JPH03167141A - パーフルオロ化合物の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上夏剋■分立 本発明はパーフルオロ化合物の製造法に関する。

パーフルオロ化合物は常温で気体の化合物の場合は半導
体工業におけるエツチングガス、クリーニングガス、気
相絶縁体、リークテスト剤等、幅広い用途を有し、また
常温で液体の化合物の場合は、半導体工業における各種
テスト用液体、冷却用液体等の用途を有し、いずれも工
業的に重要な化合物である。

の　′　その。

パーフルオロ化合物の製造を六フッ化エタンの製造を例
にして以下に説明する。

六フッ化エタンの製造方法としては、（１）フッ素ガス
を用いてエタンと反応させる直接フツ素化法、（２）エ
タン及び／又はエチレンを原料とする電解フツ素化法、
（３）四フッ化エチレン等を熱分解する熱分解法、（４
）エタン及び／又はエチレンを金属フッ化物を用いてフ
ッ素化する方法等がある。しかしながら、上記（１）の
方法は極めて反応性に富むフッ素ガスを用いるため、爆
発及び腐食等の危険があり、特殊な構造の反応装置を用
いなければならず、さらに発熱によるＣ−Ｃ結合の切断
、重合などの副反応を抑制するために多量の不活性ガス
の共存使用を必要とする。（２）の方法は副反応が多く
、生成物の分離、精製に問題があり、（３）の方法は反
応に高温を要し、しかも収率が低い。

また（４）の方法は反応式で示すと、エタンを原料とす
る場合は、 Ｃ！）１６　＋　１２ＣｏＦｆｆ→ＣｚＦ＊　＋　６Ｈ
Ｐ　＋　１２ＣｏＦｚであり、副生ずるＣｏａｔはフッ
素ガスでフッ素化しＣｏＦ　、に転化させ再使用する。

即ち、１２ＣｏＰｚ　＋６Ｆｚ　−’　　１２ＣＯＦ３
また、エチレンを原料とする場合は、 ＣｚＨａ　＋　１０ＣＯＦ３　−　　Ｃ２Ｆ４　＋　４
８Ｆ　＋　１０ＣｏＦｚ１０ＣｏＦｚ＋５Ｆ２−＋　　
１０ＣｏＦ３である０以上の反応式より明らかな通り、
エタンを原料とする場合はエタン１モルにつき６モルの
フッ素が、エチレンを原料とする場合はエチレン１モル
につき５モルのフッ素が必要である０反応熱はフッ素の
モル数に比例し、フッ素置が多い程反応熱が大きくなる
。そのため炭素−炭素結合の切断や爆発が起りやすく、
収率の低下をもたらし、そして工業的操業上の問題とな
る。また、フッ素は通常酸性フッ化カリ　（ＫＰ・２１
１Ｆ）の溶融塩電解により製造されており、電力及び蒸
気コスト等がかさむため高価である。従って、フッ素の
使用量はできる限り少ないことが望ましい。

全凱夏且敢 本発明の目的は、フッ素の消費量を少なく、安全に効率
良くパーフルオロ化合物を製造することにある。

血皿坐古容 本発明は分子内に三重結合を有する化合物を三フッ化コ
バルト（ＣｏＦｓ）　、ニフッ化銀（＾ｇｈ）、三フッ
化マンガン（ＭｎＦ３）、及びフッ化カリウムと三フッ
化コバルトの複合塩（にＣｏＦ４）の内の１種又は２種
以上の混合物によりフッ素化することを特徴とするパー
フルオロ化合物の製造法である。

分子内に三重結合を有する化合物としてはアセチレン、
メチルアセチレン、２−ブチン、メチルエチルアセチレ
ン、４−メチル−２−ペンチンの様な炭化水素の他、水
素の１部又は全部がフッ素で置換された化合物、例えば
ＣＨＥＣＰ、ＣｈＣＥＣ）ｌ、ＣＦｓＣミＣＣＦ、、Ｃ
ＰｓＣ＝ＣＣＨ２、ＣｔＦｓＣ＝ＣＨ：（ＣＨ３）　ｓ
ＣＣミＣＰ、　Ｈ（ＣＦｇ）ｓＣミＣ（ＣＦｔ）ｓＨの
様な化合物を指す０本発明においては特にアセチレン又
はその分子内水素がフッ素で置換されている化合物を原
料とした場合に好ましい結果が得られる。

本発明により、六フッ化エタンを製造する場合を反応式
で示せず以下の通りである。

Ｃ＊Ｈｇ＋８ＣｏＦｓ　→’　ＣｚＰｈ＋２ＨＦ＋８Ｃ
ｏＦｘ８ＣｏＦｚ＋　４Ｆｚ　−８ＣｏＦ。

すなわち、アセチレン１モルに対して４モルのフッ素ガ
スを使用するだけで済み、反応熱の制御が容易で、工業
的利用価値が大きい、従来この方法が実施或いは示唆さ
れていない理由は、おそらくアセチレンの危険性及び三
重結合が切れやすいとの認識が強かったためと思われる
が、本発明の方法によれば、安全に収率良く目的生成物
パーフルオロ化合物を得ることができる。

本発明における好ましい反応温度は１５０〜４００℃で
あるが、特に好ましくは２５０〜３５０°Ｃである。

１益班 以下に実施例を示し、本発明の内容をより具体的に説明
する。

皇益■上 ニッケル製反応器にＣｏＰ　５５５ｋｇを仕込み、窒素
気流中３００°Ｃに昇温し、次いでアセチレンガスを８
００ｄ／分の流速で送入した０反応生成ガスは１０％水
酸化カリウム水溶液を循環したアルカリ洗浄塔に通し、
フ２化水素を除去し、次いでガスクロマトグラフィーに
より組成分析を行った。

２時間反応を続け、２０分間隔で分析を行ったところ、
平均ガス組成は次の通りであった。

ＣＦ、　　　　１．８％（面積パーセント、以下同じ）
ｃｌｐ、　　　９８．１％ その他　０．１％ ＣＦ４はＣ−Ｃ結合の切断により住成したものと考えら
れるが、Ｃ−Ｃ結合の切断は０．９％と推定される。

次に、反応器に窒素を通じ２００℃迄冷却した後、フッ
素ガスを５Ｆｚ分の流速で送入し、Ｃｏｄ、をＣｏＦ　
ｓに転化させ、転化終了後、３００℃に昇温しながら反
応器内のフッ素ガスを窒素で置換し、再びアセチレンガ
スを８００ｄ／分の流速で送入した。

反応ガスを前記と同様に分析し、はぼ同一の値を得た。

１隻１１ 実施例１で用いた反応器を２２０°Ｃに温度設定し、ア
セチレンガスを３００ＩｎｌＺ分の流速で送入した。

実施例１と同様にして分析した結果、平均ガス組成は次
の通りであった。

ＣＰ、　　　　　　　　　　　０．２％Ｃ２Ｆ、　　　
　　　　　　　９７．４％ＣＨＦ、ＣＰ、及びＣＨＦｚ
ＣＨＰｚ　　１．３％その他　　　　　　　　　１．１
％ 実差朋ユ 実施例−１で用いた反応器にＭｎＦ＋を５０ｋｇ仕込み
、実施例１と同様の条件で反応を行ったところ、平均ガ
ス組成は次の通りであった。

ＣＦ４　　　　　　１．９％ ＣｚＦ６　　　　　９７．０％ その他　　　　１．１％ 尖施孤土 ニッケル製反応器（直径５．３ｃｍ長さ１００ｃｍ）に
ＡｇＦ、を１　ｋｇ仕込み、２５０’Ｃでアセチレンガ
スを５０ｍ１Ｚ分の流速で送入し、フッ素化を行った。

実施例１と同様の方法で分析したところ平均ガス組成は
次の通りであった。

ＣＦ４　　　　　　　０．２％ Ｃ２Ｆ、　　　　　　　　９６．３％ その他　　　　３．５％ 夫巌例工 実施例４で使用した反応器にＡｇＦ、に代えてにＣａＦ
２を１ｋｇ仕込み、以下実施例４と同様の方法により反
応及び分析を行ったところ、平均ガス組成は以下の通り
であった。

ＣＦ、　　　　　　　０．２％ ＣｚＦａ　　　　　　９５．９％ その他　　　　３．９％ 且」旧舛 実施例１で使用した反応器を３００°Ｃに温度設定し、
次いでエタンガス（ＣＨ３ＣＨ３）を８００ｄ／分の流
速で送入した０反応発熱量が大きく反応開始２０分後４
６０°Ｃに上昇した０反応ガスを分析したところ次の通
りであった。

ＣＦａ　　　　　　３１．２％ Ｃｆｆ１Ｆ、　　　　　　５３．６％ その他　　　　１５．２％ 次にエチレンガス（ＣＨ３ＣＨ３）を同様の条件でフッ
素化したところ、反応開始３０分後、温度は４２５°Ｃ
に上昇した０反応ガスは次の通りであった。

ＣＦ４　　　　　１７．９％ Ｃ２Ｆ４　　　　　６４．６％ その他　　　　１７，５％ これらの場合、ＣＦ４の生成量が多く、Ｃ−Ｃ結合の切
断がアセチレンの場合に比べて大きいことがわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、分子内に三重結合を有する化合物を、三フッ化コバ
   ルト（ＣｏＦ＿３）、二フッ化銀（ＡｇＦ＿２）、三フ
   ッ化マンガン（ＭｎＦ＿３）、及びフッ化カリウムと三
   フッ化コバルトの複合塩（ＫＣｏＦ＿４）の内の１種又
   は２種以上の混合物によりフッ素化することを特徴とす
   るパーフルオロ化合物の製造法。