Способ получения насыщенных алифатических фторуглеродов Советский патент 1979 года по МПК C07C19/08 C07C17/00 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАСЬЩЕННЫХ АЛИФАТИЧЕСКИХ ФТОРУГЛЕРОДОВ Данное изобретение обладает следующими преимуществами: 1)основано на использовании, деше вого, доступного, выпускаемого промышленностью катализатора, что позво ляет исключить стадию приготовления катализатора, связанную с прймене- нием опасных в обращении реагентов; 2)основано на использовании дост ного сырья - фторангидридов фторкарбоновых кислот,получаемых,например, методом электрохимического фторирования . Согласно изобретению, фторангидрид перфтор- или моногидроперфторкарбоновой кислоты с помощью дозирую щего устройства при заданной темпера туре непрерывно подают в металлическ Например, из стали- или из никеля) трубчатый реактор, снабженный электр обогревом и заполненный катализатором-безводной окисью алюминия. Продукты пиролиза конденсируют в ряде последовательно подсоединенных охлаждаемых ловушек. Целевые продукты - фторуглероды - выделяют из кон.ленсата известными приемами, например ректификацией, обработкой водным растворами щелочей, перегонкой. Пример 1. Через трубчатый ре актор, выполненный из никеля, снабже ный электрообогревом и заполненный безводной окисью алюминия, при 225с непрерывно пропускают 43,5 г фторангидрида перфторэнантовой кислоты, содержащего 99,3% (43,2 г) основного продукта и 0,7% (3,0 г) перфторгексана. Продукты пиролиза конденсируют в системе ловушек, охлаждаемых водой и смесью ацетона с сухим льдом Конденсат анализируют методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) и ИК-спектроскопии. Получают 40,2 г конденсата, содержащего, по данным ГЖХ, 34,6% (14,4 г) перфторгексана и 65,0% (26,1 г) фторангидрида перфторэнантовой кислоты. Конверсия фторангидрида перфторэнантовой кислоты 40,2%. Выход певфторгексана, ра считанный на прореагировавший фторангидрид, 90%. Перфторгексан выделяют из конденсата ректификацией в с.теклянной колонке с числом теоре тических тарелок 12, oт Iывaют от ки лых примесей.5%-ным водным раствором гидрата окиси натрия, затем дистиллированной водой, сушат безводным сульфатом натрия. Выход чистого пер фторгексана 13,7 г (95%). ИК- и ЯМР (F) спектры очищенног образца соответствуют привед-знным в литературе. П р и м е р 2. Через реактор с б водной окисью алюминия, описанный в примере 1, при температуре непрерывно пропускают Фторангидрид перфторэнантовой кислоты с примесью (0,7%) перфторгексана. Из 120,0 г исходной смеси получают 111,3 г кон денсата, содержащего, по данным ГЖХ, 94,0% (106,0 г) перфторгексана и (2,9 г) фторангидрида перфторэнантовой кислоты. Конверсия фторангидрида 97,5%. Выход перфторгексана составляет 98,5% в расчете на прореагировавший Фторангидрид. Конденсат отмывают от кислых примесей 5%-ным раствором гидрата окиси натрия, затем дистиллированной водой, сушат безводным сульфатом натрия и ректифицируют на вьичеуказанной колонке. Выход перфторгексана 103,0 г (97,4%). Т.кип. 57°С, ,689 г/см ОТ - 1,2515. Пример 3. При проведении данного эксперимента используют оборудование, описанное в примере 1.Через реактор с безводной окисью алюминия при температуре 320С пропускают 51,0 г фторангидрида перфторвалериановой кислоты. При зтом собирают 45,8 г конденсата, содержащего 96,9% (44,4 г) перфторбутана и 2,2% (2,1 г) фторангидрида перфторвалериановой кислоты;-остальные 0,9% - неидентифидированные фторсодержащие соединения некислотного характера. Конверсия .фторангидрида перфторвалериановой кислоты 98,0%. Выход перфторбутана, по данным ГЖХ 98,.9% в расчете на прореагировавший Фторангидрид, Целевой продукт после отмывки от кислых примесей водным 5%-ным раствором гидрата окиси натрия и дистиллированной водой сушат плавленым хлористым кальцием и .ректифицируют в лабораторной стеклянной низкотемпе-ратурной колонне. . Характеристики полученного перфторбутана (пределы перегонки, ИК- и ЯМР ()-спектры) совпадают с приведенными в литературе. Пример 4. Через реактор в условиях, указанных в. примере 2, пропускают 77,7 г фторангидрида моногидроперфторэнантовой кислоты. В ловушках собирают 72,5 г конденсата, по данным ГЖХ, содержащего 91,2% (66,1 г) моногидроперфторгексана и 4,7% (3,4 г) фторангидрида моногидроперфторэнантовой кислоты; остальное насыщенные фторуглероды. Конверсия фторан гидрида моногидроп рфторэнантовой кислоты 95,5%. Выход моногидроперфторгексана 92,9% в расчете на прореагировавший Фторангидрид. Целевой продукт выделяют, как в примерах 1 и 2, Выход очищенного продукта 64,5 г (98,0%) Т.кип.71-72С, d |°1,686. Пример5. В реактор, описанный в примере 1, при температуре 360°С непрерывно и равномерно подают Фторангидрид лерфторпеларгоновой кислоты. Исходный продукт содержит 96,2% основного яощества, 2,0% перфтороктама,оста.)1ьное - фторуглероды с числом углеродных атомов менее 8. Из 50,0 г исходного продукта получают 47,7 г конденсата, в котором по данным ГЖХ, 70,0% (33,4 г) перфт октана, 18,6% (8,9 г) фторангидрида перфторпеларгоновой кислоты, осталь ное, в основном, насыщенные фторугл роды с числом углеродных атомов менее 8. Конверсия фторангидрида перфторпеларгоновой кислоты 81,5%, выход перфтороктана 88,4%, считая на прореагировавший фторангидрид, Перфтороктан выделяют из конденсата, как в примерах 1 и 2. Выделяю 32,4 г (98,1%) очищенного перфтороктана. Т.кип. 104-105°С, 1,76. ИК- и ЯМР ()-спектры соединения с падают с приведенными в литературе. Примерб. В аппаратуре, анал гичной описанной в примере 1, прово дят декарбонилирование при температуре 400С смеси фторангидрида перфторэнантовой кислоты (41,3%) и фтор ангидрида моногидроперфторэнантовой кислоты (34,6%). Остальные компонен ты смеси - перфторгексан (10,0%) и моногидроперфторгексан (15,1%), Из 152,4 г исходного продукта получают 123,8 г конденсата, содержащего 49,4% (61,0 г) перфторгексана, 46,7% (57,8 г) моногидроперфторгексана 0,7% (1,1 г) фторангидрида перфторэнантовой кислоты и 3,0% (3,9 г) фторангидрида моногидроперфторэнантовой кислоты. Конверсия фторангидрида перфторэнантовой кислоты 98,0%f фторангидрида моногидроперфторэнантовой кис.лоты 92,6%. Выход перфторгексаьа 97,3%, моногидроперфторгексана 94,2% в расчете .ча прореагировавшие фторангидриды. Фторуглероды выделяют из конденсата, как описано в примерах 1 и 2. Полученные продукты идентичны выделенным в примерах 1, 2 и 3. Выход перфторгексана после очистки 59,6 г (98,0%), моногидроперфторгексан.а 56,5 г (97,6%). П р И м е р 7. Через реактор, изготовленный из нержавеющей стали, аналогичный описанному в примере 1, заполненный безводной окисью алюминия, при 500С пропускают 29,8 г фторангидрида перфторэнантовой кислоты. Получают 24,9 г конденсата, содержащего 96,6% (24,0 г) перфторгексана. Конверсия фторангидрида перфторэнантовой кислоты 100%, выход перфторгексана 87,5%. Перфторгексан выделяют- и идентифицируют, как в примерах 1 и 2. Настоящее изобретение позволяет использовать доступное сырье - фторангидриды поли- и перфторкарбоновых кислот и практически с количественным выходом превратить их во фторуглероды, например в перфторб тан и перфторгексан - крайне необходимые продукты для радиотехнической, электротехнической промышленности и некоторых других областей техники. Из сравнения с известным способом следует, что применение безводной окиси алюминия в качестве катализатора упрощает процесс получения насыщенных алифатических фторуглеродов. Формула изобретения Способ получения насыщенных алифатических фторуглеродов декарбонилированием фторангидридов полифторкарбоновых кислот при температуре 225500°С в присутствии катализатора на основе алюминия, отличающи йс я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве катаизатора используют безводную окись алюминия. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Вейганд-Хильгетаг. Методы экспеимента в органической химии. М., Химия, 1968, с.823. 2.Патент СШЛ f 3018306, кл. 260-544, 23.02.62.