JP2000026338A - 227の調製方法 - Google Patents
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Abstract
無く、未反応のPFP量が、また場合によっては他のオ
レフィンの未反応の量が、3重量%の範囲にかなり低減
され、227eaを高い収率および選択率で調製する工
業的方法を適用可能とすること。 【解決手段】 本発明は、CF3−CHF−CF3(A
−227ea)を得るための、気体相中での、ぺルフル
オロプロペン(PFP)のヒドロフッ素化方法であっ
て、触媒として、少なくとも90重量%のAlF3を含
有する、フッ素化されたアルミナを用い、HF/PFP
モル比が約4:1〜20:1の範囲にあり、ヒドロフッ
素化方法の温度が320°〜420℃の範囲内にあるこ
とを特徴とする。
Description
択率でCF3−CHF−CF3(227ea)を得る方法
に関する。
ぺルフルオロプロペン(PFP)のヒドロフッ素化方法
において、高い収率および選択率でCF3−CHF−C
F3(227ea)を得る特定の触媒を用い、反応終了
時のPFP量は3重量%よりも低く、好適には0.05
重量%よりも低いぺルフルオロプロペンのヒドロフッ素
化方法に関する。
3−CF2−CHF2の存在無しで、eaの形で227を
調製する方法に関する。
題のために、A−11(CCl3F)、A−12(CC
l2F2)、A−113(CCl2FCClF2)、A−1
14(CClF2CClF2)などのクロロフルオロカー
ボン(CFC)の使用および製造は、その構造中に少な
くとも1つの塩素原子が含まれることから、禁止または
限定されていることは既知である。したがって、たとえ
ば32(CH3F)、125(CHF2CF3)、134
a(CF3CH2F)、227(CF3−CHF−CF3ま
たはCF3−CF2−CHF2)、236(CF3CH2C
F3またはCF3CFHCF2H)、および炭素数が4,
5以上の、ヒドロフッ素化された系列の末端に至るま
で、分子中に塩素原子を含まない化合物が、溶媒、冷
媒、高分子樹脂のための発泡剤、消火剤、エーロゾル用
推進薬、滅菌混合剤などとして使用する場合には、混合
物が望まれ、混合物として使用する場合も同様である。
触媒とを用いたヒドロフッ素化による、227eaの合
成は、先行技術から既知である。しかしながら、塩素化
された前駆体は、良い純度および収率で容易に調製する
ことができない。そのうえ、227eaのような炭素数
3以上の化合物については、その調製は困難であり、気
体相におけるヒドロフッ素化は、それほど高くはない収
率および選択率を導く条件を必要とするので、なおさら
問題がある。たとえば、特許出願WO92/13817
を参照すると、該特許出願も、気体相におけるクロロフ
ッ素化された前駆体からの227の合成を記載している
が、該合成では、HFと、Cl2と、CrO3またはCr
2O3/Al2O3触媒とを用いることによって、極めて複
雑なヒドロクロロフッ素化された生成混合物を様々な割
合で得ている。
の、アンチモンをベースにした触媒を用いた、塩素化さ
れた前駆体の、HFでの均一液相におけるフッ素化も、
先行技術に記述されている。しかしながら、これらのヒ
ドロフッ素化は一般に、高くない収率および選択率を示
す。そのうえ、ピッチ生成を原因とする触媒の急速な失
活が起こり、たとえば塩素を用いることによって、初期
の酸化状態に再び戻すことが必要となる。
に困難である。特許出願WO96/02483参照。
上での、または塩素化された前駆体の気体相における、
水素による還元に関する。これらの方法の収率および選
択率は高くない。したがって、反応物のリサイクルが必
要となる。この操作は分離が容易でない場合困難となり
得る。そのうえ、触媒は長く持続しない。さらにまた、
前駆体の調製は容易でない。EP539,989、EP
562,509、EP39,471参照。
合成もまた既知であり、わずかに塩基性の第3級アミン
を用いることによって、全体の反応が促進される。しか
しながら、収率および選択率は満足の行くものではな
く、そのうえ、アミン反応物の消費という欠点がある。
EP634,384参照。
ンにHFを添加する合成もまた既知である。この場合に
おいてもまた、収率および選択率は良くない。そのう
え、この方法は、236の調製に関するものであり、こ
れは227の前駆体として用いることができる。USP
5,563,304参照。
性水性アルコール媒体中で、ぺルフルオロイソブテンか
ら出発する227eaの合成も記述されている。227
eaは非常に低い比率でしか得られない。そのうえ、出
発物質であるぺルフルオロイソブテンは、非常に毒性を
有する化合物であると一般に考えられている。USP
5,573,654参照。
7の精製に関する他の特許もある。たとえばUSP5,
475,169が参照され、これは未反応のPFPから
の227eaの精製のために、NaOHと、KOHと、
アルコールとの反応を用いている。USP5,621,1
52は、アルミナ上に混合物を通すことによって、非常
に低減した量の、50ppmのぺルフルオロプロペンの
除去もまた導く。
caの存在を導くこと無く、未反応のPFP量が、また
場合によっては他のオレフィンの未反応の量が、3重量
%の範囲にかなり低減され、227eaを高い収率およ
び選択率で調製する工業的方法を適用可能とする必要性
が感じられた。
CF3−CHF−CF3(227ea)を得るための、気
体相におけるぺルフルオロプロペン(PFP)のヒドロ
フッ素化方法において、触媒として、好適にはガンマ形
で、少なくとも90重量%、好適には95重量%のAl
F3を含有するフッ素化されたアルミナであって、酸化
物、オキシフッ化物、またはフッ化物の形で、3価のク
ロムの化合物を任意に含有するフッ素化されたアルミナ
を用い、HF/PFPモル比が約4:1〜20:1、好
適には6:1〜14:1、より一層好適には8:1〜1
1:1の範囲にあり、ヒドロフッ素化方法の温度が32
0°〜420℃、好適には340°〜400℃、より一
層好適には、340°〜370℃の範囲内にあり、供給
ガス圧が1〜30絶対気圧、好適には2〜10、より一
層好適には5〜10の範囲内にあることを特徴とする方
法である。
ムの量が、1〜15重量%、好適には2〜10重量%の
範囲内にあることを特徴とする。
好適には20〜30秒の範囲にあることを特徴とする。
床反応器中での使用に適した形であることを特徴とす
る。
の使用に適した形であることを特徴とする。
3重量%よりも低く、好適には0.05重量%よりも低
いことを特徴とする。
(227ea)を得るための、気体相におけるぺルフル
オロプロペン(PFP)のヒドロフッ素化方法におい
て、触媒として、好適にはガンマ形で、少なくとも90
重量%、好適には95重量%のAlF3を含有するフッ
素化されたアルミナであって、酸化物、オキシフッ化
物、またはフッ化物の形で、またはその混合物におい
て、3価のクロムの化合物を任意に含有するフッ素化さ
れたアルミナを用い、金属としてのクロムの量が1〜1
5重量%、好適には2〜10重量%の範囲内であり、H
F/PFPのモル比が約4:1〜20:1、好適には
6:1〜14:1、より好適には8:1〜11:1の範
囲にあり、ヒドロフッ素化方法の温度が320°〜42
0℃、好適には340°〜400℃、より一層好適には
340°〜370℃の範囲内であり、供給ガス圧が1〜
30絶対気圧、好適には2〜10、より一層好適には5
〜10の範囲内であることを特徴とするぺルフルオロプ
ロペンのヒドロフッ素化方法である。
%よりも低く、好適には0.05重量%よりも低い。
30秒の範囲にある。本発明において用いられる触媒
は、たとえば、本件出願人名で以前の特許に記述された
方法によって、得ることが可能である。たとえば、参照
によってここに組み込まれた、USP5,345,014
を参照。USP’014の最終的な触媒上の、出願人に
よって行われた試験により、相の活性化または再生の
後、クロムが酸化物、オキシフッ化物およびフッ化物の
形で存在することが示された。酸化物およびフッ化物の
重量は、一般にほぼ同様である。
が、227ca(CF3−CF2−CHF2)の存在無し
で得られることが注目される。これは工業的見地からは
利点である。2つの227の異性体は、非常に近い沸点
を有するので、蒸留などの通常の分離法で分離すること
が困難であるからである。
た変数を好適な範囲内で操作することによって、95重
量%、好適には97重量%、より一層好適には99重量
%よりも高い、高収率の227eaが得られる。
触媒失活率は非常に低いことが判明した。200時間ま
たはそれ以上の範囲内の操作時間の間、PFP反応物の
転化率は0.05モル/時、好適には0.02モル/
時、より一層好適には0.01モル/時よりも低くはな
い。工業的見地から、この点が利点であるのは、触媒の
再生が頻繁でなく、実質的に一定なPFPの転化率が得
られるからである。
に、本発明の方法によれば、副生成物ぺルフルオロイソ
ブテンの量が、0.1ppbよりも低くなる。
ることによって、本発明の方法は、未反応の生成物の再
生を必要とせず、工業的見地から、方法を著しく単純化
する。
こに組み込まれた、USP5,475,169およびUS
P5,621,152などの、先行技術において既知であ
る方法を用いることによって、少量のPFP量から、ま
たは該方法において生成する他のオレフィンから、精製
することが可能である。
用いた触媒は、流動床または固定床反応器中での使用に
適した形である。流動床反応器は、その良好な均一性お
よび熱交換特性のために、好適である。
ロプロペンを出発化合物として使用することであり、そ
のような化合物は、先行技術において用いられた他のフ
ッ素化された前駆体に比べて、工業的なスケールで容易
に入手可能である。
に示されるが、該実施例は単に示すのみであり、本発明
の領域を限定するものではない。
によって分析され、気体相における生成物のIR分析に
よって、C−H結合による3,000cm-1でのバンド
の存在と、CF2=CFCF3二重結合の1,780cm
-1でのバンドの消失とが確認され、FT−NMR分析に
よって、異性体CF3CFHCF3(227ea)のみの
存在が確認され、GC−MSD分析によってa≧99.
9%の選択率が確認され、ぺルフルオロイソブテンの存
在がECD電子捕獲分析によって示される。
99%)を、HFと、直径9.3mmのモネル管型反応
器中で反応させる。該反応器は、150〜300μの範
囲の粒度を有するAlF3を前記金属触媒中の最終重量
濃度がそれぞれ1.25重量%、0.5重量%、0.5
重量%となるような量のFeCl3、NiCl2、および
CrCl3の水溶液によって含浸させて生成した、8.
1gの触媒を含有する。各反応物を以下の割合で、圧力
1.1気圧、温度360℃で、気体として供給する。 HF=63ミリモル/時 PFP=62ミリモル/時 不活性ガス(ヘリウム)=26ミリモル/時 反応生成物を水またはソーダ洗浄系に通し、未反応のH
Fを除去し、続いてガスクロマトグラフィーによって分
析する。試験結果を表1に報告する。
mである。この例は、芳しくない反応収率および低反応
性を示し、この触媒を用いることは、この反応に明らか
に、全く適さない。
99%)を、HFと、直径9.3mmのモネル管型反応
器中で反応させる。該反応器は、触媒中の最終Cr濃度
が6.5重量%となるような量のCrCl3水溶液によ
って、例1のAlF3を含浸させて調製した9.90g
の触媒を含有する。
圧、異なる温度で、気体として供給する。 HF2.36g/時=118ミリモル/時 PFP=62ミリモル/時 不活性ガス(ヘリウム)=47ミリモル/時 異なる温度における試験結果を表2に報告する。
度で行われた各試験において、20ppmである。
99%)を、HFと、直径9.3mmのモネル管型反応
器中で反応させる。該反応器は、例1で定められたAl
F3のみによって生成した8.0gの触媒を含有する。
各反応物を以下の割合で、圧力1.1気圧、異なる温度
で、気体として供給する。 HF2.36g/時=118ミリモル/時 PFP=62ミリモル/時 不活性ガス(ヘリウム)=47ミリモル/時 反応生成物は、例1と同様に処理する。異なる温度にお
ける試験結果を表3に報告する。
0ppmのぺルフルオロイソブテンの存在が認められ
る。
従って調製された1200gを導入するが、これは8.
0重量%のクロムを含有する。各反応物を以下の割合
で、圧力3.5気圧で、反応器に供給する。 HF300g/時=15.00モル/時 PFP36L/時(20℃において)=1.497モル
/時 不活性ガス(ヘリウム)=47ミリモル/時 反応生成物は、例1と同様に処理する。異なる温度にお
ける試験結果を表4に報告する。
ある。各試験に関するぺルフルオロイソブテンの量は、
0.1ppbよりも低い。
の、例4の触媒を導入する。各反応物を以下の割合で、
圧力7.0気圧で、反応器に供給する。 HF300g/時=15.00モル/時 PFP36L/時(20℃において)=1.497モル
/時 反応生成物は、例1と同様に処理する。異なる温度にお
ける試験結果を表5に報告する。
ある。各試験についてのぺルフルオロイソブテンの量
は、0.1ppbよりも低い。これらの実施例によっ
て、より高い反応収率でこの合成を行うためには、室圧
よりもむしろ高圧の方が、好適となるかが示される。
の触媒1200gを導入する。7.0気圧の圧力および
異なる温度で、互いに異なるモル比となるように、反応
物を異なる割合で供給し、反応器中で異なるτステイタ
イム(秒)にする。用いた触媒は、異なる失活率を示し
た。該失活率は、モル%/時として示した。反応生成物
は、例1と同様に処理する。異なる温度における試験結
果を表6に報告する。
ある。この試験で、どのような温度、反応収率、使用す
るモル比によって、用いた触媒の失活率が低減され最小
になるかが示される。これによって、触媒がそれほど頻
繁に再生されず、同時に、HFからの蒸留が必要となる
だけの未反応になり得るPFPの洗浄および蒸留生成物
が得られる。各試験において、ぺルフルオロイソブテン
の量は、0.1ppbよりも低い。
例3と同様のAlF3触媒を導入する。
互いに異なるモル比となるように、反応物を様々な割合
で供給し、反応器中で異なるτステイタイム(秒)にす
る。用いた触媒は、異なる失活率を示した。該失活率
は、モル%/時として示した。反応生成物は、例1と同
様に処理する。異なる温度における試験結果を表7に報
告する。
ある。各試験において、定量されたぺルフルオロイソブ
テンの量は、0.1ppbよりも低い。この試験によっ
て、どのような温度、反応収率、使用するモル比が、用
いた触媒の失活率を低減して最小にするかが示される。
Claims (6)
- 【請求項1】 CF3−CHF−CF3(227ea)を
得るための、気体相におけるぺルフルオロプロペン(P
FP)のヒドロフッ素化方法において、触媒として、好
適にはガンマ形で、少なくとも90重量%、好適には9
5重量%のAlF3を含有するフッ素化されたアルミナ
であって、酸化物、オキシフッ化物、またはフッ化物の
形で、3価のクロムの化合物を任意に含有するフッ素化
されたアルミナを用い、HF/PFPモル比が約4:1
〜20:1、好適には6:1〜14:1、より一層好適
には8:1〜11:1の範囲にあり、ヒドロフッ素化方
法の温度が320°〜420℃、好適には340°〜4
00℃、より一層好適には、340°〜370℃の範囲
内にあり、供給ガス圧が1〜30絶対気圧、好適には2
〜10、より一層好適には5〜10の範囲内にあること
を特徴とするぺルフルオロプロペンのヒドロフッ素化方
法。 - 【請求項2】 触媒中の金属としてのクロムの量が、1
〜15重量%、好適には2〜10重量%の範囲内にある
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 接触時間が10〜50秒、好適には20
〜30秒の範囲にあることを特徴とする請求項1または
2記載の方法。 - 【請求項4】 触媒が、流動床または固定床反応器中で
の使用に適した形であることを特徴とする請求項1〜3
のいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】 触媒が、流動床反応器中での使用に適し
た形であることを特徴とする請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 反応終了時のPFP量が、3重量%より
も低く、好適には0.05重量%よりも低いことを特徴
とする請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
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