Procedimiento para la preparación de propeno que contiene flúor mediante fluoración en fase gaseosa.

Procedimiento para la preparación de un propeno que contiene flúor representado por la fórmula químicaCF3CF≥

CX1X2, en la que X1 es un átomo de hidrógeno o un átomo de cloro y X2 es un átomo de flúor, un átomo decloro, o un átomo de hidrógeno;

comprendiendo el procedimiento la etapa de hacer reaccionar un propeno halogenado representado por lafórmula química CClYZCF≥CX1X2, en la que X1 y X2 son iguales a los indicados anteriormente, e Y y Z soniguales o diferentes e indican individualmente un átomo de flúor o un átomo de cloro, con fluoruro de hidrógenoanhidro en una fase gaseosa en presencia de un óxido de cromo o un óxido de cromo fluorado como catalizadorde fluoración.

Procedimiento para la preparación de propeno que contiene flúor mediante fluoración en fase gaseosa.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de un propeno que contiene flúor representado por la fórmula química CF3CF=CX1X2, en la que X1 es un átomo de hidrógeno o un átomo de cloro y X2 es un átomo de flúor, un átomo de cloro o un átomo de hidrógeno.

Antecedentes de la técnica Entre los propenos que contienen flúor representados por la fórmula química CF3CF=CX1X2, en la que X1 es un átomo de hidrógeno o un átomo de cloro, y X2 es un átomo de flúor, un átomo de cloro o un átomo de hidrógeno, el 2, 3, 3, 3-tetrafluoropropeno representado por CF3CF=CH2 (HFC-1234yf) es un compuesto utilizable como refrigerante. El propeno que contiene flúor representado por la fórmula química CF3CF=CClX, en la que X es un átomo de cloro, un átomo de flúor o un átomo de hidrógeno, es un producto intermedio que resulta útil para producir diversos tipos de fluorocarbonos.

Un ejemplo de los métodos conocidos actualmente para la preparación de propeno que contiene flúor representado por la fórmula química CF3CF=CX1X2 es la fluoración directa del carbono en la posición alílica del propeno que presenta por lo menos un átomo de halógeno unido a un átomo de carbono unido en doble enlace (ver la literatura no de patentes (LNP) 1 y LNP2, a continuación) . Sin embargo, debido a que SbF3 se utiliza como agente fluorante en este método, resulta necesario un peso de más de un equivalente de SbF3, basado en átomos de flúor, por cada peso equivalente de propeno de partida. Esto provoca que el procedimiento no resulte económico e incurra en costes adicionales para el tratamiento de los residuos. Además, debido a que la reacción se lleva a cabo en una fase líquida, su manipulación resulta difícil. Adicionalmente, en caso de que se unan dos o más átomos de cloro a la posición alílica, al sustituir la totalidad de estos átomos de cloro por átomos de flúor, puede producirse la descomposición y reducirse notablemente el rendimiento hasta tan sólo 60% o menos, requiriendo una mejora del rendimiento. Además, la reacción en este método debe llevarse a cabo bajo la aplicación de presión y calentamiento, provocando que el procedimiento de tratamiento resulte complicado.

Respecto al compuesto representado por CF2ClCF=CFCl (CFC-1214yb) , existe un informe de que no el cloro en la posición alílica del propeno sino el cloro unido al átomo de carbono con doble enlace resulte sustituido preferentemente por flúor en la reacción de fluoración, de manera que se forma CF2ClCF=CF2 (CFC-1215yc) (ver la literatura de patente (LPT) 1, a continuación) .

En la actualidad existen muchos informes sobre los procedimientos de preparación de un propeno que contiene flúor representado por CF3CF=CClX, en la que X es Cl, H o F. Entre los ejemplos concretos de dichos procedimientos se incluyen, además del procedimiento para realizar la fluoración utilizando SbF3 descrito anteriormente, un procedimiento en el que se somete propano que contiene flúor a deshidrohalogenación, un procedimiento en el que el propano que contiene flúor se somete a deshalogenación (es decir, eliminación de FCl o Cl2) , un procedimiento en el que un halógeno en el propeno que contiene flúor se disloca para formar un objetivo deseado, etc. Se informa de diversos métodos para producir CF3CF=CCl2 (CFC-1214ya) , por ejemplo someter CF3CF2CHCl2 (HCFC-225ca) a deshidrofluoración (ver LPT 2, LPT 3, etc.) , sometiendo CF3CFClCCl3 (CFC-214bc) a decloración (ver LNP 3) , intercambiando cloro por flúor en CF3CCl=CCl2 (CFC-1213xa) , CF3CCl=CFCl (CFC-1214xb) , CF3CF=CFCl (CFC1215yb) o material de partida similar utilizando un óxido de cromo en presencia de hexafluoropropileno (LNP 4) , etc. Sin embargo, en estos métodos, la eliminación de halógeno se lleva a cabo tras la formación de propano, el número de etapas se incrementa y la eficiencia de utilización del halógeno se reduce indeseablemente. Ninguno de estos métodos consigue un rendimiento satisfactorio. En particular, en el método que comprende la etapa de dislocar halógenos, el sistema de reacción se complica debido a que participan muchos componentes en la reacción, resultando en un rendimiento muy bajo.

El documento WO 2008/054782 A da a conocer un procedimiento para producir una mezcla de compuestos fluorados que incluye CF3-CF=CH2, mediante la reacción de diferentes halopropenos (CX3CH2CH2X, CX3CH=CH2 o CX2=CHCH2X, en los que cada X es independientemente F o Cl) , con HF y Cl2, en presencia de un catalizador basado en el cromo.

Listado de referencias Literatura de patentes LPT 1: WO 2008/060612 A2 LPT 2: WO 2008/060614 A2 LPT 3: publicación de patente japonesa no examinada nº 1996-169850

Literatura no de patentes LNP 1: Journal of the American Chemical Society 68:496-7, 1946. LNP 2: Journal of the American Chemical Society 63:3478-9, 1941. LNP 3: Bulletin de la Societe Chimique de France (6) :920-4, 1986. LNP 4: Journal of Fluorine Chemistr y 50 (1) :77-87, 1990.

Sumario de la invención Problema técnico La presente invención se ha llevado a cabo debido a los problemas anteriormente indicados de los métodos de la técnica anterior y el objetivo principal ha sido proporcionar económicamente un nuevo procedimiento para la preparación de un propeno que contiene flúor representado por la fórmula química CF3CF=CX1X2, en la que X1 es un átomo de hidrógeno o un átomo de cloro, y X2 es un átomo de flúor, un átomo de cloro o un átomo de hidrógeno, bajo condiciones relativamente suaves con una rendimiento elevado.

Solución al problema Se ha llevado a cabo una investigación exhaustiva para conseguir el objetivo anteriormente indicado. Como resultado, se ha descubierto que el propeno que contiene flúor objetivo representado por la fórmula química CF3CF=CX1X2 puede producirse bajo condiciones relativamente suaves con un alto rendimiento mediante el procedimiento siguiente. Es decir, un propeno halogenado representado por la fórmula química CClYZCF=CX1X2, en la que X1 es un átomo de hidrógeno o un átomo de cloro, X2 es un átomo de flúor, un átomo de cloro o un átomo de hidrógeno, e Y y Z pueden ser iguales o diferentes e individualmente indican un átomo de flúor o un átomo de cloro, se utiliza como material de partida y se hace reaccionar con HF anhidro en una fase gaseosa en presencia de un óxido de cromo o de un óxido de cromo fluorado a modo de catalizador de fluoración. De esta manera se ha llevado a cabo la presente invención.

Concretamente, la presente invención proporciona procedimientos para preparar un propeno que contiene flúor tal como posteriormente.

Ítem 1. Procedimiento para la preparación de un propeno que contiene flúor representado por la fórmula química CF3CF=CX1X2, en la que X1 es un átomo de hidrógeno o un átomo de cloro, y X2 es un átomo de flúor, un átomo de cloro o un átomo de hidrógeno,

comprendiendo el procedimiento la etapa de hacer reaccionar un propeno halogenado representado por la fórmula química CClYZCF=CX1X2, en la que X1 y X2 son iguales a los indicados anteriormente, e Y y Z pueden ser iguales o diferentes e individualmente indican un átomo de flúor o un átomo de cloro, con fluoruro de hidrógeno anhidro en una fase gaseosa en presencia de un óxido de cromo o un óxido de cromo fluorado a modo de catalizador de fluoración.

Ítem 2. Procedimiento según el Ítem 1, en el que el propeno halogenado representado por la fórmula química CClYZCF=CX1X2 es un compuesto representado por la fórmula química CClYZCF=CH2, en la que Y e Z pueden ser iguales o diferentes e individualmente indican un átomo de flúor o un átomo de cloro.

Ítem 3. Procedimiento según el Ítem 1, en el que el propeno halogenado representado por la fórmula química CClYZCF=CX1X2 es un compuesto representado por la fórmula química CClYZCF=CClX, en la que X es un átomo de flúor, un átomo de cloro o un átomo de hidrógeno, e Y y Z pueden ser iguales o diferentes e indican individualmente un átomo de flúor o un átomo de cloro.

Ítem 4. Procedimiento según cualquiera de los Ítems 1 a 3, en el que el catalizador de fluoración es un óxido de cromo representado por la fórmula de composición CrOm, en la que m se encuentra comprendida en el intervalo 1, 5 < m < 3, o un óxido de cromo fluorado obtenido mediante fluoración del óxido de cromo.

Ítem 5. Procedimiento según cualquiera de los Ítems 1 a 4, en el que la temperatura de reacción se encuentra comprendida en el intervalo de entre 120ºC y 320ºC.

En la presente invención, un propeno halogenado representado por la fórmula química CClYZCF=CX1X2,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de un propeno que contiene flúor representado por la fórmula química CF3CF=CX1X2, en la que X1 es un átomo de hidrógeno o un átomo de cloro y X2 es un átomo de flúor, un átomo de 5 cloro, o un átomo de hidrógeno;

comprendiendo el procedimiento la etapa de hacer reaccionar un propeno halogenado representado por la fórmula química CClYZCF=CX1X2, en la que X1 y X2 son iguales a los indicados anteriormente, e Y y Z son iguales o diferentes e indican individualmente un átomo de flúor o un átomo de cloro, con fluoruro de hidrógeno anhidro en una fase gaseosa en presencia de un óxido de cromo o un óxido de cromo fluorado como catalizador de fluoración.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el propeno halogenado representado por la fórmula química CClYZCF=CX1X2 es un compuesto representado por la fórmula química CClYZCF=CH2, en la que Y y Z pueden ser 15 iguales o diferentes e indican individualmente un átomo de flúor o un átomo de cloro.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el propeno halogenado representado por la fórmula química CClYZCF=CX1X2 es un compuesto representado por la fórmula química CClYZCF=CClX, en la que X es un átomo de flúor, un átomo de cloro, o un átomo de hidrógeno, e Y y Z pueden ser iguales o diferentes e indican individualmente un átomo de flúor o un átomo de cloro.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el catalizador de fluoración es un óxido de cromo representado por la fórmula de composición CrOm, en la que m se encuentra comprendida en el intervalo de 1, 5 < m < 3; o un óxido de cromo fluorado obtenido mediante fluoración del óxido de cromo.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la temperatura de reacción se encuentra comprendida dentro del intervalo de 120ºC a 320ºC.