JP3480807B2 - 3,3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトンの製造法 - Google Patents
3,3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトンの製造法Info
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Description
して、また含フッ素基導入試薬として有用な3,3−ジ
クロロ−1,1,1−トリフルオロアセトンの製造方法
に関する。
nsl.),307,241(1989)には、3,
3,3−トリクロロ−1,1,1−トリフルオロ−プロ
パン−2−オンから水銀化合物を触媒として無水溶媒中
でアルミニウムエノラートを経て3,3−ジクロロ−
1,1,1−トリフルオロアセトンが合成できることが
記載されている。
程を厳密に無水状態に保たれなければならない上に、水
銀を使用する等、この方法は工業的に採用するには問題
がある。そこで、本発明は工業的規模での製造に適した
3,3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトン
の製造方法を提供する。
かる従来技術の問題点に鑑み、工業的規模での製造に適
した3,3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセ
トンの製造方法を確立するべく各種の製造プロセスにつ
いて鋭意検討を加えたところ、ペンタクロロアセトンを
フッ化水素で気相フッ素化するにあたって、触媒として
フッ素化アルミナを使用することにより、目的とする
3,3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトン
を得ることができることを見出し、本発明に到達したも
のである。
化触媒存在下、ペンタクロロアセトンをフッ化水素と反
応させることを特徴とする3,3−ジクロロ−1,1,
1−トリフルオロアセトンの製造法である。
公知の方法で合成することができる。例えば、アセトン
を光、金属塩化物、酸、金属有機酸塩などを触媒として
塩素により塩素化する方法、対応する塩素化アルコール
の酸化による方法などが知られている。
るためのアルミナは、特に限定されないが、普通アルミ
ニウム塩水溶液からアンモニアなどを用いて生じさせた
沈殿を成型・脱水させて得られるアルミナであり、通
常、触媒担体用あるいは乾燥用として市販されているγ
−アルミナを好ましく採用できる。
をフッ化水素、塩素化フッ素化炭化水素などのフッ素含
有物質で部分的にまたは完全にフッ素化されたフッ素化
アルミナが好適に使用される。フッ素化剤としては、無
機フッ素化剤、例えば、フッ化水素、フッ化アンモニウ
ム、フッ素、一フッ化塩素、三フッ化塩素、六フッ化硫
黄、三フッ化窒素など、有機フッ素化合物、例えば、ク
ロロジフルオロメタン、ジフルオロメタン、トリフルオ
ロメタン、四フッ化炭素、ヘキサフルオロエタン、1,
1,1,2−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエ
タンなどが挙げられる。
ば、フッ化水素溶液、例えばフッ化水素水夜液にアルミ
ナを浸漬したり、またはアルミナにフッ化水素溶液をス
プレーし、その後乾燥させる方法、または容器に充填し
たアルミナを加熱し、そこへ上記のフッ素化剤を気体状
態で流通させる方法などをとることができる。いずれの
方法を採用する場合でも、フッ素化アルミナの調製の最
終段階では、フッ素化反応の反応温度以上の温度でフッ
化水素を流通させることが好ましい。従って、通常20
0〜500℃、あるいは250〜450℃で処理する。
て、アルミニウム、クロム、マンガン、ニッケル、コバ
ルト、鉄の中から選ばれる1種または2種以上の金属の
酸化物、フッ化物、塩化物、フッ化塩化物、オキシフッ
化物、オキシ塩化物、オキシフッ化塩化物等が使用でき
る。複数の金属を使用する場合、その1種をアルミニウ
ム、クロムまたは鉄とすることは好ましい。これらはま
た、公知の担体に担持されていてもよい。担体としては
アルミニウムの酸化物、フッ化物、塩化物、フッ化塩化
物、オキシフッ化物、オキシ塩化物、オキシフッ化塩化
物等または活性炭などを用いることができる。
合、担持金属は担体100重量部に対し0.1〜100
重量部であり、1〜50重量部が好ましい。
いが、担体を用いないで触媒を調製する場合、上記金属
の可溶性化合物の溶液から塩基性物質を用いて析出させ
た金属水酸化物から一旦調製された金属酸化物をフッ化
水素、塩化水素、塩素化フッ素化炭化水素などで一部ま
たは完全にハロゲンで修飾することにより得られる。ま
た、担持触媒として使用する場合、前記のγ−アルミナ
などのアルミニウム酸化物または予めフッ化水素、塩化
水素、塩素化フッ素化炭化水素などでハロゲンで修飾さ
れたアルミナにクロム、マンガン、ニッケル、コバル
ト、鉄の中から選ばれる1種または2種以上の金属の可
溶性化合物を溶解した溶液を含浸するか、スプレーし、
次いで乾燥し、その後前記のアルミナと同様の方法で、
フッ素化剤により部分的にまたは完全に担体をフッ素化
されたフッ素化アルミナとすることでフッ素化触媒は調
製される。
してMg、Ca等のアルカリ土類元素およびLa、Ce
等のランタノイド系元素などを添加することもできる。
これらは、担体または担持金属であるオキシハロゲン化
物の再結晶化を抑制し活性を維持させるために添加され
る。担持金属に対する副成分元素の重量比としては、5
0:50〜99.9:0.1、好ましくは70:30〜
99:1である。
アセトンなどの溶媒に溶解する該当金属の酸化物または
塩であれば特に限定されないが、例えば硝酸塩、塩化
物、硫酸塩、炭酸塩、酢酸塩などが挙げられる。具体的
には、硝酸クロム、三塩化クロム、三酸化クロム、重ク
ロム酸カリウム、硝酸マンガン、塩化マンガン、二酸化
マンガン、硝酸ニッケル、塩化ニッケル、硝酸コバル
ト、塩化コバルト、硝酸鉄、塩化鉄などを用いるのが好
ましい。これらの化合物は水和物であってもよく、その
金属の価数は任意の価数であってよい。
所定の反応温度以上の温度で予めフッ化水素、フッ素化
またはフッ素化塩素化炭化水素などのフッ素化剤で処理
し、反応中の触媒の組成変化を防止することが有効であ
る。また、反応中に酸素、塩素、フッ素化または塩素化
炭化水素などを反応器中に供給することは触媒寿命の延
長、反応率、反応収率の向上に有効である。
り活性を失った際には、容易に再活性化することができ
る。すなわち、失活した触媒は、高められた温度で酸化
性物質、例えば、酸素、空気、オゾン、塩素などと接触
させることで再活性化することができる。その時の処理
温度は、200〜550℃であり、300〜500℃が
好ましい。200℃未満では未再活性化状態のままであ
り、550℃を超えると触媒が変性して活性を得ること
ができない。
00℃であり、好ましくは180〜400℃、より好ま
しくは200〜300℃である。反応温度が150℃よ
り低ければ反応は遅く実用的ではない。反応温度を高く
すれば、反応は速く進行するがペンタフルオロアセトン
などの過度にフッ素化の進んだ化合物が生成し3,3−
ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトンの選択率
が低下するとともに、触媒寿命が短くなるので好ましく
ない。
るペンタクロロアセトン/フッ化水素のモル比は反応温
度により変わりうるが、1/3〜1/50であり、1/
4〜1/20が好ましく、1/5〜1/15がより好ま
しい。フッ化水素が過剰であると、有機物処理量の減少
ならびに反応系から排出された未反応フッ化水素と生成
物との混合物の分離に支障をきたし、一方、フッ化水素
が少ないと反応率は低下し、目的生成物の収率も低下す
る。しかし、通常生成物に伴われる低フッ素化物、未反
応物またはフッ化水素は生成物と分離されリサイクルさ
れるのでフッ化水素の過大または過小は、大規模な製造
では致命的ではない。
から1〜10kg/cm2で行うのが好ましい。系内に
存在する原料有機物、中間物質およびフッ化水素が、反
応系内で液化しないような条件を選ぶことが望ましい。
接触時間は、通常0.1〜300秒、好ましくは1〜6
0秒、さらに好ましくは10〜30秒である。
等に対する耐食性を有する材質で作られれば良く、ステ
ンレス鋼、ハステロイ、モネル、白金などが好ましい。
また、これらの金属でライニングされた材料で作ること
もできる。
ロ−1,1,1−トリフルオロアセトンは、フッ素化反
応生成物について公知の方法を適用して精製される。例
えば、塩化水素、未反応のフッ化水素とともに反応器か
ら液体または気体状態で取り出された後、塩化水素、過
剰のフッ化水素が蒸留あるいは液相分離などの操作で除
去し、ついで残留した酸性成分を塩基性物質などで除い
た後、精製蒸留により目的とする高純度の3,3−ジク
ロロ−1,1,1−トリフルオロアセトンを得ることが
できる。
粒径4〜6mm、)400gを計り取り水で表面に付着
した粉を洗浄除去した。フッ化水素(無水フッ酸)15
3gを水1380gに溶解し10%フッ化水素水溶液を
調製した。洗浄した活性アルミナに調製した10%フッ
化水素水溶液を徐々に入れ撹拌後3時間静置し、水洗
し、ろ過し、次いで電気炉において200℃で2時間乾
燥を行った。乾燥した活性アルミナを内径4.2cm長
さ60cmのステンレス製反応管に400cc入れ窒素
を流しながら電気炉を200℃ まで昇温し、更にフッ
化水素を窒素に同伴させながらフッ化水素処理を行っ
た。処理を行うにつれ温度が上昇するが400℃ を越
えないように窒素とフッ化水素の流量を調整した。発熱
が収まった時点で更に電気炉の設定を400℃ のまま
で2時間維持し触媒調製を終了した。
3・6H2Oを純水に溶かして2.7lとした。この溶液
に調製例1で用いたのと同じ粒状アルミナ400gを浸
漬し、一昼夜放置した。次に濾過してアルミナを取り出
し、熱風循環式乾燥器中で100℃に保ち、さらに一昼
夜乾燥した。得られたクロム担持アルミナを電気炉を備
えた直径4.2cm長さ60cmの円筒形SUS316
L製反応管に充填し、窒素ガスを流しながら300℃ま
で昇温し、水の流出が見られなくなった時点で、窒素ガ
スにフッ化水素を同伴させその濃度を徐々に高めた。充
填されたクロム担持アルミナのフッ素化によるホットス
ポットが反応管出口端に達したところで反応器温度を4
50℃に上げ、その状態を1時間保ち触媒の調製を行っ
た。
鉄六水塩(Fe(NO3)3・6H2O)を純水に溶かし
て500mlとした。この溶液に調製例1と同様に調製
したフッ素化アルミナ500gを浸漬し、一昼夜放置し
た。次に濾過してアルミナを取り出し、熱風循環式乾燥
器中で100℃に保ち、さらに一昼夜乾燥した。得られ
た鉄担持フッ素化アルミナを電気炉を備えた直径4.2
cm長さ60cmの円筒形SUS316L製反応管に充
填し、窒素ガスを流しながら300℃まで昇温し、水の
流出が見られなくなった時点で、窒素ガスにフッ化水素
を同伴させその濃度を徐々に高めた。充填された鉄担持
フッ素化アルミナのフッ素化によるホットスポットが反
応管出口端に達した後、その状態を1時間保ち触媒の調
製を行った。
からなる気相反応装置(SUS316L製、直径4.2
cm・長さ60cm)に気相フッ素化触媒として調製例
1で調製した触媒を400g充填した。約1.2l/時
の流量で窒素ガスを流しながら反応管の温度を250℃
に上げ、フッ化水素を約36g/時の速度で窒素ガスに
同伴させた。そのまま反応管の温度を300℃まで昇温
し1時間保った。次に反応管の温度を250℃に下げ、
窒素ガスの流量を1.2l/時としてフッ化水素を36
g/時の供給速度とし、ペンタクロロアセトンを予め気
化させて36g/時の速度で反応器へ供給開始した。
供給し、反応器から流出する生成ガスをドライアイス−
アセトン−トラップで捕集した。得られた130gの有
機物をガスクロマトグラフィーで分析したところ、3,
3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトン3
9.9%、1,3,3−トリクロロ−1,1−ジフルオ
ロアセトン18.7%、3−クロロ−1,1,1−トリ
フルオロアセトン10.3%であった。
る生成ガスをフッ化ナトリウムペレットに通してガスク
ロマトグラフ分析して、3,3−ジクロロ−1,1,1
−トリフルオロアセトンが30%未満になった時に、ペ
ンタクロロアセトンの供給を停止し、その後1時間、フ
ッ化水素と窒素のみを流通させた。その後、フッ化水素
と窒素を停止し、空気を400l/時で流通させるとと
もに反応器の温度を390℃に昇温し、そのまま8時間
保持した。
時の流量の窒素ガスでフッ化水素を約36g/時の速度
で同伴させた。そのまま反応管の温度を300℃まで昇
温し1時間保った。次に反応管の温度を250℃に下
げ、窒素ガスの流量を1.2l/時としてフッ化水素を
36g/時の供給速度とし、ペンタクロロアセトンを予
め気化させて36g/時の速度で反応器へ供給開始し
た。
供給し、反応器から流出する生成ガスをドライアイス−
アセトン−トラップで捕集した。得られた342gの有
機物をガスクロマトグラフィーで分析したところ、3,
3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトン4
7.9%、1,3,3−トリクロロ−1,1−ジフルオ
ロアセトン12.5%、3−クロロ−1,1,1−トリ
フルオロアセトン11.0%であった。
からなる気相反応装置(SUS316L製、直径4.2
cm・長さ60cm)に気相フッ素化触媒として調製例
2で調製した触媒を400g充填した。約1.2l/時
の流量で窒素ガスを流しながら反応管の温度を250℃
に上げ、フッ化水素を約36g/時の速度で窒素ガスに
同伴させた。そのまま反応管の温度を300℃まで昇温
し1時間保った。次に反応管の温度を260℃に下げ、
窒素ガスの流量を1.2l/時としてフッ化水素を36
g/時の供給速度とし、ペンタクロロアセトンを予め気
化させて36g/時の速度で反応器へ供給開始した。
供給し、反応器から流出する生成ガスをドライアイス−
アセトン−トラップで捕集した。得られた130gの有
機物をガスクロマトグラフィーで分析したところ、3,
3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトン3
4.0%、1,3,3−トリクロロ−1,1−ジフルオ
ロアセトン9.7%、3−クロロ−1,1,1−トリフ
ルオロアセトン14.5%であった。
からなる気相反応装置(SUS316L製、直径4.2
cm・長さ60cm)に気相フッ素化触媒として調製例
3で調製した触媒を400g充填した。約1.2l/時
の流量で窒素ガスを流しながら反応管の温度を250℃
に上げ、フッ化水素を約36g/時の速度で窒素ガスに
同伴させた。そのまま反応管の温度を300℃まで昇温
し1時間保った。次に反応管の温度を280℃に下げ、
窒素ガスの流量を1.2l/時としてフッ化水素を36
g/時の供給速度とし、ペンタクロロアセトンを予め気
化させて36g/時の速度で反応器へ供給開始した。
供給し、反応器から流出する生成ガスをドライアイス−
アセトン−トラップで捕集した。得られた125gの有
機物をガスクロマトグラフィーで分析したところ、3,
3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトン5
5.0%、3,3,3−トリクロロ−1,1,1−トリ
フルオロアセトン5.3%、3−クロロ−1,1,1−
トリフルオロアセトン17.3%であった。
−トリフルオロアセトンの製造法は、入手の容易なペン
タクロロアセトンを原料とし、連続的に簡便な方法で
3,3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトン
を製造できるので、工業的な製造法として有用である。
Claims (4)
- 【請求項1】気相中においてフッ素化触媒存在下、ペン
タクロロアセトンをフッ化水素と反応させることを特徴
とする3,3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロア
セトンの製造法。 - 【請求項2】フッ素化触媒がフッ素化アルミナであるこ
とを特徴とする請求項1記載の3,3−ジクロロ−1,
1,1−トリフルオロアセトンの製造法。 - 【請求項3】フッ素化触媒がクロム担持アルミナ触媒で
あることを特徴とする請求項1記載の3,3−ジクロロ
−1,1,1−トリフルオロアセトンの製造法。 - 【請求項4】フッ素化触媒が鉄担持アルミナ触媒である
ことを特徴とする請求項1記載の3,3−ジクロロ−
1,1,1−トリフルオロアセトンの製造法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP10450798A JP3480807B2 (ja) | 1997-04-15 | 1998-04-15 | 3,3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトンの製造法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9762497 | 1997-04-15 | ||
JP9-97624 | 1997-04-15 | ||
JP10450798A JP3480807B2 (ja) | 1997-04-15 | 1998-04-15 | 3,3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトンの製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH111451A JPH111451A (ja) | 1999-01-06 |
JP3480807B2 true JP3480807B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=26438787
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP10450798A Expired - Fee Related JP3480807B2 (ja) | 1997-04-15 | 1998-04-15 | 3,3−ジクロロ−1,1,1−トリフルオロアセトンの製造法 |
Country Status (1)
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---|---|
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Families Citing this family (3)
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JP4064727B2 (ja) | 2002-05-31 | 2008-03-19 | セントラル硝子株式会社 | 1,1,1−トリフルオロアセトンの製造方法 |
JP4111756B2 (ja) | 2002-06-20 | 2008-07-02 | セントラル硝子株式会社 | 3,3,3−トリフルオロ−2−ヒドロキシプロピオン酸およびその誘導体の製造方法 |
-
1998
- 1998-04-15 JP JP10450798A patent/JP3480807B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH111451A (ja) | 1999-01-06 |
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