JP2014181194A - Method for purifying pentafluorobutane - Google Patents

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Tatsuya Sugimoto
達也 杉本
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Zeon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently purifying 1,1,1,3,3-pentafluorobutane useful as a gas for plasma reactions targeting semiconductors.SOLUTION: A crude 1,1,1,3,3-pentafluorobutane including chlorofluorinated hydrocarbons as impurities is mixed with a solvent, and after the 1,1,1,3,3-pentafluorobutane has been deposited at a low temperature, the deposited solid is filtered and separated so as to remove the impurities and to purify the 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. The residual solvent can, furthermore, be subsequently removed based on water washing.

Description

本発明は、半導体装置の製造分野において有用なエッチング、CVD等のプラズマ反応用ガス、含フッ素医薬中間体、又は、ハイドロフルオロカーボン系溶剤として有用な含フッ素アルカンである1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンに関する。高純度化された1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンは、特に、プラズマ反応を用いた半導体装置の製造分野において、プラズマ用エッチングガス、化学気相成長法(CVD)用ガス等に好適である。   The present invention relates to 1,1,1,3, which is a fluorine-containing alkane useful as a gas for plasma reaction such as etching, CVD, etc., a fluorine-containing pharmaceutical intermediate, or a hydrofluorocarbon solvent useful in the field of manufacturing semiconductor devices. Related to 3-pentafluorobutane. Highly purified 1,1,1,3,3-pentafluorobutane is an etching gas for plasma, a gas for chemical vapor deposition (CVD), etc., particularly in the field of manufacturing semiconductor devices using a plasma reaction. It is suitable for.

半導体製造技術の微細化は進んでおり、最先端プロセスでは線幅が20nm、さらには10nm世代が採用されてきている。微細化に伴ってその加工する際の技術難度も向上しており、使用する材料、装置、加工方法等、多方面からのアプローチにより技術開発が進められている。   The miniaturization of semiconductor manufacturing technology is progressing, and the line width of 20 nm and further 10 nm generation has been adopted in the most advanced process. The technical difficulty at the time of processing is also improved with miniaturization, and technical development is advanced by approach from various fields, such as a material to be used, an apparatus, and a processing method.

このような背景から、我々は最先端のドライエッチングプロセスにも対応できるドライエッチング用ガスを開発し、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを含む適度にフッ素化された飽和炭化水素が、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜で構成される多層積層膜を同時にエッチングできることを見出した(特許文献1)。
一方、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの製造方法としてはいくつかの方法が知られている。特許文献2に記載の方法では、クロロフルオロブタンを五塩化アンチモン触媒下に、フッ化水素によりフッ素化して、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを得ている。特許文献3の方法では、やはり、五塩化アンチモンをはじめ、V属、VI属の塩化物を触媒に用い、1,1,1,3,3−ペンタクロロブタンを原料に、フッ化水素でフッ素化する方法が開示されており、未反応のフッ化水素の一部を再循環する方法が採用されている。
上記のような反応で得られた粗1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの精製方法も幾つか開示されている。特許文献4においては、不純物として含まれるクロロフルオロアルケン類を除去するために、塩素ガスやフッ素ガスのようなハロゲンガスと処理により、アルケンにハロゲン付加させて、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンよりも沸点の高い化合物に変換し、蒸留分離する方法である。特許文献5においては、やはり、塩素ガスを光照射下にC4オレフィンに付加させて、沸点の高い化合物に変換している。さらに、特許文献6においては、塩素やフッ化水素処理(付加反応)、蒸留、抽出蒸留、吸着剤処理、酸化反応等から選択される手法を用いて、クロロフルオロオレフィン類を除去する方法が開示されている。
Against this background, we have developed a dry etching gas that can be used in the most advanced dry etching processes, and a moderately fluorinated saturated hydrocarbon containing 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. However, it has been found that a multilayer laminated film composed of a silicon nitride film and a silicon oxide film can be etched simultaneously (Patent Document 1).
On the other hand, several methods are known as methods for producing 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. In the method described in Patent Document 2, chlorofluorobutane is fluorinated with hydrogen fluoride under an antimony pentachloride catalyst to obtain 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. In the method of Patent Document 3, again, antimony pentachloride, group V and group VI chlorides are used as catalysts, 1,1,1,3,3-pentachlorobutane is used as a raw material, and fluorine is used with hydrogen fluoride. Is disclosed, and a method of recirculating a part of unreacted hydrogen fluoride is employed.
Several methods for purifying crude 1,1,1,3,3-pentafluorobutane obtained by the above reaction are also disclosed. In Patent Document 4, in order to remove chlorofluoroalkenes contained as impurities, alkene is halogenated by treatment with a halogen gas such as chlorine gas or fluorine gas, and 1,1,1,3,3 -Conversion to a compound having a higher boiling point than pentafluorobutane, followed by distillation separation. In Patent Document 5, chlorine gas is added to C4 olefin under light irradiation to convert it into a compound having a high boiling point. Furthermore, Patent Document 6 discloses a method for removing chlorofluoroolefins using a method selected from chlorine and hydrogen fluoride treatment (addition reaction), distillation, extractive distillation, adsorbent treatment, oxidation reaction, and the like. Has been.

特願2012−284353号公報Japanese Patent Application No. 2012-284353 特開平8−099918号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-099918 特表2007−500228号公報Special Table 2007-500228 特表2002−524431号公報Special Table 2002-524431 特表2004−521120号公報Special Table 2004-521120 特表2004−505936号公報JP-T-2004-505936

上記の特許文献2及び特許文献3に記載の方法で粗1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを製造した場合、原料となる1,1,1,3,3−ペンタクロロブタンをフッ化水素でフッ素化する反応を採用しているがために、反応中に原料1,1,1,3,3−ペンタクロロブタンからの塩化水素の脱離が起こり、C4のアルケン類の生成が避けられない。   When crude 1,1,1,3,3-pentafluorobutane is produced by the methods described in Patent Literature 2 and Patent Literature 3, the 1,1,1,3,3-pentachlorobutane used as a raw material is Since the reaction of fluorination with hydrogen fluoride is adopted, the elimination of hydrogen chloride from the raw material 1,1,1,3,3-pentachlorobutane occurs during the reaction, producing C4 alkenes. Is inevitable.

そこで、特許文献4及び特許文献5に記載されているような、C4のアルケンを除去し易くするために、塩素やフッ素ガスのようなハロゲンガスをオレフィンに付加させる方法が採用されている。このような方法は、ハロゲンが付加されたC4オレフィンが高沸点の化合物に変換されるので、蒸留分離がし易くなる長所を備えてはいるが、腐食性の高いハロゲンガスを使用せねばならず、また、ハロゲンガスの高い反応性にため、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン自身が一部ハロゲン化されてしまう欠点を有し、ハロゲン化反応の制御が非常に難しい。   Therefore, a method of adding a halogen gas such as chlorine or fluorine gas to the olefin is employed in order to facilitate the removal of the C4 alkene as described in Patent Document 4 and Patent Document 5. Such a method has the advantage that the C4 olefin to which halogen is added is converted into a compound having a high boiling point, so that it can be easily separated by distillation. However, a highly corrosive halogen gas must be used. Moreover, due to the high reactivity of the halogen gas, 1,1,1,3,3-pentafluorobutane itself has a drawback that it is partially halogenated, and it is very difficult to control the halogenation reaction.

特許文献6では、塩素、フッ化水素、又は酸化剤との処理による化学的除去方法、蒸留及び抽出蒸留などの物理的手法から選択されるクロロオレフィン類の除去方法が適用できる旨の記載がなされてはいるが、前者のような化学反応的に除去する方法は微量に含まれるクロロオレフィン類への反応が進行しにくく、その効果が低い、後者のような方法は蒸留の制御が非常に困難である。   Patent Document 6 describes that a chemical removal method by treatment with chlorine, hydrogen fluoride, or an oxidizing agent, and a removal method of chloroolefins selected from physical methods such as distillation and extractive distillation can be applied. However, the chemical removal method such as the former is difficult to proceed with the reaction to chloroolefins contained in trace amounts, and its effect is low. The latter method is very difficult to control the distillation. It is.

我々は上記課題に対して鋭意検討を行った結果、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン中に含まれる不純物、塩素化フッ化炭化水素を効率良く、分離する方法を見出した。とりわけ、プラズマ反応に適用する材料としては可能な限り、不純物が低減されたものが好ましいため、このような観点からもさらなる低減が望まれる。   As a result of intensive studies on the above problems, we have found a method for efficiently separating impurities and chlorinated fluorinated hydrocarbons contained in 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. In particular, as a material applied to the plasma reaction, a material with reduced impurities is preferable as much as possible, and further reduction is desired from this viewpoint.

かくして本発明によれば、塩素化フッ化炭化水素を不純物として含有する、粗1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンをアルコールと混合し、低温下に1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを析出させ、析出した固体をろ過分離して不純物を除去することを特徴とする1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの精製方法が提供される。
1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの凝固点は、Journal of American Chemical Soceity,Vol.67,1197(1945)には、−35.01℃との記載がなされている。しかしながら、市販品の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを−40℃〜−50℃に冷却しても、凝固は全く観察されずに液状態を保ったままであった。さらに、温度を下げていくと、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンは−55〜−60℃の間で凝固し、白色の固体が析出することを見出した。我々は得られたこの知見を基に、本発明を完成させるに至った。
Thus, according to the present invention, crude 1,1,1,3,3-pentafluorobutane containing chlorinated fluorinated hydrocarbon as an impurity is mixed with alcohol, and 1,1,1,3,3 at low temperature. There is provided a method for purifying 1,1,1,3,3-pentafluorobutane, wherein 3-pentafluorobutane is precipitated, and the precipitated solid is separated by filtration to remove impurities.
The freezing point of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane is described in Journal of American Chemical Society, Vol. 67, 1197 (1945) describes -35.01 ° C. However, even when commercially available 1,1,1,3,3-pentafluorobutane was cooled to −40 ° C. to −50 ° C., no solidification was observed and the liquid state was maintained. Further, it was found that as the temperature was lowered, 1,1,1,3,3-pentafluorobutane solidified between −55 to −60 ° C. and a white solid was precipitated. Based on this knowledge obtained, we have completed the present invention.

本発明で用いる、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンは、例えば、特開平8−99918号公報や、特表2007−500228号公報に記載の方法で製造することができる。いずれも、クロロ(フルオロ)ブタンを出発原料に用い、五塩化アンチモン等のV属、又はVI属の金属塩化物を触媒に用い、フッ化水素で塩素をフッ素に置換させる方法である。   The 1,1,1,3,3-pentafluorobutane used in the present invention can be produced, for example, by the methods described in JP-A-8-99918 and JP-T2007-500228. In either case, chloro (fluoro) butane is used as a starting material, metal chloride of group V or group VI such as antimony pentachloride is used as a catalyst, and chlorine is replaced with fluorine by hydrogen fluoride.

一方、市販の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン中の不純物を分析したところ、(E)−1,1,1−トリフルオロ−3−クロロ−2−ブテン、(Z)−1,1,1−トリフルオロ−3−クロロ−2−ブテン、1−クロロ−1、1、3,3−テトラフルオロブタンなどの炭素数4の不純物を主に含有していることが分かった。   On the other hand, when impurities in commercially available 1,1,1,3,3-pentafluorobutane were analyzed, (E) -1,1,1-trifluoro-3-chloro-2-butene, (Z)- It was found that it mainly contains impurities having 4 carbon atoms such as 1,1,1-trifluoro-3-chloro-2-butene, 1-chloro-1,1,3,3-tetrafluorobutane. .

本発明に用いられるアルコールとしては、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの凝固点よりも低い凝固点を有することが必須であるため、メタノール(凝固点:−98℃)、エタノール(凝固点:−114℃)、n−プロパノール(凝固点:−126℃)、イソプロパノール(凝固点:−89℃)などの炭素数3のアルコール、n−ブタノール(凝固点:−90℃)、イソブタノール(凝固点:−108℃)、2−ブタノール(凝固点:−117℃)などの炭素数4のアルコールを挙げることができ、これらの中でも、メタノール、エタノール、イソプロパノールが好ましく、後に行う水を用いた残留アルコールの分離工程での、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの分離の容易さの観点から、メタノール及びエタノールがより好ましい。   As the alcohol used in the present invention, it is essential to have a freezing point lower than the freezing point of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. Therefore, methanol (freezing point: −98 ° C.), ethanol (freezing point: -114 ° C.), n-propanol (freezing point: −126 ° C.), alcohol having 3 carbon atoms such as isopropanol (freezing point: −89 ° C.), n-butanol (freezing point: −90 ° C.), isobutanol (freezing point: −108). C), 2-butanol (freezing point: −117 ° C.), and the like. Among these, methanol, ethanol, and isopropanol are preferable. In the subsequent step of separating residual alcohol using water, From the viewpoint of ease of separation of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane, methanol and ethanol are Ri preferred.

これらアルコールの添加量としては、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンに対して、20〜60重量%が好ましく、より好ましくは30〜50重量%である。アルコールの添加量が少なすぎると不純物である塩化フッ化炭化水素の除去効率が低下し、アルコールの量が多すぎると、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの回収量が低くなり、1回処理あたりの収率が下がる。   The addition amount of these alcohols is preferably 20 to 60% by weight, more preferably 30 to 50% by weight, based on 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. If the amount of alcohol added is too small, the removal efficiency of the chlorofluorohydrocarbon, which is an impurity, will be reduced. If the amount of alcohol is too large, the amount of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane recovered will be low. The yield per treatment is reduced.

上記アルコールとの混合液を冷却し、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを析出(晶析)させる温度は、少なくとも、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの凝固点(我々が確認した温度:−55〜−60℃の間)よりも低い温度である。その温度としては、−60〜−100℃の範囲が好ましく、−70〜−90の範囲がより好ましいが、上記の使用するアルコールの融点に応じて、設定される。冷却温度が高すぎると、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの析出量が少なくなり、仕込みの1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン量に対して回収率が下がる。一方、冷却温度が低く設定する場合は、冷却装置に負荷がかかるので、エネルギー的に不利である。   The temperature at which the liquid mixture with the alcohol is cooled to precipitate (crystallize) 1,1,1,3,3-pentafluorobutane is at least the freezing point of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. (The temperature we have confirmed: between -55 and -60 ° C). The temperature is preferably in the range of −60 to −100 ° C., more preferably in the range of −70 to −90, but is set according to the melting point of the alcohol used. If the cooling temperature is too high, the amount of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane deposited decreases, and the recovery rate decreases with respect to the amount of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane charged. . On the other hand, when the cooling temperature is set low, the cooling device is loaded, which is disadvantageous in terms of energy.

析出した1,1,1,3,3−ペンタフルロブタンとアルコールを主成分とする母液を分離する方法としては濾過が用いられる。濾過装置自体も上記の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを析出(晶析)させる温度、もしくはそれ以下に設定するのが好ましい。冷却温度が高すぎると析出させた1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの固体の一部が融解してしまい、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの回収量が下がる。冷却温度が低すぎると、やはり、冷却装置に負荷がかかるので、エネルギー的に不利である。   Filtration is used as a method for separating the precipitated 1,1,1,3,3-pentaflurobutane and the mother liquor mainly composed of alcohol. The filtration device itself is preferably set to a temperature at which 1,1,1,3,3-pentafluorobutane is precipitated (crystallization) or lower. If the cooling temperature is too high, a part of the precipitated 1,1,1,3,3-pentafluorobutane solid melts, and the recovered amount of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane increases. Go down. If the cooling temperature is too low, the cooling device is loaded, which is disadvantageous in terms of energy.

また、濾過操作は減圧下、又は加圧下で素早く行われるのが好ましい。大気圧下での濾過は時間を要すため、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの固体の一部が融解してしまい、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの回収量が下がる可能性がある。   The filtration operation is preferably performed quickly under reduced pressure or under pressure. Since filtration under atmospheric pressure requires time, a part of the 1,1,1,3,3-pentafluorobutane solid melts, resulting in 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. There is a possibility that the amount of recovered material will decrease.

ろ別した固体は使用したアルコールで洗浄される。この際のアルコールも上記の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを析出(晶析)させる温度と同じ温度であることが好ましい。温度が高すぎると、析出させた固体の一部が融解し、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの回収量が下がる。温度が低すぎると、アルコールの粘度が増大するので、洗浄に多大な時間を要す。   The filtered solid is washed with the alcohol used. The alcohol at this time is also preferably at the same temperature as the temperature at which 1,1,1,3,3-pentafluorobutane is precipitated (crystallized). When the temperature is too high, a part of the precipitated solid is melted, and the recovered amount of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane is lowered. If the temperature is too low, the viscosity of the alcohol increases, so that a long time is required for washing.

洗浄用に使用するアルコールの量は、仕込みの1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンに対して、重量で、10〜60%が好ましく、20〜50%がより好ましい。洗浄用アルコールの量が少なすぎると、析出した1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの固体表面に付着した不純物除去効果が下がり、アルコールの量が多すぎると析出させた固体の一部が融解し、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの回収量が下がる。   The amount of alcohol used for washing is preferably 10 to 60% and more preferably 20 to 50% by weight based on the charged 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. If the amount of cleaning alcohol is too small, the effect of removing impurities adhering to the solid surface of the deposited 1,1,1,3,3-pentafluorobutane decreases, and if the amount of alcohol is too large, The part melts and the recovered amount of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane decreases.

アルコールで洗浄した固体状の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンは徐々に温度を上げることにより融解し、液状態に戻る。多くの場合、液状態に戻った1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンはアルコールとの混合状態になっているため、アルコールの除去を行う。本発明に用いるアルコールは、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン(沸点:40℃)よりも沸点が高いので、蒸留分離を適用することもできるが、沸点の高いアルコールの除去はエネルギー効率の観点から有利とは言えず、またエタノールのように共沸混合物を形成する場合には適用できない。   Solid 1,1,1,3,3-pentafluorobutane washed with alcohol is melted by gradually raising the temperature and returns to a liquid state. In many cases, 1,1,1,3,3-pentafluorobutane that has returned to the liquid state is in a mixed state with alcohol, and thus the alcohol is removed. Since the alcohol used in the present invention has a higher boiling point than 1,1,1,3,3-pentafluorobutane (boiling point: 40 ° C.), distillation separation can also be applied. It cannot be said that it is advantageous from the viewpoint of energy efficiency, and is not applicable when an azeotrope is formed like ethanol.

そこで、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンからアルコールを効率よく、簡便に除去するために、水洗浄を行う。洗浄に用いられる水の量は、析出した固体を溶解させた、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンとアルコールの混合物に対して、重量で1〜5倍、より好ましくは、2〜4倍量である。洗浄水の量が少なすぎるとアルコールの除去効果が下がるので、洗浄回数を増やす必要があり、洗浄水の量が多すぎると、排水量も多くなるので好ましくない。   Therefore, in order to efficiently and easily remove alcohol from 1,1,1,3,3-pentafluorobutane, water washing is performed. The amount of water used for washing is 1 to 5 times by weight with respect to a mixture of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane and alcohol in which the precipitated solid is dissolved, more preferably 2 ~ 4 times the amount. If the amount of washing water is too small, the effect of removing alcohol decreases, so it is necessary to increase the number of washings. If the amount of washing water is too large, the amount of drainage increases, which is not preferable.

洗浄の方法としては、容器内に1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンとアルコールの混合物と所定量の水を入れ、しばらく撹拌した後、静置、二層分離させて、下層を取り出す方法や、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンとアルコールの混合物と所定量の水を循環させて、静置、二層分離させてもよい。上層のアルコールと水の混合物は通常の方法に従い、蒸留回収、再使用することができる。一方、下層の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンはアルミナ、モレキュラーシーブのような乾燥剤を用いることで、取り込まれた水分を低減することができる。   As a method of washing, put a mixture of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane and alcohol and a predetermined amount of water in a container, stir for a while, let stand, separate into two layers, Alternatively, the mixture may be taken out, or a mixture of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane and alcohol and a predetermined amount of water may be circulated and allowed to stand or be separated into two layers. The mixture of alcohol and water in the upper layer can be recovered by distillation and reused according to a usual method. On the other hand, 1,1,1,3,3-pentafluorobutane in the lower layer can reduce the incorporated moisture by using a desiccant such as alumina or molecular sieve.

以上に説明した、塩素化フッ化炭化水素を不純物として含有する、粗1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンをアルコール混合し、低温下に1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを析出させ、析出した固体をろ過分離、水洗浄を行うことにより、塩素化フッ化炭化水素系の不純物量が低減されて、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを取得することができる。   As described above, crude 1,1,1,3,3-pentafluorobutane containing chlorinated fluorinated hydrocarbon as an impurity is mixed with alcohol, and 1,1,1,3,3-penta is mixed at a low temperature. Fluorobutane is precipitated, and the precipitated solid is separated by filtration and washed with water to reduce the amount of chlorinated fluorinated hydrocarbon impurities and obtain 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. can do.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例によってその範囲を限定されるものではない。なお、特に断りがない限り、「%」は「重量%」を表す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited the range by the following Examples. Note that “%” represents “% by weight” unless otherwise specified.

以下において採用した分析条件は下記の通りである。
・ガスクロマトグラフィー分析(GC分析)
装置:アジレント社製、製品名「HP−6890」
カラム:ジーエルサイエンス社製、製品名「Inert Cap−1」、長さ60m、内径0.25mm、膜厚1.5μm
カラム温度: 40℃で10分間保持、次いで、20℃/分で昇温し、その後、240℃で10分間保持
インジェクション温度:200℃
キャリヤーガス:窒素
スプリット比:100/1
検出器:FID
The analysis conditions adopted below are as follows.
・ Gas chromatography analysis (GC analysis)
Apparatus: Product name “HP-6890” manufactured by Agilent
Column: GL Sciences, product name “Inert Cap-1”, length 60 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 1.5 μm
Column temperature: held at 40 ° C. for 10 minutes, then heated at 20 ° C./minute, and then held at 240 ° C. for 10 minutes Injection temperature: 200 ° C.
Carrier gas: nitrogen split ratio: 100/1
Detector: FID

・不純物分析(ガスクロマトグラフィー質量分析)
GC部分:アジレント社製、製品名「HP−6890」
カラム: ジーエルサイエンス社製、製品名「Inert Cap−1」、長さ60m、内径0.25mm、膜厚1.5μm
カラム温度:40℃で10分間保持、次いで、20℃/分で昇温し、その後、240℃で10分間保持
MS部分:アジレント社製、製品名「5973 NETWORK」
検出器 EI型(加速電圧:70eV)
・ Impurity analysis (gas chromatography mass spectrometry)
GC part: manufactured by Agilent, product name "HP-6890"
Column: GL Sciences, product name “Inert Cap-1”, length 60 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 1.5 μm
Column temperature: held at 40 ° C. for 10 minutes, then heated at 20 ° C./minute, and then held at 240 ° C. for 10 minutes MS part: manufactured by Agilent, product name “5973 NETWORK”
Detector EI type (acceleration voltage: 70eV)

[分析例1]
Apollo Scietific社製の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン中の不純物をガスクロマトグラフィー質量分析計にて分析を行った結果、塩素含有不純物として、(E)−1,1,1−トリフルオロ−3−クロロ−2−ブテン、(Z)−1,1,1−トリフルオロ−3−クロロ−2−ブテン、1−クロロ−1、1、3,3−テトラフルオロブタンが検出された。
[Analysis Example 1]
As a result of analyzing impurities in 1,1,1,3,3-pentafluorobutane manufactured by Apollo Scientific using a gas chromatography mass spectrometer, (E) -1,1,1 was obtained as chlorine-containing impurities. -Detected trifluoro-3-chloro-2-butene, (Z) -1,1,1-trifluoro-3-chloro-2-butene, 1-chloro-1,1,3,3-tetrafluorobutane It was done.

[実施例1]
撹拌子を付した容量100mLのナスフラスコに、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン(Apollo Scientific社製)26g、メタノール10.9gを入れ、撹拌混合した。ナスフラスコをエタノール浴に浸し、ドライアイスを少しずつ投入して温度を徐々に下げていった。エタノール浴を−75℃まで下げてその温度を維持した。数分後、ナスフラスコの中は白い固体が析出しはじめ、撹拌子が回転不能になった。析出した白色固体は薬さじでほぐれる程度の固さであった。別途、ドライアイスで周囲を冷却したグラスフィルターを準備し、ナスフラスコ内に析出した固体を素早く、グラスフィルターに移し、減圧濾過した。グラスフィルター内に残った固体を−70℃に冷却しておいたメタノール10ml(7.9g)で洗浄した。グラスフィルターを徐々に室温に戻し、溶解した液体19.35gを容量50mLのナスフラスコに回収した。ナスフラスコ内の液体をガスクロマトグラフィーにて分析したところ、59.9%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンが回収された。不純物量の変化は表1に記載のとおりである。
[Example 1]
26 g of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane (manufactured by Apollo Scientific) and 10.9 g of methanol were placed in a 100 mL eggplant flask equipped with a stir bar and stirred and mixed. The eggplant flask was immersed in an ethanol bath, and dry ice was added little by little to gradually lower the temperature. The ethanol bath was lowered to -75 ° C to maintain that temperature. Several minutes later, a white solid began to precipitate in the eggplant flask, and the stirring bar became non-rotatable. The precipitated white solid was hard enough to be loosened by a spoon. Separately, a glass filter whose periphery was cooled with dry ice was prepared, and the solid deposited in the eggplant flask was quickly transferred to the glass filter and filtered under reduced pressure. The solid remaining in the glass filter was washed with 10 ml (7.9 g) of methanol that had been cooled to -70 ° C. The glass filter was gradually returned to room temperature, and 19.35 g of the dissolved liquid was recovered in a 50 mL eggplant flask. When the liquid in the eggplant flask was analyzed by gas chromatography, 59.9% of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane was recovered. The change in the amount of impurities is as shown in Table 1.

[実施例2]
実施例1において、メタノール10.9gをエタノール11.3gと洗浄用エタノール10ml(7.6g)との混合溶媒に変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。容量50mLのナスフラスコ内に18.53gの液体が回収され、さらに、ガスクロマトグラフィーにて分析したところ、51.7%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンが回収された。不純物量の変化は表1に記載のとおりである。
[Example 2]
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed, except that 10.9 g of methanol was changed to a mixed solvent of 11.3 g of ethanol and 10 ml (7.6 g) of ethanol for washing. In a 50 mL eggplant flask, 18.53 g of liquid was recovered and further analyzed by gas chromatography. As a result, 51.7% of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane was recovered. The change in the amount of impurities is as shown in Table 1.

[実施例3]
実施例1において、メタノール10.9gをイソプロパノール11.8gと洗浄用イソプロパノール10ml(7.9g)との混合溶媒に変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。容量50mLのナスフラスコ内に20.7gの液体が回収され、さらに、ガスクロマトグラフィーにて分析したところ、64.1%の1、1,1,3,3−ペンタフルオロブタンが回収された。不純物量の変化は表1に記載のとおりである。
[Example 3]
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that 10.9 g of methanol was changed to a mixed solvent of 11.8 g of isopropanol and 10 ml (7.9 g) of isopropanol for washing. When 20.7 g of liquid was recovered in a 50 mL eggplant flask, and further analyzed by gas chromatography, 64.1% of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane was recovered. The change in the amount of impurities is as shown in Table 1.

[実施例4]
実施例1で得られた、1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンとメタノールの混合物19.3gと水40gとを、容量100mlのナスフラスコに入れ、攪拌子で10分間、界面が2層に分離しない程度に強撹拌した。内容物を分液ロートに移し、静置、2層分離させた。下層を抜き出したところ、14.1gの1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンが回収された。ガスクロマトグラフィーにて分析した結果、メタノールが除去されていることが確認できた。(ガスクロマトグラフィー検出下限:12ppm)
[Example 4]
19.3 g of a mixture of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane and methanol obtained in Example 1 and 40 g of water were placed in a 100 ml eggplant flask, and the interface was maintained for 10 minutes with a stir bar. The mixture was vigorously stirred so as not to separate into two layers. The contents were transferred to a separatory funnel and allowed to stand and separated into two layers. When the lower layer was extracted, 14.1 g of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane was recovered. As a result of analysis by gas chromatography, it was confirmed that methanol was removed. (Gas chromatography detection limit: 12 ppm)

[比較例1]
実施例1において、メタノール10.9gをアセトン11.7gに変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。30分間放置後、わずかに白色固体の析出は確認されたが、撹拌子は回転している状態であった。容量50mLのナスフラスコ内に1.17gの液体が回収され、さらに、ガスクロマトグラフィーにて分析したところ、3.0%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンが回収されたに過ぎなかった。
[Comparative Example 1]
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that 10.9 g of methanol was changed to 11.7 g of acetone. After standing for 30 minutes, slight white solid deposition was confirmed, but the stirrer was rotating. 1.17 g of liquid was recovered in a 50 mL eggplant flask and further analyzed by gas chromatography. As a result, 3.0% of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane was recovered. It wasn't too much.

[比較例2]
実施例1において、メタノール10.9gをトルエン13gに変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。10分間放置後、白色固体の析出は確認されたが、非常に固い固体であり、薬さじでもほぐすことができず、ナスフラスコからの取出しが非常に困難であった。容量50mLのナスフラスコ内に6.65gの液体が回収され、さらに、ガスクロマトグラフィーにて分析したところ、17.7%の1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンが回収されたに過ぎなかった。
[Comparative Example 2]
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that 10.9 g of methanol was changed to 13 g of toluene. After standing for 10 minutes, precipitation of a white solid was confirmed, but it was a very hard solid, could not be loosened even with a spoon, and was very difficult to remove from the eggplant flask. When 6.65 g of liquid was recovered in a 50 mL eggplant flask and further analyzed by gas chromatography, 17.7% of 1,1,1,3,3-pentafluorobutane was recovered. It wasn't too much.

Figure 2014181194
Figure 2014181194

以上の結果から、アルコールを用いて、粗1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを晶析させることにより、塩化フッ化炭化水素の含有量を1/3以下に低減することができる。
From the above results, the content of chlorofluorohydrocarbon can be reduced to 1/3 or less by crystallizing crude 1,1,1,3,3-pentafluorobutane using alcohol. .

Claims (4)

塩素化フッ化炭化水素を不純物として含有する、粗1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンをアルコールと混合し、低温下に1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを析出させ、析出した固体を、低温下に濾別して不純物を除去することを特徴とする1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンの精製方法。 Crude 1,1,1,3,3-pentafluorobutane containing chlorinated fluorinated hydrocarbon as an impurity is mixed with alcohol, and 1,1,1,3,3-pentafluorobutane is precipitated at a low temperature. And purifying the precipitated solid by filtration at a low temperature to remove impurities, and a method for purifying 1,1,1,3,3-pentafluorobutane. 前記アルコールが、炭素数4以下、且つ、融点が−80℃以下のものであることを特徴とする請求項1に記載の精製方法。 The purification method according to claim 1, wherein the alcohol has 4 or less carbon atoms and a melting point of -80 ° C or less. 低温下の濾別により得られた1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタンを、室温に戻し、液体となった1,1,1,3,3−ペンタフフルオロブタンを水洗浄することにより、1,1,1,3,3−ヘプタフルオロブタン中の残留アルコールを除去する工程を、更に有する請求項1又は2記載の精製方法。 The 1,1,1,3,3-pentafluorobutane obtained by filtration at low temperature is returned to room temperature, and the 1,1,1,3,3-pentafluorobutane that has become liquid is washed with water. The purification method according to claim 1 or 2, further comprising a step of removing residual alcohol in 1,1,1,3,3-heptafluorobutane. アルコールがメタノール及び/又はエタノールであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の精製方法。 4. The purification method according to claim 1, wherein the alcohol is methanol and / or ethanol.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116454392A (en) * 2023-06-16 2023-07-18 广州天赐高新材料股份有限公司 Lithium ion secondary battery electrolyte and lithium ion secondary battery
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