JP2012518599A - Method for producing fluorine-containing alkyne compound - Google Patents

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Abstract

本発明は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含むハロゲン化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む酸化物、及び水酸アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物の存在下に、気相中において、化学式:RfCX=CHY(式中、含フッ素アルキル基であり、X及びYは一方がハロゲン原子であり、他方が水素原子である。)で表される含フッ素アルケン化合物の脱ハロゲン化水素反応を行うことを特徴とする、化学式:

Figure 2012518599

(式中、Rfは上記に同じ)で表される含フッ素アルキン化合物の製造方法を提供する。本発明の方法によれば、3,3,3−トリフルオロプロピン等の含フッ素アルキン化合物を、比較的簡単な方法によって高い選択率で製造できる。
【選択図】なしThe present invention is at least one selected from the group consisting of halides containing alkali metals or alkaline earth metals, oxides containing alkali metals or alkaline earth metals, and compounds containing alkali metal hydroxides or alkaline earth metals. In the gas phase in the presence of a compound of the formula: RfCX = CHY (wherein it is a fluorine-containing alkyl group, one of X and Y is a halogen atom and the other is a hydrogen atom). A dehydrohalogenation reaction of a fluorine-containing alkene compound is represented by the chemical formula:
Figure 2012518599

(Wherein Rf is the same as above), a method for producing a fluorine-containing alkyne compound is provided. According to the method of the present invention, fluorine-containing alkyne compounds such as 3,3,3-trifluoropropyne can be produced with high selectivity by a relatively simple method.
[Selection figure] None

Description

本発明は、含フッ素アルキン化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a fluorine-containing alkyne compound.

3,3,3−トリフルオロプロピン等の含フッ素アルキン化合物は、冷媒、エッチング剤、エアロゾールなどの材料として有用な化合物であり、更に、各種材料の中間体や高分子化合物のモノマー成分としても利用される有用性の高い化合物である。   Fluorine-containing alkyne compounds such as 3,3,3-trifluoropropyne are useful compounds as materials such as refrigerants, etching agents and aerosols, and also as intermediates of various materials and monomer components of polymer compounds It is a highly useful compound that can be used.

例えば、3,3,3−トリフルオロプロピンの製造方法としては、2,3−ジブロモ−1,1,1−トリフルオロプロペンを原料として、下記の製造工程に従う方法が知られている(下記非特許文献1〜3参照)。   For example, as a method for producing 3,3,3-trifluoropropyne, a method according to the following production process using 2,3-dibromo-1,1,1-trifluoropropene as a raw material is known (the following non- Patent Literatures 1 to 3).

Figure 2012518599
Figure 2012518599

しかしながら、この方法は多段階の反応工程を要するため非常に煩雑であり、しかも、腐食性の激しい臭素を使用するために、工業的な製造方法としては好ましくない。   However, this method is very complicated because it requires a multi-step reaction process, and it is not preferable as an industrial production method because it uses bromine which is highly corrosive.

その他の3,3,3−トリフルオロプロピンの製造方法として、1,1,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンから3,3,3−トリフルオロプロピンを製造する方法が知られている(下記非特許文献4参照)。しかしながら、この方法は、原料として亜鉛化合物を用いるために、亜鉛廃液の処理が問題となる。   As another method for producing 3,3,3-trifluoropropyne, a method for producing 3,3,3-trifluoropropyne from 1,1,2-trichloro-3,3,3-trifluoropropene is known. (See Non-Patent Document 4 below). However, in this method, since a zinc compound is used as a raw material, the treatment of zinc waste liquid becomes a problem.

また、1−ヨード−3,3,3−トリフルオロプロペンをフッ化カリウム(KF)と反応させる方法も知られている(下記非特許文献5参照)。この方法は、原料が高価であり、しかも非常に低収率であり、副生物が多く生成するという問題点がある。   In addition, a method of reacting 1-iodo-3,3,3-trifluoropropene with potassium fluoride (KF) is also known (see Non-Patent Document 5 below). This method has the problem that the raw materials are expensive, the yield is very low, and many by-products are produced.

更に、アセチレンカルボン酸(HC≡CCOOH)と四フッ化イオウ(SF4)を反応させる方法も報告されているが(下記非特許文献6参照)、原料であるアセチレンカルボン酸が高価であり、四フッ化硫黄の取り扱いが難しいことから、工業的に有利な方法とは言えない。 Furthermore, although a method of reacting acetylene carboxylic acid (HC≡CCOOH) with sulfur tetrafluoride (SF 4 ) has been reported (see Non-patent Document 6 below), the raw material acetylene carboxylic acid is expensive. Since it is difficult to handle sulfur fluoride, it is not an industrially advantageous method.

また、(Z)−1−ハロゲノ−3,3,3−トリフルオロプロペンを原料として、液相において塩基を反応させる方法も報告されている(下記特許文献1参照)。しかしながら、この方法は、Z体を原料とする場合にのみ進行し、また、反応に塩基を用いるために、アルカリ廃棄物が多量に発生する。   A method of reacting a base in a liquid phase using (Z) -1-halogeno-3,3,3-trifluoropropene as a raw material has also been reported (see Patent Document 1 below). However, this method proceeds only when a Z-form is used as a raw material, and a large amount of alkaline waste is generated because a base is used for the reaction.

WO2008/132964 A1WO2008 / 132964 A1

Journal of the American Chemical Society,1951,73,1042-3.Journal of the American Chemical Society, 1951, 73, 1042-3. Journal of the Chemical Society,1951,2495-504.Journal of the Chemical Society, 1951, 2495-504. Journal of the Chemical Society,1952,3483-90.Journal of the Chemical Society, 1952,3483-90. Journal of Organic Chemistry,1963,28,1139-40.Journal of Organic Chemistry, 1963, 28, 1139-40. Journal of Fluorine Chemistry,1978,12(4),321-4.Journal of Fluorine Chemistry, 1978, 12 (4), 321-4. Journal of the American Chemical Society,1959,81,3165-6.Journal of the American Chemical Society, 1959, 81, 3165-6.

本発明は、上記した従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、3,3,3−トリフルオロプロピン等の含フッ素アルキン化合物を、比較的簡単な製造方法によって、高い選択率で製造できる新規な方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described state of the art, and its main purpose is to produce a fluorine-containing alkyne compound such as 3,3,3-trifluoropropyne by a relatively simple production method. It is to provide a novel method that can be produced with high selectivity.

本発明者は、上記した目的を達成すべく、鋭意研究を重ねてきた。その結果、特定の含フッ素アルケン化合物を原料として用い、気相中において、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含むハロゲン化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む酸化物、及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物の存在下に脱ハロゲン化水素反応を行う場合には、高い選択率で目的とする含フッ素アルキン化合物を製造でき、しかも連続反応が可能であることから、非常に効率良く含フッ素アルキン化合物を製造できることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものである。   The present inventor has intensively studied to achieve the above-described object. As a result, a specific fluorine-containing alkene compound is used as a raw material, and in the gas phase, a halide containing an alkali metal or alkaline earth metal, an oxide containing an alkali metal or alkaline earth metal, and an alkali metal or alkaline earth When the dehydrohalogenation reaction is carried out in the presence of at least one compound selected from the group consisting of metal-containing hydroxides, the desired fluorine-containing alkyne compound can be produced with high selectivity and a continuous reaction Therefore, it has been found that a fluorine-containing alkyne compound can be produced very efficiently. The present invention has been completed based on these findings.

即ち、本発明は、下記の含フッ素アルキン化合物の製造方法を提供するものである。
項1. アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含むハロゲン化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む酸化物、及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物の存在下に、気相中において、化学式:RfCX=CHY(式中、Rfは、含フッ素アルキル基であり、X及びYは一方がハロゲン原子であり、他方が水素原子である。)で表される含フッ素アルケン化合物の脱ハロゲン化水素反応を行うことを特徴とする、化学式:
That is, this invention provides the manufacturing method of the following fluorine-containing alkyne compound.
Item 1. Presence of at least one compound selected from the group consisting of halides containing alkali metals or alkaline earth metals, oxides containing alkali metals or alkaline earth metals, and hydroxides containing alkali metals or alkaline earth metals Below, in the gas phase, it is represented by the chemical formula: RfCX = CHY (wherein Rf is a fluorine-containing alkyl group, one of X and Y is a halogen atom, and the other is a hydrogen atom). A chemical formula characterized by carrying out a dehydrohalogenation reaction of a fluorine-containing alkene compound:

Figure 2012518599
Figure 2012518599

(式中、Rfは上記に同じ)で表される含フッ素アルキン化合物の製造方法。
項2. 触媒がアルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物である、上記項1に記載の含フッ素アルキン化合物の製造方法。
項3. 触媒が、担体と、該担体に担持された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含むハロゲン化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む酸化物、及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物を含むものである、上記項1又は2に記載の含フッ素アルキン化合物の製造方法。
4. Rfがトリフルオロメチル基である上記項1〜3のいずれかに記載の方法。
(Wherein Rf is the same as above).
Item 2. Item 2. The method for producing a fluorinated alkyne compound according to Item 1, wherein the catalyst is an alkali metal or alkaline earth metal fluoride.
Item 3. The catalyst is a carrier, a halide containing an alkali metal or an alkaline earth metal, an oxide containing an alkali metal or an alkaline earth metal, and a hydroxide containing an alkali metal or an alkaline earth metal supported on the carrier. Item 3. The method for producing a fluorinated alkyne compound according to Item 1 or 2, which comprises at least one compound selected from the group consisting of:
4). Item 4. The method according to any one of Items 1 to 3, wherein Rf is a trifluoromethyl group.

以下、本発明の含フッ素アルキン化合物の製造方法について具体的に説明する。   Hereafter, the manufacturing method of the fluorine-containing alkyne compound of this invention is demonstrated concretely.

原料化合物
本発明では、原料としては、化学式:RfCX=CHYで表される含フッ素アルケン化合物を用いる。
Raw Material Compound In the present invention, a fluorine-containing alkene compound represented by the chemical formula: RfCX = CHY is used as the raw material.

上記化学式において、Rfは含フッ素アルキル基であり、炭素数1〜10程度のパーフルオロアルキル基、炭素数1〜10程度のフッ化アルキル基等を例示できる。含フッ素アルキル基の具体例としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ノナフルオロブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基等を挙げることができる。   In the above chemical formula, Rf is a fluorine-containing alkyl group, and examples thereof include a perfluoroalkyl group having about 1 to 10 carbon atoms and a fluorinated alkyl group having about 1 to 10 carbon atoms. Specific examples of the fluorine-containing alkyl group include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, a heptafluoroisopropyl group, a nonafluorobutyl group, and a nonafluoro-t-butyl group.

X及びYは一方がハロゲン原子であり、他方が水素原子である。ここで、ハロゲン原子としては、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を例示できる。   One of X and Y is a halogen atom, and the other is a hydrogen atom. Here, examples of the halogen atom include a chlorine atom, a fluorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

該含フッ素アルケン化合物は、Yがハロゲン原子の場合には、Z(シス)体又はE(トランス)体として存在できるが、本発明では、Z体及びE体のいずれも原料として用いることができる。この点が、E体では反応が進行しない上記特許文献1の方法と本発明方法との大きな相違である。   When Y is a halogen atom, the fluorine-containing alkene compound can exist as a Z (cis) isomer or an E (trans) isomer, but in the present invention, either the Z isomer or the E isomer can be used as a raw material. . This is a major difference between the method of Patent Document 1 and the method of the present invention in which the reaction does not proceed in the E form.

反応方法
本発明の製造方法は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含むハロゲン化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む酸化物、及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物の存在下に、気相中において、化学式:RfCX=CHY(式中、Rfは含フッ素アルキル基であり、X及びYは一方がハロゲン原子であり、他方が水素原子である。)で表される含フッ素アルケン化合物の脱ハロゲン化水素反応を行う方法である。この方法によれば、化学式
Reaction Method The production method of the present invention comprises a group consisting of a halide containing an alkali metal or alkaline earth metal, an oxide containing an alkali metal or alkaline earth metal, and a hydroxide containing an alkali metal or alkaline earth metal. In the gas phase in the presence of at least one selected compound, the chemical formula: RfCX = CHY (wherein Rf is a fluorine-containing alkyl group, one of X and Y is a halogen atom, and the other is a hydrogen atom) The dehydrohalogenation reaction of the fluorinated alkene compound represented by formula (1) is performed. According to this method, the chemical formula

Figure 2012518599
Figure 2012518599

(式中、式中、Rfは含フッ素アルキル基である)で表される含フッ素アルキン化合物を高い選択率で得ることができる。 A fluorine-containing alkyne compound represented by the formula (wherein Rf is a fluorine-containing alkyl group) can be obtained with high selectivity.

触媒として用いるアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含むハロゲン化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む酸化物、及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物において、アルカリ金属としては、Na、K、Li、Rb、Cs等を例示でき、アルカリ土類金属としては、Ca,Mg,Sr,Ba等を例示できる。ハロゲン化物としては、フッ化物、塩化物、ヨウ化物、臭化物などを例示できる。   At least one selected from the group consisting of halides containing alkali metals or alkaline earth metals used as catalysts, oxides containing alkali metals or alkaline earth metals, and hydroxides containing alkali metals or alkaline earth metals In the compound, examples of the alkali metal include Na, K, Li, Rb, and Cs, and examples of the alkaline earth metal include Ca, Mg, Sr, and Ba. Examples of the halide include fluoride, chloride, iodide, bromide and the like.

アルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物の具体例としては、NaF、KF、LiF、RbF、CsF、CaF、MgF、BaF、SrF等のフッ化物、NaCl、KCl、LiCl、RbCl、CsCl、CaCl、MgCl、BaCl、SrCl等の塩化物、NaI、KI、LiI、RbI、CsI、CaI、MgI、BaI、SrI等のヨウ化物、NaBr、KBr、LiBr、RbBr、CsBr、CaBr、MgBr、BaBr、SrBr等の臭化物等を挙げることができる。アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物の具体例としては、NaO、KO、LiO、RbO、CsO、CaO、MgO、BaO、SrO等を挙げることができる。アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物の具体例としては、NaOH、KOH、LiOH、RbOH、CsOH、Ca(OH)、Mg(OH)、Ba(OH)、Sr(OH)等を挙げることができる。これらのアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含むハロゲン化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む酸化物、及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む水酸化物は、一種単独又は二種以上混合して用いることができる。本発明では、特に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物が好ましい。 Specific examples of the alkali metal or alkaline earth metal halides, NaF, KF, LiF, RbF , CsF, CaF 2, MgF 2, BaF 2, fluorides such as SrF 2, NaCl, KCl, LiCl , RbCl, CsCl, CaCl 2, MgCl 2, BaCl 2, SrCl 2 , etc. chloride, NaI, KI, LiI, RbI , CsI, CaI 2, MgI 2, BaI 2, iodides such SrI 2, NaBr, KBr, LiBr , Examples thereof include bromides such as RbBr, CsBr, CaBr 2 , MgBr 2 , BaBr 2 , and SrBr 2 . Specific examples of the alkali metal or alkaline earth metal oxide include Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O, CaO, MgO, BaO, and SrO. Specific examples of the alkali metal or alkaline earth metal hydroxide include NaOH, KOH, LiOH, RbOH, CsOH, Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 , Ba (OH) 2 , and Sr (OH) 2. Etc. These halides containing alkali metals or alkaline earth metals, oxides containing alkali metals or alkaline earth metals, and hydroxides containing alkali metals or alkaline earth metals can be used alone or in combination of two or more. Can be used. In the present invention, an alkali metal or alkaline earth metal fluoride is particularly preferable.

また、上記した触媒成分、即ち、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含むハロゲン化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む酸化物、及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物は担体に担持されていてもよい。担体としては、脱ハロゲン化水素反応に安定であれば使用でき、公知の担体から適宜選択して用いればよい。例えば、活性炭、金属アルミニウム、シリカ、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、チタニア、セライト、ゼオライト、炭化ケイ素、ケイソウ土などを担体として好適に用いることができる。特に活性炭が好ましい。   Also, from the group consisting of the above catalyst components, that is, halides containing alkali metals or alkaline earth metals, oxides containing alkali metals or alkaline earth metals, and hydroxides containing alkali metals or alkaline earth metals. At least one selected compound may be supported on a carrier. The carrier can be used as long as it is stable to the dehydrohalogenation reaction, and may be appropriately selected from known carriers. For example, activated carbon, metallic aluminum, silica, alumina, zirconia, magnesia, titania, celite, zeolite, silicon carbide, diatomaceous earth and the like can be suitably used as the carrier. Activated carbon is particularly preferable.

触媒成分を担持する担体としては、比表面積が50〜1500m2/g程度の比表面積が大きいものが好ましく、300〜1500m2/g程度のものがより好ましい。 As the carrier for carrying the catalyst component, a specific surface area preferably has a large specific surface area of about 50~1500m 2 / g, more preferably about 300~1500m 2 / g.

担体に担持する触媒成分の量は、触媒成分と担体の合計重量を100重量%として、1〜60重量%程度である。   The amount of the catalyst component supported on the carrier is about 1 to 60% by weight, where the total weight of the catalyst component and the carrier is 100% by weight.

上記した比表面積の大きい担体に触媒成分を担持させて用いることによって、原料と触媒成分との接触効率が向上して、高い選択率で目的とする含フッ素アルキン化合物を得ることができる。   By supporting the catalyst component on the carrier having a large specific surface area as described above, the contact efficiency between the raw material and the catalyst component is improved, and the desired fluorine-containing alkyne compound can be obtained with high selectivity.

脱ハロゲン化水素反応は、気相状態で、原料とする含フッ素アルケン化合物を上記した触媒に接触させることによって進行させることができる。   The dehydrohalogenation reaction can proceed by bringing the fluorine-containing alkene compound as a raw material into contact with the above-described catalyst in a gas phase state.

脱ハロゲン化水素反応は、通常、上記した触媒を充填した反応器に、原料とする含フッ素アルケン化合物を気体状態で供給することによって行うことができる。含フッ素アルケン化合物は、反応器にそのまま供給してもよく、あるいは、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスで希釈して供給しても良い。   The dehydrohalogenation reaction can usually be carried out by supplying the fluorine-containing alkene compound as a raw material in a gaseous state to the reactor filled with the catalyst. The fluorine-containing alkene compound may be supplied to the reactor as it is, or may be supplied after being diluted with an inert gas such as nitrogen, helium, or argon.

反応器の種類は特に限定されるものではなく、例えば、触媒を充填した断熱反応器、熱媒体を用いて除熱した多管型反応器等を用いることができる。尚、反応器としては、ハステロイ(HASTALLOY)、インコネル(INCONEL)、モネル(MONEL)等のフッ化水素の腐食作用に抵抗性がある材料によって構成されるものを用いることが好ましい。   The kind of the reactor is not particularly limited, and for example, an adiabatic reactor filled with a catalyst, a multi-tube reactor removed with a heat medium, or the like can be used. As the reactor, it is preferable to use a reactor made of a material resistant to the corrosive action of hydrogen fluoride, such as HASTALLOY, INCONEL, and MONEL.

脱ハロゲン化水素反応の温度は、反応器の中の温度として、200〜650℃程度が好ましく、300〜550℃程度がより好ましい。この温度範囲より高温になると選択率が低下する傾向があり、逆に低温になると原料転化率が低下する傾向があるので、いずれも好ましくない。   The temperature of the dehydrohalogenation reaction is preferably about 200 to 650 ° C, more preferably about 300 to 550 ° C as the temperature in the reactor. If the temperature is higher than this temperature range, the selectivity tends to decrease. Conversely, if the temperature is lower, the raw material conversion rate tends to decrease.

反応時の圧力については、特に限定されるものではなく、常圧又は加圧下に反応を行うことができる。即ち、本発明における脱ハロゲン化水素反応は、大気圧(0.1MPa)下で実施することが可能であるが、1.0MPa程度までの加圧下で行ってもよい。   About the pressure at the time of reaction, it does not specifically limit, Reaction can be performed under a normal pressure or pressurization. That is, the dehydrohalogenation reaction in the present invention can be carried out under atmospheric pressure (0.1 MPa), but may be carried out under pressure up to about 1.0 MPa.

反応時間については特に限定的ではないが、通常、反応系に流す原料ガスの全流量Fo(0℃、0.1MPaでの流量:cc/sec)に対する触媒充填量W(g)の比率:W/Foで表される接触時間を0.1〜300 g・sec/cc、好ましくは10〜180 g・sec/cc程度の範囲とすればよい。この場合、触媒充填量は、担体上に担持させた触媒を用いる場合には、触媒成分と担体の合計量である。   The reaction time is not particularly limited, but the ratio of the catalyst filling amount W (g) to the total flow rate Fo (flow rate at 0 ° C., 0.1 MPa: cc / sec) of the raw material gas flowing into the reaction system is usually W / The contact time represented by Fo may be in the range of 0.1 to 300 g · sec / cc, preferably about 10 to 180 g · sec / cc. In this case, the catalyst filling amount is the total amount of the catalyst component and the carrier when the catalyst supported on the carrier is used.

上記した方法によれば、化学式:RfCX=CHY(式中、Rfは含フッ素アルキル基であり、X及びYは一方がハロゲン原子であり、他方が水素原子である。)で表される含フッ素アルケン化合物からXYで表されるハロゲン化水素が脱離して、化学式   According to the method described above, the fluorine-containing compound represented by the chemical formula: RfCX = CHY (wherein Rf is a fluorine-containing alkyl group, one of X and Y is a halogen atom, and the other is a hydrogen atom). The hydrogen halide represented by XY is eliminated from the alkene compound, and the chemical formula

Figure 2012518599
Figure 2012518599

(式中、式中、Rfは含フッ素アルキル基である)で表される含フッ素アルキン化合物を得ることができる。 A fluorine-containing alkyne compound represented by the formula (wherein Rf is a fluorine-containing alkyl group) can be obtained.

本発明の方法によれば、高い選択率で目的とする含フッ素アルキン化合物を得ることができる。また、気相反応であることから、連続反応を容易に行うことができ、効率良く目的とする含フッ素アルキン化合物を製造できる。更に、原料としてZ体及びE体のいずれも用いることができるので、原料の選択の幅が広い。   According to the method of the present invention, the target fluorine-containing alkyne compound can be obtained with high selectivity. Moreover, since it is a gas phase reaction, a continuous reaction can be easily performed, and the target fluorine-containing alkyne compound can be produced efficiently. Furthermore, since both Z body and E body can be used as a raw material, the range of selection of a raw material is wide.

このため、本発明の方法は、含フッ素アルキン化合物の工業的な製造法として、非常に有用性の高い方法である。   For this reason, the method of the present invention is a very useful method as an industrial production method of a fluorine-containing alkyne compound.

以下、本発明で用いる触媒の調製例と、本発明の実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preparation examples of the catalyst used in the present invention and examples of the present invention.

調製例1
窒素気流中400℃で4時間乾燥させたフッ化セシウム(CsF, 純度99%)を室温まで放冷した後、25.0gを純水150mlに溶解させた。この水溶液に、予め窒素気流中250℃で4時間乾燥させた活性炭(Calgon, BPL4×10、比表面積:1150m2/g)を室温まで冷やした状態で30.0g加え、減圧下で気泡が完全に発生しなくなるまで穏やかに攪拌した。5時間室温で熟成し、窒素気流中150℃で12時間乾燥させた。得られた固体を窒素気流中、400℃で3時間焼成して53.9gの固体を得た。この固体を触媒Aとする。
Preparation Example 1
Cesium fluoride (CsF, purity 99%) dried at 400 ° C. for 4 hours in a nitrogen stream was allowed to cool to room temperature, and 25.0 g was dissolved in 150 ml of pure water. To this aqueous solution, 30.0 g of activated carbon (Calgon, BPL4 × 10, specific surface area: 1150 m 2 / g) previously dried at 250 ° C. for 4 hours in a nitrogen stream was cooled to room temperature, and bubbles were completely removed under reduced pressure. Gently stirred until no more occurred. The mixture was aged at room temperature for 5 hours and dried at 150 ° C. for 12 hours in a nitrogen stream. The obtained solid was calcined in a nitrogen stream at 400 ° C. for 3 hours to obtain 53.9 g of a solid. This solid is referred to as catalyst A.

調製例2
窒素気流中400℃で4時間乾燥させたフッ化カリウム(KF, 純度99%)を室温まで放冷した後、5.0gを純水200mlに溶解させた。この水溶液に、予め窒素気流中250℃で4時間乾燥させた活性炭(粒状白鷺, C2X4/6-2、比表面積:1050m2/g)を室温まで冷やした状態で45.2g加え、減圧下で気泡が完全に発生しなくなるまで穏やかに攪拌した。5時間室温で熟成し、窒素気流中120℃で15時間乾燥させた。得られた固体を窒素気流中、400℃で3時間焼成して49.8gの固体を得た。この固体を触媒Bとする。
Preparation Example 2
Potassium fluoride (KF, purity 99%) dried at 400 ° C. for 4 hours in a nitrogen stream was allowed to cool to room temperature, and 5.0 g was dissolved in 200 ml of pure water. To this aqueous solution, 45.2 g of activated carbon (granular white birch, C2X4 / 6-2, specific surface area: 1050 m 2 / g) previously dried at 250 ° C. for 4 hours in a nitrogen stream is cooled to room temperature, and bubbles are added under reduced pressure Gently stirred until no more occurred. The mixture was aged for 5 hours at room temperature and dried at 120 ° C. for 15 hours in a nitrogen stream. The obtained solid was calcined in a nitrogen stream at 400 ° C. for 3 hours to obtain 49.8 g of a solid. This solid is referred to as catalyst B.

実施例1
30gの触媒Aを内径15mm、長さ1mの管状ハステロイ製反応器に充填した。
Example 1
30 g of catalyst A was packed in a tubular Hastelloy reactor having an inner diameter of 15 mm and a length of 1 m.

この反応器を大気圧(0.1MPa)及び300℃に維持し、窒素(N2)を100 cc/min(0℃、0.1MPaでの流量)で反応器に供給して2時間維持した。その後、原料として2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HCFC-1233xf, 純度99.9%)を20cc/min(0℃、0.1MPaでの流量)の速度で供給し、すぐに窒素(N2)の供給を止めた後、反応温度を350℃にした。接触時間(W/F0)は90.0 g・sec/ccであった。目的の反応温度になってから1.5時間後の反応器出口の流出ガスをガスクロマトグラフを使用して分析した。結果を表1に示す。 The reactor was maintained at atmospheric pressure (0.1 MPa) and 300 ° C., and nitrogen (N 2 ) was supplied to the reactor at 100 cc / min (flow rate at 0 ° C. and 0.1 MPa) for 2 hours. Then, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFC-1233xf, purity 99.9%) was supplied as a raw material at a rate of 20 cc / min (flow rate at 0 ° C. and 0.1 MPa), and immediately nitrogen ( After stopping the supply of N 2 ), the reaction temperature was raised to 350 ° C. The contact time (W / F 0 ) was 90.0 g · sec / cc. A gas chromatograph was used to analyze the outflow gas at the reactor outlet 1.5 hours after the target reaction temperature was reached. The results are shown in Table 1.

各生成物の化学式は以下の通りである;   The chemical formula for each product is as follows:

Figure 2012518599
Figure 2012518599

CF3CF=CH2 (HFC-1234yf)
CF3CH=CHCl (HCFC-1233zd-E体+Z体)
CF3CH=CHF (HFC-1234ze-E体+Z体)
CF3CH=CH2 (HFC-1243zf)
実施例2
反応温度を400℃にした以外は実施例1と同様の反応条件で実験を行った。接触時間(W/F0)は90.0 g・sec/ccであった。目的の反応温度になってから1.5時間後の反応器出口の流出ガスをガスクロマトグラフを使用して分析した。結果を表1に示す。
CF 3 CF = CH 2 (HFC-1234yf)
CF 3 CH = CHCl (HCFC-1233zd-E + Z)
CF 3 CH = CHF (HFC-1234ze-E body + Z body)
CF 3 CH = CH 2 (HFC-1243zf)
Example 2
The experiment was conducted under the same reaction conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was 400 ° C. The contact time (W / F 0 ) was 90.0 g · sec / cc. A gas chromatograph was used to analyze the outflow gas at the reactor outlet 1.5 hours after the target reaction temperature was reached. The results are shown in Table 1.

実施例3
反応温度を500℃にした以外は実施例1と同様の反応条件で実験を行った。接触時間(W/F0)は90.0 g・sec/ccであった。目的の反応温度になってから1.5時間後の反応器出口の流出ガスをガスクロマトグラフを使用して分析した。結果を表1に示す。
Example 3
The experiment was conducted under the same reaction conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was 500 ° C. The contact time (W / F 0 ) was 90.0 g · sec / cc. A gas chromatograph was used to analyze the outflow gas at the reactor outlet 1.5 hours after the target reaction temperature was reached. The results are shown in Table 1.

Figure 2012518599
Figure 2012518599

実施例4
30 gの触媒Bを内径20mm、長さ1mの管状ハステロイ製反応器に充填した。
Example 4
30 g of catalyst B was charged into a tubular Hastelloy reactor having an inner diameter of 20 mm and a length of 1 m.

この反応器を大気圧(0.1MPa)および300℃に維持し、窒素(N2)を100 cc/min(0℃、0.1MPaでの流量)で反応器に供給して2時間維持した。その後、原料として1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン-E体(HCFC-1233zd-E体, 純度99.9%)を20cc/min(0℃、0.1MPaでの流量)の速度で供給し、すぐに窒素(N2)の供給を止めた後、反応温度を400℃にした。接触時間(W/F0)は60.0 g・sec/ccであった。目的の反応温度になってから2時間後の反応器出口の流出ガスをガスクロマトグラフを使用して分析した。結果を表2に示す。尚、上記反応により原料として用いた1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン-E体の異性体である1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン-Z体も生成したが、表2では、1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン-Z体については、原料の一部として、原料転化率から除いて示す。 The reactor was maintained at atmospheric pressure (0.1 MPa) and 300 ° C., and nitrogen (N 2 ) was supplied to the reactor at 100 cc / min (flow rate at 0 ° C., 0.1 MPa) for 2 hours. Thereafter, 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene-E (HCFC-1233zd-E, purity 99.9%) is supplied as a raw material at a rate of 20 cc / min (flow rate at 0 ° C. and 0.1 MPa). Immediately after the supply of nitrogen (N 2 ) was stopped, the reaction temperature was brought to 400 ° C. The contact time (W / F 0 ) was 60.0 g · sec / cc. A gas chromatograph was used to analyze the outflow gas at the outlet of the reactor 2 hours after the target reaction temperature was reached. The results are shown in Table 2. The above reaction also produced a 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene-Z isomer, which is an isomer of the 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene-E isomer used as a raw material. In Table 2, the 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene-Z form is shown as a part of the raw material, excluding the raw material conversion rate.

実施例5
反応温度を500℃にした以外は実施例4と同様の反応条件で実験を行った。接触時間(W/F0)は60.0 g・sec/ccであった。目的の反応温度になってから1.5時間後の反応器出口の流出ガスをガスクロマトグラフを使用して分析した。結果を表2に示す。
Example 5
The experiment was performed under the same reaction conditions as in Example 4 except that the reaction temperature was 500 ° C. The contact time (W / F 0 ) was 60.0 g · sec / cc. A gas chromatograph was used to analyze the outflow gas at the reactor outlet 1.5 hours after the target reaction temperature was reached. The results are shown in Table 2.

Figure 2012518599
Figure 2012518599

Claims (4)

アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含むハロゲン化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む酸化物、及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物の存在下に、気相中において、化学式:RfCX=CHY(式中、Rfは、含フッ素アルキル基であり、X及びYは一方がハロゲン原子であり、他方が水素原子である。)で表される含フッ素アルケン化合物の脱ハロゲン化水素反応を行うことを特徴とする、化学式:
Figure 2012518599
(式中、Rfは上記に同じ)で表される含フッ素アルキン化合物の製造方法。
Presence of at least one compound selected from the group consisting of halides containing alkali metals or alkaline earth metals, oxides containing alkali metals or alkaline earth metals, and hydroxides containing alkali metals or alkaline earth metals Below, in the gas phase, it is represented by the chemical formula: RfCX = CHY (wherein Rf is a fluorine-containing alkyl group, one of X and Y is a halogen atom, and the other is a hydrogen atom). A chemical formula characterized by carrying out a dehydrohalogenation reaction of a fluorine-containing alkene compound:
Figure 2012518599
(Wherein Rf is the same as above).
触媒が、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物である、請求項1に記載の含フッ素アルキン化合物の製造方法。 The method for producing a fluorinated alkyne compound according to claim 1, wherein the catalyst is an alkali metal or alkaline earth metal fluoride. 触媒が、担体と、該担体に担持された、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含むハロゲン化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む酸化物、及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物を含むものである、請求項1又は2に記載の含フッ素アルキン化合物の製造方法。 The catalyst is a carrier, a halide containing an alkali metal or an alkaline earth metal, an oxide containing an alkali metal or an alkaline earth metal, and a hydroxide containing an alkali metal or an alkaline earth metal supported on the carrier. The method for producing a fluorinated alkyne compound according to claim 1 or 2, comprising at least one compound selected from the group consisting of: Rfがトリフルオロメチル基である請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 The method according to claim 1, wherein Rf is a trifluoromethyl group.
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