JP2020533286A - (e)−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタ−2−エンを調製するための液相プロセス - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、その開示が全体として参照により本明細書に組み込まれている、2017年9月11日出願の米国仮出願番号62/556,744号の利益を主張する。
本明細書の開示は、CF3CH2CHClCF3から(E)−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタ−2−エン(E−CF3CH=CHCF3)を調製するための液相プロセスに関する。本明細書の開示は、CF3CH2CHClCF3及びCF3CHClCH2CCl3を調製する方法を更に提供する。
本明細書で言及される全ての刊行物、特許及び特許出願は、それぞれの個々の刊行物、特許又は特許出願が参照により援用されることが具体的かつ個別に示されているかのように、参照により本明細書に援用される。矛盾が生じた場合は、定義を含め、本出願を優先するものとする。
(a)有機リン化合物、及び金属を含む触媒の存在下で、四塩化炭素を3,3,3−トリフルオロプロペンと接触させて、CF3CHClCH2CCl3(343jfd)を生成する工程と、
(b)触媒の存在下でCF3CHClCH2CCl3(343jfd)をHFと接触させて、CF3CH2CHClCF3(346mdf)を生成する工程と、
(c)CF3CH2CHClCF3(346mdf)を有効量の塩基で処理して、E−CF3CH=CHCF3(E−1336mzz)を含む混合物を形成する工程と、を含む液相プロセスである。
工程(a)において、有機リン化合物、及び金属を含む触媒の存在下で、四塩化炭素を3,3,3−トリフルオロプロペンと反応させて、2,4,4,4−テトラクロロ−1,1,1−トリフルオロブタン(CF3CHClCH2CCl3;343jfd)を生成する。四塩化炭素の3,3,3−トリフルオロプロペンとの反応は液相中で行われる。
工程(b)において、触媒の存在下でCF3CHClCH2CCl3(343jfd)をフッ化水素(HF)で処理して、2−クロロ−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(CF3CH2CHClCF3;346mdf)を生成する。CF3CHClCH2CCl3(343jfd)とHFとの反応は、液相中で行われる。
(1)触媒;(2)HF;(3)CF3CHClCH2CCl3(343jfd)。
工程(c)において、CF3CH2CHClCF3(346mdf)を有効量の塩基で処理して、E−CF3CH=CHCF3(E−1336mzz)を含む混合物を形成する。CF3CH2CHClCF3(346mdf)を有効量の塩基と反応させて、E−CF3CH=CHCF3(E−1336mzz)を含む混合物を形成することは、液相中で行われる。
また、本明細書では、E−CF3CH=CHCF3(E−1336mzz)を含む組成物も提供される。いくつかの実施形態において、組成物は、E−CF3CH=CHCF3(E−1336mzz)と、1つ以上の追加化合物とを含む。いくつかの実施形態において、組成物は、E−CF3CH=CHCF3(E−1336mzz)と、ヘキサフルオロイソブチレン(1336mt)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(356mff)、(E)−1−クロロ−1,1,1,4,4,4−ペンタフルオロブタ−2−エン(1335lzz)、及びZ−CF3CH=CHCF3から選択される1つ以上の追加成分とを含む。
鉄粉末、四塩化炭素、Aliquat(登録商標)336及び水酸化ナトリウムは、Sigma Aldrich(St.Louis,MO)から入手可能であった。フッ化水素、SbCl5及び3,3,3−トリフルオロプロペンは、Synquest Labs,Inc.から購入した。
3,3,3−トリフルオロプロペン(66g、0.68mol)を、400mLのHastelloy Reactor中の四塩化炭素(158g、1.0mol)、Fe粉末(1.12g、0.02mol)及びトリブチルホスフェート(2.66、0.01mol)の混合物に添加した。反応器を3時間かけて110℃に加熱した。混合物(217g)を容器に移し、GC(3,3,3−トリフルオロプロペン変換:100%、343jfdの選択性:88%)により分析した。同じ反応を2回繰り返し、材料の3つのバッチ全てを組み合わせた。その後の分画により、純度98%のCCl3CH2CHClCF3(343jfd)299gが得られた。沸点92〜94℃/140トール。1H NMR(CDCl3、400MHz)δ:4.52(1H、q−d−d、J1=J2=6.9Hz、J3=1.8Hz)、3.44(1H、d−d、J1=16.0Hz、J2=1.9Hz)、3.26(1H、d−d、J1=16.0Hz、J2=7.6Hz)。19F NMR(CDCl3、376MHz)δ:−74.85(3F、d、J=6.9Hz)。MS(EI):213(M+−Cl)。
SbF5触媒
240mLのHastelloy(登録商標)C容器にSbF5を入れ、ドライアイス/アセトンで20℃に冷却した。HFを添加し、容器を冷却して、3回排気した。CCl3CH2CHClCF3(343jfd)を添加し、容器をN2で3回パージした。次いで、反応容器を所望の温度に加熱し、20時間振盪した。50gの氷水を添加して、反応をクエンチした。液体生成物をGCにより分析し、結果を表1に示した。
TaCl5(10.5g)を210mLのHastelloyC反応器に添加し、続いてHFを添加した(49g)。反応混合物を1時間かけて100℃に加熱し、0℃に冷却した。CCl3CH2CHClCF3(343jfd)を加え、反応物を20時間かけて100℃に加熱した。50gの氷水を添加して、反応をクエンチした。液体生成物をGCにより分析し、結果を表1に示した。
0.27gのメチルトリオクチルアンモニウムクロリド(Aliquat(登録商標)336)の存在下で、室温(RT)でNaOH(6mL、0.06mol)の水溶液を346mdf(10g、0.05mol)及び水(6.8mL)に添加した。添加後、反応温度を70℃に昇温し、ガスクロマトグラフィーを用いて反応をモニタした。2時間後、7.2gの生成物E−CF3CH=CHCF3(E−1336mzz)をドライアイストラップ(E−1336mzz選択性:99.4%、収率:95.4%)にて回収した。
KOH(6mL、0.06mol)の水溶液を、室温(RT)で346mdf(10g、0.05mol)及び水(6.8mL)に添加した。添加後、反応温度を70℃に昇温し、ガスクロマトグラフィーを用いて反応をモニタした。2時間後、7.6gの生成物E−CF3CH=CHCF3(E−1336mzz)をドライアイストラップ(E−1336mzz選択性:99.5%、収率:96%)にて回収した。
NaOH(6mL、0.06mol)の水溶液を、室温(RT)で346mdf(10g、0.05mol)及び水(6.8mL)に添加した。添加後、反応温度を70℃に昇温し、ガスクロマトグラフィーを用いて反応をモニタした。2時間後、0.1gの生成物E−CF3CH=CHCF3(E−1336mzz)をドライアイストラップ(収率:<1%)にて回収した。
1.いくつかの実施形態において、本出願は、E−CF3CH=CHCF3を調製するためのプロセスであって、
CF3CH2CHClCF3を有効量の塩基で処理して、E−CF3CH=CHCF3を含む混合物を形成する工程を含み、
プロセスが液相プロセスである、プロセスを提供する。
2.いくつかの実施形態において、本出願は、E−CF3CH=CHCF3を調製するためのプロセスであって、
CF3CH2CHClCF3を有効量の塩基で処理して、E−CF3CH=CHCF3と、ヘキサフルオロイソブチレン(1336mt)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(356mff)、(E)−1−クロロ−1,1,1,4,4,4−ペンタフルオロブタ−2−エン(1335lzz)、及びZ−CF3CH=CHCF3うちの1つ以上とを含む混合物を形成する工程を含み、
プロセスが液相プロセスである、プロセスを提供する。
3.塩基が、水酸化リチウム、酸化リチウム、水酸化ナトリウム、酸化ナトリウム、水酸化カリウム、酸化カリウム、水酸化ルビジウム、酸化ルビジウム、水酸化セシウム、酸化セシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、及び酸化バリウムからなる群から選択される、実施形態1又は2に記載のプロセス。
4.塩基が水酸化カリウムである、実施形態1又は2に記載のプロセス。
5.塩基が水酸化ナトリウムである、実施形態1又は2に記載のプロセス。
6.塩基が水溶液の状態にある、実施形態1〜5のいずれか1つに記載のプロセス。
7.水溶液の状態にある塩基の濃度が、約4M〜約12Mである、実施形態6に記載のプロセス。
8.相間移動触媒の存在下で行われる、実施形態1〜7のいずれか1つに記載のプロセス。
9.相間移動触媒が、第四級アンモニウム塩、複素環アンモニウム塩、有機ホスホニウム塩、及び非イオン性化合物からなる群から選択される、実施形態8に記載のプロセス。
10.相間移動触媒が、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、メチルトリカプリルアンモニウムクロリド、メチルトリブチルアンモニウムクロリド、メチルトリオクチルアンモニウムクロリド、ジメチルジフェニルホスホニウムヨージド、メチルトリフェノキシホスホニウムヨージド、テトラブチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムクロリド、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド、及びDL−α−トコフェロールメトキシポリエチレングリコールスクシネートからなる群から選択される、実施形態8又は9に記載のプロセス。
11.相間移動触媒がメチルトリオクチルアンモニウムクロリドである、実施形態8又は9に記載のプロセス。
12.塩基が水酸化ナトリウムであり、相間移動触媒がメチルトリオクチルアンモニウムクロリドである、実施形態8又は9に記載のプロセス。
13.混合物が、ヘキサフルオロイソブチレン(1336mt)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(356mff)、(E)−1−クロロ−1,1,4,4,4−ペンタフルオロブタ−2−エン(1335lzz)、及びZ−CF3CH=CHCF3のうちの1つ以上を更に含む、実施形態1〜12のいずれか1つに記載のプロセス。
14.E−CF3CH=CHCF3が、約95%以上の収率で生成される、実施形態1〜13のいずれか1つに記載のプロセス。
15.E−CF3CH=CHCF3が、混合物の他の成分に対して約99モル%以上の選択性で生成される、実施形態1〜13のいずれか1つに記載のプロセス。
16.E−CF3CH=CHCF3が、混合物から実質的に単離される、実施形態1〜13のいずれか1つに記載のプロセス。
17.CF3CH2CHClCF3が、触媒の存在下でCF3CHClCH2CCl3をHFと接触させる工程を含む第2のプロセスに従って調製され、第2のプロセスが液相プロセスである、実施形態1〜13のいずれか1つに記載のプロセス。
18.触媒が、金属ハロゲン化物である、実施形態17に記載のプロセス。
19.金属ハロゲン化物が、SbF5、SbCl5、SbCl3、SnCl4、TaCl5、TiCl4、NbCl5、MoCl6、WCl6、クロロフッ化アンチモン(V)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、実施形態18に記載のプロセス。
20.金属ハロゲン化物がSbF5である、実施形態18に記載のプロセス。
21.金属ハロゲン化物がTaCl5である、実施形態18に記載のプロセス。
22.金属ハロゲン化物が、クロロフッ化アンチモン(V)である、実施形態18に記載のプロセス。
23.第2のプロセスが、約50℃〜約100℃の温度で行われる、実施形態17〜22のいずれか1つに記載のプロセス。
24.CF3CH2CHClCF3が、約93%以上の収率で生成される、実施形態17〜23のいずれか1つに記載のプロセス。
25.CF3CH2CHClCF3が、約95%以上の収率で生成される、実施形態17〜24のいずれか1つに記載のプロセス。
26.CF3CHClCH2CCl3が、有機リン化合物、及び金属を含む触媒の存在下で、四塩化炭素を3,3,3−トリフルオロプロペンと接触させる工程を含む第3のプロセスによって調製され、第3のプロセスが液相プロセスである、実施形態17〜25のいずれか1つに記載のプロセス。
27.有機リン化合物が、リン酸エステル、リン酸アミド、ホスホン酸、ホスホン酸エステル、ホスフィン酸、ホスフィン酸エステル、酸化ホスフィン、ホスフィンイミド、ホスホニウム塩、ホスホレン、ホスフィット、ホスホネート、ホスフィニット、及びホスフィンからなる群から選択される、実施形態26に記載のプロセス。
28.有機リン化合物が、リン酸塩、二リン酸塩、三リン酸塩、及びトリアルキルホスフェートからなる群から選択される、実施形態26又は27に記載のプロセス。
29.有機リン化合物がトリブチルホスフェートである、実施形態26〜28のいずれか1つに記載のプロセス。
30.第3のプロセスの触媒の金属が、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Cr、及びMnからなる群から選択される、実施形態26〜29のいずれか1つに記載のプロセス。
31.第3のプロセスの触媒の金属がFeである、実施形態26〜29のいずれか1つに記載のプロセス。
32.第3のプロセスが、約100℃〜約120℃の温度で行われる、実施形態26〜29のいずれか1つに記載のプロセス。
33.いくつかの実施形態において、本出願は更に、E−CF3CH=CHCF3を調製するためのプロセスであって、
(a)有機リン化合物、及び金属を含む触媒の存在下で、四塩化炭素を3,3,3−トリフルオロプロペンと接触させて、CF3CHClCH2CCl3を生成する工程と、
(b)触媒の存在下でCF3CHClCH2CCl3をHFと接触させて、CF3CH2CHClCF3を生成する工程と、
(c)CF3CH2CHClCF3を有効量の塩基で処理して、E−CF3CH=CHCF3を含む混合物を形成する工程と、を含み、
プロセスが液相プロセスである、プロセスを提供する。
34.工程(c)が、相間移動触媒の存在下で行われる、実施形態33に記載のプロセス。
35.工程(c)の混合物が、ヘキサフルオロイソブチレン(1336mt)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(356mff)、(E)−1−クロロ−1,1,4,4,4−ペンタフルオロブタ−2−エン(1335lzz)、及びZ−CF3CH=CHCF3のうちの1つ以上を更に含む、実施形態33に記載のプロセス。
36.いくつかの実施形態において、本出願は更に、E−CF3CH=CHCF3を調製するためのプロセスであって、
(a)有機リン化合物、及び金属を含む触媒の存在下で、四塩化炭素を3,3,3−トリフルオロプロペンと接触させて、CF3CHClCH2CCl3を生成する工程と、
(b)触媒の存在下でCF3CHClCH2CCl3をHFと接触させて、CF3CH2CHClCF3を生成する工程と、
(c)相間移動触媒の存在下で、CF3CH2CHClCF3を有効量の塩基で処理して、E−CF3CH=CHCF3を含む混合物を形成する工程と、を含み、
プロセスが液相プロセスである、プロセスを提供する。
37.工程(c)の塩基が水酸化ナトリウムである、実施形態36に記載のプロセス。
38.工程(c)の混合物が、ヘキサフルオロイソブチレン(1336mt)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(356mff)、(E)−1−クロロ−1,1,4,4,4−ペンタフルオロブタ−2−エン(1335lzz)、及びZ−CF3CH=CHCF3のうちの1つ以上を更に含む、実施形態36又は37に記載のプロセス。
39.E−CF3CH=CHCF3が、混合物から実質的に単離される、実施形態36〜38のいずれか1つに記載のプロセス。
40.いくつかの実施形態において、本出願は更に、
E−CF3CH=CHCF3と、
ヘキサフルオロイソブチレン(1336mt)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(356mff)、(E)−1−クロロ−1,1,4,4,4−ペンタフルオロブタ−2−エン(1335lzz)、及びZ−CF3CH=CHCF3からなる群から選択される1つ以上の追加化合物と、を含む組成物であって、
組成物が、約99モル%を超えるE−CF3CH=CHCF3を含む、組成物を提供する。
41.いくつかの実施形態において、本出願は更に、明細書において提供されるプロセスのいずれかに従って調製される組成物であって、
E−CF3CH=CHCF3と、
ヘキサフルオロイソブチレン(1336mt)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(356mff)、(E)−1−クロロ−1,1,4,4,4−ペンタフルオロブタ−2−エン(1335lzz)、及びZ−CF3CH=CHCF3からなる群から選択される1つ以上の追加化合物と、を含み、
組成物が、約99モル%を超えるE−CF3CH=CHCF3を含む、組成物を提供する。
Claims (29)
- E−CF3CH=CHCF3を調製するためのプロセスであって、
CF3CH2CHClCF3を有効量の塩基で処理して、前記E−CF3CH=CHCF3を含む混合物を形成する工程を含み、
前記プロセスが液相プロセスである、プロセス。 - 前記混合物が、ヘキサフルオロイソブチレン(1336mt)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(356mff)、(E)−1−クロロ−1,1,4,4,4−ペンタフルオロブタ−2−エン(1335lzz)、及びZ−CF3CH=CHCF3のうちの1つ以上を更に含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記塩基が、水酸化リチウム、酸化リチウム、水酸化ナトリウム、酸化ナトリウム、水酸化カリウム、酸化カリウム、水酸化ルビジウム、酸化ルビジウム、水酸化セシウム、酸化セシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、及び酸化バリウムからなる群から選択される、請求項1に記載のプロセス。
- 前記塩基が、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムである、請求項3に記載のプロセス。
- 前記塩基が、約4M〜約12Mの水溶液の状態にある、請求項1に記載のプロセス。
- 前記プロセスが、第四級アンモニウム塩、複素環アンモニウム塩、有機ホスホニウム塩、及び非イオン性化合物からなる群から選択される相間移動触媒の存在下で行われる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記相間移動触媒が、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、メチルトリカプリルアンモニウムクロリド、メチルトリブチルアンモニウムクロリド、メチルトリオクチルアンモニウムクロリド、ジメチルジフェニルホスホニウムヨージド、メチルトリフェノキシホスホニウムヨージド、テトラブチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムクロリド、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド、及びDL−α−トコフェロールメトキシポリエチレングリコールスクシネートからなる群から選択される、請求項6に記載のプロセス。
- 前記相間移動触媒が、メチルトリオクチルアンモニウムクロリドである、請求項7に記載のプロセス。
- 前記塩基が水酸化ナトリウムであり、前記相間移動触媒がメチルトリオクチルアンモニウムクロリドである、請求項6に記載のプロセス。
- 前記E−CF3CH=CHCF3が、前記混合物から実質的に単離される、請求項1に記載のプロセス。
- 前記CF3CH2CHClCF3が、触媒の存在下でCF3CHClCH2CCl3をHFと接触させる工程を含む第2のプロセスに従って調製され、前記第2のプロセスが液相プロセスである、請求項1に記載のプロセス。
- 前記触媒が、SbF5、SbCl5、SbCl3、SnCl4、TaCl5、TiCl4、NbCl5、MoCl6、WCl6、クロロフッ化アンチモン(V)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される金属ハロゲン化物である、請求項11に記載のプロセス。
- 前記金属ハロゲン化物が、SbF5、TaCl5、及びクロロフッ化アンチモン(V)からなる群から選択される、請求項12に記載のプロセス。
- 前記第2のプロセスが、約50℃〜約100℃の温度で行われる、請求項11に記載のプロセス。
- 前記CF3CHClCH2CCl3が、有機リン化合物、及び金属を含む触媒の存在下で、四塩化炭素を3,3,3−トリフルオロプロペンと接触させる工程を含む第3のプロセスによって調製され、前記第3のプロセスが液相プロセスである、請求項11に記載のプロセス。
- 前記有機リン化合物が、リン酸エステル、リン酸アミド、ホスホン酸、ホスホン酸エステル、ホスフィン酸、ホスフィン酸エステル、酸化ホスフィン、ホスフィンイミド、ホスホニウム塩、ホスホレン、ホスフィット、ホスホネート、ホスフィニット、及びホスフィンからなる群から選択される、請求項15に記載のプロセス。
- 前記有機リン化合物がトリブチルホスフェートである、請求項16に記載のプロセス。
- 前記触媒の金属が、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Cr、及びMnからなる群から選択される、請求項15に記載のプロセス。
- 前記金属がFeである、請求項18に記載のプロセス。
- 前記第3のプロセスが、約100℃〜約120℃の温度で行われる、請求項15に記載のプロセス。
- E−CF3CH=CHCF3を調製するためのプロセスであって、
(a)有機リン化合物、及び金属を含む触媒の存在下で、四塩化炭素を3,3,3−トリフルオロプロペンと接触させて、CF3CHClCH2CCl3を生成する工程と、
(b)触媒の存在下で前記CF3CHClCH2CCl3をHFと接触させて、CF3CH2CHClCF3を生成する工程と、
(c)前記CF3CH2CHClCF3を有効量の塩基で処理して、前記E−CF3CH=CHCF3を含む混合物を形成する工程と、を含み、
前記プロセスが液相プロセスである、プロセス。 - 工程(c)が、相間移動触媒の存在下で行われる、請求項21に記載のプロセス。
- 工程(c)の前記混合物が、ヘキサフルオロイソブチレン(1336mt)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(356mff)、(E)−1−クロロ−1,1,4,4,4−ペンタフルオロブタ−2−エン(1335lzz)、及びZ−CF3CH=CHCF3のうちの1つ以上を更に含む、請求項21に記載のプロセス。
- 前記E−CF3CH=CHCF3が、前記混合物から実質的に単離される、請求項21に記載のプロセス。
- E−CF3CH=CHCF3を調製するためのプロセスであって、
(a)有機リン化合物、及び金属を含む触媒の存在下で、四塩化炭素を3,3,3−トリフルオロプロペンと接触させて、CF3CHClCH2CCl3を生成する工程と、
(b)触媒の存在下で前記CF3CHClCH2CCl3をHFと接触させて、CF3CH2CHClCF3を生成する工程と、
(c)相間移動触媒の存在下で、前記CF3CH2CHClCF3を有効量の塩基で処理して、前記E−CF3CH=CHCF3を含む混合物を形成する工程と、を含み、
前記プロセスが液相プロセスである、プロセス。 - 前記工程(c)の塩基が水酸化ナトリウムである、請求項25に記載のプロセス。
- 前記工程(c)の混合物が、ヘキサフルオロイソブチレン(1336mt)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(356mff)、(E)−1−クロロ−1,1,4,4,4−ペンタフルオロブタ−2−エン(1335lzz)、及びZ−CF3CH=CHCF3のうちの1つ以上を更に含む、請求項25に記載のプロセス。
- 前記E−CF3CH=CHCF3が、前記混合物から実質的に単離される、請求項25に記載のプロセス。
- 組成物であって、
(a)E−CF3CH=CHCF3と、
(b)ヘキサフルオロイソブチレン(1336mt)、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロブタン(356mff)、(E)−1−クロロ−1,1,4,4,4−ペンタフルオロブタ−2−エン(1335lzz)、及びZ−CF3CH=CHCF3からなる群から選択される1つ以上の追加化合物と、
を含み、
前記組成物が、約99モル%を超えるE−CF3CH=CHCF3を含む、組成物。
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