JP2500325B2 - エタン系含フッ素炭化水素化合物の製造法 - Google Patents
エタン系含フッ素炭化水素化合物の製造法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、エタン系含フッ素炭
化水素化合物の製造法に関するものである。
化水素化合物の製造法に関するものである。
【０００２】エタン系の含フッ素炭化水素化合物は、高
分子発泡剤、冷媒、洗浄剤、スプレー用噴射剤として広
く使用されている特定フロン（オゾン層を破壊するため
に規制される、フロン１１，１２，１１３，１１４，１
１５）のオゾン層を破壊しない無公害な代替物候補とし
て最も期待されている。
分子発泡剤、冷媒、洗浄剤、スプレー用噴射剤として広
く使用されている特定フロン（オゾン層を破壊するため
に規制される、フロン１１，１２，１１３，１１４，１
１５）のオゾン層を破壊しない無公害な代替物候補とし
て最も期待されている。
【０００３】ところで、従来、例えば１，１，２−トリ
フルオロエタンは１，１，２−トリブロモエタンの臭素
原子をフッ化水銀でフッ素原子に置換する手法が用いら
れてきた（F. Swarts, Bull. Acad. Roy. Belg.,728,(1
909)など）。または、１，１−ジブロモ，２−ヨードエ
タンのハロゲン原子をフッ化水銀でフッ素原子に置換す
る手法（収率６０％）が用いられている（A.L. Henne
and T. Midgley, J.Amer.Chem.Soc.,58,884 (1936) ほ
か）。ところが、水銀化合物は環境に対して有害な物質
なので、合成法としての問題点となっている。
フルオロエタンは１，１，２−トリブロモエタンの臭素
原子をフッ化水銀でフッ素原子に置換する手法が用いら
れてきた（F. Swarts, Bull. Acad. Roy. Belg.,728,(1
909)など）。または、１，１−ジブロモ，２−ヨードエ
タンのハロゲン原子をフッ化水銀でフッ素原子に置換す
る手法（収率６０％）が用いられている（A.L. Henne
and T. Midgley, J.Amer.Chem.Soc.,58,884 (1936) ほ
か）。ところが、水銀化合物は環境に対して有害な物質
なので、合成法としての問題点となっている。
【０００４】また、１，１，１，２，２−ペンタフルオ
ロエタンは、反応性の高いフッ素ガスを使用して合成さ
れている（D.S. Young et al., J.Amer.Chem.Soc.,62,1
171(1940)など）。従って、フッ素ガスを用いた炭化水
素化合物の直接フッ素化反応では、爆発的に反応が起こ
り多量の分解物が生じるので、その目的化合物の収率は
３０％と低い。
ロエタンは、反応性の高いフッ素ガスを使用して合成さ
れている（D.S. Young et al., J.Amer.Chem.Soc.,62,1
171(1940)など）。従って、フッ素ガスを用いた炭化水
素化合物の直接フッ素化反応では、爆発的に反応が起こ
り多量の分解物が生じるので、その目的化合物の収率は
３０％と低い。
【０００５】また、三フッ化コバルト（ＣｏＦ3）をフ
ッ素化法に用いるフッ素含有化合物の製造法は、原料と
する炭化水素化合物中の複数の炭素原子についた水素原
子の反応性に差がないことから、１つまたは複数のフッ
素原子が結合した多くのフッ化物の混合物や多くの異性
体が生成し、選択的なフッ素化には適さないという欠点
があった。
ッ素化法に用いるフッ素含有化合物の製造法は、原料と
する炭化水素化合物中の複数の炭素原子についた水素原
子の反応性に差がないことから、１つまたは複数のフッ
素原子が結合した多くのフッ化物の混合物や多くの異性
体が生成し、選択的なフッ素化には適さないという欠点
があった。
【０００６】このために、ＣｏＦ3によるフッ素含有化
合物の製造法は、炭化水素化合物の水素を完全にフッ素
置換したペルフルオロ化合物の製造法として工業的に用
いられているに過ぎない。（R.E. Banks and J.C. Tatl
ow, J. Fluorine Chem.,33,227 (1986)ほか）従って、
これまでに三フッ化コバルトを用いて、エタン系の含フ
ッ素炭化水素化合物を選択的にモノまたはジフッ素化し
た例は知られておらず、エタン系含フッ素化合物の選択
的な合成法の開発が要請されている。
合物の製造法は、炭化水素化合物の水素を完全にフッ素
置換したペルフルオロ化合物の製造法として工業的に用
いられているに過ぎない。（R.E. Banks and J.C. Tatl
ow, J. Fluorine Chem.,33,227 (1986)ほか）従って、
これまでに三フッ化コバルトを用いて、エタン系の含フ
ッ素炭化水素化合物を選択的にモノまたはジフッ素化し
た例は知られておらず、エタン系含フッ素化合物の選択
的な合成法の開発が要請されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来法
の欠点を克服し、特定なエタン系フッ素化合物を三フッ
化コバルトを用いてモノまたジフッ素化し、対応するエ
タン系フッ素化合物を高い選択性で効率的に製造する方
法を提供することを目的とする。
の欠点を克服し、特定なエタン系フッ素化合物を三フッ
化コバルトを用いてモノまたジフッ素化し、対応するエ
タン系フッ素化合物を高い選択性で効率的に製造する方
法を提供することを目的とする。
【０００８】
【発明を解決するための手段】本発明によれば、第一
に、２，２−ジフルオロエタンを三フッ化コバルトでフ
ッ素化することを特徴とする２，２，２−トリフルオロ
エタンの製造方法が提供され、第二に、２−フルオロエ
タンを三フッ化コバルトでフッ素化することを特徴とす
る１，２，２−トリフオロエタンの製造方法が提供さ
れ、第三に、１，１，１，２−テトラフルオロエタンを
三フッ化コバルトでフッ素化することを特徴とする１，
１，１，２，２−テトラフルオロエタンの製造方法が提
供される。
に、２，２−ジフルオロエタンを三フッ化コバルトでフ
ッ素化することを特徴とする２，２，２−トリフルオロ
エタンの製造方法が提供され、第二に、２−フルオロエ
タンを三フッ化コバルトでフッ素化することを特徴とす
る１，２，２−トリフオロエタンの製造方法が提供さ
れ、第三に、１，１，１，２−テトラフルオロエタンを
三フッ化コバルトでフッ素化することを特徴とする１，
１，１，２，２−テトラフルオロエタンの製造方法が提
供される。
【０００９】本発明においては、原料化合物としての含
フッ素炭化水素化合物と三フッ化コバルト（ＣｏＦ3）
との反応は、室温〜２５０℃の温度範囲（好ましくは２
００℃以下）で実施する。２００℃を越える高温度にお
いては、非選択的なフッ素化反応が生じる場合がある。
このため、上記の温度において、かつ、穏やかに昇温し
て反応させることが望ましい。原料化合物によって目的
の主生成物を得る反応最適温度が異なるために、所望の
化合物に合わせて最適な反応温度を選択することが望ま
しい。反応は気相において、回分式あるいは連続的に行
うことができ、フッ素化触媒のＣｏＦ3との接触時間に
も特段の限定はないが、通常、８時間程度とするのが好
ましい。
フッ素炭化水素化合物と三フッ化コバルト（ＣｏＦ3）
との反応は、室温〜２５０℃の温度範囲（好ましくは２
００℃以下）で実施する。２００℃を越える高温度にお
いては、非選択的なフッ素化反応が生じる場合がある。
このため、上記の温度において、かつ、穏やかに昇温し
て反応させることが望ましい。原料化合物によって目的
の主生成物を得る反応最適温度が異なるために、所望の
化合物に合わせて最適な反応温度を選択することが望ま
しい。反応は気相において、回分式あるいは連続的に行
うことができ、フッ素化触媒のＣｏＦ3との接触時間に
も特段の限定はないが、通常、８時間程度とするのが好
ましい。
【００１０】以上の諸条件においてエタン系の含フッ素
炭化水素化合物を三フッ化コバルトと反応させることに
より、低温（室温〜１００℃程度）の穏和な条件もしく
は高温（１００℃から２５０℃，好ましくは２００℃以
下）の反応条件下で、原料化合物がモノ及びジフッ素化
されたエタン系の含フッ素炭化水素化合物を選択的に製
造することが可能となる。
炭化水素化合物を三フッ化コバルトと反応させることに
より、低温（室温〜１００℃程度）の穏和な条件もしく
は高温（１００℃から２５０℃，好ましくは２００℃以
下）の反応条件下で、原料化合物がモノ及びジフッ素化
されたエタン系の含フッ素炭化水素化合物を選択的に製
造することが可能となる。
【００１１】さらに詳しくは、反応温度を変えることに
より、目的の含フッ素化合物を段階的にフッ素化するこ
とができる。モノフルオロエタンを例にあげると、反応
温度によって主反応生成物の変化が見られる。すなわ
ち、２，２−ジフルオロエタンのフッ素化では、主反応
生成物は室温〜７５℃程度の反応温度で、２，２，２−
トリフルオロエタンとなる。２，２，２−トリフルオロ
エタンは、さらに高温でないと次のフッ素化反応が進行
しないので、この反応温度ではさらに反応が進まないた
めに選択的に進行する。また、２−フルオロエタンのフ
ッ素化では、室温〜７５℃程度の反応温度では２，２−
ジフルオロエタンが主反応生成物となるが、１００℃程
度の反応温度では、１，２，２−トリフルオロエタンと
なる。また、１，１，１，２−テトラフルオロエタンを
高温条件（温度１００℃〜２５０℃程度、望ましくは２
００℃）で反応させると、１，１，１，２，２−ペンタ
フルオロエタンが主反応生成物として得られる。
より、目的の含フッ素化合物を段階的にフッ素化するこ
とができる。モノフルオロエタンを例にあげると、反応
温度によって主反応生成物の変化が見られる。すなわ
ち、２，２−ジフルオロエタンのフッ素化では、主反応
生成物は室温〜７５℃程度の反応温度で、２，２，２−
トリフルオロエタンとなる。２，２，２−トリフルオロ
エタンは、さらに高温でないと次のフッ素化反応が進行
しないので、この反応温度ではさらに反応が進まないた
めに選択的に進行する。また、２−フルオロエタンのフ
ッ素化では、室温〜７５℃程度の反応温度では２，２−
ジフルオロエタンが主反応生成物となるが、１００℃程
度の反応温度では、１，２，２−トリフルオロエタンと
なる。また、１，１，１，２−テトラフルオロエタンを
高温条件（温度１００℃〜２５０℃程度、望ましくは２
００℃）で反応させると、１，１，１，２，２−ペンタ
フルオロエタンが主反応生成物として得られる。
【００１２】以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発
明のエタン系の含フッ素炭化水素化合物の製造法につい
て説明する。
明のエタン系の含フッ素炭化水素化合物の製造法につい
て説明する。
【００１３】
【００１４】実施例１ 内容積１５０ｍｌのステンレス製の反応容器に２００ミ
リモルのＣｏＦ3を加え、真空ラインを用いて２，２−
ジフルオロエタン，３ミリモルを−１９４℃で加えた。
この反応容器を除々に加熱し、室温まで１．５時間で昇
温した。次いで、温度５０℃で４０８時間加熱した。得
られた反応混合物より、副生するフッ化水素をフッ化ナ
トリウムに吸着させて除去し、次いで異なる温度のトラ
ップを通して生成物を分離し、それぞれの蒸気圧と重量
測定により回収量を求めた。この実験条件での主反応生
成物は赤外吸収、1Ｈと19Ｆの核磁気共鳴スペクトル、
分子量の測定から、ｇｅｍ−ジフルオロ位の水素原子が
モノフッ素化された２，２，２−トリフルオロエタンで
あることが明らかとなった。
リモルのＣｏＦ3を加え、真空ラインを用いて２，２−
ジフルオロエタン，３ミリモルを−１９４℃で加えた。
この反応容器を除々に加熱し、室温まで１．５時間で昇
温した。次いで、温度５０℃で４０８時間加熱した。得
られた反応混合物より、副生するフッ化水素をフッ化ナ
トリウムに吸着させて除去し、次いで異なる温度のトラ
ップを通して生成物を分離し、それぞれの蒸気圧と重量
測定により回収量を求めた。この実験条件での主反応生
成物は赤外吸収、1Ｈと19Ｆの核磁気共鳴スペクトル、
分子量の測定から、ｇｅｍ−ジフルオロ位の水素原子が
モノフッ素化された２，２，２−トリフルオロエタンで
あることが明らかとなった。
【００１５】それぞれの反応収率は、19Ｆ−ＮＭＲより
算出した。表１の実験Ｎｏ．１−４にその結果を示す。
算出した。表１の実験Ｎｏ．１−４にその結果を示す。
【００１６】実施例２ 実施例１と同様に２−フルオロエタンのフッ素化を、反
応温度１００℃で８時間加熱した以外は、実施例１と同
一の方法で行った。
応温度１００℃で８時間加熱した以外は、実施例１と同
一の方法で行った。
【００１７】この実験条件での主反応生成物は、ジフッ
素化された１，２，２−トリフルオロエタンであること
が明らかとなった。表２の実験Ｎｏ．２−４にその結果
を示す。
素化された１，２，２−トリフルオロエタンであること
が明らかとなった。表２の実験Ｎｏ．２−４にその結果
を示す。
【００１８】実施例３ 実施例１と同様に１，１，１，２−テトラフルオロエタ
ンのフッ素化を、反応温度２００℃で８時間加熱した以
外は、実施例１と同一の方法で行った。
ンのフッ素化を、反応温度２００℃で８時間加熱した以
外は、実施例１と同一の方法で行った。
【００１９】この実験条件での主反応生成物は、モノフ
ルオロ位の水素原子がモノフッ素化された１，１，１，
２，２−ペンタフルオロエタンであることが明らかとな
った。表３の実験Ｎｏ．３−３にその結果を示す。
ルオロ位の水素原子がモノフッ素化された１，１，１，
２，２−ペンタフルオロエタンであることが明らかとな
った。表３の実験Ｎｏ．３−３にその結果を示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明の製
造法によりエタン系の含フッ素炭化水素化合物のモノあ
るいはジフッ素化が選択的に進行し、原料化合物よりフ
ッ素数がモノあるいはジフッ素化された含フッ素エタン
系炭化水素化合物の製造が可能となる。
造法によりエタン系の含フッ素炭化水素化合物のモノあ
るいはジフッ素化が選択的に進行し、原料化合物よりフ
ッ素数がモノあるいはジフッ素化された含フッ素エタン
系炭化水素化合物の製造が可能となる。
Claims (3)
- 【請求項１】 ２，２−ジフルオロエタンを三フッ化コ
バルトでフッ素化することを特徴とする２，２，２−ト
リフルオロエタンの製造方法。 - 【請求項２】 ２−フルオロエタンを三フッ化コバルト
でフッ素化することを特徴とする１，２，２−トリフル
オロエタンの製造方法。 - 【請求項３】 １，１，１，２−テトラフルオロエタン
を三フッ化コバルトでフッ素化することを特徴とする
１，１，１，２，２−テトラフルオロエタンの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3072346A JP2500325B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | エタン系含フッ素炭化水素化合物の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3072346A JP2500325B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | エタン系含フッ素炭化水素化合物の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04364137A JPH04364137A (ja) | 1992-12-16 |
| JP2500325B2 true JP2500325B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=13486656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3072346A Expired - Lifetime JP2500325B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | エタン系含フッ素炭化水素化合物の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500325B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19922859C2 (de) * | 1999-05-19 | 2001-06-07 | Goldwell Gmbh | Aerosol-Schaumdauerwellzusammensetzung |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP3072346A patent/JP2500325B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04364137A (ja) | 1992-12-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |