СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФТОРАЛКАНОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 2025 года по МПК C07C17/23 C07C17/25 C07C19/08 C07C21/22 

Область техники

[0001]

Настоящее изобретение относится к способу производства фторалкановых соединений.

Уровень техники

[0002]

Фторалкановое соединение (A), имеющее атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом водорода и одним атомом фтора, такое как CF₃CFHCFHCF₃, полезно в качестве газа для очистки, газа для травления, хладагента, теплоносителя или синтетического промежуточного продукта, такого как строительный блок для органического синтеза.

[0003]

Фторалкановое соединение (A), как известно, синтезируют восстановлением галогенированного алканового соединения (a), имеющего атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом хлора и одним атомом фтора, такое как CF₃CFClCFClCF₃, для замены атома хлора атомом водорода.

[0004]

Например, в документе НПЛ 1 описано, что восстановление композиции CF₃CFCl₂ или CF₂ClCF₂Cl преимущественно приводит к композиции CF₃CFH₂ или CF₂ClCF₂H.

Список цитирования

Непатентная литература

[0005]

НПЛ 1: Journal of Fluorine Chemistry, 1981, Vol. 19, pp. 1-20.

Сущность изобретения

Техническая задача

[0006]

Цель настоящего изобретения состоит в разработке способа эффективного получения фторалканового соединения (A), имеющего атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом водорода и одним атомом фтора.

Решение задачи

[0007]

Настоящее раскрытие включает следующий объект изобретения.

[0008]

Пункт 1. Способ производства фторалканового соединения (A), имеющего четыре или больше атомов углерода и имеющего атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом водорода и одним атомом фтора,

причем способ включает стадию восстановления, на которой галогенированное алкановое соединение (b), имеющее четыре или больше атомов углерода и имеющее атомы углерода в положении 1 и положении 2, каждый из которых связан с одним атомом хлора, брома или йода и, по меньшей мере, с одним атомом фтора, подвергают реакции восстановления в присутствии восстанавливающего агента.

[0009]

Пункт 2. Способ по пункту 1,

где

фторалкановое соединение (A) имеет, по меньшей мере, на одном конце группу, представленную формулой (1A): CF₃CHFCHF- (1A), и

галогенированное алкановое соединение (b) имеет, по меньшей мере, на одном конце группу, представленную формулой (2A): CF₂X¹CFX²CF₂- (2A), где X¹ и X² являются одинаковыми или разными и означают атом хлора, атом брома или атом йода.

[0010]

Пункт 3.Способ по пункту 2,

где

фторалкановое соединение (A) представляет собой соединение, представленное формулой (1): CF₃CHFCHF(CF₂)_nCF₃ (1), где n означает целое число 0 или больше, и

галогенированное алкановое соединение (b) представляет собой группу, представленную формулой (2): CF₂X¹CFX²CF₂(CF₂)_nCF₃ (2), где X¹ и X² имеют значения, определенные выше, и n означает целое число 0 или больше.

[0011]

Пункт 4. Способ производства алкинового соединения, имеющего четыре или больше атомов углерода и имеющего атомы углерода в положении 2 и положении 3, связанные через тройную связь, причем способ включает

получение фторалканового соединения (A) в соответствии со способом производства по любому из пунктов 1-3, и затем проведение дегидрофторирования фторалканового соединения (A).

[0012]

Пункт 5. Композиция, содержащая

фторалкановое соединение (A), имеющее четыре или больше атомов углерода и имеющее атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом водорода и одним атомом фтора, и

фторалкановое соединение (B), имеющее четыре или больше атомов углерода и имеющее атомы углерода в положении 1 и положении 2, каждый из которых связан с одним атомом водорода и, по меньшей мере, одним атомом фтора,

где отношение содержания фторалканового соединения (A) к фторалкановому соединению (B) (фторалкановое соединение (A)/фторалкановое соединение (B)) равно 3 или больше на мольной основе.

[0013]

Пункт 6. Композиция по пункту 5, для использования в промежуточном продукте для органического синтеза, газе для травления, газе для очистки или газе для осаждения.

Положительные эффекты изобретения

[0014]

Настоящее изобретение обеспечивает эффективное производство фторалканового соединения (A), имеющего атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом водорода и одним атомом фтора.

Описание вариантов осуществления

[0015]

В настоящем описании термины «содержит» и «включает» охватывают понятия «содержащий, состоящий по существу из и состоящий из». В настоящем описании числовой интервал, показанный как «от A до B», означает A или больше и B или меньше.

[0016]

В настоящем описании термин «селективность» означает отношение (% мол.) общего молярного количества целевого соединения, находящего в газе, выходящем из выходного отверстия реактора, к общему молярному количеству соединений, отличных от соединения исходного материала в выходящем газе.

[0017]

В настоящем описании термин «конверсия» означает отношение (% мол.) общего молярного количества соединений, отличных от соединения исходного материала, находящихся в газе, выходящем из выходного отверстия реактора, к молярному количеству соединения исходного материала, поданного в реактор.

[0018]

В настоящем описании термин «выход» означает отношение (% мол.) общего молярного количества целевого соединения, находящего в газе, выходящем из выходного отверстия реактора, к молярному количеству соединения исходного материала, поданного в реактор.

[0019]

Фторалкиновые соединения, такие как CF₃C≡CCF₃, как ожидают, могут быть использованы в качестве газа для очистки, газа для травления, хладагента, теплоносителя, строительного блок для органического синтеза и др.

[0020]

Такие фторалкиновые соединения синтезируют, например, путем отщепления 2 молей фторида водорода из фторалканового соединения (A), имеющего атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом водорода и одним атомом фтора такого как CF₃CFHCFHCF₃. Такое фторалкановое соединение (A) полезно в качестве синтетического промежуточного соединения.

[0021]

Таким образом, фторалкановое соединение (A), имеющее атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом водорода и одним атомом фтора, полезно в качестве промежуточного соединения для синтеза фторалкинового соединения.

[0022]

Такое фторалкановое соединение (A) обычно синтезируют путем восстановления галогенированного алканового соединения (a), имеющего атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом хлора или подобным ему и одним атомом фтора, такого как CF₃CFClCFClCF₃, для замены атома хлора или подобного ему атомом водорода.

[0023]

Однако галогенированное алкановое соединение (a), как правило, получают в виде композиции, содержащей галогенированное алкановое соединение (a) и галогенированное алкановое соединение (b), имеющее атомы углерода в положении 1 и положении 2, каждый из которых связан с одним атомом хлора или подобным ему и, по меньшей мере, одним атомом фтора, такое как CF₂ClCFClCF₂CF₃.

[0024]

Говоря точнее, для получения фторалканового соединения (A), как правило, восстанавливают композицию галогенированного алканового соединения (a) и галогенированного алканового соединения (b), описанную выше (исходный материал). При этом синтезируют не только фторалкановое соединение (A), но также фторалкановое соединение (B), имеющее атомы углерода в положении 1 и положении 2, каждый из которых связан с одним атомом водорода и, по меньшей мере, одним атомом фтора, такое как CF₂HCFHCF₂CF₃. Таким образом, ограничение образования фторалканового соединения (B) (примеси) обеспечивает возможность эффективного синтеза фторалканового соединения (A).

[0025]

Способ производства в соответствии с настоящим изобретением не только дает фторалкановое соединение (A) за счет восстановления галогенированного алканового соединения (a), но также дает фторалкановое соединение (A) за счет проведения восстановления с одновременным перемещением положения замещения в галогенированном алкановом соединении (b). Таким образом, когда в качестве исходного материала используют композицию галогенированного алканового соединения (a) и галогенированного алканового соединения (b), способ производства по настоящему описанию ограничивает образование фторалканового соединения (B) и обеспечивает эффективное производство фторалканового соединения (A) с высоким выходом.

[0026]

1. Способ производства фторалканового соединения (A)

Способ производства фторалканового соединения (A) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой способ производства фторалканового соединения (A), имеющего четыре или больше атомов углерода и имеющего атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом водорода и одним атомом фтора, и этот способ включает стадию восстановления, на которой галогенированное алкановое соединение (b), имеющее четыре или больше атомов углерода и имеющее атомы углерода в положении 1 и положении 2, каждый из которых связан с одним атомом хлора, брома или йода и, по меньшей мере, с одним атомом фтора, подвергают реакции восстановления в присутствии восстанавливающего агента.

[0027]

Настоящее изобретение обеспечивает фторалкановое соединение (A) за счет восстановления галогенированного алканового соединения (b) с одновременным перемещением положения замещения в галогенированном алкановом соединении (b).

[0028]

1-1: Исходный материал

1-1-1: Галогенированное алкановое соединение (b)

Галогенированное алкановое соединение (b) в качестве соединения исходного материала, пригодного в способе производства в соответствии с настоящим изобретением представляет собой, как описано выше, галогенированное алкановое соединение (b), имеющее четыре или больше атомов углерода и имеющее атомы углерода в положении 1 и положении 2, каждый из которых связан с одним атомом хлора, брома или йода и, по меньшей мере, с одним атомом фтора.

[0029]

Галогенированное алкановое соединение (b) предпочтительно имеет, по меньшей мере, на одном конце группу, представленную формулой (2A): CF₂X¹CFX²CF₂- (2A), где X¹ и X² являются одинаковыми или разными и означают атом хлора, атом брома или атом йода.

[0030]

В формуле (2A) X¹ и X² представляют собой атом хлора, атом брома или атом йода. С точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A), X¹ и X² предпочтительно представляют собой атом хлора или атом брома и более предпочтительно атом хлора.

[0031]

Таким образом, группа, обозначенная формулой (2А), находящаяся в галогенированном алкановом соединении (b), представляет собой, например, CF₂ClCFClCF₂-, CF₂ClCFBrCF₂-, CF₂ClCFICF₂-, CF₂BrCFClCF₂-, CF₂BrCFBrCF₂-, CF₂BrCFICF₂-, CF₂ICFClCF₂-, CF₂ICFBrCF₂- или CF₂ICFICF₂-. В частности, с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) группой, обозначенной формулой (2A), предпочтительно является, например, группа CF₂ClCFClCF₂-, CF₂ClCFBrCF₂-, CF₂BrCFClCF₂- или CF₂BrCFBrCF₂- и более предпочтительно CF₂ClCFClCF₂-.

[0032]

Галогенированное алкановое соединение (b) может иметь одну группу, представленную формулой (2A), или две или больше групп, представленных формулой (2A). В частности, с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) галогенированное алкановое соединение (b) предпочтительно имеет одну группу, представленную формулой (2A).

[0033]

С точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) галогенированное алкановое соединение (b), описанное выше, предпочтительно представляет собой соединение, представленное формулой (2): CF₂X¹CFX²CF₂(CF₂)_nCF₃ (2), где X¹ и X² имеют значения, определенные выше, и n означает целое число 0 или больше.

[0034]

В формуле (2) n означает целое число 0 или больше. С точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A), n предпочтительно представляет собой целое число от 0 до 5, более предпочтительно целое число от 0 до 3 и еще более предпочтительно целое число от 0 до 2.

[0035]

Более конкретно, галогенированное алкановое соединение (b), которое удовлетворяет описанным выше условиям в качестве соединения исходного материала, включает CF₂ClCFClCF₂CF₃, CF₂ClCFBrCF₂CF₃, CF₂ClCFICF₂CF₃, CF₂BrCFClCF₂CF₃, CF₂BrCFBrCF₂CF₃, CF₂BrCFICF₂CF₃, CF₂ICFClCF₂CF₃, CF₂ICFBrCF₂CF₃, CF₂ICFICF₂CF₃, CF₂ClCFClCF₂CF₂CF₃, CF₂ClCFBrCF₂CF₂CF₃, CF₂ClCFICF₂CF₂CF₃, CF₂BrCFClCF₂CF₂CF₃, CF₂BrCFBrCF₂CF₂CF₃, CF₂BrCFICF₂CF₂CF₃, CF₂ICFClCF₂CF₂CF₃, CF₂ICFBrCF₂CF₂CF₃ и CF₂ICFICF₂CF₂CF₃. Например, с точки зрения конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) галогенированное алкановое соединение (b), которое удовлетворяет описанным выше условиям, например, предпочтительно представляет собой CF₂ClCFClCF₂CF₃, CF₂ClCFBrCF₂CF₃, CF₂BrCFClCF₂CF₃, CF₂BrCFBrCF₂CF₃, CF₂ClCFClCF₂CF₂CF₃, CF₂ClCFBrCF₂CF₂CF₃, CF₂BrCFClCF₂CF₂CF₃ и CF₂BrCFBrCF₂CF₂CF₃ и более предпочтительно CF₂ClCFClCF₂CF₃ и CF₂ClCFClCF₂CF₂CF₃. Эти галогенированные алкановые соединения (b) могут быть использованы по отдельности или в комбинации из двух и нескольких.

[0036]

1-1-2: Галогенированное алкановое соединение (a)

Как описано выше, галогенированное алкановое соединение (a), имеющее атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом хлора или подобным ему и одним атомом фтора, как правило, получают в виде композиции, содержащей галогенированное алкановое соединение (a) и галогенированное алкановое соединение (b). Таким образом, композиция галогенированного алканового соединения (a) и галогенированного алканового соединения (b) также приемлема в качестве исходного материала в настоящем изобретении.

[0037]

В этом случае галогенированное алкановое соединение (a) предпочтительно имеет, по меньшей мере, на одном конце группу, представленную формулой (3A): CF₃CFX³CFX⁴- (3A), где X³ и X⁴ являются одинаковыми или разными и означают атом хлора, атом брома или атом йода.

[0038]

В формуле (3A) X³ и X⁴ представляют собой атом хлора, атом брома или атом йода. С точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) X³ и X⁴ предпочтительно представляют собой атом хлора или атом брома и более предпочтительно атом хлора.

[0039]

Таким образом, группа, обозначенная формулой (3A), находящаяся в галогенированном алкановом соединении (a), включает CF₃CFClCFCl-, CF₃CFClCFBr-, CF₃CFClCFI-, CF₃CFBrCFCl-, CF₃CFBrCFBr-, CF₃CFBrCFI-, CF₃CFICFCl-, CF₃CFICFBr- и CF₃CFICFI-. В частности, с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) группа, обозначенная формулой (3A), предпочтительно представляет собой CF₃CFClCFCl-, CF₃CFClCFBr-, CF₃CFBrCFCl- или CF₃CFBrCFBr- и более предпочтительно CF₃CFClCFCl-.

[0040]

Галогенированное алкановое соединение (a) может иметь одну группу, представленную формулой (3A), или две или больше групп, представленных формулой (3A). В частности, с точки зрения конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) галогенированное алкановое соединение (a) предпочтительно имеет одну группу, представленную формулой (3A).

[0041]

С точки зрения конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) галогенированное алкановое соединение (a), описанное выше, предпочтительно представляет собой соединение формулы (3): CF₃CFX³CFX⁴(CF₂)_mCF₃ (3), где X³ и X⁴ имеют значения, определенные выше, и m означает целое число 0 или больше.

[0042]

В формуле (3) m означает целое число 0 или больше. С точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A), m предпочтительно означает целое число от 0 до 5, более предпочтительно целое число от 0 до 3 и еще более предпочтительно целое число от 0 до 2.

[0043]

Говоря точнее, галогенированное алкановое соединение (a), которое удовлетворяет описанным выше условиям в качестве соединения исходного материала, включает CF₃CFClCFClCF₃, CF₃CFClCFBrCF₃, CF₃CFClCFICF₃, CF₃CFBrCFClCF₃, CF₃CFBrCFBrCF₃, CF₃CFBrCFICF₃, CF₃CFICFClCF₃, CF₃CFICFBrCF₃, CF₃CFICFICF₃, CF₃CFClCFClCF₂CF₃, CF₃CFClCFBrCF₂CF₃, CF₃CFClCFICF₂CF₃, CF₃CFBrCFClCF₂CF₃, CF₃CFBrCFBrCF₂CF₃, CF₃CFBrCFICF₂CF₃, CF₃CFICFClCF₂CF₃, CF₃CFICFBrCF₂CF₃ и CF₃CFICFICF₂CF₃. В частности, с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) галогенированное алкановое соединение (a), которое удовлетворяет описанным выше условиям, например, предпочтительно представляет собой CF₃CFClCFClCF₃, CF₃CFClCFBrCF₃, CF₃CFBrCFClCF₃, CF₃CFBrCFBrCF₃, CF₃CFClCFClCF₂CF₃, CF₃CFClCFBrCF₂CF₃, CF₃CFBrCFClCF₂CF₃ или CF₃CFBrCFBrCF₂CF₃ и более предпочтительно CF₃CFClCFClCF₃ или CF₃CFClCFClCF₂CF₃. Эти галогенированные алкановые соединения (a) могут быть использованы по отдельности или в комбинации из двух и нескольких.

[0044]

1-1-3: Композиционное отношение

В настоящем изобретении композиция галогенированного алканового соединения (a) и галогенированного алканового соединения (b) в случае использования в качестве исходного материала может содержать галогенированное алкановое соединение (a) и галогенированное алкановое соединение (b) при любом композиционном отношении. Обычно композиция, синтезированная при попытке получения галогенированного алканового соединения (a) и галогенированного алканового соединения (b), является приемлемой при конечном отношении. Например, содержание галогенированного алканового соединения (a) составляет предпочтительно от 30 до 80% об., более предпочтительно от 40 до 70% об. и еще более предпочтительно от 50 до 60% об. из расчета на общее количество композиции, взятое за 100% об. Содержание галогенированного алканового соединения (b) составляет предпочтительно от 20 до 70% об., более предпочтительно от 30 до 60% об. и еще более предпочтительно от 40 до 50% об. из расчета на общее количество композиции, взятое за 100% об. Таким исходным материалом также может быть известный или коммерческий продукт, или он может быть синтезирован. Исходный материал может быть синтезирован с помощью ранее описанного метода (Journal of the Chemical Society, 1952 pp. 4423-4429).

[0045]

(1-2) Восстанавливающий агент

Примеры восстанавливающего агента включают водород (H₂), литийалюминийгидрид (LiAlH₄), гидрид натрия (NaH), боргидрид натрия (NaBH₄), триацетоксиборгидрид натрия (NaBH(OCOCH₃)₃), муравьиную кислоту и формиаты (формиат натрия, формиат калия и формиат аммония). В частности, с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) предпочтительны гидридные соединения (например, литийалюминийгидрид (LiAlH₄), гидрид натрия (NaH) и боргидрид натрия (NaBH₄)). Эти восстанавливающие агенты можно использовать отдельно или в комбинации из двух и нескольких.

[0046]

В способе производства по настоящему изобретению восстанавливающий агент в случае его использования может находиться в любом количестве. С точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) количество восстанавливающего агента составляет предпочтительно от 0,5 до 8,0 моль, более предпочтительно от 1,0 до 6,0 моль и еще более предпочтительно от 2,0 до 4,0 моль на моль общего количества композиции галогенированного алканового соединения (a) и галогенированного алканового соединения (b) в качестве исходного материала (или количества галогенированного алканового соединения (b), когда используют только галогенированное алкановое соединение (b)).

[0047]

1-3: Реакция переноса и восстановления

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) в соответствии с настоящим изобретением, например, при использовании соединения формулы (2) в качестве галогенированного алканового соединения (b) (соединения исходного материала), X¹ и X² предпочтительно представляют собой атом хлора, а n предпочтительно равно 0 с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A).

[0048]

Более конкретно, реакцию переноса и восстановления предпочтительно проводят в соответствии со следующей реакционной схемой: CF₂ClCFClCF₂CF₃ → CF₃CHFCHFCF₃, так что проводят восстановление, при этом одновременно перемещают положение замещения атома хлора для замены атома хлора атомом водорода.

[0049]

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) в соответствии с настоящим изобретением с точки зрения способа производства галогенированного алканового соединения (b) или с точки зрения производительности предпочтительно, чтобы реакция была проведена в газовой фазе, особенно в газофазном непрерывном поточном процессе с использованием реактора с неподвижным слоем, когда перенос и восстановление проводят непрерывно. Когда способ производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению проводят в газовой фазе, реакция переноса и восстановления может быть проведена непрерывно, исходя из способа производства галогенированного алканового соединения (b). Это главным образом исключает необходимость в растворителе, поэтому не образуются промышленные отходы и достигается прекрасная производительность. Способ производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению, проводимый в газофазном непрерывном поточном процессе, упрощает оборудование и выгоден экономически. Однако, если упор делают на селективность фторалканового соединения (A), способ производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) предпочтительно проводят в жидкой фазе.

[0050]

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) в соответствии с настоящим изобретением реакцию переноса и восстановления проводят на галогенированном алкановом соединении (b) в присутствии описанного выше восстанавливающего агента. С точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) реакцию переноса и восстановления предпочтительно проводят в присутствии катализатора и/или генератора радикалов. Более конкретно, если используют газофазную реакцию, реакцию предпочтительно проводят в присутствии катализатора. Если используют жидкофазную реакцию, реакцию предпочтительно проводят в присутствии генератора радикалов. Подробное описание катализатора и генератора радикалов для каждой фазы реакции дано позднее.

[0051]

1-3-1: Газофазная реакция

Способ производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) в соответствии с настоящим изобретением, проводимый в газовой фазе, выгоден тем, что исключает необходимость в растворителе, поэтому не образует промышленные отходы, и обеспечивает прекрасную производительность. В этом случае способ производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению предпочтительно проводят в газофазном непрерывном поточном процессе с использованием реактора с неподвижным слоем. Способ, проводимый в газофазном непрерывном поточном процессе, упрощает оборудование и операции и выгоден экономически.

[0052]

Катализатор

Кроме того, способ производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению, проводимый в газовой фазе, предпочтительно проводят в присутствии катализатора.

[0053]

Способ производства по настоящему изобретению может быть проведен с любым катализатором. С точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) катализатор предпочтительно содержит металл, такой как палладий, рутений, родий, платина, медь, никель или цинк.

[0054]

С точки зрения конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A), без какого-либо ограничения, способ производства по настоящему изобретению предпочтительно проводят с катализатором, состоящим из металла, такого как палладий, рутений, родий, платина, медь, никель или цинк, нанесенного на носитель.

[0055]

Примеры таких носителей включают активированный уголь, пористые алюмосиликаты, такие как цеолит, оксид алюминия, диоксид кремния, оксид титана, диоксид циркония, оксид цинка и фторид алюминия. Эти носители могут быть использованы отдельно или в комбинации из двух и нескольких.

[0056]

Если используют катализатор, состоящий из металла, такого как палладий, рутений, родий, платина, медь, никель или цинк, нанесенного на носитель, содержание металла составляет предпочтительно от 0,01 до 50% масс. и более предпочтительно от 0,1 до 30% масс. из расчета на общее количество катализатора, взятое за 100% масс., с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A).

[0057]

Катализатор может быть использован отдельно или в комбинации из двух и нескольких.

[0058]

При получении фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) в газовой фазе в присутствии восстанавливающего агента и катализатора в соответствии со способом производства по настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы, например, катализатор в твердой форме (твердая фаза) был введен в контакт с галогенированным алкановым соединением (b) (или композицией галогенированного алканового соединения (a) и галогенированного алканового соединения (b)). В этом случае, хотя катализатор при его применении может находится в форме порошка, для использования в реакции в газофазном непрерывном поточном процессе предпочтителен катализатор в форме гранул.

[0059]

Как правило, удельная площадь поверхности катализатора для использования в способе производства по настоящему изобретению, измеренная в соответствии теорией БЭТ (BET) («удельная площадь поверхности по БЭТ»), предпочтительно составляет от 10 до 3000 м²/г, более предпочтительно от 15 до 2500 м²/г, еще более предпочтительно от 20 до 2000 м²/г и особенно предпочтительно от 30 до 1500 м²/г. Катализатор с удельной площадью поверхности по БЭТ в пределах этих интервалов имеет плотность частиц, которая является не слишком низкой или не слишком высокой, в результате чего дает фторалкановое соединение (A) с более высокой селективностью. Такой катализатор также может дополнительно повышать конверсию галогенированного алканового соединения (b). В случае катализатора, нанесенного на носитель, как описано выше, предпочтительно, чтобы удельная площадь поверхности по БЭТ всего катализатора попадала в пределы вышеописанных интервалов.

[0060]

Температура реакции

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) в соответствии с настоящим изобретением, как правило, температура реакции предпочтительно составляет от 80 до 300°C, более предпочтительно от 130 до 250°C и еще более предпочтительно от 180 до 230°C с точки зрения простоты более эффективного проведения восстановления при одновременном переносе положения замещения атома хлора или ему подобного в галогенированном алкановом соединении (b).

[0061]

Время реакции

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению время реакции, например, в газофазном проточном процессе время контакта (W/F) соединения исходного материала с катализатором (W: масса катализатора (г), F: скорость потока соединения исходного материала (куб. см/сек)) предпочтительно составляет от 1 до 30 г⋅сек/куб.см, более предпочтительно от 3 до 20 г⋅сек/куб.см и еще более предпочтительно от 6 до 10 г⋅сек/куб.см с точки зрения простоты более эффективного проведения реакции с одновременным переносом положения замещения атома хлора или подобного ему в галогенированном алкановом соединении (b). Время контакта означает время, в течение которого соединение исходного материала находится в контакте с катализатором.

[0062]

Давление реакции

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению давление реакции предпочтительно составляет 0 кПа или больше, более предпочтительно 10 кПа или больше, еще более предпочтительно 20 кПа или больше и особенно предпочтительно 30 кПа или больше с точки зрения простоты более эффективного проведения реакции с одновременным переносом положения замещения атома хлора или подобного ему в галогенированном алкановом соединении (b). Верхняя граница реакционного давления не ограничена и составляет, как правило, приблизительно 2 МПа. В настоящем изобретении давление означает манометрическое давление, если не указано другое.

[0063]

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению реактор, в который галогенированное алкановое соединение (b) (или композицию галогенированного алканового соединения (a) и галогенированного алканового соединения (b)) и восстанавливающий агент, предпочтительно с катализатором, добавляют для проведения реакции, может быть любой формы и структуры, пока он выдерживает температуру и давление, описанные выше. Примеры реакторов включают вертикальный реактор, горизонтальный реактор и многотрубчатый реактор. Примеры материалов реактора включают стекло, нержавеющую сталь и железо.

[0064]

Примеры дегидрофторирования

Способ производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению может быть также проведен с помощью или проточного процесса или периодического процесса. В проточном процессе галогенированное алкановое соединение (b), которое представляет собой соединение исходного материала (или композицию галогенированного алканового соединения (a) и галогенированного алканового соединения (b)), непрерывно добавляют в реактор, а фторалкановое соединение (A) (целевое соединение) непрерывно выводят из реактора. Если фторалкановое соединение (A) (целевое соединение) остается в реакторе, реакция отщепления может протекать дальше. Таким образом, предпочтительно способ по настоящему изобретению проводят в проточном процессе. Способ производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению предпочтительно проводят в газофазном непрерывном поточном процессе с использованием реактора с неподвижным слоем. Способ, проводимый в газофазном непрерывном поточном процессе, может упрощать оборудование и операции и выгоден экономически. Способ в периодическом процессе может быть проведен с помощью замкнутого реакционного процесса или реакционного процесса с повышенным давлением в жидкофазной реакции, описанной позднее.

[0065]

Атмосферой в способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению предпочтительно является атмосфера инертного газа, чтобы ограничить разрушение катализатора. Инертный газ включает азот, гелий и аргон. Из этих инертных газов с точки зрения снижения затрат предпочтителен азот.

[0066]

1-3-2: Жидкофазная реакция

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению, проводимом в жидкой фазе, выход целевого соединения может быть дополнительно увеличен, например, за счет повышения давления с использованием металлического сосуда и повышения температуры кипения исходного материала для увеличения количества жидкого компонента.

[0067]

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению, проводимого в жидкой фазе, во-первых, галогенированное алкановое соединение (b) (или композицию галогенированного алканового соединения (a) и галогенированного алканового соединения (b)) и восстанавливающий агент предпочтительно вводят в реакцию в присутствии растворителя и генератора радикалов.

[0068]

Растворитель

Растворитель для использования в способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) может представлять собой воду или неводный растворитель, и неводный растворитель включает простой эфирный растворитель, амидный растворитель, нитрильный растворитель и спиртовый растворитель. Примеры простых эфирных растворителей включают, но без ограничения ими, диэтиловый эфир, тетрагидрофуран, дифениловый эфир, анизол и диметоксибензол. Примеры амидных растворителей включают, но без ограничения ими, N,N-диметилформамид (ДМФА) и N,N-диметилацетамид (ДМАА). Примеры нитрильных растворителей включают, но без ограничения ими, ацетонитрил, пропионитрил и бензонитрил. Примеры спиртовых растворителей включают, но без ограничения ими, метанол, этанол, н-пропиловый спирт, изопропиловый спирт, н-бутиловый спирт, изобутиловый спирт, втор-бутиловый спирт, трет-бутиловый спирт и изоамиловый спирт. Растворитель может быть выбран отдельно из воды и неводного растворителя или может быть использован в комбинации из двух или нескольких. В частности, с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) амидный растворитель предпочтителен, а N,N-диметилформамид (ДМФА), N,N-диметилацетамид (ДМАА) и им подобные более предпочтительны.

Генератор радикалов

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению предпочтительно используют генератор радикалов с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A). Примеры радикальных генераторов включают органические радикальные инициаторы, такие как азо-соединения, и органические пероксиды; и неорганические радикальные инициаторы, такие как персульфаты, соли церия и пероксид водорода.

[0069]

Примеры азо-соединений включают дигидрохлорид 2,2'-азобис-(2-метилпропионамидина), 2,2'-азобис(изобутиронитрил), 4,4'-азобис(4-циановалериановую кислоту), 1,1'-азобис(циклогексан-карбонитрил), 2,2'-азобис(2-метилпропан), 2,2'-азобис(2-метил-пропионитрил) и дигидрохлорид α,α'-азодиизобутиламидина.

[0070]

Примеры органических пероксидов включают пероксид метил-этилкетона, пероксид циклогексанона, пероксид ацетилацетона, 1,1-ди(трет-гексилперокси)-3,3,5-триметилциклогексан и 1,1-ди(трет-гексилперокси)циклогексан.

[0071]

Примеры персульфатов включают персульфат аммония, персульфат натрия и персульфат калия.

[0072]

Примеры солей церия включают нитрат аммония-церия(IV), сульфат церия(IV), сульфат аммония-церия(IV), гидроксид церия(IV) и оксид церия(IV).

[0073]

Из этих генераторов радикалов предпочтительны персульфаты, а персульфат аммония, персульфат натрия и персульфат калия более предпочтительны с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A).

[0074]

Количество генератора радикалов при использовании в способе производства по настоящему изобретению не ограничено. С точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A), количество генератора радикалов предпочтительно составляет от 0,01 до 5 моль, более предпочтительно от 0,1 до 2 моль и еще более предпочтительно от 0,2 до 0,5 моль на моль общего количества композиции галогенированного алканового соединения (a) и галогенированного алканового соединения (b) (исходный материал) (если используют только галогенированное алкановое соединение (b), то количества галогенированного алканового соединения (b)).

[0075]

Замкнутый реакционный процесс

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению температура кипения фторалканового соединения (A) (целевого соединения) является низкой. Таким образом, в способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению превращение реакционной системы в замкнутый реакционный процесс естественным образом повышает давление внутри замкнутого реакционного процесса и позволяет реакции протекать при повышенном давлении. В результате фторалкановое соединение (A) (целевое соединение) может быть получено с более высокой селективностью и более высокой конверсией.

[0076]

Как отмечалось выше, вследствие низкой температуры кипения целевого соединения замкнутый реакционный процесс находится при повышенном давлении при температуре реакции, и концентрация субстрата (соединения исходного материала) в растворителе повышается, в результате чего растет реакционная способность. Реакцию в замкнутом реакционном процессе предпочтительно проводят с использованием устойчивого к давлению реактора периодического действия с закрытой реакционной системой. Реакцию в периодическом процессе предпочтительно проводят, например, путем добавления соединения исходного материала, основного раствора (щелочного водного раствора), катализатора и др. в реакционный сосуд, такой как автоклав, и повышения температуры реакции до соответствующей температуры с помощью нагревателя, позволяя реакции протекать в течение заданного времени при перемешивании. Реакционная атмосфера, в которой проводят реакцию, предпочтительно представляет собой инертный газ, такой как азот, гелий или диоксид углерода.

[0077]

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению, как правило, температура реакции в случае закрытой находящейся под давлением реакционной системы предпочтительно составляет от 0 до 50°C, более предпочтительно от 5 до 40°C и еще более предпочтительно от 10 до 30°C с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A).

[0078]

Реакционный процесс с повышенным давлением

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению реакция может быть проведена в реакционном процессе с повышенным давлением путем установки температуры реакции при 0°C или больше и реакционного давления при выше чем 0 кПа. Это обеспечивает получение фторалканового соединения (A) (целевого соединения) с более высокой селективностью и более высокой конверсией. Как отмечалось выше, когда реакционная система находится при повышенном давлении, концентрация субстрата (соединения исходного материала) в растворителе повышается, в результате чего растет реакционная способность. Реакцию в реакционном процессе с повышенным давлением предпочтительно проводят с использованием устойчивого к давлению реактора периодического действия с помощью закрытой реакционной системы. Реакцию в периодическом процессе предпочтительно проводят путем добавления соединения исходного материала, восстанавливающего агента и растворителя, необязательно с генератором радикалов, в сосуд под давлением, такой как автоклав, и повышения температуры до соответствующей температуры реакции с помощью нагревателя, позволяя реакции протекать в течение заданного времени при перемешивании.

[0079]

Что касается условий повышения давления в способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению, то давление реакции предпочтительно устанавливают выше чем 0 кПа. Давление реакции означает давление внутри реактора в случае использования в реакционном процессе с повышенным давлением. В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению, давление реакции предпочтительно составляет выше чем 0 кПа, более предпочтительно 5 кПа или больше, еще более предпочтительно 10 кПа или больше и особенно предпочтительно 15 кПа или больше с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A). Верхняя граница реакционного давления не ограничена, и, как правило, равна приблизительно 2 МПа. В настоящем изобретении, давление означает манометрическое давление, если не указано другое.

[0080]

Что касается самого повышения давления, то давление внутри реакционной системы может быть повышено путем подачи в реакционную систему инертного газа, такого как азот, гелий или диоксид углерода.

[0081

В способе производства фторалканового соединения (A) из галогенированного алканового соединения (b) по настоящему изобретению, обычно температура реакции в случае реакционного процесса с повышенным давлением предпочтительно составляет от 0 до 50°C, более предпочтительно от 5 до 40°C и еще более предпочтительно от 10 до 30°C с точки зрения конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A).

[0082]

По окончании реакции необязательно проводят очистку обычным способом с получением фторалканового соединения (A).

[0083]

(1-4) Целевое соединение (Фторалкановое соединение (A))

Полученное таким образом целевое соединение по настоящему изобретению представляет собой фторалкановое соединение (A), имеющее четыре или больше атомов углерода и имеющее атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом водорода и одним атомом фтора.

[0084]

Фторалкановое соединение (A) предпочтительно имеет, по меньшей мере, на одном конце группу, представленную формулой (1A): CF₃CHFCHF- (1A).

[0085]

Фторалкановое соединение (A) может иметь одну группу, представленную формулой (1A), или две или больше групп, представленных формулой (1A). В частности, с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) фторалкановое соединение (A) предпочтительно имеет одну группу, представленную формулой (1A).

[0086]

С точки зрения конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) описанное выше фторалкановое соединение (A) предпочтительно представлено формулой (1): CF₃CHFCHF(CF₂)_nCF₃ (1), где n означает целое число 0 или больше.

[0087]

В формуле (2) n означает целое число 0 или больше. С точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A), n предпочтительно означает целое число от 0 до 5, более предпочтительно целое число от 0 до 3 и еще более предпочтительно целое число от 0 до 2.

[0088]

То есть, фторалкановое соединение (A) (соединение исходного материала), которое удовлетворяет описанным выше условиям, включает CF₃CHFCHFCF₃ и CF₃CHFCHFCF₂CF₃. В частности, соединение формулы CF₃CHFCHFCF₃ предпочтительно с точки зрения конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A).

[0089]

Полученное таким образом фторалкановое соединение (A) может быть успешно использовано в разных областях применения, таких как промежуточные соединения для органического синтеза, газ для травления, газ для очистки и газ для осаждения. В частности, проведение ранее описанной реакции на фторалкановом соединении (A) позволяет проводить синтез алкинового соединения (например, CF₃C≡CCF₃), успешно применяемого в разных областях, таких как газ для травления, газ для очистки, газ для осаждения, хладагент, теплоноситель и строительный блок для органического синтеза.

[0090]

В этом случае способ синтеза алкинового соединения из полученного фторалканового соединения (A) может быть, например, способом, который описан в документе WO2020/006018A. Кроме того, поведение дегидрофторирования полученного фторалканового соединения (A) в присутствии простого эфирного растворителя обеспечивает производство алкинового соединения на одной стадии.

[0091]

В способе проведения дегидрофторирования полученного фторалканового соединения (А) в присутствии простого эфирного растворителя простым эфирным растворителем в случае его использования, в частности, предпочтительно является диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир, ди(н-бутиловый) эфир, дифениловый эфир, 1,2-диметоксиэтан, 1,2-диэтоксиэтан или диглим. Простой эфирный растворитель может быть использован отдельно или в комбинации из двух и нескольких. Например, с точки зрения конверсии, селективности и выхода простой эфирный растворитель предпочтительно представляет собой диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир, ди(н-бутиловый) эфир, дифениловый эфир, 1,2-диметоксиэтан и 1,2-диэтоксиэтан, более предпочтительно диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир, ди(н-бутиловый) эфир и дифениловый эфир, и еще более предпочтительно диизопропиловый эфир, ди(н-бутиловый) эфир и дифениловый эфир.

[0092]

Помимо эфирных растворителей могут быть использованы в комбинации следующие другие растворители: эфиры угольной кислоты, такие как диметилкарбонат, этилметилкарбонат, диэтилкарбонат, метилпропилкарбонат и этилпропилкарбонат; сложноэфирные растворители, такие как этилацетат, пропилацетат, бутилацетат, метилпропионат, этилпропионат и бутилпропионат; кетоновые растворители, такие как ацетон, этилметилкетон и диэтилкетон; лактоновые растворители, такие как γ-бутиролактон, γ-валеролактон, тетрагидрофуран и тетрагидропиран; простые циклические эфиры, такие как тетрагидрофуран; нитрильные растворители, такие как ацетонитрил, пропионитрил и бензонитрил; амидные растворители, такие как N,N-диметилформамид; и сульфоновые растворители, такие как диметилсульфоксид и сульфолан. Однако с точки зрения, например, конверсии в реакции, селективности и выхода количество таких других растворителей предпочтительно небольшое. Более конкретно, количество простого эфирного растворителя в случае использования составляет предпочтительно от 80 до 100% об. (в частности от 90 до 100% об.), и количество других растворителей предпочтительно составляет от 0 до 20% об. (в частности, от 0 до 10% об.), из расчета на общее количество растворителей для использования в реакции, взятое за 100% об.

[0093]

Способ дегидрофторирования полученного фторалканового соединения (A) в присутствии простого эфирного растворителя предпочтительно проводят в присутствии основания.

[0094]

В частности, примеры оснований включают гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид магния, гидроксид кальция, метоксид натрия и трет-бутоксид калия; основанием предпочтительно является метоксид натрия, этоксид натрия, трет-бутоксид натрия, метоксид калия, этоксид калия, трет-бутоксид калия, метоксид магния, этоксид магния, трет-бутоксид магния, метоксид кальция, этоксид кальция или трет-бутоксид кальция. Например, с точки зрения конверсии в реакции и селективности и выхода галогенированного алкинового соединения основанием для использования является предпочтительно гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид магния, гидроксид кальция, метоксид натрия или трет-бутоксид калия; более предпочтительно метоксид натрия, этоксид натрия, трет-бутоксид натрия, метоксид калия, этоксид калия или трет-бутоксид калия;; также более предпочтительно метоксид натрия, этоксид натрия, трет-бутоксид натрия, метоксид калия, этоксид калия или трет-бутоксид калия; и еще более предпочтительно гидроксид натрия или гидроксид калия.

[0095]

Количество основания в случае использования не ограничено. С точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода количество основания в случае использования составляет предпочтительно от 0,1 до 8,0 моль, более предпочтительно от 0,5 до 4,0 моль и еще более предпочтительно от 1,0 до 2,0 моль на моль фторалканового соединения (A).

[0096]

Способ проведения дегидрофторирования полученного фторалканового соединения (A) в присутствии простого эфирного растворителя может быть проведен с использованием замкнутого реакционного процесса, или реакционного процесса с повышенным давлением, или комбинации замкнутого реакционного процесса и реакционного процесса с повышенным давлением. Условия могут быть установлены соответствующим образом.

[0097]

2. Композиция

Фторалкановое соединение (A) может быть получено, как описано выше. Способ производства по настоящему изобретению может давать фторалкановое соединение (A) в форме композиции, содержащей фторалкановое соединение (A) и фторалкановое соединение (B), имеющее четыре или больше атомов углерода и имеющее атомы углерода в положении 1 и положении 2, каждый из которых связан с одним атомом водорода и одним атомом фтора.

[0098]

Фторалкановое соединение (B) предпочтительно имеет, по меньшей мере, на одном конце группу, представленную формулой (1A): CHF₂CHFCF₂- (4A).

[0099]

Фторалкановое соединение (B) может иметь одну группу, представленную формулой (4A), или две или больше групп, представленных формулой (4A). В частности, с точки зрения конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) фторалкановое соединение (B) предпочтительно имеет одну группу, представленную формулой (4A).

[0100]

Предпочтительно фторалкановое соединение (B), описанное выше, имеет формулу (4): CHF₂CHFCF₂(CF₂)_nCF₃ (4), где n означает целое число 0 или больше, с точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A).

[0101]

В формуле (4) n означает целое число 0 или больше. С точки зрения, например, конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A) n предпочтительно означает целое число от 0 до 5, более предпочтительно целое число от 0 до 3 и еще более предпочтительно целое число от 0 до 2.

[0102]

Более конкретно, фторалкановое соединение (B) (соединение исходного материала), которое удовлетворяет описанным выше условиям, включает CHF₂CHFCF₂CF₃ и CHF₂CHFCF₂CF₂CF₃. В частности, соединение CHF₂CHFCF₂CF₃ предпочтительно с точки зрения конверсии в реакции и селективности и выхода фторалканового соединения (A).

[0103]

Как описано выше, в настоящем изобретении, фторалкановое соединение (A) может быть получено в виде композиции фторалканового соединения (A) и фторалканового соединения (B). Однако, даже если в качестве исходного материала используют композицию галогенированного алканового соединения (a) и галогенированного алканового соединения (b), содержание фторалканового соединения (A) в композиции является исключительно высоким; это обусловлено тем, что для синтеза фторалканового соединения (A) галогенированное алкановое соединение (b) может быть восстановлено с одновременным проведением переноса.

[0104]

Таким образом, отношение содержания на мольной основе фторалканового соединения (A) к фторалкановому соединению (B) (фторалкановое соединение (A)/фторалкановое соединение (B)) составляет предпочтительно 3 или больше, более предпочтительно 4 или больше, еще более предпочтительно 5 или больше и особенно предпочтительно 8 или больше. Верхняя граница отношения содержания фторалканового соединения (A) к фторалкановому соединению (B) (фторалкановое соединение (A)/фторалкановое соединение (B)) не ограничена, и, как правило, составляет приблизительно 1000. Ректификация обычным способом повышает отношение содержания фторалканового соединения (A) к фторалкановому соединению (B) (фторалкановое соединение (A)/фторалкановое соединение (B)).

[0105]

Без какого-либо ограничения, с точки зрения баланса между конверсией и селективностью фторалканового соединения (A) в способе производства по настоящему изобретению общее содержание фторалканового соединения (A) и фторалканового соединения (B) в композиции составляет предпочтительно от 20 до 99,99% мол., более предпочтительно от 30 до 90% мол. и еще более предпочтительно от 40 до 80% мол. Ректификация обычным способом, например, может повышать общее содержание фторалканового соединения (A) и фторалканового соединения (B).

[0106]

Композиция по настоящему изобретению может быть успешно использована в разных областях применения, например, в качестве промежуточных соединений для органического синтеза и газа для травления, газа для очистки и газа для осаждения. В частности, проведение ранее описанной реакции на фторалкановом соединении (A) обеспечивает синтез алкинового соединения (например, CF₃C≡CCF₃), успешно используемого в разных областях применения, таких как газ для травления, газ для очистки, газ для осаждения, хладагент, теплоноситель и строительный блок для органического синтеза.

[0107]

Варианты осуществления настоящего изобретения, описанные выше, могут быть изменены различными способами с учетом вариантов осуществления и деталей и без отступления от концепции и объема формулы изобретения.

Примеры

[0108]

С помощью приведенных ниже примеров четко прописаны признаки настоящего изобретения. Этими примерами изобретение не ограничено.

[0109]

В примерах способа производства фторалканового соединения (A) соединением исходного материала является галогенированное алкановое соединение (b) формулы (2), где X¹ и X² означают атом хлора, и n равно 0. Фторалкановое соединение (A) получают по следующей схеме реакции: CF₂ClCFClCF₂CF₃ → CF₃CHFCHFCF₃, путем проведения реакции переноса и восстановления, в которой проводят восстановление с одновременным переносом положения замещения атома хлора для замены атома хлора атомом водорода.

[0110]

Примеры 1-9: Газофазная реакция

В трубку из нержавеющей стали (реакционная трубка, наружный диаметр 1/2 дюйма (1,27 см)) добавляют 5,0 г катализатора Pd/C, состоящего из палладия, нанесенного на уголь (удельная площадь поверхности 1100 м²/г, 3% масс. палладия из расчета на массу катализатора). В атмосфере азота катализатор сушат при 200°C в течение 2 час, и композицию исходного материала, состоящую из CF₂ClCFClCF₂CF₃ и CF₃CFClCFClCF₃ (композиция исходного материала: CF₂ClCFClCF₂CF₃ 40% мол. + CF₃CFClCFClCF₃ 60% мол.) пропускают через трубку так, что время контакта (W/F) между композицией и Pd/C-катализатором составляет от 2 до 8 г⋅сек/куб.см при обычном давлении; затем газообразный водород (восстанавливающий агент) пропускают через трубку так, что молярное отношение водорода к композиции исходного материала (восстанавливающий агент/ композиция исходного материала) составляет 3.

[0111]

Реакции дают протекать в газофазном непрерывном поточном процессе.

[0112]

Реакционную трубку нагревают при температуре от 100 до 300°C для инициирования реакции.

[0113]

Через час после начала реакции собирают дистиллят, который прошел через очистную колонну.

[0114]

После этого проводят масс-спектрометрию с помощью газовой хроматографии (Shimadzu Corporation, торговое наименование: GC-2014) в соответствии с сочетанием (газовая хроматография)-(масс-спектрометрия) (ГХ/МС (GC/MS)), а структурный анализ проводят с помощью ЯМР (JEOL Ltd., торговое наименование: 400YH) на основании спектра ЯМР. Результаты масс-спектрометрии и структурного анализа подтверждают, что в качестве целевого соединения получено CF₃CHFCHFCF₃. Результаты показаны в табл. 1.

[0115]

Полученную смесь разделяют обычным способом, а анализ полученной фракции с помощью газовой хроматографии (ГХ) показывает, что чистота целевого продукта, CF₃CHFCHFCF₃, равна 99,992%.

[0116]

Таблица 1 Пример Тем-ра (°С) W/F
(г⋅сек/см³) Конверсия (%) Селективность (%) CF₃CHFCHFCF₃ (A) CHF₂CHFCF₂CF₃ (B) Другие компоненты Молярное отношение (А)/(В) 1 100 8 36 69,2 3,6 27,1 18,2 2 150 8 72 39,4 2,8 57,8 14,1 3 200 8 100 40,7 2,4 56,9 17,0 4 250 8 100 62,5 10,2 27,4 6,1 5 300 8 100 61,6 17,8 20,6 3,5 6 200 4 100 74,7 17,5 7,8 4,3 7 200 2 100 74,7 18,5 6,7 4,0 8 250 4 100 72,0 19,9 8,1 3,6 9 250 2 100 73,0 20,1 6,8 3,6

[0117]

Примеры 10-13: Газофазная реакция

в трубку из нержавеющей стали (реакционная трубка, наружный диаметр 1/2 дюйма (1,27 см)) добавляют 5,0 г катализатора Pd/Al₂O₃, состоящего из палладия, нанесенного на оксид алюминия (удельная площадь поверхности 350 м²/г, 0,05% масс. палладия из расчета на массу катализатора). В атмосфере азота катализатор сушат при 200°C в течение 2 час, и композицию исходного материала, состоящую из CF₂ClCFClCF₂CF₃ и CF₃CFClCFClCF₃ (композиция исходного материала: CF₂ClCFClCF₂CF₃ 60% мол. + CF₃CFClCFClCF₃ 40% мол.) пропускают через трубку так, что время контакта (W/F) между композицией и Pd/Al₂O₃-катализатором составляет 8 г^.сек/куб.см при обычном давлении; затем газообразный водород (восстанавливающий агент) пропускают через трубку так, что молярное отношение водорода к композиции исходного материала (восстанавливающий агент/композиция исходного материала) равно 3.

[0118]

Реакции дают протекать в газофазном непрерывном поточном процессе.

[0119]

Реакционную трубку нагревают при температуре от 150 до 300°C для инициирования реакции.

[0120]

Через час после начала реакции собирают дистиллят, который прошел через очистную колонну.

[0121]

После этого проводят масс-спектрометрию с помощью газовой хроматографии (Shimadzu Corporation, торговое наименование: GC-2014) в соответствии с сочетанием (газовая хроматография)-(масс-спектрометрия) (ГХ/МС), а структурный анализ проводят с помощью ЯМР (JEOL Ltd., торговое наименование: 400YH) на основании спектра ЯМР. Результаты масс-спектрометрии и структурного анализа подтверждают, что в качестве целевого соединения получено CF₃CHFCHFCF₃. Результаты показаны в табл. 2.

[0122]

Таблица 2 Пример Температура (°С) Конверсия (%) Селективность (%) CF₃CHFCHFCF₃ (A) CHF₂CHFCF₂CF₃ (B) Другие компоненты Молярное отношение (А)/(В) 10 150 57,6 63,8 8,0 28,2 8,0 11 200 83,9 58,9 12,7 28,3 4,6 12 250 90,7 60,0 10,8 29,2 5,6 13 300 92,0 62,2 5,1 32,6 12,2

[0123]

Примеры 14-16

В качестве реакционной системы используют стеклянный реактор (100 куб.см).

[0124]

В стеклянный реактор добавляют персульфат аммония и формиат аммония (реакционный раствор), и также добавляют композицию из CF₂ClCFClCF₂CF₃ и CF₃CFClCFClCF₃ (композиция исходного материала: CF₂ClCFClCF₂CF₃ 40% мол. + CF₃CFClCFClCF₃ 60% мол.). Стеклянный реактор закрывают крышкой с получением замкнутой системы и вводят азот для повышения давления. На этом этапе количество персульфата аммония в случае его использования доводят до 0,3 моль на моль композиции исходного материала, а количество формиата аммония доводят до 2,5 моль на моль композиции исходного материала. После этого реакции дают протекать, поддерживая смесь при температуре от 20 до 40°C при перемешивании. После начала реакции при необходимости проводят отбор образцов, и реакцию считают оконченной, когда в реакционной системе отсутствуют изменения.

[0125]

По окончании перемешивания реакционную смесь охлаждают до 0°C. Проводят масс-спектрометрию с помощью газовой хроматографии (Shimadzu Corporation, торговое наименование: GC-2014) в соответствии с сочетанием (газовая хроматография)-(масс-спектрометрия) (ГХ/МС), а структурный анализ проводят с помощью ЯМР (JEOL Ltd., торговое наименование: 400YH) на основании спектра ЯМР. Результаты масс-спектрометрии и структурного анализа подтверждают, что в качестве целевого соединения получено CF₃CHFCHFCF₃. Результаты показаны в табл. 3.

[0126]

Таблица 3 Пример Температура (°С) Конверсия (%) Селективность (%) CF₃CHFCHFCF₃ (A) CHF₂CHFCF₂CF₃ (B) Другие компоненты Молярное отношение (А)/(В) 14 20 90,0 50,3 0,2 49,5 251,5 15 30 91,7 69,5 1,5 29,0 46,3 16 40 100,0 84,1 8,4 7,5 10,0

Способ производства фторалканового соединения (A), имеющего четыре или больше атомов углерода и имеющего атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом водорода и одним атомом фтора, причем способ включает стадию восстановления, на которой галогенированное алкановое соединение (b), имеющее четыре или больше атомов углерода и имеющее атомы углерода в положении 1 и положении 2, каждый из которых связан с одним атомом хлора, брома или йода и, по меньшей мере, с одним атомом фтора, подвергают реакции восстановления в присутствии восстанавливающего агента, в котором фторалкановое соединение (A) имеет, по меньшей мере, на одном конце группу, представленную формулой (1A): CF₃CHFCHF- (1A), и галогенированное алкановое соединение (b) имеет, по меньшей мере, на одном конце группу, представленную формулой (2A): CF₂X₁CFX₂CF₂- (2A), где X₁ и X₂ являются одинаковыми или разными и означают атом хлора, атом брома или атом йода. Способ позволяет эффективно получать целевое соединение. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 16 пр.

1. Способ производства фторалканового соединения (A), имеющего четыре или больше атомов углерода и имеющего атомы углерода в положении 2 и положении 3, каждый из которых связан с одним атомом водорода и одним атомом фтора, причем способ включает стадию восстановления, на которой галогенированное алкановое соединение (b), имеющее четыре или больше атомов углерода и имеющее атомы углерода в положении 1 и положении 2, каждый из которых связан с одним атомом хлора, брома или йода и, по меньшей мере, с одним атомом фтора, подвергают реакции восстановления в присутствии восстанавливающего агента, в котором фторалкановое соединение (A) имеет, по меньшей мере, на одном конце группу, представленную формулой (1A): CF₃CHFCHF- (1A), и галогенированное алкановое соединение (b) имеет, по меньшей мере, на одном конце группу, представленную формулой (2A): CF₂X₁CFX₂CF₂- (2A), где X₁ и X₂ являются одинаковыми или разными и означают атом хлора, атом брома или атом йода.

2. Способ по п. 1, в котором фторалкановое соединение (A) представляет собой соединение, представленное формулой (1): CF₃CHFCHF(CF₂)_nCF₃ (1), где n означает целое число 0 или больше, и галогенированное алкановое соединение (b) представляет собой группу, представленную формулой (2): CF₂X₁CFX₂CF₂(CF₂)_nCF₃ (2), где X₁ и X₂ имеют значения, определенные выше, и n означает целое число 0 или больше.

3. Способ производства алкинового соединения, имеющего четыре или больше атомов углерода и имеющего атомы углерода в положении 2 и положении 3, связанные через тройную связь, причем способ включает получение фторалканового соединения (A) в соответствии со способом производства по п. 1 или 2 и затем проведение дегидрофторирования фторалканового соединения (A), по меньшей мере, один раз.