JP2003048857A - フルオロアルキルビニルエーテルの製造法 - Google Patents
フルオロアルキルビニルエーテルの製造法Info
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Abstract
短時間にかつ高収率でパーフルオロアルキルビニルエー
テルを製造する方法を提供する。 【解決手段】 一般式 Rf(CH2)nOH (ここで、Rfは直鎖
または分岐構造を有するパーフルオロアルキル基であ
り、nは2〜8の整数である)で表わされるフルオロアルキ
ルアルコールと一般式 X(CH2)2OCH=CH2 (ここで、Xは塩
素原子または臭素原子である)で表わされる2-ハロゲノ
エチルビニルエーテルとをパラジウム触媒の存在下で反
応させることを特徴とする一般式 Rf(CH2)nOCH=CH2 (こ
こで、Rfおよびnは前記定義と同じである)で表わされる
フルオロアルキルビニルエーテルを製造する。
Description
ビニルエーテルの製造法に関する。更に詳しくは、高い
フッ素含有量を有するフルオロアルキルビニルエーテル
を高収率で製造する方法に関する。
とアルキルビニルエーテルCH3(CH2)m0CH=CH2とを反応さ
せ、フルオロアルキルビニルエーテルRf(CH2)nOCH=CH2
を製造する方法が知られているが(Makromol. Chem. 第1
93巻第275頁、1992年、WO 92/05135)、この方法ではフ
ルオロアルキルアルコールに対して大過剰(約20倍モル
量)のアルキルビニルエーテルを用い、反応に72時間以
上かかりながら、収率も75%程度にとどまっている。さ
らに、この反応によって得られる転化率の低い粗生成物
の蒸留精製を行うと、揮発性の高いフルオロアルキルア
ルコールが生成物と同伴して蒸留されるため、精製操作
が困難になるという問題点もある。
ールC6F13(CH2)2OHとエチルビニルエーテルC2H5OCH=CH2
とを反応させ、パーフルオロへキシルエチルビニルエー
テルC6F13(CH2)2OCH=CH2を製造する方法も知られている
が(J. Fluorine Chem. 第44巻第395頁、1989年)、収率
が50%程度と高くない上、環境負荷の点から好ましくな
い酢酸水銀が触媒として用いられている。
OCH=CH2と炭化水素系アルコールR2(OH)mとをエーテル交
換反応させ、ビニルエーテルR2(OCH=CH2)mを生成させる
方法も提案されている(特開2001-114718号公報)。この
反応では、平衡反応の特徴を利用し、反応に伴って生成
する原料アルキルビニルエーテル由来の副生成アルコー
ルを系外に留去することにより平衡反応を偏らせ、収率
を向上させているが、この反応では反応系内に存在する
原料アルコール、原料ビニルエーテル、生成ビニルエー
テル、生成アルコールの内、平衡を生成側に偏らせるた
めには系外に除去される生成アルコールの沸点が最も低
くなければならず、このことは生成ビニルエーテルの構
造だけではなく、原料アルコールや原料ビニルエーテル
の構造も大きく制限することになり、汎用性が低いとい
う問題がみられる。さらに、生成アルコールを系外に排
出させる必要があるため、反応装置、実験操作が複雑と
なり、容易にスケールアップさせることが難しいという
問題点もある。
な操作を伴わずに、より簡便な方法で、短時間にかつ高
収率でフルオロアルキルビニルエーテルを製造する方法
を提供することにある。
一般式 Rf(CH2)nOH (ここで、Rfは直鎖または分岐構造
を有するパーフルオロアルキル基であり、nは2〜8の整
数である)で表わされるフルオロアルキルアルコールと
一般式 X(CH2)2OCH=CH2 (ここで、Xは塩素原子または臭
素原子である)で表わされる2-ハロゲノエチルビニルエ
ーテルとをパラジウム触媒の存在下で反応させることを
特徴とする一般式 Rf(CH2)nOCH=CH2 (ここで、Rfおよび
nは前記定義と同じである)で表わされるフルオロアルキ
ルビニルエーテルを製造する方法によって達成される。
アルキルアルコールとしては、Rf基が炭素数1〜20のパ
ーフルオロアルキル基である6-(パーフルオロエチル)ヘ
キサノール、2-(パーフルオロブチル)エタノール、3-
(パーフルオロブチル)プロパノール、6-(パーフルオロ
ブチル)ヘキサノール、2-(パーフルオロへキシル)エタ
ノール、3-(パーフルオロへキシル)プロパノール、6-
(パーフルオロへキシル)ヘキサノール、2-(パーフルオ
ロオクチル)エタノール、3-(パーフルオロオクチル)プ
ロパノール、6-(パーフルオロオクチル)ヘキサノール、
2-(パーフルオロデシル)エタノール、6-(パーフルオロ-
1-メチルエチル)ヘキサノール、2-(パーフルオロ-3-メ
チルブチル)エタノール、2-(パーフルオロ-5-メチルへ
キシル)エタノール、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチ
ル)エタノール、4,4,4-トリフルオロ-1-ブタノール等の
フッ素化アルコールが用いられる。
エチルビニルエーテルとしては、好ましくは2-クロロエ
チルビニルエーテルが用いられ、これはフルオロアルキ
ルアルコールに対して過剰量、特に好ましくは10倍モル
量程度用いられる。
ジル)酢酸パラジウム、(1,10-フェナントロリン)酢酸パ
ラジウム、ビス(トリフェニルホスフィノ)酢酸パラジウ
ム等が用いられ、好ましくは(2,2′-ビピリジル)酢酸パ
ラジウムまたは(1,10-フェナントロリン)酢酸パラジウ
ムが用いられる。これらのパラジウム触媒は、パーフル
オロアルキルアルコールに対して0.5モル%以上、好まし
くは0.5〜2.5モル%の割合で用いられる。
ても良く、その場合にはテトラヒドロフラン、ジオキサ
ン等のエーテル系溶媒が適量用いられる。
キルビニルエーテルの重合を抑制するため、アルカリ金
属水酸化物をフルオロアルキルアルコールに対して0.01
〜5重量%、好ましくは0.05〜1重量%添加することは有効
であり、収率の向上につながる。
室温〜80℃、好ましくは40〜60℃で行われる。特に、室
温以上に加熱して反応を行った場合には反応速度が向上
し、室温で48時間程度反応時間が必要だったものが大き
く短縮され、8時間で同程度の転化率(フルオロアルキル
アルコールの反応に用いた量に対する反応に消費された
量の割合)や収率を得ることができる。
ニルエーテル、副生成物の2-ハロゲノエタノールおよび
反応生成物であるフルオロアルキルビニルエーテルは分
別蒸留によって精製され、分子量が大きく、高沸点の生
成物は分子蒸留によって精製される。
ルアルコールを2-ハロゲノエチルビニルエーテルと反応
せしめており、従来のアルキルビニルエーテルに代えて
2-ハロゲノエチルビニルエーテルを用いることにより、
次のような効果が奏せられる。 (1)短時間の反応で、ほぼ定量的な転化率を与え、収率
も約90%程度と非常に高い。 (2)反応条件を選択することにより、2-ハロゲノエチル
ビニルエーテルの使用量を10倍モル量程度迄減量するこ
とができる。 (3)副生成物である2-ハロゲノエタノールの分離は、生
成物との沸点の差を利用して、分別蒸留によって容易に
行われる。
は、高いフッ素含有量を有するので、各種樹脂の架橋剤
や改質剤として用いられ、硬度、強度、耐熱性、耐候
性、耐薬品性等の物性の向上や改良を可能とさせる。ま
た、含フッ素含有量が多いため低屈折率なので、ディス
プレイ等の反射防止膜や光ファイバーのクラッド材等へ
の利用が可能である。さらに、界面活性特性を活用し
て、各種離型コーティング剤、表面コーティング剤、表
面改質剤、撥水撥油剤等にも用いられる。
9ミリモル)に、2-(パーフルオロオクチル)エタノール3.
15g(6.79ミリモル)および(2,2′-ビピリジル)酢酸パラ
ジウム0.072g(173ノナモル;2.5モル%)を加え、室温で48
時間攪拌した。触媒をロ別したロ液から未反応の2-クロ
ロエチルビニルエーテルなどを減圧下で留去し、2-(パ
ーフルオロオクチル)エチルビニルエーテル4.08g(ガス
クロマトグラフィーによる純度75.0%、収率92%)を得
た。
リジル)酢酸パラジウムは、酢酸パラジウム3g(13.4ミリ
モル)のトルエン溶液330mlに、2,2′-ビピリジル2.09g
(13.4ミリモル)のトルエン溶液110mlを加え、室温で2時
間攪拌し(反応液が茶褐色から橙色に変色)、生じた結晶
をロ別し、減圧乾燥して黄色結晶(3.05g;収率59%)とし
て得られた。
4.6ミリモル)に、2-(パーフルオロオクチル)エタノール
3.17g(6.83ミリモル)、(2,2′-ビピリジル)酢酸パラジ
ウム0.037g(96.9ナノモル、1.4モル%)および水酸化カリ
ウム0.03gを加え、室温で48時間攪拌した。触媒および
水酸化カリウムをロ別したロ液から未反応の2-クロロエ
チルビニルエーテルなどを減圧下で留去し、2-(パーフ
ルオロオクチル)エチルビニルエーテル3.21g(GCによる
純度87.7%、収率96%)を得た。
4.6ミリモル)に、2-(パーフルオロオクチル)エタノール
3.20g(6.89ミリモル)、(2,2′-ビピリジル)酢酸パラジ
ウム0.025g(64.6ナノモル、0.93モル%)および水酸化カ
リウム0.03gを加え、45℃で8時間攪拌した。触媒および
水酸化カリウムをロ別したロ液から未反応の2-クロロエ
チルビニルエーテルなどを減圧下で留去し、2-(パーフ
ルオロオクチル)エチルビニルエーテル3.58g(GCによる
純度87.5%、収率93%)を得た。
9ミリモル)に、2-(パーフルオロオクチル)エタノール3.
25g(7.00ミリモル)および(1,10-フェナントロリン)酢酸
パラジウム0.060g(148ナノモル、2.1モル%)を加え、室
温で48時間攪拌した。触媒をロ別したロ液から未反応の
2-クロロエチルビニルエーテルなどを減圧下で留去し、
2-(パーフルオロオクチル)エチルビニルエーテル3.54g
(GCによる純度85.2%、収率88%)であった。
ントロリン)酢酸パラジウムは、(2,2′-ビピリジル)酢
酸パラジウムと同様の方法で合成された。
6.86g(64.6ミリモル)に変更し、2-(パーフルオロオクチ
ル)エチルビニルエーテル3.67g(GCによる純度82.3%、収
率88%)を得た。
6モル)に、2-(パーフルオロオクチル)エタノール300g(6
46ミリモル)、(1,10-フェナントロリン)酢酸パラジウム
2.61g(6.46ミリモル、1.0モル%)および水酸化カリウム
1.5g(26.7ミリモル)を加え、45℃で8時間攪拌した。触
媒および水酸化カリウムをロ別し、未反応の2-クロロエ
チルビニルエーテルなどを減圧下で留去して、2-(パー
フルオロオクチル)エチルビニルエーテル358g(GCによる
純度88.3%、収率92%)を得た。
6モル)に、2-(パーフルオロへキシル)エタノール235g(6
46ミリモル)、(1,10-フェナントロリン)酢酸パラジウム
2.61g(6.46ミリモル、1.0モル%)および水酸化カリウム
1.5g(26.7ミリモル)を加え、45℃で8時間攪拌した。触
媒および水酸化カリウムをロ別し、未反応の2-クロロエ
チルビニルエーテルなどを減圧下で留去して、(1H,1H,2
H,2H-パーフルオロオクチル)ビニルエーテル266g(GCに
よる純度85.2%、収率90%)を得た。
オロアルキル)エチルビニルエーテルについて、段数10
段のオールダーショウ型蒸留塔を取り付けた蒸留装置で
蒸留を行ない、純度98GC%以上の精製物を得た。これら
の精製物の構造は、1H-NMRおよび19F-NMRにより、公知
のものと同一であることが確認された。
ル)に、2-(パーフルオロオクチル)エタノール3g(6.46ミ
リモル)および(2,2′-ビピリジル)酢酸パラジウム0.076
g(173ミリモル、2.7モル%)を加え、室温で72時間攪拌し
た。触媒をロ別したロ液から未反応のブチルビニルエー
テルなどを減圧下で留去し、2-(パーフルオロオクチル)
エチルビニルエーテル4.35g(GCによる純度44.6%、収率6
1%)を得た。
に、2-(パーフルオロオクチル)エタノール150g(323ミリ
モル)および(1,10-フェナントロリン)酢酸パラジウム3.
51g(8.65ミリモル、2.7モル%)を加え、室温で72時間攪
拌した。触媒をロ別したロ液から未反応のブチルビニル
エーテルなどを減圧下で留去して、2-(パーフルオロオ
クチル)エチルビニルエーテル187g(GCによる純度52.7
%、収率62%)を得た。
Claims (3)
- 【請求項1】 一般式 Rf(CH2)nOH (ここで、Rfは直鎖
または分岐構造を有するパーフルオロアルキル基であ
り、nは2〜8の整数である)で表わされるフルオロアルキ
ルアルコールと一般式 X(CH2)2OCH=CH2 (ここで、Xは塩
素原子または臭素原子である)で表わされる2-ハロゲノ
エチルビニルエーテルとをパラジウム触媒の存在下で反
応させることを特徴とする一般式 Rf(CH2)nOCH=CH2 (こ
こで、Rfおよびnは前記定義と同じである)で表わされる
フルオロアルキルビニルエーテルの製造法。 - 【請求項2】 パラジウム触媒が(2,2′-ビピリジル)酢
酸パラジウム、(1,10-フェナントロリン)酢酸パラジウ
ムまたはビス(トリフェニルホスフィノ)酢酸パラジウム
である請求項1記載のフルオロアルキルビニルエーテル
の製造法。 - 【請求項3】 反応系中に生成した反応生成物の重合禁
止剤としてアルカリ金属水酸化物が用いられる請求項1
記載のフルオロアルキルビニルエーテルの製造法。
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JP2001236109A JP4843878B2 (ja) | 2001-08-03 | 2001-08-03 | フルオロアルキルビニルエーテルの製造法 |
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