正全氟辛基溴的合成的制作方法

专利名称：正全氟辛基溴的合成的制作方法技术领域：本发明涉及全氟烷基溴的领域，更详细的讲，其目的是制备正全氟辛基溴C8F17Br。这个化合物也缩写为PFOB，可用于很多领域，特别是在医药上作为不透射线剂(X射线造影剂)或在血液代用品中作为氧载体。在欧洲专利EPO，298，870和欧洲专利申请EP90403118.4中，申请人公司描述了由相应的全氟烷基磺酰氯RFSO2Cl与气体HBr在催化剂存在下反应(EPO，298，870)或与季铵溴或季磷溴反应(EP 90403118.4)制备全氟烷基溴RFBr(特别是PFOB)的方法。所得的产率一般较高，但是所用的磺酰氯RFSO2Cl是一个经过制备的原料，因为它必需由相应的碘化物RFI按如下的反应式经过两步反应而合成另一个得到RFBr化合物的方法包括相应的碘化物RFI的热溴化，RFI是一个能大量制得的工业化产品。虽然这种方法更为直接些，但它的缺点是在所要的产物RFBr中总是含有很难于分离的残留RFI。对PFOB来说情况就更加特殊，用作医药用途的PFOB其C8F17I的含量必须低于100ppm。早已公知并在工业上用于制备三氟甲基溴CFBr的技术是三氟甲烷的热溴化。当没有催化剂时，为得到高转化率该反应通常在600至700℃的温度下进行。美国专利US3，456，024涉及全氟烷基或全氟亚烷基氯或溴的制备方法，该方法在于在450至700℃的温度范围内，使氯或溴与各种含有全氟烷基Rf或全氟亚烷基R′f的化合物，如化合物RfSF5、RfSO2X、(RfSO2)2O、HR′fCH2OH、RfH和Rf(CH2CH2)nX′等(X代表氟、氯、溴原子或羟基，X′为氯或溴原子，n为1至5的数)进行反应。在该专利中，氢全氟烷烃RfH的溴化仅用一个实例来说明，即仅实例7是关于化合物正C7F15H的溴化反应，其C7F15Br的摩尔收率如下温度(℃) 收率500 29%550 49.5%600 81.4%没有提及反应的选择性，而这是实现工业化方法的一个非常重要的参数。考虑到三氟甲烷以及化合物正C7F15H的溴化反应必须在高温下才能得到工业上可接受的转化率，所以工业上用这个技术从1-氢十七氟正辛烷(C8F17H来制备医药用的PFOB的应用不可能被认真考虑。事实上，这个化合物热稳定性差，在510℃以上分解为有毒产物，特别是全氟异丁烯(PFIB)，它已知是一种极毒物质(参见文献E.W.Cook和J.S，Pierce，Nature，242，1973，P.5396-7和J.W.Clayton，Environmental Health Perspectives 21，1977，PP.255-267中的例子)。此外，PFOB本身在520℃以上也是热不稳定的。现已发现，在化合物C8F17H及其溴化衍生物的特殊情况下，当操作温度低于先有技术所指出的温度时，可以得到较高的反应收率。本发明的连续制备PFOB的方法其特征在于使溴与1-氢十七氟正辛烷在气相下反应，Br/C8F17H的摩尔比为0.2-5(最好为0.5-2.5)，反应温度为450-520℃(最好为470-510℃)，接触时间为2-240秒(最好为5-60秒)。在这组条件下操作，可以得到高的转化率，选择性至少为99%，同时不会生成有毒的副产物，如PFIB。而且所得的粗PFOB不含任何痕量(检测极限≤100ppm)的可能包含在起始原料C8F17H中的残留C8F17I。本发明的方法能在适合气相反应的任何种反应器中实施，特别是在可任意装有填料的管式反应器中进行，这更有助于气体的混合。用石英或玻璃制的设备是有利的，但是也可以使用任何在所选的反应温度下能耐溴和氢溴酸侵蚀作用的金属材料(例如蒙乃尔合金，铬镍铁合金和哈斯特洛依耐蚀镍基合金)。虽然这不是必需的，但溴与C8F17H的反应可以在惰性气体稀释剂，例如氮或PFOB本身，存在下反应。在工业上，反应最好在常压下进行，但若反应体系仍然是气态，则在高于常压的压力下进行反应并没有脱离本发明的范围。离开反应器的气体含有生成的PFOB和未反应的C8F17H以及下式反应的副产物氢溴酸还可能有未反应的或过量的溴，将该气体冷却后用碱水溶液中和，和/或用亚硫酸钠或焦亚硫酸钠水溶液还原。在倾出有机相后，未反应的化合物C8F17H可通过蒸馏分离后再循环送至反应器入口。一种更好的方法是，将离开反应器的气体在中和和/或还原之前用氯处理，从而将副产物氢溴酸再氧化成溴，该溴同样可以再循环至本方法中。下面的实例说明本发明，但并不限制本发明。实例1使用石英制的管式反应器(内径60mm;高700mm)，在反应器整个高度上均匀加热，在反应器底部装填150mm高的石英环(直径5mm)以促进气体的混合。反应器下部入口之前是个汽化器，溴和C8F17H分别以320g/h和420g/h的流速同时连续地导入该汽化器中，此时在反应器入口处Br2/C8F17H摩尔比等于2/1。反应温度设定在500℃，反应物接触时间为60秒。当产物一离开反应器就将其冷却，用亚硫酸钠溶液还原，然后用弱碱液洗涤。气相色谱分析表明，C8F17H的总转化率(TTG)等于83%，C8F17Br的选择性为100%。实例2(比较例)与实例1同样进行操作，但反应温度由500℃改为550℃C8F17H的总转化率较高(90.5%)，但是C8F17Br的选择性(82%)却下降很大。实例3-10与实例1同样进行操作，但将工作参数(反应温度、Br2/C8F17H摩尔比和接触时间)调至不同的范围。操作条件和得到的结果列于下表中操作条件 结果实例号温度 Br2/C8F17H 接触时间 C8F17H C8F17Br(℃) 摩尔比 (S) 总转化率(%) 的选择性(%)3 450 1 30 21 1004 500 1.02 30 59 99.85* 550 0.99 30 72.5 87.56 500 2 30 71.5 99.77* 550 2.03 30 90 92.38 500 0.96 60 66.5 99.19* 550 1 60 74.5 7810* 525 1.5 45 85 97.0＊比较例可以系统地注意到，不管所用的摩尔比和(或)接触时间如何，当温度从500℃升至550℃时，选择性明显下降。当温度高于525℃时，就可观察到选择性的降低(实例10＊)，这就很好地证明了C8F17H和C8F17Br在520℃以上是热不稳定的。权利要求1.制备正全氟辛基溴的连续方法，其特征在于使溴与1-氢十七氟正辛烷C8F17H在气相中进行反应，Brz/C8F17H摩尔比为0.2～5，温度为450～520℃，接触时间为2～450秒。2.根据权利要求1的方法，其中在470-510℃的温度下进行操作。3.根据权利要求1或2的方法，其中Br2/C8F17H摩尔比是0.5-2.5。4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其中接触时间为约5-60秒。5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其中在惰性稀释剂存在下进行操作。6.根据权利要求1至5中任一项的方法，其中在常压下进行操作。全文摘要本发明是关于正全氟辛基溴的制备。本发明的连续方法是在450～520℃的温度下使溴与1-氢十七氟正辛烷在气相中反应，BrC文档编号C07C17/10GK1073424SQ9211489公开日1993年6月23日 申请日期1992年12月19日 优先权日1991年12月20日发明者G·德里逢, J·克尔文纳尔 申请人:埃勒夫阿托化学有限公司