JP4257424B2 - Catalyst for fluorination reaction - Google Patents

Catalyst for fluorination reaction Download PDF

Info

Publication number
JP4257424B2
JP4257424B2 JP2004065929A JP2004065929A JP4257424B2 JP 4257424 B2 JP4257424 B2 JP 4257424B2 JP 2004065929 A JP2004065929 A JP 2004065929A JP 2004065929 A JP2004065929 A JP 2004065929A JP 4257424 B2 JP4257424 B2 JP 4257424B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
trifluoropropene
halogen
sbf
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2004065929A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005254064A (en
Inventor
恒道 権
会娥 楊
正則 田村
章 関屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2004065929A priority Critical patent/JP4257424B2/en
Priority to CNB2005100532004A priority patent/CN100398205C/en
Publication of JP2005254064A publication Critical patent/JP2005254064A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4257424B2 publication Critical patent/JP4257424B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

本発明はフッ素化反応用触媒及びそれを用いるフッ素化炭化水素の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a fluorination reaction catalyst and a method for producing a fluorinated hydrocarbon using the same.

ハロゲン交換用金属フッ化物触媒は、気相フッ素化プロセスにおける高効率化の触媒である。該触媒性能を表面積の増加や補助金属の添加によって改善することは、これまでに行われてきた重要な手法であった。EP0514923(1998)には、クロムベース触媒の触媒性能を高表面化することによって向上させる方法が開示されている。また、EP0502605(1992)や、J.Fluorine Chem.,111(2001)193及びEPO801980(1997)には、該触媒に対してZn、Co、Ti、Ni等の補助金属を添加することによって、触媒活性を向上させた結果が報告されている。   The metal exchange catalyst for halogen exchange is a highly efficient catalyst in the gas phase fluorination process. Improving the catalyst performance by increasing the surface area or adding an auxiliary metal has been an important technique that has been performed so far. EP 0 514 923 (1998) discloses a method for improving the catalytic performance of a chromium-based catalyst by increasing the surface. Also, EP 0502605 (1992) and J. Org. Fluorine Chem. , 111 (2001) 193 and EPO 801980 (1997) report the results of improving the catalytic activity by adding auxiliary metals such as Zn, Co, Ti, and Ni to the catalyst.

有機フッ素化合物を合成するために、有機ハロゲン誘導体をアンチモンペンタフルオライド(SbF)で処理することは、Swart反応の典型例である。しかし、この場合、SbFは湿気空気中に強く揮散するため、その応用は非常に限られたものとなっている。J.C.S.Chem.Comm.,1973,815には、SbFに対してグラファイトを加熱により加えて、新しいフッ素化試薬を得ることについて記載されている。WO98/40335には、テトラハロゲノプロパンにHFを気相反応させることにより、HFC−245faを合成する方法が示されている。この方法では、SbClを活性炭に含浸させたものがプロセス触媒として使用されている。JP3031465には、HFC−245faを得るために、ペンタクロロプロパンとHFとを反応させる気相フッ素化法が示されている。この方法では、活性炭に担持したSbClがプロセス触媒として用いられている。これらのアンチモン塩を炭素に担持した触媒は、SbFに比べて実用的取り扱い性が向上しているが、高温での安定性に問題がある。また米国特許5910616には、フッ素化触媒として、アンチモンを含む金属塩が用いられているが、その金属の種類には制限がある。 Treatment of an organohalogen derivative with antimony pentafluoride (SbF 5 ) to synthesize an organofluorine compound is a typical example of the Swart reaction. However, in this case, SbF 5 is strongly volatilized in the humid air, and its application is very limited. J. et al. C. S. Chem. Comm. 1973, 815 describe the addition of graphite to SbF 5 by heating to obtain a new fluorinating reagent. WO98 / 40335 shows a method of synthesizing HFC-245fa by reacting tetrahalogenopropane with HF in a gas phase. In this method, activated carbon impregnated with SbCl 5 is used as a process catalyst. JP3031465 discloses a gas phase fluorination method in which pentachloropropane and HF are reacted to obtain HFC-245fa. In this method, SbCl 5 supported on activated carbon is used as a process catalyst. These catalysts antimony salt was supported on carbon is practical handling properties as compared with SbF 5 is improved, there is a problem with the stability at high temperatures. In U.S. Pat. No. 5,910,616, a metal salt containing antimony is used as a fluorination catalyst, but the type of the metal is limited.

本発明者は既に、多孔質アルミニウムフルオライド(PAF)にSbClを含浸させた後、HFでフッ素化することによって、新しいフッ素化触媒を得る方法を見いだしている(特願2002−334883)。このものはハロゲン交換反応にはすぐれた触媒活性を有し、しかも、SbFの特性(湿気腐食及び毒性)において改良されたものである。SbF/PAFは、有機合成においてはフッ素化剤やF/Cl交換用の固定床触媒として有利に使用される。 The present inventor has already found a method for obtaining a new fluorination catalyst by impregnating porous aluminum fluoride (PAF) with SbCl 5 and then fluorinating with HF (Japanese Patent Application No. 2002-334883). This has excellent catalytic activity for the halogen exchange reaction and is improved in the properties of SbF 5 (moisture corrosion and toxicity). SbF 5 / PAF is advantageously used as a fluorinating agent or a fixed bed catalyst for F / Cl exchange in organic synthesis.

本発明者らは、60m/gの表面積を有する多孔質カルシウムフルオライド(PCF)を提案した(非特許文献1)(J.Fluorine Chem.116(2002)65−69)。さらに、90〜200m/gという高表面積を有する多孔質クロムフルオライド(porous chromium fluoride)(PCrF)も提案した(特許文献1)(特願2003―303078)。
しかし、これらのものは、フッ素化反応をさらに活性化させるための金属の担持という点からは未だ不満足のもであった。
The present inventors have proposed porous calcium fluoride (PCF) having a surface area of 60 m 2 / g (Non-Patent Document 1) (J. Fluorine Chem. 116 (2002) 65-69). Furthermore, porous chromium fluoride (PCrF) having a high surface area of 90 to 200 m 2 / g has also been proposed (Patent Document 1) (Japanese Patent Application No. 2003-303078).
However, these products are still unsatisfactory in terms of supporting metal for further activating the fluorination reaction.

J.Fluorine Chem.116(2002)65−69J. et al. Fluorine Chem. 116 (2002) 65-69 特願2003−303078号Japanese Patent Application No. 2003-303078

本発明は、フッ化水素をフッ素化剤とするフッ素化反応に用いる触媒において、高められたフッ素化活性を有する触媒を提供するともに、該触媒を用いるフッ素化法を提供することをその課題とする。   An object of the present invention is to provide a catalyst having enhanced fluorination activity as a catalyst used in a fluorination reaction using hydrogen fluoride as a fluorinating agent, and to provide a fluorination method using the catalyst. To do.

本発明によれば、以下に示す触媒及び方法が提供される。
(1)フッ化マグネシウムからなる多孔質支持体に下記一般式(1)

Figure 0004257424
(式中、nは0〜5の数を示す)
で表されるアンチモンハロゲン化物を担持させたことを特徴とするフッ素化反応用触媒。
(2)該アンチモンハロゲン化物の含有量が、触媒中1〜70重量%である前記(1)に記載の触媒。
(3)フッ素以外のハロゲンを含む炭化水素を、触媒の存在下、フッ化水素を用いて気相フッ素化する方法において、該触媒として、前記(1)または(2)に記載の触媒を用いることを特徴とするフッ素化炭化水素の製造方法。
(4)該ハロゲンを含む炭化水素が、炭素数1〜6のアルケン又はアルカンのハロゲン化物である前記(3)に記載の方法。
(5)該ハロゲンを含む炭化水素が、1,1,3,3,3−ペンタクロロプロパン、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、1,3,3,3−テトラクロロプロパン又はジクロロメタンである前記(3)に記載の方法。
(6)該ハロゲンを含む炭化水素として、1,1,3,3,3−ペンタクロロプロパンを用いて、トランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン及び、もしくはシス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを生成させる前記(3)に記載の方法。
(7)該ハロゲンを含む炭化水素として、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを用いて、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンを生成させる前記(3)に記載の方法。
(8)該ハロゲンを含む炭化水素として、1,1,1,3−テトラクロロプロパンを用いて、3,3,3−トリフルオロプロペン及び、もしくは1,1,1,3−テトラフルオロプロパンを生成させる前記(3)に記載の方法。
(9)該ハロゲンを含む炭化水素として、ジクロロメタンを用いて、ジフルオロメタン及び、もしくはクロロフルオロメタンを生成させる前記(3)に記載の方法。 According to the present invention, the following catalysts and methods are provided.
(1) The following general formula (1) is applied to a porous support made of magnesium fluoride.
Figure 0004257424
(Wherein n represents a number from 0 to 5)
A catalyst for fluorination reaction, comprising an antimony halide represented by the formula:
(2) The catalyst according to (1), wherein the content of the antimony halide is 1 to 70% by weight in the catalyst.
(3) In the method of vapor-phase fluorination of a hydrocarbon containing halogen other than fluorine using hydrogen fluoride in the presence of a catalyst, the catalyst described in (1) or (2) is used as the catalyst. A method for producing a fluorinated hydrocarbon, characterized in that
(4) The method according to (3) above, wherein the halogen-containing hydrocarbon is a C 1-6 alkene or alkane halide.
(5) The halogen-containing hydrocarbon is 1,1,3,3,3-pentachloropropane, 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene, 1,3,3,3-tetrachloropropane or dichloromethane. The method according to (3), wherein
(6) Using 1,1,3,3,3-pentachloropropane as the halogen-containing hydrocarbon, trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene and / or cis-1-chloro The method according to (3) above, wherein -3,3,3-trifluoropropene is produced.
(7) As described in (3) above, 1,1,1,3,3-pentafluoropropane is produced using 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene as the halogen-containing hydrocarbon. the method of.
(8) Using 1,1,1,3-tetrachloropropane as the halogen-containing hydrocarbon to produce 3,3,3-trifluoropropene and / or 1,1,1,3-tetrafluoropropane The method according to (3) above.
(9) The method according to (3) above, wherein difluoromethane and / or chlorofluoromethane are produced using dichloromethane as the halogen-containing hydrocarbon.

本発明によれば、フッ化水素(HF)を用いて有機ハロゲン化物中に含まれる塩素原子をフッ素原子に変換させるフッ素化反応に用いる高効率の触媒が提供される。この触媒は高い活性を有し、また、高温でも安定であり、工業触媒として好適のものである。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the highly efficient catalyst used for the fluorination reaction which converts the chlorine atom contained in organic halide into a fluorine atom using hydrogen fluoride (HF) is provided. This catalyst has high activity and is stable even at high temperatures, and is suitable as an industrial catalyst.

本発明の触媒は、フッ化マグネシウムからなる多孔質支持体に、下記式(1)

Figure 0004257424
(式中nは0〜5の数を示す)
で表されるアンチモンフッ化物を担持させた構造を有する。
該多孔質支持体としては、フッ化マグネシウムからなる多孔質支持体が用いられる。
フッ化マグネシウムからなる多孔質支持体は、その表面積に特に制限はない。
この多孔質支持体は、ペレット状や顆粒状であることができるが、顆粒状の場合、その平均粒径は、特に制約されないが、通常0.2〜5mm、好ましくは0.5〜3mmである。 The catalyst of the present invention has the following formula (1) on a porous support made of magnesium fluoride.
Figure 0004257424
(Where n represents a number from 0 to 5)
The structure which carry | supported the antimony fluoride represented by these.
As the porous support, a porous support made of magnesium fluoride is used.
The surface area of the porous support made of magnesium fluoride is not particularly limited.
The porous support can be in the form of pellets or granules. In the case of granules, the average particle diameter is not particularly limited, but is usually 0.2 to 5 mm, preferably 0.5 to 3 mm. is there.

また、この多孔質支持体でも副成分を含むことができる。副成分として金属酸化物、金属塩化物、その他の金属塩などを例示することができるが、その種類に特に制限はない。副成分の含有量は、30重量%以下、好ましくは5重量%以下である。 In addition, this porous support can also contain subcomponents. Examples of subcomponents include metal oxides, metal chlorides, and other metal salts, but the type is not particularly limited. The content of the accessory component is 30% by weight or less, preferably 5% by weight or less.

多孔質支持体の表面積は大きい程好ましい。この多孔質支持体は、取り扱いの困難なアンチモンフッ化物を安定化させる効果を示す。
多孔質支持体としては、平均細孔直径:5〜120Å、好ましくは20〜50Å、空孔率:0.05〜0.8cc/g、好ましくは0.1〜0.7cc/gの細孔構造を有するものが好ましい。
The larger the surface area of the porous support, the better. This porous support has an effect of stabilizing antimony fluoride which is difficult to handle.
As the porous support, pores having an average pore diameter of 5 to 120 mm, preferably 20 to 50 mm and a porosity of 0.05 to 0.8 cc / g, preferably 0.1 to 0.7 cc / g Those having a structure are preferred.

本発明で用いる前記式(1)で表されるフッ素化アンチモンは、触媒の活性促進成分として作用する。多孔質支持体に対するフッ素化アンチモンの割合は、触媒中、1〜70重量%、好ましくは5〜50重量%である。   The fluorinated antimony represented by the formula (1) used in the present invention acts as an activity promoting component of the catalyst. The ratio of fluorinated antimony to the porous support is 1 to 70% by weight, preferably 5 to 50% by weight in the catalyst.

本発明の触媒は、多孔質支持体に、フッ素化アンチモンを四塩化炭素等の溶媒に溶かした溶液状で含浸させ、乾燥することによって製造することができる。
また、本発明の触媒は、多孔質支持体に塩素化アンチモンを溶液状で含浸させ、乾燥した後、フッ化水素(HF)を反応させて該塩素化アンチモンをフッ素化アンチモンに変換することによっても製造することができる。
The catalyst of the present invention can be produced by impregnating a porous support with a solution of fluorinated antimony dissolved in a solvent such as carbon tetrachloride and drying.
Further, the catalyst of the present invention is obtained by impregnating a porous support with chlorinated antimony in a solution state, drying, and then reacting with hydrogen fluoride (HF) to convert the chlorinated antimony to fluorinated antimony. Can also be manufactured.

本発明の触媒は、高いフッ素化活性を有し、ハロゲン化炭化水素中に含まれるフッ素以外のハロゲン原子をHFと気相反応させてフッ素原子に変換させる際のフッ素化反応触媒として有利に用いることができる。この場合、フッ化アンチモンは単体では液体であるが、触媒に固定化することにより固定床の形態で有利に用いることができる。また、本発明の触媒は、400℃以上の高温でも安定である。   The catalyst of the present invention has high fluorination activity, and is advantageously used as a fluorination reaction catalyst when a halogen atom other than fluorine contained in the halogenated hydrocarbon is converted into a fluorine atom by gas phase reaction with HF. be able to. In this case, although antimony fluoride is a liquid by itself, it can be advantageously used in the form of a fixed bed by being immobilized on a catalyst. The catalyst of the present invention is stable even at a high temperature of 400 ° C. or higher.

本発明の触媒を用いるときには、例えば、1,1,1,3,3−ペンタクロロプロパンをHFと気相反応させることにより、トランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンまたはシス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンに効率よく変換させることができる。この場合、反応温度は150〜450℃、好ましくは200〜300℃である。HFと1,1,1,3,3−ペンタクロロプロパンとのモル比は1:1〜30:1、好ましくは3:1〜20:1、より好ましくは5:1〜15:1である。   When the catalyst of the present invention is used, for example, 1,1,1,3,3-pentachloropropane is reacted with HF in a gas phase to produce trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene or cis- It can be efficiently converted to 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene. In this case, the reaction temperature is 150 to 450 ° C, preferably 200 to 300 ° C. The molar ratio of HF to 1,1,1,3,3-pentachloropropane is 1: 1 to 30: 1, preferably 3: 1 to 20: 1, more preferably 5: 1 to 15: 1.

また、本発明の触媒を用いるときには、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンをHFと気相反応させることにより1,1,1,3,3−フルオロプロパンに効率よく変換させることができる。この場合、反応温度は50〜350℃、好ましくは70〜120℃である。HFと1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンとのモル比は1:1〜30:1、好ましくは2:1〜15:1である。   When the catalyst of the present invention is used, 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene can be efficiently converted to 1,1,1,3,3-fluoropropane by gas phase reaction with HF. Can do. In this case, the reaction temperature is 50 to 350 ° C, preferably 70 to 120 ° C. The molar ratio of HF to 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene is 1: 1 to 30: 1, preferably 2: 1 to 15: 1.

本発明の触媒を用いるときには、1,1,1,3−テトラクロロプロパンを、HFと気相反応させることにより、3,3,3−トリフルオロプロペンまたは1,1,1,3−テトラフルオロプロパンに効率的に変換させることができる。この場合、反応温度は250〜450℃、好ましくは300〜350℃である。HFと1,1,1,3−テトラクロロプロパンとのモル比は、1:1〜30:1、好ましくは5:1〜15:1である。   When using the catalyst of the present invention, 1,1,1,3-tetrachloropropane is reacted with HF in a gas phase to produce 3,3,3-trifluoropropene or 1,1,1,3-tetrafluoropropane. Can be converted efficiently. In this case, the reaction temperature is 250 to 450 ° C, preferably 300 to 350 ° C. The molar ratio of HF to 1,1,1,3-tetrachloropropane is 1: 1 to 30: 1, preferably 5: 1 to 15: 1.

本発明の触媒を用いるときには、ジクロロメタンをHFと気相反応させることにより、ジフルオロメタンに効率よく変換させることができる。この場合、HFとジクロロメタン(CHCl)とのモル比は、1:1〜30:1、好ましくは3:1〜10:1である。反応温度は150〜450℃、好ましくは200〜350℃である。 When using the catalyst of the present invention, dichloromethane can be efficiently converted to difluoromethane by gas phase reaction with HF. In this case, the molar ratio of HF to dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) is 1: 1 to 30: 1, preferably 3: 1 to 10: 1. The reaction temperature is 150 to 450 ° C, preferably 200 to 350 ° C.

本発明の触媒を用いてフッ素化炭化水素を製造する場合、その反応原料であるハロゲン化炭化水素は、例えば塩素のみ、塩素とフッ素、臭素のみ、臭素とフッ素、ヨウ素のみ、ヨウ素とフッ素を含有するものを例示することができる。炭化水素の炭素数は1〜12、好ましくは1〜6である。ハロゲン化炭化水素において、その炭化水素は、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素や、炭素数5〜8の環状脂肪族炭化水素、炭素数6〜12の芳香族炭化水素であることができる。これらのハロゲン化炭化水素をHFと気相反応させる場合、該ハロゲン化炭化水素が気相を形成する反応温度が適宜用いられ、また、所望するフッ素化物に対応するHF/ハロゲン化炭化水素モル比が適宜用いられる。   When producing a fluorinated hydrocarbon using the catalyst of the present invention, the halogenated hydrocarbon as a reaction raw material contains, for example, only chlorine, chlorine and fluorine, only bromine, bromine and fluorine, only iodine, iodine and fluorine. What can be illustrated. The hydrocarbon has 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms. In the halogenated hydrocarbon, the hydrocarbon may be an aliphatic hydrocarbon having 1 to 8 carbon atoms, a cyclic aliphatic hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms. . When these halogenated hydrocarbons are reacted with HF in a gas phase, the reaction temperature at which the halogenated hydrocarbon forms a gas phase is appropriately used, and the HF / halogenated hydrocarbon molar ratio corresponding to the desired fluoride Is used as appropriate.

次に本発明を実施例及び比較例によりさらに詳述するが、本発明は以下の例によって限定されるものではない。
なお、本明細書中で言う表面積は、慣用のB.E.T表面積である。
EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in full detail, this invention is not limited by the following examples.
In addition, the surface area said in this specification is conventional B.I. E. T surface area.

参考例1
(多孔質フッ化クロムにSbFを含有させた構造の触媒SbF/PCrFの製造)
10gのペレット状多孔質フッ化クロム(PCrF)(このものは特願2003−303078号に記載の方法によって調製したもので、その表面積は187m/gである)に、10gのSbClをN雰囲気下で徐々に滴下した。このようにしてSbClを含有するPCrFペレットを得た。
このペレットをN流通下100℃で乾燥したのち、Nで希釈した無水HF(AHF)(N/AHF=1/1)で100℃で処理、さらに温度とAHFの濃度を上昇し、最終的には純AHFを用いて200℃で処理した。最後に残存するHFをNを流通させることによって除去し、触媒A SbF/PCrFを得た。SbF/PCrFの示差走査熱量分析(DSC)を行ったところ、約500℃まで吸熱や発熱する変化はない、すなわち約500℃まで安定であることがわかった。
Reference example 1
(Production of catalyst SbF 5 / PCrF having a structure in which SbF 5 is contained in porous chromium fluoride)
To 10 g of pellet-like porous chromium fluoride (PCrF) (this was prepared by the method described in Japanese Patent Application No. 2003-303078 and its surface area was 187 m 2 / g), 10 g of SbCl 5 was added to N The solution was gradually added dropwise under two atmospheres. In this way, PCrF pellets containing SbCl 5 were obtained.
After the pellets were dried in N 2 flow under 100 ° C., treated with 100 ° C. with anhydrous diluted with N 2 HF (AHF) (N 2 / AHF = 1/1), further increasing the concentration of temperature and AHF, Finally, it was processed at 200 ° C. using pure AHF. Finally, the remaining HF was removed by flowing N 2 to obtain catalyst A SbF 5 / PCrF. When differential scanning calorimetry (DSC) of SbF 5 / PCrF was performed, it was found that there was no endothermic or exothermic change up to about 500 ° C., that is, it was stable up to about 500 ° C.

参考例2
(SbF/PCrF触媒による1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンの合成)
触媒A10mlを反応器に入れ、1,1,1,3,3−ペンタクロロプロパン(PCPAN)(流量:0.15g/分)と無水HFとの混合物を気化して供給し、305℃で反応させた。反応生成物を水洗、ソーダライムで乾燥した後、NMRで分析した結果、トランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンとシス−1−クロロ3,3,3−トリフルオロプロペンがそれぞれ89.8%及び9.0%の収率で生成したことが確認された。
Reference example 2
(Synthesis of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene with SbF 5 / PCrF catalyst)
10 ml of catalyst A was put into a reactor, and a mixture of 1,1,1,3,3-pentachloropropane (PCPAN) (flow rate: 0.15 g / min) and anhydrous HF was vaporized and supplied, and reacted at 305 ° C. It was. The reaction product was washed with water, dried with soda lime, and analyzed by NMR. As a result, trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene and cis-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene were It was confirmed that they were produced in a yield of 89.8% and 9.0%, respectively.

参考例3
SbClを5.4g用いる以外は参考例1と同様にして触媒Bを得た。
Reference example 3
Catalyst B was obtained in the same manner as in Reference Example 1, except that 5.4 g of SbCl 5 was used.

参考例4
参考例2において、触媒Aの代わりに触媒Bを用いた以外は同様に反応を行った。結果は後記表1に示す。
Reference example 4
In Reference Example 2, the reaction was performed in the same manner except that the catalyst B was used instead of the catalyst A. The results are shown in Table 1 below.

参考例5
SbClを3.2g用いる以外は参考例1と同様にして触媒Cを得た。
Reference Example 5
Catalyst C was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that 3.2 g of SbCl 5 was used.

参考例6
参考例2において、触媒Aの代わりに触媒Cを用いた以外は同様にして反応を行った。結果は後記表1に示す。
Reference Example 6
In Reference Example 2, the reaction was performed in the same manner except that the catalyst C was used instead of the catalyst A. The results are shown in Table 1 below.

前記した反応結果を表1にまとめて示す。アンチモン塩を含む触媒では含まない触媒と比べてより低い反応温度でより高い収率が得られている。   The above reaction results are summarized in Table 1. Higher yields are obtained at lower reaction temperatures compared to catalysts not containing antimony salts.

Figure 0004257424
生成物1:トランス−CFCH=CHCl
生成物2:シス−CFCH=CHCl
Figure 0004257424
Product 1: trans -CF 3 CH = CHCl
Product 2: cis -CF 3 CH = CHCl

参考例7
(SbF/PCrF触媒による1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンの合成)
参考例2において、触媒として参考例5で示した触媒Cを用いるとともに、原料ハロゲン化炭化水素として1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(CTFP)を用いた以外は同様にして反応を行った。但し、この場合の反応温度は270℃である。
この反応の結果、トランス−CFCH=CHF(選択率44.7%)、CFCHCHF(選択率49.5%)、シス−CFCH=CHCl(選択率6.0%)が生成した。この場合の原料(トランス−CFCH=CHCl)の転化率は70.2%であった。
Reference Example 7
(Synthesis of 1,1,1,3,3-pentafluoropropane with SbF 5 / PCrF catalyst)
In Reference Example 2, the reaction was carried out in the same manner except that the catalyst C shown in Reference Example 5 was used as the catalyst and 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (CTFP) was used as the raw material halogenated hydrocarbon. Went. However, the reaction temperature in this case is 270 ° C.
The result of this reaction, trans -CF 3 CH = CHF (selectivity 44.7%), CF 3 CH 2 CHF 2 ( selectivity 49.5 percent), cis -CF 3 CH = CHCl (selectivity 6.0% ) Produced. The conversion rate of the raw material (trans-CF 3 CH═CHCl) in this case was 70.2%.

参考例8
(SbF/PCrF触媒による3,3,3−トリフルオロプロペンの合成)
参考例2において、触媒として触媒Aを用いるとともに、原料として1,1,1,3−テトラクロロプロパン(TCP)を用いた以外は同様にして反応を行った。この場合、320℃と340℃で反応を行った。
この反応の結果320℃では、3,3,3−トリフルオロプロペン(収率64.7%)及び1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(収率0.7%)が生成した。340℃では、前記2つの化合物が、それぞれ、収率89.6%及び10%で生成した。
Reference Example 8
(Synthesis of 3,3,3-trifluoropropene by SbF 5 / PCrF catalyst)
In Reference Example 2, the reaction was performed in the same manner except that Catalyst A was used as the catalyst and 1,1,1,3-tetrachloropropane (TCP) was used as the raw material. In this case, the reaction was performed at 320 ° C. and 340 ° C.
As a result of this reaction, 3,3,3-trifluoropropene (yield 64.7%) and 1,3,3,3-tetrafluoropropene (yield 0.7%) were produced at 320 ° C. At 340 ° C., the two compounds were produced in 89.6% and 10% yields, respectively.

参考例9
(SbF/PCrF触媒によるジフルオロメタンの合成)
実施例1で得た触媒Aを用いるとともに、原料としてジクロロメタンを用いた以外は参考例2と同様にして反応を行った。
この場合の反応結果を表2に示す。
Reference Example 9
(Synthesis of difluoromethane with SbF 5 / PCrF catalyst)
The reaction was performed in the same manner as in Reference Example 2 except that the catalyst A obtained in Example 1 was used and dichloromethane was used as a raw material.
The reaction results in this case are shown in Table 2.

Figure 0004257424
Figure 0004257424

参考例10
参考例9において、触媒として参考例3で示した触媒Bを用いた以外は同様にして反応を行った。その反応結果を表3に示す。
Reference Example 10
In Reference Example 9, the reaction was performed in the same manner except that the catalyst B shown in Reference Example 3 was used as the catalyst. The reaction results are shown in Table 3.

Figure 0004257424
Figure 0004257424

参考例11
(SbFを多孔質フッ化カルシウム(PCF)に含有させた触媒SbF/PCFの調製)
多孔質化合物として60m/gの表面積を有するペレット状PCF10gを用いた以外は参考例1と同様にして実験を行って、触媒D SbF/PCFを得た。SbF/PCFの示差走査熱量分析(DSC)を行ったところ、約500℃まで吸熱や発熱する変化はない、すなわち約500℃まで安定であることがわかった。
Reference Example 11
(Preparation of catalyst SbF 5 / PCF containing SbF 5 in porous calcium fluoride (PCF))
An experiment was performed in the same manner as in Reference Example 1 except that 10 g of pellet-shaped PCF having a surface area of 60 m 2 / g was used as the porous compound, to obtain catalyst D SbF 5 / PCF. When differential scanning calorimetry (DSC) of SbF 5 / PCF was performed, it was found that there was no endothermic or exothermic change up to about 500 ° C., that is, it was stable up to about 500 ° C.

参考例12
(SbF/PCF触媒による1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンの合成)
参考例7において、触媒として参考例11で得た触媒Dを用いた以外は同様にして反応を行った。反応結果を表4に示す。
Reference Example 12
(Synthesis of 1,1,1,3,3-pentafluoropropane with SbF 5 / PCF catalyst)
In Reference Example 7, the reaction was performed in the same manner except that the catalyst D obtained in Reference Example 11 was used as the catalyst. The reaction results are shown in Table 4.

Figure 0004257424
生成物1:トランス−CFCH=CHF
生成物2:CFCHCF
生成物3:シス−CFCH=CHCl
Figure 0004257424
Product 1: trans -CF 3 CH = CHF
Product 2: CF 3 CH 2 CF 2
Product 3: cis -CF 3 CH = CHCl

参考例13
(SbF/PCF触媒による1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンの合成)
参考例2において、触媒Aの代わりに参考例11で得た触媒Dを用いた以外は同様にして反応を行った。結果は表5に示す。
Reference Example 13
(Synthesis of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene by SbF 5 / PCF catalyst)
In Reference Example 2, the reaction was performed in the same manner except that Catalyst D obtained in Reference Example 11 was used instead of Catalyst A. The results are shown in Table 5.

Figure 0004257424
生成物1:CFCH=CHCl
Figure 0004257424
Product 1: CF 3 CH═CHCl

実施例1
(SbFを多孔質フッ化マグネシウムに含有させた触媒SbF/PMgFの調製)
SbClを25.8g用い、多孔質化合物として8.6m/gの表面積を有するフッ化マグネシウム23.4gを用いた以外は参考例1と同様にして実験を行って、触媒E SbF/PMgFを得た。SbF/PCFの示差走査熱量分析(DSC)を行ったところ、約500℃まで吸熱や発熱する変化はない、すなわち約500℃まで安定であることがわかった。
Example 1
(Preparation of catalyst SbF 5 / PMgF containing SbF 5 in porous magnesium fluoride)
Experiments were conducted in the same manner as in Reference Example 1 except that 25.8 g of SbCl 5 was used and 23.4 g of magnesium fluoride having a surface area of 8.6 m 2 / g was used as the porous compound, and the catalyst E SbF 5 / PMgF was obtained. When differential scanning calorimetry (DSC) of SbF 5 / PCF was performed, it was found that there was no endothermic or exothermic change up to about 500 ° C., that is, it was stable up to about 500 ° C.

実施例2
(SbF/PMgF触媒による1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンの合成)
参考例12において、触媒Aの代わりに実施例1で得た触媒Eを用いた以外は同様にして反応を行った。結果は表6に示す。
Example 2
(Synthesis of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene with SbF 5 / PMgF catalyst)
In Reference Example 12 , the reaction was performed in the same manner except that Catalyst E obtained in Example 1 was used instead of Catalyst A. The results are shown in Table 6.

Figure 0004257424
生成物1:CFCH=CHCl
Figure 0004257424
Product 1: CF 3 CH═CHCl

実施例3
(SbF/PMgF触媒による1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンの合成)
参考例7において、触媒として実施例1で得た触媒Eを用いた以外は同様にして反応を行った。反応結果を表7に示す。
Example 3
(Synthesis of 1,1,1,3,3-pentafluoropropane with SbF 5 / PMgF catalyst)
In Reference Example 7, the reaction was performed in the same manner except that the catalyst E obtained in Example 1 was used as the catalyst. The reaction results are shown in Table 7.

Figure 0004257424
生成物1:トランス−CFCH=CHF
生成物2:CFCHCF
生成物3:シス−CFCH=CHCl
Figure 0004257424
Product 1: trans -CF 3 CH = CHF
Product 2: CF 3 CH 2 CF 2
Product 3: cis -CF 3 CH = CHCl

比較例1
(SbFを活性炭に含有させた触媒SbF/Cの熱安定性)
多孔質化合物として活性炭(使用量はSbClと同量)を用いた以外は参考例1と同様にして実験を行って、SbF/Cを得た。SbF/Cの示差走査熱量分析(DSC)を行ったところ、約330℃から大きな発熱が起こってSbF/Cが分解した。これより、SbF/Cは、SbFを金属塩に含有させた触媒SbF /PMgFより高温での安定性が低いことが示された。
Comparative Example 1
(Thermal stability of catalyst SbF 5 / C containing SbF 5 in activated carbon)
An experiment was carried out in the same manner as in Reference Example 1 except that activated carbon (the amount used was the same as SbCl 5 ) was used as the porous compound, to obtain SbF 5 / C. When differential scanning calorimetry (DSC) of SbF 5 / C was performed, a large exotherm occurred from about 330 ° C., and SbF 5 / C was decomposed. Than this, SbF 5 / C has been shown to SbF 5 low stability at high temperatures the catalyst SbF 5 / PMgF which contains the metal salt.

Claims (9)

フッ化マグネシウムからなる多孔質支持体に下記一般式(1)
Figure 0004257424
(式中、nは0〜5の数を示す)
で表されるアンチモンハロゲン化物を担持させたことを特徴とするフッ素化反応用触媒。
The following general formula (1) is applied to a porous support made of magnesium fluoride.
Figure 0004257424
(Wherein n represents a number from 0 to 5)
A catalyst for fluorination reaction, comprising an antimony halide represented by the formula:
該アンチモンハロゲン化物の含有量が、触媒中1〜70重量%である請求項1に記載の触媒。   The catalyst according to claim 1, wherein the content of the antimony halide is 1 to 70% by weight in the catalyst. フッ素以外のハロゲンを含む炭化水素を、触媒の存在下、フッ化水素を用いて気相フッ素化する方法において、該触媒として、請求項1または2に記載の触媒を用いることを特徴とするフッ素化炭化水素の製造方法。   In the method of vapor-phase fluorinating a hydrocarbon containing halogen other than fluorine using hydrogen fluoride in the presence of a catalyst, the catalyst according to claim 1 or 2 is used as the catalyst. A method for producing hydrofluoric hydrocarbons. 該ハロゲンを含む炭化水素が、炭素数1〜6のアルケン又はアルカンのハロゲン化物である請求項3に記載の方法。   The method according to claim 3, wherein the halogen-containing hydrocarbon is a C 1-6 alkene or alkane halide. 該ハロゲンを含む炭化水素が、1,1,1,3,3−ペンタクロロプロパン、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、1,1,1,3−テトラクロロプロパン又はジクロロメタンである請求項3に記載の方法。   The halogen-containing hydrocarbon is 1,1,1,3,3-pentachloropropane, 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene, 1,1,1,3-tetrachloropropane or dichloromethane. Item 4. The method according to Item 3. 該ハロゲンを含む炭化水素として、1,1,1,3,3−ペンタクロロプロパンを用いて、トランス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン及び、もしくはシス−1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを生成させる請求項3に記載の方法。   As the hydrocarbon containing halogen, 1,1,1,3,3-pentachloropropane is used, and trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene and / or cis-1-chloro-3, 4. The method of claim 3, wherein 3,3-trifluoropropene is produced. 該ハロゲンを含む炭化水素として、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを用いて、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンを生成させる請求項3に記載の方法。   The method according to claim 3, wherein 1,1,1,3,3-pentafluoropropane is produced using 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene as the halogen-containing hydrocarbon. 該ハロゲンを含む炭化水素として、1,1,1,3−テトラクロロプロパンを用いて、3,3,3−トリフルオロプロペン及び、もしくは1,1,1,3−テトラフルオロプロパンを生成させる請求項3に記載の方法。   3. 1,3,3-trifluoropropene and / or 1,1,1,3-tetrafluoropropane are produced using 1,1,1,3-tetrachloropropane as the halogen-containing hydrocarbon. 3. The method according to 3. 該ハロゲンを含む炭化水素として、ジクロロメタンを用いて、ジフルオロメタン及び、もしくはクロロフルオロメタンを生成させる請求項3に記載の方法。   The method according to claim 3, wherein difluoromethane and / or chlorofluoromethane is produced using dichloromethane as the halogen-containing hydrocarbon.
JP2004065929A 2004-03-09 2004-03-09 Catalyst for fluorination reaction Expired - Lifetime JP4257424B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004065929A JP4257424B2 (en) 2004-03-09 2004-03-09 Catalyst for fluorination reaction
CNB2005100532004A CN100398205C (en) 2004-03-09 2005-03-08 Catalyst for fluorination

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004065929A JP4257424B2 (en) 2004-03-09 2004-03-09 Catalyst for fluorination reaction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005254064A JP2005254064A (en) 2005-09-22
JP4257424B2 true JP4257424B2 (en) 2009-04-22

Family

ID=35067004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004065929A Expired - Lifetime JP4257424B2 (en) 2004-03-09 2004-03-09 Catalyst for fluorination reaction

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4257424B2 (en)
CN (1) CN100398205C (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2041053A1 (en) * 2006-07-07 2009-04-01 E.I. Du Pont De Nemours And Company Catalytic addition of hydrofluorocarbons to fluoroolefins
US8916733B2 (en) * 2008-06-17 2014-12-23 Honeywell International Inc. Processes for hydrofluorination of 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene to 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoropropane
CN101696149A (en) * 2009-10-29 2010-04-21 江苏康泰氟化工有限公司 Method for preparing 1,1,1-trifluoro-2-chloroethane
US9045386B2 (en) * 2010-02-18 2015-06-02 Honeywell International Inc. Integrated process and methods of producing (E)-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene
CN102199071B (en) * 2011-04-08 2013-05-01 北京宇极科技发展有限公司 Method for synthesizing 2,3,3,3-tetrafluoropropene
CN104707631A (en) 2013-12-12 2015-06-17 西安近代化学研究所 Chromium-free gas phase fluorination catalyst and use thereof
EP3847145A2 (en) * 2018-09-07 2021-07-14 The Chemours Company FC, LLC Fluorine removal from antimony fluorohalide catalyst using chlorocarbons
CN112452345B (en) * 2020-11-17 2023-03-21 西安近代化学研究所 Catalyst for gas phase fluorination synthesis of trans-1-chloro-3, 3-trifluoropropene and synthesis method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6350926B1 (en) * 1996-09-03 2002-02-26 Syngenta Limited Chlorofluorohydrocarbon and process thereto
CN1073884C (en) * 1998-07-16 2001-10-31 中国科学院上海有机化学研究所 Catalyst for preparing 1,1,1-trifluoro-2-ethane chloride and its application
CN1127460C (en) * 1999-07-28 2003-11-12 浙江省化工研究院 Process for preparing 1,1,1-trichloro-2-chloroethone
JP2004514554A (en) * 2000-11-30 2004-05-20 ユニオン・カーバイド・ケミカルズ・アンド・プラスティックス・テクノロジー・コーポレイション Novel antimony catalyst composition

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005254064A (en) 2005-09-22
CN1680029A (en) 2005-10-12
CN100398205C (en) 2008-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5816324B2 (en) Process for selective dehydrohalogenation of halogenated alkanes
JP6687780B2 (en) Catalyst for dehydrochlorination of 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoropropane
JP5484820B2 (en) Method for producing 2,3,3,3-tetrafluoropropene
CN104918700B (en) Activation and regeneration of fluorination catalysts
TW200523230A (en) Process for the manufacture of 1,3,3,3-tetrafluoropropene
JPH0780796B2 (en) Method for producing 1,1,1,2-tetrafluoroethane
JP6245013B2 (en) Process for producing 1,2-dichloro-3,3,3-trifluoropropene
JP2016513138A (en) Chlorinated propane production process
JP4077032B2 (en) Process for the preparation of halogenated propane containing fluorine bonded to terminal carbon atoms.
JP6107467B2 (en) Process for producing 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene
JP2009108049A (en) Method for producing trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene
KR101731565B1 (en) Process for preparing 3,3,3-trifluoropropene
JP6233352B2 (en) Method for producing fluorine-containing olefin
US20200148612A1 (en) Gas-phase catalytic fluorination with chromium catalysts
JPH07106998B2 (en) Method for producing 1,1,1-trifluoro-2,2-dichloroethane
TWI829871B (en) Method for producing halogenated butene compounds
WO2010082662A1 (en) Process for preparation of 1,1-dichloro-2,2,3,3,3–penta- fluoropropane
JP6033239B2 (en) Catalytic catalytic dehydrochlorination of hydrochlorofluorocarbons
CN1177522A (en) Catalyst for fluorination of halogenated hydrocarbon
JP5533002B2 (en) Method for producing 3,3,3-trifluoropropene
CN100398205C (en) Catalyst for fluorination
JP6176262B2 (en) Method for producing fluorine-containing olefin
JP4314391B2 (en) Fluorination catalyst, method for producing the same, and method for producing fluorine compounds using the catalysts
JP2017537131A (en) Method for preparing 1-chloro-2,2-difluoroethane
JP2010047571A (en) Method for producing 2,3,3,3-tetrafluoropropene

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051004

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080602

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080610

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080808

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080902

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081001

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20081110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081224

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4257424

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term