[发明专利]1,1,1,3,3－五氟丙烷的制备方法

说明书

发明背景

本发明涉及一种制备1，1，1，3，3-五氟丙烷CF₃CH₂CF₂H的新方法，CF₃CH₂CF₂H在本领域中被称为HFC-245fa。具体地，本发明涉及下式化合物与氟化氢进行的氟化反应：

CF_yCl_3-yCH₂CHF_wCl_2-w其中w=0或1，y=0-3，反应在氟化反应催化剂的存在下进行，生成HFC-245fa。

HFC-245fa的物理性质，包括沸点为约14℃，使之特别适于用作发泡剂。(参见Ger.Offen，DE3，903，336，1990 CEP 381，986A))。它还具有以类似于三氯氟甲烷的方式用作喷雾剂的推进剂(授予Smith和Woolf的U.S.P.2942036)以及用作传热剂的性能。本领域中将三氯氟甲烷称为CFC-11。(114《化学文摘》125031q(1991)上Jpn.Kokai Tokyo Koho JP 02，272，086。)

传统上，诸如CFC-11和二氯二氟甲烷(CFC-12)的含氯氟烃已被用作制冷剂、发泡剂和推进剂。但是，据信，这些材料是同温层臭氧消耗的原因之一。因此，含氟烃工业已将其注意力集中于最尖端的技术领域，即开发更为安全的替代材料。由于HFC-245fa的作用方式与CFC类基本相同，但其臭氧消耗为零，所以它是一种候选的替代材料。由于对此类及其它臭氧消耗低或无臭氧消耗的材料的需求在未来时期将急剧增加，具有商业价值的制备方法成为必需。

本领域中仅报道过两种制备HFC-245fa的方法(它们不是氢氟化作用)。但是，这些方法不无缺陷。Knunyants等人在55《化学文摘》349f(1961)中《全氟烯烃的催化加氢》一文公开了1，1，1，3，3-五氟丙烯还原为HFC-245fa。由于该方法包括多个步骤，所以效率低下而且不经济。Burdon等人在英国《化学会志》(C)，1739(1969)中的《用三氟化钴对四氢呋喃进行部分氟化反应》一文公开了四氢呋喃初步氟化反应制备HFC-245fa。该方法的缺点是产生许多其它副产物，因此降低了所需产物的产率。

就氢氟化反应而言，本领域中没有此类制备HFC-245fa的方法报道，更不用说用1，1，1，3，3-五氯丙烷(CCl₃CH₂CHCl₂)作为起始原料制备HFC-245fa的氟化反应了。尽管-CCl₃基团转化为-CF₃基团在本领域中众所周知，但将含有两个以上碳原子的化合物(特别是其中X是Cl或Br，R是含有至少1个碳原子的烷基的式RCH₂CHCl₂和RCH₂CHFX化合物)中的端基-CHCl₂或-CHClF基团氟化为CHF₂基团的努力尚未成功。参见Henne等人58美国化学会会志889(1936)《氟代乙烷和氟代乙烯》。

Tarrant等人在77美国化学会会志2783(1955)中的《涉及氟化合物的自由基加成Ⅳ.将二溴二氟甲烷对氟代烯烃的加成》一文报道了在诸如SbCl₅和TaF₅的Sb(V)盐催化剂的存在下用氟化氢(HF)将CF₂BrCH₂CHFBr类化合物氟化。但是，该方法在125℃下制备CF₃CH₂CHFBr的产率仅为14％，在170℃下产率仅有有限的改进。即使在高温条件下也没有HFC-245fa生成。

发明描述

我们已经发现，存在于现有制备1，1，1，3，3-五氟丙烷或HFC-245fa的方法中的弊端，可以用本发明的方法加以消除。也就是说，我们已经发现一种在工业规模上制备HFC-245fa的有效和经济的方法，该方法采用易得的原材料，生产出高产率的HFC-245fa。

本发明涉及一种制备1，1，1，3，3-五氟丙烷的方法，包括：

1)在氟化催化剂的存在下，在足以产生式CF₃CH₂CF₂H化合物的反应条件下，使下式化合物与氟化氢反应：