в результате реакции фторирования промышленного продукта -2-метил-1-бутен-3-ина с образованием 3-метил-1,2,3,4-тетрафтор-1-бутена, который затем можно ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-метил-1,2,3,3,4-пентафторбутана, 2-метил-1,2,3,3,4-пентафторбутан можно затем дегалогенировать с получением 3-метил-2,3,4-трифтор-1-бутена, который затем можно ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-метил-1,2,3,3-тетрафторбутана, 2-метил-1,2,3,3-тетрафторбутан можно затем дегалогенировать с получением 2-метил-1,3,3-трифтор-1-бутена, который затем можно профторировать с получением 2-метил-1,1,2,3,3-пентафторбутана. 2-метил-1,1,2,3,3-пентафторбутан можно затем дегалогенировать с получением 2-метил-1,1,3,3-тетрафтор-1-бутена, который затем можно ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-метил-1,1,1,3,3-пентафторбутана. Расчетная температура кипения 2-метил-1,1,1,3,3-пентафторбутана составляет около 60^oC. Вследствие того что он имеет указанную температуру кипения, 2-метил-1,1,1,3,3-пентафторбутан может быть особенно полезным в качестве растворителя, заменяющего хлороформ.

В качестве еще одного примера 2-метил-1,1,3-трифторпропан можно получать в результате реакции промышленного продукта - фторацетона с карбеном CF₂ с образованием 2-фторметил-1,1,3-трифтор-1-пропена, который затем можно прогидрогенизировать с получением 2-метил-1,1,3-трифторпропана.

В качестве еще одного примера 2-фторметил-1,1,4,4-тетрафторбутан можно получать в результате окисления промышленного продукта - 3-фтор-1,2-пропандиола с образованием продукта, который затем можно ввести в реакцию с карбеном CF₂ с получением 2-фторметил-1,1,4,4-тетрафтор-1,2-бутана.

Предпочтительно все R в приведенной выше общей формуле одинаковы. В случае когда каждый из них представляет собой CHF₂, а R' представляет собой CF₃, соединение представляет собой 2-фторметил-1,1,1,3,3-пентафторпропан. В случае когда каждый из R представляет собой CHF₂, а R' представляет собой CHF₂ соединение представляет собой 2-дифторметил-1,1,3,3-тетрафторпропан. В случае, когда каждый из R представляет собой CHF₂, а R' представляет собой CH₂F, соединение представляет собой 2-фторметил-1,1,3,3-тетрафторпропан. В случае, когда каждый из R представляет собой CHF₂, а R' представляет собой CH₃, соединение представляет собой 2-метил-1,1,3,3-тетрафторпропан. В случае, когда каждый из R представляет собой CH₂F, а R' представляет собой CHF₂ соединение представляет собой 2-фторметил-1,1,3-трифторпропан. В случае, когда каждый из R представляет собой CH₂CF₂, а R' представляет собой CF₃, соединение представляет собой 2-трифторметил-2,2,4,4-тетрафторпентан.

В качестве еще одного примера получения 2-фторметил-1,1,1,3,3-пентафторпропан можно получать в результате фторирования промышленного продукта, 1,1,1,3,3-пентахлор-2-пропанона с образованием 1,1,1,3,3-пентафтор-2-пропанона, который затем можно ввести в реакцию с карбеном CF₂ с получением 2-дифторметил-1,1,3,3,3-тетрафтор-1-пропена. 2-дифторметил-1,1,3,3,3-тетрафтор-1-пропен затем можно прогидрогенизировать с получением 2-дифторметил-1,1,1,3,3-пентафторпропана.

В качестве еще одного примера 2-дифторметил-1,1,3,3-тетрафторпропан можно получать в результате фторирования промышленного продукта, 1,1,3-трихлор-2-пропанона с образованием 1,1,3-трифтор-2-пропанона, который затем можно ввести в реакцию с карбеном CF₂ с получением 2-фторметил-1,1,3,3-тетрафтор-1- пропена. 2-фторметил-1,1,3,3-тетрафтор-1-пропен затем можно прогидрогенизировать с получением 2-фторметил-1,1,3,3-тетрафторпропана, 2-фторметил-1,1,3,3-тетрафторпропан можно затем дегидрогенизировать с получением 2-дифторметил-1,3,3-трифтор-1-пропена, который можно ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-дифторметил-1,1,3,3-тетрафторпропана.

В качестве еще одного примера 2-фторметил-1,1,3,3-тетрафторпропан можно получать в результате фторирования промышленного продукта, 1,1,3-трихлор-2-пропанона с образованием 1,1,3-трифтор-2-пропанона, который затем можно ввести в реакцию с карбеном CF₂ с получением 2-фторметил-1,1,3,3-тетрафтор-1-пропена, 2-фторметил-1,1,3,3-тетрафтор-1-пропен затем можно прогидрогенизировать с получением 2-фторметил-1,1,3,3-тетрафторпропана.

В качестве еще одного примера 2-метил-1,1,3,3-тетрафторпропан можно получать в результате фторирования промышленного продукта, 1,1-дихлор-2-пропанона с образованием 1,1-дифтор-2-пропанона, который затем можно ввести в реакцию с карбеном CF₂ с получением 2-метил-1,1,3,3-тетрафтор-1-пропена, 2-метил-1,1,3,3-тетрафтор-1-пропен затем можно прогидрогенизировать с получением 2-метил-1,1,3,3-тетрафторпропана.

В качестве еще одного примера 2-фторметил-1,1,3-трифторпропан можно получать в результате окисления промышленного продукта, 1,3-дифтор-2-пропанола с образованием 1,3-дифтор-2-пропанона, который затем можно ввести в реакцию с карбеном CF₂ с получением 2-фторметил-1,1,3-трифтор-1-пропена, 2-фторметил-1,1,3-трифтор-1-пропен затем можно прогидрогенизировать с получением 2-фторметил-1,1,3-трифторпропана.

В качестве еще одного примера 2-фторметил-1,3-дифторпропан можно получать в результате окисления промышленного продукта, 1,3-дифтор-2-пропанола с образованием 1,3-дифтор-2-пропанона, который затем можно ввести в реакцию с карбеном CF₃ с получением 2-фторметил-1,1,3-трифтор-1-пропена. 2-фторметил-1,1,3-трифтор-1-пропен затем можно прогидрогенизировать с получением 2-фторметил-1,1,3-трифторпропана, 2-фторметил-1,1,3-трифторпропан можно затем дегидрогенизировать с получением 2-фторметил-1,3-дифтор-1-пропена, который затем можно прогидрогенизировать с получением 2-фторметил-1,3-дифторпропана.

В качестве еще одного примера 3-трифторметил-2,2,4,4-тетрафторпентан можно получать в результате фторирования промышленного продукта, 2,4-пентадиона с образованием 2,2,4,4-тетрафторпентана, который затем можно дегидрогалогенировать с получением 2,4,4-трифтор-2-пентана, 2,4,4-трифтор-2-пентен затем можно ввести в реакцию с CF₃ с получением 2-трифторметил-2,2,4,4-тетрафторпентана.

Температура кипения 2-трифторметил-1,1,3,3-тетрафторпропана составляет около 61^oC, тогда как расчетная температура кипения 2-фторметил-1,3-дифторпропана составляет около 51^oC. Расчетная температура кипения 3-трифторметил-2,2,4,4-тетрафторпентана составляет около 52^oC.

Вследствие того что он имеет указанную температуру кипения, 2-дифторметил-1,1,3,3-тетрафторпропан может быть особенно полезным в качестве растворителя, заменяющего хлороформ. Вследствие того что они имеют указанную температуру кипения, 2-фторметил-1,3-дифторпропан и 3-трифторметил-2,2,4,4-тетрафторпентан могут быть особенно полезными в качестве растворителей, заменяющих CFC-113.

Более предпочтительным является случай, при котором каждый из R в приведенной выше формуле представляет собой CF₃. В случае, когда R' представляет собой CF₃CF₂CHF-, соединение представляет собой 2-трифторметил-1,1,1,3,4,4,5,5,5,- нонафторпентан. Для получения 2-трифторметил-1,1,1,3,4,4,5,5,5-нонафторпентана можно олигомеризовать промышленный продукт, гексафторпропан, с использованием также промышленного продукта, триметиламина, в биполярном апротонном растворителе, например таком, как промышленно производимый тетрагидрофуран, с получением (CF₃)₂C:CFCF₂CF₃ в соответствии со способом, описанным У.Бранскиллом с сотр., "Анионная олигомеризация гексафторпропена: расщепление связи углерод-углерод фторид-ионом", Chemical Communications, 1444 (1970); (CF₃)₂C:CFCF₂CF₃ можно прогидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,1,1,3,4,4,5,5,5-нонафторпентана.

В наиболее предпочтительном случае каждый из R представляет собой CF₃, а R' принадлежит к группе, состоящей из CHF₂CH₂-, CH₃CF₂, CH₃(CF₂)₂ - CH₃CH₂CF₂- и CH₃CH₂CF₂CF₂-.

Предпочтительные фторуглеводороды имеют следующие названия:
2-дифторметил-1,1,1,3,3,3-гексафторпропан;
2-метил-1,1,1,3,3,3-гексафторпропан;
2-трифторметил-1,1,1,3,4,4,4-гептафторбутан;
2-трифторметил-1,1,1,4,4,4-гексафторбутан;
2-трифторметил-1,1,1,4,4-пентафторбутан;
2-трифторметил-1,1,1,3,3-пентафторбутан;
2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4-гептафторпентан;
2-трифторметил-1,1,1,3,3-пентафторпентан; и
2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4-гептафторгексан.

Указанные новые соединения согласно изобретению могут быть получены при адаптации известных способов получения фторуглеродов. Так, например, 2-дифторметил-1,1,1,3,3,3-гексафторпропан может быть получен в результате обработки промышленного продукта, гексафторпропена, фтористым водородом согласно способу, описанному в английском патенте 902590, с получением 1,1,1,2,3,3,3-гексафторпропана. 1,1,1,2,3,3,3-гексафторпропан можно нагреть до 475-700^oC в присутствии активированного угля согласно способу, описанному в патенте США 2781763, который введен в описание изобретения в качестве справочного материала, с получением 2-трифторметил-1,1,1,3,3,3-гексафторпропана или нонафторизобутана. Нонафторизобутан можно обработать промышленно производимым хлористым бензоилом в присутствии промышленно производимого триэтиламина согласно способу, описанному Б.Л.Дяткиным с сотр., "Перфторо-трет-бутиловый анион в синтезе фторорганических соединений", Russian Chemical Reviews, 45(7), 607 (1976) с получением перфторизобутена. Перфторизобутен можно затем гидрогенизировать с получением 2-дифторметил-1,1,1,3,3,3-гексафторпропана.

В качестве еще одного примера 2-метил-1,1,1,3,3,3-гексафторпропан можно получать в результате реакции промышленного продукта, гексафторпропена, с элементарной серой и промышленным продуктом, фторидом калия, в промышленно производимом диметилформамиде при практически атмосферном давлении и температурах в пределах от 25 до 100^oC согласно способу, описанному в патенте США 4326068, который включен в данное описание в качестве справочного материала, с получением димера гексафтортиоацетона. Димер гексафтортиоацетона можно затем вводить в реакцию с промышленно производимым формальдегидом согласно способу, описанному в патенте США 4367349, который включен в данное описание в качестве справочного материала, с получением гексафторизобутилена. Гексафторизобутилен затем можно прогидрогенизировать с получением 2-метил-1,1,1, 3,3,3-гексафторпропана.

В качестве еще одного примера, 2-трифторметил-1,1,1,3,4,4,4-гептафторбутан можно получать в результате реакции промышленного продукта, 1,1-дифторэтилена, согласно способу, описанному Л.Флемингом с сотр., "Присоединение свободных радикалов в ненасыщенные системы", ч. XX, "Направление присоединения радикала гептафтор-2-иодпропана к винилфториду, трифторэтилену и гексафторпропену", J. C.S.Perkin 1,574 (1973), с получением продукта, который затем можно профторировать с получением 2-трифторметил-1,1,1,2,3,4,4-октафторбутана, 2-трифторметил-1,1,1,2,3,4,4,4-октафторбутан затем можно дегидрогалогенировать и затем прогидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,1,1,3,4,4,4-гептафторбутана.

В качестве еще одного примера, 2-трифторметил-1,1,1,3,4,4,4-гексафторбутан можно получать в результате реакции промышленного продукта, 1,1-дифторэтилена, согласно способу, описанному Л.Флемингом с сотр., с получением продукта, который затем можно ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-трифторметил-1,1,1,3,4,4,4-гептафторбутана, который затем можно дегидрогалогенировать и затем прогидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,1,1,3,4,4,4-гексафторбутана.

В качестве еще одного примера, 2-трифторметил-1,1,1,4,4-пентафторбутан можно получать в результате реакции промышленного продукта, 1,1-дифторэтилена, согласно способу, описанному Л.Флемингом с сотр., с получением продукта, который затем можно прогидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,1,1,2,4,4-гексафторбутана, который затем можно дегидрогалогенировать и затем прогидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,1,1,4,4-пентафторбутана.

В качестве еще одного примера, 2-трифторметил-1,1,1,3,3-пентафторбутан можно получать в результате фторирования промышленного продукта, 2-бутанона, с образованием 2,2-дифторбутана, который затем можно дегидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,3,3-трифтор-1-бутена, 2-трифторметил-1,3,3-трифтор-1-бутен затем можно ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-трифторметил-1,1,1,3,3,3-гексафторбутана, который вслед за этим можно продегидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,1,3,3-тетрафтор-1-бутена который в свою очередь можно затем ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-трифторметил-1,1,1,3,3-пентафторбутана.

В качестве еще одного примера, 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4-гептафторпентан можно получать в результате фторирования промышленного продукта, 2,3-пентандиона, с образованием 2,2,3,3-тетрафторпентана, который затем можно дегидрогенизировать с получением 3,3,4,4-тетрафтор-1-пентена, 3,3,4,4-тетрафтор-1-пентен можно ввести в реакцию с CF₃ с получением 2-трифторметил-1,3,3,4,4-пентафторпентана, который затем можно дегидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,3,3,4,4-пентафтор-1-пентена; 2-трифторметил-1,3,3,4,4-пентафтор-1-пентен затем можно ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-трифторметил-1,1,3,3,4,4-гексафторпентана, который вслед за этим можно продегидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,1,3,3,4,4-гексафтор-1-пентена, который в свою очередь можно затем ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4-гептафторпентана.

В качестве еще одного примера, 2-трифторметил-1,1,1,3,3,-пентафторпентан можно получать в результате фторирования 3-пентанона, с образованием 3,3-дифторпентана, который затем можно дегидрогенизировать с получением 3,3-дифтор-1-пентена. 3,3-дифтор-1-пентена можно ввести в реакцию с CF₃ с получением 2-трифторметил-1,3,3-трифторпентана, который можно затем дегидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,3,3-трифтор-1-пентена, 2-трифторметил-1,3,3-трифтор-1-пентен затем можно ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-трифторметил-1,1,3,3-тетрафторпентана, который вслед за этим можно продегидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,1,3,3-тетрафтор-1-пентена, который в свою очередь можно затем ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-трифторметил-1,1,1,3,3-пентафторпентана.

В качестве еще одного примера, 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4-гептафторгексан можно получать в результате фторирования промышленного продукта, 3,4-гександиона, с образованием 3,3,4,4-тетрафторгексана, который затем можно дегидрогенизировать с получением 3,3,4,4-тетрафтор-1-гексена. 3,3,4,4-тетрафтор-1-гексен можно ввести в реакцию с CF₃ с получением 2-трифторметил-1,3,3,4,4-пентафторгексана, который затем можно дегидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,3,3,4,4-пентафтор-1-гексена; 2-трифторметил-1,3,3,4,4-пентафтор-1-гексен затем можно ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-трифторметил-1,1,1,3,4,4-гексафторгексана, который вслед за этим можно продегидрогенизировать с получением 2-трифторметил-1,1,3,3,4,4-гексафтор-1-гексена; который в свою очередь можно затем ввести в реакцию с фтористым водородом с получением 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4-гептафторгексана.

Расчетная температура кипения 2-трифторметил-1,1,1,3,3,3-гексафторпропана составляет около 38^oC, тогда как расчетная температура кипения 2-метил-1,1,1,3,3,3-гексафторпропана составляет около 30^oC. Расчетная температура кипения 2-трифторметил-1,1,1,4,4,4-гексафторбутана составляет около 75^oC. Расчетная температура кипения 2-трифторметил-1,1,1,3,3-пентафторпентана составляет около 38^oC, тогда как расчетная температура кипения 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4-гептафторгексана составляет около 55^oC.

Новые соединения согласно изобретению могут использоваться в качестве растворителей для различных способов обезжиривания в парах, холодной чистки и чистки с применением растворителя, включая удаление флюса и сухую чистку. Вследствие наличия у них указанных выше температур кипения, 2-трифторметил-1,1,1,3,3,3-гексафторпропан; 2-метил-1,1,1,3,3,3-гексафторпропан; 2-трифторметил-1,1,1,3,3-пентафторпентан и 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4-гептафторгексан можно использовать в качестве растворителей - заменителей CFC-113. Вследствие своей температуры кипения 2-трифторметил-1,1,1,4,4,4-гексафторбутан особо предпочтительно использовать в качестве заменителя для хлороформа и перхлорэтилена при использовании в качестве растворителя.

Изобретение предусматривает также способ очистки твердой поверхности, включающий обработку указанной поверхности соединением общей формулы
,
в которой каждый из R может быть одинаковым или различным и принадлежит к группе, состоящей из CF₃, CHF₂, CH₂F и CH₃CF₂, а R' представляет собой алкильную или фторалкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода.

Предпочтительно R' в приведенной выше общей формуле принадлежит к группе, состоящей из CF₃, CHF₂, CH₂F, CH₃ CF₃(CF₂)_n-, CF₃CF₂CHF-, CF₃CF₂CH₂-, CF₃(CHF)_n-CF₃CHFCF-, CF₃CHFCH₂-, CF₃(CH₂)_n-, CF₃CH₂CF₂-, CF₃CH₂CHF-, CHF₂(CF₂)_n-, CHF₂CF₂CHF-, CHF₂CF₂CH₂-, CHF₂(CHF)_n-,
CHF₂CHFCF₂-, CHF₂CHFCH₂-, CHF₂(CH₂)_n-, CHF₂CH₂CF₂-, CHF₂CH₂CHF-, CH₂F(CF₂)_n-, CH₂FCF₂CHF-, CH₂FCF₂CH₂-, CH₂F(CHF)_n-, CH₂FCHFCF₂-,
CH₂FCHFCH₂-, CH₂F(CH₂)_n-, CH₂FCH₂CF₂-, CH₂FCH₂CHF-, CH₃(CF₂)_n-, CH₃CF₂CHF-, CH₃CF₂CH₂-, CH₃(CHF)_n-, CH₃CHFCF₂-, CH₃CHFCH₂-, и CH₃(CH₂)_m(CF₂)_n, а m равно от 1 до 3, и n равно 1 или 2.

Предпочтительно все R в приведенной выше формуле одинаковы и более предпочтительно каждый из R в приведенной выше формуле представляет собой CF₃.

В случае когда R' представляет собой группу CF₃CF₂CF₂-, соединение представляет собой 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4,5,5,5-декафторпентан. Для получения 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4,5,5,5-декафторпентана можно использовать любой известный согласно имеющемуся уровню техники способ. Так, например, производимый в промышленных масштабах гексафторпропен можно олигомеризовать с использованием промышленно производимого триметиламина в биполярном апротонном растворителе, например в промышленно производимом тетрагидрофуране, с получением (CF₃)₂C:CFCF₂CF₃, который затем вводят в реакцию с промышленно производимым фтористым водородом, получая 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4,5,5,5-декафторпентан в соответствии со способом, описанным У. Бранскиллом с сотр., "Анионная олигомеризация гексафторпропена: расщепление связи углерода - углерод фторид-ионом". Chemical Communications. 1444 (1970).

В случае когда R' представляет собой группу CF₃CF₂ соединение представляет собой 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4,4-октафторбутан, для получения 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4,4-октафторбутана можно использовать любой известный согласно имеющемуся уровню техники способ. Так, например, 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4,4- октафторбутан можно получать в результате реакции фторида цезия и перфтор-3-метилбут-1-ена во влажном сульфоланом в соответствии со способом, описанным Робертом Н.Хазельдайном с сотр., "Химия фторолефинов", ч. 2 "Некоторые реакции перфтор-3-метилбут-1-ена в ионных и свободнорадикальных условиях", J. Chem. Soc. 565 (1979).

В случае когда R' представляет собой CF₃, указанное соединение представляет собой 2-трифторметил-1,1,1,3,3,3-гексафторпропан. Для получения 2-трифторметил-1,1,1,3,3,3-гексафторпропана можно использовать любой известный согласно имеющемуся уровню техники способ. Так, например, производимый промышленно гексафторпропен можно вводить в реакцию с фтористым водородом с получением 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропана, который можно нагреть при примерно 475-700^oC в присутствии активированного угля с получением 2-тpифтopметил-1,1,1,3,3,3-гексафтopпpoпанa в соответствии со способом, описанным в патенте США 2781763, содержание которого введено в настоящее описание в качестве справочного материала.

Расчетная температура кипения 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4,4-октафторбутана составляет около 47^oC. Вследствие того что он имеет указанную температуру кипения, 2-трифторметил-1,1,1,3,3,4,4, 4-октафторбутан, может быть особенно полезным в качестве растворителя, заменяющего CFC-113.

При использовании способа согласно изобретению можно применять композиции для очистки твердых поверхностей, обрабатывая поверхности указанными соединениями в соответствии с любым способом согласно имеющемуся уровню техники, например, погружая их в растворитель или распыляя на них растворитель, или используя известную аппаратуру для обезжиривания.

При использовании новых соединений для очистки твердых поверхностей посредством распыления соединений согласно изобретению на указанные поверхности предпочтительно, чтобы новые соединения наносились на поверхности с использованием газов для создания аэрозолей. Предпочтительно указанный газ для создания аэрозолей принадлежит к группе, состоящей из фторхлоруглеводородов, фторуглеродов и их смесей. В число пригодных для создания аэрозолей фторхлоруглеводородов входят дихлорфторметан (известный под обозначением HCFC-21), хлордифторметан (известный под обозначением HCFC-22), 1,1-дихлор-2,2-дифторэтан (известный под обозначением HCFC-132а), 1-хлор-2,2,2-трифторэтан (известный под обозначением HCFC-133), и 1-хлор-1,1-дифторэтан (известный под обозначением HCFC-142b); производимые в промышленных масштабах HCFC-21, HCFC-22 к HCFC-142b можно использовать согласно изобретению. В числе пригодных в качестве средств создания аэрозолей фторуглеродов входят трифторметан (известный под обозначением HFC-23), 1,1,1,2-тетрафторэтан (известный под обозначением HFC-l34a) и 1,1-дифторэтан (известный под обозначением HFC-152а); производимые в промышленных масштабах HFC-23 и HFC-152, а можно использовать согласно изобретению. До тех пор, пока HFC-134a не станет промышленным продуктом, производимым в достаточных количествах, его можно получать согласно известному способу описанному в патенте США 4851595. В число предпочтительных газов для создания аэрозолей входят хлордифторметан и 1,1,1,2-тетрафторэтан.

Частично фторированные алканы согласно изобретению можно использовать также в качестве пенообразующих агентов в соответствии со способом, предложенным во взаимосвязанной независимой заявке США (служебный реестр патентного поверенного 30-2904 (4520), содержание которой включено в данное описание в качестве справочного материала.

Примеры 1-540. Для каждого из примеров получают новые соединения приведенной выше общей формулы, содержащие приведенные в таблице группы R и R'.

Примеры 541-1080. Металлические полоски загрязняют различными типами масел.

Загрязненные полоски металла погружают в новые растворители, перечисленные в таблице, на промежуток времени от 15 с до 2 мин, вынимают из растворителя и дают им высохнуть. При визуальном осмотре видно, что загрязнения практически полностью очищаются.

Примеры 1081-1620. Металлические полоски загрязняют различными типами масел. 3агрязненные полоски металла обтирают новыми растворителями, перечисленными в таблице и дают им высохнуть. При визуальном осмотре видно, что загрязнения практически полностью очищаются.

При рассмотрении подробного описания изобретения и его предпочтительных вариантов следует принимать во внимание, что возможны различные его модификации и изменения, которые описываются прилагаемой его формулой.

Использование: третичные частично фторированные алканы общей формулы R¹(R)₂CH, в которой каждый из R может быть одинаковым или различным и выбирают из группы, состоящей из CF₃, CHF₂, CH₂F и CH₃CF₂, а R¹ представляет собой алкильную или фторалкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода при том условии, что в случае, когда каждый из R представляет собой CF₃, R¹ не может представлять собой CF₃(CF₂)₂-, CF₃CF₂-, CH₃, CF₃, CHF₂, CH₂F, CF₃CHF; CF₃CH₂-, CH₃CH₂, CF₃CF₂CHF-, CF₃CF₂CH₂-, CF₃CH₂CF₂CH₂-, CHF₂(CF₂)₃ или CH₃(CH₂)₃-, и при условии, что указанное соединение не является (CHF₂)₂(CF₃)CH, (CHF₂)₂(CH₂F)CH, (CF₃)(CHF₂)(CH₂F)CH, (CF₃)(CH₃CF₂)(CH₃)CH, (CH₂F)₂(CH₃CF₂)CH, (CH₂F)(CH₃CF₂)(CH₃)CH и (CH₃CF₂)₂(CH₃)CH, могут использоваться в качестве растворителей при различных вариантах промышленной очистки твердой поверхности, включая холодную чистку, сухую чистку и удаление флюса с печатных схем. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Третичные частично фторированные алканы общей формулы

в которой каждый из R может быть одинаковым или различным и выбран из группы, состоящей из CF₃, CHF₂, CH₂F и CH₃ CF₂;
R¹ алкильная или фторалкильная группа, содержащая 1 6 атомов углерода при том условии, что в случае, когда каждый из R CF₃, R¹' не может представлять собой CF₃(CF₂)₂-, CF₃CF₂-, CH₃, CF₃, CHF₂, CH₂F, CF₃CHF-, CF₃CH₂-, CH₃CH₂, CF₃CF₂CHF-, CF₃CF₂CH₂-, CF₃CH₂CF₂CH₂, CHF₂(CF₂)₃ или CH₃(CH₂)₃-, и при том условии, что указанное соединение не является (CHF₂)₂(CF₃)CH, (CHF₂)₂(CH₂F)CH, (CF₃)(CHF₂)(CH₂F)CH, (CF₃)(CH₃CF₂)(CH₃)CH,
(CH₂F)₂(CH₃CF₂)CH, (CH₂F)(CH₃CF₂)(CH₃)CH и (CH₃CF₂)₂(CH₃)CH. 2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что R¹ выбирают из группы, состоящей из CF₃, CHF₂, CH₂F, CH₃, CF₃(CF₂)_n-, CF₃CF₂CHF-, CF₃CF₂CH₂-, CF₃(CHF)_n-,
CF₃CHFCF₂-, CF₃CHFCH₂-, CF₃(CH₂)_n-, CF₃CH₂CF₂-, CF₃CH₂CHF₂-, CHF₂(CF₂)_n-, CHF₂CF₂CHF-, CHF₂CF₂CH₂-, CHF₂(CHF)_n-, CHF₂CHFCF₂-,
CHF₂CHFCH₂-, CHF₂(CH₂)_n-, CHF₂CH₂CF₂-, CHF₂CH₂CHF-, CH₂F(CF₂)_n-, CH₂FCF₂CHF-, CH₂FCF₂CH₂-, CH₂F(CHF)_n-, CH₂FCHFCF₂-, CH₂FCHFCH₂-,
CH₂F(CH₂)_n-, CH₂FCH₂CF₂-, CH₂FCH₂CHF-, CH₃(CF₂)_n-, CH₃CF₂CHF-, CH₃CF₂CH₂-, CH₃(CHF)_n-, CH₃CHFCF₂-, CH₃CHFCH₂-, CH₃(CH₂)_M(CF₂)_n; m 1 3, n 1 или 2, при условии, что если каждый из R представляет собой группу CF₃, R¹ не может представлять собой группу CF₃, CF₃CF₂- или CF₃(CF₂)₂-. 3. Соединение по п.2, отличающееся тем, что указанные R имеют одинаковые значения. 4. Соединение по п.3, отличающееся тем, что каждый из R CF₃. 5. Соединение по п. 4, отличающееся тем, что R¹ выбирают из группы, состоящей из CH₃CF₂-, CH₃(CF₂)₂- и CH₃CH₂CF₂-. 6. Соединение по п.5, отличающееся тем, что R¹ - CH₃CF₂-. 7. Способ очистки твердой поверхности с использованием фторсодержащего углеводорода, отличающийся тем, что в качестве фторсодержащего углеводорода используют соединение общей формулы

где R может быть одинаковым или различным и выбран из группы, состоящей из CF₃, CHF₂, CH₂F и CH₃CF₂;
R¹ алкил или фторалкил, содержащий 1 6 атомов углерода.