RU2280030C1 - Method for preparing perfluoroalkane sulfofluoride - Google Patents
Method for preparing perfluoroalkane sulfofluoride Download PDFInfo
- Publication number
- RU2280030C1 RU2280030C1 RU2004138037/04A RU2004138037A RU2280030C1 RU 2280030 C1 RU2280030 C1 RU 2280030C1 RU 2004138037/04 A RU2004138037/04 A RU 2004138037/04A RU 2004138037 A RU2004138037 A RU 2004138037A RU 2280030 C1 RU2280030 C1 RU 2280030C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen fluoride
- perfluoroalkane
- sulfofluoride
- monohydroperfluoroalkane
- sulfofluorides
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения перфторалкансульфофторидов (ПФАСФ) общей формулы Rf-CF2-SO2F, где Rf=F, CF3, C2F5, а именно к способу получения трифторметансульфофторида, пентафторэтансульфофторида и гептафторпропансульфофторида, находящих применение в качестве промежуточных соединений в ряде синтезов, например в синтезе перфторалкансульфокислот и их солей (S.Benefice-Malouet, H.Blancou и др., J. of Fluorine Chemistry, 31 (1986) 319-332), а также в качестве компонентов очищающего газа, обладающего высокой скоростью травления.The invention relates to a method for producing perfluoroalkanesulfofluorides (PFASF) of the general formula R f —CF 2 —SO 2 F, where R f = F, CF 3 , C 2 F 5 , and in particular to a method for producing trifluoromethanesulfofluoride, pentafluoroethanesulfofluoride and heptafluoropropanesulfofluoride, which are used as intermediate compounds in a number of syntheses, for example, in the synthesis of perfluoroalkanesulfonic acids and their salts (S.Benefice-Malouet, H. Blancou et al., J. of Fluorine Chemistry, 31 (1986) 319-332), as well as components of a cleaning gas, having a high etching rate.
Известны электрохимические способы получения ПФАСФ, которые основаны на электрохимическом фторировании органического сырья (Brice, Trott, Патент США №2732398, опубл. 1954; Т.Gramstad, R.N.Haszeldine J. of Chem Soc. London, 1957, p.2640-2645; H.A.Vogel, J.C.Hansen, патент США №5486271, C 25 B 3/00, опубл. 1994 г). Предложенные методы имеют ряд недостатков, а именно:Known electrochemical methods for producing PFASF, which are based on the electrochemical fluorination of organic raw materials (Brice, Trott, US Patent No. 2732398, publ. 1954; T. Gramstad, RN Haszeldine J. of Chem Soc. London, 1957, p. 2640-2645; HA Vogel, JCHansen, U.S. Patent No. 5,486,271, C 25 B 3/00, publ. 1994). The proposed methods have several disadvantages, namely:
- низкую производительность электролизеров;- low productivity of electrolyzers;
- большую энергоемкость;- high energy intensity;
- снижение выхода целевых продуктов с ростом углеводородной цепи с 85 до 20%;- decrease in the yield of target products with the growth of the hydrocarbon chain from 85 to 20%;
- наличие большого числа продуктов деструкции;- the presence of a large number of degradation products;
- трудности, связанные с очисткой целевых продуктов. Химические способы получения указанных перфторалкансульфофторидов описаны в работах (Патент США № 3542864, 260-543, опубл. 24.11.1970 г.; патент РФ № 2237659 опубл. 10.10.2004).- difficulties associated with the purification of the target products. Chemical methods for producing these perfluoroalkanesulfofluorides are described in the works (US Patent No. 3542864, 260-543, publ. 24.11.1970; RF patent No. 2237659 publ. 10.10.2004).
Известный химический способ получения пентафторэтан- и гептафторизопропансульфофторидов взаимодействием соответствующего олефина и SO2F2 в присутствии фторида цезия в среде растворителя при 110°С в течение 60 ч не получил дальнейшего развития из-за низкой производительности и большого расхода дефицитного и дорогостоящего фторида цезия (Патент. США № 3542864, 260-543, опубл. 24.11.1970 г.).The known chemical method for producing pentafluoroethane and heptafluoroisopropanesulfofluorides by reacting the corresponding olefin and SO 2 F 2 in the presence of cesium fluoride in a solvent at 110 ° C for 60 hours has not been further developed due to the low productivity and high consumption of scarce and expensive cesium fluoride (Patent . USA No. 3542864, 260-543, publ. 24.11.1970).
Также известен способ получения перфторалкансульфофторидов с использованием в качестве исходного соединения соответствующего моногидроперфторалкансульфофторида общей формулы Rf-CFH-SO2F, где Rf=F, CF3, C2F5 фторируют элементным фтором при температуре 0-30°С (Патент РФ №2237659, опубл. 10.10.2004). Способ характеризуется высоким выходом целевого продукта (до 87,5%), использованием малоотходных типовых технологических приемов и промышленного коммерчески доступного сырья. Однако необходимость подачи фтора с низкой скоростью с целью предотвращения одномоментного повышения температуры больше чем на 2°С делает процесс длительным и затрудняет использование этого способа в промышленном масштабе.A method for producing perfluoroalkanesulfofluorides using the corresponding monohydroperfluoroalkanesulfofluoride of the general formula R f -CFH-SO 2 F, where R f = F, CF 3 , C 2 F 5, is fluorinated with elemental fluorine at a temperature of 0-30 ° C is also known (Russian Patent No. 2237659, publ. 10.10.2004). The method is characterized by a high yield of the target product (up to 87.5%), the use of low-waste typical technological methods and industrial commercially available raw materials. However, the need to supply fluorine at a low speed in order to prevent a simultaneous increase in temperature by more than 2 ° C makes the process lengthy and makes it difficult to use this method on an industrial scale.
Изобретение решает задачу повышения скорости фторирования моногидроперфторалкансульфофторида при одновременном увеличении выхода целевого продукта без значительного усложнения процесса. Сущность изобретения заключается в том, что газофазное фторирование моногидроперфторалкансульфофторидов общей формулы Rf-CFH-SO2F, где Rf=F, CF3, С2F5 (дифтор-метансульфофторид, тетрафторэтансульфофторид, гексафторпропансульфофторид) элементным фтором ведут в присутствии фтороводорода, взятого в количестве не менее 8% от массы моногидроперфторалкансульфофторида, в присутствии медной стружки, обработанной фтором при температуре 120-160°С во время предварительной пассивации реакторного узла и используемой для поддержания постоянного температурного градиента по всей длине реактора. Фтороводород добавляют, например, в поток моногидроперфторалкансульфофторида. Верхний предел содержания фтороводорода не является регламентирующим параметром, поскольку он не оказывает влияния на выход целевого продукта, но технологически и экономически наиболее целесообразным является содержание фтороводорода 8-30% от массы моногидроперфторалкансульфофторида. Сочетание этих признаков позволяет вести процесс при температуре 110-160°, скорость подачи фтора при этом не регламентируют; процесс протекает практически без образования продуктов деструктивного фторирования с выходом целевого продукта до 97,5%.The invention solves the problem of increasing the fluorination rate of monohydroperfluoroalkanesulfofluoride while increasing the yield of the target product without significantly complicating the process. The essence of the invention lies in the fact that gas-phase fluorination of monohydroperfluoroalkanesulfofluorides of the general formula R f -CFH-SO 2 F, where R f = F, CF 3 , C 2 F 5 (difluoromethanesulfofluoride, tetrafluoroethanesulfofluoride, hexafluoropropanesulfofluoride) is carried out by elemental fluoride in the presence of hydrogen fluoride taken in an amount of at least 8% by weight of monohydroperfluoroalkanesulfofluoride in the presence of copper chips treated with fluorine at a temperature of 120-160 ° C during preliminary passivation of the reactor unit and used to maintain a constant rate Saturn gradient across the length of the reactor. Hydrogen fluoride is added, for example, to a monohydroperfluoroalkanesulfofluoride stream. The upper limit of the content of hydrogen fluoride is not a regulatory parameter, since it does not affect the yield of the target product, but technologically and economically the most appropriate is the content of hydrogen fluoride of 8-30% by weight of monohydroperfluoroalkanesulfofluoride. The combination of these features allows you to conduct the process at a temperature of 110-160 °, the feed rate of fluorine is not regulated; the process proceeds practically without the formation of destructive fluorination products with the yield of the target product up to 97.5%.
Образовавшуюся в результате фторирования смесь нейтрализуют, сушат и подвергают ректификации.The mixture resulting from fluorination is neutralized, dried and rectified.
Все используемые реагенты являются доступными промышленными продуктами. Фтороводород, как образующийся на стадии фторирования в незначительных количествах, так и введенный в процесс на стадии фторирования, удаляется из целевого продукта нейтрализацией и отмывкой, хотя возможно отделение его ректификацией или поглощением фторидами щелочных металлов.All reagents used are commercially available products. Hydrogen fluoride, both formed in small amounts at the fluorination stage and introduced into the process at the fluorination stage, is removed from the target product by neutralization and washing, although it is possible to separate it by rectification or absorption by alkali metal fluorides.
Приведенные ниже примеры иллюстрируют изобретение, но не ограничивают его сущность.The following examples illustrate the invention, but do not limit its essence.
Перед проведением опытных работ реакторный узел, состоящий из испарителя, смесителя и реактора, заполненных медной стружкой, пассивируют элементным фтором при температуре 120-160°С в течение 7-10 часов.Before conducting experimental work, the reactor assembly, consisting of an evaporator, a mixer and a reactor filled with copper chips, is passivated with elemental fluorine at a temperature of 120-160 ° C for 7-10 hours.
Пример 1. В мерник емкостью 0,25 л, изготовленный из стали 12Х18Н10Т, загружают смесь, содержащую 184 г тетрафторэтансульфофторида и 19 г фтороводорода (содержание фтороводорода 10,32% от массы тетрафторэтансульфофторида). Смесь со скоростью 1,2 г/мин поступает в трубчатый испаритель из стали 12Х18Н10Т длиной 500 мм и диаметром 40 мм, заполненный медной стружкой и нагретый до 120°С. Из испарителя смесь в газообразном виде поступает в трубчатый никелевый реактор длиной 800 мм и диаметром 38 мм, заполненный медной стружкой, обработанной фтором при 150°С. Одновременно в реактор подают фтор со скоростью 10 л/час. Реакция проходит при температуре 110°С. Продукты реакции направляют в холодильник, охлаждаемый водой, и затем в ловушку с температурой -78°С. После завершения процесса продукты реакции нейтрализуют 10% раствором КОН при температуре 10-20°С, сушат цеолитом и собирают в емкость из стали 12Х18Н10Т. Получено 209 г сырца, содержащего 90,5% C2F5SO2F (пентафторэтансульфофторид), 2% SO2F2, 0,5% CF3SO2F (трифторметансульфофторид), 0,1% SF6 и 6,9% C2F4HSO2F (моногидроперфторэтансульфофторид).Example 1. In a measuring tank with a capacity of 0.25 l, made of steel 12X18H10T, a mixture is loaded containing 184 g of tetrafluoroethanesulfofluoride and 19 g of hydrogen fluoride (hydrogen fluoride content of 10.32% by weight of tetrafluoroethanesulfofluoride). The mixture with a speed of 1.2 g / min enters a tubular evaporator made of steel 12X18H10T with a length of 500 mm and a diameter of 40 mm, filled with copper chips and heated to 120 ° C. From the evaporator, the mixture in gaseous form enters a tubular nickel reactor with a length of 800 mm and a diameter of 38 mm, filled with copper shavings treated with fluorine at 150 ° C. At the same time, fluorine is supplied to the reactor at a rate of 10 l / h. This reaction takes place at a temperature of 110 ° C. The reaction products are sent to a refrigerator, cooled by water, and then into a trap with a temperature of -78 ° C. After completion of the process, the reaction products are neutralized with a 10% KOH solution at a temperature of 10–20 ° C, dried with zeolite, and collected in a container made of 12X18H10T steel. Received 209 g of crude containing 90.5% C 2 F 5 SO 2 F (pentafluoroethanesulfofluoride), 2% SO 2 F 2 , 0.5% CF 3 SO 2 F (trifluoromethanesulfofluoride), 0.1% SF 6 and 6, 9% C 2 F 4 HSO 2 F (monohydroperfluoroethanesulfofluoride).
Аналогично были проведены эксперименты с варьированием основных параметров процесса.Similarly, experiments were conducted with varying the main process parameters.
Пример 2. Опыт проводили аналогично опыту по примеру 1, но соотношение фтороводорода от массы тетрафторэтансульфофторида составляло 8%. Получен сырец состава: 87,5% C2F5SO2F (пентафторэтансульфофторид), 3,4% SO2F2, 1,7% CF3SO2F (трифторметансульфофторид), 0,2% SF6 и 7,2% C2F4HSO2F (моногидроперфторэтансульфофторид).Example 2. The experiment was carried out similarly to the experiment of example 1, but the ratio of hydrogen fluoride to the weight of tetrafluoroethanesulfofluoride was 8%. The obtained crude composition: 87.5% C 2 F 5 SO 2 F (pentafluoroethanesulfofluoride), 3.4% SO 2 F 2 , 1.7% CF 3 SO 2 F (trifluoromethanesulfofluoride), 0.2% SF 6 and 7, 2% C 2 F 4 HSO 2 F (monohydroperfluoroethanesulfofluoride).
Пример 3. Опыт проводили аналогично опыту по примеру 1, но температура процесса составляла 140°С. Получен сырец состава: 96,45% C2F5SO2F (пентафторэтансульфофторид), 3,4% SO2F2, 0,5% CF3SO2F, 0,15% SF6 и 0,45% C2F4HSO2F (моногидроперфторэтансульфофторид).Example 3. The experiment was carried out similarly to the experiment of example 1, but the process temperature was 140 ° C. The obtained crude composition: 96.45% C 2 F 5 SO 2 F (pentafluoroethanesulfofluoride), 3.4% SO 2 F 2 , 0.5% CF 3 SO 2 F, 0.15% SF 6 and 0.45% C 2 F 4 HSO 2 F (monohydroperfluoroethanesulfofluoride).
Пример 4. Опыт проводили аналогично опыту по примеру 3, но количество фтороводорода от массы тетрафторэтансульфофторида составляло 12%. Получен сырец состава: 96,25% C2F5SO2F (пентафторэтансульфофторид), 3,5% SO2F2, 0,55% CF3SO2F (трифторметансульфофторид), 0,15% SF6 и 0,5% C2F4HSO2F (моногидроперфторэтансульфофторид).Example 4. The experiment was carried out similarly to the experiment of example 3, but the amount of hydrogen fluoride by weight of tetrafluoroethanesulfofluoride was 12%. The obtained crude composition: 96.25% C 2 F 5 SO 2 F (pentafluoroethanesulfofluoride), 3.5% SO 2 F 2 , 0.55% CF 3 SO 2 F (trifluoromethanesulfofluoride), 0.15% SF 6 and 0, 5% C 2 F 4 HSO 2 F (monohydroperfluoroethanesulfofluoride).
Пример 5. Опыт проводили по примеру 3, но количество фтороводорода от массы тетрафторэтансульфофторида составляло 30%. Получен сырец состава 94,88% C2F5SO2F (пентафторэтансульфофторид), 2,1% SO2F2, 0,1% CF3SO2F, 0,11% SF6, 4,81% C2F4HSO2F (моногидроперфторэтансульфофторид).Example 5. The experiment was carried out as in example 3, but the amount of hydrogen fluoride by weight of tetrafluoroethanesulfofluoride was 30%. The crude composition obtained was 94.88% C 2 F 5 SO 2 F (pentafluoroethanesulfofluoride), 2.1% SO 2 F 2 , 0.1% CF 3 SO 2 F, 0.11% SF 6 , 4.81% C 2 F 4 HSO 2 F (monohydroperfluoroethanesulfofluoride).
Пример 6. Опыт проводили аналогично опыту по примеру 3, но температура процесса составляла 160°С. Получен сырец состава: 90,4% C2F5SO2F (пентафторэтансульфофторид), 6,5% SO2F2, 1,6% CF3SO2F), 1,0% SF6 и 0,5% C2F4HSO2F.Example 6. The experiment was carried out similarly to the experiment of example 3, but the process temperature was 160 ° C. Raw composition obtained: 90.4% C 2 F 5 SO 2 F (pentafluoroethanesulfofluoride), 6.5% SO 2 F 2 , 1.6% CF 3 SO 2 F), 1.0% SF 6 and 0.5% C 2 F 4 HSO 2 F.
Пример 7. Опыт проводили по примеру 1, но количество фтороводорода от массы тетрафтораэтансульфофторида составляло 60%. Получен сырец состава: 93,3% С2F5SO2F (пентафторэтансульфофторид), 4,5% SO2F2, 0,7% CF3SO2F (трифторметансульфофторид), 0,3% SF6 и 1,2% C2F4HSO2F (моногидроперфторэтансульфофторид).Example 7. The experiment was carried out as in example 1, but the amount of hydrogen fluoride by weight of tetrafluoroethanesulfofluoride was 60%. The crude composition was obtained: 93.3% C 2 F 5 SO 2 F (pentafluoroethanesulfofluoride), 4.5% SO 2 F 2 , 0.7% CF 3 SO 2 F (trifluoromethanesulfofluoride), 0.3% SF 6 and 1, 2% C 2 F 4 HSO 2 F (monohydroperfluoroethanesulfofluoride).
Пример 8. Опыт проводили по примеру 1, но фторированию подвергали дифторметансульфофторид в количестве 134 г. Получено 145 г целевого трифторметансульфофторида. Выход составил 95,4%.Example 8. The experiment was carried out as in example 1, but the fluorination was subjected to difluoromethanesulfofluoride in an amount of 134 g. Received 145 g of the target trifluoromethanesulfofluoride. The yield was 95.4%.
Пример 9. Опыт проводили по примеру 1, но фторированию подвергали гексафторпропансульфофторид, взятый в количестве 252 г. Получено 235 г целевого гептафторпропансульфофторида. Выход составил 93,2%.Example 9. The experiment was carried out as in example 1, but hexafluoropropanesulfofluoride, taken in an amount of 252 g, was fluorinated. 235 g of the target heptafluoropropanesulfofluoride were obtained. The yield was 93.2%.
Как видно из приведенных примеров, способ получения перфторалкансульфофторидов обеспечивает высокий выход целевого продукта при использовании типовых технологических приемов, доступного сырья при достаточно высокой скорости подачи элементного фтора.As can be seen from the above examples, the method of producing perfluoroalkanesulfofluorides provides a high yield of the target product using typical technological methods, available raw materials at a sufficiently high feed rate of elemental fluorine.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004138037/04A RU2280030C1 (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Method for preparing perfluoroalkane sulfofluoride |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004138037/04A RU2280030C1 (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Method for preparing perfluoroalkane sulfofluoride |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004138037A RU2004138037A (en) | 2006-06-10 |
RU2280030C1 true RU2280030C1 (en) | 2006-07-20 |
Family
ID=36712282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004138037/04A RU2280030C1 (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Method for preparing perfluoroalkane sulfofluoride |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2280030C1 (en) |
-
2004
- 2004-12-24 RU RU2004138037/04A patent/RU2280030C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004138037A (en) | 2006-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7683209B2 (en) | Manufacture of hydrofluoroalkanesulfonic acids | |
CN112457153B (en) | Industrial preparation method of 2,4, 5-trifluoro-phenylacetic acid | |
KR20150036532A (en) | Method for producing nitrobenzene by adiabatic nitriding | |
CN108463455A (en) | The method for reprocessing alkanesulfonic acid | |
EP0634383A1 (en) | Process for the addition of HF to halogenated alkenes | |
RU2280030C1 (en) | Method for preparing perfluoroalkane sulfofluoride | |
US4780559A (en) | Process for preparing organic fluorides | |
KR102243717B1 (en) | Method for reprocessing wastewater from nitrobenzene production | |
US7820127B2 (en) | Method and apparatus for producing nitrogen trifluoride | |
JP5432892B2 (en) | Continuous process to prepare bromopicrin | |
US5728884A (en) | Process for the work-up of complex amine hydrofluroides | |
JP6109853B2 (en) | Method for producing choline hydroxide from trimethylamine and ethylene oxide | |
JPH01261339A (en) | Production of fluorinated aromatics | |
PL215800B1 (en) | Method for glycerol chloro-hydrogenation | |
RU2639148C2 (en) | Method for purifying perfluoroethylisopropyl ketone | |
CA1056852A (en) | Thermolysis of styrene oxide | |
EP0052599B1 (en) | Propargyl derivatives and their preparation | |
RU2181352C1 (en) | Tetrafluoromethane production process | |
CN105624725A (en) | Preparation process for perfluorooctyl sulfonyl fluoride | |
WO2018131394A1 (en) | Method for producing 3-chloro-1,1,2,2-tetrafluoropropane | |
CN114375289A (en) | Process for preparing alkanesulfonic acids | |
DE2344918A1 (en) | IMPROVED PROCESS FOR THE RECOVERY OF HYDROGEN CYAN | |
US20130109864A1 (en) | Process for preparing 1,2-benzoisothiazoline-3-one | |
EP0022959B1 (en) | Process for the preparation of diazoniumtetrafluoroborates in a diluted aqueous solution | |
SU1563591A3 (en) | Method of producing sulfochlorides |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091225 |