JPS606927B2 - ハロゲン化炭化水素をフツ素化する方法 - Google Patents

ハロゲン化炭化水素をフツ素化する方法

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JPS606927B2
JPS606927B2 JP56079377A JP7937781A JPS606927B2 JP S606927 B2 JPS606927 B2 JP S606927B2 JP 56079377 A JP56079377 A JP 56079377A JP 7937781 A JP7937781 A JP 7937781A JP S606927 B2 JPS606927 B2 JP S606927B2
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吉男 小田
啓一 内田
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ハロゲン化炭化水素をフッ素化する方法、特
に1〜4個の炭素原子を有するハロゲン化炭化水素とフ
ッ化水素とを、特定の酸化クロム/酸化マグネシウム/
酸化アルミニウム系触媒の存在下に反応させることから
なる方法に関する。
こ)で、ハロゲン化炭化水素とは少なくとも1個のハロ
ゲン原子を有する化合物で、水素原子は有していてもい
なくとも良く、また炭素原子とフッ素原子だけからなる
ものは除外するものである。従来、フツ化水素によるハ
ロゲン化炭化水素のフッ素化に、酸化クロム、酸化アル
ミニウム、フッ化クロム、フッ化アルミニウムなどが触
媒として有効であることは知られている。
例えば、特公昭39一10310号、樽公昭41−20
3号、袴公昭42−3004号、特関昭47一767号
、椿開昭51−54503号、特公昭39一11605
号、特公昭39−21蛾4号、特公昭50−13238
号、特公昭51−38684号、公報及び米国特許第3
25850ぴ号明細書などを参照。然るに、従釆の触媒
には、種々の難点が認められる。その一つは、触媒寿命
が短いという耐久性での難点である。
か〉る耐久性については、一般的に酸化アルミニウム系
よりも酸化クロム系が有利であるが、酸化クロム単独で
は未だ不充分である。特公昭49−43922号公報な
どでは、酸化クロムを主体とする触媒において、酸化ア
ルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムなど
を酸化物重量基準で2〜30%程度添加することにより
、耐久性を向上せしめ得ることが教示されている。本発
明者は、酸化アルミニウムを主体とする触媒系について
、種々の検討を重ねた結果、特定割合の酸化クロム/酸
化マグネシウム/酸化アルミニウム系触媒が非常に有効
であることを見出した。即ち本発明は、酸化物重量基準
で50〜90%の酸化アルミニウムを含有し、且つ酸化
クロムに対して酸化物重量基準で5〜30%の酸化マグ
ネシウムを含有する酸化クロム/酸化マグネシウム/酸
化アルミニウム系触媒の存在下に、ハロゲン化炭化水素
とフッ化水素とを反応せしめることを特徴とするハロゲ
ン化炭化水素をフッ素化する方法を新規に提供するもの
である。本発明方法によれば、酸化クロム単独や酸化ア
ルミニウム単独に比して、耐久性が著しく向上する。
そして、本発明の触媒は活性の点でも優れている。例え
ば、酸化アルミニウム系触媒では、反応温度が比較的低
に場合には、フッ素化活性が不充分であり、高温反応に
すると耐久性が著しく低下する。これに対して、本発明
においては、比較的低温度でも高活性が維持され、耐久
性については酸化アルミニウム単独で1週間程度の寿命
に比して2ケ月以上と大中に改善される。また、従来の
400oo程度の反応温度よりも低い300oo程度の
温度でも、高いフッ素化活性が達成可能である。本発明
の触媒は、酸化アルミニウム50〜90%(酸化物重量
基準、以下同じ)を含有する。好ましくは酸化アルミニ
ウム含有量60〜80%が採用される。また、酸化マグ
ネシウムは酸化クロムに対して5〜30%、好ましくは
7〜20%程度の割合で含有される。好適な実施態様で
は、酸化クロム/酸化マグネシウム/酸化アルミニウム
が10〜30%/1〜10%/60〜90%の割合で含
有する酸化クロム/酸化マグネシウム/酸化アルミニウ
ム系触媒が採用される。本発明の触媒を調整するには、
前記三つの成分を均質に分散させることのできる方法で
あれば、任意の慣用手段が採用され得る。
例えば、共沈法や混糠法が拳げられる。好ましい方法は
、アルミニウム、マグネシウム及びクロムの塩の水溶液
から水和物を共沈させる方法、あるいは水酸化アルミニ
ウムや水酸化クロムのケーキ(合水量50〜85%)と
マグネシウム化合物を、ボールミル、ホモジナィザーな
どで混練、摩砕する方法である。水酸化アルミニウムは
、硝酸塩、硫酸塩などの無機塩類の水溶液からアンモニ
ア水、尿素などを用いて沈澱させたもの、アルミニウム
ィソプロポキシドなどの有機塩類の加水分解により調製
したものなどいずれも採用できる。水酸化クロムは、C
の3を還元して調製したもの、Cr3十の塩から沈澱さ
せたものなどいずれも採用可能である。マグネシウム成
分についても同様である。また、酸化アルミニウムや酸
化ク。ムとマグネシウム化合物を単に混合する方法も、
簡便な方法として例示されるが、均質分散の点では効果
は4・こい。水和物の状態にある触媒は、120〜15
000程度で乾燥したのち、通常300〜600つ0、
好ましくは350〜450qoで焼成するのが良い。本
発明においては、触媒の活性化を施すのが好まし。か)
る活性化は、通常100〜450qo、好ましくは20
0〜350qoの温度においてフッ化水素で処理するこ
とにより行ない得る。また、フッ素化反応系内でで活性
化しても良いし、フッ素化炭化水素との加熱接触処理に
よっても行ない得る。本発明の触媒は、かなり広範囲の
フッ素化反応に適用して有効であり、例えばジフルオロ
クロロメタル、フルオロジクロロメタン、ジクロロメタ
ン、クロロホルム、四四塩化炭素、トリクロロェタン、
ベンタクロロエタン、ジクロロエチレン、テトラク。
ロエチレン、トリクロロエチレン、ジブロモジフルオロ
エタン、ジクロロヘキサフルオロプロパン、トリクロo
ベンタフルオ。プロパン、ヘプタクロロフルオロプロパ
ン、ヘキサクロロブタジェンなどのフッ素化反応が拳げ
られる。特に、トリクロロトリフルオロェタン(以下、
R−113と呼ぶ)をフッ素化してジクロロテトラフル
オロエタン(R−114)、クロロベンタフルオロ工タ
ン(R−115)、パーフルオロヱタン(R−116)
を得る際に、R−115の選択率を高めることができる
。本発明方法においては、前記各種のフッ素化反応に応
じて適宜に反応条件が変えられるが、通常は150qo
以上の温度、フッ化水素/ハロゲン化炭化水素のモル比
1′5〜5/I程度が採用される。
好適なR−113のフッ素化反応の場合、反応温度は2
50〜450qo、好ましくは300〜4000○、H
F/R−113モル比は1/2〜3′1程度である。そ
して、か)るR−113のフッ素化反応においては、反
応温度30000程度の比較的低温領域でもR−115
選択率を70%以上に高めることが可能である。尚、本
発明のフッ素化反応においては、出発原料、中間生成物
、その他含フッ素ハロゲン化炭化水素の不均化反応も生
起するが、特に支障となるものではない。
次に、本発明における触媒の調製法及びこれらの性能試
験の結果を説明する。
実施例 1 1100夕の特級試薬AI(N03)3・則日20、1
25夕のCr(N03)3・班20と40夕のMg(N
03)2・細20を2.5その水に溶解し、これと28
%の水酸化アンモニウムの水溶液2000夕を縄拝しな
がら、加熱した4その水に添加して水酸化物の沈澱を得
た。
これを炉別し、純水による洗浄及び乾燥を行なったのち
、450つ0で5時間焼成して酸化物の粉末を得た。こ
れを打錠成型機を用いて直径5側、高さ5帆の円筒状に
成型した。こうして得た触媒を反応前にフッ化水素/窒
素の混合ガス気流中、200〜400℃でフッ素化して
活性化した。実施例 2 実施例1で示したように調製した触媒300の‘を、内
隆liMh、長さ1凧のインコネル60項製のU字型反
応器に充填し、塩格に浸して外部より加熱しつつ320
00に保持した。
これにフッ化水素(HF)を1モル/時、R−113を
0.5モル/時の流速で触媒上に流した。反応器出口ガ
スをガスクロマトグラフで分析し、次の結果を得た。実
施例 3 実施例2で示した条件下で連続して反応を行ない、触媒
の耐久性を調べた結果を下記第1表に示す。
あわせて単独のy−アルミナをフツ化水素で処理して得
た触媒の同一条件下での性能を比較して第1表に示す。
なお、性能はR−115選択率で代表して示した。第1
表 実施例 4 実施例1と同様にして酸化物として、酸化クロム/酸化
マグネシウム/酸化アルミニウム=27:3:70(重
量比)となるような共沈触媒を調製した。
この触媒300の‘を実施例2で示したものと同じ反応
器に充填し、フッ化水素/窒素の気流中で活性化を行な
った後、温度を320qoに保持した。これにHFの1
モル/時、R−113の0.5モル/時の混合ガスを流
して反応を行なった。反応結果は次の通りであった。実
施例 5 実施例1で示したように調製した触媒300叫を、内径
ljnch、長さ1仇のインコネル60項製のU字型反
応器に充填し、塩格に浸して外部より加熱しつつ200
qoに保持した。
これにフッ化水素を2モル/時、四塩化炭素1モル/時
の流速で触媒上に流した。反応器出口ガスをガスクロマ
トグラフで分析し次の結果を得た。生成物分布
モル% R−13(CCiF9) 10.6R−12(
CC12F2) 55.7R−11(CC13F
) 20.1R−10(CCW 1
3.6実施例 6 実施例5で示した条件下で連続して反応を行ない、触媒
の耐久性を調べた結果を下表に示す。
あわせてy−アルミナをフツ化水素で処理して得た触媒
の同一条件下での性能を比較して下表に示す。なお、性
能はR−12の選択率「モル%」で代表して示した。
実施例 7 実施例4に使用したのと同じ触媒を実施例2で示したも
のと同じ反応器に充填し、フッ化水素/窒素の気流中で
活性化を行なった後、温度を250℃に保持した。
これにHFを1モル/時、ジフルオロクロロメタン(R
−22)を1モル/時の流速で流して反応を行なった。
反応結果は次の通りであった。生成物分布
モル% R−23(CHF3) 90.5R−松(CH
CIF2) 4.2R−21(CHC12F)
3.8R−20(CHC13)
1.5実施例 8実施例1で示したように調製した触媒
300叫を実施例2で示したものと同じ反応器に充填し
、外部より加熱しつつ300午0に保持した。
これにフツ化水素を1モル/時、トリクロロェチレンを
0.3モル/時の流速で触媒上に流した。反応器出口ガ
スをガスクロマトグラフで分析し、次の結果を得た。生
成物分布 モル% R13傘(CF3CHよ) 0.5R13粉(
CF3CH2CI) 70.8R13幼(CCI
F2CQCI) 1.5トリクロルエチレン
26.4R123(CF3CHC12)他
0.8実施例 9実施例1で示したように調製した触媒
300舷を実施例2で示したものと同じ反応器に充填し
、外部より加熱しつつ28ぴ0に保持した。
これにフッ化水素を1モル/時、1,1.2トリクロロ
2,2ジフルオロェタンを0.5モル/時の流速で触媒
上に流して反応を行ない、次の結果を得た。生成物分布
モル%

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 酸化物重量基準で50〜90%の酸化アルミニウム
    を含有し、且つ酸化クロムに対して酸化物重量基準で5
    〜30%の酸化マグネシウムを含有する酸化クロム/酸
    化マグネシウム/酸化アルミニウム系触媒の存在下に、
    C_1〜C_4の炭素数を有するハロゲン化炭化水素と
    フツ化水素とを反応せしめることを特徴とするハロゲン
    化炭化水素をフツ素化する方法。
JP56079377A 1981-05-27 1981-05-27 ハロゲン化炭化水素をフツ素化する方法 Expired JPS606927B2 (ja)

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DE3323374A1 (de) * 1983-06-29 1985-01-10 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Katalysatoren fuer fluorierungs- und/oder dismutierungsreaktionen von halogenkohlenwasserstoffen und verfahren zu ihrer herstellung
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