CN113412250A - 含氟醚化合物、含氟醚组合物、涂布液、物品、物品的制造方法和含氟化合物的制造方法 - Google Patents

含氟醚化合物、含氟醚组合物、涂布液、物品、物品的制造方法和含氟化合物的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供耐化学药品性优异的含氟醚化合物、含氟醚组合物和涂布液、具有耐化学药品性优异的表面层的物品及其制造方法、以及可制造耐化学药品性优异的含氟醚化合物的方法。一种含氟醚化合物,其具有下述式(1)所示的第一部分结构和下述式(2)所示的第二部分结构,所述含氟醚化合物具有5个以上的前述第一部分结构、或者具有2个以上的前述第二部分结构。‑ORf12‑(1)、‑ORf13‑(2)。其中,Rf12为碳原子数1~6的氟亚烷基,Rf13为具有任选具有杂原子的含氟环结构的基团。

Description

含氟醚化合物、含氟醚组合物、涂布液、物品、物品的制造方法 和含氟化合物的制造方法
技术领域
本发明涉及含氟醚化合物、含氟醚组合物、涂布液、物品、物品的制造方法和含氟化合物的制造方法。
背景技术
具有氟原子的含氟醚化合物的折射率低、介电常数低,拒水/拒油性、耐热性、耐化学药品性、化学稳定性、透明性等各特性优异,被利用于电气/电子材料、半导体材料、光学材料、表面处理剂等多种领域。
例如,具有全氟聚醚链和水解性甲硅烷基的含氟醚化合物能够在基材的表面形成显示高润滑性、拒水拒油性等的表面层,因此适用于表面处理剂。包含含氟醚化合物的表面处理剂在寻求长期维持下述性能的用中途用作例如构成触摸面板的手指触摸的面的构件、镜片、可穿戴终端的显示器的表面处理剂,所述性能是:即便用手指反复摩擦表面层其拒水拒油性也不易降低的性能(耐摩擦性)和通过擦拭而能够容易地去除附着于表面层的指纹的性能(指纹污垢去除性)。
作为能够在基材的表面形成耐摩擦性和指纹污垢去除性优异的表面层的含氟醚化合物,提出了具有全氟聚醚链和水解性甲硅烷基的含氟醚化合物(专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-037541号公报
专利文献2:国际公开第2017/038830号
发明内容
发明要解决的问题
如上所述,含氟醚化合物作为用于赋予上述各种物性的表面处理剂是有用的,能够在各种环境下使用的含氟醚化合物的要求日益提高。因此,寻求耐化学药品性更优异的含氟醚化合物。
本发明的目的在于,提供耐化学药品性优异的含氟醚化合物、能够形成耐化学药品性优异的表面层的含氟醚组合物和涂布液、具备耐化学药品性优异的表面层的物品及其制造方法、以及作为前述含氟醚化合物的原料而有用的含氟化合物的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明提供具有下述[1]~[25]的构成的含氟醚化合物、含氟醚组合物、涂布液、物品、其制造方法和含氟化合物的制造方法。
[1]一种含氟醚化合物,其特征在于,其具有下述式(1)所示的第一部分结构和下述式(2)所示的第二部分结构,
所述含氟醚化合物具有5个以上的前述第一部分结构、或者具有2个以上的前述第二部分结构,
-ORf12- (1)
-ORf13- (2)
其中,
Rf12为碳原子数1~6的氟亚烷基,
Rf13为具有任选具有杂原子的含氟环结构的基团。
[2]根据[1]的含氟醚化合物,其为下式(1A)所示的化合物。
[Rf-]a1Q1[-T]b1 (1A)
其中,
Rf是键合末端为碳原子的1价基团,
所述1价基团具有前述第一部分结构和前述第二部分结构、且具有5个以上的前述第一部分结构或具有2个以上的前述第二部分结构,具有2个以上的Rf时,2个以上的Rf任选相同或不同;
Q1为单键或a1+b1价的连接基团;
T为包括-Rf6、-Ar、-OR10、-SR10、-NOR10、-C(=O)R10、-N(R10)2、-N+(R10)3X3、-C≡N、-C(=NR10)-R10、-N+≡N、-N=NR10、-C(=O)OR10、-C(=O)OX2、-C(=O)OX4、-C(=O)OC(=O)R10、-SO2R10、-SO3H、-SO3X2、-O-P(=O)(-OR10)2、-O-P(=O)(-OR10)(-OX2)、-N=C=O、-Si(R)3-c(L)c、-C(R10)=C(R10)2、-C≡C(R10)、-C(=O)N(R10)2、-N(R10)C(=O)R10、-Si(R10)2-O-Si(R10)3、-NH-C(=O)R10、-C(=O)NHR10、-I、
Figure BDA0003199746790000031
Rf6为碳原子数1~6的氟烷基;
R10为氢原子、碳原子数1~6的烷基或氟烷基、或者任选具有取代基的芳基,R10为2个以上时,2个以上的R10任选彼此相同或不同;
Ar为任选具有取代基的芳基;
X2为碱金属离子或铵离子;
X3为卤化物离子;
X4为卤素原子;
R为烷基;
L为水解性基团或羟基,T中的2个以上的L任选相同或不同;
a1为1以上的整数;
b1为1以上的整数;
c为2或3;
具有2个以上的T时,2个以上的T任选相同或不同。
[3]根据[2]的含氟醚化合物,其中,前述Rf为下式(g1a)所示的基团。
Rf1-(ORf2)m(ORf3)n- (g1a)
其中,
Rf1为碳原子数1~20的氟烷基或具有含氟环结构的一价氟代烃基;
Rf2为碳原子数1~6的氟亚烷基(其中,在与Q1键合的Rf2的Q1侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子),
Rf3为具有含氟环结构的二价氟代烃基(其中,在与Q1键合的Rf3的Q1侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子),
Rf1具有含氟环结构时,n为0~500的整数,Rf1不具有含氟环结构时,n为1~500的整数,n为2以上时,(ORf3)n任选包含2种以上的ORf3
n为0时,m为5~500的整数;
n为1以上时,m为2~500的整数;
m为2以上时,(ORf2)m任选包含2种以上的ORf2
m个(ORf2)与n个(ORf3)的键合顺序没有限定。
[4]根据[2]或[3]的含氟醚化合物,其中,前述Q1为式(g2-1)所示的基团(其中,a1=d1+d3和b1=d2+d4)、式(g2-2)所示的基团(其中,a1=e1和b1=e2)、式(g2-3)所示的基团(其中,a1=1和b1=2)、式(g2-4)所示的基团(其中,a1=h1和b1=h2)、式(g2-5)所示的基团(其中,a1=i1和b1=i2)、式(g2-6)所示的基团(其中,a1=1和b1=1)、或者式(g2-7)所示的基团(其中,a1=1和b1=i3)。
Figure BDA0003199746790000041
(-A-Q12-)e1C(R2)4-e1-e2(-Q22-)e2 (g2-2)
-A-Q13-N(-Q23-)2 (g2-3)
(-A-Q14-)h1Z(-Q24-)h2 (g2-4)
(-A-Q15-)i1Si(R3)4-i1-i2(-Q25-)i2 (g2-5)
-A-Q26- (g2-6)
-A-Q12-CH(-Q22-)-Si(R3)3-i3(-Q25-)i3 (g2-7)
其中,
式(g2-1)~式(g2-7)中,A侧连接于Rf,Q22、Q23、Q24、Q25和Q26侧连接于T;
A为单键、-C(O)NR6-、-C(O)-、-OC(O)O-、-NHC(O)O-、-NHC(O)NR6-、-O-或-SO2NR6-;
Q11为单键、-O-、亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团;
Q12为单键、亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q1具有2个以上的Q12时,2个以上的Q12任选相同或不同;
Q13为单键(其中,A为-C(O)-)、亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、或者在亚烷基的N侧的末端具有-C(O)-的基团;
Q14所键合的Z中的原子为碳原子时,Q14为Q12,Q14所键合的Z中的原子为氮原子时,Q14为Q13,Q1具有2个以上的Q14时,2个以上的Q14任选相同或不同;
Q15为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q1具有2个以上的Q15时,2个以上的Q15任选相同或不同;
Q22为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、在亚烷基的不与T连接的一侧的末端具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-且在不与T连接的一侧的末端具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q1具有2个以上的Q22时,2个以上的Q22任选相同或不同;
Q23为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,2个Q23任选相同或不同;
Q24所键合的Z中的原子为碳原子时,Q24为Q22,Q24所键合的Z中的原子为氮原子时,Q24为Q23,Q1具有2个以上的Q24时,2个以上的Q24任选相同或不同;
Q25为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q1具有2个以上的Q25时,2个以上的Q25任选相同或不同;
Q26为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团;
Z为具有a1+b1价环结构的基团,所述a1+b1价环结构具有与Q14直接键合的碳原子或氮原子且具有与Q24直接键合的碳原子或氮原子;
R1为氢原子或烷基,Q1具有2个以上的R1时,2个以上的R1任选相同或不同;
R2为氢原子、羟基、烷基或酰氧基;
R3为烷基;
R6为氢原子、碳原子数1~6的烷基或苯基;
d1为0~3的整数,d2为0~3的整数,d1+d2为1~3的整数;
d3为0~3的整数,d4为0~3的整数,d3+d4为1~3的整数;
d1+d3在Q1中为1~5的整数;
d2+d4在Q1中为1~5的整数;
e1+e2为3或4;
e1在Q1中为1~3的整数;
e2在Q1中为1~3的整数;
h1在Q1中为1以上的整数;
h2为1以上的整数;
i1+i2为3或4;
i1在Q1中为1~3的整数;
i2在Q1中为1~3的整数;
i3为2或3。
[5]根据[1]的含氟醚化合物,其为下式(1B)所示的化合物。
[T-]b2Q2-Qf-Q2[-T]b2 (1B)
其中,
Qf是两个键合末端为碳原子的二价基团,
所述二价基团具有前述第一部分结构和前述第二部分结构、且具有5个以上的前述第一部分结构或具有2个以上的前述第二部分结构;
Q2为单键或b2+1价的连接基团,2个Q2任选相同或不同;
T为包括-Rf6、-Ar、-OR10、-SR10、-NOR10、-C(=O)R10、-N(R10)2、-N+(R10)3X3、-C≡N、-C(=NR10)-R10、-N+≡N、-N=NR10、-C(=O)OR10、-C(=O)OX2、-C(=O)OX4、-C(=O)OC(=O)R10、-SO2R10、-SO3H、-SO3X2、-O-P(=O)(-OR10)2、-O-P(=O)(-OR10)(-OX2)、-N=C=O、-Si(R)3-c(L)c、-C(R10)=C(R10)2、-C≡C(R10)、-C(=O)N(R10)2、-N(R10)C(=O)R10、-Si(R10)2-O-Si(R10)3、-NH-C(=O)R10、-C(=O)NHR10、-I、
Figure BDA0003199746790000071
Figure BDA0003199746790000072
的基团;
Rf6为碳原子数1~6的氟烷基;
R10为氢原子、碳原子数1~6的烷基或氟烷基、或者任选具有取代基的芳基,R10为2以上时,2个以上的R10任选彼此相同或不同;
Ar为任选具有取代基的芳基;
X2为碱金属离子或铵离子;
X3为卤化物离子;
X4为卤素原子;
R为烷基;
L为水解性基团或羟基,T中的2个以上的L任选相同或不同;
b2为1以上的整数,2个b2任选相同或不同;
c为2或3,
具有2个以上的T时,2个以上的T任选相同或不同。
[6]根据[5]的含氟醚化合物,其中,前述Qf为下式(g1b)所示的基团。
-Rf4-(ORf2)m(ORf3)n- (g1b)
其中,
Rf2为碳原子数1~6的氟亚烷基(其中,在与Q2键合的Rf2的Q2侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子);
Rf3为具有含氟环结构的二价氟代烃基(其中,在与Q2键合的Rf3的Q2侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子);
Rf4为碳原子数1~6的氟亚烷基或具有含氟环结构的二价氟代烃基(其中,在Rf4的Q2侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子);
Rf4具有含氟环结构时,n为0~500的整数,Rf4不具有含氟环结构时,n为1~500的整数,n为2以上时,(ORf3)n任选包含2种以上的ORf3
n为0时,m为5~500的整数;
n为1以上时,m为2~500的整数;
m为2以上时,(ORf2)m任选包含2种以上的ORf2
m个(ORf2)与n个(ORf3)的键合顺序没有限定。
[7]根据[5]或[6]的含氟醚化合物,其中,前述Q2为式(g2-1)所示的基团(其中,b2=d2+d4)、式(g2-2)所示的基团(其中,b2=e2)、式(g2-3)所示的基团(其中,b2=2)、式(g2-4)所示的基团(其中,b2=h2)、式(g2-5)所示的基团(其中,b2=i2)、式(g2-6)所示的基团(其中,b2=1)、或者式(g2-7)所示的基团(其中,b2=i3)。
Figure BDA0003199746790000091
(-A-Q12-)e1C(R2)4-e1-e2(-Q22-)e2 (g2-2)
-A-Q13-N(-Q23-)2 (g2-3)
(-A-Q14-)h1Z(-Q24-)h2 (g2-4)
(-A-Q15-)i1Si(R3)4-i1-i2(-Q25-)i2 (g2-5)
-A-Q26- (g2-6)
-A-Q12-CH(-Q22-)-Si(R3)3-i3(-Q25-)i3 (g2-7)
其中,
式(g2-1)~式(g2-7)中,A侧连接于Qf,Q22、Q23、Q24、Q25和Q26侧连接于T;
A为单键、-C(O)NR6-、-C(O)-、-OC(O)O-、-NHC(O)O-、-NHC(O)NR6-、-O-或-SO2NR6-;
Q11为单键、-O-、亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团;
Q12为单键、亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q2具有2个以上的Q12时,2个以上的Q12任选相同或不同;
Q13为单键(其中,A为-C(O)-)、亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、或者在亚烷基的N侧的末端具有-C(O)-的基团;
Q14所键合的Z中的原子为碳原子时,Q14为Q12,Q14所键合的Z中的原子为氮原子时,Q14为Q13,Q2具有2个以上的Q14时,2个以上的Q14任选相同或不同;
Q15为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q2具有2个以上的Q15时,2个以上的Q15任选相同或不同,
Q22为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、在亚烷基的不与T连接的一侧的末端具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-且在不与T连接的一侧的末端具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q2具有2个以上的Q22时,2个以上的Q22任选相同或不同;
Q23为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,2个Q23任选相同或不同;
Q24所键合的Z中的原子为碳原子时,Q24为Q22,Q24所键合的Z中的原子为氮原子时,Q24为Q23,Q2具有2个以上的Q24时,2个以上的Q24任选相同或不同;
Q25为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q2具有2个以上的Q25时,2个以上的Q25任选相同或不同;
Q26为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团;
Z为具有b2+1价环结构的基团,所述b2+1价环结构具有与Q14直接键合的碳原子或氮原子且具有与Q24直接键合的碳原子或氮原子;
R1为氢原子或烷基,Q2具有2个以上的R1时,2个以上的R1任选相同或不同;
R2为氢原子、羟基、烷基或酰氧基;
R3为烷基;
R6为氢原子、碳原子数1~6的烷基或苯基;
d1为0~3的整数,d2为0~3的整数,d1+d2为1~3的整数;
d3为0~3的整数,d4为0~3的整数,d3+d4为1~3的整数;
d1+d3在Q2中为1;
d2+d4在Q2中为3~5的整数;
e1+e2为3或4;
e1在Q2中为1;
e2在Q2中为2或3;
h1在Q2中为1;
h2为1以上的整数;
i1+i2为3或4;
i1在Q2中为1;
i2在Q2中为2或3;
i3为2或3。
[8]根据[1]~[7]中任一项的含氟醚化合物,其中,前述含氟环结构为四元环。
[9]根据[1]~[8]中任一项的含氟醚化合物,其数均分子量为2,500以上。
[10]根据[2]~[9]中任一项的含氟醚化合物,其中,T为-Si(R)3-c(L)c
其中,
R为烷基;
L为水解性基团或羟基,T中的2个以上的L任选相同或不同;
c为2或3。
[11]一种含氟醚组合物,其特征在于,其包含1种以上的[1]~[10]中任一项的含氟醚化合物、且包含其它含氟醚化合物。
[12]一种涂布液,其特征在于,其包含:
[1]~[10]中任一项的含氟醚化合物或[11]的含氟醚组合物;以及
液体介质。
[13]一种物品,其特征在于,在基材的表面具有表面层,所述表面层由[1]~[10]中任一项的含氟醚化合物或[11]的含氟醚组合物形成。
[14]根据[13]的物品,其中,在构成触摸面板的手指触摸的面的构件的表面具有前述表面层。
[15]一种物品的制造方法,其特征在于,通过使用了[1]~[10]中任一项的含氟醚化合物或[11]的含氟醚组合物的干涂法,对基材的表面进行处理,从而在前述基材的表面形成表面层,所述表面层由前述含氟醚化合物或前述含氟醚组合物形成。
[16]一种物品的制造方法,其特征在于,通过湿涂法,将[12]的涂布液涂布于基材的表面并使其干燥,从而在前述基材的表面形成表面层,所述表面层由前述含氟醚化合物或前述含氟醚组合物形成。
[17]一种含氟醚化合物,其为下式(2A)所示的化合物。
[Rf-]a1Q10[-CH=CH2]b1 (2A)
其中,
Rf为具有自由端的一价含氟环结构和主链中的二价含氟环结构中的至少一者且键合末端为碳原子的一价多氟聚醚链(其中,在键合末端碳原子上键合有至少1个氟原子),具有2个以上的Rf时,2个以上的Rf任选相同或不同;
Q10为a1+b1价的连接基团;
a1为1以上的整数;
b1为1以上的整数。
[18]一种含氟醚化合物,其为下式(2B)所示的化合物。
[CH2=CH-]b2Q20-Qf-Q20[-CH=CH2]b2 (2B)
其中,
Qf为具有主链中的二价含氟环结构且两个键合末端为碳原子的二价多氟聚醚链(其中,在两个键合末端碳原子上分别键合有至少1个氟原子);
Q20为b2+1价的连接基团,2个Q20任选相同或不同;
b2为1以上的整数,2个b2任选相同或不同。
[19]一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(11)所示的化合物与下式(12)所示的化合物反应而得到下式(21)所示的化合物。
CF2=CF-(O)q-R11-E (11)
CF2=CF-R12 (12)
Figure BDA0003199746790000131
其中,
R11为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团、氟亚烷基(其中,E为-OH时,E侧的末端为CH2)、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团(其中,E为-OH时,E侧的末端为CH2);
R12为卤素原子、全氟烷基、或者在碳原子数2以上的全氟烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
q为0或1;
E为-OH、-OR14、-SR14、-C(O)OR14、-C(O)NHR14、-C(O)NR14R15、-NH2、-NHR14、-NR14R15、-SO2X1、-C(O)X1或卤素原子;
R14和R15各自独立地为烷基;
X1为卤素原子。
[20]一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(11)所示的化合物与下式(13)所示的化合物反应而得到下式(22)所示的化合物。
CF2=CF-(O)q-R11-E (11)
CF2=CF-R13-CF=CF2 (13)
Figure BDA0003199746790000141
其中,
R11为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团、氟亚烷基(其中,E为-OH时,E侧的末端为CH2)、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团(其中,E为-OH时,E侧的末端为CH2);
R13为氟亚烷基、在氟亚烷基的两个末端具有-O-的基团、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
q为0或1;
E为-OH、-OR14、-SR14、-C(O)OR14、-C(O)NHR14、-C(O)NR14R15、-NH2、-NHR14、-NR14R15、-SO2X1、-C(O)X1或卤素原子;
R14和R15各自独立地为烷基;
X1为卤素原子;
式(22)中存在的多个R11、q和E任选彼此相同或不同。
[21]一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(11)所示的化合物彼此反应而得到下式(23)所示的化合物。
CF2=CF-(O)q-R11-E (11)
Figure BDA0003199746790000142
其中,
R11为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团、氟亚烷基(其中,E为-OH时,E侧的末端为CH2)、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团(其中,E为-OH时,E侧的末端为CH2);
q为0或1;
E为-OH、-OR14、-SR14、-C(O)OR14、-C(O)NHR14、-C(O)NR14R15、-NH2、-NHR14、-NR14R15、-SO2X1、-C(O)X1或卤素原子;
R14和R15各自独立地为烷基;
X1为卤素原子;
式(23)中存在的多个R11、q和E任选彼此相同或不同。
[22]一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(13)所示的化合物彼此反应而得到下式(24)所示的化合物。
CF2=CF-R13-CF=CF2 (13)
Figure BDA0003199746790000151
其中,
R13为氟亚烷基、在氟亚烷基的两个末端具有-O-的基团、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
r为1以上的整数;
式(24)中存在的多个R13任选相同或不同。
[23]一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(11)所示的化合物与下式(13)所示的化合物反应而得到下式(25)所示的化合物。
CF2=CF-(O)q-R11-E (11)
CF2=CF-R13-CF=CF2 (13)
Figure BDA0003199746790000152
其中,
R11为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团、氟亚烷基(其中,E为-OH时,E侧的末端为CH2)、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团(其中,E为-OH时,E侧的末端为CH2);
R13为氟亚烷基、在氟亚烷基的两个末端具有-O-的基团、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
q为0或1;
r为1以上的整数;
E为-OH、-OR14、-SR14、-C(O)OR14、-C(O)NHR14、-C(O)NR14R15、-NH2、-NHR14、-NR14R15、-SO2X1、-C(O)X1或卤素原子;
R14和R15各自独立地为烷基;
X1为卤素原子;
式(25)中存在的多个R13任选相同或不同。
[24]一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(12)所示的化合物彼此反应而得到下式(26)所示的化合物。
CF2=CF-R12 (12)
Figure BDA0003199746790000161
其中,
R12为卤素原子、全氟烷基、或者在碳原子数2以上的全氟烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
式(26)中存在的多个R12任选相同或不同。
[25]一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(12)所示的化合物与下式(13)所示的化合物反应而得到下式(27)所示的化合物。
CF2=CF-R12 (12)
CF2=CF-R13-CF=CF2 (13)
Figure BDA0003199746790000171
其中,
R12为卤素原子、全氟烷基、或者在碳原子数2以上的全氟烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
R13为氟亚烷基、在氟亚烷基的两个末端具有-O-的基团、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
r2为1以上的整数;
式(27)中存在的多个R13任选相同或不同。
发明的效果
通过本发明,可提供耐化学药品性优异的含氟醚化合物、能够形成耐化学药品性优异的表面层的含氟醚组合物和涂布液、具备耐化学药品性优异的表面层的物品及其制造方法、以及作为前述含氟醚化合物的原料而有用的含氟化合物的制造方法。
具体实施方式
本说明书中,将式(1A)所示的化合物记作化合物(1A)。其它式所示的化合物也同样记载。
此外,将式(g1a)所示的基团记作基团(g1a)。其它式所示的基团也同样记载。
“氧基氟(环)亚烷基”是指氧基氟亚烷基与氧基氟亚环烷基的总称。
氧基氟(环)亚烷基单元的化学式是将其氧原子记载于氟(环)亚烷基的左侧来表示。
本说明书中的以下术语的含义如下所示。
“自由端”是指:在多氟聚醚链中,不是借助连接基团而键合有反应性甲硅烷基的一侧的末端。
“末端区域”是指:由包含前述“自由端”的氧基氟(环)亚烷基单元构成的范围。
“含氟环结构”是指:包含与构成脂肪族环或芳香族环的碳原子键合的氢原子的至少一部分被氟原子取代而成的基团的基团,在碳链中任选包含氧原子、氮原子、硫原子等杂原子。作为“含氟环结构”,可列举出包含氟芳基、氟亚芳基、氟环烷基、氟亚环烷基等的基团。
“自由端的一价含氟环结构”是指:构成含氟环的1个碳原子是多氟聚醚链的主链端部且未与连接基团键合的一侧的端部的碳原子的环结构,是指构成末端区域的含氟环结构。作为“自由端的一价含氟环结构”,可列举出包含氟环烷基、氟芳基等的1价基团。
“主链的中途的二价含氟环结构”是指:构成含氟环的1个以上碳原子是构成多氟聚醚链主链的碳原子的环结构。作为“主链的中途的二价含氟环结构”,可列举出包含氟亚环烷基、氟亚芳基等的二价基团。
“含氟脂肪族环结构”是指:与构成脂肪族环的碳原子键合的氢原子的至少一部分被氟原子取代而成的基团,构成含氟脂肪族环的原子除了包含碳原子之外,还可以包含氧原子、氮原子等,优选仅由碳原子组成或者由碳原子和氧原子组成。作为“含氟脂肪族环结构”,可列举出包含氟环烷基、氟亚环烷基等的基团。
“反应性甲硅烷基”是指:水解性甲硅烷基和硅烷醇基(Si-OH)的总称。反应性甲硅烷基例如为后述-Si(R)3-c(L)c
“水解性甲硅烷基”是指:发生水解反应而能够形成硅烷醇基的基团。
“表面层”是指在基材表面形成的层。
含氟醚化合物为多氟聚醚链(Rf、Qf)的链长不同的多种含氟醚化合物的混合物时,多氟聚醚链(Rf、Qf)的“分子量”是通过1H-NMR和19F-NMR,以末端基团为基准求出氧基氟(环)亚烷基单元的数量(平均值)而算出的数均分子量。末端基团例如为式(g1a)中的Rf1或者式(1A)或式(1B)中的T。
含氟醚化合物为多氟聚醚链(RfやQf)的链长单一的含氟醚化合物时,多氟聚醚链(Rf、Qf)的“分子量”是通过1H-NMR和19F-NMR决定Rf的结构而算出的分子量。
[含氟醚化合物]
本发明的含氟醚化合物(以下也记作“本化合物”)是具有多氟聚醚链的化合物,该多氟聚醚链具有含氟环结构。该含氟环结构任选具有1个以上的杂原子。
通过使多氟聚醚链具有前述特定的含氟环结构,从而形成耐化学药品性优异的化合物。
本化合物中,前述多氟聚醚链具有1个含氟环结构时,该多氟聚醚链具有5个以上的氧基氟亚烷基单元。由此,在对多氟聚醚链赋予柔软性的同时,确保对于赋予含氟醚化合物的各特性而言充分的氟量。
此外,本化合物中,前述多氟聚醚链具有2个以上的含氟环结构时,该多氟聚醚链具有2个以上(优选具有5个以上)的氧基氟亚烷基单元。由此,在对多氟聚醚链赋予柔软性的同时,确保对于赋予含氟醚化合物的各特性而言充分的氟量。
上述含氟环结构为后述ORf13(第二部分结构)。此外,氧基氟亚烷基为后述ORf12(第一部分结构)。
作为多氟聚醚链,从利用氟来赋予各特性的效果优异的观点出发,优选为全氟聚醚链。此外,从利用氟来赋予各特性的效果优异的观点出发,本化合物的分子量优选为2,500以上、更优选为2,500~100,000、进一步优选为3,000~10,000。
本化合物优选具有多氟聚醚链与对本化合物赋予各种功能的基团(后述式(1A)和式(1B)中的T(以下也称为功能性赋予基团T))直接连接或借助连接基团而连接的结构。
本发明中的多氟聚醚链具有任选具有杂原子的含氟环结构。
在一价多氟聚醚链的情况下,具有自由端的一价含氟环结构和主链中的二价含氟环结构中的至少一者。
在二价多氟聚醚链的情况下,具有主链中的二价含氟环结构。
通过使多氟聚醚链具有含氟环结构,从而耐化学药品性优异且耐光性等各种耐久性优异。
作为含氟环结构,从容易制造本化合物的观点出发,优选为3~8元环,从表面层的耐摩擦性和耐滑动性更优异的观点出发,更优选为4~6元环,进一步优选为4~5元环,特别优选为4元环。
本化合物的特征在于,其是具有下述式(1)所示的第一部分结构(以下也称为“部分结构1”)和下述式(2)所示的第二部分结构(以下也称为“部分结构2”)的含氟醚化合物,
本化合物具有5个以上的前述部分结构1、或者具有2个以上的前述部分结构2。
-ORf12- (1)
-ORf13- (2)
其中,
Rf12为碳原子数1~6的氟亚烷基,
Rf13为具有任选具有杂原子的含氟环结构的基团。
作为本化合物,具有1个部分结构2且具有5个以上的部分结构1时,从指纹污垢去除性高的观点来看是优选的。
在部分结构1中,Rf12的氟亚烷基的碳原子数为1~6,因此,对多氟聚醚链赋予柔软性,形成表面层时,耐摩擦性和指纹污垢去除性优异。
作为Rf12的氟亚烷基,从表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,优选为直链的氟亚烷基。
作为Rf12的氟亚烷基,从表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,优选为全氟亚烷基。
从表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,全部Rf12之中的全氟亚烷基的比例优选为60摩尔%以上、更优选为80摩尔%以上、特别优选为100摩尔%。
部分结构2中,作为Rf13的具有任选具有杂原子的含氟环结构的基团,可列举出例如任选具有杂原子且任选具有取代基的氟亚环烷基。作为杂原子,可列举出氧原子、氮原子、硫原子等,优选为氧原子。从容易制造本化合物的观点出发,包含杂原子的环的元数优选为3~8,从表面层的耐摩擦性和耐滑动性更优异的观点出发,包含杂原子的环的元数更优选为4~6、进一步优选为4~5、特别优选为4。此外,从耐化学药品性优异的观点出发,含氟环结构优选为不具有杂原子的含氟环结构。此外,含氟环结构优选为含氟脂肪族环结构。
关于作为二价含氟脂肪族环结构的氟亚环烷基,从表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,优选为全氟亚环烷基。氟亚环烷基中,作为取代基,可以具有例如氟亚烷基。氟亚烷基的碳原子数优选为1~6、更优选为1~4。作为氟亚烷基,优选为全氟亚烷基。
进而,作为取代基的氟亚烷基任选与上述式(2)的氧原子键合。此时,上述式(2)用下述式(2a)表示。
-ORf14Rf15- (2a)
其中,
Rf14为碳原子数1~6的氟亚烷基,
Rf15为任选具有杂原子的含氟环结构。需要说明的是,Rf14Rf15表示Rf13
此外,任选在多氟聚醚链的末端区域具有部分结构2。此时,末端区域用下述式(2b)表示。
-ORf13Rf16 (2b)
其中,Rf13如上所述,Rf16为氢原子、氟原子或碳原子数1~6的氟烷基。以下,有时将Rf13Rf16称为一价含氟环结构。
作为一价含氟环结构,可列举出例如下式的基团。其中,式中的*表示连接键。
Figure BDA0003199746790000221
作为二价含氟环结构,可列举出例如氟亚环烷基、在氟亚环烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团。从容易制造本化合物的观点出发,氟亚环烷基的碳原子数优选为3~8,从表面层的耐摩擦性和耐滑动性更优异的观点出发,氟亚环烷基的碳原子数更优选为4~6、特别优选为4。
从表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,氟亚环烷基优选为全氟亚环烷基。氟亚环烷基中,作为取代基,任选具有例如氟烷基。
作为二价含氟环结构,可列举出例如下式的基团。其中,式中的*表示连接键。
Figure BDA0003199746790000231
从兼顾表面层的指纹污垢去除性和耐滑动性的观点以及耐化学药品性的观点出发,多氟聚醚链的分子量优选为100~6000、更优选为500~5000、特别优选为1000~4000。如果多氟聚醚链的分子量为前述范围的下限值以上,则表面层的指纹污垢去除性更优异。如果多氟聚醚链的分子量为前述范围的上限值以下,则表面层的耐滑动性更优异。
从表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点以及耐化学药品性的观点出发,多氟聚醚链的分子量优选为1500~10000、更优选为2000~8000、特别优选为2500~6000。如果多氟聚醚链的分子量为前述范围的下限值以上,则表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异。如果多氟聚醚链的分子量为前述范围的上限值以下,则表面层的耐摩擦性更优异。
(化合物(1A)和化合物(1B))
作为本化合物,从表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,优选为化合物(1A)和化合物(1B)。
[Rf-]a1Q1[-T]b1 (1A)
[T-]b2Q2-Qf-Q2[-T]b2 (1B)
其中,Rf是键合末端为碳原子的1价基团,所述1价基团具有前述部分结构1和前述部分结构2、且具有5个以上的前述部分结构1或具有2个以上的前述部分结构2,具有2个以上的Rf时,2个以上的Rf任选相同或不同。
Qf是两个键合末端为碳原子的二价基团,所述二价基团具有前述部分结构1和前述部分结构2、且具有5个以上的前述部分结构1或具有2个以上的前述部分结构2。
尤其是,作为化合物(1B),仅具有1个前述部分结构2且具有5个以上的前述部分结构1时,从指纹污垢去除性高的观点来看是优选的。尤其是,前述部分结构1的分子量的合计优选为1000~10000、特别优选为2000~6000。
Q1为单键或a1+b1价的连接基团。Q2为单键或b2+1价的连接基团,2个Q2任选相同或不同。
T为包括-Rf6、-Ar、-OR10、-SR10、-NOR10、-C(=O)R10、-N(R10)2、-N+(R10)3X3、-C≡N、-C(=NR10)-R10、-N+≡N、-N=NR10、-C(=O)OR10、-C(=O)OX2、-C(=O)OX4、-C(=O)OC(=O)R10、-SO2R10、-SO3H、-SO3X2、-O-P(=O)(-OR10)2、-O-P(=O)(-OR10)(-OX2)、-N=C=O、-Si(R)3-c(L)c、-C(R10)=C(R10)2、-C≡C(R10)、-C(=O)N(R10)2、-N(R10)C(=O)R10、-Si(R10)2-O-Si(R10)3、-NH-C(=O)R10、-C(=O)NHR10、-I、
Figure BDA0003199746790000241
Figure BDA0003199746790000242
的基团;
Rf6为碳原子数1~6的氟烷基;
R10为氢原子、任选具有取代基的碳原子数1~6的烷基或氟烷基、任选具有取代基的芳基,R10为2个以上时,2个以上的R10任选彼此相同或不同;
Ar为任选具有取代基的芳基;
X2为碱金属离子或铵离子;
X3为卤化物离子;
X4为卤素原子;
R为烷基;
L为水解性基团或羟基,T中的2个以上的L任选相同或不同;
b2为1以上的整数,2个b2任选相同或不同;
c为2或3;
具有2个以上的T时,2个以上的T任选相同或不同。
化合物(1A)在末端具有Rf。末端具有Rf的化合物(1A)的耐化学药品性优异,表面层的指纹污垢去除性优异。化合物(1B)具有Qf。具有Qf的化合物(1B)的耐化学药品性优异,表面层的指纹污垢去除性优异。
化合物(1A)和化合物(1B)在末端具有上述特定的功能性赋予基团T。末端具有功能性赋予基团T的化合物(1A)和化合物(1B)与基材牢固地进行化学键合,表面层的耐摩擦性优异等,对本化合物赋予各种功能。
从容易制造化合物(1A)的观点、耐化学药品性优异的观点、以及表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,a1优选为1~6、更优选为1~4、特别优选为1或2。
从容易制造化合物(1A)的观点、耐化学药品性优异的观点、以及表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,b1优选为1~6、更优选为1~5、进一步优选为1~4、特别优选为2~4。从容易制造化合物(1B)的观点、耐化学药品性优异的观点、以及表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,b2优选为1~6、更优选为1~5、进一步优选为1~4、特别优选为2~4。
Rf是键合末端为碳原子的一价多氟聚醚链。作为Rf,从耐化学药品性优异的观点、表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,更优选为1价的全氟聚醚链。
Qf是两个键合末端为碳原子的二价多氟聚醚链。作为Qf,从耐化学药品性优异的观点、以及表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,更优选为二价全氟聚醚链。
Rf和Qf的分子量的优选范围与上述多氟聚醚链的分子量的优选范围相同。
作为Rf,可列举出例如基团(g1a)。基团(g1a)具有1个以上的含氟环结构。
Rf1-(ORf2)m(ORf3)n- (g1a)
其中,Rf1为碳原子数1~20的氟烷基、或者具有含氟环结构的一价氟代烃基。Rf2为碳原子数1~6的氟亚烷基(其中,在与Q1键合的Rf2的Q1侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子)。Rf3为具有含氟环结构的二价氟代烃基(其中,在与Q1键合的Rf3的Q1侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子)。
Rf1具有含氟环结构时,n为0~500的整数,Rf1不具有含氟环结构时,n为1~500的整数,n为2以上时,(ORf3)n任选包含2种以上的ORf3
此外,n为0时,m为5~500的整数,n为1以上时,m为2~500的整数,m为2以上时,(ORf2)m任选包含2种以上的ORf2,m个(ORf2)与n个(ORf3)的键合顺序没有限定。
作为Qf,可列举出例如具有基团(g1b)的基团。基团(g1b)具有1个以上的含氟环结构。
-Rf4-(ORf2)m(ORf3)n- (g1b)
其中,Rf2为碳原子数1~6的氟亚烷基(其中,在与Q2键合的Rf2的Q2侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子)。Rf3为具有含氟环结构的二价氟代烃基(其中,在与Q2键合的Rf3的Q2侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子)。Rf4为碳原子数1~6的氟亚烷基、或者具有含氟环结构的二价氟代烃基(其中,在Rf4的Q2侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子)。
Rf4具有含氟环结构时,n为0~500的整数,Rf4不具有含氟环结构时,n为1~500的整数,n为2以上时,(ORf3)n任选包含2种以上的ORf3
此外,n为0时,m为5~500的整数,n为1以上时,m为2~500的整数,m为2以上时,(ORf2)m任选包含2种以上的ORf2,m个(ORf2)与n个(ORf3)的键合顺序没有限定。
进而,作为Qf,特别优选为基团(g1b1)。
-Rf4-(ORf2)mm1-(ORf3)-(ORf2)mm2-(g1b1)
其中,mm1+mm2=m、n=1。作为基团(g1b1),(mm1+1)与(mm2)大致相等时,从耐摩擦性的观点来看是优选的。此处,大致相等是指:(mm1+1)/mm2之比为0.5~2、优选为0.75~1.33。
如果Rf1的氟烷基的碳原子数为1~20,则耐化学药品性优异,表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异。从耐化学药品性优异、表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,Rf1的氟烷基的碳原子数优选为1~6、更优选为1~4、特别优选为1~3。
作为Rf1的氟烷基,从耐化学药品性优异、表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,优选为全氟烷基。Rf1为全氟烷基的化合物(1A)的末端成为CF3-。根据末端为CF3-的化合物(1A),能够形成低表面能量的表面层,因此,表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异。
作为Rf1的氟烷基,可列举出例如CF3-、CF3CF2-、CF3CF2CF2-、CF3CF2CF2CF2-、CF3CF2CF2CF2CF2-、CF3CF2CF2CF2CF2CF2-、CF3CF(CF3)-、(CF3CF2)2CF-。
Rf1的具有含氟环结构的一价氟代烃基的碳原子数优选为3~20、更优选为4~8、特别优选为4~6。如果氟代烃基的碳原子数在前述范围内,则耐化学药品性优异,表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异。
作为Rf1的氟代烃基,从耐化学药品性优异、表面层的耐滑动性更优异的观点出发,优选为氟环烷基。
作为Rf1的氟代烃基,从耐化学药品性优异、表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,优选为完全氟代烃基。
作为Rf1的氟代烃基,可列举出例如上式中例示的一价含氟环结构。
如果Rf2或Rf4的氟亚烷基的碳原子数为1~6,则耐化学药品性优异,表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异。
作为Rf2或Rf4的氟亚烷基,从耐化学药品性优异、表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,优选为直链的氟亚烷基。
作为Rf2或Rf4的氟亚烷基,从耐化学药品性优异、表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,优选为全氟亚烷基。
从耐化学药品性优异、表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,全部Rf2中的全氟亚烷基的比例优选为60摩尔%以上、更优选为80摩尔%以上、特别优选为100摩尔%。
Rf3或Rf4的具有含氟环结构的二价氟代烃基的碳原子数优选为3~20、更优选为4~8、特别优选为4~6。如果氟代烃基的碳原子数在前述范围内,则耐化学药品性优异,表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异。
作为Rf3或Rf4的氟代烃基,从耐化学药品性优异、表面层的耐滑动性更优异的观点出发,优选为氟亚环烷基。
作为Rf3或Rf4的氟代烃基,从耐化学药品性优异、表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,优选为完全氟代烃基。
作为Rf3或Rf4的氟代烃基,可列举出例如上式中例示的二价含氟环结构。
对表面层要求充分的耐滑动性时,m优选为1~30的整数、更优选为1~20的整数、特别优选为1~10的整数。如果m为前述范围的上限值以下,则表面层的耐滑动性更优异。
对表面层要求充分的耐摩擦性和指纹污垢去除性时,m优选为2~200的整数、更优选为5~150的整数、特别优选为10~100的整数。
如果m为前述范围的下限值以上,则耐化学药品性优异,表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异。如果m为前述范围的上限值以下,则表面层的耐摩擦性更优异。即,若化合物(1A)和化合物(1B)的数均分子量过大,则每单元分子量中存在的水解性甲硅烷基的数量减少,表面层的耐摩擦性降低。
对表面层要求充分的耐滑动性时,n优选为1~200的整数、更优选为1~150的整数、特别优选为1~100的整数。如果n为前述范围的上限值以下,则耐化学药品性优异,表面层的耐滑动性更优异。
此外,从耐化学药品性优异、表面层的耐滑动性优异的观点出发,n为0时,Rf1或Rf4优选具有含氟环结构。
n为1且Rf1或Rf4不具有含氟环结构时,或者n为0时,从耐化学药品性优异、表面层的耐滑动性优异的观点出发,m优选为5~30的整数、更优选为6~20的整数、特别优选为7~10的整数。
n为1且Rf1或Rf4具有含氟环结构时,或者n为2以上的整数时,从耐化学药品性优异、表面层的耐滑动性优异的观点出发,m优选为1~30的整数、更优选为2~20的整数、特别优选为3~10的整数。
作为ORf2、即氧基氟亚烷基单元,可列举出例如OCHF、OCF2CHF、OCHFCF2、OCF2CH2、OCH2CF2、OCF2CF2CHF、OCHFCF2CF2、OCF2CF2CH2、OCH2CF2CF2、OCF2CF2CF2CH2、OCH2CF2CF2CF2、OCF2CF2CF2CF2CH2、OCH2CF2CF2CF2CF2、OCF2CF2CF2CF2CF2CH2、OCH2CF2CF2CF2CF2CF2、OCF2、OCF2CF2、OCF2CF2CF2、OCF(CF3)CF2、OCF2CF2CF2CF2、OCF(CF3)CF2CF2、OCF2CF2CF2CF2CF2、OCF2CF2CF2CF2CF2CF2
作为ORf3,可列举出例如下式的氧基氟亚环烷基单元。其中,式中的*表示连接键。
Figure BDA0003199746790000291
(ORf2)m(ORf3)n中存在2种以上的氧基氟(环)亚烷基单元时,各氧基氟(环)亚烷基单元的键合顺序没有限定。例如,存在OCF2CF2和OCF2CF2CF2CF2时,OCF2CF2与OCF2CF2CF2CF2任选无规、交替、嵌段地配置。存在OCF2和OCF2CF2时,两者优选无规地配置。
存在2种以上的氧基氟(环)亚烷基单元是指:存在碳原子数不同的2种以上的氧基氟(环)亚烷基单元;存在氢原子数不同的2种以上的氧基氟(环)亚烷基单元;存在氢原子的位置不同的2种以上的氧基氟(环)亚烷基单元;以及存在碳原子数相同但侧链的有无、侧链的种类(侧链的数量、侧链的碳原子数等)不同的2种以上的氧基氟(环)亚烷基单元。
关于2种以上的氧基氟(环)亚烷基单元的配置,例如,{(OCF2)m1(OCF2CF2)m2}所示的结构表示m1个(OCF2)与m2个(OCF2CF2)无规地配置。此外,(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2)m5所示的结构表示m5个(OCF2CF2)与m5个(OCF2CF2CF2CF2)交替地配置。
作为n为0时的(ORf2)m(ORf3)n,优选至少其中的一部分具有下述结构。
{(OCF2)m1(OCF2CF2)m2}、
(OCF2CF2)m3
(OCF2CF2CF2)m4
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2)m5
(OCF2CF2CF2CF2CF2)m6(OCF2)m7
(OCF2CF2CF2CF2CF2)m6(OCF2CF2)m7
(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m6(OCF2)m7
(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m6(OCF2CF2)m7
(OCF2CF2CF2CF2CF2-OCF2)m8
(OCF2CF2CF2CF2CF2-OCF2CF2)m8
(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2-OCF2)m8
(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2-OCF2CF2)m8
(OCF2-OCF2CF2CF2CF2CF2)m8
(OCF2-OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m8
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2CF2)m8
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m8
(OCF(CF3)CF2)m9
其中,m1、m2、m3、m4、m5、m6、m7、m8和m9为1以上的整数。m1、m2、m3、m4、m5、m6、m7、m8和m9的上限值根据m的上限值进行调整。
作为n为0时的(ORf2)m(ORf3)n,从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点出发,优选为下述结构。
{(OCF2)m1(OCF2CF2)m2}OCF2
(OCF2CF2)m3OCF2
(OCF2CF2CF2)m4OCF2CF2
(OCF2CF2)2{(OCF2)m1(OCF2CF2)m2}OCF2
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2)m5OCF2CF2OCF2CF2CF2
(OCF2-OCF2CF2CF2CF2CF2)m8OCF2OCF2CF2CF2CF2
(OCF2-OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m8OCF2OCF2CF2CF2CF2CF2
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2CF2)m8OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m8OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2CF2
(OCF(CF3)CF2)m9OCF(CF3)。
作为n为1以上时的(ORf2)m(ORf3)n,优选至少其中的一部分具有下述结构。
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2)m11-O(c-C4F6)-(OCF2CF2CF2CF2-OCF2CF2)m12、
(OCF2CF2CF2CF2-O(c-C4F6))m13
(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m14-O(c-C4F6)-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2-OCF2CF2)m15
其中,c-C4F6为全氟-1,2-环亚丁基,m11、m12、m13、m14和m15为1以上的整数。m11、m12、m13、m14和m15的上限值根据m和n的上限值进行调整。
作为n为1以上时的(ORf2)m(ORf3)n,从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点出发,优选为下述结构。
OCF2CF2CF2(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2)m11-O(c-C4F6)-(OCF2CF2CF2CF2-OCF2CF2)m12OCF2CF2CF2
OCF2CF2(OCF2CF2CF2CF2-O(c-C4F6))m13OCF2CF2CF2
O(c-C4F6)(OCF2CF2CF2CF2-O(c-C4F6))m13OCF2CF2CF2
OCF2CF2CF2(OCF2CF2-OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)m11-O(c-C4F6)-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2-OCF2CF2)m12OCF2CF2CF2
Q1为单键、或者a1+b1价的直链状或支链状的连接基团。Q2为单键、或者b2+1价的直链状或支链状的连接基团。连接基团为2价以上的有机基团。
Q1或Q2为单键时,本化合物具有在多氟亚烷基链(Rf或Qf)上直接键合有功能性赋予基团T的结构。
a1+b1为3以上时,Q1优选还具有选自由C、N、Si、环结构和a1+b1价的有机聚硅氧烷残基组成的组中的至少1种分支点(以下记作“分支点P”)。b2+1为3以上时,Q2优选具有选自由C、N、Si、环结构和b2+1价的有机聚硅氧烷残基组成的组中的至少1种分支点(以下记作“分支点P’”)。
作为环结构,从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点、以及表面层的耐摩擦性、耐光性和耐化学药品性更优异的观点出发,优选为选自由3~8元环的脂肪族环、3~8元环的芳香族环、3~8元环的杂环、以及包含这些环中的两个以上的稠环组成的组中的1种,特别优选为下式列举的环结构。环结构任选具有卤素原子、烷基(任选在碳-碳原子间包含醚性氧原子)、环烷基、烯基、烯丙基、烷氧基、氧代基(=O)等取代基。
Figure BDA0003199746790000331
作为a1+b1价的有机聚硅氧烷残基或b2+1价的有机聚硅氧烷残基,可列举出例如下述基团。其中,下式中的R5为氢原子、烷基、烷氧基或苯基。R5的烷基和烷氧基的碳原子数优选为1~10、特别优选为1。
Figure BDA0003199746790000341
Q1和Q2任选进一步具有选自由-C(O)NR6-、-C(O)O-、-C(O)-、-O-、-NR6-、-S-、-OC(O)O-、-NHC(O)O-、-NHC(O)NR6-、-SO2NR6-、-Si(R6)2-、-OSi(R6)2-、-Si(CH3)2-Ph-Si(CH3)2-和二价有机聚硅氧烷残基组成的组中的至少1种键(以下记作“键B”)。其中,R6为氢原子、碳原子数1~6的烷基或苯基,Ph为亚苯基。从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点出发,R6的烷基的碳原子数优选为1~3、特别优选为1~2。
作为二价有机聚硅氧烷残基,可列举出例如下式的基团。其中,下式中的R7为氢原子、烷基、烷氧基或苯基。R7的烷基和烷氧基的碳原子数优选为1~10、特别优选为1。
Figure BDA0003199746790000351
作为键B,从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点出发,优选为选自由-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-和-O-组成的组中的至少1种键,从表面层的耐光性和耐化学药品性更优异的观点出发,特别优选为-C(O)NR6-或-C(O)-。
作为Q1,可列举出2个以上的二价烃基与1个以上的分支点P的组合、或者2个以上的烃基与1个以上的分支点P与1个以上的键B的组合。
作为Q2,可列举出2个以上的二价烃基与1个以上的分支点P’的组合、或者2个以上的烃基与1个以上的分支点P’与1个以上的键B的组合。
作为二价烃基,可列举出例如二价脂肪族烃基(亚烷基、亚环烷基等)、二价芳香族烃基(亚苯基等)。二价烃基的碳原子数优选为1~10、更优选为1~6、特别优选为1~4。
作为前述组合的Q1,从容易制造化合物(1A)的观点出发,优选为基团(g2-1)(其中,a1=d1+d3和b1=d2+d4)、基团(g2-2)(其中,a1=e1和b1=e2)、基团(g2-3)(其中,a1=1和b1=2)、基团(g2-4)(其中,a1=h1和b1=h2)、基团(g2-5)(其中,a1=i1和b1=i2)、基团(g2-6)(其中,a1=1和b1=1)、以及基团(g2-7)(其中,a1=1和b1=i3。)。
作为前述组合的Q2,从容易制造化合物(1B)的观点出发,优选为基团(g2-1)(其中,b2=d2+d4)、基团(g2-2)(其中,b2=e2)、基团(g2-3)(其中,b2=2)、基团(g2-4)(其中,b2=h2)、基团(g2-5)(其中,b2=i2)、基团(g2-6)(其中,b2=1)、以及基团(g2-7)(其中,b2=i3)。
Figure BDA0003199746790000361
(-A-Q12-)e1C(R2)4-e1-e2(-Q22-)e2 (g2-2)
-A-Q13-N(-Q23-)2 (g2-3)
(-A-Q14-)h1Z(-Q24-)h2 (g2-4)
(-A-Q15-)i1Si(R3)4-i1-i2(-Q25-)i2 (g2-5)
-A-Q26- (g2-6)
-A-Q12-CH(-Q22-)-Si(R3)3-i3(-Q25-)i3 (g2-7)
其中,式(g2-1)~式(g2-7)中,A侧连接于Rf或Qf,Q22、Q23、Q24、Q25或Q26侧连接于T。A为单键、-C(O)NR6-、-C(O)-、-OC(O)O-、-NHC(O)O-、-NHC(O)NR6-、-O-或-SO2NR6-。Q11为单键、-O-、亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团。Q12为单键、亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q1或Q2具有2个以上的Q12时,2个以上的Q12任选相同或不同。Q13为单键(其中,A为-C(O)-)、亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、或者在亚烷基的N侧的末端具有-C(O)-的基团。Q14所键合的Z中的原子为碳原子时,Q14为Q12,Q14所键合的Z中的原子为氮原子时,Q14为Q13,Q1或Q2具有2个以上的Q14时,2个以上的Q14任选相同或不同。Q15为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q1或Q2具有2个以上的Q15时,2个以上的Q15任选相同或不同。Q22为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、在亚烷基的不与T连接的一侧的末端具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-且在不与T连接的一侧的末端具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q1或Q2具有2个以上的Q22时,2个以上的Q22任选相同或不同。
Q23为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,2个Q23任选相同或不同。Q24所键合的Z中的原子为碳原子时,Q24为Q22,Q24所键合的Z中的原子为氮原子时,Q24为Q23,Q1或Q2具有2个以上的Q24时,2个以上的Q24任选相同或不同。Q25为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q1或Q2具有2个以上的Q25时,2个以上的Q25任选相同或不同。Q26为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团。
Z为具有a1+b1价或b2+1价的环结构的基团,所述a1+b1价或b2+1价的环结构具有与Q14直接键合的碳原子或氮原子且具有与Q24直接键合的碳原子或氮原子。R1为氢原子或烷基,Q1或Q2具有2个以上的R1时,2个以上的R1任选相同或不同。R2为氢原子、羟基、烷基或酰氧基。R3为烷基。R6为氢原子、碳原子数1~6的烷基或苯基。d1为0~3的整数,优选为1或2。
d2为0~3的整数,优选为1或2。d1+d2为1~3的整数。d3为0~3的整数,优选为0或1。d4为0~3的整数,优选为2或3。d3+d4为1~3的整数。d1+d3在Q1中为1~5的整数,优选为1或2,在Q2中为1。d2+d4在Q1中为1~5的整数,优选为4或5,在Q2中为3~5的整数,优选为4或5。e1+e2为3或4。e1在Q1中为1~3的整数,优选为1或2,在Q2中为1。e2在Q1中为1~3的整数,优选为2或3,在Q2中为2或3。h1在Q1中为1以上的整数,优选为1或2,在Q2中为1。
h2为1以上的整数,优选为2或3。i1+i2为3或4。i1在Q1中为1~3的整数,优选为1或2,在Q2中为1。i2在Q1中为1~3的整数,优选为2或3,在Q2中为2或3。i3为2或3。
从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点、以及表面层的耐摩擦性、耐光性和耐化学药品性更优异的观点出发,Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q22、Q23、Q24、Q25和Q26的亚烷基的碳原子数优选为1~10、更优选为1~6、特别优选为1~4。其中,在碳-碳原子间具有特定键时的亚烷基的碳原子数的下限值为2。
作为Z中的环结构,可列举出上述环结构,优选形态也相同。
需要说明的是,Z中的环结构上直接键合有Q14、Q24,因此,不会出现环结构上连接有例如亚烷基且该亚烷基连接有Q14、Q24的情况。
从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点出发,R1、R2和R3的烷基的碳原子数优选为1~6、更优选为1~3、特别优选为1~2。
从容易制造化合物1的观点出发,R2的酰氧基的烷基部分的碳原子数优选为1~6、更优选为1~3、特别优选为1~2。
从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点、以及表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,h1优选为1~6、更优选为1~4、进一步优选为1或2、特别优选为1。
从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点、以及表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性更优异的观点出发,h2优选为2~6、更优选为2~4、特别优选为2或3。
作为Q1的其它形态,可列举出基团(g2-8)(其中,a1=d1+d3和b1=k的合计)、基团(g2-9)(其中,a1=e1和b1=e2)、基团(g2-10)(其中,a1=1和b1=k的合计)、基团(g2-11)(其中,a1=h1和b1=k的合计)、基团(g2-12)(其中,a1=i1和b1=k的合计)、基团(g2-13)(其中,a1=1和b1=k)、以及基团(g2-14)(其中,a1=1和b1=k的合计)。
作为Q2的其它形态,可列举出基团(g2-8)(其中,b2=k的合计)、基团(g2-9)(其中,b2=e2)、基团(g2-10)(其中,b2=k的合计)、基团(g2-11)(其中,b2=k的合计)、基团(g2-12)(其中,b2=k的合计)、基团(g2-13)(其中,b2=k)、以及基团(g2-14)(其中,b2=k的合计)。
Figure BDA0003199746790000391
(-A-Q12-)e1C(R2)4-e1-e2(-Q22-G)e2 (g2-9)
-A-Q13-N(-Q23-G)2 (g2-10)
(-A-Q14-)h1Z(-Q24-G)h2 (g2-11)
(-A-Q15-)i1Si(R3)4-i1-i2(-Q25-G)i2 (g2-12)
-A-Q26-G (g2-13)
-A-Q12-CH(-Q22-G)-Si(R3)3-i3(-Q25-G)i3 (g2-14)
其中,式(g2-8)~式(g2-14)中,A侧连接于Rf或Qf,G侧连接于T。G为基团(g3),Q1或Q2所具有的2个以上的G任选相同或不同。除了G之外的符号与式(g2-1)~式(g2-7)中的符号相同。
-Si(R8)3-k(-Q3-)k (g3)
其中,式(g3)中,Si侧连接于Q22、Q23、Q24、Q25或Q26,Q3侧连接于T。R8为烷基。Q3为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、或者-(OSi(R9)2)p-O-,2个以上的Q3任选相同或不同。k为2或3。R6为氢原子、碳原子数1~6的烷基或苯基。R9为烷基、苯基或烷氧基,2个的R9任选相同或不同。p为0~5的整数,p为2以上时,2个以上的(OSi(R9)2)任选相同或不同。
从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点、以及表面层的耐摩擦性、耐光性和耐化学药品性更优异的观点出发,Q3的亚烷基的碳原子数优选为1~10、更优选为1~6、特别优选为1~4。其中,在碳-碳原子间具有特定键时的亚烷基的碳原子数的下限值为2。
从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点出发,R8的烷基的碳原子数优选为1~6、更优选为1~3、特别优选为1~2。
从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点出发,R9的烷基的碳原子数优选为1~6、更优选为1~3、特别优选为1~2。
从化合物(1A)和化合物(1B)的保存稳定性优异的观点出发,R9的烷氧基的碳原子数优选为1~6、更优选为1~3、特别优选为1~2。
p优选为0或1。
T是对本化合物赋予各种功能的功能性赋予基团。作为该功能,可列举出例如提高与基材表面的密合性的功能;对本化合物赋予光固化性、热固性的功能;对本化合物赋予酸性碱性等的功能;调整本化合物在特定溶剂中的溶解性的功能;以及将本化合物作为原料来合成其它化合物时作为反应性基团的功能等。
Rf6和R10中的氟烷基优选为碳原子数1~6。该氟烷基任选具有其它取代基。具有氟烷基作为T的本化合物会成为含氟比例高的化合物,低折射率、低介电常数、拒水/拒油性、耐热性、耐化学药品性、化学稳定性、透明性等各特性优异。作为氟烷基任选具有的取代基,可列举出氟原子、氯原子等卤素原子、碳原子数1~6的烷基、以及与作为功能性赋予基团T而例示的基团相同的基团。
Ar和R10中的芳基可列举出苯基、萘基等,任选进一步具有取代基。作为芳基任选具有的取代基,可列举出氟原子、氯原子等卤素原子、碳原子数1~6的烷基、以及与作为功能性赋予基团T而例示的基团相同的基团。
R10中的烷基优选为碳原子数1~6。该烷基任选具有其它取代基。作为烷基任选具有的取代基,可列举出氯原子等卤素原子、碳原子数1~6的烷基、以及与作为功能性赋予基团T而例示的基团相同的基团。
具有羟基、N-羟基、醛基、酮基、氨基、季铵基、腈基、亚氨基、重氮基、羧基、羧酸盐、酸酐基、磺基、磺酸盐、磷酸基、磷酸盐作为T的本化合物因该功能性赋予基团T而被赋予了酸性、碱性、亲水性等各种特性,例如,赋予在特定溶剂中的溶解性提高或对于特定基材的密合性提高等功能。作为季铵盐的抗衡离子,可列举出卤化物离子等。作为羧酸盐、磺酸盐、磷酸盐的抗衡离子,可列举出碱金属离子、铵离子等。
作为具有碳-碳双键的基团,可列举出乙烯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、烯烃基等。具有碳-碳双键的本化合物通过与光引发剂等组合而能够制备光固化性组合物,通过该组合物而得到的固化涂膜兼具拒水拒油性和硬涂性。
此外,具有异氰酸酯基、环氧基、缩水甘油基、氧杂环丁基、巯基的本化合物通过与环氧固化剂组合而能够制备热固性或光固化性组合物,通过该组合物而得到的固化涂膜兼具拒水拒油性和硬涂性。
T中的酰胺键、酯键、醚键、硫醚键、硅氧烷键、脲键是与T中包含的烷基、氟烷基、芳基、杂芳基等连接的键。也可以借助这些键而进一步具有其它功能性赋予基团。
作为本化合物的功能性赋予基团T,从合成稳定性、化学稳定性、与基材的密合性等观点出发,优选为羟基、氨基或具有碳-碳双键的基团。此外,具有碳-碳双键的基团之中,优选为丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、烯丙基或烯烃。
此外,将本化合物用作用于形成耐摩擦性等耐久性优异的表面层的表面处理剂时,T优选为具有反应性甲硅烷基的基团。作为具有反应性甲硅烷基的基团,优选为-Si(R)3-c(L)c。其中,a1为1以上的整数,b1为1以上的整数,R为烷基,L为水解性基团或羟基,T中的2个以上的L任选相同或不同,c为2或3。
从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点出发,R的烷基的碳原子数优选为1~6、更优选为1~3、特别优选为1~2。
作为L的水解性基团,可列举出与上述水解性基团相同的基团,优选的形态也相同。
从表面层与基材的密合性更牢固的观点出发,c特别优选为3。
化合物(1A)和化合物(1B)中的多个T任选相同或不同。从容易制造化合物(1A)和化合物(1B)的观点出发,优选为相同基团。
作为T的具体例,可列举出以下的结构。其中,式中的Ra表示任选具有取代基的烷基、氟烷基或芳基,Rb表示任选具有取代基的氟烷基或芳基,*表示连接键。
Figure BDA0003199746790000421
作为化合物(1A)和化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。从工业上容易制造、容易处理,表面层的拒水拒油性、耐摩擦性、指纹污垢去除性、润滑性、耐化学药品性、耐光性和耐化学药品性更优异、其中耐光性特别优异的观点出发,优选为下式的化合物。下式的化合物中的Rf、Qf和T与上述式(1A)中的Rf或式2A中的Qf相同,优选形态也相同。
作为Q1为基团(g2-1)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000431
作为Q1为基团(g2-2)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000441
作为Q1为基团(g2-3)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000451
作为Q1为基团(g2-4)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000452
作为Q1为基团(g2-5)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000461
作为Q1为基团(g2-6)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000462
作为Q1为基团(g2-7)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000463
作为Q1为基团(g2-8)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000464
作为Q1为基团(g2-9)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000471
作为Q1为基团(g2-10)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000472
作为Q1为基团(g2-11)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000481
作为Q1为基团(g2-12)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000482
作为Q1为基团(g2-13)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000483
作为Q1为基团(g2-14)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000491
作为Q2为基团(g2-1)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000492
作为Q2为基团(g2-2)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000493
作为Q2为基团(g2-3)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000494
作为Q2为基团(g2-4)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000495
作为Q2为基团(g2-5)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000501
作为Q2为基团(g2-6)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000502
作为Q2为基团(g2-7)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000503
作为Q2为基团(g2-9)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000504
作为本发明的一个实施方式的、T为-Si(R)3-c(L)c的本化合物(以下也称为具有反应性甲硅烷基的本化合物)能够形成指纹污垢去除性、耐摩擦性和耐滑动性优异的表面层。
具有反应性甲硅烷基的本化合物具有多氟聚醚链、反应性甲硅烷基、以及将多氟聚醚链与反应性甲硅烷基连接的特定连接基团。
多氟聚醚链优选为1价或2价。即,本化合物可以是具有“一价多氟聚醚链-连接基团-反应性甲硅烷基”的结构的化合物,也可以是具有“反应性甲硅烷基-连接基团-二价多氟聚醚链-连接基团-反应性甲硅烷基”的结构的化合物。
具有反应性甲硅烷基的本化合物中具有多氟聚醚链。具有多氟聚醚链的本化合物的表面层的指纹污垢去除性优异。
具有反应性甲硅烷基的本化合物至少在单侧末端具有反应性甲硅烷基。在末端具有反应性甲硅烷基的本化合物与基材牢固地化学键合,因此,表面层的耐摩擦性优异。
此外,作为具有反应性甲硅烷基的本化合物,优选为仅在一个末端具有反应性甲硅烷基的化合物。仅在一个末端具有反应性甲硅烷基的化合物不易聚集,因此,表面层的外观优异。此外,表面层的耐摩擦性和指纹污垢去除性也优异。
反应性甲硅烷基是水解性基团和羟基中的任一者或两者键合于硅原子而成的基团。
水解性基团是通过水解反应而形成羟基的基团。即,水解性甲硅烷基通过水解反应而形成硅烷醇基(Si-OH)。硅烷醇基进一步在分子间发生脱水缩合反应而形成Si-O-Si键。此外,硅烷醇基与基材表面的羟基(基材-OH)发生脱水缩合反应,形成化学键(基材-O-Si)。
作为水解性基团,可列举出例如烷氧基、卤素原子、酰基、异氰酸酯基。作为烷氧基,优选为碳原子数1~6的烷氧基。
作为卤素原子,优选为氯原子。
作为水解性基团,从容易制造本化合物的观点出发,优选为烷氧基或卤素原子。作为水解性基团,从涂布时的逸气少、本化合物的保存稳定性优异的观点出发,优选为碳原子数1~4的烷氧基,在需要本化合物的长期保存稳定性的情况下,特别优选为乙氧基,在将涂布后的反应时间设为短时间的情况下,特别优选为甲氧基。
具有反应性甲硅烷基的本化合物的除了T之外的结构与前述本化合物中说明的结构相同,优选结构也相同。
以下,列举出具有反应性甲硅烷基的本化合物的具体例。
作为Q1为基团(g2-1)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000521
作为Q1为基团(g2-2)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000531
作为Q1为基团(g2-3)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000541
作为Q1为基团(g2-4)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000551
作为Q1为基团(g2-5)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000561
作为Q1为基团(g2-6)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000562
作为Q1为基团(g2-7)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000563
作为Q1为基团(g2-8)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000571
作为Q1为基团(g2-9)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000572
作为Q1为基团(g2-10)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000581
作为Q1为基团(g2-11)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000582
作为Q1为基团(g2-12)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000591
作为Q1为基团(g2-13)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000592
作为Q1为基团(g2-14)的化合物(1A),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000593
作为Q2为基团(g2-1)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000601
作为Q2为基团(g2-2)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000602
作为Q2为基团(g2-3)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000603
作为Q2为基团(g2-4)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000604
作为Q2为基团(g2-5)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000611
作为Q2为基团(g2-6)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000612
作为Q2为基团(g2-7)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000613
作为Q2为基团(g2-9)的化合物(1B),可列举出例如下式的化合物。
Figure BDA0003199746790000621
作为本化合物的具体例,可列举出下述化合物。其中,n1~n12表示重复单元数,在1~200的范围内适当调整。
Figure BDA0003199746790000631
(化合物(1A)和化合物(1B)的制造方法)
以下,作为化合物(1A)和化合物(1B)的制造方法的一例,说明具有反应性甲硅烷基的化合物(1A)和化合物(1B)的制造方法。需要说明的是,导入除了反应性甲硅烷基之外的功能性赋予基团T时,在下述制造方法中,使用具有期望的功能性赋予基团和能够与双键发生加成反应的取代基的化合物来代替化合物(3a)即可。此外,下述反应是对双键进行加成的反应,也可以利用酯化、酰胺化等公知反应来导入功能性赋予基团T。
化合物(1A)可通过例如使化合物(2A)与化合物(3a)或化合物(3b)发生氢化硅烷化反应的方法来制造。化合物(1B)可通过例如使化合物(2B)与化合物(3a)或化合物(3b)发生氢化硅烷化反应的方法来制造。
[Rf-]a1Q10[-CH=CH2]b1 (2A)
[CH2=CH-]b2Q20-Qf-Q20[-CH=CH2]b2 (2B)
其中,式(2A)中,Q10为a1+b1价的连接基团,除Q10之外的符号与式(1A)中的符号相同。式(2B)中,Q20为b2+1价的连接基团,2个Q20任选相同或不同,除Q20之外的符号与式(1B)中的符号相同。
Q10[-CH=CH2]b1在氢化硅烷化后成为化合物(1A)中的Q1。作为Q10,可列举出与Q1相同的基团,优选形态也相同。Q20[-CH=CH2]b2在氢化硅烷化后成为化合物(1B)中的Q2。作为Q20,可列举出与Q2相同的基团,优选形态也相同。
HSi(R)3-c(L)c (3a)
HSi(R8)3-k[-(OSi(R9)2)p-O-Si(R)3-c(L)c]k (3b)
其中,式(3a)和式(3b)中的符号与式(1A)、式(1B)和式(g3)中的符号相同。化合物(3b)可通过例如日本特愿2018-085493号的说明书中记载的方法来制造。
作为Q10[-CH=CH2]b1,从容易制造化合物(1A)的观点出发,优选为基团(g4-1)(其中,a1=d1+d3和b1=d2+d4)、基团(g4-2)(其中,a1=e1和b1=e2)、基团(g4-3)(其中,a1=1和b1=2)、基团(g4-4)(其中,a1=h1和b1=h2)、基团(g4-5)(其中,a1=i1和b1=i2)、基团(g4-6)(其中,a1=1和b1=1)、或者基团(g4-7)(其中,a1=1和b1=i3)。
作为Q20[-CH=CH2]b2,从容易制造化合物(1B)的观点出发,优选为基团(g4-1)(其中,b2=d2+d4)、基团(g4-2)(其中,b2=e2)、基团(g4-3)(其中,b2=2)、基团(g4-4)(其中,b2=h2)、基团(g4-5)(其中,b2=i2)、基团(g4-6)(其中,b2=1)、以及基团(g4-7)(其中,b2=i3)。
Figure BDA0003199746790000651
(-A-Q12-)e1C(R2)4-e1-e2(-Q220-CH=CH2)e2 (g4-2)
-A-Q13-N(-Q230-CH=CH2)2 (g4-3)
(-A-Q14-)h1Z(-Q240-CH=CH2)h2 (g4-4)
(-A-Q15-)i1Si(R3)4-i1-i2(-Q250-CH=CH2)i2 (g4-5)
-A-Q260-CH=CH2 (g4-6)
-A-Q12-CH(-Q220-CH=CH2)-Si(R3)3-i3(-Q250-CH=CH2)i3(g4-7)
其中,Q220为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、在亚烷基的不与-CH=CH2连接的一侧的末端具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-且在不与-CH=CH2连接的一侧的末端具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q10或Q20具有2个以上的Q220时,2个以上的Q220任选相同或不同。Q230为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,2个以上的Q230任选相同或不同。Q240所键合的Z中的原子为碳原子时,Q240为Q220,Q240所键合的Z中的原子为氮原子时,Q240为Q230,Q10或Q20具有2个以上的Q240时,2个以上的Q240任选相同或不同。Q250为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q10或Q20具有2个以上的Q250时,2个以上的Q250任选相同或不同。Q260为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团。除Q220、Q230、Q240、Q250和Q260之外的符号与式(g2-1)~式(g2-7)中的符号相同。
Q220-CH=CH2在氢化硅烷化后成为化合物(1A)和化合物(1B)中的Q22。作为Q220,可列举出与Q22相同的基团,优选形态也相同。
Q230-CH=CH2在氢化硅烷化后成为化合物(1A)和化合物(1B)中的Q23。作为Q230,可列举出与Q23相同的基团,优选形态也相同。
Q240-CH=CH2在氢化硅烷化后成为化合物(1A)和化合物(1B)中的Q24。作为Q240,可列举出与Q24相同的基团,优选形态也相同。
Q250-CH=CH2在氢化硅烷化后成为化合物(1A)和化合物(1B)中的Q25。作为Q250,可列举出与Q25相同的基团,优选形态也相同。
Q260-CH=CH2在氢化硅烷化后成为化合物(1A)和化合物(1B)中的Q26。作为Q260,可列举出与Q26相同的基团,优选形态也相同。
作为Q10[-CH=CH2]b1的其它形态,可列举出基团(g4-8)(其中,a1=d1+d3和b1=k的合计)、基团(g4-9)(其中,a1=e1和b1=k的合计)、基团(g4-10)(其中,a1=1和b1=k的合计)、基团(g4-11)(其中,a1=h1和b1=k的合计)、基团(g4-12)(其中,a1=i1和b1=k的合计)、基团(g4-13)(其中,a1=1和b1=k)、或者基团(g4-14)(其中,a1=1和b1=k的合计)。
作为Q20[-CH=CH2]b2的其它形态,可列举出基团(g4-8)(其中,b2=k的合计)、基团(g4-9)(其中,b2=k的合计)、基团(g4-10)(其中,b2=k的合计)、基团(g4-11)(其中,b2=k的合计)、基团(g4-12)(其中,b2=k的合计)、基团(g4-13)(其中,b2=k)、以及基团(g4-14)(其中,b2=k的合计)。
Figure BDA0003199746790000671
(-A-Q12-)e1C(R2)4-e1-e2(-Q22-G1)e2 (g4-9)
-A-Q13-N(-Q23-G1)2 (g4-10)
(-A-Q14-)h1Z(-Q24-G1)h2 式(g4-11)
(-A-Q15-)i1Si(R3)4-i1-i2(-Q25-G1)i2 (g4-12)
-A-Q26-G1 (g4-13)
-A-Q12-CH(-Q22-G1)-Si(R3)3-i3(-Q25-G1)i3 (g4-14)
其中,G1为基团(g5),Q10[-CH=CH2]b1或Q20[-CH=CH2]b2所具有的2个以上的G1任选相同或不同,除G1之外的符号与式(g2-1)~式(g2-7)中的符号相同。
-Si(R8)3-k(-Q30-CH=CH2)k (g5)
其中,Q30为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,2个以上的Q30任选相同或不同,除Q30之外的符号与式(g3)中的符号相同。
Q30-CH=CH2在氢化硅烷化后成为基团(g3)中的Q3。作为Q30,可列举出与Q3相同的基团(其中不包括-(OSi(R9)2)p-O-),优选形态也相同。
(化合物(2A)和化合物(2B)的制造方法)
关于Q10[-CH=CH2]b1为基团(g4-1)的化合物(2A)和Q20[-CH=CH2]b2为基团(g4-1)的化合物(2B),例如除了变更Rf部分的前体或Qf部分的前体的制造方法之外,可通过国际公开第2017/187775号中记载的方法来制造。
关于Q10[-CH=CH2]b1为基团(g4-2)的化合物(2A)和Q20[-CH=CH2]b2为基团(g4-2)的化合物(2B),例如除了变更Rf部分的前体或Qf部分的前体的制造方法之外,可通过日本特开2015-199906号公报中记载的方法、专利文献1中记载的方法、日本特开2016-204656号公报中记载的方法、日本特开2016-222859号公报中记载的方法、专利文献2中记载的方法、国际公开第2017/187775号中记载的方法、国际公开第2019/039226号中记载的方法来制造。
关于Q10[-CH=CH2]b1为基团(g4-3)的化合物(2A)和Q20[-CH=CH2]b2为基团(g4-3)的化合物(2B),例如除了变更Rf部分的前体或Qf部分的前体的制造方法之外,可通过国际公开第2017/038832号中记载的方法来制造。
关于Q10[-CH=CH2]b1为基团(g4-4)的化合物(2A)和Q20[-CH=CH2]b2为基团(g4-4)的化合物(2B),例如除了变更Rf部分的前体或Qf部分的前体的制造方法之外,可通过国际公开第2019/039186号中记载的方法来制造。
关于Q10[-CH=CH2]b1为基团(g4-5)的化合物(2A)和Q20[-CH=CH2]b2为基团(g4-5)的化合物(2B),例如除了变更Rf部分的前体或Qf部分的前体的制造方法之外,可通过专利文献1中记载的方法、国际公开第2016/121211号中记载的方法来制造。
关于Q10[-CH=CH2]b1为基团(g4-6)的化合物(2A)和Q20[-CH=CH2]b2为基团(g4-6)的化合物(2B),例如除了变更Rf部分的前体或Qf部分的前体的制造方法之外,可通过日本特开2012-072272号公报、国际公开第2013/121984号中记载的方法、国际公开第2013/121986号中记载的方法来制造。
关于Q10[-CH=CH2]b1为基团(g4-7)的化合物(2A)和Q20[-CH=CH2]b2为基团(g4-7)的化合物(2B),例如除了变更Rf部分的前体或Qf部分的前体的制造方法之外,可通过国际公开第2019/163282号中记载的方法来制造。
关于Q10[-CH=CH2]b1为基团(g4-8)~基团(g4-14)的化合物(2A)和Q20[-CH=CH2]b2为基团(g4-8)~基团(g4-14)的化合物(2B),例如除了变更Rf部分的前体或Qf部分的前体的制造方法之外,可通过国际公开第2019/163282号中记载的方法来制造。
作为化合物(2A)的Rf部分的前体,可列举出例如化合物(4A)。
作为化合物(2B)的Qf部分的前体,可列举出例如化合物(4B)。
Rf-E1 (4A)
E1-Qf-E1 (4B)
其中,E1为-CH2-OH、-C(O)-X、-I、-OC(O)Rf5、-SO2F、-CH2-SO2Rf5、-CH2-NH2或-CH2-O-CH2CH=CH2。X为卤素原子、烷氧基、羟基或氨基。Rf5为全氟烷基或者在碳原子数2以上的全氟烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团。除E1、X和Rf5之外的符号与式(2A)和式(2B)中的符号相同。
作为化合物(4A)和化合物(4B),例如,后述含氟化合物(A)具有多个碳-碳原子间的-O-且在末端具有E1时,可列举出含氟化合物(A)。后述含氟化合物(A)不具有多个碳-碳原子间的-O-时,化合物(4A)和化合物(4B)可通过以含氟化合物(A)作为起始物质,并通过公知的加成反应等导入1个以上的氧基氟亚烷基单元而制成多氟聚醚链后,根据需要通过公知的方法等向多氟聚醚链的末端导入E1来制造。
作为向多氟聚醚链的末端导入E1的方法,可列举出例如国际公开第2009/008380号中记载的方法、国际公开第2013/121984号中记载的方法、国际公开第2013/121986号中记载的方法、国际公开第2015/087902号中记载的方法、专利文献1中记载的方法、国际公开第2017/038832号中记载的方法、国际公开第2018/143433号中记载的方法、国际公开第2018/216630号中记载的方法。
以上说明的本化合物具有一价或二价的多氟聚醚链,因此,能够形成指纹污垢去除性优异的表面层。
此外,本化合物具有反应性甲硅烷基,因此,能够形成耐摩擦性优异的表面层。
此外,本化合物中,一价多氟聚醚链具有自由端的一价含氟环结构和主链中的二价含氟环结构中的至少一者,或者二价多氟聚醚链具有主链中的二价含氟环结构,因此,能够形成耐滑动性优异且不使耐摩擦性和指纹污垢去除性降低的表面层。
[含氟化合物的制造方法]
以下,说明作为具有甲硅烷基的本化合物的原料而有用的含氟化合物的制造方法。其中,下述含氟化合物的一部分有时相当于具有除甲硅烷基之外的功能性赋予基团T的本化合物。
作为具有一价四元环的含氟环结构和二价四元环的含氟环结构中至少一者的含氟化合物(以下也记作“含氟化合物(A)”)的制造方法的第一方式,可列举出使化合物(11)与化合物(12)反应而得到化合物(21)的方法。
CF2=CF-(O)q-R11-E (11)
CF2=CF-R12 (12)
Figure BDA0003199746790000701
其中,R11为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团、氟亚烷基(其中,E为-OH时,E侧的末端为CH2)、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团(其中,E为-OH时,E侧的末端为CH2)。R12为卤素原子、全氟烷基、或者在碳原子数2以上的全氟烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团。q为0或1。E为-OH、-OR14、-SR14、-C(O)OR14、-C(O)NHR14、-C(O)NR14R15、-SO2X1、-C(O)X1或卤素原子。R14和R15各自独立地为烷基。X1为卤素原子。
从容易制造含氟化合物(A)的观点出发,R11的亚烷基或氟亚烷基的碳原子数优选为1~10、更优选为1~8、特别优选为2~6。其中,在碳-碳原子间具有-O-时的亚烷基或氟亚烷基的碳原子数的下限值为2。
作为R11,可列举出例如-CH2-、-CH2CH2-、-CHF-、-CF2CH2-、-CF2CF2CF2CH2-、-CF2-、-CF2CF2-、-CF2CF2OCF2-、-CF(CF3)CF2OCF(CF3)-、-CF2CF2CF2CF2CF2CH2-。
作为化合物(11),可列举出例如下述化合物。
CF2=CFOCF3
CF2=CFOCF2CF3
CF2=CFOCF2CF2CF3
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF3
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2CF3
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F、
CF2=CFOCF2CFCF2CONH2
CF2=CFOCF2CF2CF2CH2OCF2CHFOCF3
CF2=CFOCF2CF2CF2CH2OCF2CHFOCF2CF3
CF2=CFOCF2CF2CF2CH2OCF2CHFOCF2CF2CF3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CH2OCF2CHFOCF3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CH2OCF2CHFOCF2CF3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CH2OCF2CHFOCF2CF2CF3
CF2=CFOCF2CF2CF2OCHFCF2OCH3
CF2=CFOCF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH2CH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH2CH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH2CH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2CH2CH2CH2CH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CH2OH、
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2COOCH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CONHCH3
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CONH2
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2SO2F、
CF2=CFOCF2C(CF2OCF2CF2SO2F)FOCF2CF2SO2F、
CF2=CFOCF2CF2SO2F、
CF2=CFOCF2CF2CF2CF2SO2F、
CF2=CF-O-CF2CF2CF2CH2-OH、
CF2=CF-O-CF2CF2CF2-C(O)OCH3
CF2=CF-O-CF2CF2CF2-C(O)NHCH3
CF2=CF-O-CF2CF2CF2-C(O)N(CH3)2
CF2=CF-O-CF2CF2CF2-SO2F、
CF2=CF-O-CF2CF2CF2CF2-F、
CF2=CF-O-CF2CF2CF2CF2-Cl、
CF2=CF-O-CF2CF2CF2CF2-Br、
CF2=CF-O-CF2CF2CF2CF2-I、
CF2=CF-O-CF2CF2CF2CH2-OCH3
CF2=CF-O-CF2CF2CF2-C(O)F、
CF2=CF-O-CF2CF2CF2CF2OCHFCF2-OCH3
从容易制造含氟化合物(A)的观点出发,R12的全氟烷基的碳原子数优选为1~10、更优选为1~8、特别优选为1~6。其中,在碳-碳原子间具有-O-时的全氟烷基的碳原子数的下限值为2。
作为R12的卤素原子,从容易制造含氟化合物(A)的观点出发,优选为氟原子或氯原子。
作为R12,可列举出例如-F、-Cl、-CF3、-CF2CF3、-CF2CF2OCF3、-CF(CF3)CF2CF3
作为化合物(12),可列举出例如CF2=CF2、CF2=CF-CF3、CF2=CF-CF2CF3、CF2=CF-CF(CF3)2
从容易制造含氟化合物A的观点出发,R14或R15的烷基的碳原子数优选为1~10、更优选为1~8、特别优选为1~6。
作为X1,从容易制造含氟化合物(A)的观点出发,优选为氟原子或氯原子。
化合物(21)可通过例如向反应容器中投入化合物(11)和化合物(12),并加热来制造。
作为反应容器,可列举出例如金属(不锈钢等)制容器。
反应温度例如为150~250℃。
反应时间例如为50~300小时。
反应压力例如为大气压以上且2.0MPa(表压)以下、优选为0.2MPa以下。
作为含氟化合物(A)的制造方法的第二方式,可列举出使化合物(11)与化合物(13)发生反应而得到化合物(22)的方法。
CF2=CF-(O)q-R11-E (11)
CF2=CF-R13-CF=CF2 (13)
Figure BDA0003199746790000741
其中,R13为氟亚烷基、在氟亚烷基的两个末端具有-O-的基团、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团。除R13之外的符号与式(11)中的符号相同,优选形态也相同。式(22)中存在的多个R11、q和E任选彼此相同或不同。化合物(11)为单一化合物时,所得化合物(22)能够获得式(22)中存在的多个R11、E和q均相同的化合物。另一方面,化合物(11)为多种化合物的组合时,所得化合物(22)包含式(22)中存在的多个R11、E和q之中的至少一者不同的化合物。
从容易制造含氟化合物(A)的观点出发,R13的氟亚烷基的碳原子数优选为0~10、更优选为1~8、特别优选为1~6。其中,在碳-碳原子间具有-O-时的氟亚烷基的碳原子数的下限值为2。
作为R13,可列举出例如-CF2-、-CF2CF2-、-CF(CF3)CF2-、-CF2CH2CF2-、-OCF2CF2CF2O-、-CF2OCF2CF2OCF2-。
作为化合物(13),可列举出例如CF2=CF-OCF2CF2CF2O-CF=CF2、CF2=CF-OCF2-CF=CF2、CF2=CF-OCF2CF2CF2CF2O-CF=CF2、CF2=CFOCF2CF2OCF=CF2、CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2OCF=CF2、CF2=CFOCF2CF2CF2CF2CF2CF2OCF=CF2、CF2=CFOCF2OCF2OCF=CF2、CF2=CFOCF2CF2OCF2CF2OCF=CF2、CF2=CFOCF2CF2OCF2CF2OCF2CF2OCF=CF2
化合物(22)可以与化合物(21)同样操作来制造。
作为含氟化合物(A)的制造方法的第三方式,可列举出使化合物(11)彼此反应来获得化合物(23)的方法。
CF2=CF-(O)q-R11-E (11)
Figure BDA0003199746790000751
其中,式(23)中的符号与式(11)中的符号相同,优选形态也相同。
化合物(23)可以与化合物(21)同样操作来制造。需要说明的是,化合物(11)可以为单一化合物,也可以为符合式(11)的多种化合物的组合。化合物(11)为单一化合物时,所得化合物(23)能够获得式(23)中存在的多个R11、E和q均相同的化合物。另一方面,化合物(11)为多种化合物的组合时,所得化合物(23)包含式(23)中存在的多个R11、E和q之中的至少一者不同的化合物。
作为含氟化合物(A)的制造方法的第四方式,可列举出使化合物(13)彼此反应而得到化合物(24)的方法。
CF2=CF-R13-CF=CF2 (13)
Figure BDA0003199746790000752
其中,r为1以上的整数。除r之外的符号与式(13)中的符号相同,优选形态也相同。r优选为1~100的整数、特别优选为2~20的整数。
化合物(24)可以与化合物(21)同样操作来制造。需要说明的是,化合物(13)可以为单一化合物,也可以为符合式(13)的多种化合物的组合。化合物(13)为单一化合物时,所得化合物(24)能够获得式(24)中存在的多个R13相同的化合物。另一方面,化合物(13)为多种化合物的组合时,所得化合物(24)包含式(24)中存在的多个R13不同的化合物。
作为含氟化合物(A)的制造方法的第五方式,可列举出使化合物(11)与化合物(13)反应而得到化合物(25)的方法。
CF2=CF-(O)q-R11-E (11)
CF2=CF-R13-CF=CF2 (13)
Figure BDA0003199746790000761
其中,式(25)中的符号与式(11)、式(13)和(式24)中的符号相同,优选形态也相同。
化合物(25)可以与化合物(21)同样操作来制造。
作为含氟化合物(A)的制造方法的第六方式,可列举出使化合物(12)彼此反应而得到化合物(26)的方法。
CF2=CF-R12 (12)
Figure BDA0003199746790000762
其中,式(26)中的符号与式(12)中的符号相同,优选形态也相同。
化合物(26)可以与化合物(21)同样操作来制造。需要说明的是,化合物(12)可以为单一化合物,也可以为符合式(12)的多种化合物的组合。化合物(12)为单一化合物时,所得化合物(26)能够获得式(26)中存在的多个R12相同的化合物。另一方面,化合物(12)为多种化合物的组合时,所得化合物(23)包含式(23)中存在的多个R12不同的化合物。
作为含氟化合物(A)的制造方法的第七方式,可列举出使化合物(12)与化合物(13)反应而得到化合物(27)的方法。
CF2=CF-R12 (12)
CF2=CF-R13-CF=CF2 (13)
Figure BDA0003199746790000771
其中,r2为1以上的整数。除r2之外的符号与式(12)和式(13)中的符号相同,优选形态也相同。r2优选为1~100的整数,特别优选为2~20的整数。
化合物(27)可以与化合物(21)同样操作来制造。
[含有含氟化合物的组合物]
本发明的含有含氟化合物的组合物(以下也记作“本组合物”)包含:1种以上的作为本化合物的含氟醚化合物,且包含除本化合物之外的其它含氟醚化合物。本组合物中,作为本化合物,可以包含例如化合物(1A)和化合物(1B)这两者。需要说明的是,本组合物不含后述液体介质。
作为其它含氟醚化合物,可列举出不可避免地包含的化合物、根据用途等而组合使用的化合物这两者。
作为与本化合物组合使用的化合物,可列举出公知的含氟醚化合物、含氟油。
作为含氟油,可列举出例如聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、多氟乙烯(PVF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)。
此外,作为公知的含氟醚化合物,可列举出例如作为表面处理剂而市售的含氟醚化合物。本组合物包含公知的含氟醚化合物时,有时发挥出弥补本化合物特性等的新作用效果。
作为公知的含氟醚化合物,可列举出例如下述文献中记载的化合物。
日本特开平11-029585号公报中记载的全氟聚醚改性氨基硅烷、
日本专利第2874715号公报中记载的含硅有机含氟聚合物、
日本特开2000-144097号公报中记载的有机硅化合物、
日本特开2000-327772号公报中记载的全氟聚醚改性氨基硅烷、
日本特表2002-506887号公报中记载的氟化硅氧烷、
日本特表2008-534696号公报中记载的有机硅化合物、
日本专利第4138936号公报中记载的含氟化改性氢的聚合物、
美国专利申请公开第2010/0129672号说明书、国际公开第2014/126064号、日本特开2014-070163号公报中记载的化合物、
国际公开第2011/060047号、国际公开第2011/059430号中记载的有机硅化合物、
国际公开第2012/064649号中记载的含氟有机硅烷化合物、
日本特开2012-72272号公报中记载的含有氟氧基亚烷基的聚合物、
国际公开第2013/042732号、国际公开第2013/121984号、国际公开第2013/121985号、国际公开第2013/121986号、国际公开第2014/163004号、日本特开2014-080473号公报、国际公开第2015/087902号、国际公开第2017/038830号、国际公开第2017/038832号、国际公开第2017/187775号中记载的含氟醚化合物、
日本特开2014-218639号公报、国际公开第2017/022437号、国际公开第2018/079743号、国际公开第2018/143433号中记载的含有全氟(聚)醚的硅烷化合物、
日本特开2015-199906号公报、日本特开2016-204656号公报、日本特开2016-210854号公报、日本特开2016-222859号公报中记载的含有氟聚醚基的聚合物改性硅烷、
国际公开第2018/216630号、国际公开第2019/039226号、国际公开第2019/039341号、国际公开第2019/039186号、国际公开第2019/044479号、日本特开2019-44158号公报、国际公开第2019/044479号、国际公开第2019/163282号中记载的含氟醚化合物。
此外,作为含氟化合物的市售品,可列举出信越化学工业公司制的KY-100系列(KY-178、KY-185、KY-195等)、AGC公司制的Afluid(注册商标)S550、DAIKIN INDUSTRY公司制的OPTOOL(注册商标)DSX、OPTOOL(注册商标)AES、OPTOOL(注册商标)UF503、OPTOOL(注册商标)UD509等。
本组合物中,对本化合物组合公知的含氟醚化合物时,含有比率根据用途等来适当调整即可。其中,本组合物中的本化合物的含有比例优选为10~90质量%、更优选为20~80质量%、进一步优选为25~75质量%。通过设为上述范围,从而能够充分发挥出本化合物的特性,且能够充分获得组合使用的含氟醚化合物的特性。
作为不可避免地包含的化合物,可列举出在本化合物的制造工序中副产的含氟醚化合物(以下也记作“副产含氟醚化合物”)。
作为副产含氟醚化合物,可列举出例如未反应的含氟化合物(例如化合物(2A)或化合物(2B))、本化合物的制造中的氢化硅烷化时一部分烯丙基异构化成内烯烃而成的含氟醚化合物。
本组合物包含副产含氟醚化合物时,该副产含氟醚化合物也可通过纯化来去除,还可以在能够充分发挥本化合物特性的范围内含有在本组合物中。由此,能够简化副产含氟醚化合物的纯化工序。
不组合公知的含氟醚化合物时,本组合物中的本化合物的含量在本组合物之中优选为60质量%以上且小于100质量%,更优选为70质量%以上且小于100质量%,特别优选为80质量%以上且小于100质量%。
副产含氟醚化合物的含量在本组合物之中优选超过0质量%且为40质量%以下,更优选超过0质量%且为30质量%以下,特别优选超过0质量%且为20质量%以下。
如果本化合物的含量和副产含氟醚化合物的含量在前述范围内,则表面层的初始的拒水拒油性、耐摩擦性、指纹污垢去除性、耐光性和耐化学药品性更优异。
此外,作为不可避免地包含的化合物,可列举出促进与水解性甲硅烷基的水解和缩合反应的酸催化剂、碱性催化剂等添加剂。作为酸催化剂,可列举出例如盐酸、硝酸、乙酸、硫酸、磷酸、磺酸、甲磺酸、对甲苯磺酸。作为碱性催化剂,可列举出例如氢氧化钠、氢氧化钾、氨。
这些含量在本组合物之中优选为0~9.999质量%、特别优选为0~0.99质量%。
[涂布液]
本发明的涂布液(以下也记作“本涂布液”)包含本化合物或本组合物,且包含液体介质。本涂布液可以为溶液,也可以为分散液。
作为液体介质,优选为有机溶剂。有机溶剂可以为含氟有机溶剂,也可以为非氟有机溶剂,还可以包含两种溶剂。
作为含氟有机溶剂,可列举出例如氟化烷烃、氟化芳香族化合物、氟烷基醚、氟化烷基胺、氟醇。
作为氟化烷烃,优选为碳原子数4~8的化合物。作为市售品,可列举出例如C6F13H(AGC公司制、ASAHI-CLEAN(注册商标)AC-2000)、C6F13C2H5(AGC公司制、ASAHI-CLEAN(注册商标)AC-6000)、C2F5CHFCHFCF3(CHEMOURS公司制、VERTREL(注册商标)XF)。
作为氟化芳香族化合物,可列举出例如六氟苯、三氟甲基苯、全氟甲苯、双(三氟甲基)苯。
作为氟烷基醚,优选为碳原子数4~12的化合物。作为市售品,可列举出例如CF3CH2OCF2CF2H(AGC公司制、ASAHI-CLEAN(注册商标)AE-3000)、C4F9OCH3(3M公司制、NOVEC(注册商标)7100)、C4F9OC2H5(3M公司制、NOVEC(注册商标)7200)、C2F5CF(OCH3)C3F7(3M公司制、NOVEC(注册商标)7300)。
作为氟化烷基胺,可列举出例如全氟三丙基胺、全氟三丁基胺。
作为氟醇,可列举出例如2,2,3,3-四氟丙醇、2,2,2-三氟乙醇、六氟异丙醇。
作为非氟有机溶剂,优选为仅由氢原子和碳原子形成的化合物、以及仅由氢原子、碳原子和氧原子形成的化合物,可列举出烃、醇、酮、醚、酯。
液体介质可以为混合有2种以上的混合介质。
本化合物或本组合物的含量在本涂布液之中优选为0.001~10质量%,特别优选为0.01~1质量%。
液体介质的含量在本涂布液之中优选为90~99.999质量%,特别优选为99~99.99质量%。
[物品]
本发明的物品(以下也记作“本物品”)在基材的表面具有由本化合物或本组合物形成的表面层。表面层可以形成于基材的一部分表面,也可以形成于基材的全部表面。表面层可以在基材表面扩展成膜状,也可以分散成点状。
使用具有甲硅烷基的本化合物时,表面层以本化合物的水解性甲硅烷基的一部分或全部发生了水解反应且硅烷醇基发生了脱水缩合反应的状态包含本化合物。
表面层的厚度优选为1~100nm、特别优选为1~50nm。如果表面层的厚度为1nm以上,则容易充分获得由表面处理带来的效果。如果表面层的厚度为100nm以下,则利用效率高。表面层的厚度可如下计算:使用薄膜分析用X射线衍射计(RIGAKU公司制、ATX-G),利用X射线反射率法来获得反射X射线的干涉图案,并由干涉图案的振动周期来计算。
作为基材,可列举出寻求赋予拒水拒油性的基材。可列举出例如有时使其它物品(例如触笔)、人的手指接触来使用的基材;在操作时有时用人的手指握持的基材;有时放置在其它物品(例如载置台)上的基材。
作为基材的材料,可列举出金属、树脂、玻璃、蓝宝石、陶瓷、石头、它们的复合材料。玻璃可以经化学强化。可以在基材表面形成有SiO2膜等基底膜。
作为基材,适合为触摸面板用基材、显示器用基材和镜片,特别适合为触摸面板用基材。作为触摸面板用基材的材料,优选为玻璃和透明树脂。
此外,作为基材,还优选在便携电话(例如智能手机)、便携信息终端(例如平板终端)、游戏机、遥控器等设备的外包装部分(不包括显示部)中使用的玻璃和树脂薄膜。
[物品的制造方法]
本物品可通过例如下述方法来制造。
·通过使用了本化合物或本组合物的干涂法,对基材的表面进行处理,从而在基材的表面形成表面层的方法,所述表面层由化合物(1A)或化合物(1B)或本组合物形成。
·通过湿涂法,将本涂布液涂布于基材的表面并使其干燥,从而在基材的表面形成表面层的方法,所述表面层由本化合物或本组合物形成。
作为干涂法,可列举出真空蒸镀、CVD、溅射等方法。作为干涂法,从抑制本化合物分解的观点和装置简便度的观点出发,优选为真空蒸镀法。在真空蒸镀时,可以使用使铁、钢等金属多孔体浸渗有本化合物或本组合物的粒料状物质。也可以使用使本涂布液浸渗至铁、钢等金属多孔体,并使液体介质干燥而浸渗有本化合物或本组合物的粒料状物质。
作为湿涂法,可列举出例如旋涂法、揩涂法、喷涂法、刮涂法、浸涂法、模涂法、喷墨法、流涂法、辊涂法、流延法、Langmuir-Blodgett法、凹版涂布法。
实施例
以下,使用实施例更详细地说明本发明,但本发明不限定于这些实施例。以下,“%”只要没有特别记载就是“质量%”。需要说明的是,例1~4、7~10、13~16是与具有反应性甲硅烷基的本化合物相关的实施例,例5、6、11、12是比较例。
更详细来说,例1-3~例1-8、例2-2~例2-7、例3-2~例3-7、例4-1~例4-6、例14-2~例14-7、例15-2~例15-7是表示本发明所述的含氟醚化合物的合成方法的实施例。
[例1]
(例1-1)
按照国际公开第2013-121984号的实施例的例1-1中记载的方法,得到化合物(11-1)。
CF2=CF-O-CF2CF2CF2CH2-OH (11-1)
(例1-2)
向100mL的金属制反应器中投入例1-1中得到的化合物(11-1)10g,以175℃搅拌200小时。将所得有机相浓缩,得到化合物(23-1)6g。
Figure BDA0003199746790000831
化合物(23-1)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:四甲基硅烷(TMS))δ(ppm):4.1(4H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-80(2F)、-85(2F)、-123(4F)、-126(4F)、-128(2F)、-131(2F)、-137(1F)、-139(1F)。
(例1-3)
向200mL的茄型烧瓶中投入例1-2中得到的化合物(23-1)5g、碳酸钾1.2g,以120℃进行搅拌,添加化合物(11-1)25g,以120℃搅拌2小时。将茄型烧瓶内制成25℃,投入AC-2000和盐酸各30g,进行分液,将有机相浓缩。将所得反应粗液用柱色谱进行纯化,得到化合物(4-1)21g。
Figure BDA0003199746790000841
化合物(4-1)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(10H)、4.6(20H)、4.1(4H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-80(2F)、-85(22F)、-91(20F)、-120(20F)、-123(4F)、-126(24F)、-128(2F)、-131(2F)、-137(1F)、-139(1F)、-144(10F)。
x1+x2的平均值:10。
(例1-4)
向50mL的茄型烧瓶中添加例1-3中得到的化合物(4-1)20g、氟化钠粉末7.1g、AC-2000 20g、CF3CF2CF2OCF(CF3)COF 20g。在氮气气氛下,以50℃搅拌24小时。将茄型烧瓶内制成25℃后,通过过滤而去除氟化钠粉末。减压馏去过量的CF3CF2CF2OCF(CF3)COF和AC-2000,得到化合物(4-2)24g。
Figure BDA0003199746790000842
化合物(4-2)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(10H)、5.0(4H)、4.6(20H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-79(4F)、-80(2F)、-81(6F)、-82(6F)、-85(22F)、-91(20F)、-119(4F)、-120(20F)、-126(24F)、-128(2F)、-129(4F)、-131(2F)、-131(2F)、-137(1F)、-139(1F)、-144(10F)。
x1+x2的平均值:10。
(例1-5)
向500mL的金属制反应器中投入ClCF2CFClCF2OCF2CF2Cl(以下记作“CFE-419”)250mL,鼓入氮气后,鼓入用氮气稀释的20体积%的氟气。耗费3小时投入例1-4中得到的化合物(4-2)的CFE-419溶液(浓度:10%、化合物(4-2):20g)。以氟气的导入速度(mol/小时)与化合物(4-2)中的氢原子的导入速度(mol/小时)之比达到2:1的方式进行控制。在化合物(4-2)的投入结束后,断续地投入苯的CFE-419溶液(浓度:0.1%、苯:0.1g)。在苯的投入结束后,鼓入氟气,最后用氮气对反应器内充分进行置换。馏去溶剂,得到化合物(4-3)21g。
Figure BDA0003199746790000851
化合物(4-3)的NMR光谱;
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-79(4F)、-80(2F)、-81(6F)、-82(6F)、-83(46F)、-87(40F)、-124(48F)、-128(2F)、-129(4F)、-131(2F)、-131(2F)、-137(1F)、-139(1F)。
x1+x2的平均值:10。
(例1-6)
向50mL的茄型烧瓶中投入例1-5中得到的化合物(4-3)20g、氟化钠1.8g、AC-200020mL,在冰浴中搅拌。投入甲醇1.4g,以25℃搅拌1小时。过滤后,将滤液用柱色谱进行纯化。得到化合物(4-4)14g。
Figure BDA0003199746790000861
化合物(4-4)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):4.2(6H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-80(2F)、-83(42F)、-87(40F)、-119(4F)、-124(44F)、-128(2F)、-131(2F)、-137(1F)、-139(1F)。
x1+x2的平均值:10。
(例1-7)
向50mL的茄型烧瓶中投入例1-6中得到的化合物(4-4)12g、H2NCH2C(CH2CH=CH2)31.5g、AC-2000 12mL,以0℃搅拌24小时。将粗反应液用柱色谱进行纯化。得到化合物(2-1)9g。
Figure BDA0003199746790000862
化合物(2-1)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.1(6H)、5.2(12H)、3.4(4H)、2.1(12H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-80(2F)、-83(42F)、-87(40F)、-120(4F)、-124(44F)、-128(2F)、-131(2F)、-137(1F)、-139(1F)。
x1+x2的平均值:10。
(例1-8)
向50mL的茄型烧瓶中投入例1-7中得到的化合物(2-1)1g、三甲氧基硅烷0.21g、苯胺0.001g、AC-6000 1.0g、铂/1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷络合物0.0033g,以25℃搅拌一晚。减压馏去溶剂等,得到化合物(1-1)1.2g。
Figure BDA0003199746790000871
化合物(1-1)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.6(54H)、3.4(4H)、1.3(24H)、0.9(12H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-80(2F)、-83(42F)、-87(40F)、-120(4F)、-124(44F)、-128(2F)、-131(2F)、-137(1F)、-139(1F)。
x1+x2的平均值:10。
[例2]
(例2-1)
向100mL的金属制反应器中投入例1-1中得到的化合物(11-1)20g,并投入CF2=CF27.2g,以180℃搅拌300小时。将所得有机相浓缩,得到化合物(21-1)8g。
Figure BDA0003199746790000881
化合物(21-1)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):4.1(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-80(2F)、-123(2F)、-126(2F)、-128(2F)、-130(4F)、-137(1F)。
(例2-2)
将化合物(23-1)变更为例2-1中得到的化合物(21-1)3.4g,并将碳酸钾变更为0.6g,除此之外,与例1-3同样操作,得到化合物(4-5)20g。
Figure BDA0003199746790000882
化合物(4-5)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(10H)、4.6(20H)、4.1(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-80(2F)、-85(20F)、-91(20F)、-120(20F)、-123(2F)、-126(22F)、-128(2F)、-130(4F)、-137(1F)、-144(10F)。
x的平均值:10。
(例2-3)
将化合物(4-1)变更为例2-2中得到的化合物(4-5)16g,并将氟化钠的粉末变更为3.5g,将CF3CF2CF2OCF(CF3)COF变更为10g,除此之外,与例1-4同样操作,得到化合物(4-6)18g。
Figure BDA0003199746790000891
化合物(4-6)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(10H)、5.0(2H)、4.6(20H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-79(2F)、-80(2F)、-81(3F)、-82(3F)、-85(20F)、-91(20F)、-119(2F)、-120(20F)、-126(22F)、-128(2F)、-129(2F)、-130(4F)、-131(1F)、-137(1F)、-144(10F)。
x的平均值:10。
(例2-4)
将化合物(4-2)变更为例2-3中得到的化合物(4-6)18g,除此之外,与例1-5同样操作,得到化合物(4-7)19g。
Figure BDA0003199746790000892
化合物(4-7)的NMR光谱;
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-79(2F)、-80(2F)、-81(3F)、-82(3F)、-83(42F)、-87(40F)、-124(44F)、-128(2F)、-129(2F)、-130(4F)、-131(1F)、-137(1F)。
x的平均值:10。
(例2-5)
将化合物(4-3)变更为例2-4中得到的化合物(4-7)19g,除此之外,与例1-6同样操作,得到化合物(4-8)14g。
Figure BDA0003199746790000901
化合物(4-8)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):4.2(3H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-80(2F)、-83(40F)、-87(40F)、-119(2F)、-124(42F)、-128(2F)、-130(4F)、-137(1F)。
x的平均值:10。
(例2-6)
将化合物(4-4)变更为例2-5中得到的化合物(4-8)14g,除此之外,与例1-7同样操作,得到化合物(2-2)10g。
Figure BDA0003199746790000902
化合物(2-2)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.1(3H)、5.2(6H)、3.4(2H)、2.1(6H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-80(2F)、-83(40F)、-87(40F)、-120(2F)、-124(42F)、-128(2F)、-130(4F)、-137(1F)。
x的平均值:10。
(例2-7)
将化合物(2-1)变更为例2-6中得到的化合物(2-2)1g,除此之外,与例1-8同样操作,得到化合物(1-2)1.1g。
Figure BDA0003199746790000911
化合物(1-2)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.6(27)、3.4(2H)、1.3(12H)、0.9(6H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-80(2F)、-83(40F)、-87(40F)、-120(2F)、-124(42F)、-128(2F)、-130(4F)、-137(1F)。
x的平均值:10。
[例3]
(例3-1)
向500mL的茄型烧瓶中投入CF2=CFOCF2CF2CF2CF2OCF=CF2 39.4g、甲醇3.2g、碳酸钾13.8g,以40℃搅拌2小时。追加盐酸,进行分液,将由此得到的有机相用硫酸镁进行脱水。滤去硫酸镁并蒸馏粗液,得到化合物(11-2)17.0g。
Figure BDA0003199746790000912
化合物(11-2)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(1H)、3.4(3H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-82(4F)、-90(2F)、-114(1F)、-122(1F)、-124(4F)、-135(1F)、-144(1F)。
(例3-2)
向200mL的金属制反应器中投入例3-1中得到的化合物(11-2)15g,并投入CF2=CFOCF2CF2CF2CF2OCF=CF2 138g,以160℃搅拌300小时。将反应器内制成25℃,投入例1-1中得到的化合物(11-1)9.8g,以180℃搅拌100小时。将反应器内制成25℃,将所得反应粗液用柱色谱进行纯化,得到化合物(4-9)9.8g。
Figure BDA0003199746790000921
化合物(4-9)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(1H)、4.0(2H)、3.4(3H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-82(44F)、-85(2F)、-90(2F)、-123(2F)、-124(44F)、-126(2F)、-128(22F)、-131(22F)、-137(11F)、-139(11F)、-144(1F)。
x的平均值:11。
(例3-3)
将化合物(4-1)变更为例3-2中得到的化合物(4-9)9g,将氟化钠的粉末变更为0.4g,并将CF3CF2CF2OCF(CF3)COF变更为3.2g,除此之外,与例1-4同样操作,得到化合物(4-10)10g。
Figure BDA0003199746790000922
化合物(4-10)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(1H)、5.0(2H)、3.4(3H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-79(2F)、-81(3F)、-82(47F)、-85(2F)、-90(2F)、-119(2F)、-124(44F)、-126(2F)、-128(22F)、-129(2F)、-131(23F)、-137(11F)、-139(11F)、-144(1F)。
x的平均值:11。
(例3-4)
将化合物(4-2)变更为例3-3中得到的化合物(4-10)10g,并将化合物(4-10)的CFE-419溶液的投入时间变更为2小时,除此之外,与例1-5同样操作,得到化合物(4-11)9.2g。
Figure BDA0003199746790000931
化合物(4-11)的NMR光谱;
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55(3F)、-79(2F)、-81(3F)、-82(51F)、-87(4F)、-124(48F)、-128(22F)、-129(2F)、-131(23F)、-137(11F)、-139(11F)。
x的平均值:11。
(例3-5)
向50mL的茄型烧瓶中投入例3-4中得到的化合物(4-11)9g、氟化钠0.4g、AC-200010mL,在冰浴中搅拌。投入甲醇0.3g,以25℃搅拌1小时。过滤后,将滤液用柱色谱进行纯化。得到化合物(4-12)6.7g。
Figure BDA0003199746790000932
化合物(4-12)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):4.2(3H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55(3F)、-82(46F)、-87(4F)、-119(2F)、-124(46F)、-128(22F)、-131(22F)、-137(11F)、-139(11F)。
x的平均值:11。
(例3-6)
向50mL的茄型烧瓶中投入例3-5中得到的化合物(4-12)6g、H2NCH2C(CH2CH=CH2)30.4g、AC-2000 6mL,以0℃搅拌24小时。将粗反应液用柱色谱进行纯化。得到化合物(2-3)4.3g。
Figure BDA0003199746790000941
化合物(2-3)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.1(3H)、5.2(16H)、3.4(2H)、2.1(6H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55(3F)、-82(46F)、-87(4F)、-120(2F)、-124(46F)、-128(22F)、-131(22F)、-137(11F)、-139(11F)。
x的平均值:11。
(例3-7)
将化合物(2-1)变更为例3-6中得到的化合物(2-3)1g,除此之外,与例1-8同样操作,得到化合物(1-3)1.2g。
Figure BDA0003199746790000942
化合物(1-3)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.6(27H)、3.4(2H)、1.3(12H)、0.9(6H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55(3F)、-82(46F)、-87(4F)、-120(2F)、-124(46F)、-128(22F)、-131(22F)、-137(11F)、-139(11F)。
x的平均值:11。
[例4]
(例4-1)
向500mL的金属制反应器中投入CF2=CFOCF2CF2CF2CF2OCF=CF2394g,以180℃搅拌200小时。将反应器内制成25℃,投入例1-1中得到的化合物(11-1)55.6g,以180℃搅拌100小时。将反应器内制成25℃,将所得反应粗液用柱色谱进行纯化,得到化合物(4-13)45.0g。
Figure BDA0003199746790000951
化合物(4-13)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):4.0(4H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-82(40F)、-85(4F)、-123(4F)、-124(40F)、-126(4F)、-128(22F)、-131(22F)、-137(11F)、-139(11F)。
x的平均值:10。
(例4-2)
将化合物(4-1)变更为例4-1中得到的化合物(4-13)20g,将氟化钠的粉末变更为1.7g,将CF3CF2CF2OCF(CF3)COF变更为14.8g,除此之外,与例1-4同样操作,得到化合物(4-14)22.8g。
Figure BDA0003199746790000961
化合物(4-14)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):5.0(4H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-79(4F)、-81(6F)、-82(46F)、-85(4F)、-119(4F)、-124(40F)、-126(4F)、-128(22F)、-129(4F)、-131(24F)、-137(11F)、-139(11F)。
x的平均值:10。
(例4-3)
将化合物(4-2)变更为例4-2中得到的化合物(4-14)19.3g,并将化合物(4-14)的CFE-419溶液的投入时间变更为5小时,除此之外,与例1-5同样操作,得到化合物(4-15)19.3g。
Figure BDA0003199746790000962
化合物(4-15)的NMR光谱;
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-79(4F)、-81(6F)、-82(50F)、-124(48F)、-128(22F)、-129(4F)、-131(24F)、-137(11F)、-139(11F)。
x的平均值:10。
(例4-4)
向50mL的茄型烧瓶中投入例4-3中得到的化合物(4-15)19.3g、氟化钠1.6g、AC-2000 20mL,在冰浴中进行搅拌。投入甲醇1.2g,以25℃搅拌1小时。过滤后,将滤液用柱色谱进行纯化。得到化合物(4-16)13.5g。
Figure BDA0003199746790000971
化合物(4-16)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):4.2(6H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-82(40F)、-119(4F)、-124(44F)、-128(22F)、-131(22F)、-137(11F)、-139(11F)。
x的平均值:10。
(例4-5)
向50mL的茄型烧瓶中投入例4-4中得到的化合物(4-16)10.0g、H2NCH2C(CH2CH=CH2)3 1.5g、AC-2000 10mL,以0℃搅拌24小时。将粗反应液用柱色谱进行纯化。得到化合物(2-4)7.4g。
Figure BDA0003199746790000972
化合物(2-4)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.1(6H)、5.2(32H)、3.4(4H)、2.1(12H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-82(40F)、-120(4F)、-124(44F)、-128(22F)、-131(22F)、-137(11F)、-139(11F)。
x的平均值:10。
(例4-6)
将化合物(2-1)变更为例4-5中得到的化合物(2-4)1g,除此之外,与例1-8同样操作,得到化合物(1-4)1.2g。
Figure BDA0003199746790000981
化合物(1-4)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.6(54H)、3.4(4H)、1.3(24H)、0.9(12H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-82(40F)、-120(4F)、-124(44F)、-128(22F)、-131(22F)、-137(11F)、-139(11F)。
x的平均值:10。
[例5]
按照专利文献2的实施例11中记载的方法,得到化合物(10-1)。x的平均值:11。
Figure BDA0003199746790000982
[例6]
(例6-1)
向200mL的茄型烧瓶中投入HOCH2CF2CF2CH2OH 16.2g、碳酸钾13.8g,以120℃进行搅拌,添加例1-1中得到的化合物(11-1)278g,以120℃搅拌2小时。将茄型烧瓶内制成25℃,投入AC-2000和盐酸各50g,进行分液并浓缩有机相。将所得反应粗液用柱色谱进行纯化,得到化合物(5-1)117.7g。
Figure BDA0003199746790000991
化合物(5-1)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(12H)、4.6(20H)、4.2(4H)、4.1(4H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-85(24F)、-90(24F)、-120(20F)、-122(4F)、-123(4F)、-126(24F)、-144(12F)。
x1+x2的平均值:10。
(例6-2)
将化合物(4-1)变更为例6-1中得到的化合物(5-1)20g,将氟化钠的粉末变更为2.4g,并将CF3CF2CF2OCF(CF3)COF变更为18.8g,除此之外,与例1-4同样操作,得到化合物(5-2)24g。
Figure BDA0003199746790000992
化合物(5-2)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(12H)、5.0(4H)、4.6(20H)、4.2(4H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-79(4F)、-81(6F)、-82(6F)、-85(24F)、-90(24F)、-119(4F)、-120(20F)、-122(4F)、-126(24F)、-129(4F)、-131(2F)、-144(12F)。
x1+x2的平均值:10。
(例6-3)
将化合物(4-2)变更为例6-2中得到的化合物(5-2)24g,并将化合物(5-2)的CFE-419溶液的投入时间变更为6小时,除此之外,与例1-5同样操作,得到化合物(5-3)25.3g。
Figure BDA0003199746790001001
化合物(5-3)的NMR光谱;
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-79(4F)、-81(6F)、-82(6F)、-83(48F)、-87(44F)、-124(48F)、-129(4F)、-131(2F)。
x的平均值:11。
(例6-4)
向50mL的茄型烧瓶中投入例6-3中得到的化合物(5-3)25.3g、氟化钠2.2g、AC-2000 25mL,在冰浴中进行搅拌。投入甲醇1.7g,以25℃搅拌1小时。过滤后,将滤液用柱色谱进行纯化。得到化合物(5-4)15g。
Figure BDA0003199746790001002
化合物(5-4)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):4.2(6H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-83(44F)、-87(44F)、-119(4F)、-124(44F)。
x的平均值:11。
(例6-5)
向50mL的茄型烧瓶中投入例6-4中得到的化合物(5-4)15g、H2NCH2C(CH2CH=CH2)33.2g、AC-2000 15mL,以0℃搅拌24小时。将粗反应液用柱色谱进行纯化。得到化合物(20-2)11.2g。
Figure BDA0003199746790001011
化合物(20-2)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.1(6H)、5.2(12H)、3.4(4H)、2.1(12H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-83(44F)、-87(44F)、-120(4F)、-124(44F)。
x的平均值:11。
(例6-6)
将化合物(2-1)变更为例6-5中得到的化合物(20-2)1g,除此之外,与例1-8同样操作,得到化合物(10-2)1.2g。
Figure BDA0003199746790001012
化合物(10-2)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.6(54H)、3.4(4H)、1.3(24H)、0.9(12H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-83(44F)、-87(44F)、-120(4F)、-124(44F)。
x的平均值:11。
[例7~13:物品的制造和评价]
使用例1~6中得到的各化合物、以及将例1与例6中得到的化合物(化合物(1-1)和化合物(10-1))以1:1的质量比混合而得的组合物,对基材进行表面处理,得到例7~13的物品。作为表面处理方法,针对各例分别使用下述的干涂法和湿涂法。作为基材而使用化学强化玻璃。针对所得物品,用下述方法进行评价。将结果示于表1。
(干涂法)
干涂使用真空蒸镀装置(ULVAC公司制、VTR350M)来进行(真空蒸镀法)。将例1~6中得到的各化合物0.5g填充至真空蒸镀装置内的钼制舟中,将真空蒸镀装置内排气至1×10-3Pa以下。将配置有化合物的舟以升温速度为10℃/分钟以下的速度进行加热,在基于晶体震荡式膜厚计的蒸镀速度超过1nm/秒的时刻打开挡板,开始在基材表面上的制膜。在膜厚达到约50nm的时刻关闭挡板,结束在基材表面上的制膜。将堆积有化合物的基材以200℃加热处理30分钟,用二氯五氟丙烷(AGC公司制、AK-225)进行清洗,得到在基材表面具有表面层的物品。
(湿涂法)
将例1~6中得到的各化合物与作为介质的C4F9OC2H5(3M公司制、NOVEC(注册商标)7200)进行混合,制备固体成分浓度为0.05%的涂布液。将基材浸渍于涂布液,放置30分钟后,提拉基材(浸涂法)。使涂膜以200℃干燥30分钟,用AK-225进行清洗,得到在基材表面具有表面层的物品。
(评价方法)
<接触角的测定方法>
针对置于表面层表面的约2μL的蒸馏水或正十六烷的接触角,使用接触角测定装置(协和界面科学公司制、DM-500)进行测定。在表面层表面的5个不同部位进行测定,算出其平均值。接触角的计算使用2θ法。
<初始接触角>
针对表面层,利用前述测定方法来测定初始水接触角和初始正十六烷接触角。评价基准如下所述。
初始水接触角:
◎(优):115度以上。
○(良):110度以上且小于115度。
△(合格):100度以上且小于110度。
×(不合格):小于100度。
初始正十六烷接触角:
◎(优):66度以上。
○(良):65度以上且小于66度。
△(合格):63度以上且小于65度。
×(不合格):小于63度。
<耐光性>
对于表面层,使用台式氙弧灯式促进耐光性试验机(东洋精机公司制、SUNTESTXLS+),以63℃的黑面板温度照射1000小时的光线(650W/m2、300~700nm)后,测定水接触角。促进耐光试验后的水接触角的降低越小,则由光导致的性能降低越小,耐光性越优异。
评价基准如下所述。
◎(优):促进耐光试验后的水接触角的变化为2度以下。
○(良):促进耐光试验后的水接触角的变化超过2度且为5度以下。
△(合格):促进耐光试验后的水接触角的变化超过5度且为10度以下。
×(不合格):促进耐光试验后的水接触角的变化超过10度。
<耐摩擦性(钢丝棉)>
针对表面层,按照JIS L0849:2013(ISO 105-X12:2001),使用往返式横动试验机(KNT公司制),使钢丝棉BONSTR(#0000)在压力:98.07kPa、速度:320cm/分钟的条件下往返1.5万次后,利用前述方法来测定水接触角。摩擦后的拒水性(水接触角)的降低越小,则由摩擦导致的性能降低越小,耐摩擦性越优异。评价基准如下所述。
◎(优):往返1.5万次后的水接触角的变化为2度以下。
○(良):往返1.5万次后的水接触角的变化超过2度且为5度以下。
△(合格):往返1.5万次后的水接触角的变化超过5度且为10度以下。
×(不合格):往返1.5万次后的水接触角的变化超过10度。
<耐化学药品性(耐碱性)>
将物品在1N的氢氧化钠水溶液(pH=14)中浸渍5小时后,进行水洗、风干,利用前述方法来测定水接触角。试验后的水接触角的降低越小,则由碱导致的性能降低越小,耐碱性越优异。评价基准如下所述。
◎(优):耐碱性试验后的水接触角的变化为2度以下。
〇(良):耐碱性试验后的水接触角的变化超过2度且为5度以下。
△(合格):耐碱性试验后的水接触角的变化超过5度且为10度以下。
×(不合格):耐碱性试验后的水接触角的变化超过10度。
<耐化学药品性(耐盐水性)>
按照JIS H8502来进行盐水喷雾试验。即,将物品在盐水喷雾试验机(Suga TestInstruments公司制)内在盐水气氛中暴露300小时后,利用前述方法来测定水接触角。试验后的水接触角的降低越小,则由盐水导致的性能降低越小,耐盐水性越优异。评价基准如下所述。
◎(优):盐水喷雾试验后的水接触角的变化为2度以下。
○(良):盐水喷雾试验后的水接触角的变化超过2度且为5度以下。
△(合格):盐水喷雾试验后的水接触角的变化超过5度且为10度以下。
×(不合格):盐水喷雾试验后的水接触角的变化超过10度。
<耐滑动性>
使用载荷变动型摩擦磨耗试验系统(新东科学公司制、HHS2000),在接触面积:3cm×3cm、载荷:0.98N的条件下,测定表面层相对于人工皮肤(出光TECNOFINE公司制、PBZ13001)的动摩擦系数。动摩擦系数越大,则耐滑动性越优异。评价基准如下所述。
◎(优):动摩擦系数为0.6以上。
○(良):动摩擦系数为0.5以上且小于0.6。
△(合格):动摩擦系数为0.4以上且小于0.5。
×(不合格):动摩擦系数小于0.4。
<指纹污垢去除性>
使人工指纹液(包含油酸和角鲨烯的液体)附着于硅橡胶栓的平坦面后,用无纺布(旭化成公司制、BENCOT(注册商标)M-3)拭去多余的油分,准备指纹的印模。将指纹印模载置于表面层上,在载荷:9.8N的条件下按压10秒钟。用雾度计测定附着有指纹的部位的雾度,作为初始值。针对附着有指纹的部位,使用安装有纸巾的往返式横动试验机(KNT公司制),在载荷:4.9N的条件下进行擦拭。测定每一次往返擦拭的雾度值,测定雾度达到初始值的10%以下的擦拭次数。擦拭次数越少,则越能够容易地去除指纹污垢,指纹污垢擦拭性越优异。评价基准如下所述。
◎(优):擦拭次数为3次以下。
○(良):擦拭次数为4~5次。
△(合格):擦拭次数为6~8次。
×(不合格):擦拭次数为9次以上。
[表1]
Figure BDA0003199746790001051
可确认:使用了本化合物的例7~10的初始的拒水拒油性、耐光性、耐摩擦性、耐化学药品性、耐滑动性、指纹污垢去除性优异。
使用了以往的含氟醚化合物的例11、12的耐摩擦性、润滑性、耐光性和耐化学药品性差。另一方面,使用了将本化合物与以往的含氟醚化合物组合而得的本组合物的例13中,耐滑动性和指纹污垢去除性相对于例11得以提高,充分发挥出本化合物的效果。
进而,合成了各种含氟醚化合物(本化合物)。以下示出合成例。
[例14]
(例14-1)
向100mL的金属制反应器中投入例1-1中得到的化合物(11-1)20g,并投入CF2=CFOCF2CF2CF3 19.1g,以180℃搅拌300小时。将所得有机相浓缩,实施蒸馏纯化,得到化合物(33-1)5.9g。
Figure BDA0003199746790001061
化合物(33-1)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):4.1(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-81(3F)、-82(4F)、-123(2F)、-126(2F)、-128(4F)、-129(2F)、-137(2F)。
(例14-2)
将化合物(23-1)变更为例14-1中得到的化合物(33-1)4.9g,并将碳酸钾变更为0.5g,除此之外,与例1-3同样操作,得到化合物(33-2)12g。
Figure BDA0003199746790001062
化合物(33-2)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(10H)、4.6(20H)、4.1(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-81(3F)、-82(24F)、-90(20F)、-120(20F)、-123(2F)、-126(22F)、-128(4F)、-129(2F)、-137(2F)、-144(10F)。
n+1的平均值:10。
(例14-3)
将化合物(4-1)变更为例14-2中得到的化合物(33-2)10g,将氟化钠的粉末变更为0.6g,并将CF3CF2CF2OCF(CF3)COF变更为5g,除此之外,与例1-4同样操作,得到化合物(33-3)11g。
Figure BDA0003199746790001071
化合物(33-3)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(10H)、5.0(2H)、4.6(20H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-81(6F)、-82(26F)、-83(3F)、-90(20F)、-119(2F)、-120(20F)、-126(22F)、-128(4F)、-129(4F)、-132(1F)、-137(2F)、-144(10F)。
n+1的平均值:10。
(例14-4)
将化合物(4-2)变更为例14-3中得到的化合物(33-3)10g,除此之外,与例1-5同样操作,得到化合物(33-4)12g。
Figure BDA0003199746790001072
化合物(33-4)的NMR光谱;
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-81(6F)、-82(6F)、-83(3F)、-84(42F)、-90(40F)、124(44F)、-128(4F)、-129(4F)、-132(1F)、-137(2F)。
n+1的平均值:10。
(例14-5)
将化合物(4-3)变更为例14-4中得到的化合物(33-4)12g,除此之外,与例1-6同样操作,得到化合物(33-5)11g。
Figure BDA0003199746790001081
化合物(33-5)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):4.2(3H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-81(3F)、-82(4F)、-84(40F)、-90(40F)、-118(2F)、124(42F)、-128(4F)、-129(2F)、-137(2F)。
n的平均值:9。
(例14-6)
将化合物(4-4)变更为例14-5中得到的化合物(33-5)12g,除此之外,与例1-7同样操作,得到化合物(33-6)12g。
Figure BDA0003199746790001082
化合物(33-6)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.1(3H)、5.2(6H)、3.4(2H)、2.1(6H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-81(3F)、-82(4F)、-84(40F)、-90(40F)、-120(2F)、124(42F)、-128(4F)、-129(2F)、-137(2F)。
n的平均值:9。
(例14-7)
将化合物(2-1)变更为例14-6中得到的化合物(33-6)1g,除此之外,与例1-8同样操作,得到化合物(33-7)1.1g。
Figure BDA0003199746790001091
化合物(33-7)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.6(27)、3.4(2H)、1.3(12H)、0.9(6H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-81(3F)、-82(4F)、-84(40F)、-90(40F)、-120(2F)、124(42F)、-128(4F)、-129(2F)、-137(2F)。
n的平均值:9。
[例15]
(例15-1)
在50mL的茄型烧瓶中,混合前述例14-1中得到的化合物(33-1)10g、三氟甲磺酸酐15.6g、三乙基胺5.6g、1,3-双三氟甲基苯10g,以40℃使其反应3小时。向反应后的粗液中添加水,进行清洗而回收有机层。减压馏去溶剂等,得到化合物(34-1)9.9g。
Figure BDA0003199746790001092
其中,式中的OTf表示-OSO2CF3
化合物(34-1)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):5.0(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-74(3F)、-81(3F)、-82(4F)、-119(2F)、-126(2F)、-128(4F)、-129(2F)、-137(2F)。
(例15-2)
在50mL的茄型烧瓶中,混合例15-1中得到的化合物(34-1)10g、碳酸铯13.1g、1,3-双三氟甲基苯59g、Solvay Solexis公司制的FLUOROLINK(注射商标)D4000 59g,以80℃使其反应6小时。向反应后的粗液中添加盐酸水溶液,进行清洗而回收有机层。减压馏去溶剂等,用柱色谱进行纯化,得到化合物(34-2)20g。
需要说明的是,以下的化合物(34-2)~化合物(34-7)中,-[CF2O]C1-[CF2CF2O]C2-表示C1个(CF2O)与C2个(CF2CF2O)的无规共聚物链。
Figure BDA0003199746790001101
化合物(34-2)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):5.0(2H)、4.2(2H)、3.9(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55(44F)、-80(2F)、-81(5F)、-82(4F)、-90(96F)、-119(2F)、-126(2F)、-128(4F)、-129(2F)、-137(2F)。
C1的平均值:22。C2的平均值:24。
(例15-3)
将化合物(4-2)变更为例15-2中得到的化合物(34-2)20g,除此之外,与例1-5同样操作,得到化合物(34-3)12g。
Figure BDA0003199746790001111
化合物(34-3)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):5.0(2H)、4.7(2H)、4.2(2H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55(44F)、-80(2F)、-81(8F)、-82(6F)、-83(3F)、-90(96F)、-119(2F)、-126(2F)、-128(4F)、-129(4F)、-132(1F)、-137(2F)。
C1的平均值:22。C2的平均值:24。
(例15-4)
将化合物(4-2)变更为例15-3中得到的化合物(34-3)12g,除此之外,与例1-5同样操作,得到化合物(34-4)12g。
Figure BDA0003199746790001112
化合物(34-4)的NMR光谱;
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55(44F)、-81(6F)、-82(8F)、-83(3F)、-90(100F)、-124(4F)、-128(4F)、-129(4F)、-132(1F)、-137(2F)。
C1的平均值:22。C2的平均值:24。
(例15-5)
将化合物(4-3)变更为例15-4中得到的化合物(34-4)20g,除此之外,与例1-6同样操作,得到化合物(34-5)19g。
Figure BDA0003199746790001121
化合物(34-5)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):4.2(3H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55(44F)、-80(2F)、-81(3F)、-82(6F)、-90(96F)、-124(4F)、-128(4F)、-129(2F)、-137(2F)。
C1的平均值:22。C2的平均值:24。
(例15-6)
将化合物(4-4)变更为例15-5中得到的化合物(34-5)19g,除此之外,与例1-7同样操作,得到化合物(34-6)15g。
Figure BDA0003199746790001122
化合物(34-6)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.1(3H)、5.2(6H)、3.4(2H)、2.1(6H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55(44F)、-79(2F)、-81(3F)、-82(6F)、-90(96F)、-124(4F)、-128(4F)、-129(2F)、-137(2F)。
C1的平均值:22。C2的平均值:24。
(例15-7)
将化合物(2-1)变更为例15-6中得到的化合物(34-6)1g,除此之外,与例1-8同样操作,得到化合物(34-7)1.1g。
Figure BDA0003199746790001131
化合物(34-7)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.6(27)、3.4(2H)、1.3(12H)、0.9(6H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-55(44F)、-79(2F)、-81(3F)、-82(6F)、-90(96F)、-124(4F)、-128(4F)、-129(2F)、-137(2F)。
C1的平均值:22。C2的平均值:24。
[例16]
(例16-1)
向200mL的茄型烧瓶中投入1,4-环己烷二甲醇10.0g、碳酸钾19.2g,以120℃进行搅拌,添加例1-1中得到的化合物(11-1)192.8g,以120℃搅拌2小时。将茄型烧瓶内制成25℃,投入AC-2000和盐酸各100g,进行分液并浓缩有机相。将所得反应粗液用柱色谱进行纯化,得到化合物(35-1)96.6g。
Figure BDA0003199746790001132
化合物(35-1)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(10H)、4.6(16H)、4.1(4H)、3.3(4H)、1.9(2H)、1,5(8H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-82(20F)、-90(20F)、-120(16F)、-123(4F)、-126(20F)、-144(10F)。
(m+1)+(n+1)的平均值:10。
(例16-2)
将化合物(4-1)变更为例16-1中得到的化合物(35-1)90g,将氟化钠的粉末变更为5.4g,并将CF3CF2CF2OCF(CF3)COF变更为85.8g,除此之外,与例1-4同样操作,得到化合物(35-2)100.8g。
Figure BDA0003199746790001141
化合物(35-2)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(10H)、5.0(4H)、4.6(16H)、3.3(4H)、1.9(2H)、1,5(8H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-81(6F)、-82(24F)、-83(6F)、-90(20F)、-119(4F)、-120(16F)、-126(20F)、-129(4F)、-132(2F)、-144(10F)。
(m+1)+(n+1)的平均值:10。
(例16-3)
将化合物(4-2)变更为例16-2中得到的化合物(35-2)40g,并将化合物5-2的CFE-419溶液的投入时间变更为8小时,除此之外,与例1-5同样操作,得到化合物(35-3)45.3g。
Figure BDA0003199746790001151
化合物(35-3)的NMR光谱;
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-81(6F)、-82(4F)、-83(6F)、-84(40F)、-90(40F)、-93(4F)、-124(20F)、-127(8F)、-129(4F)、-132(2F)、-184(2F)。
(m+1)+(n+1)的平均值:10。
(例6-4)
向50mL的茄型烧瓶中投入例16-3中得到的化合物(35-3)40.0g、氟化钠3.4g、AC-2000 40mL,在冰浴中进行搅拌。投入甲醇2.6g,以25℃搅拌1小时。过滤后,将滤液用柱色谱进行纯化。得到化合物(35-4)31.3g。
Figure BDA0003199746790001152
化合物(35-4)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):4.2(6H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-84(36F)、-90(40F)、-93(4F)、-118(4F)、-124(16F)、-127(8F)、-184(2F)。
m+n的平均值:8。
(例16-5)
向50mL的茄型烧瓶中投入例16-4中得到的化合物(35-4)20g、H2NCH2C(CH2CH=CH2)3 2.3g、AC-2000 15mL,以0℃搅拌24小时。将粗反应液用柱色谱进行纯化。得到化合物(35-5)12.7g。
Figure BDA0003199746790001161
化合物(35-5)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.1(6H)、5.2(12H)、3.4(4H)、2.1(12H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-84(36F)、-90(40F)、-93(4F)、-120(4F)、-124(16F)、-127(8F)、-184(2F)。
m+n的平均值:8。
(例16-6)
将化合物(2-1)变更为例16-5中得到的化合物(35-5)1g,除此之外,与例1-8同样操作,得到化合物(35-6)1.1g。
Figure BDA0003199746790001162
化合物(35-6)的NMR光谱;
1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.6(54H)、3.4(4H)、1.3(24H)、0.9(12H)。
19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-84(36F)、-90(40F)、-93(4F)、-120(4F)、-124(16F)、-127(8F)、-184(2F)。
m+n的平均值:8。
产业上的可利用性
本发明的含氟醚化合物可用于要求赋予润滑性、拒水拒油性的各种用途。例如,可以用于触摸面板等显示输入装置、透明玻璃制或透明塑料制构件的表面保护涂层、厨房用防污涂层、电子设备、换热器、电池等的拒水防湿涂层、防污涂层、洗手间用防污涂层、需要既导通又拒液的构件上的涂层、热交换机的拒水/防水/滑水涂层、振动筛、气缸内部等的表面低摩擦涂层等。作为更具体的使用例,可列举出:显示器的前面保护板、防反射板、偏光板、防眩板、或者对它们的表面实施防反射膜处理而得的产物、便携电话、便携信息终端等设备的具有触摸面板片、触摸面板显示器等用人的手指或手掌进行画面上的操作的显示输入装置的各种设备、厕所、浴室、盥洗室、厨房等用水场所的装饰建材、布线板用防水涂布、热交换机的拒水/防水涂层、太阳能电池的拒水涂层、印刷电路板的防水/拒水涂层、电子设备壳体、电子构件用的防水/拒水涂层、送电线的绝缘性提高涂层、各种过滤器的防水/拒水涂层、无线电波吸收材料、吸音材料的防水性涂层、浴室、厨房设备、洗手间用防污涂层、热交换机的拒水/防水/滑水涂层、振动筛、气缸内部等的表面低摩擦涂层、机械构件、真空机器构件、轴承构件、汽车构件、工具等的表面保护涂层。
需要说明的是,将2019年02月08日申请的日本专利申请2019-022079号和2019年12月06日申请的日本专利申请2019-220995号的说明书、权利要求书和摘要的全部内容援引至此,作为本发明说明书的公开内容而并入。

Claims (25)

1.一种含氟醚化合物,其特征在于,其具有下述式(1)所示的第一部分结构和下述式(2)所示的第二部分结构,
所述含氟醚化合物具有5个以上的所述第一部分结构、或者具有2个以上的所述第二部分结构,
-ORf12- (1)
-ORf13- (2)
其中,
Rf12为碳原子数1~6的氟亚烷基,
Rf13为具有任选具有杂原子的含氟环结构的基团。
2.根据权利要求1所述的含氟醚化合物,其为下式(1A)所示的化合物,
[Rf-]a1Q1[-T]b1 (1A)
其中,
Rf是键合末端为碳原子的1价基团,
所述1价基团具有所述第一部分结构和所述第二部分结构、且具有5个以上的所述第一部分结构或具有2个以上的所述第二部分结构,具有2个以上的Rf时,2个以上的Rf任选相同或不同;
Q1为单键或a1+b1价的连接基团;
T为包括-Rf6、-Ar、-OR10、-SR10、-NOR10、-C(=O)R10、-N(R10)2、-N+(R10)3X3、-C≡N、-C(=NR10)-R10、-N+≡N、-N=NR10、-C(=O)OR10、-C(=O)OX2、-C(=O)OX4、-C(=O)OC(=O)R10、-SO2R10、-SO3H、-SO3X2、-O-P(=O)(-OR10)2、-O-P(=O)(-OR10)(-OX2)、-N=C=O、-Si(R)3-c(L)c、-C(R10)=C(R10)2、-C≡C(R10)、-C(=O)N(R10)2、-N(R10)C(=O)R10、-Si(R10)2-O-Si(R10)3、-NH-C(=O)R10、-C(=O)NHR10、-I、
Figure FDA0003199746780000021
Figure FDA0003199746780000022
的基团;
Rf6为碳原子数1~6的氟烷基;
R10为氢原子、碳原子数1~6的烷基或氟烷基、或者任选具有取代基的芳基,R10为2个以上时,2个以上的R10任选彼此相同或不同;
Ar为任选具有取代基的芳基;
X2为碱金属离子或铵离子;
X3为卤化物离子;
X4为卤素原子;
R为烷基;
L为水解性基团或羟基,T中的2个以上的L任选相同或不同;
a1为1以上的整数,
b1为1以上的整数,
c为2或3,
具有2个以上的T时,2个以上的T任选相同或不同。
3.根据权利要求2所述的含氟醚化合物,其中,所述Rf为下式(g1a)所示的基团,
Rf1-(ORf2)m(ORf3)n- (g1a)
其中,
Rf1为碳原子数1~20的氟烷基或具有含氟环结构的一价氟代烃基;
Rf2为碳原子数1~6的氟亚烷基,其中,在与Q1键合的Rf2的Q1侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子;
Rf3为具有含氟环结构的二价氟代烃基,其中,在与Q1键合的Rf3的Q1侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子;
Rf1具有含氟环结构时,n为0~500的整数,Rf1不具有含氟环结构时,n为1~500的整数,n为2以上时,(ORf3)n任选包含2种以上的ORf3
n为0时,m为5~500的整数;
n为1以上时,m为2~500的整数;
m为2以上时,(ORf2)m任选包含2种以上的ORf2
m个(ORf2)与n个(ORf3)的键合顺序没有限定。
4.根据权利要求2或3所述的含氟醚化合物,其中,所述Q1为如下基团:
式(g2-1)所示的基团,其中,a1=d1+d3和b1=d2+d4;
式(g2-2)所示的基团,其中,a1=e1和b1=e2;
式(g2-3)所示的基团,其中,a1=1和b1=2;
式(g2-4)所示的基团,其中,a1=h1和b1=h2;
式(g2-5)所示的基团,其中,a1=i1和b1=i2;
式(g2-6)所示的基团,其中,a1=1和b1=1;或者
式(g2-7)所示的基团,其中,a1=1和b1=i3,
Figure FDA0003199746780000031
(-A-Q12-)e1C(R2)4-e1-e2(-Q22-)e2 (g2-2)
-A-Q13-N(-Q23-)2 (g2-3)
(-A-Q14-)h1Z(-Q24-)h2 (g2-4)
(-A-Q15-)i1Si(R3)4-i1-i2(-Q25-)i2 (g2-5)
-A-Q26- (g2-6)
-A-Q12-CH(-Q22-)-Si(R3)3-i3(-Q25-)i3 (g2-7)
其中,
式(g2-1)~式(g2-7)中,A侧连接于Rf,Q22、Q23、Q24、Q25和Q26侧连接于T;
A为单键、-C(O)NR6-、-C(O)-、-OC(O)O-、-NHC(O)O-、-NHC(O)NR6-、-O-或-SO2NR6-;
Q11为单键、-O-、亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团;
Q12为单键、亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q1具有2个以上的Q12时,2个以上的Q12任选相同或不同;
Q13为单键、亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、或者在亚烷基的N侧的末端具有-C(O)-的基团,所述Q13为单键时,A为-C(O)-;
Q14所键合的Z中的原子为碳原子时,Q14为Q12,Q14所键合的Z中的原子为氮原子时,Q14为Q13,Q1具有2个以上的Q14时,2个以上的Q14任选相同或不同;
Q15为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q1具有2个以上的Q15时,2个以上的Q15任选相同或不同;
Q22为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、在亚烷基的不与T连接的一侧的末端具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-且在不与T连接的一侧的末端具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q1具有2个以上的Q22时,2个以上的Q22任选相同或不同;
Q23为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,2个Q23任选相同或不同;
Q24所键合的Z中的原子为碳原子时,Q24为Q22,Q24所键合的Z中的原子为氮原子时,Q24为Q23,Q1具有2个以上的Q24时,2个以上的Q24任选相同或不同;
Q25为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q1具有2个以上的Q25时,2个以上的Q25任选相同或不同;
Q26为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团;
Z为具有a1+b1价环结构的基团,所述a1+b1价环结构具有与Q14直接键合的碳原子或氮原子且具有与Q24直接键合的碳原子或氮原子;
R1为氢原子或烷基,Q1具有2个以上的R1时,2个以上的R1任选相同或不同;
R2为氢原子、羟基、烷基或酰氧基;
R3为烷基;
R6为氢原子、碳原子数1~6的烷基或苯基;
d1为0~3的整数,d2为0~3的整数,d1+d2为1~3的整数;
d3为0~3的整数,d4为0~3的整数,d3+d4为1~3的整数;
d1+d3在Q1中为1~5的整数;
d2+d4在Q1中为1~5的整数;
e1+e2为3或4;
e1在Q1中为1~3的整数;
e2在Q1中为1~3的整数;
h1在Q1中为1以上的整数;
h2为1以上的整数;
i1+i2为3或4;
i1在Q1中为1~3的整数;
i2在Q1中为1~3的整数;
i3为2或3。
5.根据权利要求1所述的含氟醚化合物,其为下式(1B)所示的化合物,
[T-]b2Q2-Qf-Q2[-T]b2 (1B)
其中,
Qf是两个键合末端为碳原子的二价基团,
所述二价基团具有所述第一部分结构和所述第二部分结构、且具有5个以上的所述第一部分结构或具有2个以上的所述第二部分结构;
Q2为单键或b2+1价的连接基团,2个Q2任选相同或不同;
T为包括-Rf6、-Ar、-OR10、-SR10、-NOR10、-C(=O)R10、-N(R10)2、-N+(R10)3X3、-C=N、-C(=NR10)-R10、-N+≡N、-N=NR10、-C(=O)OR10、-C(=O)OX2、-C(=O)OX4、-C(=O)OC(=O)R10、-SO2R10、-SO3H、-SO3X2、-O-P(=O)(-OR10)2、-O-P(=O)(-OR10)(-OX2)、-N=C=O、-Si(R)3-c(L)c、-C(R10)=C(R10)2、-C≡C(R10)、-C(=O)N(R10)2、-N(R10)C(=O)R10、-Si(R10)2-O-Si(R10)3、-NH-C(=O)R10、-C(=O)NHR10、-I、
Figure FDA0003199746780000061
Figure FDA0003199746780000062
的基团;
Rf6为碳原子数1~6的氟烷基,
R10为氢原子、碳原子数1~6的烷基或氟烷基、或者任选具有取代基的芳基,R10为2个以上时,2个以上的R10任选彼此相同或不同;
Ar为任选具有取代基的芳基;
X2为碱金属离子或铵离子;
X3为卤化物离子;
X4为卤素原子;
R为烷基;
L为水解性基团或羟基,T中的2个以上的L任选相同或不同;
b2为1以上的整数,2个b2任选相同或不同;
c为2或3,
具有2个以上的T时,2个以上的T任选相同或不同。
6.根据权利要求5所述的含氟醚化合物,其中,所述Qf为下式(g1b)所示的基团,
-Rf4-(ORf2)m(ORf3)n- (g1b)
其中,
Rf2为碳原子数1~6的氟亚烷基,其中,在与Q2键合的Rf2的Q2侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子;
Rf3为具有含氟环结构的二价氟代烃基,其中,在与Q2键合的Rf3的Q2侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子;
Rf4为碳原子数1~6的氟亚烷基或具有含氟环结构的二价氟代烃基,其中,在Rf4的Q2侧的末端碳原子上键合有至少1个氟原子;
Rf4具有含氟环结构时,n为0~500的整数,Rf4不具有含氟环结构时,n为1~500的整数,n为2以上时,(ORf3)n任选包含2种以上的ORf3
n为0时,m为5~500的整数;
n为1以上时,m为2~500的整数;
m为2以上时,(ORf2)m任选包含2种以上的ORf2
m个(ORf2)与n个(ORf3)的键合顺序没有限定。
7.根据权利要求5或6所述的含氟醚化合物,其中,所述Q2为如下基团:
式(g2-1)所示的基团,其中,b2=d2+d4;
式(g2-2)所示的基团,其中,b2=e2;
式(g2-3)所示的基团,其中,b2=2;
式(g2-4)所示的基团,其中,b2=h2;
式(g2-5)所示的基团,其中,b2=i2;
式(g2-6)所示的基团,其中,b2=1;或者
式(g2-7)所示的基团,其中,b2=i3,
Figure FDA0003199746780000081
(-A-Q12-)e1C(R2)4-e1-e2(-Q22-)e2 (g2-2)
-A-Q13-N(-Q23-)2 (g2-3)
(-A-Q14-)h1Z(-Q24-)h2 (g2-4)
(-A-Q15-)i1Si(R3)4-i1-i2(-Q25-)i2 (g2-5)
-A-Q26- (g2-6)
-A-Q12-CH(-Q22-)-Si(R3)3-i3(-Q25-)i3 (g2-7)
其中,
式(g2-1)~式(g2-7)中,A侧连接于Qf,Q22、Q23、Q24、Q25和Q26侧连接于T;
A为单键、-C(O)NR6-、-C(O)-、-OC(O)O-、-NHC(O)O-、-NHC(O)NR6-、-O-或-SO2NR6-;
Q11为单键、-O-、亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团;
Q12为单键、亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q2具有2个以上的Q12时,2个以上的Q12任选相同或不同;
Q13为单键、亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、或者在亚烷基的N侧的末端具有-C(O)-的基团,所述Q13为单键时,A为-C(O)-;
Q14所键合的Z中的原子为碳原子时,Q14为Q12,Q14所键合的Z中的原子为氮原子时,Q14为Q13,Q2具有2个以上的Q14时,2个以上的Q14任选相同或不同;
Q15为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q2具有2个以上的Q15时,2个以上的Q15任选相同或不同,
Q22为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、在亚烷基的不与T连接的一侧的末端具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-且在不与T连接的一侧的末端具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q2具有2个以上的Q22时,2个以上的Q22任选相同或不同;
Q23为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,2个Q23任选相同或不同;
Q24所键合的Z中的原子为碳原子时,Q24为Q22,Q24所键合的Z中的原子为氮原子时,Q24为Q23,Q2具有2个以上的Q24时,2个以上的Q24任选相同或不同;
Q25为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团,Q2具有2个以上的Q25时,2个以上的Q25任选相同或不同;
Q26为亚烷基、或者在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-C(O)NR6-、-C(O)-、-NR6-或-O-的基团;
Z为具有b2+1价环结构的基团,所述b2+1价环结构具有与Q14直接键合的碳原子或氮原子且具有与Q24直接键合的碳原子或氮原子;
R1为氢原子或烷基,Q2具有2个以上的R1时,2个以上的R1任选相同或不同;
R2为氢原子、羟基、烷基或酰氧基;
R3为烷基;
R6为氢原子、碳原子数1~6的烷基或苯基;
d1为0~3的整数,d2为0~3的整数,d1+d2为1~3的整数;
d3为0~3的整数,d4为0~3的整数,d3+d4为1~3的整数;
d1+d3在Q2中为1;
d2+d4在Q2中为3~5的整数;
e1+e2为3或4;
e1在Q2中为1;
e2在Q2中为2或3;
h1在Q2中为1;
h2为1以上的整数;
i1+i2为3或4;
i1在Q2中为1;
i2在Q2中为2或3;
i3为2或3。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的含氟醚化合物,其中,所述含氟环结构为四元环。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的含氟醚化合物,其数均分子量为2500以上。
10.根据权利要求2~9中任一项所述的含氟醚化合物,其中,T为-Si(R)3-c(L)c
其中,
R为烷基;
L为水解性基团或羟基,T中的2个以上的L任选相同或不同;
c为2或3。
11.一种含氟醚组合物,其特征在于,其包含1种以上的权利要求1~10中任一项所述的含氟醚化合物、且包含其它含氟醚化合物。
12.一种涂布液,其特征在于,其包含:
权利要求1~10中任一项所述的含氟醚化合物或权利要求11所述的含氟醚组合物;以及
液体介质。
13.一种物品,其特征在于,在基材的表面具有表面层,所述表面层由权利要求1~10中任一项所述的含氟醚化合物或权利要求11所述的含氟醚组合物形成。
14.根据权利要求13所述的物品,其中,在构成触摸面板的手指触摸的面的构件的表面具有所述表面层。
15.一种物品的制造方法,其特征在于,通过使用了权利要求1~10中任一项所述的含氟醚化合物或权利要求11所述的含氟醚组合物的干涂法,对基材的表面进行处理,从而在所述基材的表面形成表面层,所述表面层由所述含氟醚化合物或所述含氟醚组合物形成。
16.一种物品的制造方法,其特征在于,通过湿涂法,将权利要求12所述的涂布液涂布于基材的表面并使其干燥,从而在所述基材的表面形成表面层,所述表面层由所述含氟醚化合物或所述含氟醚组合物形成。
17.一种含氟醚化合物,其为下式(2A)所示的化合物,
[Rf-]a1Q10[-CH=CH2]b1 (2A)
其中,
Rf为具有自由端的一价含氟环结构和主链中的二价含氟环结构中的至少一者且键合末端为碳原子的一价多氟聚醚链,其中,在键合末端碳原子上键合有至少1个氟原子,具有2个以上的Rf时,2个以上的Rf任选相同或不同;
Q10为a1+b1价的连接基团;
a1为1以上的整数;
b1为1以上的整数。
18.一种含氟醚化合物,其为下式(2B)所示的化合物,
[CH2=CH-]b2Q20-Qf-Q20[-CH=CH2]b2 (2B)
其中,
Qf为具有主链中的二价含氟环结构且两个键合末端为碳原子的二价多氟聚醚链,其中,在两个键合末端碳原子上分别键合有至少1个氟原子;
Q20为b2+1价的连接基团,2个Q20任选相同或不同;
b2为1以上的整数,2个b2任选相同或不同。
19.一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(11)所示的化合物与下式(12)所示的化合物反应而得到下式(21)所示的化合物,
CF2=CF-(O)q-R11-E (11)
CF2=CF-R12 (12)
Figure FDA0003199746780000121
其中,
R11为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团、氟亚烷基、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团,氟亚烷基中,E为-OH时,E侧的末端为CH2,在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团中,E为-OH时,E侧的末端为CH2
R12为卤素原子、全氟烷基、或者在碳原子数2以上的全氟烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
q为0或1;
E为-OH、-OR14、-SR14、-C(O)OR14、-C(O)NHR14、-C(O)NR14R15、-NH2、-NHR14、-NR14R15、-SO2X1、-C(O)X1或卤素原子;
R14和R15各自独立地为烷基;
X1为卤素原子。
20.一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(11)所示的化合物与下式(13)所示的化合物反应而得到下式(22)所示的化合物,
CF2=CF-(O)q-R11-E (11)
CF2=CF-R13-CF=CF2 (13)
Figure FDA0003199746780000131
其中,
R11为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团、氟亚烷基、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团,氟亚烷基中,E为-OH时,E侧的末端为CH2,在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团中,E为-OH时,E侧的末端为CH2
R13为氟亚烷基、在氟亚烷基的两个末端具有-O-的基团、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
q为0或1;
E为-OH、-OR14、-SR14、-C(O)OR14、-C(O)NHR14、-C(O)NR14R15、-NH2、-NHR14、-NR14R15、-SO2X1、-C(O)X1或卤素原子;
R14和R15各自独立地为烷基;
X1为卤素原子;
式(22)中存在的多个R11、q和E任选彼此相同或不同。
21.一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(11)所示的化合物彼此反应而得到下式(23)所示的化合物,
CF2=CF-(O)q-R11-E (11)
Figure FDA0003199746780000132
其中,
R11为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团、氟亚烷基、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团,氟亚烷基中,E为-OH时,E侧的末端为CH2,在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团中,E为-OH时,E侧的末端为CH2
q为0或1;
E为-OH、-OR14、-SR14、-C(O)OR14、-C(O)NHR14、-C(O)NR14R15、-NH2、-NHR14、-NR14R15、-SO2X1、-C(O)X1或卤素原子;
R14和R15各自独立地为烷基;
X1为卤素原子;
式(23)中存在的多个R11、q和E任选彼此相同或不同。
22.一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(13)所示的化合物彼此反应而得到下式(24)所示的化合物,
CF2=CF-R13-CF=CF2 (13)
Figure FDA0003199746780000141
其中,
R13为氟亚烷基、在氟亚烷基的两个末端具有-O-的基团、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
r为1以上的整数;
式(24)中存在的多个R13任选相同或不同。
23.一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(11)所示的化合物与下式(13)所示的化合物反应而得到下式(25)所示的化合物,
CF2=CF-(O)q-R11-E (11)
CF2=CF-R13-CF=CF2 (13)
Figure FDA0003199746780000142
其中,
R11为亚烷基、在碳原子数2以上的亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团、氟亚烷基、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团,氟亚烷基中,E为-OH时,E侧的末端为CH2,在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团中,E为-OH时,E侧的末端为CH2
R13为氟亚烷基、在氟亚烷基的两个末端具有-O-的基团、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
q为0或1;
r为1以上的整数;
E为-OH、-OR14、-SR14、-C(O)OR14、-C(O)NHR14、-C(O)NR14R15、-NH2、-NHR14、-NR14R15、-SO2X1、-C(O)X1或卤素原子;
R14和R15各自独立地为烷基;
X1为卤素原子;
式(25)中存在的多个R13任选相同或不同。
24.一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(12)所示的化合物彼此反应而得到下式(26)所示的化合物,
CF2=CF-R12 (12)
Figure FDA0003199746780000151
其中,
R12为卤素原子、全氟烷基、或者在碳原子数2以上的全氟烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
式(26)中存在的多个R12任选相同或不同。
25.一种含氟化合物的制造方法,其特征在于,使下式(12)所示的化合物与下式(13)所示的化合物反应而得到下式(27)所示的化合物,
CF2=CF-R12 (12)
CF2=CF-R13-CF=CF2 (13)
Figure FDA0003199746780000161
其中,
R12为卤素原子、全氟烷基、或者在碳原子数2以上的全氟烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
R13为氟亚烷基、在氟亚烷基的两个末端具有-O-的基团、或者在碳原子数2以上的氟亚烷基的碳-碳原子间具有-O-的基团;
r2为1以上的整数;
式(27)中存在的多个R13任选相同或不同。
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