RU2686316C1 - Способ получения 2-перфторметилпентена-2 - Google Patents

Способ получения 2-перфторметилпентена-2 Download PDF

Info

Publication number
RU2686316C1
RU2686316C1 RU2018143249A RU2018143249A RU2686316C1 RU 2686316 C1 RU2686316 C1 RU 2686316C1 RU 2018143249 A RU2018143249 A RU 2018143249A RU 2018143249 A RU2018143249 A RU 2018143249A RU 2686316 C1 RU2686316 C1 RU 2686316C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
temperature
hfp
kpa
autoclave
Prior art date
Application number
RU2018143249A
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Георгиевич Барабанов
Татьяна Алексеевна Биспен
Вадим Дмитриевич Митичук
Игорь Георгиевич Масленников
Дмитрий Дмитриевич Молдавский
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия"
Priority to RU2018143249A priority Critical patent/RU2686316C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2686316C1 publication Critical patent/RU2686316C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C21/00Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms
    • C07C21/02Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds
    • C07C21/18Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds containing fluorine
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06Halogens; Compounds thereof
    • B01J27/08Halides
    • B01J27/12Fluorides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/26Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения 2-перфторметилпентена-2 димеризацией гексафторпропена, который подают 0,15 - 0,5 л/мин при температуре 200 - 350°С на катализатор. Причем димеризацию проводят при избыточном давлении 100 - 700 кПа, а упомянутый катализатор представляет собой активный уголь с нанесенным на него CsF, который предварительно высушен в реакторе при температуре 105-120°С под вакуумом, а затем при температуре 250 - 350°С, с чередованием продувки азотом и вакуумирования, абсолютное давление при этом в обоих случаях 66,5-1,33 кПа. Технический результат - получение 2-перфторметилпентена-2 с выходом более 95% и селективностью более 97%, упрощение технологии процесса. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 46 пр.

Description

Изобретение относится к органической химии, а именно к синтезу перфторированных гексенов (димеров гексафторпропена), далее ДГФП.
Перфторированные гексены - димеры гексафторпропена (ДГФП) применяют в разных отраслях промышленности (электроника, военная техника, но в основном, в синтезе фторорганических соединений).
ДГФП - это, как правило, смесь нескольких изомеров: CF2=CF(CF2)3CF3, (CF3)2CFCF=CFCF3, и др.
Химическое строение этих изомеров предопределяет их реакционную способность. 2-Перфторметилпентен-2 (далее - 2-ПФМП-2) общей формулы CF2=C(CF3)-C3F7 является наиболее реакционноспособным изомером, его иначе называют «активным димером» - это важный полупродукт для органических синтезов.
Его высокая реакционная способность подтверждается, в частности [Пат. США 7053253, МПК С07С 17/395, оп. 30.05.2006] способом, где он количественно реагирует со щелочами в полярных растворителях.
Синтез димеров гексафторпропена из гексафторпропена (ГФП) проводят в растворителях - диметилформамиде или ацетонитриле, с использованием катализаторов - роданидов калия (KCNS) или аммония (NH4CNS). При этом с выходом 70-75%, образуется смесь изомеров ДГФП, содержание 2-ПФМП-2 в ней составляет 50-70%. Кроме того, с выходом 15-20% образуется смесь тримеров ГФП, C9F18 [А. Ловлейс, Д. Роуч, У. Постельник. Алифатические фторорганические соединения. М. Издательство иностранной литературы, 1961. 124 с]. Этот способ получения ДГФП был реализован в нашей стране в полупромышленном масштабе, продукт выпускался под торговым названием «Фол-62».
Для получения активного димера 2-ПФМП-2 нагревают смесь изомеров ДГФП в ацетонитриле в присутствии катализатора - фторида цезия CsF.
И процесс получения смеси изомеров ДГФП, и изомеризация смеси этих изомеров до 2-ПФМП-2, сопровождаются большим количеством отходов, в том числе и высокотоксичных, что связано с необходимостью их утилизации, а также с необходимостью регенерации растворителей и катализаторов.
Известен способ, по которому [Патент СССР 522787, МПК С07С 17/26, оп. 02.06.1077] олигомеры, и в частности, смеси димеров и тримеров гексафторпропилена (ГФП), получают с использованием в качестве катализатора смеси фторсодержащего третичного амина и триалкиламина, используемых в соотношении 1-3:1. Способ проводят при температуре от 0 до 80°С, в частности, при 28-30°С, с выходом целевых димеров и тримеров до 90%, используя в качестве среды смесь этаноламинов, триалкиламинов и ацетонитрила.
В зависимости от условий проведения процесса, содержание ДГФП может достигать 90%, однако авторы не указывают получаемое соотношение изомеров ДГФП. Рассматриваемый способ требует применения токсичных и трудно регенерируемых растворителей, а так же включает стадию очистки ДГФП с использованием токсичного ацетонитрила. Эти особенности затрудняют реализацию процесса в промышленных масштабах.
В патенте [Патент США 4377717, МПК С07С 17/281, оп. 22.03.1983] описан селективный способ получения 2-ПФМП-2. Процесс проводят взаимодействием ГФП в трубчатом реакторе, заполненном катализатором - активным углем при 425-500°С. Однако конверсия ГФП в этом процессе не превышает 30%, а в результате применения высоких температур постепенно и необратимо снижается активность катализатора.
Наиболее близким по технической сущности является способ [Патент США 4296265 МПК С07С 17/281, оп. 20.10.1981], по которому олигомеры гексафторпропена получают по непрерывной схеме при температуре 200-220°С в трубчатом реакторе при атмосферном давлении, заполненном активным углем марки Shirasagi СХ с нанесенным на него фторидом цезия. Конверсия исходного ГФП составляет -35 - 72%.
Катализатор готовят следующим образом: активный уголь пропитывают 30% раствором CsF, после чего сушат в токе азота при 350°С без использования вакуума, затем переносят в реактор и греют в токе азота.
Недостатком этого метода является существенное (19,5 - 36,9%) образование тримеров ГФП.
Задачей настоящего изобретения была разработка усовершенствованного способа получения 2-ПФМП-2 с достижением следующего технического результата: получение 2-ПФМП-2 более технологичным способом с повышением селективности и выхода продукта.
Поставленная задача решена за счет того, что катализатор представляет собой активный уголь с нанесенным на него CsF, предварительно высушенный в реакторе при температуре 105-120°С под вакуумом, а затем при температуре 250 - 350°С, с чередованием продувки азотом и вакуумирования, абсолютное давление при этом в обоих случаях 66,5-1,33 кПа, а димеризацию проводят при избыточном давлении 100 - 700 кПа.
Сущность изобретения заключается в том, что разработан способ получения 2-перфторметилпентена-2 димеризацией гексафторпропена, который подают 0,15 - 0,5 л/мин при температуре 200 - 350°С на катализатор, согласно настоящему изобретению упомянутый катализатор представляет собой активный уголь с нанесенным на него CsF, предварительно высушенный в реакторе при температуре 105-120°С под вакуумом, а затем при температуре 250 - 350°С, с чередованием продувки азотом и вакуумирования, абсолютное давление при этом в обоих случаях 66,5-1,33 кПа, а димеризацию проводят при избыточном давлении 100 - 700 кПа.
Процесс получения 2-ПМФП-2 может также проводиться и в автоклаве при автономном давлении.
Способ осуществляют следующим образом:
На активированный уголь наносят CsF в количестве 10-20% от массы угля. Полученный катализатор сушат при 105-120°С под вакуумом 66,5-1,33 кПа до постоянной массы. Затем проводят обработку катализатора, для чего его загружают в реактор и сушат при температуре 250-350°С, чередуя вакуумирование (66,5-1,33 кПа) и заполнение реактора азотом (раз в 1 час) в течение 8-12 часов.
Возможно применение более широкого интервала абсолютного давления, но меньший вакуум оказывает слабое влияние на выход и селективность, а больший усложняет и удорожает процесс, так как технически трудно достижим.
После завершения сушки в реактор подают ГФП со скоростью 0,15-0,5 л/мин, и проводят реакцию при температуре 200-350°С и избыточном давлении 100-700 кПа (Оптимально 300-700 кПа).
В случае периодического процесса, перед подачей ГФП автоклав охлаждают до минус 40°С и проводят реакцию при автономном давлении и температуре 200-350°С.
После окончания процесса продукты реакции конденсируют в ловушку, охлажденную до минус 40°С.
Повышение селективности и выхода целевого 2-ПФМП-2 в разработанном способе относительно способа-прототипа обусловлено разными способами приготовления катализатора, и применением избыточного давления при проведении способа.
Пример 1
В автоклав из стали 12Х18Н10Т, емкостью 0,38 л загружают катализатор - уголь марки БАУ-2 с нанесенным на него CsF (массовая доля 20%) и предварительно высушенный в вакууме при 1,33 кПа и температуре 105°С до постоянной массы в количестве 45,0 г. Затем катализатор сушат при постепенном повышении температуры от комнатной до 350°С вакууме при 1,33 кПа, периодически (1 раз в час) заполняя автоклав азотом, в течение 10 часов. После завершения сушки автоклав с содержащимся в нем катализатором охлаждают до минус 40°С и конденсируют в него 30 г ГФП, затем автоклав нагревают до 200°С. Через 5 часов продукты реакции конденсируют в ловушку из стали, охлаждаемую до минус 40°С. Сконденсировано 29,3 г. Состав конденсата (массовая доля): ГФП - 0,1%, 2-ПФМП - 2 - 97,8%, сумма неактивных изомеров - 0,9%, изомеров тримера ГФП - 1,2%. Выход целевого продукта составил 95,5%.
Пример 2
В автоклав, описанный в примере 1, загружают 45,0 г катализатора, - уголь марки СКТ-6А с нанесенным на него CsF (массовая доля 20%). После подготовки катализатора, как описано в примере 1, в автоклав конденсируют 30 г ГФП. Автоклав нагревают до 200°С в течение 5 часов, продукты взаимодействия конденсируют в ловушку - всего 29,2 г. Состав конденсата (массовая доля): ГФП - 0,1%, 2-ПФМП-2 - 97,1%, сумма неактивных изомеров ДГФП - 0,3%, сумма изомеров тримера ГФП - 2,5%. Выход целевого продукта составил 94,5%.
Пример 3
В автоклав, описанный в примере 1, загружают 45 г предварительно высушенного при 120°С до постоянной массы угля марки БАУ-2 с нанесенным на него CsF (массовая доля 20%). Катализатор дополнительно сушат в токе азота постепенно повышая температуру до 350°С. После завершения сушки, автоклав охлаждают до -40°С и конденсируют в него 30 г ГФП, затем автоклав нагревают до 200°С и выдерживают при этой температуре 5 часов. Продукты реакции конденсируют в ловушку - 29,2 г. Состав конденсата (массовая доля): ГФП-0,3%, 2-ПФМП-2 - 86,1%, сумма неактивных изомеров димера ГФП - 11,6%, сумма изомеров тримера ГФП - 2,0%. Выход целевого продукта составил 83,3%.
Пример 4
В автоклав, описанный в примере 1, загружают 45 г предварительно высушенного при 120°С до постоянной массы угля марки БАУ-2 с нанесенным на него СsF (массовая доля 20%). Катализатор дополнительно сушат при 350°С и вакууме при 66,5 кПа, периодически (1 раз в час) заполняя автоклав азотом в течение 10 часов. Затем в автоклав, охлажденный до минус 40°С, конденсируют 30 г ГФП. Автоклав нагревают до 200°С и выдерживают при этой температуре 5 часов. Продукты реакции (29,2 г) имеют состав: ГФП - 0,2%, 2-ПФМП-2 - 91,1%, сумма неактивных изомеров димера ГФП - 6,9%, сумма изомеров тримера ГФП - 1,8%. Выход целевого продукта составил 88,7%.
Пример 5-25
В реактор - никелевую трубку, внутренним диаметром 16 мм и длиной 700 м м, снабженную вентилями Гоффера и манометром, загружают 46,0 г катализатора - угля БАУ-2, с нанесенным CsF (массовая доля 20%). Катализатор сушат при 350°С в вакууме при 1,33 кПа, периодически (1 раз в час) заполняя реактор азотом, в течение 10 часов. В реактор с подготовленным катализатором подают ГФП с различной скоростью, при различных температурах и давлениях (Таблица 1).
Процесс ведут в течение 3 часов. Продукты взаимодействия собирают в ловушке, описанной в примере 1, охлаждаемой до минус 40°С. Основные результаты взаимодействия приведены в Таблице 1.
Figure 00000001
Пример 26-33
В реактор, описанный в примере 3, загружают 46,0 г катализатора - угля СКТ-6 с нанесенным CsF (массовая доля 20%). Катализатор сушат как описано в примере 3. В реактор с подготовленным катализатором подают ГФП с различной скоростью, различных температурах и давлениях (Таблица 2). Процесс ведут в течение 3-х часов. Продукты взаимодействия собирают в ловушке, описанной в примере 1, охлаждаемой до минус 40°С. Основные результаты взаимодействия приведены в Таблице 2.
Figure 00000002
Пример 34-39
Примеры 7 и 8 проводились в описанных выше условиях, но при содержании CsF на активном угле марки БАУ-2 10%. Результаты примеров 34-39 приведены в Таблице 3.
Figure 00000003
Примеры 7 и 8 проводились в описанных выше условиях, но при содержании CsF на активном угле марки СКТ-6А 10%. Результаты примеров 40-45 приведены в Таблице 4.
Figure 00000004
Пример 46
В трубчатый реактор из стали 12Х18Н10Т, длиной 1700 мм и диаметром 150 мм, заполненный катализатором - углем БАУ-2, содержащим CsF (массовая доля 16,2%) и высушенным, как описано в примере 3, подают предварительно нагретый до 200°С гексафторпропен со скоростью 5 кг/час, при давлении 600 кПа. Продукты реакции передают в холодильник, охлаждаемый водой, и затем конденсируют в сборнике, изготовленном из стали 12Х18Н10Т, объемом 100 л и охлаждаемом до минус 35°С.
Сконденсированный сырец (120 кг) загружают в куб колонны и ректификуют. Колонна длиной 6 м и диаметром 50 мм изготовлена из стали 12Х18Н10Т и заполнена регулярной насадкой. Получено 116 кг продукта, содержащего 99,1% 2-ПФМП-2, 0,85% смеси других изомеров перфторированных гексенов и 0,05% тримера ГФП.
Из примеров 1-46 видно, что задача, стоявшая перед авторами изобретения, решена - разработан способ получения «активного» димера ГФП - 2-перфторметилпентена-2 с выходом более 95% и селективностью более 97%, более технологичный, так как позволяет избежать 2-х стадийного способа получения, необходимости использования и регенерации растворителей, утилизации отходов, в том числе токсичных.

Claims (2)

1. Способ получения 2-перфторметилпентена-2 димеризацией гексафторпропена, который подают 0,15-0,5 л/мин при температуре 200-350°С на катализатор, представляющий собой активный уголь с нанесенным на него CsF, отличающийся тем, что упомянутый катализатор предварительно высушен в реакторе при температуре 105-120°С под вакуумом, а затем при температуре 250-350°С, с чередованием продувки азотом и вакуумирования, абсолютное давление при этом в обоих случаях 66,5-1,33 кПа, а димеризацию проводят при избыточном давлении 100-700 кПа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс получения 2-ПМФП-2 проводят в автоклаве при автономном давлении.
RU2018143249A 2018-12-06 2018-12-06 Способ получения 2-перфторметилпентена-2 RU2686316C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143249A RU2686316C1 (ru) 2018-12-06 2018-12-06 Способ получения 2-перфторметилпентена-2

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143249A RU2686316C1 (ru) 2018-12-06 2018-12-06 Способ получения 2-перфторметилпентена-2

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2686316C1 true RU2686316C1 (ru) 2019-04-25

Family

ID=66314779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018143249A RU2686316C1 (ru) 2018-12-06 2018-12-06 Способ получения 2-перфторметилпентена-2

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2686316C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5616429A (en) * 1979-07-19 1981-02-17 Daikin Ind Ltd Preparation of hexafluoropropene oligomer
US4296265A (en) * 1979-07-19 1981-10-20 Daikin Kogyo Co., Ltd. Process for preparing hexafluoropropene oligomers
US4377717A (en) * 1981-12-14 1983-03-22 Allied Corporation Method for the production of perfluoro-2-methylpentene-2
RU2498852C1 (ru) * 2012-08-27 2013-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" Способ получения катализатора

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5616429A (en) * 1979-07-19 1981-02-17 Daikin Ind Ltd Preparation of hexafluoropropene oligomer
US4296265A (en) * 1979-07-19 1981-10-20 Daikin Kogyo Co., Ltd. Process for preparing hexafluoropropene oligomers
US4377717A (en) * 1981-12-14 1983-03-22 Allied Corporation Method for the production of perfluoro-2-methylpentene-2
RU2498852C1 (ru) * 2012-08-27 2013-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" Способ получения катализатора

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180071383A (ko) 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 및/또는 비닐리덴 플루오라이드의 제조 방법
RU2686316C1 (ru) Способ получения 2-перфторметилпентена-2
JPS62135439A (ja) ヒドロフルオルアルカン類の製造方法
WO2010013576A1 (en) Process for producing fluorine-containing propene compound
JP2019127465A (ja) 1h,2h−パーフルオロシクロアルケンの製造方法
JP2023174809A (ja) フルオロオレフィン化合物の製造方法
JP4574170B2 (ja) ジアミノジフェニルメタン及びその高級同族体の製造方法
JP2013095669A (ja) 含フッ素化アルカンの製造方法
US3268583A (en) Acetylenic amides
EP3333144B1 (en) Method for manufacturing fluorinated hydrocarbon
US4967019A (en) Method of manufacturing 2-propyn-1-ol
EP2522648A1 (en) Process for producing difluorocyclopropane compound
RU2626008C2 (ru) Способ получения n-алкил-n,n-ди(алкадиинил)аминов
JP6677255B2 (ja) ハロゲン化アクリル酸エステル誘導体の製造方法
US2643267A (en) Fluorocarbon-azomethines
EP0367862B1 (en) Perfluoro-amino-oxaziridines and process for their preparation
JP2608722B2 (ja) 4−メチルー1−ペンテンの製造法
US10252971B2 (en) Method for producing halogenated acrylic acid derivative
US7557225B2 (en) Process for preparing hexafluoroisobutene epoxide
JPS627892B2 (ru)
US2827476A (en) Process of preparing alkene nitriles
CN113788751B (zh) 一种乙酸芳樟酯生产中副产物乙酸的纯化方法
RU2706363C1 (ru) Способ получения гем-дихлорциклопентенов
JP2019532993A (ja) フッ素化シクロブタンを生成するためのプロセス
US3375279A (en) Dialkynyl amines

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20220425