Способ получения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната

Способ получения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната

Реферат

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната, который может быть использован в качестве растворителя для проведения реакций как компонент химических композиций, в том числе для формирования электролитов химических источников тока, а также в качестве алкилирующего реагента.

Известен способ получения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната путем радикального разложения 2-(2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилокси)-1,3-диоксолана (Журнал общей химии (1992), 62(6), 1253-6.). В качестве исходного соединения используется предварительно синтезированный ортоэфир, который нагревают в присутствии трет-бутилпероксида. Величины конверсии и выхода 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната не указаны. К недостаткам способа следует отнести необходимость синтеза исходного соединения путем взаимодействия хлороформа и 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентанола-1, неизбирательность реакции разложения, что обеспечивает низкое значение конверсии, отсутствие метода выделения продукта из реакционной массы и малый выход.

Известен способ получения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната путем радикального разложения диэтил-(2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилокси)метана (Журнал общей химии (1990), 60(11), 2565-8.) - прототип. В качестве исходного соединения используют предварительно синтезированный ортоэфир, который нагревают в присутствии трет - бутилпероксида. Конверсия составила 2%. Существенным недостатком способа является необходимость синтеза коммерчески недоступного исходного соединения, которое получают при взаимодействия хлороформа и 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентанола-1. Кроме того, реакция разложения протекает с образованием нескольких побочных продуктов, что влечет за собой маленькую конверсию и низкий выход целевого продукта. Способ выделения продукта из реакционной массы отсутствует.

Задача изобретения - получение 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната простым и эффективным способом с использованием минимальных количеств коммерчески доступных реагентов.

Поставленная задача решена тем, что в способе получения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентанол сначала обрабатывают диэтилкарбонатом при мольном соотношении 1:(0,5-1,5) в присутствии металлического натрия, а затем полученную смесь фракционируют при атмосферном давлении. Проведение реакции осуществляют стандартным способом в приборе для перегонки с прямым холодильником при атмосферном давлении. Фракционирование смеси проводят с использованием стандартного прибора для перегонки с прямым холодильником при атмосферном давлении, снабженным дефлегматором. Рекомендуемые условия получения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната установлены опытным путем, а также определяются изложенными ниже представлениями о процессе. Для получения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната используют коммерчески доступные 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентанол и диэтилкарбонат. Использование мольного соотношения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентанол:диэтилкарбонат выше 1:1,5 приводит к излишнему и неэффективному расходу реагентов. Применение мольного соотношения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентанол:диэтилкарбонат ниже 0,5:1 неэффективно из-за низкой конверсии реагентов. Фракционирование смеси необходимо проводить при атмосферном давлении с использованием дефлегматора, что обеспечивает эффективное разделение компонентов.

Анализ состава и строения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната осуществляют с использованием элементного анализа (элементный анализатор «РЕ 2400», Perkin Elmer), инфракрасной Фурье-спектроскопии (спектрометр «Nicolet 6700», Thermo scientific) и спектроскопии ядерного магнитного резонанса (спектрометр «AVANCE 500», Bruker).

Получение 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1.

К смеси 13,9 мл (0,1 моль) 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентанола и 6,1 мл (0,05 моль) диэтилкарбоната добавляют 0,1 г металлического натрия. После полного растворения металла смесь нагревают и проводят фракционную перегонку. Собирают фракцию, кипящую при 193-195°С. Выход 1,5 г (10%). n=1,339. Найдено, %: С 31,34; Н 2,83; F 50,09. Для формулы C₈H₈F₈O₃ вычислено, %: С 31,34; Н 2,83; F 50,09. Спектр ЯМР ¹H, ДМСОd₆, м.д.: 1,25 (т, 3H, CH₃), 4,23 (кв, 2H, OCH₂CH₃), 4,86 (т, 2H, OCH₂CF₂), 7,07 (тт, 1H, CF₂H). Спектр ИК, см^-1: 2991, 1764, 1267, 1127, 1020.

Пример 2.

К смеси 13,9 мл (0,1 моль) 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентанола и 12,2 мл (0,1 моль) диэтилкарбоната добавляют 0,2 г металлического натрия. После полного растворения металла смесь нагревают и проводят фракционную перегонку. Собирают фракцию, кипящую при 192-193°C. Выход 1,8 г (12%).

Пример 3.

К смеси 13,9 мл (0,1 моль) 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентанола и 18,3 мл (0,15 моль) диэтилкарбоната добавляют 0,3 г металлического натрия. После полного растворения металла смесь нагревают и проводят фракционную перегонку. Собирают фракцию, кипящую при 192-193°C. Выход 3,4 г (22%).

Способ получения прост в исполнении. В нем используют коммерчески доступные соединения, способ позволяет исключить предварительный синтез исходных веществ, не требует сложной аппаратуры и дополнительных вспомогательных устройств. Существенным преимуществом заявляемого способа получения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната являются простота и технологичность процесса получения с меньшим количеством стадий и большим выходом в отличие от известных способов. Заявляемый способ позволяет получать 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбонат на любом промышленном реакторном оборудовании без дополнительных усовершенствований. Дополнительным преимуществом заявляемого способа является возможность регенерации непрореагировавших 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентанола и диэтилкарбоната, которые снова можно использовать для синтеза 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната и тем самым значительно повысить выход. Октафторпентилэтилкарбонат может применяться в целевом виде в качестве растворителя для проведения реакций как компонент химических композиций, в том числе для формирования электролитов химических источников тока, а также в качестве алкилирующего реагента.

Способ получения 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилэтилкарбоната, отличающийся тем, что 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентанол сначала обрабатывают диэтилкарбонатом при мольном соотношении 1:(0,5-1,5) в присутствии металлического натрия, а затем полученную смесь фракционируют при атмосферном давлении.