用于制备氢卤代丙烷和氢氟代丁烷的催化方法技术

公开了一种用于制备氢卤代丙烷或者氢氟代丁烷的方法。该方法包括在改性氯化铝催化剂或者改性溴化铝催化剂的存在下，将氢氟代甲烷与氟代烯烃进行反应来生产氢卤代丙烷或者氢氟代丁烷。所述的氢氟代甲烷是ＣＨ↓［２］Ｆ↓［２］或者ＣＨ↓［３］Ｆ。所述的氟代烯烃是ＣＦ↓［２］＝ＣＦ↓［２］、ＣｌＦＣ＝ＣＦ↓［２］或者ＣＦ↓［３］ＣＦ＝ＣＦ↓［２］。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景
本专利技术通常涉及将铝催化剂用于将卤烃沿着氟代烯烃的碳-碳双键进行加成的方法。相关技术描述卤代化合物，特别是氟代的化合物，例如碳氟化合物和氢氟烃，已经被广泛的用于工业中作为制冷剂、溶剂、清洁剂、发泡膨胀剂、气溶胶推进剂、传热介质、电介质、灭火剂、杀菌剂和动力循环工作流体。这里需要新的生产卤代化合物的制备方法。使用氯氟化铝作为催化剂将二卤二氟甲烷加成到氟代烯烃上的方法已经被美国专利No.5488189所描述。使用改性氯化铝催化剂将CHCl2F加成到CF2＝CF2的方法已经被美国专利No.5157171所描述。虽然相当有效，但是这些方法的产物是氯氟烃的各种各样的混合物，包括氢氯氟烃的构型异构体。因此，需要一个分离步骤来获得商业上可行的氢氟烃产物。对于氢氟代丙烷或者氢氟代丁烷的生产而言，还需要一个卤素交换反应来将该氢氯氟烃转化为氢氟烃。典型的卤素交换反应在液相反应中需要SbF5催化剂，或者在气相反应中需要高温。总之，目前使用的分离步骤和卤素交换步骤二者提高了成本，并降低了整个氢氟代烷烃生产方法的产率。因此，本领域需要用于生产氢氟烃，特别是氢氟代丙烷和氢氟代丁烷的新的制备方法。专利技术概述已经提供了一种方法来生产氢卤代丙烷或者氢氟代丁烷。该方法包括在铝催化剂存在下将氢氟代甲烷与氟代烯烃进行反应来生产氢卤代丙烷或者氢氟代丁烷。该氢氟代甲烷是CH2F2或者CH3F。该氟代烯烃是CF2＝CF2、ClFC＝CF2或者CF3CF＝CF2。前述的一般性的说明以及下面的详细描述是示例性的，并且仅仅是为了解释，而并非对于在附加的权利要求书中所定义的本专利技术的限制。-->专利技术详述在对下述的实施方案进行详细说明之前，定义或者澄清某些术语。术语“氢氟代甲烷”目的是表示一种部分氟代的甲烷，其选自CH2F2和CH3F。术语“氟代烯烃”目的是表示一种氟代烯烃，其选自CF2＝CF2、ClFC＝CF2和CF3CF＝CF2。术语“氢卤代丙烷”目的是表示一种丙烷，其中部分的氢被卤素所取代。在本专利技术的一种实施方案中，氢卤代丙烷是氢氟代甲烷和全卤代乙烯之间的反应产物，并且其选自CF3CF2CH2F、CF3CF2CH3、CF3CFClCH2F、CF3CFClCH3、CF2ClCF2CH2F和CF2ClCF2CH3。术语“氢氟代丁烷”目的是表示一种丁烷，其中部分的氢被氟所取代。在本专利技术的一种实施方案中，氢氟代丁烷是氢氟代甲烷和CF3CF＝CF2之间的反应产物，并且其选自CH2FCF(CF3)2和CH3CF(CF3)2。术语“铝催化剂”目的是表示通式AlCl3-mFm或者AlBr3-nFn的催化剂，其中m是大约1.0-3，n是大约2.7-3。在本专利技术的一种实施方案中，铝催化剂是AlF3。AlF3是一种已知的化合物，并且它的制备方法已经被例如S.Rudiger等人在J.Sol-GelSci.Techn.第41卷(2007)299-311中所公开，其在此全文引入作为参考。在本专利技术的另外一种实施方案中，铝催化剂是改性氯化铝。在本专利技术的另外一种实施方案中，铝催化剂是改性溴化铝。术语“改性氯化铝”目的是表示氯氟化铝，其含有大约3-大约64重量％的F。在本专利技术的一种实施方案中，该氯氟化铝含有大约16-61重量％的F。这样的氯氟化铝可以用式AlCl3-xFx来表示，其中x典型的是大约1.0-大约2.8。术语“改性溴化铝”目的是表示用式AlBr3-yFy表示的溴氟化铝，其中y典型的是大约2.7-大约2.95。作为此处使用的，术语“包含”、“包含着”、“包括”、“包括着”、“具有”、“具有着”或者它们的任何其它的变体目的是覆盖非排除的包含。例如，包含一列元素的一种加工、方法、制品或者设备不必仅仅局限于这些元素，而是可以包括其它没有明确列出元素或者这些加工、方法、制品或者设备所固有元素。此外，除非有相反的明确指示，-->否则“或者”指的是一种包含性的或者，而非排除性的或者。例如，条件A或者B满足下面的任意一种：A是真的(或者是存在的)和B是假的(或者是不存在的)，A是假的(或者是不存在的)和B是真的(或者是存在的)，以及A和B二者都是真的(或者是存在的)。同样，“一个”或者“一种”被用来描述此处所述的元素和组分。这仅仅是为了方便以及给出本专利技术范围的一般含义而使用的。这种描述应当被解读为包括一种或者至少一种，并且除非另外明显指代，否则该单数同样还包括复数。除非另有指示，否则此处所用的全部的技术和科技术语具有本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。虽然与此处所述的那些类似或者等价的方法和材料可以用于本专利技术实施方案的实践或试验中，但是合适的方法和材料描述如下。除非引用了具体的段落，否则此处所提及的全部的出版物、专利申请、专利和其它的参考文献在此全文引入作为参考。在矛盾的情况中，本说明书(包括定义)将作为参考。此外，原料、方法和实施例仅仅是示例性的，目的并非用于限制。已经提供了一种方法来生产氢卤代丙烷或者氢氟代丁烷。该方法包括在铝催化剂的存在下将氢氟代甲烷与氟代烯烃进行反应来生产氢卤代丙烷或者氢氟代丁烷。所述的氢氟代甲烷是CH2F2或者CH3F。所述的氟代烯烃是CF2＝CF2、ClFC＝CF2或者CF3CF＝CF2。还提供了一种方法来生产氢卤代丙烷或者氢氟代丁烷。该方法包括在改性氯化铝催化剂或者改性溴化铝催化剂的存在下将氢氟代甲烷与氟代烯烃反应来生产氢卤代丙烷或者氢氟代丁烷。所述的氢氟代甲烷是CH2F2或者CH3F。所述的氟代烯烃是CF2＝CF2、ClFC＝CF2或者CF3CF＝CF2。上面已经描述了许多的方面和实施方案，并且它们仅仅是示例性的而非限制。在阅读本说明书之后，本领域技术人员将理解其它的方面和实施方案是可能的，并且不脱离本专利技术的范围。从下面的详细说明以及从权利要求书中，任何一个或者多个实施方案的其它特征和益处将是显而易见的。改性氯化铝可以通过将市售的无水AlCl3与一种或多种氯氟烃，氢氯氟烃或者氢氟烃反应来制备，如同Sievert等人的美国专利No.5157171中所公开的那样，其在此引入作为参考。作为解释，该方法中所用的改-->性氯化铝催化剂是通过用过量的例如如下所述的氯氟烃、氢氯氟烃或者氢氟烃来处理无水氯化铝而制备的：CH3F，CH2F2，CHF3，CCl2FCCl3，CClF2CCl3，CF3，CCl3，CF3CCl2F，CF3CClF2，CHCl2CCl2F，CHClFCCl3，CHCl2CClF2，CHClFCCl2F，CHF2CCl3，CHCl2CF3，CHClFCClF2，CHF2CCl2F，CHClFCF3，CHF2CClF2，C2HF5，CHClFCHCl2，CH2ClCCl2F，CH2FCCl3，CHClFCHClF，CHCl2CHF2，CH2ClCClF2，CH2FCCl2F，CHClFCHF2，CH2ClCF3，CH2FCClF2，CHF2CHF2，CH2FCF3，CH2ClCHClF，CH2FCHCl2，CH3CCl2F，CH2ClCHF2，CH2FCHClF，CH3CClF2，CH2FCHF2，CH3CF3，CH2FCH2Cl，CH3CHClF，CH2FCH2F，CH3CHF2和C2H5F；优选CCl2F2，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：在铝催化剂存在下将氢氟代甲烷与氟代烯烃进行反应来生产氢卤代丙烷或者氢氟代丁烷，所述的氢氟代甲烷选自ＣＨ↓［２］Ｆ↓［２］和ＣＨ↓［３］Ｆ，所述的氟代烯烃选自ＣＦ↓［２］＝ＣＦ↓［２］、ＣｌＦＣ＝ＣＦ↓［２］和ＣＦ↓［３］ＣＦ＝ＣＦ↓［２］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】RU 2006-7-24 20061269001.一种方法，其包括：在铝催化剂存在下将氢氟代甲烷与氟代烯烃进行反应来生产氢卤代丙烷或者氢氟代丁烷，所述的氢氟代甲烷选自CH2F2和CH3F，所述的氟代烯烃选自CF2＝CF2、ClFC＝CF2和CF3CF＝CF2。2.权利要求1的方法，其中所述的铝催化剂是AlF3。3.权利要求1的方法，其中所述的铝催化剂选自改性氯化铝、改性溴化铝及它们的混合物。4.权利要求3的方法，其进一步包括：回收所述的氢卤代丙烷或者所述的氢氟代丁烷。5.权利要求3的方法，其中所述的催化剂是在将所述的催化剂与所述的氢氟代甲烷或者所述的氟代烯烃接触之前生产的。6.权利要求3的方法，其中所述的催化剂是原位产生的。7.权利要求3的方法，其中所述的氢氟代甲烷是CH2F2，所述的氟代烯烃是CF2＝CF2，并且所述的氢卤代丙烷是CF3CF2CH2F。8.权利要求3的方法，其中所述的反应温度是大约-10℃到大约200℃。9.权利要求3的方法，其中所述的反应温度是大约0℃到大约100℃。10.权利要求3的方法，其中所述的氢氟代甲烷与所述的氟代烯烃的摩尔比至少是1∶1。11.权利要求10的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙学慧，MJ纳帕，VNM劳，VA佩特洛夫，EN斯维林根，NI德利亚吉纳，VF契尔斯特科夫，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]