[发明专利]氟化氧基羧酸、其衍生物及制备方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求于2007年9月27日提交的美国临时专利申请No.60/975,696的优先权，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

发明内容

本说明书涉及氟化氧基羧酸及其衍生物，还涉及从氟化醚制备氟化氧基羧酸。

氟化羧酸及其衍生物具有多种工业用途，包括例如在含氟聚合物的制备中用作乳化剂。此外，其酰基氟形式的氟化羧酸可用于氟化醚的合成。

本说明书一方面提供一种方法，它包括在反应温度下使下式(I)的氟化醚与含氧气体在嵌入路易斯酸催化剂(例如SbF₅)的石墨存在下反应，产生氟化氧基羧酰氟：

R_f-O-(CF₂)_a-CF＝CF₂    (I)

其中R_f为氟化的直链或带支链的脂族基团，a为1或0。

本说明书另一方面提供一种方法，它包括将下式(I)的氟化醚与含氧气体在路易斯酸催化剂存在下在至少70℃的温度下反应，产生氟化氧基羧酰氟：

R_f-O-(CF₂)_a-CF＝CF₂    (I)

其中R_f为氟化的直链或带支链的脂族基团，a为1或0。

具体实施方式

已发现氟化醚可反应产生氟化氧基羧酰氟。本文描述的反应是在含氧气体和路易斯酸催化剂存在下进行的。

含氧气体包括例如纯氧、稀释在非反应性载气(如氮气)中的氧和空气。也可使用其他的递氧材料，例如无机过氧化合物。

在一些实施例中，本文所述的氟化醚是具有下式(I)的氟化醚：

R_f-O-(CF₂)_a-CF＝CF₂    (I)

其中R_f为氟化的直链或带支链的脂族基团，a为1或0。所谓脂族基团是指烷基、芳基、环烷基、芳烷基、环状芳烷基等。任何这些基团可任选间插一个或多个氧原子。所谓“间插一个或多个氧原子”是指该脂族基团可含有醚键。

在具体的实施例中，本文所述的氟化醚是具有根据下式(III)的R_f的氟化醚：

A-(OCF(R²_f)CF₂)_n-(O(CF₂)_m)_p-    (III)

其中每个n为0至10；每个m为1至10；每个p为0至10；A选自X和XC_aF_2a，其中X为卤素、氢或者诸如SO₂Y(其中Y为F或Cl)或COOR’(其中R’为低级烷基如甲基或乙基)的官能团，a为1至10；并且R²_f为1至10个碳原子的氟化脂族基团。应理解，对式(III)所用的词语“每个m为0至10”意思是，如果p大于1，则重复单元p中所含的m的每个数值独立地选自1至10。并不需要给定分子中所有的m值都相同。例如，对于式(III)的一个具体实施例：

CF₃-(OCF(CF₃)CF₂)_n-(OCF₂)-(OCF₂CF₂CF₂)-

P等于2，R²_f为CF₃，因此在这个情况中m值有两个，一个是1，另一个是3。因此，各个m值选自1至10，但并非每个m值都相同。

在式(III)的具体实施例中，X可为F，a可为1至4。在这样的实施例中，R_f基团的最终链长不超过四个碳原子。这样的实施例的例子包括例如CF₃-O-(CF₂)₃-O-，对应于氟化醚CF₃-O-(CF₂)₃-O-(CF₂)_a-CF＝CF₂，其中a如上所定义。