Насыщенные линейные полифторуглеводороды, способы их получения (варианты), композиция для очистки твердой поверхности

Насыщенные линейные полифторуглеводороды, способы их получения (варианты), композиция для очистки твердой поверхности

Реферат

 

Соединения CF₃CHFCHFCF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCH₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₂CF₃ и включающие их составы. Рассматриваются каталитические процессы с использованием металлов VIII группы, в соответствии с которыми осуществляется взаимодействие выбранных исходных олефинов с водородом с целью получения дигидрополифторалканов или тригидрополифторалканов в виде основных продуктов, отличающихся тем, что атомы водорода располагаются у двух смежных атомов углерода, а также способы восстановления выбранных исходных олефинов в дигидрополифторалканы или тригидрополифторалканы с использованием иода и/или иодоводорода.

Предметом настоящего изобретения являются фторсодержащие углеводородные соединения, способы их получения и применения для очистки твердых поверхностей, в частности, данное изобретение относится к полифторпентанам, полифторгексанам и полифторгептанам, способам их получения путем восстановления исходных полифторолефинов и использование их в качестве растворителей.

Для удаления загрязнений с загрязненных изделий и материалов в качестве очищающих жидкостей используются различные органические растворители. Известно, что для этой цели используются определенные фторсодержащие органические соединения, такие как 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтан, позволяющие хорошо очищать органические полимеры и пластики, которые чувствительны к другим, чаще используемым и более сильным растворителям, таким как трихлорэтилен или перхлорэтилен. Однако, в последнее время были предприняты значительные усилия, направленные на сокращение использования определенных соединений, таких как трихлортрифторэтан, которые, также включая хлор, разрушают озон и, таким образом, истощают озоновый слой, который имеет важное значение для защиты поверхности земли от ультрафиолетового излучения.

Температуру кипения, воспламеняемость и растворяющую способность часто можно регулировать путем получения смесей растворителей. Например, известно, что определенные смеси 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтана с другими растворителями (например, изопропанол и нитрометан) являются полезными для удаления загрязнений, которые не поддаются удалению одним 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтаном, а также для очистки таких изделий, как платы с электронными схемами, когда к очищающему растворителю предъявляются достаточно жесткие требования (т.е. при очистке плат с электронными схемами желательно использовать растворители с низкими температурами кипения, невоспламеняющиеся, с низкой токсичностью и высокой растворяющей способностью, что обеспечивает хорошее удаление флюса, такого как канифоль, и остатков флюса, образующихся в результате пайки компонентов электронной схемы к плате, без повреждения подложки платы с электронной схемой).

Хотя температуру кипения, воспламеняемость и растворяющую способность можно регулировать путем получения смесей растворителей, однако применение полученных смесей может ограничиваться определенными причинами, так как при использовании такие смеси разделяются на фракции в нежелательной степени. Смеси также могут фракционировать во время регенерации, что затрудняет получение смеси растворителей первоначального состава. Таким образом, особенно полезными считаются азеотропные составы с постоянной температурой кипения и постоянными характеристиками.

Азеотропные составы характеризуются максимальной или минимальной температурой кипения и не фракционируют во время кипячения. Эти характеристики также имеют важное значение при использовании составов растворителей в определенных операциях очистки, таких как удаление флюсов, применяемых в припоях, и остатков флюсов с печатных плат. Предпочтительное выпаривание более летучих компонентов из смесей растворителей, что было бы необходимым, если бы эти смеси не были азеотропными или подобными азеотропным, привело бы к получению смесей с измененными составами, которые могли обладать менее желательными свойствами (например, более низкая растворяющая способность в отношении таких загрязнителей, как канифолевые флюсы, и/или недостаточная инертность по отношению к таким материалам, как электрические компоненты).

Азеотропные характеристики также являются желательными для операций обезжиривания в парах растворителя, если для окончательной промывки и очистки обычно используется материал, подвергнутый повторной перегонке. Таким образом, система очистки или обезжиривания в парах растворителя действует в качестве дистиллятора. Если состав растворителей не имеет постоянной температуры кипения (т.е. если он не является азеотропом или подобным азеотропу), произойдет фракционирование и нежелательное распределение растворителей может противодействовать безопасности и эффективности операции очистки.

Было создано несколько азеотропных составов на основе галоидуглеводородов, содержащих фтор, которые в некоторых случаях применялись в качестве растворителей для удаления флюсов для припоя и остатков флюсов с печатных плат, а также для различных операций по обезжириванию в парах растворителя. Например, в патенте США N 2999815 рассматривается азеотропная смесь 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтана с ацетоном; в патенте США N 3903009 описывается тройная азеотропная смесь 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтана с нитрометаном и этанолом; в патенте США N 3573213 рассматривается азеотропная смесь 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтана с нитрометаном; в патенте США N 3789006 описывается тройная азеотропная смесь 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтана с нитрометаном и изопропанолом; в патенте США N 3728268 рассматривается тройная азеотропная смесь 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтана с ацетоном и этанолом; в патенте США N 2999817 описывается двойная смесь 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтана и метиленхлорида (т.е. дихлорметана); и в патенте США N 4715900 рассматриваются тройные составы, включающие трихлортрифторэтан, дихлордифторэтан и этанол или метанол.

Как указывалось выше, многие составы растворителей, которые являются полезными очищающими средствами, содержат по крайней мере один компонент, которым является галогензамещенный углеводород, содержащий хлор, и при этом возникают проблемы, связанные с истощением озонового слоя, вызываемые этими галогензамещенными углеводородами, содержащими хлор. Были предприняты усилия, направленные на создание составов, в которых хлорсодержащие компоненты, по крайней мере частично, могут быть заменены другими компонентами, обладающими меньшим потенциалом в отношении разрушения озона. Особый интерес представляют азеотропные составы этого типа.

Сообщалось о способах синтеза различных фторзамещенных алканов.

В патенте США N 2550953 описывается каталитическая гидрогенизация ненасыщенных фторуглеводородов.

В патенте США N 2844636 указывается, что 1,1,2,3,4,4-гексафторбутен может быть получен в результате взаимодействия перфторциклобутена с водородом в присутствии катализатора на основе элементарного иода.

В. А.Гринберг и соавторы в "Бюллетене Академии Наук СССР", отделение химических наук, 988 (1979) сообщают о синтезе 3,4-дигидроперфторгексана, CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₃, в результате осуществления электромеханического взаимодействия трифторуксусной кислоты, трифторацетата натрия и трифторэтилена в водном растворе ацетонитрила в виде 5%-ной трехкомпонентной смеси, которую выделяли в количестве 30% от теоретического количества (в расчете на поток реагентов).

В. Ф. Снегирев и соавторы, "Известия Академии наук СССР", химическая серия, 1983, N 12, с. 2775-2781, сообщают о восстановлении разветвленных перфторолефинов, перфтор-4-метил-2-пентана и перфтор-2-метил-2-пентена, с образованием моно-, ди- и тригидропроизводных с помощью комплексов гидридов металлов или путем гидрогенизации в присутствии катализатора на основе палладий/углерод.

J. Li et al. Youji Huaxue, 1984, 40-2, с. 24, описывают гидрогенизацию димеров гексафторпропилена в присутствии катализатора палладия на окиси алюминия с образованием продуктов дигидро- и тригидровосстановления.

И. Л. Кнунянц и соавторы "Известия Академии наук СССР", отделение химических наук, 1960, N 8, с. 1412 1418, рассматривают каталитическую гидрогенизацию перфторэтилена, пропена и бутенов.

В патенте США N 4902839 описываются определенные тетрагидропроизводные перфторбутанов, перфторпентанов и перфторгексанов, а также способы их получения.

Краткое изложение сущности изобретения.

Настоящим изобретением предусматриваются новые соединения, которые не содержат хлора и которые можно использовать отдельно или в сочетании с другими совместимыми растворителями (например, спирты, простые эфиры, сложные эфиры, кетоны, азотсодержащие органические соединения, такие как ацетонитрил и нитрометан, и галогенированные углеводороды) в качестве средств для очистки твердых поверхностей.

Новые соединения по настоящему изобретению включают группу линейных дигидро- и тригидрополифторпентанов, полифторгексанов и полифторгептанов, выраженных структурными формулами CF₃CHFCHFCF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCH₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₂CF₃.

Настоящим изобретением предусматривается способ получения линейного тригидрополифторалкана, выбираемого из группы, включающей CF₃CH₂CHFCF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCH₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₂CF₃, который включает стадию взаимодействия исходного олефина с водородом в жидкой фазе в присутствии катализатора на основе металла VIII группы (предпочтительно в присутствии полярного растворителя); в котором исходный олефин имеет такое же число атомов углерода, что и тригидрополифторалкан, и его выбирают из группы перфторолефинов, включающей CF₃CF= CFCF₂CF₃, CF₃CF=CFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CF= CFCF₂CF₃, CF₃CF₂CF=CFCF₂CF₂CF₃ и CF₃CF=CFCF₂CF₂C-F₂CF₃; а также в способе исходный олефин имеет двойную связь между атомами углерода, которые соответствуют атомам углерода, несущим атомы водорода в целевом тригидрополифторалкане.

Настоящим изобретением предусматривается еще один способ получения линейного тригидрополифторалкана, выбираемого из группы, включающей CF₃CH₂CHFCF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCH₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₂CF₃, который включает стадию взаимодействия исходного олефина с водородом при повышенной температуре в присутствии по крайней мере одного материала, выбираемого из группы, включающей иод и иодоводород, или иодоводород, где указанный исходный олефин имеет такое же число атомов углерода, что и указанный тригидрополифторалкан и его выбирают из группы, включающей CH₃CH=CFCF₂CF₃, CF₃CF= CHCF₂CF₃, CF₃CH=CFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF=CHCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CH=CFCF₂CF₃, CF₃CF₂CH=CFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CF=CHCF₂CF₂CF₃, CF₃CH=CFCF₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF= CHCF₂CF₂CF₂CF₃, причем исходный олефин имеет двойную связь между атомами углерода, которые соответствуют атомам углерода, содержащим атомы водорода в целом тригидрополифторалкане.

Настоящим изобретение также предусматривается способ получения линейного дигидрополифторалкана, выбираемого из группы CF₃CHFCHFCF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₃, который включает стадию взаимодействия исходного олефина с водородом в паровой фазе в присутствии катализатора на основе металла VIII группы, в котором указанный исходный олефин имеет такое же число атомов углерода, что и указанный дигидрополифторалкан, и его выбирают из группы, включающей CF₃CF=CFCF₂CF₃, CF₃CF=CFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CF=CFCF₂CF₃, CF₃CF₂CF= CFCF₂CF₂CF₃ и CF₃CF= CFCF₂CF₂CF₂CF₃, причем исходный олефин имеет двойную связь между атомами углерода, которые соответствуют атомам углерода, несущими атомы водорода в целевом дигидрополифторалкане.

Настоящим изобретением предусматривается еще один способ получения линейного дигидрополифторалкана, выбираемого из группы, включающей CF₃CHFCHFCF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₃, который включает стадию взаимодействия исходного олефина с водородом в жидкой фазе в присутствии катализатора на основе металла VIII группы (предпочтительно при отсутствии полярного растворителя), в котором исходный олефин имеет такое же число атомов углерода, что и указанный дигидрополифторалкан, и его выбирают из группы, включающей CF₃CF= CFCF₂CF₃, CF₃CF=CFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CF=CFCF₂CF₃, CF₃CF₂CF= CFCF₂CF₂CF₃ и CF₃CF= CFCF₂CF₂CF₂CF₃, а также исходный олефин имеет двойную связь между атомами углерода, которые соответствуют атомам углерода, несущим атомы водорода в целевом дигидрополифторалкане.

Настоящим изобретением предусматривается третий способ получения линейного дигидрополифторалкана, выбираемого из группы, включающей CF₃CHFCHFCF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₃, который включает стадию взаимодействия исходного олефина с водородом при повышенной температуре в присутствии, по крайней мере, одного материала, выбираемого из группы, включающей иод и иодоводород, или иодоводород; в способе указанный исходный олефин имеет такое же число атомов углерода, что и указанный дигидрополифторалкан, и его выбирают из группы, включающей CF₃CF=CFCF₂CF₃, CF₃CF= CFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CF=CFCF₂CF₃, CF₃CF₂CF=CFCF₂CF₂CF₃ и CF₃CF= CFCF₂CF₂CF₂CF₃, а также исходный олефин имеет двойную связь между атомами углерода, которые соответствуют атомам углерода, несущим атомы водорода в целевом дигидрополифторалкане.

Настоящим изобретением предусматриваются новые насыщенные линейные полифторуглеводороды (т. е. полифторалканы), которые имеют в молекуле два или три атома водорода. Тригидрополифторалканы по настоящему изобретению включают тригидрополифторпентаны, выраженные структурной формулой CF₃CH₂CHFCF₂CF₃ и CF₃CHFCH₂CF₂CF₃; тригидрополифторгексаны, выраженные структурной формулой CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₃; и тригидрополифторгептены, выраженные структурной формулой CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCH₂CH₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₂CF₃.

Настоящим изобретением предусматривается способ получения этих тригидрополифторалканов, который включает стадию взаимодействия исходного олефина с водородом в жидкой фазе в присутствии катализатора на основе металла VIII группы, предпочтительно из палладиевой группы (т.е. Pd, Rh и/или Ru). Более предпочтительными металлами являются палладий и родий, причем самым предпочтительным является палладий. Металлический катализатор может находиться на носителе, например, на угле или на оксиде алюминия. Исходный олефин, используемый при осуществлении этого способа, имеет такое же число атомов углерода, что и целевой тригидрополифторалкан, и его выбирают из группы петрофторолефинов, включающей CF₃CF= CFCF₂CF₃, CF₃CF= CFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CF= CFCF₂CF₃, CF₃CF₂CF= CFCF₂CF₂CF₃ и CF₃CF= CFCF₂CF₂CF₂CF₃. Таким образом, полифторалкан, выбираемый из группы, включающей CF₃CH₂CHFCF₂CF₃ и CF₃CHFCH₂CF₂CF₃, можно получить путем гидрирования CF₃CF=CFCF₂CF₃ в присутствии металлического катализатора по настоящему изобретению; полифторалкан, выбираемый из группы, включающей CF₂CH₂CHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₃, можно получить путем гидрирования исходного материала, выбираемого из группы, включающей CF₃CF=CFCF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CF= CFCF₂CF₃, в присутствии металлического катализатора на настоящему изобретению; и полифторалкан, выбираемый из группы, включающей CH₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCH₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₂CF₃, можно получить путем гидрирования исходного материала, выбираемого из группы, включающей CF₃CF₂CF= CFCF₂CF₂CF₃ и CF₃CF= CFCF₂CF₂CF₂CF₃, в присутствии металлического катализатора по настоящему изобретению. В любом случае исходный олефин должен иметь двойную связь между атомами углерода, которые соответствуют атомами углерода, несущим атомы водорода в целевом тригидрополифторалкане.

Восстановление может осуществляться при температурах в интервале от 0 до 200^oC. Предпочтительный температурный интервал составляет от 25 до 100^oC. Давление в процессе гидрогенизации может изменяться в широких пределах от менее чем 1 атм до чрезвычайно высоких давлений, но предпочтение обычно отдается давлениям от 1 до 10 атм. Молярное отношение водорода к исходному олефину при осуществлении этого способа предпочтительно составляет от 1 1 до 100 1 и предпочтительнее от 2 1 до 10 1. В случае периодических процессов водород может непрерывно или периодически подаваться в реактор, содержащий олефин и катализатор, до достижения желаемого отношения (в расчете на начальное количество исходного материала).

Гидрогенизацию предпочтительно выполняют в присутствии полярного растворителя. Присутствие полярного растворителя имеет важное значение для достижения высокой избирательности в отношении тригидропроизводных, получаемых из исходных перфторолефинов. Приемлемые полярные растворители, которые могут использоваться при осуществлении этого способа, включают воду, спирты, гликоль, уксусную кислоту, диметилформамид, N-метилпирролидон и триэтиламин или их смеси. Предпочтительным полярным растворителем является метанол.

Исходные олефины, используемые при осуществлении этого способа, можно получать в соответствии с описанием, приведенным в заявке на патент США N (номер реестра CR-8897), которая полностью включена в эту заявку в качестве противопоставленного материала. В соответствии с приводимым в указанной заявке описанием полифторолефины, имеющие по крайней мере 5 атомов углерода, можно получить в результате взаимодействия двух выбранных полифторолефинов в присутствии катализатора формулы AlX₃, в которой X представляет один или несколько элементов F, Cl или Br (при условии, что X не включает F). Как описывается в примере A, приводимом в этой заявке, исходный перфторолефин, содержащий пять атомов углерода, можно получить в результате взаимодействия гексафторпропена (HFP) с тетрафторэтиленом (TFE). Исходные перфторолефины, содержащие шесть атомов углерода, можно получить в результате взаимодействия 1,1,1,4,4,4-гексафтор-2,3-дихлор-2-бутена с тетрафторэтиленом, осуществляемого в соответствии с методикой, описанной в примере A, что позволяет получить промежуточный продукт, представляющий перфтор-2,3-дихлор-2-гексен, который затем можно превратить в смесь перфтор-2-гексена и перфтор-3-гексена путем взаимодействия с фторидом калия в N-метилпирролидоне, нагреваемом с обратным холодильником. Смесь исходных перфторолефинов, содержащих семь атомов углерода, можно получить в результате взаимодействия гексафторпропена с 2 молями тетрафторэтилена, осуществляемого в соответствии с методикой, описанной в примере A.

Настоящим изобретение предусматривается еще один способ получения линейного тригидрополифторалкана, выбираемого из группы, включающей CF₃CH₂CHFCF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₃, CF₃CHFCH₂CF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CH₂CHFCF₂CF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCH₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CH₂CHFCF₂CF₂CF₃, который включает стадию взаимодействия исходного олефина с водородом при повышенной температуре в присутствии по крайней мере одного материала, выбираемого из группы, включающей иод и иодоводород, или с иодоводородом; в способе исходный олефин имеет такое же число атомов углерода, что и указанный тригидрополифторалкан, и его выбирают из группы, включающей CF₃CH=CFCF₂CF₃, CF₃CF= CHCF₂CF₃, CF₃CH=CFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF=CHCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CH=CFCF₂CF₃, CF₃CF₂CH=CFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CF=CHCF₂CF₂CF₃, CF₃CH=CFCF₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF= CHCF₂CF₂CF₂CF₃, а также исходный олефин имеет двойную связь между атомами углерода, которые соответствуют атомам углерода, удерживающим атомы водорода в указанном тригидрополифторалкане. Водородсодержащие исходные олефины можно получить в соответствии с методикой, описанной в примере A, но при использовании моногидросоединений, а не перфторсоединений (например, при использовании 2H-пентафторпропена вместо гексафторпропена).

Иод и/или иодоводород используются в процессе гидрогенизации в соответствии с описанием, приведенным в заявке на патент США 07/533,333. Иодоводород в этой реакции можно применять различными способами. Например, эта реакция может осуществляться при использовании стехиометрического количества иодоводорода. Альтернативно, эта реакция может протекать при наличии каталитических количеств иодоводорода в присутствии водорода. Эта реакция также может выполняться с помощью водорода при использовании каталитических количеств иода. Последний способ является предпочтительным для периодических процессов и с точки зрения простоты обращения с реагентами. Эта реакция может осуществляться при отсутствии металлических катализаторов на носителе, и катализатором для этой реакции обычно является иод и/или иодоводород. Температура реакции обычно составляет от 100 до 500^oC. Предпочтительные температуры находятся в интервале от 200 до 400^oC. Эта реакция может осуществляться при давлении от 50 до 5000 фунтов на кв.дюйм (344,7-34473 кг/см²), предпочтительно от 500 до 1500 фунтов на кв.дюйм (34447,4-10342,1 кг/см².

Количество водорода, предназначенного для контактирования с исходным олефином (либо путем иодоводорода, либо путем подачи газообразного водорода), должно быть таковым, чтобы каждой насыщаемой двойной связи соответствовала по крайней мере одна молекула водорода, причем это количество должно предпочтительно в 10 раз превышать указанный минимум или быть несколько меньше (т. е. молярное отношение водорода, подаваемого для взаимодействия с исходным олефином, предпочтительно составляет от 10:1 до 1:1). При использовании газообразного водорода он может подаваться в чистом виде или разбавленным инертным газом (например, азот, гелий или аргон).

Дигидрополифторалканы по настоящему изобретению включают дигидрополифторпентан, выраженный структурной формулой CF₃CHFCHFCF₂CF₃; дигидрополифторгексан, выраженный структурной формулой CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₃; и дигидрополифторгептаны, выраженные структурной формулой CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₂CF₃ и CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₂CF₃.

Настоящим изобретением предусматривается способ получения линейного дигидрополифторалкана, выбираемого из группы, включающей CF₃CHFCHFCF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₃, который включает стадию взаимодействия исходного олефина с водородом в паровой фазе в присутствии катализатора на основе металла VIII группы. Катализатор предпочтительно выбирают из палладиевой группы. Исходный олефин, используемый при осуществлении этого способа, имеет такое же число атомов углерода, что и целевые дигидрополифторалканы, и его выбирают из группы, включающей CF₃CF=CFCF₂CF₃, CF₃CF=CFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CF= CFCF₂CF₃, CF₃CF₂CF= CFCF₂CF₂CF₃ и CF₃CF= CFCF₂CF₂CF₂CF₃; и это олефин имеет двойную связь между атомами углерода, которая соответствует атомам углерода, удерживающим атомы водорода в указанном дигидрополифторалкане.

Особенно полезным для осуществления этого способа являются металлические катализаторы без носителя и металлические катализаторы на носителе, в которых используются такие металлы, как палладий, родий или рутений. Могут применяться такие носители, как уголь или оксид алюминия. Предпочтение отдается палладиевым катализаторам на носителе.

Восстановление в паровой фазе может при температуре в интервале от 50 до 250^oC; причем предпочтительные температуры составляют от 100 до 200^oC. Давление, создаваемое в процессе гидрогенизации, может изменяться в широких пределах от менее 1 атм до 20 или более атмосфер. Молярное отношение водорода к исходному олефину при осуществлении этого способа предпочтительно составляет от 0,5:1 до 4:1, предпочтительнее от 0,5:1 до 1,5:1.

Настоящим изобретением предусматривается еще один способ получения линейного дигидрополифторалкина, выбираемого из группы, включающей CF₃CHFCHFCF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₃, который включает стадию взаимодействия олефина с водородом в жидкой фазе в присутствии катализатора на основе металла VIII группы (предпочтительно из палладиевой группы), в способе исходный олефин имеет то же самое число атомов углерода, что и указанный дигидрополифторалкан, и его выбирают из группы, включающей CF₃CF= CFCF₂CF₃, CF₃CF= CFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CF= CFCF₂CF₃, CF₃CF₂CF=CFCF₂CF₂CF₃ и CF₃CF= CFCF₂CF₂CF₃, а также исходный олефин имеет двойную связь между атомами углерода, которые соответствуют атомам углерода, удерживающим атомы водорода в указанном дигидрополифторалкане.

Предпочтительными металлами являются палладий и родий, причем наибольшее предпочтение отдается палладию. Металлические катализаторы могут находиться на носителях, например, на угле или оксиде алюминия, при этом предпочтение отдается углю.

Восстановление в жидкой фазе может осуществляться при температурах в интервале от 0 до 200^oC, причем предпочтительный интервал составляет от 25 до 100^oC. Давление в процессе гидрогенизации может изменяться в широких пределах от менее 1 до 30 атм или выше. Молярное отношение водорода к исходному олефину при осуществлении этого способа предпочтительно составляет от 11:1 до 100:1, предпочтительно от 1:1 до 10:1.

Такая гидрогенизация предпочтительно осуществляется при отсутствии полярного растворителя. Восстановление может производиться в чистом виде (т.е. без растворителя или разбавителя) или в присутствии неполярного растворителя. Приемлемые неполярные растворители могут включать инертные низшие диэлектрические алканы (например, нонан и циклогексан) или низшие диэлектрические ароматические соединения (например, толуол, бензол и ортоксилол).

Настоящим изобретением предусматривается еще один способ получения линейного дигидрополифторалкана, выбираемого из группы, включающей CF₃CHFCHFCF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₂CF₃, CF₃CHFCHFCF₂CF₂CF₂CF₃ и CF₃CF₂CHFCHFCF₂CF₃, который включает стадию взаимодействия исходного олефина, имеющего такое же число атомов углерода, что и указанный дигидрополифторалкан, и выбираемого из группы, включающей CF₃CF=CFCF₂CF₃, CF₃CF=CFCF₂CF₂CF₃, CF₃CF₂CF=CFCF₂CF₃, CF₃CF₂CF= CFCF₂CF₂CF₃ и CF₃CF=CFCF₂CF₂CF₂CF₃, с водородом при повышенной температуре и в присутствии по крайней мере одного материала, выбираемого из группы, включающей иод и иодоводород, или иодоводород. Исходный олефин должен иметь двойную связь между атомами углерода, которые соответствуют атомам углерода, несущим атомы водорода в целевом дигидрополифторалкане.

Иод и/или иодоводород применяется для осуществления гидрогенизации в соответствии с описанием, приведенным в заявке на патент США 07/533,333. Иодоводород может использоваться в данной реакции различными способами. Например, эта реакция может протекать при использовании стехиометрических количеств иодоводорода. Альтернативно, эта реакция может осуществляться при каталитических количествах иодоводорода в присутствии водорода. Эта реакция также может выполняться при подаче водорода с использованием каталитических количеств иода. Последний метод является предпочтительным для периодических процессов, а также благодаря простоте обращения с реагентами. Эта реакция может осуществляться при отсутствии металлических катализаторов на носителе, при этом катализатором для этой реакции фактически является иод и/или иодоводород. Температура реакции обычно составляет от 100^oC до 500^oC. Предпочтительный температурный интервал находится в пределах от 200 до 400^oC. Эта реакция может осуществляться при давлении от 50 до 500 фунтов на кв.дюйм (344-34473 кг/см²), предпочтительно пи давлении от 500 до 1500 фунтов на кв. дюйм (34,47-10342 кг/см²).

Количество водорода, предназначенного для контактирования с исходным олефином (либо путем добавления иодоводорода, либо путем подачи газообразного водорода), должно быть таковым, чтобы на каждую насыщаемую двойную связь приходилось по крайней мере одна молекула водорода, причем это количество должно предпочтительно в 10 раз превосходить указанный минимум или быть несколько меньше (т.е. молярное отношение водорода, используемого для взаимодействия с исходным олефином, предпочтительно составляет от 10:1 до 1:1). При использовании газообразного водорода его подают или в чистом виде, или разбавленным инертным газом (например, азот, гелий или аргон).

Способ по настоящему изобретению, в соответствии с которым исходный олефин гидрируется в присутствии катализатора на основе металла палладиевой группы, позволяет выбирать между способами, при осуществлении которых основным продуктом (т.е. более 50 молярных процентов в расчете на количество гидрированного исходного олефина) является дигидрополифторалкан, и способами, при осуществлении которых основным продуктом является тригидрополифторалкан. В частности, при выполнении жидкофазных способов с использованием полярных растворителей преимущественно образуются тригидрополифторалканы, поэтому эти способы могут применяться для получения тригидрополифторалканов в качестве основного продукта. В предпочтительном варианте при желании достижения высокого выхода тригидрополифторалканов применение жидкофазного способа с использованием полярных растворителей позволяет получить 65 и более молярных процентов целевого тригидрополифторалкана. Примеры 1, 2, 4, 7, 10 и 15, приводимые в этой заявке, являются примерами получения тригидрононафторпентана.

С другой стороны, при выполнении парофазных способов, жидкофазных способов без применения растворителей и жидкофазных способов с использованием неполярных растворителей (т.е. способы, осуществляемые без полярных растворителей) преимущественно образуются дигидрополифторалканы, поэтому эти способы могут применяться для получения дигидрополифторалканов в качестве основного продукта реакции. В предпочтительном варианте при желании достижения высокого выхода дигидрополифторалканов применение парофазного способа, жидкофазного способа без растворителей или жидкофазного способа с использованием неполярных растворителей позволяет получить 65 или более молярных процентов целевого дигидрополифторалкана. Примеры 5, 6, 8, 9, 11, 12, 13 и 14, приводимые в этой заявке, являются примерами получения дигидрополифторалкана. Примеры 13 и 14 далее показывают, что использование соответствующего растворителя может привести к избирательному образованию одного диастереоизомерного дигидросоединения. В примере 8 иллюстрируется высокая избирательность в отношении введения двух атомов водорода, которая является возможной при осуществлении реакции в паровой фазе в присутствии палладиевого катализатора.

Способы по настоящему изобретению, при осуществлении которых не используются металлические катализатора и производится взаимодействие исходного олефина с водородом в присутствии иода и/или иодоводорода либо с иодоводородом, позволяют получить в качестве основного продукта полифторалкан, образующийся в результате присоединения точно двух атомов водорода к исходному олефину. В предпочтительном варианте при желании достижения высокого выхода полифторалкана, образующегося при присоединении точно двух атомов водорода к исходному олефину, применение способов, осуществляемых при использовании иода и/или иодоводорода, позволяет получить 95 или более молярных процентов продукта, к исходному олефину было присоединено точно два атома водорода. Например, 2,3-дигидродекафторпентан с чистотой более 99% можно получить в результате взаимодействия одной части перфторпентена-2 с избытком водорода и 0,5 части иода при температуре 300^oC и давления 1000 фунтов на кв.дюйм (6894 кг/см² в течение 20 ч (см. приведенный в этой заявке пример 3).

Линейные дигидро- и тригидрополифторпентаны, полифторгексаны и полифторгептаны по настоящему изобретению являются полезными в качестве растворителей (обычно соединения с температурами кипения меньше или равными 100^oC). Они могут служить заменителями для неприемлемых с точки зрения загрязнения окружающей среды хлорофторуглеродов, таких как трихлортрифторэтан. Они характеризуются нулевым потенциалом в отношении истощения озонового слоя. Они не воспламеняются. Эти полифторалканы можно применять по отдельности или в сочетании с другими совместимыми растворителями в качестве очищающих средств или средств для удаления флюса с твердых поверхностей, например, с печатных плат. Соединения с температурами кипени