[发明专利]用于CF3I和CF3CF2I合成的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及CF₃I和CF₃CF₂I的合成。更具体地，本发明涉及用于CF₃I和CF₃CF₂I合成的催化剂族。

背景技术

三氟碘甲烷(CF₃I)和五氟碘乙烷(C₂F₅I)是有用的化学品。CF₃I是潜在的取代三氟溴甲烷的灭火剂，用于在制备表面活性剂、化学品和药物中引入三氟甲基基团的含氟中间体化合物，以及当与某些氟代烷烃化合物一起混合时得到具有低全球变暖倾向的制冷剂。C₂F₅I在很多与与氟化表面活性物质领域相关的应用中被用作合成中间体，以及更特别的，作为灭火配方的基本成分，作为多种物质疏水和疏油的整饰剂(finish)，以及作为药物制剂。

用于制备三氟碘甲烷的间歇和连续工艺均已被发展起来。对于间歇工艺，已经表明三氟碘甲烷能够通过将三氟乙酸或其衍生物与碘反应制备。但是，该方法需要严格控制反应条件和原材料的湿度水平，而且，为了达到三氟碘甲烷的高产率必须使用昂贵的三氟醋酸银。

可选的，三氟碘甲烷能够通过连续气相反应制得。但是，到目前为止已知方法开发的催化剂族限于被负载的碱金属、碱土金属的盐和碘化亚铜(CuI)。这些催化剂受到由反应中形成的碳和/或催化剂中活性成分的损失和烧结引起的快速失活的困扰。

因此，需要研制可替换的催化剂体系和方法，该催化剂体系和方法克服、减少和/或减轻了现有技术中催化剂和方法中一种或多种前述的或其他的有害影响。

发明内容

本公开内容提供了用于制备由式CF₃(CF₂)_n-Y表示的氟碘烷化合物的方法，其中n为0或1。该方法包括将A、B和C接触的步骤，其中A由式CF₃(CF₂)_n-Y表示，其中n为0或1，Y选自H、Cl、Br和COOH。B为碘源；且C为含有具有d¹s¹构型的元素和镧系元素的催化剂。该方法在足以制备氟碘烷化合物的温度和接触时间下进行。

本公开内容的一个目的是提供用具有d¹s¹构型的元素或镧系元素作为催化剂，来制备三氟碘甲烷(CF₃I)和五氟碘乙烷(C₂F₅I)的方法。

本发明的另一目的是提供用过渡金属、贵金属或稀土金属作为本发明催化剂的活性促进剂，来制备三氟碘甲烷(CF₃I)和五氟碘乙烷(C₂F₅I)的方法。

本发明的上述和其他特征和优点将通过下面详细的说明书和所附的权利要求被本领域技术人员领会和理解。

具体实施方式

本发明提供了用于从由式CF₃(CF₂)_n-Y表示的化合物，其中Y选自H、Cl、Br和COOH，以及n＝0或1；来制备由式CF₃(CF₂)_n-I表示的氟碘烷化合物的方法的催化剂，其中n为0或1。该方法可以在存在碘源(I₂、HI、ICl、IF₅、CI₄等)，存在或不存在氧源(O₂、空气、臭氧、N₂O、H₂O₂等)下完成。

在某些实施方案中，用于该方法的催化剂含有具有d¹s¹构型的元素和/或镧系元素，包括但不限于：钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)以及镥(Lu)，以任何已知前体的任何已知形式存在。

催化剂可以通过将每种元素或其混合物负载在载体上来制备，载体优选活性碳，或直接作为本体(未负载)使用。这些元素的量的范围基于整个催化剂以重量计从0.001％到100％，以及其间的所有子范围。这些元素的前体可以是氧化物、氮化物、卤化物、碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐，或其他已知盐和化合物。