JPH09241188A - 1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンの製造方法 - Google Patents

1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンの製造方法

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JPH09241188A
JPH09241188A JP4764196A JP4764196A JPH09241188A JP H09241188 A JPH09241188 A JP H09241188A JP 4764196 A JP4764196 A JP 4764196A JP 4764196 A JP4764196 A JP 4764196A JP H09241188 A JPH09241188 A JP H09241188A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高収率で工業的に有利な1,1,1,3,3
−ヘキサフルオロプロパンの製造方法を提供する。 【解決手段】 1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ
プロぺンをアンチモン触媒存在下フッ化水素により液相
フッ素化することを特徴とする1,1,1,3,3−ペ
ンタフルオロプロパンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリウレタンフォ−ム
等の発泡剤あるいは冷媒等として有用な1,1,1,
3,3−ペンタフルオロプロパンの製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロ
パンの製造方法としては従来、CF3−CClX−C
2Clを接触水素化する方法(特開平6−25623
5号)、1,1,3,3,3−ペンタフルオロプロペ
ンをPd−Al23で水素化する方法(Izvest.
Akad.Nauk S.S.S.R.,Otdel.
Khim.Nauk.1960,1412−18;CA
55,349f)、1,2,2−トリクロロペンタ
フルオロプロパンを水素化する方法(USP29420
36号)、1,1,1,3,3−ペンタクロロプロパ
ンを触媒の存在下フッ化水素で液相フッ素化する方法
(WO96/01797)などが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記した特開平6−2
56235号またはUSP2942036号などに記載
された水素化による塩素原子の水素置換は反応率および
選択率に優れた方法ではあるが、触媒の劣化が著しく、
また、原料であるフッ素化塩素化物を予め調製しなけれ
ばならず、工業的に適用するには困難な点が多い。一
方、前記で示したオレフィンへの水素付加による方法
はすぐれた1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパ
ンの製造方法であるが、原料となる1,1,3,3,3
−ペンタフルオロプロペンを入手することが困難であり
工業的に採用するには問題がある。
【0004】また、WO96/01797の方法は、比
較的1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンの選
択率が低い。
【0005】
【問題点を解決するための具体的手段】本発明者らはか
かる従来技術の問題点に鑑み、工業的規模での製造に適
した1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンの製
造方法を確立するべく各種の製造プロセスについて鋭意
検討を加えたところ、対応するフッ素化塩素化物をフッ
化水素で液相フッ素化するにあたって、触媒としてアン
チモン化合物を使用することにより、高収率で目的とす
る1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンを得る
ことができることを見出し、本発明に到達したものであ
る。
【0006】すなわち、本発明は、1−クロロ−3,
3,3−トリフルオロプロペンをフッ化水素により液相
フッ素化して1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロ
パンを製造する方法であって、触媒としてアンチモン化
合物を使用する方法である。
【0007】本発明の方法は連続式、バッチ式または半
バッチ式の形式を採用し得るが、以下の詳細な説明では
バッチ式の条件を中心にする。他の形式を採用した場合
に、反応条件を修正することは当業者にとって周知の事
項である。
【0008】本発明に使用する1−クロロ−3,3,3
−トリフルオロプロペンの製造法としては、3,3,3
−トリフルオロプロピンの塩化水素による塩素化反応
(J.Chem.Soc.,1952,3490.)ま
たは3−クロロ−1,1,1,−トリフルオロ−3−ヨ
ードプロパンのエタノール性KOHによる脱ヨウ化水素
反応(J.Chem.Soc.,1953,119
9.)などが知られている。また、本出願人が出願した
特願平8−5971には気相中においてフッ素化触媒存
在下、1,1,1,3,3−ペンタクロロプロパンをフ
ッ化水素でフッ素化する方法を開示している。
【0009】フッ化水素によるハロゲン化炭化水素の液
相フッ素化におけるアンチモン触媒は、一般にはSbF
aXb(Xはハロゲン、a,bはいずれも0〜5であ
り、a+b=5である。)の混合ハロゲン化状態をとる
ものと推定されているため、本発明においてもアンチモ
ン化合物はその活性状態においては出発化合物に拘わら
ずこの様な混合ハロゲン状態を採るものと考えられる。
また、ハロゲン化アンチモンは塩素、臭素、沃素、フッ
素により容易にその非活性状態である3価から活性状態
である5価に酸化されるので必ずしも反応系に導入する
ときから5価のアンチモンを使用する必要はない。
【0010】したがって、本発明でアンチモン触媒を用
いる場合、3価もしくは5価のハロゲン化アンチモンま
たはアンチモン金属を出発原料とすれば目的を達するこ
とができる。そこで、アンチモン化合物を具体的に挙げ
ると、五塩化アンチモン、五臭化アンチモン、五沃化ア
ンチモン、五フッ化アンチモン、三塩化アンチモン、三
臭化アンチモン、三沃化アンチモン、三フッ化アンチモ
ンを例示できるが、五塩化アンチモンまたは三塩化アン
チモンが最も好ましい。
【0011】本発明の方法において、触媒濃度は1−ク
ロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンに対して0.
1〜50モル%が好ましく、10〜30モル%がより好
ましい。0.1モル%以下では1−クロロ−3,3,3
−トリフルオロプロペンの反応率、1,1,1,3,3
−ペンタフルオロプロパンの収率が共に低下し、また5
0モル%以上では高沸点化合物からなるタ−ルの生成量
が増加し、触媒劣化が著しいので好ましくない。
【0012】反応温度は10〜150℃が好ましく、5
0〜130℃がより好ましい。10℃以下では1−クロ
ロ−3,3,3−トリフルオロプロペンの反応率、1,
1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンの収率共低下
し、また150℃以上ではタ−ル生成量が増加し、触媒
劣化が著しい。
【0013】1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプ
ロペンに対するフッ化水素のモル比は2〜30の範囲が
好ましく、特に好ましくは3〜20である。2モル倍未
満では1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン
の反応率は十分高くなく、30モル倍を超えても1−ク
ロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン反応率の向上
は認められず、未反応フッ化水素回収の点からも経済的
に有利でない。
【0014】反応に必要な圧力は反応温度にもよるが、
反応器内で反応混合物を液相の状態に保てれば良く、
1.0〜100Kg/cm2が好ましく、5〜30Kg
/cm2がより好ましい。
【0015】本発明においては、反応の調節、触媒劣化
の防止を目的として反応系に溶媒を共存させることがで
きる。溶媒としては、目的物である1,1,1,3,3
−ペンタフルオロプロパンを使用してもよいし、または
テトラクロロエタン等の塩素化を受けにくい多塩素化物
を使用することが好ましい。
【0016】本発明の触媒は、劣化した場合あるいは触
媒原料として五価以外の化合物を使用した場合には、容
易に五価の活性化状態に活性化することができる。この
方法は、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペ
ン、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンある
いは上記したいずれかの溶媒の存在下、10℃〜100
℃で塩素を導入することよりなっている。必要に応じて
攪拌を行なうことも可能である。塩素の量は、触媒のモ
ル数の1〜100倍のモル数を用いる。10℃以下では
活性化するのに長時間を要し、100℃以上では共存す
る1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、
1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパンあるいは
上記した溶媒の塩素化がおこり好ましくない。
【0017】本発明の方法は、バッチ式、生成物のみを
反応器から除去しながら行う半バッチ式または流通式反
応装置において実施することができるが、それぞれの反
応装置において、当業者が容易に調節しうる程度の反応
条件の変更を妨げるものではない。
【0018】本発明の反応を行う反応器は、ハステロ
イ、ステンレス鋼、モネル、ニッケルなど、あるいはこ
れらの金属または四フッ化エチレン樹脂、クロロトリフ
ルオロエチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、PFA樹
脂などを内部にライニングした材質で製作したものが好
ましい。
【0019】本発明の方法で製造された1,1,1,
3,3−ペンタフルオロプロパンは、フッ素化反応生成
物について公知の方法を適用して精製されるが、例え
ば、塩化水素、未反応のフッ化水素とともに反応器から
液体または気体状態で取り出された後、過剰のフッ化水
素が液相分離などの操作で除去され、ついで、水または
塩基性水溶液で酸性成分を除いた後、蒸留により目的と
する高純度の1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロ
パンとされる。
【0020】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 実施例1 還流冷却器と攪拌機を備えたSUS317製1lオ−ト
クレ−ブに触媒として五塩化アンチモン0.053モル
(15.9g)、フッ化水素5.0モル(100g)及
び、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン
0.265モル(34.6g)を仕込み、攪拌しながら
反応温度を71℃に昇温し、反応中71〜74℃に保っ
た。反応の進行と共に発生する塩化水素により圧力は上
昇するが、10Kg/cm2になった時点で還流冷却器を通し
て塩化水素の抜出しを開始し、その後反応圧力を10Kg
/cm2に保った。
【0021】反応開始3時間後、反応器を室温まで冷却
し、圧力を常圧まで下げることにより反応器から流出し
たガスを水層を通した上で、ドライアイス−メタノール
で冷却されたトラップに捕集した。この捕集物とオ−ト
クレ−ブの内容物を塩酸で洗浄し、さらに水で洗浄して
得られた28.7gの有機物をガスクロマトグラフによ
り分析し、反応生成物組成を求めた。結果を表1に示
す。
【0022】
【表1】
【0023】実施例2 還流冷却器と攪拌機を備えたSUS317製1lオ−ト
クレ−ブに触媒として五塩化アンチモン0.1モル(2
9.9g)、フッ化水素5.0モル(100g)、1,
1,2,2−テトラクロロエタン0.3モル(50.4
g)及び、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロ
ペン 1.0モル(130.5g)を仕込み、攪拌しな
がら反応温度を65℃に昇温し、反応中65〜70℃に
保った。反応の進行と共に発生する塩化水素により圧力
は上昇するが、8.5Kg/cm2になった時点で還流冷却器
を通して塩化水素の抜出しを開始し、その後反応圧力を
8.5Kg/cm2に保った。
【0024】反応開始3時間後、反応器を室温まで冷却
し、圧力を常圧まで下げることにより反応器から流出し
たガスを水層を通した上で、ドライアイス−メタノール
で冷却されたトラップに捕集した。この捕集物とオ−ト
クレ−ブの内容物を塩酸で洗浄し、さらに水で洗浄して
得られた149gの有機物をガスクロマトグラフにより
分析し、反応生成物組成を求めた。35%の溶媒が含ま
れていたが、溶媒を除いた結果を表1に示す。
【0025】
【発明の効果】本発明の方法は、高収率で1,1,1,
3,3−ペンタフルオロプロパンを製造することができ
るという効果を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日比野 泰雄 埼玉県川越市今福中台2805番地 セントラ ル硝子株式会社東京研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプ
    ロペンをアンチモン触媒存在下フッ化水素により液相フ
    ッ素化することを特徴とする1,1,1,3,3−ペン
    タフルオロプロパンの製造方法。
  2. 【請求項2】アンチモン触媒が五ハロゲン化アンチモン
    (ハロゲンは、塩素、臭素、沃素、フッ素をいう。)で
    ある請求項1記載の1,1,1,3,3−ペンタフルオ
    ロプロパンの製造方法。
  3. 【請求項3】反応温度を10〜150℃、反応圧力を
    1.0〜100.0kg/cm2とすることを特徴とす
    る請求項1〜2記載の1,1,1,3,3−ペンタフル
    オロプロパンの製造方法。
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JP2002504528A (ja) * 1998-02-26 2002-02-12 ソルヴェイ クロロ炭化水素のフッ化水素化方法
US7183448B2 (en) 1998-11-13 2007-02-27 Daikin Industries, Ltd. Azeotropic composition, comprising 1, 1, 1, 3,3-pentafluoropropane and 1, 1, 1-trifluoro-3-chloro-2-propene, method of separation and purification of the same, and process for producing 1, 1, 1,3,3-pentafloropropane and 1, 1, 1-trifluoro-3-chloro-2-propene

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