Способ получения трифторуксусной кислоты или ее солей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается галоидзамещенных алифатических кислот, в частности трифторуксусной кислоты или ее солей, используемых в органическом синтезе лекарственных веществ и сельскохозейственных химикатов. Цель изобретения - упрощение процесса. Последний ведут электролизом смеси бромтрифторметана и диоксида углерода с использованием инертного катода, электролита (на основе раствора четвертичной аммониевой соли в апротонном полярном растворителе) и анода из металла, способного к анодному растворению в данной системе, например цинка, алюминия, кадмия. Процесс ведут в герметичной ячейке с неразделенными катодным и анодным пространствами при непрерывном введении в ячейку смеси газообразных бромтрифторметана и диоксида углерода, взятых в молярном соотношении 1:(1,5-5). Целевой продукт выделяют в виде соли, которую, при необходимости, переводят в кислоту. Эти условия позволяют проводить электролиз с неразделенным катодным и анодным пространством при сокращении расхода лилового электролита (в 50-100 ). С $ С/ с

СОЮЗ СавЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<»>SU«„>

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4720622/04 (22) 18.07.89 (46) 23.12.91. Бюл. Р 47 (71) Институт физической химии им. Л.В.Писаржевского (72) В.Г.Кощечко, В.Е,Титов, Д,В.Седнев и В.Д,Походенко (53) 661.727.07(088.8) (56) Патент США - 4647350, кл. С 25 В 3/04, 1987. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИФТОРУКСУСНОЙ

КИСЛОТЫ ИЛИ ЕЕ СОЛЕЙ (57) Изобретение касается галоидзамещенных алифатических кислот, в частности трифторуксусной кислоты или ее солей, используемых в органическом синтезе лекарственных веществ и сельскохозейственных химикатов. Цель изобретения — упрощение процесса. Последний ведут электролизам смеси бромИзобретение относится к электрохимическому синтезу органических соединений, а именно к электрохимическому способу получения трифторуксусной кислоты или ее солей из бромтрифторметана и диоксида углерода, которые находят применение в органическом синтезе, синтезе лекарственных веществ и сельскохозяйственных химикатов.

Целью изобретения является упрощение процесса.

Электролиз смеси бромтрифторметана и диоксида углерода проводят в системе из инертного катода, элект(У1)с С 07 С 53/18 С 25 В 3/10

2 трифторметана и диоксида углерода с использованием инертного катода, электролита (на основе раствора четвертичной аммониевой соли в апротонном полярном растворителе) и анода из металла, способного к анодному растворению в данной системе, например цинка, алюминия, кадмия. Процесс ведут в герметичной ячейке с неразделенными катодным и анодным пространствами при непрерывном вьедении в ячейку смеси газообразных бромтрифторметана и диоксида углерода, взятых в молярном соотношении 1:(1, 5-5) .

Целевой продукт выделяют в вице соли, которую, при необходимости, переводят в кислоту. Эти условия позволяют е проводить электролиз с неразделенным катодным и анодным пространством при сокращении расхода,".онового электролита (в 50 †1 раз).

И ролита на основе раствора четвертичной аммониевой соли в апротонном полярном растворителе и анода, с использованием в качестве анода металла, способного к анодному растворению в данной системе, например цинI ка, алюминия, кадмия, в герметичной ячс.йке с неразделенным катодным и ансдным пространствами при непрерывном вводе в ячейку смеси газообразных бромтрифторметана и диоксида углерода, взятых в молярном соотношении

1:1,5-5, с выделением целевого продукта í Bëäå соли и последующим, если необходимо, перевод:-и в кислоту

1699993

П ример 1, а) Получение трифторацетата калия, В ячейку объемом 150 мл помещают

60 мл диметилформамида, содержащего

О, 1 моль/л бромида тетрабутиламмония.

Катодом служит платиновая фольга площадью 20 см, анодом — цинковый цилиндр площадью 110 см . В каче,стве электрода сравнения используют насыщенный каломельный электрод. Емкость для газа заполняют 0,89 г (6,0 ммоль) бромтрифторметана и

0 43 г (9,8 ммоль) диоксида углерода (соотношение СГ Вг:СО2 = 1:it,6) °

Злектролиэ ведут в потенциостатическом режиме при потенциале катода — 2,4 В, непрерывно барбот;. .руя в рабочий раствор смесь реагирующих газов с помощью перистальтического насоса. По окон чании электролиза (всего пропущено 965 Кл) ячейку открывают, раствор фильтруют от образующегося в небольом количестве побочного продукта— иарбовата цинка, после чего диметилформамид отгоняют при пониженном давлении (350С/5 мм рт.ст.) Сухой остаток разлагают 10 мл 36,5 -ной соляной кислоты и экстрагируют эфиром.

К эфирной фракции добавляют равное количество воды и нейтрализуют гидроксидом калия до рН 10, после чего эфир и воду отгоняют на роторном испарителе, а сухой остаток экстрагируют горячим ацетоном. После отгонки ацетона и высушивания экстракта под вакуумом до постоянной массы получают 0,50 r трифторацетата калия

:(3,8 ммоль, выход по веществу (Вв)

55, выход по току (Вт) 76 ), т.пл.

1 2-143 С, ЯМР: О = 86 м.д. отн, С6Гб (синглет) .

Найдено, %: С 15,25.

Вычислено для С ОгЕзК, I: C 15,79, б) Превращение трифторацетата калия в трифторуксусную кислоту.

К полученным в примере 1а 0,50 г трифторацетата калия приливают 2 мл

96 -ной серной кислоты, нагревают до 140-150 С и отгоняют выделяющуюся трифторуксусную кислоту в охлаждаемый приемник. Получают 0,32 г трифторуксусной кислоты (2,8 ммоль, выход но трифторацетату калия 85,5/), т ° кип.

72 С.

Н р и м е р 2. В ячейку описан-:

° j йую в примере 1, помещают 60 мл диметилформамида, содержащего 0,05моль/л фторбората тетраэтиламмония. В качестве катода используют платиновую фольгу площадью - 20 см, а в качестве анода — алюминиевый цилиндр площадью л. 110 см . Емкость для газа заполняют f 38 r (9,3 ммоль) бромтрифторметана и.i,15 г (26,1 ммоль) диоксидд углерода (соотношение CF Br:

:СО2 = 1:2,8), Электродом сравнения служит хлорсеребряный электрод. Электролиз ведут в .гальваностатическом режиме при плотности тока 2,5 мА/см2, снижая ее к концу синтеза до 0,5мА/см .

По окончании электролиза (всего пропущено 1395 Кл) ячейку открывают и выделяют продукт в соответствии с методикой, описанной в примере 1 (вместо гидроксида калия для нейтрализации используют гидроксид аммония). Получают 0,62 г трифторацетата аммония (4,7 ммоль, Вв 51, Вт 65 ), т.пл.

155-1560С.

Найдено, С: С 18,19, Н 2,99, N 10,54.

Вычислено для Cg H gOg NF y, : С

18,32; Н 3,05, N 10,69.

Пример 3. В ячейку, описанную в примере 1, помещают 60 мл диметилсульфоксида, содержащего

0,2 моль/л перхлората тетрабутиламмония. В качестве катода используют платиновую фольгу площадью . 20 см, а в качестве анода — кадмиевую пластину площадью " 40 см „ Емкость для газа заполняют 1,56 г (10,5 ммоль) бромтрифторметана и 2,23 r (50,7 ммоль) диоксида углерода (соотношение

CF Br:C0 = 1:4,8). Электродом сравнения служит насыщенный каломельный электрод.,Электролиз ведут в потенциостатическом режиме при потенциале атода — 2,2 В, непрерывно барботиуя в рабочий раствор смесь бромтри1фторметана и диоксида углерода с помощью перистальтического насоса. По окончании электролиза (всего пропущено 1480 Кл) и выделения продукта, ак описано в примере 1а (для нейталиэации используют гидроксид бария), получают 0,94 г трифтарацетата бария (2,6 ммольр Вв 50 ó Вт 68 ), ИК-спектр (в таблетке KBr), см

1670 оч.с.; 1442 ср; 1200 оч.с;

1140 с; 845 ср,; 800 ср, Найдено, .: С 13,35.

Вычислено для C O F Áa, :

С 13,58, Изобретение позволяет принципиально упростить процесс электросинтеза, 1699993 формула изобретения

Составитель H.Нарышкова

Техред П.Олиинык Корректор А,Обручар

Редактор Г.Бельская

Заказ 4440

ВНИИПИ Государственного !! 3035, Тираж Подписное комитета по изобретениям н открытиям нри ГЕНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Пате.п ", г.Ужгород, ::. Гагарина, 101 так как его можно проводить в электролизере с неразделенными катодными и анодными пространствами, При этом

I снижается расход дорогостоящего фо5 нового электролита в процессе электросинтеэа (в 50-100 раз) .

Способ получения трифторуксусной кислоты или ее солей путем электролиза смеси галогентрифторметана и диоксида углерода в присутствии четвертичной аммониевой соли в апротонном полярном растворителе в ячейке с катодом из инертного материала, о т- . личающийся тем,что,сцелью упрощения процесса, в качестве галогентрифторметлна используют бромтрифторметан, в качестве анода металл, способный к анодному растворению в данной системе, например цинк, алюминий, кадмий, а процесс ведут в герметичной ячейке с неразделенными катодным и анодным пространствами при непрерывном вводе в ячейку смеси газообразных бромтрифторметана и диоксида углерода, взятых в молярном соотношении 1:1,5-5, с выделением целевого продукта в виде соли и последующим, если необходимо, переводом в кислоту.