Сотрудники Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
разработали инновационные методы получения и очистки фторированных эфиров. Предложенная технология
основана на процессе реакционной дистилляции, в ходе которой из фторированных спиртов образуются сложные
эфиры.
Разработка имеет большие перспективы для химической промышленности, так как
связана с применением фторированных соединений в тонком органическом синтезе, электрохимии и электротехнике,
разработкой новых материалов на основе фтора. Результаты работы опубликованы в журнале Molecules.
Фторорганические соединения, имеющие связи углерод-фтор, проявляют уникальные
свойства, такие как высокая термическая и химическая стабильность, высокая поверхностная активность,
отсутствие светопоглощающей способности, высокий фармакологический эффект и применяются в различных отраслях
промышленности. Высокая добавленная стоимостью таких продуктов делает разработку новых методов синтеза и
технологий производства фторорганических соединений весьма актуальной.
Исследователи ИОНХ РАН впервые разработали математическую модель, которая
позволяет описывать равновесие и кинетику реакции в системе гептафторбутанол—уксусная кислота. Полученные
данные существенно улучшают понимание процесса получения целевого продукта — гептафторбутилацетата, — и
создают предпосылки для дальнейшего производственного масштабирования данного сложного эфира.
Области применения гептафторбутилацетата и
перечень уникальных свойств фторированных соединений
Работу прокомментировал научный сотрудник лаборатории теоретических основ
химической технологии ИОНХ РАН кандидат химических наук Андрей
Полковниченко: «Глобально перед нами стоит задача расширить
представление о химических процессах, протекающих в системах с фторированными эфирами и спиртами.
Объектом настоящей работы является гептафторбутилацетат, а точнее химическая реакция, положенная в
основу процесса реакционной дистилляции, как метода получения этого эфира. Сам гептафторбутилацетат
входит в состав пропеллентов, антикоррозийных или антибактериальных аэрозолей, растворителей,
применяется при производстве пленочных внешних батарей и батарейных модулей (мембран), а также для
создания композиции покрытия для удержания заряда и других. Нами рассмотрен процесс получения целевого
продукта через этерификацию, то есть смешивание кислоты со спиртом. В системе отсутствуют побочные
продукты, реакция проходит быстро. Нами впервые получены зависимости химического равновесия и кинетики
этой реакции от параметров процесса. На основании экспериментальных данных оценены кинетические и
термодинамические параметры реакции. Разработана математическая модель, которая позволяет в полной мере
описывать протекающие в системе процессы. Наша работа является одной из первых, посвящённых технологии
гептафторбутилацетата. Следует отметить, что уровень разработанности технологии напрямую влияет на
себестоимость продукции, и для процессов, где гептафторбутилацетат в том или ином виде присутствует в
производственной цепочке, подобные исследования оказывают положительный экономический
эффект».
По словам авторов, в контексте дальнейших исследований фундаментальный интерес
представляет проведение сравнительного анализа влияния стерических факторов, кислотности функциональных
групп и галогенирования углеродной цепи на кинетику, химическое равновесие и термодинамику этерификации
реакционных систем с фторированными и нефторированными реагентами. Авторы планируют реализацию процесса
реакционной дистилляции для получения гептафторбутилацетата и адаптацию этой технологии для получения других
фторированных эфиров.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (No
23-79-01164).
Источник: Минобрнауки России.