制备含卤代氟化醚的化合物的方法技术

本文描述了三种使用氟化烯烃或六氟环氧丙烷制备含卤代氟化醚的化合物的方法。

Process for the preparation of compounds containing halogenated fluorinated ethers

Three methods for the preparation of halogenated fluorinated ethers using fluorinated olefins or six fluorinated propylene oxide are described.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备含卤代氟化醚的化合物的方法
本专利技术公开了制备含卤代氟化醚的化合物的方法。
技术介绍
含溴/碘的化合物是用于制备过氧化物可固化弹性体的关键物质。这些化合物用作链转移剂和/或用作固化位点单体。例如，二碘全氟丁烷[I(CF2)4I]是最常用的链转移剂之一并且可用作固化位点单体的前体(例如，包含末端双键的碘化合物)。含溴/碘的酰基氟也是制备乙烯基或烯丙基醚的有价值的前体，这些乙烯基或烯丙基醚在制备用于多种应用的弹性体以及长支链化合物中可用作固化位点单体。
技术实现思路
需要在合成含氟聚合物中可用作链转移剂或固化位点单体的替代和/或新化合物。还需要制造可用作链转移剂或固化位点单体的化合物的新方法，该方法较便宜和/或使用易得的起始物质，诸如例如氟磺酸(FSO3H)、四氟乙烯(TFE)、六氟环氧丙烷(HFPO)、卤素单质和卤间化合物。在一方面，本专利技术描述了由氟代烯烃制备含卤代氟化醚的化合物的方法，该方法包括：(i)卤化过氧化二氟磺酰，然后与第一氟代烯烃反应，以形成卤代氟有机酰基氟；(ii)使卤代氟有机酰基氟与第一化合物反应，该第一化合物选自以下中的至少一者：(a)第二氟代烯烃，在含卤化合物的存在下，使卤代氟有机酰基氟与第二氟代烯烃反应以形成含卤代氟化醚的化合物；以及(b)HFPO，使卤代氟有机酰基氟与HFPO反应以形成对应的酰基氟，并将对应的酰基氟转化成含卤代氟化醚的化合物。在另一方面，本专利技术描述了由氟代烯烃制备含卤代氟化醚的化合物的方法，该方法包括：(i)使用含氰根的化合物和TFE形成2,2,3,3-四氟-3-卤代丙腈，其中所述形成选自：a)使XCN加成到TFE，其中X为I、Br或Cl；以及b)使MCN加成到TFE(其中M为碱金属)，然后与含卤化合物接触；(ii)将2,2,3,3-四氟-3-卤代丙腈转化成2,2,3,3-四氟-3-卤代丙酰氟；(iii)使2,2,3,3-四氟-3-卤代丙酰氟与第一化合物反应，该第一化合物选自以下中的至少一者：(a)氟代烯烃，在含卤化合物的存在下，使2,2,3,3-四氟-3-卤代丙酰氟与氟代烯烃反应以形成含卤代氟化醚的化合物；以及(b)HFPO，使2,2,3,3-四氟-3-卤代丙酰氟与HFPO反应以形成对应的酰基氟，并将对应的酰基氟转化成含卤代氟化醚的化合物。在又一方面，本专利技术描述了制备含卤代氟化醚的化合物的方法，该方法包括：(i)使全氟有机二酰基二氟与第一化合物反应，该第一化合物选自以下中的至少一者(a)第一氟代烯烃，在含卤化合物的存在下，使全氟有机二酰基二氟与第一氟代烯烃反应以形成含卤代氟化醚的化合物；以及(b)HFPO，使全氟有机二酰基二氟与HFPO反应以形成对应的二酰基二氟，并将对应的二酰基二氟转化成含卤代氟化醚的化合物。以上
技术实现思路
并非旨在描述每个实施方案。在下面的具体实施方式中还列出了本专利技术的一个或多个实施方案的细节。根据本说明书和权利要求书，其它特征、目标和优点将显而易见。具体实施方式如本文所用，术语“一个”，“一种”和“所述”可互换使用并意指一个或多个；“和/或”用于表示一种或两种所说明的情况可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)；“氟代烯烃”是包含至少一个末端碳碳双键(例如烯烃或聚烯)的脂族化合物。氟代烯烃是氟化的，这意味着至少一个碳氢键被碳氟键替代。氟代烯烃可以是部分氟化(其中该化合物包含至少一个碳氢键和至少一个碳氟键)或完全氟化的(其中该化合物包含碳氟键但无碳氢键)。示例性氟代烯烃选自四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、偏二氟乙烯(VDF)和三氟氯乙烯(CTFE)中的至少一者；“含卤化合物”选自卤素单质(I2、Br2或Cl2)或卤间化合物；并且“卤间化合物”是指包含至少两种或更多种不同卤素的化合物，例如具有式XYn的化合物，其中n是1-7的奇数整数，并且X和Y是卤素，其中X是电负性较弱的卤素，诸如例如IF和ICl。亦如文中所述，由端点表述的范围包括该范围内所包含的所有数值(例如，1至10包括1.4、1.9、2.33、5.75、9.98等)。亦如文中所述，表述“至少一个”包括一以及大于一的所有数字(例如，至少2、至少4、至少6、至少8、至少10、至少25、至少50、至少100等)。本文描述了使用氟代烯烃或HFPO(六氟环氧丙烷)制备含卤代氟化醚的化合物的方法。方法I合成方法I始于过氧化二氟磺酰。过氧化二氟磺酰(FO2SO-OSO2F)可使用氟磺酸(FSO3H)通过电化学方法制备。过氧化二氟磺酰通过在至少10℃、20℃、23℃、25℃、30℃或甚至35℃并且最多40℃、50℃、60℃或甚至80℃的温度下与含卤化合物反应而被卤化。一般来讲，至少应当使用与含卤化合物中卤素摩尔等同的过氧化二氟磺酰以利于产物形成。然后，引入第一氟代烯烃，以经由对应的氟代硫酸盐作为中间体形成卤代氟有机酰基氟。该反应可原位发生或可推开以利于通过引入合适的氟源诸如例如碱性氟化物(MF)、碱土金属氟化物(MF2)或四有机基氟化铵转化成酰基氟。在一个实施方案中，该反应可在至少10℃、20℃、23℃、25℃、30℃或甚至35℃并且最多40℃、50℃、60℃、80℃或甚至100℃的温度下进行。在此反应中，在少量氟化物的存在下，中间生成的含卤代烯烃的氟代硫酸盐(例如I-CF2CF2-OSO2F)转化成对应的卤代氟有机酰基氟。所用氟化物的量在氟离子摩尔与-OSO2F摩尔比值的0.03mol％至10mol％的范围内。或者，可通过蒸馏分离中间生成的含卤代烯烃的氟代硫酸盐，并随后与少量氟化物(0.03mol％至10mol％)反应，以生成对应的氟有机卤代酰基氟。所得的卤代氟有机酰基氟化合物可通过已知的方法分离和纯化。卤代氟有机酰基氟例如具有XCF2C(O)F或XCF(CF3)C(O)F的结构，其中X＝I、Br或Cl。然后卤代氟有机酰基氟与第二氟代烯烃或HFPO反应。如果卤代氟有机酰基氟与第二氟代烯烃反应，则该反应是在含卤化合物的存在下进行的以形成含卤代氟化醚的化合物。该反应优选地在-40℃至+60℃范围内的温度下进行，这取决于所用的催化剂。该反应优选地在非反应性有机溶剂中进行，例如沸点高达275℃的那些(例如三甘醇二甲醚和四甘醇二甲醚)，优选地沸点高达170℃的那些(例如CH3CN、四氢呋喃、丙腈、一甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚)或它们的混合物。卤代氟有机酰基氟与第二氟代烯烃的摩尔比在1:0.5至1:5的范围内，优选地在1:1.1至1:1.2的范围内。如果卤代氟有机酰基氟与HFPO反应，则其形成对应的酰基氟，然后该酰基氟转化成含卤代氟化醚的化合物。卤代氟有机酰基氟与HFPO的反应通过优选地在-40℃至+60℃范围内的温度(取决于所用的催化剂)下，在沸点高达275℃的非反应性有机溶剂(例如三甘醇二甲醚和四甘醇二甲醚)、优选地沸点高达170℃的那些(例如CH3CN、四氢呋喃、丙腈、一甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚)或其混合物中使化合物接触而发生。卤代氟有机酰基氟与HFPO的摩尔比在1:0.5至1:5的范围内，优选地在1:1.1至1:1.2的范围内。对应的酰基氟可使用多种方法转化成含卤代氟化醚的化合物。在第一实施方案中，对应的酰基氟与第三氟代烯烃在含卤化合物的存在下反应以形成含卤代氟化醚的化合物。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由氟代烯烃制备含卤代氟化醚的化合物的方法，所述方法包括：(i)卤化过氧化二氟磺酰，然后与第一氟代烯烃反应，以形成卤代氟有机酰基氟；(ii)使所述卤代氟有机酰基氟与第一化合物反应，所述第一化合物选自以下中的至少一者：(a)第二氟代烯烃，在含卤化合物的存在下，使所述卤代氟有机酰基氟与所述第二氟代烯烃反应以形成所述含卤代氟化醚的化合物；以及(b)HFPO，使所述卤代氟有机酰基氟与所述HFPO反应以形成对应的酰基氟，并将所述对应的酰基氟转化成所述含卤代氟化醚的化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.01 US 62/085,6961.一种由氟代烯烃制备含卤代氟化醚的化合物的方法，所述方法包括：(i)卤化过氧化二氟磺酰，然后与第一氟代烯烃反应，以形成卤代氟有机酰基氟；(ii)使所述卤代氟有机酰基氟与第一化合物反应，所述第一化合物选自以下中的至少一者：(a)第二氟代烯烃，在含卤化合物的存在下，使所述卤代氟有机酰基氟与所述第二氟代烯烃反应以形成所述含卤代氟化醚的化合物；以及(b)HFPO，使所述卤代氟有机酰基氟与所述HFPO反应以形成对应的酰基氟，并将所述对应的酰基氟转化成所述含卤代氟化醚的化合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中使所述对应的酰基氟转化选自：(i)使所述对应的酰基氟与第三氟代烯烃在含卤化合物的存在下反应以形成所述含卤代氟化醚的化合物；(ii)使所述对应的酰基氟热解以形成乙烯基醚；然后使所述乙烯基醚与卤间化合物反应以形成所述含卤代氟化醚的化合物；(iii)使所述对应的酰基氟与CF2＝CF-CF2-OSO2F反应以形成所述含卤代氟化醚的化合物；或(iv)使所述对应的酰基氟与LiI反应以形成所述含卤代氟化醚的化合物。3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括使所述对应的酰基氟与HFPO反应以形成细长的酰基氟，然后将所述细长的酰基氟转化成所述含卤代氟化醚的化合物。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述含卤代氟化醚的化合物具有选自以下中的至少一者的结构：X-CFYCF2-[OCF(CF3)CF2]n-O-RF(I)其中X选自Br、Cl和I；Y为F或CF3；n为0至3的整数，并且RF为CF＝CF2和CF2CF＝CF2；以及X-CFYCF2-[OCF(CF3)CF2]n-O-Rf-X1(II)其中X和X1独立地选自Br、Cl和I；Y为F或CF3；Rf选自CF2CF2、CF(CF3)CF2、CFClCF2或CH2CF2；并且n为1至3的整数。5.一种由氟代烯烃制备含卤代氟化醚的化合物的方法，所述方法包括：(i)使用含氰根的化合物和TFE形成2,2,3,3-四氟-3-卤代丙腈，其中所述形成选自：a)使XCN加成到TFE，其中X为I、Br或Cl；以及b)使MCN加成到TFE，其中M为碱金属，然后与含卤化合物接触；(ii)将所述2,2,3,3-四氟-3-卤代丙腈转化成2,2,3,3-四氟-3-卤代丙酰氟；(iii)使所述2,2,3,3-四氟-3-卤代丙酰氟与第一化合物反应，所述第一化合物选自以下中的至少一者(a)氟代烯烃，在含卤化合物的存在下，使所述2,2,3,3-四氟-3-卤代丙酰氟与氟代烯烃反应以形成所述含卤代氟化醚的化合物，以及(b)HFPO，使所述2,2,3,3-四氟-3-卤代丙酰氟与所述HFPO反应以形成所述对应的酰基氟，并将所述对应的酰基氟转化成含卤代氟化醚的化合物。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述对应的酰基氟的所述转化选自：(a)使所述对应的酰基氟与第二化合物反应，所述第二化合物选自以下中的至少一者：(i)第三氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·辛策，马库斯·E·希尔施贝格，凯·赫尔穆特·洛哈斯，沃纳·施韦特费格，奥列格·夏伊绍科夫，阿尔内·塔勒，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US