Способ получения гексафторацетона

Способ получения гексафторацетона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Со э Советских

Социалист ическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рв74О741 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено310778 (21) 2649908/23-04 (51)М. Кл.2 с присоединением заявки №вЂ”

С 07 С 45/22

С 07 С 49/16

Гбсударствеииый комитет

СССР яо делам изобретеиий и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 1506.80 Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описаиия150 680 (53) УДК 5 4 7, 2 8 4 . .3.07(088.8) Я.М. Виленчик, Г.И. Якурнова, Г.И. Леконцева, Л.П. Заякина и A.Ï. Харченко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРАЦЕТОНА

Изобретение относится к области органической химии, а именно к усо- вершенствованному способу получения гексафторацетона (ГФА) .

Гексафторацетон используют для производства различных материа- лов, обладающих .ценными свойствами.

На основе гексафторацетона получают полимеры, обладающие высокой термической и химической стойкостью и хорошими электроизоляционными свойствами; полиэфиры, которые применяются в качестве смазочных материалов и гидравлических жидкостей с широким диапазоном рабочих температур, ГФА может быть использован для. производства пестицидов, красителей, дубителей, эмульгаторов, эпоксидных смол и т. д. (11 P3 °

Известен способ получения гексафторацетона постепенной заменой атомов хлора на атомы фтора в гексахлорацетоне с помощью фтористого водорода, пятифтористой сурьм или 25 других фторирующих агентов при нагревании до 200-500 С (23.

Однако этот способ имеет существенные недостатки, связанные с необходимостью использовать высокие темпе- 3Р ратуры. Кроме того, согласно известному способу получают много хлорсодержащих отходов.

Известен также ряд способов получения гексафторацетона каталитической изомеризацией окиси гексафторпропилена (ОГФП).

Так, известен способ Изомеризации

ОГФП в гексафторацетон в присутствии избытка пятифтористой сурьмы в запаянной стеклянной ампуле под давлением при 90 С в течение 20 ч (3).

По окончании реакции в реакционных продуктах методом инфракрасной спектроскопии установлено присутствие

ГФА и небольших количеств карбонилфторида и четырехфторйстого кремния.

Известен способ прямого получения гексафторацетона при окислении гексафторпропилена кислородом, минуя стадию выделения ОГФП, Окисление гексафторпропилена проводят при 100 С. над- активиров анной окисью алюминия.

Активирование окиси алюминия осуществляют обработкой четырехфтористой серрй при 350 С или фреонами при

400 С, или фтористым водородом при

450 С (4) . При окислении гексафтор. пропилена в укаэанных условиях по740741

S5 лучают гексафторацетон в смеси с карбонилфторидом, четырехфтористым углеродом, фторангидридом трифторуксусной кислоты и гексафтордиметиловым эфиром. Однако в обоих способах выход целевого продукта весьма незначителен, 5

Известен также способ изомеризации ОГФП с избытком перфторизобутилена в стальной ампуле при нагревании до 170 С в течение 10 ч f5).

Гексафторацетон получен с выходом

77%, Этот способ отличается длительностью и черезвычайной опасностью, так как в нем используется несыта токсичный перфторизобутилен и высокие температура и давление. 15

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ полученияя гекс афторацетона изомериз ацией окиси гексафторпропилена над 20 хлористым алюминием при давлении 3741 атм и при 100 — 200 С в течение

4 ч (61 °

Выход гексафторацетона достигает

98%. Недостатком способа является про- 75 ведение процесса при высоких давлении и температуре.

Целью изобретения является упрощение процесса получения гексафторацетона, 30

Поставленная цель достигается способом получения гексафторацетона изомеризацией окиси гексафторпропилена при повышенной температуре над алюминийсодержащим катализатором, отличительной особенностью которого является то, что н качестве алюминийсодержащего катализатора используют активированную окись алюминия, промотированную фторкислородсодержащим органическим соединением и процесс 40 ведут при 80 — 120 С, Как правила, в качестве фторкислородсодержащего oprанического соединения используют перфторэтилизопро-. пилкетон или перфторэтилгексилкетон, 45 или тример окиси гексафторпропилена.

Для промотиров ани я через предв арительно прокаленную окись алюминия продувают сухой азот с парами фторкислородсодержащего органического соединения, либо этим веществом смачивают окись алюминия (предварительно актинированную прокаливанием) . После нанесения промотора окись алюминия прогревают н течение 1-2 ч при 340

360 С,в токе сухого азота.

Через слой приготовленного таким образом катализатора при 80

1. 20 С пропускают окись гекс афторпропилена в смеси с азотом и получают гексафторацетон с выходом 93, 5- 60

97, 4%. Конверсия окиси гексафторпропилена достигает 100%.

Следует отметить, что в данном изобретении могут быть использованы только фторкислородсодержащие ор- 65 ганич еские соединения, А соедин»ния, не содержащие кислорода, не активируют окись алюминия и не являются промоторами в этом процессе.

Например, при активиронании окиси алюминия тримером гексафторпропиле на (ноненом изо-строения) при 350 С о и 380 С или димером гексафторпропилена при 400 С и последующем проо пускании окиси гексафторпропилена о при 100 С происходила ее конверсия на 3%, а ГФА содержался в ныходящих из реактора газах в количестве 2,8 мас.%.

Пример 1. Трубчатую печь из кварцевого стекла диаметром 10 мм наполняют предварительно прокаленной при 400 С гранулиронанной

О окисью алюминия (марка A-1) . Длина зоны катализатора 50 см. В течение 45 мин при 100 С в печи пропускают сухой азот через подогретый о до 40 С перфторэтилизопропилкетон.

Мольное соотношение окиси алюминия и кетона 1:0,03. Затем печь нагревают до 340 — 360 С и н течение

1 ч продувают сухой азот. Далее температуру печи понижают до 100 С и пропускают через слой подготовленного таким образом каталйзатора 27 г окиси гексафторпропилена со скоростью 16,3 r/÷ одновременно с азотом, скорость которого 10 мл/мин. Продукты реакции собирают в лонушке, охлаждаемой до -100 С, их масса составляет 27 г. Реакционную смесь анализируют методом газохроматографического. (ГЖХ) анализа. Анализ проводят на хроматографе JIXM-72 с детектором по теплопроводности. Колонка 3,5 м

X 4 мм с 5% фторсиликононого масла

"ФС-16 на полисорбе — 1, фракция 0,3 0,5 мм. Скорость увлажненного газа носителя (гелия) — 1 л/ч. Температуры детектора, испарителя, термостата колонок 100 С, 145 С и 40 С соответственно. Выход гексафторацетона

96,3 мас.%. Кроме него найдены карбонилфторид и тетрафторэтилен. Окиси гексафторпропилена в реакционной смеси не обнаружено. Таким образом, конверсия окиси гексафторпропилена составила 100%. о

Пример 2. Прокаленную окись алюминия смачивают перфторэтилизопропилкетоном, помещают в трубчатую печь, нагревают до 340 — 360 С и при этой температуре продувают сухим азотом в течение 1 ч. Затем температуру понижают до 800С и н течение 1 ч пропускают 19 r окиси гексафторпропилена в смеси с азотом, скорость которого 10 мл/мин, Получено 19 г продукта. Выход гексафторацетона 93,5 мас.%, а также примеси карбонилфторида и тетрафторэтилена. Окиси гексафторпропилена не найдено. Конверсия сырья 100%.

740741

Формула изобретения

Составитель В. Жестков

Редактор Т. Дев ятко Техред И.Асталош Корректор М. Демчик

Заказ 314 7/29 Тираж 495 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 3. В условиях примера 1 окись алюминия промотируют парами перфторэтилгексилкетона, Мольноь соотношение окиси алюминия и кетона 1:0,06. Катализатор прогревают о при 350 С в течение 2 ч в токе сухого азота. Затем при 120 С пропускают

14,5 г окиси гексафторпропилена со скоростью 7, 5 r/÷ одновременно с азотом, подаваемым со скоростью

30 мл/мин. Продуктов реакции собрано 14,5 г. Выход гексафторацетона

97, 4 мас.%. В примесях -карбонилфторид и тетрафторэтилен. Окиси гексафторпропилена не обнаружено. Конверсия окиси гексафторпропилена составила 100%, Пример 4. Трубчатую печь заполняют окисью алюминия, промотированной парами тримера окиси гексафторпропилена CF>CF>CP

СР ОСР (CF) COF. Мольйое соотношение окиси алюминия и тримера окиси гексафторпропилена 1:0,07. В течение 2 ч прогревают катализатор при 340 — 360 С в токе сухого азоо та. Затем при 110 С пропускают 15 г окиси гексафторпропилена в течение

2 ч со скоростью 7,5 г/ч одновремен.но с азотом, скорость которого

30 мл/мин. Собрано 15 г продуктов реакции. Выход гексафторацетона

96,4 мас.%. Кроме него найден карбонилфторид и тетрафторэ тилен, окиси гексафторпропилена не обнаружено. Конверсия сырья 100%.

Изобретение позволяет упростить технологию получения целевого продукта. По предлагаемому способу гексафторацетон можно получать при атмосферном давлении и при более низких температурах. Процесс отличается безопасностью, он непрерывен и может быть использован для производства гексафторацетона в промааленных масштабах.

1. Способ получения гексафторацетона изомеризацией окиси гексафторпропилена при повышенной температуре над алюминийсодержащим катализатором, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве алюминийсодержащего катализатора используют активированную окись алюминия, промотированную фторкислородсодержащим органическим соединением, и процесс ведут при

80 - 120 С.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве фторкислородсодержащего органического соединения используют перЩ фторэтилизопропилкетон или перфторэтилгексилкетон, или тример окиси пэксафторпропилена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Логчс1 а 2.,F(.uorowane pocbodne снй<опе i % иаэс octowego.%Сазпобс1 (гаъ аsewage СИеЯФ,1<Иф,т.28,4-8,Р.294-296.

2 .Krespan С.G. Middleton %. 3;,Hemfguoraceton, F tuor. Сбей. Кеч.

30 1967, ч. 1, У 1 р 145

3. Патент США Р 3323134, кл. 260 - 544, опублик. 1967.

4. Журнал ВХО им. Д,И. Менделеева, 1977, т. 22, в. 4, с, 446-450, 5 ° Кнунянц И.Л., Шокина В.В., Мысова Е.И. Окись перфторнропилена в реакциях с электрофильными реагентами. Изв. AH СССР, сер. хим.

1973, Р 12, с, 2725.

6. Патент США М 3321515, 40 кл. 260 — 544, опублик. 1967 (прототип1.