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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft allgemein Verfahren zur Fluorierung von Verbindungen
in Kohlendioxid.
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Hintergrund der Erfindung
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Fluorierung,
die allgemein als das in Kontakt bringen von elementarem Fluor oder
einem anderen Fluorierungsmittel mit einer Substanz definiert ist,
ist ein wichtiger industrieller Prozess. Die Auswahl von Fluorierungsmittel
und Fluorierungsbedingungen bestimmt häufig die Selektivität der Fluorierung.
Die fluorierte Substanz unterliegt allgemein einer temporären oder
permanenten Änderung
ihrer physikalischen oder chemischen Eigenschaften. Unter den typischerweise
beobachteten Änderungen
bei fluorierten Substanzen sind Bleichen, Reinigung, erhöhte Lubrizität, erhöhte Undurchlässigkeit
für bestimmte
Materialien, Reduktion der Entzündbarkeit
und Inaktivität
gegenüber
chemischen Reaktionen, wie zum Beispiel Resistenz gegenüber Oxidation.
Die beobachteten spezifischen Änderungen
und ihr Ausmaß sind
häufig
von den Fluorierungsbedingungen wie auch von der Natur der Substanz
abhängig,
die fluoriert wird. Fluorierung kann Änderungen in der Struktur von
Molekülen
bewirken, zum Beispiel durch das Ersetzen bestimmter Atome oder
Atomgruppen wie Wasserstoff, Chlor, Brom, Iod, Carbonylgruppen und
Hydroxylgruppen durch Fluor. Fluor kann auch an ungesättigte Stellen
wie Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen addiert werden. Häufig verwendete
Fluorierungsmittel schließen
ein, sind aber nicht begrenzt auf, elementares Fluor, Xenondifluorid
und funktionelle Amine (z. B. N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexafluorpropylamin.
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Fluorierung
wird gewöhnlich
in Lösemitteln
oder Medien ausgeführt,
die gegen die Reaktion mit Fluorierungsmitteln beständig sind,
wie halogenhaltige Lösemittel
wie Tetrachlorkohlenstoff, Chlorfluorkohlenwasserstoffe und Fluorkohlenwasserstoffe.
Ungeachtet irgendwelcher potentieller Vorteile, können diese
Lösemittel
oder Medien potentielle Bedenken in Bezug auf Gesundheit und Umwelt
hervorrufen und sollten kontrolliert werden, um eine mögliche Exposition
von Personal und die Freisetzung in die Umwelt zu minimieren. Solche Bedenken
in Bezug auf die Umwelt könnten
problematisch werden, weil selektive Fluorierungsverfahren zur Verwendung
in der pharmazeutischen Forschung untersucht werden.
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Folglich
besteht im Stand der Technik ein Bedarf an Lösemitteln zur Fluorierung und
Verfahren, in denen diese genutzt werden, welche nicht die oben
erwähnten
Nachteile besitzen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung verhindert das Erfordernis, dass organische
Lösemittel-Reaktionsmedien bei
Fluorierungsverfahren, insbesondere bei Verfahren, bei denen pharmazeutische
Verbindungen einbezogen sind, eingesetzt werden. In einem Aspekt
stellt die Erfindung ein Verfahren zur Fluorierung einer Substanz bereit,
welche eine pharmazeutische Verbindung oder ein Polymer, in Form
eines geformten Artikels, umfasst. Das Verfahren umfasst die Bereitstellung
einer Reaktionsmischung, welche ein flüssiges Kohlendioxid-Reaktionsmedium,
einen ersten Reaktanten und einen zweiten Reaktanten umfasst, worin
der erste Reaktant ein Fluorierungsmittel ist. Der erste Reaktant
und der zweite Reaktant werden dann in dem Kohlendioxid-Reaktionsmedium
derart in Kontakt gebracht, dass der erste Reaktant den zweiten
Reaktanten fluoriert.
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In
einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Reaktionsmischung.
Die Reaktionsmischung umfasst einen ersten Reaktanten, welcher Fluor
umfasst, einen zweiten Reaktanten und ein flüssiges Kohlendioxid-Reaktionsmedium.
Der erste Reaktant und der zweite Reaktant liegen in dem Kohlendioxid-Reaktionsmedium
vor, so dass der zweite Reaktant fluoriert wird.
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Eine
weitere Entdeckung ist, dass Kohlendioxid die Fluorierung fester
Artikel erleichtern kann, so dass die Fluorierung schneller sein
kann und tiefer eindringen kann, als es beobachtet wird, wenn Fluorgas
alleine verwendet wird.
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Diese
und andere Aspekte und Vorteile werden durch die vorliegende Erfindung
bereitgestellt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine REM-Fotografie von fluoriertem Polyethylen mit hoher Dichte
(HDPE), das in Übereinstimmung
mit einem erfindungsgemäßen Verfahren
verarbeitet wird; und
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2 ist
eine REM-Fotografie von fluoriertem Polyethylen mit niedriger Dichte
(LDPE), das in Übereinstimmung
mit einem erfindungsgemäßen Verfahren
verarbeitet wird.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend nun vollständiger beschrieben,
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Beschreibung und Beispiele, in welchen bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung gezeigt werden. Diese Erfindung kann jedoch in vielen
verschiedenen Formen ausgeführt
werden und sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsbeispiele
begrenzt angesehen werden. Diese Ausführungsbeispiele werden vielmehr
bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig wird,
und einem Durchschnittsfachmann der Geltungsbereich der Erfindung
vollständig
vermittelt wird.
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In
einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren der Fluorierung
einer Substanz, welche eine pharmazeutische Verbindung oder ein
Polymer in Form eines geformten Artikels umfasst. Das Verfahren
umfasst die Bereitstellung einer Reaktionsmischung, welche ein flüssiges Koh lendioxid-Reaktionsmedium,
einen ersten Reaktanten und einen zweiten Reaktanten umfasst. Der
erste Reaktant umfasst Fluor und kann für die Zwecke der Erfindung
als Fluorierungsmittel betrachtet werden. Der erste Reaktant und
der zweite Reaktant kommen dann in dem Kohledioxid in Kontakt, so
dass der erste Reaktant den zweiten Reaktanten fluoriert. In der
Erfindung sind entweder der erste oder zweite Reaktant, beide oder
keiner von ihnen in Kohlendoxid löslich.
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Obwohl
nicht gewünscht
wird, auf irgendeine Theorie festgelegt zu werden, kann man annehmen, dass
der zweite Reaktant "reaktive
Stellen" besitzt,
welche es ermöglichen,
dass der zweite Reaktant fluoriert wird. Genauer gesagt, wird der
Begriff "reaktive
Stellen" als der
Ort am zweiten Reaktanten definiert, welcher imstande ist mit dem
ersten Reaktanten (d. h. einem Fluorierungsmittel) zu reagieren.
Es kann jede beliebige Anzahl von Typen reaktiver Stellen in Übereinstimmung
mit obiger Definition für
die Zwecke der Erfindung genutzt werden. Beispielsweise kann der
zweite Reaktant eine reaktive Stelle in Form einer ungesättigten
Bindung (z. B. eine Doppel- oder Dreifachbindung) besitzen, welche
mit dem ersten Reaktanten umgesetzt werden kann, so dass das Fluor
an den zweiten Reaktanten gebunden wird. Zum Beispiel kann das Fluor
kovalent an den zweiten Reaktanten gebunden sein.
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Der
zweite Reaktant kann mindestens eine aktive Gruppe oder einen Substituenten
besitzen. Für
die Zwecke der Erfindung ist eine "aktive Gruppe" ein Atom, Substituent oder dergleichen,
von welchem man weiß, dass
es beziehungsweise er durch Fluor in einer Fluorierungsreaktion
aufgrund der Reaktion zwischen dem ersten Reaktanten und dem zweiten
Reaktanten ersetzt wird. Beispiele aktiver Gruppen schließen ein,
sind aber nicht begrenzt auf, Wasserstoff, Hydroxyl, Carbonyl und
Halogene (z. B. Chlor, Brom oder Iod). Beispiele zweiter Reaktanten,
welche Hydroylgruppen besitzen, schließen ein, sind aber nicht begrenzt
auf 1-Octanol, 2-Octanol und Cholesterin.
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Für die Zwecke
der Erfindung wird Kohlendioxid als Flüssigkeit in einer Reaktionsmischung
in einer flüssigen
Phase eingesetzt. Die Reaktionsmischung nutzt Kohlendioxid typischerweise
als kontinuierliche Phase, wobei die Reaktionsmischung gewöhnlich von
ungefähr
50 bis ungefähr
99,5 Gewichtsprozent Kohlendioxid umfasst. Die während des Verfahrens angewendete
Temperatur liegt bevorzugt unterhalb von 31 °C. Über die thermodynamischen Eigenschaften
von CO2 wird in Hyatt, J. Org. Chem. 49:
5097-5101 (1984) berichtet; hierin wird dargelegt, dass die kritische
Temperatur von CO2 ungefähr 31 °C ist. Insbesondere können die
erfindungsgemäßen Verfahren
bevorzugt in einem Temperaturbereich von ungefähr 0 °C bis ungefähr 31 °C durchgeführt werden. Die eingesetzten
Drucke reichen gewöhnlich
von ungefähr
800 psia (5,5 mPa) oder bis ungefähr 1000 psia (6,9 mPa).
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Wie
vorstehend dargestellt, kann der erste Reaktant, der in dem erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzt wird, als Fluorierungsmittel charakterisiert werden.
Der Begriff "Fluorierungsmittel" ist definiert als
ein Material, dass imstande ist, einen andere Verbindung zu fluorieren,
wie zum Beispiel ein Monomer, Polymer oder einen anderen Materialtyp.
Beispiele von Fluorierungsmitteln schließen ein, sind aber nicht begrenzt
auf, elementares Fluor, nucleophile Fluorierungsmittel (z. B. N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexafluorpropylamin)
und elektrophile Fluorierungsmittel (z. B. Xenondifluorid, Hypofluorite).
Es können
Mischungen irgendwelcher der Obigen eingesetzt werden. Die verwendeten
Fluorierungsmittel sind gewöhnlich
in Kohlendioxid löslich.
Die Reaktionsmischung umfasst bevorzugt von ungefähr 0,5 bis
ungefähr
50 Gewichtsprozent des ersten Reaktanten oder Fluorierungsmittels.
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Der
zweite eingesetzte Reaktant enthält
gewöhnlich
wenigstens eine reaktive Stelle, wie sie hierin definiert ist. Beispiele
zweiter Reaktanten schließen
ein, sind aber nicht begrenzt auf, organische Verbindungen, organische
Polymere und anorganische Polymere. In den Obigen sind pharmazeutische
Verbindungen eingeschlossen. Für
die Zwecke der Erfindung ist der Begriff "pharmazeutische Verbindung" breit auszulegen,
um einen weiten Bereich pharmazeutisch aktiver Verbindungen abzudecken.
Beispiele pharmazeutischer Verbindungen schließen ein, sind aber nicht begrenzt
auf, Sterole (z. B. Cholesterin), Kohlenhydrate, Aminosäuren, Peptide,
Nucleoside, Antibiotika, Anästhetika,
deren Mischungen und andere Materialien. Ein- und mehrwertige Alkohole
können
auch eingesetzt werden und schließen ein, sind aber nicht begrenzt
auf, Cyclohexanol, Benzylalkohol, 1-Octanol, 2-Octanol und dergleichen.
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Beispiele
organischer Polymere, die mittels der erfindungsgemäßen Verfahren
fluoriert werden können,
umfassen Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE) und Polyethylen mit
niedriger Dichte (LDPE). Zum Beispiel kann das Polymer in Form eines
Artikels vorliegen, wie einem Behälter, Tank, Rohr, Flasche,
Platte, Stange oder in er anderen Gestalt. Diese Artikel werden
manchmal mit Fluorierungsmitteln behandelt, um ihre Oberflächen zu
fluorieren. Fluorierung verbessert die chemische Widerstandsfähigkeit,
Undurchlässigkeit
gegenüber
Kohlenwasserstoffen und anderen Flüssigkeiten und Gasen, die Widerstandsfähigkeit
gegenüber Verfärbung, neben
anderen Vorteilen, die einem Durchschnittsfachmann bekannt sind.
Wir haben gefunden, dass Fluorierung in einem Reaktionsmedium aus
Kohlendioxid in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung, zu einem tieferen Eindringen der fluorierten
Schicht in das feste Polymer führen
kann, ohne einen Anstieg der Kontaktzeit, oder zu einem äquivalenten
Eindringen bei einer kürzeren
Reaktionszeit.
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Die
Polymere können
Fluorpolymere sein, insbesondere hochfluorierte Polymere, das heißt Polymere, in
welchen mehr als 90 Prozent der monovalenten Atome an dem Polymer
Fluor sind. Die Polymere können Perfluorpolymere
sein. Die Polymere können
in Formen vorliegen, welche für
Schmelzverfahren geeignet sind. Das schließt fein zerteilte Formen wie
Pulver ein, oder es kann eine Pellet- oder Würfelform sein, wie sie beim Spritzguss
oder der Extrusion verwendet wird. Allgemein kann das Polymer in
der Form eines geformten Artikel vorliegen. Der geformte Artikel
kann zum Beispiel ein Gefäß sein,
das eine innere Oberfläche
besitzt, die dem genannten ersten Reaktanten ausgesetzt wird. Es
ist häufig
notwendig Fluorpolymere und insbesondere Perfluorpolymere mit Fluor
zu behandeln, um reaktive Endgruppen zu fluorieren, damit die thermische
Stabilität der
Polymere, insbesondere die thermische Stabilität während der Schmelzberabeitung,
verbessert wird Endgruppen stammen von Polymerisationsinitiatorradikalen
oder Kettenüberträgern, welche
bei der Herstellung der Polymere verwendet werden. Die Fluorierung
der Fluorpolymerpulver, -pellets und -würfel läuft in dem Kohlendioxid-Reaktionsmedium
in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung schneller und vollständiger ab.
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Wenn
es gewünscht
wird, können
verschiedene Additive können
in der Reaktionsmischung verwendet werden, welche in den erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzt wird,. Beispiele dieser Additive schließen ein, sind
aber nicht begrenzt auf, Additive, welche das Molekulargewicht der
fluorierten Produkte regulieren oder deren Funktionalität steuern.
Reagenzien, welche Verfahrensvariable wie Reaktionszeiten steuern,
die Flusscharakteristika der als Reaktionsmedium eingesetzten Flüssigkeit ändern, können auch
genutzt werden. Optional können
Co-Lösemittel
verwendet werden. Mischungen irgendwelcher der obigen Komponenten
können auch
eingesetzt werden, wie einem Durchschnittsfachmann bekannt ist.
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Die
erfindungsgemäßen Verfahren
können
unter Verwendung bekannter Anlagen durchgeführt werden. Beispielsweise
können
die Fluorierungsreaktionen entweder diskontinuierlich, kontinuierlich
oder semikontinuierlich in geeignet gestalteten Reaktionsgefäßen oder
Zellen durchgeführt
werden. Zusätzliche
Merkmale können
eingesetzt werden, wie zum Beispiel Rührvorrichtungen (z. B. ein
Blattrührer
oder Impellerrührer) und
Heizelemente (z. B. ein Wärmeofen
oder Heizstäbe).
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Die
folgenden Beispiele sollen die Erfindung veranschaulichen und sind
nicht als deren Begrenzung gedacht. Allgemein werden die Beispiele
bereitgestellt, um die Effektivität der erfindungsgemäßen Verfahren zu
demonstrieren. Tabelle 1 wird gezeigt und stellt eine allgemeine
Zusammenfassung eines jeden Ergebnisses dar.
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Beispiel 1
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Ein
25ml-Hochdruckreaktor, ausgestattet mit einem Druckwandler und Temperaturregler,
wurde mit trockenem Stickstoff ungefähr 15 Minuten lang gespült. Der
Reaktor wurde mit 0,5035 g Cyclohexanol beschickt. 1,2037 g N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin
wurden über
ein Hochdruck-Zugaberohr unter Stickstoffatmosphäre hinzugefügt. Das gesamte Reaktionssystem
wurde geschlossen und man ließ das N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin
unter Verwendung von Hochdruck-Kohlendioxid in den 25ml-Reaktor strömen. Die
Reaktionsmischung wurde bei 25 °C
und bei 1000 ± 15
psi (6,9 ± 0,1
mPa) 24 Stunden lang gerührt.
Die resultierende Lösungsmischung
wurde mittels 1H-NMR und GC/MS analysiert.
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Beispiel 2
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Ein
25ml-Hochdruckreaktor, ausgestattet mit einem Druckwandler und Temperaturregler,
wurde mit trockenem Stickstoff ungefähr 15 Minuten lang gespült. Der
Reaktor wurde dann mit 0,6373 g Benzylalkohol beschickt. 1,4287
g N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin wurden in ein Hochdruck-Zugaberohr
unter Stickstoffatmosphäre
gegeben. Das gesamte Reaktionssystem wurde geschlossen und man ließ das N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin
unter Verwendung von Hochdruck-Kohlendioxid in den 25ml-Reaktor strömen. Die
Reaktionsmischung wurde bei 25 °C
und bei 1000 ± 15
psi (6,9 ± 0,1
mPa) 20 Stunden lang gerührt.
Die resultierende Lösungsmischung
wurde mittels 1H-NMR und GC/MS analysiert.
Das gewünschte fluorierte
Produkt, alpha-Fluortoluol, wurde in 60 Prozent Ausbeute erhalten.
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Beispiel 3
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Ein
25ml-Hochdruckreaktor, ausgestattet mit einem Druckwandler und Temperaturregler,
wurde mit trockenem Stickstoff ungefähr 15 Minuten lang gespült. Der
Reaktor wurde dann mit 0,5721 g 1-Octanol beschickt. 1,103 g·N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin
wurden in ein Hochdruck-Zugaberohr unter Stickstoffatmosphäre gegeben.
Das gesamte Reaktionssystem wurde geschlossen und man ließ das N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin
unter Verwendung von Hochdruck-Kohlendioxid in den 25ml-Reaktor strömen. Die
Reaktionsmischung wurde bei 25 °C
und bei 1000 ± 15
psi (6,9 ± 0,1
mPa) 20 Stunden lang gerührt.
Die resultierende Lösungsmischung
wurde mittels 1H-NMR und GC/MS analysiert.
Das gewünschte fluorierte
Produkt, 1-Fluoroctan, wurde in 60 Prozent Ausbeute erhalten.
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Beispiel 4
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Ein
25ml-Hochdruckreaktor, ausgestattet mit einem Druckwandler und Temperaturregler
wurde, mit trockenem Stickstoff ungefähr 15 Minuten lang gespült. Der
Reaktor wurde dann mit 0,5745 g 2-Octanol beschickt. 1,12 g N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin
wurden in ein Hochdruck-Zugaberohr unter Stickstoffatmosphäre gegeben.
Das gesamte Reaktionssystem wurde geschlossen und man ließ das N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin
unter Verwendung von Hochdruck-Kohlendioxid in den 25ml-Reaktor strömen. Die
Reaktionsmischung wurde bei 25 °C
und bei 1000 ± 15
psi (6,9 ± 0,1
mPa) 20 Stunden lang gerührt.
Die resultierende Lösungsmischung
wurde mittels 1H-NMR und GC/MS analysiert.
Das gewünschte
fluorierte Produkt, 2-Fluoroctan, wurde in 48 Prozent Ausbeute erhalten.
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Beispiel 5
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Ein
25ml-Hochdruckreaktor, ausgestattet mit einem Druckwandler und Temperaturregler,
wurde mit trockenem Stickstoff ungefähr 15 Minuten lang gespült. Der
Reaktor wurde dann mit 0,1585 g Cholesterin beschickt. 1,2689 g
N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin wurden in ein Hochdruck-Zugaberohr
unter Stickstoffatmosphäre
gegeben. Das gesamte Reaktionssystem wurde geschlossen und man ließ das N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin
unter Verwendung von Hochdruck-Kohlendioxid in den 25ml-Reaktor strömen. Die
Reaktionsmischung wurde bei 25 °C
und bei 1000 ± 15
psi (6,9 ± 0,1
mPa) 20 Stunden lang gerührt.
Die resultierende Lösungsmischung
wurde mittels 1H-NMR und GC/MS analysiert.
Das gewünschte fluorierte
Produkt, Cholesterylfluorid, wurde in 62 Prozent Ausbeute erhalten.
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Beispiel 6
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Ein
25ml-Hochdruckreaktor, ausgestattet mit einem Druckwandler und Temperaturregler,
wurde mit trockenem Stickstoff ungefähr 15 Minuten lang gespült. Der
Reaktor wurde dann mit 0,0971 g Cholesterin beschickt. 1,349 g N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin
wurden in ein Hochdruck-Zugaberohr unter Stickstoffatmosphäre gegeben.
Das gesamte Reaktionssystem wurde geschlossen und man ließ das N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin
unter Verwendung von Hochdruck-Kohlendioxid in den 25ml-Reaktor strömen. Die
Reaktionsmischungen wurden bei 0 °C
und bei 1000 ± 15
psi (6,9 ± 0,1
mPa) 20 Stunden lang gerührt.
Die resultierende Lösungsmischung
wurde mittels 1H-NMR und GC/MS analysiert.
Das gewünschte
fluorierte Produkt, Cholesterylfluorid, wurde in 28 Prozent Ausbeute
erhalten.
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Beispiel 7
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Ein
25ml-Hochdruckreaktor, ausgestattet mit einem Druckwandler und Temperaturregler,
wurde mit trockenem Stickstoff ungefähr 15 Minuten lang gespült. Der
Reaktor wurde dann mit 0,1033 g Cholesterin beschickt. 1,2634 g
N,N-diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin wurden in ein Hochdruck-Zugaberohr
unter Stickstoffatmosphäre
gegeben. Das gesamte Reaktionssystem wurde geschlossen und man ließ das N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexa-fluorpropylamin
unter Verwendung von Hochdruck-Kohlendioxid in den 25ml-Reaktor strömen. Die
Reaktionsmischung wurde bei 25 °C
und bei 1000 ± 15
psi (6,9 ± 0,1
mPa) 20 Stunden lang gerührt.
Die resultierende Lösungsmischung
wurde mittels 1H-NMR und GC/MS analysiert.
Das gewünschte fluorierte
Produkt, Cholesterylfluorid, wurde in 33 Prozent Ausbeute erhalten.
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Beispiel 8
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Ein
25ml-Hochdruckreaktor, ausgestattet mit einem Druckwandler und Temperaturregler,
wurde mit trockenem Stickstoff ungefähr 15 Minuten lang gespült. Der
Reaktor wurde dann mit 0,1002 g Cholesterin und 1,5042 g Natriumfluorid
beschickt. 1,2332 g N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexafluorpropylamin
wurden in ein Hochdruck-Zugaberohr unter Stickstoffatmosphäre gegeben.
Das gesamte Reaktionssystem wurde geschlossen und man ließ das N,N-Diethyl-1,1,2,3,3,3-hexafluorpropyl-amin
unter Verwendung von Hochdruck-Kohlendioxid in den 25ml-Reaktor
strömen.
Die Reaktionsmischung wurde bei 25 °C und bei 1000 ± 15 psi
(6,9 ± 0,1 mPa)
20 Stunden lang gerührt.
Die resultierende Lösungsmischung
wurde mittels 1H-NMR und GC/MS analysiert.
Das gewünschte
fluorierte Produkt, Cholesterylfluorid, wurde in 37 Prozent Ausbeute
erhalten.
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Beispiel 9 (vergleichend)
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202,4
mg Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE) wurden in einen 800ml-Reaktor
platziert und wenigstens 3 Stunden lang bei Raumtemperatur evakuiert.
Ungefähr
16 psi (1,1 kPa) reines Fluor wurden langsam in den Reaktor eingebracht
und die Reaktionstemperatur wurde im Bereich von 21 bis 23 °C eingeregelt.
Die Reaktion wurde bei ungefähr
21-23 °C
20 Stunden lang durchgeführt
und dann wurde der Reaktor vorsichtig belüftet und unter Vakuum mindestens
4 Stunden lang evakuiert. Das fluorierte HDPE wurde dann in einem Vakuumofen
weitere 20 Stunden lang gehalten und das Gewicht des fluorierten
HDPE war 206,2 mg. Das Gewicht erhöhte sich um 3,8 mg. Die Tiefe
der Fluorierung des HDPE war 12 bis 21 μm, was mittels Rasterelektronenmikroskopie
gemessen wurde.
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Beispiel 10
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200,3
mg Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE) wurden in einen 800ml-Reaktor
platziert und wenigstens 3 Stunden lang bei Raumtemperatur evakuiert.
Ungefähr
16 psi (110 kPa) reines Fluor wurden langsam in den Reaktor eingebracht
und die Reaktionstemperatur wurde von 21 bis 23 °C eingeregelt. Dann wurde langsam
Kohlendioxid in den Reaktor gegeben, bis der Gesamtdruck des Reaktionssystems
ungefähr
850 psi (5,8 mPa) betrug. Die Reaktionsmischung wurde bei ungefähr 21-23 °C 20 Stunden
lang gerührt
und dann wurde der Reaktor vorsichtig belüftet und mindestens 4 Stunden
lang evakuiert. Das fluorierte HDPE wurde dann weitere 20 Stunden
lang in einem Vakuumofen gehalten und das Gewicht des fluorierten
HDPE war 209,3 mg. Das Gewicht erhöhte sich um 7,6 mg. Die Tiefe
der Fluorierung des HDPE war 54 bis 62 μm, was mittels einem Rasterelektronenmikroskopie
gemessen wurde.
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Beispiel 11 (vergleichend)
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203,0
mg Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE) wurden in einen 800ml-Reaktor
platziert und wenigstens 3 Stunden lang bei Raumtemperatur evakuiert.
Ungefähr
16 psi (110 kPa) reines Fluor wurden langsam in den Reaktor eingebracht
und die Reaktionstemperatur wurde von 21 bis 23 °C eingeregelt. Die Reaktion wurde
bei einer Temperatur von ungefähr
34-35 °C
20 Stunden lang durchgeführt
und dann wurde der Reaktor vorsichtig belüftet und mindestens vier Stunden
lang. Das fluorierte HDPE für
weitere 20 Stunden in einen Vakuumofen platziert und es wurde bestimmt,
dass das Gewicht des fluorierten HDPE 207,5 mg beträgt. Das Gewicht
erhöhte
sich um 4,5 mg. Die Tiefe der Fluorierung des HDPE war 29 bis 42 μm, was mittels
Rasterelektronenmikroskopie gemessen wurde.
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Beispiel 12 (vergleichend)
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192,2
mg Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE) wurden in einen 800ml-Reaktor
platziert und wenigstens 3 Stunden lang bei Raumtemperatur evakuiert.
Ungefähr
16 psi (110 kPa) reines Fluor wurden langsam in den Reaktor eingebracht
und die Reaktionstemperatur wurde zwischen 21 bis 23 °C eingeregelt.
Die Reaktion wurde zwischen 34 und 35 °C 20 Sunden lang durchgeführt und
dann wurde der Reaktor vorsichtig belüftet und mindestens vier Stunden
lang evakuiert. Das fluorierte LDPE wurde dann weitere 20 Stunden
lang in einem Vakuumofen gehalten. Es wurde bestimmt, dass das Gewicht
des resultierenden fluorierten LDPE 196,1 mg beträgt. Das
Gewicht erhöhte
sich um 3,9 mg. Die Tiefe der Fluorierung des LDPE war 12 bis 20 μm, was mittels
Rasterelektronenmikroskopie gemessen wurde.
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Beispiel 13 (vergleichend)
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195,7
mg Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE) wurden in einen 800ml-Reaktor
platziert und wenigstens 3 Stunden lang bei Raumtemperatur evakuiert.
Ungefähr
16 psi (110 kPa) reines Fluor wurden langsam in den Reaktor eingebracht
und die Reaktionstemperatur wurde im Bereich von 21 bis 23 °C eingeregelt. Die
Reaktion wurde bei 20-23 °C
20 Stunden lang durchgeführt
und dann wurde der Reaktor vorsichtig belüftet und mindestens vier Stunden
lang evakuiert. Das resultierende fluorierte LDPE wurde dann mindestens
vier Stunden lang in einem Vakuumofen gehalten. Das fluorierte LDPE
wurde dann weitere 20 Stunden lang in einem Vakuumofen gehalten
und es wurde bestimmt, dass das Gewicht des fluorierten HDPE 199,8
mg beträgt. Das
Gewicht erhöhte
sich um 4,1 mg. Die Tiefe der Fluorierung des LDPE war 19 bis 20 μm, was mittels
Rasterelektronenmikroskopie gemessen wurde.
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Beispiel 14
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195,8
mg Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE) wurden in einen 800ml-Reaktor
platziert und wenigstens 3 Stunden lang bei Raumtemperatur evakuiert.
Ungefähr
16 psi (110 kPa) reines Fluor wurden langsam in den Reaktor eingebracht
und die Reaktionstemperatur wurde bei 21-23 °C eingeregelt. Dann wurde langsam
Kohlendioxid in den Reaktor gegeben, bis der Gesamtdruck des Reaktionssystems
ungefähr
850 psi (5,8 mPa) beträgt.
Die Reaktionsmischung wurde bei ungefähr 21-23 °C 20 Stunden lang gerührt und
dann wurde der Reaktor vorsichtig belüftet und mindestens vier Stunden
lang evakuiert. Das fluorierte LDPE wurde dann weitere 20 Stunden
in einem Vakuumofen gehalten und das Gewicht des fluorierten LDPE
betrug 203,1 mg. Das Gewicht erhöhte
sich um 7,3 mg. Die Tiefe der Fluorierung des LDPE war 42 bis 58 μm, was mittels Rasterelektronenmikroskopie
gemessen wurde.
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In
den Zeichnungen, der Beschreibung und den Beispielen sind typische
bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung offenbart worden, und obwohl spezifische Begriffe
eingesetzt werden, werden sie nur in einem allgemeinen und beschreibenden
Sinn verwendet und nicht zum Zweck der Begrenzung; der Geltungsbereich
der Erfindung wird in den folgenden Ansprüchen dargelegt.