CH178219A - Verfahren zum Fluorieren von Hexachloräthan. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Fluorieren von     Ileaaehloräthan.       Bis jetzt sind Versuche zur Herstellung  organischer     Fluorverbindungen    mit Hilfe  von Fluor ohne Erfolg und technisch un  durchführbar gewesen, da die so behandel  ten Verbindungen sich unter     Abscheidung     von Kohle, Teer oder andern unerwünschten  Stoffen zersetzten.  



  Wie nun gefunden     wurde,    kann man  organische     Fluorverbindungen    erhalten durch  Einwirkung von Fluor auf eine organische       Verbindung    in Gegenwart eines flüssigen  Verdünnungsmittels. Zweckmässig verhält  sich letzteres gegenüber der Reaktion indif  ferent, kann aber gut ein Lösungsmittel für  die Reaktionsteilnehmer und das erhaltene  Produkt sein.  



  Beispiele geeigneter Verdünnungsmittel  sind     Fluorwasserstoff,        Fluorsulfonsäure    und  fluorierte     Kohlenwasserstoffe,    wie zum Bei  spiel vollständig     halogenierte    Fluorchlor  kohlenwasserstoffe, die     mindestens    ebenso  viele Fluor- wie Chloratome enthalten, bei-         spielsweise        lIexafluoräthan,        Difluordichlor-          methan,        Trifluortrichloräthan,        Tetrafluor-          dichloräthan,        Pentafluorchloräthan,    sowie  deren Gemische.

      Man kann so verfahren, dass man zu  nächst Fluor zu dem Verdünnungsmittel zu  setzt und dann die zu fluorierende Verbin  dung, entweder für sich oder in Lösung zu  gibt. Die Methode erweist sich als sehr  zweckmässig, wenn die zu behandelnde Ver  bindung mit Fluor sehr heftig reagiert.  



  Wahlweise kann man das Fluor über der  Oberfläche der die zu fluorierende Verbin  dung enthaltenden Flüssigkeit zuführen,  wenn es auch bei sehr widerstandsfähigen  Körpern empfehlenswert ist, das Fluor dicht  unterhalb der Oberfläche zutreten zu lassen.  Auf diese Weise tritt eine Verdünnung des  Fluors mit den Flüssigkeitsdämpfen ein,  wodurch die Gefahr einer Explosion oder zu  heftigen Reaktion herabgesetzt wird.      Die Temperaturen zur Durchführung der  Reaktion sind solche, bei denen keine Zer  setzung eintritt. Bei sehr reaktionsfähigen  Stoffen kann man mit den Temperaturen bis  auf -100   heruntergehen, während man  anderseits unter Umständen Temperaturen  bis hinauf zu     +    30   anwenden kann, ins  besondere beim Arbeiten unter erhöhtem  Druck.  



  Der beim Arbeiten mit     niedrigsiedenden     fluorierten     Kohlenwasserstoffen    als Verdün  nungsmittel vorzugsweise verwendete Tem  peraturbereich liegt     zwischen    - 40 und  - 20  . Häufig erweist sich die Anwendung  eines     Rückflusskühlers    von sehr günstigem  Einfluss auf die Reaktion.  



  Je nach der Arbeitstemperatur und den       Siedepunkten    der Reaktionsteilnehmer kann  man unter vermindertem, atmosphärischem  oder erhöhtem Druck arbeiten.     Fluorwasser-          stoff    siedet unter gewöhnlichem Druck bei  etwa 19.5  , unter einem Druck von 6     kg/CM-          ist    er jedoch noch bei<B>80'</B> flüssig.  



  Man kann auch Katalysatoren, wie zum  Beispiel Jod und     14Ietallhalogenverbindun-          gen,    insbesondere     Antimontrifluorid    und       Antimonpentachlorid    zu Hilfe nehmen. Die  selben werden in geringen Mengen, entspre  chend     etwa        0,170    bis etwa 5 % des Gewichte  der zu fluorierenden Verbindung, angewandt.  Als Beispiele von     andern    geeigneten Kata  lysatoren seien genannt die Chloride,     Jodide     und     Bromide    von einwertigem Kupfer, Sil  ber, dreiwertigem Eisen, Zink,     Vanadium,     Platin, Kadmium, Nickel, Kobalt und  Mangan.  



  Das Verfahren lässt sich stufenweise, kon  tinuierlich oder diskontinuierlich durchfüh  ren. Die     Abscheidung    der Produkte aus dem  Reaktionsgemisch erfolgt je nach ihrer Be  schaffenheit auf irgend eine geeignete Weise:  man kann sich daher der Extraktion mit  Lösungsmitteln, der fraktionierten Destilla  tion oder     Kristallisation    usw. bedienen.  



  Das Verfahren lässt sich auf die     Fluorie-          rung        aliphatischer    und aromatischer Kohlen  stoffverbindungen anwenden, von denen fol  gende besonders erwähnt seien:    Benzol,     Toluol,    o-, m- und     p-Xylol;    Chlor  benzol,     Di-,        Tri-    und     Tetrachlorbenzol,        Penta-          und        Hexachlor'oenzol;        Brombenzol-,        m-Broni-          toluol;        Jodbenzol;        Benzolsulfonsäure;

      o- und       p-Nitrochlorbenzol;        Azobenzol;    Anilin;     o-          Benzoylbenzoesäure    und     Benzoesäure;        Äthy        1-          benzol    und die     Ithyltoluole;        Pyridin.     



  Naphtalin;     Alpha-    und     Betanaphtalin-          sulfosäure    und ihre     Kaliumsalze;        Chinolin.     Brillantgelb Nr. 10     (Color    Index     346);     Indigo;     6,6'-Dibrom-4,4'-dimethyl-2,2'-bis-          thionaphtenindigo;        4,4'-Dichlorindigo;        Tetra-          methyldiaminotriphenylcai'binol;        Rhodulin-          blau    6 G     (Color    Index 658).  



       Anthracen,        Anthracenalpha-    (oder     beta-)          sulfonsäure;        Anthrachinon,    Alpha- und     Beta-          chlorantbrachinon,    die Kalisalze von     Alpha-          und        Betaantlirachinonsulfonsäure,        Betaamino-          anthrachinon,        Betamethylanthrachinon,        Al-          phaphenylbetaaminoanthrachinon;

          3,3'-Di-          brom-1,2,        2',1'-anthrachinonazin.     



       Benzanthron;        Dibenzanthron        (Violan-          thron),        Dimethoxydibenzanthron;        Indanthron,          Flavanthron        (Color    Index 1118),     Auran-          thron    und     Anthanthron;        Küpengelb    G     (Color     Index 1139).  



  Gesättigte,     aliphatiscbe,    zwischen 150  und<B>300'</B> siedende Kohlenwasserstofföle und       Naphtene;    Butan,     Pentan,        Hexan,    Hexen,       Penten;        Äthylenchlorid,        Trichloräthylen,          Tetrachloräthylen;        Tetrachloräthan,        Hexa-          chloräthan,        Dichlorpentan;        Äthylenbromid;          Äthylidendibromid    und     -diehlorid;    teilweise  fluorierte Verbindungen, z.

   B.     Fluortrichlor-          methan    und     Difluortetrachloräthan;        Benzol-          sulfonylfluorid,        Benzotrifluorid    und Tetra  chlorbenzotrifluorid; Essigsäure,     Propion-          säure    und     Oleinsäure;        Diäthyläther;        Divinyl-          azetylen.     



  Eine zur Durchführung des Verfahrens  gemäss der Erfindung geeignete Vorrichtung  besteht aus einem mit     Rückflusskühler    und  Rührwerk versehenen Kupfergefäss mit Kup  ferzuleitungsrohren, die es gestatten, das  Fluor oberhalb, dicht unterhalb oder tief      unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche einzu  leiten. Zweckmässig ist am Austritt des       Rückflusskühlers    ein Ventil vorgesehen. Für  gewöhnlich hält man den Kühler mit Hilfe  eines geeigneten Kühlmittels auf einer Tem  peratur von etwa<B>-70</B> bis<B>-80'.</B>  



  Gegenstand dieses Patentes ist ein Ver  fahren zur Herstellung eines Gemisches von       Fluorchloräthanen,    bei dem man Fluor und       1-lexacbloräthan    in Gegenwart eines flüssi  gen Verdünnungsmittels aufeinander einwir  hen lässt.         Beispiel     Man füllt 25 Gewichtsteile     Hexacblor-          ä.than    und 71 Gewichtsteile wasserfreien       Fluorwasserstoffes    in ein Kupfergefäss, das  mit einem kupfernen, unter die Oberfläche  der Flüssigkeit reichenden Einleitungsrohr  versehen ist.

   Das Kupfergefäss ist mit einem  auf einer Temperatur von etwa - 30   ge  haltenen     Rückflusskühler    verbunden, an des  sen     Ausflussende    ein weiterer Kühler an  geschlossen ist, dessen Temperatur auf etwa  - 80   gehalten wird. Man leitet etwa 25  Teile     Fluorgas    durch das Einleitungsrohr  ein, indem man die Reaktionstemperatur auf  etwa -<B>30'</B> hält. Die aus der Reaktions  flüssigkeit entweichenden gasförmigen,     fluor-          haltigen    Produkte wurden in einer am Aus  gang des zweiten Kühlers vorgesehenen Vor  lage aufgefangen. Man erhält auf diese  Weise ein Gemisch von     Fluorchloräthanen,     das zum Beispiel als Kühlmittel Anwendung  finden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung eines Ge misches von Fluorchloräthanen, dadurch ge kennzeichnet, dass man Fluor und Hexachlor- äthan in Gegenwart eines flüssigen Verdün nungsmittels aufeinander einwirken lässt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man das Fluor oberhalb der Oberfläche des Re aktionsgemisches zuführt. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass man die Reaktion in Gegenwart eines Katalysators verlaufen lässt. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass man die Reaktion in Gegenwart von Jod verlaufen lässt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass man die Reaktion in Gegenwart der Halogenverbindung eines Schwermetalles verlaufen lässt. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Katalysator Antimonpentachlorid verwendet. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass man als Verdünnungsmittel einen Stoff wählt, der ein Lösungsmittel für die zu fluorierende Verbindung und für Fluor ist. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 6, dadurch ge kennzeichnet, dass man Fluor mit Hexa- chloräthan in Gegenwart flüssigen Fluor wasserstoffes reagieren lässt. B. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 6, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Verdünnungs mittel Fluorsulfonsäure wählt. 9. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 6, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Verdünnungs mittel einen soweit fluorierten Kohlen wasserstoff wählt, dass es sich unter den Reaktionsbedingungen indifferent ver hält.

   10, Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass man als Verdün nungsmittel einen vollständig halogenier- ten Fluorchlorkohlenwasserstoff wählt, der mindestens ebensoviele Fluor- wie Chloratome enthält. 11. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass man die Reaktion bei einer Temperatur durchführt, die unterhalb derjenigen liegt, die Anlass zur Bildung von Zersetzungsprodukten gibt. 12.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass man die Reaktion unter erhöh tem Druck verlaufen lässt.