Procedimiento para la fabricación de alcanos fluorados.

Un procedimiento para la producción de alcanos fluorados que tienen de tres a seis átomos de carbono,

que comprende la etapa de convertir, en al menos dos etapas de reacción, un material de partida de una olefina fluorada al análogo saturado de dicho material de partida de la olefina, en condiciones eficaces para lograr al menos alrededor de 40% en peso de conversión de dicha olefina y una selectividad por dicho análogo saturado de al menos alrededor de 60%.

Procedimiento para la fabricación de alcanos fluorados REFERENCIAS CRUZADAS A SOLICITUDES RELACIONADAS

Esta solicitud se refiere a y reivindica el beneficio de prioridad de la solicitud provisional 60/733.355, presentada el 3 5 de noviembre de 2005.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los alcanos fluorados, como clase, tienen muchos usos variados, incluyendo como intermedios químicos, agentes de soplado y refrigerantes.

Se conocen varios métodos para preparar alcanos fluorados, particularmente hidrofluorocarbonos (HFCs) . Por

ejemplo, Chem Abstract 55:349c (I. L. Knunyants, M. P. Krasuskaya, y E. I. Mysov, Izvest. Akad. Nauk S.S.S.R., Otdel. Khim. Nauk. 19060, 1412) , describe la reducción de una olefina fluorada, particularmente CF3CF=CFH, sobre catalizador de paladio (Pd-Al12O3) a temperatura ambiente para dar una selectividad por el análogo saturado (CF3CHFCFH2) de alrededor de 60% y una selectividad por CF3CFHCH3 de alrededor de 30%. Chem. Abstract 125:167319 (JP 08165256 A2) describe la reducción de CF3CF=CF2 con hidrógeno en una reacción en fase líquida usando catalizadores de paladio soportados mediante BaSO4 y/o carbón activado.

Se ha descubierto que los procedimientos del tipo descrito anteriormente tienen desventajas y/o no son tan eficaces y/o económicas como sería prácticamente necesario para la producción comercial a gran escala. Por ejemplo, se aprecia que es generalmente difícil, costoso o no posible, mediante las enseñanzas de las publicaciones anteriores solas, lograr un procedimiento que tenga a la vez un grado elevado de conversión final y un grado elevado de 20 selectividad por el alcano fluorado deseado. También se aprecia que ninguna de las publicaciones anteriores describen incluso el problema de procedimientos que están cargados con una baja selectividad por el alcano fluorado deseado y/o una capacidad de producción que no es económicamente aceptable a escala comercial. En otras palabras, los procedimientos anteriores tienden en general a enseñar que una mayor selectividad en tales procedimientos procede sólo a costa de bajas velocidades de producción. Aunque tales procedimientos pueden ser

aceptables para operaciones no comerciales, se aprecia que tales procedimientos son desventajosos para uso en la producción comercial, y se ha procedido contra la enseñanza convencional para desarrollar procedimientos que son capaces de lograr a la vez velocidades elevadas de producción y una elevada selectividad.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Se han descubierto, en un aspecto de la presente invención, procedimientos para la síntesis de alcanos fluorados, y

preferiblemente alcanos fluorados que tienen de tres a seis átomos de carbono, y preferiblemente un grado de sustitución de flúor de 3 a 5.

Los procedimientos preferidos de la presente invención comprenden hacer reaccionar un material de partida olefínico fluorado que tiene sustancialmente el mismo número de átomos de carbono que el alcano fluorado deseado, y el mismo grado de sustitución de flúor. Preferiblemente, el material de partida olefínico fluorado se expone a condiciones de reacción eficaces para producir un producto de reacción que contiene uno o más alcanos fluorados que tienen el mismo número de átomos de carbono que la olefina. En un aspecto preferido de la presente invención, esta etapa de conversión de la olefina comprende una reacción que se denomina algunas veces aquí por conveniencia, pero no necesariamente a título de limitación, como etapa de reducción o hidrogenación de múltiples etapas.

Según un aspecto de la presente invención, los presentes procedimientos comprenden por lo tanto preferiblemente las etapas de:

(a) hidrogenar en una reacción de múltiples etapas un compuesto olefínico de fórmula (I)

(CXnY3-n) (CR1aR2b) ZCX=CHmX2-m (I)

en condiciones eficaces para formar al menos un alcano fluorado de fórmula (II)

(CXnY3-n) (CR1aR2b) ZCHXCH2X (II)

en la que:

cada X es independientemente Cl, F, I o Br;

cada Y es independientemente H, Cl, F, I o Br;

cada R1 es independientemente H, Cl, F, I, Br o un radical metilo o etilo no sustituido o sustituido con 50 halógeno;

cada R2 es independientemente H, Cl, F, I, Br o un radical metilo o etilo no sustituido o sustituido con halógeno;

n es 1, 2 ó 3;

a y b son cada uno 1 ó 2, con la condición de que a + b = 2;

m es 0, 1 ó 2; y

Z es 0.

En ciertas realizaciones preferidas, el agente reaccionante de fórmula (I) comprende una olefina de tres carbonos de fórmula (IA) , en la que z es 0, a saber

CXnY3-nCX=CHmX2-m (IA)

para producir un alcano de tres carbonos de fórmula (IIA) como sigue:

(CXnY3-n) CHXCH2X (IIA)

en la que X, Y, n y m son todas como se indica anteriormente.

En ciertos aspectos muy preferidos de tales realizaciones, un carbono terminal saturado de los compuestos de fórmulas (I) o (IA) está completamente sustituido con flúor (por ejemplo, n en el carbono terminal saturado es 3, y

cada X en ese carbono es F) , incluso más preferiblemente n es 3, y cada X en el compuesto es F.

Para realizaciones de tres carbonos de tales aspectos preferidos, el compuesto de Fórmula (IA) es preferiblemente un fluoropropeno que tiene de tres a seis sustituyentes de flúor, y potencialmente otros sustituyentes de halógenos, incluyendo por ejemplo hexafluoropropeno (esto es, Z es 0, n es 3, m es 0, y todos los X son F) o pentafluoropropeno (esto es, Z es 0, n = 3, m es 1, y todos los X son F) , y el compuesto de fórmula (IIA) comprende preferiblemente, y se selecciona más preferiblemente del grupo que consiste en, uno o más de los siguientes alcanos fluorados: clorotrifluoropropano (HCFC-244) y pentafluoropropano (HFC-245) , y hexafluoropropano (HFC236) , incluyendo todos los isómeros de cada uno de estos, pero preferiblemente 1-cloro-1, 3, 3, 3-tetrafluoropropano (HCFC-244fa) , 1, 1, 1, 3, 3-pentafluoropropano (HFC-245fa) , 1, 1, 1, 2, 3-pentafluoropropano (HFC-245eb) , y 1, 1, 1, 2, 3, 3hexafluoropropano (HFC-236ea) .

En realizaciones preferidas, la etapa (a) de conversión en la que la olefina se convierte en un alcano se lleva a cabo en condiciones eficaces para proporcionar una conversión de la fórmula (I) de al menos alrededor de 40%, más preferiblemente al menos alrededor de 55%, e incluso más preferiblemente al menos alrededor de 70%. En ciertas realizaciones preferidas, la conversión es al menos alrededor de 90%, y más preferiblemente alrededor de 99%. Además, en ciertas realizaciones preferidas, la conversión del compuesto de fórmula (I) para producir un compuesto de fórmula (II) se realiza en condiciones eficaces para proporcionar una selectividad por la fórmula (II) de al menos alrededor de 60%, más preferiblemente al menos alrededor de 80%, y más preferiblemente al menos alrededor de 90%, e incluso más preferiblemente alrededor de 100%.

BREVE DESCRIPCIÓN DEL DIBUJO

La FIG. 1 es un diagrama de flujo de bloques que muestra un procedimiento del que es parte el presente 35 procedimiento de conversión de múltiples etapas.

La FIG. 2 es un diagrama de flujo de procedimiento semiesquemático según una realización de la etapa de hidrogenación de múltiples etapas de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Ahora se describirá una realización de la presente invención en relación con la Figura 1, en la que una corriente 1 de alimentación, que comprende al menos una olefina fluorada que tiene un grado de sustitución de flúor de N, se somete a una primera etapa 50 de conversión según el procedimiento de la presente invención. La etapa 50 de conversión implica preferiblemente también una corriente 2 de alimentación que comprende un agente reductor. La etapa 50 de conversión incluye preferiblemente proporcionar una o más vasijas de reacción, al menos una de las cuales contiene preferiblemente un catalizador de reducción o de hidrogenación, e introducir las corrientes 1 y 2 en 45 la vasija o vasijas en condiciones eficaces para lograr la conversión deseada en una operación de reacción de múltiples etapas como se describe aquí.

Aunque las corrientes 1 y 2 en la figura se muestran por conveniencia como corrientes distintas, esto se hace por conveniencia, y la presente invención no está limitada de este modo. Por ejemplo, en ciertas realizaciones, las corrientes podrían combinarse fuera de la vasija e introducirse después juntas a la vasija, o en otras realizaciones, la 50 corriente 1 y la corriente 2 pueden comprender cada una varias corrientes distintas, cada una de las cuales se introduce en la vasija o vasijas a tiempos diferentes y/o en... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la producción de alcanos fluorados que tienen de tres a seis átomos de carbono, que comprende la etapa de convertir, en al menos dos etapas de reacción, un material de partida de una olefina fluorada al análogo saturado de dicho material de partida de la olefina, en condiciones eficaces para lograr al menos alrededor de 40% en peso de conversión de dicha olefina y una selectividad por dicho análogo saturado de al menos alrededor de 60%.

2. Un procedimiento para la producción de un propano fluorado, que comprende las etapas de:

3. Un procedimiento para la producción de olefinas fluoradas, que comprende la etapa de hidrogenar, en una reacción de múltiples etapas, un compuesto de fórmula (I)

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

en condiciones eficaces para formar al menos un alcano fluorado de fórmula (II)

(II)(CX_nY_3-n)(CR¹_aR²_b)_ZCHXCH₂X

en la que:

cada X es independientemente Cl, F, I o Br;

cada Y es independientemente H, Cl, F, I o Br;

cada R¹ es independientemente H, Cl, F, I, Br o un radical metilo o etilo no sustituido o sustituido con halógeno;

cada R² es independientemente H, Cl, F, I, Br o un radical metilo o etilo no sustituido o sustituido con halógeno;

n es 1, 2 ó 3;

a y b son cada uno 1 ó 2, con la condición de que a + b = 2;

m es 0, 1 ó 2; y

Z es 0, 1, 2 ó 3.

4. El procedimiento de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el que dicha olefina fluorada comprende un fluoropropeno que tiene de tres a seis sustituyentes de flúor.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que dicho fluoropropeno se selecciona del grupo que consiste en hexafluoropropeno y pentafluoropropeno.

6. El procedimiento de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el que dicho análogo saturado comprende un alcano fluorado.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que dicho alcano fluorado se selecciona del grupo que consiste en clorotrifluoropropano (HCFC-244), pentafluoropropano (HFC-245), y hexafluoropropano (HFC-236).

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que dicho alcano fluorado es HFC-245fa.

9. El procedimiento de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el que dicho procedimiento implica una reacción de hidrogenación catalítica.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que dicha reacción de hidrogenación catalítica comprende el uso de paladio soportado sobre carbón.