[发明专利]丙烯酸酯及衍生物的氟化

说明书

发明领域

本发明通常涉及用于将丙烯酸酯或其衍生物转化为相应的二氟丙酸酯或其衍生物的方法。通常使用在氢氟烃溶剂中的氟气进行该方法。

发明背景

钾(K⁺)是最丰富的胞内阳离子之一。钾的动态平衡主要通过调节肾排泄来维持。诸如肾功能减退、泌尿生殖疾病、癌症、严重糖尿病、充血性心力衰竭的各种医学病状和/或这些病状的治疗可导致或使患者易患高钾血症。如在WO2005/097081、WO2010/022381、WO2010/022382和WO2010/022383中所公开，可用包括聚氟丙烯酸(聚FAA)的各种阳离子交换聚合物治疗高钾血症，每篇公开均通过引用整体并入本文。

可通过α-氟丙烯酸酯及其衍生物的聚合来制备聚氟丙烯酸。尽管已知有多种方法用于生产α-丙烯酸或α-氟丙烯酸酯单体，但由于过氟化或原料的成本，这些潜在合成途径中的许多途径在商业上是不合理的。现已发现，使用氟气直接氟化丙烯酸酯或其衍生物然后消除氟化氢的某些工艺条件以商业上有效的和有成本效益的方式提供所需的α-丙烯酸或α-氟丙烯酸酯单体。

发明概要

本发明提供用于氟化丙烯酸酯或其衍生物以形成二氟丙酸或其衍生物的方法。

本发明的许多方面之一是用于氟化双键的方法，所述方法包括形成包含氢氟烃溶剂、氟气和式1化合物的反应混合物

以便以至少50%的产率形成式2化合物，

其中R₁是羟基、烷氧基、氯或-OC(O)CH=CH₂，并且R₂是羟基、烷氧基、氯或-OC(O)CHFCH₂F。

另一方面是用于氟化双键的方法，所述方法包括形成包含氢氟烃溶剂、氟气和式5化合物的反应混合物

以形成式6化合物

优选实施方案描述

氟化可能难以控制并且可能易于导致过氟化的产物。因此，为了将所需产物的产率最大化并将副反应最小化，已发现溶剂、反应温度和添加剂是重要的。已发现，双键的氟化(如，在诸如丙烯酸酯或其衍生物的化合物中)及随后氟化氢的消除是商业上可实行的产生α-氟丙烯酸酯的方法。

用于双键氟化的方法包括形成包含氢氟烃溶剂、氟气及包含双键的化合物的反应混合物。包含双键的化合物可以是式1化合物

式1

其中R₁是羟基、烷氧基、氯或-OC(O)CH=CH₂。氟化方法产生式2的产物化合物

式2

其中R₂是羟基、烷氧基、氯或-OC(O)CHFCH₂F。

R₁和R₂包括但不限于羟基、烷氧基诸如甲氧基、乙氧基、丙氧基、2-丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、仲戊氧基或叔戊氧基或氯。优选地，R₁和R₂是甲氧基，R₁和R₂是羟基或R₁和R₂是氯。

包含双键的化合物还可以是式5化合物

式5。

氟化方法产生式6的产物化合物

式6。

反应混合物还包含氟气。氟气通常与惰性气体的混合物中使用。此类惰性气体的实例为氮气和氦气。氟气/惰性气体混合物可含有1至50mol%氟；优选为约20mol%至约30mol%氟。

反应混合物还包含氢氟烃溶剂。氢氟烃溶剂包括2H,3H-十氟戊烷、二十氟壬烷、十四氟己烷、十四氟-2-甲基戊烷、六氟苯、十八氟十氢萘、十八氟辛烷、八氟环戊烯、八氟甲苯、全氟(1,3-二甲基环己烷)、全氟庚烷、全氟(2-丁基四氢呋喃)、全氟三乙胺、二十七氟三丁胺、十四氟甲基环己烷、1,1,1,3,3-五氟丁烷或其混合物。优选地，溶剂包括2H,3H-十氟戊烷。

反应混合物的熔点低于约-20℃，优选地低于约-40℃。

反应混合物的沸点可以为高于约30℃。当氢氟烃溶剂具有高于所需反应温度(如，-40℃或-20℃)的熔点时，可加入另一种试剂以将反应混合物的熔点降低至所需温度。例如，可将二氯甲烷或醇(诸如甲醇和乙醇)等加至反应混合物以降低反应混合物的熔点。