Способ получения 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида

Способ получения 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида

Реферат

Изобретение относится к химической технологии и предназначено для получения простого фторированного эфира, содержащего сульфонилфторидную и фторангидридную группы, а именно 2,5-ди-(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида FSO₂(CF₂)₂OC(CF₃)CF₂OC(CF₃)С(O)F, являющегося полупродуктом для синтеза фторвиниловых мономеров, используемых в технологии получения фторполимеров для изготовления ионообменных мембран.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является способ получения 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида путем взаимодействия фторсульфонилдифторацетилфторида с гексафторпропиленоксидом в среде полярного органического растворителя в присутствии фторида щелочного металла в качестве катализатора (пат.США №3301893, НКИ 260-513, опубл.31.01.1967). Фторорганический слой отделяют от органического растворителя и целевой продукт, образующийся в результате конденсации фторсульфонилдифторацетилфторида с двумя молекулами гексафторпропиленоксида, выделяют ректификацией.

Недостаток способа - низкий выход целевого продукта, обусловленный образованием большого числа примесей, в числе которых олигомеры гексафторпропиленоксида, а также продукты конденсации фторсульфонилдифторацетилфторида с одной и тремя молекулами гексафторпропиленоксида.

Техническая задача, решаемая с помощью предлагаемого изобретения, заключается в повышении выхода 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида за счет утилизации побочных продуктов и оптимизации условий процесса.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе получения 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида, включающем взаимодействие фторсульфонилдифторацетилфторида с гексафторпропиленоксидом в присутствии фторида калия в среде диглима, отделение фторорганического слоя от диглима и выделение целевого продукта ректификацией, согласно изобретению при ректификации дополнительно выделяют фракцию, выкипающую при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, указанную фракцию взаимодействуют с гексафторпропиленоксидом в присутствии фторида калия в среде диглима, образующийся при этом фторорганический продукт отделяют от диглима и ректифицируют совместно с остатком после выделения фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении.

Реагенты расходуют в массовом отношении диглим : фторид калия : гексафторпропиленоксид : фторсульфонилдифторацетилфторид, равном 0,5:0,1:(1,5-2,5):1.

Взаимодействие фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, с гексафторпропиленоксидом в присутствии диглима и фторида калия, проводят в массовом отношении диглим : фторид калия : гексафторпропиленоксид : фракция, выкипающая при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, равном 0,3:0,1:(0,4-0,7):1.

Способ проверен в лабораторных условиях.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Синтез 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида проводят в реакторе из спецстали вместимостью 300 см³, снабженном мешалкой, охлаждающей рубашкой, обратным холодильником, термометром, манометром и системой дозировки исходных реагентов. В реактор загружают 90 г диглима, 18 г предварительно высушенного фторида калия и при перемешивании последовательно подают 180 г фторсульфонилдифторацетилфторида и 330 г гексафторпропиленоксида с такой скоростью, чтобы давление в реакторе не превышало 3 ати. Массовое соотношение реагентов при загрузке, диглим : фторид калия : гексафторпропиленоксид : фторсульфонилдифторацетилфторид, составляет 0,5:0,1:1,8:1. После снижения давления в реакторе ниже 0,5 ати выгружают содержимое реактора, отделяют нижний фторорганический слой в количестве 485 г, который ректифицируют на колонке эффективностью 40 теоретических тарелок. Выделяют фракцию, выкипающую при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, в количестве 99 г; данная фракция представляет собой в основном 2-трифторметил-3-окса-5-сульфонилфторидперфторпентаноилфторид. Указанную фракцию и 69 г гексафторпропиленоксида последовательно подают в смесь 9 г фторида калия и 30 г диглима в реакторе, описанном выше. Массовое соотношение реагентов при взаимодействии фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, диглим : фторид калия : гексафторпропиленоксид : фракция, выкипающая при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, составляет 0,3:0,1:0,7:1. После снижения давления в реакторе ниже 0,5 ати выгружают из реактора продукты реакции, отделяют фторорганический продукт, смешивают его с остатком после выделения фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С, и ректифицируют. Выделяют 427 г 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида (температура кипения 139°С), что составляет 83,5% от теоретически возможного в расчете на поданный фторсульфонилдифторацетилфторид.

Примеры 2-5

Синтез проводят аналогично примеру 1, но варьируют загрузку реагентов. Конкретные условия и результаты опытов по примерам 2-5 приведены в таблице.

Таблица
Условия и результаты опытов	№ примера
2	3	4	5
Загрузка реагентов, г, в том числе:
диглим	90	45	90	90
фторид калия	18	9	18	18
гексафторпропиленоксид	370	270	450	234
фторсульфонилдифторацетилфторид	180	180	180	180
Массовое соотношение реагентов при загрузке, диглим: фторид калия: гексафторпропиленоксид: фторсульфонилдифторацетилфторид	0,5:0,1:2,0:1	0,25:0,05:1,5:1	0,5:0,1:2,5:1	0,5:0,1:1,3:1
Получено фторорганического слоя (сырца), г	512	414	607	390
Выделено фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, г	87	170	50	250
Загрузка реагентов при взаимодействии фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении (г), в том числе:
диглим	30	30	7,5	50
фторид калия	9	9	2,5	15
гексафторпропиленоксид	35	119	10	200
фракция, выкипающая при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении	87	170	50	250
Массовое соотношение реагентов при взаимодействии фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, диглим : фторид калия : гексафторпропиленоксид : фракция, выкипающая при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении	0,3:0,1:0,4:1	0,2:0,05:0,7:1	0,15:0,05:0,2:1	0,2:0,06:0,8:1
Выделено целевого продукта, г	422	410	405	411
Выход целевого продукта от теоретически возможного в расчете на поданный фторсульфонилдиф-торацетилфторид, %	83,5	80,1	79,1	80,3

Пример 6 (по прототипу)

Синтез проводят аналогично описанному в примере 1, но при ректификации не выделяют фракцию, выкипающую при температуре в пределах 87-90°С. Получают 315 г фракции, выкипающей при температуре 139°С при атмосферном давлении, представляющей собой 2,5-ди-(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторид, что составляет 61,5% от теоретически возможного в расчете на поданный фторсульфонилдифторацетилфторид.

Таким образом, в предлагаемом способе при дополнительном выделении фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, и ее взаимодействии с гексафторпропиленоксидом в присутствии фторида калия и диглима происходит образование дополнительного количества 2,5-ди-(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфонилфторидперфтороктаноилфторида, что по совокупности приводит к увеличению выхода целевого продукта.

1. Способ получения 2,5-ди(трифторметил)-3,6-диокса-8-сульфо-нилфторидперфтороктаноилфторида, включающий взаимодействие фторсульфонилдифторацетилфторида с гексафторпропиленоксидом в присутствии фторида калия в среде диглима, отделение фторорганического слоя от диглима и выделение целевого продукта ректификацией, отличающийся тем, что при ректификации дополнительно выделяют фракцию, выкипающую при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, указанную фракцию взаимодействуют с гексафторпропиленоксидом в присутствии фторида калия в среде диглима, образующийся при этом фторорганический продукт отделяют от диглима и ректифицируют совместно с остатком после выделения фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реагенты расходуют в массовом отношении диглим: фторид калия: гексафторпропиленоксид: фторсульфонилдифторацетилфторид, равном 0,5:0,1:(1,5-2,5):1.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие фракции, выкипающей при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, с гексафторпропиленоксидом в присутствии диглима и фторида калия, проводят в массовом отношении диглим: фторид калия: гексафторпропиленоксид: фракция, выкипающая при температуре в пределах 87-90°С при атмосферном давлении, равном 0,3:0,1:(0,4-0,7):1.