(57)【要約】本発明は、少なくとも１つの反応ステップがマイクロリアクター中で行われるＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）及び／又はトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）の製造方法に関する。本発明の好適な実施形態は、少なくとも１つの反応ステップがＳｉＣで構成されるか若しくは作製されるマイクロリアクター（「ＳｉＣマイクロリアクター」）又は合金（例えばＨａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｃ）で構成されるか又は作製されるマイクロリアクター中で行われる、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）及び／又はトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）の製造方法に関する。一実施形態において、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）及び／又はトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）の製造方法は効果的に組み合わせてもよい。これは、本発明の方法に従ってマイクロリアクター、好ましくはＳｉＣマイクロリアクターを用いて製造されたＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）は、トリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）を製造する原料及び／又は中間材料として使用することができ、好ましくはマイクロリアクターでトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）を製造することができる。ＨＣＦＣ−１３３ａ及び／又はＴＦＥＡを製造する際に、ＨＣＦＣ−１３３ａ及び／又はＴＥＦＡは、（例えば）低エネルギー消費の方法だけで容易に精製及び／又は分離され、また、精製及び／又は分離の方法は好ましくは蒸留を必要としない。有利的には、過剰なＨＦ及び触媒との分離は、相分離により省エネで容易に行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のステップ（ａ）からステップ（ｆ）を含むＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造方法であって、
ステップ（ａ）において、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を原料又は中間材料として提供し、
ステップ（ｂ）において、ＮＨ３（アンモニア）、触媒及び／又は塩基を提供し、
ステップ（ｃ）において、ステップ（ａ）の前記ＨＣＦＣ−１３３ａと、ステップ（ｂ）の前記ＨＦ及び前記触媒とを混合し、
ステップ（ｄ）において、ステップ（ｃ）で得られた混合物を少なくとも１つの上部の横寸法が約４ｍｍ以下の連続流通反応器、好ましくは少なくとも１つのマイクロリアクターにフィードし、前記触媒の存在下でそこでＨＣＦＣ−１３３ａとＮＨ３の反応を行い、ＴＦＥＡを含む反応混合物を得、
好ましくは以下の１つ又は複数の条件下で少なくとも１つのマイクロリアクターにフィードし、
流速：約１０ｍｌ／ｈ−約４００ｌ／ｈ
温度：約３０℃−約１５０℃
圧力：約５ｂａｒ−約５０ｂａｒ
滞留時間：約１秒、好ましくは約１分間−約６０分間
ステップ（ｅ）において、前記連続流通反応器、好ましくはマイクロリアクターからステップ（ｄ）で得られた反応混合物を取り出し、ＴＦＥＡを含む生成物、好ましくはＴＦＥＡ生成物を得、
ステップ（ｆ）において、ステップ（ｅ）で得られた前記ＴＦＥＡ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＴＦＥＡを得る、方法。
【請求項２】
以下のステップ（ａ）からステップ（ｆ）を含むＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法であって、
ステップ（ａ）において、ＴＲＩ（トリクロロエチレン）を原料として提供し、
ステップ（ｂ）において、ＨＦ（フッ化水素）及び触媒、好ましくはハロゲン化促進触媒、より好ましくはフッ素化促進触媒を提供し、
ステップ（ｃ）において、ステップ（ａ）の前記ＴＲＩと、ステップ（ｂ）の前記ＨＦ及び前記触媒とを混合し、
ステップ（ｄ）において、ステップ（ｃ）で得られた混合物を少なくとも１つの上部の横寸法が約５ｍｍ以下、又は約４ｍｍ以下の連続流通反応器、好ましくは少なくとも１つのマイクロリアクターにフィードし、触媒の存在下でそこでＴＲＩとＨＦの反応を行い、ＨＣＦＣ−１３３ａを含む反応混合物を得、
好ましくは、以下の１つ又は複数の条件下で少なくとも１つのマイクロリアクターにフィードし、
流速：約１０ｍｌ／ｈ−約４００ｌ／ｈ
温度：約３０℃−約１５０℃
圧力：約５ｂａｒ−約５０ｂａｒ
滞留時間：約１秒、好ましくは約１分間−約６０分間
ステップ（ｅ）において、前記連続流通反応器、好ましくはマイクロリアクターからステップ（ｄ）で得られた反応混合物を取り出し、ＨＣＦＣ−１３３ａを含む生成物、好ましくはＨＣＦＣ−１３３ａ生成物を得、
ステップ（ｆ）において、ステップ（ｅ）で得られたＨＣＦＣ−１３３ａ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａを得る、方法。
【請求項３】
請求項１に記載のＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造方法において、前記ステップ（ａ）において、原料又は中間材料として提供される前記ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）は、請求項２に記載のＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法により得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
請求項１に記載のＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法又は請求項２に記載のＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造方法において、前記ステップ（ｄ）における少なくとも１つの前記連続流通反応器、好ましくは少なくとも１つの前記マイクロリアクターは、独立してＳｉＣ−連続流通反応器、好ましくはＳｉＣ−マイクロリアクターである、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
請求項４に記載のＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法において、前記ステップ（ｄ）における少なくとも１つの前記マイクロリアクターは、独立してＳｉＣ−マイクロリアクターであり、好ましくは前記ステップ（ｄ）における少なくとも１つの前記マイクロリアクターは、請求項１に記載のステップ（ｄ）におけるＳｉＣ−マイクロリアクターである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記フッ素化反応において、前記触媒は、Ｓｂ、Ａｓ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、好ましくはＳｂに基づくハロゲン化触媒、好ましくはフッ素化触媒であり、より好ましくは前記フッ素化触媒は、Ｓｂフッ素化触媒からなる群より選択されるフッ素化触媒であり、これにより、活性物質Ｈ２Ｆ＋ＳｂＦ６−が提供される、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記フッ素化反応に記載のハロゲン化触媒は、五塩化アンチモン及び／又は五フッ化アンチモンであり、好ましくは前記触媒は、オートクレーブ中でＳｂＣｌ５とＨＦとの反応により調製された五フッ化アンチモン（ＳｂＦ５）、より好ましくはＨＦ中のＳｂＦ５からなる五フッ化アンチモン（ＳｂＦ５）であり、前記ＨＦ中のＳｂＦ５は、請求項１から３のいずれかに記載の方法における反応ステップ（ｄ）の前に活性物質Ｈ２Ｆ＋ＳｂＦ６−を形成する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップ（ｆ）において請求項２に記載のステップ（ｅ）で得られた前記ＨＣＦＣ−１３３ａ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａを得ることを含み、並びに／或いは、前記ステップ（ｆ）において、請求項１に記載のステップ（ｅ）で得られた前記ＴＦＥＡ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＴＦＥＡを得ることを含み、
好ましくは、請求項３に記載の方法において、原料又は中間材料として提供される前記ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）は、請求項２に記載のＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法により得られ、前記ステップ（ｆ）において、請求項２に記載のステップ（ｅ）で得られた前記ＨＣＦＣ−１３３ａ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａを、請求項１に記載のＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造原料又は中間材料として得る、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１又は２に記載のステップ（ｆ）において、ＨＣＦＣ−１３３ａ及び／又は前記ＴＦＥＡの前記精製及び／又は分離は、相分離法を含むか、又は相分離法から構成され、好ましくは、少なくとも請求項２のステップ（ｆ）に記載のＨＣＦＣ−１３３ａの精製及び／又は分離、或いは請求項２のステップ（ｆ）のみに記載のＨＣＦＣ−１３３ａの前記精製及び／又は分離は、相分離法を含むか、又は相分離法で構成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも請求項２に記載のＨＣＦＣ−１３３ａを精製及び／又は分離するステップ（ｆ）には蒸留を含まず、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａを得、好ましくは、前記精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａが請求項１に記載のＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造方法に用いられる場合、少なくとも請求項２に記載のＨＣＦＣ−１３３ａを精製及び／又は分離するステップ（ｆ）には蒸留を含まず、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａを得、
前記ステップ（ａ）において、原料又は中間材料として提供される前記ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）は、請求項２に記載のＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法により得られる、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）及び／又はトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）の新しい製造方法に関する。特に、本発明は、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）の製造方法に関し、具体的には、触媒の存在下で原料又は中間材料であるトリクロロエチレン（ＴＲＩ）とＨＦとを反応させ、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）を製造する方法に関する。そして、アンモニア（ＮＨ３）と反応させることで、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）からトリフルオロエチルアミンＴＦＥＡ）を製造することができる。
【背景技術】
【０００２】
ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）を製造するための全ての従来技術では、ＰＥＲ（テトラクロロエチレン）又はＴＲＩ（トリクロロエチレン）を原料とし、気相で反応を行なっている。
【０００３】
また、国際特許出願ＷＯ２０００／０７６９４５Ａ２（Ｂｒａｕｎら）及び中国特許出願ＣＮ１０３１０２２４１Ａ（ＹａｎｇＨｕｉｍｉｎ）から、ＨＣＦＣ−１３３ａ（ＣＦ３ＣＨ２Ｃｌ、ＨＦＣ−１３４ａ（ＣＦ３−ＣＨ２Ｆ）の製造において最も重要な中間体）に用いられる以下の二段階製造法は、従来の回分式反応器または連続式反応器中で行われることが分かった。
【０００４】
本明細書において、ＷＯ２０００／０７６９４５Ａ２には、ＵＶ活性化による塩素化方法が開示されている。当該方法において、気相又は液相で出発化合物を塩素と接触し、波長λ＞２８０ｎｍの紫外線により照射することにより、塩素をＣ−Ｃ−二重結合若しくはＣ−Ｃ−三重結合に結合させること、又は塩素で水素を置換することで塩素含有アルカンを製造する。この方法によれば、トリクロロエチレン（Ｃｌ２Ｃ＝ＣＨＣｌ）からペンタクロロエタン（ＣＣｌ３ＣＨＣｌ２）を生成し、ＨＣＦＣ−１２３又はＨＦＣ−１３３ａからＣＦＣ−１１３を生成し、ＨＣＦＣ−１４２ｂからＣＦＣ−１１２ａを生成し、或いはＨＣＦＣ−１３３ａからＨＣＦＣ−１２３を生成することができる。前記方法は、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ（１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン）の精製にも適しており、光によって塩素化可能な不純物を分離することができる。前記方法は、収率が高く、選択性に優れたという利点を有する。例えば、製造に用いられる１つの反応スキームは以下の通りである。
【化１】
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【０００５】
気相反応において、約３００℃の温度下でＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を冷凍剤１３４ａの前駆体として工業生産することが知られている。気相反応の欠点の１つは、（化学反応が良好に進行する場合においても）エネルギー需要である。
【０００６】
本発明の目的は、従来技術の欠点を克服するために、より効果的で省エネで環境に優しい製造方法を提供することである。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、特許請求の範囲の記載及び本発明の詳細な説明により実現することができる。特に、好適な実施例において、本発明に係る方法、即ちＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法及び／又はＨＣＦＣ−１３３ａを原料としてＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）を製造する方法では、采用１つ又は複数のマイクロリアクターを使用し、並びに／或いは本発明は好適な実施例において１種又は複数種の相分離法を使用する。
【０００８】
トリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）は、ＣＦ３ＣＨ２Ｃｌ（ＨＣＦＣ−１３３ａ）（即ち、１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）から最適に又は最短経路で製造される。
【０００９】
従って、本発明は、液相でアンモニア（ＮＨ３）と反応させることでＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）からトリフルオロエチルアミンＴＦＥＡを製造する方法に関する。
【００１０】
本発明は、液相反応においてフッ化水素（ＨＦ）との反応によりＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を製造する方法にも関する。得られたＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）は、前記トリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）を製造する原料として用いられる。
【００１１】
本発明は、従来技術に存在する欠点、特に気相反応の高エネルギー需要（化学反応が良好に進行する場合においても）の欠点を克服することができる。本発明の液相反応によれば、前記高エネルギー需要が必要とされない。これは、液相反応がより効果的で省エネで環境に優しい方法であるためである。この液相反応は、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を（例えば）原料として製造すること、並びに／或いは原料であるＨＣＦＣ−１３３ａからトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）を製造することに用いられる。本発明において、相分離により精製することにより、エネルギー上より有利である。
【００１２】
知られているＨＣＦＣ−１３３ａの製造方法は、全て気相中で行われるものである。本発明は、「連続操作タンク又は間欠操作タンク」において液相でトリクロロエチレン（ＴＲＩ）を出発原料とする方法を開示する。当該方法は、以下の反応スキームに開示される反応メカニズムに従うと考えられる。液相方法では、気相方法と比較してはるかに少ないエネルギーが消費され、相分離と組み合わせると、最も経済的な省エネ方法となる。本発明に係る連続流通反応器、特にいわゆるマイクロリアクターで５段階の化学反応を行うことにより、安全性（無水ＨＦ）及び工業的実現可能性の改良及び経済的で省エネな操作モードがさらに実現される。
【００１３】
マイクロリアクター中でＨＣＦＣ−１３３ａを連続して製造してから下流の化学反応と組み合わせてフッ素化モジュール（中間体）トリフルオロエチルアミンを得る反応スキームは、以下に示される。トリフルオロエチルアミンＨＣＦＣ−１３３ａはＨＦを含んではいけないため、アミノ化ステップ中でＮＨ４Ｆが形成されることが防止されるように、蒸留ステップを追加して過剰なＨＦを除去する。
【００１４】
ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を製造する従来技術（ＰＥＲ（テトラクロロエチレン）又はＴＲＩ（トリクロロエチレン）を原料として気相中で反応を行う方法）に対して、本発明は、例えば以下の反応スキームに基づく新しい液相方法を提供する。
【００１５】
【化２】
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【００１６】
好適な実施例において、前記方法は、例えば、マイクロリアクター中で行われるが、これに限定されない。これは、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造及びＨＣＦＣ−１３３ａを原料とするトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）の製造のいずれにも適用する。
【００１７】
例えば、本発明は、少なくとも１つの反応ステップがマイクロリアクター中で行われるＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）及び／又はトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）の生産方法に関する。特に、本発明の好適な実施例は、少なくとも１つの反応ステップがＳｉＣで構成されるか若しくは作製されたマイクロリアクター（「ＳｉＣ−マイクロリアクター」）、又は合金（例えばＨａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｃ）で構成されるか若しくは作製されたマイクロリアクター中で行われる、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）及び／又はトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）の生産方法に関する。一実施例において、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）及び／又はトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）の製造方法は効果的に組み合わせることができる。これは、本発明の方法によればマイクロリアクター、好ましくはＳｉＣ−マイクロリアクターを用いて生産されたＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン（ＨＣＦＣ−１３３ａ）がトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）の製造原料及び／又は中間材料として使用することができ、好ましくはマイクロリアクター中でトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）を製造することができるためである。ＨＣＦＣ−１３３ａ及び／又はＴＦＥＡの前記制造において、ＨＣＦＣ−１３３ａ及び／又はＴＥＦＡは、（例えば）低エネルギー消費の方法だけで容易に精製及び／又は分離することができ、且つ精製及び／又は分離の方法には蒸留が必要とされないことが好ましい。有利的には、過剰なＨＦ及び触媒との分離は、相分離により省エネで容易に行うことができる。
【００１８】
２０１８年７月３０日に出願されたドイツ特許出願ＤＥ１０２０１８１１８４０６．９には、本発明と類似する方法、その操作条件、反応条件及び／又は精製条件、分離条件が開示されている。当該方法は、ＨＣＦＣ−１２２（１，１，２−トリクロロ−２，２−ジフルオロエタン）及びＨＣＦＣ−１２３（２，２−ジクロロ−１，１，１−トリフルオロエタン）に関し、ここで、この特許出願の全体が引用により本明細書に組み込まれる。当業者は、ＨＣＦＣ−１３３ａを製造する及び／又はＨＣＦＣ−１３３ａからＴＦＥＡを製造する本発明の需要に基づいて当該ドイツ特許出願に開示されたＨＣＦＣ−１２２及び／又はＨＣＦＣ−１２３の場合の反応条件、精製条件及び／又は分離条件を使用及び／又は改良することができる。
【００１９】
本発明の方法によれば、好適な実施例において、本発明は、マイクロリアクターを使用する。しかし、本発明の一般的な実施例において、マイクロリアクターを使用する本発明の前記好適な実施例以外、上部の横寸法が約１ｃｍ以下の任意の他の連続流通反応器、例えば管型連続流通反応器を使用してもよい。従って、上部の横寸法が約≦５ｍｍ以下、又は約４ｍｍ以下のこのような連続流通反応器とは、本発明の一好適実施例において、例えばマイクロリアクターを指す。
【００２０】
本発明の前記実施例において、連続流通反応器、好ましくは（例えば）管型連続流通反応器の最小横寸法が約＞５ｍｍであってもよいが、通常約１ｃｍ以下である。従って、連続流通反応器、好ましくは（例えば）管型連続流通反応器の横寸法は、約＞５ｍｍ−約１ｃｍの範囲及びこの範囲内の任意の数値であってもよい。例えば、連続流通反応器、好ましくは（例えば）管型連続流通反応器の横寸法は、約５．１ｍｍ、約５．５ｍｍ、約６ｍｍ、約６．５ｍｍ、約７ｍｍ、約７．５ｍｍ、約８ｍｍ、約８．５ｍｍ、約９ｍｍ、約９．５ｍｍ、及び約１０ｍｍ、又は前記数値の間の任意の数値であってもよい。
【００２１】
マイクロリアクターを使用する本発明の前記実施例において、マイクロリアクターの最小横寸法は、好ましくは約０．２５ｍｍ以上、好ましくは約０．５ｍｍ以上であってもよい。しかし、マイクロリアクターの最大横寸法は、約５ｍｍ以下である。従って、好ましい（例えば）マイクロリアクターの横寸法は、約０．２５ｍｍ−約≦５ｍｍの範囲内であり、好ましくは約０．５ｍｍ−約５ｍｍの範囲内、及びこの範囲内の任意の数値である。例えば、好ましいマイクロリアクターの横寸法は、約０．２５ｍｍ、約０．３ｍｍ、約０．３５ｍｍ、約０．４ｍｍ、約０．４５ｍｍ、約５ｍｍ、又は前記数値の間の任意の数値であってもよい。
【００２２】
本発明の実施例において、最も広い意味で上部の横寸法が約１ｃｍ以下の連続流通反応器、好ましくは管型連続流通反応器を使用する。このような連続流通反応器は、（例えば）プラグフロー式反応器（ＰＦＲ）である。
【００２３】
プラグフロー式反応器（ｐｌｕｇ  ｆｌｏｗ  ｒｅａｃｔｏｒ）（ＰＦＲ）は、連続管型反応器（ｐｌｕｇ  ｆｌｏｗ  ｒｅａｃｔｏｒ、ＣＴＲ）又はピストンフロー反応器（ｐｉｓｔｏｎ  ｆｌｏｗ  ｒｅａｃｔｏｒ）とも呼ばれ、円筒形状の連続フローシステム中で化学反応を行う反応器である。ＰＦＲ反応器モデルは、このような設計を有する化学反応器の特徴を予測するために用いられ、これにより、重要な反応器の変量、例えば反応器のサイズを推測することができる。
【００２４】
ＰＦＲを流れる流体は、一連の無限に薄い緊密な「プラグ（ｐｌｕｇ）」にモデル化されて反応器を流れることができる。前記プラグは、それぞれ均一な組成を有し、反応器において軸方向に沿って移動し、且つ各プラグは、前後のプラグと異なる組成を有する。主要な仮定は、流体がプラグフローにつれてＰＦＲを経過して軸方向（前又は後）ではなく、径方向（即ち、横方向）において完璧に混合することである。
【００２５】
従って、本明細書において、本発明で用いられる反応器タイプを定義するための用語、例えば「連続流通反応器」、「プラグフロー式反応器」、「管型反応器」、「連続流通反応器システム」、「プラグフロー式反応器システム」、「管型反応器システム」、「連続流通システム」、「プラグフローシステム」、「管型システム」は、互いに同義であり、交換することができる。
【００２６】
反応器又はシステムは、複数のパイプとして配置することができ、（例えば）線状、環形、蛇状、環状、旋回管型又はそれらの組み合わせであってもよい。（例えば）旋回管型である場合、反応器又はシステムは、「旋回管型反応器」又は「旋回管型システム」とも呼ばれる。
【００２７】
径方向、即ち横方向において、このような反応器又はシステムは、約１ｃｍ以下の内径又は内部断面サイズ（即ち、それぞれ縦寸法又は横寸法）を有する。従って、一実施例において、反応器又はシステムの横寸法は、約０．２５ｍｍ−約１ｃｍ、好ましくは約０．５ｍｍ−約１ｃｍ、より好ましくは約１ｍｍ−約１ｃｍのであってもよい。
【００２８】
さらなる実施例において、反応器又はシステムの横寸法は、約＞５ｍｍ−約１ｃｍ又は約５．１ｍｍ−約１ｃｍの範囲内であってもよい。
【００２９】
横寸法が約５ｍｍ以下又は約４ｍｍ以下である場合、反応器は、「マイクロリアクター」と呼ばれる。さらなるマイクロリアクターの実施例において、反応器又はシステムの横寸法は、約０．２５ｍｍ−約５ｍｍ、好ましくは約０．５ｍｍ−約５ｍｍ、より好ましくは約１ｍｍ−約５ｍｍの範囲であってもよい。或いは、反応器又はシステムの横寸法は、約０．２５ｍｍ−約４ｍｍ、好ましくは約０．５ｍｍ−約４ｍｍ、より好ましくは約１ｍｍ−約４ｍｍの範囲であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造、及びＨＣＦＣ−１３３ａを原料としてトリフルオロエチルアミン（ＴＦＥＡ）を製造する方法の例示的な実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の一実施形態において、「マイクロリアクター」、「微細構造反応器」又は「マイクロチャネル反応器」とは、典型的な横寸法が約５ｍｍ以下又は約４ｍｍ以下の有限な空間で化学反応を行う装置であり、一般的なものはマイクロチャネルを使う。通常、本明細書において、用語「マイクロリアクター」、「微細構造反応器」又は「マイクロチャネル反応器」とは、典型的な横寸法が（例えば）約５ｍｍの有限な空間で化学反応を行う装置を指す。
【００３２】
マイクロリアクター及びその中で物理的過程が発生する他の装置（例えばマイクロ熱交換器）について、マイクロプロセス工学分野において研究を行なった。前記マイクロリアクターは、通常連続流通反応器（回分式反応器に対して）をである。マイクロリアクターは、通常の拡大反応器と比較して、エネルギー効率、反応速度及び収率、安全性、信頼性、拡大可能性、その場／オンデマンド生産が大幅に改善され、プロセス制御がより精細になる。
【００３３】
「フローケミストリー」においてマイクロリアクターを用いて化学反応を行う。
【００３４】
マイクロリアクターを用いるフローケミストリーにおいて、回分式ではなく、連続的なフローで化学反応を行う。回分式生産は、製造において用いられる技術であり、一連のワークステーションで段階的に所望の目的物を生産し、異なるバッチの生成物を得る。回分式生産、バッチ生産（ワンタイム生産）及び大規模生産（フロー生産又は連続生産）は、３つの主な生産方法である。フローケミストリーにおいて、化学反応は、連続的なフローで行われる。この場合、各ポンプにより流体をパイプにポンピングし、各パイプが互いに接続されているため、流体は互いに接触する。これらの流体が反応性であると、反応が起きる。フローケミストリーは、大量の原料を用いて大規模製造を行う成熟した技術である。しかし、「フローケミストリー」という用語は、実験室規模の応用に対して作ったばかりの用語である。
【００３５】
連続流通反応器（例えば、マイクロリアクターとして用いられる）は、通常管状であり、非反応性材料で作製される。当該非反応性材料は、従来技術において知られているものであり、試薬及び／又は反応物の特定の目的及び特性に依存する。混合方法は、拡散法であり、例えば、反応器の直径が狭い（例えば、５ｍｍ以下又は４ｍｍ以下）場合に拡散法を使用し、例えば、マイクロリアクター及びスタティックミキサーにおいて拡散法を使用する。連続流通反応器は、反応条件（熱伝達、時間及び混合）を良好に制御することができる。反応器内の試薬の滞留時間、即ち、反応が加熱又は冷却される時間は、反応器体積及びそれを通過する流速により計算される（滞留時間＝反応器体積／流速）。従って、比較的長い滞留時間を達成するために、試薬をより遅くポンピングする、及び／又は体積がより大きな反応器を使用することができる。これにより、生産性は、数ミリリットル／分間から数リットル／時間に増加することができる。
【００３６】
フロー式反応器の例には、回転ディスク反応器（ＣｏｌｉｎＲａｍｓｈａｗ）、回転管反応器、マルチセルフロー式反応器、振動流反応器、マイクロリアクター、熱交換反応器、吸引式反応器が含まれる。吸引式反応器において、１つポンプにより１種の試薬をポンピングし、反応物を吸引する。プラグフロー式反応器及び管型流通反応器がさらに含まれる。
【００３７】
本発明の一実施例において、マイクロリアクターを使用することが特に好ましい。
【００３８】
本発明の任意の実施例において、マイクロリアクターではなく、必要に応じて別の連続流通反応器を使用してもよい。（例えば）ハロゲン化又はフッ素化で用いられる触媒（ハロゲン化促進触媒、例えば、ハロゲン化触媒又は好ましくはハロゲン化触媒）組成物が反応過程において粘稠になりやすいか、又は前記触媒その自体が粘稠である場合、マイクロリアクターの代わりに、別の連続流通反応器を使用することが好ましい。この場合には、連続流通反応器は、下部の横寸法が上記マイクロリアクターの横寸法（即ち、約１ｍｍ）よりも大きいが、上部の横寸法が約５ｍｍ以下又は約４ｍｍ以下の有限な空間で化学反応を行う装置である。従って、本発明の任意の実施例において連続流通反応器を使用する。用語「連続流通反応器」は、好ましくは、典型的な横寸法が０．２５ｍｍ−約５ｍｍ又は４ｍｍ、好ましくは約０．５ｍｍ−約５ｍｍ又は約４ｍｍ、より好ましくは約１ｍｍ−約５ｍｍ又は約４ｍｍの有限な空間で化学反応を行う装置を指す。本発明のこのような実施例において、前記横寸法を有するプラグフロー式反応器及び／又は管型流通反応器を連続流通反応器として使用することが特に好ましい。また、本発明のこのような実施例において、マイクロリアクターを使用する実施例と比較して、前記横寸法を有する連続流通反応器、好ましくは前記横寸法を有するプラグフロー式反応器及び／又は管型流通反応器は、より高い流速を有することが特に好ましい。例えば、このより高い流速は、本明細書に記載のマイクロリアクターの典型的な流速の約２倍以下、約３倍以下、約４倍以下、約５倍以下、約６倍以下、約７倍以下、又は約１倍−約７倍、約１倍−約６倍、約１倍−約５倍、約１倍−約４倍、約１倍−約３倍、約１倍−約２倍のいずれかの流速である。本発明のこの実施例において、好ましい前記連続流通反応器、より好ましいプラグフロー式反応器及び／又は管型流通反応器を使用して、本発明書に記載のマイクロリアクターの製造材料を調製する。例えば、このような製造材料は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）及び／又は合金（例えば、本明細書に記載のマイクロリアクターの高耐食性のニッケル−クロム−モリブデン−タングステン合金、例えばＨａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標））である。
【００３９】
本発明では、前記横寸法を有するマイクロリアクター又は連続流通反応器を使用することにより、分離工程を簡単化することができるとともに、時間やエネルギーが係る（例えば）中間蒸留工程が必要とされない。特に、本発明では、前記横寸法を有するマイクロリアクター又は連続流通反応器を使用することにより、相分離だけにより分離することができるとともに、未反応成分は、適宜な時又は必要な時に反応過程に再循環されてもよいか、又は生成物として用いられてもよい。
【００４０】
本明細書及び特許請求の範囲に記載されるように、本発明の好適実施例ではステップ（ｄ）及びステップ（ｅ）においてマイクロリアクターを使用するが、本発明の方法において、マイクロリアクターに加えて又はそれの代わりに、ステップ（ｄ）及びステップ（ｅ）においてそれぞれプラグフロー式反応器又は管型流通反応器を使用してもよい。
【００４１】
プラグフロー式反応器又は管型流通反応器及びその操作条件は、当業者にはよく知られている。
【００４２】
本発明において上部の横寸法が約５ｍｍ以下又は約４ｍｍ以下の連続流通反応器、特にマイクロリアクターを使用することが好ましいが、場合によって、収率損失及びより長い滞留時間、より高い温度によりマイクロリアクターの使用が回避されるため、プラグフロー式反応器又は乱流式反応器を使用する。これにより、収率損失の問題が解決され、つまり、詰まり（望ましくない駆動方式によるタール粒子の形成）が抑制される。これは、パイプの直径又はプラグフロー式反応器のチャンネルがマイクロリアクターよりも大きいためである。
【００４３】
プラグフロー式反応器又は管型流通反応器を使用する欠点は、主観的な見方もなされることができる。一方、ある場所又は生産施設内のある方法の制限下で、この欠点は適切なものであり、収率損失が重要ではないと認められ、或いは他の利点又は制限に鑑みて許容できる場合がある。
【００４４】
以下、マイクロリアクターを使用する実施形態により本発明をより詳しく説明する。本発明で使用されるマイクロリアクターは、好ましくはセラミック連続流通反応器であり、より好ましくはＳｉＣ（炭化ケイ素）連続流通反応器であり、トン規模で物質を生産することができる。熱交換器とＳｉＣとを組み合わせて製造することにより、操作されにくいフローケミストリーの応用に対して最適化制御を行うことができる。コンパクトなモジュラー製造及び流れ生産用の反応器は、異なる方法に対して柔軟性を有し、一連の生産体積（５−４００ｌ／ｈ）を使用することができ、空間に制限がある場合であっても化学製品の収量を増加させ、比類のない化学的適合性及び熱制御を有する。
【００４５】
セラミック（ＳｉＣ）マイクロリアクターは、（例えば）拡散接合に有利な３Ｍ  ＳｉＣ反応器であり、特にろう付け及び金属がなく、ＦＤＡに承認された材料又は他の薬物管理機関（例えば、ＥＭＡ）に承認された材料に優れた熱伝達、質量伝達、優れた化学的適合性を提供する。炭化ケイ素（ＳｉＣ）は、カーボランダム（ｃａｒｂｏｒｕｎｄｕｍ）とも呼ばれ、ケイ素及び炭素を含み、当業者に知られているものである。例えば、合成ＳｉＣ粉末は、大量に生産され、加工されて多くの用途に用いられている。
【００４６】
例えば、本発明の実施例において、前記目的は、少なくとも１つの反応ステップにおいてマイクロリアクター中で行われる方法により実現される。特に、本発明の好適な実施例において、前記目的は、少なくとも１つの反応ステップにおいてＳｉＣで構成されるか若しくは作成されるマイクロリアクター（「ＳｉＣ−マイクロリアクター」）又は合金（例えばＨａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｃ）で構成されるか若しくは作成されるマイクロリアクター中（後述）で行われる方法により実現される。
【００４７】
従って、例えば、本発明の一実施例において、生産、好ましくは工業生産に適しているマイクロリアクターは、ＳｉＣ（炭化ケイ素、例えば、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇが提供したＴｙｐｅ  Ｇ１ＳｉＣ、又はＣｈｅｍｔｒｉｘが提供したＭＲ５５５  Ｐｌａｎｔｒｉｘ  ＳｉＣ）で構成されるか又は作製された「ＳｉＣ−マイクロリアクター」であるが、これに制限されない。これにより、（例えば）約５−約４００ｋｇ／時間の生産性が提供される。或いは、例えば、本発明の他の実施例において、工業生産に適しているマイクロリアクターは、Ｅｈｒｆｅｌｄが提供したＨａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｃで構成されるか又は作製されたものであるが、これに制限されない。このようなマイクロリアクターは、生産、好ましくは工業生産に特に適している。
【００４８】
生産規模のフロー式反応器に対する機械的要求及び化学的要求を満たすために、３Ｍ（商標）ＳｉＣ（レベルＣ）でＰｌａｎｔｒｉｘモジュールを製造する。特許で保護されている３Ｍ（ＥＰ１６３７２７１Ｂ１及び外国特許）拡散接合技術により製造された反応器は、全体として密閉され、溶接線／接合スポットがなく、ろう付け用フラックスを使用する必要がない。Ｃｈｅｍｔｒｉｘ  ＭＲ５５５  Ｐｌａｎｔｒｉｘについては、２０１７年にＣｈｅｍｔｒｉｘ  ＢＶによって印刷されたマニュアル「ＣＨＥＭＴＲＩＸ−拡大可能なフローケミストリー技術情報−Ｐｌａｎｔｒｉｘ（登録商標）ＭＲ５５５シリーズに関する」に記載され、その技術情報の全体は引用により本明細書に組み込まれる。
【００４９】
上記実施例に加えて、本発明の他の実施例において、当業者に知られている他の製造業者のＳｉＣを使用することができる。
【００５０】
従って、本発明において、ＣｈｅｍｔｒｉｘのＰｒｏｔｒｉｘをマイクロリアクターとして使用してもよい。Ｐｒｏｔｒｉｘ（登録商標）は、３Ｍ（登録商標）炭化ケイ素で製造されたモジュール化の連続流通反応器であり、優れた耐薬品性及び熱伝達を提供する。３Ｍ（登録商標）ＳｉＣ（レベルＣ）で製造されたＰｒｏｔｒｉｘ（登録商標）モジュールは、フロー式反応器に対する機械的要求及び化学的要求を満たすことができる。特許で保護されている３Ｍ（ＥＰ１６３７２７１Ｂ１及び外国特許）拡散接合技術により製造された反応器は、全体として密閉され、溶接線／接合スポットがなく、ろう付け用フラックスを使用する必要がない。この製造技術は、完全なＳｉＣ反応器（熱膨張係数＝４．１ｘ１０−６Ｋ−ｌ）を得るための製造方法である。
【００５１】
０．２−２０ｍｌ／ｍｉｎの流速及び２５ｂａｒ以下の圧力に設定することにより、Ｐｒｏｔｒｉｘ（登録商標）は、実験室規模の連続フロー方法に適用でき、さらにＰｌａｎｔｒｉｘ（登録商標）ＭＲ５５５（ｘ３４０倍率）に移転して物質の生産を行うことができる。Ｐｒｏｔｒｉｘ（登録商標）反応器は、独特なフロー式反応器であり、以下の利点を有する。拡散接合による３Ｍ（登録商標）  ＳｉＣモジュールは、統合した熱交換器を有し、比類のない熱制御及び優れた耐薬品性を提供し、標準ヒュームフードにおいてグラムレベルで極端な反応条件下で安全に操作することができ、試薬の添加量、生産力又は反応時間からみて、生産を効率的かつ柔軟に実行することができる。Ｐｒｏｔｒｉｘ（登録商標）フロー式反応器の一般的なパラメーターは以下の通りである。可能な反応タイプは、（例えば）Ａ＋Ｂ→Ｐ１＋Ｑ（又はＣ）→Ｐであり、用語「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」は反応物を示し、「Ｐ」、「Ｐ１」は生成物を示し、「Ｑ」はクエンチャーを示し、生産量（ｍｌ／ｍｉｎ）は約０．２−約２０であり、チャンネルサイズ（ｍｍ）は１ｘ１（予熱ゾーン及び混合器ゾーン）、１．４ｘ１．４（停留通道）であり、試薬供給は１−３であり、モジュールサイズ（幅ｘ高さ）（ｍｍ）は１１０ｘ２６０であり、フレームサイズ（幅ｘ高さｘ長さ）（ｍｍ）は約４００ｘ３００ｘ２５０であり、モジュール／フレーム数は１−４である。Ｃｈｅｍｔｒｉｘ  Ｐｒｏｔｒｉｘ（登録商標）反応器の技術情報については、２０１７年にＣｈｅｍｔｒｉｘ  ＢＶによって出版されたマニュアル「ＣＨＥＭＴＲＩＸ−拡大可能なフローケミストリー技術情報−Ｐｒｏｔｒｉｘ（登録商標）」に記載され、その技術情報の全体は引用により本明細書に組み込まれる。
【００５２】
工業生産、プロセス開発及び小規模生産に適用可能なＤｏｗ  ＣｏｒｎｉｎｇのＴｙｐｅ  Ｇ１ＳｉＣマイクロリアクターは、以下のサイズにより特徴付けられる。典型的な反応器サイズ（長さｘ幅ｘ高さ）は８８ｃｍｘ３８ｃｍｘ７２ｃｍであり、典型的な流体モジュールサイズは１８８ｍｍｘ１６２  ｍｍである。Ｄｏｗ  ＣｏｒｎｉｎｇのＴｙｐｅ  Ｇ１ＳｉＣマイクロリアクターの特徴は、優れた混合及び熱交換、特許で保護されているＨＥＡＲＴ設計、小さい内部容積、長い滞留時間、高柔軟性、多用途、高耐薬品性のため高ｐＨ化合物、特にフッ化水素酸が適用すること、混合型ガラス／ＳｉＣ溶液が製造材料として使用されること、他の先端的なフロー反応器とのシームレスな拡大である。Ｄｏｗ  ＣｏｒｎｉｎｇのＴｙｐｅ  Ｇ１ＳｉＣマイクロリアクターの典型的な技術パラメーターは以下の通りである。流速は約３０ｍｌ／ｍｉｎ−約２００ｍｌ／ｍｉｎであり、操作温度は約−６０℃−約２００℃であり、操作圧力は約１８ｂａｒｇ（ｂａｒｇ：ゲージ圧の単位、即ち、ｂａｒで環境圧力又は大気圧よりも高い圧力）以下であり、用いられる材料は炭化ケイ素、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシアルカン）、ペルフルオロエラストマーであり、流体モジュール内の容積は１０ｍｌであり、必要に応じて管理機関、例えばＦＤＡ又はＥＭＡにより承認されている。Ｄｏｗ  ＣｏｒｎｉｎｇのＴｙｐｅ  Ｇ１ＳｉＣマイクロリアクターの反応器は、多用途であり、その配置がカスタマイズすることができる。また、前記反応器上の任意の位置に注入スポットを増設することができる。
【００５３】
Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）Ｃは、式ＮｉＣｒ２１Ｍｏ１４Ｗで表される合金であり、「合金２２」又は「Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）Ｃ−２２」とも呼ばれてもよい。前記合金は、耐食性が高いニッケル−クロム−モリブデン−タングステン合金であり、酸化性酸、還元性酸及び混合酸に対して優れた耐性を有することが知られている。前記合金は、用于排煙脱硫工場、化学工業、環境保護システム、廃棄物焼却工場、廃水処理工場に用いられている。前記実施例以外、本発明の他の実施例において、当業者に知られている他の製造業者のニッケル−クロム−モリブデン−タングステン合金を用いてもよい。合金成分の合計を１００％とする場合、ニッケル−クロム−モリブデン−タングステン合金の典型的な組成（重量％）は、約５１．０％以上、例えば約５１．０％−約６３．０％のＮｉ（ニッケル）を主成分とし、Ｃｒ（クロム）が約２０．０−約２２．５％、Ｍｏ（モリブデン）が約１２．５−約１４．５％、Ｗ（タングステン又はウルフラム）が約２．５〜約３．５％、Ｆｅ（鉄）が約６．０％以下、例えば約１．０％−約６．０％、好ましくは約１．５％−約６．０％、より好ましくは約２．０％−約６．０％である。或いは、Ｃｏ（コバルト）は、合金成分の合計１００％に対して約２．５％以下、例えば約０．１％−約２．５％の含有量で合金に存在してもよい。また、Ｖ（バナジウム）は、合金成分の合計１００％に対して約０．３５％以下、例えば約０．１％−約０．３５％の含有量で合金に存在してもよい。さらに、合金成分の合計１００％に対して、少量（即ち０．１％以下）の他の元素は、独立して（例えば）Ｃ（カーボン）、Ｓｉ（シリコン）、Ｍｎ（マンガン）、Ｐ（リン）及び／又はＳ（硫黄）であり得る。少量（即ち０．１％以下）の他の元素が存在する場合には、前記元素（例えば）Ｃ（カーボン）、Ｓｉ（シリコン）、Ｍｎ（マンガン）、Ｐ（リン）及び／又はＳ（硫黄）は、合金成分の合計１００％に対してそれぞれ独立して約０．１％以下、例えば約０．０１−約０．１％、好ましくは約０．０８％以下、例えば約０．０１−約０．０８％の含有量で存在してもよい。例えば、前記元素（例えば）Ｃ（カーボン）、Ｓｉ（シリコン）、Ｍｎ（マンガン）、Ｐ（リン）及び／又はＳ（硫黄）は、合金成分の合計１００％に対してそれぞれ独立してＣ≦０．０１％、Ｓｉ≦０．０８％、Ｍｎ≦０．０５％、Ｐ≦０．０１５％、Ｓ≦０．０２％の含有量で存在してもよい。通常、上記合金組成物には、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミ）、Ｃｕ（銅）、Ｎ（窒素）及びＣｅ（セリウム）のいずれかが微量でも存在しない。
【００５４】
Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）Ｃ−２７６合金は、極めて低い炭素含有量及びケイ素含有量により溶接の問題を緩和する鍛造ニッケル−クロム−モリブデン材料であるため、化学過程及び関連工業において広く用いられており、多くの腐食性化学薬品に対する耐性について、５０年にわたる追跡記録により実証された。他のニッケル合金と同様に、可塑性を有し、成形及び溶接が容易であり、塩化物を含む溶液中の応力腐食割れ（オーステナイト系ステンレス鋼が受けやすい分解の態様）に対して優れた耐性を有する。そのクロム含有量及びモリブデン含有量が高いため、酸化性酸及び非酸化性酸に耐えることができ、塩化物及び他のハロゲン化物の存在下で孔食及び隙間腐食に対して優れた耐性を示す。総成分１００％に対して、重量％で一般的な組成は、Ｎｉ（ニッケル）５７％（残部）、Ｃｏ（コバルト）２．５％以下、Ｃｒ（クロム）１６％、Ｍｏ（モリブデン）１６％、Ｆｅ（鉄）５％、Ｗ（タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅｎ）又はウルフラム（ｗｏｌｆｒａｍ））４％であり、より少量の他の成分は、Ｍｎ（マンガン）１％以下、Ｖ（バナジウム）０．３５％以下、Ｓｉ（シリコン）０．０８％以下、Ｃ（カーボン）０．０１以下、Ｃｕ（銅）０．５％以下である。
【００５５】
本発明の別の実施例において、例えば、前記生産、好ましくは前記工業生産に適したマイクロリアクターは、ＳｉＣ（炭化ケイ素、例えば、Ｄｏｗ  ＣｏｒｎｉｎｇによってＴｙｐｅ  Ｇ１ＳｉＣとして、又はＣｈｅｍｔｒｉｘによってＭＲ５５５  Ｐｌａｎｔｒｉｘとして提供されるＳｉＣ）で構成されるか、又は作製されたＳｉＣ−マイクロリアクターであるが、これに制限されない。これにより、（例えば）約５−約４００ｋｇ／時間の生産性が提供される。
【００５６】
本発明によれば、生産、好ましくは工業生産において、１つ又は複数のマイクロリアクター、好ましくは１つ又は複数のＳｉＣ−マイクロリアクターを使用することができる。生産、好ましくは工業生産において１つ以上のマイクロリアクター、好ましくは１つ以上のＳｉＣ−マイクロリアクターを使用する場合、これらのマイクロリアクター、好ましくはＳｉＣ−マイクロリアクターは、並列配置及び／又は直列配置して使用することができる。例えば、２つ、３つ、４つ又はより多くのマイクロリアクター、好ましくは２つ、３つ、４つ又はより多くのＳｉＣ−マイクロリアクターは、並列配置及び／又は直列配置して使用することができる。
【００５７】
反応及び／又は拡大条件を使用可能な実験室研究について、例えば、Ｃｈｅｍｔｒｉｘ社のＰｌａｎｔｒｉｘの反応器タイプはマイクロリアクターとして使用することができるが、これに限定されない。
【００５８】
例えば、工業フロー式反応器（「ＩＦＲ」、例えばＰｌａｎｔｒｉｘ（登録商標）ＭＲ５５５）は、ステンレス鋼フレームに置かれた（非浸入式）ＳｉＣモジュール（例えば３Ｍ（登録商標）  ＳｉＣ）から構成され、標準Ｓｗａｇｅｌｏｋコネクタを用いて前記フレームによりフィードラインと作動媒体との接続を構築する。作動媒体（熱流体又は熱流）と共に使用するときに、統合熱交換器を用いてモジュール内でプロセス流体を加熱又は冷却し、鋸歯状又は双鋸歯状の中間チャンネルの構造中で反応させる。前記構造は、プラグフローを得るとともに高熱交換能力を有するように設計される。基本ＩＦＲ（例えばＰｌａｎｔｒｉｘ（登録商標）ＭＲ５５５）システムは、１つのＳｉＣモジュール（例えば３Ｍ（登録商標）ＳｉＣ）及び１つの混合器（ＭＲＸ）から構成され、前記混合器はＡ＋Ｂ→Ｐタイプの反応を行うことができる。モジュールの数を増加することで反応時間及び／又はシステム生産性を増加することができる。クエンチャーＱ／Ｃモジュールを増設することにより、反応タイプはＡ＋Ｂ→Ｐ１＋Ｑ（又はＣ）→Ｐに拡大され、仕切られることで２つの温度領域が得られる。本明細書において、用語「Ａ」、「Ｂ」及び「Ｃ」は反応物、「Ｐ」及び「Ｐ１」は生成物、「Ｑ」はクエンチャーを示す。
【００５９】
工業用フロー式反応器（「ＩＦＲ」、例えばＰｌａｎｔｒｉｘ（登録商標）  ＭＲ５５５）の典型的なサイズは、（例えば）ミリメートルでチャンネルサイズが４ｘ４（「ＭＲＸ」、混合器）及び５ｘ５（「ＭＲＨ−Ｉ／ＭＲＨ−ＩＩ」；ＭＲＨは滞留モジュールを示す）であり、モジュールサイズ（幅ｘ高さ）が２００ｍｍｘ５５５ｍｍであり、フレームサイズ（幅ｘ高さ）が３２２ｍｍｘ８１１ｍｍである。工業用フロー式反応器（「ＩＦＲ」、例えばＰｌａｎｔｒｉｘ（登録商標）ＭＲ５５５）の典型的な生産量は、（例えば）約５０ｌ／ｈ−約４００ｌ／ｈである。また、用いられる流体の特性及び過程条件に応じて、工業用フロー式反応器（「ＩＦＲ」、例えばＰｌａｎｔｒｉｘ（登録商標）ＭＲ５５５）の生産量は、（例えば）＞４００ｌ／ｈであってもよい。滞留モジュールは、直列に配置することができる。これにより、必要な反応体積又は生産性が得られる。直列に配置可能なモジュールの数は、流体の特性及び目的流速に依存する。
【００６０】
工業用フロー式反応器（「ＩＦＲ」、例えばＰｌａｎｔｒｉｘｅＭＲ５５５）の典型的な操作条件又は過程条件は、（例えば）温度範囲が約−３０℃−約２００℃、温度差（作動流体−過程流体）が＜７０℃、試薬供給が１−３、最大操作圧力（作動流体）が約２００℃の温度で約５ｂａｒ、最大操作圧力（プロセス流体）が約≦２００℃の温度で約２５ｂａｒである。
【００６１】
本発明の方法で用いられるハロゲン化触媒は、フッ素化触媒であることが好ましい。ハロゲン化とは、化合物又は物質に１つ又は複数のハロゲンを付加する化学反応をいう。ハロゲン化の経路及び計量化学は、有機基質の構造特徴、官能基及び特定のハロゲンに依存する。無機化合物（例えば金属）もハロゲン化され得る。フッ素化は、化合物又は物質に導入されるハロゲンがＦ（フッ素）であるハロゲン化である。ハロゲン化及び／又はフッ素化並びにこれらの反応に関するハロゲン化触媒及び／又はフッ素化触媒は、当業者にとって周知のものである。例えば、オレフィンにハロゲン（例えば塩素及び／又はフッ素）を付加することは、活性物質である中間ハロゲン塩イオンを介して行われる。ここで、「ハロゲン塩イオン」は、有機化学においてハロゲン原子を含む正に帯電した如何なる塩化合物（イオン）であり、例えば、本発明において、フッ素原子である。
【００６２】
ハロゲン化触媒及び／又はフッ素化触媒は、当業者にとって周知のものであり、本発明において、Ｓｂ、Ａｓ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉに基づくものであり、好ましいくはＳｂに基づくものである。より好ましいくはフッ素化触媒、特に好ましくは活性物質Ｈ２Ｆ＋ＳｂＦ６−を提供するＳｂフッ素化触媒である。
【００６３】
実施形態（１）
本発明に係るＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造方法は、以下のステップ（ａ）からステップ（ｆ）を含む。
ステップ（ａ）において、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を原料又は中間材料として提供する。
ステップ（ｂ）において、ＮＨ３（アンモニア）、触媒及び／又は塩基を提供する。
ステップ（ｃ）において、ステップ（ａ）のＨＣＦＣ−１３３ａと、ステップ（ｂ）のＨＦ及び触媒とを混合する。
ステップ（ｄ）において、ステップ（ｃ）で得られた混合物を少なくとも１つの上部の横寸法が約４ｍｍ以下の連続流通反応器、好ましくは少なくとも１つのマイクロリアクターにフィードし、前記触媒の存在下でそこでＨＣＦＣ−１３３ａとＮＨ３の反応を行い、ＴＦＥＡを含む反応混合物を得る。
以下の１つ又は複数の条件下で少なくとも１つのマイクロリアクターにフィードすることが好ましい。
流速：約１０ｍｌ／ｈ−約４００ｌ／ｈ
温度：約３０℃−約１５０℃
圧力：約５ｂａｒ−約５０ｂａｒ
滞留時間：約１秒、好ましくは約１分間−約６０分間
ステップ（ｅ）において、前記連続流通反応器、好ましくはマイクロリアクターからステップ（ｄ）で得られた反応混合物を取り出し、ＴＦＥＡを含む生成物、好ましくはＴＦＥＡ生成物を得る。
ステップ（ｆ）において、ステップ（ｅ）で得られたＴＦＥＡ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＴＦＥＡを得る。
【００６４】
実施形態（２）
本発明に係るＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法は、以下のステップ（ａ）からステップ（ｆ）を含む。
ステップ（ａ）において、ＴＲＩ（トリクロロエチレン）を原料として提供する。
ステップ（ｂ）において、ＨＦ（フッ化水素）及び触媒、好ましくはハロゲン化促進触媒、より好ましくはフッ素化促進触媒を提供する。
ステップ（ｃ）において、ステップ（ａ）のＴＲＩと、ステップ（ｂ）のＨＦ及び前記触媒とを混合する。
ステップ（ｄ）において、ステップ（ｃ）で得られた混合物を少なくとも１つの上部の横寸法が約５ｍｍ以下、又は約４ｍｍ以下の連続流通反応器、好ましくは少なくとも１つのマイクロリアクターにフィードし、触媒の存在下でそこでＴＲＩとＨＦの反応を行い、ＨＣＦＣ−１３３ａを含む反応混合物を得る。
以下の１つ又は複数の条件下で少なくとも１つのマイクロリアクターにフィードすることが好ましい。
流速：約１０ｍｌ／ｈ−約４００ｌ／ｈ
温度：約３０℃−約１５０℃
圧力：約５ｂａｒ−約５０ｂａｒ
滞留時間：約１秒、好ましくは約１分間−約６０分間
ステップ（ｅ）において、前記連続流通反応器、好ましくはマイクロリアクターからステップ（ｄ）で得られた反応混合物を取り出し、ＨＣＦＣ−１３３ａを含む生成物、好ましくはＨＣＦＣ−１３３ａ生成物を得る。
ステップ（ｆ）において、ステップ（ｅ）で得られたＨＣＦＣ−１３３ａ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａを得る。
【００６５】
実施形態（３）
本発明の実施形態（１）に記載のＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造方法において、ステップ（ａ）で原料又は中間材料として提供されるＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）は、実施形態（２）に記載のＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法により得られる。
【００６６】
実施形態（４）
本発明の実施形態（１）に記載のＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法、又は実施形態（２）に記載のＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造方法において、ステップ（ｄ）における少なくとも１つの前記連続流通反応器、好ましくは少なくとも１つのマイクロリアクターは、独立してＳｉＣ−連続流通反応器、好ましくはＳｉＣ−マイクロリアクターである。
【００６７】
実施形態（５）
本発明の実施形態（４）に記載のＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法において、ステップ（ｄ）における少なくとも１つのマイクロリアクターは、独立してＳｉＣ−マイクロリアクターであり、好ましくは、ステップ（ｄ）における少なくとも１つのマイクロリアクターは、実施形態（１）に記載のステップ（ｄ）のＳｉＣ−マイクロリアクターである。
また、本発明の実施形態（４）に記載のＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法において、ステップ（ｄ）における少なくとも１つのマイクロリアクターは、独立してＳｉＣ−マイクロリアクターである。好ましくは、ステップ（ｄ）における少なくとも１つのマイクロリアクターは、実施形態（１）に記載のステップ（ｄ）のＳｉＣ−マイクロリアクターである。
【００６８】
実施形態（６）
本発明の実施形態（１）から（５）のいずれかに記載の方法において、フッ素化反応において、前記触媒は、Ｓｂ、Ａｓ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、好ましくはＳｂに基づくハロゲン化触媒、好ましくはフッ素化触媒である。より好ましくは、フッ素化触媒は、Ｓｂフッ素化触媒からなる群より選択されるフッ素化触媒であり、これにより、活性物質Ｈ２Ｆ＋ＳｂＦ６−が提供される。
【００６９】
実施形態（７）
本発明の実施形態（６）に記載の方法において、フッ素化反応では、前記ハロゲン化触媒は、五塩化アンチモン及び／又は五フッ化アンチモンである。前記触媒は、好ましくはオートクレーブ中でＳｂＣｌ５とＨＦとの反応により調製される五フッ化アンチモン（ＳｂＦ５）、より好ましくはＨＦ中のＳｂＦ５からなる五フッ化アンチモン（ＳｂＦ５）である。ＨＦ中のＳｂＦ５は、実施形態（１）から（３）のいずれかに記載の方法における反応ステップ（ｄ）の前に活性物質Ｈ２Ｆ＋ＳｂＦ６−を形成する。
【００７０】
実施形態（８）
本発明の実施形態（１）から（７）のいずれかに記載の方法において、ステップ（ｆ）では実施形態（２）に記載のステップ（ｅ）で得られたＨＣＦＣ−１３３ａ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａを得ることを含む。並びに／或いは、前記方法は、ステップ（ｆ）では実施形態（１）に記載のステップ（ｅ）で得られたＴＦＥＡ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＴＦＥＡを得ることを含む。
【００７１】
好ましくは、実施形態（２）に記載の方法において、原料又は中間材料として提供されたＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）は、実施形態（２）に記載のＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法により得られ、さらに、ステップ（ｆ）において実施形態（２）に記載のステップ（ｅ）で得られたＨＣＦＣ−１３３ａ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａを、実施形態（１）に記載のＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造原料又は中間材料として得る。
【００７２】
実施形態（９）
本発明の実施形態（８）に記載の方法において、実施形態（１）又は（２）のステップ（ｆ）では、ＨＣＦＣ−１３３ａ及び／又はＴＦＥＡの精製及び／又は分離は、相分離法を含むか、又は相分離法で構成される。好ましくは、少なくとも実施形態（２）のステップ（ｆ）に記載のＨＣＦＣ−１３３ａの精製及び／又は分離、或いは実施形態（２）のステップ（ｆ）のみに記載のＨＣＦＣ−１３３ａの精製及び／又は分離は、相分離法を含むか、又は相分離法で構成される。
【００７３】
実施形態（１０）
本発明の実施形態（１）から（９）のいずれかに記載の方法において、少なくとも実施形態（２）におけるＨＣＦＣ−１３３ａを精製及び／又は分離するステップ（ｆ）には蒸留が含まれず、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａが得られる。好ましくは地，精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａが実施形態（１）に記載のＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造方法に提供される場合、ステップ（ａ）における原料又は中間材料として提供されるＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）は、実施形態（２）に記載のＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法により得られる。
【００７４】
最後に、本発明は、ＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）を製造する連続フロー二段階プロセスにも関する。原料又は中間材料として提供されるＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）は、第１連続フロープロセスで得られる。第２連続フロープロセスにおいて、第１連続フロープロセスで得られたＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を触媒（例えばハロゲン化促進触媒、好ましくはフッ素化促進触媒）の存在下でＨＦと反応させ、ＴＦＥＡを含む反応混合物を得る。前記第２連続フロープロセスから前記反応混合物を取り出し、ＴＦＥＡを含む生成物、好ましくはＴＦＥＡ生成物、より好ましくは基本的にＴＦＥＡを含むか又はＴＦＥＡからなる生成物を得る。得られたＴＦＥＡ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＴＦＥＡを得る。本発明のＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）を製造するための連続フロー二段階プロセスは、好ましくは精製及び／又は分離ステップを含む。前記第１連続フロープロセスで得られた前記ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を、第２連続フロープロセス中でＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造原料又は中間材料として用いる前に、精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａ生成物を得てから、前記第２連続フロープロセスの原料又は中間材料として用いる。より好ましくは、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａを得るための前記精製及び／又は分離ステップは、相分離法である。
【００７５】
一実施例において、本発明は、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を中間原料としてＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）を製造するための連続フロー二段階プロセスに関する。この二段階プロセスは、以下のステップ（ｉ）から（ｖｉｉ）を含む。
ステップ（ｉ）において、第１連続フロー二段階プロセスによりＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を原料又は中間材料として提供する。ステップ（ｉ）は、以下のステップ（ａ）から（ｄ）を含む。
ステップ（ａ）において、ＴＲＩ（トリクロロエチレン）を原料として提供する。
ステップ（ｂ）において、ＨＦ（フッ化水素）及び触媒、好ましくはハロゲン化促進触媒、より好ましくはフッ素化促進触媒として提供する。
ステップ（ｃ）において、ステップ（ａ）のＴＲＩと、ステップ（ｂ）のＨＦ及び前記触媒とを混合する。
ステップ（ｄ）において、ステップ（ｃ）で得られた混合物を少なくとも１つの上部の横寸法が約５ｍｍ以下、又は約４ｍｍ以下の連続流通反応器、好ましくは少なくとも１つのマイクロリアクターにフィードし、触媒の存在下でそこでＴＲＩとＨＦの反応を行い、ＨＣＦＣ−１３３ａを含む反応混合物を得る。
最も好ましくは、以下の１つ又は複数の条件下で少なくとも１つのマイクロリアクターにフィードする。
流速：約１０ｍｌ／ｈ−約４００ｌ／ｈ
温度：約３０℃−約１５０℃
圧力：約５ｂａｒ−約５０ｂａｒ
滞留時間：約１秒、好ましくは約１分間−約６０分間
ステップ（ｅ）において、前記第１連続流通反応器、最も好ましくは前記第１マイクロリアクターからステップ（ｄ）で得られた反応混合物を取り出し、ＨＣＦＣ−１３３ａを含む生成物、好ましくはＨＣＦＣ−１３３ａ生成物、より好ましくは基本的にＨＣＦＣ−１３３ａを含むか又はＨＣＦＣ−１３３ａからなる生成物を得る。
ステップ（ｉｉ）において、ステップ（ｅ）で得られた前記ＨＣＦＣ−１３３ａ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａを得る。好ましくは、精製及び／又は分離されたＨＣＦＣ−１３３ａを得るための前記精製及び／又は分離ステップは、相分離法である。
ステップ（ｉｉｉ）において、ＮＨ３（アンモニア）、触媒及び／又は塩基を提供する。
ステップ（ｉｖ）において、ステップ（ｉ）のＨＣＦＣ−１３３ａと、ステップ（ｉｉｉ）のＮＨ３（アンモニア）、触媒及び／又は塩基とを混合し、ステップ（ｉｉ）のＨＣＦＣ−１３３ａと、ステップ（ｉｉｉ）のＮＨ３（アンモニア）、触媒及び／又は塩基とを混合する。
ステップ（ｖ）において、ステップ（ｉｖ）で得られた混合物を、少なくとも１つの第２連続流通反応器、最も好ましくは少なくとも１つのマイクロリアクターにフィードし、前記触媒及び／又は塩基の存在下でそこでＨＣＦＣ−１３３ａとＮＨ３（アンモニア）との反応を行い、ＴＦＥＡを含む反応混合物を得る。
好ましくは、以下の１つ又は複数の条件下で少なくとも１つの第２マイクロリアクターにフィードする。
好ましくは、以下の１つ又は複数の条件下で少なくとも１つマイクロリアクターにフィードする。
流速：約１０ｍｌ／ｈ−約４００ｌ／ｈ
温度：約３０℃−約１５０℃
圧力：約５ｂａｒ−約５０ｂａｒ
滞留時間：約１秒、好ましくは約１分間−約６０分間
ステップ（ｖｉ）において、前記第２連続流通反応器、最も好ましくは前記第２マイクロリアクターからステップ（ｖ）で得られた反応混合物を取り出し、ＴＦＥＡを含む生成物、好ましくはＴＦＥＡ生成物、より好ましくは基本的にＴＦＥＡを含むか又はＴＦＥＡからなる生成物を得る。
ステップ（ｖｉｉ）において、ステップ（ｖｉ）で得られたＴＦＥＡ生成物を精製及び／又は分離し、精製及び／又は分離されたＴＦＥＡを得る。
【００７６】
前記ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）からＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）を製造するための好ましい連続フロー二段階プロセスにおいて、第１連続フロープロセス及び／又は第２連続フロープロセスで用いられる連続流通反応器は、独立してプラグフロー式反応器、管型流通反応器、連続流通反応器（上部の横寸法が約５ｍｍ以下又は約４ｍｍ以下の有限な空間中で化学反応を行う）、連続流通反応器（横寸法が約０．２５ｍｍ−約５ｍｍ又は約４ｍｍ、好ましくは約０．５ｍｍ−約５ｍｍ又は約４ｍｍ以下、最好ましくは約１ｍｍ−約５ｍｍ又は約４ｍｍの有限な空間中で化学反応を行う）、及びマイクロリアクターからなる群より選択され得る。
【００７７】
少なくとも１つのマイクロリアクター、好ましくは少なくとも１つのＳｉＣ−マイクロリアクターを使用する本発明は、以下の利点を有する。前記製造方法は、工業上で実現可能であり、例えば工業収量に容易に拡大することができ、目的生成物に対して改良された（例えば良好な）選択性及び低エネルギー消費を示すことができる。特に、本発明の利点は、改良及び／又は最適化されたＴＦＥＡの製造方法、特に触媒の存在下で原料又は中間材料であるＨＣＦＣ−１３３ａとＨＦとを反応来させることによりＴＦＥＡの製造方法を提供する。ある特定の利点は、本発明が改良及び／又は最適化されたＴＦＥＡ及び／又はＨＣＦＣ−１３３ａの製造方法を提供することである。ＴＦＥＡ及び／又はＨＣＦＣ−１３３ａは、（例えば）低エネルギー消費の方法だけで容易に精製及び／又は分離することができ、また、精製及び／又は分離の方法は、好ましくは蒸留が必要とされない。有利的には、従来技術で用いられる蒸留方法と比較して、過剰なＨＦ（密度＝０．９９ｇ／ｃｍ−３）及び触媒との分離、特にＨＣＦＣ−１３３ａの分離は、相分離により省エネで容易に行うことができる。また、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）及び／又はＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造方法は効果的に組み合わせることができる。これは、本発明の方法に基づいてマイクロリアクター、好ましくはＳｉＣ−マイクロリアクターを用いて製造されたＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）は、ＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）の製造原料及び／又は中間材料として使用することができ、マイクロリアクター中でＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）を製造する原料及び／又は中間材料として使用することができるためである。
【００７８】
従って、本発明の方法の特定の利点は、高転化率及び／又は高選択性、特に高転化率及び高選択性の両方である。
【００７９】
図１は、ＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）及び／又はＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造方法の例示的な実施例を示す。本明細書において、触媒（五フッ化アンチモン、ＳｂＦ５）の存在下で、第１マイクロリアクター中でトリクロロエチレンから生産されたＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を精製及び／又は分離することで、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を最終生成物として得ることができる。並びに／或いは第１マイクロリアクター中で生産されたＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）を任意に精製してから、第２マイクロリアクター中でＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）を製造するための原料及び／又は中間材料として用いてもよい。
【００８０】
触媒五フッ化アンチモン（ＳｂＦ５）は、ＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）の製造においてそのまま使用することができる。例えば、オートクレーブ中で反応を行う前にＳｂＣｌ５と  ＨＦとの反応により調製され、ＨＦ中のＳｂＦ５で構成され、ＨＦ中のＳｂＦ５は活性物質Ｈ２Ｆ＋ＳｂＦ６−を形成する。或いは、五塩化アンチモン（ＳｂＣｌ５）とＨＦの反応によりその場で形成されてもよい。本明細書において、生産、好ましくは工業生産において１つ以上のマイクロリアクター、好ましくは１つ以上のＳｉＣマイクロリアクターが使用され、これらのマイクロリアクター、好ましくはこれらのＳｉＣ−マイクロリアクターが直列に使用される。
【００８１】
図１に２つマイクロリアクターを使用することを示しているが、上記のように、第１反応器及び／又は第２反応器は、独立して前記上部の横寸法を有する連続流通反応器と組み合わせたマイクロリアクターであり、或いは、マイクロリアクターを使用せず、前記上部の横寸法を有する連続流通反応器、例えば、独立して上部の横寸法を有するプラグフロー式反応器及び／又は上部の横寸法を有する管型流通反応器であってもよい。
【００８２】
図１において、用語「ｃａｔ」とは、「触媒」を意味し、特にハロゲン化触媒、より具体的にはフッ素化触媒である。用語「ＴＲＩ」とは、トリクロロエチレン（Ｃｌ２Ｃ＝ＣＨＣｌ）を意味する。
【００８３】
図１に示される例示的な実施例において、工業生産（５−４００ｋｇ／時間）に適した第１マイクロリアクターは、（例えば）Ｄｏｗ  ＣｏｒｎｉｎｇによってＴｙｐｅ  Ｇ１ＳｉＣ、或いはＣｈｅｍｔｒｉｘによってＭＲ５５５  Ｐｌａｎｔｒｉｘとして提供されたＳｉＣ、又は（例えば）ＥｈｒｆｅｌｄによってＨａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｃとして提供されたＳｉＣで作製される。第２マイクロリアクターについて、製造材料はＳｉＣのみである。ＳｉＣ−マイクロリアクターは、２回使用することができる。即ち、第１のＳｉＣ−マイクロリアクターとして使用され、そして第１のＳｉＣ−マイクロリアクターで得られたＨＣＦＣ−１３３ａ（１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタン）からＴＦＥＡ（トリフルオロエチルアミン）を製造するための第２のＳｉＣ−マイクロリアクターとして使用される。（例えば）マイクロリアクターとして、（例えば）反応及び／又は拡大条件を適用可能な実験室研究に対して、Ｃｈｅｍｔｒｉｘ社のＰｌａｎｔｒｉｘ反応器タイプも第１マイクロリアクター及び／又は第２マイクロリアクターとして使用され得る。
【００８４】
以下、実施例にて本発明を説明するが、この実例は本発明の範囲を制限しない。
【００８５】
（実施例）
設備説明
２５０ｍｌのＲｏｔｈオートクレーブ中で第１実験を行なった。
設備及び製造材料の説明
有機物中の触媒混合物の液相は非常に腐食性であるため、オートクレーブがＳｉＣやプラスチックでコーティングされていない場合は、ＨＤＰＴＦＥインライナーが最も好ましい。反応中の気相は腐食性が比較的低いため、高級ステンレス鋼（１．４５７１）、あるいはさらに優れたＨａｓｔｅｌｌｏｙで十分である。しかし、反応中において気相に対してのみ耐性がある。オートクレーブの内部において、電磁スターラー上にプラスチックが塗布された撹拌子を簡単に使用することができる。１．４５７１（Ｖ４Ａ鋼＝１．４５７１）で作製された２５０ｍｌ  Ｒｏｔｈオートクレーブは、２００ｂａｒの実験に十分である。通常、Ｒｏｔｈによって提供されるオートクレーブは、塗布された破裂板（破壊板、１００ｂａｒ）、プラスチック（ＰＴＦＥ）で作製されたディープパイプを有し、また、上記のようにガラスインライナーの代わりにＨＤＰＴＦＥインライナーを用いる。ここでは、以下、さらなる情報が掲載されているリンクを例として提供する。
ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｃａｒｌｒｏｔｈ．ｃｏｍ／ｅｎ／ｅｎ／Ｌａｂｗａｒｅ／Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ−ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ／Ａｕｔｏｃｌａｖｅｓ／Ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ−ａｕｔｏｃｌａｖｅ−Ｍｏｄｅｌ−ＩＩ／Ｂａｓｉｃｅｑｕｉｐｍｅｎｔ／ｐ／００００００００００００７ａ０８０００２００２３＿ｅｎ
【００８６】
活性触媒はＨＦ中のＳｂＦ５であるため、市販されているＳｂＣｌ５を予備フッ素化した。
【００８７】
（実施例１）
オートクレーブでの予備フッ素化ステップ
【化３】
2021508668.tif 000005
ＨＤＰＴＦＥインライナー及び電磁スターラーを有する２５０ｍｌオートクレーブ（高級ステンレス鋼１．４５７１、Ｒｏｔｈ社、プラスチックで作製されたディープパイプ：１本、気相上の出口：１つ）に３６．７８ｇ（０．１２３  ｍｏｌ）ＳｂＣｌ５を加え、オートクレーブを密閉し、２０倍モル過剰なＨＦ（水を含有しない）（２．４６  ｍｏｌ，４９．２２  ｇ）をＨＦシリンダの液相（ＨＦシリンダを事前に窒素ガスで加圧する必要がある）オートクレーブにフィードした。オートクレーブ内の圧力がオートクレーブにおいてＨＦと接触して形成されたＨＣｌにより直ちに高くなるにも関わらず、前記電磁スターラーによりオートクレーブを撹拌し、ほとんどの塩素原子がフッ素原子に置換されるように、オイルバス又は電気ヒーターで３時間をかけて１００℃まで加熱した。オートクレーブを室温に冷却した後、オートクレーブの気相出口からオートクレーブ上の圧力を大気圧まで非常に慎重して解放し、（水のみを含有する）洗浄機（プラスチック製）に入り、オートクレーブを密閉に保持した。水がオートクレーブに戻らないように、洗浄機とオートクレーブとの間に安全弁（チェックバルブ、Ｃｈｅｃｋ  ｖａｌｖｅ）を設ける必要がある。
【００８８】
（実施例２）
（バッチ）オートクレーブでのフッ素化ステップ
【化４】
2021508668.tif 000006
【００８９】
室温でディープパイプからオートクレーブに１００．０ｇ（４．９９８  ｍｏｌ）新鮮なＨＦを加えた後、ＨＰＬＣポンプを用いてディープパイプからオートクレーブ（室温）に６２．１４ｇ（０．４７３  ｍｏｌ）トリクロロエチレン（ＴＣＥ）を加え、圧力が高くなり始めた。オイルバス又は電気ヒーターで１時間（好ましくは２時間）をかけてオートクレーブを１００℃に加熱した。圧力が持続して高くなった。次いで、室温に冷却した後、オートクレーブの気相出口から圧力を大気圧まで非常に慎重して解放し、新鮮な氷水（後処理ステップ１、予備フッ素化にすでに使用された洗浄機の水ではない）を含む洗浄機に入り、特に圧力解放の終わりの間に、任意に２番目の相が形成された。オートクレーブの気相入口で再度に窒素ガスを用いてオートクレーブを加圧し、オートクレーブのディープパイプ（液相出口）上でオートクレーブにおける残りの内容物を洗浄機に慎重にフィードした（後処理ステップ２）。常に冷却に保持されている各有機相（好ましくは在氷浴又はドライアイス浴中で）を合わせ、中和し、ＧＣ及びＧＣ−ＭＳにより分析した。ＴＲＩが定量的に変換され、１３３ａの分離収率は９７％であった。微量の１３４ａも存在した。１３３ａの沸点が非常に低く、化合物及び可能な中間体の毒性が非常に高いため、実験は、非常に換気のよいフードと作業者の完全な保護の下で行われた。
【００９０】
（実施例３）
アミノ化ステップと関連する連続実施例
フッ素化ステップ
ＴＲＩを貯蔵タンクから排出し、１０ｍｏｌ％のＳｂＦ５（バッチ法での予備フッ素化ステップに従って調製）を含むＨＦ（ＴＲＩ／ＨＦモル比＝１：９）と共にＳｉＣで作製されたＣｈｅｍｔｒｉｘ  Ｍｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒ（２７ｍｌ）にフィードし、１１０℃に加熱し、過程制御システムによりフィードを制御し、滞留時間を２００秒に確保した。マイクロリアクターの後、圧力弁により圧力を２０ｂａｒに保持したサイクロンセパレータを用いていくつかのＨＣｌを除去し、次いで混合物を沈降器に入れ、１３３ａを含む有機相と触媒及びいくつかのＨＣｌを含むＨＦ相とを分離した。有機相を圧力蒸留し、精製（ＨＦを含まない）１３３ａを得た。１３３ａを蒸留した後、貯蔵タンク（又はパファータンク）に保存した。
アミノ化ステップ（ＮＨ３：Ｃｌの除去剤）
１３３ａを液体ＮＨ３と共に第２マイクロリアクターにフィードした。この反応器は、ステンレス鋼又はＳｉＣで作製された（体積２７ｍｌ）。この反応器を１９０℃に加熱した後、３：１のモル比で１３３ａとＮＨ３をフィードし、ＣＦ３−ＣＨ２ＮＨ２及び生成物に溶解したＮＨ４Ｃｌを得た。最終に、大気圧、４０℃の転移温度下で蒸留し、収率は８９％であった。
ＤＭＡＰを触媒／除去剤とするアミノ化ステップ
１３３ａをＮＨ３及び１０ｍｏｌ％の市販ＤＭＡＰ（ジメチルアミノピリジン）と共にフィードする場合、温度を少なくとも１１０℃に降温してもよい。この温度下で、トリフルオロエチルアミンの収率は９５％であった。最後に、大気圧、３９℃の転移温度下で蒸留し、収率は９４％であった。
【図１】
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【国際調査報告】
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2021508668.tif 000009