Спосіб одержання йодотрифторометану

Спосіб одержання йодотрифторометану, що включає отримання сухого комплексу трифторо U 2 UA 1 (19) (11) 60666 DMF 3 60666 Одержання йодотрифторометану, що проведено нами, згідно з патентом [5]. В тригорлову колбу, ємністю 500 мл, оснащену зворотним холодильником, який під'єднано до пастки, охолодженої до мінус 70°С, магнітною мішалкою, термометром та крапельною лійкою, помішують розчин 136,8 г (0,38 г-моль) сухого комплексу CF3ZnBr·2DMF в 200 мл ДМФ і при інтенсивному перемішуванні повільно додають з крапельної лійки розчин 60 г (0,37 г-моль) монохлористого йоду в 30 мл ДМФ. Розпочинається екзотермічна реакція, температура реакційної суміші підіймається до 45-50°С. Йодотрифторометан конденсується в пастці. Після додавання всього монохлористого йоду перемішують ще 1 годину. Одержано 51 г (70%) йодотрифторометану. Зворотний холодильник від'єднують, колбу приєднують до вакуумного насоса і відкачують залишки йодотрифторометану протягом 30 хвилин до пастки, що охолоджена рідким азотом. Йодотрифторометан переганяють з цієї пастки до попередньої. Загальний вихід йодотрифторометану 66 г (91%), т.кип. мінус 22°С. Задачею даної корисної моделі є створення простого промислового, екологічно чистого способу одержання йодотрифторометану на основі бромотрифторометану. Останній є озоноруйнівним хладоном, що раніше використовувався для пожежогасіння, і тому в Україні накопичені значні запаси цієї речовини. В теперішній час використання бромотрифторометану заборонено Монре 4 альським протоколом. Бромотрифторометан є хімічно дуже стійкою речовиною і його пряме знищення - це енергоємний і екологічно небезпечний процес. Натомість перспективним є використання його як реагента для хімічного синтезу. Сутність способу одержання йодотрифторометану є взаємодія сухого комплексу CF3ZnBr·2DMF, який одержують реакцією бромотрифторометану з цинковим пилом в ДМФ, з монохлористим йодом. З метою усунення вищевикладених недоліків патенту [5] одержання трифторометилцинкброміду проводилося при атмосферному тиску, також було змінено порядок додавання реагентів при одержанні йодотрифторометану. Температура топлення монохлористого йоду 27°С, тому одержання цільового продукту проводилося шляхом додавання сухого комплексу CF3ZnBr·2DMF до топленого монохлористого йоду при температурі 30°С, що дозволяє уникнути надлишку диметилформаміду та утримання цільової речовини в цьому розчиннику. Слід відмітити, що сухий комплекс CF3ZnBr·2DMF може зберігатися в атмосфері інертного газу (азоту або аргону) при температурі 4°С значний час - 1,5-2 роки без змін. Тому непотрібно одержувати його кожен раз, коли в ньому виникає потреба. Комплекс трифторометилцинкбромід існує в рівновазі типу Шленка з дитрифторометилцинком 19 в співвідношенні 2:3 по даним ЯМР F спектроскопії. 2CF3 ZnBr  2DMF CF3 2 Zn  2DMF  ZnBr2  2DMF .  Корисна модель пояснюється наведеними прикладами. Приклад 1 Одержання сухого комплексу CF3ZnBr·2DMF. В тригорлову круглодонну колбу, ємністю 500 мл, оснащену магнітною мішалкою, термометром, трубкою для підводу газу і рахівником бульбашок, продуту аргоном, помішують 60 г цинкового пилу, 1 г йоду і 300 мл ДМФ. При інтенсивному перемішуванні через трубку, занурену у розчин, пропускають бромотрифторометан так, щоб він не проходив через рахівник бульбашок. Приблизно через 30-50 хвилин починається екзотермічна реакція синтезу трифторометилцинкброміду. Бромотрифторометан пропускають у реакційну суміш продовж 16 годин, утримуючи температуру в реакторі 50-55°С. Реакційну суміш фільтрують від залишків цинку і розчинник упарюють в вакуумі при температурі не вище 50°С. Одержано 281 г (78%) в перерахунку на цинковий пил сухого трифторомети19 лцинкброміду. ЯМР F (CDCl3): мінус 41,3 м.ч. [(CF3)2Zn], мінус 42,3 м.ч. (CF3ZnBr). Приклад 2 Одержання йодотрифторометану. В тригорлову круглодонну колбу, ємністю 500 мл, оснащену зворотним холодильником, що під'єднаний до лопушки, охолодженої до мінус 70°С, магнітною мішалкою, термометром та широкою трубкою, з'єднаною з колбою, в якій міститься 144 г (0,4 г-моль) сухого комплексу CF3ZnBr·2DMF, помішують 65 г (0,4 г-моль) монохлористого йоду. Реактор нагрівають на масляній бані до 30°С і при інтенсивному перемішуванні повільно додають сухий комплекс трифторометилцинкброміду. Починається екзотермічна реакція і йодотрифторометан, що утворюється, конденсується в пастці. Впродовж додавання комплексу температуру реакційної суміші утримують 50-55°С, регулюючи швидкість додавання комплексу. Після закінчення додавання сухого реагенту в реактор приливають 30 мл ДМФ, перемішують 1 годину, нагрівають масляну баню до 120°С і перемішують ще 1 годину. Одержано 72 г (91,8%) йодотрифторометану, 19 чистота 97%, за даними ЯМР F спектроскопії, т.кип. мінус 22°С. Таким чином, розроблено новий екологічно чистий спосіб одержання йодотрифторометану, що дозволяє не знищувати озоноруйнівний бромотрифторометан, а використати його як вихідну речовину. Це, в свою чергу, покращує екологію довкілля і дає додатковий економічний ефект. Література: 1. Banks A., Emeleus H.J., Haszeldine R.N., Kerrigan V. The reaction of brominetrifluoride and iodine pentafluoride with carbon tetrachloride, tetrabromide, and tetraiodide and with tetraiodoethylene // J. Chem. Soc - 1948. - P. 21882190. 5 60666 2. Henne A.L., Finnegan W.G. The degradation of silver trifluoroacetate to trifluoroiodomethane // J. Amer. Chem. Soc. - 1950. - V. 72, P. 3806-3807. 3. Emeleus H.J., Haszeldine R.N. Organometallic fluorine compounds. Part II. The synthesis of bistrifluoromethylmercury // J. Chem. Soc - 1949. - P. 2953-2956. 4. Burton D.J., Wiemers D.M. A remarkable simple preparation of (trifluoromethyl)cadmium Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 directly from difluorodihalomethanes // J. Amer. Chem. Soc - 1985. - V. 107, P. 5014 -5015. 4 5. Європейський патент, MKI C07C 19/08, C07C 17/22, C07F 3/06. Verfahren zur Herstellunf von CF3I / D. Naumann, W. Tyrra, B. Kock, W. Rudolph, B. Wilkes; Kali-Chemie Aktiengesellschaft (Germany), ЕР 0291860 А1; заявл. 22.05.1987, опубл. 23.11.1988. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601