KR20080076793A - Ｃｆ3ｉ 및 ｃｆ3ｃｆ2ｉ의 합성용 촉매 - Google Patents

Ｃｆ3ｉ 및 ｃｆ3ｃｆ2ｉ의 합성용 촉매 Download PDF

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KR20080076793A
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슈우 양
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Abstract

식 CF3(CF2)n-Y로 표시되되, 여기서 n은 0 또는 1인 플루오로요오도 알칸 화합물의 제조방법. 상기 방법은 A, B 및 C를 접촉시키는 단계를 포함한다. A는 식 CF3(CF2)n-Y로 표시되고, 여기서 n은 0 또는 1이고, Y는 H, Cl, Br, 및 COOH로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다. B는 요오드원이고, 그리고 C는 d1s1 배열을 갖는 원소 및 란타나이드 원소를 포함하는 촉매이다. 상기 방법은 상기 플루오로요오도알칸 화합물을 제조하기에 충분한 온도에서, 그리고 접촉시간 동안 수행된다.
플루오로요오도알칸, 촉매, 란타나이드, 개질자

Description

ＣＦ3Ｉ 및 ＣＦ3ＣＦ2Ｉ의 합성용 촉매{CATALYST FOR THE SYNTHESIS OF CF3I AND CF3CF2I}
본 발명의 기재는 CF3I 및 CF3CF2I의 합성에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 본 발명의 기재는 CF3I 및 CF3CF2I의 합성에 사용되는 촉매의 패밀리(family)에 관한 것이다.
트리플루오로요오도메탄(CF3I) 및 펜타플루오로요오도에탄(C2F5I)는 유용한 화학물질이다. CF3I는 트리플루오로브로모메탄을 대체하는 잠재적 소화제(fire extinguisher), 계면활성제, 화학물질 및 약품 제조에서 트리플루오로메틸기를 도입하기 위한 플루오린 함유 중간 화합물(intermediate compound), 그리고 일부 하이드로플루오로카본과 함께 혼합될 때 낮은 지구 온난화지수(low global warming potintial)를 갖는 냉매(refrigerant)이다. C2F5I는 플루오르화된 계면 활성 물질 분야와 관련된 많은 용처에서 합성 중간체, 보다 구체적으로는 소화 배합물(fire-extinguishing formulations)로서, 여러 가지 기재상에서 소수성 및 소유 성(olephobic) 마감재(finishes)로서, 그리고 의약 제제(medical agent)로서 사용된다.
배치식 및 연속식 공정 모두는 트리풀루오로메탄의 제조를 위해 발전해 왔다. 배치 공정에 있어서, 트리플루오로요오도메탄은 트리플루오로아세트산 또는 그 유도체를 요오드와 반응시킴으로써 제조될 수 있음을 보여주고 있다. 그러나, 이 공정은 반응 조건의 엄격한 제어 및 원료 물질에서의 수분 정도를 요구하였으며, 그리고, 나아가, 고가의 은 트리플루오로아세테이트가 고 수율의 트리플루오로요오도메탄를 얻기 위해 사용되어야 하였다.
선택적으로 트리플로오로요오도메탄은 연속적 증기상 반응(continuous vapor-phase reaction))을 통해 제조될 수 있다. 그러나, 공지된 공정에 대하여 지금까지 개발된 상기 촉매 패밀리는 지지된 알칼리 및 알칼리 토금속의 염 및 CuI에 한정된다. 이러한 촉매들은 반응 중 카본 형성(carbon formation)으로 인한 급속한 비활성화(deactivation) 및/또는 촉매에서의 활성 성분의 손실 및 소결을 야기한다.
따라서, 종래의 촉매 및 공정의 하나 또는 그 이상의 상기 및 다른 해로운 효과를 극복, 경감 및/또는 완화시키는 선택적 촉매 시스템 및 공정을 개발할 필요가 있다.
본 개시의 목적은 촉매로서 d1s1 배열을 갖는 원소 및 란타나이드 원소를 사용하여 트리플루오로요오도메탄(CF3I) 및 펜타플루오로요오도에탄(C2F5I)을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 다른 목적은 본 개시의 촉매 활성의 촉진제로서 전이금속, 귀금속, 또는 희토류 금속을 사용하여 트리플루오로요오도메탄(CF3I) 및 펜타플루오로요오도에탄(C2F5I)을 제조하는 방법을 제공하는 방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 상기 및 다른 특징 및 장점들은 아래의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 본 분야에서 통상의 기술을 가진 자에 의해 올바르게 인식되고, 이해될 것이다.
본 발명의 개시는 식: CF3(CF2)n-Y로 표시되되, 여기서 n은 0 또는 1인, 플루오로요오도알칸 화합물의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 A, B 및 C를 접촉시키는 단계를 포함하되, 여기서 A는 식: CF3(CF2)n-Y로 표시되되, 여기서 n은 0 또는 1이고, Y는 J, Cl, Br 및 COOH로 구성되는 군으로부터 선택되는 것이고, B는 요오드원이고, 그리고 C는 d1s1 배열을 갖는 원소 및 란타나이드 원소를 포함하는 촉매이다. 상기 방법은 플루오로요오도알칸 화합물을 제조하기에 충분한 온도 및 접 촉시간 동안 일어난다.
본 개시는 식 CF3(CF2)n-Y로 표시되되, 여기서 Y는 H, Cl, Br, 및 COOH로부터 선택되고, n은 0 또는 1인 화합물로부터 식 CF3(CF2)n-I로 표시되되, 여기서 n은 0 또는 1인 플루오로요오도알칸 화합물을 제조하는 공정에 사용되는 촉매를 제공한다. 상기 공정은 요오드 원(I2, HI, ICl, IF5, CI4 등)의 존재 하에서, 그리고 산소 원(O2, 공기, 오존, N2O2 등)의 부존재 또는 존재 하에서 수행된다.
일부 구현예에 있어서, 본 공정의 촉매는 d1s1 배열을 갖는 원소 및/또는 란타나이드 원소로서, 이에 한정하는 것은 아니지만, 스칸디윰(Sc), 이트리윰(Y), 란타늄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마리윰(Sm), 유로피윰(Eu), 튜리윰(Tm), 이테르븀(Yb), 및 루테튬(Lu)을 포함하며, 현재의 어떠한 전구체의 형태로도 존재할 수 있다.
촉매는 지지체, 바람직하게는 활성 탄소에 상기 원소 각각 또는 이들의 혼합물을 지지시킴으로써 제조되거나, 또는 벌크(bulk)(지지되지 않은)로서 직접 사용될 수 있다. 이들 원소들의 함량은 전체 촉매 중량의 0.001% 내지 100% 범위, 그리고 이들 사이의 모든 부범위(subrange)이다. 이들 원소들의 전구체는 옥사이드, 니트레이트, 할라이드, 카보네이트, 비카보네이트, 술페이트, 및 포스페이트 또는 기타 현존하는 염 및 화합물일 수 있다.
촉매는 그 자체로서 사용될 수 있으며, 전이금속(귀금속을 포함함) 또는 주족원소(main group element)에 의해 촉진/개질될 수 있다. 전이금속 촉진자(promoter)/개질자(modifier)는 이에 한정하는 것은 아니지만, 다음의 원소를 포함한다: Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Zn, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, W, Re, Pt, Ag, Ce, Pr, 등. 이들 원소의 어떤 조합, 또는 이들 원소의 하나 또는 조합의 염 또는 다른 형태가 촉진자/개질자의 리스트에 포함된다. 주족 원소의 촉진자/개질자는 이에 한정하는 것은 아니지만, 다음을 포함한다: 알칼리 금속(Li, Na, K, Rb 및 Cs), 알칼리 토금속(Be, Mg, Ca, Sr 및 Ba), Al, P, Ga, In, Sn, Sb, Tl, Bi, 등 및 이들 원소의 조합. 상기 촉진자/개질자는 현존하는 전구체(예를 들어, 염)의 현존하는 형태의 단일 원소일 수 있으며, 또는 이들 원소의 현존하는 전구체의 현존하는 형태의 조합일 수 있다.
일부 구현예에 있어서, 알칼리 및/또는 알칼리 토금속이 촉진자/개질자로서 사용될 때, 상기 d1s1 배열을 갖는 원소 및 란타나이드 원소의 이들 금속에 대한 원자 비는 1 미만이다. 즉, 단지 소량의 알칼리 및/또는 알칼리 토금속이 촉진자로서 사용된다. 다른 촉진자/개질자에 있어서, 촉매 내에서 d1s1 배열을 갖는 원소 및 란타나이드의 촉진자/개질자에 대한 원자 비는 0.00001 내지 100000, 보다 바람직하게는 0.0001 내지 10000의 범위를 갖는다. 상기 원소의 원자비로 제공된 범위는 상기 동일한 범위의 파라메터에 속하는 모든 부범위를 포함한다.
이로써 제조된 촉진된 촉매는 질소와 같은 불활성가스 내에서 100-750℃, 보 다 바람직하게는 300-600℃, 그리고 그 사이의 모든 부범위에서 소성될 수 있다.
반응 전에, 상기 촉매는 HF, HCl, HI, F2, Cl2, CF3H, I2, 공기, 산소, 또는 이들의 혼합물과 같은 불활성 가스에서 이들이 사용될 특정 반응 온도의 위 또는 아래에서 추가로 처리될 수 있다. 상기 반응온도는 약 100℃ 내지 약 750℃, 및 그 사이의 모든 온도일 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 반응온도는 약 300℃ 내지 약 600℃, 그리고 그 사이의 모든 온도의 범위를 갖는다.
본 개시의 공정을 시행함에 있어서, 상기 반응은 약 100℃ 내지 750℃의 온도, 0.001atm 내지 약 100atm 압력에서 약 0.001초 내지 약 300시간의 접촉시간 동안 수행될 수 있다. 상기 접촉시간은 모든 공급의 체적 속도로 나눈 촉매의 체적으로 정의된다. 또한, 상기 반응은 이들 범위에 속하는 압력 및 접촉 유지 하에서 수행될 수 있다.
상기 공정은 배치식 공정일 수 있으며, 또는 연속식 공정일 수 있다. 또한, 반응기 타입은 공정 베드 반응기(fixed bed reactor) 또는 이동 베드 반응기(moving bed reactor)일 수 있으며, 유동화 베드 반응기, 로터리 반응기, 라이징(rising) 베드 반응기 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
상기 반응기는 선택적으로 질소, CO, CO2, 물, 유기 용매 또는 이들의 혼합물과 같은 불활성 가스를 포함하는 희석액을 포함할 수 있다.
상기 공정은 하나 또는 그 이상의 다음 단계: 트리플루오로메틸이오다이드 또는 펜타플루오로에틸이오다이드일 수 있는 플루오로요오도알칸을 수성 알칼리 용 액을 포함하는 스크류버를 통해 통과시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 공정은 또한 건조제를 포함하는 스크류버를 통하여 상기 플루오로요오도알칸을 통과시키고, 이어서 상기 플루오로요오도알칸의 끓는점 아래의 온도로 냉각시켜 응축시키는 단계를 또한 포함할 수 있다. 상기 공정은 또한, 상기 반응 혼합물로부터 실질적으로 순수한 형태로 플루오로요오도알칸을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
다음의 제한하지 않는 실시예는 본 개시의 다양한 구현예의 실례이다. 본 개시의 범위로부터 이탈함이 없이, 본 분야에서 많은 공지된 것 중에서 다양한 변형을 선택하는 것은 본 분야의 통상의 지식을 가진 자의 능력 범위 내에 속한다. 따라서, 이들 실시예는 본 개시를 추가로 설명하고자 하는 것으로서, 이에 한정되는 것이 아니다.
실시예 1: 촉매 제조 - 카본 지지된 란타늄 옥사이드 또는 염(La2O3/C) 촉매: La(NO3)3의 지정된 함량을 탈이온화된 물(물의 함량은 지지체의 포어(pore) 체적으로부터 계산된다.)에 용해하였다. La(NO3)3를 완전히 용해한 후에, 지정된 함량의 활성 카본(100-120℃에서 12시간 동안 미리 건조됨)을 상기 용액에, 또는 반대로 천천히 부었다. 상기 페이스트를 연속적으로 교반하여 균질한 함침을 달성하고, 그 후에, 밤새 후드(hood)에 두어 적절한 함침이 되게 하였다. 계속하여, 상기 함침된 샘플을 오븐에서 100-120℃에서 12시간 동안 건조하고, 450-550℃에서 4시간 동안 질소를 흘리면서 하소하였다.
촉진된 La2O3/C 촉매의 제조: 지정된 함량의 La(NO3)3 및 지정된 함량의 촉진 제 전구체를 소정 함량의 탈 이온수에 용해하였다. 모든 염이 완전히 용해된 후에, 지정된 함량의 활성 탄소(100-120℃에서 12시간 동안 미리 건조됨)를 상기 용액에, 또는 그 반대로 천천히 부었다. 상기 페이스트를 연속적으로 교반하여 균질한 함침을 달성하고, 그 후에 밤새 후드에 두어 적절한 함침이 되게 하였다. 계속하여, 상기 함침된 샘플을 오븐에서 100-120℃에서 12시간 동안 건조하고, 450-550℃에서 4시간 동안 질소를 흘리면서 하소하였다. 단계적 함침의 경우, 촉진제 염을 먼저 활성 탄소에 밤새 함침하였다. 건조/하소 후, La(NO3)3를 활성 탄소에 함침하고, 뒤이어, 건조 및 하소하였다.
본 분야에서 공지된 어떠한 지지체라도 사용할 수 있으나, 본 개시에 사용된 상기 활성 탄소 지지체는 일본 EnviroChemical, Ltd사제의 펠렛화된 Shirasagi C2X 4/6-2이었다. 펠렛화된 Shirasagi C2X 4/6-2는 표면적 1000m2/g 초과 및 평균 포어 직경 23Å(옹스트롬, angstrom)을 갖는 고도로 정제된 것이다.
실시예 2: d1s1 배열을 갖는 원소를 함유하는 카본 지지된 촉매의 반응성-표 1은 500℃ 스트림 상에서 2시간 후의 스칸디윰(Sc, 이트리윰(Y), 및 란타늄(La)과 같은 d1s1 배열을 갖는 원소를 함유하는 활성 탄소 지지된 촉매 일부의 반응성 및 선택성을 기재하고 있다. 5% Sc2O3/C에 대하여, 스트림 상 7시간 후 활성을 나타내기 시작하였다. 상기 CF3H 전환 및 5% Sc2O3/C의 CF3I 선택성은 스트림상 10시간 후에 각각 8.3% 및 65.5%이었다. 상기 촉매는 6.2% CF3H 전환, 65.4% CF3I 선택성 및 1.6% CF3CF2I 선택성으로 스트림상 20시간 후에 안정하게 잔존하였다. 상기 유도 기간(induction period)은 20시간 동안 반응된 후 4.6% CF3H 전환 및 65.5% CF3I 선택성을 나타내는 5% Y2O3/C에 대하여 12시간이었다. 5% La2O3/C에 있어서, 그 유도 기간은 8시간이었다. 10시간의 반응 시간에서, 8.3% CF3H 전환 및 65.0% CF3I 선택성을 나타내었으며, 그 선택성은 스트림 상에서 12시간 후 약 10%까지 증가하였고, 그리고 나서 그 후에 안정하게 존재하였다. 20시간 동안 반응된 후, 5% La2O3/C의 CF3H 전환, CF3I 선택성 및 CF3CF2I 선택성은 각각 10.3%, 64.9% 및 2.5%이었다.
[표 1] d1s1 배열을 갖는 원소를 함유하는 탄소 지지된 촉매의 반응성.
반응조건: 500℃, I2/CF3H = 0.33, O2/CF3H = 0.1, 접촉시간: 20초, 반응시간: 20시간
촉매 CF3H CH3I 선택성(%) CF3CF2I 선택성(%)
5% Sc2O3/C 6.2 65.4 1.6
5% Y2O3/C 4.6 65.5 1.6
5% La2O3/C 10.3 64.9 2.5
실시예 3: 란타나이드 (희토류) 원소를 포함하는 탄소 지지된 촉매의 반응성. 상기 다양한 란타나이드 (희토류) 원조를 포함하는 카본 지지된 촉매의 반응성을 표 2에 나타내었다. 여기에 제공된 데이터는 스트림상 10시간 후에 얻어졌다. 10중량%의 희토류 금속 산화물을 포함하는 상기 촉매들을 500℃에서 테스트하였는데, 약 6-12% CF3H 전환, 약 65% CF3I 선택성 및 약 2-3% CF3CF2I 선택성을 나타내었 다. 10% La2O3/C는 11.9% CF3H 전환을 나타내었으며, 이는 다른 촉매보다 약간 높다. 5% Eu2O3/C 및 Tm2O3/C를 유도기간을 줄이기 위해서 550℃에서 테스트하였다. 5% Eu2O3/C에 대한 상기 CF3H 전환, CF3I 선택성 및 CF3CF2I 선택성은 각각 34.0%, 57.7% 및 4.8%이었으며, 5%Tm2O3/C에 대하여는 각각 34.9%, 60.4% 및 3.7% 이었다.
[표 2] 란타나이드 (희토류) 원소를 포함하는 탄소 지지된 촉매의 반응성.
반응조건: 500 또는 550℃, I2/CF3H = 0.33, O2/CF3H = 0.1, 접촉시간: 20초, 반응시간; 10시간
촉매 반응 온도(℃) CF3H 전환(%) CF3I 선택성(%) CF3CF2I 선택성(%)
10% La2O3/C 500 11.9 65.1 2.3
10% Pr2O3/C 500 10.7 64.8 2.7
10% Sm2O3/C 500 9.7 64.9 2.4
10% Er2O3/C 500 7.6 65.3 2.0
10% Yb2O3/C 500 6.2 65.6 1.6
5% Eu2O3/C 550 34.0 57.7 4.6
5% Tm2O3/C 550 34.9 60.4 3.7
실시예 4: La2O3/C의 선택성에 대한 La2O3 로딩(loading)의 영향. 촉매 활성 및 선택성에 따른 La2O3 로딩의 효과를 조사하여, 그 데이터를 표 3에 나타내었다. 란타늄 옥사이드가 존재하지 않을 때, 활성화된 탄소 지지체 그 자체는 500℃에서 활성이 아니었다. 단지 미량(0.06%)의 CF3H가 CF3I 및 일부 다른 생성물로 전환되었다. 그러나, 단지 2중량%의 La2O3를 탄소에 지지하였을 때, 촉매는 12.8% CF3H 전환 및 64.8% CF3I 선택성을 제공하였다. La2O3 로딩을 5중량%로 증가시켰을 때, 촉매 활성은 스트림 상 10시간 후 약간 낮은 활성(8.3% CF3H 전환)을 나타내었다. La2O3 로딩을 5중량%에서 20중량%까지 증가시킴에 따라, CF3I 선택성이 약 65%에서 약 62%까지 약간 떨어지면서, CF3H 전환은 단조롭게(monotonically) 8.3%에서 12.9%까지 증가하였다. 이들 La2O3/C 촉매의 상기 CF3CF2I 선택성은 2%와 4% 사이였다.
[표 3] La2O3/C의 선택성에 대한 La2O3 로딩의 영향. 반응 조건: 500℃, I2/CF3H=0.33, O2/CF3H = 0.1, 접촉 시간: 20초, 반응시간: 10시간
La2O3 로딩(중량%) CF3H 전환(%) CF3I 선택성(%) CF3CF2I 선택성(%)
0(오로지 탄소) 0.08 58.4 0
2.0 12.8 64.8 2.5
5.0 8.3 65.0 2.4
10.0 11.9 65.1 2.3
20.0 12.9 62.0 3.5
실시예 5: 반응 조건의 영향. La2O3/C의 반응성을 다양한 반응 조건 하에서 조사하였다. 표 4로부터, 반응 온도가 500℃에서 550℃로 상승하였을 때, CF3I 선택성이 65%에서 53.6%로 약간 감소하고, CF3CF2I 선택성이 2.4%에서 5.0%로 약간 증가하면서, 촉매 활성이 8.3에서 39.5%로 상당히 증가하였음을 볼 수 있다. 550℃에서 접촉시간이 19초에서 38초로 증가함에 의해, 53.3% CF3I 선택성 및 3.2% CF3CF2I 선택성을 가지면서, 촉매의 CF3H 전환이 48.3%로 증가되었다. 이러한 데이터로부터 촉매 활성은 반응 온도 및 접촉 시간과 같은 반응 파라메터를 변경함으로써 조절할 수 있음을 알 0.33, O2/CF3H=0.1, 반응시간: 10시간
반응 온도(℃) 접촉시간(초) CF3H 전환(%) CF3I 선택성(%) CF3CF2I 선택성(%)
500 20 8.3 65.0 2.4
550 19 39.5 53.6 5.0
650 38 48.3 53.3 3.2
실시예 6: La2O3/C의 선택성에 대한 촉진자/첨가물의 영향. 다양한 촉진자/첨가물은 La2O3/C 촉매의 반응성을 개질할 수 있다. 표 4는 플래티늄 및 포타슘의 영향에 관한 몇 가지 예를 제공한다. 1중량% Pt를 5% La2O3/C에 첨가하였을 때, 상기 촉매는 플래티늄 프리(platinum-free) 촉매보다 긴 유도 기간을 나타내었다. Pt-La2O3/C 촉매는 12시간 동안 진행한 후 활성을 얻었으며, 15시간 동안 진행 후, 그 CF3H 전환 및 CF3I 선택성은 각각 9.4% 및 62.6%이었다(표 5).
소량의 포타슘 니트레이트와 같은 알칼리 금속염을 또한 5% La2O3/C 및 10% La2O3/C에 첨가하였다. 란타늄의 포타슘에 대한 원자 비(La/K)를 1보다 크게(>1) 되도록 조절하였다. 표 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 소량의 포타슘 니트레이트의 첨가에 따라 촉매 활성이 상당히 증가하였다. 0.2% K-5% La2O3/C는 22.3% CF3H 전환 및 60.9% CF3I 선택성을 제공하였다. 포타슘 로딩을 증가시킴에 따라, 촉매 활성이 K-5% La2O3 및 K-10%La2O3/C 모두에 있어서 더 증가하였다. 상기 유도 기간은 포타슘 염의 첨가에 의해 감소되었으나, CF3CF2I 선택성은 포타슘의 존재(약 5-6%) 하에서 더욱 높았다.
[표 5] Pt-5% La2O3/C, K-5% La2O3/C, 및 K-10% La2O3/C의 반응성. 반응조건: 500℃, I2/CF3H = 0.33, O2/CF3H = 0.1, 접촉시간: 20초, 반응시간: 10시간.
촉매 La/K 원자 비 CF3H 전환(%) CF3I 선택성(%) CF3CF2I 선택성(%)
1.0% Pt-5% La2O3/C / 9.4(15시간) 62.6(15시간) 1.7(15시간)
0.2% K-5% La2O3/C 6.0 22.3 60.9 5.7
0.5% K-5% La2O3/C 2.4 29.3 62.5 4.6
1.0% K-5% La2O3/C 1.2 34.9 61.5 5.5
1.0% K-10% La2O3/C 2.4 40.4 68.9 5.2
2.0% K-10% La2O3/C 1.2 43.6 60.3 5.8
상기 실시예들로부터, d1s1 배열을 갖는 원소 및 란타나이드를 포함하는 촉매는 CF3I 및 CF3CF2I를 제조하는데 활성이 있음이 명백하다. 반응 조건을 변화시키고, 다른 원소로 촉진시킴으로써, 촉매 활성을 더욱 강화할 수 있다.
'첫째', '둘째', '셋째' 등과 같은 단어가 다양한 요소 또는 단계를 개조하기 위해 여기에 사용될 수 있음을 또한 주의해야 한다. 이들 개질자들은 여기서 특별히 언급되지 않는 한, 개질된 요소에 대하여 공간적, 순차적 또는 계층적 순서를 부여하는 것이 아니다.
본 개시는 하나 또는 그 이상의 대표적인 구현예에 대하여 참조로 기재되었으나, 본 분야에서 통상의 지식을 가지 자라면, 다양한 변화가 가해질 수 있으며, 본 개시의 범위를 이탈함이 없이 요소를 균등물로 치환할 수 있음을 이해할 것이다. 나아가, 특별한 현상 또는 물질을 본 개시의 범위를 이탈함이 없이, 본 개시의 가르침에 대하여 적용하기 위해 많은 개조가 가해질 수 있을 것이다. 그러므로, 본 개시는가장 바람직한 모드로 생각되는 것으로서 개시된 특별한 구현예로 한정하지 않으며, 개시는 첨부된 청구항의 범위 내에 속하는 모든 구현예를 포함하는 것을 의도한다.

Claims (24)

  1. 식 CF3(CF2)n-Y으로 표시되되, 여기서 n은 0 또는 1인 플루오로요오도 알칸 화합물이고,
    A, B 및 C를 접촉시키는 단계를 포함하되, 여기서 A는 식 CF3(CF2)n-Y로 표시되고, 여기서 n은 0 또는 1이고, Y는 H, Cl, Br, 및 COOH로 이루어지는 그룹으로부터 선택되며, B는 요오드원이고, C는 d1s1 배열을 갖는 원소 및 란타나이드 원소를 포함하는 촉매이며, 상기 플루오로요오도알칸 화합물을 제조하기에 충분한 온도에서, 그리고 접촉시간 동안 수행되는 방법인, 플루오로요오도알칸 화합물의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 접촉시키는 단계는 상기 촉매에 대한 촉매 개질자(modifier)의 존재하에서 수행되되, 여기서 상기 촉매 개질자는 전이금속원소, 주족 원소, 이들의 염, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 것인 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 접촉시키는 단계는 희석액의 존재 및 산소원의 존자 하에서 수행되는 것인 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 촉매는 지지되어 있는 것인 방법.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 촉매는 지지되어 있지 않은 것인 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 촉매는 Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, 이들의 혼합물, 및 이들의 염으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 것인 방법.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 촉매 개질자는 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, 이들의 혼합물 및 이들의 염으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 전이금속원소인 방법.
  8. 제 2항에 있어서, 상기 촉매 개질자는 B, Al, Ga, In, Tl, Ge, Sn, Sb, Bi, 이들의 혼합물, 및 이들의 염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 알칼리 및 알칼리성 금속 원소 이외의 주족 원소인 방법.
  9. 제 2항에 있어서, 상기 촉매 개질자는 Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, 이들의 혼합물 및 이들의 염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 알칼리 및 알칼리성 금속이고, d1s1 배열을 갖는 원소 및 란타나이드 원소의 알칼리 및 알칼리 토금속에 대한 원자비가 1 이상인 것인 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 플루오로요오도알칸은 트리플루오로요오도메탄, 펜타플루오로요오도에탄 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 식 CF3(CF2)n-Y로 표시되는 화합물은 CF3H, CF3CF2H, CF3COOH, CF3Cl, CF3Br, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 촉매는 질소, 헬륨, 아르곤, 수소, HF, HCl, HI, F2, Cl2, CF3H, I2, 공기, 산소 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 물질을 사용하여 반응 온도 위 또는 아래의 온도에서 미리 처리된 것인 방법.
  13. 제 1항에 있어서, 여기서 상기 요오드원은 I2, HI, ICl, IF5, CI4 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 화합물인 방법.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 산소원은 O2, 공기, O3, N2O, H2O2 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 화합물인 방법.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 접촉시키는 단계는 약 100℃에서 약 750℃까지의 온도에서 수행되는 것인 방법.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 접촉시키는 단계는 약 0.001atm 내지 약 100atm의 압력에서 수행되는 것인 방법.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 접촉시키는 단계는 약 0.001초 내지 약 300시간의 접촉시간 동안 수행되는 것인 방법.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 방법은 배치식 또는 연속식인 방법.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 접촉하는 단계는 고정 베드(fixed bed) 반응기, 이동 베드(moving bed) 반응기, 유동화 베드(fluidized bed) 반응기, 로터리 킬른(rotary kiln) 반응기, 라이징(rising) 베드 반응기, 또는 이들의 조합으로 수행되는 방법.
  20. 제 2항에 있어서, 상기 희석액은 질소, 헬륨, 아르곤, CO, CO2, 물, 유기 용매 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 방법.
  21. 제 1항에 있어서, 상기 플루오로요오도알칸을 수성 알칼리 용액을 포함하는 스크류버를 통해 통과시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  22. 제 1항에 있어서, 상기 플루오로요오도알칸을 건조제를 포함하는 스크류버를 통해 통과시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  23. 제 1항에 있어서, 상기 플루오로요오도알칸의 끓는점 아래의 온도로 냉각시켜 응축시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  24. 제 1항에 있어서, 상기 반응 혼합물로부터 플루오로요오도알칸을 실질적으로 순수한 형태로 분리시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
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