JP2001064228A - Production of fluorocarboxylic acid anhydride - Google Patents
Production of fluorocarboxylic acid anhydrideInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、RfCOFを原料
とするフルオロカルボン酸無水物の製造方法に関する。[0001] The present invention relates to a method for producing a fluorocarboxylic anhydride using R f COF as a raw material.
【0002】[0002]
【従来の技術】RfCO化剤、脱水剤として用いられる
フルオロカルボン酸無水物の合成方法は既に知られてい
る。例えば(CF3CO)2Oの場合、以下の4つの合成
法が知られている。 1.CF3CO2H + P2O5 → (CF3CO)2O + ポリリン酸 (Bourne E.J., Stacey M., Tatlow J.C., Tedder J.M.,
J.Chem.Soc., 1949, 2976) 2.(CHCl2CO)2O + 2CF3CO2H → (CF3CO)2O + 2CHCl2CO
2H (特公昭61-33139号公報) 3.CF3COCl + ZnO, CuO, CdO → (CF3CO)2O + ZnCl2,
CuCl2, CdCl2(特公昭46-6888号公報) 4.CF3COCl + CF3CO2Na → (CF3CO)2O + NaCl(特公昭4
5-38532号公報)2. Description of the Related Art Methods for synthesizing fluorocarboxylic anhydrides used as R f CO agents and dehydrating agents are already known. For example, in the case of (CF 3 CO) 2 O, the following four synthesis methods are known. 1. CF 3 CO 2 H + P 2 O 5 → (CF 3 CO) 2 O + polyphosphoric acid (Bourne EJ, Stacey M., Tatlow JC, Tedder JM,
J. Chem. Soc., 1949, 2976) 2. (CHCl 2 CO) 2 O + 2CF 3 CO 2 H → (CF 3 CO) 2 O + 2CHCl 2 CO
2 H (Japanese Patent Publication No. 61-33139). CF 3 COCl + ZnO, CuO, CdO → (CF 3 CO) 2 O + ZnCl 2 ,
CuCl 2 , CdCl 2 (Japanese Patent Publication No. 46-6888). CF 3 COCl + CF 3 CO 2 Na → (CF 3 CO) 2 O + NaCl
(No. 5-38532)
【0003】上記の反応式が示すからわかるように、
(CF3CO)2Oの原料としてはCF 3CO2HまたはC
F3COClしか存在していない。CF3COFを原料と
して、上記の従来技術反応を経由して(CF3CO)2O
を合成する場合、CF3COFをCF3CO2HまたはC
F3COClに転化する工程をさらに含む以下の方法が
用いられる。 方法1 CF3COF + H2O → CF3CO2H + HF CF3CO2H + P2O5 → (CF3CO)2O + P2O5(H2O) 方法2 CF3COF + H2O → CF3CO2H + HF CF3CO2H + SOCl2 or PCl5 + Et3N → CF3COCl+(SO2+HC
l, POCl3+HCl) CF3COCl+ (CF3CO2Na, ZnO,CuO,CdO) → (CF3CO)2OAs can be seen from the above reaction formula,
(CFThreeCO)TwoThe raw material of O is CF ThreeCOTwoH or C
FThreeOnly COCl is present. CFThreeCOF as raw material
Then, via the above-mentioned prior art reaction (CFThreeCO)TwoO
Is synthesized, CFThreeCOF to CFThreeCOTwoH or C
FThreeThe following method further comprising the step of converting to COCl
Used. Method 1 CFThreeCOF + HTwoO → CFThreeCOTwoH + HF CFThreeCOTwoH + PTwoOFive → (CFThreeCO)TwoO + PTwoOFive(HTwoO) Method 2 CFThreeCOF + HTwoO → CFThreeCOTwoH + HF CFThreeCOTwoH + SOClTwo or PClFive + EtThreeN → CFThreeCOCl + (SOTwo+ HC
l, POClThree+ HCl) CFThreeCOCl + (CFThreeCOTwoNa, ZnO, CuO, CdO) → (CFThreeCO)TwoO
【0004】方法1ではCF3CO2Hの生成とともにH
Fが生成するので、使用できる反応器の材質が限られて
くる。また、CF3CO2Hの脱水に使用するP2O5は通
常3分子の水を脱水するのであるが、フルオロカルボン
酸の脱水には1分子の脱水能力しか発揮できず、脱水能
力を有したまま反応が止まる。そのため、反応終了後の
P2O5の後処理が困難である。[0004] In the method 1, H is generated together with the formation of CF 3 CO 2 H.
Since F is generated, usable reactor materials are limited. In addition, P 2 O 5 used for dehydration of CF 3 CO 2 H usually dehydrates three molecules of water. However, for dehydration of fluorocarboxylic acid, only one molecule of dehydration ability can be exerted. The reaction stops as it is. Therefore, it is difficult to perform post-treatment of P 2 O 5 after completion of the reaction.
【0005】方法2では上記と同様にHFの生成による
反応器材質の制限、第二工程のSO 2及び/または塩酸
除去のために、三級アミン等を使用する必要がある。以
上のことから使用原料の多数化と工程の増加によりコス
トが高くなる。[0005] In the method 2, HF is generated in the same manner as described above.
Restriction on reactor material, SO in the second step TwoAnd / or hydrochloric acid
For removal, it is necessary to use a tertiary amine or the like. Less than
From the above, cost increases due to the increase in the number of raw materials used and the number of processes
Higher.
【0006】また、合成法3(特公昭46−6888号
公報)においてCF3COClをCF3COFに置き換え
て反応を行なったが反応は進行しなかった。この事実か
らCF3COFとCF3COClの反応性が異なるもので
あることがわかった。合成法4(特公昭45−3853
2号公報)は、原料であるCF3CO2Naの合成が煩雑
な操作を要する。Further, in Synthesis Method 3 (Japanese Patent Publication No. 46-6888), the reaction was carried out by replacing CF 3 COCl with CF 3 COF, but the reaction did not proceed. From this fact, it was found that the reactivity of CF 3 COF and CF 3 COCl was different. Synthesis Method 4 (JP-B-45-3853)
No. 2) requires a complicated operation for synthesis of CF 3 CO 2 Na as a raw material.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような欠点を有さない、すなわち複数の工程を含まな
いでRfCOFから(RfCO)2Oを合成する方法を提
供することである。また、反応器を腐蝕しうるHFを発
生させないで(RfCO)2Oを得ることも目的とする。An object of the present invention is to provide a method for synthesizing (R f CO) 2 O from R f COF without the above-mentioned drawbacks, that is, without including a plurality of steps. It is to be. Another object is to obtain (R f CO) 2 O without generating HF that can corrode the reactor.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、RfCOFと安価なアルカリ金属或いはアルカリ
土類金属の炭酸塩を用いることで、収率よく(RfCO)2
Oを合成する方法を見出した。本発明は、RfCOFを
原料とし、(RfCO)2Oを合成する方法を提供する。In order to solve the above-mentioned problems, the use of R f COF and an inexpensive alkali metal or alkaline earth metal carbonate allows (R f CO) 2 to be obtained in high yield.
A method for synthesizing O was found. The present invention provides a method for synthesizing (R f CO) 2 O using R f COF as a raw material.
【0009】本発明は、RfCOFとMmCO3を反応さ
せて(RfCO)2Oを製造する方法:[ただし、Rfは水
素の全てまたは一部をFまたはFと他のハロゲンで置換
された、酸素を有してもよい炭素数1〜30の飽和炭化
水素基であり、Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金
属であり、mは、Mがアルカリ金属ならば2、Mがアル
カリ土類金属ならば1である。]を提供する。The present invention provides a method for producing (R f CO) 2 O by reacting R f COF with M m CO 3 : [where R f represents all or a part of hydrogen as F or F and other A halogen-substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have oxygen, M is an alkali metal or an alkaline earth metal, and m is 2, M if M is an alkali metal; Is 1 if is an alkaline earth metal. ]I will provide a.
【0010】RfCOFとMCO3を反応させて(RfC
O)2Oを製造する方法は、反応式: 2RfCOF+MmCO3→(RfCO)2O+mMF2/m+C
O2 [式中、Rfは水素の全てまたは一部をFまたはFと他
のハロゲンで置換された、酸素を有してもよい炭素数1
〜30の飽和炭化水素基であり、Mはアルカリ金属また
はアルカリ土類金属であり、mは、Mがアルカリ金属な
らば2、Mがアルカリ土類金属ならば1である。]で示
される。By reacting R f COF and MCO 3 (R f C
The method for producing O) 2 O is represented by the following reaction formula: 2R f COF + M m CO 3 → (R f CO) 2 O + mM F 2 / m + C
O 2 [In the formula, R f represents one or more carbon atoms which may have oxygen and in which all or a part of hydrogen is substituted with F or F and another halogen.
~ 30 saturated hydrocarbon groups, M is an alkali metal or an alkaline earth metal, m is 2 if M is an alkali metal, and 1 if M is an alkaline earth metal. ].
【0011】また、本発明は、反応式: mRfCOF+(RfCO2)mM→m(RfCO)2O+m
MF2/m [式中、Rf、M、mは、前記のとおりである。]に従
って、RfCOFとRfCO2Mを反応させて(RfCO)
2Oを製造する方法を提供する。Further, the present invention provides a reaction formula: mR f COF + (R f CO 2 ) m M → m (R f CO) 2 O + m
MF 2 / m wherein R f , M and m are as described above. And reacting R f COF with R f CO 2 M (R f CO)
A method for producing 2 O is provided.
【0012】Rfは、水素の全てまたは一部をFまたは
Fと他のハロゲンで置換された、酸素を有してもよい炭
素数1〜30、特に1〜10の飽和炭化水素基である。
Rfは少なくとも1つのフッ素原子を有する。Rfは、 X(CmX2m)n−、 X(CmX2m)n(CsX2s)t− X(CmX2mO)n−、または X(CmX2mO)n(CsX2s)t− [式中、それぞれのXは、ハロゲン原子または水素原子
であるが、少なくとも1つのXはフッ素原子である。n
は1〜10の整数、mは1〜5の整数、sは1〜5の整
数、tは1〜10の整数である。]であってよい。R f is a saturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, particularly 1 to 10 carbon atoms, which may have oxygen, wherein all or part of hydrogen is substituted by F or F and another halogen. .
R f has at least one fluorine atom. R f is, X (C m X 2m) n -, X (C m X 2m) n (C s X 2s) t - X (C m X 2m O) n -, or X (C m X 2m O) n (C s X 2s) t - in [wherein, each X is a halogen atom or a hydrogen atom, at least one X is a fluorine atom. n
Is an integer of 1 to 10, m is an integer of 1 to 5, s is an integer of 1 to 5, and t is an integer of 1 to 10. ].
【0013】Rfは、パーフルオロアルキル基(F(CF
2)i−)であってよく、直鎖状であっても分枝状であっ
てもよい。iは、1〜30、例えば1〜10、好ましく
は1〜7である。R f is a perfluoroalkyl group (F (CF
2 ) i- ), which may be linear or branched. i is 1 to 30, for example 1 to 10, preferably 1 to 7.
【0014】RfCOFの具体例としては、 HCF2COF CF3COF CF3CF2COF CF3CF2CF2COF H(CF2CF2)nCOF Cl(CF2CFCl)nCF2COF CF3CF2O(CF2CF2CF2O)nCF2CF2COF CF3CF2CF2OCF(CF3)COF [nは1〜10である。]が挙げられる。Specific examples of R f COF include HCF 2 COF CF 3 COF CF 3 CF 2 COF CF 3 CF 2 CF 2 COF H (CF 2 CF 2 ) n COF Cl (CF 2 CFCl) n CF 2 COF CF 3 CF 2 O (CF 2 CF 2 CF 2 O) n CF 2 CF 2 COF CF 3 CF 2 CF 2 OCF (CF 3) COF [n is 1-10. ].
【0015】Mは、アルカリ金属あるいはアルカリ土類
金属であり、Li、Na、K、Caが好ましい。(RfC
O)2Oの収率は用いる炭酸塩によって異なり、反応時生
成するMF2/mの塩の安定性が高いほど良い。炭酸塩と
しては、BaCO3、CaCO3、Na2CO3、Li2C
O3が好ましい。RfCOFと炭酸塩の混合比により、反
応の選択率に差はみられないが、変換率に影響する。混
合比は、0.1〜10であることが好ましい。M is an alkali metal or an alkaline earth metal, and is preferably Li, Na, K or Ca. (R f C
The yield of O) 2 O varies depending on the carbonate used, and the higher the stability of the MF 2 / m salt formed during the reaction, the better. As carbonates, BaCO 3 , CaCO 3 , Na 2 CO 3 , Li 2 C
O 3 is preferred. There is no difference in the selectivity of the reaction depending on the mixing ratio of R f COF and the carbonate, but it affects the conversion. The mixing ratio is preferably from 0.1 to 10.
【0016】反応は、RfCOFと炭酸塩を攪拌しなが
ら、例えば大気圧から20kgG/cm2の圧力で行
う。反応温度は20〜100℃、例えば50〜90℃が
好ましい。また、沸点が低いRfCOF(例えば、沸点
が−50℃のCF3COF等)を原料とする場合は、固
−気反応となり反応効率が低下するので、反応時に溶媒
を使用することができる。溶媒として、原料または生成
物と反応しない溶媒、例えば、炭化水素系及びハロゲン
系溶剤などを用いることができる。溶媒の例は、ヘキサ
ン、CCl4、C4F6Cl4、CCl2FCClF2などで
ある。攪拌は、攪拌翼によるものでも良いが、反応進行
と共に生成するフッ化物塩が原料の炭酸塩の表面を覆う
ことにより、反応速度が低下するので、生成するフッ化
物塩を削り落とすような超音波攪拌等を行なうことがで
きる。The reaction is carried out at a pressure of, for example, atmospheric pressure to 20 kgG / cm 2 while stirring R f COF and the carbonate. The reaction temperature is preferably from 20 to 100C, for example, from 50 to 90C. When R f COF having a low boiling point (for example, CF 3 COF having a boiling point of −50 ° C.) is used as a raw material, a solid-gas reaction occurs and the reaction efficiency is reduced, so that a solvent can be used during the reaction. . As the solvent, a solvent that does not react with the raw material or the product, for example, a hydrocarbon-based or halogen-based solvent can be used. Examples of solvents are hexane, CCl 4 , C 4 F 6 Cl 4 , CCl 2 FCClF 2 and the like. The stirring may be performed by a stirring blade.However, since the reaction speed is reduced by the fluoride salt generated as the reaction proceeds covering the surface of the raw material carbonate, the ultrasonic wave is used to scrape off the generated fluoride salt. Stirring or the like can be performed.
【0017】本発明によって得られた(RfCO)2O
は、RfCO化剤、脱水剤として使用できる。(R f CO) 2 O obtained by the present invention
Can be used as an R f CO agent and a dehydrating agent.
【0018】[0018]
【実施例】実施例1 ジムロート、CaCl2管つきのフラスコにC7F15CO
F 4.13g(9.93mmol)とLi2CO3 0.0
917g(1.24mmol)を加え超音波洗浄機により
攪拌を行い、90℃で6時間反応させた。G.C.測定で
定量を行なった結果、(C7F15CO)2Oの収量は0.
874gであった(変換率10.9%、選択率100
%)。 EXAMPLE 1 Dimroth, flask CaCl 2 tube with C 7 F 15 CO
F 4.13 g (9.93 mmol) and Li 2 CO 3 0.0
917 g (1.24 mmol) was added, and the mixture was stirred with an ultrasonic washing machine and reacted at 90 ° C. for 6 hours. As a result of quantification by GC measurement, the yield of (C 7 F 15 CO) 2 O was 0.1%.
874 g (conversion rate 10.9%, selectivity 100
%).
【0019】実施例2 ジムロート、CaCl2管つきのフラスコにC7F15CO
F 3.746g(9.01mmol)とNa2CO3 0.
1193g(1.13mmol)を加え、超音波洗浄機に
より攪拌を行い、90℃で5時間反応させた。G.C.測
定で定量を行なった結果、(C7F15CO)2Oの収量は
0.137gであった(変換率1.9%、選択率100
%)。 EXAMPLE 2 C 7 F 15 CO was added to a flask equipped with a Dimroth and CaCl 2 tube.
3.746 g (9.01 mmol) of F and Na 2 CO 3 0.
1193 g (1.13 mmol) was added, and the mixture was stirred with an ultrasonic cleaner and reacted at 90 ° C. for 5 hours. As a result of quantification by GC measurement, the yield of (C 7 F 15 CO) 2 O was 0.137 g (conversion 1.9%, selectivity 100).
%).
【0020】実施例3 ジムロート、CaCl2管つきのフラスコにC7F15CO
F 4.236g(10.18mmol)とCaCO3
0.1274g(1.27mmol)を加え、超音波洗浄機
により攪拌を行い、90℃で5時間反応させた。G.
C.測定で定量を行なった結果、(C7F15CO)2Oの
収量は1.029gであった(変換率12.5%、選択
率100%)。 Example 3 C 7 F 15 CO was added to a flask equipped with a Dimroth and CaCl 2 tube.
4.236 g (10.18 mmol) of F and CaCO 3
0.1274 g (1.27 mmol) was added, and the mixture was stirred with an ultrasonic cleaner and reacted at 90 ° C. for 5 hours. G. FIG.
C. As a result of quantification by measurement, the yield of (C 7 F 15 CO) 2 O was 1.029 g (conversion rate 12.5%, selectivity 100%).
【0021】実施例4 250mlオートクレーブにあらかじめCaCO3 3
0.1g(0.301mol)を仕込み、その後、ドラ
イアイス/アセトンでオートクレーブを冷却しCF3CO
F 15.7g(0.135mol)を仕込んだ。ヒー
ターで、温度を70℃に設定し、705分間攪拌反応さ
せた。反応圧は、12.5kgG/cm 2まで上昇し、
最終的に12.1kgG/cm2まで減少した。生成物
をドライアイス/アセトンコールドトラップで回収し、
19F−NMRで定量を行なった結果、(CF3CO)2O
の収量は4.253gであった(変換率15%、選択率
100%)。[0021]Example 4 CaCO2 in a 250 ml autoclaveThree 3
0.1 g (0.301 mol) was charged.
Cool the autoclave with ice / acetone and remove CFThreeCO
15.7 g (0.135 mol) of F was charged. He
Set the temperature to 70 ° C and stir for 705 minutes.
I let you. Reaction pressure is 12.5 kgG / cm TwoRise to
Finally 12.1kgG / cmTwoDown to. Product
With a dry ice / acetone cold trap,
19As a result of quantification by F-NMR, (CFThreeCO)TwoO
Was 4.253 g (15% conversion, selectivity).
100%).
【0022】実施例5 250mlオートクレーブにCaCO3 30.0g
(0.301mol)と溶媒としてC4F6Cl450c
c、CF3COF 15.2g(0.131mol)を仕
込み、70℃で915分間攪拌反応させた。反応圧は、
9.8kgG/cm 2まで上昇し、最終的に7.6kg
G/cm2まで減少した。生成物をドライアイス/アセト
ンコールドトラップで回収し、19F−NMRで定量を行
なった結果、(CF3CO)2Oの収量は7.84gであ
った(変換率28.5%、選択率100%)。[0022]Example 5 CaCO in 250ml autoclaveThree 30.0g
(0.301 mol) and C as solventFourF6ClFour50c
c, CFThreeCOF 15.2 g (0.131 mol) was prepared.
And stirred and reacted at 70 ° C. for 915 minutes. The reaction pressure is
9.8kgG / cm TwoUp to 7.6kg
G / cmTwoDown to. Dry the product with dry ice / aceto
Collected in cold traps,19Perform quantification by F-NMR
As a result, (CFThreeCO)TwoThe yield of O was 7.84 g.
(Conversion 28.5%, selectivity 100%).
【0023】参考例1 ジムロート、CaCl2管つきのフラスコにC7F15CO
F 1.62g(3.89mmol)とC7F15CO2L
i 0.254g(0.604mmol)を加え超音波
洗浄機により攪拌を行い、90℃で1時間反応させた。
G.C.測定で定量を行なった結果、(C7F15CO)2
Oの収量は0.336gであった(変換率10.7%、
選択率100%)。 Reference Example 1 C 7 F 15 CO was added to a flask equipped with a Dimroth and CaCl 2 tube.
1.62 g (3.89 mmol) of F and C 7 F 15 CO 2 L
0.254 g (0.604 mmol) of i was added, and the mixture was stirred by an ultrasonic washing machine and reacted at 90 ° C. for 1 hour.
G. FIG. C. As a result of quantification by measurement, (C 7 F 15 CO) 2
The yield of O was 0.336 g (10.7% conversion,
Selectivity 100%).
【0024】参考例2 ジムロート、CaCl2管つきのフラスコにC7F15CO
F 1.340g(3.22mmol)とC7F15CO2
Na 0.219g(0.503mmol)を加え超音
波洗浄機により攪拌を行い、90℃で1時間反応させ
た。G.C.測定で定量を行なった結果、(C7F15C
O)2Oの収量は0.041gであった(変換率1.5
7%、選択率100%)。 Reference Example 2 C 7 F 15 CO was added to a flask equipped with a Dimroth and CaCl 2 tube.
1.340 g (3.22 mmol) of F 7 and C 7 F 15 CO 2
0.219 g (0.503 mmol) of Na was added, and the mixture was stirred with an ultrasonic washing machine and reacted at 90 ° C. for 1 hour. G. FIG. C. As a result of quantification by measurement, (C 7 F 15 C
O) 2 O yield was 0.041 g (conversion 1.5
7%, selectivity 100%).
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、RfCOFを原料とし
て、1段階の反応で、HFを発生しないで、(RfC
O)2Oを製造することができる。According to the present invention, R f COF is used as a raw material, and HF is not generated in a one-step reaction, but (R f C
O) 2 O can be produced.
Claims (3)
CO)2Oを製造する方法:[ただし、Rfは、水素の全
てまたは一部をFまたはFと他のハロゲンで置換され
た、酸素を有してもよい炭素数1〜30の飽和炭化水素
基であり、Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属で
あり、mは、Mがアルカリ金属ならば2、Mがアルカリ
土類金属ならば1である。]。1. The reaction of R f COF with M m CO 3 (R f COF)
CO) 2 O: [where R f is a saturated carbon atom having 1 to 30 carbon atoms which may have oxygen and all or part of hydrogen is substituted with F or F and another halogen. A hydrogen group, M is an alkali metal or an alkaline earth metal, m is 2 if M is an alkali metal, or 1 if M is an alkaline earth metal; ].
項1に記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the reaction temperature is 20 ° C. to 100 ° C.
(ゲージ圧)である請求項1に記載の方法。3. The reaction pressure is from atmospheric pressure to 20 kgG / cm 2.
The method according to claim 1, which is (gauge pressure).
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---|---|---|---|---|
JP4701577B2 (en) * | 1999-12-21 | 2011-06-15 | ダイキン工業株式会社 | Method for producing fluorocarboxylic acid anhydride |
JP2013151435A (en) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Kanto Denka Kogyo Co Ltd | Bis(1,1-dichloro-3,3,3-trifluoropropyl)ether and method for producing the same |
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1999
- 1999-08-25 JP JP23824599A patent/JP2001064228A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4701577B2 (en) * | 1999-12-21 | 2011-06-15 | ダイキン工業株式会社 | Method for producing fluorocarboxylic acid anhydride |
JP2013151435A (en) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Kanto Denka Kogyo Co Ltd | Bis(1,1-dichloro-3,3,3-trifluoropropyl)ether and method for producing the same |
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