Hexafluor-1,3-butadieen

Hexafluor-1,3-butadieen
Structuurformule en molecuulmodel
	Structuurformule van hexafluor-1,3-butadieen
Algemeen
Molecuulformule	C4F6
IUPAC-naam	1,1,2,3,4,4-hexafluorbuta-1,3-dieen
Andere namen	perfluor-1,3-butadieen
Molmassa	162,033219 g/mol
SMILES	C(=C(F)F)(C(=C(F)F)F)F
InChI	1/C4F6/c5-1(3(7)8)2(6)4(9)10
CAS-nummer	685-63-2
EG-nummer	211-681-0
PubChem	69636
Wikidata	Q2242152
Beschrijving	Toxisch, ontvlambaar gas
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	gasvormig
Dichtheid	(bij 15°C) 1,427 g/cm³
Smeltpunt	ca. −130 °C
Kookpunt	ca. 6 °C
Dampdruk	(bij 20°C) 178.800 Pa
Onoplosbaar in	water
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal	Scheikunde

Hexafluor-1,3-butadieen is een toxisch, ontvlambaar gas. Het is een onverzadigde fluorkoolstof met als brutoformule C₄F₆. De stof kan beschouwd worden als een derivaat van 1,3-butadieen waarin alle waterstofatomen vervangen zijn door fluoratomen. Daarom wordt ze ook wel perfluor-1,3-butadieen genoemd.

Synthese bewerken

Er zijn verschillende methoden gepubliceerd voor de synthese van hexafluor-1,3-butadieen, die veelal steunen op de dechlorering van 1,2,3,4-tetrachloorhexafluorbutaan. U.S. Patent 2777004^[1] op naam van Dow Chemical gaat uit van 1,2-dichloor-1,2-difluoretheen.

De eerste stap is de dimerisatie op hoge temperatuur tot 1,3,4,4-tetrachloor-1,2,3,4-tetrafluor-1-buteen:

\mathrm {2\ ClFC{=}CFCl\ \longrightarrow \ ClFC{=}CF{-}CFCl{-}CFCl_{2}}

In de tweede stap wordt dit product gechloreerd met chloorgas onder bestraling met ultraviolet licht, tot 1,1,2,3,4,4-hexachloor-1,2,3,4-tetrafluorbutaan:

\mathrm {ClFC{=}CF{-}CFCl{-}CFCl_{2}\ +\ Cl_{2}\ \longrightarrow \ Cl_{2}FC{-}CFCl{-}CFCl{-}CFCl_{2}}

Vervolgens wordt dit product gefluoreerd met een fluoride van antimoon tot 1,2,3,4-tetrachloor-1,1,2,3,4,4-hexafluorbutaan:

\mathrm {Cl_{2}FC{-}CFCl{-}CFCl{-}CFCl_{2}\ +\ SbCl_{2}F_{3}\ \longrightarrow \ ClF_{2}C{-}CFCl{-}CFCl{-}CF_{2}Cl\ +\ SbCl_{4}F}

Dechlorering van dit product met zink in ethanol levert ten slotte hexafluor-1,3-butadieen:

\mathrm {ClF_{2}C{-}CFCl{-}CFCl{-}CF_{2}Cl\ +\ 2\ Zn\ \longrightarrow \ F_{2}C{=}CF{-}CF{=}CF_{2}\ +\ 2\ ZnCl_{2}}

Volgens U.S. Patent 8258352^[2] wordt 1,2,3,4-tetrachloorhexafluorbutaan ook gevormd door de reactie in één stap van 3,4-dichloor-1-buteen met chloorgas en fluorgas.

Volgens U.S. Patent 7812202^[3] levert de reactie van 1,2,3,4-tetrachloorbutaan met een verdund fluorgas een reactiemengsel op dat onder meer 1,2,3,4-tetrachloorhexafluorbutaan bevat. De dechlorering hiervan met metallisch zink levert hexafluor-1,3-butadieen.

Toepassingen bewerken

De stof vindt onder meer toepassing als een gas voor het etsen en schoonmaken van halfgeleiders. Ze heeft een laag aardopwarmingsvermogen in vergelijking met de gebruikelijke verzadigde perfluorverbindingen zoals hexafluorethaan. Daardoor kan de emissie van broeikasgassen bij het etsen gevoelig dalen.^[4] Hexafluor-1,3-butadieen kan ook polymeriseren tot langere fluorkoolwaterstoffen en tot hoogmoleculaire rubberachtige polymeren met goede thermische stabiliteit.^[1]^[5]

Toxicologie en veiligheid bewerken

Hexafluor-1,3-butadieen is toxisch bij inademing. Ze vormt explosieve mengsels in lucht.

Externe links bewerken

(en) MSDS van hexafluor-1,3-butadieen^{[dode link]} (Praxair)
(en) MSDS van hexafluor-1,3-butadieen (Airgas)

Bronnen, noten en/of referenties

↑ ^a ^b U.S. Patent 2777004, "Preparation of hexafluorobutadiene from symmetrical dichlorodifluoroethylene" van 8 januari 1957 aan Dow Chemical
↑ U.S. Patent 8258352, "Production process for chlorine-containing fluorine-containing compound" van 4 september 2012 aan Showa Denko K.K.^{[dode link]}
↑ U.S. Patent 7812202, "Process for producing hexafluoro-1,3-butadiene" van 12 oktober 2010 aan Showa Denko K.K.
↑ (en) R. Chatterjee et al. (2001) - The Evaluation of Hexafluoro-1,3-butadiene as an Environmentally Benign Dielectric Etch Chemistry in a Medium-Density Etch Chamber, The Electrochemical Society, Inc., 199th Meeting, Washington DC
↑ Tadashi Narita (mei 1994). Anionic polymerization of hexafluoro-1,3-butadiene and characterization of the polymer. Macromolecular Symposia 82 (1): 185-199. DOI: 10.1002/masy.19940820119.

[dow-1] U.S. Patent 2777004, "Preparation of hexafluorobutadiene from symmetrical dichlorodifluoroethylene" van 8 januari 1957 aan Dow Chemical

[2] U.S. Patent 8258352, "Production process for chlorine-containing fluorine-containing compound" van 4 september 2012 aan Showa Denko K.K.^{[dode link]}

[3] U.S. Patent 7812202, "Process for producing hexafluoro-1,3-butadiene" van 12 oktober 2010 aan Showa Denko K.K.

[4] (en) R. Chatterjee et al. (2001) - The Evaluation of Hexafluoro-1,3-butadiene as an Environmentally Benign Dielectric Etch Chemistry in a Medium-Density Etch Chamber, The Electrochemical Society, Inc., 199th Meeting, Washington DC

[5] Tadashi Narita (mei 1994). Anionic polymerization of hexafluoro-1,3-butadiene and characterization of the polymer. Macromolecular Symposia 82 (1): 185-199. DOI: 10.1002/masy.19940820119.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]