JP2009269891A - Fluorine-containing alkene compound and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
半導体製造分野で用いるドライエッチングガスやCVDガスとして有用であり、また、含フッ素ポリマーの原料としても有用なパーフルオロアルキン化合物の製造方法、及び、パーフルオロアルキン化合物の前駆体である新規含フッ素アルケン化合物とその製造方法に関する。 A method for producing a perfluoroalkyne compound that is useful as a dry etching gas and a CVD gas used in the semiconductor manufacturing field, and also useful as a raw material for a fluorine-containing polymer, and a novel fluorine-containing alkene that is a precursor of a perfluoroalkyne compound The present invention relates to a compound and a production method thereof.
パーフルオロアルキン化合物は、水素原子が完全にフッ素原子に置換され、かつ、炭素−炭素三重結合を有する炭化水素化合物であり、含フッ素ポリマーや医農薬の製造原料、及び半導体製造工程で使用されるプラズマ反応用ガスなどとして有用である。特に、パーフルオロ−2−ペンチンなどの比較的低分子量のパーフルオロアルキン化合物は適度な沸点を有し、取り扱い易いので利用価値が高く、その工業的な製造方法の確立が求められている。 A perfluoroalkyne compound is a hydrocarbon compound in which a hydrogen atom is completely substituted with a fluorine atom and has a carbon-carbon triple bond, and is used in a raw material for producing a fluorine-containing polymer, a medical and agrochemical, and a semiconductor production process. It is useful as a plasma reaction gas. In particular, a perfluoroalkyne compound having a relatively low molecular weight such as perfluoro-2-pentyne has an appropriate boiling point and is easy to handle and thus has high utility value, and establishment of an industrial production method thereof is demanded.
特許文献1においては、2,3−ジヒドロデカフルオロペンタンを出発原料に、アルカリ存在下、200℃で脱フッ化水素反応を行うことにより、目的物であるパーフルオロ−2−ペンチンを得ている。しかしながら、出発原料に用いた2,3−ジヒドロデカフルオロペンタンは大気中の寿命が17年、地球温暖化係数GWPが1300(100年積算)と高く、地球環境に及ぼす影響を指摘する声が大きくなってきており、将来に渡って使用できるものか不安を抱えている物質である。また、高温を要する反応であるため副生成物が多く、結果としてパーフルオロ−2−ペンチンの収率は30%程度であるのが現状である。 In Patent Document 1, 2,3-dihydrodecafluoropentane is used as a starting material, and perfluoro-2-pentyne, which is the target product, is obtained by performing a dehydrofluorination reaction at 200 ° C. in the presence of an alkali. . However, 2,3-dihydrodecafluoropentane used as a starting material has a long life in the atmosphere of 17 years and a high global warming potential GWP of 1300 (100-year accumulation). It is a substance that has become worried about whether it can be used in the future. Moreover, since the reaction requires a high temperature, there are many by-products, and as a result, the yield of perfluoro-2-pentyne is about 30%.
本発明の目的は、上記のパーフルオロアルキン化合物を効率的に合成するために有用な前駆体である新規含フッ素アルケン化合物とその新規化合物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a novel fluorine-containing alkene compound and a novel compound thereof, which are useful precursors for efficiently synthesizing the above perfluoroalkyne compound.
本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ある種の含塩素アルケン化合物に水素化ホウ素ナトリウムと反応させることにより新規含フッ素アルケン化合物が得られることを見出した。また、この新規含フッ素アルケン化合物は、ある種の含ハロゲンアルケン化合物やある種の含ハロゲンアルカン化合物にフッ素化触媒存在下、フッ化水素と反応させることによっても得られることを見出した。
この新規含フッ素アルケン化合物はアルカリ水溶液と反応させるなどの方法で脱塩酸することにより生産性良く、高収率でパーフルオロアルキン化合物を得ることが可能である。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a novel fluorine-containing alkene compound can be obtained by reacting a certain type of chlorine-containing alkene compound with sodium borohydride. It has also been found that the novel fluorine-containing alkene compound can be obtained by reacting a certain halogen-containing alkene compound or a certain halogen-containing alkane compound with hydrogen fluoride in the presence of a fluorination catalyst.
This novel fluorine-containing alkene compound can be obtained with high productivity and high yield by dehydrochlorination by a method such as reaction with an aqueous alkali solution.
かくして本発明によれば、まず、一般式Aで表される含フッ素アルケン化合物が提供される。
一般式A:CF3CCl=CH(CF2)nCF3
(一般式A中、nは0〜5である。)
Thus, according to the present invention, first, a fluorine-containing alkene compound represented by the general formula A is provided.
Formula A: CF 3 CCl═CH (CF 2 ) n CF 3
(In general formula A, n is 0-5.)
また、本発明によれば、前記一般式Aで表される含フッ素アルケン化合物を製造する、次の2つの方法が提供される。
(1)下記一般式Bの含塩素アルケン化合物にテトラヒドロホウ酸金属塩を反応させる。
一般式B:CF3CCl=CCl(CF2)nCF3
(一般式B中、nは0〜5である。)
(2)下記一般式Cの含ハロゲンアルケン化合物もしくは下記一般式Dの含ハロゲンアルカン化合物に、フッ素化触媒存在下、フッ化水素を反応させる。
一般式C:CF3CCl=CH(CX2)nCX3
(一般式C中、Xはそれぞれ独立して塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、nは0〜5である。)
一般式D:CF3CCl2CH2(CX2)nCX3
(一般式D中、Xはそれぞれ独立して塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、nは0〜5である。)
Moreover, according to this invention, the following two methods of manufacturing the fluorine-containing alkene compound represented by the said general formula A are provided.
(1) A tetrahydroboric acid metal salt is reacted with a chlorine-containing alkene compound of the following general formula B.
Formula B: CF 3 CCl═CCl (CF 2 ) n CF 3
(In general formula B, n is 0-5.)
(2) A halogenated alkene compound represented by the following general formula C or a halogenated alkane compound represented by the following general formula D is reacted with hydrogen fluoride in the presence of a fluorination catalyst.
Formula C: CF 3 CCl═CH (CX 2 ) n CX 3
(In general formula C, each X is independently a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and n is 0 to 5.)
Formula D: CF 3 CCl 2 CH 2 (CX 2 ) n CX 3
(In general formula D, each X is independently a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and n is 0 to 5.)
更に本発明によれば、前記一般式Aで表される含フッ素アルケン化合物を脱塩酸してパーフルオロアルキン化合物を製造する方法が提供される。 Furthermore, according to the present invention, there is provided a method for producing a perfluoroalkyne compound by dehydrochlorinating the fluorine-containing alkene compound represented by the general formula A.
まず、本発明の一般式Aで表される化合物とその製造方法について説明する。
前記一般式Aで表される化合物は含フッ素アルケン化合物であり、一般式A中、nは0〜5であり、好ましくは0〜2、より好ましくは1である。
具体的な含フッ素アルケン化合物としては、例えば、2−クロロ−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン、2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテン、2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,6,6,6−デカフルオロ−2−ヘキセン、2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,6,6,7,7,7−ドデカフルオロ−2−ヘプテン、2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−テトラデカフルオロ−2−オクテン、2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−ヘキサデカフルオロ−2−ノネンが挙げられ、特に好ましい化合物としては、2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンが挙げられる。
First, the compound represented by the general formula A of the present invention and the production method thereof will be described.
The compound represented by the general formula A is a fluorine-containing alkene compound. In the general formula A, n is 0 to 5, preferably 0 to 2, and more preferably 1.
Specific examples of the fluorine-containing alkene compound include 2-chloro-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene, 2-chloro-1,1,1,4,4,5. , 5,5-octafluoro-2-pentene, 2-chloro-1,1,1,4,4,5,5,6,6,6-decafluoro-2-hexene, 2-chloro-1,1 , 1,4,4,5,5,6,6,7,7,7-dodecafluoro-2-heptene, 2-chloro-1,1,1,4,4,5,5,6,6 7,7,8,8,8-tetradecafluoro-2-octene, 2-chloro-1,1,1,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9, 9,9-hexadecafluoro-2-nonene is mentioned, and a particularly preferable compound is 2-chloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2. Pentene and the like.
前記一般式Aで表される含フッ素アルケン化合物は、例えば、前記一般式Bで表される化合物に水素化ホウ素ナトリウムを反応させることにより得られる。
前記一般式Bで表される含塩素アルケン化合物の具体的な化合物としては、例えば、2,3−ジクロロ−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン、2,3−ジクロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテン、2,3−ジクロロ−1,1,1,4,4,5,5,6,6,6−デカフルオロ−2−ヘキセン、2,3−ジクロロ−1,1,1,4,4,5,5,6,6,7,7,7−ドデカフルオロ−2−ヘプテン、2,3−ジクロロ−1,1,1,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−テトラデカフルオロ−2−オクテン、2,3−ジクロロ−1,1,1,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−ヘキサデカフルオロ−2−ノネンが挙げられ、好ましい含塩素アルケン化合物としては、2,3−ジクロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンが挙げられる。
含塩素アルケン化合物の入手方法は特に限定されず、市販のものを用いても良いし、公知の方法、例えば、J.Am.Chem.Soc.,76,610−12(1954)に記載されている、2,3−ジクロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンはパーフルオロ−2−ペンチンと塩素とを紫外光照射下で反応させることにより容易に製造することもできる。
また必要に応じて、ヘリウム、窒素、アルゴンなどの不活性ガスを同伴させても良い。
The fluorine-containing alkene compound represented by the general formula A can be obtained, for example, by reacting the compound represented by the general formula B with sodium borohydride.
Specific examples of the chlorine-containing alkene compound represented by the general formula B include 2,3-dichloro-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene, 2,3, and the like. -Dichloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene, 2,3-dichloro-1,1,1,4,4,5,5,6,6 6-decafluoro-2-hexene, 2,3-dichloro-1,1,1,4,4,5,5,6,6,7,7,7-dodecafluoro-2-heptene, 2,3- Dichloro-1,1,1,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tetradecafluoro-2-octene, 2,3-dichloro-1,1,1, 4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-hexadecafluoro-2-nonene, preferred chlorine-containing alkene compound The include 2,3-dichloro -1,1,1,4,4,5,5,5- octafluoro-2-pentene.
The method for obtaining the chlorine-containing alkene compound is not particularly limited, and a commercially available one may be used. Am. Chem. Soc. , 76,610-12 (1954), 2,3-dichloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene is perfluoro-2-pentyne. It can also be easily produced by reacting chlorine with chlorine under ultraviolet light irradiation.
If necessary, an inert gas such as helium, nitrogen, or argon may be accompanied.
テトラヒドロホウ酸金属塩としては、LiBH4、NaBH4、KBH4などのテトラヒドロホウ酸アルカリ金属塩が好適に用いられ、特に操作性の観点からNaBH4が好ましい。テトラヒドロホウ酸金属塩の入手方法は特に限定されず、市販されているものを用いることができる。
テトラヒドロホウ酸金属塩の使用量は前記一般式Bで表される含塩素アルケン化合物のモル数に対し、通常0.5〜1.5当量、好ましくは1.0〜1.2当量である。
As the tetrahydroboric acid metal salt, tetrahydroboric acid alkali metal salts such as LiBH 4 , NaBH 4 and KBH 4 are preferably used, and NaBH 4 is particularly preferable from the viewpoint of operability. The method for obtaining the tetrahydroboric acid metal salt is not particularly limited, and a commercially available one can be used.
The amount of the tetrahydroboric acid metal salt used is usually 0.5 to 1.5 equivalents, preferably 1.0 to 1.2 equivalents, relative to the number of moles of the chlorine-containing alkene compound represented by the general formula B.
前記一般式Bで表される化合物に水素化ホウ素ナトリウムを反応させる時の反応温度は、通常−30〜60℃であり、好ましくは−20〜40℃、さらに好ましくは−10〜0℃である。反応温度が低すぎると、反応速度が遅すぎて実用的ではない。また、反応温度が高すぎると、望ましくない副生成物が生成する傾向がある。 The reaction temperature when sodium borohydride is reacted with the compound represented by the general formula B is usually -30 to 60 ° C, preferably -20 to 40 ° C, more preferably -10 to 0 ° C. . If the reaction temperature is too low, the reaction rate is too slow to be practical. Also, if the reaction temperature is too high, undesirable by-products tend to be formed.
前記一般式Bで表される化合物と水素化ホウ素ナトリウムとの反応は溶媒中で行っても、無溶媒で反応させても良いが、反応収率向上の観点から溶媒の存在下で行うことが好ましい。
反応溶媒を用いる場合は、水素化反応に悪影響を及ぼすものでなければ特に限定されない。具体例としては、ベンゼン、トルエン等の芳香族化合物、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等の脂肪族エーテル化合物、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル化合物が挙げられる。中でも、反応の転化率を向上させる点から、極性化合物が好ましく、特にジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒が好ましい。さらに、蒸留の容易さから、ジエチレングリコールジメチルエーテルがとりわけ好ましい。
また、その使用量は、前記一般式Bで表される含塩素アルケン化合物の重量に対して、通常0.5〜20倍、好ましくは1〜10倍、より好ましくは3〜6倍である。
The reaction between the compound represented by the general formula B and sodium borohydride may be performed in a solvent or without a solvent, but may be performed in the presence of a solvent from the viewpoint of improving the reaction yield. preferable.
When using a reaction solvent, it is not particularly limited as long as it does not adversely affect the hydrogenation reaction. Specific examples include aromatic compounds such as benzene and toluene, aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, diethyl ether, dibutyl ether, methyl-tert-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol. Examples include aliphatic ether compounds such as dimethyl ether, and cyclic ether compounds such as tetrahydrofuran and dioxane. Of these, polar compounds are preferable from the viewpoint of improving the conversion rate of the reaction, and ether solvents such as diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and tetrahydrofuran are particularly preferable. Furthermore, diethylene glycol dimethyl ether is particularly preferred because of its ease of distillation.
Moreover, the usage-amount is 0.5-20 times normally with respect to the weight of the chlorine-containing alkene compound represented by the said general formula B, Preferably it is 1-10 times, More preferably, it is 3-6 times.
反応終了後、通常の有機合成で使用されている手法によって反応液から目的物を分離、精製することができる。例えば、過剰の水素化ホウ素ナトリウムや副生する塩を取り除くために反応液に水を加えてよく撹拌し、分取した有機層を水で洗浄する。次に、無水硫酸ナトリウム等の乾燥剤で乾燥した後、減圧下で蒸留することにより、目的物を得ることができる。また、抽出操作をせずに直接蒸留により目的物を得ることもできる。 After completion of the reaction, the target product can be separated and purified from the reaction solution by a method used in ordinary organic synthesis. For example, in order to remove excess sodium borohydride and by-product salts, water is added to the reaction solution and stirred well, and the separated organic layer is washed with water. Next, after drying with a drying agent such as anhydrous sodium sulfate, the desired product can be obtained by distillation under reduced pressure. Moreover, the target product can also be obtained by direct distillation without performing an extraction operation.
前記一般式Aで表される含フッ素アルケン化合物は、上述した一般式Bから得る以外に、前記一般式C及び/又はDで表される化合物に、フッ素化触媒存在下、フッ化水素を反応させることによっても得られる。 The fluorine-containing alkene compound represented by the general formula A can be obtained by reacting the compound represented by the general formula C and / or D with hydrogen fluoride in the presence of a fluorination catalyst, in addition to the above-described general formula B. Can also be obtained.
前記一般式Cで表される化合物は、含ハロゲンアルケン化合物である。前記一般式C中、Xはそれぞれ独立して塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、好ましくは塩素原子である。
含ハロゲンアルケン化合物の具体例は、2,4,4,4−テトラクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ブテン、2,4,4,5,5,5−ヘキサクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンテン、2,4,4,5,5,6,6,6−オクタクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ヘキセン、2,4,4,5,5,6,6,7,7,7−デカクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ヘプテン、2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−ドデカクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−オクテン、2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−テトラデカクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ノネンなどの含塩素アルケン化合物類;
The compound represented by the general formula C is a halogen-containing alkene compound. In the general formula C, each X is independently a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, preferably a chlorine atom.
Specific examples of the halogen-containing alkene compound include 2,4,4,4-tetrachloro-1,1,1-trifluoro-2-butene, 2,4,4,5,5,5-hexachloro-1,1. , 1-trifluoro-2-pentene, 2,4,4,5,5,6,6,6-octachloro-1,1,1-trifluoro-2-hexene, 2,4,4,5,5 , 6,6,7,7,7-decachloro-1,1,1-trifluoro-2-heptene, 2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8- Dodecachloro-1,1,1-trifluoro-2-octene, 2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-tetradecachloro-1,1 , Chlorine-containing alkene compounds such as 1-trifluoro-2-nonene;
2,4,4,4−テトラブロモ−1,1,1−トリフルオロ−2−ブテン、2,4,4,5,5,5−ヘキサブロモ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンテン、2,4,4,5,5,6,6,6−オクタブロモ−1,1,1−トリフルオロ−2−ヘキセン、2,4,4,5,5,6,6,7,7,7−デカブロモ−1,1,1−トリフルオロ−2−ヘプテン、2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−ドデカブロモ−1,1,1−トリフルオロ−2−オクテン、2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−テトラデカブロモ−1,1,1−トリフルオロ−2−ノネンなどの含臭素アルケン化合物類; 2,4,4,4-tetrabromo-1,1,1-trifluoro-2-butene, 2,4,4,5,5,5-hexabromo-1,1,1-trifluoro-2-pentene, 2,4,4,5,5,6,6,6-octabromo-1,1,1-trifluoro-2-hexene, 2,4,4,5,5,6,6,7,7,7 Decabromo-1,1,1-trifluoro-2-heptene, 2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-dodecabromo-1,1,1-trifluoro -2-octene, 2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-tetradecabromo-1,1,1-trifluoro-2-nonene, etc. Brominated alkene compounds of
1,1,1−トリフルオロ−2,4,4,4−テトラヨード−2−ブテン、1,1,1−トリフルオロ−2,4,4,5,5,5−ヘキサヨード−2−ペンテン、1,1,1−トリフルオロ−2,4,4,5,5,6,6,6−オクタヨード−2−ヘキセン、1,1,1−トリフルオロ−2,4,4,5,5,6,6,7,7,7−デカヨード−2−ヘプテン、1,1,1−トリフルオロ−2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−ドデカヨード−2−オクテン、1,1,1−トリフルオロ−2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−テトラデカヨード−2−ノネンなどの含ヨウ素アルケン化合物類である。 1,1,1-trifluoro-2,4,4,4-tetraiodo-2-butene, 1,1,1-trifluoro-2,4,4,5,5,5-hexaiodo-2-pentene, 1,1,1-trifluoro-2,4,4,5,5,6,6,6-octaiodo-2-hexene, 1,1,1-trifluoro-2,4,4,5,5 6,6,7,7,7-decayodo-2-heptene, 1,1,1-trifluoro-2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-dodecayodo -2-octene, 1,1,1-trifluoro-2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-tetradecaiodo-2-nonene These are iodine-containing alkene compounds.
これらの中でも、2,4,4,4−テトラクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ブテン、2,4,4,5,5,5−ヘキサクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンテン、2,4,4,5,5,6,6,6−オクタクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ヘキセン、2,4,4,5,5,6,6,7,7,7−デカクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ヘプテン、2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−ドデカクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−オクテン、2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−テトラデカクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ノネンなどの、Xが塩素原子であるものが好ましく、nが1である2,4,4,5,5,5−ヘキサクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンテンが更に好ましい。 Among these, 2,4,4,4-tetrachloro-1,1,1-trifluoro-2-butene, 2,4,4,5,5,5-hexachloro-1,1,1-trifluoro -2-pentene, 2,4,4,5,5,6,6,6-octachloro-1,1,1-trifluoro-2-hexene, 2,4,4,5,5,6,6 7,7,7-decachloro-1,1,1-trifluoro-2-heptene, 2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-dodecachloro-1,1 , 1-trifluoro-2-octene, 2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-tetradecachloro-1,1,1-trifluoro Preferred are those in which X is a chlorine atom, such as 2-nonene, and n is 1, 2,4,4,5,5,5-hexachloro-1,1,1-trifluoro 2-pentene are more preferable.
前記一般式Dで表される化合物は、含ハロゲンアルカン化合物である。前記一般式D中、Xはそれぞれ独立して塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、好ましくは塩素原子である。
含ハロゲンアルカン化合物の具体例は、2,2,4,4,4−ペンタクロロ−1,1,1−トリフルオロブタン、2,2,4,4,5,5,5−ヘプタクロロ−1,1,1−トリフルオロペンタン、2,2,4,4,5,5,6,6,6−ノナクロロ−1,1,1−トリフルオロヘキサン、2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7−ウンデカクロロ−1,1,1−トリフルオロヘプタン、2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカクロロ−1,1,1−トリフルオロオクタン、2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−ペンタデカクロロ−1,1,1−トリフルオロノナンなどの含塩素アルカン化合物類;
The compound represented by the general formula D is a halogen-containing alkane compound. In the general formula D, each X is independently a chlorine atom, bromine atom or iodine atom, preferably a chlorine atom.
Specific examples of the halogen-containing alkane compound include 2,2,4,4,4-pentachloro-1,1,1-trifluorobutane, 2,2,4,4,5,5,5-heptachloro-1,1. , 1-trifluoropentane, 2,2,4,4,5,5,6,6,6-nonachloro-1,1,1-trifluorohexane, 2,2,4,4,5,5,6 , 6,7,7,7-undecachloro-1,1,1-trifluoroheptane, 2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecachloro-1 , 1,1-trifluorooctane, 2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-pentadecachloro-1,1,1-tri Chlorine-containing alkane compounds such as fluorononane;
2,2,4,4,4−ペンタブロモ−1,1,1−トリフルオロブタン、2,2,4,4,5,5,5−ヘプタブロモ−1,1,1−トリフルオロペンタン、2,2,4,4,5,5,6,6,6−ノナブロモ−1,1,1−トリフルオロヘキサン、2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7−ウンデカブロモ−1,1,1−トリフルオロヘプタン、2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカブロモ−1,1,1−トリフルオロオクタン、2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−ペンタデカブロモ−1,1,1−トリフルオロノナンなどの含臭素アルカン化合物類; 2,2,4,4,4-pentabromo-1,1,1-trifluorobutane, 2,2,4,4,5,5,5-heptabromo-1,1,1-trifluoropentane, 2, 2,4,4,5,5,6,6,6-nonabromo-1,1,1-trifluorohexane, 2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7- Undecabromo-1,1,1-trifluoroheptane, 2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecabromo-1,1,1-trifluorooctane, Brominated alkane compounds such as 2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-pentadecabromo-1,1,1-trifluorononane ;
1,1,1−トリフルオロ2,2,4,4,4−ペンタヨードブタン、1,1,1−トリフルオロ−2,2,4,4,5,5,5−ヘプタヨードペンタン、1,1,1−トリフルオロ−2,2,4,4,5,5,6,6,6−ノナヨードヘキサン、1,1,1−トリフルオロ−2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7−ウンデカヨードヘプタン、1,1,1−トリフルオロ−2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカヨードオクタン、1,1,1−トリフルオロ−2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−ペンタデカヨードノナンなどの含ヨウ素アルカン化合物類である。 1,1,1-trifluoro 2,2,4,4,4-pentaiodobutane, 1,1,1-trifluoro-2,2,4,4,5,5,5-heptiodopentane, , 1,1-trifluoro-2,2,4,4,5,5,6,6,6-nonaiodohexane, 1,1,1-trifluoro-2,2,4,4,5,5 , 6,6,7,7,7-undecaiodoheptane, 1,1,1-trifluoro-2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8 -Tridecaiodooctane, 1,1,1-trifluoro-2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-pentadecaiodononane, etc. These are iodine-containing alkane compounds.
これらの中でも好ましくは、2,2,4,4,4−ペンタクロロ−1,1,1−トリフルオロブタン、2,2,4,4,5,5,5−ヘプタクロロ−1,1,1−トリフルオロペンタン、2,2,4,4,5,5,6,6,6−ノナクロロ−1,1,1−トリフルオロヘキサン、2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7−ウンデカクロロ−1,1,1−トリフルオロヘプタン、2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカクロロ−1,1,1−トリフルオロオクタン、2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−ペンタデカクロロ−1,1,1−トリフルオロノナンなどの、Xが塩素原子のものであり、nが1である2,2,4,4,5,5,5−ヘプタクロロ−1,1,1−トリフルオロペンタンが更に好ましい。 Among these, 2,2,4,4,4-pentachloro-1,1,1-trifluorobutane, 2,2,4,4,5,5,5-heptachloro-1,1,1- Trifluoropentane, 2,2,4,4,5,5,6,6,6-nonachloro-1,1,1-trifluorohexane, 2,2,4,4,5,5,6,6 7,7,7-undecachloro-1,1,1-trifluoroheptane, 2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecachloro-1,1, 1-trifluorooctane, 2,2,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-pentadecachloro-1,1,1-trifluorononane, etc. 2,2,4,4,5,5,5-heptachloro-1,1,1-trifluoro, wherein X is a chlorine atom and n is 1 Pentane is more preferable.
これらの化合物の入手方法は特に限定されず、例えば以下の方法により製造することができる。
1,1,1−トリフルオロ−2−ペンタノンなどのCF3COCH2(CH2)nCH3で表されるケトン化合物にハロゲンを反応させて、4,4,5,5,5−ペンタクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンタノンなどのCF3COCH2(CX2)nCX3で表される含ハロゲンケトン化合物を得、これに五塩化リンを反応させて、2,4,4,5,5,5−ヘキサクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンテンなどのCF3CCl=CH(CX2)nCX3で表される含ハロゲンアルケン化合物と、2,2,4,4,5,5,5−ヘプタクロロ−1,1,1−トリフルオロペンタンなどのCF3CCl2CH2(CX2)nCX3で表される含ハロゲンアルカン化合物とを得、これらにフッ素化触媒存在下、フッ化水素を反応させる方法が挙げられる。ここで各式中、nは0〜5であり、Xはそれぞれ独立して、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子である。
The method for obtaining these compounds is not particularly limited, and for example, they can be produced by the following method.
Halogen is reacted with a ketone compound represented by CF 3 COCH 2 (CH 2 ) n CH 3 such as 1,1,1-trifluoro-2-pentanone to produce 4,4,5,5,5-pentachloro- A halogen-containing ketone compound represented by CF 3 COCH 2 (CX 2 ) n CX 3 such as 1,1,1-trifluoro-2-pentanone is obtained, and this is reacted with phosphorus pentachloride to obtain 2, 4, A halogen-containing alkene compound represented by CF 3 CCl═CH (CX 2 ) n CX 3 such as 4,5,5,5-hexachloro-1,1,1-trifluoro-2-pentene; A halogen-containing alkane compound represented by CF 3 CCl 2 CH 2 (CX 2 ) n CX 3 such as 4,4,5,5,5-heptachloro-1,1,1-trifluoropentane, Fluorinated touch Presence, and a method of reacting the hydrogen fluoride. Here, in each formula, n is 0-5, and X is independently a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.
ケトン化合物とハロゲンとの反応において、ハロゲンの使用量はケトン化合物のモル数に対し、通常5〜40当量、好ましくは5〜20当量、さらに好ましくは5〜10当量である。また、反応温度は、通常、0〜150℃であり、好ましくは20〜120℃である。反応温度が低すぎると、反応速度が遅すぎて実用的ではない。また、反応温度が高すぎると、望ましくない副生成物が生成する傾向がある。この反応は溶媒の存在下で行っても、無溶媒で行ってもよいが、反応収率向上の観点から無溶媒で行うことが好ましい。反応溶媒を用いる場合は、ハロゲン化反応に悪影響を及ぼさない、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素及び1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン等のハロゲン系溶媒が好ましく、四塩化炭素が特に好ましい。反応溶媒の使用量は、反応速度及び反応収率の観点から、ケトン化合物に対して通常0.5〜20倍、好ましくは1〜10倍、より好ましくは1.5〜5倍が好ましい。
また、ハロゲン化反応を促進させるために、水銀ランプ等を用いて紫外光を照射させてもよい。水銀ランプは高圧水銀ランプでもよいし、低圧水銀ランプでもよい。更に、ハロゲン化反応を促進させるために、ルイス酸等の添加剤を添加してもよい。添加剤としては、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化アンチモン、塩化亜鉛、塩化スズ、臭化アルミニウム、臭化鉄、臭化アンチモン、臭化亜鉛、臭化スズを使用することができる。それらの添加量は通常ケトン化合物に対して通常0.001〜0.3当量、好ましくは0.01〜0.2当量である。
In the reaction between the ketone compound and the halogen, the amount of halogen used is usually 5 to 40 equivalents, preferably 5 to 20 equivalents, more preferably 5 to 10 equivalents, relative to the number of moles of the ketone compound. Moreover, reaction temperature is 0-150 degreeC normally, Preferably it is 20-120 degreeC. If the reaction temperature is too low, the reaction rate is too slow to be practical. Also, if the reaction temperature is too high, undesirable by-products tend to be formed. Although this reaction may be carried out in the presence of a solvent or without a solvent, it is preferably carried out without a solvent from the viewpoint of improving the reaction yield. When a reaction solvent is used, halogen solvents such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride and 1,1,2-trichlorotrifluoroethane, which do not adversely affect the halogenation reaction, are preferred, and carbon tetrachloride is particularly preferred. The use amount of the reaction solvent is usually 0.5 to 20 times, preferably 1 to 10 times, more preferably 1.5 to 5 times the ketone compound from the viewpoint of reaction rate and reaction yield.
Further, in order to promote the halogenation reaction, ultraviolet light may be irradiated using a mercury lamp or the like. The mercury lamp may be a high-pressure mercury lamp or a low-pressure mercury lamp. Furthermore, an additive such as a Lewis acid may be added to promote the halogenation reaction. As the additive, aluminum chloride, iron chloride, antimony chloride, zinc chloride, tin chloride, aluminum bromide, iron bromide, antimony bromide, zinc bromide, tin bromide can be used. The addition amount thereof is usually 0.001 to 0.3 equivalent, preferably 0.01 to 0.2 equivalent, with respect to the ketone compound.
含ハロゲンケトン化合物と五塩化リンとの反応に際しては、五塩化リンの使用量は含ハロゲンケトン化合物のモル数に対し、通常1〜3当量、好ましくは1.5〜2当量である。反応温度は、通常0〜200℃であり、好ましくは50〜200℃、さらに好ましくは120〜180℃である。反応温度が低すぎると、反応速度が遅すぎて実用的ではない。また、反応温度が高すぎると、望ましくない副生成物が生成する傾向がある。また、この反応は、溶媒の存在下で行っても、無溶媒で行ってもよいが、反応収率向上の観点から溶媒の存在下で行うことが好ましい。反応溶媒を用いる場合は、塩素化反応に悪影響を及ぼすものでなければ特に限定されない。ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンが好ましく、クロロベンゼンが特に好ましい。反応溶媒の使用量は、反応速度及び反応収率の観点から、含ハロゲンケトン化合物に対して通常0.5〜20倍、好ましくは1〜10倍、より好ましくは1.5〜5倍が好ましい。 In the reaction of the halogen-containing ketone compound and phosphorus pentachloride, the amount of phosphorus pentachloride used is usually 1 to 3 equivalents, preferably 1.5 to 2 equivalents, relative to the number of moles of the halogen-containing ketone compound. The reaction temperature is usually 0 to 200 ° C, preferably 50 to 200 ° C, more preferably 120 to 180 ° C. If the reaction temperature is too low, the reaction rate is too slow to be practical. Also, if the reaction temperature is too high, undesirable by-products tend to be formed. This reaction may be performed in the presence of a solvent or without a solvent, but it is preferably performed in the presence of a solvent from the viewpoint of improving the reaction yield. When using a reaction solvent, it is not particularly limited as long as it does not adversely affect the chlorination reaction. Benzene, toluene, chlorobenzene, dichlorobenzene and trichlorobenzene are preferred, and chlorobenzene is particularly preferred. The amount of the reaction solvent used is usually 0.5 to 20 times, preferably 1 to 10 times, more preferably 1.5 to 5 times the halogen-containing ketone compound from the viewpoint of reaction rate and reaction yield. .
こうして得られた含ハロゲンアルケン化合物と含ハロゲンアルカン化合物とに、フッ素化触媒存在下、フッ化水素を反応させる。フッ素化触媒は、気相でのフッ素化に好適な従来から知られている固体触媒や担持触媒であり、反応中の安定性の観点から、好ましくは担持触媒である。担体としては活性炭、金属アルミニウム、ジルコニア、マグネシア、チタニア、フッ化水素等により脱シリカしたクレー、アルミニウムの酸化物(アルミナ)、フッ化物、塩化物、フッ化塩化物、オキシフッ化物(部分フッ素化アルミナ)、オキシ塩化物、オキシフッ化塩化物等などが挙げられる。これらの中でも、活性炭が好ましい。 The halogen-containing alkene compound and the halogen-containing alkane compound thus obtained are reacted with hydrogen fluoride in the presence of a fluorination catalyst. The fluorination catalyst is a conventionally known solid catalyst or supported catalyst suitable for fluorination in the gas phase, and is preferably a supported catalyst from the viewpoint of stability during the reaction. Supported carriers include activated carbon, metallic aluminum, zirconia, magnesia, titania, clay desilicaated with hydrogen fluoride, etc., aluminum oxide (alumina), fluoride, chloride, fluorinated chloride, oxyfluoride (partially fluorinated alumina) ), Oxychloride, oxyfluoride chloride, and the like. Among these, activated carbon is preferable.
活性炭は、木材、のこくず、木炭、椰子殻炭、パーム核炭、素灰などを原料とする植物質系、泥炭、亜炭、褐炭、瀝青単、無煙炭などを原料とする石炭系、石油残渣、硫酸スラッジ、オイルカーボンなどを原料とする石油系あるいは合成樹脂を原料とするものなどがある。このような活性炭は、各種のものが市販されているのでそれらのうちから選んで使用すればよい。例えば、瀝青炭から製造された活性炭(例えば、カルゴン粒状活性炭CAL(東洋カルゴン社製)、椰子殻炭(例えば、武田薬品工業社製)などを挙げることができるが、当然これらの種類、製造業者に限られることはない。また、これらの活性炭は通常粒状で使用するが、その形状、大きさは特に限定されず、通常の知識をもって反応器の大きさを基準に決定することができる。 Activated carbon is a plant based on wood, sawdust, charcoal, coconut shell charcoal, palm kernel charcoal, raw ash, etc., coal based on peat, lignite, lignite, bituminous, anthracite, etc., petroleum residue In addition, there are petroleum-based or synthetic resin raw materials that use sulfuric acid sludge, oil carbon, and the like as raw materials. Since such activated carbon is commercially available, it can be selected from among them. For example, activated carbon produced from bituminous coal (for example, Calgon granular activated carbon CAL (manufactured by Toyo Calgon Co., Ltd.), coconut shell charcoal (for example, Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.), etc., naturally these types and manufacturers include These activated carbons are usually used in a granular form, but the shape and size are not particularly limited, and can be determined based on the size of the reactor with ordinary knowledge.
また活性炭は、アルミニウム、クロム、マンガン、ニッケル、コバルト、チタンの中から選ばれる1種又は2種以上の金属の酸化物、フッ化物、塩化物、フッ化塩化物、オキシフッ化物、オキシ塩化物、オキシフッ化塩化物等を担持した活性炭であってもよい。 Activated carbon is an oxide, fluoride, chloride, fluorinated chloride, oxyfluoride, oxychloride of one or more metals selected from aluminum, chromium, manganese, nickel, cobalt, and titanium, Activated carbon carrying oxyfluoride chloride or the like may be used.
これらの金属担持活性炭触媒を調製する方法は限定されないが、活性炭そのまま、又は予めフッ化水素、塩化水素、塩素化フッ素化炭化水素などによりハロゲンで修飾された活性炭にクロム、チタン、マンガン、ニッケル、コバルトの中から選ばれる1種又は2種以上の金属の可溶性化合物を溶解した溶液を含浸するか、スプレーすることで調製される。 The method of preparing these metal-supported activated carbon catalysts is not limited, but the activated carbon as it is, or the activated carbon previously modified with halogen by hydrogen fluoride, hydrogen chloride, chlorinated fluorinated hydrocarbon, etc., chromium, titanium, manganese, nickel, It is prepared by impregnating or spraying a solution in which a soluble compound of one or more metals selected from cobalt is dissolved.
金属担持量は0.1〜80重量%、好ましくは1〜40重量%が適当である。活性炭に担持させる金属の可溶性化合物としては、水、エタノール、アセトンなどの溶媒に溶解する該当金属の硝酸塩、塩化物、酸化物などが挙げられる。具体的には、硝酸クロム、三塩化クロム、三酸化クロム、重クロム酸カリウム、三塩化チタン、硝酸マンガン、塩化マンガン、二酸化マンガン、硝酸ニッケル、塩化ニッケル、硝酸コバルト、塩化コバルトなどを用いることができる。 The metal loading is 0.1 to 80% by weight, preferably 1 to 40% by weight. Examples of the metal-soluble compound supported on the activated carbon include nitrates, chlorides, oxides, and the like of the corresponding metals that dissolve in a solvent such as water, ethanol, and acetone. Specifically, chromium nitrate, chromium trichloride, chromium trioxide, potassium dichromate, titanium trichloride, manganese nitrate, manganese chloride, manganese dioxide, nickel nitrate, nickel chloride, cobalt nitrate, cobalt chloride, etc. may be used. it can.
何れの方法で金属を担持した触媒も、使用の前に所定の反応温度以上の温度で予めフッ化水素、フッ素化(及び塩素化)炭化水素などのフッ素化剤で処理し、反応中の触媒の組成変化を防止することが有効である。また、反応中に酸素、塩素、フッ素化又は塩素化炭化水素などを反応器中に供給することは触媒寿命の延長、反応率、反応収率の向上に有効である。 A catalyst carrying a metal by any method is treated in advance with a fluorinating agent such as hydrogen fluoride, fluorinated (and chlorinated) hydrocarbon at a temperature equal to or higher than a predetermined reaction temperature before use, and the catalyst during the reaction. It is effective to prevent changes in the composition. In addition, supplying oxygen, chlorine, fluorinated or chlorinated hydrocarbons into the reactor during the reaction is effective for extending the catalyst life, improving the reaction rate, and the reaction yield.
反応温度は200〜600℃、好ましくは300〜500℃であり、反応温度200℃よりも低ければ反応は遅く実用的ではない。反応温度が600℃を超えると触媒寿命が短くなり、また、反応は速く進行するが分解生成物等が生成し、含フッ素アルケン化合物の選択率が低下するので好ましくない。 The reaction temperature is 200 to 600 ° C., preferably 300 to 500 ° C. If the reaction temperature is lower than 200 ° C., the reaction is slow and not practical. If the reaction temperature exceeds 600 ° C., the catalyst life is shortened, and the reaction proceeds rapidly, but decomposition products and the like are generated, and the selectivity of the fluorine-containing alkene compound is lowered, which is not preferable.
本発明の方法において、反応領域へ供給する含ハロゲンアルケン化合物と含ハロゲンアルカン化合物との合計/フッ化水素のモル比は反応温度により変わりうるが、1/20〜1/800、好ましくは1/20〜1/400である。フッ化水素が含ハロゲンアルケン化合物の800モル倍を超えると同一反応器における有機物処理量の減少ならびに反応系から排出された未反応フッ化水素と生成物との混合物の分離に支障をきたし、一方、フッ化水素が20モル倍よりも少ないと反応率が低下し、選択率が低下するので好ましくない。 In the method of the present invention, the total ratio of the halogen-containing alkene compound and the halogen-containing alkane compound to be supplied to the reaction region / the molar ratio of hydrogen fluoride can vary depending on the reaction temperature, but is 1/20 to 1/800, preferably 1 / 20 to 1/400. If the hydrogen fluoride exceeds 800 moles of the halogen-containing alkene compound, the amount of organic matter treated in the same reactor will be reduced and the mixture of unreacted hydrogen fluoride and product discharged from the reaction system will be hindered. If the amount of hydrogen fluoride is less than 20 moles, the reaction rate decreases and the selectivity decreases, which is not preferable.
本発明の方法においては、過剰量のフッ化水素を使用することが好ましい。その場合、未反応のフッ化水素は未反応有機物及び生成物から分離し、反応系へリサイクルする。フッ化水素と有機物の分離は、公知の手段で行うことができる。 In the method of the present invention, it is preferable to use an excessive amount of hydrogen fluoride. In that case, unreacted hydrogen fluoride is separated from unreacted organic substances and products and recycled to the reaction system. Separation of hydrogen fluoride and organic matter can be performed by known means.
反応圧力は特に限定されないが、装置の面から1〜10kg/cm2で行うのが好ましい。系内に存在する原料有機物、中間物質及びフッ化水素が、反応系内で液化しないような条件を選ぶことが望ましい。
接触時間は、通常0.1〜300秒、好ましくは5〜60秒である。
Although reaction pressure is not specifically limited, It is preferable to carry out by 1-10 kg / cm < 2 > from the surface of an apparatus. It is desirable to select conditions so that the raw organic substances, intermediate substances and hydrogen fluoride present in the system do not liquefy in the reaction system.
The contact time is usually 0.1 to 300 seconds, preferably 5 to 60 seconds.
反応器は、耐熱性とフッ化水素、塩化水素等に対する耐食性を有する材質で作られれば良く、ステンレス鋼、ハステロイ、モネル、白金などが好ましい。また、これらの金属でライニングされた材料で作ることもできる。 The reactor may be made of a material having heat resistance and corrosion resistance to hydrogen fluoride, hydrogen chloride and the like, and stainless steel, hastelloy, monel, platinum and the like are preferable. It can also be made from materials lined with these metals.
本発明の方法により処理されて反応器より流出する含フッ素アルケン化合物を含む生成物は、公知の方法で精製することができる。精製方法は限定されないが、例えば、予め回収されるべきフッ化水素を分離した生成物を最初に水又は/及びアルカリ性溶液で洗浄して塩化水素、フッ化水素などの酸性物質を除去し、乾燥の後、蒸留に付して有機不純物を除くことで行うことができる。 The product containing the fluorine-containing alkene compound which is treated by the method of the present invention and flows out of the reactor can be purified by a known method. Although the purification method is not limited, for example, the product from which hydrogen fluoride to be recovered in advance is separated is first washed with water or / and an alkaline solution to remove acidic substances such as hydrogen chloride and hydrogen fluoride, and then dried. Then, it can be performed by subjecting it to distillation to remove organic impurities.
このようにして得られる前記一般式Aで表される含フッ素アルケン化合物をアルカリ化合物存在下、脱塩酸反応させることにより、パーフルオロアルキン化合物が得られる。
塩基性化合物としては、特に制限されるものは無いが、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウムまたは水酸化セシウムなどのアルカリ金属水酸化物;酸化ナトリウムまたは酸化カリウムなどのアルカリ金属酸化物;水酸化ベリリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムまたは水酸化ストロンチウムなどのアルカリ土類金属水酸化物;酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウムまたは酸化バリウムなどのアルカリ土類金属酸化物;メチルリチウム、エチルリチウム、n−ブチルリチウム、s−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、フェニルリチウム、リチウムジイソプロピルアミドまたはリチウムヘキサメチルジシラジドなどの有機アルカリ金属;ジメチルマグネシウム、ジエチルマグネシウム、メチルマグネシウムクロリド、メチルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムブロミドまたはフェニルマグネシウムブロミドなどの有機アルカリ土類金属化合物;ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロポキシドまたはカリウムt−ブトキシドなどのアルコキシ化合物;水素化ナトリウム、水素化カリウムまたは水素化カルシウムなどの金属水素化物;テトラメチルアンモニウムハイドロキシドまたはテトラブチルアンモニウムハイドロキシドなどの水酸化テトラアルキルアンモニウム;などが挙げられるが、これらの中でもアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ土類金属酸化物などの無機塩基性化合物が好ましく、アルカリ金属水酸化物がより好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウムまたは水酸化セシウムが特に好ましく、水酸化カリウムがさらに好ましい。なお、水酸化カリウムは市販のものを入手して使用することができる。
A perfluoroalkyne compound is obtained by subjecting the fluorine-containing alkene compound represented by the general formula A thus obtained to a dehydrochlorination reaction in the presence of an alkali compound.
The basic compound is not particularly limited, and examples thereof include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide; sodium oxide or potassium oxide. Alkali metal oxides; alkaline earth metal hydroxides such as beryllium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide or strontium hydroxide; beryllium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide or barium oxide Alkaline earth metal oxides; organic alkalis such as methyl lithium, ethyl lithium, n-butyl lithium, s-butyl lithium, t-butyl lithium, phenyl lithium, lithium diisopropylamide or lithium hexamethyldisilazide Genus; organic alkaline earth metal compounds such as dimethylmagnesium, diethylmagnesium, methylmagnesium chloride, methylmagnesium bromide, ethylmagnesium bromide or phenylmagnesium bromide; such as sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium propoxide or potassium t-butoxide Alkoxy compounds; metal hydrides such as sodium hydride, potassium hydride or calcium hydride; tetraalkylammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide or tetrabutylammonium hydroxide; Inorganic basic compounds such as hydroxides, alkali metal oxides, alkaline earth metal hydroxides, alkaline earth metal oxides are preferred. Ku, more preferably an alkali metal hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide or cesium hydroxide are particularly preferred, potassium hydroxide is more preferable. In addition, a commercially available thing can be used for potassium hydroxide.
アルカリ化合物の使用量は含フッ素アルケン化合物のモル数に対し、通常1〜5当量、好ましくは1.2〜4当量である。この反応は、通常、化合物を水に溶解した後、加温条件下で進行させる。反応温度は、通常100〜250℃であり、好ましくは100〜200℃、さらに好ましくは120〜180℃である。反応温度が低すぎると、反応速度が遅すぎて実用的ではない。また、反応温度が高すぎると、望ましくない副生成物が生成する傾向がある。水の使用量は、反応速度及び反応収率の観点から、含フッ素アルケン化合物に対して通常1〜4倍、好ましくは1.2〜3.5倍、より好ましくは1.5〜3倍が好ましい。 The usage-amount of an alkali compound is 1-5 equivalent normally with respect to the number-of-moles of a fluorine-containing alkene compound, Preferably it is 1.2-4 equivalent. This reaction is usually allowed to proceed under warming conditions after the compound is dissolved in water. The reaction temperature is usually 100 to 250 ° C, preferably 100 to 200 ° C, more preferably 120 to 180 ° C. If the reaction temperature is too low, the reaction rate is too slow to be practical. Also, if the reaction temperature is too high, undesirable by-products tend to be formed. The amount of water used is usually 1 to 4 times, preferably 1.2 to 3.5 times, more preferably 1.5 to 3 times the fluorine-containing alkene compound from the viewpoint of reaction rate and reaction yield. preferable.
本発明の方法により得られたパーフルオロアルキン化合物は、公知の方法で精製することができる。精製方法は限定されないが、例えば、予め回収されるべきフッ化水素を分離した生成物を最初に水又は/及びアルカリ性溶液で洗浄して塩化水素、フッ化水素などの酸性物質を除去し、乾燥の後、蒸留に付して有機不純物を除くことで行うことができる。 The perfluoroalkyne compound obtained by the method of the present invention can be purified by a known method. Although the purification method is not limited, for example, the product from which hydrogen fluoride to be recovered in advance is separated is first washed with water or / and an alkaline solution to remove acidic substances such as hydrogen chloride and hydrogen fluoride, and then dried. Then, it can be performed by subjecting it to distillation to remove organic impurities.
以下に、実施例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、特に断りが無い限り、実施例中の「部」は「重量部」を意味する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “parts” in the examples means “parts by weight”.
反応生成物の分析は、ガスクロマトグラフィー(GC)法及びガスクロマトグラフ質量分析(GC−MS)法及び核磁気共鳴分光(NMR)法で行った。 The analysis of the reaction product was performed by gas chromatography (GC) method, gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) method and nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) method.
<GC測定条件>
装置:ヒューレットパッカード社製ガスクロマトグラフ質量分析計「HP6890」
カラム:Inert Cap1(登録商標;ジーエルサイエンス社製)、長さ60m、内径250μm、膜厚1.50μm
インジェクション温度:150℃
ディテクター温度:250℃
キャリアーガス:窒素(53.0mL/分)
メイクアップガス:窒素(30mL/分)、水素(50mL/分)、空気(400mL/分)
スプリット比:100/1
昇温プログラム:(1)100℃で10分保持、(2)40℃/分で昇温、(3)250℃で26.25分保持。
<GC measurement conditions>
Apparatus: Gas chromatograph mass spectrometer “HP6890” manufactured by Hewlett-Packard Company
Column: Inert Cap1 (registered trademark; manufactured by GL Sciences Inc.), length 60 m, inner diameter 250 μm, film thickness 1.50 μm
Injection temperature: 150 ° C
Detector temperature: 250 ° C
Carrier gas: Nitrogen (53.0 mL / min)
Make-up gas: nitrogen (30 mL / min), hydrogen (50 mL / min), air (400 mL / min)
Split ratio: 100/1
Temperature increase program: (1) Hold at 100 ° C. for 10 minutes, (2) Temperature increase at 40 ° C./min, (3) Hold at 250 ° C. for 26.25 minutes.
<GC−MS測定条件>
装置:ヒューレットパッカード社製ガスクロマトグラフ質量分析計「HP6890」
カラム:フロンティア・ラボ社製Ultra ALLOY(登録商標)+−1(s)、長さ30m、内径250μm、膜厚1.50μm
インジェクション温度:150℃
キャリアーガス:ヘリウム(282mL/分)
スプリット比:170/1
昇温プログラム:(1)40℃で20分保持、(2)40℃/分で昇温、(3)250℃で15.00分保持
<GC-MS measurement conditions>
Apparatus: Gas chromatograph mass spectrometer “HP6890” manufactured by Hewlett-Packard Company
Column: Ultra ALLOY (registered trademark) + -1 (s) manufactured by Frontier Laboratories, length 30 m, inner diameter 250 μm, film thickness 1.50 μm
Injection temperature: 150 ° C
Carrier gas: helium (282 mL / min)
Split ratio: 170/1
Temperature increase program: (1) Hold at 40 ° C for 20 minutes, (2) Increase temperature at 40 ° C / minute, (3) Hold at 1250 minutes at 250 ° C
<NMR測定条件>
装置:日本電子社製核磁気共鳴装置「JNM−ECA400型」
<NMR measurement conditions>
Equipment: JEOL nuclear magnetic resonance equipment "JNM-ECA400 type"
(実施例1)水素化ホウ素ナトリウムを使った2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンの製造
攪拌子、温度計、ドライアイス−エタノール浴に浸したトラップ(−78℃)を備えた反応器に2,3−ジクロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテン(750部)とジエチレングリコールジメチルエーテル(600部)を入れた。反応溶液を0℃に保ちながら、ジエチレングリコールジメチルエーテル(1400部)に溶解させた水素化ホウ素ナトリウム(95部)をゆっくりと滴下した。同温度を維持しながら4時間攪拌をした。反応終了後、同温度を維持しながら減圧蒸留(10mmHg)によりを、2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテン及びその他不純物を403部得た。
(Example 1) Production of 2-chloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene using sodium borohydride Stirrer, thermometer, dry ice-ethanol 2,3-dichloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene (750 parts) and diethylene glycol in a reactor equipped with a bath-soaked trap (−78 ° C.) Dimethyl ether (600 parts) was added. While maintaining the reaction solution at 0 ° C., sodium borohydride (95 parts) dissolved in diethylene glycol dimethyl ether (1400 parts) was slowly added dropwise. The mixture was stirred for 4 hours while maintaining the same temperature. After completion of the reaction, 403 parts of 2-chloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene and other impurities were distilled under reduced pressure (10 mmHg) while maintaining the same temperature. Obtained.
得られた粗生成物をガスクロマトグラフィーにより分析したところ、目的物である2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテン(0.64%)と3−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテン(4.96%)とジエチレングリコールジメチルエーテル(89.83%)及びその他不純物の混合物であった。 When the obtained crude product was analyzed by gas chromatography, it was found that 2-chloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene (0.64% ), 3-chloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene (4.96%), diethylene glycol dimethyl ether (89.83%) and other impurities. It was.
粗生成物を常圧蒸留することにより、2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンを26.3%、3−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンを73.7%含む混合物122部得た。 The crude product was distilled at atmospheric pressure to give 26.3% 2-chloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene, 3-chloro-1,1 , 1, 4, 4, 5, 5, 5-octafluoro-2-pentene, 122 parts of a mixture were obtained.
(粗生成物の重量)×(ガスクロマトグラフィーによって測定される面積%)=目的物の重量とすると、2,3−ジクロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンから2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンの収率は5%であった。 (Weight of crude product) × (area% measured by gas chromatography) = weight of target product, 2,3-dichloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octa The yield of 2-chloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene from fluoro-2-pentene was 5%.
2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンのスペクトルデータ:この化合物のNMRスペクトルは混合物のスペクトルから既知である3−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンの差スペクトルから得た。
1H−NMR(TMS,CDCl3)δ6.35(t,1H,J=7.1,CF3CCl=CHCF2)
19F−NMR(CDCl3)−63.75(s,3F,CF 3CCl=CH)、−85.46(m,3F,CF2CF 3)、−110.00(m,2F,CF 2CF3)
GC/MS:m/e248,250(C5HClF8)、229,231(C5HClF7)、179,181(C4HClF5)、129,131(C3HClF3)
Spectral data of 2-chloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene: the NMR spectrum of this compound is known from the spectrum of the mixture 3-chloro-1,1 , 1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene.
1 H-NMR (TMS, CDCl 3 ) δ 6.35 (t, 1H, J = 7.1, CF 3 CCl═C H CF 2 )
19 F-NMR (CDCl 3 ) —63.75 (s, 3F, C F 3 CCl═CH), −85.46 (m, 3F, CF 2 C F 3 ), −110.00 (m, 2F, C F 2 CF 3 )
GC / MS: m / e 248, 250 (C 5 HClF 8 ), 229, 231 (C 5 HClF 7 ), 179, 181 (C 4 HClF 5 ), 129, 131 (C 3 HClF 3 )
(製造例1)4,4,5,5,5−ペンタクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンタノンの製造
攪拌子、温度計、デュワー瓶型トラップ(ドライアイス−エタノール:−78℃)、水トラップ×3つ、10%水酸化ナトリウム水溶液トラップを備えた反応器に1,1,1−トリフルオロ−2−ペンタノン(151.8部)を入れ、窒素パージを0.01L/分で30分間行った。反応溶液を20〜70℃に保ちながら、500Wの水銀ランプで紫外光を照射下、流速0.01〜0.05L/分で塩素を30時間かけて導入した。反応終了後、窒素パージを0.1L/分で1時間行い、過剰の塩素ガスを除去し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(1000部)を加えた。反応溶液を中和後、硫酸マグネシウムを50部加え、反応溶液を乾燥した。
(Production Example 1) Production of 4,4,5,5,5-pentachloro-1,1,1-trifluoro-2-pentanone Stirrer, thermometer, dewar bottle type trap (dry ice-ethanol: -78 ° C ), 1,1,1-trifluoro-2-pentanone (151.8 parts) in a reactor equipped with three water traps, 10% sodium hydroxide aqueous solution trap, and a nitrogen purge of 0.01 L / min For 30 minutes. While maintaining the reaction solution at 20 to 70 ° C., chlorine was introduced over 30 hours at a flow rate of 0.01 to 0.05 L / min under irradiation of ultraviolet light with a 500 W mercury lamp. After completion of the reaction, nitrogen purge was performed at 0.1 L / min for 1 hour to remove excess chlorine gas, and saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (1000 parts) was added. After neutralizing the reaction solution, 50 parts of magnesium sulfate was added and the reaction solution was dried.
得られた粗生成物をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的物である4,4,5,5,5−ペンタクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンタノン(29.42%)及び3,4,4,5,5,5−ヘキサクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンタノン(25.84%)とその他の不純物の混合物であった。 The obtained crude product was analyzed by gas chromatography. As a result, 4,4,5,5,5-pentachloro-1,1,1-trifluoro-2-pentanone (29.42%) and It was a mixture of 3,4,4,5,5,5-hexachloro-1,1,1-trifluoro-2-pentanone (25.84%) and other impurities.
粗生成物を減圧蒸留することにより、収率18%で4,4,5,5,5−ペンタクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンタノンを57.4部得た。 The crude product was distilled under reduced pressure to obtain 57.4 parts of 4,4,5,5,5-pentachloro-1,1,1-trifluoro-2-pentanone in a yield of 18%.
4,4,5,5,5−ペンタクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンタノンのスペクトルデータ
1H−NMR(TMS,CDCl3)δ4.07(s,2H,COCH 2CCl2)
19F−NMR(CDCl3) −78.95(s,3H,CF 3COCH2)
13C−NMR(CDCl3) 182.39−183.13,110.58−119.30,104.37,91.44,46.73
GC/MS:m/e241,243,245,247,249,251(C4H2Cl5O);193,195,197(C4H2Cl2F3O);143,147,149(C3H2Cl3);117,119,121,123(CCl3);97(C2F3O);69(CF3)
Spectral data of 4,4,5,5,5-pentachloro-1,1,1-trifluoro-2-pentanone
1 H-NMR (TMS, CDCl 3) δ4.07 (s, 2H, COC H 2 CCl 2)
19 F-NMR (CDCl 3 ) −78.95 (s, 3H, C F 3 COCH 2 )
13 C-NMR (CDCl 3 ) 182.39-183.13, 110.58-119.30, 104.37, 91.44, 46.73
GC / MS: m / e 241, 243, 245, 247, 249, 251 (C 4 H 2 Cl 5 O); 193, 195, 197 (C 4 H 2 Cl 2 F 3 O); 143, 147, 149 ( C 3 H 2 Cl 3 ); 117, 119, 121, 123 (CCl 3 ); 97 (C 2 F 3 O); 69 (CF 3 )
(製造例2)2,4,4,5,5,5−ヘキサクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンテン及び2,2,4,4,5,5,5−ヘプタクロロ−1,1,1−トリフルオロペンタンの製造
攪拌子、温度計、ジムロート型コンデンサー、10%水酸化ナトリウム水溶液トラップを備えた反応器に五塩化リン(30部)、クロロベンゼン(50部)及び1,1,1−トリフルオロ−4,4,5,5,5−ペンタクロロ−2−ペンタノン(30部)を仕込んだ。ジムロート型コンデンサーには−10℃の冷媒を循環させた。攪拌しながら反応溶液を130℃に加熱し、同温度を維持しながら8時間攪拌を継続した。反応終了後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(100部)を加えた。反応溶液を中和後、硫酸マグネシウムを50部加え、反応溶液を乾燥した。
(Production Example 2) 2,4,4,5,5,5-hexachloro-1,1,1-trifluoro-2-pentene and 2,2,4,4,5,5,5-heptachloro-1, Production of 1,1-trifluoropentane A reactor equipped with a stirrer, thermometer, Dimroth condenser, 10% aqueous sodium hydroxide trap was added to phosphorus pentachloride (30 parts), chlorobenzene (50 parts) and 1,1, 1-Trifluoro-4,4,5,5,5-pentachloro-2-pentanone (30 parts) was charged. A −10 ° C. refrigerant was circulated through the Dimroth condenser. The reaction solution was heated to 130 ° C. while stirring, and stirring was continued for 8 hours while maintaining the same temperature. After completion of the reaction, a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (100 parts) was added. After neutralizing the reaction solution, 50 parts of magnesium sulfate was added and the reaction solution was dried.
得られた粗生成物をガスクロマトグラフィーで分析したところ、クロロベンゼン(87.06%)と目的物である2,4,4,5,5,5−ヘキサクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンテン(6.05%)及び2,2,4,4,5,5,5−ヘプタクロロ−1,1,1−トリフルオロペンタン(3.17%)とその他の不純物の混合物であった。 When the obtained crude product was analyzed by gas chromatography, chlorobenzene (87.06%) and the desired product, 2,4,4,5,5,5-hexachloro-1,1,1-trifluoro- It was a mixture of 2-pentene (6.05%) and 2,2,4,4,5,5,5-heptachloro-1,1,1-trifluoropentane (3.17%) and other impurities. .
粗生成物を減圧蒸留することにより、2,4,4,5,5,5−ヘキサクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンテンと2,2,4,4,5,5,5−ヘプタクロロ−1,1,1−トリフルオロペンタンとを得た。 The crude product was distilled under reduced pressure to produce 2,4,4,5,5,5-hexachloro-1,1,1-trifluoro-2-pentene and 2,2,4,4,5,5,5. -Heptachloro-1,1,1-trifluoropentane was obtained.
2,4,4,5,5,5−ヘキサクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンテンのスペクトルデータ
1H−NMR(TMS,CDCl3)δ7.24(s,1H,CF3CCl=CH)
19F−NMR(CDCl3) −69.66(s,3F,CF 3CCl=CH)
GC/MS:m/e 293,295,297,299,231(C5HCl5F3);211,213,215,217(C4HCl3F3);164,166,168,170(C2Cl4);129,131(C3HClF3);117,119,121,123(CCl3);69(CF3)
Spectral data of 2,4,4,5,5,5-hexachloro-1,1,1-trifluoro-2-pentene
1 H-NMR (TMS, CDCl 3 ) δ 7.24 (s, 1H, CF 3 CCl═CH)
19 F-NMR (CDCl 3 ) −69.66 (s, 3F, C F 3 CCl═CH)
GC / MS: m / e 293,295,297,299,231 (C 5 HCl 5 F 3); 211,213,215,217 (C 4 HCl 3 F 3); 164,166,168,170 (C 2 Cl 4 ); 129, 131 (C 3 HClF 3 ); 117, 119, 121, 123 (CCl 3 ); 69 (CF 3 )
2,2,4,4,5,5,5−ヘプタクロロ−1,1,1−トリフルオロペンタンのスペクトルデータ
1H−NMR(TMS,CDCl3)δ3.59(s,2H,CF3CCl2CH 2)
19F−NMR(CDCl3) −80.11(s,3F,CF 3CCl2)
GC/MS:m/e 329,331,333,335(C5H2Cl6F3);293,295,297,299(C5HCl5F3);247,249,251,253,255(C4H2Cl4F3);199,201,203,205(C2Cl5);151,153,155(C2Cl2F3);117,119,121,123(CCl3),69(CF3)
Spectral data of 2,2,4,4,5,5,5-heptachloro-1,1,1-trifluoropentane
1 H-NMR (TMS, CDCl 3) δ3.59 (s, 2H, CF 3 CCl 2 C H 2)
19 F-NMR (CDCl 3 ) −80.11 (s, 3F, C F 3 CCl 2 )
GC / MS: m / e 329,331,333,335 (C 5 H 2 Cl 6 F 3); 293,295,297,299 (C 5 HCl 5 F 3); 247,249,251,253,255 (C 4 H 2 Cl 4 F 3 ); 199, 201, 203, 205 (C 2 Cl 5 ); 151, 153, 155 (C 2 Cl 2 F 3 ); 117, 119, 121, 123 (CCl 3 ) , 69 (CF 3 )
(調製例1)
東洋カルゴン社製椰子殻破砕炭100g(製品名「PCB」;4×10メッシュ)を純水150gに浸漬し、別途40gの特級試薬CrCl3・6H2Oを100gの純水に溶かし調製した溶液と混合攪拌し、一昼夜放置した。次に濾過して活性炭を取り出し、電気炉中で200℃に保ち、2時間焼成する。得られたクロム担持活性炭を、電気炉を備えた直径5cm長さ30cmの円筒形SUS316L製反応管に充填し、窒素ガスを流しながら200℃まで昇温し、水の流出が見られなくなった時点で、窒素ガスにフッ化水素を同伴させその濃度を徐々に高める。充填されたクロム担持活性炭へのフッ化水素の吸着によるホットスポットが反応管出口端に達したところで反応器温度を400℃に上げ、その状態を2時間保ち触媒の調製を行う。
(Preparation Example 1)
Toyo Calgon Corp. coconut shell crushed charcoal 100g (product name "PCB"; 4 × 10 mesh) was immersed in pure water 150g, was prepared dissolved separately special grade reagent CrCl 3 · 6H 2 O of 40g of pure water 100g solution And stirred for a whole day and night. Next, the activated carbon is taken out by filtration, kept at 200 ° C. in an electric furnace, and fired for 2 hours. When the obtained chromium-supported activated carbon was filled into a cylindrical SUS316L reaction tube having a diameter of 5 cm and a length of 30 cm equipped with an electric furnace, the temperature was raised to 200 ° C. while flowing nitrogen gas, and no water outflow was observed. Then, nitrogen gas is accompanied by hydrogen fluoride and the concentration is gradually increased. When a hot spot due to adsorption of hydrogen fluoride on the packed chromium-supported activated carbon reaches the outlet end of the reaction tube, the reactor temperature is raised to 400 ° C., and this state is maintained for 2 hours to prepare a catalyst.
(実施例2)
電気炉を備えた円筒形反応管からなる気相反応装置(SUS316L製、直径1インチ、長さ30cm)に気相フッ素化触媒として調製例1で調製した触媒を150部充填する。約100部/10分の流量で窒素ガスを流しながら反応管の温度を200℃に上げ、フッ化水素を約0.10部/分の速度で窒素ガスに同伴させる。そのまま反応管の温度を500℃まで昇温し1時間保つ。次に反応管の温度を400℃に下げ、フッ化水素を0.15部/分の供給速度とし、2,4,4,5,5,5−ヘキサクロロ−1,1,1−トリフルオロ−2−ペンテンを予め気化させて0.06部/分の速度で反応器へ供給開始する。
(Example 2)
150 parts of the catalyst prepared in Preparation Example 1 as a gas phase fluorination catalyst is charged into a gas phase reactor (made of SUS316L, diameter 1 inch, length 30 cm) comprising a cylindrical reaction tube equipped with an electric furnace. While flowing nitrogen gas at a flow rate of about 100 parts / 10 minutes, the temperature of the reaction tube is raised to 200 ° C., and hydrogen fluoride is entrained with nitrogen gas at a rate of about 0.10 parts / minute. The temperature of the reaction tube is raised to 500 ° C. and maintained for 1 hour. Next, the temperature of the reaction tube was lowered to 400 ° C., hydrogen fluoride was supplied at a rate of 0.15 part / min, and 2,4,4,5,5,5-hexachloro-1,1,1-trifluoro- 2-Pentene is vaporized in advance and feed to the reactor is started at a rate of 0.06 parts / minute.
反応開始1時間後には反応は安定するので、その時から2時間にわたって、反応器から流出する生成ガスを水中に吹き込み酸性ガスを除去した後、ドライアイス−アセトン浴に浸したガラス製トラップ内に2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンとその他の不純物の混合物を捕集する。 Since the reaction is stable 1 hour after the start of the reaction, the product gas flowing out from the reactor is blown into water for 2 hours to remove the acidic gas, and then 2 in a glass trap immersed in a dry ice-acetone bath. Collect a mixture of chloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene and other impurities.
(実施例3)パーフルオロ−2−ペンチンの製造
攪拌子、温度計、ジムロート型コンデンサーを備えた反応器に85%水酸化カリウム(160部)及び水(160部)を仕込んだ。コンデンサーには−20℃の冷媒を循環させた。反応溶液を攪拌しながら150℃に加熱し、反応溶液が150℃に到達した後、実施例1で得られた2−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンと3−クロロ−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンの混合物(100部)をゆっくりと滴下しながら同温度を維持し、30時間反応を継続した。得られた生成物はドライアイス−アセトン浴で−78℃に冷却したガラストラップに捕集した。ガラストラップに捕集した生成物をガスクロマトグラフィーにて分析した結果、目的物であるパーフルオロ−2−ペンチンが67.4部、収率79%で得られた。得られたパーフルオロ−2−ペンチンのNMR分析とGC−MS分析を行った。以下にデータを示す。
(Example 3) Production of perfluoro-2-pentyne 85% potassium hydroxide (160 parts) and water (160 parts) were charged into a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, and a Dimroth condenser. A refrigerant of −20 ° C. was circulated through the condenser. The reaction solution was heated to 150 ° C. with stirring, and after the reaction solution reached 150 ° C., 2-chloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octa obtained in Example 1 was used. Maintain the same temperature while slowly dropping a mixture of fluoro-2-pentene and 3-chloro-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-pentene (100 parts), The reaction was continued for 30 hours. The obtained product was collected in a glass trap cooled to −78 ° C. in a dry ice-acetone bath. As a result of analyzing the product collected in the glass trap by gas chromatography, 67.4 parts of the target perfluoro-2-pentyne was obtained in a yield of 79%. The obtained perfluoro-2-pentyne was subjected to NMR analysis and GC-MS analysis. The data is shown below.
パーフルオロ−2−ペンチンのスペクトルデータ
19F−NMR(CDCl3)−54.1(s,3F,CF 3C≡C)、−86.0(m,3F,CF2CF 3)、−106.4(m,2F,CF 2CF3)
13C−NMR(CDCl3) 72.18、77.31、105.4、113.9、118.4
GC/MS:m/e 193(C5F7)、143(C4F5)、124(C4F4)、105(C4F3)、93(C3F3)、74(C3F2)、69(CF3)55(C3F)、31(CF)
Spectral data of perfluoro-2-pentyne
19 F-NMR (CDCl 3 ) -54.1 (s, 3F, C F 3 C≡C), −86.0 (m, 3F, CF 2 C F 3 ), −106.4 (m, 2F, C F 2 CF 3 )
13 C-NMR (CDCl 3 ) 72.18, 77.31, 105.4, 113.9, 118.4
GC / MS: m / e 193 (C 5 F 7 ), 143 (C 4 F 5 ), 124 (C 4 F 4 ), 105 (C 4 F 3 ), 93 (C 3 F 3 ), 74 (C 3 F 2 ), 69 (CF 3 ) 55 (C 3 F), 31 (CF)
Claims (4)
一般式A:CF3CCl=CH(CF2)nCF3
(一般式A中、nは0〜5である。) A fluorine-containing alkene compound represented by the following general formula A.
Formula A: CF 3 CCl═CH (CF 2 ) n CF 3
(In general formula A, n is 0-5.)
一般式B:CF3CCl=CCl(CF2)nCF3
(一般式B中、nは0〜5である。) The method for producing a fluorine-containing alkene compound according to claim 1, wherein a tetrahydroboric acid metal salt is reacted with the chlorine-containing alkene compound represented by the following general formula B.
Formula B: CF 3 CCl═CCl (CF 2 ) n CF 3
(In general formula B, n is 0-5.)
一般式C:CF3CCl=CH(CX2)nCX3
(一般式C中、Xはそれぞれ独立して塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、nは0〜5である。)
一般式D:CF3CCl2CH2(CX2)nCX3
(一般式D中、Xはそれぞれ独立して塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、nは0〜5である。) The method for producing a fluorinated alkene compound according to claim 1, wherein the halogen-containing alkene compound of the following general formula C and / or the halogen-containing alkane compound of the following general formula D is reacted with hydrogen fluoride in the presence of a fluorination catalyst.
Formula C: CF 3 CCl═CH (CX 2 ) n CX 3
(In general formula C, each X is independently a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and n is 0 to 5.)
Formula D: CF 3 CCl 2 CH 2 (CX 2 ) n CX 3
(In general formula D, each X is independently a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and n is 0 to 5.)
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