專(zhuān)利名稱(chēng)：在溶劑存在下制造烯酮的鹵化前體的方法
在溶劑存在下制造烯酮的鹵化前體的方法本申請(qǐng)要求于2009年7月6日提交的PCT/EP2009/058525以及2010年1月7 日提交的EP-10150234. 2的優(yōu)先權(quán)，出于所有的目的將此申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在此。本發(fā)明涉及一種在特定溶劑的存在下制備烯酮的鹵化前體的方法并且還涉及一種制備烯酮的方法。鹵化的烯酮，如4-乙氧基-1，1，1-三氟-3-丁烯酮(ETFBO)，是化學(xué)合成中的構(gòu)造單元，如在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5，708，175中所披露的。它們可以通過(guò)使一種酰基氯與一種乙烯基醚在堿的存在下進(jìn)行反應(yīng)而制備，如在上述美國(guó)專(zhuān)利中描述的。對(duì)于此反應(yīng)，該堿還可以作為一種溶劑過(guò)量使用。WO 03/066558披露了在鐺鹽類(lèi)的存在下從乙烯基醚以及酰基鹵或酸酐來(lái)生產(chǎn)烯酮。在將三氟乙酸酐加成至乙基乙烯基醚的情況下，對(duì)將乙基乙烯基醚加入到含有三氟乙酸酐的一種反應(yīng)介質(zhì)中以及將三氟乙酸酐加入到含有乙基乙烯基醚的一種反應(yīng)介質(zhì)中均進(jìn)行了描述。WO 2004/108647披露了除其他之外烯酮的簡(jiǎn)化的生產(chǎn)，包括將羧酸鹵化物加成至
乙烯基醚。在實(shí)例中，將三氟乙酰氯加成至乙基乙烯基醚。本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的用于制備烯酮的鹵化前體方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種由如此得到的鹵化前體來(lái)制備烯酮的改進(jìn)方法，具體涉及該生產(chǎn)的選擇性以及產(chǎn)率，由此除其他之外，產(chǎn)物的分離可以得到簡(jiǎn)化并且材料的損失以及對(duì)副產(chǎn)物進(jìn)行處理的需要可以被降低。本發(fā)明涉及用于制備一種烯酮的鹵化前體的方法，該方法包括使一種羧酸鹵化物與一種乙烯基醚在包含一種烯酮或該烯酮的一種鹵化前體的液體反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，在反應(yīng)介質(zhì)中存在的烯酮對(duì)應(yīng)于其前體是在本方法中制備的烯酮。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該烯酮的鹵化前體對(duì)應(yīng)于在本方法中制備的鹵化的烯酮前體。該方法優(yōu)選是用來(lái)制備具有化學(xué)式(I)的鹵化的烯酮前體R1-C (0) -CH2-CHX-OR2(I)其中R1代表一個(gè)任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的Cl-ClO烷基基團(tuán)或R1代表CF3、CF2Cl, CF2H ；并且R2代表芳基、取代的芳基或一個(gè)任選地被至少一個(gè)鹵原子取代的 Cl-ClO烷基基團(tuán)，并且X代表氟、氯或溴，其中使對(duì)應(yīng)于化學(xué)式(II) =R1-C(O)X(II),其中X 代表氟、氯或溴并且R1具有以上給出的含義，的一種?；u與一種對(duì)應(yīng)于化學(xué)式(III) =CH2 =C(H)-OR2(III),其中R2具有以上給出的含義，的乙烯基醚進(jìn)行反應(yīng)。R1通常是一個(gè)氟化的C1-C4烷基基團(tuán)。R1優(yōu)選地代表甲基、乙基、正丙基、異丙基或被至少一個(gè)氟原子取代的甲基、乙基、正丙基或異丙基。如果R1代表甲基、乙基或被至少一個(gè)氟原子取代的甲基或乙基，它是尤其優(yōu)選的。CF3、CF2H、CF2Cl、C2F5、C3F7作為R1是特別優(yōu)選的。CF3、CF2Cl以及CF2H作為R1是更特別優(yōu)選的。
R2可以選自例如芳基，例如苯基C1-C4烷基基團(tuán)和/或被鹵原子取代的苯基。R2 通常是一個(gè)C1-C4烷基基團(tuán)。優(yōu)選地，R2代表直鏈或支鏈的C1-C4烷基基團(tuán)，并且特別優(yōu)選地R2代表甲基、乙基、正丙基或異丙基，最優(yōu)選一個(gè)甲基或一個(gè)乙基基團(tuán)。X優(yōu)選地選自氟和氯，更優(yōu)選地X是氯?？梢杂删哂谢瘜W(xué)式(I)的鹵化的烯酮前體制備的烯酮是具有化學(xué)式(IV)的烯酮，R1-C (0) -CH = CH-OR2 (IV)R1和R2具有化學(xué)式⑴中的相同含義。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)烯酮特別是ETFBO以及鹵化前體，特別是CETFBO (1，1，1_三氟-4-氯-4-乙氧基丁 -2-酮)，可以有利地用作羧酸鹵化物與乙烯基醚的反應(yīng)的溶劑。如以上提及的，用作溶劑的該鹵化前體以及烯酮優(yōu)選地分別對(duì)應(yīng)于該鹵化前體及其脫鹵化氫后的烯酮。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，用于所述反應(yīng)的液體反應(yīng)介質(zhì)包括一種烯酮，特別是 ETFBO作為溶劑。該烯酮的用量總體上是相對(duì)于該反應(yīng)介質(zhì)的總重量按重量計(jì)從50%至 99 %，優(yōu)選按重量計(jì)從60 %至99 %，更優(yōu)選按重量計(jì)從75 %至99 %。 這個(gè)實(shí)施方案對(duì)于啟動(dòng)所述反應(yīng)是特別有利的。該烯酮優(yōu)選地包括另外的烯酮，它從一個(gè)外部來(lái)源(例如從烯酮的更早制造、特別是批次的制造)提供至該反應(yīng)。在這個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)方面，所述反應(yīng)通過(guò)將羧酸鹵化物引入所述含有烯酮的液體反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行的，特別是在該制造方法的啟動(dòng)過(guò)程中。將一種乙烯基醚引入含有該烯酮以及該羧酸鹵化物的液體反應(yīng)介質(zhì)中之后形成的烯酮的鹵化前體將總體上提供包含該鹵化前體以及該烯酮的一種液體反應(yīng)介質(zhì)。應(yīng)理解的是，這個(gè)實(shí)施方案還可以應(yīng)用于同樣類(lèi)型的反應(yīng)，如以上描述的反應(yīng)，其中并非將乙烯基醚加入到含有羧酸鹵化物的一種反應(yīng)介質(zhì)中，例如可以將乙烯基醚溶解在含有烯酮的反應(yīng)介質(zhì)中并且然后將羧酸鹵化物加入到該含有乙烯基醚以及烯酮的反應(yīng)介質(zhì)中。在另一個(gè)實(shí)施方案中，用于羧酸鹵化物與乙烯基醚的反應(yīng)的液體反應(yīng)介質(zhì)包括該烯酮的一種鹵化前體，特別是CETFB0。該鹵化前體的用量總體上是相對(duì)于該反應(yīng)介質(zhì)的總重量按重量計(jì)從50%至99%，優(yōu)選按重量計(jì)從60%至99%，更優(yōu)選按重量計(jì)從75%至 99%。在這個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)優(yōu)選的方面，該方法是以連續(xù)的方式進(jìn)行的。在一種連續(xù)的方法中，在該液體反應(yīng)介質(zhì)中的烯酮的鹵化前體的含量總體上是保持在相對(duì)于該反應(yīng)介質(zhì)的總重量按重量計(jì)從50 %至99 %的范圍內(nèi)，優(yōu)選在從60 %至99 %的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在按重量計(jì)從75%至99%的范圍內(nèi)。這對(duì)于在穩(wěn)態(tài)下運(yùn)行的連續(xù)方法是特別有利的，例如在一個(gè)連續(xù)攪拌的槽式反應(yīng)器(CSTR)中。在一個(gè)優(yōu)選的方面，該液體反應(yīng)介質(zhì)的剩余物包括羧酸鹵化物。該液體反應(yīng)介質(zhì)總體上含有相對(duì)于該反應(yīng)介質(zhì)的總重量按重量計(jì)至少0. 5%、優(yōu)選按重量計(jì)至少的羧酸鹵化物。優(yōu)選地，該含量是按重量計(jì)至少5%。該液體通常含有相對(duì)于該反應(yīng)介質(zhì)的總重量按重量計(jì)小于約20%的羧酸鹵化物。優(yōu)選地，該含量是小于 10%重量。優(yōu)選地，該液體含有相對(duì)于該反應(yīng)介質(zhì)的總重量按重量計(jì)5%至10%的羧酸鹵化物。這個(gè)特定的方面還可以應(yīng)用于在此描述的根據(jù)本發(fā)明的方法的不同實(shí)施方案。
該反應(yīng)可以在一種另外的溶劑的存在下進(jìn)行。術(shù)語(yǔ)“另外的溶劑”應(yīng)理解為表示不同于所述反應(yīng)的反應(yīng)物、產(chǎn)物以及該另外的烯酮和烯酮前體的一種溶劑。有待使用的溶劑可以是例如一種芳香族烴例如苯、甲苯或二甲苯，一種脂肪烴例如戊烷或己烷；一種鹵代烴例如氯化烴類(lèi)，特別是二氯甲烷、氯仿或二氯乙烷，或氟化烴類(lèi)如1，1，1，3，3_五氟丁烷(由蘇威氟化學(xué)有限公司以商標(biāo)Solkane 365mfc商品化)；或一種醚例如二乙醚、二丁基醚或四氫呋喃或氟化醚類(lèi)。在它們之中，一種芳香族烴是優(yōu)選的。在它們之中特別優(yōu)選的是苯或甲苯。這些溶劑可以單獨(dú)地使用或相組合作為一種混合物使用。如果適當(dāng)?shù)脑?，這種溶劑的用量通常是按重量計(jì)每份羧酸鹵化物按重量計(jì)從1至35份，優(yōu)選按重量計(jì)從3至16 份。然而優(yōu)選的是在基本上不存在或不存在另外的溶劑時(shí)進(jìn)行該反應(yīng)。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，該溶劑進(jìn)一步包括至少一種鹵醚，例如一種氯醚，如氯烷基烷基醚，具體是氯乙基乙基醚。在此情況下，該液體反應(yīng)介質(zhì)中鹵醚(具體是氯烷基烷基醚)的含量相對(duì)于該液體反應(yīng)介質(zhì)的總重量按重量計(jì)一般是從0. 至5%、通常是從 0.5%至2%。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鹵醚是可以摻入該液體反應(yīng)介質(zhì)中、特別是以指定的濃度范圍摻入的合適的溶劑，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了烯酮的鹵化前體的高產(chǎn)量和選擇性。在一種連續(xù)方法中，該鹵醚的含量?jī)?yōu)選維持在以上指定的濃度范圍內(nèi)。更優(yōu)選的是在一種液體反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行該反應(yīng)，該液體反應(yīng)介質(zhì)的組成或基本上組成為烯酮、烯酮的鹵化前體、羧酸鹵化物以及乙烯基醚。這個(gè)實(shí)施方案具有對(duì)于后續(xù)處理步驟如熱解或純化操作的特殊優(yōu)點(diǎn)。在根據(jù)本發(fā)明的方法中以及在它的具體實(shí)施方案中，酰基鹵與乙烯基醚的摩爾比優(yōu)選是從0. 8至1. 2并且特別優(yōu)選從0. 8 1至約1。最優(yōu)選地，該摩爾比是大約1。在根據(jù)本發(fā)明的方法中以及在它的具體實(shí)施方案中，總體上是將乙烯基醚以從 0. 01至2摩爾/小時(shí)/摩爾羧酸鹵化物的速率引入該液體反應(yīng)介質(zhì)中。優(yōu)選地該速率是從 0. 5至1. 5摩爾/小時(shí)/摩爾羧酸鹵化物。約1摩爾/小時(shí)/摩爾羧酸鹵化物的速度給出了良好的結(jié)果?？梢苑峙鼗蜻B續(xù)地進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的方法以及它的具體實(shí)施方案。在根據(jù)本發(fā)明的方法中以及在它的具體實(shí)施方案中，尤其有益的是(特別是在一個(gè)連續(xù)過(guò)程中)控制在液體反應(yīng)介質(zhì)中的乙烯基醚的濃度?？傮w而言，該濃度是相對(duì)于該液體反應(yīng)介質(zhì)總重量小于按重量計(jì)5%。在該液體反應(yīng)介質(zhì)中的乙烯基醚的濃度經(jīng)常是相對(duì)于該液體反應(yīng)介質(zhì)的總重量等于或小于按重量計(jì)1 %。優(yōu)選地，該濃度是相對(duì)于該液體反應(yīng)介質(zhì)總重量等于小于按重量計(jì)0. 5%?？傮w而言，該濃度是相對(duì)于該液體反應(yīng)介質(zhì)總重量按重量計(jì)至少0. 1%。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)控制該二乙烯基醚的濃度、特別是可能影響該反應(yīng)或者減小產(chǎn)率的其他化合物(如含氯醚)的形成，聚合物材料得以避免或控制；由此改進(jìn)了可以由根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的烯酮前體制造的烯酮的產(chǎn)率以及純度。因此本發(fā)明還涉及用于制造一種烯酮的鹵化前體的一種方法，如在此之前所披露的，該方法包括使一種羧酸鹵化物與一種乙烯基醚在一種液體反應(yīng)介質(zhì)中連續(xù)地進(jìn)行反應(yīng)，其中該液體介質(zhì)中的乙烯基醚的濃度被控制在并且優(yōu)選地保持在在此之前披露的范圍內(nèi)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用烯酮的鹵化前體并且特別是烯酮作為溶劑特別是避免了不希望的化合物的形成并且改進(jìn)了有機(jī)產(chǎn)物、特別是烯酮的鹵化前體(優(yōu)選烯酮)的產(chǎn)率和純度。艮口，使用烯酮的鹵化前體并且特別是烯酮作為溶劑避免了復(fù)雜的后處理，例如溶劑的蒸餾、 由溶劑造成的副產(chǎn)物的純化等等。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的該烯酮的鹵化前體可以原樣使用。例如，它們可以用作溶劑，例如在隨后進(jìn)行的根據(jù)本發(fā)明的方法中作為溶劑。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的該烯酮的鹵化前體通過(guò)消除鹵化氫而被脫鹵化氫從而形成對(duì)應(yīng)的烯酮。因此本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于制備一種烯酮的方法，該方法包括(a)使一種羧酸鹵化物與一種乙烯基醚在一種含有烯酮或其鹵化前體的液體反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)以形成該烯酮的一種鹵化前體并且(b)從所述前體中消除鹵化氫以形成該烯酮。根據(jù)一種替代方案，消除鹵化氫是在該烯酮的鹵化前體的形成過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行， 例如在一種堿的存在下和/或通過(guò)熱致引發(fā)鹵化氫的消除作用。有待使用的堿可以是例如一種含氮的雜環(huán)化合物例如吡啶、喹啉或甲基吡啶；或一種叔堿，例如三乙胺、二甲基苯胺、 二乙基苯胺或4-二甲基氨基吡啶。在它們之中，吡啶、三乙胺、二甲基苯胺、二乙基苯胺或 4-二甲基氨基吡啶是優(yōu)選的。在它們之中，吡啶是特別優(yōu)選的。這些堿可以單獨(dú)地使用或相組合作為一種混合物使用。如果適當(dāng)?shù)脑?，該堿的用量通常是每摩爾羧酸鹵化物從1.0 至3. 0當(dāng)量，優(yōu)選從1. 05至1. 5當(dāng)量。如果代替一種堿的存在或除此之外，旨在進(jìn)行鹵化氫的熱消除，則該反應(yīng)混合物的溫度優(yōu)選等于或高于50°C。它優(yōu)選是等于或小于100°C。若希望的話，在鹵化氫的消除過(guò)程中可以存在一種另外的溶劑。術(shù)語(yǔ)“另外的溶齊U”具有如以上定義的相同含義。 在一個(gè)第一具體實(shí)施方案中，該羧酸鹵化物是三氟乙酰氯。優(yōu)選地，將該三氟乙酰氯以液態(tài)送入該反應(yīng)混合物中。在一個(gè)第二具體實(shí)施方案中，該羧酸鹵化物是一氯二氟乙酰氯。在一個(gè)第三具體實(shí)施方案中，該羧酸鹵化物是二氟乙酰氯。在一個(gè)第四具體實(shí)施方案中，該羧酸鹵化物是三氟乙酰氟。在一個(gè)第五具體實(shí)施方案中，該羧酸鹵化物是(三氟乙酰)乙酰氟。在一個(gè)優(yōu)選的第六具體實(shí)施方案中，制備烯酮的鹵化前體并消除鹵化氫的過(guò)程是在基本上或完全不存在堿的時(shí)進(jìn)行的，尤其是當(dāng)使用如在此描述的一種羧酸氯化物時(shí)。在一個(gè)優(yōu)選的第七具體實(shí)施方案中，制備烯酮的鹵化前體并消除鹵化氫的過(guò)程是在基本上或完全不存在另外的溶劑時(shí)進(jìn)行的。在一個(gè)優(yōu)選的第八具體實(shí)施方案中，制備烯酮的鹵化前體并消除鹵化氫的過(guò)程優(yōu)選是在基本上或完全不存在堿以及另外的溶劑時(shí)進(jìn)行的，如在此之前所描述的。該第六至第八、特別是該第八具體實(shí)施方案可以有利地與第一至第五具體實(shí)施方案中的任一個(gè)相結(jié)
I=I O在根據(jù)本發(fā)明的方法的第六至第八具體實(shí)施方案中，“基本上不存在”典型地表示相對(duì)于該反應(yīng)混合物的總重量按重量計(jì)等于或小于1 %，更特別是按重量計(jì)等于或小于 0. 5%的堿和/或溶劑的一個(gè)任選的含量。在這個(gè)背景下“完全不存在”典型地表示其中沒(méi)有主動(dòng)地將堿和/或溶劑加入到反應(yīng)混合物中的一個(gè)過(guò)程。典型地，“完全不存在”是指在一個(gè)反應(yīng)混合物的GC中沒(méi)有檢測(cè)到堿和/或溶劑。具體地講，根據(jù)本發(fā)明的方法的第六至第八具體實(shí)施方案允許(如果希望的話)隨著反應(yīng)選擇性地進(jìn)行而特別有效地分離烯酮(并且特別是所希望的烯酮)的鹵化前體， 并且通過(guò)限制(盡管基本上不存在的)不同于起始材料以及這些反應(yīng)產(chǎn)物的組分而促進(jìn)了分離。如以上提及的，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案涉及用于制備一種烯酮的方法，該方法包括(a)使一種羧酸鹵化物與一種乙烯基醚在一種包含烯酮或其鹵化前體的液體反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)并且(b)從所述前體中消除鹵化氫以形成該烯酮。根據(jù)本發(fā)明的方法的這個(gè)實(shí)施方案及其具體實(shí)施方案總體上包括在一個(gè)第一溫度下進(jìn)行步驟(a)的反應(yīng)并且在高于該第一溫度的一個(gè)第二溫度下進(jìn)行步驟(b)的反應(yīng)。該第一溫度總體上是小于50°C，經(jīng)常是小于40°C，優(yōu)選地等于或小于30°C。在一個(gè)方面，該溫度優(yōu)選是等于或小于約_25°C。該第一溫度總體上是至少為-50°C，經(jīng)常是等于或大于-40°C，優(yōu)選地等于或大于-30°C。該第二溫度總體上是至少為50°C，經(jīng)常是等于或大于60°C，優(yōu)選等于或大于 700C。該第二溫度總體上小于150°C，經(jīng)常是小于100°C，優(yōu)選地等于或小于約80°C。根據(jù)本發(fā)明及其具體實(shí)施方案的方法總體上包括在一個(gè)第一壓力下進(jìn)行步驟(a) 的反應(yīng)并且在低于該第一壓力的一個(gè)第二壓力下進(jìn)行步驟(b)的反應(yīng)。該第一壓力總體上被選擇為保持該液體介質(zhì)處于液態(tài)。例如，如果使用三氟乙酰氯作為?；u，則該第一壓力有利地是在等于或小于約_25°C的反應(yīng)溫度下的大氣壓力。該第一壓力在從20°C至30°C的反應(yīng)溫度下有利地是等于或大于約4，優(yōu)選約5巴絕對(duì)值至等于或小于約10巴的一個(gè)壓力。該第二壓力優(yōu)選被選擇為允許從該反應(yīng)介質(zhì)中分餾出至少一種烯酮。一個(gè)典型的第二壓力是從1至約10_3巴絕對(duì)值。在根據(jù)本發(fā)明的方法以及其具體實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案中(當(dāng)該方法是分批地進(jìn)行時(shí)該實(shí)施方案是有利的)，步驟(a)和(b)是在相同的反應(yīng)區(qū)例如上面裝有一個(gè)蒸餾柱的容器中進(jìn)行的。在根據(jù)本發(fā)明的方法以及其具體實(shí)施方案的另一個(gè)實(shí)施方案中(當(dāng)該方法是分批或連續(xù)地進(jìn)行時(shí)該實(shí)施方案是有利的)，步驟(a)是在一個(gè)第一反應(yīng)區(qū)中進(jìn)行的并且步驟(b)是在不同于該第一反應(yīng)區(qū)的一個(gè)第二反應(yīng)區(qū)中進(jìn)行的。該第一反應(yīng)區(qū)通常是一個(gè)任選攪拌的槽式反應(yīng)器。該第二反應(yīng)區(qū)可以是例如一個(gè)蒸餾柱。在一個(gè)優(yōu)選的第九具體實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括將在步驟(b) 中產(chǎn)生的烯酮從鹵化氫、未反應(yīng)的羧酸鹵化物以及未反應(yīng)的鹵化前體(以及任選的痕量的聚合材料)中分離出并且任選地將羧酸鹵化物再循環(huán)到步驟(a)并且將該鹵化前體再循環(huán)到步驟(b)。作為分離技術(shù)，優(yōu)選蒸餾特別是分餾，以將烯酮特別地從步驟(b)的反應(yīng)混合物中分離出。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案涉及用于制備一種該烯酮的鹵化前體的方法，該方法包括使一種羧酸鹵化物與一種乙烯基醚在一種液體反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)并且其中該反應(yīng)介質(zhì)是處于紊流狀態(tài)。這個(gè)實(shí)施方案尤其涉及該制造烯酮的方法的步驟a)。術(shù)語(yǔ)“紊流” 狀態(tài)包括在流體動(dòng)力學(xué)中使用的含義，除其他之外，表示高動(dòng)量對(duì)流以及高雷諾數(shù)，與一種“層流”態(tài)不同，但是該術(shù)語(yǔ)不限于此含義。術(shù)語(yǔ)“紊流”廣義地表示該反應(yīng)混合物的一種非常有效的混合，例如通過(guò)激烈攪拌，這避免了 “熱點(diǎn)”的出現(xiàn)。優(yōu)選地，該反應(yīng)混合物的一部分從步驟a)的反應(yīng)器中連續(xù)被抽出并且以回路前行并返回至步驟a)反應(yīng)器。在這樣一個(gè)回路中，有可能冷卻該反應(yīng)混合物的循環(huán)部分。這用于將反應(yīng)混合物的溫度保持在所希望的范圍內(nèi)。此外，如下面將說(shuō)明的，使反應(yīng)混合物的一部分連續(xù)循環(huán)改進(jìn)了反應(yīng)混合物的混合；得到的反應(yīng)混合物的紊流狀態(tài)有助于避免熱
點(diǎn)ο根據(jù)這個(gè)具體實(shí)施方案的方法總體上包括在從0°C至40°C的溫度下，優(yōu)選從10°C 至30°C，更優(yōu)選等于或約25°C并且最優(yōu)選等于或約20°C下進(jìn)行該反應(yīng)。因此，在這個(gè)實(shí)施方案中，即使步驟a)在更高溫度(以及更高的反應(yīng)速率)下進(jìn)行，選擇性是非常高的。在這個(gè)具體的實(shí)施方案中，反應(yīng)介質(zhì)的紊流狀態(tài)可以例如通過(guò)選自以下的一個(gè)操作實(shí)現(xiàn)攪拌、將該反應(yīng)介質(zhì)通過(guò)一個(gè)流阻、將該反應(yīng)介質(zhì)通過(guò)引入氣泡如一種惰性氣體進(jìn)行混合。而且，如以上提及的，使反應(yīng)混合物的一部分穿過(guò)一個(gè)回路增加了該反應(yīng)混合物的紊流。在反應(yīng)介質(zhì)中的攪拌可以借助于內(nèi)部攪拌，例如一個(gè)渦輪或攪拌器或通過(guò)該反應(yīng)器外部的一個(gè)再循環(huán)管來(lái)實(shí)現(xiàn)。流阻的典型例子是例如可以置于一個(gè)反應(yīng)器中的成型的本體，例如玻璃環(huán)以及拉西環(huán)(Raschig ring)。在這個(gè)具體的實(shí)施方案的一個(gè)特定的方面，當(dāng)該方法是以一種連續(xù)方式進(jìn)行時(shí)該方面是特別有利的，該乙烯基醚以及該羧酸鹵化物可以通過(guò)具有一個(gè)內(nèi)部供應(yīng)管以及一個(gè)外部供應(yīng)管的同心噴嘴引入該液體反應(yīng)介質(zhì)中。在這個(gè)方面，該乙烯基醚優(yōu)選地是通過(guò)該內(nèi)部供應(yīng)管提供的并且該羧酸鹵化物優(yōu)選地是通過(guò)該外部供應(yīng)管提供的。出人意料地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)在該液體反應(yīng)介質(zhì)中產(chǎn)生一個(gè)紊流狀態(tài)，可以基本上避免在所述反應(yīng)介質(zhì)中的熱點(diǎn)，由此改進(jìn)該烯酮的鹵化前體以及從該前體中獲得的烯酮的產(chǎn)率以及純度。為了本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)“熱點(diǎn)”具體地表示具有比該反應(yīng)進(jìn)行的溫度實(shí)質(zhì)上更高的溫度的反應(yīng)介質(zhì)中的一個(gè)區(qū)域。“實(shí)質(zhì)上更高的溫度”應(yīng)理解為比該液體反應(yīng)介質(zhì)的平均溫度高至少5°C，經(jīng)常是至少10°C的一個(gè)溫度。觀察到熱點(diǎn)導(dǎo)致了鹵化氫的消除，并且發(fā)現(xiàn)鹵化氫造成了不希望的副反應(yīng)，像某些不轉(zhuǎn)化的乙烯基醚的聚合。因此，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選在步驟a)中提供非常低水平的鹵化氫形成，優(yōu)選地基本上避免其形成。“基本上避免”具體是指維持反應(yīng)介質(zhì)中鹵化氫的含量相對(duì)于該反應(yīng)介質(zhì)的總重量是等于或小于wt.。優(yōu)選地，維持這個(gè)含量等于或小于 0. 5% wt。當(dāng)基本上避免了鹵化氫的形成時(shí)，在反應(yīng)介質(zhì)中等于或高于0. 01% wt的鹵化氫含量(盡管相對(duì)于反應(yīng)介質(zhì)的總重量等于或高于0. 1% wt)是可接受的。<在根據(jù)這個(gè)具體實(shí)施方案的方法中，該反應(yīng)優(yōu)選地在一個(gè)連續(xù)攪拌的槽式反應(yīng)器 (CSTR)中進(jìn)行的。在一個(gè)具體的方面，該連續(xù)攪拌的槽式反應(yīng)器與一個(gè)平推流反應(yīng)器相結(jié)合。在這種情況下，將該液體反應(yīng)介質(zhì)的至少一部分從該連續(xù)攪拌的槽式反應(yīng)器撤出并且使其在一個(gè)平推流反應(yīng)器中進(jìn)行進(jìn)一步反應(yīng)。在這種情況下，該CSTR反應(yīng)器通常是處于一種紊流狀態(tài)而該平推流反應(yīng)器可以是處于一種紊流或?qū)恿鳡顟B(tài)。CSTR的具體實(shí)施方案包括多種反應(yīng)器，它們由一個(gè)或多個(gè)圓柱形或球形的槽構(gòu)成，其中該液體反應(yīng)介質(zhì)的紊流狀態(tài)是通過(guò)以上描述的任何手段產(chǎn)生的。當(dāng)使用多于一個(gè) CSRT反應(yīng)器時(shí)，例如2、3或4個(gè)反應(yīng)器，有利的是將乙烯基醚的進(jìn)料分開(kāi)以便將乙烯基醚進(jìn)料到每個(gè)反應(yīng)器中。平推流反應(yīng)器的具體實(shí)施方案是處于一個(gè)圓柱形管的形式，通過(guò)它該進(jìn)料在一端進(jìn)入并且從另一端離開(kāi)。根據(jù)本發(fā)明及其具體實(shí)施方案的方法優(yōu)選地包括根據(jù)這個(gè)具體實(shí)施方案進(jìn)行步驟(a)的反應(yīng)。步驟b)中鹵化氫的消除可以通過(guò)將反應(yīng)混合物加溫至以上指出的范圍來(lái)進(jìn)行。 本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案涉及用于制備一種烯酮的方法，該方法包括以下步驟(a)提供該烯酮的一種鹵化前體，通過(guò)根據(jù)在此之前披露的方法或它們的組合中任一個(gè)從羧酸鹵化物以及乙烯基醚而制造(b)通過(guò)一個(gè)熱解處理從所述前體中消除鹵化氫以形成烯酮，該熱解處理選自 快速熱解、真空熱解以及在使用惰性氣體汽提下的熱解或其組合。為了本發(fā)明的目的，“術(shù)語(yǔ)快速熱解”是指一種方法，其中該液體反應(yīng)介質(zhì)在短的時(shí)間內(nèi)被加熱。對(duì)于快速熱解的典型的加熱時(shí)間是小于1小時(shí)，特別是小于30分鐘，優(yōu)選約15分鐘?？傮w而言，該加熱時(shí)間是大于ls，經(jīng)常是大于15s。在根據(jù)這個(gè)實(shí)施方案的方法的多個(gè)具體方面，該快速熱解是在范圍從-20°C至 140°C的溫度下以及范圍從30秒至1小時(shí)的時(shí)間段進(jìn)行的，優(yōu)選在范圍從0°C至130°C的溫度下以及范圍從30秒至30min的時(shí)間段，更優(yōu)選在范圍從20°C至120°C的溫度以及范圍從 30秒至20min的時(shí)間段。這種熱解或快速熱解可以任選地在使用一種惰性氣體流(例如氮?dú)狻鍤饣蚱浠旌衔?的汽提下進(jìn)行。為了本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)“汽提”具體地表示一個(gè)物理分離過(guò)程，其中一種或多種組分，特別是HCl從該液體反應(yīng)介質(zhì)中通過(guò)氣體流除去。該液體以及氣體流可以具有順流的或逆流的流動(dòng)方向。如果適當(dāng)?shù)脑?，該汽提有利地是使用氮?dú)饬鬟M(jìn)行。根據(jù)這個(gè)實(shí)施方案的方法，總體上包括在從_20°C至140°C、優(yōu)選從60°C至130°C、 例如等于或大約80°C、并且更優(yōu)選等于或大約120°C的溫度下進(jìn)行熱解。該熱解或快速熱解可以在真空下進(jìn)行。在這種情況下，該真空優(yōu)選是從100至600毫巴。應(yīng)理解的是在此披露的不同的方法以及實(shí)施方案以最優(yōu)選的方式應(yīng)用于從烷基乙烯基醚以及三氟乙酸鹵化物特別是從三氟乙酰氯以及乙基乙烯基醚制造氯三氟烷氧基丁酮并且隨后進(jìn)行消除來(lái)形成三氟烷氧基丁烯酮，特別是ETFB0。應(yīng)理解的是在此披露的不同的方法以及實(shí)施方案以最優(yōu)選的方式應(yīng)用于從烷基乙烯基醚以及二氟乙酸鹵化物特別是從二氟乙酰氯以及乙基乙烯基醚制造氯二氟烷氧基丁酮并且隨后進(jìn)行消除來(lái)形成二氟烷氧基丁烯酮，特別是EDFB0。根據(jù)本發(fā)明的方法可以例如在一種包括兩個(gè)裝置的器具中進(jìn)行，其中第一個(gè)裝置包括一個(gè)帶有鍋爐的循環(huán)系統(tǒng)、填充有拉西環(huán)的多個(gè)管、離心型泵、多個(gè)管式反應(yīng)器(各自具有一個(gè)管)?？梢栽诿總€(gè)反應(yīng)器之前以及之后加入或去除(用于分析的目的)產(chǎn)物。 出于安全原因，適當(dāng)?shù)貙⒕哂欣鋮s器和多個(gè)冷阱的另一段長(zhǎng)度的管安裝在循環(huán)之后；其中第二個(gè)裝置被用作接一個(gè)收器并且用于有機(jī)產(chǎn)物的前體熱解成有機(jī)產(chǎn)物，例如從CETFBO 到ETFB0，并且包括陶瓷鍋爐，該陶瓷鍋爐帶有填充了拉西環(huán)的圓柱管以及帶有脫除裝置 (take-off)的冷卻器。此外，本發(fā)明還涉及用于制備烯酮的方法以及用于制備烯酮的鹵化前體的器具， 例如使用上述器具。在此方法的某些實(shí)施方案中，使之前生產(chǎn)的純的有機(jī)產(chǎn)物，例如ETFB0，進(jìn)行循環(huán)以啟動(dòng)并冷卻，任選地在一個(gè)冷卻機(jī)器的幫助下。當(dāng)達(dá)到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)溫度時(shí)，首先將第一反應(yīng)物(例如TFAC)以氣態(tài)或液體形式在第一反應(yīng)器之前送入回路(特別是紊流的回路)中并接著將第二反應(yīng)物(例如EVE)以略微的化學(xué)計(jì)量過(guò)量(例如TFAC EVE=I 1.01 摩爾)加入。該循環(huán)裝置的燒瓶中的液面通過(guò)操作一個(gè)隔膜泵并排放到第二裝置中保持恒定。其中，有機(jī)產(chǎn)物前體至有機(jī)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化以及鹵化氫的消除，例如CETFBO轉(zhuǎn)化成Ε Β0 并消除HC1，在一旦第二裝置的接收器被充滿(mǎn)則以批次(具體是熱解)發(fā)生或者通過(guò)將含有有機(jī)產(chǎn)物前體(例如CETFB0)的流束連續(xù)從該循環(huán)裝置進(jìn)料到第二裝置中、接著處于任選的微真空下而發(fā)生。接著可以在下游的另外的蒸餾柱中連續(xù)地或分批進(jìn)行精蒸餾。以下實(shí)例旨在說(shuō)明本發(fā)明而非限制本發(fā)明。在這些實(shí)例中并且貫穿本說(shuō)明書(shū)使用的縮寫(xiě)定義如下TFAC是三氟乙酰氯，EVE 是乙基乙烯基醚，CETFBO是4-氯-4-乙氧基-1，1，1-三氟-3-丁-2-酮，ETFBO是乙氧基-1，1，1-三氟-3- 丁烯-2-酮。實(shí)例1-兩步法制造4-乙氧基-1，1，1-三氟-3- 丁烯_2_酮步驟(a)在其上裝有一個(gè)干冰冷卻器、裝備有一個(gè)PtlOO內(nèi)部溫度計(jì)的一個(gè)IOOml的三頸燒瓶中使66. 24g(0. 5摩爾)的三氟乙酰氯在_30°C下冷凝。經(jīng)1小時(shí)滴加36. 06g(0. 5摩爾)的乙基乙烯基醚。加入之后，再加入0.5摩爾的三氟乙酰氯。樣品的GC示出了幾乎定量產(chǎn)率的4-氯-4-乙氧基-1，1，1-三氟-3- 丁 -2-酮。步驟(b)在以上描述的步驟(a)的反應(yīng)之后，將該燒瓶加溫至室溫并且經(jīng)受真空分餾。一個(gè)第一餾分(B.P.59.3°C _66.4°C，在47毫巴下)含有4-氯-4-乙氧基_1，1， 1-三氟-3- 丁 -2-酮以及4-乙氧基-1，1，1-三氟-3- 丁烯-2-酮的一個(gè)混合物，可以將其進(jìn)行再蒸餾以提供另外的4-乙氧基-1，1，1-三氟-3- 丁烯-2-酮。一個(gè)第二餾分 (B. P. 66. 40C -70°C，在30毫巴)含有純的乙氧基_1，1，1_三氟_3_ 丁烯-2-酮(E/Z之比是98. 5 1.5)。分離產(chǎn)率是理論產(chǎn)率的97. 5%。實(shí)例2-在紊流條件下并且ETFBO作為溶劑時(shí)制造4_氯_4_乙氧基_1，1，1_三氟-3- 丁烷-2-酮以及4-乙氧基-1，1，1-三氟-3- 丁烯-2-酮。通用程序?qū)⑼ㄟ^(guò)在前的合成中獲得的純的ETFBO置于一個(gè)再循環(huán)系統(tǒng)的流動(dòng)部分中并且使用一個(gè)冷卻器進(jìn)行冷卻。該再循環(huán)系統(tǒng)包括一個(gè)20L的燒瓶，2個(gè)一米的蒸餾柱(填充有IOmm的玻璃拉西環(huán)并且置于另一個(gè)蒸餾柱的頂部)、一個(gè)循環(huán)泵(15001/h)，3個(gè)管式反應(yīng)器(每個(gè)具有: 的路徑長(zhǎng))(直徑1. 5cm)。一旦在該再循環(huán)系統(tǒng)中達(dá)到了所希望的溫度，將氣態(tài)或液態(tài)的三氟乙酰氯(巧！^作；丨口^摩爾/!!)引入在第一個(gè): 反應(yīng)器之前的紊流循環(huán)中并且然后將小摩爾過(guò)量的乙基乙烯基醚(TFAC/EVE= 1 1.01)在該第一個(gè): 反應(yīng)器之后加入。通過(guò)使用一個(gè)膜泵將材料泵送到一個(gè)第二裝置中來(lái)使該再循環(huán)器具的20L燒瓶中的液位保持恒定。用作將4-氯-4-乙氧基-1，1，1-三氟-3- 丁 -2-酮(CETFBO)熱解成4-乙氧基-1， 1，1-三氟-3- 丁烯-2-酮(ETFBO)的第二裝置包括具有3個(gè)一米蒸餾柱(填充有IOmm的玻璃拉西環(huán))的一個(gè)100L的Pfaudler陶瓷容器以及一個(gè)具有移除功能的冷卻器(cooler with removal)。通過(guò)分批熱解(當(dāng)該陶瓷容器填滿(mǎn)時(shí))或通過(guò)連續(xù)加入來(lái)自該循環(huán)器具的CETFBO流來(lái)進(jìn)行在HCL的損失下的CETFBO至ETFBO的轉(zhuǎn)化。在蒸餾柱中連續(xù)地或分批地進(jìn)一步進(jìn)行精蒸餾。實(shí)例加將該再循環(huán)系統(tǒng)使用純的ETFBO填充并且冷卻到10°C的溫度。在通用程序之后， 分別以12. 4摩爾/h和12. 8摩爾/h的速率引入TFAC和EVE。在該循環(huán)器具頂部每小時(shí)取GC樣品，顯示出TFAC與EVE的完全反應(yīng)，由此CETFBO的濃度隨著ETFBO濃度的降低而持續(xù)增加。在8小時(shí)的過(guò)程中進(jìn)行TFAC和EVE的連續(xù)引入并且將所有的材料收集在該陶瓷容器中。該熱解是在80°C下在氮?dú)饬飨逻M(jìn)行的，接著進(jìn)行分餾從而提供4-乙氧基-1，1， 1-三氟-3-丁烯-2-酮，其分離產(chǎn)率是理論產(chǎn)率的87%并且純度(順式+反式異構(gòu)體)是 98%。實(shí)例沘按照實(shí)例加進(jìn)行相同的程序但是將該再循環(huán)系統(tǒng)保持在20°C的溫度。獲得了乙氧基-1，1，1-三氟-3- 丁烯-2-酮，其分離產(chǎn)率是理論產(chǎn)率的87%并且純度(順式+反式異構(gòu)體)是98%。實(shí)例3-通過(guò)熱解處理使CETFBO轉(zhuǎn)化至ETFBO通用程序如以上在實(shí)例1中所描述的在步驟(a)的反應(yīng)之后，將裝配有一個(gè)回流冷凝器的燒瓶通過(guò)使用一個(gè)油浴加熱到所希望的溫度。在不同條件下進(jìn)行熱解或快速熱解在不同的溫度下，使用或不使用惰性氣流或在真空下進(jìn)行。在CETFBO至ETFBO的轉(zhuǎn)化之后進(jìn)行GC分析。當(dāng)反應(yīng)混合物的組成保持恒定時(shí)，使產(chǎn)生的反應(yīng)混合物進(jìn)一步經(jīng)受真空蒸餾(70°C，20毫巴)從而獲得乙氧基-1，1，1-三氟-3-丁烯-2-酮。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納在表 1中。熱解時(shí)間是指在其之后反應(yīng)混合物的組合物保持恒定的時(shí)間。表1
權(quán)利要求
1.一種用于制備烯酮的鹵化前體的方法，該方法包括使羧酸鹵化物與乙烯基醚在包含烯酮或該烯酮的鹵化前體的液體反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，用于制備對(duì)應(yīng)于以下化學(xué)式(I)的烯酮的鹵化前體 R1-C (0) -CH2-CH(X) -OR2 (I)，其中X代表氟、氯、或溴，并且R1代表任選地被至少一個(gè)鹵素原子取代的Cl-ClO烷基基團(tuán)或R1代表CF3C (0) CH2 ；并且R2代表芳基、取代的芳基或任選地被至少一個(gè)鹵原子取代的Cl-ClO烷基基團(tuán)，其中使對(duì)應(yīng)于化學(xué)式(II) =R1-C(O)X(II)的酰基鹵與對(duì)應(yīng)于化學(xué)式(III) =CH2 = C(H)-OR2(III)的乙烯基醚進(jìn)行反應(yīng)，在化學(xué)式(II)中X 和R1具有以上給出的含義，在化學(xué)式(III)中R2具有以上給出的含義。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中R1是氟化的C1-C4烷基基團(tuán)，優(yōu)選CF3基團(tuán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中R2是C1-C4烷基基團(tuán)，優(yōu)選甲基或乙基基團(tuán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中該羧酸鹵化物是三氟乙酰氯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中該液體反應(yīng)介質(zhì)含有按重量計(jì)從 1 %，優(yōu)選從5%至小于約20%的羧酸鹵化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中將該乙烯基醚以從0.01至2摩爾/ 小時(shí)/摩爾羧酸鹵化物的速率引入該液體反應(yīng)介質(zhì)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中該液體反應(yīng)介質(zhì)含有相對(duì)于該液體反應(yīng)介質(zhì)的總重量按重量計(jì)從50 %至99 %，優(yōu)選從60 %至99 %，更優(yōu)選從75 %至99 %的烯酮。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中該液體反應(yīng)介質(zhì)含有相對(duì)于該液體反應(yīng)介質(zhì)的總重量按重量計(jì)50%至99%的該鹵化前體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，該方法是以連續(xù)的方式進(jìn)行的并且其中在該液體反應(yīng)介質(zhì)中的鹵化前體的濃度優(yōu)選地保持在根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中該溶劑進(jìn)一步包括鹵醚，具體地是含氯醚。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中該反應(yīng)在液體反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行，該液體反應(yīng)介質(zhì)由或基本上由烯酮、烯酮的鹵化前體、羧酸鹵化物以及乙烯基醚組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法，用于由烷基乙烯基醚和三氟乙酸鹵化物、特別是由三氟乙酰氯和乙基乙烯基醚來(lái)制造氯三氟烷氧基丁酮。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，用于由烷基乙烯基醚和二氟乙酸鹵化物、特別是由二氟乙酰氯和乙基乙烯基醚來(lái)制造氯二氟烷氧基丁酮。
15.一種用于制造烯酮的方法，其中在第一步驟中以根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法來(lái)制備該烯酮的鹵化前體，并且在隨后的步驟中將該鹵化前體脫鹵化氫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備烯酮的鹵化前體的方法，該方法包括使羧酸鹵化物與乙烯基醚在一種包含烯酮和該烯酮的鹵化前體的液體反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)，并且還涉及一種制備烯酮的方法，該方法包括(a)通過(guò)將乙烯基醚引入一種包含羧酸鹵化物的液體反應(yīng)介質(zhì)中而使羧酸鹵化物與乙烯基醚進(jìn)行反應(yīng)而形成該烯酮的鹵化前體并且(b)從所述前體中消除鹵化氫而形成該烯酮。
文檔編號(hào)C07C45/45GK102471202SQ201080030353
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者烏塔·克拉森, 斯特凡·帕爾謝姆, 馬克斯·布勞恩 申請(qǐng)人:索爾維公司