RU2476417C1 - Способ получения 2,3,3,3-тетрафторпропилена и 1,3,3,3-тетрафторпропилена - Google Patents

Способ получения 2,3,3,3-тетрафторпропилена и 1,3,3,3-тетрафторпропилена Download PDF

Info

Publication number
RU2476417C1
RU2476417C1 RU2011142419/04A RU2011142419A RU2476417C1 RU 2476417 C1 RU2476417 C1 RU 2476417C1 RU 2011142419/04 A RU2011142419/04 A RU 2011142419/04A RU 2011142419 A RU2011142419 A RU 2011142419A RU 2476417 C1 RU2476417 C1 RU 2476417C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ccl
sbf
compounds
give
clch
Prior art date
Application number
RU2011142419/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Рашид Гасан оглы Гасанов
Агаджан Мирза оглы Гюльмалиев
Ильдар Айдарович Султангузин
Петр Аркадьевич Шомов
Original Assignee
Ильдар Айдарович Султангузин
Петр Аркадьевич Шомов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ильдар Айдарович Султангузин, Петр Аркадьевич Шомов filed Critical Ильдар Айдарович Султангузин
Priority to RU2011142419/04A priority Critical patent/RU2476417C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2476417C1 publication Critical patent/RU2476417C1/ru

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения 1,3,3,3-тетрафторпропилена. Способ включает следующие стадии: 1) получение CCl3CH2CH2Br при реакции CCl3Br с этиленом; 2) фторирование CCl3CH2CH2Br с получением CClF2CH2CH2Br; 3) дегидробромирование CClF2CH2CH2Br с получением CClF2CH=CH2; 4) присоединение к CF2ClCH=CH2 соединения ХУ, где Х и У выбираются из F, Cl, Br или I и где Х≠У, с получением CF2ClCHXCH2У; 5) для реакции, указанной на стадии 4) ХУ выбираются как ClF, BrF или IF с получением CF2ClCHXCH2У; 6) дегидрогалогенированием соединений, указанных на стадии 5), получают CF2ClCH=CHF, если У=F, а Х=Cl, Br, I; 7) соединение, синтезированное на стадии 3), хлорируют с получением CClF2CHClCH2Cl; 8) соединение, полученное на стадии 7), фторируется с получением CF3CHClCH2F; 9) дегидрохлорированием соединения, полученного на стадии 8), синтезируется CF3CH=CHF; 10) при этом фторирование соединений, полученных на стадии 7), проводят в газовой фазе, с использованием в качестве катализатора Cr2O3 при температурах 250-500°C в присутствии безводного HF. Способ характеризуется тем, что стадии 3), 4), 5), 6), 7), 9) проводят в жидкой фазе; 11) фторирование CCl3CH2CH2Br для получения CF2ClCH2CH2Br проводят при температуре выше 80-90°C с использованием SbF3Cl2 или SbF3+SbCl5, 12) соединения, указанные на стадии 6), фторируют с получением CF3CH=CHF в присутствии SbF3Cl2 или SbF3+SbCl5. Также изобретение относится к способу получения 2,3,3,3-тетрафторпропилена, использующему стадии, аналогичные стадиям 1)-8) указанного выше способом, причем на стадии 6) получают CF2ClCF=CH2. Использование настоящего изобретения позволяет повысить контролируемость процесса получения целевых соединений. 2 н.п. ф-лы, 4 пр.

Description

Данное изобретение относится к способу получения четырехфтористых пропиленов (тетрафоторпропилена), а также трифторпропилена: CF3CH=CHF (HFO-1234ze) и CF3CF=CH2 (HFO-1234 yf). Они, а также CF3CH=CH2 используются как хладагенты с более с низким потенциалом глобального потепления и как порофор для формирования различных типов пены. Кроме того, CF3CF=CH2 и CF3CH=CFH могут также применяться в различных составах, используемых как полуфабрикаты для производства промышленных химикатов.
Известны несколько способов синтеза тетрафторпропиленов. Например (патент US №6548719), производство широкого диапазона фторолефинов методом дегидрогалогенизации, в присутствии катализатора на фазовом переходе, состава формулы CF3C(R1aR2b) С(R3cR4d), по крайней мере, с одной гидроокисью щелочного металла, где замещающие элементы R, как определено в описании к патенту, имеют хотя бы один атом водорода и один атом галогена на соседних атомах углерода. При этом представлен способ, который может быть использован для получения многочисленных тетрафторпропиленов, но нет конкретного процесса получения именно 1,3,3,3-тетрафторпропилена.
Известен способ получения 1,3,3,3-тетрафторпропилена, включающий каталитическое отщепление фтористого водорода от CF3CH2CF2H в газовой фазе с образованием CF3CH=CHF, заявленный в международной заявке WO 2008/054779 A1, патенте US №6124510. У каждого из этих способов есть недостаток в том, что они имеют ограничение в требовании получения с 1,1,1,3,3-пентафторпропана (245fa) как исходного реагента, что может быть нежелательно по причине стоимости, пригодности и (или) по иным причинам. Все эти методики описывают получение тетрафторпропиленов, используя реакции в газовой фазе. Причем температуры процессов колеблются от 350 до 500°C, что требует больших затрат энергии. Кроме того, усложняется контроль чистоты продуктов, получаемых на отдельных стадиях процесса.
Наиболее близким к предлагаемому способу является процесс синтеза тетрафторпропилена, описанный в патенте США №7189884, который включает следующие стадии:
а) реакцию хлора с CH3CH=CH2 для получения CCl3CHClCH2Cl;
б) фторирование CCl3CHClCH2Cl для получения CF3CHClCH2F и воздействие на CF3CHClCH2F, вызывающее превращение упомянутого состава в 1,3,3,3-тетрафторпропилен.
Таким образом, данное изобретение ориентировано на процессы производства соединения CF3CH=CFH и дает возможность расширить диапазон легкодоступных и относительно недорогих исходных материалов.
Недостатком является то, что описанный процесс хлорирования проводится в газовой фазе при высоких температурах 200-250°C. Весьма сомнительно, что простым хлорированием пропилена можно получить CCl3CHClCH2Cl (см., например, «Методы элементоорганической химии. Хлор. Алифатические соединения». М., Наука, 1973, 250 стр.). Кроме того, не описываются методики последних двух стадий процесса.
В указанных источниках описывается синтез CF3CH=CHF (HFO-1234ze) и CF3CF=CH2 (HFO-1234 yf) по реакции присоединения IF к CF3CH=CH2. Однако известно, что CF3CH=CH2 имеет температуру кипения -22°C, что усложняет работу с ним. При этом все процессы происходят в газовой фазе, что представляет затруднение для их контроля. Кроме того, это вещество мало уступает по цене тетрафтропропиленам.
Техническая задача, решаемая предлагаемым способом, состоит в повышении контролируемости процесса получения тетрафторпропиленов путем проведения большей части процесса в жидкой фазе.
Технический результат, возникающий при решении поставленной технической задачи, выражаемой в повышении контролируемости процесса получения 2,3,3,3-тетрафторпропилена и 1,3,3,3-тетрафторпропилена, обеспечивается способами их получения, представленными ниже.
I.) Получение 2,3,3,3-тетрафторпропилена включает следующие стадии:
1) получение CCl3CH2CH2Br при реакции CCl3Br с этиленом;
2) фторирование CCl3CH2CH2Br с получением CClF2CH2CH2Br;
3) дегидробромирование CClF2CH2CH2Br с получением CClF2CH=CH2;
4) присоединение к CF2ClCH=CH2 соединения ХУ, где Х и У выбираются из F, Cl, Br или I и где Х≠У, с получением CF2ClCHXCH2У;
5) для реакции, указанной на стадии 4), ХУ выбираются как ClF, BrF или IF с получением CF2ClCHXCH2У;
6) дегидрогалогенированием соединений, указанных на стадии 5), получают CF2ClCF=CH2, если X=F, a Y=Cl, Br, I,
отличающийся тем, что стадии 3), 4), 5), 6) проводят в жидкой фазе;
7) фторирование CCl3CH2CH2Br для получения CF2ClCH2CH2Br проводят при температуре выше 80-90°C с использованием SbF3Cl2 или SbF3+SbCl5;
8) соединения, указанные на стадии 6), фторируют с получением CF3CF=CH2 в присутствии SbF3Cl2 или SbF3+SbCl5.
II.) Получение 1,3,3,3-тетрафторпропилена включает следующие стадии:
1) получение CCl3CH2CH2Br при реакции CCl3Br с этиленом;
2) фторирование CCl3CH2CH2Br с получением CClF2CH2CH2Br;
3) дегидробромирование CClF2CH2CH2Br с получением CClF2CH=CH2;
4) присоединение к CF2ClCH=CH2 соединения ХУ, где Х и У выбираются из F, Cl, Br или I и где Х≠У, с получением CF2ClCHXCH2У;
5) для реакции, указанной на стадии 4), ХУ выбираются как ClF, BrF или IF с получением CF2ClCHXCH2У;
6) дегидрогалогенированием соединений, указанных на стадии 5), получают CF2ClCH=CHF, если У=F, а X=Cl, Br, I;
7) соединение, синтезированное на стадии 3), хлорируют с получением CClF2CHClCH2Cl;
8) соединение, полученное на стадии 7), фторируется с получением CF3CHClCH2F;
9) дегидрохлорированием соединения, полученного на стадии 8), синтезируется CF3CH=CHF;
10) при этом фторирование соединений, полученных на стадии 7), проводят в газовой фазе с использованием в качестве катализатора Cr2O3 при температурах 250-500°C в присутствии безводного HF,
отличающийся тем, что стадии 3), 4), 5), 6), 7), 9) проводят в жидкой фазе;
11) фторирование CCl3CH2CH2Br для получения CF2ClCH2CH2Br проводят при температуре выше 80-90°C с использованием SbF3Cl2 или SbF3+SbCl5;
12) соединения, указанные на стадии 6), фторируют с получением CF3CH=CHF в присутствии SbF3Cl2 или SbF3+SbCl5.
Подробное описание предпочтительных реакций
Ниже приведена схема 1 получения тетрафторпропиленов.
Схема 1.
Figure 00000001
Синтез CCl3CH2CH2Br. Теломеризация BrCCl3 с этиленом. 780 г BrCCl3 (3,934 моль) помещали в автоклав объемом 1.5 и заполняли этиленом до давления 48 атмосфер. Реакцию вели при температуре 120°C в течение 4 часов в присутствии соединений железа. Получен аддукт CCl3CH2CH2Br с количественным выходом.
Figure 00000002
Figure 00000003
В схеме 1, описанной выше, реакция (1) способствует получению продукта CF3CHFCH2Br, если X=Br, a Y=F, который может быть дегидробромирован для получения CF3CF=CH2 (HFO-1234yf) (см. ниже).
Вторая реакция (2), относящаяся к данному изобретению, включает присоединение IF к двойной связи и последующую дегидрогалогенизацию для получения CF3CH=CFH.
Процессы хлорирования проводятся при комнатной температуре.
Таким образом, в настоящей работе мы предлагаем наиболее простой способ синтеза тетрафторпропиленов, исходя из относительно недорогих компонент реакций, при относительно невысоких температурах, которые могут контролироваться постадийно.
Однако необходимо отметить, что синтезировать фторпроизводные в лабораторных условиях - это полдела. Главное - наладить их производство в промышленности. А это в первую очередь связано с решением труднейших проблем разработки промышленной технологии синтеза фторпроизводных пропиленов.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Синтез CF3CH=CHF из Br2, HF(BrF) и CF2ClCH=CH2.
Соединение CF2ClCH=CH2 (0,5 моля) вступает в реакцию с Br2 (0,4 моля) и HF (50 молей) в пробнике из нержавеющей стали, при температуре приблизительно от 60°C до 80°C, в присутствии приблизительно 0,005 молей FeCl3 или SbF5 в качестве катализатора.
Время реакции составляет приблизительно 2 часа при этих температурах. Продукты реакции экстрагируются в CH2Cl2. Основным продуктом являются CF2ClCHBrCH2F (60%), побочным продуктом является, главным образом, CF2ClCHBrCH2Br (40%). Соединение CF3CHBrCH2F затем выделяется перегонкой с последующим дегидробромированием с использованием KOH при низких температурах. В результате получен продукт реакции, содержащий CF2ClCH=CHF, с выходом не ниже 85%. CF2ClCH=CHF нагревали в стальной пробирке в течение 4 часов при температуре 140-160°C в присутствии SbF3/SbCl5. С количественным выходом образуется CF3CH=CHF. Пробирку охлаждали, соединяли с баллоном для хранения газов, который помещали в сосуд Дьюара, где температура была порядка -30 - -50°C. Конденсировали CF3CH=CHF в баллон.
Пример 2
Синтез CF3CH=CHF и CF3CF=CH2 из IF и CF2ClCH=CH2
Соединение CF2ClCH=CH2 вступает в реакцию с IF, который синтезируется реакцией I2 с IF5 или I2 и HF. При этом образуются CF2ClCHICH2F, а также CF2ClCHFCH2I. Затем реакционная смесь фракционируется на ректификационной колонке большой эффективности
Дегидройодированием CF2ClCHICH2F получаем CF2ClCH=CHF, a CF2ClCHFCH2I - CF2ClCF=CH2. CF2ClCH=CHF и CF2ClCF=CH2 фторируют, как было показано в 1 примере.
Пример 3
Синтез CF3CH=CHF из CCl3CH=CH2 и Cl2
Синтез CCl3CHClCH2Cl. В раствор CCl3CH=CH2 (17 г, 0.118 моль)) в 20 мл CCl4 при комнатной температуре пропускали ток сухого хлора до насыщения. После отгонки растворителя и непрореагировавшего трихлорпропилена остаток перегнан под вакуумом. При этом выделен продукт CCl3CHClCH2Cl (0.093 моль), кипящий постоянно при 64-65°C и 8 мм, в количестве 20 г, что соответствует 80% от теории.
CCl3CHClCH2Cl пропускали через реактор для непрерывного процесса в течение времени контакта приблизительно 5-50 секунд, при температуре 250-400°C, в присутствии 5 молярного излишка HF, над 1/3-мм слоем катализатора Cr2O3 (50 г), в результате которого получается CF3CHClCH2F. Соединение CF3CHClCH2F затем дегидрохлорируется при прохождении его над слоем катализатора Cr2O3 (50 г), при температуре 425-550°C, в течение времени контакта 25-30 секунд, с образованием CF3CH=CFH. Выход CF3CH=CFH составлял 40-60%.

Claims (2)

1. Способ получения 2,3,3,3-тетрафторпропилена включает следующие стадии:
1) получение CCl3CH2CH2Br при реакции CCl3Br с этиленом;
2) фторирование CCl3CH2CH2Br с получением CClF2CH2CH2Br;
3) дегидробромирование CClF2CH2CH2Br с получением CClF2CH=CH2;
4) присоединение к CF2ClCH=CH2 соединения ХY, где Х и Y выбираются из F, Cl, Br или I и где Х≠Y, с получением CF2ClCHXCH2Y;
5) для реакции, указанной на стадии 4), ХY выбираются как ClF, BrF или IF с получением CF2ClCHXCH2Y;
6) дегидрогалогенированием соединений, указанных на стадии 5), получают CF2ClCF=CH2, если X=F, a Y=Cl, Br, I;
отличающийся тем, что стадии 3), 4), 5), 6) проводят в жидкой фазе;
7) фторирование CCl3CH2CH2Br для получения CF2ClCH2CH2Br проводят при температуре выше 80-90°C с использованием SbF3Cl2 или SbF3+SbCl5;
8) соединения, указанные на стадии 6), фторируют с получением CF3CF=CH2 в присутствии SbF3Cl2 или SbF3+SbCl5.
2. Способ получения 1,3,3,3-тетрафторпропилена включает следующие стадии:
1) получение CCl3CH2CH2Br при реакции CCl3Br с этиленом;
2) фторирование CCl3CH2CH2Br с получением CClF2CH2CH2Br;
3) дегидробромирование CClF2CH2CH2Br с получением CClF2CH=CH2;
4) присоединение к CF2ClCH=CH2 соединения ХY, где Х и Y выбираются из F, Cl, Br или I и где Х≠Y, с получением CF2ClCHXCH2Y;
5) для реакции, указанной на стадии 4), ХY выбираются как ClF, BrF или IF с получением CF2ClCHXCH2Y;
6) дегидрогалогенированием соединений, указанных на стадии 5), получают CF2ClCH=CHF, если Y=F, а X=Cl, Br, I;
7) соединение, синтезированное на стадии 3), хлорируют с получением CClF2CHClCH2Cl;
8) соединение, полученное на стадии 7), фторируется с получением CF3CHClCH2F;
9) дегидрохлорированием соединения, полученного на стадии 8), синтезируется CF3CH=CHF;
10) при этом фторирование соединений, полученных на стадии 7), проводят в газовой фазе, с использованием в качестве катализатора Cr2O3 при температурах 250-500°C в присутствии безводного HF,
отличающийся тем, что стадии 3), 4), 5), 6), 7), 9) проводят в жидкой фазе;
11) фторирование CCl3CH2CH2Br для получения CF2ClCH2CH2Br проводят при температуре выше 80-90°C с использованием SbF3Cl2 или SbF3+SbCl5;
12) соединения, указанные на стадии 6), фторируют с получением CF3CH=CHF в присутствии SbF3Cl2 или SbF3+SbCl5.
RU2011142419/04A 2011-10-20 2011-10-20 Способ получения 2,3,3,3-тетрафторпропилена и 1,3,3,3-тетрафторпропилена RU2476417C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011142419/04A RU2476417C1 (ru) 2011-10-20 2011-10-20 Способ получения 2,3,3,3-тетрафторпропилена и 1,3,3,3-тетрафторпропилена

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011142419/04A RU2476417C1 (ru) 2011-10-20 2011-10-20 Способ получения 2,3,3,3-тетрафторпропилена и 1,3,3,3-тетрафторпропилена

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2476417C1 true RU2476417C1 (ru) 2013-02-27

Family

ID=49121369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011142419/04A RU2476417C1 (ru) 2011-10-20 2011-10-20 Способ получения 2,3,3,3-тетрафторпропилена и 1,3,3,3-тетрафторпропилена

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2476417C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014175403A1 (ja) * 2013-04-25 2014-10-30 旭硝子株式会社 (e)-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法
CN115403442A (zh) * 2022-08-29 2022-11-29 西安近代化学研究所 一种2,3,3,3-四氟丙烯的制备方法
CN117264093A (zh) * 2023-11-23 2023-12-22 山东海化集团有限公司 一种合成溴化聚苯乙烯的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1104748A2 (en) * 1996-11-12 2001-06-06 Honeywell International Inc. Liquid phase catalytic fluorination of hydrochlorocarbon and hydrochlorofluorocarbon
US20050090698A1 (en) * 2003-10-27 2005-04-28 Honeywell International, Inc. Process for producing fluoropropenes
CN101913987A (zh) * 2010-09-07 2010-12-15 西安近代化学研究所 2,3,3,3-四氟丙烯的制备方法
RU2425822C2 (ru) * 2005-11-03 2011-08-10 Хонейвелл Интернэшнл Инк. Способ получения тетрафторпропенов

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1104748A2 (en) * 1996-11-12 2001-06-06 Honeywell International Inc. Liquid phase catalytic fluorination of hydrochlorocarbon and hydrochlorofluorocarbon
US20050090698A1 (en) * 2003-10-27 2005-04-28 Honeywell International, Inc. Process for producing fluoropropenes
RU2425822C2 (ru) * 2005-11-03 2011-08-10 Хонейвелл Интернэшнл Инк. Способ получения тетрафторпропенов
CN101913987A (zh) * 2010-09-07 2010-12-15 西安近代化学研究所 2,3,3,3-四氟丙烯的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014175403A1 (ja) * 2013-04-25 2014-10-30 旭硝子株式会社 (e)-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペンの製造方法
CN105143155A (zh) * 2013-04-25 2015-12-09 旭硝子株式会社 (e)-1-氯-3,3,3-三氟丙烯的制造方法
CN105143155B (zh) * 2013-04-25 2017-03-22 旭硝子株式会社 (e)‑1‑氯‑3,3,3‑三氟丙烯的制造方法
CN115403442A (zh) * 2022-08-29 2022-11-29 西安近代化学研究所 一种2,3,3,3-四氟丙烯的制备方法
CN115403442B (zh) * 2022-08-29 2023-09-12 西安近代化学研究所 一种2,3,3,3-四氟丙烯的制备方法
CN117264093A (zh) * 2023-11-23 2023-12-22 山东海化集团有限公司 一种合成溴化聚苯乙烯的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6100323B2 (ja) プロセス
JP5143011B2 (ja) フッ素化有機化合物の製造方法
JP6132042B2 (ja) 1−クロロ−2,3,3−トリフルオロプロペンの製造方法
KR101282754B1 (ko) 1,1,1-트리플루오로-2,3-디클로로프로판 제조방법
JP5732492B2 (ja) プロセス
CA2721121C (en) A process for preparing 2,3,3,3-tetrafluoropropene
JP5615179B2 (ja) フッ素化されたオレフィンの合成のための方法
JP6271676B2 (ja) テトラフルオロプロペンの作製方法
US8927791B2 (en) Method for producing tetrafluoropropenes
JP5592607B2 (ja) フッ素化有機化合物の製造方法
KR20180039665A (ko) 클로로알칸의 신규 플루오린화 방법
RU2476417C1 (ru) Способ получения 2,3,3,3-тетрафторпропилена и 1,3,3,3-тетрафторпропилена
JP6995108B2 (ja) ハロゲン化オレフィンを製造するための方法
JPWO2011162335A1 (ja) 1,1−ジクロロ−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロパンの製造方法
RU2806677C1 (ru) Способ получения 3,3,3-трифторпропилена

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141021