[发明专利]用于生产氟化的有机化合物的方法

说明书

本申请要求于2010年12月21日提交的欧洲申请号10196096.1的优先权，出于所有的目的将该申请的全部内容通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及一种用于氟化含至少一个碳氢键的碳氢化合物的方法，具体地用于氟化选自由烷烃类和醚类组成的组中的化合物的方法。

背景技术

已知用于部分或全部转化碳氢化合物内的C-H键的不同方法。实例包括：一种使用三氟化钴的方法、一种通过使用电解浴内电解产生的氟化氢作为氟源进行氟化反应的方法(通常称为电解氟化)、以及一种在液相中通过使用氟气体直接进行氟化的方法，如在：桑福德(SANDFORD)，G.，Perfluoroalkanes(全氟烷).Tetrahedron[四面体]：Tetrahedron[四面体]：0040-4020.2003，第59卷，第437-454页，以及钱伯斯(CHAMBERS)，R.D等人，Elemental fluorine.Part 11(元素氟部分11)[1].Fluorination of modified ethers and polyethers(改性醚和聚醚的氟化).Journal of Fluorine Chem..[氟化学杂志]2000，第101卷，第97-105页中所披露的。

使用三氟化钴的氟化法以及电解氟化法可能引起异构化、主链断裂和/或重组反应，由此降低了所希望的最终产物的产率。

另一个方面，在使用氟直接氟化中遇到的一个问题是随着该化合物内氟含量的增加氢取代的难度逐渐增加。随着相邻氟原子数目的增加，C-H键变得更缺电子并且因此通过亲电子氟原子夺氢变得更难。为了防止在氟化反应过程中碳碳键断裂，在该反应中产生的热必须迅速消散掉。因此，氟总体上在稀释条件下提供，典型地用一种惰性气体所稀释的。因此，在氟化反应的初始阶段使用了稀释的氟并且将反应系统冷却。然而，随着氟化反应进行并且氟化逐渐变得越难，氟的浓度必须增加并且总体上温度升高。已经披露了使用UV光来活化该氟化反应的最终阶段，例如在EP 344935 A(杜邦公司(DU PONT DE NEMOURS AND CO.))6/12/1989和US 4960951(杜邦公司)2/10/1990中，两者均是针对用元素氟制备全氟化的聚醚。

已经披露了添加芳香族化合物，例如苯、六氟苯或甲苯来促进氢化的醚和聚醚与分子氟的全氟化反应的最终阶段，例如在US 5093432(埃克斯夫鲁研究公司(EXFLUOR RESEARCH CORPORATION))3/03/1992中，它涉及一种在全卤化的液体介质内使用氟对醚和聚醚进行液相氟化的方法。提及使用三氯乙烯作为一种助溶剂以改进该全卤化液体介质内氢化的起始材料的溶解度。

然而，上述的方法具有以下缺点，即，为了获得一种完全氟化的产物，需要比化学计量要求的量大大过量的氟。提供比化学计量要求的量大大过量的氟的需要使得难以在要求只部分地氟化起始化合物时控制氢取代的程度。

因此在本领域内仍然存在对用于氟化(完全或部分地)碳氢化合物(特别是对烷烃和醚类)的方法的需要，该方法包括可以在温和条件下进行氟化的步骤并且提供了高产率。另外，将会非常有利的是提供一种方法，在该方法中用C-F键取代C-H以一种化学计量的方式并且以氟的完全转化来进行，这样使得氟取代的程度可以通过控制进料到该反应系统中的氟的量进行控制。

发明的披露内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于完全或部分氟化不含--C(O)-官能团的碳氢化合物的方法，该方法有利的是以高产率进行。本发明的一个另外的目的还是提供一种氟化方法，该方法通过无需使用高度过量的氟来化学计量取代在起始化合物内的氢原子而进行，这样使得通过控制进料到系统中的氟的量就可以获得衍生自起始材料的部分氟化反应的产物的明确限定的混合物。

因此本发明的方法包括：

A.提供选自下组的一种化合物，该组由以下各项组成：直链、支链以及环状的烷烃类，直链、支链以及环状醚类，所述化合物包括至少一个碳氢键，所述化合物不含-C(O)-官能团；

B.将所述化合物与氟在至少一种(全)卤代烯烃的存在下进行反应以获得一种其中至少一个碳-氢键被一个碳-氟键取代的化合物，该至少一种(全)卤代烯烃包括至少一个碳碳双键并且在所述双键的任一碳原子上具有至少一个氟或氯原子，该(全)卤代烯烃的量为相对于该碳氢化合物内包含的氢原子的从0.1mol％到30mol％。