JP2013519631A - 2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンの製造方法 - Google Patents
2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本発明の製造方法によれば、比較的低い反応温度において、非常に高い収率で2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233xf)を得ることができる。
Description
1. 触媒の存在下において、液体状態の一般式:CF3CHClCH2X(式中、Xはハロゲン原子である。)で表される含フッ素アルカンと、アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の金属水酸化物の水溶液とを混合して、該含フッ素アルカンの脱ハロゲン化水素反応を行うことを含む、化学式:CF3CCl=CH2で表される2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法。
2. 触媒が、相関移動触媒及び非プロトン性溶媒からなる群から選ばれた少なくとも一種である上記項1に記載の2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法。
3. 反応を0℃〜30℃の範囲の温度で行う、上記項1又は2に記載の2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法。
4. 上記項1〜3のいずれかに記載の2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法において、
生成した化学式:CF3CCl=CH2で表される含フッ素アルケンを蒸留によって採取しつつ、脱ハロゲン化反応を連続して行う方法。
5.下記工程を含む2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法:
(i)上記項1〜4のいずれかの方法で2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンを製造し、
(ii)工程(i)で得られた反応溶液中に含まれる沈殿物を除去し、
(iii)該反応溶液に、一般式:CF3CHClCH2X (式中、Xはハロゲン原子である。)で表される含フッ素アルカンと、アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の金属水酸化物を添加し、
(iv)上記項1〜4のいずれかの方法で該含フッ素アルカンの脱ハロゲン化水素反応を行う。
本発明では、原料化合物としては、一般式:CF3CHClCH2X(式中、Xはハロゲン原子である。)で表される含フッ素アルカンを用いる。この含フッ素アルカンは、容易に入手できる公知化合物である。上記一般式において、ハロゲン原子としては、F、Cl、Br、I等を例示できる。
本発明の製造方法は、上記一般式で表される含フッ素アルカンを液体状態で原料化合物として用いる。本発明方法は、該含フッ素アルカンを、アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の金属水酸化物を含む水溶液と混合して、二相系の液相反応によって、該原料化合物の脱ハロゲン化水素反応を行ことを含む方法である。
触媒の使用量については、特に限定的ではないが、一般式:CF3CHClCH2Xで表される含フッ素アルカン100重量部に対して、相関移動触媒については、0.3〜5重量部程度使用することが好ましく、非プロトン性極性溶媒については10〜50重量部程度使用することが好ましい。
本発明の製造方法では、目的とする2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの他に、金属ハロゲン化物が副生するが、一般に、金属ハロゲン化物は、原料とする金属水酸化物と比較して溶解度が低いために、反応溶液中で沈殿が生じる。例えば、KOHの溶解度(20℃)は110g/100ccであるのに対して、KClの溶解度は34g/100ccである。
実施例1
反応器温度計、精留トップ温度計、滴下漏斗、オルダーショウ精留塔(5段)、精留ヘッド、ドライアイスアセトンによるコールドフィンガートラップ、及び受器をセットした1リットル三つ口フラスコに、50wt%水酸化カリウム水溶液1000gと相間移動触媒であるAliquot336(商標名、Aldrich社製)(トリオクチルメチルアンモニウムクロライド(TOMAC))3.0gを加え、水浴にて10℃に冷却した。マグネチックスターラーにて撹拌しながら反応器内温度が20℃以下となるように滴下漏斗から1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロパン(HCFC−243db)700g(4.2モル)を滴下した。反応器内温が14℃以上になるとガスが発生した。全還流を精留トップ温度が13℃になった時点で還流比(戻り:留分)=2:1とし、精留トップ温度15℃までを採取することによって、目的とする2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)を含む留分530g得た。ガスクロマトグラフィー分析による純度は99.2%であることから、この時の収率は97%であった。
2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロパン(HCFC−243db)220g(1.32モル)、60wt%水酸化ナトリウム水溶液95g及びAliquot336(Aldrich社製)1.0gを用いた以外は実施例1と同様に反応を行い、目的とする2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)を含む留分を174g得た。ガスクロマトグラフィー分析による純度は99.1%であることからこの時の収率は96%であった。
2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロパン(HCFC−243db)180g(1.08モル)及び50wt%水酸化カリウム280gを用い、相間移動触媒に代えて、非プロトン性極性溶媒であるジメチルアセトアミド30.0gを用いた以外は実施例1と同様に反応を行い、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(HCFO−1233xf)を含む留分を108g得た。ガスクロマトグラフィー分析による純度は99.0%であることからこの時の収率は89%であった。
実施例1において反応後の三つ口フラスコ内の残留物を濃縮し析出したKClを減圧ろ過することにより分離した。この時の濾液の量は250gであり、相間移動触媒であるAliquot336は濾液中に残存した。
Claims (5)
- 触媒の存在下において、液体状態の一般式:CF3CHClCH2X(式中、Xはハロゲン原子である。)で表される含フッ素アルカンと、アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の金属水酸化物の水溶液とを混合して、該含フッ素アルカンの脱ハロゲン化水素反応を行うことを含む、化学式:CF3CCl=CH2で表される2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法。
- 触媒が、相関移動触媒及び非プロトン性溶媒からなる群から選ばれた少なくとも一種である請求項1に記載の2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法。
- 反応を0℃〜30℃の範囲の温度で行う請求項1又は2に記載の2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法において、
生成した化学式:CF3CCl=CH2で表される含フッ素アルケンを蒸留によって採取しつつ、脱ハロゲン化反応を連続して行う方法。 - 下記工程を含む2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法:
(i)請求項1〜4のいずれかの方法で2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンを製造し、
(ii)工程(i)で得られた反応溶液中に含まれる沈殿物を除去し、
(iii)該反応溶液に、一般式:CF3CHClCH2X (式中、Xはハロゲン原子である。)で表される含フッ素アルカンと、アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一種の金属水酸化物を添加し、
(iv)請求項1〜4のいずれかの方法で該含フッ素アルカンの脱ハロゲン化水素反応を行う。
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