Синтез фторированных углеводородов

1. Тетрафторэтилен F₂C=CF₂, газ, t_кип = –76^оС

Получают пиролизом монохлордифторметана при 650-700^оС в графитовых, стеклянных или серебряных трубках:
2CHClF₂ 2·CF₂· → F₂C=CF₂

Является мономером политетрафторэтилена (фторопласт–4).

2. ТрифторхлорэтиленClFC=CF₂, газ, t_кип = –27^оС

Получают взаимодействием спиртового раствора 1,1,2-трифтортрихлорэтана с цинком:
Cl₂FC–CClF₂ + Zn → ClFC=CF₂ + ZnCl₂
Является мономером полихлортрифторэтилена (фторопласт – 3).

3. Фреоны. Фреонами называются хлорфторпроизводные метана и этана. Это газообразные вещества или низкокипящие жидкости со слабым запахом, малотоксичные и негорючие. Такие свойства обеспечили их широкое применение в качестве хладореагентов, особенно для бытовых целей и в качестве аэрозольных растворителей.

Для фреонов установлены сокращенные названия, соответствующие их эмпирическому составу (фреон–12, фреон–113 и т.д.):

– Последняя цифра указывает на число атомов фтора;

– Вторая справа – на 1 больше числа атомов водорода;

– Первая слева на 1 меньше числа атомов углерода;

Так, во фреоне–12 два атома фтора, нет ни одного атома водорода и один атом углерода, что дает формулу CCl₂F₂.

Важнейшие фреоны получают в промышленности замещением атомов хлора на атомы фтора в хлороформе, четыреххлористом углероде, тетра-, пента- и гексахлорэтане и при взаимодействии последних с HF в присутствии катализатора (галогенидов сурьмы). Причем для получения определенных продуктов выбирают условия реакции таким образом, чтобы исходные вещества находились в виде жидкостей, а продукты легко отгонялись по мере образования.

Схемы процессов следующие:

CHCl₃ → CHCl₂F → CHClF₂ → CHF₃

фреон-21 фреон-22 фреон-23

t_кип = +9^оС –41^оС –82^оС

CCl₄ → CCl₃F → CH₂F₂ → CClF₃

фреон-11 фреон-12 фреон-13

+24^оС –30^оС –82^оС

СH₃–CH₃ → Cl₂FC–CClF₂ → ClF₂C–CClF₂ → ClF₂C–CF₃

фреон-113 фреон-114 фреон-115

+48^оС +4^оС –38^оС

Полученные вещества находят следующее применение:

CHCl₃ – является хорошим метилирующим агентом, например для получения диметилдихлорсилана (СH₃)₂SiCl₂, метилмеркаптана CH₃SH и т.д.

CH₂Сl₂ и CCl₄ – превосходные растворители. Применение для этой цели хлороформа ограничено его высокой токсичностью.

CHCl₃ используется как промежуточный продукт для синтезов

CCl₄ кроме того используется для производства фреона–12

CCl₄ + 2HF CCl₂F₂ + 2HCl

и тушения пожаров электропроводки.

Процесс жидкого хлорирования состоит в том, что хлор барботирует через жидкую реакционную массу. Реакция протекает в растворе. Образующийся HCl десорбируется и удаляется в виде газа. Продукты накапливаются в растворе, и затем их ректифицируют. В хлораторе предусмотрено обязательное облучение и охлаждение.