氫氟氯丙烷向氟丙烯的轉化的製作方法
2023-10-22 23:26:32
氫氟氯丙烷向氟丙烯的轉化的製作方法
【專利摘要】本發明涉及氫氟氯丙烷向氟丙烯的轉化，描述了式CF3CX＝CX2的氟丙烯的製備方法，其中每個X為F或H，至少一個X為H，並且至少一個X為F，所述方法包包括在無催化劑的情況下，在反應容器的氣相中熱解式CF3CXYCX2Y的氫氟氯丙烷，其中每個X為F或H，至少一個X為H，並且至少一個X為F，並且一個Y為Cl，而另一個Y為H，所述反應容器保持足夠高的溫度以實施氫氟氯丙烷向氟丙烯的熱解，其中用於製備氟丙烯的選擇性為至少80％。
【專利說明】氨氣氯丙燒向氣丙婦的轉化
[0001] 本申請是申請號為2009801427374,申請日為2009年10月23日，發明名稱為"氨 氣氯丙焼向氣丙帰的轉化"的中國專利申請的分案申請。
[0002] 巧關專利申請的簾叉引巧
[0003] 本專利申請要求2008年10月27日提交的美國臨時申請61/108, 585和2008年 12月10日提交的美國臨時申請61/121，248的優先權。
【技術領域】
[0004] 此公開一般涉及氣化帰姪的合成方法。
【背景技術】
[0005] 由於蒙特婁議定書規定逐步停止使用損耗莫氧層的氯氣姪（CFC)和氨氯氣姪 (HCFC)，因此在過去幾十年來，碳氣化合物產業一直致力於尋找替代冷凍劑。許多應用的解 決方案是將氨氣姪（HFC)化合物商業化W用作冷凍劑、溶劑、滅火劑、鼓泡劑和推進劑。目 前應用最廣泛的該些新型化合物例如HFC冷凍劑、HFC-134a和HFC-125具有零莫氧損耗潛 勢，因此不會受到由於蒙特婁議定書而目前規定將其逐漸淘汰的影響。
[0006] 除了莫氧損耗問題W外，全球變暖是與此眾多應用相關的另一個環境問題。因此， 需要既滿足低莫氧損耗標準又具有低全球變暖潛勢的組合物。據信某些氨氣帰姪符合該兩 個目標。因此，需要可提供團代姪和氣代帰姪的製備方法，所述團代姪和氣代帰姪不包含 氯，同時具有低全球變暖潛勢。
【發明內容】
[0007] 描述了式化CX = CX2的氣丙帰的製備方法，其中每個X為F或H，至少一個X為 H，並且至少一個X為F，所述方法包括在無催化劑的情況下，在反應容器的氣相中熱解式 CF3CXYCX2Y的氨氣氯丙焼，其中每個X為F或H，至少一個X為H，並且至少一個X為F，並且 一個Y為Cl,而另一個Y為H，所述反應容器保持足夠高的溫度W實施氨氣氯丙焼向氣丙帰 的熱解，其中用於製備氣丙帰的選擇性為至少80%。
[000引 W上綜述W及W下發明詳述僅出於示例性和說明性的目的，而不是對本發明進行 限制，本發明受所附權利要求的限定。
【具體實施方式】
[000引描述了式CFsCX = CX2的氣丙帰的製備方法，其中每個X為F或H，至少一個X為 H，並且至少一個X為F，所述方法包括在無催化劑的情況下，在反應容器的氣相中熱解式 CF3CXYCX2Y的氨氣氯丙焼，其中每個X為F或H，至少一個X為H，並且至少一個X為F，並且 一個Y為Cl,而另一個Y為H，所述反應容器保持足夠高的溫度W實施氨氣氯丙焼向氣丙帰 的熱解，其中氣丙帰製備的選擇性為至少80%。
[0010] 許多方面和實施方案已在上文進行了描述，並且僅是示例性而非限制性的。在讀 完本說明書後，技術人員應認識到，在不脫離本發明範圍的情況下，其他方面和實施方案也 是可能的。
[0011] 通過閱讀W下發明詳述和權利要求，任何一個或多個實施方案的其它特徵和有益 效果將變得顯而易見。
[0012] 在提出下述實施方案詳情之前，先定義或闡明一些術語。
[0013] 如本文所用，術語熱解和高溫分解是指在無氧氣或任何其它試劑的存在下，材料 或化合物由於熱而分解或降解。
[0014] 如本文所用，反應容器是指其中W間歇模式或W連續模式實施反應的任何容器。 適宜的容器包括間歇式反應容器或管式反應器。
[0015] 在一個實施方案中，所述反應容器由耐腐蝕的材料構成，所述材料包括不鎊鋼、媒 基合金、因康媒合金、蒙乃爾合金、金或襯金、或石英。
[0016] 如本文所用，選擇性百分比定義為W反應中形成的產物總量的分數形式表示的所 形成期望產物的重量，不包括起始氯氣姪。
[0017] 如本文所用，轉化百分比定義為100%減去反應容器流出物中起始氨氣氯丙焼的 重量百分比。
[0018] 本文所述的氨氣氯丙焼具有式CF3CXYCX2Y，其中每個X為F或H，至少一個X為 H，並且至少一個X為F，並且一個Y為Cl,而另一個Y為H。如本文所述的氣丙帰具有式 CFsCX = CX2,其中每個X為F或H，至少一個X為H，並且至少一個X為F。代表性的氨氣氯 丙焼包括1, 1, 1, 2-四氣-2-氯丙焼、1, 1, 1,2-四氣-3-氯丙焼、1, 1, 1,3-四氣-2-氯丙 焼、1, 1, 1, 3-四氣-3-氯丙焼、1, 1, 1, 2, 3-五氣-2-氯丙焼、1, 1, 1, 2, 3-五氣-3-氯丙焼、 1, 1, 1, 3, 3-五氣-2-氯丙焼和1, 1, 1, 3, 3-五氣-3-氯丙焼。
[0019] 代表性的氣丙帰包括2, 3, 3, 3-四氣丙帰、1，3, 3, 3-四氣丙帰、1，2, 3, 3, 3-五氣丙 帰和1，1，3, 3, 3-五氣丙帰。
[0020] 在一個實施方案中，氨氣氯丙焼為1，1，1,2-四氣-2-氯丙焼，並且氣丙帰為 2, 3, 3, 3-四氣丙帰。在另一個實施方案中，氨氣氯丙焼為1，1，1,2-四氣-3-氯丙焼，並且 氣丙帰為2, 3, 3, 3-四氣丙帰。在另一個實施方案中，氨氣氯丙焼為1，1，1,3-四氣-2-氯 丙焼，並且氣丙帰為1，3, 3, 3-四氣丙帰。在另一個實施方案中，氨氣氯丙焼為1，1，1,3-四 氣-3-氯丙焼，並且氣丙帰為1，3, 3, 3-四氣丙帰。在另一個實施方案中，氨氣氯丙焼為 1，1，1，2, 3-五氣-2-氯丙焼，並且氣丙帰為1，2, 3, 3, 3-五氣丙帰。在另一個實施方案中， 氨氣氯丙焼為1，1，1，2, 3-五氣-3-氯丙焼，並且氣丙帰為1，2, 3, 3, 3-五氣丙帰。在另一 個實施方案中，氨氣氯丙焼為1，1，1，3, 3-五氣-2-氯丙焼，並且氣丙帰為1，1，3, 3, 3-五 氣丙帰。在另一個實施方案中，氨氣氯丙焼為1，1，1，3, 3-五氣-3-氯丙焼，並且氣丙帰為 1，1，3, 3, 3-五氣丙帰。
[0021] 在一個實施方案中，氣丙帰通過氨氣氯丙焼的熱脫氯化氨反應製得。此反應在沒 有催化劑的情況下選擇性地發生。在一個實施方案中，將氨氣氯丙焼加入到反應容器中，其 中將溫度保持足夠高W實施氨氣氯丙焼的熱脫氯化氨反應。在一個實施方案中，溫度足夠 高W使氨氣氯丙焼的熱脫氯化氨反應達到至少50%的轉化百分比。在另一個實施方案中， 溫度足夠高W使氨氣氯丙焼的熱脫氯化氨反應達到至少65%的轉化百分比。在另一個實施 方案中，溫度足夠高W使氨氣氯丙焼的熱脫氯化氨反應達到至少80%的轉化百分比。在另 一個實施方案中，溫度足夠高W使氨氣氯丙焼的熱脫氯化氨反應在至少12小時的連續操 作內達到至少70%的轉化百分比。
[0022] 在一個實施方案中，將氨氣氯丙焼加入到反應容器內，其中將溫度保持在約50(TC 至約70(TC溫度範圍內。在另一個實施方案中，將反應容器的溫度保持在約50(TC至約 65(TC範圍內。在另一個實施方案中，將反應容器的溫度保持在足夠高的溫度，W 80%或更 高的選擇性實施氨氣氯丙焼向氣丙帰的熱解反應。在另一個實施方案中，將反應容器的溫 度保持在足夠高的溫度，W 85%或更高的選擇性實施氨氣氯丙焼向氣丙帰的熱解反應。
[0023] 在一個實施方案中，所述反應容器由耐腐蝕的材料構成。在一個實施方案中，該些 材料包括合金如不鎊鋼、媒基合金、因康媒合金、蒙乃爾合金，W及金、襯金、或石英。
[0024] 在一個實施方案中，在汽化器中將氨氣氯丙焼預加熱至約3(TC至約IOOC的溫 度。在另一個實施方案中，在汽化器中將氨氣氯丙焼預加熱至約3(TC至約8(TC的溫度。
[0025] 在一些實施方案中，使用惰性稀釋氣體作為氨氣氯丙焼的載氣。在一個實施方案 中，所述載氣選自氮氣、氮氣、氮氣或二氧化碳。
[0026] 如本文所用，術語"包含"、"包括"、"具有"或它們的任何其它變型均旨在涵蓋非排 他性的包括。例如，包括要素列表的工藝、方法、製品或設備不必僅限於那些要素，而是可W 包括未明確列出的或該工藝、方法、製品或設備所固有的其他要素。此外，除非有相反的明 確說明，"或"是指包含性的"或"，而不是指排他性的"或"。例如，W下任何一種情況均滿足 條件A或B=A是真實的（或存在的）且B是虛假的（或不存在的），A是虛假的（或不存在 的）且B是真實的（或存在的），W及A和B都是真實的（或存在的）。
[0027] 同樣，使用"一個"或"一種"來描述本文所描述的要素和組分。該樣做僅僅是為 了方便，並且對本發明的範圍提供一般性的意義。該種描述應被理解為包括一個或至少一 個，並且該單數也包括複數，除非很明顯地另指他意。
[0028] 對應於元素周期表內列的族序號的使用參見"CRC Han化ook of化emistry and Physics",第81版（2000-2001)中所述的"新命名法"公約。
[0029] 除非另有定義，本文所用的所有技術和科學術語的含義均與本發明所屬領域的普 通技術人員通常理解的一樣。儘管與本文所描述的方法和材料類似或等同的方法和材料也 可用於本發明實施方案的實施或測試中，但是下文描述了合適的方法和材料。本文提及的 所有出版物、專利申請、專利W及其他參考文獻均W全文引用方式併入本文，除非引用具體 段落。如發生矛盾，則W本說明書及其所包括的定義為準。此外，材料、方法和實施例僅是 示例性的，並不旨在進行限制。
[0030] 連施例
[0031] 本文所描述的概念將在下列實施例中進一步描述，所述實施例不限於權利要求中 描述的本發明的範圍。
[0032] 圖例
[003引 HFC-244t)b 為 2-氯-1, 1, 1, 2-四氣丙焼 [0034] 邸〇-12：34開為2,3,3,3-四氣丙帰 [00；3引 HCF0-1233xf 為 2-氯-3, 3, 3- H氣丙帰
[0036] 連施例1
[0037] 實施例1展示在沒有催化劑的情況下2-氯-1，1，1，2-四氣丙焼向2, 3, 3, 3-四氣 丙帰的轉化。
[0038] 將具有約12英寸加熱區域的空因康媒合金管（1/2英寸OD)加熱至介於50(TC 和626°C之間的溫度，並且採用2. 4sccm(4. OXl〇-8m3)的馬掃氣，W 0. 52血A的速率使 HFC-244化進料通過設定在4(TC的汽化器。採用在線GCMS來分析反應器流出物，結果W摩 爾百分比為單位報告。轉化百分比、選擇性百分比結果和操作溫度報告於下表1中。
[0039] 表 1
【權利要求】
1. 式CF3CX = CX2的氟丙烯的製備方法，其中每個X為F或H，至少一個X為H，並且至 少一個X為F,所述方法包括： 在無催化劑的情況下，在反應容器的氣相中熱解式CF3CXYCX2Y的氫氟氯丙烷，其中每 個X為F或H，至少一個X為H，並且至少一個X為F，並且一個Y為C1，而另一個Y為H，所 述反應容器保持足夠高的溫度以實施所述氫氟氯丙烷向所述氟丙烯的熱解，其中用於製備 所述氟丙烯的選擇性為至少80%。
2. 權利要求1的方法，其中用於製備所述氟丙烯的所述選擇性在連續操作約4小時後 為至少80%。
3. 權利要求1的方法，其中用於製備所述氟丙烯的所述選擇性在連續操作約12小時後 為至少70%。
4. 權利要求1的方法，其中所述反應容器的溫度保持在約500°C至約700°C的範圍內。
5. 權利要求1的方法，其中用於製備所述氟丙烯的所述選擇性為至少85%。
6. 權利要求1的方法，其中在約30°C至約KKTC的汽化器中將所述氫氟氯丙烷預加熱。
7. 權利要求1的方法，其中餵送到所述反應容器中的所述氫氟氯丙烷還包含惰性載 氣。
8. 權利要求7的方法，其中所述惰性載氣選自氮氣、氦氣、氦氣或二氧化碳。
9. 權利要求1的方法，其中所述反應容器的溫度保持在約500°C至約650°C的範圍內。
10. 權利要求1的方法，其中所述氫氟氯丙烷選自1，1，1，2-四氟-2-氯丙烷、 1，1，1，2-四氟-3-氯丙燒、1，1，1，3-四氟-2-氯丙燒、1，1，1，3-四氟-3-氯丙燒、 1，1，1，2, 3-五氟_2_氯丙燒、1，1，1，2, 3-五氟_3_氯丙燒、1，1，1，3, 3-五氟_2_氯丙燒和 1，1，1，3, 3-五氟_3_氯丙燒。
11. 權利要求1的方法，其中所述氫氟氯丙烷為1，1，1，2-四氟-2-氯丙烷。
【文檔編號】C07C17/25GK104262078SQ201410432880
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2009年10月23日 優先權日:2008年10月27日
【發明者】M.J.納帕 申請人:納幕爾杜邦公司