專(zhuān)利名稱(chēng)：在液態(tài)或超臨界二氧化碳中的氟化反應(yīng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及在二氧化碳中氟化化合物的方法。
背景技術(shù)：
氟化反應(yīng)通常定義為將元素氟或另一種氟化劑與物質(zhì)接觸，是一種重要的工業(yè)方法。氟化劑與氟化條件的選擇通常決定了氟化反應(yīng)的選擇性。被氟化物質(zhì)通常經(jīng)歷了其物理或化學(xué)性能的暫時(shí)的或永久的變化。在被氟化物質(zhì)中觀(guān)察到的典型變化為漂白、純化、潤(rùn)滑性的增強(qiáng)、對(duì)某些物質(zhì)的不透性的增強(qiáng)、可燃性的降低和對(duì)化學(xué)反應(yīng)(例如抗氧化性)的惰性。所觀(guān)察到具體的變化以及其程度大小通常依賴(lài)于氟化條件以及被氟化物質(zhì)的性質(zhì)。氟化可引起分子結(jié)構(gòu)的變化，例如通過(guò)用氟取代某些原子或原子團(tuán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中這些原子或原子團(tuán)的例子為氫、氯、溴、碘、羰基和羥基。也可將氟加成到如碳-碳雙鍵的不飽和部位。通常使用的氟化劑包括但不限于元素氟、二氟化氙和功能性胺(例如N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺)。
氟化反應(yīng)一般在不與氟化劑反應(yīng)的溶劑或介質(zhì)中實(shí)施，其中溶劑的例子為含鹵素的溶劑，如四氯化碳、含氯氟烴和碳氟化合物。盡管具有任何可能的優(yōu)點(diǎn)，但是這些溶劑或介質(zhì)可引起潛在的對(duì)健康和環(huán)境的關(guān)注，并且應(yīng)受控制以盡可能最大程度地減少接觸到人員以及釋放到環(huán)境中。這種環(huán)境關(guān)注會(huì)變成問(wèn)題，因?yàn)檎谔剿鲗⑦x擇氟化法用于藥物研究。
因此，本領(lǐng)域需要不具上文提及的缺點(diǎn)的氟化溶劑和使用該溶劑的氟化方法。
發(fā)明概述本發(fā)明使氟化法，特別是涉及藥用化合物的方法中避免了使用有機(jī)溶劑反應(yīng)介質(zhì)的需要。在本發(fā)明一個(gè)方面提供了氟化物質(zhì)的方法。所述方法包括提供包含液態(tài)或超臨界二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)、第一反應(yīng)劑和第二反應(yīng)劑的反應(yīng)混合物，其中所述第一反應(yīng)劑為氟化劑。然后在二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)中使第一反應(yīng)劑與第二反應(yīng)劑接觸，使得第一反應(yīng)劑氟化了第二反應(yīng)劑。
在本發(fā)明的另一方面涉及反應(yīng)混合物。所述反應(yīng)混合物包含含氟的第一反應(yīng)劑、第二反應(yīng)劑；以及液態(tài)或超臨界二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)。所述第一反應(yīng)劑和第二反應(yīng)劑存在于二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)中，并且所述第一反應(yīng)劑和第二反應(yīng)劑發(fā)生反應(yīng)，這樣將第二反應(yīng)劑氟化。
另外發(fā)現(xiàn)二氧化碳可有助于固體物體的氟化，因此與在只使用氟氣中的發(fā)現(xiàn)相比，實(shí)施二氧化碳的氟化反應(yīng)將會(huì)更快并且滲透得更深。
本發(fā)明提供這些和其它方面以及優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)述
圖1為依照本發(fā)明的方法加工的氟化高密度聚乙烯(HDPE)的SEM相片；并且圖2為依照本發(fā)明的方法加工的氟化低密度聚乙烯(LDPE)的SEM照片。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述現(xiàn)在，將參考附帶的說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例在下文中對(duì)本發(fā)明作更完全的描述，其中列出了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)具體表達(dá)而不應(yīng)解釋為限定于此處闡述的實(shí)施方案中。相反，提供了這些實(shí)施方案使得本公開(kāi)徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及氟化物質(zhì)的方法。所述方法包括提供包含液態(tài)或超臨界二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)、第一反應(yīng)劑和第二反應(yīng)劑的反應(yīng)混合物。所述第一反應(yīng)劑包含氟，就本發(fā)明而言，可認(rèn)為是一種氟化劑。然后在二氧化碳中使所述第一反應(yīng)劑與第二反應(yīng)劑接觸，這樣所述第一反應(yīng)劑氟化了第二反應(yīng)劑。在本發(fā)明中，所述第一和第二反應(yīng)劑兩者都不溶于、或其中之一或兩者均溶于二氧化碳中。
雖然不希望受任何理論的約束，但是可認(rèn)為所述第二反應(yīng)劑具有允許其被氟化的“活性部位”。更具體地說(shuō)，將術(shù)語(yǔ)“活性部位”定義為位于第二反應(yīng)劑上的能與第一反應(yīng)劑(也就是氟化劑)反應(yīng)的區(qū)域。就本發(fā)明而言，可使用上文定義的多種類(lèi)型的活性部位。例如，第二反應(yīng)劑可具有不飽和鍵(如雙鍵或三鍵)形式的活性部位，所述活性部位可與第一反應(yīng)劑反應(yīng)，這樣氟連接在第二反應(yīng)劑上。作為一個(gè)例子，所述氟可與第二反應(yīng)劑共價(jià)鍵合。
第二反應(yīng)劑可具有至少一個(gè)活性基團(tuán)或取代基。就本發(fā)明而言，“活性基團(tuán)”為原子、取代基等，已知在氟化反應(yīng)中通過(guò)第一反應(yīng)劑和第二反應(yīng)劑之間的反應(yīng)，所述“活性基團(tuán)”可被氟取代。活性基團(tuán)的例子包括但不限于氫、羥基、羰基和鹵素(例如，氯、溴或碘)。具有羥基的第二反應(yīng)劑的例子包括但不限于1-辛醇、2-辛醇和膽甾醇。
就本發(fā)明而言，使用液態(tài)或超臨界相的二氧化碳作為反應(yīng)混合物中的流體。反應(yīng)混合物一般采用二氧化碳作為連續(xù)相，所述反應(yīng)混合物一般包含大約50到大約99.5％重量的二氧化碳。如果使用了液態(tài)二氧化碳，優(yōu)選在所述方法中采用的溫度低于31℃。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用“超臨界”相的二氧化碳。此處所用的“超臨界”是指流體介質(zhì)的溫度足夠高，不能通過(guò)加壓使其液化。在Hyatt，J.Org.Chem.495097-5101(1984)中報(bào)導(dǎo)了二氧化碳的熱力學(xué)性能；該文指出二氧化碳的臨界溫度為大約31℃。具體地說(shuō)，本發(fā)明的方法可在大約0℃到大約110℃的溫度范圍內(nèi)實(shí)施。使用的壓力一般為大約800磅/平方英寸[絕對(duì)壓力](5.5mPa)或至大約5000磅/平方英寸[絕對(duì)壓力](3.4mPa)。
如上所述，在本發(fā)明方法中使用的第一反應(yīng)劑可稱(chēng)為氟化劑。術(shù)語(yǔ)“氟化劑”定義為能氟化另一種化合物的物質(zhì)，所述另一種化合物的例子為如單體、聚合物或其它類(lèi)型的物質(zhì)。氟化劑的例子包括但不限于元素氟、親核氟化劑(例如N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺)和親電氟化劑(例如二氟化氙、次氟酸鹽(hypofluorites))?？墒褂蒙鲜龅娜魏位旌衔铩Ｋ玫姆瘎┮话憧扇苡诙趸贾?。優(yōu)選所述反應(yīng)混合物包含大約0.5到大約50％重量的第一反應(yīng)劑或氟化劑。
使用的第二反應(yīng)劑為一種一般包含至少一種如本文定義的活性部位的試劑。第二反應(yīng)劑的例子包括但不限于有機(jī)化合物、有機(jī)聚合物和無(wú)機(jī)聚合物。上文包括的為藥用化合物。就本發(fā)明而言，術(shù)語(yǔ)“藥用化合物”廣義解釋為包括范圍廣泛的藥用活性化合物。藥用化合物的例子包括但不限于甾醇(例如膽甾醇)、碳水化合物、氨基酸、肽、核苷、抗菌素、麻醉劑、其混合物以及其它物質(zhì)。也可使用單-和多官能的醇并且所述醇包括但不限于環(huán)己醇、芐醇、1-辛醇、2-辛醇等。
可用本發(fā)明方法氟化的有機(jī)聚合物的例子包括高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)。作為例子，所述聚合物可為如容器、槽、管、瓶、盤(pán)、桿或其它形狀的制品形式。這些制品常?？捎梅瘎┓鼈兊谋砻妗７岣吡丝够瘜W(xué)品的性能、對(duì)烴和其它液體及氣體的不透性、抗污染的性能以及本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其它優(yōu)點(diǎn)。我們發(fā)現(xiàn)依照本發(fā)明在二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)中氟化可導(dǎo)致氟化層更深地滲透到固體聚合物中，而不需要延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，或者導(dǎo)致在較短的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)得到相同的滲透。
所述聚合物可為含氟聚合物，特別是高度氟化的聚合物，即是在其中超過(guò)90％的單價(jià)原子為氟的聚合物。所述聚合物可為全氟聚合物。所述聚合物可為適合于熔融加工的形式。這包括細(xì)碎形式如粉末，或者可為小球或立方體形式，如用于注射成形或擠出成形的形式。通常，所述聚合物可為成型的制品。所述成型的制品可為，例如具有暴露于所述第一反應(yīng)劑的內(nèi)表面的容器。為了提高所述聚合物的熱穩(wěn)定性，特別是在熔融加工中的熱穩(wěn)定性，通常需要采用氟處理含氟聚合物，特別是全氟聚合物，以氟化活性端基。所述活性端基來(lái)自用于制備所述聚合物的聚合引發(fā)劑自由基，或鏈轉(zhuǎn)移劑。依照本發(fā)明，在二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)中，含氟聚合物粉末、小球和立方體的氟化進(jìn)行得更快和完全。
如果需要，可在本發(fā)明方法使用的反應(yīng)混合物中采用各種添加劑。這些添加劑的例子包括但不限于調(diào)節(jié)所述氟化產(chǎn)物的分子量或控制其官能度的添加劑。也可使用可控制工藝變量(如反應(yīng)時(shí)間)、改變用于反應(yīng)介質(zhì)的流體的流動(dòng)性能的試劑。可任選使用共溶劑。本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員已知可使用上面任何組分的混合物。
本發(fā)明方法可用已知的設(shè)備實(shí)施。例如，所述氟化反應(yīng)可在適當(dāng)設(shè)計(jì)的反應(yīng)容器或反應(yīng)室中分批、連續(xù)或者半連續(xù)地完成?？墒褂昧硗獾难b置如攪拌裝置(例如漿式攪拌機(jī)或葉輪攪拌機(jī))和加熱器(例如加熱爐或加熱棒)。
以下例子是用以舉例說(shuō)明本發(fā)明而非對(duì)其進(jìn)行限定?？傊?，提供所述例子以證明本發(fā)明方法的效果。表1是對(duì)每個(gè)實(shí)施例的總概括。
表1
實(shí)施例1用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。往所述反應(yīng)器中裝入二氧化碳和2.0mL甲基環(huán)己烷和0.5g二氟化氙。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并在105℃和5000±15磅/平方英寸(3.4±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌3小時(shí)。由1H NMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。
實(shí)施例2用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。往所述反應(yīng)器中加入0.5035g環(huán)己烷。在氮?dú)鈿夥罩校ㄟ^(guò)高壓加料管加入1.2037g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器中。在25℃和1000±15磅/平方英寸(6.9±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌24小時(shí)。由1H NMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。
實(shí)施例3用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。然后往所述反應(yīng)器中裝入0.6373g芐醇。在氮?dú)鈿夥罩校ㄟ^(guò)高壓加料管加入1.4287g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器中。在25℃和1000±15磅/平方英寸(6.9±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌20小時(shí)。由1HNMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。得到產(chǎn)率為60％的所需的氟化產(chǎn)物，α-氟甲苯。
實(shí)施例4用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。然后往所述反應(yīng)器中裝入0.5721g 1-辛醇。在氮?dú)鈿夥罩?，通過(guò)高壓加料管加入1.103g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器中。在25℃和1000±15磅/平方英寸(6.9±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌20小時(shí)。由1HNMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。得到產(chǎn)率為68％的所需的氟化產(chǎn)物，1-氟辛烷。
實(shí)施例5用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。然后往所述反應(yīng)器中裝入0.5745g 2-辛醇。在氮?dú)鈿夥罩校ㄟ^(guò)高壓加料管加入1.12g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器中。在25℃和1000±15磅/平方英寸(6.9±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌20小時(shí)。由1HNMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。得到產(chǎn)率為48％的所需的氟化產(chǎn)物，2-氟辛烷。
實(shí)施例6用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。然后往所述反應(yīng)器中裝入0.1585g膽甾醇。在氮?dú)鈿夥罩校ㄟ^(guò)高壓加料管加入1.2689g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器中。在25℃和1000±15磅/平方英寸(6.9±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌20小時(shí)。由1HNMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。得到產(chǎn)率為62％的所需的氟化產(chǎn)物，氟化膽甾醇。
實(shí)施例7用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。然后往所述反應(yīng)器中裝入0.0971g膽甾醇。在氮?dú)鈿夥罩校ㄟ^(guò)高壓加料管加入1.349g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器中。在0℃和1000±15磅/平方英寸(6.9±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌20小時(shí)。由1HNMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。得到產(chǎn)率為28％的所需的氟化產(chǎn)物，氟化膽甾醇。
實(shí)施例8用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。然后往所述反應(yīng)器中裝入0.1033g膽甾醇。在氮?dú)鈿夥罩?，通過(guò)高壓加料管加入1.2634g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器中。在25℃和1000±15磅/平方英寸(6.9±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌20小時(shí)。由1HNMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。得到產(chǎn)率為33％的所需的氟化產(chǎn)物，氟化膽甾醇。
實(shí)施例9用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。然后往所述反應(yīng)器中裝入0.1002g膽甾醇。在氮?dú)鈿夥罩校ㄟ^(guò)高壓加料管加入1.2332g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器中。在25℃和1000±15磅/平方英寸(6.9±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌20小時(shí)。由1HNMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。得到產(chǎn)率為37％的所需的氟化產(chǎn)物，氟化膽甾醇。
實(shí)施例10
用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。然后往所述反應(yīng)器中裝入0.1018g膽甾醇。在氮?dú)鈿夥罩?，通過(guò)高壓加料管加入1.1298g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器中。在40℃和1200±15磅/平方英寸(8.3±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌20小時(shí)。由1HNMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。得到產(chǎn)率為51％的所需的氟化產(chǎn)物，氟化膽甾醇。
實(shí)施例11用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。然后往所述反應(yīng)器中裝入0.1072g膽甾醇。在氮?dú)鈿夥罩?，通過(guò)高壓加料管加入1.3062g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器。在40℃和1500±15磅/平方英寸(10.3±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌20小時(shí)。由1HNMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。得到產(chǎn)率為45％的所需的氟化產(chǎn)物，氟化膽甾醇。
實(shí)施例12用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。然后往所述反應(yīng)器中裝入0.1056g膽甾醇。在氮?dú)鈿夥罩?，通過(guò)高壓加料管加入1.1132g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器中。在40℃和2000±15磅/平方英寸(13.8±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌20小時(shí)。由1HNMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。得到產(chǎn)率為33％的所需的氟化產(chǎn)物，氟化膽甾醇。
實(shí)施例13用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。然后往所述反應(yīng)器中裝入0.1054g膽甾醇。在氮?dú)鈿夥罩?，通過(guò)高壓加料管加入1.2434g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器中。在40℃和3000±15磅/平方英寸(20.6±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌20小時(shí)。由1HNMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。得到產(chǎn)率為29％的符合要求的氟化產(chǎn)物，氟化膽甾醇。
實(shí)施例14用干燥的氮?dú)馇逑囱b備有壓力轉(zhuǎn)換器和溫度控制器的25mL高壓反應(yīng)器大約15分鐘。然后往所述反應(yīng)器中裝入0.1176g膽甾醇。在氮?dú)鈿夥罩?，通過(guò)高壓加料管加入1.2090g N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。封閉整個(gè)反應(yīng)體系并且用高壓二氧化碳將N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺沖入所述25mL的反應(yīng)器中。在40℃和4500±15磅/平方英寸(3.1±0.1mPa)下將所述反應(yīng)混合物攪拌20小時(shí)。由1HNMR和GC/MS分析所得的溶液混合物。得到產(chǎn)率為26％的所需的氟化產(chǎn)品，氟化膽甾醇。
實(shí)施例15在800mL的反應(yīng)器中放置202.4mg高密度聚乙烯(HDPE)并在室溫下抽空至少3小時(shí)。將大約16磅/平方英寸(1.1kPa)的純氟氣緩慢地導(dǎo)入所述反應(yīng)器中并將反應(yīng)器的溫度控制在21到23℃。在大約21到23℃實(shí)施反應(yīng)20小時(shí)，然后小心地將反應(yīng)器排氣并抽真空至少4小時(shí)。然后將氟化HDPE放在真空烘箱中另外20小時(shí)，氟化HDPE的重量為206.2mg。重量增加了3.8mg。所述HDPE的氟化深度為12到21μm，所述深度由掃描電子顯微鏡測(cè)定。
實(shí)施例16在800mL的反應(yīng)器中放置200.3mg高密度聚乙烯(HDPE)并在室溫下抽空至少3小時(shí)。將大約16磅/平方英寸(110kPa)的純氟氣緩慢地導(dǎo)入所述反應(yīng)器中并將反應(yīng)器的溫度控制在21到23℃。然后，往所述反應(yīng)器中緩慢加入二氧化碳直至所述反應(yīng)體系的總壓力為大約850磅/平方英寸(5.8mPa)。在大約21到23℃下攪拌所述反應(yīng)混合物20小時(shí)，然后小心將所述反應(yīng)器排氣并抽空至少4小時(shí)。然后將氟化HDPE放在真空烘箱中另外20小時(shí)，氟化HDPE的重量為209.3mg。重量增加了7.6mg。所述HDPE的氟化深度為54到62μm，所述深度由掃描電子顯微鏡測(cè)定。
實(shí)施例17在800mL的反應(yīng)器中放置202.6mg高密度聚乙烯(HDPE)并在室溫下抽空至少3小時(shí)。將大約16磅/平方英寸(110kPa)的純氟氣緩慢地導(dǎo)入所述反應(yīng)器并將反應(yīng)器的溫度控制在21到23℃。然后，往所述反應(yīng)器中緩慢加入二氧化碳直至所述反應(yīng)體系的總壓力為大約1150磅/平方英寸(7.9mPa)。在大約34-45℃下攪拌所述反應(yīng)混合物20小時(shí)，然后小心將所述反應(yīng)器排氣并抽空至少4小時(shí)。然后將氟化HDPE放在真空烘箱中另外20小時(shí)，氟化HDPE的重量為213.5mg。重量增加了10.9mg。所述HDPE的氟化深度為65到75μm，所述深度由掃描電子顯微鏡測(cè)定。
實(shí)施例18在800mL的反應(yīng)器中放置203.0mg高密度聚乙烯(HDPE)并在室溫下抽空至少3小時(shí)。將大約16磅/平方英寸(110kPa)的純氟氣緩慢地導(dǎo)入所述反應(yīng)器并將反應(yīng)器的溫度控制在21到23℃。所述反應(yīng)在大約34-35℃下實(shí)施20小時(shí)，然后小心將所述反應(yīng)器排氣并抽空至少4小時(shí)。然后將氟化HDPE放在真空烘箱中另外20小時(shí)并且測(cè)得氟化HDPE的重量為207.5mg。重量增加了4.5mg。HDPE的氟化深度為29到42μm，所述深度由掃描電子顯微鏡測(cè)定。
實(shí)施例19在800mL的反應(yīng)器中放置192.2mg低密度聚乙烯(LDPE)并在室溫下抽空至少3小時(shí)。將大約16磅/平方英寸(110kPa)的純氟氣緩慢地導(dǎo)入所述反應(yīng)器中并將反應(yīng)器的溫度控制在21到23℃。所述反應(yīng)在大約34至35℃之間實(shí)施20小時(shí)，然后小心將所述反應(yīng)器排氣并抽空至少4小時(shí)。然后將氟化LDPE放在真空烘箱中另外20小時(shí)并且測(cè)得氟化LDPE的重量為196.1mg。重量增加了3.9mg。LDPE的氟化深度為12到20μm，所述深度由掃描電子顯微鏡測(cè)定。
實(shí)施例20在800mL的反應(yīng)器中放置195.7mg低密度聚乙烯(LDPE)并在室溫下至少抽真空3小時(shí)。將大約16磅/平方英寸(110kPa)的純氟氣緩慢地導(dǎo)入所述反應(yīng)器中并將反應(yīng)器的溫度控制在21到23℃。所述反應(yīng)在大約20到23℃之間實(shí)施20小時(shí)，然后小心將反應(yīng)器排氣并抽空至少4小時(shí)。然后將所得的氟化LDPE放在真空中至少4小時(shí)。然后將所得的氟化LDPE放在真空烘箱中另外20小時(shí)并且測(cè)得氟化LDPE的重量為199.8mg。重量增加了4.1mg。LDPE的氟化深度為19到20μm，所述深度由掃描電子顯微鏡測(cè)定。
實(shí)施例21在800mL的反應(yīng)器中放置195.8mg低密度聚乙烯(LDPE)并在室溫下抽空至少3小時(shí)。將大約16磅/平方英寸(110kPa)的純氟氣緩慢地導(dǎo)入所述反應(yīng)器中并將反應(yīng)器的溫度控制在21到23℃。然后，往所述反應(yīng)器中緩慢加入二氧化碳直至反應(yīng)體系的總壓力為大約850磅/平方英寸(5.8mPa)。在大約21到23℃攪拌所述反應(yīng)混合物20小時(shí)，然后小心將所述反應(yīng)器排氣并抽空至少4小時(shí)。然后將氟化LDPE放在真空烘箱中另外20小時(shí)，氟化LDPE的重量為203.1mg。重量增加了7.3mg。LDPE的氟化深度為42到58μm，所述深度由掃描電子顯微鏡測(cè)定。
實(shí)施例22在800mL的反應(yīng)器中放置195.0mg低密度聚乙烯(LDPE)并在室溫下抽空至少3小時(shí)。將大約16磅/平方英寸(110kPa)的純氟氣緩慢地導(dǎo)入所述反應(yīng)器中并將反應(yīng)器的溫度控制在21到23℃。然后，往所述反應(yīng)器中緩慢加入二氧化碳直至反應(yīng)體系的總壓力為大約1150磅/平方英寸(7.9mPa)。在大約34到45℃攪拌所述反應(yīng)混合物20小時(shí)，然后小心將所述反應(yīng)器放氣并抽空至少4小時(shí)。然后將所得的氟化LDPE放在真空烘箱中另外20小時(shí)，氟化LDPE的重量為205.5mg。重量增加了10.5mg。LDPE的氟化深度為42到65μm，所述深度由掃描電子顯微鏡測(cè)定。
在附圖、說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例中公開(kāi)了本發(fā)明的典型的優(yōu)選實(shí)施方案并且，盡管使用了特殊的術(shù)語(yǔ)，但是只使用它們一般的和描述的意義而并非是起限定的作用，在下面的權(quán)利要求書(shū)中闡述了本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種氟化物質(zhì)的方法，所述方法包括提供包含液態(tài)或超臨界二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)、第一反應(yīng)劑和第二反應(yīng)劑的反應(yīng)混合物，其中所述第一反應(yīng)劑為氟化劑；和使所述第一反應(yīng)劑與所述第二反應(yīng)劑在所述二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)中接觸，這樣所述第一反應(yīng)劑氟化了所述第二反應(yīng)劑。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述液態(tài)或超臨界二氧化碳在大約800磅/平方英寸[絕對(duì)壓力](5.5mPa)至大約5000磅/平方英寸[絕對(duì)壓力](3.4mPa)的壓力下存在。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一反應(yīng)劑選自元素氟、親核氟化劑、親電氟化劑及其混合物。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述第二反應(yīng)劑選自有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)化合物、有機(jī)聚合物、無(wú)機(jī)聚合物及其混合物。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述第二反應(yīng)劑為適合熔融加工的含氟聚合物。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述含氟聚合物為全氟聚合物。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述第二反應(yīng)劑為成型制品形式的聚合物。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述成型制品為具有暴露于所述第一反應(yīng)劑的內(nèi)表面的容器。
9.權(quán)利要求1的方法，所述方法還包括從所述反應(yīng)混合物中分離出氟化組分的步驟。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述第二反應(yīng)劑具有至少一個(gè)活性基團(tuán)，并且其中所述使所述第一反應(yīng)劑與所述第二反應(yīng)劑接觸的步驟包括使所述第一反應(yīng)劑與所述第二反應(yīng)劑接觸，這樣存在于所述第一反應(yīng)劑中的氟置換了所述至少一個(gè)活性基團(tuán)以氟化所述第二反應(yīng)劑并與所述第二反應(yīng)劑在所述至少一個(gè)活性基團(tuán)上變成通過(guò)共價(jià)鍵合。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述至少一個(gè)活性基團(tuán)選自氫、羥基、羰基、鹵素及其混合物。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述第二反應(yīng)劑具有至少一個(gè)不飽和部位，并且其中所述使所述第一反應(yīng)劑與所述第二反應(yīng)劑接觸的步驟包括使所述第一反應(yīng)劑與所述第二反應(yīng)劑接觸，這樣所述第一反應(yīng)劑與所述第二反應(yīng)劑在所述不飽和部位反應(yīng)，這樣將所述第二反應(yīng)劑氟化。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述至少一個(gè)活性部位為不飽和鍵，并且其中來(lái)自所述第一反應(yīng)劑的氟變成與所述第二反應(yīng)劑在所述至少一個(gè)活性部位通過(guò)共價(jià)鍵合。
14.一種氟化物質(zhì)的方法，所述方法包括提供包含液態(tài)或超臨界二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)、第一反應(yīng)劑和藥用化合物的反應(yīng)混合物，其中所述第一反應(yīng)劑為氟化劑；和使所述第一反應(yīng)劑與所述藥用化合物在所述二氧化碳介質(zhì)中接觸，這樣所述第一反應(yīng)劑氟化了所述藥用化合物。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所述液態(tài)或超臨界二氧化碳在大約800磅/平方英寸[絕對(duì)壓力](5.5mPa)到大約5000磅/平方英寸[絕對(duì)壓力](3.4mPa)的壓力下存在。
16.權(quán)利要求14的方法，其中所述第一反應(yīng)劑選自元素氟、親核氟化劑、親電氟化劑及其混合物。
17.權(quán)利要求14的方法，其中所述藥用化合物選自甾醇、碳水化合物、氨基酸、肽、核苷、抗菌素、麻醉劑及其混合物。
18.權(quán)利要求14的方法，所述方法還包括從所述反應(yīng)混合物中分離出所述氟化組分的步驟。
19.權(quán)利要求14的方法，其中所述藥用化合物具有至少一個(gè)活性基團(tuán)，并且其中所述使所述第一反應(yīng)劑與所述藥用化合物接觸的步驟包括使所述第一反應(yīng)劑與所述藥用化合物接觸，這樣存在于所述第一反應(yīng)劑中的氟置換了所述至少一個(gè)活性基團(tuán)以氟化所述藥用化合物并變成與所述藥用化合物在所述至少一個(gè)活性基團(tuán)上通過(guò)共價(jià)鍵合。
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述至少一個(gè)活性基團(tuán)選自氫、羥基、羰基、鹵素及其混合物。
21.一種反應(yīng)混合物，所述反應(yīng)混合物包含第一反應(yīng)劑；第二反應(yīng)劑；和液態(tài)或超臨界二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)；其中所述第一反應(yīng)劑為氟化劑，并且其中所述第一反應(yīng)劑和所述第二反應(yīng)劑存在于所述二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)中，所述第一反應(yīng)劑和所述第二反應(yīng)劑在所述二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)中反應(yīng)，這樣將所述第二反應(yīng)劑氟化。
22.權(quán)利要求21的混合物，其中所述液態(tài)或超臨界二氧化碳在大約800磅/平方英寸[絕對(duì)壓力](5.5mPa)到大約5000磅/平方英寸[絕對(duì)壓力](3.4mPa)的壓力下存在。
23.權(quán)利要求21的混合物，其中所述第一反應(yīng)劑選自元素氟、親核氟化劑、親電氟化劑及其混合物。
24.權(quán)利要求21的混合物，其中所述第二反應(yīng)劑選自有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)化合物、有機(jī)聚合物、無(wú)機(jī)聚合物及其混合物。
25.權(quán)利要求21的方法，其中所述第二反應(yīng)劑為適合熔融加工的含氟聚合物。
26.權(quán)利要求25的方法，其中所述含氟聚合物為全氟聚合物。
27.權(quán)利要求21的方法，其中所述第二反應(yīng)劑為成型制品形式的聚合物。
28.權(quán)利要求27的方法，其中所述成型制品為具有暴露于所述第一反應(yīng)劑的內(nèi)表面的容器。
29.權(quán)利要求21的混合物，其中所述第二反應(yīng)劑包含至少一個(gè)不飽和鍵，并且其中所述第一反應(yīng)劑與所述第二反應(yīng)劑在所述不飽和鍵反應(yīng)，這樣將第二反應(yīng)劑氟化。
30.權(quán)利要求21的混合物，其中所述第二反應(yīng)劑具有至少一個(gè)活性基團(tuán)，并且其中所述第二反應(yīng)劑與所述第一反應(yīng)劑接觸，這樣存在于所述第一反應(yīng)劑中的氟置換了所述至少一個(gè)活性基團(tuán)以氟化所述第二反應(yīng)劑。
31.權(quán)利要求30的混合物，其中所述至少一個(gè)活性基團(tuán)選自氫、羥基、羰基、鹵素及其混合物。
全文摘要
一種氟化物質(zhì)的方法,所述方法包括提供包含液態(tài)或超臨界二氧化碳反應(yīng)介質(zhì)、第一反應(yīng)劑和第二反應(yīng)劑的反應(yīng)混合物,其中所述第一反應(yīng)劑為氟化劑,然后在二氧化碳中使第一反應(yīng)劑與第二反應(yīng)劑接觸,使得第一反應(yīng)劑氟化了第二反應(yīng)劑。
文檔編號(hào)C07C19/08GK1384811SQ00807262
公開(kāi)日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2000年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月7日
發(fā)明者J·M·德西蒙, H·C·魏, T·J·羅馬克 申請(qǐng)人:北卡羅來(lái)納-查佩爾山大學(xué), 北卡羅萊納州立大學(xué)