JP2024083607A - Method for producing halogenated alkene compounds - Google Patents
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Abstract
【課題】ハロゲン化アルケン化合物を効率よく得ることができる方法を提供する。【解決手段】一般式(1):R1-CR2=CR3-R4(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の製造方法であって、一般式(2):R1-CHR2-CXR3-R4(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物を、触媒と、不飽和化合物の存在下、脱ハロゲン化水素反応する工程を備え、前記不飽和化合物が、一般式(3):R5-CR6=CR7-R8(3)、又は一般式(4):R9-C≡C-R10(4)で表される化合物であり、且つ、前記一般式(1)で表される化合物と前記不飽和化合物とは異なる化合物である、製造方法。【選択図】なし[Problem] To provide a method for efficiently obtaining a halogenated alkene compound. [Solution] A method for producing a halogenated alkene compound represented by general formula (1): R1-CR2=CR3-R4(1), comprising a step of subjecting a halogenated alkane compound represented by general formula (2): R1-CHR2-CXR3-R4(2) to a dehydrohalogenation reaction in the presence of a catalyst and an unsaturated compound, wherein the unsaturated compound is a compound represented by general formula (3): R5-CR6=CR7-R8(3) or general formula (4): R9-C≡C-R10(4), and the compound represented by general formula (1) and the unsaturated compound are different compounds. [Selected Figure] None
Description
本開示は、ハロゲン化アルケン化合物の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for producing a halogenated alkene compound.
ハロゲン化アルケン化合物の製造方法として、例えば、特許文献1では、特定のハロゲン化アルカン化合物を脱ハロゲン化水素反応することが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a method for producing a halogenated alkene compound, for example, Patent Document 1 discloses a method for dehydrohalogenating a specific halogenated alkane compound (see, for example, Patent Document 1).
本開示は、ハロゲン化アルケン化合物を効率よく得ることができる方法を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a method for efficiently obtaining halogenated alkene compounds.
本開示は、以下の構成を包含する。 This disclosure includes the following:
項1.一般式(1):
R1-CR2=CR3-R4 (1)
[式中、R1、R2、R3及びR4は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子又はハロアルキル基を示す。ただし、R2及びR3の片方は水素原子であり、他方はハロゲン原子である。]
で表されるハロゲン化アルケン化合物の製造方法であって、
一般式(2):
R1-CHR2-CXR3-R4 (2)
[式中、R1、R2、R3及びR4は前記に同じである。Xはハロゲン原子を示す。]
で表されるハロゲン化アルカン化合物を、触媒と、不飽和化合物の存在下、脱ハロゲン化水素反応する工程を備え、
前記不飽和化合物が、一般式(3):
R5-CR6=CR7-R8 (3)
[式中、R5、R6、R7及びR8は同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。]、又は一般式(4):
R9-C≡C-R10 (4)
[式中、R9及びR10は同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。]
で表される化合物であり、且つ、
前記一般式(1)で表される化合物と前記不飽和化合物とは異なる化合物である、製造方法。
Item 1. General formula (1):
R 1 -CR 2 ═CR 3 -R 4 (1)
In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom or a haloalkyl group, provided that one of R 2 and R 3 is a hydrogen atom and the other is a halogen atom. It is an atom.
A method for producing a halogenated alkene compound represented by the following formula:
General formula (2):
R 1 -CHR 2 -CXR 3 -R 4 (2)
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same as defined above. X represents a halogen atom.]
The method includes a step of subjecting a halogenated alkane compound represented by the following formula (1) to a dehydrohalogenation reaction in the presence of a catalyst and an unsaturated compound,
The unsaturated compound is represented by the general formula (3):
R 5 -CR 6 ═CR 7 -R 8 (3)
[wherein R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group.], or general formula (4):
R 9 -C≡C-R 10 (4)
[In the formula, R 9 and R 10 are the same or different and represent a hydrogen atom or an organic group.]
and
The production method, wherein the compound represented by the general formula (1) and the unsaturated compound are different compounds.
項2.前記一般式(1)及び(2)において、前記R1及びR4がフッ素原子又はパーフルオロアルキル基である、項1に記載の製造方法。 Item 2. The method according to item 1, wherein in the general formulas (1) and (2), R 1 and R 4 are a fluorine atom or a perfluoroalkyl group.
項3.前記不飽和化合物の最高被占有軌道(HOMO)のエネルギー準位が、前記一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の最高被占有軌道(HOMO)よりも高い、項1又は2に記載の製造方法。 Item 3. The method according to item 1 or 2, wherein the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the unsaturated compound is higher than the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the halogenated alkene compound represented by the general formula (1).
項4.前記不飽和化合物の供給量が、前記一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物1モルに対して、0.001~0.40モルである、項1~3のいずれか1項に記載の製造方法。 Item 4. The method according to any one of items 1 to 3, wherein the amount of the unsaturated compound fed is 0.001 to 0.40 moles per mole of the halogenated alkane compound represented by the general formula (2).
項5.前記脱ハロゲン化水素反応を気相で行う、項1~4のいずれか1項に記載の製造方法。 Item 5. The method according to any one of items 1 to 4, in which the dehydrohalogenation reaction is carried out in a gas phase.
項6.一般式(1):
R1-CR2=CR3-R4 (1)
[式中、R1、R2、R3及びR4は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子又はハロアルキル基を示す。ただし、R2及びR3の片方は水素原子であり、他方はハロゲン原子である。]
で表されるハロゲン化アルケン化合物を50~80モル%と、
一般式(5):
R1-CH=CH-R4 (5)
[式中、R1及びR4は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子又はハロアルキル基を示す。]
で表されるハロゲン化アルケン化合物を12~40モル%と
を含有する、組成物。
Item 6. General formula (1):
R 1 -CR 2 ═CR 3 -R 4 (1)
In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom or a haloalkyl group, provided that one of R 2 and R 3 is a hydrogen atom and the other is a halogen atom. It is an atom.
and 50 to 80 mol % of a halogenated alkene compound represented by the following formula:
General formula (5):
R 1 -CH=CH-R 4 (5)
[In the formula, R 1 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a haloalkyl group.]
and 12 to 40 mol % of a halogenated alkene compound represented by the formula:
項7.さらに、一般式(6):
R5-CR6R11-CR7R12-R8 (6)
[式中、R5、R6、R7及びR8は同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。R11及びR12の片方は水素原子であり、他方はハロゲン原子である。]
で表されるハロゲン化アルカン化合物を含有する、項6に記載の組成物。
Item 7. Furthermore, the general formula (6):
R 5 -CR 6 R 11 -CR 7 R 12 -R 8 (6)
[In the formula, R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group. One of R 11 and R 12 is a hydrogen atom, and the other is a halogen atom.]
Item 7. The composition according to item 6, comprising a halogenated alkane compound represented by the formula:
項8.前記一般式(6)で表されるハロゲン化アルカン化合物の含有量が0.10~10.0モル%である、項7に記載の組成物。 Item 8. The composition according to item 7, in which the content of the halogenated alkane compound represented by the general formula (6) is 0.10 to 10.0 mol %.
項9.クリーニングガス、エッチングガス、冷媒、熱移動媒体又は有機合成用ビルディングブロックとして用いられる、項6~8のいずれか1項に記載の組成物。 Item 9. The composition according to any one of items 6 to 8, which is used as a cleaning gas, an etching gas, a refrigerant, a heat transfer medium, or a building block for organic synthesis.
本開示によれば、ハロゲン化アルケン化合物を効率よく合成することができる。 According to the present disclosure, halogenated alkene compounds can be efficiently synthesized.
本明細書において、「含有」は、「含む(comprise)」、「実質的にのみからなる(consist essentially of)」、及び「のみからなる(consist of)」のいずれも包含する概念である。 In this specification, "containing" is a concept that encompasses all of "comprise," "consist essentially of," and "consist only of."
また、本明細書において、数値範囲を「A~B」で示す場合、A以上B以下を意味する。 In addition, in this specification, when a numerical range is indicated as "A to B," it means A or more and B or less.
本開示において、「選択率」とは、反応器出口からの流出ガスにおける原料化合物以外の化合物の合計モル量に対する、当該流出ガスに含まれる目的化合物の合計モル量の割合(モル%)を意味する。 In this disclosure, "selectivity" means the ratio (mol %) of the total molar amount of the target compound contained in the effluent gas from the reactor outlet to the total molar amount of compounds other than the raw material compound in the effluent gas.
本開示において、「転化率」とは、反応器に供給される原料化合物のモル量に対する、反応器出口からの流出ガスに含まれる原料化合物以外の化合物の合計モル量の割合(モル
%)を意味する。
In the present disclosure, the term "conversion rate" means the ratio (mol %) of the total molar amount of compounds other than the raw material compounds contained in the effluent gas from the reactor outlet to the molar amount of the raw material compounds supplied to the reactor.
本開示において、「収率」とは、反応器に供給される原料化合物のモル量に対する、反応器出口からの流出ガスに含まれる目的化合物の合計モル量の割合(モル%)を意味する。 In this disclosure, "yield" refers to the ratio (mol %) of the total molar amount of the target compound contained in the effluent gas from the reactor outlet to the molar amount of the raw material compounds supplied to the reactor.
ヘキサフルオロ-2-ブチンに代表されるハロゲン化ブチン化合物は、特定のハロゲン化アルカン化合物を出発物質として、脱ハロゲン化水素反応を2回施すことにより合成されることが知られている。 Halogenated butyne compounds, such as hexafluoro-2-butyne, are known to be synthesized by carrying out two dehydrohalogenation reactions using specific halogenated alkane compounds as starting materials.
ここで、ハロゲン化アルカン化合物から脱ハロゲン化水素反応を行うと、ハロゲン化水素が遊離する。生成物であるハロゲン化アルケン化合物と遊離したハロゲン化水素とが反応すると、再度原料であるハロゲン化アルカン化合物を生成するため、ハロゲン化ブチン化合物を得るために、ハロゲン化アルカン化合物を出発物質として、1回の脱ハロゲン化水素反応ではなく、2回の脱ハロゲン化水素反応を施すことにより収率が向上する。 Here, when a dehydrohalogenation reaction is carried out from a halogenated alkane compound, hydrogen halide is liberated. When the product halogenated alkene compound reacts with the liberated hydrogen halide, the raw material halogenated alkane compound is produced again. Therefore, to obtain a halogenated butyne compound, the yield can be improved by carrying out two dehydrohalogenation reactions using the halogenated alkane compound as the starting material instead of one dehydrohalogenation reaction.
一方、本開示では、ハロゲン化アルカン化合物から脱ハロゲン化水素反応を、特定の不飽和化合物の存在下で行うことで、当該脱ハロゲン化水素反応により生成するハロゲン化水素を、特定の不飽和化合物にトラップさせることができる。このため、原料であるハロゲン化アルカン化合物が、ほぼ定量的に反応し、ハロゲン化アルケン化合物を高い選択率且つ高い収率で得ることができる。 On the other hand, in the present disclosure, the dehydrohalogenation reaction of a halogenated alkane compound is carried out in the presence of a specific unsaturated compound, so that the hydrogen halide produced by the dehydrohalogenation reaction can be trapped in the specific unsaturated compound. As a result, the halogenated alkane compound, which is the raw material, reacts almost quantitatively, and a halogenated alkene compound can be obtained with high selectivity and high yield.
1.ハロゲン化アルケン化合物の製造方法
本開示のハロゲン化アルケン化合物の製造方法は、
一般式(1):
R1-CR2=CR3-R4 (1)
[式中、R1、R2、R3及びR4は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子又はハロアルキル基を示す。ただし、R2及びR3の片方は水素原子であり、他方はハロゲン原子である。]
で表されるハロゲン化アルケン化合物の製造方法であって、
一般式(2):
R1-CHR2-CXR3-R4 (2)
[式中、R1、R2、R3及びR4は前記に同じである。Xはハロゲン原子を示す。]
で表されるハロゲン化アルカン化合物を、触媒と、不飽和化合物の存在下、脱ハロゲン化水素反応する工程を備え、
前記不飽和化合物が、一般式(3):
R5-CR6=CR7-R8 (3)
[R5、R6、R7及びR8は同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。]
、又は一般式(4):
R9-C≡C-R10 (4)
[式中、R9及びR10は同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。]
で表される化合物であり、且つ、
前記一般式(1)で表される化合物と前記不飽和化合物とは異なる化合物である。
1. Method for Producing a Halogenated Alkene Compound The method for producing a halogenated alkene compound according to the present disclosure includes the steps of:
General formula (1):
R 1 -CR 2 ═CR 3 -R 4 (1)
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom or a haloalkyl group, provided that one of R 2 and R 3 is a hydrogen atom and the other is a halogen atom.]
A method for producing a halogenated alkene compound represented by the following formula:
General formula (2):
R 1 -CHR 2 -CXR 3 -R 4 (2)
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same as defined above. X represents a halogen atom.]
The method includes a step of subjecting a halogenated alkane compound represented by the following formula (1) to a dehydrohalogenation reaction in the presence of a catalyst and an unsaturated compound,
The unsaturated compound is represented by the general formula (3):
R 5 -CR 6 ═CR 7 -R 8 (3)
[R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group.]
Or general formula (4):
R 9 -C≡C-R 10 (4)
[In the formula, R 9 and R 10 are the same or different and represent a hydrogen atom or an organic group.]
and
The compound represented by the general formula (1) and the unsaturated compound are different compounds.
本開示によれば、上記した一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物の脱ハロゲン化水素反応を、特定の不飽和化合物の存在下に行うことで、当該脱ハロゲン化水素反応により生成するハロゲン化水素を、特定の不飽和化合物にトラップさせることができる。このため、原料であるハロゲン化アルカン化合物が、ほぼ定量的に反応し、一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物1モルに対して1モルのハロゲン化水素が脱離した一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物を選択的に得ることができる。 According to the present disclosure, by carrying out the dehydrohalogenation reaction of the halogenated alkane compound represented by the above general formula (2) in the presence of a specific unsaturated compound, the hydrogen halide produced by the dehydrohalogenation reaction can be trapped in the specific unsaturated compound. Therefore, the halogenated alkane compound as the raw material reacts almost quantitatively, and a halogenated alkene compound represented by general formula (1) can be selectively obtained in which 1 mole of hydrogen halide is eliminated per 1 mole of the halogenated alkane compound represented by general formula (2).
(1-1)原料化合物(ハロゲン化アルカン化合物)
本開示の製造方法において使用できる基質としてのハロゲン化アルカン化合物は、上記のとおり、一般式(2):
R1-CHR2-CXR3-R4 (2)
[式中、R1、R2、R3及びR4は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子又はハロアルキル基を示す。ただし、R2及びR3の片方は水素原子であり、他方はハロゲン原子である。Xはハロゲン原子を示す。]
で表されるハロゲン化アルカン化合物である。
(1-1) Raw material compound (halogenated alkane compound)
The halogenated alkane compound usable as a substrate in the production method of the present disclosure is represented by the general formula (2):
R 1 -CHR 2 -CXR 3 -R 4 (2)
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom or a haloalkyl group, provided that one of R 2 and R 3 is a hydrogen atom and the other is a halogen atom, and X represents a halogen atom.]
It is a halogenated alkane compound represented by the formula:
一般式(2)において、R1、R2、R3及びR4で示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。 In the general formula (2), examples of the halogen atom represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
一般式(2)において、R1、R2、R3及びR4で示されるハロアルキル基は、少なくとも1個の水素原子がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味する。ハロアルキル基のなかでも、少なくとも1個の水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基はフルオロアルキル基と称し、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基は、パーフルオロアルキル基と称する。また、ハロアルキル基のなかでも、少なくとも1個の水素原子が塩素原子で置換されたアルキル基はクロロアルキル基と称し、全ての水素原子が塩素原子で置換されたアルキル基は、パークロロアルキル基と称する。また、ハロアルキル基のなかでも、少なくとも1個の水素原子が臭素原子で置換されたアルキル基はブロモアルキル基と称し、全ての水素原子が臭素原子で置換されたアルキル基は、パーブロモアルキル基と称する。なかでも、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率等の観点から、フルオロアルキル基が好ましく、パーフルオロアルキル基がより好ましい。 In the general formula (2), the haloalkyl group represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 means an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a halogen atom. Among the haloalkyl groups, an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom is called a fluoroalkyl group, and an alkyl group in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms is called a perfluoroalkyl group. Among the haloalkyl groups, an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a chlorine atom is called a chloroalkyl group, and an alkyl group in which all hydrogen atoms are substituted with chlorine atoms is called a perchloroalkyl group. Among the haloalkyl groups, an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a bromine atom is called a bromoalkyl group, and an alkyl group in which all hydrogen atoms are substituted with bromine atoms is called a perbromoalkyl group. Among them, from the viewpoint of the conversion rate of the reaction, the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by the general formula (1), etc., a fluoroalkyl group is preferred, and a perfluoroalkyl group is more preferred.
ハロアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれも採用することができる。なかでも、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率等の観点から、直鎖状ハロアルキル基が好ましい。 The haloalkyl group may be linear, branched, or cyclic. Of these, linear haloalkyl groups are preferred from the viewpoints of the conversion rate of the reaction, the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), etc.
ハロアルキル基の炭素数は、特に制限されるわけではないが、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率等の観点から、1~5が好ましく、1~4がより好ましく、1~3がさらに好ましい。 The number of carbon atoms in the haloalkyl group is not particularly limited, but from the viewpoints of the conversion rate of the reaction, the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), etc., it is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 to 3.
このようなフルオロアルキル基としては、具体的には、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基等が挙げられる。また、クロロアルキル基としては、具体的には、トリクロロメチル基、ペンタクロロエチル基、ヘプタクロロプロピル基等が挙げられる。また、ブロモアルキル基としては、具体的には、トリブロモメチル基、ペンタブロモエチル基、ヘプタブロモプロピル基等が挙げられる。 Specific examples of such fluoroalkyl groups include trifluoromethyl, pentafluoroethyl, and heptafluoropropyl groups. Specific examples of chloroalkyl groups include trichloromethyl, pentachloroethyl, and heptachloropropyl groups. Specific examples of bromoalkyl groups include tribromomethyl, pentabromoethyl, and heptabromopropyl groups.
一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物は、その後、脱ハロゲン化水素反応によりハロゲン化アルキン化合物を得るための中間体としても機能することから、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物からの脱ハロゲン化水素を許容するため、一般式(2)におけるR2及びR3の片方は水素原子であり、他方はハロゲン原子である。 The halogenated alkene compound represented by the general formula (1) also functions as an intermediate for obtaining a halogenated alkyne compound by a dehydrohalogenation reaction thereafter. Therefore, in order to allow dehydrohalogenation of the halogenated alkene compound represented by the general formula (1), one of R2 and R3 in the general formula (2) is a hydrogen atom, and the other is a halogen atom.
一般式(2)において、R1及びR4としては、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率等の観点から、フッ素原子又はフルオロアルキル基が好ましく、フッ素原子又はパーフルオロアルキル基がより好ましく、パーフルオロアルキル基がさらに好ましい。 In general formula (2), from the viewpoints of the conversion rate of the reaction, the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), and the like, R1 and R4 are preferably a fluorine atom or a fluoroalkyl group, more preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group, and further preferably a perfluoroalkyl group.
一般式(2)において、Xで示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。 In general formula (2), examples of the halogen atom represented by X include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
このような条件を満たす基質としてのハロゲン化アルカン化合物としては、具体的には、CF2HCF2H、CFH2CF3、CCl2HCCl2H、CClH2CCl3、CBr2HCBr2H、CBrH2CBr3、CF3CFHCF2H、CF3CH2CF3、CCl3CClHCCl2H、CCl3CH2CCl3、CBr3CBrHCBr2H、CBr3CH2CBr3、CF3CFHCFHCF3、CF3CH2CF2CF3、CCl3CClHCClHCCl3、CCl3CH2CCl2CCl3、CBr3CBrHCBrHCBr3、CBr3CH2CBr2CBr3、CH3CF3、CH3CCl3、CH3CBr3、CF3CF2CH3、CCl3CCl2CH3、CBr3CBr2CH3、CF3CH2CF2CH3、CF3CHFCF2CH3、CCl3CH2CCl2CH3、CCl3CHClCCl2CH3、CBr3CH2CBr2CH3、CBr3CHBrCBr2CH3等が挙げられる。 Specific examples of halogenated alkane compounds that can serve as a substrate and satisfy these conditions include CF2HCF2H , CFH2CF3 , CCl2HCCl2H , CClH2CCl3 , CBr2HCBr2H , CBrH2CBr3 , CF3CFHCF2H , CF3CH2CF3 , CCl3CClHCCl2H , CCl3CH2CCl3 , CBr3CBrHCBr2H , CBr3CH2CBr3 , CF3CFHCFHCF3 , CF3CH2CF2CF3 , CCl3CClHCClHCCl3 , CCl 3CH2CCl2CCl3 , CBr3CBrHCBrHCBr3 , CBr3CH2CBr2CBr3 , CH3CF3 , CH3CCl3 , CH3CBr3 , CF3CF2CH3 , CCl3CCl2CH3 , CBr3CBr2CH3 , CF3CH2CF2CH3 , CF3CHFCF2CH3 , CCl3CH2CCl2CH3 , CCl3CHClCCl2CH3 , CBr3CH2CBr2CH3 , CBr3CHBrCBr 2CH3 , etc.
これらのハロゲン化アルカン化合物は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。このようなハロゲン化アルカン化合物は、公知又は市販品を採用することができる。 These halogenated alkane compounds can be used alone or in combination of two or more. Such halogenated alkane compounds can be publicly known or commercially available products.
(1-2)脱フッ化水素反応
本開示におけるハロゲン化アルカン化合物から脱フッ化水素反応させる工程では、以下の反応式:
R1-CHR2-CXR3-R4 → R1-CR2=CR3-R4 + HX
に従い、脱ハロゲン化水素反応を行うことができる。
(1-2) Dehydrofluorination Reaction In the process of dehydrofluorinating a halogenated alkane compound in the present disclosure, the reaction is carried out according to the following reaction formula:
R1 - CHR2 - CXR3 -R4 → R1 - CR2 = CR3 - R4 +HX
The dehydrohalogenation reaction can be carried out according to the following procedure.
なかでも、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率等の観点から、R1及びR4がトリフルオロメチル基、R2がフッ素原子、R3が水素原子、Xがフッ素原子であることが好ましい。つまり、以下の反応式:
CF3CFHCFHCF3 → CF3CF=CHCF3 + HF
に従い、脱フッ化水素反応を行うことが好ましい。
Among these, from the viewpoints of the conversion rate of the reaction, the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by the general formula (1), etc., it is preferable that R 1 and R 4 are trifluoromethyl groups, R 2 is a fluorine atom, R 3 is a hydrogen atom, and X is a fluorine atom. That is, it is preferable that R 1 and R 4 are trifluoromethyl groups, R 2 is a fluorine atom, R 3 is a hydrogen atom, and X is a fluorine atom.
CF3CFHCFHCF3 → CF3CF = CHCF3 + HF
It is preferable to carry out the dehydrofluorination reaction according to the following procedure.
(1-3)触媒
本開示におけるハロゲン化アルカン化合物から脱ハロゲン化水素反応させる工程は、触媒の存在下に行う。
(1-3) Catalyst The step of dehydrohalogenating a halogenated alkane compound in the present disclosure is carried out in the presence of a catalyst.
本開示の製造方法において使用される触媒としては、活性炭触媒、ゼオライト触媒、酸化クロム触媒、シリカアルミナ触媒等が好ましい。これらの触媒は、フッ素化されていない触媒及びフッ素化された触媒のいずれも採用することができる。 The catalyst used in the manufacturing method of the present disclosure is preferably an activated carbon catalyst, a zeolite catalyst, a chromium oxide catalyst, a silica-alumina catalyst, or the like. Both non-fluorinated and fluorinated catalysts can be used as these catalysts.
活性炭触媒としては、特に制限はなく、破砕炭、成形炭、顆粒炭、球状炭等の粉末活性炭が挙げられる。粉末活性炭は、JIS試験(JIS Z8801)で、4メッシュ(4.75mm)~100メッシュ(0.150mm)の粒度を示す粉末活性炭を用いることが好ましい。 The activated carbon catalyst is not particularly limited, and examples include powdered activated carbon such as crushed carbon, shaped carbon, granular carbon, and spherical carbon. It is preferable to use powdered activated carbon that has a particle size of 4 mesh (4.75 mm) to 100 mesh (0.150 mm) in the JIS test (JIS Z8801).
これらの活性炭は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。これらの活性炭は、公知又は市販品を採用することができる。 These activated carbons can be used alone or in combination of two or more. These activated carbons can be publicly known or commercially available products.
活性炭は、フッ素化することにより、より強い活性を示すようになるため、反応に用いる前に、予め活性炭をフッ素化したフッ素化活性炭を活性炭触媒として用いることもできる。つまり、活性炭触媒としては、フッ素化されていない活性炭及びフッ素化活性炭のい
ずれも使用することができる。
Since activated carbon becomes more active when fluorinated, it is also possible to use fluorinated activated carbon, which is obtained by fluorinating activated carbon before use in a reaction, as an activated carbon catalyst. In other words, both non-fluorinated activated carbon and fluorinated activated carbon can be used as the activated carbon catalyst.
活性炭をフッ素化するためのフッ素化剤としては、例えば、F2、HF等の無機フッ素化剤の他、ヘキサフルオロプロペン等のハイドロフルオロカーボン(HFC)、クロロフルオロメタン等のクロロフルオロカーボン(CFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)等の有機フッ素化剤も用いることができる。 As the fluorinating agent for fluorinating activated carbon, for example, in addition to inorganic fluorinating agents such as F2 and HF, organic fluorinating agents such as hydrofluorocarbons (HFCs) such as hexafluoropropene, chlorofluorocarbons (CFCs) such as chlorofluoromethane, and hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) can also be used.
活性炭をフッ素化する方法としては、例えば、室温(25℃)~400℃程度の温度条件下に大気圧下で上記したフッ素化剤を流通させてフッ素化する方法を挙げることができる。 One method for fluorinating activated carbon is, for example, to pass the above-mentioned fluorinating agent through the carbon under atmospheric pressure at temperatures between room temperature (25°C) and about 400°C.
ゼオライト触媒としては、公知の種類のゼオライトを広く採用することができる。例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の結晶性含水アルミノ珪酸塩が好ましい。ゼオライトの結晶形は、特に限定されず、A型、X型、LSX型等が挙げられる。ゼオライト中のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、特に限定されず、カリウム、ナトリウム、カルシウム、リチウム等が挙げられる。 As the zeolite catalyst, a wide variety of known types of zeolite can be used. For example, crystalline hydrous aluminosilicates of alkali metals or alkaline earth metals are preferred. The crystal form of the zeolite is not particularly limited, and examples thereof include A-type, X-type, and LSX-type. The alkali metal or alkaline earth metal in the zeolite is not particularly limited, and examples thereof include potassium, sodium, calcium, and lithium.
ゼオライト触媒は、フッ素化することにより、より強い活性を示すようになるため、反応に用いる前に、予めゼオライト触媒をフッ素化してフッ素化ゼオライト触媒として用いることができる。 Zeolite catalysts become more active when fluorinated, so they can be fluorinated before use in a reaction to become fluorinated zeolite catalysts.
ゼオライト触媒をフッ素化するためのフッ素化剤としては、例えば、F2、HF等の無機フッ素化剤、ヘキサフルオロプロペン等のフルオロカーボン系の有機フッ素化剤等を用いることができる。 As the fluorinating agent for fluorinating the zeolite catalyst, for example, inorganic fluorinating agents such as F 2 and HF, and fluorocarbon-based organic fluorinating agents such as hexafluoropropene can be used.
ゼオライト触媒をフッ素化する方法としては、例えば、室温(25℃)~400℃程度の温度条件下に大気圧下で上記したフッ素化剤を流通させてフッ素化する方法を挙げることができる。 One method for fluorinating a zeolite catalyst is, for example, to pass the above-mentioned fluorinating agent through the catalyst at atmospheric pressure and at temperatures between room temperature (25°C) and about 400°C.
酸化クロム触媒については、特に制限されないが、酸化クロムをCrOmで表記した場合に、1.5<m<3.0が好ましく、2.0<m<2.75がより好ましく、2.0<m<2.3がさらに好ましい。また、酸化クロムをCrOm・nH2Oで記した場合に、nの値が3以下、特に1.0~1.5となるように水和していてもよい。 The chromium oxide catalyst is not particularly limited, but when chromium oxide is expressed as CrO m , it is preferable that m is 1.5<m<3.0, more preferably 2.0<m<2.75, and even more preferably 2.0<m<2.3. When chromium oxide is expressed as CrO m.nH 2 O, it may be hydrated so that the value of n is 3 or less, particularly 1.0 to 1.5.
フッ素化された酸化クロム触媒は、上記した酸化クロム触媒のフッ素化により調製することができる。このフッ素化は、例えば、HF、フルオロカーボン等を用いて行うことができる。このようなフッ素化された酸化クロム触媒は、例えば、特開平05-146680号公報に記載されている方法にしたがって合成することができる。 The fluorinated chromium oxide catalyst can be prepared by fluorinating the above-mentioned chromium oxide catalyst. This fluorination can be carried out using, for example, HF, fluorocarbons, etc. Such a fluorinated chromium oxide catalyst can be synthesized, for example, according to the method described in JP-A-05-146680.
シリカアルミナ触媒は、シリカ(SiO2)及びアルミナ(Al2O3)を含む複合酸化物触媒であり、シリカ及びアルミナの総量を100質量%として、例えば、シリカの含有量が20~90質量%、特に50~80質量%の触媒を使用することができる。 The silica-alumina catalyst is a composite oxide catalyst containing silica (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ). With the total amount of silica and alumina being 100 mass %, for example, a catalyst having a silica content of 20 to 90 mass %, particularly 50 to 80 mass %, can be used.
シリカアルミナ触媒は、フッ素化することにより、より強い活性を示すようになるため、反応に用いる前に、予めシリカアルミナ触媒をフッ素化してフッ素化シリカアルミナ触媒として用いることもできる。 Since silica-alumina catalysts become more active when fluorinated, they can be fluorinated before use in the reaction to produce fluorinated silica-alumina catalysts.
シリカアルミナ触媒をフッ素化するためのフッ素化剤としては、例えば、F2、HF等の無機フッ素化剤、ヘキサフルオロプロペン等のフルオロカーボン系の有機フッ素化剤等を用いることができる。 As the fluorinating agent for fluorinating the silica-alumina catalyst, for example, inorganic fluorinating agents such as F 2 and HF, and fluorocarbon-based organic fluorinating agents such as hexafluoropropene can be used.
シリカアルミナ触媒をフッ素化する方法としては、例えば、室温(25℃)~400℃程度の温度条件下に大気圧下で上記したフッ素化剤を流通させてフッ素化する方法を挙げることができる。 One example of a method for fluorinating a silica-alumina catalyst is to pass the above-mentioned fluorinating agent through the catalyst at atmospheric pressure and at temperatures between room temperature (25°C) and about 400°C.
上記した触媒は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。また、上記した触媒は、公知又は市販品を採用することができる。 The above catalysts can be used alone or in combination of two or more. The above catalysts can be publicly known or commercially available products.
これらのなかでも、転化率、選択率及び収率の観点から、活性炭触媒(活性炭又はフッ素化された活性炭)、酸化クロム触媒(酸化クロム又はフッ素化された酸化クロム)等が好ましく、活性炭触媒(活性炭又はフッ素化された活性炭)がより好ましい。 Among these, from the viewpoints of conversion rate, selectivity, and yield, activated carbon catalysts (activated carbon or fluorinated activated carbon), chromium oxide catalysts (chromium oxide or fluorinated chromium oxide), etc. are preferred, with activated carbon catalysts (activated carbon or fluorinated activated carbon) being more preferred.
また、触媒として上記したゼオライト触媒、酸化クロム触媒、シリカアルミナ触媒等を使用する場合は、担体に担持させることも可能である。このような担体としては、例えば、炭素、アルミナ(Al2O3)、ジルコニア(ZrO2)、シリカ(SiO2)、チタニア(TiO2)等が挙げられる。炭素としては、活性炭、不定形炭素、グラファイト、ダイヤモンド等を用いることができる。 In addition, when the above-mentioned zeolite catalyst, chromium oxide catalyst, silica alumina catalyst, etc. are used as the catalyst, it is possible to support them on a carrier. Examples of such carriers include carbon, alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), silica (SiO 2 ), titania (TiO 2 ), etc. Examples of carbon that can be used include activated carbon, amorphous carbon, graphite, diamond, etc.
本開示の製造方法において、気相において、触媒の存在下にハロゲン化アルカン化合物を脱ハロゲン化水素反応させるに当たっては、例えば、触媒を固体の状態(固相)でハロゲン化アルカン化合物と接触させることが好ましい。この場合、触媒の形状は粉末状とすることもできるが、ペレット状のほうが気相連続流通式の反応に採用する場合には好ましい。 In the manufacturing method of the present disclosure, when a halogenated alkane compound is dehydrohalogenated in the gas phase in the presence of a catalyst, it is preferable to contact the catalyst in a solid state (solid phase) with the halogenated alkane compound. In this case, the catalyst can be in the form of a powder, but a pellet shape is preferable when the catalyst is used in a gas phase continuous flow reaction.
触媒のBET法により測定した比表面積(以下、「BET比表面積」と言うこともある。)は、通常10~3000m2/gが好ましく、15~2500m2/gがより好ましく、20~2000m2/gがさらに好ましく、30~1500m2/gが特に好ましい。触媒のBET比表面積がこのような範囲にある場合、触媒の粒子の密度が小さ過ぎることがないため、より高い選択率及び収率でハロゲン化アルケン化合物を得ることができる。また、ハロゲン化アルカン化合物の転化率をより向上させることも可能である。 The specific surface area of the catalyst measured by the BET method (hereinafter sometimes referred to as "BET specific surface area") is usually preferably 10 to 3000 m 2 /g, more preferably 15 to 2500 m 2 /g, further preferably 20 to 2000 m 2 /g, and particularly preferably 30 to 1500 m 2 /g. When the BET specific surface area of the catalyst is within such a range, the density of the catalyst particles is not too small, so that the halogenated alkene compound can be obtained with higher selectivity and yield. It is also possible to further improve the conversion rate of the halogenated alkane compound.
(1-4)不飽和化合物
本開示においては、上記したハロゲン化アルカン化合物を脱ハロゲン化水素反応する工程は、不飽和化合物の存在下で行う。
(1-4) Unsaturated Compound In the present disclosure, the step of dehydrohalogenating the above-mentioned halogenated alkane compound is carried out in the presence of an unsaturated compound.
なお、不飽和化合物は、不飽和結合(二重結合、三重結合等)を少なくとも1個有する化合物を意味する。 Unsaturated compounds refer to compounds that have at least one unsaturated bond (double bond, triple bond, etc.).
この不飽和化合物は、一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物の脱ハロゲン化水素反応により生じるハロゲン化水素をトラップすることができる。なお、不飽和化合物がハロゲン化水素をトラップすると、不飽和化合物に対してハロゲン化水素付加反応が発生する。 This unsaturated compound can trap hydrogen halide generated by the dehydrohalogenation reaction of the halogenated alkane compound represented by general formula (2). When the unsaturated compound traps hydrogen halide, a hydrogen halide addition reaction occurs with the unsaturated compound.
例えば、一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物としてCF3CFHCFHCF3を用い、不飽和化合物としてCF3CF=CFCF3を用いた場合には、以下の反応式:
CF3CFHCFHCF3 → CF3CF=CHCF3 + HF
によりフッ化水素が発生するところ、以下の反応式:
CF3CF=CFCF3 + HF → CF3CF2CFHCF3
により生成したフッ化水素がトラップされる。
For example, when CF 3 CFHCFHCF 3 is used as the halogenated alkane compound represented by the general formula (2) and CF 3 CF═CFCF 3 is used as the unsaturated compound, the reaction proceeds according to the following reaction formula:
CF3CFHCFHCF3 → CF3CF = CHCF3 + HF
Hydrogen fluoride is generated by the following reaction:
CF3CF = CFCF3 + HF → CF3CF2CFHCF3
The hydrogen fluoride produced by this is trapped.
このように、一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物の脱ハロゲン化水素反応により発生するハロゲン化水素が、目的物である一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物と反応して原料である一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物が生成することを抑制することができる。 In this way, it is possible to prevent the hydrogen halide generated by the dehydrohalogenation reaction of the halogenated alkane compound represented by general formula (2) from reacting with the target halogenated alkene compound represented by general formula (1) to produce the raw material halogenated alkane compound represented by general formula (2).
不飽和化合物がハロゲン化水素をトラップすることにより、脱ハロゲン化水素反応の平衡が生成物側(一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物側)に傾き、原料である一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物が、ほぼ定量的に反応し、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物を高い選択率且つ高い収率で得ることができる。 By trapping the hydrogen halide with the unsaturated compound, the equilibrium of the dehydrohalogenation reaction shifts toward the product (the halogenated alkene compound represented by general formula (1)), and the raw material, the halogenated alkane compound represented by general formula (2), reacts almost quantitatively, allowing the halogenated alkene compound represented by general formula (1) to be obtained with high selectivity and high yield.
ここで、オレフィン、すなわち不飽和結合をもつ化合物とハロゲン化水素の付加反応は、オレフィンの最高被占有軌道(HOMO)とハロゲン化水素の最低空軌道(LUMO)のエネルギー軌道での反応となる。このため、反応性の高さはオレフィンの最高被占有軌道(HOMO)とハロゲン化水素の最低空軌道(LUMO)のエネルギー準位の差が小さければ小さいほど高くなる。 Here, the addition reaction between olefins, i.e. compounds with unsaturated bonds, and hydrogen halides occurs at the energy orbitals of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the olefin and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the hydrogen halide. Therefore, the smaller the difference in energy levels between the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the olefin and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the hydrogen halide, the higher the reactivity.
添加する不飽和化合物、及び一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物は同じハロゲン化水素と付加反応するため、ハロゲン化アルケン化合物の最高被占有軌道(HOMO)とハロゲン化水素の最低空軌道(LUMO)のエネルギー準位差の大小はハロゲン化アルケン化合物の最高被占有軌道(HOMO)のエネルギー準位の高低に起因する。 The unsaturated compound to be added and the halogenated alkene compound represented by general formula (1) undergo an addition reaction with the same hydrogen halide, so the difference in energy level between the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the halogenated alkene compound and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the hydrogen halide is due to the difference in energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the halogenated alkene compound.
不飽和化合物の最高被占有軌道(HOMO)が一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の最高被占有軌道(HOMO)よりも高い場合、不飽和化合物によるフッ化水素をトラップする反応の方が一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物とフッ化水素による逆反応よりも優先的に起こる。 When the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the unsaturated compound is higher than the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), the reaction of trapping hydrogen fluoride by the unsaturated compound occurs preferentially over the reverse reaction between the halogenated alkene compound represented by general formula (1) and hydrogen fluoride.
同様に、不飽和化合物が三重結合を有する一般式(4)で表される化合物である場合も、三重結合を有する一般式(4)で表される化合物の最高被占有軌道(HOMO)が一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の最高被占有軌道(HOMO)よりも高いエネルギー準位であれば、三重結合を有する一般式(4)で表される化合物によるフッ化水素のトラップ反応の方が一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物のフッ化水素との逆反応よりも優先的に生じる。 Similarly, when the unsaturated compound is a compound represented by general formula (4) having a triple bond, if the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the compound represented by general formula (4) having a triple bond is at a higher energy level than the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), the trapping reaction of hydrogen fluoride by the compound represented by general formula (4) having a triple bond occurs preferentially over the reverse reaction with hydrogen fluoride of the halogenated alkene compound represented by general formula (1).
つまり、不飽和化合物としては、最高被占有軌道(HOMO)が一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の最高被占有軌道(HOMO)よりも高い化合物を選択することが好ましい。 In other words, it is preferable to select an unsaturated compound whose highest occupied molecular orbital (HOMO) is higher than the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the halogenated alkene compound represented by general formula (1).
このため、本開示で使用する不飽和化合物は、具体的には、一般式(3):
R5-CR6=CR7-R8 (3)
[式中、R5、R6、R7及びR8は同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。]、又は一般式(4):
R9-C≡C-R10 (4)
[式中、R9及びR10は同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す]
で表される化合物であり、
一般式(3)、及び(4)で表される化合物の最高被占有軌道(HOMO)は一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の最高被占有軌道(HOMO)よりも高いエネルギー準位を持つことが好ましい。
For this reason, the unsaturated compound used in the present disclosure is specifically represented by the general formula (3):
R 5 -CR 6 ═CR 7 -R 8 (3)
[wherein R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group.], or general formula (4):
R 9 -C≡C-R 10 (4)
[In the formula, R 9 and R 10 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group.]
A compound represented by the formula:
The highest occupied molecular orbital (HOMO) of the compounds represented by the general formulas (3) and (4) preferably has a higher energy level than the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the halogenated alkene compound represented by the general formula (1).
このような観点から、不飽和化合物の最高被占有軌道(HOMO)は、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の最高被占有軌道(HOMO)と比較して、0.1eV以上高いことが好ましく、0.2~30eV高いことがより好ましく、0.5~15eV高いことがさらに好ましい。 From this perspective, the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the unsaturated compound is preferably 0.1 eV or more higher, more preferably 0.2 to 30 eV higher, and even more preferably 0.5 to 15 eV higher, than the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the halogenated alkene compound represented by general formula (1).
不飽和化合物である一般式(3)におけるR5、R6、R7及びR8で示される有機基、及び一般式(4)におけるR9及びR10で示される有機基としては、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは非置換アルキル基、置換若しくは非置換アルコキシ基、置換若しくは非置換アリール基、置換若しくは非置換アミノ基、置換若しくは非置換チオール基、エステル基(-COOR)、カルボニル基(-COR)、置換若しくは非置換カルボキシル基、ニトロ基、スルホ基、アミド基(-CONR2、-NRCOR)等が挙げられる。なお、Rは同一又は異なって、置換若しくは非置換アルキル基、置換若しくは非置換アルコキシ基、置換若しくは非置換アリール基等が挙げられる。 Examples of the organic groups represented by R 5 , R 6 , R 7 and R 8 in general formula (3) and the organic groups represented by R 9 and R 10 in general formula (4), which are unsaturated compounds, include halogen atoms, cyano groups, substituted or unsubstituted alkyl groups, substituted or unsubstituted alkoxy groups, substituted or unsubstituted aryl groups, substituted or unsubstituted amino groups, substituted or unsubstituted thiol groups, ester groups (-COOR), carbonyl groups (-COR), substituted or unsubstituted carboxyl groups, nitro groups, sulfo groups, amide groups (-CONR 2 , -NRCOR), etc. R may be the same or different and may be a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted aryl group, etc.
一般式(3)において、R5、R6、R7及びR8で示される有機基、及び一般式(4)R9及びR10で示される有機基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。 In general formula (3), the organic groups represented by R5 , R6 , R7 and R8 , and the halogen atoms represented by R9 and R10 in general formula (4) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
一般式(3)において、R5、R6、R7及びR8で示される有機基、及び一般式(4)において、R9及びR10で示される有機基としてのアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれも採用することができる。なかでも、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率等の観点から、直鎖状アルキル基が好ましい。 The alkyl groups as the organic groups represented by R5 , R6 , R7 and R8 in general formula (3) and the organic groups represented by R9 and R10 in general formula (4) may be linear, branched or cyclic. Of these, linear alkyl groups are preferred from the viewpoints of the conversion rate of the reaction, the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), etc.
アルキル基の炭素数は、特に制限されるわけではないが、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率等の観点から、1~5が好ましく、1~4がより好ましく、1~3がさらに好ましい。 The number of carbon atoms in the alkyl group is not particularly limited, but from the viewpoints of the conversion rate of the reaction, the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), etc., it is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 to 3.
このようなアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基等が挙げられる。 Specific examples of such alkyl groups include methyl groups, ethyl groups, and n-propyl groups.
アルキル基は、置換基を有することもできる。アルキル基が有することのでき置換基としては、例えば、水酸基、上記ハロゲン原子、シアノ基、後述のアルコキシ基、後述のアリール基、後述のアミノ基、後述のチオール基、上記エステル基、上記カルボニル基、後述のカルボキシル基、上記アミド基等が挙げられる。 The alkyl group may have a substituent. Examples of the substituent that the alkyl group may have include a hydroxyl group, the halogen atom, a cyano group, an alkoxy group as described below, an aryl group as described below, an amino group as described below, a thiol group as described below, an ester group as described above, a carbonyl group as described above, a carboxyl group as described below, and an amide group as described above.
一般式(3)において、R5、R6、R7及びR8で示される有機基、及び一般式(4)R9及びR10で示される有機基としてのアルコキシ基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれも採用することができる。なかでも、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率等の観点から、直鎖状アルコキシ基が好ましい。 In general formula (3), the organic groups represented by R5 , R6 , R7 , and R8 , and the alkoxy groups represented by R9 and R10 in general formula (4) may be linear, branched, or cyclic. Of these, linear alkoxy groups are preferred from the viewpoints of the conversion rate of the reaction, the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), and the like.
アルコキシ基の炭素数は、特に制限されるわけではないが、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率等の観点から、1~5が好ましく、1~4がより好ましく、1~3がさらに好ましい。 The number of carbon atoms in the alkoxy group is not particularly limited, but from the viewpoints of the conversion rate of the reaction, the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), etc., it is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 to 3.
このようなアルコキシ基としては、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基等が挙げられる。 Specific examples of such alkoxy groups include methoxy groups, ethoxy groups, and n-propoxy groups.
アルコキシ基は、置換基を有することもできる。アルコキシ基が有することのできる置
換基としては、例えば、水酸基、上記ハロゲン原子、シアノ基、上記アルコキシ基、後述のアリール基、後述のアミノ基、後述のチオール基、上記アミド基等が挙げられる。
The alkoxy group may have a substituent, such as a hydroxyl group, the above-mentioned halogen atom, a cyano group, the above-mentioned alkoxy group, an aryl group described below, an amino group described below, a thiol group described below, and the above-mentioned amide group.
一般式(3)において、R5、R6、R7及びR8で示される有機基、及び一般式(4)R9及びR10で示される有機基としてのアリール基としては、特に制限されないが、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率等の観点から、炭素数が6~20のものが好ましく、6~12のものがより好ましく、6~10のものがさらに好ましい。該アリール基は、単環式又は多環式(例えば2環式、3環式等)のいずれでも有り得るが、好ましくは単環式である。 The organic groups represented by R 5 , R 6 , R 7 and R 8 in general formula (3) and the aryl group as the organic group represented by R 9 and R 10 in general formula (4) are not particularly limited, but from the viewpoints of the conversion rate of the reaction, the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), etc., those having a carbon number of 6 to 20 are preferred, those having a carbon number of 6 to 12 are more preferred, and those having a carbon number of 6 to 10 are even more preferred. The aryl group may be either monocyclic or polycyclic (e.g., bicyclic, tricyclic, etc.), but is preferably monocyclic.
該アリール基としては、具体的には、例えばフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ペンタレニル基、インデニル基、アントラニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオレニル基、フェナントリル基等が挙げられる。 Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a pentalenyl group, an indenyl group, an anthranyl group, a tetracenyl group, a pentacenyl group, a pyrenyl group, a perylenyl group, a fluorenyl group, and a phenanthryl group.
アリール基は、置換基を有することもできる。アリール基が有することのできる置換基としては、例えば、水酸基、上記ハロゲン原子、シアノ基、上記アルキル基、上記アルコキシ基、上記アリール基、後述のアミノ基、後述のチオール基、上記エステル基、上記カルボニル基、後述のカルボキシル基、上記アミド基等が挙げられる。 The aryl group may have a substituent. Examples of the substituent that the aryl group may have include a hydroxyl group, the halogen atom, the cyano group, the alkyl group, the alkoxy group, the aryl group, the amino group described below, the thiol group described below, the ester group, the carbonyl group, the carboxyl group described below, and the amide group.
アミノ基は、置換基を有することもできる。アミノ基が有することのできる置換基としては、例えば、水酸基、上記ハロゲン原子、シアノ基、上記アルキル基、上記アルコキシ基、上記アリール基、上記アミノ基、後述のチオール基、上記エステル基、上記カルボニル基、後述のカルボキシル基、上記アミド基等が挙げられる。 The amino group may have a substituent. Examples of the substituent that the amino group may have include a hydroxyl group, the halogen atom, the cyano group, the alkyl group, the alkoxy group, the aryl group, the amino group, the thiol group described below, the ester group, the carbonyl group, the carboxyl group described below, and the amide group.
チオール基は、置換基を有することもできる。チオール基が有することのできる置換基としては、例えば、水酸基、上記ハロゲン原子、シアノ基、上記アルキル基、上記アルコキシ基、上記アリール基、上記アミノ基、上記チオール基、上記エステル基、上記カルボニル基、後述のカルボキシル基、上記アミド基等が挙げられる。 The thiol group may have a substituent. Examples of the substituent that the thiol group may have include a hydroxyl group, the halogen atom, the cyano group, the alkyl group, the alkoxy group, the aryl group, the amino group, the thiol group, the ester group, the carbonyl group, the carboxyl group described below, and the amide group.
カルボキシル基は、置換基を有することもできる。カルボキシル基が有することのできる置換基としては、例えば、水酸基、上記ハロゲン原子、シアノ基、上記アルキル基、上記アルコキシ基、上記アリール基、上記アミノ基、上記チオール基、上記エステル基、上記カルボニル基、上記カルボキシル基、上記アミド基等が挙げられる。 The carboxyl group may have a substituent. Examples of the substituent that the carboxyl group may have include a hydroxyl group, the halogen atom, the cyano group, the alkyl group, the alkoxy group, the aryl group, the amino group, the thiol group, the ester group, the carbonyl group, the carboxyl group, and the amide group.
なかでも、有機基としては、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率等の観点から、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基等が好ましく、フッ素原子、フルオロアルキル基等がより好ましく、フッ素原子、パーフルオロアルキル基等がさらに好ましい。 Among these, from the viewpoints of the conversion rate of the reaction, the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), etc., the organic group is preferably a halogen atom, a halogenated alkyl group, etc., more preferably a fluorine atom, a fluoroalkyl group, etc., and even more preferably a fluorine atom, a perfluoroalkyl group, etc.
ただし、一般式(3)で表される化合物は、目的物である一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物とは異なる化合物である。 However, the compound represented by general formula (3) is a different compound from the desired halogenated alkene compound represented by general formula (1).
なお、本開示では、後述のように、反応温度は300~450℃であることが好ましい。この反応温度において、ハロゲン化水素をトラップしやすくし、分解及び発火しにくく、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率を向上させやすい等の観点から、不飽和化合物は、測定値の有無に関わらず、分解温度、発火点及び臨界点のうち少なくとも1つが反応温度よりも高いことが好ましく、分解温度、発火点及び臨界点の全てが反応温度よりも高いことがより好ましい。 In the present disclosure, the reaction temperature is preferably 300 to 450°C, as described below. At this reaction temperature, from the viewpoints of making it easier to trap hydrogen halide, making it less likely to decompose or ignite, and making it easier to improve the conversion rate of the reaction, and the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), it is preferable that at least one of the decomposition temperature, ignition point, and critical point of the unsaturated compound is higher than the reaction temperature, regardless of whether or not a measured value is present, and it is more preferable that all of the decomposition temperature, ignition point, and critical point are higher than the reaction temperature.
以上のような条件を満たす不飽和化合物としては、一般式(3)で表される化合物とし
て、CF3CF=CFCF3、CCl3CCl=CClCCl3、CBr3CBr=CBrCBr3、CF2=CH2、CHF=CHF、CHCl=CHCl、CHBr=CHBr、CF2=CFH、CBr2=CBrH、CCl2=CCl2、CBr2=CBr2、CHF=CHCF3、CHCl=CHCCl3、CF3CF=CHCl、CCl3CCl=CHCl、CF3CH=CHCl、CCl3CH=CHCl、CCl3CCl=CH2、CH2=CClCN、CH2=CBrCN、CH2=CHCOOCH3、CH3OCH=CHCOOCH3、CH3CH2CH=CHCOOCH3、CH2=C(C2H5)COOCH3、(CH3)2C=CHCOOCH3、CH2=CHCH2OH、CH3CH2CH=CHOH、CH3CH=CHCH2OH、CH3CH=CHOCH3、CH2=CHCH2N(CH3)2等が挙げられ、一般式(4)で表される化合物として、CF3C≡CCF3、CH≡CCH2COOCH3等が挙げられる。
The unsaturated compounds satisfying the above conditions are compounds represented by the general formula (3), such as CF3CF = CFCF3 , CCl3CCl = CClCCl3 , CBr3CBr =CBrCBr3, CF2= CH2 , CHF=CHF, CHCl= CHCl , CHBr =CHBr, CF2 =CFH, CBr2=CBrH, CCl2 = CCl2 , CBr2 = CBr2, CHF=CHCF3 , CHCl =CHCCl3, CF3CF = CHCl, CCl3CCl = CHCl, CF3CH = CHCl, CCl3CH=CHCl , CCl3CCl = CH2 , CH2 =CClCN, CH2 =CBrCN, CH Examples of the compound represented by the general formula (4) include CF3C≡CCF3 and CH≡CCH2COOCH3. Examples of the compound represented by the general formula ( 5 ) include CF3C≡CCF3 and CH≡CCH2COOCH3 . Examples of the compound represented by the general formula ( 6 ) include CF3C≡CCF3 and CH≡CCH2COOCH3 . Examples of the compound represented by the general formula ( 7 ) include CF3C≡CCF3 and CH≡CCH2COOCH3 .
これら不飽和化合物の最高被占有軌道(HOMO)のエネルギー準位は以下のように調整することが好ましい。不飽和化合物の最高被占有軌道(HOMO)が、一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物の脱ハロゲン化水素で生成する一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の最高被占有軌道(HOMO)よりもエネルギー準位が高くなるように不飽和化合物を選択することが好ましい。このため、不飽和化合物の最高被戦軌道(HOMO)のエネルギー準位は-15eV~40eVが好ましく、-14eV~35eVがより好ましく、-13eV~30eVがさらに好ましい。 It is preferable to adjust the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of these unsaturated compounds as follows. It is preferable to select an unsaturated compound so that the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the unsaturated compound has a higher energy level than the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the halogenated alkene compound represented by general formula (1) produced by dehydrohalogenation of the halogenated alkane compound represented by general formula (2). For this reason, the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the unsaturated compound is preferably -15 eV to 40 eV, more preferably -14 eV to 35 eV, and even more preferably -13 eV to 30 eV.
なお、最高被占有軌道(HOMO)のエネルギー準位の値はMM2計算を用いて構造最適化した後に、拡張ヒュッケル法にて電子構造を計算することにより算出する。結果を表1に示す。 The energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) is calculated by optimizing the structure using MM2 calculations and then calculating the electronic structure using the extended Hückel method. The results are shown in Table 1.
できる。このような不飽和化合物は、公知又は市販品を採用することができる。
本開示の製造方法において、不飽和化合物の使用量は特に制限はないが、反応の転化率、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の選択率及び収率等の観点から、原料化合物である一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物1モルに対して0.001~0.40モルが好ましく、0.01~0.40モルがより好ましく、0.05~0.20モルがさらに好ましい。 In the production method of the present disclosure, the amount of the unsaturated compound used is not particularly limited, but from the viewpoint of the conversion rate of the reaction, the selectivity and yield of the halogenated alkene compound represented by general formula (1), etc., the amount is preferably 0.001 to 0.40 mol, more preferably 0.01 to 0.40 mol, and even more preferably 0.05 to 0.20 mol per mol of the halogenated alkane compound represented by general formula (2) which is the raw material compound.
(1-5)脱ハロゲン化水素反応の例示
本開示におけるハロゲン化アルカン化合物の脱ハロゲン化水素反応は、特に生産性の観点からは、気相で行うことが好ましい。本開示におけるハロゲン化アルカン化合物から脱ハロゲン化水素反応させる工程を気相で行う場合、溶媒を用いる必要がなく産廃が生じず、生産性に優れるという利点がある。
(1-5) Examples of dehydrohalogenation reactions The dehydrohalogenation reaction of the halogenated alkane compound in the present disclosure is preferably carried out in a gas phase, particularly from the viewpoint of productivity. When the step of dehydrohalogenating the halogenated alkane compound in the present disclosure is carried out in a gas phase, there are advantages in that it is not necessary to use a solvent, no industrial waste is generated, and productivity is excellent.
本開示におけるハロゲン化アルカン化合物の脱ハロゲン化水素反応は、反応器に原料化合物であるハロゲン化アルカン化合物を連続的に仕込み、当該反応器から目的化合物であるハロゲン化アルケン化合物を連続的に抜き出す流通式及びバッチ式のいずれの方式によっても実施することができる。本開示では、さらに逆反応を抑制することを目的として、気相連続流通式で実施することが好ましい。 The dehydrohalogenation reaction of the halogenated alkane compound in the present disclosure can be carried out by either a flow system or a batch system in which the halogenated alkane compound, which is the raw material compound, is continuously charged into a reactor and the halogenated alkene compound, which is the target compound, is continuously withdrawn from the reactor. In the present disclosure, it is preferable to carry out the dehydrohalogenation reaction in a gas phase continuous flow system in order to further suppress the reverse reaction.
本開示におけるハロゲン化アルカン化合物の脱ハロゲン化水素反応を気相連続流通式で行う場合は、装置、操作等を簡略化できるとともに、経済的に有利である。 When the dehydrohalogenation reaction of the halogenated alkane compound in the present disclosure is carried out in a gas-phase continuous flow system, the equipment and operation can be simplified and it is economically advantageous.
本開示におけるハロゲン化アルカン化合物の脱ハロゲン化水素反応を行う際の雰囲気については、触媒の劣化を抑制する点から、不活性ガス雰囲気下が好ましい。当該不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。これらの不活性ガスのなかでも、コストを抑える観点から、窒素が好ましい。 In the present disclosure, the dehydrohalogenation reaction of the halogenated alkane compound is preferably carried out in an inert gas atmosphere in order to prevent deterioration of the catalyst. Examples of the inert gas include nitrogen, helium, and argon. Among these inert gases, nitrogen is preferred in terms of reducing costs.
(1-6)反応温度
本開示におけるハロゲン化アルカン化合物を脱ハロゲン化水素反応させる工程では、反応温度は、より効率的に脱ハロゲン化水素反応を進行させて転化率をより向上させ、目的化合物であるハロゲン化アルケン化合物をより高い選択率及びより高い収率で得ることができる観点から、300~450℃が好ましく、350~450℃がより好ましく、350~400℃がさらに好ましい。
(1-6) Reaction Temperature In the step of dehydrohalogenating a halogenated alkane compound in the present disclosure, the reaction temperature is preferably 300 to 450° C., more preferably 350 to 450° C., and even more preferably 350 to 400° C., from the viewpoint of more efficiently progressing the dehydrohalogenation reaction to further improve the conversion rate and obtaining the target compound, that is, the halogenated alkene compound, with higher selectivity and higher yield.
(1-7)反応時間
本開示におけるハロゲン化アルカン化合物を脱ハロゲン化水素反応させる反応時間は、例えば気相流通式を採用する場合には、原料化合物の触媒に対する接触時間(W/F)[W:触媒の重量(g)、F:原料化合物の流量(cc/sec)]は、反応の転化率が特に高く、ハロゲン化アルカン化合物をより高収率及び高選択率に得ることができる観点から、12~45g・sec/ccが好ましく、15~40g・sec/ccがより好ましく、20~30g・sec/ccがさらに好ましい。なお、上記接触時間とは、原料化合物及び触媒が接触する時間を意味する。ここで、原料化合物の流量は、上記した不飽和化合物を含まない、一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物の流量を意味する。
(1-7) Reaction Time In the present disclosure, the reaction time for dehydrohalogenating the halogenated alkane compound is, for example, when a gas-phase flow system is employed, the contact time of the raw material compound to the catalyst (W/F) [W: weight of catalyst (g), F: flow rate of raw material compound (cc/sec)] is preferably 12 to 45 g·sec/cc, more preferably 15 to 40 g·sec/cc, and even more preferably 20 to 30 g·sec/cc, from the viewpoint of a particularly high conversion rate of the reaction and a higher yield and higher selectivity of the halogenated alkane compound. The contact time means the time during which the raw material compound and the catalyst are in contact. Here, the flow rate of the raw material compound means the flow rate of the halogenated alkane compound represented by the general formula (2) that does not contain the above-mentioned unsaturated compound.
(1-8)反応圧力
本開示におけるハロゲン化アルカン化合物を脱ハロゲン化水素反応させる反応圧力は、より効率的に脱ハロゲン化水素反応を進行させて転化率をより向上させ、目的化合物であるハロゲン化アルケン化合物をより高い選択率及びより高い収率で得ることができる観点から、0kPa以上が好ましく、10kPa以上がより好ましく、20kPa以上がさら
に好ましく、30kPa以上が特に好ましい。反応圧力の上限は特に制限はなく、通常、2MPa程度である。なお、本開示において、圧力については特に表記が無い場合はゲージ圧とする。
(1-8) Reaction Pressure The reaction pressure for dehydrohalogenating a halogenated alkane compound in the present disclosure is preferably 0 kPa or more, more preferably 10 kPa or more, even more preferably 20 kPa or more, and particularly preferably 30 kPa or more, from the viewpoint of more efficiently proceeding with the dehydrohalogenation reaction to further improve the conversion rate and obtaining the target compound, that is, a halogenated alkene compound, with higher selectivity and higher yield. There is no particular upper limit to the reaction pressure, and it is usually about 2 MPa. In the present disclosure, the pressure is referred to as gauge pressure unless otherwise specified.
本開示におけるハロゲン化アルカン化合物の脱ハロゲン化水素反応において、ハロゲン化アルカン化合物、触媒及び不飽和化合物を投入して反応させる反応器としては、上記温度及び圧力に耐え得るものであれば、形状及び構造は特に限定されない。反応器としては、例えば、縦型反応器、横型反応器、多管型反応器等が挙げられる。反応器の材質としては、例えば、ガラス、ステンレス、鉄、ニッケル、鉄ニッケル合金等が挙げられる。 In the dehydrohalogenation reaction of a halogenated alkane compound in the present disclosure, the reactor into which the halogenated alkane compound, catalyst, and unsaturated compound are introduced and reacted is not particularly limited in shape and structure as long as it can withstand the above-mentioned temperature and pressure. Examples of the reactor include a vertical reactor, a horizontal reactor, and a multi-tube reactor. Examples of the material of the reactor include glass, stainless steel, iron, nickel, and iron-nickel alloys.
脱ハロゲン化水素反応終了後は、必要に応じて常法にしたがって精製処理を行い、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物を得ることができる。 After the dehydrohalogenation reaction is completed, purification can be carried out according to conventional methods as necessary to obtain the halogenated alkene compound represented by general formula (1).
(1-9)目的化合物(ハロゲン化アルケン化合物)
このようにして得られる本開示の目的化合物は、一般式(1):
R1-CR2=CR3-R4 (1)
[式中、R1、R2、R3及びR4は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子又はハロアルキル基を示す。ただし、R2及びR3の片方は水素原子であり、他方はハロゲン原子である。]
で表されるハロゲン化アルケン化合物である。
(1-9) Target compound (halogenated alkene compound)
The target compound of the present disclosure thus obtained is represented by the general formula (1):
R 1 -CR 2 ═CR 3 -R 4 (1)
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom or a haloalkyl group, provided that one of R 2 and R 3 is a hydrogen atom and the other is a halogen atom.]
It is a halogenated alkene compound represented by the formula:
一般式(1)におけるR1、R2、R3及びR4は、上記した一般式(2)におけるR1、R2、R3及びR4と対応している。このため、製造しようとする一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物は、例えば、具体的には、CFH=CF2、CClH=CCl2、CBrH=CBr2、CF3CH=CF2、CF3CF=CFH、CCl3CH=CCl2、CCl3CCl=CClH、CBr3CH=CBr2、CBr3CBr=CBrH、CF3CF=CHCF3、CCl3CCl=CHCCl3、CBr3CBr=CHCBr3、CH2=CF2、CH2=CCl2、CH2=CBr2、CF3CF=CH2、CCl3CCl=CH2、CBr3CBr=CH2、CF3CH2CF=CH2、CF3CH=CFCH3、CF3CHFCF=CH2、CF3CF2CH=CF2、CH3CF2CH=CF2、CCl3CH2CCl=CH2、CCl3CH=CClCH3、CCl3CHClCCl=CH2、CCl3CCl2CH=CCl2、CH3CCl2CH=CCl2、CBr3CH2CBr=CH2、CBr3CH=CBrCH3、CBr3CHBrCBr=CH2、CBr3CBr2CH=CBr2、CH3CBr2CH=CBr2等が挙げられる。これらの化合物は、Z体及びE体をいずれも包含する。 R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the general formula (1) correspond to R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the above-mentioned general formula (2). For this reason, the halogenated alkene compounds represented by the general formula (1) to be produced are, for example, specifically CFH= CF2 , CClH = CCl2 , CBrH= CBr2 , CF3CH = CF2 , CF3CF=CFH, CCl3CH = CCl2, CCl3CCl = CClH, CBr3CH= CBr2 , CBr3CBr = CBrH , CF3CF=CHCF3, CCl3CCl = CHCCl3 , CBr3CBr = CHCBr3 , CH2 = CF2 , CH2 = CCl2 , CH2= CBr2 , CF3CF = CH2 , CCl3CCl = CH2 , CBr3 CBr= CH2 , CF3CH2CF = CH2 , CF3CH = CFCH3 , CF3CHFCF= CH2 , CF3CF2CH = CF2 , CH3CF2CH = CF2 , CCl3CH2CCl = CH2 , CCl3CH = CClCH3 , CCl3CHClCCl = CH2, CCl3CCl2CH = CCl2 , CH3CCl2CH = CCl2 , CBr3CH2CBr = CH2 , CBr3CH = CBrCH3 , CBr3CHBrCBr= CH2 , CBr3CBr2CH= CBr2 , CH 3 CBr 2 CH═CBr 2 , etc. These compounds include both Z and E forms.
上記のとおり、不飽和化合物の最高被占有軌道(HOMO)が、一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物の脱ハロゲン化水素で生成する一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の最高被占有軌道(HOMO)よりもエネルギー準位が高くなるように不飽和化合物を選択することが好ましいため、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の最高被戦軌道(HOMO)のエネルギー準位は-25eV~10eVが好ましく、-20eV~5eVがより好ましく、-15eV~-5eVがさらに好ましい。 As described above, it is preferable to select an unsaturated compound such that the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the unsaturated compound has a higher energy level than the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the halogenated alkene compound represented by general formula (1) produced by dehydrohalogenation of the halogenated alkane compound represented by general formula (2). Therefore, the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the halogenated alkene compound represented by general formula (1) is preferably -25 eV to 10 eV, more preferably -20 eV to 5 eV, and even more preferably -15 eV to -5 eV.
なお、最高被占有軌道(HOMO)のエネルギー準位の値はMM2計算を用いて構造を最適化した後に、拡張ヒュッケル法にて電子構造を計算することにより算出する。結果を表2に示す。 The energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) is calculated by optimizing the structure using MM2 calculations and then calculating the electronic structure using the extended Hückel method. The results are shown in Table 2.
晶等の最先端の微細構造を形成するためのエッチングガス;デポジットガス;冷媒;熱移動媒体;有機合成用ビルディングブロック等の各種用途に有効利用できる。デポジットガス及び有機合成用ビルディングブロックについては後述する。
2.組成物
以上のようにして、ハロゲン化アルケン化合物を得ることができるが、目的化合物を含む組成物の形で得られることもある。
2. Composition The halogenated alkene compound can be obtained as described above, but it may also be obtained in the form of a composition containing the target compound.
本開示の製造方法によれば、例えば、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物と、不純物であるハロゲン化アルケン化合物を含む組成物として得られることもある。この場合、不純物であるハロゲン化アルケン化合物は、一般式(5):
R1-CH=CH-R4 (5)
[式中、R1及びR4は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子又はハロアルキル基を示す。]
で表されるハロゲン化アルケン化合物であることができる。
According to the production method of the present disclosure, for example, a composition containing a halogenated alkene compound represented by general formula (1) and a halogenated alkene compound as an impurity may be obtained. In this case, the halogenated alkene compound as an impurity may be a halogenated alkene compound represented by general formula (5):
R 1 -CH=CH-R 4 (5)
[In the formula, R 1 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a haloalkyl group.]
The halogenated alkene compound may be represented by the formula:
一般式(5)において、R1及びR4で示されるハロゲン原子及びハロアルキル基としては、上記説明したものを採用できる。 In the general formula (5), the halogen atom and haloalkyl group represented by R1 and R4 may be those explained above.
つまり、一般式(5)で表される化合物としては、例えば、CFH=CFH、CClH=CClH、CBrH=CBrH、CH2=CFH、CH2=CClH、CH2=CBrH、CF3CH=CFH、CCl3CH=CClH、CBr3CH=CBrH、CF3CH=CHCF3、CCl3CH=CHCCl3、CBr3CH=CHCBr3、CF3CH=CH2、CCl3CH=CH2、CBr3CH=CH2、CF3CH2CH=CH2、CF3CH=CHCH3、CF3CHFCH=CH2、CF3CF2CH=CHF、CH3CF2CH=CHF、CCl3CH2CH=CH2、CCl3CH=CHCH3、CCl3CHClCH=CH2、CCl3CCl2CH=CHCl、CH3CCl2CH=CHCl、CBr3CH2CH=CH2、CBr3CH=CHCH3、CBr3CHBrCH=CH2、CBr3CBr2CH=CHBr、CH3CBr2CH=CHBr等が挙げられる。これらの化合物は、Z体及びE体をいずれも包含する。 In other words, examples of the compound represented by the general formula (5) include CFH=CFH, CClH = CClH, CBrH = CBrH, CH2=CFH, CH2 =CClH, CH2 = CBrH , CF3CH = CFH , CCl3CH =CClH, CBr3CH =CBrH, CF3CH= CHCF3 , CCl3CH = CHCCl3 , CBr3CH=CHCBr3, CF3CH = CH2 , CCl3CH= CH2 , CBr3CH = CH2 , CF3CH2CH = CH2 , CF3CH= CHCH3 , CF3CHFCH=CH2 , CF3CF2CH = CHF , CH3 Examples of such compounds include CF2CH =CHF, CCl3CH2CH = CH2 , CCl3CH = CHCH3 , CCl3CHClCH = CH2 , CCl3CCl2CH= CHCl, CH3CCl2CH = CHCl, CBr3CH2CH=CH2, CBr3CH=CHCH3, CBr3CHBrCH=CH2 , CBr3CBr2CH = CHBr , CH3CBr2CH = CHBr , etc. These compounds include both Z and E forms.
また、この組成物は、一般式(1)で表されるハロゲン化アルカンの脱ハロゲン化水素反応で発生するハロゲン化水素と、一般式(3)又は一般式(4)で表される不飽和化合物が付加反応した一般式(6):
R5-CR6R11-CR7R12-R8 (6)
[式中、R5、R6、R7及びR8は同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。R11及びR12の片方は水素原子であり、他方はハロゲン原子である。]
で表されるハロゲン化アルカン化合物を含むこともある。
The composition further comprises a compound represented by the general formula (6) obtained by addition reaction of hydrogen halide generated in the dehydrohalogenation reaction of a halogenated alkane represented by the general formula (1) with an unsaturated compound represented by the general formula (3) or (4):
R 5 -CR 6 R 11 -CR 7 R 12 -R 8 (6)
[In the formula, R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group. One of R 11 and R 12 is a hydrogen atom, and the other is a halogen atom.]
The halogenated alkane compound may also include a halogenated alkane compound represented by the formula:
一般式(6)において、R5、R6、R7及びR8で示される有機基や、R11及びR12で示されるハロゲン原子としては、上記説明したものを採用できる。 In the general formula (6), the organic groups represented by R 5 , R 6 , R 7 and R 8 and the halogen atoms represented by R 11 and R 12 may be those explained above.
一般式(6)で表される化合物としては、添加した不飽和化合物、すなわち一般式(3)又は一般式(4)で表される化合物にハロゲン化水素が付加した1種類又は2種類の化合物である。すなわち、一般式(6)で表される化合物は、対応する不飽和化合物にハロゲン化アルカン(2)から脱離したハロゲン化水素が付加した化合物であり、例えば、[CF3CFHCF2CF3(添加不飽和化合物CF3CF=CFCF3にHF付加)]、[CCl3CClHCCl2CCl3(添加不飽和化合物CCl3CCl=CClCCl3にHCl付加)]、[CBr3CBrHCBr2CBr3(添加不飽和化合物CBr3CBr=CBrCBr3 にHBr付加)]、[CF3CH3、CHF2CH2F、CH
F2CH2Cl、CF2ClCH3、CHF2CH2Br又はCF2BrCH3(添加不飽和化合物CF2=CH2にHF、HCl又はHBr付加)]、[CHF2CH2F、又はCFClCFH2(添加不飽和化合物CFH=CFHにHF又はHCl付加)]、[CHCl2CH2Cl、又はCHFClCH2Cl(添加不飽和化合物CHCl=CHCl
にHF又はHCl付加)]、CHClBrCH2Br、又はCHBr2CH2Br(添加不飽和化合物CHBr=CHBrにHCl又はHBr付加)]、[CF3CH2F、CF2ClCH2F、CF2HCHF2、又はCF2HCHFCl(添加不飽和化合物CF2=CHFにHF又はHCl付加)]、[CHBr2CHBr2(添加不飽和化合物CBr2=CHBrにHBr付加)]、[CFCl2CHCl2、又はCCl3CHCl2(添加不飽和化合物CCl2=CCl2にHF又はHCl付加)]、[CBr3CHBr2(添加不飽和化合物CBr2=CBr2にHBr付加)]、[CH2FCHFCF3、CHF2CH2CF3、CHFClCH2CF3、又はCH2FCHClCF3(添加不飽和化合物CHF=CHCF3にHF又はHCl付加)]、[CH2ClCHClCCl3、CHCl2CH2CCl3、CHFClCH2CCl3、又はCH2ClCHFCCl3(添加不飽和化合物CHCl=CHCCl3にHF又はHCl付加)]、[CF3CF2CH2Cl、 CF3CHFCHFCl、又はCF3CFClCH2Cl(添加不飽和化
合物CF3CF=CHClにHF又はHCl付加)]、[CCl3CCl2CH2Cl、又はCCl3CHClCHCl2(添加不飽和化合物CCl3CCl=CHClにHCl付加)]、[CCl3CHClCH2Cl、CCl3CCl2CH3、又はCCl3CFClCH3(添加不飽和化合物CCl3CCl=CH2にHF又はHCl付加)]、[CF3CH2CHFCl、CF3CHFCH2Cl、CF3CH2CHClBr、CF3CH2CHCl2、CF3CHClCH2Cl、又はCF3CHBrCH2Cl(添加不飽和化合物CF3CH=CHClにHF、HCl又はHBr付加)]、[CCl3CH2CHCl2、CCl3CHClCH2Cl、又はCCl3CH2CHFCl(添加不飽和化合物CCl3CH=CHClにHF又はHCl付加)]、[CH3CCl2CN、又はCH2ClCHClCN(添加不飽和化合物CH2=CClCNにHCl付加)]、[CH2BrCHBrCN(添加不飽和化合物CH2=CBrCNにHBr付加)]、[CH3CHFCOOCH3、CH3CHClCOOCH3、CH3CHBrCOOCH3、CH2ClCH2COOCH3、又はCH2BrCH2COOCH3(添加不飽和化合物CH2=CHCOOCH3にHF、HCl又はHBr付加)]、[CH3OCH2CHClCOOCH3、又はCH3OCH2CHBrCOOCH3(添加不飽和化合物CH3OCH=CHCOOCH3にHCl又はHBr付加)]、[CH3CH2CH2CHClCOOCH3、又はCH3CH2CH2CHBrCOOCH3(添加不飽和化合物CH3CH2CH=CHCOOCH3にHCl又はHBr付加)]、[CH3CBr(CH2CH3)COOCH3(添加不飽和化合物CH2=C(C2H5)COOCH3にHBr付加)]、[(CH3)2CHCHClCOOCH3、(CH3)2CHCHBrCOOCH3、又は(CH3)2CBrCH2COOCH3(添加不飽和化合物(CH3)2C=CHCOOCHにHCl又はHBr付加)]、[CH3CHFCH2OH、CH3CHClCH2OH、CH3CHBrCH2OH、CH2FCH2CH2OH、CH2ClCH2CH2OH、又はCH2BrCH2CH2OH(添加不飽和化合物CH2=CHCH2OHにHF、HCl又はHBr付加)]、[CH3CH2CHFCH2OH、CH3CH2CHClCH2OH、又はCH3CH2CHBrCH2OH(添加不飽和化合物CH3CH2CH=CHOHにHF、HCl又はHBr付加)]、[CH3CHFCH2CH2OH、CH3CHClCH2CH2OH、CH3CHBrCH2CH2OH、CH3CH2CFHCH2OH、CH3CH2CClHCH2OH、又はCH3CH2CBrHCH2OH(添加不飽和化合物CH3CH=CHCH2OHにHF、HCl又はHBr付加)]、[CH3CHClCH2OCH3、又はCH3CHBrCH2OCH3(添加不飽和化合物CH3CH=CHOCH3にHCl又はHBr付加)]、[CH2ClCH2CH2N(CH3)2、又はCH2BrCH2CH2N(CH3)2(添加不飽和化合物CH2=CHCH2N(CH3)2にHCl又はHBr付加)]、[CH3CCl2CH2COOC
H3、又はCHCl2CH2CH2COOCH3(添加不飽和化合物CH≡CCH2COOCH3にHCl付加)]
等が挙げられる。
The compound represented by the general formula (6) is one or two kinds of compounds in which hydrogen halide is added to the added unsaturated compound, that is, the compound represented by the general formula (3) or the general formula (4). That is, the compound represented by the general formula (6) is a compound in which hydrogen halide removed from the halogenated alkane (2) is added to the corresponding unsaturated compound, and examples of the compound represented by the general formula (6) include [CF 3 CFHCF 2 CF 3 (HF added to the added unsaturated compound CF 3 CF=CFCF 3 )], [CCl 3 CClHCCl 2 CCl 3 (HCl added to the added unsaturated compound CCl 3 CCl=CClCCl 3 )], [CBr 3 CBrHCBr 2 CBr 3 (HBr added to the added unsaturated compound CBr 3 CBr=CBrCBr 3 )], [CF 3 CH 3 , CHF 2 CH 2 F, CH
F 2 CH 2 Cl, CF 2 ClCH 3 , CHF 2 CH 2 Br or CF 2 BrCH 3 (additional unsaturated compound CF 2 ═CH 2 with HF, HCl or HBr added) , [CHF 2 CH 2 F or CFClCFH 2 (additional unsaturated compound CFH═CFH with HF or HCl added) , [CHCl 2 CH 2 Cl or CHFCICH 2 Cl (additional unsaturated compound CHCl═CHCl
to HF or HCl)], CHClBrCH 2 Br, or CHBr 2 CH 2 Br (addition of the added unsaturated compound CHBr=CHBr with HCl or HBr)], [CF 3 CH 2 F, CF 2 ClCH 2 F, CF 2 HCHF 2 , or CF 2 HCHFCl (addition of the added unsaturated compound CF 2 =CHF with HF or HCl)], [CHBr 2 CHBr 2 (addition of the added unsaturated compound CBr 2 =CHBr with HBr)], [CFCl 2 CHCl 2 , or CCl 3 CHCl 2 (addition of the added unsaturated compound CCl 2 =CCl 2 with HF or HCl)], [CBr 3 CHBr 2 (addition of the added unsaturated compound CBr 2 =CBr 2 with HBr added)], [CH 2 FCHFCF 3 , CHF 2 CH 2 CF 3 , CHFClCH 2 CF 3 , or CH 2 FCHClCF 3 (addition of unsaturated compound CHF═CHCF 3 with HF or HCl added)], [CH 2 ClCHClCCl 3 , CHCl 2 CH 2 CCl 3 , CHFClCH 2 CCl 3 , or CH 2 ClCHFCCCl 3 (addition of unsaturated compound CHCl═CHCCl 3 with HF or HCl added)], [CF 3 CF 2 CH 2 Cl, CF 3 CHFCHFCl, or CF 3 CFClCH 2 Cl (addition of unsaturated compound CF 3 CF═CHCl with HF or HCl added)], [CCl 3 CCl 2 CH 2 Cl, or CCl 3 CHClCHCl 2 (addition of HCl to added unsaturated compound CCl 3 CCl=CHCl)], [CCl 3 CHClCH 2 Cl, CCl 3 CCl 2 CH 3 , or CCl 3 CFClCH 3 (addition of HF or HCl to added unsaturated compound CCl 3 CCl=CH 2 )], [CF 3 CH 2 CHFCl, CF 3 CHFCH 2 Cl, CF 3 CH 2 CHClBr, CF 3 CH 2 CHCl 2 , CF 3 CHClCH 2 Cl, or CF 3 CHBrCH 2 Cl (addition of HF, HCl or HBr to added unsaturated compound CF 3 CH=CHCl)], [CCl 3 CH 2 CHCl 2 , CCl 3 CHClCH 2 Cl, or CCl 3CH2CHFCl (HF or HCl added to added unsaturated compound CCl3CH =CHCl) , [ CH3CCl2CN , or CH2ClCHClCN (HCl added to added unsaturated compound CH2 = CClCN ) , [ CH2BrCHBrCN (HBr added to added unsaturated compound CH2 =CBrCN) , [ CH3CHFCOOCH3 , CH3CHClCOOCH3 , CH3CHBrCOOCH3 , CH2ClCH2COOCH3 , or CH2BrCH2COOCH3 ( HF , HCl or HBr added to added unsaturated compound CH2 = CHCOOCH3 ) , [ CH3OCH2CHClCOOCH3 , or CH3OCH2 CHBrCOOCH 3 (additional unsaturated compound CH 3 OCH═CHCOOCH 3 with HCl or HBr added) , [CH 3 CH 2 CH 2 CHClCOOCH 3 , or CH 3 CH 2 CH 2 CHBrCOOCH 3 (additional unsaturated compound CH 3 CH 2 CH═CHCOOCH 3 with HCl or HBr added) , [CH 3 CBr(CH 2 CH 3 )COOCH 3 (additional unsaturated compound CH 2 ═C(C 2 H 5 )COOCH 3 with HBr added) , [(CH 3 ) 2 CHCHClCOOCH 3 , (CH 3 ) 2 CHCHBrCOOCH 3 , or (CH 3 ) 2 CBrCH 2 COOCH 3 (additional unsaturated compound (CH 3 ) 2 C=CHCOOCH with HCl or HBr added)], [ CH3CHFCH2OH , CH3CHClCH2OH , CH3CHBrCH2OH , CH2FCH2CH2OH , CH2ClCH2CH2OH , or CH2BrCH2CH2OH (addition of unsaturated compound CH2 = CHCH2OH with HF , HCl or HBr added )], [CH3CH2CHFCH2OH , CH3CH2CHClCH2OH , or CH3CH2CHBrCH2OH ( addition of unsaturated compound CH3CH2CH = CHOH with HF , HCl or HBr added)], [ CH3CHFCH2CH2OH , CH3CHClCH2CH2OH , CH3 CHBrCH2CH2OH , CH3CH2CFHCH2OH , CH3CH2CClHCH2OH , or CH3CH2CBrHCH2OH (HF, HCl, or HBr added to the added unsaturated compound CH3CH = CHCH2OH ) , [ CH3CHClCH2OCH3 , or CH3CHBrCH2OCH3 ( HCl or HBr added to the added unsaturated compound CH3CH = CHOCH3 ) , [ CH2ClCH2CH2N (CH3)2, or CH2BrCH2CH2N(CH3)2 ( HCl or HBr added to the added unsaturated compound CH2 = CHCH2N ( CH3 ) 2 ) ], [ CH3 CCl2CH2COOC
H3 , or CHCl2CH2CH2COOCH3 ( HCl added to the added unsaturated compound CH≡CCH2COOCH3 )
etc.
この本開示の組成物の総量を100モル%として、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物の含有量は50~80モル%であり、54~79モル%、58~78モル%、62~77モル%、65~76モル%等とすることもできる。 When the total amount of the composition of this disclosure is 100 mol%, the content of the halogenated alkene compound represented by general formula (1) is 50 to 80 mol%, and can also be 54 to 79 mol%, 58 to 78 mol%, 62 to 77 mol%, 65 to 76 mol%, etc.
また、この本開示の組成物の総量を100モル%として、一般式(5)で表されるハロゲン化アルケン化合物の含有量は12~40モル%であり、13~37モル%、14~34モル%、15~30モル%、16~27モル%等とすることもできる。 In addition, the content of the halogenated alkene compound represented by general formula (5) is 12 to 40 mol%, and can also be 13 to 37 mol%, 14 to 34 mol%, 15 to 30 mol%, 16 to 27 mol%, etc., with the total amount of the composition disclosed herein being 100 mol%.
また、この本開示の組成物の総量を100モル%として、一般式(6)で表されるハロゲン化アルケン化合物の含有量は0.10~10.0モル%が好ましく、0.15~9.5モル%、0.20~9.0モル%、0.25~8.5モル%、0.30~8.0モル%等とすることもできる。 In addition, the content of the halogenated alkene compound represented by general formula (6) is preferably 0.10 to 10.0 mol%, and can also be 0.15 to 9.5 mol%, 0.20 to 9.0 mol%, 0.25 to 8.5 mol%, 0.30 to 8.0 mol%, etc., with the total amount of the composition disclosed herein being 100 mol%.
なお、本開示の製造方法によれば、ハロゲン化アルケン組成物として得られた場合であっても、上記のように一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物を、反応の転化率を高く、また、高収率且つ高選択率で得ることができるため、本開示の組成物中の一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物以外の成分を少なくすることが可能であるため、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物を得るための精製の労力を削減することができる。 In addition, according to the production method of the present disclosure, even if a halogenated alkene composition is obtained, the halogenated alkene compound represented by general formula (1) can be obtained with a high reaction conversion rate, high yield, and high selectivity as described above. Therefore, it is possible to reduce the amount of components other than the halogenated alkene compound represented by general formula (1) in the composition of the present disclosure, thereby reducing the purification effort required to obtain the halogenated alkene compound represented by general formula (1).
本開示の製造方法によれば、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物を含む組成物として得られた場合であっても、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物を、反応の転化率を高く、また、高収率且つ高選択率で得ることができるため、その結果、前記組成物中の一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物以外の成分を少なくすることが可能である。本開示の製造方法によれば、一般式(1)で表されるハロゲン化アルケン化合物を得る為の精製の労力を削減することができる。 According to the manufacturing method of the present disclosure, even when a composition containing a halogenated alkene compound represented by general formula (1) is obtained, the halogenated alkene compound represented by general formula (1) can be obtained with a high reaction conversion rate, high yield, and high selectivity, and as a result, it is possible to reduce components other than the halogenated alkene compound represented by general formula (1) in the composition. According to the manufacturing method of the present disclosure, it is possible to reduce the purification effort required to obtain the halogenated alkene compound represented by general formula (1).
本開示のハロゲン化アルケン化合物を含む組成物は、ハロゲン化アルケン化合物単独の場合と同様に、クリーニングガス;半導体、液晶等の最先端の微細構造を形成するためのエッチングガス等の他、デポジットガス、冷媒、熱移動媒体、有機合成用ビルディングブロック等の各種用途にも有効利用できる。 Compositions containing the halogenated alkene compounds of the present disclosure, like the halogenated alkene compounds alone, can be effectively used for a variety of applications, including cleaning gases; etching gases for forming cutting-edge microstructures in semiconductors, liquid crystals, etc.; as well as deposit gases, refrigerants, heat transfer media, building blocks for organic synthesis, etc.
前記デポジットガスとは、エッチング耐性ポリマー層を堆積させるガスである。 The deposition gas is a gas that deposits an etch-resistant polymer layer.
前記有機合成用ビルディングブロックとは、反応性が高い骨格を有する化合物の前駆体となり得る物質を意味する。例えば、本開示の組成物とCF3Si(CH3)3等の含フッ素有機ケイ素化合物とを反応させると、CF3基等のフルオロアルキル基を導入して洗浄剤や含フッ素医薬中間体と成り得る物質に変換することが可能である。 The building block for organic synthesis means a substance that can be a precursor of a compound having a highly reactive skeleton. For example, when the composition of the present disclosure is reacted with a fluorine-containing organosilicon compound such as CF 3 Si(CH 3 ) 3 , a fluoroalkyl group such as CF 3 can be introduced to convert the compound into a substance that can be a cleaning agent or a fluorine-containing pharmaceutical intermediate.
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, various modifications of form and details are possible without departing from the spirit and scope of the claims.
以下に実施例を示し、本開示の特徴を明確にする。本開示はこれら実施例に限定されるものではない。 The following examples are presented to clarify the features of the present disclosure. The present disclosure is not limited to these examples.
実施例1~3のハロゲン化アルケン化合物の製造方法では、原料化合物は、一般式(2)で表されるハロゲン化アルカン化合物において、R1及びR4はトリフルオロメチル基とし、R2はフッ素原子とし、R3は水素原子とし、Xはフッ素原子とし、以下の反応式:
CF3CFHCFHCF3 → CF3CF=CHCF3 + HF
に従って、脱フッ化水素反応により、ハロゲン化アルケン化合物を得た。
In the methods for producing halogenated alkene compounds in Examples 1 to 3, the raw material compound is a halogenated alkane compound represented by general formula (2), in which R 1 and R 4 are trifluoromethyl groups, R 2 is a fluorine atom, R 3 is a hydrogen atom, and X is a fluorine atom, and the compound is reacted with the following reaction formula:
CF3CFHCFHCF3 → CF3CF = CHCF3 + HF
According to the procedure described above, a halogenated alkene compound was obtained by dehydrofluorination reaction.
実施例1~3及び比較例1
反応管であるSUS配管(外径:1/2インチ)に、触媒として活性炭触媒(大阪ガスケミカル(株)製;比表面積1200m2/g)を10g加えた。窒素雰囲気下、200℃で2時間乾燥した後、圧力を常圧、CF3CFHCFHCF3(原料化合物)と活性炭触媒との接触時間であるW/F[W:触媒の重量(g)、F:原料化合物であるCF3CFHCFHCF3の流量(cc/sec)]が23g・sec/cc又は47g・sec/ccとなるように、反応管にCF3CFHCFHCF3(原料化合物)を流通させた。その後、実施例1~3では、CF3CFHCFHCF3(原料化合物)1モルに対して0.01~0.20モル(1~20モル%)のCF3CF=CFCF3(原料化合物)を流通させた。
Examples 1 to 3 and Comparative Example 1
10 g of an activated carbon catalyst (manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.; specific surface area: 1200 m2 /g) was added as a catalyst to a SUS pipe (outer diameter: 1/2 inch) serving as a reaction tube. After drying at 200°C for 2 hours under a nitrogen atmosphere, CF3CFHCFHCF3 (raw material compound) was circulated through the reaction tube at normal pressure so that the contact time between CF3CFHCFHCF3 (raw material compound) and the activated carbon catalyst, W/F [W: weight of catalyst (g), F: flow rate (cc/sec) of CF3CFHCFHCF3 as raw material compound], was 23 g·sec/cc or 47 g·sec/cc. Thereafter, in Examples 1 to 3, 0.01 to 0.20 moles (1 to 20 mole %) of CF 3 CF═CFCF 3 (raw material compound) was passed through per mole of CF 3 CFHCFHCF 3 (raw material compound).
反応は、気相連続流通式で進行させた。 The reaction was carried out in a continuous gas phase flow system.
反応管を350℃で加熱して脱フッ化水素反応を開始した。 The reaction tube was heated to 350°C to initiate the dehydrofluorination reaction.
脱フッ化水素反応を開始してから1時間後に、除害塔を通った留出分を集めた。 One hour after the dehydrofluorination reaction started, the distillate that passed through the detoxification tower was collected.
その後、ガスクロマトグラフィー((株)島津製作所製、商品名「GC-2014」)を用いてガスクロマトグラフィー/質量分析法(GC/MS)により質量分析を行い、NMR(JEOL社製、商品名「400YH」)を用いてNMRスペクトルによる構造解析を行った。質量分析及び構造解析の結果から、目的化合物としてCF3CF=CHCF3が生成したことが確認された。結果を表3に示す。 Thereafter, mass analysis was performed by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) using a gas chromatograph (manufactured by Shimadzu Corporation, product name "GC-2014"), and structural analysis was performed by NMR spectroscopy using an NMR (manufactured by JEOL, product name "400YH"). From the results of mass analysis and structural analysis, it was confirmed that CF 3 CF═CHCF 3 was produced as the target compound. The results are shown in Table 3.
Claims (9)
R1-CR2=CR3-R4 (1)
[式中、R1、R2、R3及びR4は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子又はハロアルキル基を示す。ただし、R2及びR3の片方は水素原子であり、他方はハロゲン原子である。]
で表されるハロゲン化アルケン化合物の製造方法であって、
一般式(2):
R1-CHR2-CXR3-R4 (2)
[式中、R1、R2、R3及びR4は前記に同じである。Xはハロゲン原子を示す。]
で表されるハロゲン化アルカン化合物を、触媒と、不飽和化合物の存在下、脱ハロゲン化水素反応する工程を備え、
前記不飽和化合物が、一般式(3):
R5-CR6=CR7-R8 (3)
[式中、R5、R6、R7及びR8は同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。]、又は一般式(4):
R9-C≡C-R10 (4)
[式中、R9及びR10は同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。]
で表される化合物であり、且つ、
前記一般式(1)で表される化合物と前記不飽和化合物とは異なる化合物である、製造方法。 General formula (1):
R 1 -CR 2 ═CR 3 -R 4 (1)
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom or a haloalkyl group, provided that one of R 2 and R 3 is a hydrogen atom and the other is a halogen atom.]
A method for producing a halogenated alkene compound represented by the following formula:
General formula (2):
R 1 -CHR 2 -CXR 3 -R 4 (2)
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same as defined above. X represents a halogen atom.]
The method includes a step of subjecting a halogenated alkane compound represented by the following formula (1) to a dehydrohalogenation reaction in the presence of a catalyst and an unsaturated compound,
The unsaturated compound is represented by the general formula (3):
R 5 -CR 6 ═CR 7 -R 8 (3)
[wherein R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group.], or general formula (4):
R 9 -C≡C-R 10 (4)
[In the formula, R 9 and R 10 are the same or different and represent a hydrogen atom or an organic group.]
and
The production method, wherein the compound represented by the general formula (1) and the unsaturated compound are different compounds.
R1-CR2=CR3-R4 (1)
[式中、R1、R2、R3及びR4は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子又はハロアルキル基を示す。ただし、R2及びR3の片方は水素原子であり、他方はハロゲン原子である。]
で表されるハロゲン化アルケン化合物を50~80モル%と、
一般式(5):
R1-CH=CH-R4 (5)
[式中、R1及びR4は同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子又はハロアルキル基を示す。]
で表されるハロゲン化アルケン化合物を12~40モル%と
を含有する、組成物。 General formula (1):
R 1 -CR 2 ═CR 3 -R 4 (1)
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom or a haloalkyl group, provided that one of R 2 and R 3 is a hydrogen atom and the other is a halogen atom.]
and 50 to 80 mol % of a halogenated alkene compound represented by the following formula:
General formula (5):
R 1 -CH=CH-R 4 (5)
[In the formula, R 1 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a haloalkyl group.]
and 12 to 40 mol % of a halogenated alkene compound represented by the formula:
R5-CR6R11-CR7R12-R8 (6)
[式中、R5、R6、R7及びR8は同一又は異なって、水素原子又は有機基を示す。R11及びR12の片方は水素原子であり、他方はハロゲン原子である。]
で表されるハロゲン化アルカン化合物を含有する、請求項6に記載の組成物。 Furthermore, the general formula (6):
R 5 -CR 6 R 11 -CR 7 R 12 -R 8 (6)
[In the formula, R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group. One of R 11 and R 12 is a hydrogen atom, and the other is a halogen atom.]
The composition according to claim 6, comprising a halogenated alkane compound represented by the formula:
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