RU2193523C2 - Method of preparing selenium tetrafluoride - Google Patents
Method of preparing selenium tetrafluoride Download PDFInfo
- Publication number
- RU2193523C2 RU2193523C2 RU2000123346A RU2000123346A RU2193523C2 RU 2193523 C2 RU2193523 C2 RU 2193523C2 RU 2000123346 A RU2000123346 A RU 2000123346A RU 2000123346 A RU2000123346 A RU 2000123346A RU 2193523 C2 RU2193523 C2 RU 2193523C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- selenium
- mixture
- fluorine
- tetrafluoride
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к неорганической химии, к области получения фторидов элементов VI группы II подгруппы Периодической системы элементов, а именно - к получению тетрафторида селена SeF4.The invention relates to inorganic chemistry, to the field of production of fluorides of elements of group VI of group II of the subgroup of the Periodic system of elements, namely to the production of selenium tetrafluoride SeF 4 .
Тетрафторид селена находит применение, в частности, в процессах избирательного фторирования при синтезе лекарственных препаратов. Selenium tetrafluoride is used, in particular, in the processes of selective fluorination in the synthesis of drugs.
Тетрафторил селена - бесцветная жидкость, характеризующаяся температурой кипения около 105oС и температурой плавления около минус 9,5oC.Selenium tetrafluoride is a colorless liquid, characterized by a boiling point of about 105 o C and a melting point of about minus 9.5 o C.
Известны [Gmelin Handbook, Se. Supplement vol. B2, Compounds. Springer-Verl. , 1984, S.9-10] различные способы получения тетрафторида селена. Это соединение получают фторированием селена фторидами галогенов [J.J. Pitts. A.W. Jache, Inorganic Chemistry, 7, 1968, p.1661-3], например трифторидом хлора ClF3 [C.J. Schack et al, Inorganic Chemistry, 11, 1972, р.208-9] . Фториды и гексафториды серы, селена и теллура получают обработкой соответствующих элементов фторидом хлора [патент США 3373000, кл.23-352, заявл. 01.11.66, опубл. 12.03.68].Known [Gmelin Handbook, Se. Supplement vol. B2, Compounds. Springer-Verl. , 1984, S.9-10] various methods for producing selenium tetrafluoride. This compound is obtained by fluorination of selenium with halogen fluorides [JJ Pitts. AW Jache, Inorganic Chemistry, 7, 1968, p.1661-3], for example, ClF 3 chlorine trifluoride [CJ Schack et al, Inorganic Chemistry, 11, 1972, p. 208-9]. Sulfur, selenium and tellurium fluorides and hexafluorides are obtained by treating the corresponding elements with chlorine fluoride [US Pat. No. 3,373,000, Cl. 23-352, claimed 11/01/66, publ. 03/12/68].
Тетрафторид селена получают также взаимодействием тетрафторида серы с оксидами селена или с селенатами металлов [патент США 3026179, заявл. 7.06.57, опубл. 20.03.62; Chem. Abstr. V.57, 13411]. Selenium tetrafluoride is also prepared by reacting sulfur tetrafluoride with selenium oxides or with metal selenates [US Pat. No. 3,026,179, claimed. 7.06.57, publ. 03.20.62; Chem. Abstr. V. 57, 13411].
Селениды урана, например USe, USe2 или USe3, после обработки их растворенным фтором образуют в основном тетрафториды селена и урана [А.F. Clifford, A.J. Morris, J. Inorganic Nucl. Chemistry, 5, 1957, p.71-75, 73].Uranium selenides, for example, USe, USe 2 or USe 3 , after treatment with dissolved fluorine, form mainly selenium and uranium tetrafluorides [A.F. Clifford, AJ Morris, J. Inorganic Nucl. Chemistry, 5, 1957, p. 71-75, 73].
Однако при получении тетрафторида селена рассмотренными выше способами продукт в значительной степени загрязнен; кроме того, образуется некоторое количество побочных продуктов. However, upon receipt of selenium tetrafluoride by the methods described above, the product is substantially contaminated; in addition, some by-products are formed.
Известны способы получения тетрафторида селена из элементов - селена и фтора [Е.Е. Aumsley, R.D. Peacock, P.L. Robinson, J. Chemical Society, 1952. p,1231-4; С. Dagron, Comptes Rendus, 244, 1957, p.1779-82]:
Se+2F2-->SeF4.Known methods for producing selenium tetrafluoride from elements - selenium and fluorine [E.E. Aumsley, RD Peacock, PL Robinson, J. Chemical Society, 1952. p, 1231-4; C. Dagron, Comptes Rendus, 244, 1957, p. 1779-82]:
Se + 2F 2 -> SeF 4 .
По этим известным способам тетрафторид селена получают в тщательно контролируемых условиях, иначе образуется гексафторид селена. Перед фторированием селен сушат в вакууме при 200oС и затем диспергируют в виде неглубокого слоя в пустом, охлаждаемом льдом сосуде из пирексного или кварцевого стекла.By these known methods, selenium tetrafluoride is prepared under carefully controlled conditions; otherwise, selenium hexafluoride is formed. Before fluorination, selenium is dried in vacuum at 200 o C and then dispersed as a shallow layer in an empty, ice-cooled vessel made of pyrex or quartz glass.
Фтор растворяют азотом в соотношении 1:1 и пропускают над селеном со скоростью 1 л/час при охлаждении около 0oС. По завершении взаимодействия жидкий продукт дистиллируют и фракционируют. При температуре около 100oС либо при использовании более концентрированного потока фтора основным продуктом взаимодействия является гексафторид селена. При проведении процесса в стеклянном аппарате продукт содержит примеси фторида кремния.Fluorine is dissolved in nitrogen in a ratio of 1: 1 and passed over selenium at a rate of 1 l / h with cooling at about 0 o C. After completion of the interaction, the liquid product is distilled and fractionated. At a temperature of about 100 o With or using a more concentrated fluorine flux, the main product of the interaction is selenium hexafluoride. When carrying out the process in a glass apparatus, the product contains impurities of silicon fluoride.
Процесс [A. Haas, H. Wilner, Zeitschrift fur Anorganische und Allgemeine Chemie, 454, 1979, S. 17-23] может проводиться в тефлоновом или кварцевом аппарате, при этом пары селена при высокой температуре взаимодействуют со смесью газообразного фтора и аргона, образуя смесь моно, ди- и тетрафторидов селена, которые затем осаждаются на охлажденной поверхности. При этом возникает необходимость разделения фторидов. The process [A. Haas, H. Wilner, Zeitschrift fur Anorganische und Allgemeine Chemie, 454, 1979, S. 17-23] can be carried out in a Teflon or quartz apparatus, while selenium vapors at high temperature interact with a mixture of fluorine gas and argon, forming a mixture of mono, selenium di and tetrafluorides, which are then deposited on a cooled surface. This necessitates the separation of fluorides.
Наиболее близким к предлагаемому способу является метод [J.Carre, P. Claude, J.M. Letoffe et al, J. Fluorine Chemistry, 14, 1979, p.139-52,140]. Closest to the proposed method is the method [J. Carre, P. Claude, J.M. Letoffe et al, J. Fluorine Chemistry, 14, 1979, p. 139-52,140].
Этот способ является вариантом способа, предложенного Aynsley и др., по которому проводили фторирование селена смесью 1:1 фтора и азота при температуре 0oС[Е.Е. Aynsley, R.d. Peacock, p.1. Robinson, Journal Chemical Society, 1952, 1231-4]. По усовершенствованному способу селен взаимодействует со фтором в металлическом аппарате, внутри которого расположен змеевик, охлаждаемый рефрижерантом. Селен подвергают сублимации и наносят на поверхность змеевика конденсацией, а затем в аппарат со скоростью 8 л/час пропускают смесь фтора и азота. Взаимодействие свежесублимированного селена со фтором, разбавленным азотом (в соотношении 1:1, как у Aynsley, см. выше), проводят при температуре минус 8oС и давлении 200 мбар. По мере взаимодействия образующийся тетрафторид селена стекает на дно реактора, что позволяет проводить реакцию до полного расхода исходного селена.This method is a variant of the method proposed by Aynsley et al., In which fluorination of selenium was carried out with a 1: 1 mixture of fluorine and nitrogen at a temperature of 0 ° C. [E.E. Aynsley, Rd Peacock, p. 1. Robinson, Journal of the Chemical Society, 1952, 1231-4]. According to an improved method, selenium interacts with fluorine in a metal apparatus, inside of which there is a coil cooled by a refrigerant. Selenium is subjected to sublimation and applied to the surface of the coil by condensation, and then a mixture of fluorine and nitrogen is passed into the apparatus at a rate of 8 l / h. The interaction of freshly sublimated selenium with fluorine diluted with nitrogen (in a 1: 1 ratio, as in Aynsley, see above), is carried out at a temperature of minus 8 o C and a pressure of 200 mbar. As the reaction takes place, the resulting selenium tetrafluoride flows to the bottom of the reactor, which allows the reaction to be carried out until the initial selenium is completely consumed.
Сложность применения этого способа состоит в необходимости проведения синтеза как минимум в две стадии - предварительной сублимации и фторирования. Исходный селен сначала нагревают до сублимации, в результате которой он в мелкодисперсном виде осаждается на охлаждаемой поверхности змеевика. Таким образом, взаимодействие фторазотной смеси проходит с порошкообразным, свежесублимированным селеном, нанесенным на поверхность тонким слоем. После нанесения сублимированного селена необходимо охлаждение объема реактора для проведения фторирования. Кроме того, получаемый продукт, собираемый на дне реактора, может содержать примеси и загрязнения. The complexity of the application of this method is the need for synthesis at least in two stages - preliminary sublimation and fluorination. The initial selenium is first heated to sublimation, as a result of which it is finely dispersed on the cooled surface of the coil. Thus, the interaction of the fluoroazole mixture proceeds with powdered, freshly sublimated selenium deposited on the surface in a thin layer. After applying freeze-dried selenium, it is necessary to cool the reactor volume to carry out fluorination. In addition, the resulting product collected at the bottom of the reactor may contain impurities and contaminants.
Задачей, стоящей перед авторами предлагаемого изобретения, является создание более простого, технологичного способа получения тетерафторида селена, без специальной предварительной обработки исходного селена, без его нагревания и какой-либо очистки. The challenge facing the authors of the present invention is to create a simpler, more technologically advanced method for producing selenium tetrafluoride, without special preliminary treatment of the source selenium, without heating and any purification.
Указанная задача решается путем проведения фторирования "сырого" исходного селена, который может использоваться в любом виде, выпускаемом промышленностью - в гранулированном, таблетированном, и т. п., не подвергаясь предварительной обработке, при этом получаемый продукт не должен содержать примесей и загрязнений. This problem is solved by fluorination of the "raw" source selenium, which can be used in any form produced by industry - granular, tableted, etc., without being subjected to pre-treatment, while the resulting product should not contain impurities and impurities.
Сущность изобретения состоит в том, что в аппарат для проведения фторирования слоем 20-25 мм насыпают селен в виде любого коммерчески доступного продукта. Это могут быть гранулы или таблетки, например, выпускаемые в соответствии с ГОСТ, диаметром около 5 мм и высотой около 1-2,5 мм. Однако приведенная характеристика этого продукта не ограничивает допустимые для использования в этом способе его виды. Фторирование проводят фтором, разбавленным инертным газом, например азотом, аргоном или гелием, однако экономически целесообразно использование азота или аргона. Может использоваться также и смесь инертных газов, например азота и аргона, в любом соотношении. Объемное соотношение фтора и инертного газа составляет 1:4-5. The essence of the invention lies in the fact that selenium is poured into the apparatus for conducting fluorination with a layer of 20-25 mm in the form of any commercially available product. These can be granules or tablets, for example, produced in accordance with GOST, with a diameter of about 5 mm and a height of about 1-2.5 mm. However, the above characteristic of this product does not limit the types acceptable for use in this method. Fluorination is carried out with fluorine diluted with an inert gas, for example nitrogen, argon or helium, however, the use of nitrogen or argon is economically feasible. A mixture of inert gases, such as nitrogen and argon, in any ratio can also be used. The volume ratio of fluorine and inert gas is 1: 4-5.
Смесь газов пропускают в реактор со скоростью подачи 20-80 л/час, поддерживая в нем температуру от +5oС до -10oС. После завершения фторирования, которое определяют по снижению температуры в реакторе, охлаждение прекращают. Готовый продукт - тетрафторид селена собирают либо на дне реактора, либо путем испарения. Для проведения последнего повышают температуру в реакторе до 90-105oС, заменяя рефрижерант (рассол) на пар и понижая давление до 0,3-0,5 атм. Образующиеся пары тетрафторида селена выводят из реактора и собирают в сборнике. Полученный таким образом продукт состоит из тетрафторида селена с содержанием основного вещества около 99,9%. Анализ продукта проводился методами хроматографии, по химическому взаимодействию с йодистым калием KJ, или ЯМР.The gas mixture is passed into the reactor with a feed rate of 20-80 l / h, maintaining the temperature in it from +5 o C to -10 o C. After completion of fluorination, which is determined by the temperature decrease in the reactor, cooling is stopped. The finished product, selenium tetrafluoride, is collected either at the bottom of the reactor or by evaporation. To carry out the latter, the temperature in the reactor is increased to 90-105 o C, replacing the refrigerant (brine) with steam and lowering the pressure to 0.3-0.5 atm. The resulting pairs of selenium tetrafluoride are removed from the reactor and collected in a collector. The product thus obtained consists of selenium tetrafluoride with a basic substance content of about 99.9%. Product analysis was performed by chromatography, by chemical interaction with potassium iodide KJ, or NMR.
Процесс фторирования по предлагаемому способу может проводиться, как описано далее, однако изобретение не ограничено приведенными примерами. Процесс может проводиться также в реакторах другой конструкции, позволяющей осуществить разработанный нами способ. The fluorination process according to the proposed method can be carried out as described below, however, the invention is not limited to the above examples. The process can also be carried out in reactors of a different design, allowing us to implement the method developed by us.
Для проведения способа использовался реактор в двойными стенками и с полками, позволяющими осуществлять подачу охлаждающего рассола или греющего пара, например, как показано на чертеже, иллюстрирующем проведение процесса. To carry out the method, a reactor was used in double walls and with shelves that allow the supply of cooling brine or heating steam, for example, as shown in the drawing, illustrating the process.
Количество полок в этом реакторе не ограничено приведенной схемой. The number of shelves in this reactor is not limited to the above scheme.
В реактор 1 насыпают исходный коммерческий селен, описанный выше, на полки 2 слоем примерно 20-25 мм, причем его масса не ограничена и зависит от объема реактора. В межтрубное пространство реактора (рубашка 3) и через змеевик 4 пропускают охлаждающий рассол и по достижении температуры от +5 до - 8oС в реактор со скоростью около 20-80 л/час подают смесь 5 фтора и инертного газа в соотношении 1:4-5 соответственно. Может использоваться также смесь инертных газов. В процессе фторирования температуру в реакторе поддерживают, подавая в межтрубное пространство рассол, охлажденный до температуры в пределах от 0 до -10oС. После завершения фторирования, определяемого по снижению температуры в реакторе, фиксируемой с помощью термопары, подачу газа прекращают. После этого температура поднимается до температуры рассола. Образовавшийся тетрафторид селена либо отводят со дна реактора, либо проводят его испарение, для чего вместо рассола в межтрубное пространство подают греющий пар. При температуре проведения фторирования (от 90 до 105oС) и давлении около 1,3-1,5 атм парообразный тетрафторид селена испаряется и собирается в сборнике, снабженном холодильником.Initial commercial selenium, described above, is poured into the
Конкретные параметры проведения процесса приведены в примерах 1-6, представленных в таблице. В примерах указано объемное соотношение фтора и азота в подаваемой смеси. Время проведения процесса зависит от массы загружаемого исходного селена, скорости подачи потока газа, содержащего фтор, и соотношения в нем фтора и азота, а также температуры проведения процесса. Процесс ведут до полной конверсии исходного селена. Завершение фторирования определяют по реакции с йодистым калием пробы, взятой через пробный кран (на схеме не указан). При завершении взаимоодействия в отобранной пробе появляется свободный, непрореагировавший фтор, который взаимодействует с йодистым калием, в результате выделяется свободный иод, окрашивающий пробу:
F2+2KJ-->J2+2KF.Specific process parameters are given in examples 1-6, presented in the table. In the examples, the volume ratio of fluorine and nitrogen in the feed mixture is indicated. The time of the process depends on the mass of the charged source selenium, the feed rate of the gas stream containing fluorine, and the ratio of fluorine and nitrogen in it, as well as the temperature of the process. The process is conducted until the complete conversion of the source selenium. The completion of fluorination is determined by the reaction with potassium iodide of a sample taken through a test valve (not shown in the diagram). At the end of the interaction, free, unreacted fluorine appears in the selected sample, which interacts with potassium iodide, and as a result, free iodine stains the sample:
F 2 + 2KJ -> J 2 + 2KF.
Разработанный способ позволяет получать продукт с выходом не менее 75% и содержанием тетрафторида селена до 99,9%. The developed method allows to obtain a product with a yield of at least 75% and a content of selenium tetrafluoride up to 99.9%.
Способ позволяет применять исходный селен в любом виде, без его предварительной очистки и специальной обработки. The method allows you to use the source of selenium in any form, without preliminary purification and special processing.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000123346A RU2193523C2 (en) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | Method of preparing selenium tetrafluoride |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000123346A RU2193523C2 (en) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | Method of preparing selenium tetrafluoride |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000123346A RU2000123346A (en) | 2002-08-27 |
RU2193523C2 true RU2193523C2 (en) | 2002-11-27 |
Family
ID=20239897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000123346A RU2193523C2 (en) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | Method of preparing selenium tetrafluoride |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2193523C2 (en) |
-
2000
- 2000-09-04 RU RU2000123346A patent/RU2193523C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
J.CARRE et al, J. Fluorine Chemistry, 1979, v.14, p.139-152. * |
КИНДЯКОВ П.С. и др. Химия и технология редких и рассеянных элементов. - М.: Высшая школа, 1976, ч. III, с.107. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8722005B1 (en) | Synthesis of hydrogen bis(fluorosulfonyl)imide | |
JP3954118B2 (en) | Zircon processing method | |
GB774270A (en) | Method of producing bodies of metals or matalloids | |
JP4842272B2 (en) | Method for fluorinating manganese compounds | |
US2778726A (en) | Purification of refractory metals | |
US3386892A (en) | Purification of fluosilicic acid solution by distillation with phosphoric acid solution | |
RU2193523C2 (en) | Method of preparing selenium tetrafluoride | |
US3687622A (en) | High pressure purification of hydrogen fluoride | |
US3663382A (en) | Process of recovering hydrogen fluoride free of arsenic by distillation | |
US3023087A (en) | Process for the production of extremely pure silicon | |
JP2000159505A (en) | Production of halogen fluoride compound | |
Swindell et al. | Extensively rearranged derivatives of sulfur tetrafluoride, trifluoromethylsulfur trifluoride, and bis (trifluoromethyl) sulfur difluoride from hexafluoroisopropylideniminolithium reactions | |
IL23892A (en) | Process for producing iodine pentafluoride | |
US6780390B2 (en) | Method of producing high purity germanium tetrafluoride | |
US3053637A (en) | Production of pure phosphorus | |
Brown et al. | Preparation and some physical properties of sulphur tetrafluoride | |
US2999736A (en) | High purity silicon | |
US4190487A (en) | Reactive atmosphere processing method of crystal growth of alkaline earth chlorides | |
SU823276A1 (en) | Method of preparing sulfur tetrafluoride | |
US2894811A (en) | Process for making uranium hexafluoride | |
SU1432001A1 (en) | Method of producing pure gaseous fluorine | |
US3047366A (en) | Production of pure arsenic and phosphorus | |
US2931709A (en) | Decarburizing silicon tetrachloride | |
US3207581A (en) | Process for purifying boron trichloride | |
US3095271A (en) | Production of boron trihalides |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060905 |