JPH0656715A - 活性テロゲンの製造方法 - Google Patents

活性テロゲンの製造方法

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JPH0656715A
JPH0656715A JP5141782A JP14178293A JPH0656715A JP H0656715 A JPH0656715 A JP H0656715A JP 5141782 A JP5141782 A JP 5141782A JP 14178293 A JP14178293 A JP 14178293A JP H0656715 A JPH0656715 A JP H0656715A
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JP
Japan
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reaction
iodine
reactor
ctfe
cfcli
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Withdrawn
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JP5141782A
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English (en)
Inventor
Bernard Boutevin
ブテバン ベルナール
Gerald Gornowicz
ゴーノウイッツ ジェラルド
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Dow Silicones Corp
Original Assignee
Dow Corning Corp
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Publication of JPH0656715A publication Critical patent/JPH0656715A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/013Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of halogens
    • C07C17/04Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of halogens to unsaturated halogenated hydrocarbons

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は弗素化オレフィンのテロ重合に有用
なテロゲンの製造方法に関する。 【構成】 活性テロゲンCF3 CFClIは、クロロト
リフルオロエチレン、沃素及び五弗化沃素を臭化アルミ
ニウム触媒及び25℃又はこれ以上の温度において反応
させて得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は沃素、五弗化沃素及びク
ロロトリフルオロエチレン(CTFE)を含む混合物を
臭化アルミニウム触媒の存在下テロゲンを生成するのに
十分な時間反応させて構造式CF3 CFClIのテロゲ
ンを製造する方法に関する。得られたテロゲンは弗素化
オレフィンをテロ重合するのに有用である。
【0002】Chambers等のJ.Chem.Soc.,3779(1961)に
は、沃素を五弗化沃素と反応させて一弗化沃素を生成
し、次いでこれをCTFEの如き弗素化オレフィンと室
温において触媒の不存在下反応させて適度の収率(37
%)でCF3 CFClIを製造する二工程の方法が開示
されている。
【0003】Hauptschein 等のJ.Amer.Chem Soc.,83(19
61)2383 には、沃素及び五弗化沃素をCTFEと触媒反
応させてCF3 CFClIを製造することが開示されて
いる。ここに開示されている方法は、二工程の方法であ
って、少なくとも2:1のモル比の沃素と五弗化沃素を
金属アルミニウム/沃化アルミニウム触媒の存在下10
0−175℃の温度において反応させて一弗化沃素を生
成する。次いで第2工程においてこの一弗化沃素をCT
FEと室温において反応させて所望のテロゲンを50%
以下の収率で得る。
【0004】本発明者等は簡単な方法及び反応体を用い
て驚くべき高収率でCF3 CFClIが得られることを
新たに見い出した。
【0005】本発明は構造式CF3 CFClIの活性テ
ロゲンを製造する方法に関する。本願方法は沃素、五弗
化沃素及び理論量のクロロトリフルオロエチレンを含む
混合物を触媒量のAlBr3 の存在下、そして好ましく
はC2 4 ClIを含む溶媒中反応を行う。この反応は
25℃以上の温度においてCF3 CFClIを生成する
のに十分な時間行なわれる。
【0006】本発明は、本願において開示したように従
来公知の方法に比べ短時間でしかも高収率でCF3 CF
ClIが得られる全たく予期しない発見に基づいたもの
である。特に、本発明者等はAlBr3 触媒の使用、並
びに沃素、五弗化沃素及びCTFEの反応課程での高温
度の両者によって、CF3 CFClIの収率の増大と反
応時間を短縮することを見い出した。公知の方法は、反
応においてこの特定の触媒の使用を全たく教示せず、ま
た高温度で行うことを全たく教示していないことから、
上記の方法は特に予期されないところであった。
【0007】沃素、五弗化沃素及びCTFEの反応は、
この分野において次に示す式及び化学量論を経て進行す
るものと考えられていた。
【化1】 得られた生成物はCF3 CFClI及びCF2 ClCF
2 Iの異性体(又は付加物)である。このことは、また
全生成物(すなわち、付加物の混合物)の収率が変化す
ることを教示しており、そして2種の生成物が収率を変
化させて得られる。CF3 CFClIはテロメロ重合に
おいて使用される望ましい唯一の付加物であるので、こ
の生成物の収率を上げることが極めて望ましいことであ
る。
【0008】触媒としてAlBr3 を用いそして反応温
度を本発明において開示したようにして維持すると、粗
生成物(すなわち、CF3 CFClI及びCF2 ClC
2Iの混合物)の収率は一般に70%を超えそしてし
ばしば80−90%にも及ぶことが本発明者によって発
見された。同様に、本発明における触媒及び方法によ
り、所望の付加物(すなわち、CF3 CFClI)が高
収率で得られる。例えば、一般に所望の付加物は約60
%以上であり、そして70又は80%にもしばしば及ん
でいる。この収率は実質的に従来の方法(例えば、すで
に述べたChambers等の方法及びHauptschein 等の方法)
と比べ高いものである。
【0009】上記の反応から解るように、1モルのIF
5 について2モル以下のI2 を用いるとI2 が殆んど完
全に反応することが理解される。残ったI2 はCTFE
と反応して望ましくない副生物を生ずるので、このよう
な割合が望ましいことが新たに発見された。本発明者
は、またC2 2 CFClIを含む溶媒中でこの反応を
行うのが好ましいことを見い出した。このことにより、
所望の生成物の収率は一般に増大する。
【0010】本発明方法は、CF3 CFClIを形成す
るのに十分な時間単んに温度を調整しながら、適当な容
器の中でI2 、IF5 、AlBr3 及びCTFEを混合
する。これらすべての出発物質は良く知られたものであ
り、また市場において入手できるものである。しかしな
がら、所望なら反応体をそのままの状態で得るか又は別
個の反応によって得ることができる。例えば、米国特許
第3,367,745号に記載されているように、固体
沃素を反応容器に入れ、そして弗素ガスを導入すること
によって五弗化沃素が得られる。本発明方法において使
用されるIF5の量は一般には臨界的なものではない
が、しかしI2 :IF5 のモル比は約3:1以下、好ま
しくは約2:1以下において使用されるのが好ましい。
一般には、約1:1.8から1.95:1の範囲のモル
比が特に好ましい。
【0011】本願において使用される臭化アルミニウム
触媒は、Nicholson 等によるInorg.Syn.3,30(1950)によ
って教示されたアルミニウムと臭素との反応によって得
ることができる。一般には、上記の反応においてI2
IF5 との反応の触媒作用を呈するのに十分な量を使用
する。この量は、典型的には1モルのI2 について約
0.5モル以下であり、好ましくは1モルのI2 につい
て約0.01から0.1モルの範囲の量である。
【0012】本願において使用されるCTFEは、例え
ばDuPont社又はAllied社(Genetron1113) から市場にお
いて入手できる。このものは、500−600℃におい
て蒸気相で又は亜鉛を用いてメタノール中の液相で1,
1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン
を脱塩素化の如き方法によって工業的に得られる。上記
の反応において使用されるCTFEの量は臨界的なもの
ではないが、一般に2モルのI2 について少なくとも例
えば理論量、すなわち5モルのCTFEである。理論的
に過剰なCTFE(例えば、5−25モル%過剰)は反
応を完全に行うために好ましい。
【0013】上記の反応において、所望するならば溶媒
の中で行うことができる。使用する場合の好ましい溶媒
は、C2 4 ClIであり、このものは本発明の反応生
成物でもある。このものは本願方法によって得られたも
のであっても良く、またChambers等のJ.Chem.Soc.,3779
(1961)又はHauptschein 等のJ.Amer.Chem Soc.83(1961)
2383に記載された方法によって少量得られたものを用い
ても良い。一般には上記の反応体を十分な量で希釈して
所望の濃度にして用いる。
【0014】反応容器に加える上記成分の混合の順序は
臨界的なものではない。しかしながら好ましい方法とし
ては、不活性雰囲気下AlBr3 触媒を溶媒、好ましく
はC 2 4 ClIと最初に混合する。この反応は発熱反
応であるので、加熱しすぎないように、例えば一般に温
度を150℃を超えないように添加の速度を調整しなく
てはならない。得られた混合物を次いで不活性反応器の
中のI2 とIF5 の混合物に加え、続いてCTFEをゆ
っくりと添加する。
【0015】この反応はまた発熱反応であるので、通常
は混合物を冷却しそして添加速度を調整して150℃又
はそれ以下の温度に維持する。CTFEをすべて加えた
後は、反応器を室温以上、好ましくは40から150℃
の範囲に加熱し、生成物を形成するのに十分な時間反応
を行う。通常は、反応器を約30から約10時間の間、
好ましくは1−5時間、そしてより好ましくは約2時間
加熱する。この反応時間は、数日間は必要とする公知の
方法に比べ実質的に短時間である。
【0016】上記の方法は好ましいが、また別個の方法
も採用することができる。例えば、I2 、IF5 、Al
Br3 及び溶媒を連続して反応器に加え、そして適切な
温度に維持しながらCTFEをゆっくりと加える。反応
体を加えた後は、この混合物を上記の如く加熱する。
【0017】上記の反応によって得られた生成物は、次
に当該分野において公知の方法によって処理される。例
えば、テロゲンはN2 2 5 −KOH溶液に注入し、
水で洗浄しそしてCaSO4 によって乾燥して得られ
る。得られた液体テロゲンは70と100%の間の収率
であり、所望の付加物は60から100%の範囲の収率
で得られた。
【0018】
【実施例】次に限定するものではないが、実施例を示す
がこの実施例から当業者において本発明をより容易に理
解されよう。例1−7 次に示す方法を用い、表1に示した生成物を得た。例1
及び3−7において、56グラム(0.22モル)のI
2 及び30グラム(0.14モル)のIF5 を用い、そ
して例2においては、28グラム(0.11モル)のI
2 及び15グラム(0.07モル)のIF5 を用いた点
を除いて、反応体の量については表に示してある。
【0019】磁気撹拌棒、I2 、IF5 、C2 4 Cl
I及びAlBr3 を200mlのHastalloy 反応器に入れ
た。反応器を−30℃に冷却し、そしてCTFEを加え
た。反応器を油浴中で加熱した。約室温において沃素は
溶解又は液状生成物のいづれかになったので、この混合
物を磁気撹拌機で撹拌すると、反応は発熱し始めた。表
に示した発熱温度において、反応器を冷却アセトン浴に
よって冷却した。反応が進むにつれ、発熱は減少した。
次いで反応器を油浴の中に戻し、そして表に示した温度
及び時間加熱を行った。反応器を氷水浴の中で10℃に
冷却した。過剰のCTFEは氷水浴中に冷却されたトラ
ップを通して排出された。反応器を開きそして水(20
0ml)にN2 2 5 水和物(25グラム)及びKOH
(5グラム)を含む溶液に内容物を注いだ。相が分離
し、そして粗生成物が得られた。最終生成物の量から初
期反応混合物(すわなち、溶媒として使用したもの)中
の生成物の量を差引くことによって粗生成物の収率を計
算した。最終生成物を蒸留水で2回洗浄すると最終生成
物が得られた(或る場合には、生成物をCaSO4 で乾
燥した)。この結果を表1に示す。
【0020】
【表1】 a−理論量のCTFE(0.58モルのCTFE、0.
14モルのIF5 、そして0.22モルのI2 )は67
グラムである。 b−溶媒としての使用。 c−反応は70℃から発熱した。150℃において反応
器を油浴から取り出しそして温度を125℃に下げた。 d−半分の反応(0.28モル)、残査(5グラム)は
2 4 ClI(26%)及び高沸点副生物(59
%)。 e−発熱は40℃において始まる。反応器は80℃にお
いて浴から取り出した。 f−発熱は40℃において始まる。温度が80℃になっ
た時反応器を冷水浴の中に入れた。 g−発熱は大変遅く、そして反応器は浴から取り出さな
かった。 h−発熱は35℃において始まる。45℃において反応
器を冷却アセトン浴の中に入れた。 i−反応器を60℃において冷却アセトン浴(−30
℃)に入れた。 j−或る種の高沸点副生物が得られたので、収率は10
0%又はこれ以上であった。
【0021】例8−14 次に示す方法は、表2に示した生成物を得るために採用
したものである。反応体の量は表に示した。窒素雰囲気
下、還流コンデンサー及び磁気撹拌機を有する三口フラ
スコにC24 ClIを加えた。臭化アルミニウムをゆ
っくりとフラスコに加えると、強い発熱反応が生じた。
2 及びIF5 をHastalloy 反応器に加え、そして触媒
混合物をこれに加えた。反応器中の空気は30−60秒
間減圧によって取り除いた。
【0022】反応器を40−50℃に加熱し、そしてC
TFEのガス流を1分間に1から3グラムの割合で加え
始めた。反応は発熱反応であり、所定の温度に維持する
ため始めから冷却した。反応が進むに従い反応温度が下
がり、そして冷却を止めた。CTFEを全部反応器に加
えた後、混合物を2時間表に示した温度に加熱した。次
いで反応混合物を例1−7(Na2 2 5 水和物及び
KOH)におけると同様にして回収した。この結果を表
2に示す。
【0023】
【表2】 ※ 30メートルのCarbowaxの毛細カラム。
【0024】例15−18(比較例) 次に示す例はHauptschein 等による結果と本発明による
ものとの比較のために示す。この方法は下記に示す如く
であって、反応体及び生成物の量は表3に示した。20
0mlの反応器にI2 、アルミニウム箔及びAlI3 を加
えた。IF5 を反応器に加えると発熱した。反応器は次
いで表(ステップ1)に示したように加熱した。反応器
を−50℃に冷却し、そしてCTFEを除々に加えた。
反応器を表(ステップ2)に示した温度/時間に相応し
て加熱及び撹拌した。反応混合物をNa2 2 5 で回
収し、そして水で洗浄した。この結果を表3に示す。
【0025】
【表3】 a−例17を除いたすべての反応では、0.22モルの
2 及び0.12モルのIF5 を用いた。CTFEに対
する理論値は0.56モルである。 b−ステップ1で151℃に発熱しそしてステップ2で
30℃(反応を30℃に冷却して維持した)とした。 c−50%スケールアップした。 d−ステップ1で180℃に発熱し、ステップ2では発
熱は認められなかった。 e−発熱は認められなかった。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 沃素、五弗化沃素及び少なくとも理論量
    のクロロトリフルオロエチレンの混合物をAlBr3
    触媒量の存在下25℃又はそれより高い温度においてC
    3 CFClIを生成するのに十分な時間反応すること
    から成るCF 3 CFClIの製造方法。
  2. 【請求項2】 五弗化沃素に対する沃素のモル比が2:
    1より少ない請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 反応はC2 4 ClIを含む溶媒中で行
    われる請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 AlBr3 はI2 が1モルについて0.
    01から0.5モルの範囲のAlBr3 で存在する請求
    項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 クロロトリフルオロエチレンが約5−2
    5モル%理論量過剰で存在する請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 反応温度は40と150℃の間である請
    求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 反応時間は0.5から10時間の範囲で
    ある請求項1記載の方法。
JP5141782A 1992-06-15 1993-06-14 活性テロゲンの製造方法 Withdrawn JPH0656715A (ja)

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FR929207185A FR2692261B1 (fr) 1992-06-15 1992-06-15 Procédé de préparation d'un télogène actif.
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US3006973A (en) * 1959-05-01 1961-10-31 Pennsalt Chemicals Corp Halogenated organic compounds
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US5283380A (en) 1994-02-01
EP0575096A1 (en) 1993-12-22
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FR2692261B1 (fr) 1994-09-02

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