JP2011236228A - 1,3,3,3−テトラフルオロプロペンの合成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】式(I)CHFX2で示される化合物と、式(II)CH2=CF2で示される化合物とを反応させ、式(III)CHXFCH2CXF2で示される化合物(式中、Xは、それぞれ独立して、塩素、臭素およびヨウ素からなる群より選択される)を含む反応生成物を生成させること、および、前記式(III)で示される化合物を、前記化合物を1,3,3,3−テトラフルオロプロペンに変換するのに有効な反応条件下に晒すことを含む。
【選択図】なし
Description
好ましい実施形態において、式(I)CF3CH2CHFXで示される化合物を提供工程は、(a)式(II)CY4で示される化合物と、式(III)CY2=CY2で示される化合物(好ましくは、式(III)は、式CH2=CY2で示される化合物である)とを反応させ、式(IV)CY3CH2CHY2で示される化合物を含む反応生成物を生成させること(式中、Yは、それぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群より選択され、ただし、式(II)中の少なくとも1個のYはハロゲンであり、式IIIの第一の炭素における少なくとも1個のYは水素であり、式IIIの他方の炭素における少なくとも1個のYはハロゲンである)、および、(b)場合により、式(IV)で示される化合物を、式(I)CF3CH2CHFXで示される化合物を含む反応生成物を生成させるのに有効な条件下でフッ素化すること、を含む。
式(/)で示される化合物と、式(//)で示される化合物とを反応させる工程は、多数の特定の加工条件で処理することができ、本明細書に記載された教示による工程、および、このような全ての変化形は、本発明の広い範囲に含まれる。例えば、この反応工程は、液相反応または気相反応を含んでいてもよく、これは触媒反応でもよいし、または、無触媒反応でもよい。液相反応については、一般的に、触媒、好ましくはCu担持触媒の存在下で反応が行われることが好ましい。好ましい実施形態において、式(/)で示される化合物と、式で示される化合物(//)とを反応させる工程は、液相でのC−C結合の形成反応を含み、好ましくは約0℃〜約200℃の温度で、好ましくはCu担持触媒の存在下で行われる。好ましいリガンドは、特許WO9821171A1(これは、この参照により開示に含まれる)で説明されているような、アミン、および、アセチルアセトンリガンドである。このような好ましい液相反応は、溶媒の存在または非存在下で行うことができる。
実施例1
CF 3 IとCFH=CH 2 との反応によるCF 3 CH=CFHの合成
オートクレーブで、FHC=CH2(156mmol)とヨウ化トリフルオロメチル、CF3I(156mmol)の混合物を、約200℃で48時間加熱した。得られた反応生成物は、CF3CH2CFHIなどの化合物の混合物を含んでいた。この混合物から、CF3CH2CFHIを分離し、蒸留によって精製し、比較的純粋なCF3CH2CFHIを得た。クラウンエーテル(18−クラウン−6)(0.1mmol)とCF3CH2CFHI(40mmol)を、約0℃に維持した20mlのKOH水溶液(50wt%)に添加し、オートクレーブで約30〜40℃に加熱した。オートクレーブ中の反応物を約24時間撹拌し、揮発性材料のガスクロマトグラフィーにより、この反応生成物は、約75mol%のCF3CH=CFHを含み;トランス異性体のシス異性体に対する比率は、約9対1であることが示された。
NMRデータ: 19F (CDCl3) δ=-61.3 (3F, m) および-120.0 (1F, ddq, J = 77, 15および9Hz) ppm (トランスについて) ;-58.4 (3,dd) および-110 (1F, ddq, J = 78.37および16Hz) ppm (シスについて) 。
CF 3 ClとCFH=CH 2 との反応によるCF 3 CH=CFHの合成
オートクレーブで、FHC=CH2(156mmol)、塩化トリフルオロメチル、CF3Cl(156mmol)および触媒Pd(Ph3)4(0.1mol%)の混合物を約200℃で48時間加熱した。得られた反応生成物は、CF3CH2CFHClなどの化合物の混合物を含んでいた。この混合物から、CF3CH2CFHClを分離し、蒸留によって精製し、比較的純粋なCF3CH2CFHClを得た。クラウンエーテル(アリクオート(R)336(Aliquat(R)336))(0.1mmol)とCF3CH2CFHCl(40mmol)を、オートクレーブ/加圧ボトルで約50℃に維持した20mlのKOH水溶液(50wt%)に添加した。オートクレーブ/加圧ボトル中の混合物を約24時間撹拌し、揮発性材料のガスクロマトグラフィーにより、この反応生成物は、ほぼ主成分として約65mol%より多くのCF3CH=CFHを含むことが示された。
CF 3 BrとCFH=CH 2 との反応によるCF 3 CH=CFHの合成
オートクレーブで、FHC=CH2(156mmol)、臭化トリフルオロメチル、CF3Br(156mmol)および触媒Pd(Ph3)4(0.1mol%)の混合物を約200℃で48時間加熱した。得られた反応生成物は、CF3CH2CFHBrなどの化合物の混合物を含んでいた。この混合物から、CF3CH2CFHBrを分離し、蒸留によって精製し、比較的純粋なCF3CH2CFHBrを得た。臭化テトラブチルアンモニウム(0.1mmol)とCF3CH2CFHBr(40mmol)を、オートクレーブで約50℃に維持した20mlのKOH水溶液(50wt%)に添加した。オートクレーブ中の混合物を約24時間撹拌し、揮発性材料のガスクロマトグラフィーにより、この反応生成物は、約75mol%のCF3CH=CFHを含むことが示された。
CCl 4 からのCF 3 CH 2 =CFHの合成
オートクレーブ中、約0.005molのCu触媒の存在下で、約2molのCCl4と約1molのCH2=CHClを約6〜約20時間撹拌し、約20℃〜約100℃に維持した。この反応生成物の混合物を分離し、蒸留で精製し、主としてCCl3CH2CHCl2を含むストリームを得た。このようにして生産されたCCl3CH2CHCl2を、Cr2O3、または、Cr2O3およびその他のV1族の金属酸化物の混合物を含む170ccで構成される第一の触媒反応装置に、約0.1〜1.5lb/時間のHFと共に流速0.05〜0.5lb/時間で導入した。反応装置における接触時間は、約7秒〜約40秒であり、反応圧力は、約5〜約100psigであった。反応装置からの流出液は、CF3CH2CHClFを含み、少なくともその一部を、約400℃〜約700℃の温度で維持したNiベースの触媒を含む第二の触媒反応装置で、脱塩素化水素させた。第二の反応装置における接触時間は、約2〜約30秒であり、反応圧力は、約0〜約200psigであった。次に、CF3CH=CFHを含む第二の反応装置からの流出液を、低温での蒸留で処理し、比較的精製された生成物のストリームを得て、さらに、CF3CH=CFHを約30%〜約40%の全収率で得た。
CHCl 2 FおよびH 2 C=CF 2 からのCF 3 CH=CHFの合成
オートクレーブ中、0.005molのCu触媒の存在下で、CHCl2F(2mol)とCH2=CF2(1mol)を、約20℃〜約100℃の反応温度で約6〜約20時間撹拌し、CHClFCH2CClF2を含む反応生成物を生成させた。分離、および、必要に応じて例えば蒸留による精製の後に、このようにして得られたCHClFCH2CClF2を、約350℃〜約700℃で、Cr塩およびSn塩で構成される混合触媒床上に約0.5lb/時間の流速で通過させ、CF3CH=CHFを、全ての単離されたCF3CH=CFHの収量に対して約40%〜約65%を構成する量で得た。
CHI 2 FおよびH 2 C=CF 2 からのCF 3 CH=CHFの合成
オートクレーブ中、0.005molのCu触媒の存在下で、CHI2F(2mol)とCH2=CF2(1mol)を、約20℃〜約100℃の反応温度で約6〜約20時間撹拌し、CHIFCH2CIF2を含む反応生成物を生成させた。分離、および、必要に応じて例えば蒸留による精製の後に、このようにして得られたCHIFCH2CIF2をHFで処理し、0〜50℃でSbCl5(5mol%)触媒を用いてCF3CH2CHIFを得て、これを、約350℃〜約700℃ で、Cr塩およびSn塩で構成される混合触媒床上に約0.5lb/時間の流速で通過させ、CF3CH=CHFを、全ての単離されたCF3CH=CFHの収量に対して約40%〜約65%を構成する量で得た。
CHBr 2 FおよびH 2 C=CF 2 からのCF 3 CH=CHFの合成
オートクレーブ中、0.005molのCu触媒の存在下で、CHBr2F(2mol)とCH2=CF2(1mol)を、約20℃〜約100℃の反応温度で約6〜約20時間撹拌し、CHBrFCH2CBrF2を含む反応生成物を生成させた。分離、および、必要に応じて例えば蒸留による精製の後に、このようにして得られたCHIFCH2BrF2を、実施例6と同様にしてHFでフッ素化し、CF3CH2CFHBrを得て、上記(実施例6)と同様にして脱臭化水素させ、CF3CH=CHFを得た。単離されたもの収量は、40%〜65%の範囲であった。
CHIBrFおよびH 2 C=CF 2 からのCF 3 CH=CHFの合成
オートクレーブ中、0.005molのCu触媒の存在下で、CHIBrF(2mol)とCH2=CF2(1mol)を、約20℃〜約100℃の反応温度で約6〜約20時間撹拌し、CHBrFCH2CIF2を含む反応生成物を生成させた。分離、および、必要に応じて例えば蒸留による精製の後に、このようにして得られたCHBrFCH2CIF2を、約350℃〜約700℃で、Cr塩およびSn塩で構成される混合触媒床上に約0.5lb/時間の流速で通過させ、CF3CH=CHFを、全ての単離されたCF3CH=CFHの生産高に対して約40%〜約65%を構成する量で得た。
Claims (24)
- 1,3,3,3−テトラフルオロプロペンの合成方法であって:
a)式(I)CF3CH2CHFX(式中、Xは、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群より選択される)で示される化合物を提供すること;および、
b)前記式(I)で示される化合物を、前記化合物を1,3,3,3−テトラフルオロプロペンに変換するのに有効な反応条件下に晒すこと、
を含む、上記方法。 - 前記提供工程は:
a)式(II)CY4で示される化合物と、式(III)CH2=CY2で示される化合物とを反応させ、式(IV)CY3CH2CHY2で示される化合物を含む反応生成物を生成させること(式中、Yは、それぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群より選択され、ただし、式(II)中の少なくとも1個のYはハロゲンであり、式(III)の第一の炭素における少なくとも1個のYは水素であり、式(III)の他方の炭素における少なくとも1個のYはハロゲンである);
b)場合により、式(IV)で示される化合物をフッ素化すること、
を含み、前記工程i)は、前記工程ii)が行われる場合はそれと組み合わせて、式(I)CF3CH2CHFXで示される化合物を含む反応生成物を生成させるのに有効な条件下で行われる、請求項1に記載の方法。 - 前記反応工程i)は、液相反応である、請求項2に記載の方法。
- 前記反応工程i)は、Cu担持触媒の存在下で、前記式(II)で示される化合物と、前記式(III)で示される化合物とを反応させることを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記Cu担持触媒は、アミンリガンドを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記Cu担持触媒は、アセチルアセトンリガンドを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記反応工程(a)は、式(IV)CY3CH2CHY2で示される化合物(ここで、前記Yのうち4個未満がフッ素である)を生成し、さらに、任意の前記フッ素化工程(b)は、CF3CH2CHFYおよびCF3CH2CHF2の少なくとも1種(式中、YはF以外のハロゲンである)を含む反応生成物を生成するのに有効な条件下で、前記式(IV)で示される化合物に対して行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記晒す工程は、式(I)で示される化合物を脱ハロゲン化水素させることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記式(I)で示される化合物を脱ハロゲン化水素させることは、式(I)で示される化合物を含むストリームを、FeCl3触媒を含む反応装置に導入することを含む、請求項8に記載の方法。
- 前記反応装置は、約200℃〜約400℃の温度に維持される、請求項9に記載の方法。
- 前記ストリームは、約2秒〜約30秒の接触時間が得られるような条件下で、前記反応装置に導入される、請求項8に記載の方法。
- 前記式(II)で示される化合物は、CCl4を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記式(III)で示される化合物は、CH2=CHClを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記式(II)で示される化合物は、CF3X(式中、Xは水素であるか、または、フッ素以外のハロゲンである)を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記式(III)で示される化合物は、CXF=CH2(式中、Xは水素であるか、または、フッ素以外のハロゲンである)を含む、請求項14に記載の方法。
- 1,3,3,3−テトラフルオロプロペンの合成方法であって:
a)式(/)CHFX2で示される化合物と、式(//)CH2=CF2で示される化合物とを反応させ、式(///)CHXFCH2CXF2で示される化合物(式中、Xは、それぞれ独立して、塩素、臭素およびヨウ素からなる群より選択される)を含む反応生成物を生成させること;
b)前記式(///)で示される化合物を、前記化合物を1,3,3,3−テトラフルオロプロペンに変換するのに有効な反応条件下に晒すこと、
を含む、上記方法。 - 前記晒す工程は、反応装置中の前記式(///)で示される化合物を、Crベースの触媒、および、Snベースの触媒からなる群より選択される2種またはそれ以上の触媒に晒すことを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記晒す工程は、前記式(///)で示される化合物を、混合触媒反応床を含む反応装置に導入することを含み、ここで該触媒反応床は、Cr塩、Sn塩を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記反応装置は、約300℃〜約600℃の温度に維持される、請求項18に記載の方法。
- 前記晒す工程は、前記式(///)で示される化合物をフッ素化して、フッ素化した反応生成物を生成させること、および、前記フッ素化した反応生成物を脱フッ化水素させ、1,3,3,3−テトラフルオロプロペンを生成させることを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記(a)に記載の反応は、液相反応である、請求項16に記載の方法。
- 前記反応工程(a)は、前記式(/)で示される化合物と、前記式(//)で示される化合物とを、Cu担持触媒の存在下で反応させることを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記Cu担持触媒は、アミンリガンドを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記Cu担持触媒は、アセチルアセトンリガンドを含む、請求項23に記載の方法。
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