DE60114482T2

DE60114482T2 - Verfahren zur Herstellung von 1,1,1-Trifluoraceton

Info

Publication number: DE60114482T2
Application number: DE60114482T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiko Kawagoe-shi Goto; Ryo Kawagoe-shi Nadano; Kawagoe-shi Sakaya Takashi; Takayuki Kawagoe-shi Nishimiya
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: JP2001316322A; JP3904823B2; DE60114482D1; US6340776B2; EP1127865B1; EP1127865A1; US20010037041A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von 1,1,1-Trifluoraceton, welches als Zwischenprodukt von pharmazeutischen und landwirtschaftlichen Chemikalien oder als Reagenz zum Einführen von Fluor enthaltenden Gruppen nützlich ist.
1,1,1-Trifluoraceton ist bekannt, durch verschiedene Verfahren erhalten zu werden. In J. Chem. Soc. (London) 1956, 835 wird beschrieben, dass 1,1,1-Trifluoraceton durch eine Grignard-Reaktion zwischen Trifluoressigsäure und Magnesiummethyliodid synthetisiert wird. Diese Grignard-Reaktion muss in einem wasserfreien Zustand durchgeführt werden. Des Weiteren wird in Tetrahedron, 20, 2163 (1964) beschrieben, dass Trifluoraceton durch Decarbonatisieren von Trifluoracetoethylacetat in Schwefelsäure synthetisiert werden kann. Es wird in Tetrahedron Lett. Bd. 24 (Nr. 5), 507–510, 1983 beschrieben, dass Difluormethylketone als Ergebnis des Reduzierens von Chlordifluorketonen, welche durch CF₂ClC(=O)R (worin R eine kein Halogen enthaltende Gruppe ist) repräsentiert werden, durch Zink und Methanol in Tetrahydrofuran in beträchtlich hoher Ausbeute erhalten werden.
In der japanischen Patentveröffentlichung 2000-336057A korrespondierend zu der japanischen Patentanmeldung 11-147670 wird ein Verfahren zum Herstellen von 1,1,1-Trifluoraceton durch Reagieren von 3,3-Dichlor-1,1,1-trifluoraceton mit Zink in einem Lösemittel eines Protonendonors offenbart. In diesem Verfahren ist es notwendig, eine relativ große Menge an Zink einzusetzen.
Die WO 97/19056 A beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von 2-Trifluormethoxybenzolsulfonamid durch Reagieren von halogeniertem 2-Trifluormethoxybenzolsulfonamid mit Wasserstoff in der Gegenwart eines Katalysators, beispielsweise getragenem Palladium, sowie eines Verdünnungsmittels, beispielsweise Wasser, sowie optional in der Gegenwart eines Säureakzeptors.
Die DE 196 20 798 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von 2-Fluor-1-cyclopropansäure durch Reagieren von 2-Halogen-2-fluor-1-cyclopropansäure mit Metallen, bspw. Raney-Nickel, in einem protischen Lösemittel in der Gegenwart einer Base und optional Wasserstoff.
Die EP 0 598 338 A1 betrifft ein Verfahren zum Herstellen von 1,3-Difluorbenzol durch Reagieren von 1,3-Difluorhalogenbenzol mit Wasserstoff in der Gegenwart eines Palladium-Katalysators sowie eines Amins und optional in der Gegenwart von Wasser oder eines inerten organischen Lösemittels unter Druck und bei einer Temperatur in dem Bereich von 70 bis 140°C.
Die EP 0 349 115 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von 1,1,1,2-Tetrafluorethan durch Reagieren von 1,1,1,2-Tetrafluorchlorethan mit Wasserstoff in einer Gasphase bei Temperaturen in dem Bereich von 200 bis 350°C in der Gegenwart eines getragenen Palladium-Katalysators.
Die US 2 917 546 A offenbart ein Verfahren zum Herstellen von 1,1,3,3-Tetrafluoraceton durch Reagieren von 1,1,3,3-Tetrafluor-1,3-dichloraceton mit Wasserstoff in einer Dampfphase bei Temperaturen von nicht weniger als 125°C in der Gegenwart eines getragenen Palladium-Katalysators.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von 1,1,1-Trifluoraceton bereitzustellen, welches für eine Produktion in industriellem Maßstab geeignet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von 1,1,1-Trifluoraceton bereitgestellt. Dieses Verfahren umfasst Durchführen einer Hydrogenolyse von halogeniertem Trifluoraceton, welches durch die allgemeine Formel (1) wiedergegeben wird, oder des Hydrats, Alkohol-Additionsprodukts, gem-Diols, Acetals oder Halbacetals hiervon repräsentiert durch die Formeln (2), (3) und (4) durch ein Wasserstoffgas in der Anwesenheit eines Katalysators enthaltend ein Übergangsmetall und in der Anwesenheit von Wasser,
worin X Chlor, Brom oder Iod repräsentiert, n eine ganze Zahl von 1 bis 3 repräsentiert, m eine ganze Zahl repräsentiert, R¹ eine Alkylgruppe repräsentiert und jedes R² unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe repräsentiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, 1,1,1-Trifluoraceton mit einer hohen Ausbeute durch Verwenden des vorgenannten speziellen Katalysators bei der Hydrogenolyse von halogeniertem Trifluoraceton (bspw. 3,3-Dichlor-1,1,1-trifluoraceton) durch ein Wasserstoffgas zu erhalten.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Hydrogenolyse kann durch eine Gasphasenreaktion zwischen dem halogenierten Trifluoraceton (Gas) und einem Wasserstoffgas unter Verwendung eines Reaktors für Strömungsverfahren durchgeführt werden.
Die in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung als Ausgangsmaterial eingesetzten halogenierten Trifluoracetone sind oben definiert. Diese können als deren wässrige oder alkoholische Lösungen eingesetzt werden, obwohl eine wässrige Lösung des Hydrats aufgrund dessen einfachen Handhabung bevorzugt ist.
Das halogenierte Trifluoraceton kann 3-Chlor-1,1,1-trifluoraceton, 3,3-Dichlor-1,1,1-trifluoraceton oder 3,3,3-Trichlor-1,1,1-trifluoraceton sein. Diese Verbindungen können durch die bekannten Verfahren synthetisiert werden. Beispielsweise können diese durch Fluorieren von Pentachloraceton durch Fluorwasserstoff in der Gegenwart eines Übergangsmetalls oder dergleichen als Katalysator erhalten werden. Ferner ist die Decarboxylierung eines Trifluoracetoessigesters bekannt.
Wie zuvor ausgeführt kann das in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung als Ausgangsmaterial eingesetzte halogenierte Trifluoraceton ein Hydrat sein, in welchem ein halogeniertes Trifluoraceton wiedergegeben durch die allgemeine Formel (1) hydratisiert wurde, um eine willkürliche Anzahl an Wassermolekülen aufzuweisen. In dem Verfahren ist es bevorzugt, das halogenierte Trifluoraceton in Form einer wässrigen Lösung einzusetzen, weil dessen Handhabung einfach ist und dadurch die Reaktionsprozeduren vereinfacht werden können. Das Vorhandensein von Wasser ist kein Hindernis für die Reaktion, aber das Vorhandensein von unnötigem Wasser ist aus dem Gesichtspunkt des Energieverbrauchs nicht bevorzugt.
Wie zuvor ausgeführt enthält der in der Hydrogenolyse eingesetzte Katalysator ein Übergangsmetall. Dieses Übergangsmetall ist vorzugsweise ein Edelmetall, wie Ruthenium, Palladium, Platin, Iridium und Rhodium. Weitere Beispiele für anderes Übergangsmetall als Edelmetall sind Nickel, Kupfer und Eisen. Von diesen sind Palladium und Platin bevorzugt. Das Übergangsmetall ist vorzugsweise auf einem Träger, wie Aktivkohle, Aluminiumoxid, Silica-Aluminiumoxid und Silica, aufgetragen. Von diesen ist Aktivkohle bevorzugt. Es ist insbesonders bevorzugt, einen eine Aktivkohle mit darauf aufgebrachtem Palladium oder Platin enthaltenden Katalysator einzusetzen. Der Weg, das aufzubringende Übergangsmetall auf dem Träger aufzubringen, ist nicht besonders beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, einen Träger in einer Lösung einer Übergangsmetallverbindung einzutauchen oder diese Lösung auf einen Träger zu sprühen, gefolgt vom Trocknen und dann Reduzieren mit Wasserstoffgas. Die Übergangsmetallverbindung kann in Form von Chlorid, Bromid, Fluorid, Oxid, Nitrat, Sulfat oder Carbonat vorliegen. Das Übergangsmetall kann in einer Menge von ungefähr 0,1–10 g, vorzugsweise 0,2–5 g, pro 100 ml des Trägers vorliegen. Wenn dieses weniger als 0,1 g beträgt, wird sowohl die Umsetzung des halogenierten Trifluoracetons als auch die Ausbeute des 1,1,1-Trifluoracetons zu gering. Eine Menge von mehr als 5 g kann von einem ökonomischen Standpunkt aus gesehen nicht bevorzugt sein.
Die Reaktionstemperatur kann 50°C oder höher, vorzugsweise 70°C oder höher, besonders bevorzugt 90°C oder höher, ganz besonders bevorzugt 100°C oder höher und höchst bevorzugt 105°C oder höher betragen. Ferner kann die Reaktionstemperatur 350°C oder weniger, vorzugsweise 250°C oder weniger, besonders bevorzugt 200°C oder weniger, ganz besonders bevorzugt 150°C oder weniger und höchst bevorzugt 120°C oder weniger betragen. Daher kann die Reaktionstemperatur 50–350°C, vorzugsweise 70–250°C und besonders bevorzugt 90–120°C betragen. Wenn diese niedriger als 50°C ist, kann sowohl die Umsetzung des halogenierten Trifluoracetons als auch die Ausbeute an 1,1,1-Trifluoraceton verringert sein. Wenn diese mehr als 350°C beträgt, kann die Fluoratom-Hydrogenolyse und/oder die Hydrierung der Carbonylgruppe fortschreiten. Dadurch kann die Ausbeute an 1,1,1-Trifluoraceton verringert sein.
Das molare Verhältnis von Wasserstoff (Wasserstoffgas) zu dem halogenierten Trifluoraceton kann abhängig von der Anzahl an Halogenatomen (andere als Fluor) des halogenierten Trifluoracetons variiert werden. Dieses Verhältnis kann in einem Bereich von 1,5–50, vorzugsweise 2–10 und besonders bevorzugt 2,5–5 liegen. Wenn dieses weniger als 1,5 beträgt, kann die Umsetzung des halogenierten Trifluoracetons nicht ausreichend hoch sein. Selbst wenn dieses größer als 50 ist, kann die Umsetzung des halogenierten Trifluoracetons nicht verbessert werden. Ferner ist dies von dem ökonomischem Standpunkt aus gesehen aufgrund der Notwendigkeit der Wiedergewinnung des unreagierten Wasserstoffgases nicht bevorzugt. Es ist optional, Stickstoffgas mit den anderen Reagenzien in dem Reaktionssystem koexistent zu machen, um die Reaktion einzustellen und die Katalysatorzersetzung zu unterdrücken.
Es ist bevorzugt, dass, wenn Wasser in dem Reaktionssystem vorliegt, die Hydrogenolyse durch Einsatz eines Reaktors durchgeführt wird, welcher aus einem Material gefertigt ist, das mit einem Beschichtungsmaterial ausgewählt aus Borsilikat-Gläsern, Tetrafluorethylen-Harzen, Chlortrifluorethylen-Harzen, Vinylidenfluorid-Harzen, Perfluoralkylvinylether (PFA)-Harzen und Kohlenstoff beschichtet ist.
Der Weg der Durchführung der Hydrogenolyse ist nicht besonders beschränkt. Beispielsweise kann diese durch das folgende Strömungsverfahren durchgeführt werden. Zunächst wird ein Reaktor für das Strömungsverfahren, der gegenüber den Reaktionsbedingungen der Hydrogenolyse resistent ist, mit einem Katalysator aus getragenem Übergangsmetall beladen. Dann wird der Reaktor von außen erhitzt und wird Wasserstoffgas erlaubt, durch ein Reaktionsrohr zu strömen. Wenn die innere Temperatur des Reaktionsrohres eine vorbestimmte Temperatur erreicht, wird das halogenierte Trifluoraceton zum Verdampfen desselben in einen Verdampfer und dann zusammen mit dem Wasserstoffgas in das Reaktionsrohr eingeführt. Eine Mischung von aus dem Reaktionsrohr herausströmendem Gas und/oder Flüssigkeit wird in Wasser absorbiert. Alternativ dazu wird dieses abgekühlt und in Form von Flüssigkeit gesammelt. Es ist optional, das halogenierte Trifluoraceton und Wasser getrennt voneinander in das Reaktionsrohr einzuführen.
Das resultierende 1,1,1-Trifluoraceton kann durch ein herkömmliches, für aus fluorierten Verbindungen erhaltene Hydrogenolyse-Produkte eingesetztes Aufreinigungsverfahren aufgereinigt werden. Zum Beispiel wird ein Reaktionsprodukt enthaltend 1,1,1-Trifluoraceton (in Form von Flüssigkeit oder Gas), welches aus dem Reaktor zusammen mit Chlorwasserstoff herausgeströmt worden ist, abgekühlt. Anschließend wird Chlorwasserstoff durch Destillation oder durch Gas-Flüssig-Phasentrennung aus dem Reaktionsprodukt entfernt. Daran anschließend wird die verbleibende Säure-Komponente aus dem Produkt mit einer basischen Verbindung oder dergleichen entfernt. Daraufhin wird das Zielprodukt 1,1,1-Trifluoraceton durch Rektifikation in hoher Reinheit erhalten.
Die nachfolgenden, nicht beschränkenden Katalysatorherstellungen illustrieren die vorliegende Erfindung.
KATALYSATORHERSTELLUNG 1
Zuerst wurde eine 200 ml-Flasche vom Auberginen-Typ mit 35 g granulärer Aktivkohle (ein Kohlenstoff aus Kokosnussschalen mit einem Partikeldurchmesser von 4–6 mm) hergestellt von Takeda Chemical Industries, Ltd. mit dem Handelsnamen GRANULAR SHIRO SAGI G2X-4/6 befüllt. Daran anschließend wurden der Flasche 120 ml einer ungefähr 20 %-igen wässrigen Salpetersäurelösung zugefügt. Daran anschließend wurde der Flasche erlaubt, für ungefähr 3 Std. still zu stehen, um dadurch eine Salpetersäurebehandlung der Aktivkohle durchzuführen. Getrennt davon wurden 0,83 g Palladium-(II)-Chlorid, PdCl₂, in 5 g einer 24 %-igen Salzsäure gelöst, um eine Palladiumchloridlösung herzustellen. Diese Palladiumchloridlösung wurde auf die in der Flasche enthaltene Aktivkohle gegossen. Dann wurde dieser Flasche erlaubt, für 2 Tage still zu stehen. Anschließend wurde die mit der Palladiumchloridlösung impräg nierte Aktivkohle durch Erhöhen der Badtemperatur auf 150°C mit einem Verdampfer einer Vakuumtrocknung unterworfen. Dann wurde die getrocknete Aktivkohle in ein Reaktionsrohr mit einem Durchmesser von 25 mm, einer axialen Länge von 400 mm und einer Kapazität von ungefähr 200 ml getan. Daran anschließend wurde, währenddessen Stickstoff erlaubt wurde, mit einer Rate von 200–300 ml/Min. durch das Reaktionsrohr zu strömen, das Reaktionsrohr durch schrittweises Erhöhen der eingestellten Temperatur des Reaktionsrohres um 50°C von 150°C auf 300°C erhitzt, um die Aktivkohle zu brennen. Die Temperatur des Reaktionsrohres wurde für eine Std. bei 300°C gehalten, um dieselbe weiter zu brennen, und dann wurde die eingestellte Temperatur auf 150°C erniedrigt. Danach wurde, während Stickstoff und Wasserstoff erlaubt wurde, in Raten von 50 ml/Min. bzw. 50 ml/Min. durch dieses hindurch zu strömen, die Temperatur des Reaktionsrohres zum Durchführen der Reduktion wieder durch schrittweises Erhöhen der eingestellten Temperatur um 30°C auf 300°C erhöht. Dadurch wurde ein erster, bezogen auf das Gewicht der Aktivkohle, 0,5 % Palladium darauf tragende Aktivkohle aufweisender Katalysator hergestellt.
KATALYSATORHERSTELLUNG 2
Zunächst wurde eine 200 ml-Flasche vom Auberginen-Typ mit 35 g derselben granulären Aktivkohle wie bei der Katalysatorherstellung 1 gefüllt. Getrennt voneinander wurden 0,46 g Hexachlorplatin (IV)-Säure Hexahydrat, H₂PtCl₆·6H₂O, in 100 ml 30 %-iger Salzsäure gelöst, um eine Hexachlorplatinsäure-Lösung herzustellen. Diese Lösung wurde auf die in der Flasche enthaltene Aktivkohle gegossen. Dann wurde dieser Flasche erlaubt, für 2 Tage still zu stehen. Daran anschließend wurden dieselben Schritte wie bei der Katalysatorherstellung 1 durchgeführt, um dadurch einen zweiten, bezogen auf das Gewicht der Aktivkohle, 0,5 % Platin darauf tragende Aktivkohle aufweisenden Katalysator herzustellen.
Die nachfolgenden, nicht beschriebenen Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung.
BEISPIEL 1
Zunächst wurde ein aus Glas gefertigtes Reaktorrohr mit 50 ml des ersten bei der Katalysatorherstellung 1 erhaltenen Katalysators (0,5 % Pd auf Aktivkohle) befüllt. Daran anschließend wurde der Reaktor auf 110°C erhitzt, während Wasserstoffgas erlaubt wurde, mit einer Rate von 80 ml/Min. durch Herabströmen durch den Reaktor zu strömen. Eine wässrige Lösung von 3,3-Dichlor-1,1,1-trifluoraceton (Wassergehalt 25 %) wurde mit einer Rate von 0,2 g/Min. in einen Verdampfer eingeführt, um dadurch diese Lösung zu verdampfen. Der resultierende Dampf wurde mit Wasserstoff vermischt und die Mischung wurde in den Reaktor eingeführt, nachdem die innenseitige Temperatur des Reaktors stabil wurde. Dann wurde die Reaktion für fünf Std. durchgeführt. Während der Reaktion wurde aus dem Reaktor herausströmende Flüssigkeit und Gas in 10 g auf 0°C abgekühltes Wasser eingeführt, um diese dadurch zu sammeln. Durch das Karl-Fischer-Verfahren wurde herausgefunden, dass das in einer Menge von 47,2 g gesammelte Produkt 52,4 % Wasser enthielt. Des Weiteren wurde durch Gaschromatographie herausgefunden, dass dieses 98,4 % 1,1,1-Trifluoraceton 0,1 % 1,1-Difluoraceton, 0,5 % 1-Fluoraceton, 0,4 % Aceton und andere organische Verbindungen enthielt. Diese Prozentangaben sind Flächenprozentsätze in dem Chromatogram.
BEISPIEL 2
Beispiel 1 wurde wiederholt ausgenommen, dass die Flussrate des Wasserstoffgases 65 ml/Min. betrug, um dadurch 53,8 g eines Produkts zu sammeln. Durch das Karl-Fischer-Verfahren wurde herausgefunden, dass das gesammelte Produkt 42,3 % Wasser enthielt. Ferner wurde durch Gaschromatographie herausgefunden, dass dieses 97,7 % 1,1,1-Trifluoraceton, 0,4 % 1,1-Difluoraceton, 1,3 % 1-Fluoraceton, 0,3 % Aceton und andere organische Verbindungen enthielt.
BEISPIEL 3
Beispiel 1 wurde wiederholt ausgenommen, dass die Flussrate des Wasserstoffgases 100 ml/Min. betrug, um dadurch 49,1 g eines Produkts zu sammeln. Durch das Karl-Fischer-Verfahren wurde herausgefunden, dass das gesammelte Produkt 52,8 % Wasser enthielt. Des Weiteren wurde durch Gaschromatographie herausgefunden, dass dieses 97,5 % 1,1,1-Trifluoraceton, 1,1 % 1,1-Difluoraceton, 0,5 % 1-Fluoraceton, 0,4 % Aceton und andere organische Verbindungen enthielt.
BEISPIEL 4
Zunächst wurde ein aus Glas gefertigter röhrenförmiger Reaktor mit 50 ml des ersten, bei der Katalysatorherstellung 1 erhaltenen Katalysators (0,5 % Pd auf Aktivkohle) befüllt. Daran anschließend wurde der Reaktor auf 110°C erhitzt, während Wasserstoffgas erlaubt wurde, mit einer Rate von 80 ml/Min. durch Herunterströmen durch den Reaktor zu strömen. Eine wässrige Lösung (Wassergehalt: 15 %) einer Rohmaterialmischung enthaltend 8,2 % 3-Chor-1,1,1-trifluoraceton, 88,8 % 3,3-Dichlor-1,1,1-trifluoraceton und 2,4 % 3,3,3-Trichlor-1,1,1-trifluoraceton wurde mit einer Rate von 0,2 g/Min. in einen Verdampfer eingeführt, um dadurch diese Lösung zu verdampfen. Der resultierende Dampf wurde mit Wasserstoff vermischt und die Mischung wurde in den Reaktor eingeführt, nachdem die Innentemperatur des Reaktors stabil wurde. Dann wurde die Reaktion für 5 Std. durchgeführt. Während der Reaktion wurde aus dem Reaktor herausströmende Flüssigkeit und Gas in 20 g auf 0°C abgekühltes Wasser eingeführt, um diese dadurch zu sammeln. Durch das Karl-Fischer-Verfahren wurde herausgefunden, dass das in einer Menge von 56,9 g gesammelte Produkt 45,6 % Wasser enthielt. Desweiteren wurde durch Gaschromatographie herausgefunden, dass dieses 97,9 % 1,1,1-Trifluoraceton, 0,4 % 1,1-Difluoraceton, 0,5 % 1-Fluoraceton, 0,6 % Aceton und andere organische Verbindungen enthielt.
BEISPIEL 5
Beispiel 1 wurde wiederholt ausgenommen, dass der erste Katalysator durch den bei der Katalysatorherstellung 2 erhaltenen zweiten Katalysator (0,5 % Platin auf Aktivkohle) ersetzt wurde, und, dass das auf 0°C abgekühlte Wasser in einer Menge von 14 g vorlag, um dadurch 64,2 g eines Produkts zu sammeln. Durch das Karl-Fischer-Verfahren wurde herausgefunden, dass das gesammelte Produkt 46,3 % Wasser enthielt. Des weiteren wurde durch Gaschromatographie herausgefunden, dass dieses 99,0 % 1,1,1-Trifluoraceton, 0,1 % 1,1-Difluoraceton, 0,1 % 1-Fluoraceton, 0,3 % Aceton und andere organischen Verbindungen enthielt.
BEISPIEL 6
Zunächst wurde ein aus Glas gefertigter röhrenförmiger Reaktor mit 10 ml des bei der Katalysatorherstellung 2 erhaltenen zweiten Ka talysators (0,5 % Pt auf Aktivkohle) befüllt. Dann wurde der Reaktor auf 110°C erhitzt, während Wasserstoffgas erlaubt wurde, mit einer Rate von 80 ml/Min. durch Herunterströmen durch den Reaktor zu strömen. Eine wässrige Lösung (Wassergehalt: 15 %) einer Rohrmaterialmischung enthaltend 8,2 % 3-Chlor-1,1,1-trifluoraceton, 88,8 % 3,3-Dichlor-1,1,1-trifluoraceton sowie 2,4 % 3,3,3-Trichlor-1,1,1-trifluoraceton wurde mit einer Rate von 0,16 g/Min. in einen Verdampfer eingeführt, um dadurch die Mischung zu verdampfen. Der resultierende Dampf wurde mit Wasserstoff vermischt und die Mischung wurde in den Reaktor eingeführt, nachdem die Innentemperatur des Reaktors stabil wurde. Dann wurde die Reaktion für 1 Std. durchgeführt. Während der Reaktion wurden aus dem Reaktor herausströmende Flüssigkeit und Gas in 10 g auf 0°C abgekühltes Wasser eingeführt, um diese dadurch zu sammeln. Durch das Karl-Fischer-Verfahren wurde herausgefunden, dass das in einer Menge von 16,1 g gesammelte Produkt 61,2 % Wasser enthielt. Ferner wurde durch Gaschromatographie herausgefunden, dass dieses 96,7 % 1,1,1-Trifluoraceton, 1,5 % 3-Chlor-1,1,1-Trifluoraceton und andere organische Verbindungen enthielt.

Claims

Verfahren zum Herstellen von 1,1,1-Trifluoraceton umfassend Durchführen einer Hydrogenolyse eines halogenierten Trifluoracetons, welches durch die allgemeine Formel (I) repräsentiert wird, oder des Hydrats, Alkohol-Additionsprodukts, gem-Diols, Acetals oder Halbacetals hiervon repräsentiert durch die Formeln (2), (3) und (4) durch ein Wasserstoffgas in der Anwesenheit eines Katalysators enthaltend ein Übergangsmetall und in der Anwesenheit von Wasser,
worin X Chlor, Brom oder Iod repräsentiert, n eine ganze Zahl von 1 bis 3 repräsentiert, m eine ganze Zahl repräsentiert, R¹ eine Alkylgruppe repräsentiert und jedes R² unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Übergangsmetall aus der aus Ruthenium, Palladium, Platin, Iridium, Rhodium, Nickel, Kupfer und Eisen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Übergangsmetall aus der aus Ruthenium, Palladium, Platin, Iridium und Rhodium bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Katalysator des weiteren einen das Übergangsmetall hierauf tragenden Träger enthält.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Träger aus der aus Aktivkohle, Aluminiumoxid, Silica-Aluminiumoxid sowie Silica bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Träger Aktivkohle ist, welche das Übergangsmetall, welches Palladium oder Platin ist, hierauf trägt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Übergangsmetall in einer Menge von 0,1–10 g pro 100 ml des Trägers vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Hydrat des halogenierten Trifluoracetons als ein Rohmaterial zum Durchführen der Hydrogenolyse verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine wässrige Lösung eines Hydrats des halogenierten Trifluoracetons als ein Rohmaterial zum Durchführen der Hydrogenolyse eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine wässrige Lösung des halogenierten Trifluoracetons als ein Rohmaterial zum Durchführen der Hydrogenolyse eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Hydrogenolyse als eine Gasphasenreaktion durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das halogenierte Trifluoraceton aus der aus 3-Chlor-1,1,1-trifluoraceton, 3,3-Dichlor-1,1,1-trifluoraceton sowie 3,3,3-Trichlor-1,1,1-trifluoraceton bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Hydrogenolyse bei einer Temperatur von 50–350°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das molare Verhältnis des Wasserstoffgases zu dem halogenierten Trifluoraceton 1,5 bis 50 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Hydrogenolyse bei einer Temperatur von 90–120°C durchgeführt wird.