JP2017190294A - 1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法 - Google Patents

1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】穏やかな反応条件で、1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンを高収率で製造する方法を提供する。【解決手段】1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法は、焼成体触媒の存在下で、原料とフッ化水素を290℃〜410℃で15秒〜40秒間気相反応させる。原料は、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンおよび1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの少なくとも一方を含んでいる。焼成体触媒は、Crと、Znと、Mg、Ni、Al、Fe、La、Sm、Co、WおよびMoから選ばれる一種以上の金属を有している。1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンまたは1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比は、20〜50であることが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、Cr系触媒存在下で、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンや1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンをフッ素化して、1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンを製造する方法に関するものである。
1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンは、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンやパーフルオロシクロペンテンなどのフッ素化した炭素五員環を製造するための中間体として重要である。フッ素化した炭素五員環は、半導体産業で使用するオゾン層破壊物質の代わりになり得る。例えば、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンは、洗浄剤としてHCFC−225a/bの代わりに使用され、パーフルオロシクロペンテンはエッチング剤として使用される。
特許文献1には、1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法が記載されている。すなわち、AlF3にCrを担持した触媒存在下で、1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素を450℃で気相反応させて、1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンを収率26.8%で得ている(実施例11)。しかしながら、反応温度が高い上に、収率が低いため、工業規模での製造が難しい。この他にもいくつかの製造方法が知られているが、いずれもバッチ式製造法であり、効率的な製造法とは言い難い(特許文献2、非特許文献1、および非特許文献2)。
特開平11−152237号公報 ソ連特許第383367号明細書 特開2001−240568号公報
Journal of Organic Chemistry, 31, p.1917-1920 (1966) Bulltein of the Academy of Sciences of USSR, Division of Chemical Science (English Translation), 39(6), p.1292-1293 (1990)
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、穏やかな反応条件で、1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンを高収率で製造することを目的とする。
本発明の1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法は、Crと、Znと、Mg、Ni、Al、Fe、La、Sm、Co、WおよびMoから選ばれる一種以上の金属とを有する焼成体触媒の存在下で、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンおよび1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの少なくとも一方を含む原料と、フッ化水素とを気相反応させる。
本発明によれば、穏やかな反応条件で、1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンを高収率で製造できる。
以下、本発明の1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法について、実施形態と実施例に基づいて詳細に説明する。重複説明は適宜省略する。なお、2つの数値の間に「〜」を記載して数値範囲を表す場合には、この2つの数値も数値範囲に含まれる。
本発明の実施形態に係る1−クロロヘプタフルオロシクロペンテン(物質F7−1)の製造方法における化学反応を下記の化学反応式に示す。式(1)は、1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテン(物質F6−14)をフッ素化して1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンを製造するときの化学反応を示している。式(2)は、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテン(物質F6−13)をフッ素化して1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンを製造するときの化学反応を示している。
Figure 2017190294
本実施形態の1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法は、焼成体触媒(Catalyst)の存在下で、原料とフッ化水素(HF)とを気相反応させる。原料は、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンおよび1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの少なくとも一方を含んでいる。すなわち、フッ化水素を用いて、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンまたは1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンをフッ素化することによって、1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンが得られる。なお、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンと1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの双方が原料に含まれていてもよい。
本実施形態では、1−クロロヘプタフルオロシクロペンテン以外に、1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテン(物質F6−12)、1,2,4−トリクロロペンタフルオロシクロペンテン(物質F5−124)、1,2,3−トリクロロペンタフルオロシクロペンテン(物質F5−123)、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテン(物質F6−13)、および1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテン(物質F6−14)も生成する。
生成した1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテン、1−クロロヘプタフルオロシクロペンテン、1,2,3−トリクロロペンタフルオロシクロペンテン、1,2,4−トリクロロペンタフルオロシクロペンテン、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテン、および1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの混合物を分留すれば、1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンが得られる。
1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比、すなわちフッ化水素(mol)/1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテン(mol)の値は20〜50であることが好ましい。また、1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比も20〜50であることが好ましい。1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンが高収率で得られるからである。焼成体触媒は、Crと、Znと、Mg、Ni、Al、Fe、La、Sm、Co、WおよびMoから選ばれる一種以上の金属を含有している。
本実施形態では、焼成体触媒が金属フッ化物であることが好ましく、気相反応を290℃〜410℃で行うことが好ましい。焼成体触媒がCr、Zn、およびMgを含む金属フッ化物の場合、気相反応を330℃〜410℃で行うと1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンが高収率で得られる。また、焼成体触媒がCr、Zn、およびNiを含む金属フッ化物の場合、気相反応を290℃〜330℃で行うと1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンが高収率で得られる。また、焼成体触媒がCr、Zn、およびAlを含む金属フッ化物の場合、気相反応を290℃〜410℃で行うと1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンが高収率で得られる。
また、焼成体触媒がCr、Zn、およびLaを含む金属フッ化物の場合、気相反応を330℃〜410℃で行うと1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンが高収率で得られる。また、焼成体触媒がCr、Zn、およびWを含む金属フッ化物の場合、気相反応を290℃〜330℃で行うと1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンが高収率で得られる。原料とフッ化水素が焼成体触媒と接触する時間、すなわち接触時間は10秒〜50秒が好ましく、12秒〜50秒がより好ましい。1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンが高収率で得られるからである。
焼成体触媒は下記のようにして調製できる。まず、Cr化合物と、Zn化合物と、Mg化合物、Ni化合物、Al化合物、Fe化合物、La化合物、Sm化合物、Co化合物、W化合物およびMo化合物から選ばれる一種以上の金属化合物を含む水溶液を作製する。つぎに、共沈法によって、この水溶液から沈殿物を得る。そして、この沈殿物を、例えば200℃〜400℃で4時間〜8時間焼成して触媒前駆体を得る。つぎに、例えば300℃〜500℃の加熱下で、この触媒前駆体にフッ化水素を例えば2時間〜4時間接触させて焼成体触媒を得る。
焼成体触媒の原料であるCr化合物、Zn化合物、Mg化合物、Ni化合物、Al化合物、Fe化合物、La化合物、Sm化合物、Co化合物、W化合物、およびMo化合物として、例えばCrCl3、Zn(NO3)2・6H2O、Mg(NO3)2・6H2O、Ni(NO3)2・6H2O、NiCl2・6H2O、Al(NO3)3・9H2O、FeCl3、La(NO3)3・6H2O、Sm(NO3)3、Co(NO3)3・6H2O、(NH4)101241・xH2O、および(NH4)6Mo724がそれぞれ挙げられるが、これらに限定されない。
(Cr−Zn−Mg系触媒の調製)
まず、238.7gの10質量%CrCl3水溶液と、4.3gのMg(NO3)2・6H2Oと、3.0gのZn(NO3)2・6H2Oを混合した。つぎに、この混合溶液にアンモニア水を加えて、共沈法により水酸化物を得た。そして、この水酸化物を350℃で360分間焼成して触媒前駆体を得た。つぎに、内径10mm、長さ300mmのニッケル合金(インコネル(商標))製の反応管内にこの触媒前駆体19.3gを入れ、反応管内を400℃に保ちながら、反応管内にフッ化水素を4時間流通させた。その後、窒素を反応管内に流通させて、残ったフッ化水素を除去して焼成体触媒を得た。得られた触媒はCr、Zn、およびMgを含む金属フッ化物であった。
(1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化)
まず、上記で得られた触媒を反応管内に充填した。つぎに、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素(森田化学工業社製)を、150℃に保った気化器を経由させて、表1に示す各温度の反応管内に導入した。なお、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比は20とした。また、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンは、例えば特許文献3に記載された1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法で得られる副生成物を分留して得られる。
なお、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素が触媒と接触している時間は12秒であった。そして、反応管から流出した生成物を30℃の水流で洗浄して、生成物からフッ化水素と塩化水素を除去して精製した。この精製した生成物をガスクロマトグラフ(島津製作所製、GC−17a)で分析した。その結果を表1に示す。
Figure 2017190294
表1に示すように、330℃〜410℃で気相反応を行うと、目的物である物質F7−1の収率が高くなることがわかった。この温度範囲でも、特に330℃〜370℃で気相反応を行うと、物質F7−1の収率が極めて高くなることがわかった。
(Cr−Zn−Ni系触媒の調製)
まず、240.5gの10質量%CrCl3水溶液と、2.0gのNi(NO3)2・6H2Oと、3.5gのZn(NO3)2・6H2Oを混合した。つぎに、この混合溶液にアンモニア水を加えて、共沈法により水酸化物を得た。そして、この水酸化物を350℃で360分間焼成して触媒前駆体を得た。つぎに、実施例1と同じ反応管内にこの触媒前駆体18.6gを入れ、反応管内を400℃に保ちながら、反応管内にフッ化水素を4時間流通させた。その後、窒素を反応管内に流通させて、残ったフッ化水素を除去して焼成体触媒を得た。得られた触媒はCr、Zn、およびNiを含む金属フッ化物であった。
(1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化)
まず、上記で得られた触媒を反応管内に充填した。つぎに、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素を、150℃に保った気化器を経由させて、表2に示す各温度の反応管内に導入した。なお、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比は20とした。また、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素が触媒と接触している時間は12秒であった。そして、反応管から流出した生成物を30℃の水流で洗浄して、生成物からフッ化水素と塩化水素を除去して精製した。この精製した生成物をガスクロマトグラフ(島津製作所製、GC−17a)で分析した。その結果を表2に示す。
Figure 2017190294
表2に示すように、実施例1と異なる触媒を用いた場合でも、290℃〜410℃で気相反応を行うと、目的物である物質F7−1の収率が高くなることがわかった。この温度範囲でも、特に290℃〜330℃で気相反応を行うと、物質F7−1の収率が極めて高くなることがわかった。
(Cr−Zn−Al系触媒の調製)
まず、237.4gの10質量%CrCl3水溶液と、5.6gのAl(NO3)3・9H2Oと、3.0gのZn(NO3)2・6H2Oを混合した。つぎに、この混合溶液にアンモニア水を加えて、共沈法により水酸化物を得た。そして、この水酸化物を350℃で360分間焼成して触媒前駆体を得た。つぎに、実施例1と同じ反応管内にこの触媒前駆体20.5gを入れ、反応管内を400℃に保ちながら、反応管内にフッ化水素を4時間流通させた。その後、窒素を反応管内に流通させて、残ったフッ化水素を除去して触媒を得た。得られた触媒はCr、Zn、およびAlを含む金属フッ化物であった。
(1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化)
まず、上記で得られた触媒を反応管内に充填した。つぎに、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素を、150℃に保った気化器を経由させて、表3に示す各温度の反応管内に導入した。なお、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比は20とした。また、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素が触媒と接触している時間は12秒であった。そして、反応管から流出した生成物を30℃の水流で洗浄して、生成物からフッ化水素と塩化水素を除去して精製した。この精製した生成物をガスクロマトグラフ(島津製作所製、GC−17a)で分析した。その結果を表3に示す。
Figure 2017190294
表3に示すように、実施例1および実施例2と異なる触媒を用いた場合でも、290℃〜410℃で気相反応を行うと、目的物である物質F7−1の収率が高くなることがわかった。
(Cr−Zn−Ni系触媒の調製)
まず、239.5gの10質量%CrCl3水溶液と、3.5gのNiCl2・6H2Oと、3.0gのZn(NO3)2・6H2Oを混合した。つぎに、この混合溶液に、アンモニア水を加えて、共沈法により水酸化物を得た。そして、この水酸化物を350℃で360分間焼成して触媒前駆体を得た。つぎに、実施例1と同じ反応管内にこの触媒前駆体22.4gを入れ、反応管内を400℃に保ちながら、反応管内にフッ化水素を4時間流通させた。その後、窒素を反応管内に流通させて、残ったフッ化水素を除去して触媒を得た。得られた触媒はCr、Zn、およびNiを含む金属フッ化物であった。
(1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化)
まず、上記で得られた触媒を反応管内に充填した。つぎに、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素を、150℃に保った気化器を経由させて、表4に示す各温度の反応管内に導入した。なお、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比は20とした。また、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素が触媒と接触している時間は12秒であった。そして、反応管から流出した生成物を30℃の水流で洗浄して、生成物からフッ化水素と塩化水素を除去して精製した。この精製した生成物をガスクロマトグラフ(島津製作所製、GC−17a)で分析した。その結果を表4に示す。
Figure 2017190294
表4に示すように、実施例1〜実施例3と異なる触媒を用いた場合でも、290℃〜410℃で気相反応を行うと、目的物である物質F7−1の収率が高くなることがわかった。この温度範囲でも、特に290℃〜330℃で気相反応を行うと、物質F7−1の収率が極めて高くなることがわかった。
(Cr−Zn−Fe系触媒の調製)
まず、239.2gの10質量%CrCl3水溶液と、6.5gのFeCl3と、3.0gのZn(NO3)2・6H2Oを混合した。つぎに、この混合溶液に、アンモニア水を加えて、共沈法により水酸化物を得た。そして、この水酸化物を350℃で360分間焼成してCr系触媒前駆体を得た。つぎに、実施例1と同じ反応管内にこの触媒前駆体19.6gを入れ、反応管内を400℃に保ちながら、反応管内にフッ化水素を4時間流通させた。その後、窒素を反応管内に流通させて、残ったフッ化水素を除去して触媒を得た。得られた触媒はCr、Zn、およびFeを含む金属フッ化物であった。
(1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化)
まず、上記で得られた触媒を反応管内に充填した。つぎに、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素を、150℃に保った気化器を経由させて、表5に示す各温度の反応管内に導入した。なお、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比を20とした。また、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素が触媒と接触している時間は12秒であった。そして、反応管から流出した生成物を30℃の水流で洗浄して、生成物からフッ化水素と塩化水素を除去して精製した。この精製した生成物をガスクロマトグラフ(島津製作所製、GC−17a)で分析した。その結果を表5に示す。
Figure 2017190294
表5に示すように、実施例1〜実施例4と異なる触媒を用いた場合でも、290℃〜410℃で気相反応を行うと、目的物である物質F7−1の収率が高くなることがわかった。この温度範囲でも、特に290℃〜370℃で気相反応を行うと、物質F7−1の収率が極めて高くなることがわかった。
(Cr−Zn−La系触媒の調製)
まず、238.7gの10質量%CrCl3水溶液と、5.5gのLa(NO3)3・6H2Oと、3.0gのZn(NO3)2・6H2Oを混合した。つぎに、この混合溶液に、アンモニア水を加えて、共沈法により水酸化物を得た。そして、この水酸化物を350℃で360分間焼成してCr系触媒前駆体を得た。つぎに、実施例1と同じ反応管内にこの触媒前駆体19.6gを入れ、反応管内を400℃に保ちながら、反応管内にフッ化水素を4時間流通させた。その後、窒素を反応管内に流通させて、残ったフッ化水素を除去して触媒を得た。得られた触媒はCr、Zn、およびLaを含む金属フッ化物であった。
(1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化)
まず、上記で得られた触媒を反応管内に充填した。つぎに、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素を、150℃に保った気化器を経由させて、表6に示す各温度の反応管内に導入した。なお、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比を20とした。また、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素が触媒と接触している時間は12秒であった。そして、反応管から流出した生成物を30℃の水流で洗浄して、生成物からフッ化水素と塩化水素を除去して精製した。この精製した生成物をガスクロマトグラフ(島津製作所製、GC−17a)で分析した。その結果を表6に示す。
Figure 2017190294
表6に示すように、実施例1〜実施例5と異なる触媒を用いた場合でも、330℃〜410℃で気相反応を行うと、目的物である物質F7−1の収率が高くなることがわかった。
(Cr−Zn−Sm系触媒の調製)
まず、238.7gの10質量%CrCl3水溶液と、3.3gのSm(NO3)3と、3.0gのZn(NO3)2・6H2Oを混合した。つぎに、この混合溶液に、アンモニア水を加えて、共沈法により水酸化物を得た。そして、この水酸化物を350℃で360分間焼成してCr系触媒前駆体を得た。つぎに、実施例1と同じ反応管内にこの触媒前駆体19.6gを入れ、反応管内を400℃に保ちながら、反応管内にフッ化水素を4時間流通させた。その後、窒素を反応管内に流通させて、残ったフッ化水素を除去して触媒を得た。得られた触媒はCr、Zn、およびSmを含む金属フッ化物であった。
(1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化)
まず、上記で得られた触媒を反応管内に充填した。つぎに、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素を、150℃に保った気化器を経由させて、表7に示す各温度の反応管内に導入した。なお、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比を20とした。また、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素が触媒と接触している時間は12秒であった。そして、反応管から流出した生成物を30℃の水流で洗浄して、生成物からフッ化水素と塩化水素を除去して精製した。この精製した生成物をガスクロマトグラフ(島津製作所製、GC−17a)で分析した。その結果を表7に示す。
Figure 2017190294
表7に示すように、実施例1〜実施例6と異なる触媒を用いた場合でも、330℃〜410℃で気相反応を行うと、目的物である物質F7−1の収率が高くなることがわかった。この温度範囲でも、特に330℃で気相反応を行うと、物質F7−1の収率が極めて高くなることがわかった。
(Cr−Zn−Co系触媒の調製)
まず、238.7gの10質量%CrCl3水溶液と、4.8gのCo(NO3)3・6H2Oと、3.0gのZn(NO3)2・6H2Oを混合した。つぎに、この混合溶液に、アンモニア水を加えて、共沈法により水酸化物を得た。そして、この水酸化物を350℃で360分間焼成してCr系触媒前駆体を得た。つぎに、実施例1と同じ反応管内にこの触媒前駆体19.6gを入れ、反応管内を400℃に保ちながら、反応管内にフッ化水素を4時間流通させた。その後、窒素を反応管内に流通させて、残ったフッ化水素を除去して触媒を得た。得られた触媒はCr、Zn、およびCoを含む金属フッ化物であった。
(1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化)
まず、上記で得られた触媒を反応管内に充填した。つぎに、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素を、150℃に保った気化器を経由させて、表8に示す各温度の反応管内に導入した。なお、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比を20とした。また、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素が触媒と接触している時間は12秒であった。そして、反応管から流出した生成物を30℃の水流で洗浄して、生成物からフッ化水素と塩化水素を除去して精製した。この精製した生成物をガスクロマトグラフ(島津製作所製、GC−17a)で分析した。その結果を表8に示す。
Figure 2017190294
表8に示すように、実施例1〜実施例7と異なる触媒を用いた場合でも、290℃〜410℃で気相反応を行うと、目的物である物質F7−1の収率が高くなることがわかった。この温度範囲でも、特に290℃で気相反応を行うと、物質F7−1の収率が極めて高くなることがわかった。
(Cr−Zn−W系触媒の調製)
まず、238.7gの10質量%CrCl3水溶液と、5.4gの(NH4)101241・xH2Oと、3.0gのZn(NO3)2・6H2Oを混合した。つぎに、この混合溶液に、アンモニア水を加えて、共沈法により水酸化物を得た。そして、この水酸化物を350℃で360分間焼成してCr系触媒前駆体を得た。つぎに、実施例1と同じ反応管内にこの触媒前駆体19.6gを入れ、反応管内を400℃に保ちながら、反応管内にフッ化水素を4時間流通させた。その後、窒素を反応管内に流通させて、残ったフッ化水素を除去して触媒を得た。得られた触媒はCr、Zn、およびWを含む金属フッ化物であった。
(1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化)
まず、上記で得られた触媒を反応管内に充填した。つぎに、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素を、150℃に保った気化器を経由させて、表9に示す各温度の反応管内に導入した。なお、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比を20とした。また、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素が触媒と接触している時間は12秒であった。そして、反応管から流出した生成物を30℃の水流で洗浄して、生成物からフッ化水素と塩化水素を除去して精製した。この精製した生成物をガスクロマトグラフ(島津製作所製、GC−17a)で分析した。その結果を表9に示す。
Figure 2017190294
表9に示すように、実施例1〜実施例8と異なる触媒を用いた場合でも、290℃〜410℃で気相反応を行うと、目的物である物質F7−1の収率が高くなることがわかった。この温度範囲でも、特に290℃〜330℃で気相反応を行うと、物質F7−1の収率が極めて高くなることがわかった。
(Cr−Zn−Mo系触媒の調製)
まず、238.7gの10質量%CrCl3水溶液と、4.3gの(NH4)6Mo724と、3.0gのZn(NO3)2・6H2Oを混合した。つぎに、この混合溶液に、アンモニア水を加えて、共沈法により水酸化物を得た。そして、この水酸化物を350℃で360分間焼成してCr系触媒前駆体を得た。つぎに、実施例1と同じ反応管内にこの触媒前駆体19.6gを入れ、反応管内を400℃に保ちながら、反応管内にフッ化水素を4時間流通させた。その後、窒素を反応管内に流通させて、残ったフッ化水素を除去して触媒を得た。得られた触媒はCr、Zn、およびMoを含む金属フッ化物であった。
(1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化)
まず、上記で得られた触媒を反応管内に充填した。つぎに、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素を、150℃に保った気化器を経由させて、表10に示す各温度の反応管内に導入した。なお、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比を20とした。また、1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素が触媒と接触している時間は12秒であった。そして、反応管から流出した生成物を30℃の水流で洗浄して、生成物からフッ化水素と塩化水素を除去して精製した。この精製した生成物をガスクロマトグラフ(島津製作所製、GC−17a)で分析した。その結果を表10に示す。
Figure 2017190294
表10に示すように、実施例1〜実施例9と異なる触媒を用いた場合でも、290℃〜410℃で気相反応を行うと、目的物である物質F7−1の収率が高くなることがわかった。この温度範囲でも、特に290℃で気相反応を行うと、物質F7−1の収率が極めて高くなることがわかった。
(1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化:HF/物質F6−13変化)
触媒調製工程で触媒前駆体が入った反応管内を200℃に保ちながらフッ化水素を流通させたこと、フッ素化工程で反応管内の温度を290℃に固定したこと、および1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比(HF/物質F6−13)を表11に示すように変化させたことを除いて、実施例1と同様の方法で1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンをフッ素化した。その結果を表11に示す。表11に示すように、HF/物質F6−13が20〜50のときに、目的物である物質F7−1の収率が高くなることがわかった。
Figure 2017190294
(1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化:接触時間変化)
触媒調製工程で触媒前駆体が入った反応管内を300℃に保ちながらフッ化水素を流通させたこと、フッ素化工程で反応管内の温度を290℃に固定したこと、および1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンとフッ化水素が触媒と接触している時間(接触時間)を表12に示すように変化させたことを除いて、実施例1と同様の方法で1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンをフッ素化した。その結果を表12に示す。表12に示すように、接触時間が2秒でも目的物であるF7−1は得られ、接触時間が15秒〜50秒であると、物質F7−1の収率が高くなることがわかった。
Figure 2017190294
(1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンのフッ素化)
原料として1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンを用いたことを除いて、実施例1と同様の方法で1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンをフッ素化した。その結果を表13に示す。表13に示すように、実施例1と異なる原料を用いた場合でも、290℃〜410℃で気相反応を行うと、目的物である物質F7−1の収率が高くなることがわかった。この温度範囲でも、特に290℃〜330℃で気相反応を行うと、物質F7−1の収率が極めて高くなることがわかった。
Figure 2017190294

Claims (12)

  1. Crと、Znと、Mg、Ni、Al、Fe、La、Sm、Co、WおよびMoから選ばれる一種以上の金属とを有する焼成体触媒の存在下で、
    1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンおよび1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの少なくとも一方を含む原料と、フッ化水素とを気相反応させる1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法。
  2. 請求項1において、
    前記原料が1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンを含み、
    1,3−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比が20〜50である1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法。
  3. 請求項1または2において、
    前記焼成体触媒が金属フッ化物である1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法。
  4. 請求項3において、
    前記気相反応を290℃〜410℃で行う1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法。
  5. 請求項4において、
    前記焼成体触媒がCr、Zn、およびMgを含む金属フッ化物であり
    前記気相反応を330℃〜410℃で行う1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法。
  6. 請求項4において、
    前記焼成体触媒がCr、Zn、およびNiを含む金属フッ化物であり
    前記気相反応を290℃〜330℃で行う1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法。
  7. 請求項4において、
    前記焼成体触媒がCr、Zn、およびAlを含む金属フッ化物であり
    前記気相反応を290℃〜410℃で行う1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法。
  8. 請求項4において、
    前記焼成体触媒がCr、Zn、およびLaを含む金属フッ化物であり
    前記気相反応を330℃〜410℃で行う1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法。
  9. 請求項4において、
    前記焼成体触媒がCr、Zn、およびWを含む金属フッ化物であり
    前記気相反応を290℃〜330℃で行う1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法。
  10. 請求項1から9のいずれかにおいて、
    前記原料とフッ化水素が前記焼成体触媒と接触する時間が12秒〜50秒である1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法。
  11. 請求項1から10のいずれかにおいて、
    前記原料が1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンを含み、
    1,4−ジクロロヘキサフルオロシクロペンテンの物質量に対するフッ化水素の物質量の比が20〜50である1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法。
  12. 請求項1から11のいずれかにおいて、
    前記焼成体触媒が、Cr化合物と、Zn化合物と、Mg化合物、Ni化合物、Al化合物、Fe化合物、La化合物、Sm化合物、Co化合物、W化合物およびMo化合物から選ばれる一種以上の金属化合物を含む水溶液を共沈法によって沈殿させた沈殿物を焼成し、300℃〜500℃でこの焼成体をフッ化水素と接触させて得たものである1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0967278A (ja) * 1995-08-23 1997-03-11 Korea Advanced Inst Of Sci Technol 1,1,1,2−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン及び1,1,1−トリフルオロエタンの同時製造方法
JPH11152237A (ja) * 1997-09-17 1999-06-08 Nippon Zeon Co Ltd パーハロゲン化シクロペンテンの製造方法
JP2001240568A (ja) * 2000-02-29 2001-09-04 Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti 1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法
JP2001247493A (ja) * 2000-03-08 2001-09-11 Nippon Zeon Co Ltd オクタフルオロシクロペンテンの製造方法
CN103570491A (zh) * 2012-07-21 2014-02-12 北京宇极神光科技有限公司 一种气相催化合成1-氯-2,3,3,4,4,5,5-七氟环戊烯的方法
CN105439806A (zh) * 2015-11-24 2016-03-30 北京宇极科技发展有限公司 一种新型制备全氟环戊烯的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0967278A (ja) * 1995-08-23 1997-03-11 Korea Advanced Inst Of Sci Technol 1,1,1,2−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン及び1,1,1−トリフルオロエタンの同時製造方法
JPH11152237A (ja) * 1997-09-17 1999-06-08 Nippon Zeon Co Ltd パーハロゲン化シクロペンテンの製造方法
JP2001240568A (ja) * 2000-02-29 2001-09-04 Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti 1−クロロヘプタフルオロシクロペンテンの製造方法
JP2001247493A (ja) * 2000-03-08 2001-09-11 Nippon Zeon Co Ltd オクタフルオロシクロペンテンの製造方法
CN103570491A (zh) * 2012-07-21 2014-02-12 北京宇极神光科技有限公司 一种气相催化合成1-氯-2,3,3,4,4,5,5-七氟环戊烯的方法
CN105439806A (zh) * 2015-11-24 2016-03-30 北京宇极科技发展有限公司 一种新型制备全氟环戊烯的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JOURNAL OF FLUORINE CHEMISTRY, vol. 181, JPN6019042534, 2016, pages 11 - 16, ISSN: 0004146670 *

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