Всесоюзная гтш1нтшрг?х1г|?0|,|
36460I
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 08.ll.1971 (№ 1619835 23-4) с присоединением заявки №
Приоритет
Ы. Кл. С 07с 69/66
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Опубликовано 28.Х11.1972. Бюллетень № 5 за 1973
Дата опубликования описания 28.II.1973
УДК 547А64.1.07(088.8) Авторы изобретения
В. В. Беренблит, E. С. Паниткова, С. В. Соколов и |О. К. Старобин
Заявитель
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛОВЪ|Х ЭФ ж-ПЕРФТОРАЛ КОКСИ КАРБОНОВЪ|Х КИ
Изобретение относится к способу получения новых алкиловых эфиров то-перфторалоксикарбоновых кислот, которые могут быть использованы в качест е растворителей, поверхностно-активных веществ и эмульгаторов.
Как алкиловые эфиры, так и другие производные этих кислот, могут быть применены для синтеза различных фторированных мономеров.
Известны перфторалкоксикарбоновые кислоты и их производные с числом углеродных атомов не выше, чем число атомов углерода у перфторалкоксипропиоповой кислоты.
Известен способ получения эфиров перфторкарбоновых и диэфиров перфтордикарбоновых кислот с длинной цепью общей формулы
ROOC — (CF,)„— COOR, где ll(4, электролизом в условиях, так называемого синтеза Кольбе, заключающийся в том, что смеси натриевых солей перфтормонокарбоновых и моноэфиров перфтордикарбоновых кислот подвергают электролизу в среде метанола на платиновых электродах при температуре (— 20) С вЂ” (+40 С), плотности тока не ниже 0,1 а/слт- и добавляют смесь кислот и моноэфиров дикислот в ходе электролиза.
Известен способ получения перфтордиметоксибутапа димеризацией перфторметоксипропионовой кислоты в присутствии 5% ее натриевой соли при электролизе в условиях синтеза Кольбе в среде смеси метанола с ацетопитрилом, содержащей не менее 40% последпего, при температуре 25 С, концентрации кислоты 0,5 — 1,5 моль и плотности тока
0,2 — 0,35 а/слт-". Электролиз перфторметоксипропионовой кислоты не приводит к синтезу кислоты, имеющей удвоенное количество атомов фтора.
Предлагается спосоо получения алкиловых эфиров перфторалкоксикарбоновых кислот общей формулы
10 F (CF,)„— Π— O (CF,) COO (CH,)yH, где и 1, m 3, р:1
Это достигается путем перекрестной анодной конденсации перфторалкоксикарбоновой кислоты, например перфторалкоксипропионовой или перфторалкоксиуксусной, с моноэфирами перфтордикарбоновых кислот по реакции
Г (СГ2) „— Π— (СГ2),.СОО- +Н (СН,) „— О— — 2е
С (CF )к СОО + F (CF )„О
1)
О (СРх)П1 СОО (СНх)рН 1 где n)1, m=x+y)3, p) I.
25 Процесс осуществляют электролизом раствора смеси перфторалкоксикарбоновой кислоты и моноэфира перфтордикарбоновой кислоты B присутствии их натриевых солей в среде смеси метанола с ацетонитрилом при преиму3о щественной концентрации смеси кислот 2 — 3 лоль в электролизере без диафрагмы с платиновым анодом и никелевым катодом при плотности тока 0,05 — 0,20 а/слт - и температуре электролита 0 — 30 С без давления, при интен45
60 сивном перемешивании электролита. Наиболее целесообразное соотношение перфторалкоксикарбоновой кислоты и моноэфира перфтордикарбоновой кислоты от 30 до 75 мол. /о, соотношение кислот и их патриевых солсй в смеси от 80 до 95 мол. %, соотношение метанола и ацетонитрила до 10:1. При электролизе, наряду с продуктами перекрестной аподной конденсации-перфторалкоксикарбоновой кислоты, образуются продукты анодной димеризации исходных веществ — пер<ртор-а, со-диметоксиалкан и диметиловый эфир дикарбоповой кислоты, выход и соотношение которых зависят от условий синтеза.
Пример 1. В стеклянный электролизер емкостью 200,ил с платиновым цилиндрическим анодом поверхностью 27,5 ел а и никелевым спиральным катодом, снабженный турбинкой для циркуляции электролита, змеевиком для охлаждения электролита, отводами для выхода электролизных газов, подачи исходных веществ, слива электролита и для термометра, загружают 73 г (0,32 люль) CF>OCF—
CF.COOH, 81 г (0,32 лю гь) СНаΠ— С—
1!
Π— (CFq) „-COOI- 110 л л смеси СН,,OH и CI-1зСМ в соотношении 10:1 и 2,52 г 0,077 люль
СНзОХа. Электролиз ведут при силе тока 4 !» (0,15 а/сл - ), напряжении 16 — 20 в и при температуре 24 C в течение 3,5 час.
По окончании электролиза от электролига на водяной бане отгоняют растворитель, остаток обрабатывают бикарбонатом натрия, отделяют слой эфиров в количестве 76 г, сушат над прокаленным хлористым кальцием и подвергают хроматографическому анализу и ректификации. Смесь эфиров, наряду с идентифицированными по времени выхода чистых образцов диметилперфторсуберинатом, перфтор-1,4-диметоксибутаном, диметилперфторглуваратом и метилперфторметоксипропионатом, содержит 37,6% метилперфторметоксикапроната, выделенного ректификацией, имеющего т. кип. 138/760 л л рт. ст., сГ,о 1,16112, п о (1,3, коэффициент омыления 392 (вычислено 394).
Элементарный анализ (в %): С 24,4, Н 0,95, F 61,8.
Выход по веществу для CFaO (CFz);COOCHa
22»3%, для (СНзО(СЕ2) з)2 9,6%; Выход по току для СРзО (СРз) в 27,2%.
Пример 2. В стеклянный электролизер емкостью 50 л л с платиновым цилиндрическим анодом поверхностью 27,5 сл-, укрепленным на пальцевом холодильнике, и никелевым спиральным катодом, снабженный выносным роторным насосом для циркуляции электролита и отводами для выхода электролизных газов, подачи исходных веществ, слива электролита и для термометра, загружают 17,25 г о
3О
40 (0,075 1ю.и) СГзОСГзС1 СООН, 6,35 г (0,025 лю.дь) CF OCO (С1-з) зCООH, 0,54 г (0,01 л оль) CH„0Na, 35 лиг смеси СНзОН-+
+СНзСХ в соотношении 10:1. Охладив электролит до 6 С, ведут электролиз при силе тока
3,2 а (0,115 а/слР), напряжении 16 — 20 в в течение 50,яин.
По окончании электролиза электролит обрабатывают водой и отмывают от непрореагировавших кислот бикарбонатом натрия. Нижний слой эфиров в количестве 7,0 г отделяют от воды и после сушки над xëîðèñòûì кальцием подвергают хроматографическому анализу. Гlродукты идентифицируют аналогично описанному в примере 1. Выход по веществу для СГз — Π— (СГз) з — COOCH„. 36%, СНзО(О (Cl- g) вСООСНз 4,О (, CI- g — О— (Cl= ) 40CI 24%; выход по току соответственно 19,2 и 12%.
Пример 3. В условиях, аналогичных описанным в примере 2, электролизу подвергают с»месь
С1-зОСГ,CF.COOH+СНзОСО (CFz) СООН в молярном соотношении 1:3, на 20 мол. /o нейтрализованную добавкои СНзОХа, при плотности тока 0,15 а/с.я и температуре 10"С в течение 40 .яин (2,68 а/час). Выход для
С1=зО (CF );COOCH составляет по веществу
46%, по току 23» о, выход СНзОСО (СЕ2) а
C00CHÄ 29,6% и 23% соответственно.
li ð и м е р 4. В условия.;, аналогичных описанным в примере 2, электролизу подвергают смесь
СЕ,ОС1,С1,СООН+ СНзОСОСГ,СООН в молярном соотношении 1: 1. Выход
С1озО(С1 а)зСООСНз по веществУ 28,4 »о по току — 31", о.
I1р и м ер 5. Б условиях, аналогичных описанным в примере 2, электролизу подвергают
c,1есь
CI" „Ñë.-20(Г2СООН+СНзОСО (СГз) 2СООН.
Выход СЕзС1=20 (CF ) зСООСНз по веществу
25% и по току 25%.
Предмет изобретения
Способ получения алкиловых эфиров ь-перфторалкоксикарбоновых кислот общей формулы
F (CF,)„— 0 — (CF,). — COO (CH,),Н где nl, m3, p l, от гичающийся тем, что перфторалкоксикарбоновую кислоту и моноэфир перфтордикарбоновой кислоты подвергают перекрестной анодной конденсации на платиновом аноде и нике«7pвом катоде в среде метанола и ацетонитрила при тезшературс 0 — 30 С и плотности тока
0,05 — 0,2 а/сл в присутствии натриевых со.пей исходных кислот с последующим выделением целевого продукта известными приемами. цниипи Заказ 391/4 Изд. ¹
Типография, пр.
1G5 Тираж 523 Подписное
Сапунова, 2