JP7072153B2 - Method for producing 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene or 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane - Google Patents
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Description
本開示は、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン又は1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンの製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for producing 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene or 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane.
1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンは、エッチングガス又はクリーニングガスの用途として有望視されている。 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane are promising applications for etching gas or cleaning gas.
なかでも、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエンは、例えば、ハロゲン含有アルカンを原料化合物として、亜鉛を用いた脱ハロゲン反応を行うことにより合成されている(例えば、特許文献1参照)。 Among them, hexafluoro-1,3-butadiene is synthesized, for example, by performing a dehalogenation reaction using zinc using a halogen-containing alkane as a raw material compound (see, for example, Patent Document 1).
本開示は、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種を、温和な条件且つ高選択率で得ることができる方法を提供することを目的とする。 The present disclosure comprises at least one selected from the group consisting of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane under mild conditions and high selectivity. The purpose is to provide a method that can be obtained.
本開示は、以下の構成を包含する。 The present disclosure includes the following configurations:
項1.1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の製造方法であって、
1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンと0価アルカリ金属とを反応させる工程
を備える、製造方法。
Item 1. At least one production method selected from the group consisting of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane.
A production method comprising a step of reacting 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene with a zero-valent alkali metal.
項2.前記0価アルカリ金属が、リチウム金属、ナトリウム金属及びカリウム金属よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、項1に記載の製造方法。 Item 2. Item 2. The production method according to Item 1, wherein the zero-valent alkali metal is at least one selected from the group consisting of lithium metal, sodium metal and potassium metal.
項3.前記0価アルカリ金属が、ナトリウム金属である、項1又は2に記載の製造方法。 Item 3. Item 2. The production method according to Item 1 or 2, wherein the zero-valent alkali metal is a sodium metal.
項4.前記0価アルカリ金属が分散油中に分散している、項1~3のいずれか1項に記載の製造方法。 Item 4. Item 6. The production method according to any one of Items 1 to 3, wherein the zero-valent alkali metal is dispersed in the dispersed oil.
項5.前記1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンと前記0価アルカリ金属とを反応させる工程を、ミネラルオイル又は沸点30~800℃の有機溶媒の存在下で行う、項1~4のいずれか1項に記載の製造方法。 Item 5. Any of Items 1 to 4, wherein the step of reacting the 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene with the zero-valent alkali metal is carried out in the presence of mineral oil or an organic solvent having a boiling point of 30 to 800 ° C. The manufacturing method according to item 1.
項6.前記1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンと前記0価アルカリ金属とを反応させる際の温度が-110~800℃である、項1~5のいずれか1項に記載の製造方法。 Item 6. Item 6. The production method according to any one of Items 1 to 5, wherein the temperature at which the 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene is reacted with the zero-valent alkali metal is −110 to 800 ° C. ..
項7.1,1,2-トリフルオロエチレン及び/又は1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンとヘキサフルオロ-1,3-ブタジエンとを含有し、且つ、組成物総量を100モル%として、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエンの含有量が3~90モル%であり、1,1,2-トリフルオロエチレン及び/又は1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンの含有量が10~97モル%である、組成物。 Item 7.1,1,2-Trifluoroethylene and / or 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane and hexafluoro-1,3-butadiene are contained, and the total amount of the composition is 100 mol%. The content of -1,3-butadiene is 3 to 90 mol% and the content of 1,1,2-trifluoroethylene and / or 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane is 10 to 97 mol%. Composition.
項8.クリーニングガス又はエッチングガスとして用いられる、項7に記載の組成物。 Item 8. Item 6. The composition according to Item 7, which is used as a cleaning gas or an etching gas.
本開示によれば、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種を、温和な条件且つ高選択率で得ることができる。 According to the present disclosure, at least one selected from the group consisting of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane is selected under mild conditions and with high selection. Can be obtained at a rate.
本明細書において、「含有」は、「含む(comprise)」、「実質的にのみからなる(consist essentially of)」、及び「のみからなる(consist of)」のいずれも包含する概念である。また、本明細書において、数値範囲を「A~B」で示す場合、A以上B以下を意味する。 As used herein, "contains" is a concept that includes any of "comprise," "consist essentially of," and "consist of." Further, in the present specification, when the numerical range is indicated by "A to B", it means A or more and B or less.
本明細書において、「選択率」とは、反応器中の気相部における原料化合物以外の化合物の合計モル量に対する、当該気相部に含まれる目的化合物の合計モル量の割合(モル%)を意味する。 As used herein, the term "selectivity" is the ratio (mol%) of the total molar amount of the target compound contained in the gas phase portion to the total molar amount of the compound other than the raw material compound in the gas phase portion in the reactor. Means.
本明細書において、「0価アルカリ金属」とは、アルカリ金属の単体を意図しており、アルカリ金属を含む化合物は包含しないものとする。「リチウム金属」、「ナトリウム金属」、「カリウム金属」等も同様である。 In the present specification, the term "zero-valent alkali metal" is intended as a simple substance of an alkali metal, and does not include a compound containing an alkali metal. The same applies to "lithium metal", "sodium metal", "potassium metal" and the like.
1.製造方法
本開示の1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の製造方法は、1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンと0価アルカリ金属とを反応させる工程を備える。これにより、0価アルカリ金属が塩素化されつつ、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種を得ることができる。
1. 1. Production Method At least one production method selected from the group consisting of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane of the present disclosure is 1,1,1. It comprises a step of reacting 2-trifluoro-2-chloroethylene with a zero-valent alkali metal. As a result, at least one selected from the group consisting of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane is selected while the zero-valent alkali metal is chlorinated. Obtainable.
従来は、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエンは、例えば、ハロゲン含有アルカンを原料化合物として、亜鉛を用いた脱ハロゲン反応を行うことにより合成していた。この方法では、使用できる原料化合物が限定されており、脱ハロゲン反応を行うことができる化合物に誘導する必要があるため、何段階も反応工程が必要となり、経済性が悪く廃棄物も多かった。一方、1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンは、例えば、1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンを原料化合物として用いた熱分解反応により合成していた。この方法によれば、高温条件で反応を行うため、反応の制御が困難であった。 Conventionally, hexafluoro-1,3-butadiene has been synthesized, for example, by performing a dehalogenation reaction using zinc using a halogen-containing alkane as a raw material compound. In this method, the raw material compounds that can be used are limited, and it is necessary to induce a compound capable of performing a dehalogenation reaction. Therefore, many steps of reaction steps are required, which is not economical and produces a large amount of waste. On the other hand, 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane was synthesized by, for example, a thermal decomposition reaction using 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene as a raw material compound. According to this method, it is difficult to control the reaction because the reaction is carried out under high temperature conditions.
本開示によれば、上記のように、1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンと0価アルカリ金属とを反応させることで、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種を、温和な条件且つ高選択率で得ることができる。 According to the present disclosure, as described above, 1,1,2-trifluoroethylene and hexafluoro-1 are reacted by reacting 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene with a zero-valent alkali metal. At least one selected from the group consisting of, 3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane can be obtained under mild conditions and with high selectivity.
(1-1)1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレン
本開示の製造方法において使用できる原料化合物としては、1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンを使用する。つまり、従来のヘキサフルオロ-1,3-ブタジエンの合成方法とは異なり、原料化合物を安価及び簡便に準備することができる。
(1-1) 1,1,2-Trifluoro-2-chloroethylene As a raw material compound that can be used in the production method of the present disclosure, 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene is used. That is, unlike the conventional method for synthesizing hexafluoro-1,3-butadiene, the raw material compound can be prepared inexpensively and easily.
(1-2)0価アルカリ金属
本開示においては、上記した1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンと0価アルカリ金属とを反応させる。
(1-2) Zero-valent alkali metal In the present disclosure, the above-mentioned 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene is reacted with the zero-valent alkali metal.
0価アルカリ金属としては、特に制限はなく、リチウム金属、ナトリウム金属、カリウム金属等が挙げられる。なかでも、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種を、より温和な条件且つより高選択率で得ることができる観点から、ナトリウム金属及びカリウム金属が好ましく、ナトリウム金属がより好ましい。これらの0価アルカリ金属は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 The zero-valent alkali metal is not particularly limited, and examples thereof include lithium metal, sodium metal, and potassium metal. Among them, at least one selected from the group consisting of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane is selected under milder conditions and higher selectivity. Sodium metal and potassium metal are preferable, and sodium metal is more preferable. These zero-valent alkali metals can be used alone or in combination of two or more.
なお、本開示において、0価アルカリ金属としては、0価アルカリ金属をそのまま使用することもできるが、安全性を考慮すると、0価アルカリ金属(具体的には0価アルカリ金属粒子)が分散油中に分散している0価アルカリ金属分散体を使用することが好ましい。 In the present disclosure, the zero-valent alkali metal can be used as it is as the zero-valent alkali metal, but in consideration of safety, the zero-valent alkali metal (specifically, the zero-valent alkali metal particles) is a dispersed oil. It is preferable to use a zero-valent alkali metal dispersion dispersed therein.
この0価アルカリ金属分散体の分散油中には、分散油を100質量%として、芳香族成分が3~20質量%含有していることが好ましい。 It is preferable that the dispersed oil of the zero-valent alkali metal dispersion contains 3 to 20% by mass of an aromatic component, with the dispersed oil as 100% by mass.
前記分散油には、通常、市販されている鉱物油の内で芳香族成分を上記割合で含有しているものを適宜選択して採用することができる。 As the dispersed oil, one of commercially available mineral oils containing an aromatic component in the above ratio can be appropriately selected and used.
また、芳香族成分の含有割合が異なる二種類以上の油を混合して全体における芳香族成分の含有量が3~20質量%となるように調整して用いることも可能である。 It is also possible to mix two or more kinds of oils having different content ratios of aromatic components and adjust the total content of aromatic components to 3 to 20% by mass.
また、前記分散油には、0価アルカリ金属の分散性を向上すべくオレイン酸、トリオレイン酸ソルビタン、アマニ油等を含有させることが好ましく、その含有量は、0.005質量%以上が好ましく、0.05~0.5質量%がより好ましい。 Further, the dispersed oil preferably contains oleic acid, sorbitan trioleate, flaxseed oil and the like in order to improve the dispersibility of the zero-valent alkali metal, and the content thereof is preferably 0.005% by mass or more. , 0.05 to 0.5% by mass, more preferably.
なお、要すれば、オレイン酸、トリオレイン酸ソルビタン、アマニ油の内の2種類以上を分散油中に含有させることもでき、その場合においても、その合計含有量は、0.005~0.5質量%が好ましい。 If necessary, two or more of oleic acid, sorbitan trioleate, and flaxseed oil can be contained in the dispersed oil, and even in that case, the total content is 0.005 to 0. 5% by mass is preferable.
前記分散油中の芳香族成分の含有量は、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンの選択率等の観点から、5~15質量%が好ましく、10~15質量%がより好ましい。 The content of the aromatic component in the dispersed oil is 5 to 1 from the viewpoint of the selectivity of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane. 15% by mass is preferable, and 10 to 15% by mass is more preferable.
なお、この芳香族成分の含有量については、ASTM D 3238に基づいて測定する。 The content of this aromatic component is measured based on ASTM D 3238.
また、0価アルカリ金属分散体における前記分散油と前記0価アルカリ金属粒子との割合については特に限定されず、用途等に応じて適宜選択可能である。なかでも、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンの選択率等の観点から、0価アルカリ金属分散体の総量を100質量%として、前記0価アルカリ金属粒子を1~50質量%含むことが好ましく、10~25質量%含むことがより好ましい。 Further, the ratio of the dispersed oil to the zero-valent alkali metal particles in the zero-valent alkali metal dispersion is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the intended use and the like. Among them, the total amount of the zero-valent alkali metal dispersion is 100% by mass from the viewpoint of selectivity of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane. The 0-valent alkali metal particles are preferably contained in an amount of 1 to 50% by mass, more preferably 10 to 25% by mass.
また、前記0価アルカリ金属粒子については、通常、平均粒子径10μm以下のものを用いることができ、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンの選択率等の観点から、前記0価アルカリ金属粒子は、平均粒子径5μm以下のものを用いることが好ましい。なお、この0価アルカリ金属粒子の平均粒子径については、顕微鏡観察により測定する。 As the zero-valent alkali metal particles, those having an average particle diameter of 10 μm or less can be usually used, and 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichloro can be used. From the viewpoint of the selectivity of hexafluorocyclobutane and the like, it is preferable to use the zero-valent alkali metal particles having an average particle diameter of 5 μm or less. The average particle size of the zero-valent alkali metal particles is measured by microscopic observation.
このような0価アルカリ金属分散体は、公知又は市販品を用いることができ、特開2009-102678号公報に記載の方法にしたがって製造することも可能である。 A known or commercially available product can be used for such a zero-valent alkali metal dispersion, and it can also be produced according to the method described in JP-A-2009-102678.
本開示において、0価アルカリ金属の使用量は特に制限されるわけではないが、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンの選択率等の観点から、1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレン1モルに対して、0.01~10モル使用することが好ましく、0.1~2.0モル使用することがより好ましい。なお、0価アルカリ金属分散体を使用する場合は、0価アルカリ金属分散体中に存在する0価アルカリ金属が上記範囲となるように調整することが好ましい。 In the present disclosure, the amount of the zero-valent alkali metal used is not particularly limited, but selection of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane is selected. From the viewpoint of rate and the like, it is preferable to use 0.01 to 10 mol, and more preferably 0.1 to 2.0 mol, based on 1 mol of 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene. preferable. When a 0-valent alkali metal dispersion is used, it is preferable to adjust so that the 0-valent alkali metal present in the 0-valent alkali metal dispersion is within the above range.
(1-3)溶媒
上記した本開示の反応は、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンの選択率等の観点から、溶媒存在下で液相反応とすることが好ましい。
(1-3) Solvent The above-mentioned reaction of the present disclosure is a solvent from the viewpoint of selectivity of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane and the like. It is preferable to carry out a liquid phase reaction in the presence.
0価アルカリ金属の存在形態として0価アルカリ金属分散体を使用する場合は、別途溶媒を使用しないこともできるし、別途溶媒を使用することもできる。また、0価アルカリ金属の存在形態として0価アルカリ金属分散体以外の形態を採用する場合は、別途溶媒を使用することが好ましい。 When a zero-valent alkali metal dispersion is used as the existing form of the zero-valent alkali metal, a separate solvent may not be used, or a separate solvent may be used. Further, when a form other than the zero-valent alkali metal dispersion is adopted as the existing form of the zero-valent alkali metal, it is preferable to use a solvent separately.
このような溶媒は、特に制限はないが、0価アルカリ金属を扱ううえでの安全性を考慮し、ミネラルオイル又は沸点30~800℃(特に50~600℃)の有機溶媒を使用することが好ましい。 Such a solvent is not particularly limited, but in consideration of safety in handling zero-valent alkali metals, mineral oil or an organic solvent having a boiling point of 30 to 800 ° C. (particularly 50 to 600 ° C.) may be used. preferable.
ミネラルオイルとしては、特に制限されるわけではなく、例えば、流動パラフィン、ワセリン、セレシン、固形パラフィン、マイクロクリスタリンワックス等が挙げられる。これらのミネラルオイルは、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 The mineral oil is not particularly limited, and examples thereof include liquid paraffin, petrolatum, selecin, solid paraffin, and microcrystalline wax. These mineral oils can be used alone or in combination of two or more.
また、使用できる有機溶媒としては、特に制限されるわけではなく、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等の炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル等が挙げられる。 The organic solvent that can be used is not particularly limited, and is, for example, hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, and decane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; tetrahydrofuran, diethyl ether, and dibutyl ether. Etc., such as ether.
なお、本開示の反応においては、生成される目的物は溶媒の種類によっても異なり、溶媒を使用しない場合はヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンが生成しやすく、炭化水素及び芳香族炭化水素を使用する場合は1,1,2-トリフルオロエチレンが生成しやすく、エーテルを使用する場合は1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンが生成しやすい。また、1,1,2-トリフルオロエチレンを得ようとする場合は、溶媒として水素を含む溶媒を採用することが好ましい。 In the reaction of the present disclosure, the target product to be produced differs depending on the type of solvent, and when a solvent is not used, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane are likely to be produced. When hydrocarbons and aromatic hydrocarbons are used, 1,1,2-trifluoroethylene is likely to be produced, and when ether is used, 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane is likely to be produced. Further, when trying to obtain 1,1,2-trifluoroethylene, it is preferable to use a solvent containing hydrogen as a solvent.
上記した溶媒の使用量は特に制限されるわけではないが、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンの選択率等の観点から、1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレン1モルに対して、0.05モル~5モルが好ましく、0.1モル~2.5モルがより好ましい。 The amount of the above-mentioned solvent used is not particularly limited, but from the viewpoint of selectivity of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane and the like. , 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene is preferably 0.05 mol to 5 mol, more preferably 0.1 mol to 2.5 mol, based on 1 mol.
(1-4)添加剤
本開示の製造方法において、還元作用を目的とした場合は、上記溶媒としてエーテルを使用することが好ましく、水素化ナトリウム、水素化カリウム等の水素化アルカリ金属を添加剤として使用することもできる。特に、1,1,2-トリフルオロエチレンを得ようとする場合は、これらの水素化アルカリ金属を添加剤として使用することが好ましい。
(1-4) Additives In the production method of the present disclosure, it is preferable to use ether as the solvent for the purpose of reducing action, and an alkali metal hydride such as sodium hydride or potassium hydride is added as an additive. Can also be used as. In particular, when trying to obtain 1,1,2-trifluoroethylene, it is preferable to use these alkali metal hydrides as additives.
上記した添加剤の使用量は特に制限されるわけではないが、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンの選択率等の観点から、1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレン1モルに対して、0.1~10モルが好ましく、1~5モルがより好ましい。 The amount of the above-mentioned additives used is not particularly limited, but from the viewpoint of selectivity of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane and the like. Therefore, 0.1 to 10 mol is preferable, and 1 to 5 mol is more preferable with respect to 1 mol of 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene.
(1-5)反応温度
本開示における1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンと0価アルカリ金属とを反応させる工程では、反応温度は、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンの選択率等の観点から、通常-110~800℃が好ましく、-78~400℃がより好ましく、-50~200℃がさらに好ましい。つまり、本開示の反応は、温和な条件下でも進行させることができる。
(1-5) Reaction temperature In the step of reacting 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene with a zero-valent alkali metal in the present disclosure, the reaction temperature is 1,1,2-trifluoroethylene, hexa. From the viewpoint of selectivity of fluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane, etc., usually −110 to 800 ° C. is preferable, −78 to 400 ° C. is more preferable, and −50 to 200 ° C. is further preferable. .. That is, the reaction of the present disclosure can proceed even under mild conditions.
(1-6)反応時間
本開示における1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンと0価アルカリ金属とを反応させる工程では、反応時間は、反応が十分に進行する時間とすることができ、具体的には、容器の蓋を閉めた後に圧力変動がなくなるまで反応を進行させることができる。
(1-6) Reaction time In the step of reacting 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene with a zero-valent alkali metal in the present disclosure, the reaction time may be a time during which the reaction proceeds sufficiently. Yes, specifically, the reaction can proceed until the pressure fluctuation disappears after closing the lid of the container.
(1-7)反応圧力
本開示における1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンと0価アルカリ金属とを反応させる工程では、反応圧力としては特に制限はなく、反応開始時において、原料化合物である1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンを0.01~1.0MPa充填することが好ましく、0.1~0.7MPa充填することがより好ましい。なお、本開示において、圧力については特に表記が無い場合はゲージ圧とする。
(1-7) Reaction pressure In the step of reacting 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene with a zero-valent alkali metal in the present disclosure, the reaction pressure is not particularly limited, and the raw material is used at the start of the reaction. The compound 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene is preferably filled at 0.01 to 1.0 MPa, more preferably 0.1 to 0.7 MPa. In this disclosure, the pressure is a gauge pressure unless otherwise specified.
本開示における反応において、反応器としては、上記温度及び圧力に耐え得るものであれば、形状及び構造は特に限定されない。反応器としては、例えば、縦型反応器、横型反応器、多管型反応器等が挙げられる。反応器の材質としては、例えば、ガラス、ステンレス、鉄、ニッケル、鉄ニッケル合金等が挙げられる。 In the reaction in the present disclosure, the shape and structure of the reactor are not particularly limited as long as they can withstand the above temperature and pressure. Examples of the reactor include a vertical reactor, a horizontal reactor, a multi-tube reactor and the like. Examples of the material of the reactor include glass, stainless steel, iron, nickel, iron-nickel alloy and the like.
(1-8)反応の例示
1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンと0価アルカリ金属とを反応させる工程は、反応器に原料化合物(1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレン)及び0価アルカリ金属を充填した液相反応(バッチ式反応)により行うことができる。
(1-8) Example of reaction In the step of reacting 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene with a zero-valent alkali metal, the raw material compound (1,1,2-trifluoro-2-) was used in the reactor. It can be carried out by a liquid phase reaction (batch type reaction) filled with chloroethylene) and zero-valent alkali metal.
反応終了後は、必要に応じて常法にしたがって精製処理を行い、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種を得ることができる。 After completion of the reaction, if necessary, purification treatment is carried out according to a conventional method, and the mixture is selected from the group consisting of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane. At least one species can be obtained.
(1-9)目的化合物
このようにして得られた1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種は、半導体、液晶等の最先端の微細構造を形成するためのエッチングガス、クリーニングガス等の各種用途に有効利用できる。
(1-9) Target Compound At least one selected from the group consisting of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane thus obtained. Can be effectively used in various applications such as etching gas and cleaning gas for forming state-of-the-art fine structures such as semiconductors and liquid crystals.
2.組成物
以上のようにして、1,1,2-トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種を得ることができるが、組成物の形で得られることもある。
2. 2. Composition As described above, at least one selected from the group consisting of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane can be obtained. , May also be obtained in the form of a composition.
このような組成物は、例えば、1,1,2-トリフルオロエチレン及び/又は1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンとヘキサフルオロ-1,3-ブタジエンとを含有し、且つ、組成物総量を100モル%として、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエンの含有量を3~90モル%(特に5~85モル%)、1,1,2-トリフルオロエチレン及び/又は1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンの含有量を10~97モル%(特に15~95モル%)とすることができる。 Such a composition contains, for example, 1,1,2-trifluoroethylene and / or 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane and hexafluoro-1,3-butadiene, and the total amount of the composition is 100. As mol%, the content of hexafluoro-1,3-butadiene is 3 to 90 mol% (particularly 5 to 85 mol%), 1,1,2-trifluoroethylene and / or 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane. The content of ethylene can be 10 to 97 mol% (particularly 15 to 95 mol%).
より詳細には、上記のとおり、溶媒を使用しない場合はヘキサフルオロ-1,3-ブタジエン及び1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンが生成しやすいため、組成物総量を100モル%として、1,1,2-トリフルオロエチレンを0~25モル%(特に5~20モル%)、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエンを35~55モル%(特に40~50モル%)、1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンを30~55モル%(特に35~50モル%)含有することができる。 More specifically, as described above, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane are likely to be produced when no solvent is used. Therefore, the total amount of the composition is 100 mol%, which is 1,1. , 2-trifluoroethylene 0-25 mol% (especially 5-20 mol%), hexafluoro-1,3-butadiene 35-55 mol% (especially 40-50 mol%), 1,2-dichlorohexa Fluorocyclobutane can be contained in an amount of 30 to 55 mol% (particularly 35 to 50 mol%).
また、上記のとおり、炭化水素及び芳香族炭化水素を使用する場合は1,1,2-トリフルオロエチレンが生成しやすいため、組成物総量を100モル%として、1,1,2-トリフルオロエチレンを70~95モル%(特に75~90モル%)、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエンを5~30モル%(特に10~25モル%)含有することができる。 Further, as described above, when hydrocarbons and aromatic hydrocarbons are used, 1,1,2-trifluoroethylene is likely to be produced. Therefore, the total amount of the composition is 100 mol%, and 1,1,2-trifluoroethylene is easily produced. It can contain 70-95 mol% (particularly 75-90 mol%) of ethylene and 5-30 mol% (particularly 10-25 mol%) of hexafluoro-1,3-butadiene.
また、上記のとおり、エーテルを使用する場合は1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンが生成しやすいため、組成物総量を100モル%として、1,1,2-トリフルオロエチレンを0~15モル%(特に3~10モル%)、ヘキサフルオロ-1,3-ブタジエンを3~15モル%(特に5~10モル%)、1,2-ジクロロヘキサフルオロシクロブタンを80~95モル%(特に85~90モル%)含有することができる。 Further, as described above, when 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane is easily produced when ether is used, the total amount of the composition is 100 mol%, and 1,1,2-trifluoroethylene is 0 to 15 mol%. (Especially 3-10 mol%), Hexafluoro-1,3-butadiene 3-15 mol% (especially 5-10 mol%), 1,2-Dichlorohexafluorocyclobutane 80-95 mol% (especially 85-85- 90 mol%) can be contained.
このような本開示の組成物は、半導体、液晶等の最先端の微細構造を形成するためのエッチングガスの他、クリーニングガス等の各種用途に有効利用できる。 Such a composition of the present disclosure can be effectively used in various applications such as a cleaning gas as well as an etching gas for forming a state-of-the-art fine structure such as a semiconductor or a liquid crystal display.
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, various changes can be made in the form and details without departing from the spirit and scope of the claims.
以下に実施例を示し、本開示の特徴を明確にする。本開示はこれら実施例に限定されるものではない。 Examples are shown below to clarify the features of the present disclosure. The present disclosure is not limited to these examples.
実施例1~3
反応管である50ccガラス製オートクレーブに、ナトリウムディスパージョン(金属ナトリウム分散体;ナトリウム含有量25質量%)をナトリウム換算で0.3mmol仕込んだ。さらに、反応管に、ヘキサン5mL、ベンゼン5mL又は市販のミネラルオイル10mLを添加した。反応管の蓋を閉めて、原料化合物である1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレン(CTFE)を0.2MPaGとなるように充填した。その後、0℃又は-40℃まで冷却して反応を行い、圧力変動がなくなったら反応終了とした。反応管の気相部をサンプリングし、GCで分析した。過剰量投入したCTFE量を換算した結果を表1に示す。
Examples 1 to 3
A 50 cc glass autoclave, which is a reaction tube, was charged with 0.3 mmol of sodium dispersion (sodium sodium dispersion; sodium content 25% by mass) in terms of sodium. Further, 5 mL of hexane, 5 mL of benzene or 10 mL of commercially available mineral oil was added to the reaction tube. The lid of the reaction tube was closed, and the starting compound 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene (CTFE) was filled to 0.2 MPaG. Then, the reaction was carried out by cooling to 0 ° C. or −40 ° C., and when the pressure fluctuation disappeared, the reaction was terminated. The gas phase part of the reaction tube was sampled and analyzed by GC. Table 1 shows the results of converting the amount of CTFE input in excess.
実施例4~9
反応管である50ccガラス製オートクレーブに、ナトリウムディスパージョン(金属ナトリウム分散体;ナトリウム含有量25質量%)をナトリウム換算で0.3mmol仕込んだ。さらに、反応管に、必要に応じてテトラヒドロフラン5mL、市販のミネラルオイル1mL又は市販のミネラルオイル5mLと、必要に応じて水素化ナトリウム0.3mmolを添加した。反応管の蓋を閉めて、原料化合物である1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレン(CTFE)を0.2MPaGとなるように充填した。その後、0℃又は-40℃まで冷却して反応を行い、圧力変動がなくなったら反応終了とした。反応管の気相部をサンプリングし、GCで分析した。過剰量投入したCTFE量を換算した結果を表2に示す。
Examples 4-9
A 50 cc glass autoclave, which is a reaction tube, was charged with 0.3 mmol of sodium dispersion (sodium sodium dispersion; sodium content 25% by mass) in terms of sodium. Further, 5 mL of tetrahydrofuran, 1 mL of commercially available mineral oil or 5 mL of commercially available mineral oil were added to the reaction tube as needed, and 0.3 mmol of sodium hydride was added as needed. The lid of the reaction tube was closed, and the starting compound 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene (CTFE) was filled to 0.2 MPaG. Then, the reaction was carried out by cooling to 0 ° C. or −40 ° C., and when the pressure fluctuation disappeared, the reaction was terminated. The gas phase part of the reaction tube was sampled and analyzed by GC. Table 2 shows the results of converting the amount of CTFE input in excess.
Claims (9)
1,1,2-トリフルオロ-2-クロロエチレンと0価アルカリ金属とを反応させる工程を備える、製造方法。 A method for producing at least one selected from the group consisting of 1,1,2-trifluoroethylene, hexafluoro-1,3-butadiene and 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane.
A production method comprising a step of reacting 1,1,2-trifluoro-2-chloroethylene with a zero-valent alkali metal.
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