JP2012509857A - クロロフルオロアルケンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
およびフッ化鉄が好ましい。フッ化アルミニウムおよびオキシフッ化アルミニウムが触媒として好ましい。(必要ならば、担体に担持された)フッ化アルミニウムが触媒として特に好ましい。
a)Mx+F(x−δ)−yByLdの式を有する構造を含む、前駆体を準備する工程と、
b)この前駆体を、Mx+F(x−δ)の式を有する非晶質金属フッ化物を生成させるフッ素化剤と反応させる工程と
を含む方法であって
Mが、元素の周期表の第2、第3もしくは第4主族の金属または任意の亜族からの金属、好ましくはアルミニウムであり;Bが配位結合した基であり;xがアルミニウムの場合には3であり;yが1〜3の任意の整数であり;δが0〜0.1であり;かつ、x−δがyより大である方法によって調製される。
担体上の高表面積X線非晶質の金属フッ化物は、好ましくは担体としてのMgF2を例外として、本発明の新規な、別の態様である。担持された高ルイス酸性の触媒は、試験した脱フッ化水素反応についてのその触媒活性が、(本発明との関連で関係がない)公知のバルク触媒の触媒活性と同等である。原則として、金属は、元素の周期表の第2、第3または第4族または亜族から選択することができる。勿論、必要ならば、担持触媒は、混合された非晶質の金属フッ化物を含んでいてもよい。好ましい非晶質の金属フッ化物は、Al、Cr、Fe、V、GaおよびMgのそれである。非晶質のフッ化アルミニウムは、担持触媒としてもまた好ましい金属フッ化物である。好ましくは、好適に形作られた形状を有し、触媒合成の条件下におよび触媒使用の条件下で化学的におよび熱的に安定であり、機械的に安定であり、触媒の性能を悪化させず、触媒反応を妨げず、かつ、HS−AlF3の固定を可能にする、担体を選択する。これらの要件を満たす任意の担体を使用することができる。例えば、アルミニウムまたは遷移金属の酸化物、フッ化物およびオキシフッ化物が非常に好適である。通常、これらは結晶形態で存在する。活性炭も適用することができ;好ましい実施態様では、酸化アルミニウムまたはフッ化アルミニウムを担体として使用し;より好ましい実施態様では酸化アルミニウムを使用し;さらにより好ましい実施態様では、γ−Al2O3を担体として使用する。この場合には、担持された金属フッ化物は、γ−Al2O3上の高表面積金属フッ化物である。
a)Mx+F(x−δ)−yByLdの式を有する構造を含む、担体上に被覆された前駆体を準備する工程と、
b)この前駆体を、担体上にMx+F(x−δ)の式を有する非晶質の金属フッ化物を生成させるフッ素化剤と反応させる工程と
を含む方法であって、
Mが元素の周期表の第2、第3もしくは第4主族の金属または任意の亜族からの金属、好ましくはアルミニウムであり;Bが配位結合した基であり;xがアルミニウムの場合には3であり;yが1〜3の任意の整数であり;δが0〜0.1であり;かつ、x−δはyより大である方法によって調製する。
A1)CHClF2もしくはCH2F2もしくはCHF3もしくはCH3F、または
A2)ガス状HFを適用する工程、引き続き任意選択的に
B)不活性ガス、好ましくは窒素または希ガス、例えば、アルゴンでのフラッシングする工程によって行って、
好ましくは式AlF3−δ/γ−Al2O3のγ−Al2O3上の、高度にルイス酸性の担持HS−AlF3触媒を得る。
CmClFnH2m+1−n (I)
(式中、mは3〜6であり、nは(m−1)〜(2m−1)である);
式(II):
CmCl2FnH2m−n (II):
(式中、mは3〜6であり、nは(m−1)〜(2m−2)である);または
式(III):
CmCl3FnH2m−n−1 (III)
(式中、mは3〜6であり、nは(m−1)〜(2m−3)である)
を有する。
ただし、式(I)、(II)および(III)の化合物中の塩素原子、フッ素原子および水素原子の合計は、2m+2である。
(1.1):γ−Al2O3担持HS−AlF3前駆体の製造
最初に、空気中900℃で12時間カ焼したγ−Al2O3(このγ−Al2O3は、カ焼の結果、X線回折分析においてα−Al2O3への転化が全く検出できなかった)(10g、ペレット3mm直径)を、無水イソプロパノール(15mL)中のアルミニウムトリイソプロポキシド(Al(OiPr)3)(1.2g)の撹拌溶液に添加した。撹拌を、約0.5時間続行し、次に、無水イソプロパノール(6ml)に溶解させた18ミリモルのフッ化水素を添加し、約1.5時間さらに撹拌した。この混合物を、次に、ロータリーエバポレーターにセットし、減圧下、70℃で溶媒を除去し、約11gのγ−Al2O3担持HS−AlF3前駆体を得た。
実施例1.1に従って調製した担持前駆体(約2g)を、垂直ステンレススチールチューブ反応器内の銀ウールプラグ上に装填した。CHClF2(4mL/分)とN2(20mL/分)との混合物をこの試料に通し、反応器の温度を250℃までゆっくり上げた。全体で6時間後に反応器を冷却し、Al2O3上の4.9%HS−AlF3装着に相当する、約1.9gの触媒を湿気の排除下で取り出した。
バルク高表面積AlF3を、欧州特許出願公開第1440939号明細書に記載されているとおりに調製した。
実施例1に記載したとおりに製造した、キャリア上に担持された25gの高表面積AlF3を、垂直ステンレススチールチューブ反応器内の銀ウールプラグ上に装填した。3−クロロ−1,1,1,3−テトラフルオロブタンと窒素との混合物を、周囲圧力および200℃の温度で、触媒上に通した。3−クロロ−1,1,1,3−テトラフルオロブタンの転化率は90%であった。
実施例3を、バルクHS−AlF3触媒を使用して繰り返す。CF3−CH=CCl-CH3(E)、CF3−CH=CCl−CH3(Z)、およびCF3−CH2−CCl=CH2が実施例3と同じ比で生成する。
実施例3を繰り返す。1:4の容積比で窒素と混合したCF3CH2CHClFを、実施例1に記載したとおりに調製した担持触媒上に通す。CF3CH=CHClが両異性体〔(E)異性体および(Z)異性体〕の形態で生成する。これらの化合物は、国際公開第2008/121783号パンフレットに記載されているように、発泡剤として有用である。
Claims (15)
- ハイドロクロロフルオロアルカンからのハイドロクロロフルオロアルケンの製造方法であって、
前記ハイドロクロロフルオロアルカンを、X線非晶質の高表面積金属フッ化物またはX線非晶質のもしくはわずかに結晶性の金属酸化物フッ化物(前記前記金属は、元素の周期表の第2、第3もしくは第4主族または任意の亜族から選択される)と接触させることによる、方法。 - 前記X線非晶質の高表面積金属フッ化物またはX線非晶質のもしくはわずかに結晶性の金属酸化物フッ化物が、キャリア上に担持されている、請求項1に記載の方法。
- 前記金属フッ化物がフッ化アルミニウムであるか、または前記金属酸化物フッ化物がオキシフッ化アルミニウムである、請求項1に記載の方法。
- 2〜10個の炭素原子のハイドロクロロフルオロアルケンが、2〜10個の炭素原子を有する対応するハイドロクロロフルオロアルカンから製造される、請求項1に記載の方法。
- 3〜8個の炭素原子のハイドロクロロフルオロアルケンが、3〜8個の炭素原子を有する対応するハイドロクロロフルオロアルカンから製造される、請求項4に記載の方法。
- 3〜6個の炭素原子のハイドロクロロフルオロアルケンが、3〜6個の炭素原子を有する対応するハイドロクロロフルオロアルカンから製造される、請求項5に記載の方法。
- 前記ハイドロクロロフルオロアルカンが、1〜3個の塩素原子および少なくとも2個のフッ素原子で置換されている、請求項1に記載の方法。
- 前記ハイドロクロロフルオロアルカンが、一般式(I):
CmClFnH2m+1−n (I)
(式中、mは3〜6であり、nは(m−1)〜(2m−1)である);
式(II):
CmCl2FnH2m−n (II)
(式中、mは3〜6であり、nは(m−1)〜(2m−2)である);または、
式(III):
CmCl3FnH2m−n−1 (III)
(式中、mは3〜6であり、nは(m−1)〜(2m−3)である)
を有する〔ただし、式(I)、(II)および(III)の化合物中の塩素原子、フッ素原子および水素原子の合計は、2m+2である〕、請求項1に記載の方法。 - 前記ハイドロクロロフルオロアルカンが、CF3CH2CClFCH3、CF3−CClF−CH2−CHClF、CF3−CClF−CH2−CClF−CH3、CF3−CClF−CH2−CClF−CF3、CF3−CClF−CH2−CClF−CH2−CF3、CF3−CH2−CClF−CH3、CF3−CH2−CHClF、CF3−CFCl−CH3、CF3−CHCl−CH2F、CF3−CH2−CClF−CF3、CF3−CH2−CClF−CH2−CF3、CH2Cl−CClF−CH2−CF3、CHClF−CClF−CH2−CF3、CHClF−CClF−CClF−CF3、CF3−CClF−CH2−CF3、CH2Cl−CClF−CHCl−CF3、CHClF−CClF−CHCl−CF3、CF3−CClF−CHCl−CF3、CHClF−CClF−CClF−CF3、CH3−CClF−CHCl−CF3、CH3−CClF−CClF−CF3、CF3−CHCl−CClF−CH2−CF3、CF3−CClF−CClF−CH2−CF3、CF3−CHCl−CClF−CHCl−CF3、CF3−CClF−CClF−CHCl−CF3、CF3−CHCl−CClF−CClF−CF3、およびCF3−CClF−CClF−CHCl−CF3からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- CF3CH2CHClFを反応させて、CF3CH=CHClを製造する、またはCF3CH2CClFCH3を反応させて、CF3CH2CCl=CH2および/またはCF3CH=CClCH3を生成させる、請求項1に記載の方法。
- 前記反応を、0.5バール(絶対)以上、および2バール(絶対)以下の圧力で気相で行う、請求項1に記載の方法。
- 前記反応を、20℃以上、および500℃以下の温度で行う、請求項1に記載の方法。
- 前記反応を、50℃以上の温度で行う、請求項12に記載の方法。
- 前記反応を、350℃以下の温度で行う、請求項1、12または13のいずれか一項に記載の方法。
- CF3−CCl=CH−CClFCH3(E)および(Z);CF3−CCl=CH−CHClF(E)および(Z);CF3−CClF−CH=CHCl(E)および(Z);CF3−CCl=CH−CClF−CF3(E)および(Z);CF3−CCl=CH−CClF−CH2−CF3;CF3−CClF−CH=CCl−CH2−CF3;CF3−CClF−CH2−CCl=CH−CF3;CHCl=CCl−CH2−CF3(E)および(Z);CH2Cl−CCl=CH−CF3(E)および(Z);CClF=CCl−CH2−CF3(E)および(Z);CH2Cl−CCl=CH−CF3(E)および(Z);CHCl=CCl−CHCl−CF3(E)および(Z);CH2Cl−CCl=CCl−CF3(E)および(Z);CClF=CCl−CClF−CF3(E)および(Z);CClF=CCl−CHCl−CF3(E)および(Z);CHClF−CCl=CCl−CF3(E)および(Z);CClF=CCl−CClF−CF3(E)および(Z);CH2=CCl−CHCl−CF3;CH3−CCl=CCl−CF3(E)および(Z);CH2=CCl−CClF−CF3;CF3−CCl=CCl−CH2−CF3(E)および(Z);CF3−CHCl−CCl=CH−CF3(E)および(Z);CF3−CClF−CCl=CH−CF3(E)および(Z);CF3−CHCl−CCl=CCl−CF3(E)および(Z)からなる群から選択される化合物。
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