[发明专利]通过直接氟化来氟化无机或有机化合物的工艺

说明书

本发明涉及氟化气体的用途，其中单质氟(F₂)以高浓度存在，例如单质氟(F₂)的浓度，特别是等于远远高于15体积％或甚至20体积％(即，至少15体积％或甚至20体积％)，并涉及一种使用氟化气体通过直接氟化制造氟化化合物的工艺，其中单质氟(F₂)以高浓度存在。本发明的工艺涉及通过直接氟化制造除氟化苯以外的氟化化合物，特别是本发明涉及制备用于农业、制药、电子、催化剂、溶剂和其它功能性化学应用中的氟化有机化合物、终产物和中间体。本发明的氟化工艺可以分批或以连续方式进行。如果本发明的工艺分批进行，则可以使用柱式(塔式)反应器。如果本发明的工艺是连续的，则可以使用微反应器。

技术领域

本发明涉及分别一种使用包含单质氟(F₂)的氟化气体制造或制备氟化无机或有机化合物的工艺。例如，本发明的工艺可以包括使用包含单质氟(F₂)的氟化气体分别分批或连续制造或制备氟化无机或有机化合物。

背景技术

工业规模的氟化有机化合物是通过使用无水HF进行氟卤素交换、将HF加至烯烃双键、氟化剂(如胺x nHF)、与HF进行电氟化(原位生成F₂)来制备的，在后一种情况下，选择性、可扩展性和缺乏环境友好性(形成剧毒的部分氟化化合物)常常是并且仍然是一个未解决的问题。另一种现有的氟化工艺是直接使用F₂气体。然而，这不仅需要工业数量，还需要对F₂气体和共同产生的HF进行非常熟练的处理(氢(H)与氟(F)交换反应)。

单质氟(F₂)是一种黄色的压缩气体(氟气、F₂气体)，具有刺激性气味，它是强氧化剂，与可燃和还原性物质剧烈反应。由于其强大的化学活性，因此需要对氟和HF具有强耐腐蚀性的设备和容器，F₂气体通常会与氮气(N₂)混合。在欧洲，通常只允许运输95％的N₂和仅5％的F₂气体的混合物，或者仅允许豁免F₂气体含量至多10％的混合物。

在亚洲，可使用的惰性气体(如N₂)中的F₂气体比例至多20％。

由于安全性以及降低和/或控制F₂气体在化学反应中的化学活性或反应性，因此需要用惰性气体如N₂来稀释F₂气体。然而，由于工业规模的“失活”的所述原因而需要的惰性气体对F₂气体的这种稀释具有以下缺点：一方面，用惰性气体稀释的F₂气体的计量非常具有挑战性，而另一方面，作为缺点甚至更为重要的是，在与F₂气体化学反应期间，由于这些反应非常放热，惰性气体大大降低了反应器设备中的传热，并且由于稀释的惰性气体导致传热减少，最坏的情况下甚至可能导致失控。因此，原则上不期望惰性气体充当绝缘气体。

Meinert H.已经报道了氟与吡啶在-40℃或-80℃温度下的被氮稀释的氟的一些反应和观察到的分解(ZeitschriftfürChemie， Leipzig,DeutscherVerlagfürGrundstoffindustrie，1961-1990，ISSN0044-2402，1965，卷5(2).评论，第64页，ZCM1130于1964 年12月7日收到。)Roger S等已经报道了CF₃OF(三氟甲基次氟酸酯(美国化学学会杂志，79卷，1957，5625-5627)的一些反应。 EP 0267627A1(Ausimont)文献描述了一种卤化聚醚的制备工艺，例如使用CF₃OF(三氟甲基次氟酸酯。