CN101351426B

CN101351426B - 氟化有机化合物的制备方法

Info

Publication number: CN101351426B
Application number: CN2006800496496A
Authority: CN
Inventors: S·穆霍帕迪亚伊; H·奈尔; M·范德皮伊; 童雪松; D·C·默克尔; R·迪贝; 马敬骥; B·莱特; K·弗勒明; C·博茨; R·乌迪
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2005-11-03
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2026-11-03
Also published as: KR101404980B1; ES2530854T3; JP2009515876A; EP1943202A1; EP1943202B1; CN101351426A; KR20080066858A; WO2007056148A1; JP5118645B2; EP2336102A1

Abstract

一种氟化有机化合物的制备方法，其包括使氟化氢与至少一种式(I)化合物CX₃CXYCH₃接触，其中各X独立地为Cl、I或Br，各Y独立地为H或F，所述接触步骤在有效生成式(II)化合物CF₃CZCH₂的条件下实施，其中Z为Cl、I、Br或F。

Description

氟化有机化合物的制备方法

发明领域

本发明涉及氟化有机化合物的新颖制备方法，更具体地涉及氟化烯烃的制备方法。

相关技术描述

氢氟烃(HFC’s)，特别是氢氟烯烃，例如四氟丙烯(包括2，3，3，3-四氟-1-丙烯(HFO-1234yf)被公开为有效的制冷剂、灭火剂、热传递介质、推进剂、发泡剂、起泡剂、气体电介质、灭菌载体、聚合介质、颗粒脱除液、载液、抛光研剂、置换干燥剂以及动力循环工作液。不同于氯氟烃(CFCs)和氢氯氟烃(HCFCs)(两者均可能破坏地球的臭氧层)，HFCs不含氯，因此对臭氧层不构成威胁。

已知一些制备氢氟烷的方法。例如美国专利4,900,874(Ihara等)描述了一种通过使氢气与氟化醇接触制备含氟烯烃的方法。美国专利No.2,931,840(Marquis)描述了一种通过裂解甲基氯与四氟乙烯或一氯二氟甲烷制备含氟烯烃的方法。由三氟乙酰丙酮和四氟化硫制备HFO-1234yf已得到描述。见Banks等，Journal ofFluorine Chemistry，Vol.82，Iss.2，p.171-174(1997)。美国专利No.5,162,594(Krespan)也公开了一种方法，其中使四氟乙烯与另一种氟化乙烯在液相中反应以制备聚氟代烯烃产物。

尽管有现有技术的教导，申请人意识到人们对特定的氢氟烃(特别是诸如HFO-1234yf的四氟丙烯)的高效率制备方法持续存在着需求。

发明概述

申请人已开发了氟化有机化合物(包括氢氟丙烯)的制备方法，其优选包括使至少一种式(X_aY_1-a)F化合物与至少一种式(I)化合物接触：

CX₃CXYCH₃ (I)

其中各X独立地为Cl、I或Br，各Y独立地为H或F，a为0或1。

本发明的优选接触步骤在有效生成式(II)化合物的条件下实施

CF₃CZ＝CH₂ (II)

其中Z为Cl、I、Br或F。

某些优选实施方案中，接触步骤生成包含四氟丙烯，尤其2，3，3，3-四氟-1-丙烯(HFO-1234yf)的反应产物。

接触步骤优选包括在催化剂的存在下，使式(I)化合物与至少一种式(X_aY_1-a)F化合物(例如HF)在气相中反应。优选实施方案中，反应中式I化合物的转化率为约70％～约100％。某些实施方案中，包括提供如本文所述的转化水平的那些反应，所述反应对四氟丙烯(尤其对HFO-1234yf)的选择性为约5～约40％。某些优选实施方案中，反应产物还含有三氟一氯丙烯，特别是2-氯，3，3，3，三氟-1-丙烯(HFO-1233xf)，其选择性为约50％～约90％。

优选实施方案详述

本发明的一个有益方面是它能用相对低成本且容易得到的原料制备合意的氟代烯烃(优选C3氟代烯烃)。更具体地，本发明的某些优选实施方案涉及由C3烯烃(例如丙烯)制备所需的C3氟代烯烃。在许多实施方案中，丙烯是有优势的原料，因为它相对廉价，相对容易处理，且一般容易以商品数量获得。

因此，在某些实施方案中，本发明方法包括使C3烯烃(例如丙烯)与卤化剂(例如ClF或HF)在有效生成式(III)化合物的条件下反应的步骤

CH_3-nX_nCXYCH₃ (III)

其中n为0、1或2。为了方便起见(但不必是限制性的)，本文中有时将这种反应称作卤素加成反应。

优选地，然后使式(III)化合物反应(优选以光氯化反应的方式)，以生成含有至少一种上述式(I)化合物的反应产物。优选然后使式(I)化合物暴露于反应条件下，以制备含有一种或多种所需的氟代烯烃的反应产物，为了方便起见(但不必是限制性的)，本文中有时将所述反应条件称为氟化。以下对每一个优选步骤的优选方面进行描述，为了方便起见(但不必是限制性的)，使用标题作为这些步骤的名称。

A、C3烯烃与卤化剂的反应

优选实施方案中，使式(IV)化合物

CH_nX_3-nCH＝CH₂ (IV)

在反应条件下与式X_mY_2-m化合物(其中X、Y如上所定义，条件是该化合物不是H₂，m为0、1或2)接触，生成式(III)化合物，即CH_nX_3-nCXYCH₃，其中n为0、1或2。优选实施方案中，式(IV)化合物是丙烯(n为3，且X为H)；式X_mY_2-m化合物是ClF、Cl₂、F₂和HF中的一种或多种，优选为ClF、Cl₂和HF中的一种或多种。本文中将化合物X_mY_2-m以及在本反应中发挥类似作用的化合物称作卤化剂。

某些优选实施方案中，接触步骤包括使各化合物接触(优选通过引入反应器中)，其中卤化剂∶式(IV)摩尔比为约1∶1～约4∶1，甚至更优选为约2∶1～约4∶1。在其中CH_mY_2-m的化合物包含HF，且式(IV)化合物包含丙烯的优选实施方案中，反应器的进料的HF∶丙烯摩尔比为约1∶1～约10∶1，甚至更优选为约2∶1～约4∶1。在其中X_mY_2-m的化合物包含ClF(X为Cl，Y为F，m为1)，且式(IV)化合物包含丙烯的优选实施方案中，投入反应器的原料的ClF∶丙烯摩尔比为约10～约0.1，甚至更优选为约1～约0.2。在其中X_mY_2-m的化合物包含Cl₂(m为2且X为Cl)，且式(IV)化合物包含丙烯的优选实施方案中，投入反应器的原料的Cl₂∶丙烯摩尔比为约5～约0.1，甚至更优选为约1～约0.2。

该反应步骤可以在液相和/或气相中进行，预期该反应的实施方法可以是间歇法、连续法或这些方法的组合。

1、液相卤素加成反应

虽然不一定是优选的，但是本发明的某些实施方案(尤其当X_mY_2-m化合物为ClF、HF或Cl₂或这些化合物中的两种或更多种的组合时)涉及相对低温反应，其中至少有机反应物以液体形式加入反应器，使反应器优选保持在约-90℃～约-50℃的温度下，并且至少部分反应在液相(优选的反应物丙烯H_nX_3-n的标准沸点为-47.8℃)中实施。但是，预期在这样的实施方案中，可从反应混合物中制备和/或移出的反应产物至少有一些部分是气体物质。

对于使用ClF作为反应物的那些优选实施方案，有时优选通过在催化剂存在下的HF与Cl₂的液相反应来提供ClF(优选原地提供)，所述催化剂优选为过渡金属催化剂，甚至更优选为过渡金属卤化物催化剂，例如FeCl₃、TaCl₅、TiCl₄、SbCl₅、SbCl₃和CrCl₃、SbF₃、SbF₅、AlF₃和CrF₃，以及这些催化剂中两种或更多种的组合。因此，某些优选实施方案中，本卤化步骤包括在有效形成包含所需的式(III)化合物的反应产物的条件下，在金属催化剂(优选金属氯化物盐)的存在下，使CF₃CH＝CH₂、HF和Cl₂接触，本步骤优选加入动能(例如搅拌)，以得到基本均匀的反应混合物。

某些优选实施方案中，优选在约-90℃～约-50℃(更优选为约-80℃～约-70℃)的温度下实施反应，并且在有效使式(IV)化合物的转化百分率达到至少约70％(更优选至少约90％，甚至更优选至少约100％)的条件下实施反应。优选地，所述反应条件有效地使对式(III)化合物(优选2-氟丙烷)的选择性百分率达到至少约50％，更优选至少约75％，甚至更优选至少约95％。某些优选实施方案中，达到约98％或更高的选择性。

本文中所使用的关于反应物(一般为限制性试剂)的术语“转化百分率”指反应过程中已反应的限制性反应物的摩尔数除以该过程的原料中的该限制性反应物的摩尔数乘以100。

本文中所使用的关于有机反应产物的术语“选择性百分率”指该反应产物的摩尔数与有机反应产物总摩尔数之比乘以100。

某些优选实施方案中，用于优选液相卤化反应的反应时间为约1～约3小时。优选实施方案中的反应产物包含以下化合物中的一种或多种：CH₃CHFCH₂Cl、CH₃CHClCH₂Cl、CH₃CHClCH₂Cl和/或CH₃CHFCH₃。优选实施方案中，反应产物包含约40重量％～约75重量％的CH₃CHFCH₂Cl，约5重量％～约35重量％的CH₃CHClCH₂Cl，约5重量％～约15重量％的CH₃CHClCH₂Cl，以及少于约5重量％的CH₃CHFCH₃。

应理解，有许多可利用并落入本发明范围内的选择用来提供按照本发明的该优选步骤的ClF。举例而言，某些实施方案中，可简单地通过购买所需数量的适当形式的物料来提供反应物ClF。其它优选实施方案中，理想的是，通过实施HF与Cl₂的液相反应(优选在诸如SbF₅的过渡金属卤化物的存在下)来提供ClF。可采用这类反应领域已知或可得的任何设备和条件来实现这样的反应(特别是单阶段(stage)反应)，优选在约-50℃～约-90℃的温度下进行反应，甚至更优选使反应温度保持为约-65℃～约-85℃的温度。

在某些实施方案中可采用两阶段反应，第一阶段为气相反应，第二阶段为液相反应。在这样的实施方案中，然后优选将ClF(在第一反应阶段生成，和/或来自其它来源)加入第二反应容器，或加入相同容器的第二区域(优选第二高压釜)，在那里它与式(IV)化合物(例如丙烯)在如上所述的温度下(优选约-75℃)接触，并且优选在能提供至少约60％直至约75％或更高的对式(III)化合物(优选CH₃CHFCH₂Cl)的选择性的条件下接触。

2、气/液相卤素加成反应

虽然不一定是优选的，但是可以在气相反应(优选在催化剂的存在下)中至少部分地实施式III化合物的形成。例如，在一些实施方案中，可通过这样的方式实现高转化率和选择性：首先使HF与Cl₂在液相中反应(优选以连续液相反应方式)以生成ClF，通过在装有催化剂(优选诸如SbF₅的过渡金属卤化物)的反应器进行反应，且使反应在约-50℃～约50℃的温度下进行。在这样的实施方案中，优选地，一般在上述条件下，将气相中生成的ClF连同式(IV)化合物一起引入液相反应器中，以制备式(III)化合物，对CH₃CHFCH₂Cl的选择性优选为至少约60％，甚至更优选为至少约70％。

3、优选的气相卤化反应

对于某些优选实施方案，特别使用HF作为反应物的那些优选实施方案，优选通过HF与式(IV)化合物的气相反应提供式(III)化合物，所述气相反应优选在催化剂的存在下进行，催化剂优选为过渡金属催化剂，甚至更优选为过渡金属卤化物催化剂，例如FeCl₃、TaCl₅、TiCl₄、SbCl₅、SbCl₃和CrCl₃、SbF₃、SbF₅、AlF₃和CrF₃，以及这些催化剂中的两种或更多种组合。因此在某些优选实施方案中，优选的卤化步骤包括使CH₃CH＝CH₂接触，优选使用铁基催化剂，甚至更优选使用氯化铁催化剂，使反应器温度保持在约20℃～约100℃，更优选为约25℃～约35℃，反应器压力优选为约15～约200psia，甚至更优选为约20～约100psia。在这样的优选实施方案中，优选将HF加至反应器中，HF优选为液体形式(例如通过使含有HF的容器保持在压力下，例如45psig的液面上氨气压力)，并在反应器中加入式(IV)化合物(优选为气体形式)。在这样的实施方案中，式(IV)化合物(尤其丙烯)的转化率优选为至少约40％，更优选为至少约80％，对式(III)化合物(特别2-氟丙烷)的选择性为至少约40％，更优选为至少约60，更优选为至少约80％，在某些实施方案中为至少约90％。某些优选实施方案中，优选约95％的选择性。本发明的这方面中可使用的其它催化剂的例子包括碳、碳纳米管、SbCl₅/C、SbF₅/C、FeCl₃、CrF₃、氟氧化铬和Cr₂O₃。

B、式III化合物的氯化

根据本发明的优选方案，使式(III)化合物氯化，以制得式(I)化合物，即CX₃CXYCH₃，其中各X独立地为Cl、I或Br，各Y独立地为H或F，优选但非必需按照上文所述步骤制备所述式(III)化合物。在其宽泛(broad)方面，根据本文包含的教导，优选的氯化步骤可以适应大量具体工艺条件和步骤，所有这样的变化落入本发明的宽泛范围内。但是特别优选所述氯化步骤包括光氯化。因此，优选的反应步骤包括使反应物优选在液相中暴露于紫外(优选约200～约400nm)辐射下。氯化剂优选包含氯气，其为洁净氯气或优选伴有稀释剂，例如氮气。在某些实施方案中可使用氯化催化剂，例如V₂O₅、沸石和Au/TiO₂催化剂。反应优选在约-20℃～约200℃(甚至更优选约25℃～约120℃)的温度下进行约5秒～约5小时(更优选约15秒～约30分钟)。然后任选使包含式(I)化合物的反应产物经历一个或多个分离步骤(例如蒸馏)，以除去不要的副产物，制得式(I)化合物相对浓缩的物流。

C、式II化合物的形成

本发明方法优选包括使式(I)化合物与氟化剂反应，以制备氟代烯烃，优选C3氟代烯烃，更优选式(II)化合物，甚至更优选四氟丙烯。以说明性但非限制性的方式，通过以下反应式结合实施方案来描述该优选反应步骤，其中式(I)化合物是四氟一氯丙烷，氟化剂为氟化氢：

CCl₃CFClCH₃+3HF→CF₃CF＝CH₂+HCl。

在本文中，有时将本发明的这一方面称作氟化反应。在这样的优选实施方案的许多方面，反应中还生成了CF₃CCl＝CH₂(HFO-1233xf)。

预期可以使用考虑到本文包含的全面教导的各种各样的工艺参数和工艺条件来实施本反应步骤。例如，预期某些实施方案可包括液相非催化反应。但是，一般优选该反应步骤包括气相催化反应，优选使用金属催化剂，甚至更优选一种或多种过渡金属基催化剂(在某些优选实施方案中，包括过渡金属卤化物催化剂)，例如FeCl₃、氟氧化铬(chromiumoxyfluoride)、镍(包括镍网(Ni mesh))、NiCl₂、CrF₃。其它催化剂包括碳基催化剂、锑基催化剂(例如Sb/Cl₅)、铝基催化剂(例如AlF₃和Al₂O₃)。可使用许多其它催化剂，包括钯基催化剂、铂基催化剂、铑基催化剂以及钌基催化剂。当然，可组合使用这些催化剂或本文未指名的其它催化剂中的任何两种或更多种。

一般优选使用前通过氟化对催化剂进行预处理。优选实施方案中，催化剂的氟化包括在大约反应温度和压力的条件下，使催化剂接触HF流。

某些优选实施方案中，对式I化合物氟化以制备式II化合物的步骤包括使式I化合物与氟化剂接触，优选在有效使式I化合物的转化率达到至少约10％(更优选至少约55％，甚至更优选至少约70％)的条件下实施接触。某些优选实施方案中，该转化率为至少约90％，更优选为约100％。此外，某些优选实施方案中，氟化式I化合物以生成式II化合物的步骤在有效使得对式II化合物的选择性达到至少约5％(更优选至少约20％，更优选至少约50％，甚至更优选至少约90％)的条件下实施。在其中式I化合物包含CCl₃CFClCH₃(HCFC-241bb)的实施方案中，对HFO-1234yf的选择性为至少约5％，更优选至少约10％，更优选至少约50％或更高，对HFO-1233xf的选择性为至少约5％，更优选为约30％～约70％，甚至更优选为约40％～约60％。

实施例

以下实施例中对本发明的另外特征进行描述，不应认为实施例以任何方式限制权利要求。

实施例1～24

这些实施例说明了将CCl₃CFClCH₃(241bb)气相氟化-脱卤化氢为CF₃CCl＝CH₂(12334)和CF₃CF＝CH₂(1234yf)。

在22英寸(直径1/2英寸)Monel管式反应器中充有120cc下表1中所规定的催化剂。在反应温度和20psig压力下，用80glh HF对所有催化剂氟化6小时。该反应器安装在具有三个区(顶、中和底)的加热器内。使用放置在反应器内侧中部的5点热电偶监控反应器温度。反应器的进口与预加热器连接，通过电加热使预加热器保持在约300℃。将来自料筒(cylinder)的液体HF经由针阀、液体质量流量计以及控制阀以1～1000g/h的恒定流量送入预加热器。通过向钢筒的液面上的空间施加无水氮气压力使HF料筒保持在约40psig的恒压下。将10～120g/h式I有机化合物(HCFC-241bb)自料筒(保持在约145℃)经由调节器、针阀和气体质量流量计进料。式I化合物有时还以液体形式自料筒在120℃下经由针阀、液体质量流量计以及控制阀以50～150g/h的恒定流量进入预加热器。通过缠绕恒温伴热以及电加热使自料筒至预加热器的有机物管线保持在265℃。将所有原料料筒安装在秤上以监控其重量变化。通过另一控制阀控制反应器出口气体的流量，以使反应在约0～100psig的恒定反应器压力下运行。使用在线GC和GC/MS对离开反应器的气体进行分析，在线GC和GC/MS通过热箱(hotbox)阀装置连接，以防止冷凝。通过使反应器出口气体流经20～60wt％氢氧化钾涤气水溶液来收集产物，然后将来自涤气液的排出气体捕入保持在干冰或液氮中的料筒中。随后通过蒸馏分离产物。结果显示于下表1中。

表1 CCl₃CFClCH₃+3HF→CF₃CF＝CH₂+HCl

除了表中所指明的产物，该反应中生成的其它化合物包括1，1，1-三氟乙烷(143a)、3-氯-2，2，3，3-四氟丙烷(244cc)、3，3-二氯-2，2，3-三氟丙烷(243cc)、1-丙烯-1，1-二氯-2-氟，2，3，3-三氯-2-氟丙烷(251bb)、1-氯-3，3，3-三氟-1-丙烯(1233zd)、3，3，3-三氟-1-丙烯(1243zf)、1，1-二氯-2-氟-1-丙烯，2，3，3-三氯-2-氟丙烷、二氯二氟丙烯和碳黑。

实施例25

本实施例说明了在液相反应中将F₂加成到CH₃CH＝CH₂，该反应通过以下反应方案进行说明：

CH₃CH＝CH₂+F₂→CH₃CHFCH₂F

搅拌的哈斯特洛伊耐蚀镍基合金(Hastrelloy)C反应器中，在约-50℃～约-75℃和作为溶剂的H F的存在的条件下，使约1～100重量％F₂(含于氮气中)鼓泡通过125g液体丙烯，持续约1小时。首先在1加仑Parr反应器中充入相对惰性的溶剂HF，以帮助有机物的热传递和稀释。然后在反应器中分批加入125克丙烯。持续搅拌反应混合物，使之冷却至想要的温度。之后，经由汲取管连续将经氮气(99重量％)稀释的F₂进料(1重量％)直接引入反应混合物中，直至达到转化所加入的全部丙烯所需的化学计算量的90％左右。反应器温度和压力自动控制在所要求的设定点，即-50℃至-75℃以及40psig的恒压。对温度的选择使得与氮气稀释剂一起离开反应器的丙烯的量达到最小。使离开反应器的气体通过碱洗气器(scrubber carboy)以及活性氧化铝柱以去除酸性，然后通过dri-rite柱以脱除水分，最后将有机物收集在DIT中。当加入所需量的F₂时，对反应液进行取样。使样品吸收于水中，通过相分离回收有机物。然后用GC和GC/MS分析有机物。通过涤气***煮掉反应器中的残留物，将有机物收集在DIT中，用GC和GC/MS分析。这些分析用来确定，该反应的CH₃CHFCH₂F的总选择性为约36～45％。

实施例26

本实施例说明了在气相反应中将F2加成到CH₃CH＝CH₂，该反应由以下反应方案说明：

CH₃CH＝CH₂+F₂→CH₃CHFCH₂F

使用实施例25中所描述的相同设备，除了经由普通汲取管使气体丙烯和1％F₂(99％稀释w/N₂)进入Parr反应器中。加入以化学计量的过量50％的丙烯。将反应器保持在70℃和大气压下。使反应器排出物通过DIT，DIT收集了绝大部分的有机物。试验结束时，只有几克蒸气留在Parr反应器中。物料的GC分析表明，丙烯的转化率为约10％。基于GC面积百分比计，对CH₃CHFCH₂F的选择性为约32％。

实施例27

本实施例说明了在气相反应中将F₂加成到CH₃CH＝CH₂，在与实施例26相同的条件下反应，除了在约0℃至-20℃的较高温度下实施该反应。获得的CF₃CHFCH₂F的产率为约10％，然后在下一步骤中，使用300ml高压釜，通过与20％氢氧化钾溶液的反应，将CF₃CHFCH₂F转化为HFO-1234yf(选择性为100％)，该反应在相转移催化剂18冠醚的存在下，在约55℃下进行。

实施例28

本实施例说明了在气相反应中将氟加成到CH₃CH＝CH₂，该反应通过以下反应方案进行说明：

CH₃CH＝CH₂+HF→CH₃CHFCH₃

在气相反应中，在Monel管式反应器中装有1909cc 4～6wt％FeCl₃/C(NORIT-RFC-3，购自NORIT NEDERLAND B.V.的商品催化剂)。将反应器安装在恒温沙浴中，40～50mL/min空气流通过所述沙浴。反应期间沙浴的设定点设置在28℃。反应器的进口与预加热器连接，通过提供穿过夹套的30psig蒸汽，使预加热器保持在106℃。将来自料筒的液体HF经由容积泵送入预加热器，并通过用研究控制阀控制流量来保持15.88mol/h(318g/h)的恒定流量。通过向料筒的液面上空间施加无水氮气压力使HF料筒保持在约30～40psig的恒压下。将5.4mol/h(227g/h)气体形式的丙烯自料筒通过调节器、针阀和流量控制器直接送入反应器进口(紧接预加热器之后)。将HF和丙烯料筒安装在两台不同的秤上以监控其重量变化。通过另一研究控制阀控制反应器出口气体的流量，以使反应在25psig的恒定反应器压力下运行。HF与丙烯的摩尔比保持为2.94，接触时间为33秒。使用在线GC和GC/MS对离开反应器的出口气体进行分析，在线GC和GC/MS通过热箱阀装置连接，以防止冷凝。丙烯的转化率几乎为100％，对2-氟丙烷的选择性为98％。该反应持续进行4天，期间催化剂不损失任何活性。通过使反应器出口气体流经20～60wt％氢氧化钾涤气水溶液来收集产物，然后将来自涤气液的排出气体捕入保持在干冰或液氮中的料筒中。

实施例29-42

本实施例说明了在气相反应中将2-氟丙烷(CH₃CHFCH₃)氯化为CCl₃CFClCH₃(241bb)，该反应由以下反应方案说明：

CH₃CHFCH₃+4Cl₂→_(光)CCl₃CFClCH₃+4HCl

室温(25℃)下，将500mlPyrex反应器放置在Rayonet光氯化器内。本研究中所用的反应器为RAYONET(型号为RPR-100)，其标准操作温度为35℃，标准电耗约为400瓦。光氯化器的内部配备有16盏UV灯；可容易地改变灯的数量。将2-氟丙烷自料筒通过调节器和质量流量控制器送入反应器中，所述料筒保持在温度为35℃的恒温水浴中。将氯气自料筒通过调节器、针阀和质量流量控制器送入反应器中。氮气用作稀释剂，将其自料筒通过调节器和质量流量控制器送入反应器中，但是没有来自料筒的氮气，反应也能良好进行。用恒定的氮气流使光氯化器的底部的风扇保持运行，以帮助将反应器保持在恒温下。这是因为快速耗散反应热，以避免反应失控。反应产物为高沸点液体，其位于反应器收集区内，在规定的反应时间后，对其进行收集和分析。用在线GC分析从反应器排出的气体，其主要含有未反应的2-氟丙烷、氮气和一氯化产物。然后用水洗涤所得的液体产物，以脱除HCl和可溶性氯，之后通过真空蒸馏进行纯化。241bb的实验熔点为98～101℃，沸点为139℃。纯度为95～100％左右。结果在下表2中显示。

表2、2-氟丙烷(R281ea)光氯化为CCl₃CFClCH₃(241bb)

FP是2-氟丙烷；Sccm是标准立方厘米/分钟；与光接触的反应器总体积为450ml(Pyrex)；转化率是转化为产物的FP摩尔数与FP原料总摩尔数之比；对CCl₃CFClCH₃的选择性是转化为CCl₃CFClCH₃的FP摩尔数与已反应的FP总摩尔数之比；总选择性是转化为CCl₃CFClCH₃、ClCH₂CFClCH₃、Cl₂CHCFClCH₃和CCl₃CFClCH₃的FP摩尔数与已反应的FP总摩尔数之比。总共有16盏灯。反应器是RAYONET，型号为RPR-100，标准操作温度为35℃，标准电耗为400瓦。

实施例43-72

本实施例说明了在如实施例29～42所述的气相反应中使2-氟丙烷(CH₃CHFCH₃)光氯化为CCl₃CFClCH₃(241bb)，只是包括Cl₂和2-氟丙烷流量、辐照时间以及室温下灯的数量的4个参数有所变化。结果记录于下表3中。

表3、2-氟丙烷光氯化为CCl₃CFClCH₃

这样描述了本发明的一些具体实施方案，本领域技术人员将容易地做出各种改变、修改和改进。这些改变、修改和改进因本公开内容而变得显而易见，虽然未在本文中得到明确说明，但其有意成为本发明的一部分，并意在落入本发明的精神和范围内。因此，以上描述仅仅为举例方式，并非限制性的。仅以随附权利要求书及其等价物的定义限制本发明。

Claims

1.一种式II的氟化有机化合物的制备方法，

CF₃CZ＝CH₂(II)

其包括使式(IV)化合物

CH_nX_3-nCH＝CH₂(IV)

其中n是0、1、2或3，各X是Cl，

与选自ClF、Cl₂、HF和其组合的卤化剂接触以形成至少一种中间化合物，该中间化合物选自CH₂ClCHFCH₃，CH₂ClCHClCH₃，CH₃CHFCH₃及它们的组合；

使所述至少一种中间化合物与氯化剂接触以形成至少一种式I的化合物

CX₃CXYCH₃(I)

其中各X独立地为Cl，各Y独立地为H或F；

使氟化氢与所述至少一种式(I)化合物接触以生成式(II)化合物

CF₃CZ＝CH₂(II)

其中Z为Cl或F。

2.权利要求1所述的方法，其中所述氯化剂包含氯气。

3.权利要求1所述的方法，其中所述氯化步骤在光的存在下实施。

4.权利要求3所述的方法，其中所述光的波长为200～400nm。

5.权利要求1所述的方法，其中在20℃～50℃的温度下实施所述氯化步骤。

6.权利要求1所述的方法，其中所述氯化剂包含氯气和稀释剂。

7.权利要求1所述的方法，其中所述中间化合物包含CH₃CHFCH₃。

8.权利要求1所述的方法，其中所述中间化合物包含CH₂ClCHFCH₃。

9.权利要求1所述的方法，其中所述中间化合物包含CH₂ClCHClCH₃。

10.权利要求1所述的方法，其中所述卤化剂包含HF。

11.权利要求1所述的方法，其中所述卤化剂包含Cl₂。

12.权利要求1所述的方法，其中所述卤化剂包含ClF。

13.权利要求1所述的方法，其中所述式IV化合物包含丙烯。

14.权利要求1所述的方法，其中所述使式IV化合物接触的步骤包括在70℃～100℃的温度下实施至少一部分所述接触步骤。

15.权利要求1所述的方法，其中使式IV化合物接触的步骤包括在5～150psia的压力下实施至少一部分所述接触步骤。

16.权利要求1所述的方法，其中所述使式IV化合物接触的步骤包括在气相中实施至少一部分所述接触步骤。

17.权利要求1所述的方法，其中所述使式IV化合物接触的步骤包括在气相中并在催化剂的存在下实施至少一部分所述接触步骤。

18.权利要求17所述的方法，其中所述催化剂包含铁基催化剂。

19.权利要求17所述的方法，其中所述催化剂包含氯化铁。

20.权利要求17所述的方法，其中所述催化剂包含碳载体上的4～6重量％氯化铁(III)。

21.权利要求1所述的方法，其中所述使式IV化合物接触的步骤包括在-95℃～-30℃的温度下实施至少一部分所述接触步骤。

22.权利要求1所述的方法，其中所述使式IV化合物接触的步骤包括在5～150psia的压力下实施至少一部分所述接触步骤。

23.权利要求1所述的方法，其中所述使式IV化合物接触的步骤包括在液相中实施至少一部分所述接触步骤。

24.权利要求1所述的方法，其中所述使氟化氢与所述至少一种式(I)化合物接触包括在100℃～600℃的温度下实施至少一部分所述接触步骤。

25.权利要求1所述的方法，其中所述使氟化氢与所述至少一种式(I)化合物接触包括在10～120psia的压力下实施至少一部分所述接触步骤。

26.权利要求1所述的方法，其中所述使氟化氢与所述至少一种式(I)化合物接触包括在气相中实施至少一部分所述接触步骤。

27.权利要求1所述的方法，其中所述使氟化氢与所述至少一种式(I)化合物接触包括在气相中并在催化剂的存在下实施至少一部分所述接触步骤。

28.权利要求27所述的方法，其中所述催化剂包含镍。

29.权利要求1所述的方法，其中式I的化合物是CCl₃CFClCH₃，所述式II化合物是CF₃CF＝CH₂，其中CCl₃CFClCH₃向CF₃CF＝CH₂的转化是在液相反应中提供的。