Способ получения алифатических перфторированных фторидов сульфоновой кислоты

ивав 5 ьаИЗОБРЕТЕНИЯ Своз СоветскихСоциалистическихРеспублик К ПА 16 НУУ(бц М. Кл.е С 07 С 143/70 ГасудерствееМ кеитет Совета Мстрое СССР ее дамм еебрете и еткрвп(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛИФАТИЧЕСКИХ ПЕРФТОРИРОВАННЫХ ФТОРИДОВ СУЛЬФОНОВОЙ КИСЛОТЫ(2)п рое) Ф На Жа) и МОИХ Н) Изобретение относится к усовершенствованному способу получения апифатических перфторированных фторидов супьфоновой кислоты формулы где ц - целое число, равное 5-1 1,Эти соединения представпяют собой ценные исходные материалы для получения мас Опо- и водооттапкивающпх средств поверхностно-активных веществ и смазокИзвестен способ получения апифатическихперфорированных фторидов супьфоновой кислоты эпектрохимическим фторированием гапоге-циндов карбоновой и супьфоновой кислоты приЭ 11 С 4-6 В и температуре 020 С 1,Кроме того, известен способ полученияалифатических перфорированных фторидовсупьфоновой кислоты эпектрохимическим фто рированием галогенидов супьфоновой кислотыпри ЭЦС 4-8 В и температуре 0-20 С нааноде из никепя или никелевого сплава и металлическом катоде, находящемся на расстоянии 3-6 мм, и концентрации галогенидов щ 2сульфоновой кислоты 4% от веса электролита-фтористого водорода 21,Недостатками этих способов является низкая селектнвность процесса и низкий выход12-25% для соединений с длинными цепями,где и8, так как во время реакции длинные молекулы расщепляются,Целью изобретения является увеличениевыхода цепевого продукта и селективностнпроцесса,Сущность изобретения состоит в том, чтогапогениды сульфоновой кислоты Формулы где й имеет указайное значение,Х - атом фтора, хлора ипи брома,подвергают эпектромеханическому фторированию и присутствии фтористого водорода вкачестве эпектропита при ЭДС 9-15 В, температуре 20-50 С и концентрации гапогениодов супьфоновой киспоты 5-15% от весаэлектролита на аноде из никеля ипи никелевого свава и металлическом катоде при расстоянии между эпектродами 6-12 мм.598558опо (-15 С), гоэоотводом, через которыйпропускают азот для предотвращения образования взрывоопасных смесей газов и дпяобразования желаемого давления (при котором протекает эпектрохимическая реакция)5в элементе, проводят реакцию, Элемент находится в термостате. В начале реакции,рхлакдвкт элемент до +10 С, потом прибавляют жидкий фтороводород (-10 С) иФторид октансупьфоновой кислоты, о Затем элемент нагреваютдо желаемой температуры при помощи термостате, Давление азотасоставляет примено 0,6 бар избыточногодавления при 38 С, По окончании реакцииэлемент опять охлаждают до температурыо+10 С и его доводят до нормального давления, Фторированный продукт реакции не рас"творяется в жидком фтороводороде и выделяется в виде бесцветного масла нв дне эле.мента. Масло выделяют и промывают 10%ным водным раствором гидрогенкврбонате ь- натрия. Чистота продукта, квк правило, составляет 90-98% (согласно анализу газовойхроматографией), Указанные выходы выинспены относительно маслянистою целевогопродукта с содержанием по меньшей мере90% фторида перфтороктипсупьфоновой кислотыя- . В табпице приведены условия опытов и резупьтаты Электропиз прекращают, если употреблено 80% теоретического количества Фока,П р и м е р 3, Получение фторида перфтордодеципсульфоновой кислоты (и =11), Реакцию осуществляют согласно примеру 1 при приведенных условиях, попучоют следующие результаты; Изобретение отличается от известноготехнического решения более высокой ЭЗС9-15 В, температурой процесса 20-50 С,концентрацией галогенидов сульфоновой кислоты 8-18% от веса электролита и большимрасстоянием между электродами 6-12 мм,Гвпогениды кислот. прибавпяют к жидкомуфтороводороду в количеств 8-18, предпочтнгецьно 10-18 вес.%, до начала эпектрохимического фторироввния, В качестве эпектролита применяют водный жидкий фтороводрод, который, квк правило, содержит небель.шое количество воды. Кроме того, во впажном воздухе фтороводород поглощает воду,Эту воду можно почти полностью удалитьпредварительным электролнзом, который про).водят до прибавления исходных яатериоповВоду удаляют образовавшимся водородом,кислородом и фторидом кислорода, которыеулетучиваются. Электрохимическое фторированне проводят при 20-80, предпочтитепьнпри 30-40 С, Процесс проводят при нормвлном давлении ипи при повышенном давлении.до 5 бор, предпочтительно при давлении 15 бар, ЭЦС составляет 9-18 В предпочтительно 9-13 ипи 9 12 В, причем не набпюдается выделение газообразного фтора,Необходимое "напряжение дпя получениясвободного фтора иэ фтороводородв составлет примерно 3 В, Можно применять болеевысокие напряжении без выделения газообразного фтора, потому что значительная долянапряжения расходуется для преодолении со.противления, которое обусловливается электролитом, электродами и в частности эффектами полирнзааии на поверхностях электродов.Расстояние электродов составляет 6-12,предпочтительно 8-1 О мм, Этим относительно большим росстоиюем электродов понижают коррозию электродов а опасность коротко-го замыкания между электродамиВ качестве материала для. анодов применяют никель ипи сплав никеля, в качествекатодов используют катоды из железа ипистепи, долее, например, катоды из алюминия,5меди, никеля или сплавов никеля.. Эпектрохнмическое фторироввние проводятпрерывно или, полунепрерывно.Выходящую смесь газов можно пропускатьчерез восходящий холодильник, чтобы конденсировать пары фтороводородо, затем послеразбавления инертным газом его поглощаютв разбавленном растворе едкого нвтрв,П р и м е р 1, Получение фторидо перфтороктипсульфоновой кислоты, МВ элементе для электролиза из никеляемкостью в 40 мп жидкого фтороводородв,снабженном анодом из никеля (поверхность0,35 дм ), термометром, загрузочным от 2верстием .рля гопогенидо кислоты и дпя жир Мкого фтороводородв, в также охлажденным Опыт 6 проводят при условиях согласно уровню .техники, Выход значительно меньше чем выход, получаемый предлагаемым способом.П р и м е р .2. Получение фторида перфторгексилсупьфонОьой кислоты (1 =8)Реакцию осуществляют согласно примеру 1, при приведенных ниже условиях получают следующие результаты;Температура, Со32Количество гексасульфофторида, г 4Концентрация (в пересчетена электролит), % 10Потенциал, В 12Ппотность тока, А/см 0,056Потребление тока (теоретическое), Ач 142Потребление тока (практическое), А ч 11,3Выход продукта, гВыход продукта9 тенциал, В отность тока, А требление тока,м 002 2фч: 0 0,0 18,8,6 ирак тичес 10 8 роду кт 3 1 4 формул Способ получе анных фторид ыТ ельюцесса,ро 50 ачение,ли брома,ля или никелекатода и жидаче сто влек м, ч Тир 59 5 ая, 4 Пател филиал П ород, ул. П температура, СоКоличество додецилсульфофгорида, г,Концентрация, в пересчете на электролит, % 10 Потребление тока в пересчете на теоретичес кое, %Вьщод:по току, % изобре тения 40 я алифатических жрфторисульфоновой кислоты форгде Н - целое число, равное 5-11, эл трохимическим фторированием галогенида сульфоновой кислоты формулы П сн сн,)ьо х гдет( име.ет указанное зн Х - атом фтора, хлора с применением анода из нике вого сплава, металлического кого фтористого водорода в тролита, о т л и ч а ю ш и ЦНИИЙИ, Заказ 1298, с ц увеличения выхода и селективностипро электролиз проводят при ЭДС 9 о15 В, температуре 20-50 С, концентрациигалогенидов сульфоновой кислоты 5-15% отвеса электролита и расстоянии между электродами 6-12 мм.2, Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что процесс проводят при повышенном давлении 1,014-5 бар,Источники информации, принятые во илмание при экспертизе:;1. Патент США % 2732398, кл. 260-503,24,01,56,2, Впидои Раюитаид,51 асе аль ТаГ 1 ов Г 1 цоила 1 еп бц 1 рЬои АсЫь.РаЛ.Ре 16 ооио.Ме 1 Ьаие-Оссиане -аль - десапе -51 рлоес -Ас 3 агап 1 Не и бер 1 е Зеча 1 ев,З,С 1 теит, Бас 1957, с. 2574Подписное