[发明专利]制备氟化烷烃的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请涉及并要求2005年11月3日提交的临时申请60/733,355的优先权权益，其在此引入参考。

由代理人案号Nos.H0012514-4510；H0012509-4511；和H0013287-4511标记并同时提交的美国申请也在此引入参考。

发明背景

氟化烷烃，作为一类物质，具有多种不同的应用，包括作为化学中间体、起泡剂和制冷剂。

已知制备氟化烷烃，尤其是氢氟烃(HFC)的多种方法。例如，Chem Abstract55：349c(I.L.Knunyants，M.P.Krasuskaya，和E.I.Mysov，Izvest.Akad.NaukS.S.S.R.，Otdel.Khim.Nauk.19060，1412)，描述了氟化烯烃，特别是CF₃CF＝CFH，在钯催化剂(Pd-Al₂O₃)上在室温下还原得到对饱和类似物(CF₃CHFCFH₂)的大约60％的选择性和和对CF₃CFHCH₃大约30％的选择性。Chem.Abstract125：167319(JP 08165256 A2)公开了CF₃CF＝CF₂用氢在液相反应中还原，其中采用了BaSO₄和/或活性碳负载的钯催化剂。

申请人发现如上所述类型的方法具有不足，和/或并不如进行大规模工业生产实际所需的那样有效和/或经济。例如，申请人已经认识到仅仅通过上述公开物的教导得到同时具有高的最终转化率和对所需氟化烷烃的高选择性的方法通常是困难的、成本高或不可能的。申请人也已经认识到上述公开物甚至没有公开或者对所需氟化烷烃选择性低和/或物料通过能力(throughput capacity)在工业规模成本上不能接受的方法的问题。换句话说，现有技术的方法通常教导在这种方法中较高选择性仅仅能够以低物料通过速率(throughput rate)为代价得到。尽管这些方法可能对非工业操作而言是可以接受的，但是申请人已经认识到这些方法用于工业生产时是不利的，并已经沿着和传统教导相反的方向致力于开发能够同时获得高物料通过速率和高选择性的方法。

发明内容

在本发明的一个方面中，申请人已经发现了氟化烷烃，优选具有3-6个碳原子和优选约3-约5的氟取代程度的氟化烷烃的合成方法。

本发明优选的方法包括反应氟化烯烃起始材料，所述起始材料具有与所需氟化烷烃基本相同的碳原子数和基本相同的氟取代程度。优选的，氟化烯烃起始材料暴露于能有效制得包含一种或多种具有与所述烯烃相同碳原子数的氟化烷烃的反应产物的反应条件下。在本发明一个优选方面，该烯烃转化步骤包括具有多阶段还原或氢化步骤的反应(在本文中有时为了方便称之为反应，但并非作为限制)。

由此，根据本发明的一个方面，本方法优选包括步骤：

(a)式(I)的烯烃化合物

(CX_nY_3-n)(CR¹_aR²_b)_zCX＝CH_mX_2-m(I)

在有效形成至少一种式(II)的氟化烷烃条件下在多阶段反应(multistagereaction)中氢化

(CX_nY_3-n)(CR¹_aR²_b)_zCHXCH₂X(II)

其中：每个X独立地表示Cl、F、I或Br；

每个Y独立地表示H、Cl、F、I或Br；

每个R¹独立地表示H、Cl、F、I、Br或非取代的或卤素取代的甲基或乙基；

每个R²独立地表示H、Cl、F、I、Br或非取代的或卤素取代的甲基或乙基；

n为1、2或3；

a和b各自为1或2，条件是a+b＝2；

m为0、1或2；和

Z为0、1、2或3。

在特定优选实施方案中，式(I)的反应物包括式(IA)的三碳烯烃，其中z是0，即