DE2644594A1 - FLUOR SUBSTITUTION IN 1,1,1-TRIHALOGENALKANES - Google Patents
FLUOR SUBSTITUTION IN 1,1,1-TRIHALOGENALKANESInfo
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Description
PATENTANWALT DR. HANS-GÜNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKERPATENT ADVOCATE DR. HANS-GÜNTHER EGGERT, DIPLOMA CHEMIST
5 KÖLN Sl, OBERLÄNDER UFER 90 26445945 COLOGNE Sl, OBERLÄNDER UFER 90 2644594
Köln, den 1. Oktober 1976 Nr. 159Cologne, October 1, 1976 No. 159
Halocarbon Products Corporation, 82 Barlews Court, Hackensack, New Jersey o76ö1, USA ■,- ".."."Halocarbon Products Corporation, 82 Barlews Court, Hackensack, New Jersey 761, USA ■, - "..". "
Die Erfindung "betrifft die Substitution anderer Halogenatome in organischen Verbindungen durch Pluor.The invention "relates to the substitution of other halogen atoms in organic compounds by fluorine.
Pluorhaltige Alkane und Alkene sind allgemein "bekannt und werden vielseitig verwendet. Fluoralkane werden in der Anästhesie und als Zwischenprodukte für zahlreiche chemische Reaktionen einschließlich der Herstellung von Fluoralkenen eingesetzt. Die Alkene können zur Darstellung von Pluorsiliconen nach der "belgischen Patentschrift 647 975 silyliert werden; diese Silicone sind chemisch außerordentlich staMl, d.h. inert, weshalb sie "besonders geeignet sind zur Herstellung widerstandsfähiger Produkte wie z.B. Dichtungen, Einlagen u.ä, wenn sie im festem Zustand vorliegen, und für Steuerflüssigkeiten (functional fluids) wenn sie flüssig sind.Fluorine-containing alkanes and alkenes are generally "known" and are used in many ways. Fluoroalkanes are used in anesthesia and as intermediates for numerous chemical Reactions including the production of fluoroalkenes are used. The alkenes can be used to prepare fluorosilicones are silylated according to the "Belgian patent specification 647 975; these silicones are extremely stable chemically, i. inert, which is why they are "particularly suitable for the manufacture of resistant products such as seals, inserts and the like, if they are in the solid state, and for control fluids (functional fluids) when they are liquid.
Mit 1,1,1,3-Tetraehlorpropan (TCP) als Ausgangsmaterial verläuft die Darstellung von 1,1,1-Trifluorpropen "beispielsweise wie folgt:With 1,1,1,3-Tetraehlorpropane (TCP) as starting material the representation of 1,1,1-trifluoropropene runs "for example as follows:
(I) CCl3CH2CH2Gl + 3HP > CP3CH2CH2Cl + 3HCl(I) CCl 3 CH 2 CH 2 Gl + 3HP > CP 3 CH 2 CH 2 Cl + 3HCl
(II) CP3CH2CH2Ci + NaOH ^CP3CH = CH2 + NaCl + H3O(II) CP 3 CH 2 CH 2 Ci + NaOH ^ CP 3 CH = CH 2 + NaCl + H 3 O
Die Reaktion mit HP ist jedoch schwierig, langsam und von geringer Ausbeute.However, the reaction with HP is difficult, slow and of low yield.
Es sind verschiedene Versuche "bekannt, z.B. Henne JACS Bd. (1951) I042 und Haszeldine JCS (1953) 3371 ff, insbesondere 3374, Reaktion I unter "Verwendung von AntimonhalogenidenVarious attempts are known, e.g. Henne JACS vol. (1951) 1042 and Haszeldine JCS (1953) 3371 ff, in particular 3374, reaction I under "Use of Antimony Halides
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z.B. Antimondichlortrifluorid und -trifluorid, als Fluorierungsmittel anstatt von HF, ablaufen zu lassen.e.g., antimony dichloro trifluoride and trifluoride, as fluorinating agents instead of HF to let it run.
Diese Verfahren waren jedoch auch langsam, wenig ertragreich, teuer und erforderten die Verwendung von inerten organischen Lösungsmitteln, um die Antimonsalze zu suspendieren und/oder waren schwer nachzuarbeiten.However, these processes were also slow, not very productive, expensive and required the use of inert organic solvents to suspend and / or the antimony salts were difficult to rework.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur einfachen und wirkungsvollen Substitution anderer Halogenatome eines 1,1,1-Trihalogenmethans durch Fluor zu schaffen.It is therefore an object of the invention to provide a method for to create simple and effective substitution of other halogen atoms of a 1,1,1-trihalomethane by fluorine.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden diese und andere Aufgaben und Vorteile dadurch verwirklicht, daß man 1,1,1-Trihalogenmethan mit flüssigem HP in Gegenwart einer Mischung aus Antimonpentahalogenid mit einer wenigstens ungefähr äquimolaren Menge Antimontrihalogenid versetzt, wodurch die 1-Halogenatome selektiv und"schrittweise durch Fluor substituiert werden; hierbei "bedeutet ungefähr äquimolar 1:1·- ca· 1°$· Trägt das 1,1,1-Trihalogenmethan auch ein oder zwei andere Halogenatome wie Chlor oder Brom am 3- oder einem anderen Kohlenstoffatom, das auch wenigstens ein Wasserstoffatom trägt, so werden solche anderen Halogenatome nicht angegriffen, während die Halogenatome in 1-Stellung substituiert werden. Mit TCP als dem 191,1-Trihalogenmethan als Ausgangsmaterial können die !Reaktionen wie folgt schematisch dargestellt werden:According to one embodiment of the invention, these and other objects and advantages are achieved by adding an at least approximately equimolar amount of antimony trihalide to 1,1,1-trihalomethane with liquid HP in the presence of a mixture of antimony pentahalide, whereby the 1-halogen atoms are selectively and " are gradually substituted by fluorine; here "means approximately equimolar 1: 1 · - approx · 1 ° $ · If the 1,1,1-trihalomethane also carries one or two other halogen atoms such as chlorine or bromine on the 3 or another carbon atom, the also carries at least one hydrogen atom, such other halogen atoms are not attacked, while the halogen atoms are substituted in the 1-position. With TCP as the 1 9 1,1-trihalomethane as the starting material, the reactions can be shown schematically as follows:
q-h+3 q-u+5q-h + 3 q-u + 5
(III) Cl3C-CH2-CH2Cl + HP — FCl2C-CH2-CH2Cl + HCl(III) Cl 3 C-CH 2 -CH 2 Cl + HP-FCl 2 C-CH 2 -CH 2 Cl + HCl
(IV) FCl2C-CH2-CH2Cl + HF —» F2ClC-CH2-CH2Cl + HCl(IV) FCl 2 C-CH 2 -CH 2 Cl + HF - »F 2 ClC-CH 2 -CH 2 Cl + HCl
(V) F2ClC-CH2-CH2Cl + HF ■—» F3C-CH2-CH2Cl + HCl(V) F 2 ClC-CH 2 -CH 2 Cl + HF ■ - »F 3 C-CH 2 -CH 2 Cl + HCl
Die Reaktion kann vor dem letztangege"benen Schritt "beendet werden und die erhaltenen Produktgemische können fraktioniert werden, um jedes der organischen Produkte aus (III), (IV) und (V) zu gewinnen.The reaction can end before the last specified "enclosed step" and the product mixtures obtained can be fractionated to give each of the organic products from (III), (IV) and (V) to win.
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Bevorzugte Antxmonpentahalogenide und -trihalogenide sind die Fluoride und Chlorfluoride. Fluoride und Chlorfluoride können in situ aus den entsprechenden Antimonchloriden gebildet werden, wobei der Fluorwasserstoff in ausreichender Menge eingesetzt wird, um sie Vorteilhafterweise im geringem Überschuß zu erhalten. Man nimmt an, daß das Antimonpentahalogenid und -trihalogenid einen 1:1-Komplex "bilden und dieser ist möglicherweise der aktive Katalysator. Die Mischung aus dem Komplex und/oder Pentahalogenid plus überschüssigem Trihalogenid kann durch Zugabe nur einer Komponente oder "beider Komponenten in einem anderen als dem gewünschten Verhältnis und Übearfühaning einer Komponente in situ in die andere, um das gewünschte Verhältnis herzustellen, gebildet werden. Wird nur Antimonpentahalogenid zugegeben, so kann ein Reduktionsmittel wie Olefin (das selbst in situ Gebildet werden könnte) oder ein Metall verwendet werden, um einen Teil des Pentahalogenids in das Trihalogenid zu überführen und dadurch das gewünschte Verhältnis herzustellen. Alternativ könnte, wenn nur Trihalogenid zugegeben wird, ein Oxidationsmittel wie Brom oder Chlor verwendet werden, um weniger als die Hälfte des Trihalogenids in Pentahalogenid zu überführen, wodurch wiederum das gewünschte Verhältnis erzielt würde, und dann HF zugegeben werden.Preferred antimony pentahalides and trihalides are the fluorides and chlorofluorides. Fluorides and chlorofluorides can be formed in situ from the corresponding antimony chlorides, the hydrogen fluoride in sufficient quantity is used in order to obtain them advantageously in a slight excess. It is believed that the antimony pentahalide and trihalide form a 1: 1 complex "and this is possibly the active catalyst. The mixture from the complex and / or pentahalide plus excess trihalide can be obtained by adding only one component or "Both components in a ratio other than the desired one and transferring one component into the in situ others to establish the desired ratio may be formed. If only antimony pentahalide is added, a Reducing agents such as olefin (which itself could be formed in situ) or a metal can be used to produce a To convert part of the pentahalide into the trihalide and thereby to establish the desired ratio. Alternatively, if only trihalide is added, an oxidizing agent such as bromine or chlorine can be used to make less than half the trihalide in pentahalide to transfer, which in turn would achieve the desired ratio, and then HF are added.
Es wird angenommen, daß der 1:1-Komplex bei einem Verhältnis von Antimontrihalogenid : Antimonpentahalogenid von weniger als 1 immer noch entsteht, jedoch verdünnt mit einem Überschuß Antimonpentahalogenid. Dementsprechend wird er in diesem Maße.. die mit der Verwendung von Antimonpentahalogenid als Katalysator verbundenen Kachteile, nämlich Ersatz von Wasserstoff durch Halogen und Korrosion, aufweisen.It is believed that the 1: 1 complex at an antimony trihalide: antimony pentahalide ratio of less than 1 still forms, but diluted with an excess of antimony pentahalide. Accordingly, to this extent he will ... those with the use of antimony pentahalide as Catalyst-connected compartment parts, namely replacement of hydrogen by halogen and corrosion.
Die Reaktionstemperatur ist nicht ausschlaggebend. Dennoch wird die Reaktion durch höhere Temperaturen selbstverständlich beschleunigt. Es ist nicht empfehlenswert,die Umsetzung beiThe reaction temperature is not critical. Nevertheless, the reaction becomes a matter of course at higher temperatures accelerated. It is not recommended to implement it
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Temperaturen unter Raumtemperatur durchzuführen, da dies zusätzliche Kühlung erfordern würde. Andererseits erzeugen Temperaturen von mehr als 1oo C unnötig hohe Drücke. Eine Temperatur von ca. ο his 1oo°C, vorzugsweise ca. 3o Ms 750C, ist demnach geeignet.Carry out temperatures below room temperature, as this would require additional cooling. On the other hand, temperatures of more than 100 C generate unnecessarily high pressures. A temperature of about ο his 1oo ° C, preferably about 0 C 3o Ms 75, is thus suitable.
Da HCl hei -85° C und KF hei 19°C siedet, ist es wünschenswert, das Verfahren unter Druck durchzuführen, z.B. hei einemSince HCl boils at -85 ° C and KF at 19 ° C, it is desirable to carry out the process under pressure, e.g. at a
ο Überdruck von etwa 1,4 - 7, inshesondere etwa 2,8 - 5.6 kg/cm Es wird dadurch ermöglicht, HCl hei angemessenen Rückflusstemperaturen durch Destillation zu entfernen während HF zurückbleibt.ο Overpressure of around 1.4 - 7, in particular around 2.8 - 5.6 kg / cm This enables HCl to be used at reasonable reflux temperatures to be removed by distillation during HF remains behind.
Nach einer "bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird, wie ohen dargelegt, TCP als Ausgangsmaterial eingesetzt und die Reaktion erfolgt schrittweise, indem jeweils ein Ghloratom substituiert wird, Ms zum Endprodukt 3-Chlor-1,1,1-trifluorpropan (TPCP). Demgegenüber findet keine Reaktion statt, wenn dasselhe Ausgangsmaterial mit Antimontrihalogenid in Abwesenheit von HF und Antimonpentahalogenid versetzt wird. Bei Zugabe von HP verläuft die Reaktion nur in einem kleinen Umfang. Wird gemäß Gavlin et al, J. Org. Chem. 21 (1956) 1342-1347 Antimontrifluorid zusammen mit Antimonpentachlorid zugegeben, so entsteht ein Teil des gewünschten Produkts, es findet jedoch".,eine. Nebenreaktion statt, die zur Entstehung von HCl wohl teilweise nach folgender Gleichung führt:According to a "preferred embodiment of the invention, As stated above, TCP is used as the starting material and the reaction takes place gradually, adding one chlorine atom at a time is substituted, Ms to the end product 3-chloro-1,1,1-trifluoropropane (TPCP). In contrast, no reaction takes place if the same starting material with antimony trihalide in Absence of HF and antimony pentahalide is added. When HP is added, the reaction proceeds only slightly Scope. According to Gavlin et al, J. Org. Chem. 21 (1956) 1342-1347, antimony trifluoride is used together with antimony pentachloride Admittedly, part of the desired product is formed, but "., a. side reaction takes place that leads to the formation." of HCl leads in part to the following equation:
(VI) Cl3C-CH2-CH2-Cl Sl3Cl5 > Cl2C^CH-CH2-Cl + HCl(VI) Cl 3 C-CH 2 -CH 2 -Cl Sl3Cl 5 > Cl 2 C ^ CH-CH 2 -Cl + HCl
Dasselbe Ergebnis wird erzielt, wenn Antimonpentafluorid allein als Halogenierungsmittel verwendet wird. Die so entstehenden Olefine bilden als Nebenprodukt schwarze, harzige Polymere und stellen einen beträchtlichen Ausbeuteverlust dar. Bei Zugabe von HF zu Antimonpentafluorid läuft die Reaktion etwas besser ab, aber es entsteht jedoch immer noch eineThe same result is obtained when antimony pentafluoride is used alone as the halogenating agent. The resulting Olefins form black, resinous polymers as a by-product and represent a considerable loss in yield Adding HF to antimony pentafluoride starts the reaction a little better, but it still creates one
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erhebliche Menge harziges Nebenprodukt. Hoch schwerwiegender ist, daß Antimon=pentafluorid oder -pentachlorid zusammen mit HF auf die meisten Metalle außerordentlich korrodierend wirkt und das aufwendige Gerät schnell verbraucht wird.significant amount of resinous by-product. Highly serious is that antimony = pentafluoride or pentachloride together HF has an extremely corrosive effect on most metals and the complex device is quickly used up.
Die Antimonfluoride sind zwar sehr reaktionsfähig, man kann jedoch das Antimon in Form der Chloride einsetzen, wobei der Fluorwasserstoff sie in Antimonfluoride und HCl-Gas überführt. Bei der Reaktion der Antimonfluoride mit den organischen Chloriden werden die Antimonsalze in die gemischten ChIor-Fluorsalze überführt, die immer noch als Katalysatoren für das Verfahren dienen. Die Chlor-Fluorsalze reagieren jedoch wiederholt mit dem überschüssigen HF unter erneuter Bildung von Fluoriden und HCl. Läßt man den Fluorwasserstoffanteil so absinken, daß die Antimonsalze einen geringen Fluoranteil aufweisen, so vermindert sich die katalytisch^ Wirkung. Wie bereits dargestellt, werden fünfwertige Salze anscheinend während der Reaktion eventuell durch Korrosion des Metallgefäßes oder durch Reaktion mit organischen Reduktionsmitteln reduziert. Wenn das geschieht, vermindert sich die katalytisch^ Wirkung und kommt schließlich ganz zum Erliegen. Zu diesem Zeitpunkt kann dann fünfwertiges Antimon zugegeben werden, wodurch das Gesamtverhältnis von fünfwertig zu dreiwertig (einschließlich des durch frühere Reduktion des fünfwertigen gebildeten) in dem gewünschten Bereich gehalten wird.The antimony fluorides are very reactive, but you can use the antimony in the form of chlorides, whereby the hydrogen fluoride converts them into antimony fluoride and HCl gas. When the antimony fluoride reacts with the organic chlorides, the antimony salts are converted into the mixed chlorine-fluorine salts, which are still used as catalysts serve for the procedure. However, the chlorine-fluorine salts react repeatedly with the excess HF with renewed Formation of fluorides and HCl. If you leave the hydrogen fluoride content sink so that the antimony salts have a low fluorine content, so the catalytically decreases ^ Effect. As indicated earlier, pentavalent salts appear to be corroded eventually during the reaction of the metal vessel or by reaction with organic reducing agents. When that happens, diminishes the catalytic action and finally comes to a complete standstill. At this point in time, pentavalent antimony can then be used added, making the overall ratio of pentavalent too trivalent (including that formed by earlier reduction of the pentavalent) in the desired range is held.
Zu Beginn eines Zyklus machen die Antimonsalze im allgemeinen etwa 5-35 Gewichtsprozent, vorzugsweise 8-2o Gewichtsprozent, des HF und der Antimonsalze aus. Der Antimonsalzanteil steigt mit fortschreitender Reaktion infolge des Verbrauchs von HF und der Zugabe von zusätzlichem Antimonsalz.At the beginning of a cycle, the antimony salts generally make up about 5-35 percent by weight, preferably 8-2o percent by weight, of the HF and the antimony salts. The proportion of antimony salt increases as the reaction progresses as a result of the consumption of HF and the addition of additional antimony salt.
Der Zeitpunkt für die Zugabe des fünfwertigen Antimons zum Gemisch zwecks Regenerierung der katalytischen Wirkung istThe time to add the pentavalent antimony to the mixture to regenerate the catalytic effect is
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entscheidend. Wie das nachfolgende Beispiel 1o zeigt, reagiert SbCIc heftig mit 1,1,3-Trichlor-i-fluorpropan (MFCP) und TCP und wie Beispiel 5 zeigt /sinkt die Ausbeute durch Zugabe von ShCl1- und ergibt nur schlecht umgesetzte Gemische, nämlich solche, hei denen die Reaktionen (IV) und. (V) nicht in ausreichendem Umfang abgelaufen sind. Solche Schwierigkeiten werden am "besten vermieden, indem man den Umfang der Reaktion überwacht und dabei die Zugabe von TCP einschränkt oder beendet, wenn die katalytische Wirkung sich vermindert. Es ist zweckmäßig, den Zusatz von 5RCP zu beenden, wenn der verbleibende Katalysator innerhalb kurzer Zeit das gesamte in der Mischung vorhandene TCP zu ca. 9o$ TPCP und 1o$ 1,3-Dichlor-1,1-difluorpropan (DPCP) umsetzt. Ein geringerer Eeaktionsumfang, bei dem die Mischung etwa 5% MI1CP enhält, ist aus den oben gennanten Gründen weit weniger empfehlenswert.decisive. As the following example 10 shows, SbClc reacts violently with 1,1,3-trichloro-i-fluoropropane (MFCP) and TCP and as example 5 shows / the yield decreases by adding ShCl 1 - and results in poorly converted mixtures, namely those called the reactions (IV) and. (V) have not expired sufficiently. The best way to avoid such difficulties is to monitor the extent of the reaction while limiting the addition of TCP or stopping it when the catalytic activity diminishes. It is useful to stop adding 5RCP when the remaining catalyst is available within a short period of time the total present in the mixture to about 9o TCP TPCP $ and $ 1o 1,3-dichloro-1,1-difluoropropane (DPCP) are reacted. A lower Eeaktionsumfang, wherein the mixture contains about 5% MI 1 CP is from Far less recommendable for the reasons mentioned above.
Es zeigt sich, daß die Zersetzung von MPCP und TCP nicht auftritt, nachdem SbClc der Mischung zugesetzt wurde und manIt turns out that the decomposition of MPCP and TCP does not occurs after SbClc has been added to the mixture and one
es mit HP und dem vorhandenen dreiwertigen Antimon reagieren zwecKmassigerit will react with HP and the trivalent antimony present Purposeful
läßt. Ein Verfahrensablauf -wie nachfolgend beispielhaft dargestellt- umfaßte die folgenden Schritte;leaves. A process sequence - as shown below by way of example - comprised the following steps;
1. Die Gesamtmenge HP wird in ein Reaktionsgefäß aus Stahl gegeben.1. The total amount of HP is placed in a steel reaction vessel given.
2. SbCIr- und SbCl-> werden in einem molaren Verhältnis2. SbCIr- and SbCl-> are in a molar ratio
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von 1:1 vorgemischt und in Porm einer Schmelze in das Reaktionsgefäß gegeben.1: 1 premixed and in the form of a melt in the Given reaction vessel.
3. TCP wird in einer solchen Menge zugesetzt, daß es3. TCP is added in such an amount that it
in ca. 9o$ TPCP und 1o$ DPCP überführt wird (siehe Beispiel 14).is converted into approx. 9o $ TPCP and 1o $ DPCP (see example 14).
4. Danach wird eine weitere Charge SbCl1- und eine zusätzliche Menge TCP zugesetzt.4. Then another batch of SbCl 1 - and an additional amount of TCP are added.
5. Maßnahmen 3 tmd 4 werden solange wiederholt bis die Mischung ca. 2 - 8 Gewichtsprozent HP enthält.5. Measures 3 and 4 are repeated until the Mixture contains approx. 2 - 8 percent by weight of HP.
6. Zur Gewinnung des TPCP Produkts wird die Mischung getrennt.6. The mixture is separated to obtain the TPCP product.
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In der Praxis läßt sich das letzte Chloratom eines Trichlormethans am schwierigsten durch Fluor substituieren. Enthält ein Reak tionsprodukt eine Mischung aus verschiedenen Verbindungen und ist aber ein wesentlicher Anteil 1,1,1Ttrifluoriert, so ist dies ein Anzeichen dafür, daß die Reaktion zu früh "beendet wurde, da das System offenbar in der Lage ist, das gewünschte Produkt zu "bilden. Gleichermaßen kann man die Durchführbarkeit und Reak tionsbedingungen mit 1-Chlor-1,1-difluormethyl als Ausgangsma terial schnell überprüfen. Wird es leicht in das entsprechende 1,1,1-Trifluormethyl überführt, so ist dies ein Anzeichen dafür, daß die Reaktion unter Verwendung des entsprechenden 1,1,1-Trichlormethyls ebenfalls leicht verlaufen würde.In practice, the last chlorine atom of a trichloromethane is the most difficult to substitute for fluorine. If a reaction product contains a mixture of different compounds, but a substantial proportion of 1,1,1 T is trifluorinated, this is an indication that the reaction has ended too early because the system is apparently capable of producing the desired Product to "form." Likewise, you can quickly check the feasibility and reaction conditions with 1-chloro-1,1-difluoromethyl as the starting material. If it is easily converted into the corresponding 1,1,1-trifluoromethyl, this is an indication that the reaction would also proceed easily using the corresponding 1,1,1-trichloromethyl.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher er läutert, wobei alle Angaben in G-ewichtsprozent erfolgen, soweit nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.The invention is explained in more detail by the following examples, whereby all information is given in weight percent, if nothing else is expressly stated.
In einen doppelwandigen 37,58 1 Monelautoklaven, der mit einer Kolonne mit einem kühlmittelgekühlten Kondensator, einem Rührer und Leitungen für die Zugabe und Überprüfung des Gefäßinhaltes versehen ist, wurden 14,98 kg HF gegeben. Der Fluorwasserstoff wurde auf 500C erhitzt und anschließend 3,95 kg einer 91 Mo 1$..". SbCl;, und 9 Mol$ SbCl^ enthaltenden Schmelze zugegeben. Es stellte sich ein unmittelbarer leichter Druckanstieg ein, der auf der Fluorierung der Antimonsalze und der Bildung von HCl beruhte. 8,63 kg einer gleiche Mengen TFCP und DFCP- enthaltenden Mischung wurden schnell zugegeben während die Mischung eine Stunde lang bei 500C und dann zwei Stunden lang bei 70-80°C gehalten wurde. Während dieser Zeit wurde der Chlorwasserstoff unmittelbar bei Entstehung herausdestilliert. Die Destillation wurde unter Druckverminderung auf Atmosphärendruck fortgesetzt, bis die Kopf temperatür im Bereich von 10-200C lag, was anzeigte, daß ein Gemisch aus dem organischen Produkt und dem HF zurückfloß.14.98 kg of HF were placed in a double-walled 37.58 l monel autoclave, which is provided with a column with a coolant-cooled condenser, a stirrer and lines for adding and checking the contents of the vessel. The hydrogen fluoride was heated to 50 0 C and then $ 3.95 kg of a 91 Mo 1 .. ". SbCl ;, and $ 9 moles SbCl ^ melt containing added. It was an immediate increase a slight pressure, of the fluorination at the antimony salts and the formation of HCl based. 8.63 kg of an equal amounts TFCP and DFCP- containing mixture was added rapidly while the mixture one hour was then held at 50 0 C and two hours at 70-80 ° C. during this time of the hydrogen chloride was distilled out immediately upon formation. the distillation was continued while reducing the pressure to atmospheric pressure until the head tempera door in the range of 10-20 0 C was, which indicated that a mixture of the organic product and the HF flowed back.
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Auch, ohne weitere Reinigung eignet sich das Rohprodukt unmittelbar für die Reaktion mit einer Lauge gemäß der oben dargestellten Gleichung II.The raw product is also suitable without further purification directly for the reaction with a lye according to equation II shown above.
Wie "bereits festgestellt, ist die Reaktion allgemein auf Trihalogenmethan anwendbar, after auch auf Vorstufen derselben, obwohl einige Verbindungen besser als andere reagieren. Das Ausgangsmaterial kann "beispielsweise 1,1,1-Trihalogenalkan oder 1,1,1-Trihalogenmethy!benzol sein, z.B. kann cter;!lrihalogenmethylrest oder ein entsprechender Rest an Wasserstoff (Trihalogenmethan), Halogen (Tetrakohlenstoff), einen Alkylrest, insbesondere einen niederen Alkylrest mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen, ζ.B. Äthyl(1,1,1-Trihalogenpropan) oder Methyl (1,1,1-Trihalogenäthan), einen halogensubstituierten Alkylrest, insbesondere einen niederen Alkylrest mit "bis zu 4 Kohlenstoffatomen und einem oder mehreren Chlor-, Brom- und/oder Fluoratomen, z.B. Chlormethyl-(2-Chlor-i,1,1-trifluoräthan) oder 2-Chloräthyl-(1,1,1,3-Tetrachlorpropan), einen aromatischen Rest, insbesondere einen mit 6 - 1o Kohlenstoffatomen wie Phenyl (Benzotrichlorid) oder Phenylene (Hexachlorxyloi·), halgensubstituierte Produkte derselben u.a. gebunden sein.As stated earlier, the response is general to Trihalomethane applicable, after also on precursors of the same, although some compounds respond better than others. The starting material can include, for example, 1,1,1-trihaloalkane or 1,1,1-trihalomethyl benzene, e.g. cter;! lrihalomethyl radical or a corresponding residue of hydrogen (trihalomethane), halogen (tetra carbon), an alkyl residue, in particular a lower alkyl radical with up to 4 carbon atoms, ζ.B. Ethyl (1,1,1-trihalopropane) or methyl (1,1,1-trihaloethane), a halogen substituted one Alkyl radical, in particular a lower alkyl radical with "to to 4 carbon atoms and one or more chlorine, bromine and / or fluorine atoms, e.g. chloromethyl- (2-chloro-i, 1,1-trifluoroethane) or 2-chloroethyl- (1,1,1,3-tetrachloropropane), a aromatic radical, especially one with 6-10 carbon atoms such as phenyl (benzotrichloride) or phenylene (hexachlorxyloi), halogen-substituted products of the same i.a. be bound.
Dies ist auch auf Vorstufen derselben anwendbar wie z.B. Trichloräthylenj das in diesem Falle mit dem HF 1,1,2-Trichlor-1-fluoräthan bildet. Aus bestimmten nicht vollends erklärbaren Gründen besitzen bestimmte andere Substituenten am Molekül eine in gewisser Weise hemmende Wirkung derart, daß längere Zeiten erforderlich sind oder geringere Ausbeuten erzielt werden, z.B. zwei Fluoratome an einem der Trihalogenmethylgruppe benachbarten Kohlenstoff wie in CFpBrCFpCHpCHpBr. Ebenfalls ist zum Beispiel CCI^CH2CH2Ch2CH2CI etwas weniger reaktionsfähig als TCP.This can also be applied to precursors such as trichlorethylene, which in this case forms 1,1,2-trichloro-1-fluoroethane with the HF. For certain reasons that cannot be fully explained, certain other substituents on the molecule have a certain inhibitory effect such that longer times are required or lower yields are achieved, e.g. two fluorine atoms on a carbon adjacent to the trihalomethyl group as in CFpBrCFpCHpCHpBr. Likewise, for example, CCI ^ CH 2 CH 2 Ch 2 CH 2 CI is somewhat less reactive than TCP.
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•Λ-,• Λ-,
Man ließ einen Teil des zurückfließenden Kondensats Schichten "bilden, die untere organische Schicht wurde entfernt und die obere HF-Schicht zurück in die Kolonne geführt. Es wurden 98$ des organischen Materials erhalten und die Ausbeute "betrug der theoretischen Ausbeute.Part of the refluxing condensate was allowed to form layers, the lower organic layer was removed and the upper HF layer passed back into the column. $ 98 of the organic material was obtained and the yield was the theoretical yield.
Dem HP und den Antimonsalzen, die nach Beispiel 1 in dem Autoklaven verbleiben, wurden in 12 Stunden 10,90 kg TCP zugegeben, wobei die Temperatur des Reaktionsgefäßes auf 50°C gehalten wurde und der Chlorwasserstoff bei Entstehung entfernt wurde. Das Reäktionsgefäß wurde sodann für eine weitere Stunde bei 50 C gehalten und zusätzlich noch vier Stunden auf 75-80 C erhitzt; anschließend ergab eine nach Beispiel 1 durchgeführte Destillation und Trennung eine Mischung aus 28$ Ti1CP und 72$ DPCP mit 87$ der theoretischen Ausbeute. Hieran zeigt sich, die nachlassende Wirkung des Katalysators, die wohl auf die Reduktion des fünfwertigen Antimonanteils mit fortschreitender Reaktion zurückzuführen ist.10.90 kg of TCP were added to the HP and the antimony salts, which remained in the autoclave according to Example 1, in 12 hours, the temperature of the reaction vessel being kept at 50 ° C. and the hydrogen chloride being removed as it was formed. The reaction vessel was then held at 50 ° C. for a further hour and heated to 75-80 ° C. for a further four hours; a distillation and separation carried out according to Example 1 then gave a mixture of 28 $ Ti 1 CP and 72 $ DPCP with 87 $ of the theoretical yield. This shows the decreasing effect of the catalyst, which is probably due to the reduction of the pentavalent antimony content as the reaction progresses.
Dem nach Beispiel 2 im Reaktionsgefäß verbleibenden Gemisch wurde o,45 kg SbCl1- zugegeben und dann das organische Produkt nach Beispiel 2 in das Gefäß zurückgeleitet. Der Chlorwasserstoff wurde abdestilliert und die Destillation-Trennung durchgeführt, wobei -sich ein Produkt aus 99,7$ TPCP ergab bei 93$ der Theorie. Es zeigt sich also, daß die Aktivität des Katalysators ebenfalls steigt, wenn der Anteil an fünfwertigem Antimon im Vergleich zu der am Ende des Beispiels 2 vorhandenen Menge erhöht wird.To the mixture remaining in the reaction vessel according to Example 2, 0.45 kg of SbCl 1 - was added and the organic product according to Example 2 was then returned to the vessel. The hydrogen chloride was distilled off and the distillation separation was carried out, with a product of 99.7 $ TPCP at 93 $ of theory. It can therefore be seen that the activity of the catalyst also increases when the proportion of pentavalent antimony is increased compared to the amount present at the end of Example 2.
Unter Verwendung des Gefäßes und der Verfahren gemäß Beispiel 1 wurden folgende Verbindungen und Mengen gemischt: 13» 5o kg HP,Using the vessel and the procedure according to Example 1, the following compounds and amounts were mixed: 13 »50 kg HP,
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1,14 kg zu 46 Mol$ dreiwertiges und 54 Mol$ fttnfwertiges Antimonchlorid, 11,35 kg 11GT. Nach 17,5stündiger Reaktion "bei 5O0C Bestand das abgetrennte organische Material zu 90$ aus Ti1CP und 10$ aus DPGP "bei fast -vollständiger theoretischer Ausbeute. Hieraus folgt, daß geringe Abweichungen von dem äquimolaren Mindestverhältnis von dreiwertigem zu fiinfwertigem Antimon zulässig sind.1.14 kg of 46 moles of trivalent and 54 moles of fatty antimony chloride, 11.35 kg of 11GT. After 17,5stündiger reaction "at 5O 0 C component, the separated organic material to 90 $ of Ti 1 CP and $ 10 from DPGP" theoretical almost -Full yield. It follows from this that slight deviations from the minimum equimolar ratio of trivalent to pentavalent antimony are permissible.
Zu der gemäß Beispiel 4 in dem Reaktionsgefäß verbleibenden Mischung wurden innerhalb von 5,6 Stünden 9,53 kg TCP "bei 50 C zugegehen.Es entwickelte sich eine nicht ausreichende Menge HCl, was auf eine unvollständige Pluorierung hinweist. Antimonpentachlorxd (0,284 kg) wurde hinzugegeben und führte zu einer äußerst schnellen HCl-Entwicklung. Daraufhin wurden wurden weitere 9·ο8 kg TCP zugesetzt, was eine nicht ausreichende HCl-Bildung bewirkte. ShCIc (0,68 kg) wurde erneut zugegeben und führte zu sofortiger HCl-Entwicklung. Die Analyse des Inhalts des Reaktionsgefäßes ergah, daß eine große Menge nicht-flüchtiger Rückstände und nur eine geringe Ausheute an TS1CP und DI1CP geMldet worden waren.The mixture remaining in the reaction vessel according to Example 4 was added within 5.6 hours to 9.53 kg of TCP "at 50 ° C. Insufficient amount of HCl developed, which indicates incomplete fluorination. Antimony pentachloride (0.284 kg) became and led to an extremely rapid evolution of HCl. A further 90 o8 kg of TCP were then added, which caused insufficient HCl formation. ShCIc (0.68 kg) was added again and resulted in immediate evolution of HCl Analysis of the contents of the reaction vessel indicated that a large amount of non-volatile residue and only a small amount of TS 1 CP and DI 1 CP had been detected.
9,o8 kg HP und 0.9I kg eines Gemisches aus 57 Mol$ ShCl ο und 43 Mol$ ShCl,- wurden wie in Beispiel 1 vermischt.9, o8 kg HP and 0.9I kg of a mixture of 57 mol $ ShCl o and 43 moles of $ ShCl, - were mixed as in Example 1.
' ο Anschließend wurden 2,72 kg TCP hei 5o C zugegeben und der Chlorwasserstoff "bei Entstehung entfernt. Danach wurden ca. o,45 kg SfcClc und danach 4.54 kg TCP zugesetzt. Die Maßnahme der Zugahe von kleinen (0,05 - o,o27) Mengen ShClc gefolgt von Zugahen von TCP in Mengen von 2,27 - 4,54 kg wurde wiederholt, "bis eine Gesamtmenge von 25,42 kg TCP zugegeben worden war. Die Destillation-Trennung ergah ein Gemisch aus 74$ TPCP, 18$ DPCP, 8$ MPCP und Spuren von TCP in 98$ der Theorie.Then 2.72 kg of TCP were added at 5o C and the hydrogen chloride was removed when it was formed. After that, about 0.45 kg of SfcClc and then 4.54 kg of TCP were added. o27) Amounts of ShCl c followed by the addition of TCP in amounts of 2.27-4.54 kg were repeated "until a total amount of 25.42 kg of TCP had been added. The distillation separation resulted in a mixture of $ 74 TPCP, $ 18 DPCP, 8 $ MPCP and traces of TCP in $ 98 of theory.
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In einem Beispiel 6 ähnlichen Versuch wurden das Endprodukt un. HP gemeinsam aus dem Reaktionsgemisch ohne Trennung destilliert. Das Destillat wurde dann in einem Trockeneis-Trichloräthylenbad gekühlt und die Schichten getrennt. Jede Schicht war nur mit geringen Mengen der anderen Schicht verunreinigt.In an experiment similar to Example 6, the final product was un. HP together from the reaction mixture without separation distilled. The distillate was then placed in a dry ice trichlorethylene bath chilled and the layers separated. Each layer was only with small amounts of the other layer contaminated.
Es wurde das gleiche Gefäß wie in Beispiel 1 verwandt. 4,99 kg SfcClc wurden "beica. 23 C zu 19.98 kg HF gegeben. Sodann wurden 3 kg TGP zugegeben, wobei die Temperatur zwischen 23 - 35°C gehalten wurde. Der Fluorwasserstoff wurde entfernt und das organische Produkt durch Destillation und Trennung gewonnen. Die organische Ausbeute betrug 99$ reines TPCP, jedoch nur 34$ der Theorie. Hieran zeigte sich, daß ein zu hohes Verhältnis (anfänglich unendlich unter Verminderung während der Reaktion) des fünfwertigen zum dreiwertigen Antimon zu einer geringen Ausbeute führt.The same vessel as in Example 1 was used. 4.99 kg of SfcClc were added to 19.98 kg of HF at approx. 23 ° C. Then 3 kg of TGP were added, the temperature being kept between 23-35 ° C. The hydrogen fluoride was removed and recovered the organic product by distillation and separation. The organic yield was 99 $ pure TPCP, but only $ 34 of theory. This showed that a to high ratio (initially infinite with reduction during the reaction) of the pentavalent to the trivalent Antimony leads to a low yield.
Es wurde der}>näeh-Beispiel 8 im Reaktionsgefäß verbleibende Rückstand verwendet; hierzu wurden 15,21 kg TCP zugegeben. Die Reaktion und Destillation wurden so durchgeführt, daß die Temperatur dabei meist bei 2o C, jedoch immer im Bereich von 18 - 380C, lag. Das Ergebnis der Destillation und Trennung waren 99,6$ TPCP in 95$ der Theorie. Dies zeigt, daß das zum Schluß des Beispiels 8 in der Masse bestehende Verhältnis von fünf- zu dreiwertigem Antimon auf eine Stufe reduziert worden war, auf der die Umwandlungen im wesentlichen vollständig und quantitativ waren.The residue remaining in the reaction vessel was used; 15.21 kg of TCP were added to this. The reaction and distillation were carried out so that the temperature does usually at 2o C, but always within the range from 18 to 38 0 C was. The result of the distillation and separation was $ 99.6 TPCP in $ 95 of theory. This indicates that the bulk ratio of pentavalent to trivalent antimony at the end of Example 8 had been reduced to a level at which the conversions were essentially complete and quantitative.
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In ein Reagensglas wurden einige Gramm MFCP zu einer geringen Menge SbCl,- gegeben. Dies führte zu einer sofortigen HCl-Entwicklung und das Gemisch wurde schwarz und zähflüssig. TCP reagierte ähnlich. SbCIc- und SbCl^-Gemische zeigten das gleiche Ergebnis.A few grams of MFCP were added to a small amount of SbCl, - in a test tube. This led to an immediate evolution of HCl and the mixture turned black and viscous. TCP responded similarly. SbCIc and SbCl ^ mixtures showed this same result.
Eine Anzahl Metallteststreifen wurden in den in Beispiel 1 ■beschriebenen Autoklaven während einer Reihe von bei 5o°C durchgeführten TCP-Fluorierungen, bei denen das ursprünglicheA number of metal test strips were placed in the autoclave described in Example 1 for a series of at 50.degree performed TCP fluorinations in which the original
+5 +λ
Sb : Sb -Molverhältnis 43 : 57 betrug, gegeben, Danach wurde mehrmals reines SbCIc zugegeben, jedoch lag die molare
Sb+ -Konzentration in dem Gemisch, bestehend aus dem zugeführten und gebildeten, stets über der molaren Konzentration
des Sb . Wiegen und Oberflächenverlustrechnung zeigen die folgenden Korrosionswerte in Mil pro Jahr:+5 + λ
Sb: Sb molar ratio was 43:57, then pure SbClc was added several times, but the molar Sb + concentration in the mixture, consisting of the added and formed, was always above the molar concentration of the Sb. Weighing and surface loss calculation show the following corrosion values in mils per year:
Hieraus ist ersichtlich, daß das bevorzugte Verhältnis von fünf- zu dreiwertigem Antimon die Metalle, aus denen Reaktionsgefäße im allgemeinen hergestellt sind, nicht ungebührlich korrodiert.From this it can be seen that the preferred ratio of pentavalent to trivalent antimony is the metals that make up Reaction vessels are generally made, not unduly corroded.
Folgende Korrosionsversuche wurden in Polytetrafluoräthylenflaschen bei 2o°C durchgeführt:The following corrosion tests were carried out in polytetrafluoroethylene bottles carried out at 2o ° C:
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/f./ f.
Salzadded
salt
bezogenSalt in
based
auf Hi1 Weight ^ metal
on Hi 1
Mil/jahrCorrosion in
Mil / year
meßbarno longer
measurable
(5/1 Gew.) O ΙΛΕ - \ f .DL r ~%
(5/1 wt.)
Die Untersuchung zeigt, daß fünfwertige ■ Antimonsalze als solche wesentlich korrodierender waren als dreiwertige Salze und daß die äquimolare Mischung nur geringfügig korrodierend wirkte. Aluminium ist allen diesen Mischungen gegenüber relativ inert.The investigation shows that pentavalent antimony salts as such were significantly more corrosive than trivalent salts and that the equimolar mixture was only slightly corrosive. Aluminum is relative to all of these mixtures inert.
166 g TCP wurden zu einer Mischung aus 13,2 g SbP-. und 4,5 g SbClc in 68o g Fluorwasserstoff bei 16 - 19 C in eine Poly te traf luoräthylenf las ehe gegeben. Nach 18 Stunden war das Gemisch teilweise in fluorierte Chlorpropane überführt, wobei die Ausbeute 99,4$ betrug.166 g of TCP became a mixture of 13.2 g of SbP-. and 4.5 g SbClc in 68o g hydrogen fluoride at 16-19 C in a poly te met luoräthylenf las before given. After 18 hours, the mixture was partially converted into fluorinated chloropropanes, the yield being $ 99.4.
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/fa./fa.
Bei einem dem Beispiel 6 ähnlichen Versuch "betrug die ursprüngliche Menge HF 13,96 kg xuid 1,27 kg ShCl3/Sl)Cl5 in einem Mol verhältnis von 57/43. Diesem Gemisch wurden "bei 5o°C 9,08 kg TCP zugegeben, dann o,11 kg SlDCl5 und danach 4,54 kg TOP. Die folgenden S"bCl,-/TCP Mengen {in kg) wurden stufenweise alle zwei Stunden zugeführt:In an experiment similar to Example 6, "the original amount of HF was 13.96 kg xuid 1.27 kg ShCl3 / S1) Cl 5 in a molar ratio of 57/43. This mixture was" at 50 ° C. 9.08 kg TCP added, then 0.11 kg of SlDCl 5 and then 4.54 kg of TOP. The following S "bCl, - / TCP quantities (in kg) were added in stages every two hours:
0,11/7,38
0,23/2,72
0,23/4,54
0,23/6,810.11 / 7.38
0.23 / 2.72
0.23 / 4.54
0.23 / 6.81
Es ergah sich eine im wesentlichen quantitative Ausbeute organischen Materials aus 88,4$ TI1CP, 8,5$ DPCP und 3$ MPCP.There was an essentially quantitative yield of organic material from 88.4 $ TI 1 CP, 8.5 $ DPCP and 3 $ MPCP.
Dieses Beispiel zeigt, daß die Fluorierung mit Antimonpentachlorid ohne Antimontrichlorid "beträchtliche Mengen ungewünschter Nebenprodukte entstehen läßt, sie "bewirkt nämlich die Substitution von Wasserstoff durch Chlor.This example shows that fluorination with antimony pentachloride without antimony trichloride "considerable amounts of undesirable By-products can arise, it "causes namely the Substitution of hydrogen by chlorine.
Es wurden 3,63 kg HF in einen teflonbeschichteten 16,o5 1 Autoklaven gegeben, der mit einem kühlmittelgekühlten Kondensator, einem teflonbeschichteten Eührer, und Leitungen zur Zuga"be und Prüfung des Gefäßinhaltes versehen ist. 1,16 kg (0.085 Mol) Sl)Cl5 wurden "bei Raumtemperatur zugesetzt. Die Gefäßtemperatur wurde "bei 35 C gehalten und der durch die ^luorierung der ShCl^-Salze entwickelte Chlorwasserstoff wurde durch Destillation abgezogen. Während eines Zeitraums von einer halten Stunde wurden 1,26 kg (o,o228 Mol) Trichloräthylen zugegeben während die Mischung "bei 3o - 35 C gehalten wurde. Danach wurde die Temperatur für 24 Stunden zwischen 21 und 420C eingestellt, währenddessen der Chlorwasserstoff unmittelbar "bei Entstehung herausdestilliert wurde.3.63 kg of HF were placed in a 16.05 liter Teflon-coated autoclave, which is provided with a coolant-cooled condenser, a Teflon-coated stirrer, and lines for adding and checking the contents of the vessel. 1.16 kg (0.085 mol) S1) Cl 5 "was added at room temperature. The vessel temperature was "kept at 35 C and the hydrogen chloride evolved by the fluorination of the ShCl ^ salts was removed by distillation. Over a period of one hour 1.26 kg (0.0228 mol) of trichlorethylene were added while the mixture" was kept at 3o - 35C. The temperature was then set between 21 and 42 ° C. for 24 hours, during which time the hydrogen chloride was "distilled out" as it was formed.
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Anschließend wurde 2,Chlor-1,1,1-trifluoräthan durch Destillation aus dem Gefäß abgezogen und 1,87 kg HP den in dem Reaktionsgefäß verbleibenden HF und Antimonsalzen zugegeben. Während eines Zeitraums von 15 Minuten wurden 1,45 kg (o,o243 Mol) Trichloräthylen zugegeben. Die Temperatur wurde für die Dauer von 4 Stunden zwischen 23 und 47°C gehalten während der Chlorwasserstoff durch Destillation abgezogen wurde. Eine Probe der im Gefäß befindlichen organischen Phase ergab für bekannte Stoffe in der Gas-Flüssigchromatographie folgende Werte in Prozent:Then 2, chloro-1,1,1-trifluoroethane was through Distillation removed from the vessel and 1.87 kg HP of the HF and antimony salts remaining in the reaction vessel admitted. 1.45 kg (0.0243 moles) of trichlorethylene were added over a period of 15 minutes. The temperature was kept between 23 and 47 ° C for a period of 4 hours while the hydrogen chloride was removed by distillation became. A sample of the organic phase in the vessel resulted in known substances in gas-liquid chromatography the following values in percent:
Cl 49,2$Cl $ 49.2
CP2ClCH2Cl 16,6$CP 2 ClCH 2 Cl $ 16.6
CP2ClCHCl2 16,1$CP 2 ClCHCl 2 $ 16.1
CPCl2CHCl9 9,4$CPCl 2 CHCl 9 9.4 $
C.C.
Demnach wurde bei 25,5$ des Produktes Wasserstoff durch Chlor am 2-Kohlenstoffatom substituiert.Accordingly, at 25.5 $ of the product, hydrogen was substituted by chlorine on the 2-carbon atom.
Seispiel· 16Example 16
In einen doppelwandigen 37,58 1 Monelautoklaven, der mit einer Kolonne mit einem kühlmittelgekühlten Kondensator, einem Rührer und Leitungen für die Zugabe und Überprüfung des Gefäßinhalts versehen ist, wurden 14,98 kg HP gegeben. Der Fluorwasserstoff wurde auf 3o°C erhitzt und danach 4,99 kg (o.i0368"MdI)-USTjCIp- innerhalb einer halben Stunde zugegeben, Das Gefäß wurde erhitzt und der entwickelte Chlorwasserstoff durch Destillation abgezogen. Anschließend wurden 13,62 kg (o,228 Mol) Trichloräthylen in das Reaktionsgefäß gegeben, wobei das Gemisch bei 5o°C gehalten wurde und Chlorwasserstoff14.98 kg HP were placed in a double-walled 37.58 l monel autoclave, which is provided with a column with a coolant-cooled condenser, a stirrer and lines for adding and checking the contents of the vessel. The hydrogen fluoride was heated to 30 ° C. and then 4.99 kg (o.i0368 "MdI) - USTjCIp- were added over the course of half an hour. The vessel was heated and the hydrogen chloride developed was drawn off by distillation. 13.62 kg (o , 228 mol) of trichlorethylene added to the reaction vessel, the mixture being kept at 5o ° C and hydrogen chloride
unmittelbar bei Entstehung herausdestilliert wurde. Das Produkt wurde aus dem Gefäß herausdestilliert und die Untersuchung mittels Gas-flüssigchromatographie zeigte 36,3 Mol$ Cl· bei 1oo$ iger Umwandlung und 78.0 Mol$ Ausbeute.was distilled out immediately as it was formed. The product was distilled out of the jar and the test by gas-liquid chromatography showed 36.3 moles of Cl with 100 conversion and 78.0 moles of yield.
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Die Analyse einer Probe des dunkelgrauen, aus dem Heaktionsgefäß gewonnenen Rückstandes ergab 91,3$ Sb, 1,89$ Cu und 6,81$ Ni. Demnach bewirkte die in Abwesenheit von SbCl^ durchgeführte Reaktion eine Korrosion des Reaktionsgefäßes, denn das Vorhandensein dfes Kupfers und Nickels in dem Rückstand ist hierauf zurückzuführen.The analysis of a sample of the dark gray, from the heating vessel recovered residue yielded $ 91.3 Sb, $ 1.89 Cu and $ 6.81 Ni. Accordingly, in the absence of SbCl ^ reaction carried out corrosion of the reaction vessel, for the presence of copper and nickel in the residue is due to this.
22,1 g eines SbCl^-SbCl^-Gemisches mit einem Verhältnis von 5o-5o Mol$ wurden in eine 1i8o ml Bombe aus rostfreiem Stahl 316, die mit einem teflonbeschichteten Magnetrührer, wassergekühlten Kondensator und einem Manometer versehen ist, gegeben. Danach wurde das Reaktionsgefäß mit 15o g (7.5 Mol) HP beschickt. Anschließend wurden 36o g (2,57 Mol) innerhalb eines Zeitraums von zwei und einhalb Stunden zugegeben. Die Temperatur wurde zwischen 4-2 und 49°C gehalten und die entwickelten Gase durch eine wässerige KOH-Lösung und eine Trockeneis enthaltende Auffangvorrichtung hindurchgeführt. Der Chlorwasserstoff wurde in der ^auge aufgefangen und die niedrigsiedenden organischen Verbindungen in der iuf fangvorrichtung .:-.326';.g.r!?(-2r4'1." Jffol) J 53°C ein zweites Mal schnell zugegeben. Nach 23 Stunden bei einer Temperatur zwischen 56 und 7o C wurden 12,9 g (o,o43 Mol) SbCIc zugesetzt. Das Gemisch wurde dann für 24 h auf einer Temperatur von 4o-6o C gehalten. Schließlich wurde das Reaktionsgefäß bei einer Temperatur von 43°C mit 131,5 g (1,oo Mol) COl2=CClH beschickt und nach 1,6 h mit zusätzlich 131,5 g CCl2=CClH. Eine Temperatur von 5o-6o°C wurde für 21 h in dem Reaktionsgefäß aufrechterhalten.22.1 g of a SbCl ^ -SbCl ^ mixture in a ratio of 50-5o mole was placed in a 180 ml 316 stainless steel bomb fitted with a Teflon-coated magnetic stirrer, water-cooled condenser and manometer. The reaction vessel was then charged with 150 g (7.5 mol) of HP. Then 36o g (2.57 moles) were added over a period of two and a half hours. The temperature was maintained between 4-2 and 49 ° C and the evolved gases passed through an aqueous KOH solution and a trap containing dry ice. The hydrogen chloride was eye in the ^ collected and the volatile organic compounds in the IUF safety gear: - 326 '; gr (- 2 r 4'1 "Jffol.) J 53 ° C added a second time soon after...?. 12.9 g (0.043 mol) of SbClc were added for 23 hours at a temperature between 56 and 70 ° C. The mixture was then kept at a temperature of 40 ° -60 ° C. for 24 hours ° C with 131.5 g (1 mol oo) COl charged 2 = CClH, and after 1.6 h with an additional 131.5 g CCl 2 = CClH. e ine temperature of 5o-6o ° C was stirred for 21 in the Maintain reaction vessel.
Die Gesamtausbeute an organischen Verbindungen einschließlich der in der Bombe verbleibenden ergab:The total yield of organic compounds including those remaining in the bomb was:
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-W--W-
MoIMoI
CP3CH2Cl 4,34CP 3 CH 2 Cl 4.34
CP2ClCH2Cl o,99CP 2 ClCH 2 Cl o.99
CPCl2CH2Cl 1,57CPCl 2 CH 2 Cl 1.57
CCl2=CHCl ο,ο72 CCl 2 = CHCl ο, ο72
6,9726,972
was eine fast quantitative Stoffgewinnung bedeutet. Der ^Fluorwasserstoff machte letztendlich lediglich o,96$ des Gesamtgewichts der organischen Verbindungen aus. Aus dem hohen Anteil an CPoCH2Cl ist ersichtlich, daß eine sogar noch höhere Ausbeute erzielt worden wäre, wenn man die Reaktion weitergeführt hätte, denn die Zwischenprodukte waren auf dem Weg zum Endprodukt mit einer nur minimalen Wasserstoffsubstitution.which means an almost quantitative extraction of material. The hydrogen fluoride made up only $ 0.96 of the total weight of the organic compounds. From the high proportion of CPoCH 2 Cl it can be seen that an even higher yield would have been achieved if the reaction had been continued, because the intermediates were on their way to the end product with only minimal hydrogen substitution.
In ein wie in Beispiel 17 beschriebenes Gefäß wurden 14,4 g eines SbP-,-SbCl,.-Gemisches mit Je 5o Mol$-Anteil gegeben. Sodann wurden 2o6,5 g (1o,33 Mol) HP zugegeben und nach Erhitzen der Bombe auf 580C wurden innerhalb von 2,5 h 3,19 Mol CCloCHpCl zugegeben. Fach Ablassen des entstandenen HCl wurden zusätzlich 41,4 g (o,138 Mol) SbCl^ in die Apparatur gegeben, das Gemisch auf 5o°C erhitzt und 7 h bei dieser Temperatur gehalten. Das gewonnene organische Produkt betrug 94,3 Mol$ und die theoretische Ausbeute an CP^CHpCl 31,1$ und an CP2ClCH2Cl 57,9$. Wiederum war festzustellen, daß, hätte man die Reaktion fortgeführt, die Ausbeute des gewünschten Endprodukts höher gewesen wäre.In a vessel as described in Example 17, 14.4 g of an SbP -, - SbCl, - mixture with 50 mol% each were placed. Then, 2o6,5 g (1o, 33 mol) of HP added and, after heating the bomb at 58 0 C was added over 2.5 h 3.19 mol CCloCHpCl. When the HCl formed was drained off, an additional 41.4 g (0.138 mol) of SbCl ^ were added to the apparatus, the mixture was heated to 50 ° C. and kept at this temperature for 7 hours. The organic product obtained was 94.3 mol $ and the theoretical yield of CP ^ CHpCl 31.1 $ and of CP 2 ClCH 2 Cl 57.9 $. Again it was found that had the reaction continued, the yield of the desired end product would have been higher.
In die in Beispiel 17 beschriebene Apparatur wurden 38,2 g eines SbClo-SbCl^-Gemisches von je 5o Mol$ gegeben. Dann wurden 9,2o Mol HP hinzugefügt und hiernach innerhalb von 9 h 3,82 Mol CCl^CH2Cl bei 3o-4o°C während der entwickelte38.2 g of an SbClo-SbCl ^ mixture of 50 mol $ each were introduced into the apparatus described in Example 17. Then 9.2o mol of HP were added and then within 9 hours 3.82 mol of CCl ^ CH 2 Cl at 3o-40 ° C. during the development
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Chlorwasserstoff durch, eine verdünnte wäßerige KDH-Lösung abgezogen wird und das niedrig siedende Produkt in einer TroekeneisabfangvorrichtuÄg kondensiert wird. Das Gemisch wurde dann 3/4 h lang "bei 45-5o C gehalten. Die Gesamtausbeute der erhaltenen organischen Verbindungen ergibt folgendes quantitatives Verhältnis:Hydrogen chloride through, a dilute aqueous KDH solution is withdrawn and the low-boiling product in one TroekeneisabfangvorrichtuÄg is condensed. The mixture was then held at 45-5 ° C. for 3/4 hour. The overall yield of the organic compounds obtained give the following quantitative ratio:
MolMole
GP3CH2Cl 1,31GP 3 CH 2 Cl 1.31
CP2ClCH2Cl 1,95CP 2 ClCH 2 Cl 1.95
CP2ClCHCl2 SpurCP 2 ClCHCl 2 lane
CPCl2CH2Cl o,31CPCl 2 CH 2 Cl o, 31
CCl2=CHCl o,o5CCl 2 = CHCl o, o5
CPCl2CHCl2 o,o1CPCl 2 CHCl 2 o, o1
CCl3CH2Cl 0,04CCl 3 CH 2 Cl 0.04
CCl3CHCl2 SpurCCl 3 CHCl 2 lane
andere o,o1 other o, o1
0,68 (Ausbeute-96,3$)0.68 (yield -96.3 $)
Hieraus folgt, daß Verbindungen mit lediglich einem Wasserstoffatom, d.h. solche, "bei denen eher eine Chlorierung als nur eine Substitution des Chlors durch Pluor stattgefunden hat, nur in geringen Mengen erhalten werden.It follows that compounds with only one hydrogen atom, i.e. those "where chlorination rather than just the chlorine has been substituted by fluorine, can only be obtained in small quantities.
Ein lötstreifen aus rostfreiem Stahl 316 zeigte nach dem gesamten Verfahrensablauf einen Verlust von 17 Mil/Jahr, d.h. nur minimale Korrosion.A 316 stainless steel solder strip showed after the loss of 17 mils / year over the entire process flow, i.e. minimal corrosion.
In einem dem Beispiel 19 ähnlichen Experiment, wobei man jedoch von Trichloräthylen ausging, ergab sich nach etwa 47 h "bei 25 - 5o0C eine quantitative Ausbeute an organischen Verbindungen folgender Zusammensetzung:In a similar experiment to Example 19, except that it ran out of trichlorethylene, was obtained after about 47 h "at 25 - 0 5o C a quantitative yield of organic compounds of the following composition:
7 0 9-815/1 1997 0 9-815 / 1 199
CP2ClCH2Cl
CPCl2CH2Cl
CCl3CH2ClCP 2 ClCH 2 Cl
CPCl 2 CH 2 Cl
CCl 3 CH 2 Cl
Auch hier war die Chloriemangi äußerst gering. Ein Korrosionstests treif en aus Carpenter 2o Stahl zeigte einenVerlust von 3,8 Mil/Jahr und rostfreier Stahl 316 einen Verlust von 1,7 Mil/Jahr, d.h. minimale Korrosion.Here, too, the chlorine deficiency was extremely low. A corrosion test strip of Carpenter 20 steel showed a loss of 3.8 mils / year and 316 stainless steel a loss of 1.7 Mil / year, i.e. minimal corrosion.
In einer dem Beispiel 2o ähnliehen Eeaktion, bei der die Temperatur jedoch unter 3o C gehalten wurde, war die Umsetzung nach 4,5 h ähnlich der in Beispiel 2o.In an Eeaktion similar to Example 2o, in which the However, the temperature was kept below 3o C, was the Implementation after 4.5 hours similar to that in Example 2o.
In einem dem Beispiel 21 ähnlichen Versuch, "bei dem jedoch ein SbCl,-SbCl^-Gemisch--mit einem Molverhältnis von 67-33 verwendet wurde, wurde "bei dem Produktgemisch nach 24 h "bei ca. 250C eine geringe Umsetzung, jedoch nach einem weiteren Tag "bei 5o C eine der dem Beispiel 2o ähnliche Umsetzung "beobachtet.In a similar experiment to Example 21, "in which, however, an SbCl, -SbCl ^ mixture - was used at a molar ratio of 67-33 has been" a low conversion in the product mixture after 24 h "at about 25 0 C , but after a further day "at 5o C a reaction similar to Example 2o" was observed.
In der im Beispiel 17 "beschriebenen Apparatur wurden 1,11 Mol
CHClPp unter Verwendung von 2o,6 g eines je 5o Mol$ igen
SbCl,-SbCl5-Gemisches in 7,7 Mol HP bei ca. 25°C in 47 h
fluoriert. Zu diesem Zeitpunkt waren 52,8$ des Ausgangsmaterials in CHP-3 überfuhrt worden
leicht fluoriert werden.In the apparatus described in Example 17 ″, 1.11 mol of CHClPp were fluorinated using 2o.6 g of a 50 molar SbCl, -SbCl 5 mixture in 7.7 mol of HP at about 25 ° C. in 47 h At this point, $ 52.8 of the starting material had been converted to CHP-3
easily fluorinated.
in CHP-j überfuhrt worden. CCl. kann in ähnlicher Weisetransferred to CHP-j. CCl. can be done in a similar way
Die nach Beispiel 23 verbleibenden Antimonsalze und HP wurden zur Pluorierung von I8o g Benzotrichlorid eingesetzt. NachThe antimony salts and HP remaining according to Example 23 were used for the fluorination of 180 g of benzotrichloride. To
70981 5/119970981 5/1199
264Λ594264-594
etwa 15 Minuten war der Inhalt -des Reaktionsgefäßes getrennt und 119 g eines Stoffes gewonnen, der zu 98.4$ aus Benzotrifluorid bestand.The contents of the reaction vessel were separated for about 15 minutes and 119 g of a substance obtained from benzotrifluoride for $ 98.4 duration.
In eine 113,4 g Teflonflasche mit einem .teflonbeschichteten Magnetrührer wurden 3 g einer je 5o Mol$ igen SbCl^-SbCl1--Mischung und 97 g Fluorwasserstoff gegeben. Hierzu wurden 13,5 g Hexachlormetaxylen, das in 35,6 g Dichlortetrafluoräthan gelöst war, innerhalb von 45 Minuten gegeben. Nach weiteren 2,25 h bei Raumtemperatur war das gesamte Hexachlormetaxylen: in Hexafluormetaxylen überführt. 3 g of a 50 mol SbCl ^ -SbCl 1 mixture and 97 g of hydrogen fluoride were placed in a 113.4 g Teflon bottle with a .teflon-coated magnetic stirrer. 13.5 g of hexachlorometaxylene, which had been dissolved in 35.6 g of dichlorotetrafluoroethane, were added over the course of 45 minutes. After a further 2.25 hours at room temperature, all of the hexachlorometaxylene had been converted into hexafluorometaxylene.
In das Reaktionsgefäß nach Beispiel 17 wurden 26,9 g eines je 5o Mol$ igen SbCl^-SbCl^-G-emisches gegeben und mit 2oo g HF versetzt. Anschließend wurden innerhalb von 2 h 295 g 1,1,1-Trichlorpropan zugegeben, wobei die Temperatur unter 320C gehalten wurde. Nach insgesamt 24 h wurde eine Ausbeute von 81$ 1,1,1-Trifluorpropan erhalten.26.9 g of a 50 molar SbCl ^ -SbCl ^ -G mixture were placed in the reaction vessel according to Example 17, and 200 g of HF were added. Then 295 g of 1,1,1-trichloropropane were added over the course of 2 hours, the temperature being kept below 32 ° C. After a total of 24 hours, a yield of 81% 1,1,1-trifluoropropane was obtained.
Die Erfindung ist dahin zu verstehen, daß sie durch die Beschreibung und Beispiele lediglich veranschaülichtv-und in keiner Weise eingeschränkt wird, wobei sie ebenfalls durch eine Vielzahl von Modifikationen und Änderungen abgewandelt werden kann, ohne daß man "jedoch hierdurch von dem allgemeinen Erfindungsgedanken abweicht und den Umfang der Erfindung verläßt.The invention is to be understood that by the Description and examples are merely illustrative and illustrative is in no way restricted, and it is also possible through a variety of modifications and changes can be modified without "however thereby deviating from the general inventive concept and the Leaves the scope of the invention.
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