JP2734671B2 - ジクロロペンタフルオロプロパンの製造方法 - Google Patents

ジクロロペンタフルオロプロパンの製造方法

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は3,3−ジクロロ−1,1,2,2−ペンタフルオロプ
ロパン(R225ca),1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタ
フルオロプロパン(R255cb)等のジクロロペンタフルオ
ロプロパン(R255)の製造方法に関するものである。含
水素クロロフルオロプロパン類は従来から用いられてき
たフロン類と同様に発泡剤、冷媒、洗浄剤等の用途が期
待される。
[従来の技術及び問題点] ジクロロペンタフルオロプロパン(R225)の製造方法
としては、従来塩化アルミニウムの存在下にテトラフル
オロエチレンにジクロロフルオロメタンを付加させて合
成する方法が知られている。しかし、この方法は目的生
成物と同時に目的生成物と沸点が近く蒸留等通常の方法
では分離困難な反応副生物を生成するため純度の高い製
品を得るには多段の精製工程が必要であるという欠点を
有している。
[課題を解決するための手段] 本発明者は、ジクロロペンタフルオロプロパン(R22
5)の効率的製造法について鋭意検討を行なった結果、
テトラフルオロエチレンにクロロホルム(R20)を付加
せしめて1,3,3−トリクロロ−1,1,2,2−テトラフルオロ
プロパン(R224ca)を生成せしめた後、これをフッ素化
することにより、高収率でジクロロペンタフルオロプロ
パン(R225)が得られることを見いだし本発明を提供す
るに至ったものである。
以下本発明の詳細について実施例とともに説明する。
すなわちルイス酸触媒の存在下、不活性な溶媒中もし
くは無溶媒でテトラフルオロエチレンにクロロホルム
(R20)を付加反応させると、下式に示すように1,3,3−
トリクロロ−1,1,2,2−テトラフルオロプロパン(R224c
a) CF2=CF2+CHCl3 ルイス酸触媒 →CClF2CF2CHCl2 が高収率で得られる。本反応に用いるルイス酸触媒とし
ては、B,Al,Ga,In,Fe,Ni,Co,Sb,Nb,Sn,Ti,Zr,WおよびTa
からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含むハ
ロゲン化物、例えばBF3,AlCl3,GaCl3,InCl3,FeCl3,NiCl
2,CoCl2,SbF5,NbCl5,SnCl2,TiCl4,ZrCl4,WCl6,TaCl5
が使用可能である。また反応はパーフルオロオクタンや
パーフルオロブチルテトラヒドロフランなどの不活性な
溶媒が好適であるが、精製を容易にするために通常は無
溶媒で行なうのが特に好ましい。触媒量は原料に対して
通常0.01〜50重量%、好ましくは0.1〜10重量%用い
る。反応温度は通常−40〜200℃、好ましくは20〜100℃
の温度範囲で行なわれ、反応圧は0〜20kg/cm2Gが適当
であり、特には0〜10kg/cm2が好ましい。
本反応によって得られた1,3,3−トリクロロ−1,1,2,2
−テトラフルオロプロパン(R224ca)のフッ素化は触媒
の存在下気相あるいは液相でフッ化水素を用いることに
より行なうことが好ましい。気相系で用いる触媒として
はAl、Cr、Mg、Ca、Ba、Sr、Fe、Ni、CoおよびMnからな
る群から選ばれる少なくとも1種の元素を含むハロゲン
化物または酸化物が使用可能である。触媒の調整法とし
ては、上記の元素から選ばれる少なくとも1種の原子を
含むハロゲン化物または酸化物を均質に分散できる方法
であればいずれの方法でも採用可能である。例えば、共
沈法、混練法が挙げられる。特に好ましくは、上記の金
属元素の塩の水溶液から水和物を共沈させる方法、ある
いは水酸化物のケーキを、ボールミル、ホモジナイザー
などで混練、摩砕する方法である。水酸化物は、硝酸
塩、硫酸塩などの無機塩類の水溶液からアンモニア水、
尿素などを用いて沈澱させたもの、有機塩類の加水分解
により調製したものなどいずれも採用できる。
水和物の状態にある触媒は、120〜150℃で乾燥した後
通常300〜600℃、好ましくは350〜450℃で焼成するのが
好ましい。本発明においては触媒の活性化を施すのが望
ましく、通常、100〜450℃で、好ましくは200〜350℃で
フッ素化処理を施すことにより目的を達成できる。ま
た、フッ素化反応系内で活性化しても良いし、フッ素化
炭化水素との加熱処理によっても行ない得る。反応は気
相中常圧もしくは加圧下で150℃〜550℃、特に好ましく
は、250℃〜450℃の温度範囲で行なうことが適当であ
る。フッ化水素と出発原料の割合は大幅に変動させ得
る。しかしながら、通常、化学量論量のフッ化水素を使
用して塩素原子を置換する。出発物質の全モル数に対し
て、化学量論量よりかなり多い量、例えば4倍モルまた
はそれ以上のフッ化水素を使用し得る。接触時間は、通
常0.1〜300秒、特に好ましくは5〜30秒である。液相系
で用いる触媒としてはSb,Nb,Ta,Sn等のハロゲン化物、
例えば、SbF5,SbCL5,SbCl2F3,NbCl5,NbF5,SbCl5,NbCl5,
NbF5,TaF5,TaCl5,SnCl4等よりなるフッ素化触媒が使用
可能である。フッ素化反応は液相中常圧もしくは加圧下
で、0〜200℃、特に好ましくは常温〜150℃の温度範囲
で行なうことが適当である。本発明において反応は通常
無溶媒で行うが、溶媒を用いてもよく、この場合に用い
られる溶媒は、原料であるプロパン類を溶かし込み、さ
らに溶媒自身が原料よりフッ素化されにくいものであれ
ば特に限定されない。又、反応圧は通常0〜10kg/cm2G
で行うのが適当であり、溶媒を用いる場合は溶媒の種類
等によっても異なる。
フッ化水素は反応前にあらかじめ仕込んでおいてもか
まわないが、反応時液相へ吹き込む方が好適である。以
上の如く、本発明はテトラフルオロエチレンにクロロホ
ルムを付加せしめて1,3,3−トリクロロ−1,1,2,2−テト
ラフルオロプロパン(R224ca)を生成せしめた後、これ
をフッ素化してジクロロペンタフルオロプロパン(R22
5)を、高収率で製造する方法を提供するものである。
[実施例] 調製例1 1200gのCr(NO3・9H2Oと100gのMg(NO3・6H2
Oを2.5リットルの水に溶解し、これと28%の水酸化アン
モニウムの水溶液2000gを撹拌しながら、加熱した4リ
ットルの水に添加して水酸化物の沈殿を得た。これを濾
別し、純水による洗浄、および乾燥を行なった後、450
℃で5時間焼成して酸化物の粉末を得た。これを打錠成
型機を用いて直径5mm、高さ5mmの円筒状に成型した。こ
うして得た触媒を反応前にフッ化水素/窒素の混合ガス
気流中、200〜400℃でフッ素化して活性化した。
調製例2 1100gの特級試薬Al(NO3・9H2O、125gのCr(N
O3・9H2Oと40gのMg(NO3・6H2Oを2.5リットル
の水に溶解し、これと28%の水酸化アンモニウムの水溶
液2000gを撹拌しながら、加熱した4リットルの水に添
加して水酸化物の沈殿を得た。これを濾別し、純水によ
る洗浄、および乾燥を行なった後、450℃で5時間焼成
して酸化物の粉末を得た。これを打錠成型機を用いて直
径5mm、高さ5mmの円筒状に成型した。こうして得た触媒
を反応前にフッ化水素/窒素の混合ガス気流中200〜400
℃でフッ素化して活性化した。
実施例1 10のハステロイC製オートクレーブに無水塩化アル
ミニウム,0.5Kg(3.7mol)を加えて減圧脱気した後、R2
0(CHCl3)9Kg(75.3mol)を加えた。オートクレーブを
65℃に加温した後、反応温度を65〜80℃に保ちながらテ
トラフルオロエチレンを加え続けた。テトラフルオロエ
チレンを4Kg(40mol)加えた後さらに1時間撹拌を続け
反応液を濾別し、反応粗液を蒸留精製することにより、
R224ca(1,3,3−トリクロロ−1,1,2,2−テトラフルオロ
プロパン)が7.5Kg得られた(収率85%)。次に内径2.5
4cm、長さ100cmのインコネル600製U字型反応管をフッ
素化反応器とし、調製例1で示たように調製したフッ素
化触媒を200ml充填した。反応器を280℃に加熱しガス化
させたR224caを160ml/分、フッ化水素を440ml/分で供給
し、反応を進めた。反応粗ガスをアルカリ水層に通して
粗液6.8Kgを回収しガスクロ及び19F−NMRを用いて分析
した。結果を第1表に示す。
反応粗液を蒸留精製することにより、R225(ジクロロ
ペンタフルオロプロパン)が4.7Kg得られた(収率68
%)。
実施例2 10のハステロイC製オートクレーブに無水塩化アル
ミニウム,0.5Kg(3.7mol)を加えて減圧脱気した後、R2
0(CHCl3)9Kg(75.3mol)を加えた。オートクレーブを
65℃に加温した後、反応温度を65〜80℃に保ちながらテ
トラフルオロエチレンを加え続けた。テトラフルオロエ
チレンを4Kg(40mol)加えた後さらに1時間撹拌を続け
反応液を濾別し、反応粗液を蒸留精製することにより、
R224ca(1,3,3−トリクロロ−1,1,2,2−テトラフルオロ
プロパン)が7.5Kg得られた(収率85%)。次に内径2.5
4cm、長さ100cmのインコネル600製U字型反応管をフッ
素化反応器とし、調製例2で示たように調製したフッ素
化触媒を200ml充填した。反応器を320℃に加熱しガス化
させたR224caを160ml/分、フッ化水素を440ml/分で供給
し、反応を進めた。反応粗ガスをアルカリ水層に通して
粗液6.9Kgを回収しガスクロ及び19F−NMRを用いて分析
した。結果を第2表に示す。
反応粗液を蒸留精製することにより、R225(ジクロロ
ペンタフルオロプロパン)が3.8Kg得られた(収率55
%)。
[発明の効果] 本発明は、実施例に示した如く、従来高純度品の入手
が困難であったジクロロペンタフルオロプロパン(R22
5)を高収率で製造し得るという効果を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田沼 敏弘 神奈川県横浜市港南区港南2―24―31

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テトラフルオロエチレンにクロロホルムを
    付加せしめて1,3,3−トリクロロ−1,1,2,2−テトラフル
    オロプロパンを生成せしめた後、これをフッ素化してジ
    クロロペンタフルオロプロパンを得ることを特徴とする
    ジクロロペンタフルオロプロパンの製造方法。
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