[发明专利]包含氢氟烯烃的Z和E立体异构体的组合的组合物

说明书

发明领域

本发明涉及包含氢氟烯烃的Z和E立体异构体的一种组合的组合物。本发明还涉及获得这些组合物的方法。本发明的组合物在用于产生冷却或热的过程中作为热传输流体、制冷剂、泡沫发泡剂、气溶胶喷射剂、抑火、灭火剂、以及在用于金属脱脂和脱水剂的溶剂应用中是有用的。

发明背景

用于臭氧层保护的蒙特利尔议定书规定了逐步淘汰氯氟烃类(CFC)的使用。对臭氧层更“友好”的材料，例如氢氟烷类(HFC)(例如HFC-134a)取代了氯氟烃类。后者的化合物已证明是温室气体，温室气体引起全球变暖并且受关于气候变化的京都议定书所管辖。所出现的替代材料(氢氟丙烯)表明是环境可接受的，即具有零消耗臭氧层潜能(ODP)以及可接受的低GWP。

当前所提出的对于氢氟烷类(例如HFC-134a)的替代制冷剂包括HFC-152a、纯的烃类(例如丁烷或丙烷)、或“天然”制冷剂(例如CO₂)。许多这些所建议的代替物是可燃的，和/或具有低的能量效率。因此，正在寻找新的可替代的制冷剂。氟烯烃类物质(例如氢氟丙烯)作为HFC的代替物已产生了兴趣。这些材料在低层大气中的固有的化学不稳定性提供了所希望的低的全球变暖潜能以及零或接近零的消耗臭氧层潜能。然而，这种固有的不稳定性被认为同样影响了它们的毒性。具体地说，与E异构体相比，Z异构体对氧将更有活性。

本发明的目的是提供可充当制冷剂和热传输流体以及发泡剂、溶剂清洁剂等的新颖的组合物，该组合物提供了独特的特性来满足低的或零臭氧消耗潜能、更低的全球变暖潜能和低的毒性的需要。

发明概述

本发明是针对包含氢氟烯烃类的Z和E立体异构体的多个组合，其中毒性较大的异构体是低于该组合(相对照Z+E的总和)重量的30％，以使在应用中的毒性影响降到最小，它们将被用于例如冷却和热流体、泡沫发泡剂或溶剂。本发明还针对获得这些组合的方法。

发明内容

氢氟烯烃类已被提出作为热传输流体以及发泡剂、溶剂清洁剂等，它们显示出低的全球变暖潜能以及零臭氧消耗值。低的全球变暖潜能是氢氟烯烃类的大气降解作用(典型地在仅仅几天内)的一个结果。氢氟烯烃类的快速的大气降解作用跟与OH基团的反应性有关。

氢氟烯烃类的毒性在几何异构体之间不同。有特殊意义的可作为Z和E异构体而存在的氢氟烯烃类包括：

F1225ye(Z和E异构体)以及

F1234ze(Z和E异构体)

从反应性的角度来看，立体上更受阻的异构体被认为是更有活性的并且由此很可能更有毒的。Z异构体与E异构体的一个优选的比率是低于该组合重量的大约30％的毒性较大的异构体(相对照Z+E的总和)，并且甚至更优选低于大约10％的毒性较大的异构体。最优选的比率是低于大约1％的毒性较大的异构体(相对照Z+E的总和)。

对于F1225ye，Z异构体与E异构体的一个优选的比率是低于该组合重量的大约30％的E异构体(相对照Z+E的总和)，并且甚至更优选低于大约10％的E异构体。最优选的比率是低于大约1％的E异构体(相对照Z+E的总和)。

对于F1234ze，Z异构体与E异构体的一个优选的比率是低于该组合重量的大约30％的Z异构体(相对照Z+E的总和)，并且甚至更优选低于大约10％的Z异构体。最优选的比率是低于大约1％的Z异构体(相对照Z+E的总和)。

本发明的组合还可以进一步包括另外的低的全球变暖潜能和低的或零臭氧消耗值材料，这些材料包括但不局限于：烃类(例如戊烷或环戊烷)、CO₂、氢氟烷类(例如二氟甲烷(HFC-32)、1，1，1，3四氟乙烷(HFC-134a)、五氟乙烷(HFC-125)、以及1，1-二氟乙烷(HFC-152a))；以及氢氯烯烃类(hydrochloroalkenes)(例如叔-1，2-二氯乙烯(1，2-DCE))。

可以使用不同的技术来将立体异构体分离以获得本发明的组合：

·蒸馏，当异构体的沸点是有足够的区别时

·基于异构体对氯化上的氢化(hydrogenation on chlorination)(但不局限于此)的反应性的差别的反应蒸馏，接着是反应产物的蒸馏

·使用一种强路易斯酸(例如SbF₅)和一种高表面积氟处理的氧化铝或活性碳催化剂的Z异构体到E异构体的催化异构化