[发明专利]制备2,3,3,3-四氟丙烯的方法

说明书

本申请是一项发明专利申请的分案申请，其母案的申请日为2012年10月10日、申请号为201280050612.0(PCT/US2012/059437)、发明名称为“制备2，3，3，3-四氟丙烯的方法”。

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年10月14日提交的美国临时申请61/547,219号的优先权，其内容通过引用并入本文。

本申请也是2011年11月11日提交的美国申请序列号13/287,199的部分继续申请，其内容通过引用并入本文。

本申请也是2008年7月2日提交的美国申请序列号12/167,159的部分继续申请，其要求2007年7月6日提交的美国临时申请60/958,468号的优先权，它们的内容均通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于制备氟化有机化合物的方法，更具体地涉及用于制备氟化烯烃的方法，特别更具体地涉及用于制备2，3，3，3-四氟丙烯(HFO-1234yf)的方法。

背景技术

现已知氢氟烯烃(HFO)，例如四氟丙烯(包括2，3，3，3-四氟丙烯(HFO-1234yf))是有效的制冷剂、灭火剂、传热介质、推进剂、发泡剂、起泡剂、气体电介质、杀菌剂载体、聚合介质、颗粒去除流体、载液、抛光研磨剂、置换干燥剂和动力循环工作流体。不像潜在破坏地球臭氧层的氯氟烃(CFC)和氢氯氟烃(HCFC)，HFO不含氯并因此对臭氧层不构成威胁。HFO-1234yf还已显示出是一种低毒性的低全球变暖化合物，并因此可满足对于移动式空调的制冷剂的日益严格的要求。因此，含HFO-1234yf的组合物属于正在研发中的用于许多上述应用中的材料。

已知多种制备HFO的方法。例如，美国专利4,900,874号(Ihara等)描述了一种通过使氢气与氟化醇接触制备含氟烯烃的方法。虽然这看来是一种相对高产率的方法，但氢气在高温下的工业规模处理是危险的。而且，工业制氢气的成本，例如建造现场制氢装置，在经济上是昂贵的。

美国专利2,931,840号(Marquis)描述了一种通过氯代甲烷和四氟乙烯或一氯二氟甲烷的热解制备含氟烯烃的方法。该方法是一种相对低产率的方法并且非常大百分数的有机原料转化为不需要的和/或不重要的副产物，包括相当大量的炭黑，其趋于使该方法中使用的催化剂失活。

已描述了自三氟乙酰丙酮和四氟化硫制备HFO-1234yf(参见Banks等Journal of Fluorine Chemistry，Vol.82，Iss.2，p.171-174(1997))。而且，美国专利5,162,594号(Krespan)公开了一种方法，其中四氟乙烯与另外的氟化乙烯在液相中反应以制备聚氟烯烃(polyfluoroolefin)产物。

然而，仍然需要一种经济的方式来制备氢氟烯烃，例如HFO-1234yf。本发明尤其满足了这一需求。

发明内容

本发明部分涉及以下令人惊讶的发现：在2-氯-1，1，1，2-四氟丙烷(HCFC-244bb)于反应器中脱氯化氢成HFO-1234yf的过程中，反应器材料卤化(halidation)所形成的杂质导致HFO-1234yf的生产率降低和/或选择性由HFO-1234yf转变到2-氯-3，3，3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)。因此，本发明涉及通过减少反应器中杂质的存在来改善HFO-1234yf制备和选择性并且避免，或者至少降低，HCFO-1233xf的形成的方法。

一方面，本发明涉及用于制备2，3，3，3-四氟丙烯的方法，包括：(a)自反应器移除杂质使得该反应器基本上没有杂质，(b)在该反应器中提供包含HCFC-244bb的起始组合物，和(c)在该反应器中使起始组合物与脱氯化氢催化剂接触以制备包含HFO-1234yf的最终组合物。在本文中使用时，表述“基本上没有”意味着反应器中的杂质量减少从而可测地(measurably)改善了HFO-1234yf生产率和/或HCFC-244bb向HFO-1234yf转化的选择性。它还意味着降低了HCFC-244bb向HCFO-1233xf的转化。所述杂质可包括，但不限于，金属卤化物、金属氧化物和/或含碳物质。金属卤化物可包括，例如，Ni、Cr、Fe、Mo、Nb、Cu和Co的卤化物。