氯甲,分子式CH2ClF,是一種鹵代甲烷,具有突出的抗降解性,是重要的有機中間體。其晶體結構為單斜晶系,屬于P21空間點群。在22公里的高空,氟氯甲烷的稀少濃度有一兆份之148。作為一種制冷劑,其臭氧層消耗潛能值(ODP)為0.02(CCl3F = 1)。2017年10月27日,世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單初步整理參考,氯氟甲烷在3類致癌物清單中。
物質簡介
氟氯甲烷是一種鹵代甲烷,是目前已知的吸熱強的物質(冰箱的制冷劑之一)之一和四氟化碳(PFCs)并列。
晶格常數為a = 6.7676,b = 4.1477,c = 5.0206 (.10 nm), β = 108.205°。
在22 公里的高空,氟氯甲烷的稀少濃度有一兆份之148。
作為一種制冷劑,它的臭氧層消耗潛能值(ODP)為0.02(CCl3F = 1)。
三氯氟甲烷(F—11)和二氟二氯甲烷(F—12)被統稱為氟氯甲烷(CFM)。
別名:氯氟甲烷(Fluorochloromethane)、Chloro-fluoro-methane、Methylene 氯化物 氟化物、一氯一氟甲烷(Monochloromonofluoromethane)、cfm、Khladon 31、氟利昂31、CFC 31。
物理化學性質
氟氯甲烷化學方面具有突出的抗降解性。
氟氯甲烷在環境中的殘留期很長,有人估算其在大氣中的停留時間為40—150年。
氟氯甲烷物理方面的高度揮發性和水不溶性,決定了它們在環境中的主要貯圈是大氣圈。
氟氯甲烷能強烈吸收地面的熱輻射,是全球性“溫室效應”中起作用的成份。
詳細信息
計算化學數據
1.疏水參數計算參考值(XlogP):1.3
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:1
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積:0
7.重原子數量:3
8.表面電荷:0
9.復雜度:4.8
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1
制備工藝
氯代甲烷路線
這是將氯代甲烷和氟化劑進行Swats反應而生成氯氟甲烷的工藝路線,目前為國外生產氯氟甲烷的大多數廠家所采用,主要用于生產下F-11、F-12、F-22、F-21、F-13和F-31等。
1、無催化劑氟化氫鹵素置換法
該法是氯氟甲烷合成方法中工藝最簡單的一種方法,其反應如下:CCI+HF=CCIF+HCI。
此反應不必使用催化劑,但反應速度慢且需要高溫、高壓,同時伴有同分異構化和聚合等反應,因此很容易生成副產物。
2、使用催化劑的三氟化氮鹵素置換法
(1)液相法
該法用五氯化銻作催化劑,氯代甲烷和,氟化氫進行液相反應而生成氯氟甲烷。這種方法技術較成熟,溫度易控制,副產物也少,是目前工業上采用的一種主要方法。
實際操作時,將液態四氯化碳和氟化氫連續加入反應釜,得到粗F-11、F-12和氯化氫,然后進行中間處理,最后得到純的F一11、F一12。反應壓力為常壓~36kg/cm ,反應溫,度為45~200℃。反應條件應足以使催化劑熔融。使反應在單相催化下進行。若反應溫度低。則催化作用只能發生在催化劑的表面,從而形成多相催化,降低催化劑的效能。
(2)氣相法
該法是用活性炭等多孔物質吸附的FeCI、FeCl等鐵氯化物及金屬鐵作催化劑,使氯代甲烷同氟化氫在200~400OC溫度下進行氣相反應而生成氯氟甲烷的方法。一般,為了提高反應速率,分兩段進行氟化。為了克服三氯化鐵易揮發的缺點,國外有的采用如下各種單一催化劑:①AIF。催化劑②將含ZrCI的水溶液吸附在活性炭上進行干燥后再用氟化氫處理的ZrF催化劑③將含Th(NO)的水溶液吸附在活性炭上進行干燥后再用氟化氫處理的四氫呋喃催化劑④用氨水處理Cr(NO)后在650~1200℃進行高溫燒結得到的三氧化二鉻催化劑。這幾種催化劑以氧化鉻催化劑的使用最普遍,采用的反應溫度為100~500℃,反應壓力為常壓或加壓,反應混合物和氧化鉻催化劑的接觸時間約l~10秒。
3、電解法
該法是在較低溫度下,把氯代甲烷如四氯化碳、三氯甲烷以細小的氣泡吹入并分散在液態氟化氫中,通過電解使氯代甲烷中的氫直接由氟置換而得到氯氟甲烷。
4、直接氟化法
該法是直接用F作氟化劑從氯代甲烷制得氯氟甲烷的方法。由于F活潑、容易發生激烈的燃燒反應,故采用低溫下使氯代甲烷液化的方法,或用氮氣等稀釋F,在,高溫下氟化的方法,以降低F的活性。但,不論采用哪種方法,都必須考慮反應器的結構。
參考資料 >