JP2003267985A - Method for synthesizing tricyclophosphazene derivative - Google Patents
Method for synthesizing tricyclophosphazene derivativeInfo
- Publication number
- JP2003267985A JP2003267985A JP2002069100A JP2002069100A JP2003267985A JP 2003267985 A JP2003267985 A JP 2003267985A JP 2002069100 A JP2002069100 A JP 2002069100A JP 2002069100 A JP2002069100 A JP 2002069100A JP 2003267985 A JP2003267985 A JP 2003267985A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tricyclophosphazene
- derivative
- halogenated
- alcohol
- synthesizing
- 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
Links
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、トリシクロフォス
ファゼン派生体の合成方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for synthesizing a tricyclophosphazene derivative.
【0002】[0002]
【従来の技術】ヘキサクロロトリシクロフォスファゼン
等のハロゲン化されたトリシクロフォスファゼンは、そ
のハロゲン原子がアルコキシ基等で置換されることによ
り、種々のトリシクロフォスファゼン派生体となる。こ
のトリシクロフォスファゼン派生体は、多くが常温で液
体であり、主にプラスチック、ゴム等の難燃剤として用
いられる。一方、リチウム二次電池を構成する電解液の
溶媒としてトリシクロフォスファゼン派生体を用いる試
みもなされている。2. Description of the Related Art Halogenated tricyclophosphazene such as hexachlorotricyclophosphazene becomes various tricyclophosphazene derivatives by substituting its halogen atom with an alkoxy group or the like. Most of the tricyclophosphazene derivative is a liquid at room temperature, and is mainly used as a flame retardant for plastics, rubber and the like. On the other hand, attempts have been made to use a tricyclophosphazene derivative as a solvent of an electrolytic solution constituting a lithium secondary battery.
【0003】リチウム二次電池が過充電状態に至った場
合には、電圧が上昇し、電池内部の温度も上昇する。こ
のため、電解液の難燃化を図ることは、リチウム二次電
池の安全性を確保する上で重要となる。トリシクロフォ
スファゼン派生体をリチウム二次電池の電解液として用
いた場合には、電池が過充電状態に至った場合でも、電
解液が燃焼し難くなるため、より安全性の高い電池を実
現できる。リチウム二次電池の電解液に用いられるトリ
シクロフォスファゼン派生体として、例えば、ヘキサメ
トキシトリシクロフォスファゼンや、ヘキサイソプロポ
キシトリシクロフォスファゼン等のトリシクロフォスフ
ァゼンアルコキシ派生体が報告されている。これらトリ
シクロフォスファゼンアルコキシ派生体は、難燃性を有
しているため、電池が過充電状態に至った場合でも、電
解液の燃焼は抑制される。また、140℃程度の温度で
は電極表面でポリマー化するため、過度の充放電が抑制
され、電池の安全性はより向上する。When the lithium secondary battery reaches an overcharged state, the voltage rises and the temperature inside the battery also rises. Therefore, making the electrolyte solution flame-retardant is important for ensuring the safety of the lithium secondary battery. When a tricyclophosphazene derivative is used as the electrolyte solution for a lithium secondary battery, the electrolyte solution is less likely to burn even if the battery reaches an overcharged state, so a battery with higher safety is realized. it can. As a tricyclophosphazene derivative used in the electrolyte of a lithium secondary battery, for example, a tricyclophosphazene alkoxy derivative such as hexamethoxytricyclophosphazene or hexaisopropoxytricyclophosphazene is reported. Has been done. Since these tricyclophosphazene alkoxy derivatives have flame retardancy, combustion of the electrolytic solution is suppressed even when the battery reaches an overcharged state. Further, at a temperature of about 140 ° C., the electrode surface is polymerized, so that excessive charging / discharging is suppressed and the safety of the battery is further improved.
【0004】このように有用なトリシクロフォスファゼ
ン派生体であるが、従来は、例えば、ヘキサクロロトリ
シクロフォスファゼンとアルコールのナトリウム塩とを
反応させて合成していた。反応式を下記式1に示す。Such useful tricyclophosphazene derivatives have hitherto been synthesized, for example, by reacting hexachlorotricyclophosphazene with a sodium salt of alcohol. The reaction formula is shown in the following formula 1.
【0005】[0005]
【化1】 [Chemical 1]
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記式
1に示した合成方法では、副生成物が多く生じてしま
い、目的とするトリシクロフォスファゼン派生体を単離
することが困難であった。また、反応の際、アルコール
のナトリウム塩を使用しているため、副生成物として塩
化ナトリウム(NaCl)が生じる。このため、副生成
物を除去するために水洗を行う必要があった。しかし、
水洗を行うと、目的物の中に水分が混入してしまう。さ
らに、アルコールのナトリウム塩を使用しているため、
目的物の中にナトリウムイオンも混入し易い。例えば、
合成されたトリシクロフォスファゼン派生体中をリチウ
ム二次電池の電解液として使用する場合には、トリシク
ロフォスファゼン派生体中の水分やナトリウムイオンの
存在が大きな問題となる。すなわち、リチウム二次電池
の電解液中に、水素イオンやナトリウムイオン等のリチ
ウムイオンより貴な電位で還元されるイオン種が存在す
る場合、充放電効率の低下を招く等、正常な電池反応が
阻害されるおそれがあるからである。However, in the synthetic method represented by the above formula 1, a large amount of by-products are produced, and it is difficult to isolate the desired tricyclophosphazene derivative. . In addition, since sodium salt of alcohol is used in the reaction, sodium chloride (NaCl) is generated as a by-product. Therefore, it was necessary to wash with water to remove the by-products. But,
If it is washed with water, water will be mixed into the target product. In addition, because it uses the sodium salt of alcohol,
Sodium ions easily mix into the target product. For example,
When the synthesized tricyclophosphazene derivative is used as an electrolytic solution for a lithium secondary battery, the presence of water and sodium ions in the tricyclophosphazene derivative is a serious problem. That is, in the electrolytic solution of the lithium secondary battery, when there are ionic species such as hydrogen ions and sodium ions that are reduced at a nobler potential than lithium ions, a normal battery reaction such as a decrease in charge / discharge efficiency is caused. This is because there is a risk of being hindered.
【0007】本発明は、上記問題を解決すべくなされた
ものであり、水分やナトリウムイオンの混入がなく、高
純度のトリシクロフォスファゼン派生体を簡便に合成す
る方法を提供することを課題とする。The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method for easily synthesizing a highly pure tricyclophosphazene derivative without mixing of water and sodium ions. And
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のトリシクロフォ
スファゼン派生体の合成方法は、ハロゲン化トリシクロ
フォスファゼンを溶媒に溶解して原料溶液を調製する原
料溶液調製工程と、前記原料溶液とアルコールおよびチ
オールの少なくとも一方と脱ハロゲン化水素剤とを反応
させ、前記ハロゲン化トリシクロフォスファゼンのハロ
ゲン原子を置換することによりトリシクロフォスファゼ
ン派生体を合成する置換反応工程とを含むことを特徴と
する。A method for synthesizing a tricyclophosphazene derivative of the present invention comprises a raw material solution preparation step of dissolving a halogenated tricyclophosphazene in a solvent to prepare a raw material solution, and the above raw material. A substitution reaction step of synthesizing a tricyclophosphazene derivative by reacting the solution with at least one of alcohol and thiol and a dehydrohalogenating agent and substituting the halogen atom of the halogenated tricyclophosphazene. It is characterized by including.
【0009】本発明の合成方法では、原料となるハロゲ
ン化トリシクロフォスファゼンに、置換基を有するアル
コールおよびチオールの少なくとも一方と、脱ハロゲン
化水素剤とを反応させる。すなわち、アルコールのナト
リウム塩を使用しないため、目的物にナトリウムイオン
は混入しない。また、本発明の方法では塩化ナトリウム
は副生せず、生成される副生成物は水以外の有機溶媒に
も容易に溶解するものとなる。したがって、水洗は必ず
しも必要ではなく、水分の混入も抑制される。さらに、
従来のように、予めアルコールのナトリウム塩を合成し
ておく必要がないため、合成工程が簡素化できる。ま
た、反応における発熱が小さいことも後に示す実施例で
確認された。反応時の発熱が小さいと、原料であるハロ
ゲン化トリシクロフォスファゼンの重合が抑制されるた
め、その重合による副生成物の生成が抑制されると考え
られる。In the synthesis method of the present invention, halogenated tricyclophosphazene as a raw material is reacted with at least one of an alcohol and a thiol having a substituent and a dehydrohalogenating agent. That is, since the sodium salt of alcohol is not used, sodium ions are not mixed in the target product. Further, in the method of the present invention, sodium chloride is not produced as a by-product, and the produced by-product easily dissolves in an organic solvent other than water. Therefore, washing with water is not always necessary, and mixing of water is suppressed. further,
Unlike the conventional case, it is not necessary to previously synthesize the sodium salt of alcohol, so that the synthesis process can be simplified. It was also confirmed in the examples described later that the heat generated in the reaction was small. When the heat generated during the reaction is small, the polymerization of the halogenated tricyclophosphazene, which is the starting material, is suppressed, and thus it is considered that the production of by-products due to the polymerization is suppressed.
【0010】このように、本発明のトリシクロフォスフ
ァゼン派生体の合成方法によれば、純度の高いトリシク
ロフォスファゼン派生体を簡便に合成することができ
る。As described above, according to the method for synthesizing a tricyclophosphazene derivative of the present invention, a highly pure tricyclophosphazene derivative can be easily synthesized.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明のトリシクロフォスファゼ
ン派生体の合成方法は、上述したように、原料溶液調製
工程と置換反応工程とを含んで構成される。以下、本発
明のトリシクロフォスファゼン派生体の合成方法を、各
工程に分けて詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As described above, the method for synthesizing a tricyclophosphazene derivative of the present invention comprises a raw material solution preparation step and a substitution reaction step. Hereinafter, the method for synthesizing the tricyclophosphazene derivative of the present invention will be described in detail in each step.
【0012】(1)原料溶液調製工程
本工程は、ハロゲン化トリシクロフォスファゼンを溶媒
に溶解して原料溶液を調製する工程である。ハロゲン化
トリシクロフォスファゼンには、トリシクロフォスファ
ゼンがフッ素、塩素、臭素、ヨウ素等でハロゲン化され
ているものを使用すればよい。特に、後に示す置換反応
が進行し易く、化合物が安定で入手が容易であるという
理由から、塩素によりハロゲン化されたヘキサクロロト
リシクロフォスファゼンを用いることが望ましい。(1) Raw Material Solution Preparation Step This step is a step of preparing a raw material solution by dissolving halogenated tricyclophosphazene in a solvent. As the halogenated tricyclophosphazene, one in which tricyclophosphazene is halogenated with fluorine, chlorine, bromine, iodine or the like may be used. In particular, it is desirable to use hexachlorotricyclophosphazene halogenated with chlorine because the substitution reaction described below easily proceeds, the compound is stable and easily available.
【0013】上記ハロゲン化トリシクロフォスファゼン
を溶解する溶媒は、ハロゲン化トリシクロフォスファゼ
ンを溶解することができるものであれば特に限定されな
い。また、ハロゲン化トリシクロフォスファゼンのハロ
ゲン原子と反応し難いことが望ましく、このような観点
から、非プロトン性溶媒が好適である。さらに、副生す
る化合物を溶解することなく析出させるものであること
が望ましい。これらすべてを満足する溶媒として、例え
ば、ヘキサン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン
等が挙げられる。したがって、これらの溶媒から選ばれ
る一種以上を使用することが望ましい。例えば、ハロゲ
ン化トリシクロフォスファゼンとして、ヘキサクロロト
リシクロフォスファゼンを用いた場合には、ヘキサンを
使用することが好適である。The solvent that dissolves the tricyclophosphazene halide is not particularly limited as long as it can dissolve the tricyclophosphazene halide. Further, it is desirable that it is difficult to react with the halogen atom of the halogenated tricyclophosphazene, and from this viewpoint, an aprotic solvent is preferable. Furthermore, it is desirable that the by-produced compound is deposited without being dissolved. Examples of the solvent that satisfies all of these include hexane, diethyl ether, tetrahydrofuran and the like. Therefore, it is desirable to use one or more selected from these solvents. For example, when hexachlorotricyclophosphazene is used as the halogenated tricyclophosphazene, hexane is preferably used.
【0014】調製される原料溶液におけるハロゲン化ト
リシクロフォスファゼンの濃度は、特に限定されるもの
ではない。より反応を進行し易くするという観点から、
例えば、ハロゲン化トリシクロフォスファゼンの濃度を
0.05M以上0.5M以下とすることが望ましい。ハ
ロゲン化トリシクロフォスファゼンの濃度が0.05M
未満の場合には、濃度が好適な範囲のものと比較して反
応速度が低下するからである。反対に、濃度が0.5M
を超えると、濃度が好適な範囲のものと比較して、ハロ
ゲン化トリシクロフォスファゼンが溶媒に溶解し難くな
り、反応が不均一に進行するおそれがあるからである。
また、収率が低下するおそれもある。The concentration of halogenated tricyclophosphazene in the prepared raw material solution is not particularly limited. From the viewpoint of making the reaction easier to proceed,
For example, it is desirable that the concentration of halogenated tricyclophosphazene is 0.05 M or more and 0.5 M or less. Concentration of halogenated tricyclophosphazene is 0.05M
If it is less than the above range, the reaction rate will be lower than that in the case where the concentration is within the suitable range. On the contrary, the concentration is 0.5M
When it exceeds, the halogenated tricyclophosphazene is less likely to be dissolved in the solvent as compared with the case where the concentration is in a suitable range, and the reaction may proceed nonuniformly.
In addition, the yield may decrease.
【0015】(2)置換反応工程
本工程は、前記原料溶液調製工程で調製された原料溶液
とアルコールおよびチオールの少なくとも一方と脱ハロ
ゲン化水素剤とを反応させ、前記ハロゲン化トリシクロ
フォスファゼンのハロゲン原子を置換することによりト
リシクロフォスファゼン派生体を合成する工程である。(2) Substitution reaction step In this step, the raw material solution prepared in the raw material solution preparing step is reacted with at least one of alcohol and thiol and a dehydrohalogenating agent, and the halogenated tricyclophosphazene is reacted. Is a step of synthesizing a tricyclophosphazene derivative by substituting the halogen atom.
【0016】アルコールおよびチオールは、どちらもプ
ロトン性の化合物であり、それぞれハロゲン化トリシク
ロフォスファゼンと反応して、ハロゲン原子をアルコキ
シ基(−OR;Rはアルキル基)またはチオニル基(−
SR)で置換する役割を果たす。アルコールおよびチオ
ールは、いずれか一方を使用すればよく、また、その両
方を使用してもよい。目的とするトリシクロフォスファ
ゼン派生体に応じて、使用する化合物を適宜選択すれば
よい。例えば、アルコールを使用すれば、ハロゲン化ト
リシクロフォスファゼンのハロゲン原子はアルコキシ置
換され、トリシクロフォスファゼンアルコキシ派生体が
合成される。また、チオールを使用すれば、ハロゲン化
トリシクロフォスファゼンのハロゲン原子はチオニル置
換され、トリシクロフォスファゼンチオニル派生体が合
成される。Alcohol and thiol are both protic compounds and react with a halogenated tricyclophosphazene to convert a halogen atom into an alkoxy group (-OR; R is an alkyl group) or a thionyl group (-.
SR). Either one of alcohol and thiol may be used, or both of them may be used. The compound to be used may be appropriately selected depending on the desired tricyclophosphazene derivative. For example, when an alcohol is used, the halogen atom of the halogenated tricyclophosphazene is alkoxy-substituted to synthesize a tricyclophosphazene alkoxy derivative. Further, when a thiol is used, the halogen atom of the halogenated tricyclophosphazene is substituted with thionyl to synthesize a tricyclophosphazene thionyl derivative.
【0017】ここで、アルコールとしては、第一級アル
コール、第二級アルコール、第三級アルコール、ジオー
ル等を使用することができる。第一級アルコールとし
て、メタノール、エタノール、1−プロパノール、1−
ブタノール等が挙げられる。第二級アルコールとして、
2−プロパノール、2−ブタノール等が挙げられる。第
三級アルコールとして、t−ブタノール等が挙げられ
る。ジオールとして、1,2−エタンジオール、1,3プ
ロパンジオール、1,2ベンゼンジオール等が挙げられ
る。Here, as the alcohol, primary alcohol, secondary alcohol, tertiary alcohol, diol and the like can be used. As primary alcohol, methanol, ethanol, 1-propanol, 1-
Butanol and the like can be mentioned. As a secondary alcohol,
2-propanol, 2-butanol, etc. are mentioned. Examples of the tertiary alcohol include t-butanol. Examples of the diol include 1,2-ethanediol, 1,3 propanediol and 1,2 benzenediol.
【0018】また、チオールとしては、第一級チオー
ル、第二級チオール、第三級チオール、ジチオール等を
使用することができる。第一級チオールとして、メチル
チオール、エチルチオール、1−プロピルチオール、1
−ブチルチオール等が挙げられる。第二級チオールとし
て、2−プロピルチオール、2−ブチルチオール等が挙
げられる。第三級チオールとして、t−ブチルチオール
等が挙げられる。ジチオールとして、1,2−エタンチ
オール、1,3プロパンチオール等が挙げられる。さら
に、分子内にアルコキシ基とチオニル基とを1個ずつ有
するメルカプトエタノールやメルカプトプロパノール等
の物質でもよい。As the thiol, primary thiol, secondary thiol, tertiary thiol, dithiol and the like can be used. As primary thiol, methyl thiol, ethyl thiol, 1-propyl thiol, 1
-Butylthiol and the like. Examples of the secondary thiol include 2-propylthiol and 2-butylthiol. Examples of the tertiary thiol include t-butyl thiol. Examples of dithiols include 1,2-ethanethiol and 1,3 propanethiol. Further, a substance such as mercaptoethanol or mercaptopropanol having one alkoxy group and one thionyl group in the molecule may be used.
【0019】本工程では、ハロゲン化トリシクロフォス
ファゼンのハロゲン原子の少なくとも一部が上記置換基
で置換される。例えば、ハロゲン原子の一部のみが置換
される態様でもよく、すべてのハロゲン原子が置換され
る態様でもよい。つまり、アルコールおよびチオールの
量は、それぞれ置換するハロゲン原子の数に応じて決定
すればよい。例えば、ハロゲン化トリシクロフォスファ
ゼンのハロゲン原子を3個置換する場合には、ハロゲン
化トリシクロフォスファゼンの1当量に対して、アルコ
ールおよびチオールを3当量加えればよい。また、ハロ
ゲン原子を6個置換(全置換)する場合には、ハロゲン
化トリシクロフォスファゼンの1当量に対して、アルコ
ールおよびチオールを6当量以上加えればよい。In this step, at least part of the halogen atoms of the halogenated tricyclophosphazene is replaced with the above substituent. For example, only a part of the halogen atoms may be substituted, or all the halogen atoms may be substituted. That is, the amounts of alcohol and thiol may be determined according to the number of halogen atoms to be substituted. For example, in the case of substituting three halogen atoms of halogenated tricyclophosphazene, alcohol and thiol may be added in 3 equivalents to 1 equivalent of halogenated tricyclophosphazene. When six halogen atoms are substituted (total substitution), 6 equivalents or more of alcohol and thiol may be added to 1 equivalent of tricyclophosphazene halide.
【0020】脱ハロゲン化水素剤は、ハロゲン化トリシ
クロフォスファゼンから脱離したハロゲンイオンと、ア
ルコールやチオールから生じた水素イオンとをハロゲン
化水素の塩として析出させる役割を果たす。脱ハロゲン
化水素剤は、特に限定するものではないが、副生成物と
なるハロゲン化水素の塩が反応溶液に溶解し難いことに
加え、洗浄の際に水以外の非水溶媒に可溶である等の理
由から、アミン系化合物とすることが望ましい。脱ハロ
ゲン化水素剤としてアミン系化合物を使用した場合に
は、副生成物としてハロゲン化水素のアンミン塩が析出
する。アミン系化合物としては、例えば、アンモニア、
メチルアミン、エチルアミン等の第一級アミン、ジメチ
ルアミン、ジエチルアミン、ジノルマルプロピルアミ
ン、ジイソプロピルアミン等の第二級アミン、トリメチ
ルアミン、トリエチルアミン、トリノルマルプロピルア
ミン、トリイソプロピルアミン等の第三級アミン、ジア
ザビシクロウンデセン等の環状アミン等が挙げられる。
特に、反応が穏やかに進行し、反応後に反応系からの除
去が容易であるという理由から、トリノルマルプロピル
アミンを用いることが望ましい。また、反応後に反応系
からの除去がより容易であるという理由から、アンモニ
アガスを用いることが望ましい。なお、脱ハロゲン化水
素剤の量は、発生するハロゲン化水素の量を考慮して適
宜決定すればよい。すなわち、上記アルコールおよびチ
オールの量と同様に、例えば、ハロゲン化トリシクロフ
ォスファゼンのハロゲン原子を3個置換する場合には、
ハロゲン化トリシクロフォスファゼンの1当量に対し
て、脱ハロゲン化水素剤を3当量加えればよい。脱ハロ
ゲン化水素剤としてアンモニアガスを使用する場合に
は、反応させる溶液にアンモニアガスをバブリングする
ことが望ましい。この場合、アンモニアガスは、発生す
るハロゲン化水素の量に対して過剰に加えても構わな
い。The dehydrohalogenating agent plays a role of precipitating a halogen ion desorbed from a halogenated tricyclophosphazene and a hydrogen ion generated from an alcohol or a thiol as a salt of hydrogen halide. The dehydrohalogenating agent is not particularly limited, but it is difficult for the salt of hydrogen halide as a by-product to be dissolved in the reaction solution, and it is soluble in a non-aqueous solvent other than water during washing. For some reason, it is desirable to use an amine compound. When an amine compound is used as the dehydrohalogenating agent, an ammine salt of hydrogen halide is precipitated as a by-product. Examples of amine compounds include ammonia,
Primary amines such as methylamine and ethylamine, secondary amines such as dimethylamine, diethylamine, dinormalpropylamine and diisopropylamine, tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, trinormalpropylamine and triisopropylamine, and diamines. Examples thereof include cyclic amines such as zabicycloundecene.
In particular, it is preferable to use tri-normal propylamine because the reaction proceeds gently and is easily removed from the reaction system after the reaction. Further, it is desirable to use ammonia gas because it is easier to remove from the reaction system after the reaction. The amount of the dehydrohalogenating agent may be appropriately determined in consideration of the amount of hydrogen halide generated. That is, similar to the amounts of the alcohol and the thiol, for example, in the case of substituting three halogen atoms of a halogenated tricyclophosphazene,
3 equivalents of the dehydrohalogenating agent may be added to 1 equivalent of tricyclophosphazene halide. When using ammonia gas as the dehydrohalogenating agent, it is desirable to bubble ammonia gas in the solution to be reacted. In this case, the ammonia gas may be added in excess with respect to the amount of hydrogen halide generated.
【0021】上記アルコールおよびチオールの少なくと
も一方と、脱ハロゲン化水素剤とを上記原料溶液に加え
て反応させる。アルコールおよびチオールの少なくとも
一方(以下アルコール等と表す。)と、脱ハロゲン化水
素剤とを同時に加えてもよく、どちらか片方を先に加え
てもよい。脱ハロゲン化水素剤が液体である場合には、
アルコール等と脱ハロゲン化水素剤とを、予め混合して
おくことが望ましい。両者を予め混合しておくことによ
り、反応の際、ハロゲン化水素の発生を効率よく抑制す
ることができる。なお、原料溶液にアルコール等を加え
ると、発熱を伴ってハロゲン化水素が発生する。発熱が
激しい場合には、反応容器等を冷却しながら反応させる
とよい。また、脱ハロゲン化水素剤としてアンモニアガ
スを用いる場合には、反応に伴う発熱を抑制するという
理由から、先にアルコール等を加えておくことが望まし
い。そして、発熱が収束した後でアンモニアガスをバブ
リングする。バブリングの速度は、反応系にもよるが、
ハロゲン化トリシクロフォスファゼンの100mmol
に対して、1mL/min程度とすればよい。At least one of the alcohol and thiol and a dehydrohalogenating agent are added to the raw material solution and reacted. At least one of alcohol and thiol (hereinafter referred to as alcohol) and the dehydrohalogenating agent may be added at the same time, or either one may be added first. When the dehydrohalogenating agent is a liquid,
It is desirable to previously mix the alcohol and the like with the dehydrohalogenating agent. By mixing both of them in advance, it is possible to efficiently suppress the generation of hydrogen halide during the reaction. When alcohol or the like is added to the raw material solution, hydrogen halide is generated due to heat generation. When the heat generation is intense, the reaction may be performed while cooling the reaction container and the like. Further, when ammonia gas is used as the dehydrohalogenating agent, it is desirable to add alcohol or the like in advance in order to suppress heat generation due to the reaction. Then, ammonia gas is bubbled after the heat generation is converged. The bubbling speed depends on the reaction system,
100 mmol of halogenated tricyclophosphazene
On the other hand, it may be about 1 mL / min.
【0022】反応により生じた副生成物は、吸引濾過や
水洗等を行うことにより除去することができる。例え
ば、反応後の溶液に、その溶液とほぼ同体積の水を加え
て攪拌することで、副生成物の他、未反応のハロゲン化
トリシクロフォスファゼン、アルコール等、脱ハロゲン
化水素剤を除去することができる。また、目的物への水
分の混入を回避したい場合や、アルコール等が水溶性で
はない場合等には、上記水洗に代えてホルムアミド、ジ
メチルスルホキシド等の非水溶媒で洗浄することが望ま
しい。なお、洗浄は一回でもよいが、複数回行うことが
望ましい。このように副生成物等を除去した後、エバポ
レータ等により溶媒を除去して、目的とするトリシクロ
フォスファゼン派生体を得ることができる。さらに、ト
リシクロフォスファゼン派生体の純度を高めるために蒸
留等を行ってもよい。なお、トリシクロフォスファゼン
派生体は、約150℃以上の高温で加熱されると、開環
重合するおそれがある。このため、蒸留を行う場合には
減圧下で沸点を低くして行うことが望ましい。By-products produced by the reaction can be removed by suction filtration, washing with water or the like. For example, by adding approximately the same volume of water as the solution to the solution after the reaction and stirring, by-products, unreacted tricyclophosphazene, alcohol, etc. Can be removed. Further, when it is desired to avoid mixing of water into the target substance, or when the alcohol or the like is not water-soluble, it is desirable to wash with a nonaqueous solvent such as formamide or dimethylsulfoxide instead of the above washing with water. It should be noted that the cleaning may be performed once, but it is preferably performed multiple times. After removing the by-products and the like in this way, the solvent is removed by an evaporator or the like to obtain the target tricyclophosphazene derivative. Further, distillation or the like may be performed to increase the purity of the tricyclophosphazene derivative. The tricyclophosphazene derivative may undergo ring-opening polymerization when heated at a high temperature of about 150 ° C or higher. Therefore, when carrying out distillation, it is desirable to carry out distillation under reduced pressure with a low boiling point.
【0023】(3)他の実施形態の許容
これまでに説明した本発明のトリシクロフォスファゼン
派生体の合成方法の実施形態は例示にすぎず、本発明の
トリシクロフォスファゼン派生体の合成方法は、上記実
施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変
更、改良を施した形態で実施することができる。(3) Acceptance of Other Embodiments The embodiment of the method for synthesizing the tricyclophosphazene derivative of the present invention described above is merely an example, and the tricyclophosphazene derivative of the present invention can be synthesized. The synthesizing method can be carried out in a form in which various modifications and improvements are made based on the knowledge of those skilled in the art, including the above-described embodiment.
【0024】[0024]
【実施例】上記実施形態に基づいて、本発明のトリシク
ロフォスファゼン派生体の合成方法により、パー(ジエ
チルアミノエトキシ)トリシクロフォスファゼンを合成
した。また、比較例として、従来の合成方法によりパー
(ジエチルアミノエトキシ)トリシクロフォスファゼン
を合成した。以下、各々の合成について説明する。Example Based on the above-mentioned embodiment, per (diethylaminoethoxy) tricyclophosphazene was synthesized by the method for synthesizing a tricyclophosphazene derivative of the present invention. As a comparative example, per (diethylaminoethoxy) tricyclophosphazene was synthesized by a conventional synthesis method. Hereinafter, each synthesis will be described.
【0025】(1)実施例
ヘキサクロロトリシクロフォスファゼン(以下、「HC
P」と示す。)から、パー(ジエチルアミノエトキシ)
トリシクロフォスファゼンを合成した。反応式を下記式
2に示す。(1) Example Hexachlorotricyclophosphazene (hereinafter referred to as "HC
P ". ) To per (diethylaminoethoxy)
Tricyclophosphazene was synthesized. The reaction formula is shown in the following formula 2.
【0026】[0026]
【化2】 [Chemical 2]
【0027】まず、3.5g(10mmol相当)のH
CPを50mLのヘキサンに溶解させ原料溶液を調製し
た。また、アルコールとして7.1gのジメチルアミノ
アルコールと、脱ハロゲン化水素剤として8.6gのト
リプロピルアミンとを混合して反応剤を調製した。この
反応剤を原料溶液に等圧滴下ロートにて滴下した。反応
剤を滴下した際に、白色沈殿を確認した。分析によりこ
の白色沈殿は、HN(C3H7)3Clと確認された。そ
の後、ゲル浸透クトマトグラフフィー(GPC)により
反応の進行状況を確認しながら、3日間維持して反応を
進行させた。反応終了後、反応溶液に対して50mLの
水を加え水洗を行うことにより、白色沈殿であるHN
(C3H7)3Clを除去した。水洗は3回行った。ま
た、溶媒であるヘキサンをエバポレータにより除去し、
さらに、100℃の温度下で12時間真空乾燥した。そ
の結果、無色で高粘度の液体5.2gを得た。得られた
液体に対してGPC測定を行った。測定結果であるGP
C曲線を図1に示す。図1から明らかなように、GPC
曲線は単一ピークを示し、得られた液体は単一成分であ
ることがわかった。また、元素分析の結果より、得られ
た液体は、パー(ジエチルアミノエトキシ)トリシクロ
フォスファゼンであることが確認された。収率は約6
2.5%であった。なお、本実施例では、収率は、以下
の式により算出した値を採用している。収率=得られた
生成物の重量(g)/生成物の理論合成重量(g)×1
00(%)
(2)比較例
比較のため従来の合成方法により、HCPからパー(ジ
エチルアミノエトキシ)トリシクロフォスファゼンを合
成した。反応式を下記式3に示す。First, 3.5 g (corresponding to 10 mmol) of H
CP was dissolved in 50 mL of hexane to prepare a raw material solution. Further, 7.1 g of dimethylamino alcohol as an alcohol and 8.6 g of tripropylamine as a dehydrohalogenating agent were mixed to prepare a reaction agent. This reactant was added dropwise to the raw material solution with an equal pressure dropping funnel. A white precipitate was confirmed when the reactant was dropped. Analysis confirmed this white precipitate to be HN (C 3 H 7 ) 3 Cl. Then, the reaction was allowed to proceed for 3 days while confirming the progress of the reaction by gel permeation chromatography (GPC). After completion of the reaction, 50 mL of water was added to the reaction solution and washed with water to obtain white precipitates of HN.
(C 3 H 7 ) 3 Cl was removed. Washing with water was performed 3 times. Also, the solvent hexane was removed by an evaporator,
Further, it was vacuum dried at a temperature of 100 ° C. for 12 hours. As a result, 5.2 g of a colorless, highly viscous liquid was obtained. GPC measurement was performed on the obtained liquid. GP which is measurement result
The C curve is shown in FIG. As is clear from FIG. 1, GPC
The curve showed a single peak and the resulting liquid was found to be a single component. Further, from the result of elemental analysis, it was confirmed that the obtained liquid was per (diethylaminoethoxy) tricyclophosphazene. Yield is about 6
It was 2.5%. In this example, the yield is a value calculated by the following formula. Yield = weight of product obtained (g) / theoretical synthetic weight of product (g) × 1
00 (%) (2) Comparative Example For comparison, per (diethylaminoethoxy) tricyclophosphazene was synthesized from HCP by a conventional synthesis method. The reaction formula is shown in the following formula 3.
【0028】[0028]
【化3】 [Chemical 3]
【0029】まず、50mLのジエチルエーテルに7.
1gのジエチルアミノエタノールを加え、さらに1.5
gの水酸化ナトリウムを加えて、ジエチルアミノエタノ
ールのナトリウム塩溶液を合成した。また、3.5g
(10mmol相当)のHCPを50mLのジエチルエ
ーテルに溶解させ原料溶液を調製した。合成したジエチ
ルアミノエタノールのナトリウム塩溶液に原料溶液を滴
下し、攪拌した。この際、大きな発熱が認められたの
で、氷水により冷却しながら反応を進行させた。反応に
より塩化ナトリウムの沈殿が確認された。そのまま3日
間維持した後、反応溶液に対して100mLの水を加え
水洗を行うことにより、塩化ナトリウムを除去した。水
洗は3回行った。溶媒であるジエチルエーテルをエバポ
レータにより除去し、淡黄色の液体6.0gを得た。得
られた液体に対してGPC測定を行った。測定結果であ
るGPC曲線を図2に示す。図2から明らかなように、
GPC曲線は2つのピークを示し、得られた液体は2つ
の成分からなることがわかった。つまり、目的とするパ
ー(ジエチルアミノエトキシ)トリシクロフォスファゼ
ンの他に、単離が困難な副生成物が生じていることが確
認された。First, 7.
Add 1 g of diethylaminoethanol and add 1.5
g sodium hydroxide was added to synthesize a sodium salt solution of diethylaminoethanol. Also, 3.5g
HCP (corresponding to 10 mmol) was dissolved in 50 mL of diethyl ether to prepare a raw material solution. The raw material solution was added dropwise to the synthesized sodium salt solution of diethylaminoethanol, and the mixture was stirred. At this time, a large exotherm was observed, so the reaction was allowed to proceed while cooling with ice water. The reaction confirmed the precipitation of sodium chloride. After maintaining for 3 days as it was, sodium chloride was removed by adding 100 mL of water to the reaction solution and washing with water. Washing with water was performed 3 times. The solvent, diethyl ether, was removed by an evaporator to obtain 6.0 g of a pale yellow liquid. GPC measurement was performed on the obtained liquid. The GPC curve which is the measurement result is shown in FIG. As is clear from FIG.
The GPC curve showed two peaks and the resulting liquid was found to consist of two components. That is, it was confirmed that, in addition to the target per (diethylaminoethoxy) tricyclophosphazene, a by-product that is difficult to isolate is produced.
【0030】(3)本発明の合成方法と従来の合成方法
との比較
上記実施例における本発明の製造方法では、HN(C3
H7)3Clの他にはほとんど副生成物が生じておらず、
高純度のパー(ジエチルアミノエトキシ)トリシクロフ
ォスファゼンが高収率で得られた。一方、比較例におけ
る従来の合成方法では、目的物と単離することが困難な
副生成物が生じ、純度の高いパー(ジエチルアミノエト
キシ)トリシクロフォスファゼンを得ることができなか
った。従来の合成方法では、反応の際の反応熱で、原料
であるHCPのフォスファゼン環が開環し、重合したと
考えられる。つまり、開環重合により生成したオリゴマ
ーが副生成物として生成し、目的物との単離が困難とな
ったと考えられる。(3) Comparison between the synthesis method of the present invention and the conventional synthesis method In the production method of the present invention in the above-mentioned Examples, HN (C 3
Almost no by-products were produced other than H 7 ) 3 Cl,
High-purity per (diethylaminoethoxy) tricyclophosphazene was obtained in high yield. On the other hand, according to the conventional synthesis method in Comparative Example, a by-product which is difficult to isolate from the desired product was generated, and per (diethylaminoethoxy) tricyclophosphazene having high purity could not be obtained. In the conventional synthesis method, it is considered that the phosphazene ring of HCP, which is a raw material, was opened and polymerized by the heat of reaction during the reaction. In other words, it is considered that the oligomer formed by the ring-opening polymerization was generated as a by-product and it was difficult to isolate the oligomer from the target product.
【0031】また、従来の合成方法では塩化ナトリウム
が副生したため、それを除去するために水洗を行った。
この場合、水以外の溶媒で洗浄して塩化ナトリウムを除
去することは難しい。これに対し、本発明の合成方法で
は、HN(C3H7)3Clが副生した。実施例では水洗
によりこれを除去したが、水以外のホルムアミドやジメ
チルスルホキシド等の非水溶媒も使用することができ
る。したがって、本発明の合成方法によれば、目的物を
水と接触させずに単離することができる。すなわち、本
発明の合成方法は、目的物への水分の混入を回避したい
場合には、特に有効である。In addition, since sodium chloride was by-produced in the conventional synthesis method, washing with water was performed to remove it.
In this case, it is difficult to remove sodium chloride by washing with a solvent other than water. On the other hand, in the synthesis method of the present invention, HN (C 3 H 7 ) 3 Cl was produced as a by-product. In the examples, this was removed by washing with water, but a non-aqueous solvent other than water, such as formamide or dimethyl sulfoxide, can also be used. Therefore, according to the synthetic method of the present invention, the target substance can be isolated without contact with water. That is, the synthesis method of the present invention is particularly effective when it is desired to avoid mixing of water with the target product.
【0032】なお、本実施例では、脱ハロゲン化水素剤
としてトリプロピルアミンを使用した。トリプロピルア
ミンに代えてアンモニアガスを使用することにより、よ
り簡便にパー(ジエチルアミノエトキシ)トリシクロフ
ォスファゼンを合成することができる。すなわち、脱ハ
ロゲン化水素剤としてアンモニアガスを使用すれば、目
的物を精製する場合、濾過およびエバポレータによる簡
単な脱溶媒を行えば充分であり、水や溶媒による洗浄が
不要となる。このため、合成工程が簡素化され経済的で
ある。In this example, tripropylamine was used as the dehydrohalogenating agent. By using ammonia gas instead of tripropylamine, per (diethylaminoethoxy) tricyclophosphazene can be synthesized more easily. That is, when ammonia gas is used as the dehydrohalogenating agent, when purifying the target substance, it is sufficient to carry out filtration and simple desolvation by an evaporator, and washing with water or a solvent is unnecessary. Therefore, the synthesis process is simplified and economical.
【0033】さらに、従来の合成方法では、予め、ジエ
チルアミノエタノールのナトリウム塩溶液を合成した。
これに対し、本発明の合成方法では、ジメチルアミノア
ルコールとトリプロピルアミンとを予め混合しておいた
ものの、両者をそのまま使用することができる。このた
め、合成工程が単純となり、簡便にパー(ジエチルアミ
ノエトキシ)トリシクロフォスファゼンを合成すること
ができる。Further, in the conventional synthesis method, a sodium salt solution of diethylaminoethanol was synthesized in advance.
On the other hand, in the synthesis method of the present invention, although dimethylamino alcohol and tripropylamine were mixed in advance, both can be used as they are. Therefore, the synthesis process is simplified, and per (diethylaminoethoxy) tricyclophosphazene can be easily synthesized.
【0034】以上より、本発明の合成方法によれば、水
分やナトリウムイオンの混入がなく、高純度のトリシク
ロフォスファゼン派生体を簡便に合成することができる
ことが確認できた。From the above, it was confirmed that according to the synthesis method of the present invention, a highly pure tricyclophosphazene derivative can be easily synthesized without mixing of water and sodium ions.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明のトリシクロフォスファゼン派生
体の合成方法は、原料溶液調製工程と置換反応工程とを
含んで構成される。アルコールおよびチオールの少なく
とも一方と、脱ハロゲン化水素剤とを用いることで、目
的物への水分やナトリウムイオンの混入が回避でき、合
成工程も簡素化できる。また、反応熱も小さいため、副
生成物の生成も抑制される。したがって、本発明のトリ
シクロフォスファゼン派生体の合成方法によれば、高純
度のトリシクロフォスファゼン派生体を簡便に合成する
ことができる。The method for synthesizing a tricyclophosphazene derivative of the present invention comprises a raw material solution preparation step and a substitution reaction step. By using at least one of alcohol and thiol and a dehydrohalogenating agent, it is possible to avoid mixing of water and sodium ions into the target substance and simplify the synthesis process. Further, since the heat of reaction is small, the production of by-products is suppressed. Therefore, according to the method for synthesizing a tricyclophosphazene derivative of the present invention, a highly pure tricyclophosphazene derivative can be easily synthesized.
【図1】 実施例の合成方法により得られた液体のGP
C曲線を示す。FIG. 1 shows a liquid GP obtained by the synthesis method of Example.
The C curve is shown.
【図2】 比較例の合成方法により得られた液体のGP
C曲線を示す。FIG. 2 shows the GP of the liquid obtained by the synthesis method of the comparative example.
The C curve is shown.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 右京 良雄 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 Fターム(参考) 4H050 AA02 AC40 BA92 BB11 BB15 BB25 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Yoshio Ukyo Aichi Prefecture Nagachite Town Aichi District Local 1 Toyota Central Research Institute Co., Ltd. F-term (reference) 4H050 AA02 AC40 BA92 BB11 BB15 BB25
Claims (5)
溶媒に溶解して原料溶液を調製する原料溶液調製工程
と、 前記原料溶液とアルコールおよびチオールの少なくとも
一方と脱ハロゲン化水素剤とを反応させ、前記ハロゲン
化トリシクロフォスファゼンのハロゲン原子を置換する
ことによりトリシクロフォスファゼン派生体を合成する
置換反応工程とを含むトリシクロフォスファゼン派生体
の合成方法。1. A raw material solution preparation step of dissolving a halogenated tricyclophosphazene in a solvent to prepare a raw material solution, and reacting the raw material solution with at least one of alcohol and thiol and a dehydrohalogenating agent, And a substitution reaction step of synthesizing a tricyclophosphazene derivative by substituting a halogen atom of the halogenated tricyclophosphazene.
合物である請求項1に記載のトリシクロフォスファゼン
派生体の合成方法。2. The method for synthesizing a tricyclophosphazene derivative according to claim 1, wherein the dehydrohalogenating agent is an amine compound.
ル、テトラヒドロフランから選ばれる一種以上である請
求項1に記載のトリシクロフォスファゼン派生体の合成
方法。3. The method for synthesizing a tricyclophosphazene derivative according to claim 1, wherein the solvent is one or more selected from hexane, diethyl ether, and tetrahydrofuran.
ンは、ヘキサクロロトリシクロフォスファゼンである請
求項1に記載のトリシクロフォスファゼン派生体の合成
方法。4. The method for synthesizing a tricyclophosphazene derivative according to claim 1, wherein the halogenated tricyclophosphazene is hexachlorotricyclophosphazene.
ルコールと脱ハロゲン化水素剤とを反応させ、前記ハロ
ゲン化トリシクロフォスファゼンのハロゲン原子をアル
コキシ置換することによりトリシクロフォスファゼンア
ルコキシ派生体を合成する請求項1に記載のトリシクロ
フォスファゼン派生体の合成方法。5. The tricyclophosphazene alkoxy is performed in the substitution reaction step by reacting the raw material solution, an alcohol, and a dehydrohalogenating agent to substitute the halogen atom of the halogenated tricyclophosphazene with alkoxy. The method for synthesizing a tricyclophosphazene derivative according to claim 1, wherein the derivative is synthesized.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002069100A JP4026049B2 (en) | 2002-03-13 | 2002-03-13 | Method for the synthesis of tricyclophosphazene derivatives |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002069100A JP4026049B2 (en) | 2002-03-13 | 2002-03-13 | Method for the synthesis of tricyclophosphazene derivatives |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003267985A true JP2003267985A (en) | 2003-09-25 |
JP4026049B2 JP4026049B2 (en) | 2007-12-26 |
Family
ID=29200043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002069100A Expired - Fee Related JP4026049B2 (en) | 2002-03-13 | 2002-03-13 | Method for the synthesis of tricyclophosphazene derivatives |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4026049B2 (en) |
-
2002
- 2002-03-13 JP JP2002069100A patent/JP4026049B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4026049B2 (en) | 2007-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2466779C (en) | Methods for preparing o-desmethylvenlafaxine | |
JP2019131530A (en) | Method for producing sulfate ester | |
JP2004517871A (en) | Method for producing 2- (2-hydroxyphenyl) -2H-benzotriazole | |
JP5402634B2 (en) | Process for producing purified ammonium salt of fluorine-containing bissulfonylimide | |
CN101337938A (en) | Method for synthesizing acetate ionic liquid | |
JPH11209338A (en) | Production of sulfonimide | |
JP4026049B2 (en) | Method for the synthesis of tricyclophosphazene derivatives | |
JP4521027B2 (en) | Method for producing dialkyl dicarbonate | |
JP5843846B2 (en) | Mixtures of polyfluoroalkylsulfonamidoalkylamines | |
CN108084438A (en) | A kind of phenyl T10 cage-type silsesquioxanes and its synthetic method and application | |
US9604850B2 (en) | Ammonia borane purification method | |
CN110668952B (en) | Preparation method of benzphetamine hydrochloride | |
JP4422256B2 (en) | Phosphazene derivative having sulfonyl group and process for producing the same | |
JP5856140B2 (en) | Polyfluoroalkylsulfonamido alkyl halide intermediate | |
CN112159388A (en) | Preparation method of vinyl sulfate derivative | |
CN106939012B (en) | It is a kind of how the preparation method of his your intermediate of ground | |
JP2000086617A (en) | Production of bisperfluoroalkylsulfonimide compound | |
CN113121395B (en) | Synthesis of monofunctional thiuram accelerators | |
JPS6029697B2 (en) | Production method of aminophenol ether | |
CN112209960A (en) | Preparation of N, N-bis (trimethylsilyl) allylamine | |
WO2018086379A1 (en) | Cyanovinyl sulfonate and synthesis method thereof | |
JPS63162640A (en) | Production of pentaerythritol allyl ether | |
JP2010120883A (en) | Method for producing alkenyl mercaptan | |
CN109705156B (en) | Preparation method of lithium fluorosulfonyl difluorophosphoryl imide | |
JP3779452B2 (en) | Method for producing alcohols |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040610 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070313 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070510 |
|
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: 20070913 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20070926 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111019 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |