Fluoração eletroquímica - Electrochemical fluorination

A fluoração eletroquímica ( ECF ), ou eletrofluoração , é um método químico organofluorado básico para a preparação de compostos organofluorados à base de fluorcarbono . A abordagem geral representa uma aplicação da eletrossíntese . Os compostos químicos fluorados produzidos pelo ECF são úteis devido às suas propriedades de solvatação distintas e à relativa inércia das ligações carbono-flúor . Duas rotas de síntese ECF são comercializadas e comumente aplicadas: o processo Simons e o processo Phillips Petroleum. Também é possível eletrofluorar em vários meios orgânicos. Antes do desenvolvimento desses métodos, a fluoração com flúor , um oxidante perigoso , era um processo perigoso e prejudicial. Além disso, o ECF pode ser econômico, mas também pode resultar em baixos rendimentos.

Processo Simons

O processo Simons, em homenagem a Joseph H. Simons, envolve a eletrólise de uma solução de um composto orgânico em uma solução de fluoreto de hidrogênio . Uma reação individual pode ser descrita como:

R 3 C – H + HF → R 3 C – F + H 2

No decorrer de uma síntese típica, essa reação ocorre uma vez para cada ligação C – H no precursor. O potencial da célula é mantida perto de 5-6 V . O ânodo é niquelado . Simons descobriu o processo na década de 1930 no Pennsylvania State College (EUA), sob o patrocínio da 3M Corporation . Os resultados só foram publicados depois da Segunda Guerra Mundial porque o trabalho foi classificado devido à sua relevância para a fabricação de hexafluoreto de urânio .

Em 1949, Simons e seus colegas de trabalho publicaram um longo artigo no Journal of the Electrochemical Society .

O processo Simons é usado para a produção de aminas perfluoradas , éteres , ácidos carboxílicos e ácidos sulfônicos . Para os ácidos carboxílico e sulfônico, os produtos são os correspondentes fluoretos de acila e sulfonila . O método foi adaptado para preparações em escala de laboratório. Duas considerações dignas de nota são (i) os perigos associados ao fluoreto de hidrogênio (o solvente e a fonte de flúor) e (ii) a necessidade de condições anidras .

Processo Phillips Petroleum

Este método é semelhante ao Processo Simons, mas é normalmente aplicado à preparação de hidrocarbonetos voláteis e clorohidrocarbonetos. Neste processo, a eletrofluoração é conduzida em ânodos de grafite porosos em fluoreto de potássio fundido em fluoreto de hidrogênio. A espécie KHF 2 tem um ponto de fusão relativamente baixo, um bom eletrólito e uma fonte eficaz de flúor. A tecnologia é às vezes chamada de “CAVE” para Fluoração Eletroquímica de Fase de Vapor de Anodo de Carbono e era amplamente usada nas fábricas da 3M Corporation . O composto orgânico é alimentado através de um ânodo poroso que leva à troca de flúor por hidrogênio, mas não cloro.

Outros métodos

O ECF também foi conduzido em meios orgânicos, usando, por exemplo, sais orgânicos de fluoreto e acetonitrila como solvente. Uma fonte de fluoreto típico é (C 2 H 5 ) 3 N : 3HF. Em alguns casos, o acetonitrila é omitido e o solvente e o eletrólito são a mistura de trietilamina-HF. Produtos representativos deste método são fluorobenzeno (de benzeno) e 1,2-difluoro alcanos (de alcenos ).

Referências

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