JP5027670B2 - 光化学反応用の末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)反応器壁の官能化共重合体、炭化水素およびハロ炭化水素中のフッ素含有率の増加方法およびオレフィン製造方法 - Google Patents

光化学反応用の末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)反応器壁の官能化共重合体、炭化水素およびハロ炭化水素中のフッ素含有率の増加方法およびオレフィン製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5027670B2
JP5027670B2 JP2007548405A JP2007548405A JP5027670B2 JP 5027670 B2 JP5027670 B2 JP 5027670B2 JP 2007548405 A JP2007548405 A JP 2007548405A JP 2007548405 A JP2007548405 A JP 2007548405A JP 5027670 B2 JP5027670 B2 JP 5027670B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chf
functionalized
cclf
reactor
produce
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 - Fee Related
Application number
JP2007548405A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008526688A (ja
JP2008526688A5 (ja
Inventor
ノット マリカルジュナ ラオ ベリユル
シー.シーベルト アレン
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.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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 EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of JP2008526688A publication Critical patent/JP2008526688A/ja
Publication of JP2008526688A5 publication Critical patent/JP2008526688A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5027670B2 publication Critical patent/JP5027670B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122Incoherent waves
    • B01J19/127Sunlight; Visible light
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122Incoherent waves
    • B01J19/123Ultra-violet light
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • B01J19/243Tubular reactors spirally, concentrically or zigzag wound
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/10Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of hydrogen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/20Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms
    • C07C17/202Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction
    • C07C17/206Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction the other compound being HX
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/25Preparation of halogenated hydrocarbons by splitting-off hydrogen halides from halogenated hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C19/00Acyclic saturated compounds containing halogen atoms
    • C07C19/08Acyclic saturated compounds containing halogen atoms containing fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C19/00Acyclic saturated compounds containing halogen atoms
    • C07C19/08Acyclic saturated compounds containing halogen atoms containing fluorine
    • C07C19/10Acyclic saturated compounds containing halogen atoms containing fluorine and chlorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C19/00Acyclic saturated compounds containing halogen atoms
    • C07C19/08Acyclic saturated compounds containing halogen atoms containing fluorine
    • C07C19/10Acyclic saturated compounds containing halogen atoms containing fluorine and chlorine
    • C07C19/12Acyclic saturated compounds containing halogen atoms containing fluorine and chlorine having two carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C21/00Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms
    • C07C21/02Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds
    • C07C21/18Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds containing fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C21/00Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms
    • C07C21/02Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds
    • C07C21/18Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds containing fluorine
    • C07C21/185Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds containing fluorine tetrafluorethene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00819Materials of construction
    • B01J2219/00822Metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00819Materials of construction
    • B01J2219/00831Glass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00819Materials of construction
    • B01J2219/00833Plastic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00819Materials of construction
    • B01J2219/00835Comprising catalytically active material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00925Irradiation
    • B01J2219/00934Electromagnetic waves
    • B01J2219/00936UV-radiations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00925Irradiation
    • B01J2219/00934Electromagnetic waves
    • B01J2219/00943Visible light, e.g. sunlight
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/0204Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/26Chromium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • B01J37/082Decomposition and pyrolysis
    • B01J37/088Decomposition of a metal salt

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

本発明は、光化学反応の分野、および特に光化学反応装置での使用に好適な材料に関する。
光化学反応は化学プロセスを促進するためのエネルギー源として光を使用する。紫外線(UV)および可視光は、実験室でおよび商業生産での両方で化学合成に広く使用されている。周知の光化学反応には、光二量化、光重合、光ハロゲン化、光異性化および光分解が含まれる。例えば、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物は、水銀UV灯を用いてガラス反応器中での無水マレイン酸の光二量化によって合成することができる(非特許文献1)。米国におけるビタミンD生産のほとんどは、275〜300nmの光を用いる石英容器中でのUV光分解に基づいている。
光塩素化で、塩素(Cl2)は、紫外線源の存在下に、飽和または不飽和出発原料と反応する。この方法は、熱塩素化に通常必要とされる高温と比較して穏和な条件(例えば、室温)下に炭素−塩素結合を形成するために広く用いられている(非特許文献2)。例えば、(非特許文献3)はクロロエタンの光塩素化を報告し、(非特許文献4)はある種の置換トルエンの光塩素化を報告している。米国特許公報(特許文献1)は、CCl2FCH3生成物からの塩化ビニリデンなどの不飽和化合物の除去での光塩素化の使用を記載している。CCl2FCH3などの塩素含有化合物は、脱ハロゲン化水素処理によってオレフィン化合物(例えば、CClF=CH2)へ、またはフッ化水素(HF)を用いるフッ素化によってフッ素含有化合物(例えば、CF3CH3)へ容易に転化されてもよい。
典型的には光塩素化で、好適な源(例えば、白熱電球またはUV灯)からの光は反応器壁を通って導かれてその中の反応体と相互作用する。光が通過する反応器壁の部分は、光塩素化に必要とされる波長の光を反応器に入らせるのに好適な透過率を持たなければならない。典型的には、石英またはパイレックス(Pyrex)TMガラスなどのホウケイ酸ガラスが透過性材料として用いられてきた。石英は高価であるが、約160nmに低い遮断波長を有し、パイレックスTMガラスはそれほど高価ではないが、約275nmに比較的高い遮断波長を有する。それらの反応性のために、石英およびパイレックスは塩基またはHFを伴う化学反応用の構造物の適切な材料ではない。光化学反応(例えば、光塩素化)でこの目的のために使用することができる追加の材料に対するニーズがある。
米国特許第5,190,626号明細書 米国特許第5,036,036号明細書 米国特許第3,541,834号明細書 米国特許第3,632,834号明細書 カナダ国特許第2,025,145号明細書 米国仮特許出願第60/638277号明細書 P.ボウレ(P.Boule)ら著、Tetrahedron Letters、11(1976年)、865−868ページ R.ロバーツ(R.Roberts)ら著、光化学の応用(Applications of Photochemistry)、TECHNOMIC Publishing Co.,Inc.、1984年 E.ツイコフ−ロウクス(E.Tschuikow−Roux)ら著、J.Phys.Chem.、88(1984年)、1408−1414ページ ウォーリング(Walling)ら著、J.Amer.Chem.Soc.、79(1957年)、4181−4187ページ ミロス フッドリキー(Milos Hudlicky)著、有機フッ素化合物の化学(Chemistry of Organic Fluorine Compounds)、第2版(改訂版)、Ellis Harwood−Prentice Hall Publishers,1992年、91−135ページ ミロス フッドリキー著、有機フッ素化合物の化学、第2版(改訂版)、Ellis Harwood−Prentice Hall Publishers,1992年、489−495ページ
本発明は、反応器と光源からの光が反応器壁の一部を通って導かれるように置かれた光源とを含む光化学反応装置を提供する。本発明に従って、本装置は、反応壁の前記部分が末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の官能化共重合体を含み、共重合体の官能基が−SO2F、−SO2Cl、−SO3H、−CO2R(ここで、RはHまたはC1〜C3アルキルである)−PO32、およびそれらの塩からなる群から選択されることによって特徴づけられる。
本発明はまた、光源からの光が反応器壁を通って導かれて前記反応器中で反応体と相互作用する光化学反応方法を提供する。本発明に従って、本方法は、反応器壁を通って導かれる光が末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の官能化共重合体を通って導かれ、共重合体の官能基が−SO2F、−SO2Cl、−SO3H、−CO2R(ここで、RはHまたはC1〜C3アルキルである)−PO32、およびそれらの塩からなる群から選択されることによって特徴づけられる。
本発明に従って、末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の共重合体(ナフィオン(Nafion)(登録商標)など)は、光が反応体と相互作用するという目的で通過することができ、それによって光化学反応を促進する光塩素化反応器材料として使用される。好適な官能化共重合体には、少なくとも1つのパーフルオロ化アルキレンモノマーと末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)との共重合体が含まれる。テトラフルオロエチレンと末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)との共重合体が注目すべきである。
好適な末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)モノマーには、FSO2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2、CH3OC(O)CF2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2、およびCH3OC(O)CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2が含まれる。
好適な官能化共重合体には、FSO2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2とパーフルオロ化アルキレンモノマーとの共重合体が含まれる。ナフィオン(登録商標)熱可塑性樹脂は、テトラフルオロエチレンとパーフルオロ−3,6−ジオキサ−4−メチル−7−オクテンスルホニルフルオリドとの溶融加工可能なパーフルオロ化共重合体である。末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の−SO2F末端基は、加水分解によって−SO2OH末端基に転化することができる。−SO2OH末端基はさらに塩基で処理して塩を形成することができる。好適な塩形成陽イオンには、リチウム、ナトリウム、カリウム、およびアンモニウムが含まれる。これらの共重合体の酸、塩、および酸フッ化物形は、光化学反応用の光透過性容器として本発明で使用することができる。800〜1500の当量を有する共重合体が注目すべきである。900〜1200の当量を有する共重合体(例えば、950〜1100の当量を有する共重合体)が特に注目すべきである。当量は、共重合体の分子量対共重合体の酸形の水素の比である。
かかるポリマー材料から加工された反応器壁の部分は、反応器壁の一部(例えば、別の材料から主として加工された反応器に配置された該ポリマー材料の窓)に限定されてもよいし、または反応器壁のすべてもしくは本質的にすべて(例えば、該ポリマー材料から加工されたチューブ反応器)を構成してもよい。
好適な光塩素化装置には、その中で出発原料の少なくとも一部をより高い塩素含有率を有する1つまたは複数の化合物に転化するのに十分な時間、好適な波長(例えば、約250nm〜約400nm)を有する光を反応成分に照射することができる反応器が含まれる。反応器は、例えば、官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体から加工された管型反応器(例えば、コイルか拡大チューブかのどちらか)、または官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体から加工されたタンク、または官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体から加工された窓を有する、不透過性材料から加工されたチューブもしくはタンクであってもよい。典型的には、官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体の厚さは、反応を促進するのに十分な強度の光の透過を可能にするのに十分なものである(例えば、0.02mm〜1mm)。官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体によって提供される耐化学薬品性を維持しながら追加の構造強化が望まれる場合、高度に透過性の材料(例えば、石英)から加工された強化材の層または透過性もしくは不透過性材料のメッシュが官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体層の外側に使用されてもよい。
装置はまた光源も含む。光源は、当該技術で公知の多数のアークまたは白熱電球のいずれか一つであってもよい。光源は、所望の波長を有する光が反応ゾーン(例えば、官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体から加工された、約250nm〜約400nmの波長を有する光を好適にも通す反応器壁または窓)へ導入されてもよいように置かれる。
通常、装置はまた、塩素(Cl2)源および塩素化されるべき物質の源を含む。塩素源は、例えば、塩素ガスもしくは液体を含有するシリンダー、または反応器に連結されている塩素を製造する機器(例えば、電気化学セル)であってもよい。塩素化されるべき物質の源は、例えば、物質を含有するタンクから供給されるシリンダーもしくはポンプ、または塩素化されるべき物質を製造する化学プロセスであってもよい。
炭化水素およびハロ炭化水素から選択された少なくとも1つの化合物の塩素含有率を増加させるための本発明に従った方法、炭化水素およびハロ炭化水素から選択された少なくとも1つの化合物のフッ素含有率を増加させるための本発明に従った方法、ならびに少なくとも2個の炭素原子および少なくとも2個の水素原子を含有する炭化水素またはハロ炭化水素から少なくとも1つのオレフィン化合物を製造するための本発明に従った方法は注目すべきである。以下により十分に記載されるように、これらの方法のすべては光の存在下での塩素との反応を伴う。
(塩素含有率の増加)
ハロゲン化炭化水素化合物または炭化水素化合物の塩素含有率を、光の存在下に前記化合物を塩素(Cl2)と反応させることによって増加させる方法が本発明に含まれる。
本発明の塩素化方法用の出発原料として好適なハロゲン化炭化水素化合物は飽和または不飽和であってもよい。本発明の塩素化方法に好適な飽和ハロゲン化炭化水素化合物には、一般式CnaBrbClcd(式中、nは1〜4の整数であり、aは1〜9の整数であり、bは0〜4の整数であり、cは0〜9の整数であり、dは0〜9の整数であり、b、cおよびdの合計は少なくとも1であり、a、b、c、およびdの合計は2n+2に等しい)のものが含まれる。塩素化に好適な飽和炭化水素化合物は、式Cqr(ここで、qは1〜4の整数であり、rは2q+2である)を有するものである。本発明の塩素化方法に好適な不飽和ハロゲン化炭化水素化合物には、一般式CpeBrfClgh(式中、pは2〜4の整数であり、eは0〜7の整数であり、fは0〜2の整数であり、gは0〜8の整数であり、hは0〜8の整数であり、f、gおよびhの合計は少なくとも1であり、e、f、g、およびhの合計は2pに等しい)のものが含まれる。塩素化に好適な不飽和炭化水素化合物は、式Cij(ここで、iは2〜4の整数であり、jは2iである)を有するものである。式CnaBrbClcdおよびCqrの飽和化合物および/または式CpeBrfClghおよびCijの不飽和化合物の塩素含有率は、前記化合物を光の存在下に気相でCl2と反応させることによって増加してもよい。かかる方法は本明細書では光塩素化反応と言われる。
本発明の光塩素化は液相か気相かのどちらかで実施されてもよい。気相光塩素化については、出発原料とCl2との初期接触は、1つまたは複数の出発原料が気化し(場合により窒素、アルゴン、またはヘリウムなどの不活性キャリアガスの存在下に)、反応ゾーンで塩素蒸気と接触する連続プロセスであってもよい。好適な光塩素化反応ゾーンは、約250nm〜約400nmの波長を有する光が出発原料の少なくとも一部をより高い塩素含有率を有する1つまたは複数の化合物に転化するのに十分な時間反応成分を照射することができるものである。光源は、当該技術で公知の多数のアークまたは白熱電球のいずれか一つであってもよい。所望の波長を有する光が多くの手段によって反応ゾーンへ導入されてもよい。例えば、光は、約250nm〜約400nmの波長を有する光を好適にも通す官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体から加工されたランプウェルまたは窓を通って反応ゾーンに入ってもよい。同様に、反応ゾーンの壁は、光塩素化のために用いられる光の少なくとも一部が壁を透過できるように、かかる材料から加工されてもよい。
あるいはまた、本発明の方法は、出発原料を含有する反応器にC12を供給することによって液相で実施されてもよい。好適な液相反応器には、官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体から加工された容器が含まれ、その容器では外部ランプは好適な波長を有する光を導入するための官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)から加工された1つまたは複数のウェルまたは窓を有する反応器および金属、ガラス内張り金属またはフルオロポリマー内張り金属反応器の方へ導かれる。好ましくは反応器は、塩素化の間ずっと放出される塩化水素(HCl)を反応器から逃がしながら出発原料を液体状態に保つ冷却器または他の手段を備え付けられる。
幾つかの実施形態では、出発原料および/または塩素化生成物の1つまたは複数を溶解させることができる溶媒の存在下に光塩素化を行うことが有利であるかもしれない。好ましい溶媒には、容易に置換できる水素置換基を持たないものが含まれる。工程(a)に好適な溶媒の例には、四塩化炭素、1,1−ジクロロテトラフルオロエタン、1,2−ジクロロテトラフルオロエタン、1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン、ベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、フルオロベンゼン、およびジフルオロベンゼンが挙げられる。
該式の出発原料の光塩素化に好適な温度は典型的には約−20℃〜約60℃の範囲内である。好ましい温度は典型的には約0℃〜約40℃の範囲内である。液相実施形態では、反応温度を、出発原料が主として液相にあるように、すなわち、出発原料および生成物の沸点より下である温度に制御することが好都合である。
液相法での圧力は、液相が維持される限り決定的に重要であるわけではない。好適な圧力調整装置を用いて制御されない限り、システムの圧力は、塩素置換基による出発原料中の水素置換基の置換によって塩化水素が形成されるにつれて増加する。連続または半バッチ式プロセスでは、反応で製造されたHClが反応器から(場合により充填塔または凝縮器を通して)ガス抜きされるようなやり方で反応器の圧力を設定することが可能である。典型的な反応器圧力は約14.7psig(101.3kPa)〜約50psig(344.6kPa)である。
反応器に供給される塩素(Cl2)の量は、塩素化されるべき出発原料が飽和であるかまたは不飽和であるか、および塩素で置換されるべきCnaBrbClcd、Cqr、CpeBrfClgh、およびCij中の水素の数に基づく。1モルのCl2が炭素−炭素二重結合を飽和させるために必要とされ、1モルのCl2が塩素で置換されるべきあらゆる水素に対して必要とされる。化学量論量よりわずかに過剰の塩素が実用的な理由から必要であるかもしれないが、大過剰の塩素は生成物の完全な塩素化をもたらすであろう。Cl2対ハロゲン化される炭素化合物の比は典型的には約1:1〜約10:1である。
本発明に従って実施されてもよい、一般式CnaBrbClcdの飽和ハロゲン化炭化水素化合物および一般式Cqrの飽和炭化水素化合物の光塩素化反応の具体的な例には、CH2ClCCl3を含有する混合物へのC26の転化、CHCl2CF3を含有する混合物へのCH2ClCF3の転化、CCl3CCl2CCl3を含有する混合物へのCCl3CH2CH2Cl、CCl3CH2CHCl2、CCl3CHClCH2ClまたはCHCl2CCl2CH2Clの転化、CHClFCF3およびCCl2FCF3を含有する混合物へのCH2FCF3の転化、CCl3CClF2へのCH3CHF2の転化、CF3CClFCHF2およびCF3CHFCClF2を含有する混合物へのCF3CHFCHF2の転化、ならびにCF3CH2CClF2へのCF3CH2CHF2の転化が挙げられる。
本発明に従って実施されてもよい一般式CpeBrfClghの不飽和ハロゲン化炭化水素化合物および一般式Cijの不飽和炭化水素化合物の光塩素化反応の具体的な例には、CH2ClCH2Clを含有する混合物へのC24の転化、CCl3CCl3を含有する混合物へのC2Cl4の転化、CCl3CCl2CCl3を含有する混合物へのC36の転化、およびCF3CCl2CCl3を含有する混合物へのCF3CCl=CCl2の転化が挙げられる。
本発明に従って光の存在下に気相でのCH3CF3とCl2との反応による2−クロロ−1,1,1−トリフルオロエタン(すなわち、CH2ClCF3またはHCFC−133a)を含有する混合物を製造するための光塩素化方法が注目される。式C3Cl6-xx(式中、xは5または6に等しい)の相当するヘキサハロプロペンの塩素化による1,2,2−トリクロロ−1,1,3,3,3−ペンタフルオロプロパン(すなわち、CClF2CCl2CF3またはCFC−215aa)または1,2−ジクロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(すなわち、CClF2CClFCF3またはCFC216ba)を含有する混合物を製造するための触媒的方法もまた注目すべきである。
0.1〜60秒の接触時間が典型的であり、1〜30秒の接触時間がしばしば好ましい。
飽和炭化水素化合物と飽和ハロゲン化炭化水素化合物との混合物および不飽和炭化水素化合物と不飽和ハロゲン化炭化水素化合物との混合物、ならびに飽和および不飽和化合物の両方を含む混合物が本発明に従って塩素化されてもよい。使用されてもよい飽和および不飽和炭化水素ならびにハロゲン化炭化水素の混合物の具体的な例には、CCl2=CCl2とCCl2=CClCCl3との混合物、CHCl2CCl2CH2ClとCCl3CHClCH2Clとの混合物、CHCl2CH2CCl3とCCl3CHClCH2Clとの混合物、CHCl2CHClCCl3、CCl3CH2CCl3およびCCl3CCl2CH2Clの混合物,CHF2CH2CF3とCHCl=CHCF3との混合物、ならびにCH2=CH2とCH2=CHCH3との混合物が挙げられる。
(フッ素含有率の増加)
ハロゲン化炭化水素化合物または炭化水素化合物についての、上記のように光の存在下に前記化合物を塩素(Cl2)と反応させ、次に、製造されたハロゲン化炭化水素をフッ化水素と反応させることによる方法は本発明に含まれる。フッ素化反応は当該技術でよく知られている。それらは両方とも様々なフッ素化触媒を用いて気相か液相かのどちらかで行うことができる。例えば、(非特許文献5)およびそれに引用された参考文献を参照されたい。フッ素化触媒の存在下での気相フッ素化が注目すべきである。好ましいフッ素化触媒には、クロム触媒(例えば、Cr23それだけでまたはCr23上のハロゲン化マグネシウムもしくはハロゲン化亜鉛などの他の金属と共に);カーボンに担持されたハロゲン化クロム(III);場合によりグラファイト上のクロムとマグネシウムとの混合物(元素状金属、金属酸化物、金属ハロゲン化物、および/または他の金属塩をはじめとする);ならびに場合によりグラファイト、アルミナ、またはフッ化アルミニウムなどのハロゲン化アルミニウム上のクロムとコバルトとの混合物(元素状金属、金属酸化物、金属ハロゲン化物、および/または他の金属塩をはじめとする)が含まれる。
クロムを含むフッ素化触媒は当該技術でよく知られている(例えば、米国特許公報(特許文献2)を参照されたい)。アルミナに担持されたクロムは、米国特許公報(特許文献3)に記載されているように調製することができる。カーボンに担持されたクロムは、米国特許公報(特許文献4)に記載されているように調製することができる。クロムおよびマグネシウムを含むフッ素化触媒は、(特許文献5)に記載されているように調製することができる。場合によりグラファイト上の他の金属およびマグネシウムは、後者特許に類似のやり方で調製することができる。
好ましいクロム・フッ素化触媒は三価クロムを含む。(NH42Cr27の熱分解によって調製されたCr23、約200m2/gより大きい表面積を有するCr23、および(NH42Cr27の熱分解によって調製されたまたは約200m2/gより大きい表面積を有するCr23が注目すべきであり、それらの幾つかは商業的に入手可能である。
本発明のフッ素化に好適なハロゲン化炭化水素化合物には、一般式CmwBrxClyz(式中、mは1〜4の整数であり、wは0〜9の整数であり、xは0〜4の整数であり、yは1〜10の整数であり、zは0〜9の整数であり、w、x、y、およびzの合計は2n+2に等しい)の飽和化合物が含まれる。
触媒の存在下にHFと反応させられてもよい式CmwBrxClyzの飽和化合物の例には、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、C2Cl6、C2BrCl5、C2Cl5F、C2Cl42、C2Cl33、C2Cl24、C2ClF5、C2HCl5、C2HCl4F、C2HCl32、C2HCl23、C2HClF4、C2HBrF4、C22Cl4、C22Cl3F、C22Cl22、C22ClF3、C23Cl3、C23Cl2F、C23ClF2、C24Cl2、C24ClF、C3Cl62、C3Cl53、C3Cl44、C3Cl35、C3HCl7、C3HCl6F、C3HCl52、C3HCl43、C3HCl34、C3HCl25、C32Cl6、C32BrCl5、C32Cl5F、C32Cl42、C32Cl33、C32Cl24、C32ClF5、C33Cl5、C33Cl4F、C33Cl32、C33Cl23、C33ClF4、C34Cl4、C4Cl4Cl4、C4Cl4Cl6、C45Cl5およびC45Cl4Fが挙げられる。
2−クロロ−1,1,1,2−テトラフルオロエタン(すなわち、CHClFCF3またはHCFC−124)を製造するための1,1,1,2−テトラフルオロエタン(すなわち、CH2FCF3またはHFC−134a)の光塩素化、およびHFC−125を製造するためのHCFC−124のフッ素化による1,1,1,2,2−ペンタフルオロエタン(すなわち、CHF2CF3またはHFC−125)の製造方法は注目すべきである。HFC−125はまた、2−クロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエタン(すなわち、CClF2CHF2またはHCFC−124a)を製造するための1,1,2,2−テトラフルオロエタン(すなわち、CHF2CHF2またはHFC−134)の光塩素化、およびHFC−125を製造するためのHCFC−124aのフッ素化によって製造されてもよい。3−クロロ−1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン(すなわち、CF3CH2CClF2またはHCFC235fa)を製造するための1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン(CF3CH2CHF2またはHFC−245fa)の光塩素化、およびHFC−236faを製造するためのHCFC−235faのフッ素化による1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(CF3CH2CF3またはHFC−236fa)の製造方法もまた注目すべきである。フッ素化によるHFC−236faの製造についてのさらなる議論は、2004年12月22日に出願された、参照により本明細書に援用される米国特許公報(特許文献6)(整理番号第FL−1105号)に提供されている。
本発明の一実施形態では、光塩素化およびさらなるフッ素化はその場で行われ、フッ素化生成物を回収することができる。第2実施形態では、光塩素化工程からの流出物はフッ素化のための第2反応器に供給されてもよい。光塩素化生成物混合物は、光塩素化反応器からの生成物の前分離ありまたはなしでフッ素化反応器に供給することができる。光塩素化生成物混合物が光塩素化反応器からの生成物の前分離なしにフッ素化反応器に直接供給される方法は注目すべきである。第3実施形態では、HFは塩素および他の光塩素化出発原料と一緒に光塩素化反応器に供給することができ、光塩素化反応器からの流出物は、場合によりフッ素化触媒を含有するフッ素化ゾーンに導くことができ、必要ならば、追加のHFをフッ素化ゾーンに供給することができる。
(オレフィンの製造)
ハロゲン化炭化水素化合物または炭化水素化合物から、前記化合物を上記のように光の存在下に塩素(Cl2)と反応させ、次に光塩素化で製造されたハロゲン化炭化水素を脱ハロゲン化水素処理にかけることによってオレフィンを製造する方法は本発明に含まれる。脱ハロゲン化水素処理反応は当該技術でよく知られている。それらは、様々な触媒を用いて気相か液相かのどちらかで両方とも行うことができる。例えば、(非特許文献6)およびそれに引用された参考文献を参照されたい。触媒の存在下での気相脱ハロゲン化水素処理は注目すべきである。脱ハロゲン化水素処理に好適な触媒には、カーボン、金属(元素状金属、金属酸化物、金属ハロゲン化物、および/または他の金属塩をはじめとする);アルミナ;フッ素化アルミナ;フッ化アルミニウム;クロロフッ素化アルミニウム;アルミニウムに担持された金属;フッ化またはクロロフッ化アルミニウムに担持された金属;フッ化アルミニウムに担持されたフッ化マグネシウム;フッ素化アルミナに担持された金属;カーボンに担持されたアルミナ;カーボンに担持されたフッ化またはクロロフッ化アルミニウム;カーボンに担持されたフッ素化アルミナ;カーボンに担持された金属、ならびに金属、フッ化またはクロロフッ化アルミニウム、およびグラファイトの混合物が含まれる。触媒での(場合によりアルミナ、フッ化アルミニウム、クロロフッ化アルミニウム、フッ素化アルミナ、またはカーボン上の)使用に好適な金属には、クロム、鉄、およびランタンが含まれる。好ましくは、担体上で使用されるとき、触媒の総金属含有率は約0.1〜20重量パーセント、典型的には約0.1〜10重量パーセントであろう。脱ハロゲン化水素処理用の好ましい触媒には、カーボン、アルミナ、およびフッ素化アルミナが含まれる。
本発明の脱ハロゲン化水素処理に好適なハロゲン化炭化水素化合物には、一般式CmwBrxClyz(式中、mは2〜4の整数であり、wは1〜9の整数であり、xは0〜4の整数であり、yは1〜9の整数であり、zは0〜8の整数であり、w、x、y、およびzの合計は2n+2に等しい)の飽和化合物が含まれる。脱ハロゲン化水素処理を受ける化合物を製造するために光塩素化される化合物(例えば、上記のような式CnaBrbClcdの飽和化合物または式Cqrの飽和化合物)は、少なくとも2個の炭素原子および2個の水素原子を含有するべきである(例えば、式CnaBrbClcdおよびCqrの前記化合物については、w、n、aおよびqは少なくとも2であるべきである)。光塩素化される化合物がフッ素を含有するハロゲン化炭化水素である方法は注目すべきである。
1−クロロ−1,1−ジフルオロエタン(すなわち、CClF2CH3またはHCFC142b)を製造するための1,1−ジフルオロエタン(すなわち、CHF2CH3またはHFC−152a)の光塩素化、および1,1−ジフルオロエチレンを製造するためのHCFC−142bの脱ハロゲン化水素処理による1,1−ジフルオロエチレン(すなわち、CF2=CH2またはフッ化ビニリデンの製造方法は注目すべきである。2−クロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエタン(すなわち、CClF2CHF2またはHCFC124a)を製造するための1,1,2,2−テトラフルオロエタン(すなわち、CHF2CHF2またはHFC134)の光塩素化、およびテトラフルオロエチレンを製造するためのHCFC−124aの脱ハロゲン化水素処理によるテトラフルオロエチレン(すなわち、CF2=CF2)の製造方法もまた注目すべきである。1−クロロ−1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(すなわち、CF3CHFCClF2またはHCFC226ea)を製造するための1,2−ジヒドロヘキサフルオロプロパン(すなわち、CF3CHFCHF2またはHFC236ea)の光塩素化、およびヘキサフルオロプロピレンを製造するためのHCFC−226eaの脱ハロゲン化水素処理によるヘキサフルオロプロピレン(CF3CF=CF2)の製造方法もまた注目すべきである。
(塩素化および生成物分析の一般的手順)
光塩素化は、塩素化されるべき物質が通過するフルオロポリマーチュービング材料のコイルの入口端の第1回転の外側から(特に明記しない限り)0.5インチ(1.3cm)の距離に置いた110ボルト/275ワット太陽灯を用いて実施した。以下の実施例に用いたフルオロポリマーチュービングは18インチ(45.7cm)長さのナフィオン(登録商標)チューブ(0.065インチ(0.17cm)OD×0.055インチ(0.14cm)ID)であり、それは3インチ(7.6cm)の直径に巻かれ、好適な供給および出口ポートを含有した。有機供給物質および塩素を、標準流量測定装置を用いてチュービングへ供給した。内側のガス混合物を太陽灯により発生する光に露光させた。実験を周囲温度(約23℃)でおよびほぼ大気圧下に行った。チュービングに入る有機供給物質および光塩素化後の生成物をGC/MSを用いてオンライン分析した。結果はモル%で報告する。CFC−114はCClF2CClF2であり、CFC−114aはCF3CCl2Fであり、CFC−216baはCF3CClFCClF2であり、HCFC−226baはCF3CClFCHF2である。1.0sccm(標準立方センチメートル毎分)は約1.7(10)-8立方メートル毎秒に等しい。
(実施例1 HFC−134aの光塩素化)
5.0sccmの流量のHFC−134aおよび2.5sccmの流量の塩素ガスからなる供給ガスをナフィオン(登録商標)チュービング中へ導入した。光への1時間露光後に、生成物を分析し、75.7モル%のHFC−134a、19.8モル%のHCFC−124、3.7モル%のCFC−114aおよび0.8モル%の他の未同定化合物を含有することが分かった。CFC−114aおよびHCFC−124の総量対比でCFC−114aのモル収率は15.7%であった。
(実施例2 HFC−134の光塩素化)
供給ガスは5.0sccmの流量のHFC−134および2.5sccmの流量の塩素ガスよりなった。光への1時間露光後に、生成物を分析し、71.2モル%のHFC−134、27.4モル%のHCFC−124a、1.1モル%のCFC−114および0.3モル%の他の未同定化合物を含有することが分かった。
(実施例3 HFC−236eaの光塩素化)
供給ガスは5.0sccmの流量のHFC−236eaおよび2.5sccmの流量の塩素ガスよりなった。光への1時間露光後に、生成物を分析し、61.1モル%のHFC−236ea、5.6モル%のHCFC−226ba、32.3モル%のHCFC−226ea、0.7モル%のCFC−216baおよび0.3モル%の他の未同定化合物を含有することが分かった。
(実施例4 HFC−236eaの光塩素化)
供給ガスは5.0sccmの流量のHFC−236eaおよび7.5sccmの流量の塩素ガスよりなった。光への1時間露光後に、生成物を分析し、60.3モル%のHFC−236ea、5.7モル%のHCFC−226ba、33.0モル%のHCFC−226ea、0.7モル%のCFC−216baおよび0.3モル%の他の未同定化合物を含有することが分かった。
(実施例5 HFC−245faの光塩素化)
HFC−245faを塩素化前に分析し、99.8%の純度を有することが分かった。供給ガスは3.5sccmの流量のHFC−245faおよび3.5sccmの流量の塩素ガスよりなった。光への1時間露光後に、生成物を分析し、67.1モル%のHFC−245fa、31.7モル%のHCFC−235fa、および1.2モル%の他の未同定化合物を含有することが分かった。
なお、本発明の好ましい態様としては以下のものを挙げることができる。
1.反応器と光源からの光が反応器壁の一部を通って導かれるように置かれた光源とを含む光化学反応装置であって、
反応壁の前記部分が末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の官能化共重合体を含み、共重合体の官能基が−SO2F、−SO2Cl、−SO3H、−CO2R(式中、RはHまたはC1〜C3アルキルである)、−PO32、およびそれらの塩からなる群から選択されることを特徴とする装置。
2.官能化共重合体が少なくとも1つのパーフルオロ化アルキレンモノマーと末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)との共重合体であることを特徴とする1に記載の光化学反応装置。
3.官能化共重合体がテトラフルオロエチレンと末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)との共重合体であることを特徴とする2に記載の光化学反応装置。
4.官能化共重合体がテトラフルオロエチレンと
FSO2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2
CH3OC(O)CF2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2、および
CH3OC(O)CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2からなる群から選択されたパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)モノマーとの共重合体であるか、またはそれらの酸もしくは塩の形態であることを特徴とする3に記載の光化学反応装置。
5.官能化共重合体がテトラフルオロエチレンとFSO2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2との共重合体であるか、またはその酸もしくは塩の形態であることを特徴とする4に記載の光化学反応装置。
6.光源からの光が反応器壁を通って導かれて前記反応器中で反応体と相互作用する光化学的方法であって、
反応器壁を通って導かれる光が末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の官能化共重合体を通って導かれ、共重合体の官能基が−SO2F、−SO2Cl、−SO3H、−CO2R(式中、RはHまたはC1〜C3アルキルである)、−PO32、およびそれらの塩からなる群から選択されることを特徴とする方法。
7.官能化共重合体が少なくとも1つのパーフルオロ化アルキレンモノマーと末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)との共重合体であることを特徴とする6に記載の光化学的方法。
8.官能化共重合体がテトラフルオロエチレンと末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)との共重合体であることを特徴とする7に記載の光化学的方法。
9.官能化共重合体がテトラフルオロエチレンと
FSO2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2
CH3OC(O)CF2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2、および
CH3OC(O)CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2からなる群から選択されたパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)モノマーとの共重合体であるか、またはそれらの酸もしくは塩の形態であることを特徴とする8に記載の光化学的方法。
10.官能化共重合体がテトラフルオロエチレンとFSO2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF=CF2との共重合体であるか、またはその酸もしくは塩の形態であることを特徴とする9に記載の光化学的方法。
11.炭化水素およびハロ炭化水素から選択された少なくとも1つの化合物の塩素含有率が光の存在下での塩素との反応によって増加していることを特徴とする6に記載の光化学的方法。
12.炭化水素およびハロ炭化水素から選択された少なくとも1つの化合物のフッ素含有率を増加させる方法であって、
(a)前記少なくとも1つの化合物を11に記載の方法に従って光塩素化する工程と、
(b)(a)での光塩素化によって製造されたハロゲン化炭化水素をHFと反応させる工程と
を含むことを特徴とする方法。
13.(a)でCF3CH2CHF2がCF3CH2CClF2へ光塩素化され、そして(b)でCF3CH2CClF2がHFと反応してCF3CH2CF3を製造することを特徴とする12に記載の方法。
14.(a)でCF3CH2FがCF3CHClFへ光塩素化され、そして(b)でCF3CHClFがHFと反応してCF3CHF2を製造することを特徴とする12に記載の方法。
15.(a)でCHF2CHF2がCHF2CClF2へ光塩素化され、そして(b)でCHF2CClF2がHFと反応してCF3CHF2を製造することを特徴とする12に記載の方法。
16.(a)少なくとも2個の炭素原子および少なくとも2個の水素原子を含有する炭化水素およびハロ炭化水素から選択された少なくとも1つの化合物を11に記載の方法に従って光塩素化して水素置換基および塩素置換基を隣接炭素原子上に含有するハロゲン化炭化水素を製造する工程と、
(b)(a)での光塩素化によって製造されたハロゲン化炭化水素を脱ハロゲン化水素処理にかける工程と
を含むことを特徴とするオレフィン化合物の製造方法。
17.(a)でフッ素を含有する化合物が光塩素化されることを特徴とする16に記載の方法。
18.(a)でCH3CHF2が光塩素化されてCH3CClF2を製造し、そして(b)でCH3CClF2が脱ハロゲン化水素処理されてCF2=CH2を製造することを特徴とする17に記載の方法。
19.(a)でCHF2CHF2が光塩素化されてCHF2CClF2を製造し、そして(b)でCHF2CClF2が脱ハロゲン化水素処理されてCF2=CF2を製造することを特徴とする17に記載の方法。
20.(a)でCF3CHFCHF2が光塩素化されてCF3CHFCClF2を製造し、そして(b)でCF3CHFCClF2が脱ハロゲン化水素処理されてCF3CF=CF2を製造することを特徴とする17に記載の方法。

Claims (12)

  1. 反応器と光源からの光が反応器壁の一部を通って導かれるように置かれた光源とを含む光化学反応装置であって、
    反応壁の前記部分が末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の官能化共重合体を含み、
    官能化共重合体がテトラフルオロエチレンと
    FSO 2 CF 2 CF 2 OCF(CF 3 )CF 2 OCF=CF 2 との共重合体であることを特徴とする装置。
  2. 光源からの光が反応器壁を通って導かれて前記反応器中で反応体と相互作用する光化学的方法であって、
    反応器壁を通って導かれる光が末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の官能化共重合体を通って導かれ、
    官能化共重合体がテトラフルオロエチレンと
    FSO 2 CF 2 CF 2 OCF(CF 3 )CF 2 OCF=CF 2 との共重合体であることを特徴とする方法。
  3. 炭化水素およびハロ炭化水素から選択された少なくとも1つの化合物の塩素含有率が光の存在下での塩素との反応によって増加していることを特徴とする請求項に記載の光化学的方法。
  4. 炭化水素およびハロ炭化水素から選択された少なくとも1つの化合物のフッ素含有率を増加させる方法であって、
    (a)前記少なくとも1つの化合物を請求項に記載の方法に従って光塩素化する工程と、
    (b)(a)での光塩素化によって製造されたハロゲン化炭化水素をHFと反応させる工程と
    を含むことを特徴とする方法。
  5. (a)でCF3CH2CHF2がCF3CH2CClF2へ光塩素化され、そして(b)でCF3CH2CClF2がHFと反応してCF3CH2CF3を製造することを特徴とする請求項に記載の方法。
  6. (a)でCF3CH2FがCF3CHClFへ光塩素化され、そして(b)でCF3CHClFがHFと反応してCF3CHF2を製造することを特徴とする請求項に記載の方法。
  7. (a)でCHF2CHF2がCHF2CClF2へ光塩素化され、そして(b)でCHF2CClF2がHFと反応してCF3CHF2を製造することを特徴とする請求項に記載の方法。
  8. (a)少なくとも2個の炭素原子および少なくとも2個の水素原子を含有する炭化水素およびハロ炭化水素から選択された少なくとも1つの化合物を請求項に記載の方法に従って光塩素化して水素置換基および塩素置換基を隣接炭素原子上に含有するハロゲン化炭化水素を製造する工程と、
    (b)(a)での光塩素化によって製造されたハロゲン化炭化水素を脱ハロゲン化水素処理にかける工程と
    を含むことを特徴とするオレフィン化合物の製造方法。
  9. (a)でフッ素を含有する化合物が光塩素化されることを特徴とする請求項に記載の方法。
  10. (a)でCH3CHF2が光塩素化されてCH3CClF2を製造し、そして(b)でCH3CClF2が脱ハロゲン化水素処理されてCF2=CH2を製造することを特徴とする請求項に記載の方法。
  11. (a)でCHF2CHF2が光塩素化されてCHF2CClF2を製造し、そして(b)でCHF2CClF2が脱ハロゲン化水素処理されてCF2=CF2を製造することを特徴とする請求項に記載の方法。
  12. (a)でCF3CHFCHF2が光塩素化されてCF3CHFCClF2を製造し、そして(b)でCF3CHFCClF2が脱ハロゲン化水素処理されてCF3CF=CF2を製造することを特徴とする請求項に記載の方法。
JP2007548405A 2004-12-22 2005-12-19 光化学反応用の末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)反応器壁の官能化共重合体、炭化水素およびハロ炭化水素中のフッ素含有率の増加方法およびオレフィン製造方法 Expired - Fee Related JP5027670B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63829304P 2004-12-22 2004-12-22
US60/638,293 2004-12-22
PCT/US2005/046265 WO2006069106A1 (en) 2004-12-22 2005-12-19 Functionalized copolymers of terminally functionalized perfluoro (alkyl vinyl ether) reactor wall for photochemical reactions, process for increasing fluorine content in hydrocarbons and halohydrocarbons and olefin production

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008526688A JP2008526688A (ja) 2008-07-24
JP2008526688A5 JP2008526688A5 (ja) 2009-02-12
JP5027670B2 true JP5027670B2 (ja) 2012-09-19

Family

ID=36036089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007548405A Expired - Fee Related JP5027670B2 (ja) 2004-12-22 2005-12-19 光化学反応用の末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)反応器壁の官能化共重合体、炭化水素およびハロ炭化水素中のフッ素含有率の増加方法およびオレフィン製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20070265368A1 (ja)
EP (1) EP1855795A1 (ja)
JP (1) JP5027670B2 (ja)
CN (1) CN101090767A (ja)
WO (1) WO2006069106A1 (ja)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080149472A1 (en) * 2004-12-22 2008-06-26 Velliyur Nott Mallikarjuna Rao Photochlorination and Fluorination Process for Preparation of Fluorine-Containing Hydrocarbons
WO2006069103A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 E.I. Dupont De Nemours And Company Photochlorination and dehydrohalogenation process for preparation of olefinic compounds
EP1843839A2 (en) * 2004-12-22 2007-10-17 E.I. Dupont De Nemours And Company Copolymers of perfluoro (alkyl venyl ether) for photochemical reactor, process for increasing fluorine content and production of olefinic compound by photochlorination
EP1831141A1 (en) * 2004-12-22 2007-09-12 E.I. Dupont De Nemours And Company Process for the production of 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane
CA2739924C (en) * 2008-10-13 2017-03-07 Dow Global Technologies Llc Process for the production of chlorinated and/or fluorinated propenes
KR20120093857A (ko) * 2009-10-09 2012-08-23 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 염화 및/또는 불화 프로펜의 제조 방법
EP2485833A2 (en) * 2009-10-09 2012-08-15 Dow Global Technologies LLC Adiabatic plug flow reactors and process for producing a chlorinated and/or fluorinated propene and higher alkene
JP5782038B2 (ja) * 2009-10-09 2015-09-24 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 等温多管式反応器及び該反応器を組み込んだプロセス
JP5767231B2 (ja) 2009-10-09 2015-08-19 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 塩素化及び/又はフッ素化されたプロペン及びより高級なアルケンを製造するプロセス
JP5918358B2 (ja) 2011-05-31 2016-05-18 ブルー キューブ アイピー エルエルシー 塩素化プロペンの製造方法
CN103562164B (zh) 2011-05-31 2016-04-20 陶氏环球技术有限责任公司 生产氯化丙烯类的方法
AU2012268669B2 (en) 2011-06-08 2017-06-08 Dow Global Technologies Llc Process for the production of chlorinated and/or fluorinated propenes
US9475739B2 (en) 2011-08-07 2016-10-25 Blue Cube Ip Llc Process for the production of chlorinated propenes
CA2844207A1 (en) 2011-08-07 2013-02-14 Max Markus Tirtowidjojo Process for the production of chlorinated propenes
US9067855B2 (en) 2011-11-21 2015-06-30 Dow Global Technologies Llc Process for the production of chlorinated alkanes
CA2856717A1 (en) 2011-12-02 2013-06-06 Dow Global Technologies Llc Process for the production of chlorinated alkanes
US9199899B2 (en) 2011-12-02 2015-12-01 Blue Cube Ip Llc Process for the production of chlorinated alkanes
JP6170068B2 (ja) 2011-12-13 2017-07-26 ブルー キューブ アイピー エルエルシー 塩素化プロパン及びプロペンの製造方法
WO2013096311A1 (en) 2011-12-22 2013-06-27 Dow Global Technologies, Llc Process for the production of tetrachloromethane
US9512049B2 (en) 2011-12-23 2016-12-06 Dow Global Technologies Llc Process for the production of alkenes and/or aromatic compounds
WO2014046970A1 (en) 2012-09-20 2014-03-27 Dow Global Technologies, Llc Process for the production of chlorinated propenes
CA2884435A1 (en) 2012-09-20 2014-03-27 Dow Global Technologies Llc Process for the production of chlorinated propenes
JP6272878B2 (ja) 2012-09-30 2018-01-31 ブルー キューブ アイピー エルエルシー せきクエンチおよびそれを組み込んだ方法
WO2014066083A1 (en) 2012-10-26 2014-05-01 Dow Global Technologies, Llc Mixer and reactor and process incorporating the same
JP6247311B2 (ja) 2012-12-18 2017-12-13 ブルー キューブ アイピー エルエルシー 塩素化プロペンを生成するための方法
US9475740B2 (en) 2012-12-19 2016-10-25 Blue Cube Ip Llc Process for the production of chlorinated propenes
JP2016507590A (ja) 2013-02-27 2016-03-10 ブルー キューブ アイピー エルエルシー 塩素化プロペンを生成するための方法
EP2964597B1 (en) 2013-03-09 2017-10-04 Blue Cube IP LLC Process for the production of chlorinated alkanes
CN105013421B (zh) * 2015-06-09 2017-03-29 中国科学院过程工程研究所 一种用于超重力光电化学反应的设备及方法
EP3500604B1 (en) * 2016-08-17 2020-06-17 3M Innovative Properties Company Tetrafluoroethylene and perfluorinated allyl ether copolymers

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL139188B (nl) * 1963-04-01 1973-06-15 Montedison Spa Werkwijze om copolymeren te bereiden van vinylideenfluoride met gefluoreerde propenen.
US3554887A (en) * 1966-03-16 1971-01-12 Du Pont Photochemical apparatus and process
US4046656A (en) * 1976-12-06 1977-09-06 The Dow Chemical Company Photochlorination process for methyl aromatic compounds
DE2740585A1 (de) * 1977-09-09 1979-03-22 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von 1,1-difluor-1-chloraethan
US4453991A (en) * 1981-05-01 1984-06-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making articles coated with a liquid composition of perfluorinated ion exchange resin
JPS5838707A (ja) * 1981-08-20 1983-03-07 イ−・アイ・デユポン・デ・ニモアス・アンド・カンパニ− パ−フルオロ−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソ−ルの無定形共重合体
US4399305A (en) * 1982-10-18 1983-08-16 Union Carbide Corporation Production of ethylene by the pyrolysis of ethyl acetate
EP0415462B1 (en) * 1983-12-26 1996-05-08 Daikin Industries, Limited Halogen-containing polyether
US4855112A (en) * 1987-08-21 1989-08-08 The University Of Tennessee Research Corporation High efficiency apparatus for aerosol direct fluorination
DE69019268T2 (de) * 1989-09-06 1995-11-09 Du Pont Nichtreflektierende Filmabdeckung.
JP2929653B2 (ja) * 1990-03-23 1999-08-03 旭硝子株式会社 光反応器
US5190626A (en) * 1990-12-13 1993-03-02 Allied-Signal Inc. Process for removing vinylidene chloride and other unsaturated compounds from 1,1-dichloro-1-fluoroethane
US5258561A (en) * 1992-11-06 1993-11-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Catalytic chlorofluorination process for producing CF3 CHClF and CF3 CHF2
US5414165A (en) * 1994-07-29 1995-05-09 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for the manufacture of 1,1,1,3,3,3,-hexafluoropropane
EP0729932A1 (en) * 1995-03-03 1996-09-04 Central Glass Company, Limited Method of producing halopropane
US5750808A (en) * 1995-07-11 1998-05-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dehydrohalogenation processes
IN192223B (ja) * 1995-12-28 2004-03-20 Du Pont
US5919878A (en) * 1996-09-13 1999-07-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Amorphous fluoropolymer containing perfluoro(ethyl vinyl ether)
DE19650212A1 (de) * 1996-12-04 1998-06-18 Solvay Fluor & Derivate Herstellung von Carbonsäurefluoriden
CA2312194A1 (fr) * 2000-06-13 2001-12-13 Mario Boucher Elastomeres reticulables fluores bromosulfones a faible tg a base de fluorure de vinylidene et ne contenant ni du tetrafluoroethylene ni de groupement siloxane
US6664431B2 (en) * 2001-03-14 2003-12-16 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie “Pim-Invest” Process for producing fluorinated aliphatic compounds
WO2002093261A1 (en) * 2001-05-14 2002-11-21 E.I. Du Pont De Nemours And Company Use of partially fluorinated polymers in applications requiring transparency in the ultraviolet and vacuum ultraviolet
US7276624B2 (en) * 2002-05-14 2007-10-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluorosulfates of hexafluoroisobutylene and its higher homologs
US20080149472A1 (en) * 2004-12-22 2008-06-26 Velliyur Nott Mallikarjuna Rao Photochlorination and Fluorination Process for Preparation of Fluorine-Containing Hydrocarbons
WO2006069103A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 E.I. Dupont De Nemours And Company Photochlorination and dehydrohalogenation process for preparation of olefinic compounds
EP1843839A2 (en) * 2004-12-22 2007-10-17 E.I. Dupont De Nemours And Company Copolymers of perfluoro (alkyl venyl ether) for photochemical reactor, process for increasing fluorine content and production of olefinic compound by photochlorination
EP1831141A1 (en) * 2004-12-22 2007-09-12 E.I. Dupont De Nemours And Company Process for the production of 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006069106A1 (en) 2006-06-29
EP1855795A1 (en) 2007-11-21
US20070265368A1 (en) 2007-11-15
JP2008526688A (ja) 2008-07-24
CN101090767A (zh) 2007-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5027670B2 (ja) 光化学反応用の末端官能化パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)反応器壁の官能化共重合体、炭化水素およびハロ炭化水素中のフッ素含有率の増加方法およびオレフィン製造方法
US7943015B2 (en) Use of copolymers of perfluoro(alkyl vinyl ether) for photochemical reactions
JP5732492B2 (ja) プロセス
JP5303634B2 (ja) プロセス
JP5409768B2 (ja) プロセス
JP5143011B2 (ja) フッ素化有機化合物の製造方法
JP5491451B2 (ja) 1,3,3,3−テトラフルオロプロペンを製造するためのプロセス
KR101404980B1 (ko) 플루오르화 유기 화합물 제조 방법
EP1843838B1 (en) Photochlorination and dehydrohalogenation process for preparation of olefinic compounds
US20080149472A1 (en) Photochlorination and Fluorination Process for Preparation of Fluorine-Containing Hydrocarbons
US8395001B2 (en) Processes for producing 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoropropane and 2,3,3,3-tetrafluoropropene
US7524999B2 (en) Process for the production of 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane
KR100286793B1 (ko) 하이드로플루오로알칸 제조방법
IE910253A1 (en) A caralyst for halogen exchange in halohydrocarbons and for¹acid/base reactions
WO2020218336A1 (ja) ハイドロクロロフルオロカーボンの製造方法、1-クロロ-2,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法、1-クロロ-2,3,3,4,4,5,5-ヘプタフルオロ-1-ペンテンの製造方法
WO2022249852A1 (ja) 1,2,3,4-テトラクロロ-1-フルオロブタン及びその製造方法並びに1,2,3,4-テトラクロロ-1,1,2,3,4,4-ヘキサフルオロブタンの製造方法
JPH09503207A (ja) 1,1,2,3,3−ペンタフルオロプロパンの製造
JP7209995B2 (ja) フッ素化合物の製造方法
JP2020164510A (ja) 1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを製造する方法、および1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンと2−クロロ−1,3,3,3−テトラフルオロプロペンを製造する方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081217

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111102

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120502

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: 20120525

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120622

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150629

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees