Файл: Хардин, А. П. Химия четырехфтористой серы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 116

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ицегося тиотионилфторида с другой тиокарбильной группой с

выделением свободной серы.

на

возможном

Другой

вариант

взаимодействия основан

разложении тиотионилфторида. Показано,

что

соединение

S2F2 диспропорционирует при комнатной температуре с обра­

зованием серы и четырехфтористой серы [64]

и что процесс

катализируется кислотами Льюиса [65].

 

представлено

Фторирование тиокарбонильных соединений

примером

реакции

бис (пентаметилен) тиурамдисульфида.

Аналогично осуществляется превращение других тиуранов и тиокарбонатов.

В автоклав емкостью 145 мл загружается 47 г (0,15 моля) бис-(пентаметилен)тиурамдисульфида и 49 г (0,45 моля) четырехфтористой серы. Автоклав нагревается 6 часов при 100°. Полученная смесь жидких и твердых продуктов разде­ ляется фильтрацией. Перегонка фильтрата дает 34 г (70%) N-трифторметилпиперидина (т. кип. 44°/68 мм). Перегонка проводится в металлической или тефлоновой аппаратуре, так как трифторметиламины и тиоланы очень чувствительны к следам влаги и быстро разлагаются в стеклянных сосудах.

Фторирование сероуглерода в зависимости Ьт условий об­ работки позволяет получить четырехфтористый углерод пли бис(трифторметил) сульфиды. Для синтеза четырехфтористо­

го углерода автоклав из нержавеющей стали,

содержащий

20 г (0,26 моля) сероуглерода, 60 г (0,55 моля)

четырехфто­

ристой серы и 2 г трехфтористого мышьяка, нагревается 2 ча­ са при 200°, 3 часа при 300°, 4 часа при 400° и 3,5 часа при 475°. После охлаждения автоклава до комнатной температуры летучие продукты перегоняются в цилиндр из нержавеющей стали, охлаждаемый жидким азотом. Получаемый продукт (48 г) состоит из равных количеств четырехфтористого угле­ рода и четырехфтористой серы.

Бис(трифторметил) полисульфиды получаются при нагре­ вании смеси 35 г (0,46 моля) сероуглерода, 28 г (0,26 моля) четырехфтористой серы и 3 а трехфтористого бора в течение 2 часов при 50° и 8 часов при 180°. Получаемая жидкость де­ кантируется с твердого осадка и перегоняется при атмосфер­ ном давлении, давая фракцию, состоящую из смеси сероугле­ рода и бис(трифторметил)дисульфида и 11 г (28%) бис(трифторметил) трисульфида (т. кип. 7Ö—80°).

139



б) Фторирование сульфокислот и сульфоксидов

Сульфокислоты легко обменивают гидроксильную группу па фтор при действии четырехфтористой серы, образуя суль­ фофториды. Замещения других атомов кислорода,.связанных с серой, в условиях, применяемых для фторирования карбоно­ вых кислот, не происходит. Так, карбоксиметансульфокислота при 180° дает 2,2,2-трифторэтаисульфофторид с выходом 40% [2]:

HOQC—CH2S020H + 3SF4— CF3CH2S02F + 3S 0F 2+2HF.

Аналогично протекает фторирование 10-карбоксидекан- сульфокислоты и 1,7-дикарбоксигептаисульфокислоты [2].

Взаимодействие алифатических эфиров сернистой кислоты с четырехфтористой серой проходит с разрывом одной из эфирных связей и образованием фторангидрида алкилсернистой кислоты и алкилфторида. Предполагается, что реакция протекает с образованием промежуточного алкилата трифто­ рида серы, который распадается на тионилфторнд и фтори­ стый алкил [66]:

(RO) 2SO + SF„—>ROS (О) F + SF3OR

4

S O F 2+ R F ,

где R—алкил.

Днметилсульфоксид, в отличие от своего формального аналога — ацетона, не дает диметилсульфодифторида при взаимодействии с четырехфтористой серой [67]. Вместо этого образуется соединение, физические свойства и данные спект­ ров масс-, ИК- и ЯМР которого идентичны свойствам бис(фторметилового)эфира (CH2F)20.

5. ФТОРИРОВАНИЕ ГАЛОГЕНСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИИ fOS^

Четырехфтористая сера обладает способностью вступать в реакцию обмена галогенов при взаимодействии с различными хлори1бромсодержащими углеводородами. Так, фторирова­ ние четыреххлористого углерода при 225—325° приводит к по­ лучению смеси хлорфторметанов. Трихлорфторметан является основным продуктом при проведении реакции при 225°, в то время как при 325° в основном образуется хлортрифторметан.

140

Реакция обмена галогенов может проводиться при взаимо­ действии четыреххлористого углерода с четырехфтористой се­ рой в момент образования последней из двуххлористой серы, хлора и фтористого натрия.

Замещение брома на фтор протекает легче, чем замещение хлора. Обработка четырехбромистого углерода четырехфто­ ристой серой при 225° приводит к дпбромдифторметану. При температурах выше 325° возможно получение четырехфтори­ стого углерода.

Высшие галогеналканы менее склонны вступать в реакцию с четырехфтористой серой. Так, даже в жестких условиях тексахлорэтан дает тетрахлордифторэтан.

Фторирование ненасыщенных хлорированных углеводоро­ дов сопровождается разрывом кратных связей. Например, тетрахлорэтилен и трихлорэтилен при 400° дают 1,2-дихлор- тетрафторэтан и хлорпентафторэтан. Подобно этому гексахлорциклопентаднен превращается в смесь пентахлортрифторциклопентенов.

Препаративного значения реакция четырехфтористой серы с галогенированными углеводородами не получила, так как она приводит к получению трудноразделимых смесей пере­ менного состава.

В отличие от галогензамещенных бензолов хлорпиримидиIIы легко дЗют соответствующие фторпиримидины. Так, 2,4- и 4, 6-дихлорпиримидины реагируют с четырехфтористой серой при 150°, давая соответственно 2,4- и 4,6-дифторпиримидины:

а F

В реакции с 2,4,6-трихлорпиримидииом образуется смесь 4, 6-дихлор-2-фтор- и 2,6-днхлор-4-фторпиримидинов при 225°.

Действие 6-кратного избытка четырехфтористой серы на хлористый цианур при 250° приводит к образованию фтори­ стого цианура с выходом 40%:

141


/ /

N

Ci

/ /

N

\

F

 

 

\ /

SF^

 

/

 

c

 

C ■

C

 

 

C

 

1

 

II

 

N

 

N

 

N

N

 

/

 

 

/

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

CL

 

 

 

1

 

'

 

 

 

F

 

 

При меньшем избытке четырехфтористой серы образуются

смешанные цианурхлорфториды.

 

 

 

 

 

Получение фторпиримндинов. Смесь 20 г

(0,13 моля) 4,6-дихлорпирими-

днна и 60 г (0,55 моля)

четырехфтористой

серы

нагревается

в бомбе и»

нержавеющей сталд

по 3 часа при 50°, 100°, 150°. Перегонка

полученной

жидкости дает 70% 4,6-дифторпнримидина

(т. кип.

507100 мм){. 2,4-ди-

фторпнримиднн (т. кип. 53745 мм) получается аналогично.

моля) 2, 4,

Для синтеза дихлорфторпиримидинов

смесь

40

г (0,22

6-трихлорпнримидина

и 100 г

(0,93 моля) четырехфтористой серы нагрева­

ется 4 часа при 175° и 3 часа при 225°. Продукт содержит равные количе­ ства 4,6-дихлор-2-фторпиримидина и 2,6-дихлор-4-фторпиримидина (т. кип. смеси 66—67715 мм).

Получение фтористого цианура. Смесь 23,1 г (0,13 моля) хлористого шіанура и 81 г (0,75 моля) четырехфтористой серы нагревается при пере­ мешивании в бомбе из нержавеющей стали в течение 2 часов при 150% 4 часов при 200° и 6 часов при 250°. Жидкий продукт перегоняется, давая 40%-аіын выход фтористого цианура (т. кип. 70—73°).

 

 

Л И Т Е Р А Т У Р А

 

 

1.

\Ѵ. С. S m i t h ,

С. W. Т u 11 о с k, Е. L. М и е 11 е г I i е s, W. R. Н а-

s е к,

F. S. F a w с е 11, V. А. Е n g е 1 h а г d t, D. D. G о f 1 пі a n.

J. Am.

Chem. Soc., 81, 3165 (1959).

V. A. E n g e 1 h а г d t. J. Am. Chem.

2.

W. R. H a s e k,

W. C. S m i t h,

Soc., 82, 5(43 (4960).

 

 

 

 

3.

H. G. G i 1 ch. J. Org. Chem., 30, 4392 (4965).

12236

(1959).

4.

W. C. S m i t h .

Пат. СЩА 2859245 (1958); C. A., 53,

5.

S. L. S p a s s о V, D. L. G r i f f i t h , E. S. G 1 a s s e r, K. N a g a r j a n,

J. D. Roberts. J. Am. Chem. Soc., 89, 88

(1967).

2791

(4966).

6.

J. T. G e r i g , J. D. R o b e r t s .

J. Am. Chem. Soc., 88,

7.

S. F u g u a , K. S i 1 V e г s t e i n. J. Org. Chem., 29, 395 (1964).

 

8.

E. Л. З а й ц е в а , А. Я. Я к у б о в и ч . ЖОХ, 36, 359

(1966).

9. E. Л. Зайце ва' , T. В. Р о з а н ц е в а , А. Я- Я к у б о в и ч .

ЖОХ,

39, 2062

(1969).

 

В. М. В л а с о в ,

Г. Г.

10.

Б. Г. О к с е н е и« о, В. А. С о к о л е н к о,

Я к о б с о н . Изв. Сиб. отд. АН СССР, сер.

хим.

наук,

1970,

1,

102.

И. D. Е. A p p l e q u i s t , R. S е а г 1 е. J./Org. Chem.,

29,

987

(1964).

12. W. R. S h е г m а п, M. Fr ei f e i de,

G. R. S t o n e . J. Org. Chem.,

25, 2048

(1960). -

 

 

 

 

 

 

142


 

13. W. А. S h е р р а г d. J. Am. Chem. Soc., 87, 2410 (1965).

1611

(1970).

44.

 

В. Д. Ш т е й ,н г а р ц,

Б. Г. О к с е н е н к о . ЖОрХ, 6,

45.

 

Л. іМ. Я г у п о л ь с к и й, Б. В. К у н ш е н к о ,

Л. А. А л е к с е е в а ^

ЖОХ, 38, 2592 (1968).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46.

 

Б. В. .К у н ш е и« о, Л. А. А л е к с е е в а , Л. М. Я г у п о л ь с к и й.

ЖОрХ, 6, 1286 (1970).

 

В. Д.

Ш т е й н г а р ц,

Г.

Г.

Я к о б с о н .

 

17.

Б. Г.

О к с е н е н к о ,

ЖОрХ, 7, 745 (1971).

М. F i e s e r .

Steroids, N.-J., il959,

p. 593,

682.

 

іів. L. Е. F i e s e r ,

 

 

19. J. T а d а n i e r, W. Col e . J. Org. Chem., 26, 2436

(1961).

 

 

 

 

20.

 

D. G. M a r t i n ,

F- K a g a n .

J. Org. Chem.,

27,

ЗІІ64

(1962).

 

21.

D. G. M a r t i n ,

J. E. Pi ke .

J. Org. Chem.,

27,

4086

(1962).

 

22. Англ. пат. 930888 (1963); С. А., 60, 641

(1964).

(1967).

 

 

 

 

 

23. D. G. M a r t i n .

Ann. N.-Y. Acad. Sei., 145, 161

 

 

 

 

 

24. G. А. В о s w e 11. J. Org. Chem., 31. 991

(1966).

 

 

 

Can. J. Chem.,.

26.

 

M. А z e e m, M. B r o w n s t e i n ,

R. J. G i l l e s p i e .

47, 4159

(1969).

 

O. D e t m e r .

Z. anorg. allg. Chem.,

301, 413

(1959).

 

26.

F. S e e l ,

 

27. К. В а u m. J. Org. Chem., 33,

1293

(1968).

 

 

(1961);

РЖХим,

28.

W. R. H a sek,

A. C. H a v e n . Пат. США 2980740

1962 ЮЛ43.

 

 

А. С.

H a v e n .

Канадок,

пат.

688172

 

(1964);.

29.

 

\Ѵ. R. Н а sek,

 

Canad. Pat. Off. Rec., 92, 4406

(1964).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30.

 

J. M. A n t о n u с c i,

L. A.

Wa l l .

SPE

Transactions,

3,

225

(1963).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31.

E. N i e 1,

R. S t e p h e n s , J. С. T a 11о w. J. Chem. Soc.,

 

1959,

166.

32.

В. С. P г a 11, O. W. W e b s t e г. Пат. США 2894989

(1959); РЖХим,

1960,

80132П.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33.

E. L. M u e 11 e r t i e s, W. D. P h i l l i p s , W. C. S mi t h .

Пат. США.

2897055

(1959); С. A., 54, 1б'64

(1960).

 

 

 

 

33, 819

(1968).

34.

R. E. A. D e а г,

E. E. G i 1b e г t. J. Org. Chem.,

35.

K. Ba u m. J. Am. Chem. Soc., 91, 4594

(4969).

 

 

 

 

 

 

 

 

36. Б. H. Г о р б у н о в , П. А . П р о т о п о л о в , А. П. Х а р д и н. Химия-

и химическая

технология.— Труды

Волгоградского

политехнич.

ин-та,.

г. Волгоград,-4971, стр. 16.

 

 

(1966); С. А.,

62, 3935

(1965).

37.

Е. Е. F r i s c h .

Англ. пат. 1018453

38.В. М. L і с h s t е і п, С. W о о 1 f. Пат. США 3472905 (1969); РЖХим,. 1970 22Н20П.

39.J. R. В h a t і а, Р. D. L а п d о г, S. R. L a n d о г. J. Chem. Soc., 1959,.

'24.

 

 

\

 

 

 

 

40. У. С о н д е р с . Ионные реакции в алифатическом -ряду. М., «Мир»,

1967,

79.

 

 

 

 

411. S. A. F u g u a, R. М. Р а г k h u г s t, R. М. S i 1 v е г s t е i n. Tetrahed­

ron,

20, 1635 (1964).

 

 

 

58,

42. A. F. С г о w t h e r, H. L. R o b e r t s . Англ. пат. 908290

(1962);

С. A.,

5513.

 

 

 

60,

43.

A. F. C r o w t h e r , H. L. R o b e r t s . Англ. пат.

955478

(1964);

С. A.,

15730. (1964).

 

 

 

 

44.

G. C a m a g g i, E. G о z z o. J. Chem. Soc., C. 1969, 489.

 

 

 

45.

Л. M. Я г у п о л ь с к н й , А И. Б у р ма ко в ,

Л. А. А л е к с е е в а .

ЖОХ, 39, 2053; (1969).

 

J. Am. ,Chem

 

46.

С. G. К г е s р а п, В. С. М с К u s і с к, Т. L. C a i r n s .

Soc.,

83, 3428 (1961).