JP2013006786A - Method for producing fluorinated alkane - Google Patents

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Tatsuya Sugimoto
達也 杉本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a fluorinated alkane in a good yield, in fluorinating an alkyl sulfonate by an interchange reaction with an alkali metal fluoride.SOLUTION: This method can produce the target fluorinated alkane in a good yield by virtue of using a reactor equipped with a screw type agitation blades or a rotary kiln type reactor in an interchange reaction with an alkali metal fluoride, even in a reaction pattern yielding a massive amount of solid contents.

Description

本発明は、半導体装置の製造分野において有用なエッチング、CVD等のプラズマ反応用ガス、あるいは、含フッ素医薬中間体、冷媒・熱媒等の媒体として有用なフッ素化アルカンの製造方法に関する。高純度化されたフッ素化アルカンは、特に、プラズマ反応を用いた半導体装置の製造分野において、プラズマエッチングガス、化学気相成長法(CVD)用ガス等に好適である。   The present invention relates to a method for producing a fluorinated alkane useful as a plasma reaction gas such as etching or CVD, or a medium such as a fluorine-containing pharmaceutical intermediate or a refrigerant / heat medium, which is useful in the field of manufacturing semiconductor devices. The highly purified fluorinated alkane is particularly suitable for a plasma etching gas, a chemical vapor deposition (CVD) gas, or the like in the field of manufacturing a semiconductor device using a plasma reaction.

構造式(2)で示されるフッ素化アルカンの製造方法としては幾つかの製造方法が開示されている。
特許文献1においては、低級アルキルスルホニル誘導体をアルカリ、あるいはアルカリ土類の金属フッ化物によりフッ素化する際、分子量400のポリエチレングリコールを溶媒に用いている。
非特許文献1においては、メタンスルホネート、ベンゼンスルホネート、トルエンスルホネートのヘキシル誘導体を、フッ化カリウムをフッ素化剤に用い、ジエチレングリコール溶媒下、減圧系で1−フルオロヘキサンを得ている。
非特許文献2においてもやはり、メタン、エタン、プロパンのp−トルエンスルホン酸エステルをフッ素化剤にフッ化カリウムを用い、無溶媒、あるいはジエチレングリコール溶媒下、減圧系で各種アルキルフルオリドを得ている。
非特許文献3においては、2−ブロモエチルトリフルオロメタンスルホネートをフッ素化剤にテトラフルオロブチルアンモニウムフルオリド用いて、収率良く1−ブロモ−2−フルオロエタンを得ている。
As a method for producing the fluorinated alkane represented by the structural formula (2), several production methods are disclosed.
In Patent Document 1, when a lower alkylsulfonyl derivative is fluorinated with an alkali or alkaline earth metal fluoride, a polyethylene glycol having a molecular weight of 400 is used as a solvent.
In Non-Patent Document 1, hexyl derivatives of methanesulfonate, benzenesulfonate, and toluenesulfonate are used as a fluorinating agent, and 1-fluorohexane is obtained in a reduced pressure system in a diethylene glycol solvent.
Also in Non-Patent Document 2, various alkyl fluorides are obtained in a reduced pressure system using p-toluenesulfonic acid ester of methane, ethane or propane as a fluorinating agent and potassium fluoride as a fluorinating agent without solvent or in diethylene glycol solvent. .
In Non-Patent Document 3, 1-bromo-2-fluoroethane is obtained with good yield by using tetrabromobutylammonium fluoride as a fluorinating agent for 2-bromoethyl trifluoromethanesulfonate.

特表昭62−501974号公報JP-T 62-501974

Canadian Journal of Chemisty,Vol.34、737(1956)Canadian Journal of Chemistry, Vol. 34, 737 (1956) Journal of American Chemical Society,Vol.77、4899(1955)Journal of American Chemical Society, Vol. 77, 4899 (1955) Journal of Organic Chemistry,Vol.52,658(1987)Journal of Organic Chemistry, Vol. 52,658 (1987)

上記特許文献1実施例においては、メタンスルホネートやp−トルエンスルホネート類をポリエチレングリコール溶媒下、フッ化カリウムでフッ素化し、収率70%で1−フェニル−2−フルオロエタンが得られている。フッ化カリウムの使用量が原料のスルホン酸エステルに対して5倍当量と非常に多い。このようにフッ化カリウムの量が多いと、反応後の廃液中のフッ素イオンが非常に多くなる。廃液中のフッ素イオンは工業生産においては、除去処理する必要があり、多量のフッ化カリウムを使用することは生産性の低下につながる。
非特許文献1では、アルキルメタンスルホネートをジエチレングリコール溶媒下、フッ化カリウムでフッ素化し、最高収率75%でフッ素化体が得られているが、原料であるアルキルメタンスルホネート0.1モル当たり、200gという大量のジエチレングリコールを用いている。フッ化カリウム同様、溶媒を大量に用いることは、生産性の低下につながる。
In the Examples of Patent Document 1, methanesulfonate and p-toluenesulfonates are fluorinated with potassium fluoride in a polyethylene glycol solvent, and 1-phenyl-2-fluoroethane is obtained in a yield of 70%. The amount of potassium fluoride used is as much as 5 times equivalent to the raw material sulfonic acid ester. Thus, when there is much quantity of potassium fluoride, the fluorine ion in the waste liquid after reaction will increase very much. Fluorine ions in the waste liquid must be removed in industrial production, and the use of a large amount of potassium fluoride leads to a decrease in productivity.
In Non-Patent Document 1, alkylmethane sulfonate is fluorinated with potassium fluoride in a diethylene glycol solvent, and a fluorinated product is obtained with a maximum yield of 75%. A large amount of diethylene glycol is used. Like potassium fluoride, using a large amount of solvent leads to a decrease in productivity.

非特許文献2では、アルキルp−トルエンスルホネートをフッ化カリウムでフッ素化を行っており、最高89%でフッ素化体を得ているが、やはりフッ化カリウムの使用量が原料のアルキルp−トルエンスルホネートに対して5倍当量と非常に多く使用している。
非特許文献3については脱離能力の高いトリフルオロメタンスルホネートを用いていることと、裸のフッ素アニオンを発生し易いテトラブチルアンモニウムフルオリドを使用しているために収率良くフッ素化体が得られてはいるが、トリフルオロメタンスルホネートを製造するためのトリフルオロメタンスルホニル無水物や、トリフルオロメタンスルホニルクロリドなどのトリフルオロメタンスルホニル化剤、及び、フッ素化剤に用いているテトラブチルアンモニウムフルオリドが共に高価な薬剤であり、工業的には使い難い。また、テトラブチルアンモニウムフルオリドは分子量の大きなフッ素化剤であるため、原料に対する添加量が非常に大きくなるため、非常に大きな容積の反応設備が必要になることと、反応後に生成する廃棄物が大量になるので、これらの観点からも工業的には好ましくない。
In Non-Patent Document 2, alkyl p-toluenesulfonate is fluorinated with potassium fluoride, and a fluorinated product is obtained at a maximum of 89%. However, the amount of potassium fluoride used is the alkyl p-toluene starting material. It is used in an extremely large amount of 5 times equivalent to sulfonate.
Regarding Non-Patent Document 3, a fluorinated product can be obtained in a high yield because of the use of trifluoromethanesulfonate having a high desorption ability and the use of tetrabutylammonium fluoride that easily generates a bare fluorine anion. However, trifluoromethanesulfonyl anhydride for producing trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonylating agents such as trifluoromethanesulfonyl chloride, and tetrabutylammonium fluoride used as the fluorinating agent are both expensive. It is a drug and difficult to use industrially. In addition, tetrabutylammonium fluoride is a fluorinating agent with a large molecular weight, so the amount added to the raw material becomes very large, which requires a very large volume of reaction equipment and waste generated after the reaction. Since it becomes a large quantity, it is not industrially preferable also from these viewpoints.

我々は、脱離能力の大きなアルキルスルホン酸エステルを原料にフッ素化を行うに際し、フッ素化剤である安価なフッ化金属の使用量を減らし、かつ簡便な廃液処理を実現し、工業的に有利なフッ素化アルカンの製造法を確立する必要に迫られた。
しかしながら、原料であるアルキルスルホン酸エステルが1Kg以上となるような工業生産のスケールでアルキルスルホン酸エステルを原料に、フッ素化剤にフッ化カリウムを用いる反応系を検討したところ、反応が進行するにつれてアルキルスルホン酸カリウムが大量に生成するため、溶媒下で反応を行っていても内容物が非常に粘ちょうになり、時にはシャーベット状の固体が析出する問題に直面した。更に粘ちょうな反応系や固体が析出した反応系では、攪拌羽による攪拌が非常に困難になる。このため、反応がある程度進行すると、途中から原料の転化率が著しく低下し、十分な収率を確保することが困難であった。
このことから、上記特許文献1及び非特許文献1〜3は、いずれも小スケールの反応であり、それ故、各文献で報告されたとおり、良好な収率が実現したことが判明した。
さらに、シャーベット状の固体は反応が進行するにつれて、反応器の内面に付着し、その後、固体が成長する傾向があることが反応の観察から分かった。そしてこの固体はパドル、タービン、あるいはアンカー型攪拌翼では容易に崩壊しないことが確認された。溶媒を大量に用いることにより攪拌を容易にすることは可能であるが、溶媒の大量使用は反応器の大型化、廃棄物の増加を招くことから、工業生産上、採用することのできる解決策とはならない。
こうして発明者は鋭意検討を重ねた結果、スクリュー式攪拌翼を備えた反応器又はロータリーキルン式反応器を用いることにより、フッ化金属の使用量を抑えても、収率良く目的物のフッ素化アルカンを製造できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
When we fluorinate alkylsulfonic acid esters with a large desorption capacity as raw materials, we reduced the amount of inexpensive metal fluoride used as a fluorinating agent and realized simple waste liquid treatment, which is industrially advantageous. It was necessary to establish a new method for producing fluorinated alkanes.
However, when a reaction system using alkyl sulfonic acid ester as a raw material and potassium fluoride as a fluorinating agent was studied on an industrial production scale such that the raw material alkyl sulfonic acid ester becomes 1 kg or more, as the reaction proceeds. Due to the large amount of potassium alkylsulfonate, the contents became very viscous even when the reaction was carried out in a solvent, and sometimes sherbet-like solids were precipitated. Furthermore, in a viscous reaction system or a reaction system in which a solid is deposited, stirring with a stirring blade becomes very difficult. For this reason, when the reaction proceeds to some extent, the conversion rate of the raw material is remarkably lowered from the middle, and it is difficult to secure a sufficient yield.
From this, it was found that Patent Document 1 and Non-Patent Documents 1 to 3 are both small-scale reactions, and therefore, good yields were realized as reported in each document.
Furthermore, it was found from observation of the reaction that the sherbet-like solid tends to adhere to the inner surface of the reactor as the reaction proceeds, and then the solid tends to grow. It was confirmed that this solid did not easily collapse with a paddle, a turbine, or an anchor type stirring blade. Stirring can be facilitated by using a large amount of solvent, but the use of a large amount of solvent leads to an increase in the size of the reactor and an increase in waste, so that it can be adopted for industrial production. It will not be.
Thus, as a result of intensive studies, the inventor used a reactor equipped with a screw-type stirring blade or a rotary kiln reactor to reduce the amount of metal fluoride used, and achieve a high yield of the target fluorinated alkane. Has been found to be able to be produced, and the present invention has been completed.

かくして本発明によれば、溶媒中で、下記構造式(1)で示されるアルキルスルホン酸エステルをアルカリ金属フッ化物によりフッ素化する際に、アルカリ金属フッ化物がアルキルスルホン酸エステルに対して1.5〜3.5当量であり、スクリュー式攪拌翼を備えた反応器、又は、ロータリーキルン式反応器でフッ素化を行うことを特徴とする構造式(2)で示されるフッ素化アルカンの製造方法が提供される。   Thus, according to the present invention, when an alkyl sulfonate represented by the following structural formula (1) is fluorinated with an alkali metal fluoride in a solvent, the alkali metal fluoride is 1. There is provided a method for producing a fluorinated alkane represented by the structural formula (2), wherein the fluorination is performed in a reactor having 5 to 3.5 equivalents and equipped with a screw type stirring blade or a rotary kiln reactor. Provided.

Figure 2013006786
Figure 2013006786

(ただし、Rは炭素数3〜6の直鎖又は分岐状のアルキル基、Rは、炭素数1〜7のアルキル基又は置換基としてメチル基を有してもよい芳香族基を表す。) (However, R 1 represents a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or an aromatic group that may have a methyl group as a substituent. .)

Figure 2013006786
Figure 2013006786

(ただし、Rは炭素数3〜6の直鎖又は分岐状のアルキル基を表す。)
前記アルカリ金属フッ化物は、フッ化カリウム又はフッ化セシウムであるのが好ましい。
また、原料であるアルキルスルホン酸エステル1重量部に対し、前記溶媒の使用量が3〜7重量部であるのが好ましい。
前記構造式(1)で示されるアルキルスルホン酸エステル及び前記構造式(2)で示されるフッ素化アルカンの、Rが炭素数4又は5であるのが好ましい。
(However, R 1 represents a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms.)
The alkali metal fluoride is preferably potassium fluoride or cesium fluoride.
Moreover, it is preferable that the usage-amount of the said solvent is 3-7 weight part with respect to 1 weight part of alkylsulfonic acid ester which is a raw material.
In the alkylsulfonic acid ester represented by the structural formula (1) and the fluorinated alkane represented by the structural formula (2), R 1 preferably has 4 or 5 carbon atoms.

本発明に係るスクリュー式攪拌翼を備えた反応器の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment of the reactor provided with the screw type stirring blade which concerns on this invention. 本発明に係るロータリーキルンしき反応器の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment of the rotary kiln threshold reactor which concerns on this invention.

本発明に用いられる原料には前記構造式(1)で示されるアルキルスルホン酸エステルが用いられる。前記構造式(1)中、Rは、メチル基又はp−メチルフェニル基が特に好ましい。
構造式(1)で示されるアルキルスルホン酸エステルとしては、1−プロピルメタンスルホネート、イソプロピルメタンスルホネート、1−ブチルメタンスルホネート、イソブチルメタンスルホネート、2−ブチルメタンスルホネート、1−ペンチルメタンスルホネート、2−ペンチルメタンスルホネート、3−ペンチルメタンスルホネート、1−(2−メチルブチル)メタンスルホネート、3−メチル−1−ブチルメタンスルホネート、1−ヘキシルメタンスルホネート、2−ヘキシルメタンスルホネート、3−ヘキシルメタンスルホネートなどのメタンスルホネート類;1−プロピルエタンスルホネート、イソプロピルエタンスルホネート、1−ブチルエタンスルホネート、イソブチルエタンスルホネート、2−ブチルエタンスルホネート、1−ペンチルエタンスルホネート、2−ペンチルエタンスルホネート、3−ペンチルエタンスルホネート、1−(2−メチルブチル)エタンスルホネート、3−メチル−1−ブチルエタンスルホネート、1−ヘキシルエタンスルホネート、2−ヘキシルエタンスルホネート、3−ヘキシルエタンスルホネートなどのエタンスルホネート類;1−プロピルベンゼンンスルホネート、イソプロピルベンゼンスルホネート、1−ブチルベンゼンスルホネート、イソブチルベンゼンスルホネート、2−ブチルベンゼンスルホネート、1−ペンチルベンゼンスルホネート、2−ペンチルベンゼンスルホネート、3−ペンチルベンゼンスルホネート、1−(2−メチルブチル)ベンゼンスルホネート、3−メチル−1−ブチルベンゼンスルホネート、1−ヘキシルベンゼンスルホネート、2−ヘキシルベンゼンスルホネート、3−ヘキシルベンゼンスルホネートなどのベンゼンスルホネート類;1−プロピルp−トルエンスルホネート、イソプロピルp−トルエンスルホネート、1−ブチルp−トルエンスルホネート、イソブチルp−トルエンスルホネート、2−ブチルp−トルエンスルホネート、1−ペンチルp−トルエンスルホネート、2−ペンチルp−トルエンスルホネート、3−ペンチルp−トルエンスルホネート、1−(2−メチルブチル)p−トルエンスルホネート、3−メチル−1−ブチルp−トルエンスルホネート、1−ヘキシルp−トルエンスルホネート、2−ヘキシルp−トルエンスルホネート、3−ヘキシルp−トルエンスルホネートなどのp−トルエンスルホネート類;などが挙げられる。
これらの中でも、1−プロピルメタンスルホネート、イソプロピルメタンスルホネート、1−ブチルメタンスルホネート、イソブチルメタンスルホネート、2−ブチルメタンスルホネート、1−ペンチルメタンスルホネート、2−ペンチルメタンスルホネート、3−ペンチルメタンスルホネート、1−(2−メチルブチル)メタンスルホネート、3−メチル−1−ブチルメタンスルホネート、1−ヘキシルメタンスルホネート、2−ヘキシルメタンスルホネート、3−ヘキシルメタンスルホネートなどのメタンスルホネート類;及び、1−プロピルp−トルエンスルホネート、イソプロピルp−トルエンスルホネート、1−ブチルp−トルエンスルホネート、イソブチルp−トルエンスルホネート、2−ブチルp−トルエンスルホネート、1−ペンチルp−トルエンスルホネート、2−ペンチルp−トルエンスルホネート、3−ペンチルp−トルエンスルホネート、1−(2−メチルブチル)p−トルエンスルホネート、3−メチル−1−ブチルp−トルエンスルホネート、1−ヘキシルp−トルエンスルホネート、2−ヘキシルp−トルエンスルホネート、3−ヘキシルp−トルエンスルホネートなどのp−トルエンスルホネート類;がより好ましい。
As the raw material used in the present invention, an alkylsulfonic acid ester represented by the structural formula (1) is used. In the structural formula (1), R 2 is particularly preferably a methyl group or a p-methylphenyl group.
Examples of the alkyl sulfonate ester represented by the structural formula (1) include 1-propyl methane sulfonate, isopropyl methane sulfonate, 1-butyl methane sulfonate, isobutyl methane sulfonate, 2-butyl methane sulfonate, 1-pentyl methane sulfonate, and 2-pentyl. Methanesulfonate, such as methanesulfonate, 3-pentylmethanesulfonate, 1- (2-methylbutyl) methanesulfonate, 3-methyl-1-butylmethanesulfonate, 1-hexylmethanesulfonate, 2-hexylmethanesulfonate, 3-hexylmethanesulfonate 1-propyl ethane sulfonate, isopropyl ethane sulfonate, 1-butyl ethane sulfonate, isobutyl ethane sulfonate, 2-butyl ethane sulfonate 1-pentylethanesulfonate, 2-pentylethanesulfonate, 3-pentylethanesulfonate, 1- (2-methylbutyl) ethanesulfonate, 3-methyl-1-butylethanesulfonate, 1-hexylethanesulfonate, 2-hexylethanesulfonate Ethanesulfonates such as 3-hexylethanesulfonate; 1-propylbenzenesulfonate, isopropylbenzenesulfonate, 1-butylbenzenesulfonate, isobutylbenzenesulfonate, 2-butylbenzenesulfonate, 1-pentylbenzenesulfonate, 2-pentylbenzenesulfonate 3-pentylbenzenesulfonate, 1- (2-methylbutyl) benzenesulfonate, 3-methyl-1-butylbenzenesulfonate, Benzene sulfonates such as hexyl benzene sulfonate, 2-hexyl benzene sulfonate, 3-hexyl benzene sulfonate; 1-propyl p-toluene sulfonate, isopropyl p-toluene sulfonate, 1-butyl p-toluene sulfonate, isobutyl p-toluene sulfonate, 2-butyl p-toluenesulfonate, 1-pentyl p-toluenesulfonate, 2-pentyl p-toluenesulfonate, 3-pentyl p-toluenesulfonate, 1- (2-methylbutyl) p-toluenesulfonate, 3-methyl-1- P-Toluenesulfonates such as butyl p-toluenesulfonate, 1-hexyl p-toluenesulfonate, 2-hexyl p-toluenesulfonate, 3-hexyl p-toluenesulfonate And the like.
Among these, 1-propyl methane sulfonate, isopropyl methane sulfonate, 1-butyl methane sulfonate, isobutyl methane sulfonate, 2-butyl methane sulfonate, 1-pentyl methane sulfonate, 2-pentyl methane sulfonate, 3-pentyl methane sulfonate, 1- Methanesulfonates such as (2-methylbutyl) methanesulfonate, 3-methyl-1-butylmethanesulfonate, 1-hexylmethanesulfonate, 2-hexylmethanesulfonate, 3-hexylmethanesulfonate; and 1-propyl p-toluenesulfonate , Isopropyl p-toluenesulfonate, 1-butyl p-toluenesulfonate, isobutyl p-toluenesulfonate, 2-butyl p-toluenesulfonate, 1 Pentyl p-toluenesulfonate, 2-pentyl p-toluenesulfonate, 3-pentyl p-toluenesulfonate, 1- (2-methylbutyl) p-toluenesulfonate, 3-methyl-1-butyl p-toluenesulfonate, 1-hexyl p -P-toluenesulfonates such as toluene sulfonate, 2-hexyl p-toluenesulfonate, 3-hexyl p-toluenesulfonate;

本発明においてアルカリ金属フッ化物は、フッ化カリウム、フッ化ルビジウム、フッ化セシウムを用いることができる。これらの中でも、フッ化カリウム、フッ化セシウムが好ましく、特フッ化カリウムが好ましい。これらアルカリ金属フッ化物は粒状形態をしたものが使用できるが、より粒径の小さなスプレードライ処理、凍結乾燥処理されたものを使用する方が反応性を向上させる観点で好ましい。
アルカリ金属フッ化物の添加量は、原料であるアルキルスルホン酸エステルに対し1.5〜3.5当量であり、1.5〜3当量が好ましく、1.5〜2.5当量がより好ましい。アルカリ金属フッ化物の添加量が少なすぎると反応の転化率が低くなり、添加量が多すぎると溶媒に対する固形分の濃度が大きくなり、攪拌が困難になる。
In the present invention, potassium fluoride, rubidium fluoride, and cesium fluoride can be used as the alkali metal fluoride. Among these, potassium fluoride and cesium fluoride are preferable, and special potassium fluoride is preferable. These alkali metal fluorides can be used in a granular form, but it is preferable to use a spray-dried or freeze-dried one having a smaller particle size from the viewpoint of improving the reactivity.
The addition amount of the alkali metal fluoride is 1.5 to 3.5 equivalents, preferably 1.5 to 3 equivalents, and more preferably 1.5 to 2.5 equivalents with respect to the alkylsulfonic acid ester as the raw material. When the addition amount of the alkali metal fluoride is too small, the conversion rate of the reaction is lowered, and when the addition amount is too large, the concentration of the solid content with respect to the solvent becomes large and stirring becomes difficult.

反応溶媒としてはアルコール類が好ましい。特に、多価アルコール類が好ましく、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等がアルカリ金属フッ化物を良く溶解させる観点で望ましい。これらの中でも、プロピレングリコール、ジエチエングリコールがより好ましく使用できる。
これら反応溶媒の使用量は、原料であるアルキルスルホン酸エステルに対し、重量比で3〜7の範囲であることが望ましい。反応溶媒の使用量が少ないと反応中に固形分の大量析出による攪拌不良が起こり易くなり、また、使用量が多いと反応終了後の処理が面倒になる。
As the reaction solvent, alcohols are preferred. In particular, polyhydric alcohols are preferable. For example, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol and the like are desirable from the viewpoint of dissolving the alkali metal fluoride well. Among these, propylene glycol and diethylene glycol can be used more preferably.
The amount of these reaction solvents used is desirably in the range of 3 to 7 by weight ratio with respect to the alkylsulfonic acid ester as the raw material. If the amount of the reaction solvent used is small, poor stirring due to the precipitation of a large amount of solids tends to occur during the reaction, and if the amount used is large, the treatment after the reaction is troublesome.

反応温度としては50〜120℃が好ましく、60〜110℃がより好ましい。反応温度が低いと、原料転化率が低くなったり、反応時間が非常に長くなる。
一方、反応温度が高すぎると反応が一挙に進行することにより固形分が一気に析出してしまい、攪拌機にダメージを与えると共に、反応制御が困難になる。
原料となるアルキルスルホン酸エステルの添加方法としては、アルカリ金属フッ化物と反応溶媒の混合物を任意の反応温度に設定した後に、アルキルスルホン酸エステルを滴下する方法が好ましい。
滴下速度としては、反応容器の単位容積、単位時間あたり、200〜2000モル/m/hrが好ましい。滴下速度が早すぎると反応が急激に進行し、反応制御が困難になり、滴下速度が遅すぎると反応時間が非常に長くなり、生産効率が悪くなる。
As reaction temperature, 50-120 degreeC is preferable and 60-110 degreeC is more preferable. When the reaction temperature is low, the raw material conversion rate becomes low and the reaction time becomes very long.
On the other hand, if the reaction temperature is too high, the reaction proceeds all at once, causing solids to precipitate at a stretch, damaging the stirrer and making reaction control difficult.
As a method for adding the alkylsulfonic acid ester as a raw material, a method in which the alkylsulfonic acid ester is added dropwise after setting the mixture of the alkali metal fluoride and the reaction solvent to an arbitrary reaction temperature is preferable.
The dropping rate is preferably 200 to 2000 mol / m 3 / hr per unit volume of the reaction vessel and unit time. If the dropping speed is too fast, the reaction proceeds rapidly, making it difficult to control the reaction, and if the dropping speed is too slow, the reaction time becomes very long and the production efficiency deteriorates.

本発明に用いる反応器の形態としては、スクリュー式攪拌機を備えた反応器、あるいはロータリーキルン式反応器を好適に用いることができる。
スクリュー式攪拌翼を備えた反応器は、図1に示すような反応容器内にスクリュー式の攪拌翼を備えた反応器であり、固形分を含んだ反応混合物を連続的に下から上へと流動させることができるので、小スケールでも用いることのできるパドル型やアンカー型の攪拌翼を備えた反応器を用いて大スケールの反応を行う場合に起こる、局所的な固形物の滞留による内容物の不均一な攪拌を低減できる。また、フッ素源である金属フッ化物表面をアルキルスルホン酸カリウム、セシウムなどによる被覆が原因で生じる求核性の大幅な低下を抑制することが可能である。
反応系からの生成物回収法については、生成物の沸点、反応温度にもよるが、通常は反応させながら反応系外に抜き出し、冷媒等で冷却したトラップ内に捕集する方法が適用できる。沸点の高い生成物については、反応停止後、減圧下に、やはり冷媒等で冷却したトラップ内に捕集するのが好ましい。
As a form of the reactor used in the present invention, a reactor equipped with a screw type stirrer or a rotary kiln type reactor can be suitably used.
A reactor equipped with a screw-type stirring blade is a reactor equipped with a screw-type stirring blade in a reaction vessel as shown in FIG. 1, and a reaction mixture containing a solid content is continuously fed from the bottom to the top. Because it can be flowed, the contents due to stagnation of local solid matter that occurs when a large-scale reaction is performed using a reactor equipped with a paddle type or anchor type stirring blade that can be used even on a small scale The non-uniform stirring can be reduced. In addition, it is possible to suppress a significant decrease in nucleophilicity caused by coating the surface of the metal fluoride as a fluorine source with potassium alkyl sulfonate, cesium or the like.
As a method for recovering the product from the reaction system, although depending on the boiling point and reaction temperature of the product, a method of extracting the reaction system outside the reaction system and collecting it in a trap cooled with a refrigerant or the like is usually applicable. The product having a high boiling point is preferably collected in a trap cooled with a refrigerant or the like under reduced pressure after the reaction is stopped.

ロータリーキルン型反応器の場合は、図2に示すような装置を使用することができる。回転する円筒型反応器内に、アルカリ金属フッ化物と反応溶媒が仕込まれ、円筒自体は適当な駆動手段により回転される。回転させながら、円筒全体を所定の温度に加温させ、円筒上部の原料投入口より送液ポンプ等を介して原料であるアルキルスルホン酸エステルが滴下される。なお、円筒の内側には内容物の攪拌を効率よく行うために、邪魔板等を設置するのが望ましい。
反応系からの生成物回収法については、スクリュー式攪拌翼を用いた反応と同様に、生成物の沸点、反応温度にもよるが、通常は反応させながら反応系外に抜き出し、冷媒等で冷却したトラップ内に捕集すればよい。沸点の高い生成物については、反応停止後、減圧下に、やはり冷媒等で冷却したトラップ内に捕集するのが好ましい。トラップ内に捕集された粗生成物は蒸留等の操作を行って精製し、さらに高純度化することができる。
In the case of a rotary kiln type reactor, an apparatus as shown in FIG. 2 can be used. An alkali metal fluoride and a reaction solvent are charged into a rotating cylindrical reactor, and the cylinder itself is rotated by a suitable driving means. While rotating, the entire cylinder is heated to a predetermined temperature, and the alkylsulfonic acid ester as a raw material is dropped from a raw material inlet at the top of the cylinder via a liquid feed pump or the like. In order to efficiently stir the contents inside the cylinder, it is desirable to install a baffle plate or the like.
About the method for recovering the product from the reaction system, as with the reaction using a screw-type stirring blade, although it depends on the boiling point and reaction temperature of the product, it is usually extracted from the reaction system while reacting and cooled with a refrigerant or the like. Collected in the trap. The product having a high boiling point is preferably collected in a trap cooled with a refrigerant or the like under reduced pressure after the reaction is stopped. The crude product collected in the trap can be purified by an operation such as distillation, and further purified.

反応終了後の反応器内の内容物は、スクリュー式攪拌型反応器、ロータリーキルン型反応器を用いたいずれの場合も、加温した状態で水をゆっくりと投入し、攪拌を継続して内容物を溶解させる。溶液状になった内容物は底の排出口より排出される。   After the completion of the reaction, the contents in the reactor were slowly charged with water in both the screw-type stirred reactor and the rotary kiln-type reactor, and the stirring was continued. Dissolve. The solution-like contents are discharged from the bottom outlet.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例によってその範囲を限定されるものではない。なお、特に断りがない限り、「部」及び「%」は、それぞれ「重量部」及び「重量%」を表す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited the range by the following Examples. Unless otherwise specified, “parts” and “%” represent “parts by weight” and “% by weight”, respectively.

以下において採用した分析条件は下記の通りである。
・ガスクロマトグラフィー分析(GC分析)
装置:GC−2010(島津製作所社製)
カラム:ジーエルサイエンス社製 TC−1、長さ60m、内径0.25mm、膜厚1.0μm
カラム温度:40℃で10分間保持後、20℃/分で昇温し、240℃で10分間保持。
インジェクション温度:200℃
キャリヤーガス:窒素ガス
スプリット比:100/1
検出器:FID
H、及び19F−NMR測定
装置:JNM−ECA−500(日本電子社製)
The analysis conditions adopted below are as follows.
・ Gas chromatography analysis (GC analysis)
Apparatus: GC-2010 (manufactured by Shimadzu Corporation)
Column: TC-1 manufactured by GL Sciences Inc., length 60 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 1.0 μm
Column temperature: After holding at 40 ° C. for 10 minutes, the temperature was raised at 20 ° C./minute and held at 240 ° C. for 10 minutes.
Injection temperature: 200 ° C
Carrier gas: Nitrogen gas Split ratio: 100/1
Detector: FID
1 H and 19 F-NMR measurement apparatus: JNM-ECA-500 (manufactured by JEOL Ltd.)

[製造例1]1−ブチル−メタンスルホネート(分子量152.21)の合成
攪拌翼と滴下ロートを付したガラス製反応器に、1−ブタノール148部、メタンスルホニルクロリド260部、乾燥テトラヒドロフラン900部を仕込み、氷水にて冷却した。
滴下ロートからトリエチルアミン250部を3時間かけて滴下し、滴下終了後、1時間攪拌を継続し、室温にてさらに6時間攪拌させた。反応で生成するトリエチルアミン塩酸塩を減圧濾過にて除去し、濾液をエバポレーターにて濃縮した。残渣にジイソプロピルアミンを添加し、5%塩酸、飽和重曹水、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。再度、ロータリーエバポレータにて溶媒を留去し、残渣をポンプアップして、1−ブチル−メタンスルホネート270部(収率89%)を得た。
[Production Example 1] Synthesis of 1-butyl-methanesulfonate (molecular weight 152.21) In a glass reactor equipped with a stirring blade and a dropping funnel, 148 parts of 1-butanol, 260 parts of methanesulfonyl chloride, and 900 parts of dry tetrahydrofuran were added. Charged and cooled with ice water.
From the dropping funnel, 250 parts of triethylamine was added dropwise over 3 hours. After completion of the addition, stirring was continued for 1 hour and further stirred at room temperature for 6 hours. Triethylamine hydrochloride generated by the reaction was removed by filtration under reduced pressure, and the filtrate was concentrated by an evaporator. Diisopropylamine was added to the residue, washed with 5% hydrochloric acid, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate and saturated brine, and dried over magnesium sulfate. Again, the solvent was distilled off with a rotary evaporator, and the residue was pumped up to obtain 270 parts of 1-butyl-methanesulfonate (yield 89%).

[製造例2]1−ブチル−p−トルエンスルホネート(分子量228.31)の合成
攪拌翼と滴下ロートを付したガラス製反応器に、1−ブタノール74部、p−トルエンスルホニルクロリド187部、N,N−ジメチルアミノピリジン3部、乾燥テトラヒドロフラン550部を仕込み、氷水にて冷却した。
滴下ロートからピリジン82部を3時間かけて滴下し、滴下終了後、1時間攪拌を継続し、室温にてさらに5時間攪拌させた。反応液をエバポレーターにて濃縮し、残渣にジイソプロピルアミンを添加した。5%塩酸、飽和重曹水、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。再度、ロータリーエバポレータにて溶媒を留去し、残渣をポンプアップして、1−ブチル−p−トルエンスルホネート184部(収率81%)を得た。
[Production Example 2] Synthesis of 1-butyl-p-toluenesulfonate (molecular weight 228.31) In a glass reactor equipped with a stirring blade and a dropping funnel, 74 parts of 1-butanol, 187 parts of p-toluenesulfonyl chloride, N , 3 parts of N-dimethylaminopyridine and 550 parts of dry tetrahydrofuran were charged and cooled with ice water.
From the dropping funnel, 82 parts of pyridine was added dropwise over 3 hours. After completion of the addition, stirring was continued for 1 hour and further stirred at room temperature for 5 hours. The reaction solution was concentrated with an evaporator, and diisopropylamine was added to the residue. The extract was washed with 5% hydrochloric acid, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, and saturated brine, and then dried over magnesium sulfate. Again, the solvent was distilled off with a rotary evaporator, and the residue was pumped up to obtain 184 parts of 1-butyl-p-toluenesulfonate (yield 81%).

[製造例3]2−ペンチル−メタンスルホネート(分子量166.24)の合成
攪拌翼、滴下ロートを付したガラス製反応器に、2−ペンタノール176部、メタンスルホニルクロリド260部、乾燥テトラヒドロフラン900部を仕込み、氷水にて冷却した。
滴下ロートからトリエチルアミン250部を3時間かけて滴下し、滴下終了後、1時間攪拌を継続し、室温にてさらに5時間攪拌させた。反応で生成するトリエチルアミン塩酸塩を減圧濾過にて除去し、濾液をエバポレーターにて濃縮した。残渣にジイソプロピルアミンを添加し、5%塩酸、飽和重曹水、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。再度、ロータリーエバポレータにて溶媒を留去し、残渣をポンプアップして、2−ペンチル−メタンスルホネート278部(収率84%)を得た。
[Production Example 3] Synthesis of 2-pentyl-methanesulfonate (molecular weight 166.24) In a glass reactor equipped with a stirring blade and a dropping funnel, 176 parts of 2-pentanol, 260 parts of methanesulfonyl chloride, 900 parts of dry tetrahydrofuran And cooled with ice water.
From the dropping funnel, 250 parts of triethylamine was added dropwise over 3 hours. After completion of the addition, stirring was continued for 1 hour and further stirred at room temperature for 5 hours. Triethylamine hydrochloride generated by the reaction was removed by filtration under reduced pressure, and the filtrate was concentrated by an evaporator. Diisopropylamine was added to the residue, washed with 5% hydrochloric acid, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate and saturated brine, and dried over magnesium sulfate. Again, the solvent was distilled off with a rotary evaporator, and the residue was pumped up to obtain 278 parts of 2-pentyl-methanesulfonate (yield 84%).

[実施例1]
スクリュー型攪拌翼、原料送液ポンプ、及びヒーターを備えたステンレス製反応器内に、スプレードライフッ化カリウム1200g(20.7モル)、プロピレングリコール5000gを仕込んだ。反応器を、ヒーターを介して95℃に加温し、攪拌させながら30分間放置した。その後、送液ポンプを介して、製造例1で合成した1−ブチル−メタンスルホネート1522gを3時間かけて滴下した。
攪拌を継続している間、ステンレス製反応器の上部にある抜き出し口から生成物の抜き出しを継続し、ドライアイス/エタノール浴に浸したトラップに捕集した。原料滴下終了から3時間後、トラップ内に回収された有機物をガスクロマトグラフィーにて分析したところ、1−フルオロブタンが652g(収率85%)含まれていた。
<1−フルオロブタンのスペクトルデータ>
H−NMR(CDCl,TMS)δ0.95ppm(t、3H)、1.43(m、2H),1.70(m、2H),4.45(dt、2H)
19F−NMR(CDCl、CFCl)δ−219ppm(m,F)
[Example 1]
In a stainless steel reactor equipped with a screw type stirring blade, a raw material feed pump, and a heater, 1200 g (20.7 mol) of spray-dried potassium fluoride and 5000 g of propylene glycol were charged. The reactor was heated to 95 ° C. via a heater and left for 30 minutes with stirring. Thereafter, 1522 g of 1-butyl-methanesulfonate synthesized in Production Example 1 was added dropwise via a liquid feed pump over 3 hours.
While stirring was continued, the product was continuously extracted from the extraction port at the top of the stainless steel reactor and collected in a trap immersed in a dry ice / ethanol bath. Three hours after the completion of the raw material dropping, the organic matter recovered in the trap was analyzed by gas chromatography. As a result, 652 g (yield 85%) of 1-fluorobutane was contained.
<Spectra data of 1-fluorobutane>
1 H-NMR (CDCl 3 , TMS) δ 0.95 ppm (t, 3H), 1.43 (m, 2H), 1.70 (m, 2H), 4.45 (dt, 2H)
19 F-NMR (CDCl 3 , CFCl 3 ) δ-219 ppm (m, F)

[実施例2]
実施例1において、1−ブチル−メタンスルホネート1522gを1−ブチル−p−トルエンスルホネート2283g、及びプロピレングリコール8000gに変更して反応を行った以外は、実施例1と同様に反応を行った。原料滴下終了から4時間後、トラップ内に回収された有機物をガスクロマトグラフィーにて分析したところ、1−フルオロブタンが610g(収率80%)含まれていた。
[Example 2]
In Example 1, the reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 1522 g of 1-butyl-methanesulfonate was changed to 2283 g of 1-butyl-p-toluenesulfonate and 8000 g of propylene glycol. Four hours after the completion of the raw material dropping, the organic matter recovered in the trap was analyzed by gas chromatography. As a result, 610 g (yield 80%) of 1-fluorobutane was contained.

[実施例3]
スクリュー型攪拌翼、原料送液ポンプ、及びヒーターを備えたステンレス製反応器内に、スプレードライフッ化カリウム12000g(207モル)、プロピレングリコール50000gを仕込んだ。反応器をヒーターを介して60℃に加温し、攪拌させながら1.5時間放置した。その後、送液ポンプを介して、製造例3で合成した2−ペンチル−メタンスルホネート16600gを4時間かけて滴下した。
攪拌を継続している間、ステンレス製反応器の上部にある抜き出し口から生成物の抜き出しを継続し、ドライアイス/エタノール浴に浸したトラップに捕集した。原料滴下終了から6時間後、トラップ内に回収された有機物をガスクロマトグラフィーにて分析したところ、2−フルオロペンタンが5540g(収率61%)、及び1−ペンテンと2−ペンテンの混合物1710g(24%)が含まれていた。
<2−フルオロペンタンのスペクトルデータ>
H−NMR(CDCl,TMS)δ0.96ppm(t、3H)、1.26(d、2H),1.35(m、2H),1.56(m、2H),4.54−4.78(m、2H)
19F−NMR(CDCl、CFCl)δ−173ppm(m,F)
[Example 3]
12,000 g (207 mol) of spray-dried potassium fluoride and 50000 g of propylene glycol were charged into a stainless steel reactor equipped with a screw type stirring blade, a raw material feed pump, and a heater. The reactor was heated to 60 ° C. via a heater and left for 1.5 hours with stirring. Then, 16600 g of 2-pentyl-methanesulfonate synthesized in Production Example 3 was added dropwise via a liquid feed pump over 4 hours.
While stirring was continued, the product was continuously extracted from the extraction port at the top of the stainless steel reactor and collected in a trap immersed in a dry ice / ethanol bath. Six hours after the completion of the raw material dropping, the organic matter collected in the trap was analyzed by gas chromatography. As a result, 5540 g (61% yield) of 2-fluoropentane and 1710 g of a mixture of 1-pentene and 2-pentene ( 24%).
<Spectra data of 2-fluoropentane>
1 H-NMR (CDCl 3 , TMS) δ 0.96 ppm (t, 3H), 1.26 (d, 2H), 1.35 (m, 2H), 1.56 (m, 2H), 4.54- 4.78 (m, 2H)
19 F-NMR (CDCl 3 , CFCl 3 ) δ-173 ppm (m, F)

[実施例4]
実施例1において、1−ブチル−メタンスルホネート1522gをイソプロピル−p−トルエンスルホネート(東京化成工業社製、分子量214.28)2143g、及びプロピレングリコール7000gに変更して反応を行った以外は、実施例1と同様に反応を行った。原料滴下終了から6時間後、トラップ内に回収された有機物をガスクロマトグラフィーにて分析したところ、2−フルオロプロパンが496g(収率79%)及び、プロペン53g(12%)含まれていた。
<2−フルオロプロパンのスペクトルデータ>
H−NMR(CDCl,TMS)δ1.14ppm(d、3H×2)、4.47(m、H)
19F−NMR(CDCl、CFCl)δ−165ppm(m,F)
[Example 4]
In Example 1, the reaction was carried out except that 1522 g of 1-butyl-methanesulfonate was changed to 2143 g of isopropyl-p-toluenesulfonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., molecular weight 214.28) and 7000 g of propylene glycol. The reaction was carried out in the same manner as in 1. Six hours after the completion of the raw material dropping, the organic matter collected in the trap was analyzed by gas chromatography. As a result, 496 g (yield 79%) of 2-fluoropropane and 53 g (12%) of propene were contained.
<Spectra data of 2-fluoropropane>
1 H-NMR (CDCl 3 , TMS) δ 1.14 ppm (d, 3H × 2), 4.47 (m, H)
19 F-NMR (CDCl 3 , CFCl 3 ) δ-165 ppm (m, F)

[実施例5]
内径160mm、長さ570mmのステンレス製のロータリーキルン型反応器内に、スプレードライフッ化カリウム1200g(20.7モル)、プロピレングリコール5000gを仕込んだ。
反応器をヒーターを介して95℃に加温し、反応器を毎分120回転させながら30分間放置した。その後、送液ポンプを介して、製造例1で合成した1−ブチル−メタンスルホネート1520gを3時間かけて送液した。原料滴下終了後、原料滴下口にドライアイス/エタノール浴に浸したトラップラインを接続し、生成物を捕集した。原料滴下終了から5時間後、トラップ内に回収された有機物をガスクロマトグラフィーにて分析したところ、1−フルオロブタンが590g(収率78%)含まれていた。
[Example 5]
In a stainless steel rotary kiln type reactor having an inner diameter of 160 mm and a length of 570 mm, 1200 g (20.7 mol) of spray-dried potassium fluoride and 5000 g of propylene glycol were charged.
The reactor was heated to 95 ° C. via a heater and left for 30 minutes while rotating the reactor at 120 rpm. Thereafter, 1520 g of 1-butyl-methanesulfonate synthesized in Production Example 1 was fed through a feeding pump over 3 hours. After completion of the raw material dropping, a trap line immersed in a dry ice / ethanol bath was connected to the raw material dropping port, and the product was collected. Five hours after the completion of the raw material dropping, the organic matter recovered in the trap was analyzed by gas chromatography. As a result, 590 g (yield 78%) of 1-fluorobutane was contained.

[比較例1]
アンカー型攪拌翼、送液ポンプを備えたガラス製反応器内に、スプレードライフッ化カリウム1200g、プロピレングリコール5000gを仕込んだ。反応器をオイルバスにて95℃に加温し、攪拌させながら30分間放置した。その後、滴下ロートから製造例1で合成した1−ブチル−メタンスルホネート1522gを3時間かけて滴下した。
攪拌を継続している間、ガラス製反応器の上部にある抜き出し口から生成物の抜き出しを継続し、ドライアイス/エタノール浴に浸したトラップに捕集した。原料滴下終了から約1.5時間後、ガラス製反応器の内面にシャーベット上の固形分の析出が観察されるようになり、また、アンカー型攪拌翼の攪拌が不能になった。トラップ内に回収された有機物をガスクロマトグラフィーにて分析したところ、1−フルオロブタンが343g(収率45%)含まれていたに過ぎなかった。
[Comparative Example 1]
In a glass reactor equipped with an anchor type stirring blade and a liquid feed pump, 1200 g of spray-dried potassium fluoride and 5000 g of propylene glycol were charged. The reactor was heated to 95 ° C. in an oil bath and left for 30 minutes with stirring. Thereafter, 1522 g of 1-butyl-methanesulfonate synthesized in Production Example 1 was dropped from the dropping funnel over 3 hours.
While stirring was continued, the product was continuously removed from the outlet at the top of the glass reactor and collected in a trap immersed in a dry ice / ethanol bath. About 1.5 hours after the completion of the raw material dropping, precipitation of solid content on the sherbet was observed on the inner surface of the glass reactor, and stirring of the anchor type stirring blade became impossible. When the organic substance collected in the trap was analyzed by gas chromatography, it contained only 343 g (yield 45%) of 1-fluorobutane.

[比較例2]
比較例1において、攪拌翼をアンカー型からパドル型に変更したこと以外は、比較例1と同様に反応を実施した。原料滴下終了から約1.2時間後、ガラス製反応器の内面にシャーベット上の固形分の析出が観察されるようになり、パドル型攪拌翼の上部にも固形物が一面に析出した。トラップ内に回収された有機物をガスクロマトグラフィーにて分析したところ、1−フルオロブタンが254g(収率33%)含まれていたに過ぎなかった。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 1, the reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the stirring blade was changed from the anchor type to the paddle type. About 1.2 hours after the completion of the raw material dropping, solid matter on the sherbet was observed on the inner surface of the glass reactor, and the solid matter was also deposited on the upper surface of the paddle type stirring blade. When the organic substance collected in the trap was analyzed by gas chromatography, it contained only 254 g of 1-fluorobutane (yield 33%).

以上のことから、スクリュー型攪拌翼を備えた反応器やロータリーキルン型反応器に変更することで、大量の固形分が発生するようなフッ素化反応においても、収率良く、大スケール(1Kg〜1000Kg程度)でフッ素化アルカンを製造することができることが分かる。   From the above, even in a fluorination reaction in which a large amount of solid content is generated by changing to a reactor equipped with a screw type stirring blade or a rotary kiln type reactor, a large scale (1 kg to 1000 kg) is obtained. It can be seen that a fluorinated alkane can be produced at a degree.

1 攪拌モーター
2 原料滴下口
3 生成物回収口
4 スクリュー式攪拌羽
5 ヒーター
6 排出口
7 原料送液口/生成物回収口
8 ロータリージョイント
9 排出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stirring motor 2 Raw material dropping port 3 Product recovery port 4 Screw type stirring blade 5 Heater 6 Discharge port 7 Raw material feed port / product recovery port 8 Rotary joint 9 Discharge port

Claims (4)

溶媒中で、下記構造式(1)で示されるアルキルスルホン酸エステルをアルカリ金属フッ化物によりフッ素化する際に、アルカリ金属フッ化物がアルキルスルホン酸エステルに対して1.5〜3.5当量であり、スクリュー式攪拌翼を備えた反応器、又は、ロータリーキルン式反応器でフッ素化を行うことを特徴とする構造式(2)で示されるフッ素化アルカンの製造方法。
Figure 2013006786
(ただし、Rは炭素数3〜6の直鎖又は分岐状のアルキル基、Rは、炭素数1〜7のアルキル基又は置換基としてメチル基を有してもよい芳香族基を表す。)
Figure 2013006786
(ただし、Rは炭素数3〜6の直鎖又は分岐状のアルキル基を表す。)
When the alkylsulfonic acid ester represented by the following structural formula (1) is fluorinated with an alkali metal fluoride in a solvent, the alkali metal fluoride is 1.5 to 3.5 equivalents relative to the alkylsulfonic acid ester. A method for producing a fluorinated alkane represented by the structural formula (2), wherein fluorination is carried out in a reactor equipped with a screw type stirring blade or a rotary kiln reactor.
Figure 2013006786
(However, R 1 represents a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or an aromatic group that may have a methyl group as a substituent. .)
Figure 2013006786
(However, R 1 represents a linear or branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms.)
アルカリ金属フッ化物がフッ化カリウム又はフッ化セシウムであることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。 2. The method according to claim 1, wherein the alkali metal fluoride is potassium fluoride or cesium fluoride. 原料であるアルキルスルホン酸エステル1重量部に対し、溶媒の使用量が3〜7重量部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the solvent is used in an amount of 3 to 7 parts by weight with respect to 1 part by weight of the alkyl sulfonate ester as a raw material. 前記構造式(1)で示されるアルキルスルホン酸エステル及び前記構造式(2)で示されるフッ素化アルカンの、Rが炭素数4又は5であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。 4. The alkyl sulfonate ester represented by the structural formula (1) and the fluorinated alkane represented by the structural formula (2), wherein R 1 has 4 or 5 carbon atoms. The manufacturing method of crab.
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