JP2006225292A - １，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロシクロブタンおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】塩素原子を含まないためオゾン層を破壊しない新規な環状含フッ素化合物とその製造方法を提供する。
【解決手段】
下記化学式（１）
【化３】
で示される1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロシクロブタンを、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンを１００℃〜４００℃で反応させることにより製造する。
【選択図】ナシ
【解決手段】
下記化学式（１）
【化３】
で示される1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロシクロブタンを、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンを１００℃〜４００℃で反応させることにより製造する。
【選択図】ナシ
Description
本発明は、地球環境問題に対処するため、大気中に放出された場合にも地球環境に及ぼす影響が小さいか或いは全く影響がない伝熱媒体、消火剤、動力循環作動流体、発泡剤、反応溶媒、乾燥剤、洗浄剤として使用できるCFCに代替し得る新規な環状含フッ素化合物及びそれを合成する製造方法に関する。
従来、伝熱媒体、消火剤、動力循環作動流体、発泡剤、反応溶媒、乾燥剤、洗浄剤などとして、クロロフルオロカーボン（CFC）類が広く利用されてきた。このCFC類は、毒性が少なく、不燃性で、化学的及び熱的に安定であることから各種の産業分野に広く使用されていた。しかし、このように優れた特徴を有するCFC類は、大気中に放出されると成層圏のオゾン層を破壊するため、人類を含む地球上の生態系に重大な悪影響を及ぼすことが指摘され、その製造が１９９５年末に国際的条約により禁止された。またハイドロクロロフルオロカーボン（HCFC）類は、CFC類ほど影響は大きくないもののオゾン層を破壊するために２０２０年までにその使用および製造が段階的に制限されていくことが決定している。
このような地球環境問題に対処するため、大気中に放出された場合にもオゾン層を破壊しない伝熱媒体、消火剤、動力循環作動流体、発泡剤、反応溶媒、乾燥剤、洗浄剤として使用できるCFC類、HCFC類に代替し得る化合物が求められている。（非特許文献１）
J. Fluorine Chem., 101 (2000) 215
J. Fluorine Chem., 101 (2000) 215
本発明は、洗浄剤、伝熱媒体、消火剤、動力循環作動流体、反応溶媒、乾燥剤として使用でき、しかも環境に悪影響を与えない新規な含フッ素化合物及びこの含フッ素化合物を収率良く製造する方法を提供することを課題とする。
上記目的を達成するために本発明は、化学式（１）の構造を有する
新規な含フッ素化合物を、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンを高温下で反応させることにより生成させることを見出した。
すなわち、
本発明は、下記化学式（１）
で示される1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロシクロブタンに関する。
さらに、本発明は、
テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンを１００℃〜４００℃で反応させることを特徴とする1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロシクロブタンの製造方法である。
新規な含フッ素化合物を、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンを高温下で反応させることにより生成させることを見出した。
すなわち、
本発明は、下記化学式（１）
さらに、本発明は、
テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンを１００℃〜４００℃で反応させることを特徴とする1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロシクロブタンの製造方法である。
本発明によれば、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンを高温下で反応させることにより得られる新規な1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロシクロブタンを製造することができる。この化合物は、従来のCFCと同様、洗浄剤、伝熱媒体、消火剤、動力循環作動流体、反応溶媒、乾燥剤として使用でき、CFCの代替物として極めて有用である。また塩素原子を含まないため、オゾン層を破壊することない地球環境に及ぼす影響の少ない化合物である。
本発明によれば、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンを高温下で反応させることにより、新規な1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロシクロブタンが製造できる。
本発明で用いるテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデンは、フッ素系ポリマーのモノマーとして広く工業生産されている。
理論的にフッ化ビニリデンはテトラフルオロエチレンと等モル必要であるが、テトラフルオロエチレンの２量化反応を抑制するために過剰量用いることが好ましい。したがって、フッ化ビニリデンは、テトラフルオロエチレンの１〜１００倍モル、好ましくは５〜５０倍モル、より好ましくは１０〜３０倍モル用いる。
本発明で用いるテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデンは、フッ素系ポリマーのモノマーとして広く工業生産されている。
理論的にフッ化ビニリデンはテトラフルオロエチレンと等モル必要であるが、テトラフルオロエチレンの２量化反応を抑制するために過剰量用いることが好ましい。したがって、フッ化ビニリデンは、テトラフルオロエチレンの１〜１００倍モル、好ましくは５〜５０倍モル、より好ましくは１０〜３０倍モル用いる。
本発明における反応では、特に溶媒を用いる必要はないが、溶媒を用いても良い。反応は、耐圧容器等を用いたバッチ式、または加圧、大気圧、減圧下、いずれの圧力条件下のフロー式で行うことができる。バッチ式反応における反応温度は１００℃から４００℃、好ましくは１５０℃から３００℃が適当である。反応時間は、反応条件などにより一概に決定できないが、バッチ式では数時間から数十時間、フロー式では接触時間が数秒から５分程度が適当である。
本発明について具体例を挙げてさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
本発明の1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロシクロブタンの製造例を説明する。
内容量１０mlのステンレス製圧力反応器に、真空ラインを用いて、テトラフルオロエチレン５．０mmol、フッ化ビニリデン３０．０mmolを仕込んだ。反応器を２３０℃で１２時間攪拌を続けた。反応により得られた粗生成物を真空ラインにより分離精製した後、1H-NMR、19F-NMRおよびGC-MSにより測定した結果、NMR面積比で１．０３mmolの１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロシクロブタンを得た。この時、収率はテトラフルオロエチレンを基準として２１％であった。生成物の１Ｈ−ＮＭＲ、１９Ｆ−ＮＭＲおよびＭＳデータを以下に示す。なお、１Ｈ−ＮＭＲおよび１９Ｆ−ＮＭＲスペクトルの測定には、溶媒に重クロロホルムを用い、内部標準物質としてそれぞれテトラメチルシランとクロロトリフルオロメタンを用いた。
得られた1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロシクロブタンは、以下の物性を有するものであった。
1H−NMR(CDCl3)、d 3.15(2H, quin of t, J＝12.0 Hz, 3.7 Hz)
19F-NMR(CFCl3)、d −117.6（4F, t, J＝12.0 Hz）、-131.5（2F, t, J＝3.7 Hz）
MS, m/z 145 (M+-F), 113, 100 (CF2CF2 +), 95, 75, 69, 64 (CH2CF2 +), 31
本発明の1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロシクロブタンの製造例を説明する。
内容量１０mlのステンレス製圧力反応器に、真空ラインを用いて、テトラフルオロエチレン５．０mmol、フッ化ビニリデン３０．０mmolを仕込んだ。反応器を２３０℃で１２時間攪拌を続けた。反応により得られた粗生成物を真空ラインにより分離精製した後、1H-NMR、19F-NMRおよびGC-MSにより測定した結果、NMR面積比で１．０３mmolの１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロシクロブタンを得た。この時、収率はテトラフルオロエチレンを基準として２１％であった。生成物の１Ｈ−ＮＭＲ、１９Ｆ−ＮＭＲおよびＭＳデータを以下に示す。なお、１Ｈ−ＮＭＲおよび１９Ｆ−ＮＭＲスペクトルの測定には、溶媒に重クロロホルムを用い、内部標準物質としてそれぞれテトラメチルシランとクロロトリフルオロメタンを用いた。
得られた1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロシクロブタンは、以下の物性を有するものであった。
1H−NMR(CDCl3)、d 3.15(2H, quin of t, J＝12.0 Hz, 3.7 Hz)
19F-NMR(CFCl3)、d −117.6（4F, t, J＝12.0 Hz）、-131.5（2F, t, J＝3.7 Hz）
MS, m/z 145 (M+-F), 113, 100 (CF2CF2 +), 95, 75, 69, 64 (CH2CF2 +), 31
本発明の新規な環状含フッ素化合物は、環境への負荷が少ないので、大気中に放出された場合にもオゾン層を破壊しない伝熱媒体、消火剤、動力循環作動流体、発泡剤、反応溶媒、乾燥剤、洗浄剤として使用できるCFC類、HCFC類に代替し得る化合物として有望であり、産業上の利用可能性は高い。
Claims (2)
- 下記化学式（１）
- テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンを１００℃〜４００℃で反応させることを特徴とする1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロシクロブタンの製造方法。
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008239552A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 含フッ素環状化合物およびその製造方法 |
| JP2010116330A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | フッ化シクロブタン化合物の製造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2462345A (en) * | 1943-04-23 | 1949-02-22 | Du Pont | Monomeric fluorine compounds containing a four-carbon atom ring |
| US3662009A (en) * | 1969-11-24 | 1972-05-09 | Phillips Petroleum Co | Preparation of unsaturated fluorocompounds |
| JPS4828453A (ja) * | 1971-08-09 | 1973-04-14 | ||
| JPH04228588A (ja) * | 1990-04-24 | 1992-08-18 | Minnesota Mining & Mfg Co <3M> | 有機弗素化合物の製造方法 |
| JPH05179039A (ja) * | 1991-11-15 | 1993-07-20 | Daikin Ind Ltd | シクロブタンからなる発泡剤 |
-
2005
- 2005-02-16 JP JP2005038678A patent/JP2006225292A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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