ＣＦ３ＩおよびＣＦ３ＣＦ２Ｉを合成するための触媒
【課題】フルオロヨードアルカン化合物の工業的に有利な製造方法を提供する。
【解決手段】式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙ（式中、ｎは、０または１であり、Ｙは、Ｈ、Ｃｌ、ＢｒおよびＣＯＯＨからなる群より選択される。）で示される化合物とヨウ素源を、ｄ１ｓ１配置を有する元素、および、ランタニド元素を含む触媒、および酸素源の存在下反応させる。
【解決手段】式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙ（式中、ｎは、０または１であり、Ｙは、Ｈ、Ｃｌ、ＢｒおよびＣＯＯＨからなる群より選択される。）で示される化合物とヨウ素源を、ｄ１ｓ１配置を有する元素、および、ランタニド元素を含む触媒、および酸素源の存在下反応させる。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明の開示は、ＣＦ３Ｉ、および、ＣＦ３ＣＦ２Ｉの合成に関する。より具体的には、本発明の開示は、ＣＦ３Ｉ、および、ＣＦ３ＣＦ２Ｉの合成で用いられる触媒群に関する。
【０００２】
２．関連技術の説明
トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）、および、ペンタフルオロヨードエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）は有用な化学物質である。ＣＦ３Ｉは、トリフルオロブロモメタンの代替となる可能性がある消火剤、界面活性剤、化学物質および医薬製造においてトリフルオロメチル基を導入するためのフッ素を含む中間体化合物、ならびに、ある種のハイドロフルオロカーボンと共にブレンドすることによって地球温暖化係数を低くした冷媒である。Ｃ２Ｆ５Ｉは、フッ素化表面活性物質の分野に関する多くの用途で合成中間体として用いられ、より具体的には、消化剤調合物のベース、様々な基材への疎水性およびオレフィン系仕上げ剤、および、医薬品として用いられる。
【０００３】
トリフルオロヨードメタンを製造するためのバッチプロセスおよび連続プロセスの両方が開発されている。バッチプロセスの場合、トリフルオロヨードメタンは、トリフルオロ酢酸またはその誘導体とヨウ素とを反応させることによって製造できることが示されている。しかしながらこのプロセスは、反応条件と源材料中の水分レベルを厳密に制御する必要があり、その上、高収率のトリフルオロヨードメタンを達成するためには高価なトリフルオロ酢酸銀を用いなければならなかった。
【０００４】
あるいは、トリフルオロヨードメタンは、連続的な気相反応によっても製造できる。しかしながら、これまでに既知のプロセスのために開発された触媒群は、アルカリおよびアルカリ土類金属の担持塩とＣｕＩに限定される。これらの触媒は、反応中の炭素形成、および／または、触媒中の活性成分の損失や焼結による迅速な非活性化という欠点がある。
【０００５】
従って、従来技術の触媒および方法の上述の作用およびその他の有害な作用のうち１つまたはそれより多くを克服、緩和および／または軽減する代替の触媒系および方法を開発するする必要がある。
【０００６】
発明の要約
本発明の開示は、式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙ（式中、ｎは、０または１である）で示されるフルオロヨードアルカン化合物の製造方法を提供する。本方法は、Ａ、ＢおよびＣを接触させる工程を含み、ここでＡは、式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙで示され、式中、ｎは、０または１であり、Ｙは、Ｈ、Ｃｌ、ＢｒおよびＣＯＯＨからなる群より選択される。Ｂは、ヨウ素源であり、Ｃは、ｄ１ｓ１配置を有する元素、および、ランタニド元素を含む触媒である。本方法は、上記フルオロヨードアルカン化合物が生産されるのに十分な温度および接触時間で行われる。
【０００７】
本発明の開示の目的は、触媒としてｄ１ｓ１配置を有する元素、または、ランタニド元素を用いたトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）、および、ペンタフルオロヨードエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）の製造方法を提供することである。
【０００８】
本発明の開示のその他の目的は、本発明の開示の触媒を活性化するための助触媒として遷移金属、貴金属、または、希土類金属を用いたトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）、および、ペンタフルオロヨードエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）の製造方法を提供することである。
【０００９】
当業者であれば、以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲から本発明の開示の上述のおよびその他の特徴ならびに利点を認識し理解できるだろう。
発明の詳細な説明
本発明の開示は、式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙ（式中、Ｙは、Ｈ、Ｃｌ、ＢｒおよびＣＯＯＨから選択され、ｎは、０または１である）で示される化合物から、式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｉ（式中、ｎは、０または１である）で示されるフルオロヨードアルカン化合物の製造方法で用いられる触媒を提供し、本方法は、ヨウ素源（Ｉ２、ＨＩ、ＩＣｌ、ＩＦ５、ＣＩ４など）の存在下で、および、酸素源（Ｏ２、空気、オゾン、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２など）の存在または非存在下で実施することができる。
【００１０】
いくつかの実施態様において、本方法のための触媒は、ｄ１ｓ１配置を有する元素、および／または、ランタニド元素、例えば、これらに限定されないが、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、および、ルテチウム（Ｌｕ）を、存在し得るあらゆる前駆体の存在し得るあらゆる形態で含む。
【００１１】
触媒は、元素それぞれ、または、それらの混合物を、支持体に、好ましくは活性炭に担持させることによって製造してもよいし、または、バルクとして（担持されていない状態で）直接用いてもよい。これらの元素の量は、触媒全体の０．００１重量％〜１００重量％の範囲であり、その間のあらゆる部分的な範囲の量である。これらの元素の前駆体は、酸化物、硝酸塩、ハロゲン化物、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、および、リン酸塩、または、その他の存在し得る塩および化合物であり得る。
【００１２】
触媒は、そのものとして用いてもよいし、または、遷移金属（例えば貴金属など）または主族元素によって促進／改質してもよい。遷移金属の助触媒／改質剤としては、これらに限定されないが、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｗ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｅ、Ｐｒなどの元素が挙げられる。助触媒／改質剤の例には、これらの元素のあらゆる組み合わせ、または、これらの元素の１種または組み合わせの塩もしくはその他の形態も含まれる。主族元素の助触媒／改質剤としては、これらに限定されないが、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、および、Ｃｓ）、アルカリ土類金属（Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、および、Ｂａ）、Ａｌ、Ｐ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｌ、Ｂｉなど、および、これらの元素のあらゆる組み合わせが挙げられる。助触媒／改質剤は、存在し得るあらゆる前駆体の存在し得るあらゆる形態（すなわち塩）、での単一の元素であってもよいし、または、このような元素の存在し得るあらゆる前駆体の存在し得るあらゆる形態の組み合わせであってもよい。
【００１３】
いくつかの実施態様において、助触媒／改質剤としてアルカリおよび／またはアルカリ土類金属が用いられる場合、ｄ１ｓ１配置を有する元素、および、ランタニド元素のこれらの金属に対する原子比率は、１より大きく、すなわち、助触媒として用いられるアルカリおよび／またはアルカリ土類金属の量はほんの少量である。その他の助触媒／改質剤の場合、触媒中のｄ１ｓ１配置を有する元素、および、ランタニドの助触媒／改質剤に対する原子比率は、０．００００１〜１０００００、より好ましくは０．０００１〜１００００の範囲である。上記の元素の原子比率に関して示された範囲は、特定された範囲のパラメーターに含まれるあらゆる部分的な範囲を含む。
【００１４】
調製されたままの促進された触媒は、窒素のような不活性ガス中で、１００〜７５０℃で、より好ましくは３００〜６００℃で、および、その間のあらゆる部分的な範囲で焼成することができる。
【００１５】
反応前に、触媒を、不活性ガス、水素、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＩ、Ｆ２、Ｃｌ２、ＣＦ３Ｈ、Ｉ２、空気、酸素、または、それらの混合物中で、使用されると予想される具体的な反応温度よりも高い温度または低い温度でさらに処理してもよい。反応温度の範囲は、約１００℃〜約７５０℃、および、その間のあらゆる温度であり得る。より好ましくは、反応温度の範囲は、約３００℃〜約６００℃、および、その間のあらゆる温度であり得る。
【００１６】
本発明の開示の方法の実施において、上記反応は、約１００℃〜約７５０℃の温度で、約０．００１ａｔｍ〜約１００ａｔｍ圧力で、約０．００１秒〜約３００時間の接触時間で行うことができる。接触時間は、全てのフィードの容量測定による速度で割った触媒の体積と定義される。またこのような反応は、加圧下で、上記範囲に含まれる接触時間で行うこともできる。
【００１７】
本方法は、バッチプロセスでもよいし、または、連続プロセスでもよい。また反応器のタイプは、固定床反応器、または、移動床反応器、例えば流動床反応器、ロータリー反応器、上昇式床反応器（rising bed reactor）、または、それらの組み合わせが可能である。
【００１８】
反応器は任意に希釈剤を含んでいてもよく、このような希釈剤としては、不活性ガス、例えば窒素、ＣＯ、ＣＯ２、水、有機溶媒、または、それらの混合物が挙げられる。
本方法は、以下の工程のうち１つまたはそれより多くをさらに含む：フルオロヨードアルカン（例えば、トリフルオロヨウ化メチル、または、ペンタフルオロヨウ化エチル）を、水性アルカリ溶液を含むスクラバーに通過させること。本方法はまた、フルオロヨードアルカンを乾燥剤を含むスクラバーに通過させること、それに続いて、フルオロヨードアルカンの沸点より低い温度で冷却して濃縮することを含んでいてもよい。本方法はまた、反応混合物からフルオロヨードアルカンを実質的に純粋な形態で単離する工程を含んでいてもよい。
【００１９】
以下の非限定的な実施例は、本発明の開示の様々な実施態様の説明である。その他の変数を当業界既知の多くの変数のなかから本発明の開示の範囲から逸脱することなく選択することは、当業界において通常の技術を有する者の能力の範囲内である。従って、これらの実施例は、本発明の開示をさらに説明するのに役立つものであって、それらを限定しないものとする。
【００２０】
実施例１：触媒の製造−炭素に担持された酸化ランタンまたはランタン塩（Ｌａ２Ｏ３／Ｃ）触媒の製造
指示された量のＬａ（ＮＯ３）３を脱イオン水に溶解させた（水の量は、支持体の細孔容積から計算した）。Ｌａ（ＮＯ３）３を完全に溶解させた後、この溶液に、指示された量の活性炭（予め１００〜１２０℃で１２時間乾燥させた）をゆっくり注入した（またはその逆でもよい）。このペーストを連続撹拌して、均一な含浸を達成し、続いて、一晩フードに入れて十分に含浸させた。その後、含浸させたサンプルをオーブン中で１００〜１２０℃で１２時間乾燥させ、流動させた窒素中で４５０〜５５０℃で４時間焼成した。
【００２１】
促進されたＬａ２Ｏ３／Ｃ触媒の製造
指示された量のＬａ（ＮＯ３）３、および、指示された量の助触媒の前駆体を、望ましい量の脱イオン水に溶解させた。塩を完全に溶解させた後、この溶液に、指示された量の活性炭（予め１００〜１２０℃で１２時間乾燥させた）をゆっくり注入した（またはその逆でもよい）。このペーストを連続撹拌して、均一な含浸を達成し、続いて、一晩フードに入れて十分に含浸させた。その後、含浸させたサンプルをオーブン中で１００〜１２０℃で１２時間乾燥させ、流動させた窒素中で４５０〜５５０℃で４時間焼成した。段階的な含浸の場合、活性炭にまず助触媒の塩を一晩含浸させた。乾燥／焼成の後、活性炭にＬａ（ＮＯ３）３を含浸させ、それに続いて乾燥し焼成した。
【００２２】
この開示で用いられる活性炭支持体は、日本エンバイロケミカルズ社（Japan EnviroChemicals, Ltd）製のペレット化したシラサギ（Shirasagi）Ｃ２Ｘ４／６−２であったが、当業界既知のあらゆる支持体が使用可能である。ペレット化したシラサギＣ２Ｘ４／６−２は、高度に精製されており、表面積は１０００ｍ２／ｇより大きく、平均孔直径は２３Åである。
【００２３】
実施例２：ｄ１ｓ１配置を有する元素を含む炭素担持触媒の反応性
表１に、ｄ１ｓ１配置を有する元素、例えばスカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、および、ランタン（Ｌａ）を含む活性炭担持触媒のうち数種の、５００℃のストリーム上で２０時間経過した後の活性および選択性を示した。５％のＳｃ２Ｏ３／Ｃの場合、ストリーム上で７時間後に活性を示し始めた。５％のＳｃ２Ｏ３／ＣによるＣＦ３Ｈ変換率およびＣＦ３Ｉ選択性は、水蒸気上で１０時間後に、それぞれ６．３％および６５．５％であった。ストリーム上で２０時間後でも触媒は安定なままであり、６．２％のＣＦ３Ｈ変換率、６５．４％のＣＦ３Ｉ選択性、および、１．６％のＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性を有していた。誘導期は、５％のＹ２Ｏ３／Ｃの場合１２時間であり、これらは、２０時間反応させた後に、４．６％のＣＦ３Ｈ変換率、および、６５．５％のＣＦ３Ｉ選択性を示した。５％のＬａ２Ｏ３／Ｃの場合、その誘導期は８時間であった。１０時間の反応時間で、これらは８．３％のＣＦ３Ｈ変換率、および、６５．０％のＣＦ３Ｉ選択性を示した。その活性は、ストリーム上で１２時間後に約１０％に増加し、その後安定なままであった。２０時間反応させた後、５％のＬａ２Ｏ３／ＣによるＣＦ３Ｈ変換率、ＣＦ３Ｉ選択性、および、ＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性は、それぞれ１０．３％、６４．９％、および、２．５％であった。
【００２４】
【表１】
【００２５】
実施例３：ランタニド（希土類）元素を含む炭素担持触媒の反応性
表２に、様々なランタニド（希土類）元素を含む炭素担持触媒の反応性を列挙した。表２で示されたデータは、ストリーム上で１０時間後に得られたものである。１０重量％の希土類金属酸化物を含む触媒を５００℃で試験したところ、それらは、約６〜１２％のＣＦ３Ｈ変換率、約６５％のＣＦ３Ｉ選択性、および、約２〜３％のＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性を示した。１０％のＬａ２Ｏ３／Ｃは、１１．９％のＣＦ３Ｈ変換率を示し、すなわちその他の触媒よりもわずかに大きかった。誘導期を短くするために、５％のＥｕ２Ｏ３／Ｃ、および、５％のＴｍ２Ｏ３／Ｃを５５０℃で試験した。５％Ｅｕ２Ｏ３／Ｃの場合のＣＦ３Ｈ変換率、ＣＦ３Ｉ選択性、および、ＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性は、それぞれ３４．０％、５７．７％、および、４．８％であり、５％のＴｍ２Ｏ３／Ｃの場合は、それぞれ３４．９％、６０．４％、および、３．７％であった。
【００２６】
【表２】
【００２７】
実施例４；Ｌａ２Ｏ３ローディングのＬａ２Ｏ３／Ｃ反応性に対する作用
Ｌａ２Ｏ３ローディングの触媒活性および選択性に対する作用を調査し、そのデータを表３に示した。酸化ランタンが含まれない場合、活性炭支持体それ自身は５００℃で活性ではなかった。ほんの微量（０．０６％）のＣＦ３ＨがＣＦ３Ｉと数種のその他の生成物に変換された。しかしながら、炭素にＬａ２Ｏ３を２重量％だけ担持すると、その触媒は、１２．８％のＣＦ３Ｈ変換率、および、６４．８％のＣＦ３Ｉ選択性を示した。Ｌａ２Ｏ３ローディングを５重量％に高めたら、触媒活性は、ストリーム上で１０時間後にそれよりわずかに低い活性を示した（８．３％のＣＦ３Ｈ変換率）。Ｌａ２Ｏ３ローディングを５重量％から２０重量％に高めたところ、ＣＦ３Ｈ変換率は８．３％から１２．９％に単調増加し、ＣＦ３Ｉ選択性は約６５％から約６２％にわずかに低下した。これらのＬａ２Ｏ３／Ｃ触媒のＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性は、２％〜４％であった。
【００２８】
【表３】
【００２９】
実施例５：反応条件の作用
５％のＬａ２Ｏ３／Ｃの反応性を様々な反応条件下で調査した。表４から、反応温度を５００℃から５５０℃に高めると、触媒活性は８．３％から３９．５％に有意に増加し、ＣＦ３Ｉ選択性は６５％から５３．６％にわずかに減少し、ＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性は２．４％から５．０％にわずかに増加したことが観察できる。５５０℃で接触時間を１９秒から３８秒に増加させることによって、触媒のＣＦ３Ｈ変換率はさらに４８．３％に増加し、ＣＦ３Ｉ選択性は５３．３％であり、ＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性は３．２％であった。これらのデータから、触媒活性は、反応温度および接触時間のような反応パラメーターを変化させることによって調節できることが示唆された。
【００３０】
【表４】
【００３１】
実施例６：助触媒／添加剤のＬａ２Ｏ３／Ｃの活性に対する作用
様々な助触媒／添加剤が、Ｌａ２Ｏ３／Ｃ触媒の反応性を改質することができる。表４は、白金およびカリウムの作用に関するいくつかの例を示す。５％のＬａ２Ｏ３／Ｃに１重量％のＰｔを添加した場合、触媒は、白金非含有の触媒の誘導期よりも長い誘導期を示した。Ｐｔ−Ｌａ２Ｏ３／Ｃ触媒は、１２時間作用させた後に活性を高め、１５時間作用させた後のそのＣＦ３Ｈ変換率およびＣＦ３Ｉ選択性は、それぞれ９．４％および６２．６％であった（表５）。
【００３２】
少量のアルカリ金属塩（例えば硝酸カリウム）も同様に、５％のＬａ２Ｏ３／Ｃ、および、１０％のＬａ２Ｏ３／Ｃに添加した。ランタンのカリウムに対する原子比率（Ｌａ／Ｋ）が１より大きくなるように（＞１）制御した。表５からわかるように、少量の硝酸カリウムを添加すると触媒活性は有意に増加した。０．２％Ｋ−５％のＬａ２Ｏ３／Ｃによって、２２．３％のＣＦ３Ｈ変換率、および、６０．９％のＣＦ３Ｉ選択性が得られた。カリウムのローディングを高めた場合、Ｋ−５％のＬａ２Ｏ３／Ｃ、および、Ｋ−１０％のＬａ２Ｏ３／Ｃの両方において触媒活性はさらに増加した。それらの誘導期はカリウム塩の添加によって減少したが、ＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性はカリウム（約５〜６％）の存在下でより高かった。
【００３３】
【表５】
【００３４】
上述の実施例から、ｄ１ｓ１配置を有する元素、および、ランタニドを含む触媒は、ＣＦ３Ｉ、および、ＣＦ３ＣＦ２Ｉを生成する活性を有することは明らかである。反応条件を変化させ、その他の元素を用いて促進することによって、触媒活性はさらに強化された。
【００３５】
また当然ながら、用語「第一の」、「第二の」、「第三の」などは、本明細書において、様々な構成要素または工程を修飾するために用いることができる。これらの修飾語句は、特に指定されない限り、修飾された構成要素に、空間的、連続的または階層的な順序を示すものではない。
【００３６】
１またはそれより多くの典型的な実施態様を参照しながら本発明の開示を説明したが、当業者であれば、本発明の開示の範囲から逸脱することなく様々な変化を施すことができ、それらの構成要素を等価なもので置き換えできることが理解できるであろう。加えて、本発明の開示の教示に、それらの範囲から逸脱することなく具体的な状況または材料に適合するように多くの改変を施すことが可能である。従って、本発明の開示は、考えられる最良の形態として開示された具体的な実施態様に限定されないが、本発明の開示は、添付の請求項の範囲に含まれるあらゆる実施態様を含むものとする。
【発明の開示】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明の開示は、ＣＦ３Ｉ、および、ＣＦ３ＣＦ２Ｉの合成に関する。より具体的には、本発明の開示は、ＣＦ３Ｉ、および、ＣＦ３ＣＦ２Ｉの合成で用いられる触媒群に関する。
【０００２】
２．関連技術の説明
トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）、および、ペンタフルオロヨードエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）は有用な化学物質である。ＣＦ３Ｉは、トリフルオロブロモメタンの代替となる可能性がある消火剤、界面活性剤、化学物質および医薬製造においてトリフルオロメチル基を導入するためのフッ素を含む中間体化合物、ならびに、ある種のハイドロフルオロカーボンと共にブレンドすることによって地球温暖化係数を低くした冷媒である。Ｃ２Ｆ５Ｉは、フッ素化表面活性物質の分野に関する多くの用途で合成中間体として用いられ、より具体的には、消化剤調合物のベース、様々な基材への疎水性およびオレフィン系仕上げ剤、および、医薬品として用いられる。
【０００３】
トリフルオロヨードメタンを製造するためのバッチプロセスおよび連続プロセスの両方が開発されている。バッチプロセスの場合、トリフルオロヨードメタンは、トリフルオロ酢酸またはその誘導体とヨウ素とを反応させることによって製造できることが示されている。しかしながらこのプロセスは、反応条件と源材料中の水分レベルを厳密に制御する必要があり、その上、高収率のトリフルオロヨードメタンを達成するためには高価なトリフルオロ酢酸銀を用いなければならなかった。
【０００４】
あるいは、トリフルオロヨードメタンは、連続的な気相反応によっても製造できる。しかしながら、これまでに既知のプロセスのために開発された触媒群は、アルカリおよびアルカリ土類金属の担持塩とＣｕＩに限定される。これらの触媒は、反応中の炭素形成、および／または、触媒中の活性成分の損失や焼結による迅速な非活性化という欠点がある。
【０００５】
従って、従来技術の触媒および方法の上述の作用およびその他の有害な作用のうち１つまたはそれより多くを克服、緩和および／または軽減する代替の触媒系および方法を開発するする必要がある。
【０００６】
発明の要約
本発明の開示は、式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙ（式中、ｎは、０または１である）で示されるフルオロヨードアルカン化合物の製造方法を提供する。本方法は、Ａ、ＢおよびＣを接触させる工程を含み、ここでＡは、式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙで示され、式中、ｎは、０または１であり、Ｙは、Ｈ、Ｃｌ、ＢｒおよびＣＯＯＨからなる群より選択される。Ｂは、ヨウ素源であり、Ｃは、ｄ１ｓ１配置を有する元素、および、ランタニド元素を含む触媒である。本方法は、上記フルオロヨードアルカン化合物が生産されるのに十分な温度および接触時間で行われる。
【０００７】
本発明の開示の目的は、触媒としてｄ１ｓ１配置を有する元素、または、ランタニド元素を用いたトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）、および、ペンタフルオロヨードエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）の製造方法を提供することである。
【０００８】
本発明の開示のその他の目的は、本発明の開示の触媒を活性化するための助触媒として遷移金属、貴金属、または、希土類金属を用いたトリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）、および、ペンタフルオロヨードエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）の製造方法を提供することである。
【０００９】
当業者であれば、以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲から本発明の開示の上述のおよびその他の特徴ならびに利点を認識し理解できるだろう。
発明の詳細な説明
本発明の開示は、式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙ（式中、Ｙは、Ｈ、Ｃｌ、ＢｒおよびＣＯＯＨから選択され、ｎは、０または１である）で示される化合物から、式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｉ（式中、ｎは、０または１である）で示されるフルオロヨードアルカン化合物の製造方法で用いられる触媒を提供し、本方法は、ヨウ素源（Ｉ２、ＨＩ、ＩＣｌ、ＩＦ５、ＣＩ４など）の存在下で、および、酸素源（Ｏ２、空気、オゾン、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２など）の存在または非存在下で実施することができる。
【００１０】
いくつかの実施態様において、本方法のための触媒は、ｄ１ｓ１配置を有する元素、および／または、ランタニド元素、例えば、これらに限定されないが、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、および、ルテチウム（Ｌｕ）を、存在し得るあらゆる前駆体の存在し得るあらゆる形態で含む。
【００１１】
触媒は、元素それぞれ、または、それらの混合物を、支持体に、好ましくは活性炭に担持させることによって製造してもよいし、または、バルクとして（担持されていない状態で）直接用いてもよい。これらの元素の量は、触媒全体の０．００１重量％〜１００重量％の範囲であり、その間のあらゆる部分的な範囲の量である。これらの元素の前駆体は、酸化物、硝酸塩、ハロゲン化物、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、および、リン酸塩、または、その他の存在し得る塩および化合物であり得る。
【００１２】
触媒は、そのものとして用いてもよいし、または、遷移金属（例えば貴金属など）または主族元素によって促進／改質してもよい。遷移金属の助触媒／改質剤としては、これらに限定されないが、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｗ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｅ、Ｐｒなどの元素が挙げられる。助触媒／改質剤の例には、これらの元素のあらゆる組み合わせ、または、これらの元素の１種または組み合わせの塩もしくはその他の形態も含まれる。主族元素の助触媒／改質剤としては、これらに限定されないが、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、および、Ｃｓ）、アルカリ土類金属（Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、および、Ｂａ）、Ａｌ、Ｐ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｌ、Ｂｉなど、および、これらの元素のあらゆる組み合わせが挙げられる。助触媒／改質剤は、存在し得るあらゆる前駆体の存在し得るあらゆる形態（すなわち塩）、での単一の元素であってもよいし、または、このような元素の存在し得るあらゆる前駆体の存在し得るあらゆる形態の組み合わせであってもよい。
【００１３】
いくつかの実施態様において、助触媒／改質剤としてアルカリおよび／またはアルカリ土類金属が用いられる場合、ｄ１ｓ１配置を有する元素、および、ランタニド元素のこれらの金属に対する原子比率は、１より大きく、すなわち、助触媒として用いられるアルカリおよび／またはアルカリ土類金属の量はほんの少量である。その他の助触媒／改質剤の場合、触媒中のｄ１ｓ１配置を有する元素、および、ランタニドの助触媒／改質剤に対する原子比率は、０．００００１〜１０００００、より好ましくは０．０００１〜１００００の範囲である。上記の元素の原子比率に関して示された範囲は、特定された範囲のパラメーターに含まれるあらゆる部分的な範囲を含む。
【００１４】
調製されたままの促進された触媒は、窒素のような不活性ガス中で、１００〜７５０℃で、より好ましくは３００〜６００℃で、および、その間のあらゆる部分的な範囲で焼成することができる。
【００１５】
反応前に、触媒を、不活性ガス、水素、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＩ、Ｆ２、Ｃｌ２、ＣＦ３Ｈ、Ｉ２、空気、酸素、または、それらの混合物中で、使用されると予想される具体的な反応温度よりも高い温度または低い温度でさらに処理してもよい。反応温度の範囲は、約１００℃〜約７５０℃、および、その間のあらゆる温度であり得る。より好ましくは、反応温度の範囲は、約３００℃〜約６００℃、および、その間のあらゆる温度であり得る。
【００１６】
本発明の開示の方法の実施において、上記反応は、約１００℃〜約７５０℃の温度で、約０．００１ａｔｍ〜約１００ａｔｍ圧力で、約０．００１秒〜約３００時間の接触時間で行うことができる。接触時間は、全てのフィードの容量測定による速度で割った触媒の体積と定義される。またこのような反応は、加圧下で、上記範囲に含まれる接触時間で行うこともできる。
【００１７】
本方法は、バッチプロセスでもよいし、または、連続プロセスでもよい。また反応器のタイプは、固定床反応器、または、移動床反応器、例えば流動床反応器、ロータリー反応器、上昇式床反応器（rising bed reactor）、または、それらの組み合わせが可能である。
【００１８】
反応器は任意に希釈剤を含んでいてもよく、このような希釈剤としては、不活性ガス、例えば窒素、ＣＯ、ＣＯ２、水、有機溶媒、または、それらの混合物が挙げられる。
本方法は、以下の工程のうち１つまたはそれより多くをさらに含む：フルオロヨードアルカン（例えば、トリフルオロヨウ化メチル、または、ペンタフルオロヨウ化エチル）を、水性アルカリ溶液を含むスクラバーに通過させること。本方法はまた、フルオロヨードアルカンを乾燥剤を含むスクラバーに通過させること、それに続いて、フルオロヨードアルカンの沸点より低い温度で冷却して濃縮することを含んでいてもよい。本方法はまた、反応混合物からフルオロヨードアルカンを実質的に純粋な形態で単離する工程を含んでいてもよい。
【００１９】
以下の非限定的な実施例は、本発明の開示の様々な実施態様の説明である。その他の変数を当業界既知の多くの変数のなかから本発明の開示の範囲から逸脱することなく選択することは、当業界において通常の技術を有する者の能力の範囲内である。従って、これらの実施例は、本発明の開示をさらに説明するのに役立つものであって、それらを限定しないものとする。
【００２０】
実施例１：触媒の製造−炭素に担持された酸化ランタンまたはランタン塩（Ｌａ２Ｏ３／Ｃ）触媒の製造
指示された量のＬａ（ＮＯ３）３を脱イオン水に溶解させた（水の量は、支持体の細孔容積から計算した）。Ｌａ（ＮＯ３）３を完全に溶解させた後、この溶液に、指示された量の活性炭（予め１００〜１２０℃で１２時間乾燥させた）をゆっくり注入した（またはその逆でもよい）。このペーストを連続撹拌して、均一な含浸を達成し、続いて、一晩フードに入れて十分に含浸させた。その後、含浸させたサンプルをオーブン中で１００〜１２０℃で１２時間乾燥させ、流動させた窒素中で４５０〜５５０℃で４時間焼成した。
【００２１】
促進されたＬａ２Ｏ３／Ｃ触媒の製造
指示された量のＬａ（ＮＯ３）３、および、指示された量の助触媒の前駆体を、望ましい量の脱イオン水に溶解させた。塩を完全に溶解させた後、この溶液に、指示された量の活性炭（予め１００〜１２０℃で１２時間乾燥させた）をゆっくり注入した（またはその逆でもよい）。このペーストを連続撹拌して、均一な含浸を達成し、続いて、一晩フードに入れて十分に含浸させた。その後、含浸させたサンプルをオーブン中で１００〜１２０℃で１２時間乾燥させ、流動させた窒素中で４５０〜５５０℃で４時間焼成した。段階的な含浸の場合、活性炭にまず助触媒の塩を一晩含浸させた。乾燥／焼成の後、活性炭にＬａ（ＮＯ３）３を含浸させ、それに続いて乾燥し焼成した。
【００２２】
この開示で用いられる活性炭支持体は、日本エンバイロケミカルズ社（Japan EnviroChemicals, Ltd）製のペレット化したシラサギ（Shirasagi）Ｃ２Ｘ４／６−２であったが、当業界既知のあらゆる支持体が使用可能である。ペレット化したシラサギＣ２Ｘ４／６−２は、高度に精製されており、表面積は１０００ｍ２／ｇより大きく、平均孔直径は２３Åである。
【００２３】
実施例２：ｄ１ｓ１配置を有する元素を含む炭素担持触媒の反応性
表１に、ｄ１ｓ１配置を有する元素、例えばスカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、および、ランタン（Ｌａ）を含む活性炭担持触媒のうち数種の、５００℃のストリーム上で２０時間経過した後の活性および選択性を示した。５％のＳｃ２Ｏ３／Ｃの場合、ストリーム上で７時間後に活性を示し始めた。５％のＳｃ２Ｏ３／ＣによるＣＦ３Ｈ変換率およびＣＦ３Ｉ選択性は、水蒸気上で１０時間後に、それぞれ６．３％および６５．５％であった。ストリーム上で２０時間後でも触媒は安定なままであり、６．２％のＣＦ３Ｈ変換率、６５．４％のＣＦ３Ｉ選択性、および、１．６％のＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性を有していた。誘導期は、５％のＹ２Ｏ３／Ｃの場合１２時間であり、これらは、２０時間反応させた後に、４．６％のＣＦ３Ｈ変換率、および、６５．５％のＣＦ３Ｉ選択性を示した。５％のＬａ２Ｏ３／Ｃの場合、その誘導期は８時間であった。１０時間の反応時間で、これらは８．３％のＣＦ３Ｈ変換率、および、６５．０％のＣＦ３Ｉ選択性を示した。その活性は、ストリーム上で１２時間後に約１０％に増加し、その後安定なままであった。２０時間反応させた後、５％のＬａ２Ｏ３／ＣによるＣＦ３Ｈ変換率、ＣＦ３Ｉ選択性、および、ＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性は、それぞれ１０．３％、６４．９％、および、２．５％であった。
【００２４】
【表１】
【００２５】
実施例３：ランタニド（希土類）元素を含む炭素担持触媒の反応性
表２に、様々なランタニド（希土類）元素を含む炭素担持触媒の反応性を列挙した。表２で示されたデータは、ストリーム上で１０時間後に得られたものである。１０重量％の希土類金属酸化物を含む触媒を５００℃で試験したところ、それらは、約６〜１２％のＣＦ３Ｈ変換率、約６５％のＣＦ３Ｉ選択性、および、約２〜３％のＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性を示した。１０％のＬａ２Ｏ３／Ｃは、１１．９％のＣＦ３Ｈ変換率を示し、すなわちその他の触媒よりもわずかに大きかった。誘導期を短くするために、５％のＥｕ２Ｏ３／Ｃ、および、５％のＴｍ２Ｏ３／Ｃを５５０℃で試験した。５％Ｅｕ２Ｏ３／Ｃの場合のＣＦ３Ｈ変換率、ＣＦ３Ｉ選択性、および、ＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性は、それぞれ３４．０％、５７．７％、および、４．８％であり、５％のＴｍ２Ｏ３／Ｃの場合は、それぞれ３４．９％、６０．４％、および、３．７％であった。
【００２６】
【表２】
【００２７】
実施例４；Ｌａ２Ｏ３ローディングのＬａ２Ｏ３／Ｃ反応性に対する作用
Ｌａ２Ｏ３ローディングの触媒活性および選択性に対する作用を調査し、そのデータを表３に示した。酸化ランタンが含まれない場合、活性炭支持体それ自身は５００℃で活性ではなかった。ほんの微量（０．０６％）のＣＦ３ＨがＣＦ３Ｉと数種のその他の生成物に変換された。しかしながら、炭素にＬａ２Ｏ３を２重量％だけ担持すると、その触媒は、１２．８％のＣＦ３Ｈ変換率、および、６４．８％のＣＦ３Ｉ選択性を示した。Ｌａ２Ｏ３ローディングを５重量％に高めたら、触媒活性は、ストリーム上で１０時間後にそれよりわずかに低い活性を示した（８．３％のＣＦ３Ｈ変換率）。Ｌａ２Ｏ３ローディングを５重量％から２０重量％に高めたところ、ＣＦ３Ｈ変換率は８．３％から１２．９％に単調増加し、ＣＦ３Ｉ選択性は約６５％から約６２％にわずかに低下した。これらのＬａ２Ｏ３／Ｃ触媒のＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性は、２％〜４％であった。
【００２８】
【表３】
【００２９】
実施例５：反応条件の作用
５％のＬａ２Ｏ３／Ｃの反応性を様々な反応条件下で調査した。表４から、反応温度を５００℃から５５０℃に高めると、触媒活性は８．３％から３９．５％に有意に増加し、ＣＦ３Ｉ選択性は６５％から５３．６％にわずかに減少し、ＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性は２．４％から５．０％にわずかに増加したことが観察できる。５５０℃で接触時間を１９秒から３８秒に増加させることによって、触媒のＣＦ３Ｈ変換率はさらに４８．３％に増加し、ＣＦ３Ｉ選択性は５３．３％であり、ＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性は３．２％であった。これらのデータから、触媒活性は、反応温度および接触時間のような反応パラメーターを変化させることによって調節できることが示唆された。
【００３０】
【表４】
【００３１】
実施例６：助触媒／添加剤のＬａ２Ｏ３／Ｃの活性に対する作用
様々な助触媒／添加剤が、Ｌａ２Ｏ３／Ｃ触媒の反応性を改質することができる。表４は、白金およびカリウムの作用に関するいくつかの例を示す。５％のＬａ２Ｏ３／Ｃに１重量％のＰｔを添加した場合、触媒は、白金非含有の触媒の誘導期よりも長い誘導期を示した。Ｐｔ−Ｌａ２Ｏ３／Ｃ触媒は、１２時間作用させた後に活性を高め、１５時間作用させた後のそのＣＦ３Ｈ変換率およびＣＦ３Ｉ選択性は、それぞれ９．４％および６２．６％であった（表５）。
【００３２】
少量のアルカリ金属塩（例えば硝酸カリウム）も同様に、５％のＬａ２Ｏ３／Ｃ、および、１０％のＬａ２Ｏ３／Ｃに添加した。ランタンのカリウムに対する原子比率（Ｌａ／Ｋ）が１より大きくなるように（＞１）制御した。表５からわかるように、少量の硝酸カリウムを添加すると触媒活性は有意に増加した。０．２％Ｋ−５％のＬａ２Ｏ３／Ｃによって、２２．３％のＣＦ３Ｈ変換率、および、６０．９％のＣＦ３Ｉ選択性が得られた。カリウムのローディングを高めた場合、Ｋ−５％のＬａ２Ｏ３／Ｃ、および、Ｋ−１０％のＬａ２Ｏ３／Ｃの両方において触媒活性はさらに増加した。それらの誘導期はカリウム塩の添加によって減少したが、ＣＦ３ＣＦ２Ｉ選択性はカリウム（約５〜６％）の存在下でより高かった。
【００３３】
【表５】
【００３４】
上述の実施例から、ｄ１ｓ１配置を有する元素、および、ランタニドを含む触媒は、ＣＦ３Ｉ、および、ＣＦ３ＣＦ２Ｉを生成する活性を有することは明らかである。反応条件を変化させ、その他の元素を用いて促進することによって、触媒活性はさらに強化された。
【００３５】
また当然ながら、用語「第一の」、「第二の」、「第三の」などは、本明細書において、様々な構成要素または工程を修飾するために用いることができる。これらの修飾語句は、特に指定されない限り、修飾された構成要素に、空間的、連続的または階層的な順序を示すものではない。
【００３６】
１またはそれより多くの典型的な実施態様を参照しながら本発明の開示を説明したが、当業者であれば、本発明の開示の範囲から逸脱することなく様々な変化を施すことができ、それらの構成要素を等価なもので置き換えできることが理解できるであろう。加えて、本発明の開示の教示に、それらの範囲から逸脱することなく具体的な状況または材料に適合するように多くの改変を施すことが可能である。従って、本発明の開示は、考えられる最良の形態として開示された具体的な実施態様に限定されないが、本発明の開示は、添付の請求項の範囲に含まれるあらゆる実施態様を含むものとする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙ（式中、ｎは、０または１である）で示されるフルオロヨードアルカン化合物の製造方法であって：
Ａ、ＢおよびＣを接触させることを含み、ここでＡは、式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙで示され、式中、ｎは、０または１であり、Ｙは、Ｈ、Ｃｌ、ＢｒおよびＣＯＯＨからなる群より選択され、Ｂは、ヨウ素源であり、Ｃは、ｄ１ｓ１配置を有する元素、および、ランタニド元素を含む触媒であり、該方法は、前記フルオロヨードアルカン化合物が生産されるのに十分な温度および接触時間で行われる、上記方法。
【請求項２】
前記接触が、前記触媒のための触媒改質剤の存在下で行われ、前記触媒改質剤が、遷移金属元素、主族元素、それらのあらゆる塩、および、それらのあらゆる組み合わせからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記接触が、希釈剤の存在下で、且つ酸素源の存在下で行われる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記触媒が担持されている、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記触媒が担持されていない、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記触媒が、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、それらの混合物、および、それらのあらゆる塩からなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記触媒改質剤が、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、それらの混合物、および、それらのあらゆる塩からなる群より選択される遷移金属元素である、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記触媒改質剤が、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、それらの混合物、および、それらのあらゆる塩からなる群より選択される、アルカリおよびアルカリ金属元素以外の主族元素である、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記触媒改質剤が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、それらの混合物、および、それらのあらゆる塩からなる群より選択されるアルカリおよびアルカリ金属元素であり、ここで、ｄ１ｓ１配置を有する元素およびランタニド元素のアルカリおよびアルカリ土類金属に対する原子比率が１より大きい、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記フルオロヨードアルカンが、トリフルオロヨードメタン、ペンタフルオロヨードエタン、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記式ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙで示される化合物が、ＣＦ３Ｈ、ＣＦ３ＣＦ２Ｈ、ＣＦ３ＣＯＯＨ、ＣＦ３Ｃｌ、ＣＦ３Ｂｒ、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記触媒が、反応温度より高い温度または低い温度で、窒素、ヘリウム、アルゴン、水素、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＩ、Ｆ２、Ｃｌ２、ＣＦ３Ｈ、Ｉ２、空気、酸素、および、それらの混合物からなる群より選択される物質を用いて前処理される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ヨウ素源が、Ｉ２、ＨＩ、ＩＣｌ、ＩＦ５、ＣＩ４、および、それらの混合物からなる群より選択される化合物である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記酸素源が、Ｏ２、空気、Ｏ３、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、および、それらの混合物からなる群より選択される化合物である、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記接触させる工程が、約１００℃〜約７５０℃の温度で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記接触させる工程が、約０．００１ａｔｍ〜約１００ａｔｍの圧力で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記接触させる工程が、約０．００１秒〜約３００時間の接触時間で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記方法が、バッチプロセス、または、連続プロセスである、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記接触が、固定床反応器、移動床反応器、流動床反応器、ロータリーキルン反応器、上昇式床反応器、または、それらの組み合わせで行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記希釈剤が、窒素、ヘリウム、アルゴン、ＣＯ、ＣＯ２、水、有機溶媒、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項２１】
フルオロヨードアルカンを水性アルカリ溶液を含むスクラバーに通過させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
フルオロヨードアルカンを乾燥剤を含むスクラバーに通過させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
フルオロヨードアルカンの沸点より低い温度で冷却して濃縮する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
反応混合物からフルオロヨードアルカンを実質的に純粋な形態で単離する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１】
式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙ（式中、ｎは、０または１である）で示されるフルオロヨードアルカン化合物の製造方法であって：
Ａ、ＢおよびＣを接触させることを含み、ここでＡは、式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙで示され、式中、ｎは、０または１であり、Ｙは、Ｈ、Ｃｌ、ＢｒおよびＣＯＯＨからなる群より選択され、Ｂは、ヨウ素源であり、Ｃは、ｄ１ｓ１配置を有する元素、および、ランタニド元素を含む触媒であり、該方法は、前記フルオロヨードアルカン化合物が生産されるのに十分な温度および接触時間で行われる、上記方法。
【請求項２】
前記接触が、前記触媒のための触媒改質剤の存在下で行われ、前記触媒改質剤が、遷移金属元素、主族元素、それらのあらゆる塩、および、それらのあらゆる組み合わせからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記接触が、希釈剤の存在下で、且つ酸素源の存在下で行われる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記触媒が担持されている、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記触媒が担持されていない、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記触媒が、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、それらの混合物、および、それらのあらゆる塩からなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記触媒改質剤が、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、それらの混合物、および、それらのあらゆる塩からなる群より選択される遷移金属元素である、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記触媒改質剤が、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、それらの混合物、および、それらのあらゆる塩からなる群より選択される、アルカリおよびアルカリ金属元素以外の主族元素である、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記触媒改質剤が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、それらの混合物、および、それらのあらゆる塩からなる群より選択されるアルカリおよびアルカリ金属元素であり、ここで、ｄ１ｓ１配置を有する元素およびランタニド元素のアルカリおよびアルカリ土類金属に対する原子比率が１より大きい、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記フルオロヨードアルカンが、トリフルオロヨードメタン、ペンタフルオロヨードエタン、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記式ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−Ｙで示される化合物が、ＣＦ３Ｈ、ＣＦ３ＣＦ２Ｈ、ＣＦ３ＣＯＯＨ、ＣＦ３Ｃｌ、ＣＦ３Ｂｒ、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記触媒が、反応温度より高い温度または低い温度で、窒素、ヘリウム、アルゴン、水素、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＩ、Ｆ２、Ｃｌ２、ＣＦ３Ｈ、Ｉ２、空気、酸素、および、それらの混合物からなる群より選択される物質を用いて前処理される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ヨウ素源が、Ｉ２、ＨＩ、ＩＣｌ、ＩＦ５、ＣＩ４、および、それらの混合物からなる群より選択される化合物である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記酸素源が、Ｏ２、空気、Ｏ３、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、および、それらの混合物からなる群より選択される化合物である、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記接触させる工程が、約１００℃〜約７５０℃の温度で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記接触させる工程が、約０．００１ａｔｍ〜約１００ａｔｍの圧力で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記接触させる工程が、約０．００１秒〜約３００時間の接触時間で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記方法が、バッチプロセス、または、連続プロセスである、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記接触が、固定床反応器、移動床反応器、流動床反応器、ロータリーキルン反応器、上昇式床反応器、または、それらの組み合わせで行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記希釈剤が、窒素、ヘリウム、アルゴン、ＣＯ、ＣＯ２、水、有機溶媒、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項２１】
フルオロヨードアルカンを水性アルカリ溶液を含むスクラバーに通過させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
フルオロヨードアルカンを乾燥剤を含むスクラバーに通過させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
フルオロヨードアルカンの沸点より低い温度で冷却して濃縮する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
反応混合物からフルオロヨードアルカンを実質的に純粋な形態で単離する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【公開番号】特開２００８−２３１０９６（Ｐ２００８−２３１０９６Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−３４４８０（Ｐ２００８−３４４８０）
【出願日】平成２０年２月１５日（２００８．２．１５）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３４４８０（Ｐ２００８−３４４８０）
【出願日】平成２０年２月１５日（２００８．２．１５）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
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