ДЛЯ СИНТЕЗА ЭТИЛБРОМДИФТОРАЦЕТАТА

Изобретение относится к способам получения эфиров фторированных кислот, а именно бромдифторуксусной кислоты, в частности этилбромдифторацетата.

Этилбромдифторацетат является важным интермедиатом в синтезе многих фармацевтических препаратов, а также средств защиты растений. (A.Tarui et al, Org. Biomol. Chem., 2014, 12, pp. 6484-6489, WO2014004064 (Al))

Известно большое количество способов получения этилбромдифторацетата, большинство из которых основано на взамодействии галогенангидридов

бромдифторуксусной кислоты с этиловым спиртом. Известны различные способы получения этих галогенангидридов, большинство из них включает стадию гидролиза различных 1,1-дифтортетрагалогенэтанов - CF ₂ BrCFClBr, CF ₂ BrCBr ₂ или CF ₂ BrCF ₂ Br олеумом при катализе соединениями ртути.

Известен способ получения этилбромдифторацетата с выходом 34% при кипячении 1,1,2-трифтор-1,2-дибром-2-хлорэтана с 3-х кратным избытком S0 ₃ (использовали 60%

олеум) при катализе окисью ртути. Образующийся при этом бромдифтрацетил фторид, далее подвергали взаимодействию с раствором фтористого калия в этаноле. (Paletta О. et al., Collect.Czech.Chem.Commun. (1970) 35(4), pp. 1302-1306)

Известен также способ получения этилбромдифторацетата с выходом 85% взаимодействием 1,1,2-трифтор-1,2-дибром-2-хлорэтана с 1,5 кратным избытком S0 ₃ (использовали 40% олеум) при нагревании в течение 20 часов при 75°С при катализе окисью ртути. Получаемый при этом бромдифторацетилфторид далее подвергали взаимодействию с абсолютным этиловым спиртом. (Morel D., Dawans, Tetrahedron (1977), 33(12), pp.1445-1447). При этом авторы отмечают, что в отсутствии окиси ртути конверсия 1 , 1 ,2-трифтор- 1 ,2-дибром-2-хлорэтана крайне мала.

Известен двухстадийный способ получения этилбромдифторацетата, первая стадия которого заключается в гидролизе 1,1-дифтор-1,2-дибромдигалогенэтан� � формулы

CF2BrCFBrXY, где X и Y -хлор или бром, олеумом концентрации 50-70% до

бромдифторацетилхлорида или бромида, вторая - во взамодействии полученного бромдифторацетилхлорида или бромида с этиловым спиртом. (US20030032836(A1), 2003)

Известен способ, в котором исходный 1,1-дифтортетрагалогенэтан вначале окисляют озоном, затем полученная окись при взамодействии со спиртом приводит к этилбромдифторацетату. (CN104628559 (А), 2015)

Известен способ, в котором различные 1,1-дифтортетрагалогенэтаны смешивают со спиртом и каким-либо радикальным инициатором, таким как органический пероксид или азо-бис(изобутиронитрил) и далее при нагревании окисляют непосредственно

газообразным кислородом, разбавленным каким-либо инертом, получая

этилбромдифторацетат. Вместо химического инициирования используют также генерацию радикалов с помощью облучения. ( US5619023(A), 1997)

Известные методы имеют ряд недостатков, препятствующих их промышленному применению, а именно, использование больших количеств агрессивных и опасных реагентов -олеума высокой концентрации при повышенной температуре, катализаторов - солей ртути - соединений, вредных для окружающей среды, либо опасных в работе перикисных соединений.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения этилбромдифторацетата, пригодного для применения в промышленности из промьшшенно доступного сырья, при этом несложного в аппаратурном оформлении.

Задача решается предлагаемым способом получения этилбромдифторацетата, включающим взаимодействие 2-бромтетрафторэтилгалогенсульф ата, где галоген - хлор или фтор, с этиловым спиртом в присутствии основания, и предлагаемым способом получения полупродукта для его получения -2-бромтетрафторэтилхлорсульфат� � - из тетрафторэтилена , хлористого брома и хлорсульфоновой кислоты.

2-Бромтетрафторэтилфторсульфат получают взаимодействием 1 ,2 -дибром- тетрафторэтана с бромфторсульфатом. (А.В.Фокин, Ю.Н.Студнев, А.И.Рапкин,

А.С.Татаринов, Ю.В.Серянов, Известия АН СССР, Сер.хим.,1985, JV27,c.1635-1638) или взаимодействием тетрафторэтилена с бромсукцинимидом и фторсульфоновой кислотой. (Л.С.Герман, Г.И.Савичева, Известия АН СССР, Сер.хим.,1984, JYS2, с.478-479)

2-Бромтетрафторэтилхлорсульфат не был описан ранее. Заявляемый способ его получения включает взаимодействие тетрафторэтилена с хлористым бромом в

хлорсульфоновой кислоте. Тетрафторэтилен- газ, производимый промышленностью в больших масштабах, используемый при производстве тефлона.

Хлористый бром получают пропусканием газообразного хлора в жидкий бром при охлаждении, при температуре реакционной смеси менее 0°С ( хлористый бром устойчив при температурах ниже 5°С). Затем в реакционную смесь добавляют хлорсульфоновую кислоту и, поддерживая температуру в интервале -10°С -0 °С в течение всего процесса, добавляют тетрафторэтилен. Молярное соотношение реагентов при этом Br ₂ :С1 ₂ :CF ₂ =CF ₂ :HOS0 ₃ Cl составляет 0,5 :0,5 :1 : 1,2-2. Полученный продукт отгоняют из реакционной смеси в вакууме и затем перегоняют при атмосферном давлении. Выход 2- бромтетрафторэтил-хлорсульфата более 90%. 2-Бромтетрафторэтилхлорсульфат представляет собой жидкость с температурой кипения 112°С, его строение подтверждено ЯМР-спектрами (см. пример 1).

Br ₂ + С1 ₂ ^ BrCl

CF ₂ =CF ₂ + HOS0 ₂ Cl + BrCl — BrCF ₂ CF ₂ OS0 ₂ CI ⁺ HC1

Заявляемый способ получения этилбромдифторацетата включает взаимодействие 2-бромтетрафторэтилгалогенсульф ата, где галоген - хлор или фтор, с этиловым спиртом в присутствии основания, такого, как триэтиламин, при охлаждении. Молярное

соотношение реагентов при этом (2-бромтетрафторэтилгалоненсуль� �ат основание :

этиловый спирт) составляет 1 : 0,3-1 : 2-5. Реакцию проводят в интервале температур 0- 20°С. Продукт выделяют перегонкой реакционной смеси в вакууме.

(C ₂ H ₅ ) ₃ N

BrCF ₂ CF ₂ OS0 ₂ X + С ₂ Н ₅ ОН BrCF ₂ COOC ₂ H ₅

Х=С1, F

з Техническим результатом данного изобретения является создание пригодного к промышленному использованию способа получения этилбромдифторацетата, отличающегося высоким выходом и несложным аппаратурным оформлением, исключающим промежуточное образование газообразных фторангидрида или хлорангидрида бромдифторуксусной кислоты, а также отличающегося высоким выходом способа получения полупродукта для синтеза этилбромдифторацетата - 2- бромтетрафторэтилхлорсульфата из доступных реагентов.

Осуществление изобретения иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1. Получение 2,2-бромтетрафторэтилхлорсульфат а

В четырехгорлую круглодонную колбу объемом 2 л, снабженную мешалкой, термометром, барботером, холодильником глубокого охлаждения, заполненным смесью ацетона с сухим льдом, со склянкой Тищенко с конц. H ₂ SC Ha выходе, помещают 230,4 г (1,44 моль) брома и охлаждают на бане ацетон -сухой лед до температуры -10°С. Затем при интенсивном перемешивании барботируют расчетное количество хлора (102,2 г(1,44 моль)) таким образом, чтобы температура реакционной смеси не поднималась выше 0°С. Далее реакционную массу перемешивают около 30 минут для завершения реакции.

При перемешивании и охлаждении до температуры- 10°С в реакционную массу добавляют 685 г (5,9 моль) хлорсульфоновой кислоты и затем барботируют 350 г (3,5 моль) тетрафторэтилена. Температуру реакционной смеси поддерживают в интервале -10- 0°С в течение всего процесса. После окончания подачи тетрафторэтилена, продукт отгоняют из реакционной смеси в вакууме до температуры кипения 50°С при 50 мм рт.ст. ( в кубе остается хлорсульфоновая кислота), а затем ректифицируют. Получают 940 г 2- бромтетрафторэтилхлорсульфата чистотой 97% . Выход 91%.Температура кипения 112°С ЯМР ¹⁹ F δ: -70,8, (с, 2F, CF ₂ Br), -87,6(с, 2F, CF ₂ 0S0 ₂ C1)

Пример 2. Получение этилбромдифторацетата

К 15,18 г абсолютного этилового спирта, при перемешивании добавляют 0,8 г абсолютного триэтиламина и при охлаждении до 0-5°С и перемешивании по каплям добавляют 32 г (0,11 моль) 2-бромтетрафторэтилхлорсульфата . Далее при той же температуре добавляют еще 4,75 г абсолютного триэтиламина. (Всего добавляют 5,55 г (0,055 моль) триэтиламина). После окончания прибавления реагентов охлаждение убирают и реакционной смеси дают нагреться до комнатной температуры.. Продукт отгоняют в вакууме и перегоняют при атмосферном давлении. Получают 15 г (69%) этилбромдифторацетата чистотой 97% . Т.кип.111-113°C, ЯМР 1H δ: 1,5 (м., ЗН, СН ₃ ), 4,5 (м., 2Н, СН ₂ ), ЯМР ¹⁹ F δ: -62,12 (с, CF ₂ Br).

Пример 3. Получение этилбромдифторацетата

К 15,18 г этилового спирта, при перемешивании добавляют 0,8 г абсолютного триэтиламина и при охлаждении до 0-5 °С и перемешивании добавляют по каплям 31 г (0,11 моль) 2-бромтетрафторэтилфторсульфата . Далее при той же температуре добавляют еще 4,75 г абсолютного триэтиламина. (Всего добавляют 5,55 г (0,055 моль) триэтиламина). После окончания прибавления реагентов охлаждение убирают и реакционной смеси дают нагреться до комнатной температуры, продукт отгоняют в вакууме и перегоняют. Получают 14 г (64%) этилбромдифторацетата чистотой 97% .

Т.кип.111-113°С, ЯМР 1H δ: 1,5 (м., ЗН, СН ₃ ), 4,5 (м., 2Н, СН ₂ ), ЯМР ¹⁹ F δ: -62,12 (с, CF ₂ Br).

Пример 4. Получение этилбромдифторацетата

К 15,18 г этилового спирта, при перемешивании добавляют 0,65 г сухого пиридина и при охлаждении до 0-5°С и перемешивании добавляют по каплям 31 г (0,11 моль) 2- бромтетрафторэтилфторульфата. Далее при той же температуре добавляют еще 3,7 г пиридина. (Всего добавляют 4,35 г (0,055 моль) пиридина). После окончания прибавления реагентов охлаждение убирают, реакционной смеси дают нагреться до комнатной температуры, продукт отгоняют в вакууме и перегоняют. Получают 12,5 г (57%) этилбромдифторацетата чистотой 97% .

Т.кип.111-113°С, ЯМР 1H δ: 1,5 (м., ЗН, СН ₃ ), 4,5 (м., 2Н, СН ₂ ), ЯМР ¹⁹ F δ: -62,12 (с, CF ₂ Br).