JP2011157292A - 含フッ素エステル化合物の製造方法、及び多官能含フッ素エステル化合物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
含フッ素アルコール化合物と、オクタノール−水分配係数(logP値)が0.6から9.0の酸ハロゲン化物を、水、有機溶媒、及び有機塩基化合物の存在下、反応させる、含フッ素エステル化合物の製造方法。
【選択図】なし
Description
すなわち、本発明は、上記問題点を解決し、製造適性に優れ、かつ広範囲の含フッ素アルコール化合物及び酸ハロゲン化物に適用可能な、含フッ素エステル化合物の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、多官能含フッ素(メタ)アクリレート化合物等の多官能含フッ素不飽和エステル化合物の前駆体として有用である、新規な多官能含フッ素エステル化合物を提供することを目的とする。
下記一般式(1)で表される化合物と、オクタノール−水分配係数(logP値)が0.6から9.0の下記一般式(2)で表される酸ハロゲン化物を、水、有機溶媒、及び有機塩基化合物の存在下、反応させることを特徴とする、下記一般式(3)で表される含フッ素エステル化合物の製造方法。
2.
前記一般式(2)で表される酸ハロゲン化物が、下記一般式(4)で表される酸ハロゲン化物であり、前記一般式(3)で表される含フッ素エステル化合物が、下記一般式(5)で表される含フッ素エステル化合物である、上記1に記載の製造方法。
3.
前記一般式(1)で表される化合物が下記一般式(6)で表される化合物であり、前記一般式(5)で表される含フッ素エステル化合物が、下記一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物である、上記2に記載の製造方法。
4.
前記一般式(4)及び(5)、又は(7)におけるX2が、塩素原子である上記2又は3に記載の製造方法。
5.
前記一般式(1)で表される化合物、又は前記一般式(6)で表される化合物が、水酸基が結合した炭素原子(a)に隣接する炭素原子に少なくとも1つのフッ素原子を有する、上記1〜4のいずれかに記載の製造方法。
6.
水の量が、前記一般式(1)で表される化合物又は前記一般式(6)で表される化合物1gあたり、0.1g〜20gである上記1〜5のいずれかに記載の製造方法。
7.
水と有機溶媒の容積比(水:有機溶媒)が2:1〜1:20である上記1〜6のいずれかに記載の製造方法。
8.
前記有機塩基化合物が有機アミン化合物である上記1〜7のいずれかに記載の製造方法。
9.
前記有機アミン化合物が含窒素複素環式化合物である上記8に記載の製造方法。
10.
前記含窒素複素環式化合物がピリジン化合物あるいはイミダゾール化合物である上記9に記載の製造方法。
11.
無機塩基存在下、反応させることを特徴とする、上記1〜10のいずれかに記載の製造方法。
12.
下記一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物。
13.
上記3〜11のいずれかに記載の方法によって製造された上記12に記載の一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物。
14.
前記一般式(7)におけるX2が、塩素原子である上記12又は13に記載の多官能含フッ素エステル化合物。
15.
前記一般式(7)におけるR6’が、酸素原子が結合した炭素原子(a)に隣接する炭素原子に少なくとも1つのフッ素原子を有する、上記12〜14のいずれかに記載の多官能含フッ素エステル化合物。
16.
少なくとも、下記<工程1>及び<工程2>を経由することを特徴とする下記一般式(8)で表される多官能含フッ素不飽和エステル化合物の製造方法。
<工程1>前記一般式(6)で表される化合物と、前記一般式(4)で表される酸ハロゲン化物を用い、上記3〜11のいずれかに記載の製造方法に従って、前記一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物を得る工程。
<工程2>前記一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物を脱ハロゲン化水素させ、下記一般式(8)で表される多官能含フッ素不飽和エステル化合物を得る工程。
本発明におけるカルボニル基のα位の炭素原子とは、カルボニル炭素に隣接する炭素原子を示す。カルボニル基のβ位の炭素原子とは、カルボニル基のα位の炭素原子に隣接する炭素原子を示す。また、「隣接する」とは他の基を介さずに直接結合していること示す。
また、本明細書においては、フッ素原子を含むフェノール又はフェノール誘導体も「含フッ素アルコール化合物」という。
また、本明細書において、多官能とは、ある官能基を分子内に2つ以上有する化合物を示す。多官能含フッ素アルコール化合物とは、水酸基を2つ以上有する化合物を示し、多官能含フッ素エステル化合物とは、エステル基を2つ以上有する化合物を示し、多官能含フッ素不飽和エステル化合物とは、不飽和エステル基を2つ以上有する化合物を示す。
本発明の含フッ素エステル化合物の製造に用いられる下記一般式(1)で表される含フッ素アルコール化合物について説明する。
R1は、直鎖、分岐鎖、又は環状の炭化水素基を母体構造とするか、又はその母体構造の一部の水素原子、及び炭化水素基のいずれかが後述する他の置換基によって置き換えられた基を示す。R1は、飽和であっても不飽和であってもよく、脂肪族炭化水素基であっても芳香族炭化水素基であってもよい。芳香族炭化水素基は、単環であっても縮合環であっても良く、環内にヘテロ原子(例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等)を有するヘテロ環であってもよい。ヘテロ環は、飽和環であっても、不飽和環であってもよく、単環であっても縮合環であってもよい。また、R1は、エーテル性酸素原子を有していてもよく、水酸基が結合した炭素原子(a)以外の炭素原子(b)にフッ素原子以外のハロゲン原子を有していてもよい。フッ素原子以外のハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
R1は、水酸基が結合した炭素原子(a)以外の炭素原子(b)であれば、いずれの炭素原子にフッ素原子を有していてもよいが、入手性及び製造の容易さという観点から、水酸基が結合した炭素原子(a)に隣接する炭素原子に少なくとも1つのフッ素原子を有する基であることが好ましい。R1の炭素原子(b)におけるフッ素原子の数は、1つでも、2つ以上でもよく、炭素原子(b)の全ての水素原子がフッ素原子に置換されていてもよい。
R1の炭素数は、好ましくは2〜50であり、より好ましくは2〜40であり、特に好ましくは2〜30である。
本発明の含フッ素エステル化合物の製造に用いられる、オクタノール−水分配係数(logP値)が0.6から9.0の下記一般式(2)で表される酸ハロゲン化物について説明する。
R2としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、i−プロピル基、ブチル基、2−エチルヘキシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、アルキニル基(例えば、2−ブチニル基、3−ブチニル基、4−ペンチニル基等)、ヘテロアリール基(例えば、チエニル基、フリル基等)等が挙げられ、これらの基は他の置換基によって置換されていてもよく、下記置換基を有していてもよい。
なお、本発明における酸ハロゲン化物のlogP値は、Medicinal Chemistry Project Pomona College,Claremont,Californiaで開発され、Daylight Chemical Information System Inc.より入手できるソフトウェアPCModelsを用いて算出した。
本発明の含フッ素エステル化合物の製造における水の役割について説明する。有機塩基化合物を用いた、含フッ素アルコール化合物と酸ハロゲン化物の反応では、まず、有機塩基化合物と酸ハロゲン化物が反応し、反応活性種である有機塩基化合物のアシル塩が生成する(例えば、有機塩基化合物にピリジンを用いた場合、下記ピリジンのアシル塩である一般式(18)で表される化合物が生成する)。反応活性種である該アシル塩と含フッ素アルコール化合物が反応することにより、含フッ素エステル化合物が生成する。該アシル塩は、一般に、有機溶媒に対する溶解度が極めて低いこと、及びフッ素を含まないアルコール化合物と比べ、含フッ素アルコール化合物との反応性が低いため、有機溶媒中に該アシル塩が大量に析出する。用いる酸ハロゲン化物及び有機塩基化合物によっては、該アシル塩は高粘性であり、攪拌困難となり、極めて製造適性が低くなる。水は、該アシル塩を溶解させることにより、製造適性を向上させるのに役立つ。下記一般式(18)において、R2及びX1は、前記一般式(2)におけるR2及びX1と同様である。
本発明の含フッ素エステル化合物の製造における有機溶媒は、酸ハロゲン化物と反応する官能基(例えば、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、スルホキシド基等)、及び含フッ素アルコール化合物及び有機塩基化合物と反応する官能基(例えば、ハロカルボニル基、ハロスルホニル基等)を含まなければ特に限定されないが、水層と二層に分離する有機溶媒、あるいは水層と二層に分離する組成の混合有機溶媒が好ましい。水層と二層に分離する有機溶媒あるいは、水層と二層に分離する組成の混合有機溶媒を用いると、酸ハロゲン化物が加水分解されにくく、含フッ素エステル化合物の収率が低下するおそれが少ないため、好ましい。
本発明の含フッ素エステル化合物の製造における、水と有機溶媒の容積比(水:有機溶媒)は、好ましくは、2:1〜1:20であり、より好ましくは、1:1〜1:20である。水に対する有機溶媒の量が前記範囲の下限以上であれば、酸ハロゲン化物が加水分解されにくく、含フッ素エステル化合物の収率が低下するおそれが少ないため、好ましい。水に対する有機溶媒の量が前記範囲の上限以下であれば、反応溶液の量が多くなりすぎず、生産性に優れるため、好ましい。
本発明の含フッ素エステル化合物の製造における有機塩基化合物は、酸ハロゲン化物と反応して、有機塩基化合物のアシル塩を形成する。該アシル塩が反応活性種であり、該アシル塩と含フッ素アルコール化合物が反応することにより、含フッ素エステル化合物が生成する。有機塩基化合物としては、反応中に水、含フッ素アルコール化合物、及び含フッ素エステル化合物と反応して失活せず、酸ハロゲン化物と反応して、反応活性種であるアシル塩を形成するものであれば、特に限定されないが、有機アミン化合物が好ましい。
有機アミン化合物としては、例えば、含窒素複素環式化合物(例えば、ピリジン、イミダゾール等)、3級アミン化合物(例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン等)等が挙げられる。
酸ハロゲン化物との反応性、及び該有機アミン化合物と酸ハロゲン化物から生成したアシル塩の含フッ素アルコール化合物との反応性の両方に優れ、収率よく含フッ素エステル化合物が得られるという理由から好ましい。
本発明の含フッ素エステル化合物の製造は、更に無機塩基を存在させて実施してもよい。本発明における無機塩基の役割は、反応時に生成する、有機塩基化合物のハロゲン化水素塩から、有機塩基化合物を再生させることである。すなわち、無機塩基の存在下実施することにより、有機塩基化合物の使用量を減らすことができるため、好ましい。
有機塩基化合物のモル数が、酸ハロゲン化物のモル数より少ない場合は、無機塩基化合物の存在下、反応を実施することが好ましい。
無機塩基の量は、酸ハロゲン化物のモル数に対し、0.1〜5倍であるのが好ましく、0.2〜2.5倍であるのがより好ましい。
本発明の含フッ素エステル化合物の製造における反応温度は、用いる含フッ素アルコール化合物、酸ハロゲン化物、有機塩基化合物等によって適宜変更されるため特に限定することはできないが、好ましくは−50〜100℃であり、より好ましくは−20〜50℃である。反応温度が高すぎると、酸ハロゲン化物及び含フッ素エステル化合物が加水分解されやすくなり、含フッ素エステル化合物の収率が低下するおそれがあるため、好ましくない。反応温度が低すぎると原料の回収量が多くなるおそれがあるため、好ましくない。
本発明の含フッ素エステル化合物の製造における反応時間は、用いる含フッ素アルコール化合物、酸ハロゲン化物、有機塩基化合物、無機塩基、有機溶媒、水の量や種類、反応温度等によって、適宜変更されるが、10分から48時間で行うのが好ましく、10分から24時間で行うのがより好ましい。
本発明の含フッ素エステル化合物の製造では、試薬の混合順については、特に限定されないが、酸ハロゲン化物の加水分解及び有機塩基化合物のアシル塩の析出を抑制するため、含フッ素アルコール化合物、有機塩基化合物、水、有機溶媒、(必要に応じて無機塩基)をあらかじめ混合しておき、最後に酸ハロゲン化物を添加するのが好ましい。含フッ素アルコール化合物、有機塩基化合物、水、有機溶媒、無機塩基の混合順は特に限定されない。
酸ハロゲン化物の添加方法は特に限定されず、例えば、全ての酸ハロゲン化物を一度に添加する連続添加、及び酸ハロゲン化物を分割して逐次添加する半連続添加等を用いることができる。酸ハロゲン化物の添加時間は、用いる含フッ素アルコール化合物、酸ハロゲン化物、有機塩基化合物、無機塩基、有機溶媒、水の量や種類、反応温度等によって、適宜変更されるが、好ましくは1分〜12時間であり、より好ましくは、10分〜6時間である。
本発明の製造方法によれば、前記一般式(1)で表される含フッ素アルコール化合物と、オクタノール−水分配係数(logP値)が0.6から9.0の前記一般式(2)で表される酸ハロゲン化物を、水、有機溶媒、有機塩基化合物存在下、反応させることにより、下記一般式(3)で表される含フッ素エステル化合物を得ることができる。
一般式(3)中、R1’の好ましい範囲は前記一般式(1)におけるR1と同様である。
一般式(3)中、R2の好ましい範囲は前記一般式(2)におけるR2と同様である。
ただし、一般式(4)で表される酸ハロゲン化物のlogP値は0.6〜9.0の範囲内である。
1価の置換基は、一般式(4)中のX1又はX2と反応する基(例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、チオール基等)を含まず、また、エステル化反応において分解・副反応等を起こすものでなければ、特に限定されないが、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、ブテニル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、2−ブチニル基等)、シクロアルケニル基(例えば、2−シクロペンテン−1−イル基、2−シクロヘキセン−1−イル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、ヘテロアリール基(例えば、フリル基、チエニル基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、ピバロイルオキシ基等)、アシルアミノ基(例えば、ピバロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、N,N−ジメチルカルバモイル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ベンゾイルアミノ基等)、アルカンスルホニル基又はアリールスルホニル基(例えば、メタンスルホニル基、シクロヘキサンスルホニル基、フェニルスルホニル基等)、アルコキシカルボニルアミノ基又はアリールオキシカルボニルアミノ基(例えば、tert−ブトキシカルボニルアミノ基、ベンジルオキシカルボニルアミノ基、フェノキシカルボニルアミノ基等)、アミノカルボニルオキシ基(例えば、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ基、N,N−ジエチルカルバモイルオキシ基、モルホリノカルボニルオキシ基等)、スルファモイルアルキル基(例えば、N,N−ジエチルアミノスルホニル基、N−シクロへキシルアミノスルホニル基、N−フェニルアミノスルホニル基)、アルキルチオカルボニル基あるいはアリールチオカルボニル基(例えば、メチルチオカルボニル基、フェニルチオカルボニル基等)、アシルチオ基(例えば、アセチルチオ基、ベンゾイルチオ基等)、ニトロ基、シアノ基、アルデヒド基等が挙げられ、これらの置換基は更に他の置換基で置換されていてもよい。
ただし、一般式(4)で表される酸ハロゲン化物のlogP値は0.6〜9.0の範囲内である。
以下に、R3、R4、R5の2価又は3価の置換基の具体例を示すが、これによって本発明が限定されるものではない。
一般式(5)中、R1’の好ましい範囲は前記一般式(1)におけるR1と同様である。
一般式(5)中、X2、R3、R4、及びR5の好ましい範囲は前記一般式(4)におけるX2、R3、R4、及びR5と同様である。
有機アミン化合物の具体例としては、ピリジン、2−ピコリン、3−ピコリン、4−ピコリン、2,6−ルチジン、3,5−ルチジン、コリジン、N,N−ジメチルアミノピリジン、3−アセチルピリジン、2−エチルピリジン、2−ブチルピリジン、3−ブチルピリジン、4−tert−ブチルピリジン、3−アセトキシピリジン、2−ベンジルピリジン、3−ベンジルピリジン、4−ベンジルピリジン、4−アミルピリジン、2−クロロメチルピリジン、3−クロロメチルピリジン、4−クロロメチルピリジン、2−ブトキシピリジン、2,6−ビス(クロロメチル)ピリジン、2,6−ビス(ブロモメチル)ピリジン、5−ブロモ−2−メトキシピリジン、4−(4−クロロベンジル)ピリジン、2−ブチル−6−フェニルピリジン、キノリン、6−tert−ブチルキノリン、イソキノリン、イミダゾール、1−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、2−プロピルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、1−アセチルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、2−ノニルベンズイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ブチルイミダゾール、2−ブチルイミダゾール、1−ベンジルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−メチルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、1−(4−シアノフェニル)イミダゾール、5,6−ジメチルベンゾイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、1,2−ジメチルベンズイミダゾール、1−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾール等が挙げられるが、好ましくは、ピリジン、2−ピコリン、3−ピコリン、4−ピコリン、2−エチルピリジン、2−ブチルピリジン、3−ブチルピリジン、4−tert−ブチルピリジン、2−ベンジルピリジン、3−ベンジルピリジン、4−ベンジルピリジン、4−アミルピリジン、イミダゾール、1−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、2−プロピルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、2−ノニルベンズイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ブチルイミダゾール、2−ブチルイミダゾール、1−ベンジルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、1−エチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾールであり、より好ましくは、ピリジン、2−ピコリン、3−ピコリン、4−ピコリン、イミダゾール、1−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾールであり、これらの有機アミン化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
前記一般式(6)で表される多官能含フッ素アルコール化合物について説明する。
R6は、水酸基が結合した炭素原子(a)以外の炭素原子(b)にフッ素原子以外のハロゲン原子を有していてもよい。フッ素原子以外のハロゲンとしては塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
R6において、フッ素原子は、水酸基が結合した該炭素原子(a)以外の炭素原子(b)であればいずれに置換されていてもよいが、入手性及び製造の容易さという観点から、R6は、水酸基が結合した該炭素原子(a)に隣接する炭素原子に少なくとも1つのフッ素原子を有することが好ましい。R6の炭素原子(b)におけるフッ素原子の数は、1つでも、2つ以上でもよいが、炭素原子(b)の全ての水素原子がフッ素原子に置換されていることがより好ましい。
R6の炭素数は、好ましくは3〜50であり、より好ましくは3〜40であり、特に好ましくは3〜30である。
一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物について説明する。
一般式(7)中のR6’が、一般式(6)のR6と異なる基となりうるのは、一般式(6)のR6が、一般式(4)で表される酸ハロゲン化物と反応する基(例えば、アミノ基、チオール基、カルボキシル基、水酸基等)を有する場合であるが、R6’は、一般式(6)におけるR6と同じ基であることが好ましい。
一般式(7)におけるR6’の好ましい範囲は、前記一般式(6)におけるR6と同様である。
以下に、一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物の具体例を示すが、これによって本発明が限定されるものではない。
本発明の多官能含フッ素不飽和エステル化合物の製造方法は、少なくとも下記<工程1>及び<工程2>を経由することを特徴とする。
<工程1>前記一般式(6)で表される化合物と、前記一般式(4)で表される酸ハロゲン化物を用い、前記本発明の製造方法に従って、前記一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物を得る工程。
<工程2>前記一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物を脱ハロゲン化水素させ、下記一般式(8)で表される多官能含フッ素不飽和エステル化合物を得る工程。
一般式(8)中のR6’が、一般式(6)のR6と異なる基となりうるのは、一般式(6)のR6が、一般式(4)で表される酸ハロゲン化物と反応する基(例えば、アミノ基、チオール基、カルボキシル基、水酸基等)を有する場合であるが、R6’は、一般式(6)におけるR6と同じ基であることが好ましい。
一般式(8)におけるR6’の好ましい範囲は、前記一般式(6)におけるR6と同様である。
したがって、本発明の一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物は、一般式(8)で表される多官能含フッ素不飽和エステル化合物の前駆体として極めて有用である。本発明の製造方法によって得られる、一般式(8)で表される多官能含フッ素不飽和エステル化合物は、例えば、コーティング剤、撥水撥油剤、防汚剤、塗料、フォトレジスト、表面改質剤、低屈折含フッ素樹脂等に好適に用いることができ、反射防止膜用素材として特に好適に用いることができる。
化合物(21);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=1.19(3H、t、J=7.5Hz)、2.45(2H、q、J=7.5Hz)、4.60(2H、t、J=13.5Hz)、6.05(1H、tt、51.9、5.1Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−136.9(2F)、−129.5(2F)、−123.6(4F)、−122.2(2F)、−119.5(2F)。
化合物(22);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=1.98(3H、t、J=1.1Hz)、4.66(2H、t、J=13.4Hz)、5.71(1H、t、J=1.5Hz)、6.06(1H、tt、51.9、5.1Hz)、6.22(1H、t、J=1.1Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−137.1(2F)、−129.5(2F)、−123.5(4F)、−122.2(2F)、−119.5(2F)。
化合物(23);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=0.89(3H、t、J=6.8Hz)、1.24−1.34(28H、m)、1.63(2H、m)、2.30(2H、t、J=7.6Hz)、4.59(2H、t、J=13.4Hz)、6.04(1H、tt、51.9、5.2Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−137.0(2F)、−129.5(2F)、−123.5(4F)、−122.2(2F)、−119.5(2F)。
化合物(24);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=4.83(2H、t、J=13.4Hz)、6.06(1H、tt、J=51.9、5.1Hz)、7.48(2H、dd、J=7.2、5.7Hz)、7.62(1H、dd、J=5.7、1.4Hz)、8.07(2H、dd、J=7.2、1.4Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−137.0(2F)、−129.4(2F)、−123.3(4F)、−122.2(2F)、−119.3(2F)。
化合物(25);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=4.80(2H、t、J=13.5Hz)、6.06(1H、tt、J=51.8、5.3Hz)、7.15(1H、dd、J=4.8、3.9Hz)、7.65(1H、dd、J=4.8、1.2Hz)、7.88(1H、dd、J=3.9、1.2Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−137.0(2F)、−129.5(2F)、−123.4(4F)、−122.2(2F)、−119.3(2F)。
化合物(28);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=1.28(3H、t、J=7.5Hz)、2.60(2H、q、J=7.5Hz)、6.82−6.98(3H、m)、7.35(1H、m)。
化合物(30);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=1.19(6H、t、J=7.5Hz)、2.46(4H、q、J=7.5Hz)、4.59(4H、t、J=13.6Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−126.4(2F)、−120.5(4F)。
化合物(31);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=2.92(4H、t、J=6.7Hz)、3.79(4H、t、J=6.7Hz)、4.60(4H、t、J=13.5Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−126.4(2F)、−120.6(4F)。
化合物(32);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=3.10(4H、t、J=6.7Hz)、3.69(4H、t、J=6.7Hz)、4.20(4H、t、J=13.5Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−126.4(2F)、−120.6(4F)。
化合物(34);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=2.81(4H、t、J=6.6Hz)、3.69(4H、t、J=6.6Hz)、7.45(4H、d、8.8Hz)、7.52(4H、d、J=8.8Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−64.6(6F)。
化合物(36);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=2.90(6H、t、J=6.6Hz)、3.77(6H、t、J=6.6Hz)、4.59(6H、t、J=12.9Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−123.2(6F)、−86.3(6F)、−66.8(6F)、−63.2(3F)。
化合物(37);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=3.11(6H、t、J=6.7Hz)、3.70(6H、t、J=6.7Hz)、4.61(6H、t、J=13.1Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−123.1(6F)、−86.3(6F)、−66.8(6F)、−63.2(3F)。
化合物(38);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=1.32(9H、d、J=6.8Hz)、2.90(3H、m)、3.49(6H、m)、4.61(6H、t、J=13.2Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−123.3(6F)、−86.4(6F)、−66.8(6F)、−63.2(3F)。
化合物(40);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=2.90(6H、t、J=6.6Hz)、3.77(6H、t、J=6.6Hz)、4.70(6H、m)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−133.4(3F)、−82.6(9F)、−64.7(6F)、−63.2(3F)。
化合物(41);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=3.09(6H、t、J=6.6Hz)、3.69(6H、t、J=6.6Hz)、4.69(6H、m)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−133.3(3F)、−82.6(9F)、−64.7(6F)、−63.2(3F)。
化合物(43);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=2.86(t、6H、J=6.7Hz)、3.72(t、6H、J=6.7Hz)、4.79−5.01(6H、m)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−188.3、−185.0、−120.8〜−123.3、−112.1〜−115.6。
化合物(44);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=3.06(t、6H、J=6.7Hz)、3.66(t、6H、J=6.7Hz)、4.79−5.01(6H、m)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−188.4、−185.1、−120.8〜−123.3、−112.1〜−115.6。
化合物(46);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=2.90(t、8H、J=6.6Hz)、3.77(t、8H、J=6.6Hz)、4.56(t、8H、J=13.2Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−123.3(8F)、−85.9(8F)、−66.1(8F)。
化合物(47);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=3.08(t、8H、J=6.6Hz)、3.69(t、8H、J=6.6Hz)、4.57(t、8H、J=13.1Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−123.5(8F)、−86.0(8F)、−66.1(8F)。
化合物(49);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=2.91(t、12H、J=6.6Hz)、3.79(t、12H、J=6.6Hz)、4.57(t、12H、J=12.9Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−123.3(12F)、−85.8(12F)、−66.0(12F)、−65.2(4F)。
化合物(50);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=3.10(t、12H、J=6.6Hz)、3.71(t、12H、J=6.6Hz)、4.56(t、12H、J=12.9Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−123.4(12F)、−85.8(12F)、−66.0(12F)、−65.2(4F)。
化合物(29)5.00g(23.6mmol)及びピリジン4.66g(58.9mmol)をガラス製反応容器に取り、酢酸エチル50mL及びヘキサン50mLに溶解させた。重曹14.9g(177mmol)及び水25mLを加え、内温10℃以下に冷却した。3−クロロプロピオニルクロリド18.0g(142mmol)を2時間かけて添加し、内温10℃以下で3時間攪拌した。10%炭酸カリウム水70mLを加え、室温で1時間攪拌後、分液した。有機層を、2規定塩酸70mL、25%食塩水70mL、7.5%重曹水70mL、25%食塩水70mLで順次洗浄し、化合物(31)のヘキサンー酢酸エチル溶液を得た。
(25−2)化合物(51)の製造
化合物(31)のヘキサン−酢酸エチル溶液に、トリエチルアミン9.17g(90.6mmol)を加え、内温50〜55℃で4時間反応させた。放冷後、内温30℃以下で2規定塩酸50mLを添加し、分液した。有機層を25%食塩水50mL、7.5%重曹水50mL、25%食塩水50mLで順次洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、溶媒を減圧留去することにより、化合物(51)を7.08g(22.1mmol、収率93.6%)得た。HPLCより、得られた化合物(51)の純度は、96.3%であった。
化合物(51);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=4.58(t、4H、J=12.9Hz)、5.97(2H、dd、J=10.4、1.2Hz)、6.17(2H、dd、J=17.2、10.4Hz)、6.51(2H、dd、J=17.2、1.2Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−126.5(2F)、−120.5(4F)。
3−クロロプロピオニルクロリドを3−ブロモプロピオニルクロリド24.3g(142mmol)にかえたこと以外は上記(25−1)と同様に行い、化合物(32)のヘキサン−酢酸エチル溶液を得た。
(26−2)化合物(51)の製造
化合物(31)のヘキサン−酢酸エチル溶液を、上記(26−1)で得た化合物(32)のヘキサン−酢酸エチル溶液にかえたこと以外は、上記(25−2)と同様に行い、化合物(51)を6.92g(21.6mmol、収率91.5%)得た。HPLCより、得られた化合物(51)の純度は、96.2%であった。
化合物(35)5.00g(7.44mmol)及びピリジン2.21g(27.9mmol)をガラス製反応容器に取り、酢酸エチル25mL及びヘキサン25mLに溶解させた。重曹7.03g(83.7mmol)及び水10mLを加え、内温10℃以下に冷却した。3−クロロプロピオニルクロリド8.50g(67.0mmol)を2時間かけて添加し、内温10℃以下で3時間攪拌した。10%炭酸カリウム水40mLを加え、室温で1時間攪拌後、分液した。有機層を、2規定塩酸40mL、25%食塩水40mL、7.5%重曹水40mL、25%食塩水40mLで順次洗浄し、化合物(36)のヘキサン−酢酸エチル溶液を得た。
(27−2)化合物(52)の製造
化合物(36)のヘキサン−酢酸エチル溶液に、トリエチルアミン4.34g(42.9mmol)を加え、内温50〜55℃で4時間反応させた。放冷後、内温30℃以下で2規定塩酸20mLを添加し、分液した。有機層を25%食塩水20mL、7.5%重曹水20mL、25%食塩水20mLで順次洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、溶媒を減圧留去することにより、化合物(52)を5.72g(6.86mmol、収率92.2%)得た。HPLCより、得られた化合物(52)の純度は、96.1%であった。
化合物(52);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=4.58(t、6H、J=12.9Hz)、5.97(3H、dd、J=10.5、1.2Hz)、6.17(3H、dd、J=17.4、10.5Hz)、6.51(3H、dd、J=17.4、1.2Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−123.2(6F)、−86.3(6F)、−66.8(6F)、−63.3(3F)。
3−クロロプロピオニルクロリドを3−ブロモプロピオニルクロリド11.5g(67.0mmol)にかえたこと以外は、上記(27−1)と同様に行い、化合物(37)のヘキサン−酢酸エチル溶液を得た。
(28−2)化合物(52)の製造
化合物(36)のヘキサン−酢酸エチル溶液を、上記(28−1)で得た化合物(37)のヘキサン−酢酸エチル溶液にかえたこと以外は、上記(27−2)と同様に行い、化合物(52)を5.78g(6.93mmol、収率93.1%)得た。HPLCより、得られた化合物(52)の純度は、95.9%であった。
化合物(45)5.00g(6.25mmol)及びピリジン2.97g(37.5mmol)をガラス製反応容器に取り、THF38mL、酢酸エチル23mL、及びヘキサン60mLに溶解させた。重曹7.87g(93.7mmol)及び水10mLを加え、内温10℃以下に冷却した。3−クロロプロピオニルクロリド9.52g(75.0mmol)を1.5時間かけて添加し、内温10℃以下で3.5時間攪拌した。10%炭酸カリウム水30mLを加え、室温で1時間攪拌後、分液した。有機層を、2規定塩酸30mL、25%食塩水30mL、7.5%重曹水30mL、25%食塩水30mLで順次洗浄し、化合物(46)のヘキサン−THF−酢酸エチル溶液を得た。
(29−2)化合物(53)の製造
化合物(46)のヘキサン−THF−酢酸エチル溶液に、トリエチルアミン4.86g(48.0mmol)を加え、内温50〜55℃で4時間反応させた。放冷後、内温30℃以下で2規定塩酸20mLを添加し、分液した。有機層を25%食塩水20mL、7.5%重曹水20mL、25%食塩水20mLで順次洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、溶媒を減圧留去することにより、化合物(53)を5.83g(5.73mmol、収率91.7%)得た。HPLCより、得られた化合物(53)の純度は、95.0%であった。
化合物(53);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=4.58(t、8H、J=12.9Hz)、5.97(4H、dd、J=10.5、1.2Hz)、6.17(4H、dd、J=17.1、10.5Hz)、6.51(4H、dd、J=17.1、1.2Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−123.2(8F)、−85.9(8F)、−66.1(8F)。
3−クロロプロピオニルクロリドを3−ブロモプロピオニルクロリド12.9g(75.0mmol)にかえたこと以外は、上記(29−1)と同様に行い、化合物(47)のヘキサン−THF−酢酸エチル溶液を得た。
(30−2)化合物(53)の製造
化合物(46)のヘキサン−THF−酢酸エチル溶液を、上記(30−1)で得た化合物(47)のヘキサン−THF−酢酸エチル溶液にかえたこと以外は、上記(29−2)と同様に行い、化合物(53)を5.84g(5.74mmol、収率91.9%)得た。HPLCより、得られた化合物(53)の純度は、94.7%であった。
化合物(48)5.00g(3.78mmol)及びピリジン2.24g(28.4mmol)をガラス製反応容器に取り、酢酸エチル30mL及びヘキサン30mLに溶解させた。重曹7.15g(85.1mmol)及び水10mLを加え、内温10℃以下に冷却した。3−クロロプロピオニルクロリド8.64g(68.0mmol)を1.5時間かけて添加し、内温10℃以下で4時間攪拌した。10%炭酸カリウム水45mLを加え、室温で1時間攪拌後、分液した。有機層を、2規定塩酸45mL、25%食塩水45mL、7.5%重曹水45mL、25%食塩水45mLで順次洗浄し、化合物(49)のヘキサン−酢酸エチル溶液を得た。
(31−2)化合物(54)の製造
化合物(49)のヘキサン−酢酸エチル溶液に、トリエチルアミン4.41g(43.5mmol)を加え、内温50〜55℃で4時間反応させた。放冷後、内温30℃以下で2規定塩酸20mLを添加し、分液した。有機層を25%食塩水20mL、7.5%重曹水20mL、25%食塩水20mLで順次洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、溶媒を減圧留去することにより、化合物(54)を5.60g(3.40mmol、収率89.9%)得た。HPLCより、得られた化合物(54)の純度は、93.9%であった。
化合物(54);1H−NMR[CDCl3]:δ[ppm]=4.57(t、12H、J=12.9Hz)、5.96(6H、dd、J=10.2、1.2Hz)、6.16(6H、dd、J=17.3、10.2Hz)、6.50(6H、dd、J=17.3、1.2Hz)。19F−NMR[CDCl3]:δ[ppm]−123.2(12F)、−85.8(12F)、−66.0(12F)、−65.2(4F)。
3−クロロプロピオニルクロリドを3−ブロモプロピオニルクロリド11.7g(68.3mmol)にかえたこと以外は、上記(31−1)と同様に行い、化合物(50)のヘキサン−酢酸エチル溶液を得た。
(32−2)化合物(54)の製造
化合物(49)のヘキサン−酢酸エチル溶液を、上記(32−1)にて得た化合物(50)のヘキサン−酢酸エチル溶液にかえ、上記(31−2)と同様に行い、化合物(54)を5.53g(3.36mmol、収率89.0%)得た。HPLCより、得られた化合物(54)の純度は、93.6%であった。
(硬化性組成物の調製)
下記表1に示す製造方法によって得た、多官能含フッ素不飽和エステル化合物(51)、(52)、(53)、及び(54)をメチルエチルケトンに溶解させ40質量%の溶液を調製した。各溶液に、光重合開始剤[イルガキュア907(商品名:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ)]を多官能含フッ素不飽和エステル化合物に対して、5質量%加え、孔径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで濾過して、硬化性組成物を調製した。
各硬化性組成物を、バーコーターを用いてガラス基板上に塗布し、90℃で乾燥させた。窒素雰囲気下、紫外線を照射し、120℃で10分間加熱後、室温まで放冷して、硬化膜を形成させた。
前記のように作製した硬化膜について、鉛筆硬度を評価した。
硬化膜を温度25℃、湿度60RH%で2時間放置後、JIS K 5600−5−4に記載の鉛筆硬度評価を行った。
Claims (16)
- 下記一般式(1)で表される化合物と、オクタノール−水分配係数(logP値)が0.6から9.0の下記一般式(2)で表される酸ハロゲン化物を、水、有機溶媒、及び有機塩基化合物の存在下、反応させることを特徴とする、下記一般式(3)で表される含フッ素エステル化合物の製造方法。
- 前記一般式(2)で表される酸ハロゲン化物が、下記一般式(4)で表される酸ハロゲン化物であり、前記一般式(3)で表される含フッ素エステル化合物が、下記一般式(5)で表される含フッ素エステル化合物である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記一般式(1)で表される化合物が下記一般式(6)で表される化合物であり、前記一般式(5)で表される含フッ素エステル化合物が、下記一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物である、請求項2に記載の製造方法。
- 前記一般式(4)及び(5)、又は(7)におけるX2が、塩素原子である請求項2又は3に記載の製造方法。
- 前記一般式(1)で表される化合物、又は前記一般式(6)で表される化合物が、水酸基が結合した炭素原子(a)に隣接する炭素原子に少なくとも1つのフッ素原子を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
- 水の量が、前記一般式(1)で表される化合物又は前記一般式(6)で表される化合物1gあたり、0.1g〜20gである請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。
- 水と有機溶媒の容積比(水:有機溶媒)が2:1〜1:20である請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。
- 前記有機塩基化合物が有機アミン化合物である請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。
- 前記有機アミン化合物が含窒素複素環式化合物である請求項8に記載の製造方法。
- 前記含窒素複素環式化合物がピリジン化合物あるいはイミダゾール化合物である請求項9に記載の製造方法。
- 無機塩基存在下、反応させることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項3〜11のいずれかに記載の方法によって製造された請求項12に記載の一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物。
- 前記一般式(7)におけるX2が、塩素原子である請求項12又は13に記載の多官能含フッ素エステル化合物。
- 前記一般式(7)におけるR6’が、酸素原子が結合した炭素原子(a)に隣接する炭素原子に少なくとも1つのフッ素原子を有する、請求項12〜14のいずれかに記載の多官能含フッ素エステル化合物。
- 少なくとも、下記<工程1>及び<工程2>を経由することを特徴とする下記一般式(8)で表される多官能含フッ素不飽和エステル化合物の製造方法。
<工程1>前記一般式(6)で表される化合物と、前記一般式(4)で表される酸ハロゲン化物を用い、請求項3〜11のいずれかに記載の製造方法に従って、前記一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物を得る工程。
<工程2>前記一般式(7)で表される多官能含フッ素エステル化合物を脱ハロゲン化水素させ、下記一般式(8)で表される多官能含フッ素不飽和エステル化合物を得る工程。
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