JP2003073873A - 有機エーテル化合物の電解フッ素化方法 - Google Patents

有機エーテル化合物の電解フッ素化方法

Info

Publication number
JP2003073873A
JP2003073873A JP2001264220A JP2001264220A JP2003073873A JP 2003073873 A JP2003073873 A JP 2003073873A JP 2001264220 A JP2001264220 A JP 2001264220A JP 2001264220 A JP2001264220 A JP 2001264220A JP 2003073873 A JP2003073873 A JP 2003073873A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ether compound
organic ether
reaction
organic
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001264220A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3846778B2 (ja
Inventor
Toshio Fuchigami
壽雄 淵上
Hideki Ishikawa
英樹 石川
Masaru Hasegawa
勝 長谷川
Yoshinori Nishiki
善則 錦
Tsuneto Furuta
常人 古田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
De Nora Permelec Ltd
Original Assignee
Permelec Electrode Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Permelec Electrode Ltd filed Critical Permelec Electrode Ltd
Priority to JP2001264220A priority Critical patent/JP3846778B2/ja
Publication of JP2003073873A publication Critical patent/JP2003073873A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3846778B2 publication Critical patent/JP3846778B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heterocyclic Compounds That Contain Two Or More Ring Oxygen Atoms (AREA)
  • Furan Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶媒を使用して行われる従来の有機電解反応
は、副生成物が生じることが多く、収率や選択率の低下
だけでなく、目的生成物の単離に手間が掛かるという問
題点を有している。本発明は、より簡便に有機エーテル
化合物のフッ素化反応を行える方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 有機エーテル化合物と含フッ素溶融塩で
電解液を構成し専用の溶媒を使用せずに、前記有機エー
テル化合物のフッ素化反応を行う。専用の溶媒を使用し
ないため、経済的及び実用的であり、更に副生成物も殆
ど生じることがなく、該副生成物に伴う不都合が生じな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機エーテル化合
物の電解フッ素方法に関し、より詳細には実質的に副反
応がなく、煩雑な単離を行うことなく目的のフッ素化化
合物を得ることのできる電解フッ素方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電解法はクリーンな電気エネルギーを利
用して、反応試薬を用いずに化学を行うことができる化
学合成手段のひとつであり、電流密度により反応速度を
制御でき、また電位を規制することで生成物を選択でき
る特徴を有している。有機化合物の電解合成の分野で
は、安定で反応を促進する非水溶媒を利用することによ
り、多くの有機化合物の酸化還元プロセスが実用化され
ている。電解法は電極表面での不均一相反応であるため
大量生産には不向きであるが、選択的な合成が可能であ
るため、付加価値の大きい物質を新規な電解合成系で製
造することが検討されている。含フッ素有機化合物は、
医薬や農薬として重要な化学合成品であり、目的の作用
効果を高めるために、多種多様な分子構造を有する化合
物が開発されている。含フッ素有機化合物の選択的分子
変換や有機化合物の選択的フッ素化の手法として電解法
が有用であることが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の各種電解反応の
うち、部分フッ素化体の電解合成反応では、通常有機溶
媒を用いるため、該有機溶媒の酸化分解などの副反応が
起こり、電流効率が低下したり、生成した目的物質を電
解液から分離し、精製する必要があった。従ってこの従
来法は、収率及び選択性の面で不十分であり、特に単離
操作の問題点から実用化に至っていない。本発明は、こ
のような従来の有機化合物の電解による部分フッ素化反
応における収率や選択性を改良し、かつ実質的に単離操
作を不要にできる有機エーテル化合物の電解フッ素化方
法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、電解槽内に、
有機エーテル化合物と溶媒として機能する含フッ素溶融
塩を含む電解液を収容し、該電解液に通電することによ
り前記有機エーテル化合物をフッ素すること特徴とする
方法である。
【0005】以下本発明を詳細に説明する。本発明は、
実質的に溶媒を使用することなく、有機エーテル化合物
の電解フッ素反応を行うことを特徴とする。有機エーテ
ル化合物は電解合成用、リチウム2次電池などの電解溶
媒として広く使用されており、又フッ素化された有機エ
ーテル化合物は、電解溶媒、2次電池電解液、代替フロ
ン、洗浄剤等として使用され、或いは今後の使用が期待
されている。
【0006】有機電解合成の1種であるフッ素化プロセ
スでは、通常反応原料の目的生成物への電解反応を進行
させるために、電解条件下で安定な溶媒(例えばアセト
ニトリル)を選択し使用する必要がある。この溶媒には
通常イオン伝導性がないため、電解に対して安定でかつ
目的反応を阻害しない電解質(例えば過塩素酸化合物)
を溶解混合しておく必要がある。しかしこのような溶媒
を使用する有機電解反応では副反応が起こり易く、収率
低下と生成物単離の必要性が生じている。最近になっ
て、テトラアルキルアンモニウムフロリドポリフッ化水
素化合物[R4NF・nHF(n=1〜10)]或いはトリ
アルキルアミンポリフッ化水素塩化合物[R3N・nHF
(n=1〜10)]などの電解質が合成され、これらはフ
ッ素化原料でもあるため、電解質とフッ素化原料を単一
化合物で兼用できる。従って従来と比較して生成物の分
離精製が容易になり、電解質に掛かるコストを低減で
き、しかも危険なフッ素原料を別途準備する必要がなく
なる。
【0007】そしてポリフッ化水素化合物は、通常イオ
ン性液体(ionic liquid)と呼ばれる常温溶融塩(常温
でも溶液状態でイオン伝導性を有する塩)であり、有機
エーテル化合物の多くは液体で、基質が前記溶融塩に溶
けるため、溶媒の使用も省略できる理想的な電解系とな
る可能性がある。本発明者らは、ポリフッ化水素化合物
と有機エーテル化合物から成る電解系で反応を行わせた
ところ、反応収率が高く、実用性に富むことを見出し、
本発明に到達したものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の有機エーテル化合物は特
に限定されず、任意の鎖状化合物及び環状化合物を含
む。特に好ましい有機エーテル化合物は、(化1)又は
(化2)で表され、(化2)中、Xは酸素又は炭素で、
nは0又は1である。
【化1】
【化2】 具体的な化合物としては、ジメトキシエタン(化1)、
テトラヒドロフラン(化2でXが炭素でn=0)、1,
4−ジオキサン(化2でXが酸素でn=1)及び1,3
−ジオキソラン(化2でXが酸素でn=0)がある。
【0009】本発明では、前述の通りフッ素原料である
含フッ素溶融塩に反応原料である有機エーテル化合物を
溶解して電解液とし、専用の溶媒は使用しない。前記含
フッ素溶融塩として、テトラアルキルアンモニウムフロ
リドポリフッ化水素化合物及びトリアルキルアミンポリ
フッ化水素塩化合物がある。これらの化合物は常温で溶
融しているため、反応原料の有機エーテル化合物を溶解
して均一相の電解液を調製できる。この電解液に通電す
ると、有機エーテル化合物の水素原子がフッ素原子で置
換されてフッ素化エーテルが生成する。フッ素化は通常
エーテル酸素に隣接する炭素原子に結合している水素原
子で最も起こり易く、モノ置換体が多く得られる。原料
の有機エーテル化合物にも依るが、通電時間を延ばすこ
とによりジ置換体やトリ置換体も得られることがある。
【0010】反応時間が経過し、原料の有機エーテル化
合物が全て消費された後は目的とするフッ素化物と溶融
塩の分離のみを行えば良く、特にモノ置換体のみが得ら
れる場合には分離が簡単で、経済的かつ実用的である。
フッ素源である溶融塩が消費された場合には、溶融塩全
体でなく、消費対象であるフッ化水素(HF)のみを補
充すれば良く、原料コストが安価になり、かつ原料添加
が容易である。従って電解槽に原料の有機エーテル化合
物と消費するHFのみを添加すれば、連続的な電解合成
が可能になる。生成するフッ素化有機エーテル化合物の
沸点が高い場合には、一旦溶媒抽出して電解質である溶
融塩と分離し、抽出液から目的のフッ素化有機エーテル
化合物を単離することが望ましい。
【0011】前記電解液に通電するために、酸化鉛、酸
化錫、白金、白金族酸化物被覆陽極(DSA)、黒鉛、
アモルファスカーボン(grassy carbon、GC)及び導
電性ダイヤモンド等から選択される陽極、及び鉛、鉄、
白金、チタン及びカーボン系材料から選択される陰極が
使用される。これらの電極の基体は、長寿命(耐久性)
の観点と、処理表面への汚染が生じさせない耐食性の観
点から、その材料を選択する必要がある。陽極基体とし
ては、チタンなどの弁金属又はその合金が望ましく、陽
極触媒としては白金やイリジウム等の貴金属又はそれら
の酸化物が望ましい。集電体は導電性材料であれば問題
はないが、チタン、ニオブ、タンタル、シリコン、カー
ボン、ニッケル、タングステンカーバイドなどの板、打
ち抜き板、金網、粉末焼結体、金属繊維焼結体が好まし
い。ダイヤモンドを金属などの集電体上に被覆形成して
も良い。表面を研磨すると密着性と反応面積が増大す
る。
【0012】電解槽材料としては、有機化合物に対する
耐久性、安定性の観点から、ガラスライニング材料、カ
ーボン、耐食性の優れたチタン、ステンレス及びPTF
E樹脂などが好ましく使用できる。電解条件は、温度が
0〜60℃、電流密度が0.1〜100A/dm2であることが
好ましい。反応効率を向上させるために、超音波を照射
し、物質移動を促進しても良い。
【0013】次に本発明に係る有機エーテル化合物の電
解フッ素化反応の実施例及び比較例を記載するが、これ
らは本発明を限定するものではない。
【0014】実施例1 陽極及び陰極としてそれぞれ白金板(縦20mm×横20mm)
を無隔膜電解槽内に装着した。フッ素化原料であるEt
3N・4HFを2M、有機エーテル化合物であるジメトキ
シエタンを60ミリモル使用して、10mlの電解液を作製し
た。この電解液を、窒素雰囲気とした前記無隔膜電解槽
内に入れ、室温下で定電流電解(電流密度:0.1A、2
F/モル)を行った。反応終了後、電解液を常圧蒸留
し、NMR及びMSを使用して単離された生成エーテル
の構造決定を行ったところ、反応生成物としてメチル基
炭素或いはメチレン炭素上の水素がフッ素と置換したフ
ッ化エーテル化合物(CH3−O−CH2CH2−O−C
2F及びCH3−O−CH2CHF−O−CH3)が、合
わせて収率89%で得られたことが分かった。
【0015】実施例2 ジメトキシエタンの替わりにテトラヒドロフラン60ミリ
モルを原料として使用したこと以外は実施例1と同様な
条件で電解を行い、反応終了後、電解液を常圧蒸留し、
NMR及びMSを使用して単離された生成エーテルの構
造決定を行ったところ、反応生成物として2位の水素が
フッ素で置換したフッ化エーテル化合物(2-フルオロ
テトラヒドロフラン)が、収率56%で得られたことが分
かった。
【0016】実施例3 ジメトキシエタンの替わりに1,4−ジオキサン60ミリ
モルを原料として使用したこと以外は実施例1と同様な
条件で電解を行い、反応終了後、電解液をヘキサン/ク
ロロホルム=1/5と混合して生成物を抽出した。得ら
れた有機エーテル化合物の構造決定を、NMR及びMS
を使用して行ったところ、反応生成物としてα位の水素
がフッ素で置換したフッ化エーテル化合物(2−フルオ
ロ−1,4−ジオキサン)が、収率77%で得られたこと
が分かった。
【0017】比較例1 実施例3の系にアセトニトリルを溶媒として添加し、実
施例3と同様の条件で電解を行った。反応終了後、電解
液をヘキサン/クロロホルム=1/5と混合して生成物
を抽出した。NMR及びMSを使用して生成物の構造決
定を試みたが、原料の1,4−ジオキサンの炭素−炭素
結合の開裂による副生成物が多量に検出され、2−フル
オロ−1,4−ジオキサンの収率は50%に達しなかっ
た。
【0018】
【発明の効果】本発明は、電解槽内に、有機エーテル化
合物と溶媒として機能する含フッ素溶融塩を含む電解液
を収容し、該電解液に通電することにより前記有機エー
テル化合物をフッ素すること特徴とする方法である。本
発明方法によると、含フッ素溶融塩が溶媒として機能し
専用の溶媒を必要としないため、専用の溶媒を使用する
有機電解反応と比較して副生成物量が大きく減少し、条
件に依っては実質的にゼロになる。従って反応の収率及
び選択性が大幅に向上する。
【0019】又このように副生成物がないか又は非常に
少ないため、副生成物を単離する工程が実質的に不要に
なり、簡単な操作で目的とするフッ素化有機エーテル化
合物が得られる。本発明方法では、有機エーテル化合物
として、ジメトキシエタン、又はテトラヒドロフラン、
1,4−ジオキサン及び1,3−ジオキソラン等が使用
でき、又含フッ素溶融塩としてテトラアルキルアンモニ
ウムフロリドポリフッ化水素化合物やトリアルキルアミ
ンポリフッ化水素塩化合物が使用できる。フッ素源であ
る前記含フッ素溶融塩は、反応が進行しても消費される
のはフッ化水素のみで、高価な含フッ素溶融塩自体は消
耗せず、有機エーテル化合物とフッ化水素の添加のみで
反応を継続できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 錦 善則 神奈川県藤沢市藤沢1丁目1番の23の304 (72)発明者 古田 常人 神奈川県藤沢市遠藤733−2 Fターム(参考) 4C022 JA04 4C037 DA03 4H006 AA02 AC30 BB12 BB18 GP20 4K021 AC03 AC04 AC17 BA07 BA12 BB03 CA01 DA13

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解槽内に、有機エーテル化合物と溶媒
    として機能する含フッ素溶融塩を含む電解液を収容し、
    該電解液に通電することにより前記有機エーテル化合物
    をフッ素すること特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 有機エーテル化合物が、(化1)又は
    (化2)で表されるジメトキシエタン、又はテトラヒド
    ロフラン、1,4−ジオキサン及び1,3−ジオキソラ
    ンから選択される1又は2以上の化合物である請求項1
    に記載の方法((化2)中、Xは酸素又は炭素、nは0
    又は1)。 【化1】 【化2】
  3. 【請求項3】 含フッ素溶融塩が、常温溶融可能なテト
    ラアルキルアンモニウムフロリドポリフッ化水素化合物
    及び/又はトリアルキルアミンポリフッ化水素塩化合物
    である請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 消費された有機エーテル化合物及びフッ
    化水素を添加しながら反応を継続するようにした請求項
    3に記載の方法。
JP2001264220A 2001-08-31 2001-08-31 有機エーテル化合物の電解フッ素化方法 Expired - Fee Related JP3846778B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001264220A JP3846778B2 (ja) 2001-08-31 2001-08-31 有機エーテル化合物の電解フッ素化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001264220A JP3846778B2 (ja) 2001-08-31 2001-08-31 有機エーテル化合物の電解フッ素化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003073873A true JP2003073873A (ja) 2003-03-12
JP3846778B2 JP3846778B2 (ja) 2006-11-15

Family

ID=19090862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001264220A Expired - Fee Related JP3846778B2 (ja) 2001-08-31 2001-08-31 有機エーテル化合物の電解フッ素化方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3846778B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010024215A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Kanto Denka Kogyo Co Ltd 新規なフッ素化された1,2−オキサチオラン2,2−ジオキシド及びその製造方法
JP2010065242A (ja) * 2008-09-08 2010-03-25 Tokyo Institute Of Technology 導電性高分子化合物の電気化学的改質法
JP2014511430A (ja) * 2010-12-15 2014-05-15 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 有機化合物の電気化学的フッ素化のための方法
CN116120262A (zh) * 2023-02-24 2023-05-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 氟代环状醚的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02303785A (ja) * 1989-05-17 1990-12-17 Fujitsu Ltd ロボットハンド
JPH05508151A (ja) * 1990-04-20 1993-11-18 テクサコ ディベロップメント コーポレーション 液体オニウムポリ(フッ化水素)を使用する環境上安全な接触アルキル化
JPH07292490A (ja) * 1994-04-21 1995-11-07 Mitsubishi Chem Corp 脂肪族酸フルオライドの製造方法
JPH10110284A (ja) * 1996-10-07 1998-04-28 Tokuyama Corp 電解フッ素化方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02303785A (ja) * 1989-05-17 1990-12-17 Fujitsu Ltd ロボットハンド
JPH05508151A (ja) * 1990-04-20 1993-11-18 テクサコ ディベロップメント コーポレーション 液体オニウムポリ(フッ化水素)を使用する環境上安全な接触アルキル化
JPH07292490A (ja) * 1994-04-21 1995-11-07 Mitsubishi Chem Corp 脂肪族酸フルオライドの製造方法
JPH10110284A (ja) * 1996-10-07 1998-04-28 Tokuyama Corp 電解フッ素化方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010024215A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Kanto Denka Kogyo Co Ltd 新規なフッ素化された1,2−オキサチオラン2,2−ジオキシド及びその製造方法
JP2010065242A (ja) * 2008-09-08 2010-03-25 Tokyo Institute Of Technology 導電性高分子化合物の電気化学的改質法
JP2014511430A (ja) * 2010-12-15 2014-05-15 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 有機化合物の電気化学的フッ素化のための方法
CN116120262A (zh) * 2023-02-24 2023-05-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 氟代环状醚的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3846778B2 (ja) 2006-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6533916B1 (en) Diamond electrodes
CN111286748B (zh) 一种电化学合成咔唑类化合物的方法
JP2012528825A (ja) 非対称性ビアリールアルコールを製造する方法
JPS63203782A (ja) 有機化合物中のハロゲン原子の電気化学的置換方法
US20030136669A1 (en) Electrode for electrolysis in acidic media
JP4755458B2 (ja) 2−アルキン−1−アセタールの製造方法
JP3846778B2 (ja) 有機エーテル化合物の電解フッ素化方法
JP5313579B2 (ja) 新規なフッ素化された1,2−オキサチオラン2,2−ジオキシドの製造方法
JP2003155588A (ja) 有機化合物の電解製造方法及び電解製造用電極
JP4587329B2 (ja) 脂肪族または脂環式c−原子と結合した第1級アミノ基およびシクロプロピル単位を有する、第1級アミンの製造方法
JP4181297B2 (ja) 有機化合物の電解製造方法及び電解製造用電極
Tezuka et al. Electroreductive dechlorination of chlorofluoroethanes
US6669828B2 (en) Cathode for electrolysis cells
EP3854910A1 (en) Electrochemical production of formaldehyde
JP2799339B2 (ja) ヒドロキシカルボン酸エステルの製法
US4654128A (en) Process for the preparation of certain organic trihalomethyl derivatives
CN114134522A (zh) 一种4,4′-联吡啶的电化学合成方法
JP5351456B2 (ja) 電解フッ素化による4−フルオロ−4−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オンの製造方法
JPS6342713B2 (ja)
JPS6342712B2 (ja)
JPH0219195B2 (ja)
JP3871191B2 (ja) 芳香族含窒素複素環化合物の電解フッ素化方法
JP2009503266A (ja) 1,1,4,4−テトラアルコキシ−ブタ−2−エン誘導体の製造方法
JPH0557358B2 (ja)
JP2632832B2 (ja) ポリフルオロベンジルアルコールの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050301

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060302

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060427

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060817

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060818

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090901

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100901

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100901

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110901

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120901

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130901

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees