JP2019523263A - ハロゲン化オレフィンを製造するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
R1R2R3R4P(+)X’(−) (II)
R1R2R3R4N(+)X’(−) (III)
式中、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ、同じであっても異なっていてもよく、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基であり、X’は、F、Cl、Br、I、OH、CO3、HCO3、SO4、HSO4、H2PO4、HPO4及びPO4からなる群から選択される。これらの化合物の具体例としては、塩化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリエチルアンモニウム、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、塩化テトラ−n−ブチルアンモニウム、臭化テトラ−n−ブチルアンモニウム、硫酸水素テトラ−n−ブチルアンモニウム、塩化テトラ−n−ブチルホスホニウム、臭化テトラフェニルホスホニウム、塩化テトラフェニルホスホニウム、臭化トリフェニルメチルホスホニウム、及び塩化トリフェニルメチルホスホニウムが挙げられる。一実施形態では、塩化ベンジルトリエチルアンモニウムは強塩基性条件下で使用される。このクラスの化合物の中の他の有用な化合物には、4−ジアルキルアミノピリジニウム塩、塩化テトラフェニルアルソニウム、塩化ビス[トリス(ジメチルアミノ)ホスフィン]イミニウム、及び塩化テトラトリス[トリス(ジメチルアミノ)ホスフィンイミノ]ホスホニウムを含む高温安定性(例えば、約200℃まで)を示すものが含まれ、後者の2つの化合物は、高温の濃水酸化ナトリウムの存在下で安定であるとも報告されているので、特に有用であり得る。
R6O(R5O)tR7 (IV)
式中、R5は2つ以上の炭素を含むアルキレン基であり、R6及びR7はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基であり、tは少なくとも2の整数である。そのような化合物には、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、ジイソプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、及びテトラメチレングリコールなどのグリコール、並びにモノメチルなどのモノアルキルエーテル、このようなグリコールのモノエチル、モノプロピル、及びモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル及びペンタエチレングリコールジメチルエーテルなどのジアルキルエーテル、フェニルエーテル、ベンジルエーテル、並びにポリエチレングリコール(平均分子量約300)などのポリアルキレングリコール、ジメチルエーテルポリエチレングリコール(平均分子量約300)のジブチルエーテル、及びポリエチレングリコール(平均分子量約400)のジメチルエーテル、が含まれる。なかでも、R−6及びR−7が両方ともアルキル基、アリール基又はアラルキル基である化合物が好ましい。
CFC−113a=CF3CCl3又は1,1,1−トリクロロ−2,2,2−トリフルオロエタン
HFO−1336ze=CF3CF2CH=CHF又は1,3,3,4,4,4−ヘキサフルオロ−1−ブテン
HCFO−1335zd=CF3CF2CH=CHCl又は1−クロロ−3,3,4,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン
CF3CCl2CH2CHCl2を製造するためのCFC−113aの挿入
塩化ビニル、CH2=CHCl(22.6g、0.354モル)を、210mLのHastelloy(登録商標)反応器中で、CFC−113a(100g、0.53モル)、Fe粉末(0.62g、0.011モル)、及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)の混合物に加えた。反応器を150℃まで5時間加熱した。混合物を容器に移し、GCにより分析した:CFC−113aの変換率は100%であり、生成物、CF3CCl2CH2CHCl2に対する選択率は90%であった。(b.p.71〜92℃/63Torr;1H NMR(CDCl3、400MHz)δ 6.14(t、J=5.5Hz、1H)、3.24(d、J=5.5Hz、2H);19F NMR(CDCl3、376MHz))δ−80.08(s、3F);MS(EI):212(M+−Cl))
CF3CCl2CH2CHClFを製造するためのCFC−113aの挿入
フッ化ビニル(16.3g、0.354モル)を、210mLのHastelloy(登録商標)反応器中で、CFC−113a(100g、0.53モル)、Fe粉末(0.62g、0.011モル)、及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)の混合物に加えた。反応器を150℃まで3時間加熱した。混合物を容器に移し、GCにより分析した:CFC−113aの変換率は100%であり、生成物、CF3CCl2CH2CHClFに対する選択率は87.4%であった。(1H NMR(500MHz、CDCl3):δ 6.61(ddd、1H、CHFCl、2JH−F=50.7Hz、3JH−H=7.4,2.3Hz)、3.26〜3.17(m、1H、CH2)、3.06〜2.96(m、1H、CH2);19F NMR(470MHz、CDCl3):δ−80.04(d、3F、CF3、5JF−F=2.5Hz)、−129.16〜−129.49(m、1F、CHFCl);13C NMR(126MHz、CDCl3):δ 121.7(q、CF3、1JC−F=282Hz)、97.1(d、CHFCl、1JC−F=246Hz)、80.4(q、CCl2、2JC−F=36.5Hz)、49.8(d、CH2、2JC−F=22.5Hz);MS(EI):196(M+−HCl)、198(M+−HCl)、200(M+−HCl))
HFO−1336ze及びHCFO−1335zdを製造するための気相フッ素化
インコネル(登録商標)パイプ1.3センチメートル外径、30センチメートル長、0.0864センチメートル壁厚(0.5インチ外径、10インチ長、壁厚0.034インチ)に6ccクロム触媒を充填する。反応器を250〜325℃の目標温度に加熱する。CF3CCl2CH2CHCl2をISCOポンプ(4.27mL/時)及び170℃に制御された気化器を介して供給する。HFは、シリンダからマスターフローコントローラを通して反応器にガスとして供給される。HFは、反応器内の触媒を介して有機物と反応する。HF/有機物モル比は10:1であり、接触時間は10秒である。反応は0kPa(0psig)で行われる。Agilent(登録商標)6890GC/5973MSを使用して反応器流出物をオンラインで分析すると、出発材料の95%変換率、HFO−1336zeに対する70%選択率、及びHCFO−1335zdに対する30%選択率が示される。
CF3CCl2CH2CHCl2の液相フッ素化
240mLのHastelloy(登録商標)CシェーカーチューブにSbF5(8g、0.037モル)を入れ、ドライアイス/アセトンで20℃に冷却した。HF(48g、2.4モル)を添加し、シェーカーチューブを冷却して、3回排気した。CF3CCl2CH2CHCl2(30g、0.12モル)を加え、シェーカーチューブをN2で3回パージした。次いで、シェーカーチューブを所望の温度に加熱し(異なる温度については表1参照)、20時間振盪した。反応が完了したら、シェーカーチューブを室温に冷却し、100mLの氷冷水をシェーカーチューブに注入した。次いで、シェーカーチューブを60℃に加熱し、全ての気相をシリンダに蒸気移動させ、残りの液体をプラスチックジャーに注いだ。液体生成物をGCにより分析し、結果を表1に示した。
液相脱ハロゲン化水素によるHFO−1336ze及びHCFO−1335ze
NaOH水溶液(6mL、0.06モル)を、Aliquat(登録商標)336(0.27g)の存在下、室温でCF3CF2CH2CHClF(10g、0.05モル)及び水(6.8mL)に添加する。添加後、反応温度を80℃に上げ、ガスクロマトグラフィを用いて反応をモニタする。2時間後、8gの生成物(E−1336zeに対する選択率90%及びZ−1336zeに対する選択率10%、収率98%)をドライアイストラップに集めた。
液相脱ハロゲン化水素によるHFO−1336ze及びHCFO−1335ze
KOH水溶液(6mL、0.06モル)を、Aliquat(登録商標)336(0.27g)の存在下、室温でCF3CF2CH2CHF2(9.2g、0.05モル)及び水(6.8mL)に添加する。添加後、反応温度を80℃に上げ、ガスクロマトグラフィを用いて反応をモニタする。2時間後、7.5gの生成物(E−1336zeに対する選択率90%及びZ−1336zeに対する選択率10%、収率92%)をドライアイストラップに集めた。
液相脱ハロゲン化水素によるHFO−1336ze及びHCFO−1335ze
NaOH水溶液(6mL、0.06モル)を、Aliquat(登録商標)336(0.27g)の存在下、室温でCF3CF2CH2CHCl2(10.8g、0.05モル)及び水(6.8mL)に添加する。添加後、反応温度を80℃に上げ、ガスクロマトグラフィを用いて反応をモニタする。1時間後、8.5gの生成物(E−1335zdに対する選択率90%及びZ−1335zdに対する選択率10%、収率94%)をドライアイストラップに集める。
塩化ビニル(7.4g、0.118モル)を、210mLのHastelloy(登録商標)反応器中で、CFC−113a(100g、0.53モル)、Fe粉末(0.62g、0.011モル)、及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)の混合物に添加した。反応器を175℃まで5時間加熱した。混合物を容器に移し、GCにより分析して、得られた変換率及び選択率を決定した。変換率及び選択率の結果を表3に示す。
塩化ビニル(7.4g、0.118モル)を、210mLのHastelloy(登録商標)反応器中で、CFC−113a(100g、0.53モル)、Fe粉末(0.62g、0.011モル)、及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)の混合物に添加した。反応器を150℃まで5時間加熱した。混合物を容器に移し、GCにより分析して、得られた変換率及び選択率を決定した。変換率及び選択率の結果を表3に示す。
塩化ビニル(14.8g、0.236モル)を、210mLのHastelloy(登録商標)反応器中で、CFC−113a(100g、0.53モル)、Fe粉末(0.62g、0.011モル)、及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)の混合物に添加した。反応器を150℃まで5時間加熱した。混合物を容器に移し、GCにより分析して、得られた変換率及び選択率を決定した。変換率及び選択率の結果を表3に示す。
塩化ビニル(22.6g、0.354モル)を、210mLのHastelloy(登録商標)反応器中で、CFC−113a(100g、0.53モル)、Fe粉末(0.62g、0.011モル)、及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)の混合物に添加した。反応器を150℃まで5時間加熱した。混合物を容器に移し、GCにより分析して、得られた変換率及び選択率を決定した。変換率及び選択率の結果を表3に示す。
鉄金属(0.62g、0.011モル)及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)を圧力反応器に添加することができる。次いで、CCl4(100g、0.53モル)を混合物に添加することができる。反応器を排気し、エチレン(22.6g、0.354モル)を充填することができる。次いで、混合物を約150℃まで5時間加熱することができる。5時間後、得られた混合物をガスクロマトグラフィ−質量分析法(GC−MS)によって分析することができる。
鉄金属(0.62g、0.011モル)及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)を圧力反応器に添加することができる。次いで、CFC−113a(100g、0.53モル)を混合物に添加することができる。反応器を排気し、3,3,3−トリフルオロプロペン(34g、0.354モル)を充填することができる。次いで、混合物を約150℃まで5時間加熱することができる。5時間後、得られた混合物をGC−MSによって分析することができる。
鉄金属(0.62g、0.011モル)及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)を圧力反応器に添加することができる。次いで、CFC−113a(100g、0.53モル)を混合物に添加することができる。反応器を排気し、フッ化ビニル(16g、0.354モル)を充填することができる。次いで、混合物を約150℃に5時間加熱することができる。5時間後、得られた混合物をGC−MSによって分析することができる。
鉄金属(0.62g、0.011モル)及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)を圧力反応器に添加することができる。次いで、CFC−113a(100g、0.53モル)を混合物に添加することができる。反応器を排気し、フッ化ビニリデン(22.6g、0.354モル)を充填することができる。次いで、混合物を約150℃に5時間加熱することができる。5時間後、得られた混合物をGC−MSによって分析することができる。
鉄金属(0.62g、0.011モル)及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)を圧力反応器に添加することができる。次いで、CFC−113a(100g、0.53モル)を混合物に添加することができる。反応器を排気し、塩化アリル(26.9g、0.354モル)を充填することができる。次いで、混合物を約150℃に5時間加熱することができる。5時間後、得られた混合物をGC−MSによって分析することができる。
鉄金属(0.62g、0.011モル)、FeCl3(0.81g、0.005モル)、及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)を圧力反応器に添加することができる。次いで、CFC−113a(100g、0.53モル)を混合物に添加することができる。反応器を排気し、3,3,3−トリフルオロプロペン(34g、0.354モル)を充填することができる。次いで、混合物を約150℃に5時間加熱することができる。5時間後、得られた混合物をGC−MSによって分析することができる。
鉄金属(0.62g、0.011モル)及びトリフェニルホスフィン(1.41g、0.0054モル)を圧力反応器に添加することができる。次いで、CFC−113a(100g、0.53モル)を混合物に添加することができる。反応器を排気し、塩化ビニリデン(34.3g、0.354モル)を充填することができる。次いで、混合物を約150℃に5時間加熱することができる。5時間後、得られた混合物をGC−MSによって分析することができる。
塩化ビニル(7.4g、0.118モル)を、210mLのHastelloy(登録商標)反応器中でCFC−113a(100g、0.53モル)、Fe粉末(0.62g、0.011モル)、及びリン酸トリブチル(1.43g、0.0054モル)の混合物に添加した。反応器を175℃まで5時間加熱した。混合物を容器に移し、GCにより分析して、得られた変換率及び選択率を決定した。変換率及び選択率の結果を表3に示す。
塩化ビニル(7.4g、0.118モル)を、210mのLHastelloy(登録商標)反応器中で、CFC−113a(100g、0.53モル)、FeCl3(1.39g、0.011モル)、及びリン酸トリブチル(1.43g、0.0054モル)の混合物に添加した。反応器を175℃まで5時間加熱した。混合物を容器に移し、GCにより分析して、得られた変換率及び選択率を決定した。変換率及び選択率の結果を表3に示す。
塩化ビニル(6.1g、0.098モル)を、210mLのHastelloy(登録商標)反応器中で、CFC−113a(100g、0.53モル)、CuCl2・2H2O(2.2g、0.013モル)、Cu粉末(0.73g、0.0115モル)、及びCH3CN(5.2g、0.127モル)の混合物に加えた。反応器を175℃まで5時間加熱した。混合物を容器に移し、GCにより分析して、得られた変換率及び選択率を決定した。変換率及び選択率の結果を表3に示す。
Claims (25)
- 金属鉄及びホスフィンからなる触媒系の存在下でハロアルカン反応物をオレフィンと接触させてハロアルカン挿入生成物を生成することを含む方法であって、前記ハロアルカン反応物は、F、Cl、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つのハロゲンで置換されたアルカンである、方法。
- 前記ハロアルカン反応物は、クロロカーボン、ヒドロクロロカーボン、クロロフルオロカーボン、ヒドロクロロフルオロカーボン、及びヒドロフルオロカーボンからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記ハロアルカン反応物は、C1、C2、又はC3化合物である、請求項1に記載の方法。
- 前記オレフィンは、任意選択的にCl、F、又はこれらの組み合わせで置換されていてもよい、少なくとも1つの二重結合を有する不飽和炭化水素である、請求項1に記載の方法。
- 前記オレフィンは、塩化ビニル、エチレン、3,3,3−トリフルオロプロペン、フッ化ビニル、塩化ビニリデン、及び塩化アリルからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 金属鉄及びホスフィンからなる触媒系の存在下でCF3CCl3をCH2=CHXと接触させてCF3CCl2CH2CHClXを製造する方法であって、X=F又はClである、方法。
- 前記ホスフィンはトリフェニルホスフィンである、請求項1又は6に記載の方法。
- CH2=CHXはフッ化ビニルである、請求項6に記載の方法。
- CH2=CHXは塩化ビニルである、請求項6に記載の方法。
- フッ素化触媒の存在下でのHFとの反応によるCF3CCl2CH2CHClXのフッ素化を更に含む、請求項6に記載の方法。
- 前記フッ素化は気相中で行われて、CF3F2CH=CHF及びCF3CF2CH=CHClを製造する、請求項10に記載の方法。
- 前記フッ素化触媒はクロム触媒である、請求項10又は11に記載の方法。
- 前記触媒は、酸化クロム及びクロムオキシフルオリドからなる群から選択される、請求項11又は12に記載の方法。
- 前記フッ素化は、第2のフッ素化触媒の存在下で液相中で行われて、CF3CF2CH2CHF2、CF3CF2CH2CHFCl、及びCF3CF2CH2CHCl2のうちの少なくとも1つを含む化合物の混合物を製造する、請求項10に記載の方法。
- 前記第2のフッ素化触媒は、SbF5、SnCl4、TaCl5、TiCl4、NbCl5、及びこれらのフッ素化された種からなる群から選択される、請求項14に記載の方法。
- 前記第2のフッ素化触媒はSbF5を含む、請求項14又は15に記載の方法。
- 相間移動触媒の存在下で、CF3CF2CH2CHF2、CF3CF2CH2CHFCl、又はCF3CF2CH2CHCl2の少なくとも1つを塩基水溶液と接触させて、CF3CF2CH=CHF又はCF3CF2CH=CHClの少なくとも1つを製造する工程を更に含む、請求項10、11又は14に記載の方法。
- 前記塩基水溶液は、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記ハロアルカン反応物はCF3CCl3であり、前記オレフィンはCH2=CHCF3であり、前記ハロアルカン挿入生成物はCF3CCl2CH2CHClCF3である、請求項1に記載の方法。
- 前記ハロアルカン反応物はCCl4であり、前記オレフィンはCH2=CH2であり、前記ハロアルカン挿入生成物はCCl3CH2CH2Clである、請求項1に記載の方法。
- 前記ハロアルカン反応物はCF3CCl3であり、前記オレフィンはCH2=CCl2であり、前記ハロアルカン挿入生成物はCF3CCl2CH2CCl3である、請求項1に記載の方法。
- 前記ハロアルカン反応物はCF3CCl3であり、前記オレフィンはCH2=CF2であり、前記ハロアルカン挿入生成物はCF3CCl2CH2CClF2である、請求項1に記載の方法。
- 前記ハロアルカン反応物はCF3CCl3であり、前記オレフィンはCH2=CHCH2Clであり、前記ハロアルカン挿入生成物はCF3CCl2CH2CHClCH2Clである、請求項1に記載の方法。
- 化合物CF3CF2CH=CHClを含む、組成物。
- CF3CF2CH=CHClは、E異性体、Z異性体、又はこれらの組み合わせである、請求項24に記載の組成物。
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