JPH07165633A - クロルフルオル炭化水素化合物の製法及び塩化アルミニウム−転移触媒 - Google Patents
クロルフルオル炭化水素化合物の製法及び塩化アルミニウム−転移触媒Info
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Abstract
13からR113aを、並びにR123aもしくはR1
23bからR123を製造する。 【構成】 NaF・nHF(0<n≦2)、AgCl及
びFeClの群から選択されたハロゲン化金属により活
性化された特殊なAlCl3を使用する。 【効果】 反応条件の管理を明らかに容易にすると同時
に、少量の副生成物の形成下で転移のための短かい反応
時間が観察できる。
Description
下で転移させることによる式(I):CF3CCl2X
(X=Cl、H)の化合物の製法に関する。
物質である。例えばそれをSO3と反応させて、それ自
体も化学合成に使用されるトリフルオルアセチルクロリ
ドにすることができる。CF3CCl3(R113a)を
水素化することにより、溶剤又は発泡剤としての完全に
ハロゲン化された炭素化合物の代用品として使用される
クロルフルオル炭化水素を製造することができる。CF
3CHCl2はそのような溶剤又は発泡剤である。例えば
塩化アルミニウム上でCF2ClCFCl2を転移させる
ことによりCF3CCl3を製造することができることは
既に公知である。この反応の欠点は、反応がまず比較的
高い温度で開始し、次いで比較的高い発熱を伴って実施
されるので、その結果しばしばバッチの急激反応を認め
得ることである。
短い反応時間で、副生成物の形成を減少させ、かつ殊に
急激反応の傾向を減少させて実施することのできる、塩
化アルミニウム上での転移によるCF3CCl3及びCF
3CHCl2の製法を提供することである。
により解決される。
ある場合にはCF2ClCFCl2を転移させることによ
り、又はX=Hである場合にはCF2ClCHClF又
はCF2HCCl2Fを転移させることにより式(I):
CF3CCl2X(X=Cl、H)の化合物を、製造する
本発明の方法は、触媒として、AgCl、FeCl3、
及び式(II):NaF・nHF(0<n≦2)の酸性
塩を包含する群から選択されたハロゲン化金属により活
性化されたAlCl3を使用することを特徴とする。そ
の際、できる限り水を含まない化合物を用いて活性化を
実施する。
からCF3CCl3を製造することを意図する。この有利
な実施形に基づき、本発明を更に詳述する。
が可能である。この出発化合物を、工業的方法で生じる
ようなCF2ClCFCl2とCF3CCl3とからの混合
物の形で使用するのが有利である。
は、パラメーターnは、0.5より大きく、2以下であ
るのが有利である。混合物がn<1で存在する場合に
は、NaFとNaFのHF−附加生成物との混合物が存
在することは、当業者に明らかである。その組成が化合
物NaF・0.8HF〜NaF・1.5HFで表わされ
る範囲内にある式(II)の化合物を使用するのが有利
である。式(II)の有利な化合物は、NaF・HF
(即ちn=1)である。
が有利である。転移をより低い温度で実施することもで
きる;その場合、転移度はできるだけ低い。転移をより
高い温度で実施することもできる;その場合、副生成物
の形成が増加し得る。使用される反応が発熱反応である
ので、発熱反応が開始されるまで、反応混合物をまずゆ
っくりと70〜80℃の範囲の温度まで加温し、75℃
〜90℃の殊に有利な範囲で操作できるように、熱エネ
ルギーを相応して調節するか、もしくは冷却を行なう。
は、FeCl3、AgCl又はNaF・nHFの形のF
e、Ag又はNa少くとも40ppmであるのが好適で
ある。活性化性ハロゲン化金属、例えば式(II)の酸
性塩及びAlCl3を、1:5〜1:100、殊に1:
10〜1:100の重量比で使用する場合に、転移の際
の選択度及び反応速度に関して殊に良好な結果が達成さ
れる。活性化された触媒は、0.1〜10重量%(活性
化性ハロゲン化金属、例えば式(II)の塩及びAlC
l3の全重量)の量で、反応混合物中に存在するのが有
利である。
には低めた又は高めた圧力、例えば5バール(絶対)ま
でで実施することができる。
びAgCl、FeCl3及び式(II)の酸性塩を包含
する群から選択されたハロゲン化金属の接触により得ら
れる塩化アルミニウムをベースとする触媒作用を有する
転移触媒によるクロルフルオル炭(化水)素の転移であ
る。有利な転移触媒は、AlCl3とAgCl、FeC
l3又は式:NaF・nHF(0.5<n≦2)の塩と
の接触により殊にCF2ClCCl2F中で得られる。
「接触」は、AlCl3とハロゲン化金属とを、有利に
はCF2ClCCl2F中で混合することより成るのが好
適である。その際、AlCl3とハロゲン化金属、殊に
AgCl、FeCl3又はNaF・HFとの接触を、C
F2ClCCl2F中で少くとも1時間に渡り、有利には
3〜10時間に渡り実施する場合に、殊に有効な転移触
媒が得られる。AlCl3とハロゲン化金属との重量比
は5:1〜100:1の範囲が有利である。次いで所望
の場合には、溶剤を例えば蒸発又は濾過により除去する
ことができる。
ム−転移触媒であり、これはAgCl、FeCl3及び
式(II)の酸性塩を包含する群から選択されたハロゲ
ン化金属(FeCl3の形のFeを40ppmまで含有
する塩化アルミニウムを除いて)を含有することを特徴
とする。市販の三塩化アルミニウム(p.A.)は、F
eCl3の形のFeを40ppmまで含有しており、使
用されない。有利な触媒は、FeCl3、AgCl又は
NaF・nHFの形のFe、AgもしくはNa40pp
mより多く10000ppmまで、殊に70ppm〜1
50ppmを含有する。
えば所望の重量比もしくは所望の重量比又は所望の触媒
組成物の形成下で前記の成分を混合することにより、又
は、銀及び/又は鉄含有アルミニウム化合物から出発
し、その混合物を相応の塩化物に変えることにより、製
造することができる。
発明の転移方法に好適である。この有利な転移触媒は殊
に、転移の際の高い触媒活性度において優れている。
利である:まず、できる限り微細なAlCl3 0.1
〜10重量部及びハロゲン化金属、例えば式(II)の
塩、殊にNaF・HF(同様にできる限り微細)0.0
1〜1重量部並びにCF2ClCCl2F 0〜99.8
9重量部から成る、同じく本発明に属する転移触媒の前
混合物を製造する。0.1〜10重量%の固体を含有す
る、CF2ClCCl2F中の固体懸濁液を製造するのが
最適である。この転移触媒の前混合物を、10〜30℃
の温度、有利には転移温度で、有利には少くとも1時
間、殊に10時間まで放置する。その際、この混合物を
有利には撹拌すべきである。接触時間の終了後に、本発
明の転移触媒に変化した前混合物を転移されるべき化合
物(もしくは転移されるべき化合物を含有する混合物)
に添加する。次いで混合物を加熱する。
鉄を含有している、又は製造の間に、アルミニウム−出
発化合物に銀又は銀化合物もしくは鉄化合物又は鉄を添
加した塩化アルミニウムから出発することもできる。
例えばガスクロマトグラフィーにより追跡することがで
きる。転移の終了後に、揮発性成分を蒸発させ、かつ常
法、例えば蒸留により分離する。転移触媒は再使用する
ことができる。
間が可能であるという利点を有する。触媒の活性化を行
わない通常の方法では、反応の開始の際に明らかに遅滞
が起こり得る故に、急激な反応がしばしば生じる。反応
条件の調整は、本発明の方法の際には、容易である。こ
の故に、比較的少い副生成物が生ずる。
は本発明の範囲を制限するものではない。
10:1 AlCl3−粉末(BASF社の製品)30gとNaF
・HF(同様に粉末状)3gとを純粋なR113(CF
2ClCFCl2)300gの添加下で、相互に混合し
た。この混合物を、直ちに添加されたR113の転移の
ために使用する。
の重量比は6.7:1 例1.1.1.を繰り返したが、この場合には、異性体
CF2ClCFCl2とCF3CCl3(R113/R11
3a)との混合物(重量比10.3:89.7)300
gの添加下で、AlCl3−粉末20gとNaF・HF
3gとを混合した。ここでも、次いで直ちに、転移のた
めの使用を実施した。
触媒の製造 1.2.1. 1.5時間の接触時間 塩化アルミニウム粉末30gとNaF・HF3gとを、
R113とR113aとの異性体混合物(重量比12.
6:87.4)300g中で1.5時間接触させた。
113とR113aとの異性体混合物(重量比10.
3:89.7)300g中、室温で5時間接触させた。
下での実施 例1.1.1.で製造された、塩化アルミニウム、Na
F・HF及びR113から成る混合物を反応が始動する
まで加熱した(79℃の温度)。次いで、この混合物を
最高108℃の温度で20分間撹拌した。揮発性成分を
蒸発させ、異性体113及び113aの比は0.1:9
9.9だった。副生成物の総量は15.8%だった。
媒の使用下での実施 塩化アルミニウム、NaF・HF及びイソマー混合物R
113/R113aを、反応が始動するまで加熱した
(約77℃)。次いでこの混合物を最高81℃の温度で
30分間保持した。当初のR113/R113aの異性
体比10.3:89.7は、1.2:98.8の比に変
化した。副生成物の総量は7.9%だった。
体混合物R113/R113aを用いての実施 塩化アルミニウム粉末30g、NaF・HF3g及び1
0.3:89.7の比のR113及びR113aの異性
体混合物300gを、活性化時間を延長せずに、即ち混
合の直後に、反応が始動するまで加熱した(約82
℃)。次いで、この混合物を最高88℃の温度で10分
間保持した。R113/R113aの異性体混合物の最
終濃度は0.03:99.97だった。副生成物の総量
は11.6重量%だった。
触媒の使用下での実施 例1.2.1.で製造された、塩化アルミニウム、Na
F・HF及びR113とR113aとからの異性体混合
物から成る混合物を、室温で1.5時間撹拌した後に、
反応が始動するまで加熱した(約80℃)。次いでこの
混合物を最高85℃の温度で30分間保持した。異性体
混合物R113/R113aの最終濃度は0.03:9
9.97だった。副生成物の総量は13.8重量%だっ
た。
化された触媒の使用下での実施 例1.2.2中にその製造が記載されている、塩化アル
ミニウム、NaF・HF及びR113/R113aの異
性体混合物からの混合物を、室温で5時間撹拌した。そ
の後に、混合物を反応が始動するまで加熱した(約77
℃)。次いで、最高79.5℃の温度で30分間保持し
た。R113とR113aとの当初の異性体比10.
3:89.7は、0.05:99.95の比に変化して
いた。副生成物の総量は11.4重量%だった。
により製造された転移触媒は殊に有効である。このこと
は、概して比較的低い反応温度の場合に非常に高い転移
度を達成できることを示している。
る塩化アルミニウムの使用 FeCl3を添加することにより、Fe74ppmを含
有する塩化アルミニウムを使用した。
め装入し、かつ約75℃まで加熱した。前記の、製造限
定された三塩化鉄を含有するAlCl3 100gを添
加したが、この上で強い発熱反応が始まった(116.
6℃まで加温)。発熱反応の終了後に、反応混合物を1
00℃の温度で約40分間撹拌した。GC−分析の準備
のために試料を抜き取った後に、加熱を停止し、反応混
合物を更に4時間撹拌した。加熱の停止の2時間後及び
4時間後に更に試料を抜き取った。
取られた試料のGC−分析(面積−%での表示): 実験式:C2Cl3F3の化合物の含分:89.02 〃 :C2Cl2F4 〃 : 2.95 〃 :C2Cl4F2 〃 : 5.94 〃 :C2Cl6 〃 : 1.21 〃 :C2Cl5F 〃 : 0.83 式C2Cl3F3の化合物の異性体配分: R113a:99.53 R113 : 0.47 3時間後に抜き取られた試料のGC−分析(面積−%で
の表示): 実験式:C2Cl3F3の化合物の含分:89.04 〃 :C2Cl2F4の 〃 : 2.31 〃 :C2Cl4F2の 〃 : 4.14 〃 :C2Cl6 〃 : 3.23 〃 :C2Cl5F 〃 : 1.26 式:C2Cl3F3の化合物の異性体配分: R113a:99.73 R113 : 0.27 5時間後に抜き取られた試料のGC−分析(面積−%で
の表示): 実験式:C2Cl3F3の化合物の含分:87.77 〃 :C2Cl2F4 〃 : 2.8 〃 :C2Cl4F2 〃 : 4.21 〃 :C2Cl6 〃 : 3.46 〃 :C2Cl5F 〃 : 1.37 式:C2Cl3F3の化合物の異性体配分: R113a:99.75 R113 : 0.25 結果:概して1時間後に、副生成物のほんの僅かな形成
時に、使用されたR113はほぼ完全に異性体R113
aに転移された。
化アルミニウムの製造及び使用 内部温度を測定するための熱センサー並びにマノメータ
を備えた不銹鋼製の300cm3−オートクレーブ中
で、113/113a−混合物(重量比10.3:8
9.7)300gに、三塩化アルミニウム粉末(製造
者:Riedel de Haen)30gsAgCl
−粉末3gとを混合することにより製造された転移触媒
33gを添加した。撹拌下で、15分以内に91℃まで
加温した。反応の終了の後に得られた生成物は、ガスク
ロマトグラフィーの分析によると87.3面積%まで1
13a(異性体純度:100%)から成り、かつ副生成
物(114a、112a、111及び110)の総量は
12.7面積%だった。
三塩化アルミニウムは、転移触媒として殊に有利である
ことが推論できる。
Claims (13)
- 【請求項1】 触媒としてのAlCl3上で、X=Cl
である場合にはCF2ClCFCl2を転移させることに
より、又はX=Hである場合にはCF2ClCHClF
又はCF2HCCl2Fを転移させることにより式
(I):CF3CCl2X(X=Cl、H)の化合物を製
造する方法において、触媒として、AgCl、FeCl
3及び式(II):NaF・nHF(0<n≦2)の酸
性塩を包含する群から選択されたハロゲン化金属により
活性化されているAlCl3を使用することを特徴とす
る、式(I):CF3CCl2X(X=Cl、H)の化合
物の製法。 - 【請求項2】 CF2ClCFCl2からCF3CCl3を
製造する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 転移されるべき出発化合物CF2ClC
FCl2を、CF2ClCFCl2とCF3CCl3とから
の混合物の形で使用する、請求項1又は2に記載の方
法。 - 【請求項4】 式(II)の塩において、0.5<n≦
2である、請求項1から3のいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】 転移を、70〜95℃の温度で実施す
る、請求項1から4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 AlCl3とハロゲン化金属とを5:1
〜100:1の重量比で使用する、請求項1から5のい
ずれかに記載の方法。 - 【請求項7】 活性化された触媒を0.1〜10重量%
の量で反応混合物中に含有させる、請求項1〜6のいず
れかに記載の方法。 - 【請求項8】 AlCl3とNaF・HFとを、CF2C
lCCl2F中で接触させることにより得られるAlC
l3を使用する、請求項1〜7のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項9】 CF2ClCCl2F中でのAlCl3と
NaF・HFとの接触を少くとも1時間実施する、請求
項8に記載の方法。 - 【請求項10】 塩化アルミニウム−転移触媒におい
て、AlCl3を、AgCl、FeCl3及び式(II)
の塩を包含する群から選択されたハロゲン化金属1種と
接触させる(但し、FeCl3と接触させる場合には、
FeCl3の形のFe含分は少くとも40ppmである
という条件で)ことにより得られた塩化アルミニウム−
転移触媒。 - 【請求項11】 AlCl3と式:NaF・nHF(0
<n≦2)の塩とをCF2ClCCl2F中で接触させる
ことにより、又はAlCl3とAgClとを接触させる
ことにより得られた、請求項10に記載の転移触媒。 - 【請求項12】 AlCl3と、NaF・HFとをCF2
ClCCl2F中で少くとも1時間に渡り接触させるこ
とにより得られた、請求項11に記載の転移触媒。 - 【請求項13】 塩化アルミニウム−転移触媒におい
て、AgCl、FeCl3及び式(II)の酸性塩を包
含する群から選択されたハロゲン化金属を、40より多
く10000ppmまでの範囲のFe、AgもしくはN
a濃度で、FeCl3、AgCl又はNaF・nHFの
形で含有する(但し、FeCl3を40ppmまでで含
有する塩化アルミニウムを除外する)ことを特徴とす
る、塩化アルミニウム−転移触媒。
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