СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРИЗОПРОПАНОЛА Российский патент 2015 года по МПК C07C31/38 C07C29/143 

Описание патента на изобретение RU2547654C1

Изобретение относится к способу получения гексафторизопропанола (ГФИП).

ГФИП обладает уникальным сочетанием физикохимических свойств - высокой полярностью, низкой вязкостью, низкой температурой кипения (58°C), высокой растворимостью в воде и в большинстве органических растворителей. ГФИП способен растворять ряд полимерных материалов, что обуславливает его широкое использование в электронике, кроме того ГФИП является исходным сырьем для получения севуфлорана - анестетика нового поколения.

Известные способы получения ГФИП основаны на восстановлении гексафторацетона (ГФА).

В способах, использующих газофазное восстановление ГФА, восстановителем является водород. В качестве катализаторов используют палладий на угле (FR 2027172, опубл. 28.11.1969, US 3702872, опубл. 14.11.1972), а также палладий на алюминии и платину на алюминии или никелевый катализатор (US 4467124, опубл. 21.08.1984, GB 2073181, опубл. 14.10.1981).

Недостатком данных способов является необходимость специальной аппаратуры для работы с газами, а также необходимость использования исходного ГФА высокой очистки (в противном случае происходит быстрое отравление катализатора), что приводит к значительному удорожанию процесса.

Известны способы получения ГФИП в жидкой фазе, жидкофазные реакции проводят в специальной аппаратуре для работы под давлением, восстановление осуществляют либо водородом на катализаторе палладий-уголь (CN 101323558А), либо донорами водорода, такими как низшие алифатические спирты, альдегиды, производные муравьиной кислоты, а в качестве катализаторов в этом случае используют гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов и их соли. (US3356742 опубл. 05.12.1967).

Недостатком способов, использующих восстановление гексафторацетона в жидкой фазе, является необходимость осуществления реакции в автоклавах при относительно высоких температурах и давлениях.

Известны способы восстановления ГФА в открытой системе изопропилмагнийбромидом (Изв. АН СССР (сер.хим.), 1962, с.684) и боргидридом натрия в диметиловом эфире диэтиленгликоля (SU 138604, опубл. 1961). Эти способы оперируют с дорогими реагентами, требующими предварительной очистки, работы с высокотоксичным безводным ГФА и непригодны для промышленного использования.

Известен способ получения гексафторизопропанола путем восстановления тригидрата гексафторацетона последовательным взаимодействием с гидразин-гидратом и перекисью водорода (RU 2346924, опубл.20.02.2009). Недостатком этого способа является использование токсичных и опасных реагентов: гидразин-гидрата и перекиси водорода довольно высокой концентрации (36-50%), а также его двухстадийность.

Также известен способ получения ГФИП восстановлением тригидрата ГФА в открытой системе в водной среде фосфористой кислотой в присутствии аммиака, катализируемого галогенидами переходных металлов (CuCl2, FeCl2, NiCl2, NiBr2) (RU 2470005 опубл.20.12.2012). В этом способе для воссстановления используют доступные и дешевые реагенты - фосфористую кислоту и водный раствор аммиака и каталитические количества солей металлов. Недостатками способа являются длительное время реакции и необходимость использования больших объемов реакционной смеси.

Наиболее близким к предлагаемому способу по химизму процесса можно считать способ восстановления ГФА низшими алифатическими спиртами, альдегидами и производными муравьиной кислоты в присутствии гидроксидов щелочных металлов или их солей в качестве катализаторов в закрытой системе при температурах 100-400°С. (US 3356742 опубл. 05.12.1967). Недостатком этого способа является необходимость работы с высокотоксичным газообразным ГФА и необходимость работы с аппаратами, предназначенными для работы под давлением.

Поскольку потребность в гексафторизопропаноле, в частности, для электроники продолжает расти, существует потребность в упрощении и удешевлении способов его промышленного производства.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения гексафторизопропанола, который позволил бы получать его с высокими выходами и уменьшить затраты на производственный процесс.

Задача решается заявляемым способом получения гексафторизопропанола, который состоит в восстановлении жидкого сесквигидрата ГФА (CF3COCF3·1,6H2O) производными муравьиной кислоты, предпочтительно формиатом аммония, при нагревании в открытой системе и позволяет получать ГФИП с выходами до 93%.

Восстановление проводят взаимодействием сесквигидрата ГФА с формиатом аммония, натрия или калия при нагревании до кипения реакционной смеси в мольном соотношении 1,5-4:1, сырец ГФИП выделяют отгонкой из реакционной смеси. Полученный таким образом сырец очищают перегонкой над концентрированной серной кислотой, выделяя целевой ГФИП чистотой 99+% с выходом до 93%. Результаты экспериментов приведены в таблице 1.

Таблица 1 № опыта Восстановитель Соотношение Время Выход (%) M(НСОО) M(НСОО):ГФА·1,6H2O (M=NH4, Na, K) реакции (час) (без учета конверсии) 1 NH4(HCOO) 3:1 6 92 2 Na(HCOO) 3:1 10 60 3 NH4(HCOO) 1,5:1 9 67 4 NH4(HCOO) 4:1 6 93 5 K(HCOO) 3:1 10 55 6 HCOOH+1,05экз.NH3 (30% водн.р-р) 3:1 20 40

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение выхода целевого продукта, использование дешевых и нетоксичных реагентов и простота аппаратурного оформления.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

В четырехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и эффективным обратным холодильником, соединенным на выходе со склянкой Тищенко с водой, к 595 г сесквигидрата гексафторацетона при перемешивании присыпают 580 г формиата аммония, нагревают до 105-110°C и кипятят в течение 6 часов. При кипячении наблюдается газовыделение и температура кипения реакционной смеси снижается к концу синтеза до 89°C. Колбу охлаждают до комнатной температуры и при охлаждении на бане с водой прикапывают муравьиную кислоту до кислой реакции. Обратный холодильник заменяют дефлегматором, соединенным с нисходящим прямым холодильником, аллонжем со склянкой Тищенко с водой на выходе и приемной колбой, охлаждаемой ледяной водой, и отгоняют сырец до температуры 95°C, получают 700 г сырца, который перегоняют из конц. серной кислоты, и получают 474 г гексафторизопропанола чистотой 97,2% по ГХ. Выход 92%.

Пример 2.

В четырехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и эффективным обратным холодильником, соединенным на выходе со склянкой Тищенко с водой, к 595 г сесквигидрата гексафторацетона при перемешивании присыпают 620 г формиата натрия, нагревают до 105-110°C и кипятят в течение 10 часов. Колбу охлаждают до комнатной температуры, обратный холодильник заменяют дефлегматором, соединенным с нисходящим прямым холодильником, аллонжем со склянкой Тищенко с водой на выходе и приемной колбой, охлаждаемой ледяной водой, и отгоняют сырец до температуры 95°C, получают 650 г сырца, который перегоняют из конц. серной кислоты, и получают 310 г гексафторизопропанола чистотой 97,3% по ГХ. Выход 60%.

Похожие патенты RU2547654C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРИЗОПРОПАНОЛА 2007
  • Игумнов Сергей Михайлович
  • Вязков Владимир Аркадьевич
RU2346924C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРИЗОПРОПАНОЛА 2011
  • Игумнов Сергей Михайлович
  • Тютюнов Андрей Александрович
RU2470005C1
Способ получения гексафторизопропанола и фторметилгексафторизопропилового эфира (севофлурана) 2016
  • Морино Юдзуру
  • Фуджии Сигеру
  • Накамити Тосихиро
  • Акиба Синья
  • Такеда Масааки
  • Фудзивара Масаки
RU2629366C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНТАФТОРПРОПИОНОВОЙ КИСЛОТЫ 2020
  • Игумнов Сергей Михайлович
  • Синько Александр Владимирович
  • Молчанов Максим Дмитриевич
RU2758675C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИМЕТИЛ(ТРИФТОРМЕТИЛ)СИЛАНА 2014
  • Игумнов Сергей Михайлович
  • Бойко Владимир Эдуардович
  • Дон Вероника Львовна
RU2550139C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРФТОРАЛКИЛЙОДИДОВ 2020
  • Игумнов Сергей Михайлович
  • Молчанов Максим Дмитриевич
RU2748928C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРФТОР(2,2-ДИМЕТИЛ-1,3-ДИОКСОЛА) 2016
  • Игумнов Сергей Михайлович
  • Бойко Владимир Эдуардович
  • Синько Александр Владимирович
  • Соколов Виктор Иванович
RU2633352C1
Способ получения формиата меди (II) 2019
  • Красильников Владимир Николаевич
  • Шевченко Владимир Григорьевич
  • Еселевич Данил Александрович
  • Конюкова Алла Вячеславовна
  • Дьячкова Татьяна Витальевна
  • Тютюнник Александр Петрович
RU2702227C1
Способ получения нанопорошка триоксида ванадия 2021
  • Красильников Владимир Николаевич
  • Гырдасова Ольга Ивановна
RU2761849C1
ДВУХСТАДИЙНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-(ФТОРМЕТОКСИ)-1,1,1,3,3,3-ГЕКСАФТОРИЗОПРОПАНА (СЕВОФЛУРАНА) 2007
  • Игумнов Сергей Михайлович
  • Вязков Владимир Аркадьевич
RU2368597C2

Реферат патента 2015 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРИЗОПРОПАНОЛА

Изобретение относится к способу получения гексафторизопропанола, который широко используется в электронике, а также является исходным сырьем для получения севуфлорана - анестетика нового поколения. Способ заключается в восстановлении гексафторацетона производными муравьиной кислоты. При этом гексафторацетон используют в виде его сесквигидрата и восстановление осуществляют взаимодействием указанного сесквигидрата с солями муравьиной кислоты при кипячении и следующем соотношении реагентов (CF3COCF3·1,6H2O):M(HCOO) 1:1,5-4, где M=NH4, Na, K. Способ позволяет получить гексафторизопропанол с высоким выходом. 1 табл., 2 пр.

Формула изобретения RU 2 547 654 C1

Способ получения гексафторизопропанола восстановлением гексафторацетона производными муравьиной кислоты, отличающийся тем, что гексафторацетон используют в виде его сесквигидрата и восстановление осуществляют взаимодействием указанного сесквигидрата с солями муравьиной кислоты при кипячении и следующем соотношении реагентов (CF3COCF3·1,6H2O):M(HCOO) 1:1,5-4, где M=NH4, Na, K.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2547654C1

US 3356742A, 05.12.1967
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРИЗОПРОПАНОЛА 2011
  • Игумнов Сергей Михайлович
  • Тютюнов Андрей Александрович
RU2470005C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРИЗОПРОПАНОЛА 2007
  • Игумнов Сергей Михайлович
  • Вязков Владимир Аркадьевич
RU2346924C1
CN 101323558A, 17.12.2008
JP 59204142A, 19.11.1984

RU 2 547 654 C1

Авторы

Игумнов Сергей Михайлович

Синько Александр Владимирович

Дон Вероника Львовна

Даты

2015-04-10Публикация

2014-02-14Подача