DE2060351C3 - Process for the production of iodotrifluoromethane - Google Patents
Process for the production of iodotrifluoromethaneInfo
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Description
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Entladung un- C2F4 + J2-* 2 JCF3 ter Verwendung von Elektroden mit Gleichspannung oder niederfrequenter Wechselspannung be- unter den in den vorstehenden Patentansprüchen trieben wird. 15 angegebenen Bedingungen umgesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the electrical discharge un- C 2 F 4 + J 2 - * 2 JCF 3 ter using electrodes with direct voltage or low-frequency alternating voltage is driven under the claims in the preceding claims. 15 specified conditions is implemented.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Diese Reaktion ist endotherm; der gegenläufigen kennzeichnet, daß die elektrische Entladung mit Zerfallsreaktion kommt mit Rücksicht auf die Dishoher Strom-Spannungs-Frequenz unter induk- soziationsenergien des C2F6 (97 kcal/Mol) und des tiver Ankopplung betrieben wird (Hochfrequenz- JCFS (54 kcal/Mol) wesentlich höhere thermodyna-Plasmabrenner). ' ao mische Wahrscheinlichkeit zu. Gemäß der Erfindung3. The method according to claim 1, characterized in This reaction is endothermic; the opposite signifies that the electrical discharge comes with a decay reaction with regard to the Dishoher current-voltage frequency under induction energies of the C 2 F 6 (97 kcal / mol) and the tiver coupling is operated (high-frequency JCF S (54 kcal / Mole) much higher thermodyna plasma torch). 'ao mix probability too. According to the invention
läßt sich die zur Synthese benötigte Energie als elek-the energy required for synthesis can be used as elec-
trische Energie in Form einer elektrischen Entladungtric energy in the form of an electrical discharge
durch die unter vermindertem Druck strömende Reaktionsmischung zuführen. Dabei kann den Elektro-feed through the reaction mixture flowing under reduced pressure. The electrical
Jodtrifluormethan JCF, besitzt neben drei sehr »5 den der Entladung Gleich- oder niederfrequente festen Kohlenstoff-Fluor-Bindungen eine leicht spalt- Wechselspannung zugeführt werden; die Entladung bare Kohlenstoff-Jod-Bindung und eignet sich des- kann auch bei höheren Strom-Spannungs-Frequenzen halb vorzüglich zur präparativen Einführung der elektrodenlos betrieben werden. Das entstehende Jod-Trifluormethyl-Gruppe auf Grund von Additions- trifluonnethan wird durch rasches Abkühlen hinter oder Substitutionsreaktionen in die verschiedensten 30 der Entladungszone der rückläufigen Zerfallsreakanorganischen oder organischen Verbindungen tion entzogen. Die Umsetzung läßt sich so führen, (H. J. Emeleus, The Chemistry of Fluorine and daß bei hohem Umsatz der Reaktionspartner prak-Its Compounds, New York 1969, S. 45 ff.). So be- tisch noch keine Nebenreaktionen stattfinden, so daß ruht z. B. ein zur technischen Reife entwickeltes Ver- das gesuchte Reaktionsprodukt nur von den überfahren zur Herstellung längerkettiger Perfluoralkyl- 35 schüssigen Ausgangsstoffen abzutrennen ist. Die Anverbindungen, die als Zwischenprodukte bei der Her- Wendung eines Jod-Überschusses über die stöchiostellung oberflächenaktiver Fluorverbindungen von metrische Menge beeinflußt die Ausbeute an Jodtri-Bedeutung sind (O. Scherer, Technische orga- fluormethan positiv.Iodotrifluoromethane JCF, has three very »5 that of the discharge of constant or low frequency solid carbon-fluorine bonds are supplied with a slightly split alternating voltage; the discharge carbon-iodine bond and is therefore also suitable for higher current-voltage frequencies semi-excellent for the preparative introduction of the electrodeless operated. The resulting iodine trifluoromethyl group Due to addition trifluorine, rapid cooling behind or substitution reactions in the most varied of the discharge zone of the decaying organic decomposition reacts or organic compounds removed. The reaction can be carried out as follows (H. J. Emeleus, The Chemistry of Fluorine and that with a high conversion the reactants are practical Compounds, New York 1969, pp. 45 ff.). So table no side reactions take place, so that rests z. For example, a test that has been developed to technical maturity only drives over the reaction product in question is to be separated for the production of longer-chain perfluoroalkyl- 35 schüssigen starting materials. The connections, as intermediate products in turning an excess of iodine over the stoichiostosition Surface-active fluorine compounds of metric amount affects the yield of iodine tri-meaning are (O. Scherer, Technical organofluoromethane positive.
nische Fluor-Chemie, Fortschritt, ehem. Forsch. 14, Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehenniche fluorine chemistry, progress, formerly research 14, the advantages achieved by the invention exist
Heft 2, Berlin 1970, S. 212 ff.), auf der Telomerisa- 40 insbesondere darin, daß Jodtrifluormethan auf Grund tion von Tetrafluoräthylen mit Jodtrifluormethan der direkten einstufigen Synthese in hoher Reinheit nach Haszeldine (J.ehem.Soc. [London] 1949, zugänglich wird. Unter Bedingungen eines 50%igen 2856). Hexafluoräthan-Umsatzes werden praktisch nochIssue 2, Berlin 1970, p. 212 ff.), On the Telomerisa 40 in particular that iodotrifluoromethane due to tion of tetrafluoroethylene with iodotrifluoromethane of the direct one-step synthesis in high purity according to Haszeldine (J.ehem.Soc. [London] 1949). Under the conditions of a 50% 2856). Hexafluoroethane sales are practically still
Die ursprüngliche Herstellungsmethode für Jod- keine Nebenprodukte gebildet, so daß das Jodtrifluortrifluormethan aus Kohlenstofftetrajodid CJ4 und 45 methan Sdp. — 22,5° C) nur von dem wesentlich Jodpentafluorid JF5 wurde wenig später durch ein leichter flüchtigen Hexafluoräthan (Sdp. -78,2° C) verbessertes Herstellungsverfahren (Haszeldine, und denn wesentlich schwerer flüchtigen Jod (Dampf-J. ehem. Soc. [London] 1951, 584) abgelöst. Danach druck bei 38,7° C 1 Torr) abgetrennt werden muß. entsteht die Verbindung in 9Oe/oiger Ausbeute bei Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß bei dem Verder Umsetzung des Silbersalzes der Trifluoressig- 50 fahren gemäß der Erfindung überwiegend flüchtige säure mit Jod gemäß der folgenden Gleichung Stoffe zu handhaben sind, wodurch im Gegensatz zu (Me1 = Ag): den früheren zweistufigen Verfahren ein kontinuierThe original method for the preparation of iodine formed no by-products, so that the Jodtrifluortrifluormethan from Kohlenstofftetrajodid CJ 4 and 45 bp methane -.. 22.5 ° C) iodine pentafluoride JF 5 was substantially only the little later by a more volatile hexafluoroethane (b.p. -78 , 2 ° C) improved manufacturing process (Haszeldine, and then much less volatile iodine (Dampf-J. Former Soc. [London] 1951, 584) replaced. Thereafter, pressure at 38.7 ° C 1 Torr) must be separated. produced the compound in 9O e / cent yield A further advantage lies in the fact that, in the Verder reaction of the silver salt of trifluoroacetic 50 drive according to the invention mainly volatile acid with iodine in accordance with the following equation substances are to be handled, which, in contrast to ( Me 1 = Ag): the earlier two-step process a continuous
licher Betrieb erleichtert oder erst ermöglicht wird.Licher operation is facilitated or made possible in the first place.
CFj1COOMe1 '- Jj -*. JCFS + CO2 + Me1J. Jodtrifluormethan wird auch unter den Bedingun-CFj 1 COOMe 1 '- Jj - *. JCF S + CO 2 + Me 1 J. Iodotrifluoromethane is also used under the conditions
55 gen der Tetrafluoräthylen-Synthese durch Zersetzung55 gene of tetrafluoroethylene synthesis by decomposition
Nach einem neueren Verfahren können zur Her- von Jodpentafluorid in einem elektrischen Lichtbostellung von Perfluoralkyljodiden (Ausbeute etwa gen zwischen Kohle-Elektroden (US-PS 2 732410) 7O°/o) auch die Alkalisalze der um ein C-Atom rei- oberhalb von 15000C gebildet. Gegenüber einer cheren Perfluorcarbonsäuren (Me = Na, K) mit Jod eventuellen Nutzung dieses Verfahrens zur gezielten in Dimethylformamid als Lösungsmittel bei Atmo- 60 Herstellung von Jodtrifluormethan beinhaltet das besphärendruck erhitzt werden (Paskovich, Gaspar anspruchte Verfahren eine Reihe wesentlicher tech- und Hammond-J.orgXhem. 32, 833 [1967]). nischer Fortschritte:According to a more recent process, to produce iodine pentafluoride in an electric light setting of perfluoroalkyl iodides (yield approximately between carbon electrodes (US Pat 0 C formed. Compared to a cheren perfluorocarboxylic acid (Me = Na, K) with iodine, possible use of this process for the targeted use of dimethylformamide as a solvent at atmo- 60 The production of iodine trifluoromethane includes the spherical pressure being heated (Paskovich, Gaspar, a number of essential tech- and Hammond-J .orgXhem. 32, 833 [1967]). nical progress:
Obwohl der Einsatz von Alkalisalzen an Stelle Während für die Tetrafluoräthylen-HerstellungAlthough the use of alkali salts instead of while for tetrafluoroethylene production
der kostspieligen Silbersalze eine erhebliche Verfah- Temperaturen oberhalb von 15000C benötigt werrensverbesserung im Sinne einer Senkung des Ko- 65 den, gelingt die Jodtrifluormethan-Synthese nach dem stenaufwands bedeutet, kann Jodtrifluormethan nach beanspruchten Verfahren bereits bei Temperaturen dem gegenwärtigen Stand der Technik nur in einem wenig oberhalb der Raumtemperatur. Dadurch wird zweistufigen Prozeß, bei dem zuerst das wasserfreie einerseits die bei beiden Verfahren erforderlichethe expensive silver salts a considerable process temperatures above 1500 0 C are required in the sense of a lowering of the code, if the iodotrifluoromethane synthesis succeeds after the effort means, iodotrifluoromethane can be used according to the claimed processes at temperatures of the current state of the art only in a little above room temperature. This creates a two-step process in which first the anhydrous on the one hand is the one required in both processes
rasche Abkühlung der Reaktionsmischung beträcht- an dessen Rohrenden zwei Elektroden aus säurelich erleichtert und verbilligt; andererseits wird die festem Stahl mit Hilfe von Rundschnurringen va-Bildung unerwünschter, erst durch zusätzliche Rei- kuumdicht befestigt sind. Elektroden und -halterunnigungtoporationen zu entfernender Nebenprodukte gen sind so ausgeführt, daß sie von einer Kühlflüssigvermieden. Bei dem Veifahren nach US-PS 5 keit durchflossen weiden können. Einstellbar sind 2732410 entstellt Jodtriftuormethan in etwa verschiedene Längen der Entladungsstrecke. Das lO*/oiger Ausbeute, bezogen auf in Form von JF5 Entladungsgefäß ist über Nonnschliffverbindungen eingesetztes Fluor; von weiteren 10% des eingesetz- mit den anderen Teilen der Apparatur, insbesondere ten Fluors liegt offenbar ein nicht unbeträchtlicher der Gaszuführung, der Gasableitung (Kondensations-Teil in Form der ausdrücklich als Reaktionsprodukte to und Destillationsteil) und der DruckmeBstelle, vergenannten Fluorkohlenwasserstoffe C3F6 und C3F8 bunden. Die elektrische Anlage umfaßt einen Regelvor; gerade deren destillative Abtrennung vom JCF3 transformator, einen nicht regelbaren Hochspanbedingt jedoch wegen der geringen Dampfdruckunter- nungstransformator (5kVA), einen geeigneten Stascbiede einen erheblichen Aufwand. Demgegenüber bilisienmgswiderstand sowie Strom- und Spannungswird JCF3 nach dem beanspruchten Verfahren in 15 Meßgeräte. Bei einer Entladungsstrecke von 30 cm wesentlich höherer Ausbeute (etwa S0e/· bezogen (Elektrodenabstand) läßt sich eine mit einer Stromauf eingesetztes F bzw. C2F8) und in außerordentlich stärke von 0,1 bis 0,2 Ampere stabil brennende Enthöher Reinheit erhalten, ladung unter Verwendung eines Widerstandes vonrapid cooling of the reaction mixture considerably - two electrodes made of acidic at the tube ends are made easier and cheaper; On the other hand, the solid steel with the help of O-rings becomes undesirable, and is only fastened through additional vacuum-tight. Electrode and holding positions of by-products to be removed are designed so that they are avoided by a cooling liquid. In the Veifahren according to US-PS 5 can flow through flow. 2732410 disfigured iodine trifluoromethane can be set in approximately different lengths of the discharge path. The 10% yield, based on the discharge vessel in the form of JF 5, is fluorine used via standard ground joint compounds; of a further 10% of the used with the other parts of the apparatus, especially the fluorine, is evidently a not inconsiderable part of the gas supply, the gas discharge (condensation part in the form of the fluorocarbons C 3 F expressly mentioned as reaction products and distillation part) and the pressure measuring point 6 and C 3 F 8 tied. The electrical system includes a control system; Their distillative separation from the JCF 3 transformer, a non-controllable high voltage due to the low vapor pressure suppression transformer (5kVA), a suitable stascbiede, a considerable effort. On the other hand, bilization resistance as well as current and voltage is JCF 3 according to the claimed method in 15 measuring devices. In a discharge distance of 30 cm substantially higher yield (about S0 e / · relation (distance between electrodes) can be employed with an upstream a F or C 2 F 8), and in extremely thickness of 0.1 to 0.2 amps stable burning Enthöher Preserve purity, charge using a resistor of
Die Benutzung resistenter Stahl-Elektroden ar> 10 bis 12 Kiloohm im Stromkreis mit einer Sekun-Stelle der sich im Verlauf der Umsetzung verbrau- so därspannung des Hochspannungstransformators von chenden Kohle-Elektroden macht bei dem bean- etwa 3000 Volt aufrechterhalten, wenn das Gemisch spruchten Verfahren Elektroden-Nachführvorrich- der Reaktionspartner unter einem Druck von 0,5 bis hingen zur Aufrechterhaltung konstanter elektrischer 2,0 Torr gehalten wird. Bei einem Durchfluß von Bedingungen während eines kontinuierlichen Be- 3 bis 5 g/Stunde Hexafluoräthan und (mindestens) triebs entbehrlich. Der Einsatz des reaktionsträgen as 10 g/Stunde. Jod erhält man nach dem Abkühlen der Hexafluoräthans als Ausgangsmaterial, das bei üb- Reaktionsmischung in einer mit flüssigem Stickstoff liehen Fluorkohlenwasserstoff-Synthesen gewonnen (flüssiger Luft) gekühlten FaUe und anschließendem wird und als Schutzgas für elektrotechnische Anlagen Erwärmen des Falleninhalts auf Raumtemperatur ein im Handel erhältlich ist, bietet gegenüber dem reak- Gasgemisch, das zu zwei Drittem aus Jodtrifluortionsfähigen Jodpentafluorid, das durch Umsetzung so methan und zu einem Drittel aus unumgesetztem von elementarem Jod entweder mit elementarem Hexafluoräthan besteht, was etwa einem 5O°/oigen Fluor oder mit kostspieligem Silberfluorid hergestellt Formelumsatz entspricht Unter den angegebenen Bewird, den Vorteil geringerer Materialkosten, wobei dingungen entstehen flüchtige Nebenprodukte nur außerdem besondere Maßnahmen zum Korrosions- zu weniger als l°/o; insbesondere findet eine Reakschutz entfallen. 35 tion an der Oberfläche des Entladungsgefäßes (unter -The use of resistant steel electrodes ar> 10 to 12 kiloohms in a circuit with one second digit which is consumed in the course of the implementation of the high voltage transformer The corresponding carbon electrodes make about 3000 volts when the mixture is maintained Claimed method electrode tracking device- the reaction partner under a pressure of 0.5 to hung to maintain constant electrical 2.0 torr. With a flow of Conditions during continuous loading 3 to 5 g / hour hexafluoroethane and (at least) instinct dispensable. The use of the inert as 10 g / hour. Iodine is obtained after the Hexafluoroethane as the starting material, which in the case of overreaction mixture in a with liquid nitrogen borrowed fluorocarbon syntheses obtained (liquid air) cooled FaUe and subsequent and as a protective gas for electrotechnical systems, the contents of the trap are heated to room temperature is commercially available, offers compared to the reac gas mixture, two thirds of which are iodine trifluorinated Iodine pentafluoride, which is converted into methane and one third from unreacted of elemental iodine either with elemental hexafluoroethane, which is about 50 per cent Fluorine or made with expensive silver fluoride. the advantage of lower material costs, whereby only volatile by-products are created in addition, special measures to prevent corrosion to less than l ° / o; in particular there is a reaction protection omitted. 35 tion on the surface of the discharge vessel (under -
Eine Apparatur zur Erzeugung der elektrischen SiF4-Bildung) noch nicht in störendem Ausmaß statt.An apparatus for generating the electrical SiF 4 formation) has not yet taken place to a disruptive extent.
Entladung besteht aus einem geraden oder U-förmig Die Ausbeute an Jodtrifluormethan beträgt 98 bisDischarge consists of a straight or U-shaped The yield of iodotrifluoromethane is 98 to
gebogenen zylindrischen Entladungsgefäß von etwa 99°/o der Theorie, bezogen auf umgesetztes Hexa-curved cylindrical discharge vessel of about 99% of theory, based on converted hexa-
20 mm innerem Durchmesser aus Glas oder Quarz, fluoräthan.20 mm inner diameter made of glass or quartz, fluoroethane.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19702060351 DE2060351C3 (en) | 1970-12-08 | 1970-12-08 | Process for the production of iodotrifluoromethane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19702060351 DE2060351C3 (en) | 1970-12-08 | 1970-12-08 | Process for the production of iodotrifluoromethane |
Publications (3)
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-
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- 1970-12-08 DE DE19702060351 patent/DE2060351C3/en not_active Expired
Also Published As
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |