Способ получения гексафторацетона

Союз Советских Социалистическик РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл.2 с присоединением заявки Но -С 07 С 45/22 С 07 С 49/16 Гбсударствеииый комитет СССР яо делам изобретеиий и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРАЦЕТОНА Изобретение относится к областиорганической химии., а именно к усо-вершенствованному способу получениягексафторацетона (ГФА),Гексафторацетон используютдля производства различных материа-лов, обладающих .ценными свойствами.На основе гексафторацетона получаютполимеры, обладающие высокой термической и химической стойкостью ихорошими электроизоляционными свойствами 1 полиэфиры, которые применяются в качестве смазочных материалови гидравлических жидкостей с широким диапазоном рабочих температур,ГФА может быть использован для производства пестицидов, красителей,дубителей, эмульгаторов, эпоксидныхсмол и т. д, 13 2)20 Известен способ получения гексафторацетона постепенной заменойатомов хлора на атоьы Фтора в гексахлорацетоне с помощью фтористого водорода, пятифтористой сурьм или 25 других фторирующих агентов при нагревании до 200-500 С 2).Однако этот способ имеет существенные недостатки, связанные с необходимостью использовать высокие темпе ратуры. Кроме того, согласно известному способу получают много хлорсодержащих отходов.Известен также ряд способов получения гексафторацетона каталитической изомеризацией окиси гексафторпропилена (ОГФП).Так, известен способ Изомеризации ОГФП в гексафторацетон в присутствии избытка пятифтористой сурьмы в запаянной стеклянной ампуле под давлением при 90 С в течение 20 ч 3). По окончании реакции в реакционных продуктах методом инфракрасной спектроскопии установлено присутствие ГФА и небольших количеств карбонилФторида и четырехфторйстого кремния. Известен способ прямого получения гексафторацетона при окислении гексафторпропилена кислородом, минуя стадию выделения ОГФП, Окисление гексафторпропилена проводят при 100 С. над активированной окисью алюминия. Активирование окиси алюминия осуществляют обработкой четырехфтористой серрй при 350 С или фреонами при 400 С, или фтористым водородом при 450 С 4, При окислении гексафтор пропилена в укаэанных условиях по 740741лучают гексафторацетон в смеси скарбонилфторидом, четырехфтористымуглеродом, фторангидридом трифторуксусной кислоты и гексафтордиметиловым эфиром. Однако в обоих способах выход целевого продукта весьманезначителен,5Известен также способ изомеризации ОГФП с избытком перфторизобутилена в стальной ампуле при нагревании до 170 С в течение 10 ч (5.Гексафторацетон получен с выходом77, Этот способ отличается длительностью и чрезвычайной опасностью,так как в нем используется весьматоксичный перфторизобутилен и высокие температура и давление. 15Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ получения гексафторацетона изомеризацией окиси гексафторпропилена над 2 Охлористым алюминием при давлении 3741 атм и при 100 - 200 С в течение4 ч 6)Выход гексафторацетона достигает98. Недостатком способа является про- р 5ведение процесса при высоких давлении и температуре.Целью изобретения является упрощение процесса получения гексафторацетона, ЗОПоставленная цель достигается способом получения гексафторацетона изомеризацией окиси гексафторпропилена при повышенной температуре надалюминийсодержащим катализатором,отличительной особенностью которогоявляется то, что в качестве алюминийсодержащего катализатора используютактивированную окись алюминия, промотированную фторкислородсодержащиморганическим соединением и процесс40ведут при 80 - 120 С,Как правила, в качестве фторкислородсодержащего органического соединения используют перфторэтилизопро-.пилкетон или перфторэтилгексилкетон, 45или тример окиси гексафторпропилена.Для промотирования через предварительно прокаленную окись алюминия продувают сухой азот с парами фторкислородсодержащего органического соединения, либо этим веществом смачиваютокись алюминия (предварительно активированную прокаливанием). После нанесенИя промотора окись алюминия прогревают в течение 1-2 ч при 340360 С,в токе сухого азота.55Через слой приготовленного таким образом катализатора при 80120 С пропускают окись гексафторпропилена в смеси с азотом и получают гексафторацетон с выходом 93, 5- 6097,4. Конверсия окиси гексафторпропилена достигает 100.Следует отметить, что в данномизобретении могут быть использованытолько фторкислородсодержащие ор ганические соединения, А соединния, не содержащие кислорода, неактивируют окись алюминия и не являются промоторами в этом процессе.Например, при активировании окисиалюминия тримером гексафторпропилена (ноненом изо-строения) при 350 Сои 380 С или димером гексафторпропилена при 400 С и последующем проопускании окиси гексафторпропиленаопри 100 С происходила ее конверсияна 3, а ГФА содержался в выходящих из реактора газах в количестве 2,8 масП р и м е р 1. Трубчатую печь изкварцевого стекла диаметром 10 ммнаполняют предварительно прокаленной при 400 С гранулированнойокисью алюминия (марка А). Длина зоны катализатора 50 см, В течение 45 мин при 100 С в печи пропускают сухой азот через подогретыйодо 40 С перфторэтилизопропилкетон.Мольное соотношение окиси алюминия и кетона 1:0,03. Затем печьнагревают до 340 - 360 С и в течение1 ч продувают сухой азот. Далее температуру печи понижают до 100 С ипропускают через слой подготовленного таким образом каталйзатора 27 гокиси гексафторпропилена со скоростью 16,3 г/ч одновременно с азотом,скорость которого 10 мл/мин. Продукты реакции собирают в ловушке, охлаждаемой до -100 С, их масса составляет 27 г. Реакционную смесь анализируют методом газохроматографического. (ГЖХ) анализа. Анализ проводят нахроматографе ЛХМс детектором потеплопроводности. Колонка 3,5 м хХ 4 мм с 5 фторсиликонового масла"ФСна полисорбе - 1, фракция 0,30,5 мм. Скорость увлажненного газаносителя (гелия) - 1 л/ч, Температурыдетектора, испарителя, термостатаколонок 100 С, 145 С и 40 С соответственно. Выход гексафторацетона96,3 мас Кроме него найдены карбонилфторид и тетрафторэтилен. Окисигексафторпропилена в реакционнойсмеси не обнаружено, Таким образом,конверсия окиси гексафторпропиленасоставила 100,оП р и м е р 2. Прокаленную окисьалюминия смачивают перфторэтилизопропилкетоном, помещают в трубчатуюпечь, нагревают до 340 - 360 С ипри этой температуре продувают сухим азотом в течение 1 ч. Затемтемпературу понижают до 800 С и в течение 1 ч пропускают 19 г окисигексафторпропилена в смеси с азотом,скорость которого 10 мл/мин, Получено 19 г продукта. Выход гексафторацетона 93,5 мас., а также примеси карбонилфторида и тетрафторэтилена. Окиси гексафторпропилена ненайдено. Конверсия сырья 100.