Procedimiento para producir un fluoroalquil éter, que comprende la reacción de un fluoroalquil alcohol con una olefina fluorada en presencia de un disolvente y un catalizador,

caracterizado porque el fluoroalquil alcohol y la olefina fluorada alimentan continuamente un reactor, el producto de reacción que contiene el fluoroalquil éter se retira continuamente del rector y la reacción se lleva a cabo mientras la concentración del fluoroalquil alcohol presente en el reactor se mantiene en como máximo un 7% en masa con respecto al componente orgánico total presente en el reactor, donde el fluoroalquil alcohol es un compuesto representado por la fórmula 1 RfCH2OH Fórmula 1 donde Rf es -CaHbFdXe, siendo X un átomo de halógeno distinto de un átomo de flúor, cada uno de "a" y "d", independientes uno de otro, es un número entero de al menos 1, cada uno de "b" y "e", independientes uno de otro, es un número entero de al menos 0, y b + d + e = 2a + 1, y donde la olefina fluorada es un compuesto representado por la fórmula 2 CF2 = CYZ Fórmula 2 en la que cada uno de Y y Z, independientes uno de otro, es un átomo de hidrógeno, un átomo de flúor o un grupo trifluorometilo

La presente invención se refiere a una técnica para la producción industrial de fluoroalquil éteres (denominados en adelante HFE) de forma sencilla y con un alto rendimiento.

Recientemente los fluoroalquil éteres han llamado la atención como sustitutos de los clorofluorocarbonos que solían emplearse anteriormente. Su vida en la atmósfera es corta, no tiene átomos de cloro y, por ello, se caracteriza por presentar pocos efectos adversos para el medioambiente mundial, tal como la disminución de la capa de ozono o el calentamiento global.

Se han descritos diversos métodos para preparar fluoroalquil éteres. Como método para la preparación a escala industrial, es conocida la reacción de adición de un fluoroalquil alcohol con una olefina fluorada en presencia de una base (patente de Estados Unidos Nº 3.557.293). Sin embargo, esta reacción requiere una temperatura relativamente alta y una presión de reacción alta, y la velocidad de reacción es extremadamente baja.

20 Con el fin de superar tales problemas, se ha reportado un método para someter a reacción un fluoroalquil alcohol con una olefina fluorada en un disolvente (Reivindicaciones y Ejemplos en la JP-A-9-263559). Sin embargo, también según este método, la velocidad de reacción no es adecuada, particularmente en una reacción de tipo discontinuo tal como se describe en los ejemplos, la velocidad en la etapa inicial de reacción es muy baja, y surge el problema de que no se puede obtener un rendimiento adecuado para la producción práctica.

Un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un método eficaz para producir un fluoroalquil éter mediante el cual la velocidad de reacción 30 es alta y se hace posible la producción a escala industrial.

Descripción de la invención

La presente invención proporciona un método para producir un fluoroalquil éter que comprende la reacción de un fluoroalquil alcohol con una olefina fluorada en presencia de un disolvente y un catalizador, según el cual el fluoroalquil alcohol y la olefina fluorada se alimentan continuamente a un reactor, el producto de reacción que contiene el fluoroalquil éter se retira continuamente del reactor y la reacción se lleva a cabo mientras la concentración del fluoroalquil alcohol presente en el reactor se mantiene en un máximo del 7% en masa con respecto al componente orgánico total presente en el reactor, siendo el fluoroalquil alcohol un compuesto representado por la fórmula 1

RfCH2OH Fórmula 1

donde Rf es –CaHbFdXe, siendo X un átomo de halógeno distinto de un átomo de flúor, cada uno de “a” y “d”, independientes uno de otro, es un número entero de al menos 1, cada uno de “b” y “e”, independientes uno de otro, es un número entero de al menos 0, y b + d + e = 2a + 1,

y donde la olefina fluorada es un compuesto representado por la fórmula 2

CF2 = CYZ Fórmula 2

en la que cada uno de Y y Z, independientes uno de otro, es un átomo de hidrógeno, un átomo de flúor o un grupo trifluorometilo.

Los presentes inventores han estudiado detalladamente el cambio con el tiempo de la velocidad de reacción en una reacción discontinua y han descubierto sorprendentemente que la velocidad de reacción aumenta bruscamente en la etapa final de reacción, es decir en la etapa en la que la concentración residual del fluoroalquil alcohol utilizado como material de partida ha disminuido hasta no más de cierta concentración, y en particular en la etapa final de reacción en la que la concentración del fluoroalquil alcohol disminuye hasta no más del 7% (en masa), se acelera notablemente. Esto de atribuye al hecho de que, a medida que la concentración del fluoroalquil alcohol disminuye, la solubilidad de la olefina fluorada aumenta.

Sobre esta base, se ha descubierto que era posible mejorar notablemente la productividad mediante un procedimiento para mantener la composición correspondiente a la etapa final de reacción en la reacción discontinua desde el principio de la reacción, es decir, un procedimiento según el cual la reacción se lleva a cabo en un sistema de reacción continuo donde el fluoroalquil alcohol y la olefina fluorada, como materias primas, alimentan continuamente una fase orgánica que contiene el fluoroalquil éter como producto de reacción y el disolvente, y el líquido crudo de reacción formado se retira continuamente, y la concentración del fluoroalquil alcohol en el componente orgánico presente en el sistema de reacción se mantiene en un máximo de un 7% en masa, basándose la presente invención en este descubrimiento.

Breve descripción de las figuras

Significado de los símbolos:

RE: reactor; VE: recipiente; CD: condensador.

Forma de realización preferente de la invención

En la presente invención, la concentración de fluoroalquil alcohol presente en el reactor es de como máximo el 7% en masa con respecto al componente orgánico total presente en el reactor. Sin embargo, desde el punto de vista del rendimiento en el momento de la destilación o la purificación después de finalizar la reacción, preferentemente la concentración es de como máximo un 1% en masa.

La materia prima fluoroalquil alcohol a utilizar en la presente invención es un compuesto representado por la Fórmula 1

RfCH2OH Fórmula 1

donde Rf es –CaHbFdXe, siendo X un átomo de halógeno distinto de un átomo de flúor, cada uno de “a” y “d”, independientes uno de otro, es un número entero de al menos 1, cada uno de “b” y “e”, independientes uno de otro, es un número entero de al menos 0, y b + d + e = 2a + 1.

Desde el punto de vista de la disponibilidad, “a” en la Fórmula 1 es preferentemente un número entero de 1 a 10; en particular, preferentemente un número entero de 2 a 4. Además, “e” preferentemente es 0.

Entre los compuestos representados por la Fórmula 1, los fluoroalquil alcoholes especialmente preferentes para su utilización pueden ser específicamente CF3CH2OH, CF3CF2CH2OH, CF3(CF2)2CH2OH, CF3(CF2)3CH2OH, CF3(CF2)4CH2OH, CF3(CF2)5CH2OH, CF3(CF2)6CH2OH, CHF2CF2CH2OH, CHF2(CF2)3CH2OH, CHF2(CF2)5CH2OH, CF3CHFCF2CH2OH y CHF2CF(CF3)CH2OH. Entre ellos, un fluoroalquil alcohol particularmente preferente a utilizar puede ser 2,2,2-trifluoroetanol (CF3CH2OH, denominado en adelante TFEO).

Además, la olefina fluorada, como otra materia prima en la presente invención, es un compuesto representado por la Fórmula 2

CF2=CYZ Fórmula 2

en la que cada uno de Y y Z, independientes uno de otro, es un átomo de hidrógeno, un átomo de flúor o un grupo trifluorometilo.

El compuesto representado por la Fórmula 2 puede ser específicamente CF2=CF2, CF2=CHF, CF2=CH2 ó CF2=CFCF3. Entre ellos, son preferentes las perfluoroolefinas, siendo especialmente preferente el uso de tetrafluoroetileno (CF2=CF2, denominado en adelante TFE).

Además, preferentemente se aplica el método de la presente invención en aquel caso en el que se produce 1,1,2,2-tetrafluor-1-(2,2,2-trifluoroetoxi)etano como fluoroalquil éter mediante la utilización de 2,2,2-trifluoroetanol (TFEO) como fluoroalquil alcohol y tetrafluoroetileno (TFE) como olefina fluorada.

Asimismo, preferentemente se aplica el procedimiento de la presente invención a un método para producir 1,1,2,3,3,3-hexafluor-1-(2,2,3,3tetrafluoropropoxi)propano mediante la utilización de 2,2,3,3-tetrafluor-1propanol y hexafluoropropeno, o a un método para producir 1,1,2,3,3,3hexafluor-1-(2,2,2-trifluoroetoxi)propano mediante la utilización de 2,2,2trifluoroetanol y hexafluoropropeno.

El catalizador a utilizar en la presente invención no está particularmente limitado, siempre que sea un compuesto básico. Sin embargo, desde el punto de vista de la fuerza de la basicidad y aplicabilidad general, preferentemente se emplea un alcóxido de metal alcalino o un hidróxido de metal alcalino.

Como alcóxido de metal alcalino se puede utilizar como tal un producto comercial, pero se puede emplear uno obtenido mediante la reacción de un metal alcalino, un hidruro de metal alcalino o una amida de...

1. Procedimiento para producir un fluoroalquil éter, que comprende la reacción de un fluoroalquil alcohol con una olefina fluorada en presencia de un disolvente y un catalizador, caracterizado porque el fluoroalquil alcohol y la olefina fluorada alimentan continuamente un reactor, el producto de reacción que contiene el fluoroalquil éter se retira continuamente del rector y la reacción se lleva a cabo mientras la concentración del fluoroalquil alcohol presente en el reactor se mantiene en como máximo un 7% en masa con respecto al componente orgánico total presente en el reactor, donde el fluoroalquil alcohol es un compuesto representado por la fórmula 1

RfCH2OH Fórmula 1

donde Rf es –CaHbFdXe, siendo X un átomo de halógeno distinto de un átomo de flúor, cada uno de “a” y “d”, independientes uno de otro, es un número entero de al menos 1, cada uno de “b” y “e”, independientes uno de otro, es un número entero de al menos 0, y b + d + e = 2a + 1,

y donde la olefina fluorada es un compuesto representado por la fórmula 2

CF2 = CYZ Fórmula 2

en la que cada uno de Y y Z, independientes uno de otro, es un átomo de hidrógeno, un átomo de flúor o un grupo trifluorometilo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1 para producir 1,1,2,2-tetrafluor-1(2,2,2-trifluoroetoxi)etano como fluoroalquil éter, caracterizado porque el fluoroalquil alcohol es 2,2,2-trifluoroetanol (denominado en adelante TFEO) y la olefina fluorada es tetrafluoroetileno (denominada en adelante TFE).

3. Procedimiento para producir 1,1,2,2-tetrafluor-1-(2,2,2-trifluoroetoxi)etano según la reivindicación 2, caracterizado porque TFEO y TFE alimentan continuamente el reactor, siendo el coeficiente molar de alimentación (TFE/TFEO) de TFE con respecto a TFEO de al menos 1.

4. Procedimiento para producir un fluoroalquil éter según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque como disolvente se utiliza un disolvente polar aprótico.

5. Procedimiento para producir un fluoroalquil éter según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se utiliza un alcóxido de metal alcalino o un hidróxido de metal alcalino como catalizador.