JP2001046887A - フッ素化触媒 - Google Patents

フッ素化触媒

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩素のような追加的コフィード(cofeed)を導
入する必要なく、高温に耐えることができるフッ素化触
媒を得ること。 【解決手段】 フッ素化プロセスにおいて有用な担持さ
れた金属触媒であって、前記金属がアンチモンＶ、チタ
ンＩＶ、スズＩＶ、ニオブＶ及びタンタルＶからなる群
のうち１種以上から選択されたものであり、支持体はフ
ッ素化処理された水分のない活性炭であり、前記触媒は
使用前にフッ化水素を用いて活性化するもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素（ハロゲ
ン化されたもの又は不飽和のもの）のフッ素化のための
プロセスに有用な新規触媒に関するものであり、特にそ
のようなフッ素化プロセスで高温で有用なフッ素化炭素
上のアンチモンのような担持されたルイス酸触媒に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】この技術（例えば、米国特許５，４４
９，８４２号、５，２０８３９５号、及び２，７４９，
３７４号）は、アンチモン（Ｖ）のようなルイス酸触媒
の用途を開示しており、かかる触媒は、ＨＦの不飽和炭
化水素への求電子的付加又はハロゲン化炭化水素の（非
フッ素の）ハロゲン原子のフッ素化原子への置換を伴う
フッ素化プロセスを触媒するものである。しかしなが
ら、反応温度が１５０℃よりも高温のプロセスにおいて
は、アンチモンＶはアンチモンIIIに還元されて、その
結果触媒は失活する。この問題に対処する試み（上記米
国特許２，７４９，３７４号におけるように）は、アン
チモン触媒を＋５酸化状態に維持するために低レベルの
塩素の連続的供給を伴うものであったが；これは、しか
しながら、分離及びこれによる追加的処理による複雑化
を要求する好ましくない塩素化副産物の形成の原因とな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】望まれるものは、塩素
のような追加的コフィード(cofeed)を導入する必要な
く、高温に耐えることができる、フッ素化プロセスにお
いて使用するための触媒である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】発明の概要 フッ素化プロセスにおいて有用な担持された金属触媒を
提供し、そのような担持された金属触媒を用いる触媒作
用を利用したフッ素化方法も提供する。その金属は、ア
ンチモン、チタン、スズ、ニオブ及びタンタル（好まし
くはアンチモン）の内の一種以上から選ぶ。担体は、フ
ッ素化処理された水分のない活性炭であり、触媒は、使
用前にフッ化水素を用いて活性化する。
【０００５】
【発明の実施の形態】発明の具体的な説明 ルイス酸触媒をフッ素化処理された水分のない活性炭支
持体上に取り込むことは、フッ素化が高温（例えば１８
５℃）で触媒の失活もなくかつ塩素のような追加的反応
物をフッ素化プロセスに導入する必要がなく作用するこ
とができる触媒をもたらすということが、今現在発見さ
れている。
【０００６】好ましい触媒金属は、＋５酸化状態のアン
チモンであるが、金属はまた、チタンＩＶ、スズＩＶ、
ニオブＶ又はタンタルＶであってもよい。それらの金属
の１種以上の混合物を採用してもよい。金属濃度は、触
媒１グラム当たり０．０００１〜０．１モルの範囲の
間、好ましくは０．００１〜０．１モル／グラムの範囲
の間を取るのが典型的である。
【０００７】活性炭支持体を加熱して乾燥状態にし（約
１８０℃で窒素のような不活性ガス流れであるのが典型
的である。）フッ素化処理する。「フッ素化処理」は、
乾燥活性炭をフッ化水素、ＳＦ4、ＳｅＦ4、窒素のよう
な不活性ガスで希釈したフッ素又はＣＩＦ、ＩＦ若しく
はＢｒＦ3のようなハロゲン間フッ素化合物のようなフ
ッ素化剤と接触させることを意味する。フッ素化剤を、
気相若しくは液相中に回分式若しくは連続式で添加する
ことができる。添加温度は、臨界的なものではなく、例
えば室温（約２０℃）〜２００℃の間の範囲を取ること
ができる。不活性ガスをフッ素化剤とともに用いること
ができるが、臨界的なものではない。用いられるフッ素
化剤の濃度は、触媒１グラムに対して０．０１〜１０グ
ラムであるのが典型的である。
【０００８】触媒は、フッ素化プロセスにおける使用の
前に通常の活性化操作（例えば触媒上約５０℃で２４時
間ＨＦを供給することによるような）を受ける。
【０００９】本発明の触媒は、典型的な接触時間が０．
１〜６０秒である連続式の気相フッ素化及び典型的な接
触時間が１〜５時間である液相回分式のフッ素化のよう
な標準的なフッ素化プロセスにおいて有用であり、かか
るプロセスで、今高温の使用が可能になり、このことを
以下の非限定的な例において以下に示す。
【００１０】
【実施例】例１．フッ素化された乾燥活性炭担体上のア
ンチモン触媒の調整：活性炭（Ｃａｌｇｏｎ ＣＰＧ，
２５グラム）を、リアクター中に加えて窒素流れ中２４
時間１８０℃で加熱した。次いで、リアクター温度を１
２０℃に下げた、そしてリアクター温度を５０℃に下げ
た後に液体ＨＦを０．１１グラム／分の速度で窒素ガス
（１００ｃｃｍ）と共に２４時間供給した。次いで、窒
素を４０ｃｃｍで、０．５３ｃｃｍ塩化アンチモン
（Ｖ）とともに１０分間（１２．６グラム）供給した。
次いで、触媒を５０℃でＨＦを用いて活性化してフッ素
化プロセスにおける使用のために調整した。
【００１１】例２．例１の活性化触媒を用いた低温及び
高温での１４２ｂ（１−クロロ−１，１−ジフルオロエ
タン）の１４３ａ（１，１，１−トリフルオロエタン）
へのフッ素化：ＨＦ（２８５ｃｃｍ）及び１４２ｂ（３
６ｃｃｍ）のガス状混合物を活性化触媒に１１０℃で供
給して接触時間を３．５秒とした。転化率は、安定して
おり（９０％）しかも１４３ａに関する選択率は、１０
０％であった。温度を１８５℃に上昇させた場合には
（接触時間７．５秒）、転化率は９８％であり１４３ａ
に関する選択率は相変わらず１００％であった。その後
温度を、１１０℃に下げ戻すと（接触時間３．５秒）、
転化率は再度９０％に低下した。このことは、高温での
使用の結果としての触媒表面からのアンチモンＶの損失
がないこと又はアンチモンＶからアンチモンIIIの還元
がなかったことを示す。また、リアクターを開けて触媒
を調べたところ、析出したＳｂＦ3の形跡を見出さなか
った。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビン・チャン アメリカ合衆国ペンシルベニア州ウェイ ン、ヘイワード・ロード1197 Ｆターム(参考） 4G069 AA01 AA03 AA08 AA15 BA08A BA08B BB08A BB08B BC22A BC26A BC26B BC50A BC55A BD15A BD15B BD15C CB69 FC02 4H006 AA02 AC30 BA10 BA11 BA12 BA13 BA56 4H039 CA51 CD20

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フッ素化プロセスにおいて有用な担持さ
    れた金属触媒であって、前記金属がアンチモンＶ、チタ
    ンＩＶ、スズＩＶ、ニオブＶ及びタンタルＶからなる群
    のうち１種以上から選択されたものであり、担体はフッ
    素化処理された水分のない活性炭であり、前記触媒は使
    用前にフッ化水素を用いて活性化されることを特徴とす
    る担持された金属触媒。
  2. 【請求項２】 フッ素化プロセスにおいて有用な担持さ
    れたアンチモンＶであって、支持体はフッ素化処理され
    た水分のない活性炭であり、前記触媒は使用前にフッ化
    水素を用いて活性化することを特徴とする担持されたア
    ンチモンＶ触媒。
  3. 【請求項３】 炭化水素の触媒作用を利用したフッ素化
    のためのプロセスにおける、請求項１の前記担持された
    金属触媒の前記触媒としての用途。
  4. 【請求項４】 炭化水素の触媒作用を利用したフッ素化
    のためのプロセスにおける、請求項２の前記担持された
    アンチモンＶの前記触媒としての用途。
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