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DE2756235C2 - Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls substituiertem Benzotrifluorid - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls substituiertem Benzotrifluorid

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Publication number
DE2756235C2
DE2756235C2 DE2756235A DE2756235A DE2756235C2 DE 2756235 C2 DE2756235 C2 DE 2756235C2 DE 2756235 A DE2756235 A DE 2756235A DE 2756235 A DE2756235 A DE 2756235A DE 2756235 C2 DE2756235 C2 DE 2756235C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reaction
benzotrichloride
chlorine
hydrogen fluoride
benzotrifluoride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2756235A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2756235A1 (de
Inventor
Uji Takatsuki Hiramatsu
Toshihide Toyonaka Honda
Tsuneo Ibaraki Nakagawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Kogyo Co Ltd filed Critical Daikin Kogyo Co Ltd
Publication of DE2756235A1 publication Critical patent/DE2756235A1/de
Priority to US06/050,211 priority Critical patent/US4393257A/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2756235C2 publication Critical patent/DE2756235C2/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B39/00Halogenation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/20Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms
    • C07C17/202Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction
    • C07C17/206Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction the other compound being HX

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Benzotrifluorid oder seinen Derivaten durch Umsetzung von Benzotrichlorid oder seinen entsprechenden Derivaten mit Fluorwasserstoff in der Gasphase.
Für die Herstellung von Benzotrifluorid aus Benzotrichlorid und Fluorwasserstoff gibt es verschiedene Verfahren. Keines dieser Verfahren ist vom industriellen Standpunkt aus zufriedenstellend. Beispielsweise wird bei dem Verfahren zur Umsetzung von Benzotrichlorid mit Fluorwasserstoff in flüssiger Phase bei einer Temperatur über 80°C (vgl. US-PS 19 64 244 und JA-OS 77 324/1975) Chlorwasserstoff während der Reaktion als Nebenprodukt gebildet und der Druck ist erhöht Man muß daher Vorsichtsmaßnahmen ergreifen, damit eine problemlose und sichere Verfahrensdurchführung gewährleistet ist Außerdem ist eine teure Hochdruckreaktionsvorrichtung erforderlich. Zur Vermeidung der obigen Nachteile wurde ein Verfahren zur Durchführung der Umsetzung durch allmähliches Einführen von Benzotrichlorid in Fluorwasserstoff in flüssiger Phase bei einer Temperatur unter 19°C bei Atmosphärendruck vorgeschlagen (vgl. US-PS 31 36 822). Bei diesem Verfahren sind jedoch, was nachteilig ist, für die Beendigung der Reaktion lange Reaktionszeiten erforderlich. Es gibt außerdem zahlreiche andere Verfahren, bei denen die Umsetzung von Benzotrichlorid mit Fluorwasserstoff in Anwesenheit verschiedener Katalysatoren durchgeführt wird (vgl. US-PS 39 50 445). Diese Verfahren sind jedoch nachteilig, da für die Umsetzung Katalysatoren erforderlich sind, die, wenn die Umsetzung bei Atmosphärendruck durchgeführt wird, nur niedrige Umwandlungen ergeben und eine lange Zeit bis zur Beendigung der Umsetzung erfordern.
Wegen der verschiedenen Nachteile der Verfahren für die Umsetzung von Benzotrichlorid mit Fluorwasserstoff in flüssiger Phase hat man Versuche durchgeführt, diese Umsetzung in Gasphase in Abwesenheit irgendeines Katalysators durchzuführen. Bei diesem Verfahren ist die Reaktionsrate jedoch extrem langsam, so daß Benzotrifluorid nicht wirksam gebildet werden kann, selbst bei einer erhöhten Temperatur.
Als Folge der ausgedehnten Untersuchungen wurde jetzt gefunden, daß die Umsetzung von Benzotrichlorid mit Fluorwasserstoff in der Gasphase in Abwesenheit irgendeines Katalysators in Anwesenheit von Chlor beachtlich beschleunigt werden kann. Es ist überraschend, daß die beachtliche Verbesserung der Reaktionsrate bei im wesentlichen atmosphärischem Druck erfolgt. Die vorliegende Erfindung beruht auf diesen Kenntnissen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstellung von gegebenenfalls substituiertem Benzotrifluorid, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umsetzung in Anwesenheit von Chlor bei einer Temperatur von etwa 250 bis §00°C während einer Zeit von mindestens etwa 0,2 Sekunden und nicht mehr als etwa 10 Sekunden durchführt, wobei das Molverhältnis von Chlor zu Benzotrichloridverbinaung nicht über etwa 0,3 beträgt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird als Ausgangsmaterial Benzotrichlorid eingesetzt, das gegebenenfalls auch substituiert sein kann. Beispiele solcher die Umsetzung nicht störender Substituenten sind Nitro, Cyano, Halogen (ζ. Β. Chlor, Brom, Jod).
Das verwendete Molverhältnis von Fluorwasserstoff zu Benzotrichlorid(derivat) beträgt normalerweise etwa 3:15, bevorzugt etwa 3,3 :12. Das Molverhältnis von Chlor zu Benzotrichlorid(derivat) liegt nicht über etwa 0,3 und beträgt bevorzugt etwa 0,02 bis 0,2. Die Verwendung von Chlor in höherer Menge, als es der oberen Grenze entspricht, ergibt keine Vorteile und kann ungünstig sein, da Raum oder Kapazität verlorengeht.
Be: der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die ausgewählten Mengen an Benzotrichlorid(derivat), Fluorwasserstoff und Chlor (normalerweise gelöst in der Benzotrichloridverbindung unter Bildung einer Lösung) in z. B. eine Vorerhitzungsvorrichtung gegeben und unter Erzeugung eines Gasgemisches erhitzt werden. Das Gasgemisch bzw. das gasförmige Gemisch wird dann in einen Reaktor mit Rohrform eingeleitet, wobei die Umsetzung bei erhöhter Temperatur abläuft. Das aus dem Reaktor ausströmende Reaktionsgemisch wird in einen Destillationsturm eingeleitet, und gasförmige Materialien, wie Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff und Chlor werden aus dem oberen Teil des Turms entnommen, während flüssige Materialien einschließlich des gebildeten Benzotrifluorids oder seiner Derivate aus dem Boden des Turms erhalten werden.
Der Reaktor kann aus irgendeinem Material bestehen, das gegenüber Korrosion durch Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff, Chlor und ähnlichen Materialien bei erhöhten Temperaturen beständig ist. Beispiele solcher Materialien sind rostfreier Stahl, Nickel, Nickellegierungen (z. B. Inconel®, Hastelloy®).
Die erhöhte Tenr!ner£itur im Reaktor wird entsnrechend der Art der Benzotrichloridverbindiin** variiert und beträgt etwa 250 bis 6000C, bevorzugt etwa 300rbis 5000C. Die Behandlungs- bzw. Kontaktzeit im Reaktor beträgt mindestens etwa 0,2 see und nicht mehr als etwa 10 see. Eine höhere Temperatur oder eine längere Behandlungszeit über die oberen Grenzen wird ungünstige Ergebnisse zeigen, da erhöhte Mengen an Teer oder Nebenprodukten erzeugt werden. Der Druck im Reaktor ist normalerweise Atmosphärendruck, er kann jedoch auch verringert oder erhöht sein.
Das so erhaltene flüssige Reaktionsprodukt enthält das gegebenenfalls substituierte Benzotrifluorid, das der als Ausgangsmaterial verwendeten Benzotrichloridverbindung entspricht.
Die Gewinnung der Benzotrifluoridverbindung aus dem flussigen Reaktionsprodukt kann nach an sich bekannten Trennverfahren, wie Destillation, erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist industriell zur Herstellung von gegebenenfalls substituiertem Benrotrifluorid in hohen Ausbeuten nützlich, ohne daß teure Reaktionsvorrichtungen verwendet werden müssen, da bei Atmosphärendruck gearbeitet werden kann. '
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Sofern nicht anders angegeben, sind in den Beispielen die Prozentgehalte und Teile durch das Gewicht ausgedrückt
Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 2
Die angegebenen Mengen an p-Chlorbenzotrichlorid (im folgenden als "p-ClBTC" bezeichnet) oder Benzotrichlorid (im folgenden als "BTC bezeichnet), die das zuvor in ihnen gelöste Chlor enthalten, und Fluorwasserstoff werden in eine Vorerhitzungsvorrichtung gegeben. Das Reaktionsgemisch wird auf etwa 2800C erhitzt Das entstehende Gasgemisch wird in einen aus "Hastelloy® C" hergestellten Rohrreaktor (150 ml Innenvolumen) eingeleitet wobei die zugeführte Menge eingestellt wird. Die Umsetzung erfolgt unter den in Tabelle I aufgeführten Bedingungen. Das aus dem Reaktor herausströmende Reaktionsprodukt wird in einen DestiUationsturm gegeben und darin destilliert
Vom Kopf des Destillationsturms werden niedrigsiedende Verunreinigungen, wie Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff und Chlor, abgeblasen, und vom Boden des Turms werden die restlichen, flüssigen Substanzen erhalten. Diese Flüssigkeit wird gaschromatographisch analysiert (stationäre Phase: Silicone® SE 30 (Dimethylsilicon); Säule: 3 m; Temperaturerhöhungsrate: 5°C/min). Die Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt
Zum Vergleich wird die Reaktion auf gleiche Weise, wie oben beschrieben, aber ohne Verwendung von Chlor durchgeführt Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle I aufgeführt
Tabelle I
Beispiel Ausgangs Reaktionsbedingungen eiz/p-ciBTc HF/ Kontakt Reaktionsprodukte (MoI-0/ Ό)
material Tempe oder BTC pClBTC zeit F0 F, F2 F3 Bemer
P-ClBTC ratur (Molverh.) oder BTC (see) kungen
oder BTC (0C) (Molverh.)
1 p-ClBTC
2 p-ClBTC
3 p-ClBTC
4 p-ClBTC
5 p-ClBTC
6 BTC
Vgl. B. 1 p-ClBTC
Vgl. B. 2 p-ClBTC
300 0,052
298 0,075
298 0,15
400 0,052
500 0,052
400 0,052
301 0
400 0
5,0 5,2 5,5 5,9 5,8 5,8 4,9 5,6
3,5 3,6 3,2 2,8 1,7 2,7 3,6 1,8
40
11
10
43
21
18
25
27
26
20
43
27 40 46 70 98 97 3 14
Im Reaktor wird Teer beobachtet

Claims (2)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls substituiertem Benzotrifluorid durch Umsetzung von gegebenenfalls entsprechend substituiertem Benzotrichlorid mit Fluorwasserstoff in der Gasphase, da- durch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Anwesenheit von Chlor bei einer Temperatur von etwa 250 bis 600° C während einer Zeit von mindestens etwa 0,2 Sekunden und nicht mehr als etwa 10 Sekunden durchfühlt, wobei das Molverhältnis von Chlor zu Benzotrichlorid verbindung nicht über etwa 03 beträgt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur von etwa 300 bis 500° C durchführt
DE2756235A 1976-12-27 1977-12-16 Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls substituiertem Benzotrifluorid Expired DE2756235C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/050,211 US4393257A (en) 1976-12-27 1979-06-20 Process for preparing benzotrifluoride and its derivatives

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51159033A JPS6039048B2 (ja) 1976-12-27 1976-12-27 ベンゾトリフルオライドまたはその誘導体の製法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2756235A1 DE2756235A1 (de) 1978-07-06
DE2756235C2 true DE2756235C2 (de) 1986-12-04

Family

ID=15684777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2756235A Expired DE2756235C2 (de) 1976-12-27 1977-12-16 Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls substituiertem Benzotrifluorid

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4365101A (de)
JP (1) JPS6039048B2 (de)
DE (1) DE2756235C2 (de)
FR (1) FR2375168A1 (de)
IT (1) IT1088909B (de)

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Non-Patent Citations (1)

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Title
NICHTS-ERMITTELT

Also Published As

Publication number Publication date
FR2375168A1 (fr) 1978-07-21
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