Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИРОВАННЫХ АЛКАНОВ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИРОВАННЫХ АЛКАНОВ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИРОВАННЫХ АЛКАНОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: как хладагенты, пропелленты, растворители. Реагент 1: низший галоидалкен или низший галоидалкан. Реагент 2: HF в молярном избытке. Условия реакции: 35 - 150°С, безводные условия, катализатор-пентахлорид ниобия при удалении продуктов реакции из зоны контакта с катализатором. Получают фторалкан, имеющий как минимум на один атом фтора больше, чем в исходном продукте.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2021246
Класс(ы) патента: C07C19/08, C07C17/08
Номер заявки: 4894205/04
Дата подачи заявки: 21.12.1990
Дата публикации: 15.10.1994
Заявитель(и): Е.И.Дюпон де Немур энд Компани (US)
Автор(ы): В.Н.Малликарджуна Рао[US]
Патентообладатель(и): Е.И.Дюпон де Немур энд Компани (US)
Описание изобретения: Изобретение относится к способам получения фторированных алканов путем контактирования алкенов, предпочтительно галогенированных алкенов или галогенированных алканов, со фтористым водородом в присутствии пентахлорида ниобия (NbCl5) в качестве катализатора.
Известен способ получения фторированных алканов с использованием пентафторида тантала в качестве катализатора процесса присоединения фтористого водорода к тетра- и трихлорэтену и родственным соединениям. Однако, при осуществлении периодического процесса [HF/CCl2 = CCl2 = =2,5, темп. = 150оС, время реакции = 6 ч], NbCl5, не проявил каталитической активности по отношению к реакции присоединения HF к тетрахлорэтилену.
Изобретение обеспечивает условия, при которых NbCl5 функционирует как мягкий катализатор гидрофторирования и возможным становится фторирование даже малореакционноспособных молекул, таких например, как CCl2 = CCl2.
Изобретение описывает способ получения фторированных алканов, более конкретно касается способа получения фторированных алканов путем контактирования при температуре от примерно 35 до примерно 150оС в безводных, по-существу условиях одного молярного эквивалента исходного материала, который выбирается из трихлорэтилена и галогенированных алканов следующих формул CCl3-CHCl2, CCl3CH2Cl, CCl4, CCl3CH3, CHCl3, CH2Cl2, c HF, причем молярное отношение HF к алкену составляет 4-7,5, к алкану 1-7,5 в присутствии NbCl5 в качестве катализатора, в количестве 0,001-5 молярных эквивалентов.
Реакцию можно проводить в жидкой или паровой фазе, а также при самопроизвольно устанавливающемся (автогенном) давлении или при постоянном давлении в пределах от атмосферного до избыточного, предпочтительно непрерывное проведение процесса и в жидкой, и в паровой фазе.
Должно быть исключено присутствие в зоне реакции воды, которая оказывет вредное влияние на реакцию HF, выпускаемый промышленностью в виде безводного продукта, можно непосредственно вводить в рекацию. Удаление влаги из реактора с помощью соответствующих улавливателей представляет собой обычную процедуру и хорошо известно специалистам.
При проведении реакции в паровой фазе реагенты вводятся в реактор при температуре выше их точки кипения. Температура реактора должна также быть достаточной для поддержания продуктов реакции в парообразном состоянии, так чтобы они проходили в охлаждаемый приемнник, расположенный вне реактора, и не задерживались продолжительное время в зоне катализатора.
Для парофазных реакций удобно использовать NbCl5 на инертном пористом материале, таком как уголь или другие известные носители.
Используется реактор устойчивый к воздействию галоген-водородов, например из никелевых сплавов, включая монель, "Hastelloy" и "Inconel".
При проведении реакции в жидкой фазе реагенты вводят в реактор в произвольном порядке. В общем случае, NbCl5 и исходный алкен или алкан помещают в реактор, который затем охлаждается, и в реакторе собирается необходимое количество фтористого водорода. Содержимое реактора нагревают до соответствующей температуры реакции и перемешивают в течение времени, достаточного для протекания реакции.
Значение давления не является важным. Наиболее удобными являются атмосферное, избыточное или саморегулирующееся давление.
Получаемые в соответствии с предлагаемым изобретением фторированные алканы находят применение в качестве хладагентов, растворителй и взрывчатых веществ.
Общая методика проведения эксперимента.
Реактор, представляющий собой цилиндр высокого давления объемом 100 мл, изготовлен из монеля или сплава "Inconel" и снабжен магнитной мешалкой и встроенной термопарой. Наверху реактора помещается холодильник и регулятор противодавления, связанный с системой, обеспечивающей проведение анализа по ходу реакции. Имеются также соответствующие входные и выходные линии, позволяющие вводить реагенты и удалять продукты реакции.
В реактор загружается нужное количество NbCl5. Затем реактор охлаждается и откачивается. Далее в реактор добавляется исходный алкен или галогенированный алкен и требуемое количество HF. Затем реактор при перемешивании в холодном состоянии наполняется азотом до нужного давления, и далее постепенно нагревается при перемешивании до рабочей температуры с помощью внешнего источника тепла, который обеспечивается масляной баней. Регулятор противодавления устанавливается на желаемое значение рабочего давления до нагрева реактора.
По завершении реакции продукт удаляется обычным образом и анализируется с помощью газовой хроматографии (все указанные в примерах проценты представляют собой проценты по площади).
П р и м е р 1. В соответствии с общей методикой проведения эксперимента, использовали 16,5 г CCl2= CCl2, 3,0 г NbCl5 и 15 г безводного HF [молярное соотношение HF/CCl2=CCl2 = 7,5/1]. Реактор заполнили в холодном состоянии азотом до давления 200 psig. Регулятор противодавления установили на 500 psig. Содержимое реактора нагрели до 142-148оС и перемешивали в течение около 2 ч. Анализ показал присутствие в качестве продуктов 85,0% CClF2CHCl2 и 10,9% CF3CHCl2 и небольшие количества других органических веществ.
П р и м е р 2. Проводился в соответствии с общей методикой проведения эксперимента. Использовали 20,25 г CHCl2CCl3, 3,0 г NbCl5 и 15 г безводного HF [молярное отношение HF/CHCl2CCl3 = 7,5/1]. Реактор наполнили при охлаждении азотом до давления 200 psig и установили регулятор противодавления на значение 500 psig. Содержимое реактора нагрели и перемешивали в течение 3 ч при 142-148оС. Анализ продуктов показал 92,5% CClF2CHCl2 и 5,1% CF3CHCl2, а также небольшие количества других органических соединений.
П р и м е р 3. Проводился в соответствии с общей методикой проведения эксперимента. Использовали 30,8г CCl4, 3,0 г NbCl5 и 10 г безводного HF [молярное отношение HF/CCl4 = 2,5/1]. Реактор на холоду наполнили азотом до давления 200 psig, установили регулятор противодавления на 400 psig. Содержимое реактора нагревали до 80-85оС и перемешивали при этой температуре в течение примерно 45 мин. Анализ отходящих газов за этот период времени показал наличие более чем 98% CF2Cl2. Затем давление осторожно понизили для удаления основного количепства CF2Cl2. Оставшийся в реакторе продукт (24,0 г) подвергли анализу и обнаружили, что он содержал 1,3% CF2Cl2, 21,2% CFCl3 и 77,5% CCl4.
П р и м е р 4. Проводился в соответствии с общей методикой проведения эксперимента. Использовали 34,0 г CH3CCl3, 0,3 г NbCl5 и 5,0 г безводного HF [молярное отношение HF/CH3CCl3 = 1/1]. Реактор в холодном состоянии наполнили азотом до давления 100 psig, а регулятор противодавления установили на значение 200 psig. Содержимое реактора нагревали при перемешивании при 36-37оС в течение примерно 30 мин. Анализ продуктов реакции показал кроме малых количеств другой органики 7,6% CH3CClF2, 46,3% CH3CClF2 и 43,5% CH3CCl3.
П р и м е р 5. По существу повторили пример 4 за исключением того, что использовали 0,5 г NbCl5. Анализ продуктов реакции показал присутствие 12,1% CH3CClF2, 57,3% CH3CCl2F и 28,2% CH3CCl3 и малые количества других органических веществ.
Формула изобретения: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИРОВАННЫХ АЛКАНОВ путем контактирования при 35 - 150oС в безводных условиях 1 моль исходного материала, выбранного из трихлорэтилена и алканов формул CCI3CHCI2, CCl3CH2Cl, CCl3CH3, CHCl3, CH2Cl2 и CCl4 с избытком фтористого водорода, в присутствии катализатора пентагалоида металла, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют пентахлорид ниобия, используемый без предварительного взаимодействия с HF, в количестве 0,001 - 5,0 моль и процесс ведут при удалении продуктов реакции из зоны взаимодействия с указанным катализатором и выделением целевого продукта - фторированного алкана, имеющего в молекуле на один или более атомов фтора больше, чем в соответствующих исходных продуктах, при молярном отношении HF к алкену 4 - 7,5 и молярном отношении HF к алкану 1 - 7,5 при давлении 1 - 2 атм.