FI80875C - Framstaellning av isobutyrylfluorid. - Google Patents

Description

! 80875

Isobutyryylifluoridin valmistus

Keksinnön kohteena on menetelmä isobutyryylifluoridin valmistaminen isopropyylifluoridin karbonyloinnilla.

Isopropyylifluoridi on hyvin tunnettu materiaali käytettäväksi tiettyihin tarkoituksiin tällä tekniikan alueella alan ammattimiesten piirissä. Isopropyylifluoridia voidaan valmistaa propyleenistä ja fluorivedystä esim. kuten on esitetty US-patentissa no 2 917 559.

On tunnettua valmistaa tiettyjä happofluorideja antamalla happokloridien reagoida tiettyjen epäorgaanisten fluoridien kanssa. Toinen menetelmä tiettyjen happofluoridien valmistamiseksi on antaa tiettyjen sekundaaristen happokloridien tai bromidien reagoida hiilimonoksidin kanssa booritrifluoridin läsnäollessa katalyyttinä, ja fluorivedyn kanssa kuten on esitetty US-patentissa no 2 570 793. Tertiaariset kloridit ja bromidit ovat reagoineet hiilimonoksidin kanssa katalyytin kuten booritrifluoridin ja fluorivedyn läsnäollessa happofluoridien aikaansaamiseksi kuten on esitetty US-patentissa no 2 580 070.

US-patentissa no 3 414 612 kuvataan menetelmää tiettyjen kloori- tai bromisubstituoitujen hiilivetyjen kuten terti-aarisen butyylikloridin, tertiaarisen butyylibromidin, 1, 2-dikloori-2-metyylipropaanin tai 1,2-dibromi-2-metyyli-propaanin muuttamiseksi vastaavaksi pivalyylifluoridiksi näiden materiaalien reaktiolla hiilimonoksidin kanssa käyttäen katalyyttinä vedetöntä fluorivetyä (ja ilmeisesti lähtöaineena). Tässä patentissa kuvattu menetelmä suoritetaan edullisesti paineessa vähintään 5200 kPa ja parhaat tulokset (90+ % saannot) tulevat paineissa yli 10 400 kPa.

Kanbara et. ai kuvaa julkaisussa Bull, Jap. Pet. Inst., 11, 48-53 (1969) etyylifluoridin reaktiota hiilimonoksidin ja vedettömän fluorivedyn kanssa korkeassa paineessa, ja tätä seuraa vesikäsittely propionihapon saamiseksi. Kanbara et 2 80875 ai. esittää sivulla 51 "Autoklaavissa oikea tuote täytyy olla propionyylifluoridi, mutta tämä hydrolysoituu helposti propionihapon aikaansaamiseksi, kun sitä kaadetaan veteen." Kanbaran et ai. menetelmä suoritetaan 100°C tai korkeammassa lämpötilassa ja 17 400 kPa:ssa tai suuremmissa paineissa. Korkeammat lämpötilat ja paineet antavat merkittävästi paremmat tulokset Kanbaran et ai. prosessissa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä isobutyryylifluoridin valmistamiseksi suhteellisen miedolla isopropyylifluoridin reaktiolla hiilimonoksidin kanssa.

Tämä voidaan keksinnön mukaisesti toteuttaa siten, että isopropyylifluoridi, hiilimonoksidi ja vedetön fluorivety saatetaan yhteyteen lämpötilassa välillä 0°C - 80°C ja paineessa välillä 1 000 - 4 800 kPa, jolloin vedettömän fluorivedyn moolisuhde isopropyylifluoridiin on välillä 4,5:1 - 40:1.

Keksinnön mukaisesti valmistettua isobutyryylifluoridia voidaan käsitellä vedellä tai alkoholilla isovoihapon tai isovoihapon esterin muodostamiseksi.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä vedettömän fluorivedyn moolisuhde isopropyylifluoridiin on välillä 4,5:1 - 40:1, edullisesti välillä 9:1 - 20:1.

Tämän keksinnön mukainen karbonylointiprosessi suoritetaan lämpötiloissa välillä 0 - 80°C, edullisesti välillä 20 - 80 °C. Reaktiolämpötilat yli 80° vähentävät merkittävästi isobutyryylifluoridin saantoa.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä paine on välillä 1 000 - 4 800 kPa, edullisesti välillä 2 600 - 4 100 kPa.

Reaktioajat ovat yleensä suunnilleen 30-50 minuuttia, mutta pitempiäkin aikoja voidaan käyttää.

3 80875

Reaktion päätuote on isobutyryylifluoridi saantojen ollessa 89 % tai enemmän.

Kaikkia sopivia menetelmiä isobutyryylifluoridin eristämiseksi voidaan käyttää tässä menetelmässä. Lisäksi menetelmä voidaan suorittaa jaksottain tai jatkuvasti. Esimerkiksi fluorivedyn ja hiilimonoksidin ylimäärä voidaan palauttaa reaktioon. Kuten aikaisemmin on mainittu, isobutyryylifluoridi, joka on melko reaktiokykyinen, voidaan helposti muuttaa solvolyysilla vastaavaksi isovoihapoksi tai esteriksi.

Keksintö kuvataan seuraavassa lähemmin esimerkeillä 1 ja 2.

Esimerkki 1

Reaktio suoritettiin 300 cm3 kapasiteetin omaavassa Hasteloy C Magnedrive -reaktorissa. Reaktoriin panostettiin 92 g vedetöntä fluorivetyä ja paineistettiin hiilimonoksidilla noin 3 500 kPa:han. Isopropyylifluoridia (käyttäen typen osapainetta nestemäisen tilan ylläpitämiseksi) pumpattiin toisesta sylinteristä reaktorin höyrytilaan yli 26 minuutin ajan samalla pitäen hiilimonoksidin painetta 3 290 - 3 810 kPasssa. Noin 33 minuutin reaktioajassa lämpötilassa 50°C paine reaktorissa stabiloitui osoittaen olennaisesti täydellistä reaktiota. Toisen 26 minuutin jälkeen näissä olosuhteissa reaktorin sisältö jäähdytettiin, 39 g vettä (2,2 moolia) lisättiin reaktoriin ja kaasumaiset materiaalit päästettiin pois reaktorista saattaen sisältö suurinpiirtein atmosfääriseen paineeseen. Reaktorin neste siirrettiin pois ja laimennettiin vedellä 10-15 % HF/H20 liuokseksi sisältäen hydrolysoi- 4 80875 tuneet karbonylointituotteet, 400 g natriurasulfaattia lisättiin ja tuloksena oleva seos käsiteltiin sykloheksaanilla isovoihapon liuottamiseksi vesifaasista. GC-analyysi osoitti 94 % isovoihapon saannon saavutetuksi.

Esimerkki 2

Esimerkin 1 mukaista laitteistoa ja menetelmävaiheita käytettiin tässä esimerkissä. Reaktori panostettiin 91 g:llä vedetöntä fluorivetyä ja sitten reaktori paineistettiin noin 3500 kPa:han hiilimonoksidilla 50°C:ssa. Reaktoriin lisättiin sitten 30,6 g (0,49 moolia) isopropyylifluoridia pumppaamalla sitä nesteenä typpipaineella mittaosoittimen kautta (0,05cm ID), joka oli sijoitettu sisääntuloaukkoon sijaiten reaktorin vedettömän fluorivedyn pinnan alapuolella. Koko isopropyylifluoridimäärä pumpattiin reaktoriin, jota pidettiin lämpötilassa 50°C noin 25 minuutin ajan. Paine, jota pidettiin reaktorissa noin 3280-3920 kPa:ssa hiilimonoksidilla, stabiloitui noin 33 minuutissa sen jälkeen, kun . . ensiksi oli johdettu isopropyylifluoridi. Reaktioseos työs tettiin kuten esimerkissä 1 on kuvattu antaen 93 % isovoihapon saannon.

Claims (1)

1. 5 80875 Patenttivaatimus Menetelmä isobutyryylifluoridin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että isopropyylifluoridi, hiilimonoksidi ja vedetön fluorivety saatetaan yhteyteen lämpötilassa välillä 0°C -80°C ja paineessa välillä 1 000 - 4 800 kPa, jolloin vedettömän fluorivedyn moolisuhde isopropyylifluoridiin on välillä 4,5:1 - 40:1. Förfarande för framställing av isobutyrylfluorid, kännetecknad av att isopropylfluorid, kol-monoxid och vattenfritt fluorväte bringas i beröring vid en temperatur mellan 0°C - 80°C och vid ett tryck mellan 1 000 - 4 800 kPa, varvid molförhällandet mellan vattenfritt fluorväte och isopropylfluorid är mellan 4,5:1 - 40:1.