JPH0824362A - 1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパンの製造方法 - Google Patents
1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパンの製造方法Info
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Abstract
モン触媒の存在下で無水フッ酸(HF)と反応せしめ、
1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン
(HFC−227ea)を得る1,1,1,2,3,
3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227e
a)の製造方法。 【効果】 温和な条件でオレフィン等の副生成物を生じ
ることなく高収率にHFC−227eaを得ることので
きる製造方法を提供することができる。
Description
破壊しない消火剤(代替ハロン)、エアゾールの噴射剤
(特に、医療用の噴射剤)等として産業上重要な1,
1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパンの製
造方法に関するものである。
ルオロプロパン(以下、HFC−227eaと称するこ
とがある。)の製造方法としては、活性炭を触媒として
300〜400℃でヘキサフルオロプロペンと無水HFとを
反応させて製造する方法(米国特許第902590号)や2−
クロロ−1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロ
プロパンを 100〜400 ℃で触媒存在下で還元する方法
(ヨーロッパ特許第539989号)が知られている。
は、不純物として分離しにくいオレフィン化合物が生成
し、新たな分離の方法が必要となってくる(ヨーロッパ
特許第512502号)。特に、生成するオレフィン不純物中
のオクタフルオロイソブテンは猛毒の物質であり、この
化合物を完全に無害化するには多大な装置費用が必要と
なる。また、活性炭触媒を用いた場合には、触媒の活性
の低下がみられ、触媒の再活性化も必要となる(ヨーロ
ッパ特許第562509号)。
な条件でオレフィン等の副生成物を生じることなく高収
率にHFC−227eaを得ることのできる製造方法を
提供することにある。
題を解決すべくHFC−227eaの製造方法について
鋭意検討した結果、ヘキサフルオロプロペン(以下、H
FPと称することがある。)をアンチモン触媒の存在下
で無水フッ酸(HF)と反応させると、低温でも高収率
で1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパ
ン(HFC−227ea)が得られ、さらに不純物のオ
レフィンが全く生成しないため、分離、精製や除害の装
置が必要なくなるといった経済性を有していることを見
出し、本発明を完成させるに至った。
(HFP)をアンチモン触媒の存在下で無水フッ酸(H
F)と反応せしめ、1,1,1,2,3,3,3−ヘプ
タフルオロプロパン(HFC−227ea)を得る1,
1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(H
FC−227ea)の製造方法に係るものである。
チモン触媒を用いて液相法で反応を行うことが温和な条
件で高収率にHFC−227eaを得るために重要であ
り、従来法とは全く異なった新規な方法である。
チモン、3価アンチモン又はこれらの混合物からなるも
のが使用可能である。
チモンをフッ素化して得られるフッ化塩化アンチモンを
触媒として用いることができるが、触媒上に塩素がある
場合にはHFPの塩素化が進行する場合があり、反応の
選択率を低下させる可能性があるため、完全にフッ素化
された5フッ化アンチモン、3フッ化アンチモンを触媒
として用いることが好ましい。5フッ化アンチモン、3
フッ化アンチモンはそれぞれ単独で用いることもできる
し、混合して用いることもできる。
必要としないが、反応物質である無水HFを溶媒として
用いることが可能である。必要に応じて反応溶媒を用い
ることも可能であり、触媒に対して不活性なものであれ
ば溶媒として用いることができる。例えば、パーフルオ
ロヘキサン、パーフルオロデカリン、パーフルオロトリ
ブチルアミンなどのパーフルオロ化合物が挙げられる。
水HFを反応溶媒として用いる場合には、腐食性が強い
ために反応容器の材質によりアンチモン触媒の濃度が限
定される場合がある。フッ素樹脂製の反応容器の場合に
は、触媒の濃度は限定されないが、耐食材であるハステ
ロイC22などの反応容器の場合には触媒濃度は限定さ
れ、5フッ化アンチモンのみを触媒として用いる場合に
は、無水HFに対して1 mol%以下が好ましく、 0.5 m
ol%以下が腐食の点で一層好ましい。
を混合して用いる場合には、混合の比率はモル比で5フ
ッ化アンチモン/3フッ化アンチモン≦1が好ましく、
5フッ化アンチモン/3フッ化アンチモン≦0.5 が更に
好ましく、また、混合された5フッ化アンチモンの濃度
は無水HFに対し10 mol%以下が好ましく、3 mol%以
下が腐食の点で更に好ましい。
い、無水HFを反応溶媒として用いる場合には、腐食性
が非常に小さいため、触媒の濃度は限定されない。
ッ化アンチモン中に連続的にHFPと無水HFを仕込ん
でいき、生成したHFC−227ea及び未反応の無水
HF及び/又はHFPを連続的に反応系外へ抜き出し、
無水HFが反応系内に蓄積しないような反応形態も本発
明では採用が可能である。
下がオクタフルオロイソブテン等の生成を抑える点で好
ましく、25〜100 ℃がより好ましく、40〜80℃が一層好
ましい。
ら50Kg/cm2Gが好ましく、更に好ましくは大気圧から30
Kg/cm2Gを採用できる。
させうる。無水HFが反応に必要な化学量論量以下であ
る場合には、未反応のHFPがHFC−227eaと共
に反応系外へ出てくるが、このHFPはHFC−227
eaと分離後に回収し、反応にリサイクルできる。ま
た、HFPが反応に必要な化学量論量以下である場合に
は、未反応のHFがHFC−227eaと共に反応系外
へ出てくる場合もあるが、このときでもHFは分離後に
反応系へリサイクルが可能である。
だ後に反応を行い、生成物などを回収するバッチ方式、
一方の原料を連続的に仕込んでいき、生成物等を連続的
に抜き出していくセミバッチ方式や、原料を連続的に仕
込み、生成物などを連続的に抜き出していく方式等を採
用できる。
オロプロペン(HFP)をアンチモン触媒の存在下で無
水HFと反応させることにより、1,1,1,2,3,
3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC−227e
a)を高収率で得ることができ、また、除去の困難な微
量のオレフィン化合物を副生しないため、経済的に優れ
た1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパ
ン(HFC−227ea)の製造方法を提供できる。こ
の1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパ
ン(HFC−227ea)はオゾン層のオゾンを破壊し
ない消火剤、冷媒、発泡剤となり得るだけでなく、エア
ゾールの噴射剤、特に医療用の噴射剤としても用いるこ
とが可能である。
明する。
SbF5 2.0gを仕込んだ。そして、このオートクレー
ブを−30℃に冷却後、無水HF 50g、ヘキサフルオロ
プロペン 20gを仕込んだ後、室温まで戻し、攪拌しな
がら20時間反応を続けた。
フルオロプロペン及び反応生成物を水洗塔及びアルカリ
水塔へ導き、HFを除去しながら−70℃に冷却したトラ
ップに捕集した。捕集された有機物を次の条件下でガス
クロマトグラフィーにより分析した。
化率は35%、HFC−227eaへの選択率は99.9%以
上であり、炭素数4以上のオレフィン化合物は生成して
いなかった。
F 95g、ヘキサフルオロプロペン 40gを仕込んだ
後、反応温度を50℃とし、8時間反応させた。そして、
同様にして分析した結果、ヘキサフルオロプロペンの転
化率は99%、HFC−227eaへの選択率は99.9%以
上であり、炭素数4以上のオレフィン化合物は生成して
いなかった。
SbF3 8.9gを仕込み、同様に反応を行った。同様の
分析の結果、ヘキサフルオロプロペンの転化率は44%、
HFC−227eaへの選択率はほぼ99.9%以上であ
り、炭素数4以上のオレフィン化合物は生成していなか
った。
E)製の内筒管付きSUS316オートクレーブに、S
bF5 15.0gを仕込んだ。そして、このオートクレー
ブを−30℃に冷却後、無水HF 40g、ヘキサフルオロ
プロペン 50gを仕込んだ後、室温まで戻し、攪拌しな
がら50℃で4時間反応を続けた。
ら、未反応のヘキサフルオロプロピレン及び反応生成物
を水洗塔及びアルカリ水塔へ導き、HFを除去しながら
−70℃に冷却したトラップに捕集した。捕集された有機
物を実施例1と同様にしてガスクロマトグラフィーによ
り分析した。
化率は99.8%、HFC−227eaへの選択率は99.9%
以上であり、炭素数4以上のオレフィン化合物は生成し
ていなかった。
g、ヘキサフルオロプロペン 50gを再度仕込んだ後、
同様に反応を行ったところ、ヘキサフルオロプロペンの
転化率は99.8%、HFC−227eaへの選択率は99.9
%以上であり、炭素数4以上のオレフィン化合物は生成
していなかった。
(ヤシコールM、太平化学産業(株)製)を 8.8g充填
し、窒素気流下で 400℃で5時間加熱した。温度を 400
℃に保ったまま、HFをガスにて 125ml/minの流速で2
時間流通させ、その後、ヘキサフルオロプロペンを50ml
/minで流通開始した。
導き、HFを除去した後、塩化カルシウムで乾燥した。
ヘキサフルオロプロペンの流通開始後、3時間経ったと
きに、反応管出口ガスを実施例1と同様にガスクロマト
グラフィーにより分析した。
化率は98.8%、HFC−227eaへの選択率は99.3%
であるが、炭素数4以上の化合物(オレフィン化合物を
含む。)が0.68%生成しており、このうちオクタフルオ
ロイソブテンは258ppmであった。
Claims (9)
- 【請求項1】 ヘキサフルオロプロペンをアンチモン触
媒の存在下で無水フッ酸と反応せしめ、1,1,1,
2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパンを得る、1,
1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパンの製
造方法。 - 【請求項2】 アンチモン触媒が5価のアンチモン、3
価のアンチモン又はこれらの混合物からなる、請求項1
に記載した製造方法。 - 【請求項3】 アンチモン触媒が5フッ化アンチモン、
3フッ化アンチモン又はこれらの混合物からなる、請求
項1又は2に記載した製造方法。 - 【請求項4】 5フッ化アンチモンと3フッ化アンチモ
ンとの混合の比率が、モル比で5フッ化アンチモン/3
フッ化アンチモン≦1である、請求項3に記載した製造
方法。 - 【請求項5】 アンチモン触媒が5フッ化アンチモンか
らなる、請求項1又は2に記載した製造方法。 - 【請求項6】 反応を液相にて行う、請求項1〜5のい
ずれか1項に記載した製造方法。 - 【請求項7】 無水フッ酸を溶媒として反応を行う、請
求項1〜6のいずれか1項に記載した製造方法。 - 【請求項8】 5フッ化アンチモンに連続的にヘキサフ
ルオロプロペンと無水フッ酸とを仕込んで反応させ、生
成した1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプ
ロパン及び未反応のヘキサフルオロプロペン及び/又は
未反応のフッ酸を反応系外へ連続的に抜き出す、請求項
5〜7のいずれか1項に記載した製造方法。 - 【請求項9】 反応を 100℃以下で行う、請求項1〜8
のいずれか1項に記載した製造方法。
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