1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法及1,1,1,2,3-五氟丙烷的制造方法

文档序号:3595934阅读:572来源:国知局
专利名称:1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法及1,1,1,2,3-五氟丙烷的制造方法
技术领域
本发明涉及可用作致冷剂、发泡剂、洗涤剂的CFC和HCFC的替代化合物的化合物中间体和也可用作高分子化合物的单体的1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法,及可作为上述替代化合物的有用的化合物-1,1,1,2,3-五氟丙烷的制造方法。
已知的,作为1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法,有,对六氟丙烯加氢得1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,再使该丙烷在150℃下与70-80%的KOH水溶液反应的方法(Ann.Chim.(Italy)55卷,850页,1965年)和使上述六氟丙烷在二丁醚中与KOH反应的方法(lzvest.Akad.NaukS.S.S.R.,Otdel.Khim.Nauk.1412页,1960年)。另外,也有这样的方法使用粒状的KCl在700℃下,气相脱HF而得到目的产物(Ann.Chim.(Italy)55卷,850页,1965年)。
然而,上述文献记载的方法,因其需使用大量的碱,所以不能说是经济的方法,在使用KCl的气相反应中,除了目的产物1,1,1,2,3-五氟丙烯之外,由于其沸点很接近,以通常的精馏难以分离的1,1,1,3,3-五氟丙烯生成量为30%,所以也很难说是一种可工业化使用的方法。
至于1,1,1,2,3-五氟丙烷的制造方法,已知有将1,1,1,2,3-五氟丙烯作原料,加氢反应的方法(lzvest.Akad.NaukS.S.S.R1960,1412-18)。
但是,该方法会发生进一步的氢化,生成1,1,1,2-四氟丙烷,得率低。另外,由于该1,1,1,2-四氟丙烷表现出共沸或假共沸现象,分离困难,因而不适于工业上的应用。
本发明的目的在于,提供一种可以高收率地制造1,1,1,2,3-五氟丙烯的工业上的、经济的方法。
本发明的另一目的在于,提供一种可以以高反应率、高选择性地制得1,1,1,2,3-五氟丙烷的方法。
本发明者就1,1,1,2,3-五氟丙烷的经济的、工业上的制造方法作了刻意研究,特别是,就由1,1,1,2,3,3-六氟丙烷的脱氢氟酸反应制得1,1,1,2,3-五氟丙烯的方法作了研究,而该1,1,1,2,3,3-六氟丙烷可由对容易购到的六氟丙烯加氢制得,结果,发现,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气态下与活性炭接触即可发生脱氢氟酸,高收率地制得1,1,1,2,3-五氟丙烯,使第1个发明得以完成。
即,本申请的第一个发明是有关一种1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法,其特征在于,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态下与活性炭接触,使发生脱氢氟酸反应。
在第一个发明中,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气态与活性炭接触这一点是重要的。也即,采用这样的气相反应形态反应管中充填活性炭,在所定的温度下,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷以气体状态流经该反应管。该气相反应的方式可以采取固定床气相反应,流化床气相反应等的反应方式。
活性炭的种类无特别限制。粒状活性炭的白鹭C(武田药品(株)制)和椰壳活性碳的ヤシコ-ル(YASHICOAL)〔太平化学产业(株)制〕等较合适。
反应温度以200℃~600℃为好,更好的是在250-500℃范围。温度低于这个范围,反应几乎不能进行,而高于这个反应温度范围,则大量生成分解时的付产物,也不理想。
与活性炭的接触时间,其变动幅度可较大,但通常为0.1~200秒,更好的是0.5~120秒。
为将由第一个发明方法所得的1,1,1,2,3-五氟丙烯转化至可成为CFC或HCFC的替代化合物的五氟丙烷(1,1,1,2,3-五氟丙烷),可以采用各种方法。
例如,可用如Izvest,Akad.NaukS.S.S.R.1960,1412-18上所记载的加氢反应。此外,作为以较该方法更高收率制得目的产物的方法,可以在钯催化剂存在下,由气相法,特别是在30-450℃温度下进行加氢反应,高收率地制造1,1,1,2,3-五氟丙烷。
此时,气相反应的方式可采用固定床气相反应,流化床气相反应等的方法。
钯催化剂最好是载于选自活性炭,氧化铝,硅胶,氧化钛,锆中的至少一种、其它的载体上的催化剂。
又,载体粒径虽对反应几乎无什么影响,但最好是0.1-100mm。
作为载持浓度可使用较广的0.05-10%的范围,但通常推荐使用催化剂0.5-5%的载体。
反应温度通常为30-450℃,更好的是70-400℃。
在1,1,1,2,3-五氟丙烯的加氢反应中,氢与原料的比例可大幅度变动。但通常至少,要用化学计量学量的氢进行氢化。对于起始物质的整摩尔数,可使用颇大于化学计量学的量,例如可使用4摩尔或其以上的氢。
反应时的压力无特定限制,可以是在加压下,减压下,常压下进行,但由于在减压下进行时,装置变得复杂,因此最好在加压下和常压下进行反应。
加氢反应时的接触时间通常为0.1-300秒,最常用的为1-30秒。
本发明者发现,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态下与添加了金属盐的活性炭接触,则可发生脱氢氟酸反应,高收率地制得1,1,1,2,3-五氟丙烯,使第二个发明得以完成。
即,本申请的第二个发明是有关1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法,其特征在于,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态下与添加了金属盐的活性炭接触,使发生脱氢氟酸反应。
在此制造方法中,最好使用添加了至少一种选自1族、2族、3族、4族、5族、6族、7族、8族、9族、10族、11族、12族、13族、14族的金属的盐的活性炭。这里所说的“族”是根据1985年由IUPAC新提出的周期表的分类法。
在这个场合,最好使用至少添加了一种选自钾,银,锌,铜,镁的金属的盐的活性碳。
在第二个发明中,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气态与添加了上述金属盐的活性炭接触这一点是重要的。也即,采用这样的气相反应形态反应管中充填添加了金属盐的活性炭,在所定的温度下,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷以气体状态流经该反应管。该气相反应的方式可以采取固定床气相反应,流化床气相反应等的反应方式。
在第二个发明中使用的活性炭的种类无特别限制。粒状活性炭的白鹭C〔武田药品(株)制〕和椰壳活性炭的ヤシコ-ル(YASHICOAL)〔太平化学产业(株)制〕,クラレコ-ル(KURARECOAL)〔クラレケミカル公司制〕等的活性炭较好。
另外,上述金属盐最好使用至少一种选自氯化钾,氟化钾,硝酸银,氯化锌,氯化镁,氯化铜(二价)等。金属盐对活性炭的添加量可以是0.1%(重量比)至50%(重量比),最好是0.5%(重量比)至30%(重量比)。
在第二个发明的制造方法中,反应温度可以是200°-600℃,更好的是250-500℃的范围。在低于200℃的反应温度下,反应几乎不能进行,在高于600℃的反应温度下,易大量生成分解的产生的付产物。
另外,接触时间可有大幅的变动,但通常为0.1-300秒,更好的是0.5-120秒。
本发明者还发现,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态下与用水处理过的活性炭。或在水存在下与活性炭接触,则可发生脱氢氟酸反应,高收率地制得1,1,1,2,3-五氟丙烯,使第三个发明得以完成。
即,本申请的第三个发明是有关一种1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法,其特征在于,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态下,与用水处理过的活性炭,或在水存在下与活性炭接触,发生脱氢氟酸反应。
在此第三个发明中,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态下与用水处理过的活性炭、或在水存在下与活性炭接触这一点是重要的。也即,采用这样的气相反应形态反应管中充填用水处理过的活性炭,在所定的温度下,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷以气体状态流经该反应管。或者,在有水存在下,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷以气体状态流经活性炭上。气相反应的方式可来取固定床气相反应,流化床气相反应等的方式。
所用的活性炭的种类无特别限制,但使用上述种类较合适。
活性炭的水处理方法无特别限定,可以将活性炭浸渍于水中,也可在气相中作水蒸气处理。又,在使水分与1,1,1,2,3,3-六氟丙烷同时通过的时候,反应气体中存在的水分含量通常为1ppm-10%,最好为70ppm-5%。
反应温度和接触时间同上所述,可以是200~600℃(更好的是250-500℃)和0.1-300秒(更好的是0.5-120秒)。
本发明者还发现,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态下与3价的铬的氧化物或一部分氟化的3价铬的氧化物接触,则可发生脱氢氟酸反应,高收率地制得1,1,1,2,3-五氟丙烯,使第四个发明得以完成。
即,这第四个发明是有关一种1,1,1,2,3-五氟丙烷的制造方法,其特征在于,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态下与3价铬的氧化物或部分氟化的3价铬的氧化物接触,发生脱氢氟酸反应。
本发明者还发现,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态,有氧存在下,与铬(3价)的氧化物或者部分氟化的铬(3价)的氧化物接触,则可发生脱氢氟酸反应,高收率地制得1,1,1,2,3-五氟丙烯,且催化剂的活性不易劣化,其寿命延长,从而使第五个发明得以完成。
即,该第五个发明系有关一种1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法,其特征在于,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态,有氧存在下,与铬(3价)的氧化物或者部分氟化的铬(3价)的氧化物接触,发生脱氢氟酸反应。
在第五个发明中,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态、且有氧存在下与铬(3价)的氧化物或部分氟化的铬(3价)的氧化物接触这一点很重要。即,采用这样的气相反应形态将铬(3价)的氧化物或部分氟化的铬(3价)的氧化物充填入反应管内,在所定温度下使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷以气体状态流经其中。气相反应的方式可以采用固定床气相反应,流化床气相反应等的方式。
这里,在配制由铬(3价)的氧化物或部分氟化的铬(3价)氧化物组成的催化剂时,可用各种方式。例如,氧化铬可以采用还原CrO3配制的,也可采用使C3+r的盐沉淀的氧化铬等各种。
水合物状态的催化剂在120-300℃下干燥后可在300-600℃,更好地在350-450℃下烧成。
催化剂的氟化(活性化)通常可在20-450℃,更好地在200-400℃进行氟化处理而达到目的。另外,氟化既可使用氟酸酐在氟化反应系统内进行,也可由和氟化烃的加热处理进行。部分氟化的铬(3价)的氧化物也可由用氧处理CrF3的水合物而得到。
此外,反应温度、接触时间与上述同样,分别以200-600℃(更好的是250-500℃),0.1-300秒(更好的是0.5-120秒)为好。
还有,在上述脱氢氟酸反应中接入氧时,其氧浓度可作大幅度的变动,但通常为整个流量的0.005-20%,更好的是0.01-10%。也可以用含氧混合气体,例如空气进行反应。此时的浓度也以上述氧浓度为准。
本发明者还就以不产生上述问题的气相法的、由使用钯催化剂的接触还原得到1,1,1,2,3-五氟丙烷的制造方法作了刻意研究,结果发现,作为一种高收率的、且可容易进行工业化生产1,1,1,2,3-五氟丙烷的方法,以1,1,1,2,3-五氟丙烯(特别是通过使上述1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态下与活性炭接触,脱氢氟酸而得的)作为原料,在气相或液相中,在有钯合金催化剂存在下,特别是在0-550℃的反应温度下,进行氢化反应,则可高选择地、高收率地达到目的,使第六个发明得到完成。
即,第六个发明的要点系关于一种1,1,1,2,3-五氟丙烷的制造方法,其特征在于,在有钯中添加了一种或二种以上的选自银、铜、金、碲、锌、铬、钼、铊的金属而成的氢化催化剂存在下,用氢还原1,1,1,2,3-五氟丙烯。
在第六个发明中,在钯中添加其它金属这一点是很重要的。
在合金催化剂中,一般认为,其成分元素的特性按合金组分而表现,添加的金属成分的量相对钯为0.01-500%(重量比),特别是0.1-300%(重量比)由于可有效地发挥钯的特性而适合应用。
作为钯合金在各种载体上的承载浓度,可使用0.05-10%的宽范围,但通常推荐用合金0.5-2%的载体。
在第六个发明中,作为钯合金催化剂的载体,最好使用如活性炭,氧化铝,硅胶,锆,二氧化钛等。
另外,载体的粒径对反应几乎无什么影响,但最好以0.1~100mm为合适。
在1,1,1,2,3-五氟丙烯的氢化反应中,氢和原料的比例可大幅变动,但通常至少,要用化学计量学量的氢进行氢化。对于起始物质的整摩尔数,可使用颇大于化学计量学量,例如可使用4摩尔或其以上的氢。
反应方式适于以液相或气相进行,作为气相反应的方式可采用固定床气相反应,流化床气相反应等方式。
反应时的压力无特定限制,可以是在加压下,减压下,常压下进行,但由于在减压下进行时,装置变得复杂,因此最好在加压下和常压下进行反应。
反应温度可在0-550℃,但在气相反应中,以50-450℃进行反应更合适。
气相反应时的接触时间通常为0.1-300秒,最好为1-30秒。
在第六个发明中使用的原料1,1,1,2,3-五氟丙烯可由各种方法合成。
例如,对六氟丙烯加氢得到1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,再使该六氟丙烷与70~80%的KOH水溶液在150℃反应的方法(Ann.Chim.(Italy),55卷,850页,1965年)和,在二丁醚中与KOH反应的方法(Izvest.Akad.NaukS.S.S.R.,Otdel.Khim.Nauk.1412页,1960年)。此外,还有使用粒状KCl在700℃下,气相脱HF而得到目的物的方法(Ann.Chim.(Italy)55卷,850页1965年)。
又,作为工业上的,且可经济的高收率的制造方法,可采用将容易购得的1,1,1,2,3,3-六氟丙烷以气体状态与活性炭接触,脱氢氟酸的方法。
此时,作为气相反应的方式可以采用固定床气相反应、流化床气相反应等的反应方式。
活性炭的种类无特别限制。粒状活性炭的白鹭C(武田药品(株)制)和椰壳活性碳的ヤシコ-ル(YASHICOAL)〔太平化学产业(株)制〕等较合适。
反应温度以200℃~600℃为好,更好的是在250-500℃范围。温度低于这个范围,反应几乎不能进行,而高于这个反应温度范围,则大量生成分解时的付产物,也不理想。
与活性炭的接触时间,其变动幅度可较大,但通常为0.1~200秒,更好的是0.5~120秒。
为解决前述问题,本发明又对1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法作了刻意研究,其结果发现如以1,1,1,2,3-五氟丙烯作原料,在铑催化剂存在下,在气相中进行加氢反应,则可高收率地制得目的产物,使第七个发明致以完成。
即,第七个发明系有关一种1,1,1,2,3-五氟丙烷的制造方法,该方法以1,1,1,2,3-五氟丙烯为原料,在有铑催化剂存在下,特别是在30-450℃温度范围内,由进行加氢反应,以尤其是97%以上的高收率制造1,1,1,2,3-五氟丙烯。
在第七个发明中,使用铑催化剂,在气相中加氢这一点特别重要,作为气相反应的方式可采用固定床气相反应,流化床气相反应等的方式。
铑催化剂最好是承载在选自活性炭、氧化铝、硅胶、氧化钛及锆等的至少一种的载体上的催化剂。
又,载体粒径虽对反应几乎无什么影响,但最好是0.1-100mm。
作为铑的载持浓度可使用较广的0.05-10%的范围,但通常推荐使用催化剂0.5~5%的载体。
反应温度通常为30-450℃,更好的是70-250℃。
在根据第七个发明的1,1,1,2,3-五氟丙烯的加氢反应中,氢与原料的比例可大幅度变动。但通常至少,要用化学计量学量的氢进行氢化。对于起始物质的整摩尔数,可使用颇大于化学计量学量,例如可使用2摩尔或其以上的氢。
反应时的压力无特定限制,可以是在加压下,减压下,常压下进行,但由于在减压下进行时,装置变得复杂,因此最好在加压下和常压下进行反应。
接触时间通常为0.1-300秒,最好为1-30秒。
根据本发明,1,1,1,2,3-五氟丙烯可用工业上的且为经济的方法,从容易购得的1,1,1,2,3,3-六氟丙烷高收率地制得,而该1,1,1,2,3-五氟丙烯可有效地用作用于致冷剂、发泡剂、洗涤剂的CFC化合物和HCFC化合物的替代化合物的中间体及高分子化合物的单体。
另外,由于是在钯中添加了选自银、铜、金、碲、锌、铬、钼、铊的一种或二种以上的金属而形成的氢化催化剂或铑催化剂存在下,由氢还原1,1,1,2,3-五氟丙烯,可以高收率、且高选择地制造1,1,1,2,3-五氟丙烷。
实施例下面,以实施例更具体地说明本发明。
实施例1在内径2cm,长为40cm的SUS316制反应管中充填入粒状活性炭(白鹭C,武田药品工业(株)制)20cc,使氮气流经其内并用电炉加热至430℃。以该温度加热2小时后,氮气换为1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,以20cc/mm的流量流经管内,反应管的出口处的气体经水洗,氯化钙干燥后,由气相色谱分析。结果示于表1。
实施例2在与实施例1同样的反应管中充填入椰壳活性炭〔ヤシコ-ル(YASHICOAL)太平化学产业(株)制〕200cc,然后与实施例1作同样的操作,在450℃的反应温度下进行反应,其结果示于表1。
*选择率表示1,1,1,2,3-五氟丙烯的E体与Z体的混合物由以上结果可以知道,根据本发明的方法,进行反应,可以经济地、且高收率地制得目的产物。
将20cc以0.5%浓度承载于氧化铝上的钯催化剂充填于内径2cm,长40cm的SUS316制反应管内,边通入氮气边以电炉加热到80℃,达到所定的温度后,以57cc/分和114cc/分的比例分别导入预先气化成气体状态的1,1,1,2,3-五氟丙烯的氢。反应温度保持在80℃。生成的气体经水洗、氯化钙干燥后,以气相色谱进行分析。结果,反应率为100%,选择率为99%。非常良好。
实施例3将ヤシコ-ルM(10g)加入溶解了KCl(0.95g)的水溶液(25cc)中,在50℃下搅拌4小时。减压馏去水后,在120℃下干燥一昼夜。所得催化剂装入内径2cm,长40cm的SUS316制反应管,边通入氮气边用电炉加热至450℃。
将氮气变换为1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,以24cc/分的流量通入。反应管的出口处的气体经水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱进行分析。其结果示于下述表2。
实施例4将ヤシコ-ルM(10g)加入溶解了KF(0.74g)的水溶液(25cc)中,在50℃下搅拌4小时。减压馏去水后,在120℃下干燥一昼夜。所得催化剂(8g)装入与实施例3同样的反应管中,在450℃的反应温度下以24ml/分的流速通入1,1,1,2,3,3-六氟丙烷进行反应。其结果示于下表2。
实施例5将ヤシコ-ルM(10g)加入溶解了AgNo3(0.79g)的水溶液(25cc)中,在50℃下搅拌4小时。减压馏去水后,在120℃下干燥一昼夜。所得催化剂(8g)装入与实施例3同样的反应管中,在450℃的反应温度下,以32ml/分的流速通入1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,进行反应。其结果示于下表2。
实施例6将ヤシコ-ルM(10g)加入溶解了CuCl2(1.3g)的水溶液(25cc)中,在50℃下搅拌4小时。减压馏去水后,在120℃下干燥一昼夜。所得催化剂(8g)装入与实施例3同样的反应管中,然后进行同样的操作,在450℃的反应温度下,以32ml/分流速通入1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,进行反应。其结果示于下表2。
实施例7将ヤシコ-ルM(10g)加入溶解了MgCl2(1.95g)的水溶液(25cc)中,在50℃下搅拌4小时。减压馏去水后,在120℃下干燥一昼夜。所得催化剂(8g)装入与实施例3同样的反应管中,在450℃的反应温度下,以24ml/分的流速通入1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,进行反应。其结果示于下表2。
实施例8将ヤシコ-ルM(8g)装入内径2cm,长40cm的SUS316制反应管中,边通入氮气边用电炉加热至40℃。
将氮气变换为水份含量为4000ppm的1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,以24cc/分的流量通入。反应管的出口处的气体径水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱进行分析。其结果示于下述表3。
实施例9将ヤシコ-ルM(8g)装入内径2cm,长40cm的SUS316制反应管中,以50cc/分的流量通入水蒸汽,同时电炉加热至300℃。
将水蒸气变换为1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在400℃下,以24cc/分的流量通入。反应管的出口处的气体经水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱进行分析。其结果示于下述表3。
实施例10过滤用硝酸铬水溶液及氨水配制的氢氧化铬,经水洗、100℃下干燥后,用压片成型机制成直径3mm、高3mm的园筒状。将如此所得的催化剂在反应前装入Hastelloy(ハステロィ)C制的反应管中,在氮气流下,于400℃保持加热一小时,使之活性化。然后,温度降至200℃,供给用氮气稀释的氟酸酐,处理5小时进行氟化。
将上述配制的催化剂(10g)装入内径2cm,长40cm的HastelloyC制的反应管中,边流入氮气边用电炉加热至350℃。
将氮气变换为1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,以24cc/分的流量通入。反应管的出口处的气体经水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱进行分析。其结果示于下述表4。
实施例11将在实施例10中配制的、氟酸酐处理之前的催化剂(10g)装入内径2cm,长40cm的HastelloyC制的反应管中,边通入氮气边用电炉加热至400℃。
将氮气变换为1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,以40cc/分的流量通入反应管内。反应管的出口处的气体经水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱进行分析,其结果示于下表4。
实施例12滤出由硝酸铬水溶液及氨水配制的氢氧化铬,经水洗、100℃下干燥后,用压片成型机压制成直径3mm,高3mm的园筒状。将如此所得的催化剂在反应前装入HastelloyC制的反应管中,在氮气流下于400℃保持加热1小时。然后,温度降至200℃,供给氟酸酐处理1小时而使之活性化。
将上述配制的催化剂(20g)装入内径2cm,长40cm的HastelloyC制的反应管中,边通入氮气边用电炉加热至350℃。
将氮气变换1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(57cc/分)伴之通入氧气3cc/分进入反应管。反应管的出口处的气体经水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱进行分析。反应开始1小时后的转化率及选择率,开始100小时后的转化率及选择率示于下述表5。
实施例13将实施例12中配制的催化剂(20g)装入内径2cm,长40cm的HastelloyC制的反应管中,边通入氮气边用电炉加热至350℃。
将氮气变换为1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(54cc/分),伴之通入空气(6cc/分)进入反应管。反应管的出口处的气体经水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱进行分析。反应开始1小时后的转化率及选择率,100小时后的转化率及选择率示于表5。
实施例14将实施例12中配制的催化剂(20g)装入内径2cm,长40cm的HastelloyC制的反应管中,边通入氮气边用电炉加热至350℃。
将氮气变换为1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,以60cc/分的流量通入反应管。反应管的出口处的气体经水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱进行分析。反应开始1小时后的转化率及选择率,100小时后的转化率及选择率示于表5。
表2
*选择率表示1,1,1,2,3-五氟丙烯的E体与Z体的混合物(以下同样)表3
从上述结果可以知道,如根据本发明的方法,则可以工业的、且经济的方法,高收率地从容易得到的1,1,1,2,3,3-六氟丙烷中制得1,1,1,2,3-五氟丙烯。
实施例15在钯催化剂以0.5%浓度承载的活性炭中加入CuCl2水溶液,使其浓度相对于活性炭为0.1%。再滴加0.2ml的福尔马林,在50℃下熟化5小时后,减压馏去水,在100℃下干燥一昼夜。
将此催化剂18cc装入内径2cm,长40cm的SUS316制的反应管内边通以氢气40cc/分,边用电炉在350℃加热3小时。冷却至所定的温度后,分别以20cc/分,40cc/分的比率导入预先气化的1,1,1,2,3-五氟丙烯和氢气。反应温度在80℃。该1,1,1,2,3-五氟丙烯使用在实施例2中所制的化合物。
生成气体(含1,1,1,2,3-五氟丙烷)经水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱分析,其结果示于表6。
实施例16以与实施例15同样的方法,对以0.5%浓度承载于活性炭上的钯催化剂,用AgNo3,配制以0.1%的浓度承载银的合金催化剂,并以与实施例15同样的方法进行反应。其结果示于表6。
实施例17以与实施例15同样的方法,对以0.5%浓度承载于活性炭上的钯催化剂,用TeCl2配制以0.1%的浓度承载碲的合金催化剂,并以与实施例15同样的方法进行反应。其结果示于表6。
实施例18以与实施例15同样的配制方法,对以0.5%浓度承载于活性炭上的钯催化剂,使用AuCl3,配制以0.1%浓度承载金的合金催化剂,并以与实施例15同样的方法进行反应。其结果示于表6。
实施例19
以与实施例15同样的配制方法,对以0.5%浓度承载于活性炭上的钯催化剂,使用ZnCl2,配制以2%浓度承载锌的合金催化剂,并将该合金催化剂20cc装入内径2cm,长40cm的SUS316制的反应管中,边以40cc/分流量通入氢气,边用电炉加热至350℃。
冷却至一定的反应温度后,以40cc/分流量导入预先气化的1,1,1,2,3-五氟丙烯和以80cc/分流量导入氢气。反应温度在100℃。
生成气体经水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱分析,其结果示于表6。
实施例20以与实施例15同样的配制方法,对以0.5%浓度承载于活性炭上的钯催化剂,使用Cr(No3)8·9H2O,配制以2%浓度承载铬的合金催化剂,并将该合金催化剂17cc装入内径2cm,长40cm的SUS316制的反应管中,边通入氢气,边用电炉加热至400℃。
冷却至一定的反应温度后,以30cc/分流量导入预先气化的1,1,1,2,3-五氟丙烯和以60cc/分流量导入氢气。反应温度在100℃。
生成气体经水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱分析,其结果示于表6。
实施例21以与实施例15同样的配制方法,对以0.5%浓度承载于活性炭上的钯催化剂,使用TlCl3,配制以2%浓度承载铊的合金催化剂,并将该合金催化剂17cc装入内径2cm,长40cm的SUS316制的反应管中,边以40cc/分流量通入氢气,边用电炉加热至350℃。
冷却至一定的反应温度后,以40cc/分流量导入预先气化的1,1,1,2,3-五氟丙烯和以80cc/分流量导入氢气。反应温度在150℃。
生成气体经水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱分析,其结果示于表6。
实施例22
以与实施例15同样的配制方法,对以0.5%浓度承载于活性炭上的钯催化剂,使用(NH4)6Mo7O24·4H2O配制以2%浓度承载钼的合金催化剂,并将该合金催化剂15cc装入内径2cm,长40cm的SUS316制的反应管中,边以40cc/分流量通入氢气,边用电炉加热至350℃。
冷却至一定的反应温度后,以30cc/分流量导入预先气化的1,1,1,2,3-五氟丙烯和以60cc/分流量导入氢气。反应温度在120℃。
生成气体经水洗、氯化钙干燥后,由气相色谱分析,其结果示于表6。
实施例23对以5%浓度承载于活性炭上的钯催化剂,加AgNo3水溶液,使其相对于活性炭,浓度为1%,再加入0.2ml福尔马林,在50℃下熟化5小时之后,减压下馏去水。根据分析,该催化剂中含水率为54%。
将如此所得的催化剂1g装入200cc的SUS 316制的高压釜,作氮气替换后,导入10g的1,1,1,2,3-五氟丙烯,边搅拌,边在室温下导入氢气至9kg/cm2。每当氢气有消耗,便再追加,持续进行反应,直至氢气不再被消耗。此时,反应温度保持在25℃以下。
反应结束后,以气相色谱分析反应液。其结果示于表6。
表6
从以上结果,根据本发明的方法,进行加氢反应可以高反应率、且高选择率地制造出目的产物。
实施例24将以0.5%浓度承载于氧化铝上的铑催化剂10cc装入内径2cm,长40cm的SUS316制的反应管中,边通以氮气,边用电炉加热至80℃。达到所定的温度后,以26.7cc/分和55.3cc/分的比例分别导入预先气化成气体状态的1,1,1,2,3-五氟丙烯和氢气,反应温度保持在80℃,生成的气体经水洗,氢化钙干燥后,由气相色谱分析,其结果示于表7。
实施例25将以0.5%浓度承载于活性炭上的铑催化剂18cc装于和实施例24同样的反应装置,边通入氮气边用电炉加热至120℃。
达到一定温度后,分别以40cc/分、80cc/分的比率导入预先气化成气体状态的1,1,1,2,3-五氟丙烯和氢气。反应温度为120℃。生成气体经水洗,氯化钙干燥后,由气相色谱进行分析。其结果示于下表7。
表7
由以上结果可以知道,根据本发明的方法进行反应,可高收率地制得目的产物1,1,1,2,3-五氟丙烯。
权利要求
1.一种1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法,其特征在于,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷以气体状态与活性炭接触,并使其脱氢氟酸。
2.如权利要求1所述的制造方法,其特征还包括,反应在200-600℃进行。
3.如一种1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法,其特征在于,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷以气体状态与添加了金属盐的活性炭接触,并使其脱氢氟酸。
4.如权利要求3所述的制造方法,其特征还包括,该方法使用了添加了至少一种选自1族,2族,3族,4族,5族,6族,7族,8族,9族,10族,11族,12族,13族,14族的金属的盐的活性炭。
5.如权利要求4所述的制造方法,其特征还包括,使用添加了至少一种选自钾、银、锌、铜、镁的金属的盐的活性炭。
6.一种1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法,其特征在于,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷以气体状态与用水处理过的活性炭,或在水存在下,与活性炭接触,使其脱氢氟酸。
7.一种1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法,其特征在于,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷以气体状态,与三价的铬的氧化物或部分氟化的三价的铬的氧化物接触,使其脱氢氟酸。
8.一种1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法,其特征在于,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷以气体状态,在有氧存在下,与三价的铬的氧化物或部分氟化的三价的铬的氧化物接触,使其脱氢氟酸。
9.一种1,1,1,2,3-五氟丙烯的制造方法,其特征在于,在由钯中添加了选自银、铜、金、碲、锌、铬、钼、铊的任一种或二种以上的金属而成的氢化催化剂存在下,由氢还原1,1,1,2,3-五氟丙烯。
10.如权利要求9所述的制造方法,其特征还包括,对1,1,1,2,3-五氟丙烯,使用至少为化学计量学量的氢制造1,1,1,2,3-五氟丙烯。
11.如权利要求9或10所述的制造方法,其特征还包括,反应在0~550℃的温度范围内进行。
12.如权利要求9-11的任一项所述的制造方法,其特征还包括,所用合金催化剂中添加金属成分的浓度为,相对于钯的浓度为0.01-500%(重量比)。
13.如权利要求9-12之任一项所述的制造方法,其特征还包括使用了氢化催化剂,该催化剂由在钯中添加了选自银、铜、金、碲、锌、铬、钼、铊之任一种或二种以上的元素而成,并承载于活性炭载体上。
14.如权利要求9-13之任一项所述的制造方法,其特征还包括使用了氢化催化剂,该催化剂由在钯中添加了选自银、铜、金、碲、锌、铬、钼、铊之任一种或二种以上的元素而成,并承载于选自活性炭、氧化铝、硅胶、氧化钛、锆的至少一种载体上。
15.如权利要求9-14之任一项所述的制造方法,其特征还包括,钯合金催化剂对各载体的承载浓度为0.05~10%。
16.如权利要求9-15之任一项所述的制造方法,其特征还包括,使用1,1,1,2,3-五氟丙烯,该丙烯系由使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷在气体状态下与活性炭接触,脱氢氟酸而得。
17.如权利要求16所述的制造方法,其特征还包括,反应在200-600℃下进行。
18.一种1,1,1,2,3-五氟丙烷的制造方法,其特征在于,以1,1,1,2,3-五氟丙烯为原料,在有铑催化剂存在下,使其在气相中与氢反应。
19.如权利要求18所述的制造方法,其特征还包括,铑催化剂承载于至少一种选自活性炭、氧化铝、硅胶、氧化钛及锆的载体上。
20.如权利要求19所述的制造方法,其特征还包括,铑催化剂对载体的承载浓度为0.05~10%(重量比)。
21.如权利要求18-20之任一项所述的制造方法,其特征还包括,对1,1,1,2,3-五氟丙烯,使用至少是化学计量学量的氢进行氢化。
22.如权利要求18-21之任一项所述的制造方法,其特征还包括,反应在30-450℃的温度范围内进行。
全文摘要
本发明提供了五氟丙烯的制造方法,其特征在于,使1,1,1,2,3,3-六氟丙烷以气体状态与活性炭或添加了金属盐的活性炭接触,脱氢氟酸。由此,可用工业上的、经济的办法,高收率地从1,1,1,2,3,3-六氟丙烷得到1,1,1,2,3,-五氟丙烯。另外,还提供了1,1,1,2,3-五氟丙烷的制造方法,其特征在于,在由钯中添加了选自银、铜、金、碲、锌、铬、钼、铊的一种或二种以上的金属而成的氢化催化剂存在下,或有铑催化剂存在下,由氢还原1,1,1,2,3-五氟丙烯。由此,可高反应率、高选择率地制得目的产物。
文档编号C07C21/18GK1083040SQ9310654
公开日1994年3月2日 申请日期1993年6月5日 优先权日1992年6月5日
发明者青山博一, 関英司 申请人:大金工业株式会社
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