電解法によるフロン-12のテトラフルオロエチレンへの変換

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フロンはオゾン層破壊物質どして知られている。現在使用中のフロンは、回収されて、高温での燃焼処理が行われている。その際、フロンは二酸化炭素、塩化水素、フッ化水素に分解され、二酸化炭素は大気中に放出され、塩化水素とフッ化水素は産業廃棄物として処理を受けている。しかし、フッ化有機物は、その特異な物理的・化学的な特性から、高い需要と価値を持つため、変換・リサイクルすることが望ましい。我々はフロンを電気化学的に、リサイクル可能な化合物に変換することを試みた。反応は全てステンレス製の圧力容器中で行った。有機溶媒中、フロン5気圧下でいくつかの金属電極を作用極に、アルミニウム反応性電極を対極に用いて電解を行ったところ、鉛電極においては40%以上の電流効率で、テフロンのモノマーのテトラフルオロエチレンが得られ、反応条件を最適化し、電位-1.5Vにおいて電解したところ、テトラフルオロエチレン生成の電流効率は7o%まで改善することが出来た。この電気化学反応の反応機構を調べるために、カルベンのトラップ剤として、2, 3-dimethyl-2-butene(DMB)を加えて電解を行ったところ、10%程の選択性でDMBの二重結合にCF_2が付加した1,1-difluoro, 2, 2, 3, 3-tetramethyl-cyclopropaneの生成が確認された。この結果より、この反応は電極表面でジフルオロカルベンが生成し、その二量化反応によりテトラフルオロエチレンが得られていることが明らかになった。