JP2023046125A - Method for producing α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester - Google Patents

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Abstract

To provide a method for producing an α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester by a simple operation in good yield and indusitrially favorably.SOLUTION: Provided is a method for producing an α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester represented by the following formula (1) (in the formula (1), X and Y each independently represent a halogen atom; and Rf represents a C3-6 fluoroalkyl group), comprising a step of reacting an ester represented by the following formula (2) and a fluoroalcohol represented by RfOH in the presence of an acid catalyst and a fluorine-containing solvent.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionic acid.

α-ハロゲノアクリル酸フルオロアルキルエステルは、重合体の原料モノマー等として有用な化合物である。
例えば、α-ハロゲノアクリル酸フルオロアルキルエステルの1つであるα-クロロアクリル酸フルオロアルキルエステルは、半導体製造等の分野において主鎖切断型のポジ型レジストとして使用される共重合体の原料モノマーとして使用されている(例えば、特許文献1参照)。
The α-halogenoacrylic acid fluoroalkyl ester is a useful compound as a raw material monomer for a polymer.
For example, α-chloroacrylic acid fluoroalkyl ester, which is one of the α-halogenoacrylic acid fluoroalkyl esters, is used as a raw material monomer for copolymers used as main chain scission type positive resists in fields such as semiconductor manufacturing. used (see, for example, Patent Document 1).

このようなα-ハロゲノアクリル酸フルオロアルキルエステルは、例えば、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを、有機アミン又は無機アルカリと接触させて脱ハロゲン化をすることによって製造できる(例えば、特許文献2及び特許文献3参照)。そのため、α,β-ジハロゲノロプロピオン酸フルオロアルキルエステルは、α-ハロゲノアクリル酸フルオロアルキルエステルの製造において重要な前駆体化合物である。 Such an α-halogenoacrylic acid fluoroalkyl ester can be produced, for example, by contacting an α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester with an organic amine or an inorganic alkali to dehalogenate it (see, for example, patent See Document 2 and Patent Document 3). Therefore, α,β-dihalogenolopropionic acid fluoroalkyl esters are important precursor compounds in the production of α-halogenoacrylic acid fluoroalkyl esters.

ここで、特許文献2には、2,2,2,3,3-ペンタフルオロプロパノールとアクリル酸とからアクリル酸-2,2,2,3,3-ペンタフルオロプロピルを合成し、塩素ガスを用いてこのアクリル酸-2,2,2,3,3-ペンタフルオロプロピルを塩素化して、α,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,2,3,3-ペンタフルオロプロピルを製造する方法が開示されている。
また、特許文献3には、塩素ガスを用いて2-(パーフルオロブチル)エチルアクリレートを塩素化して、α,β-ジクロロプロピオン酸-(1H,1H,2H,2H-ノナフルオロへキシル)を製造する方法も開示されている。
更に、特許文献4には、2,2,3,3-テトラフルオロプロパノールと、α,β-ジクロロプロピオン酸とを濃硫酸存在下で脱水縮合させることにより、α,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3-テトラフルオロプロピルを製造する方法が開示されている。
Here, in Patent Document 2, 2,2,2,3,3-pentafluoropropyl acrylate is synthesized from 2,2,2,3,3-pentafluoropropanol and acrylic acid, and chlorine gas is synthesized. Chlorination of this 2,2,2,3,3-pentafluoropropyl acrylate using disclosed.
Further, in Patent Document 3, 2-(perfluorobutyl)ethyl acrylate is chlorinated using chlorine gas to produce α,β-dichloropropionic acid-(1H,1H,2H,2H-nonafluorohexyl). A method is also disclosed.
Furthermore, in Patent Document 4, α,β-dichloropropionic acid-2 is obtained by dehydration condensation of 2,2,3,3-tetrafluoropropanol and α,β-dichloropropionic acid in the presence of concentrated sulfuric acid. , 2,3,3-tetrafluoropropyl are disclosed.

特開2021-067811号公報JP 2021-067811 A 特開昭57-118535号公報JP-A-57-118535 国際公開第2006/54549号WO2006/54549 特開昭63-201145号公報JP-A-63-201145

しかしながら、特許文献2及び特許文献3の方法では、原料であるアクリル酸フルオロアルキルエステルの二重結合部分の電子密度が、強い電子吸引性を有するフルオロアルキル基によって低下しており、その結果、通常のアクリル酸アルキルエステルと比較して求電子的な塩素化反応が進行し難く、反応が完結するまでに多大な時間を要し、工業的に不利であるという問題がある。 However, in the methods of Patent Documents 2 and 3, the electron density of the double bond portion of the raw material fluoroalkyl acrylate is reduced by the fluoroalkyl group having a strong electron-withdrawing property. The electrophilic chlorination reaction is more difficult to proceed than the acrylic acid alkyl ester of (1), and it takes a long time to complete the reaction, which is industrially disadvantageous.

また、特許文献4の方法では、原料であるα,β-ジクロロプロピオン酸が強い吸湿性を有し、水分を吸ってベト付き等が生じるため、操作の観点からは扱い難いという問題がある。加えて、この強い吸湿性により、エステル化反応自体が進行しない恐れがあるという問題もある。 Further, in the method of Patent Document 4, α,β-dichloropropionic acid as a raw material has a strong hygroscopic property, and stickiness occurs due to absorption of water, so there is a problem that it is difficult to handle from the viewpoint of operation. In addition, there is also a problem that the esterification reaction itself may not proceed due to this strong hygroscopicity.

本発明はかかる実情の下でなされたものであり、本発明の目的は、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを、簡便な操作で収率良く、且つ、工業的に有利に製造する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to produce a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate by a simple operation with good yield and industrial advantage. The purpose is to provide a method.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。そして、本発明者は、所定のα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルと、所定のフルオロアルコールとを、酸触媒及び含フッ素溶媒の存在下で反応させる工程を含む方法であれば、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを、簡便な操作で収率良く、且つ、工業的に有利に製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventor of the present invention has made intensive studies in order to achieve the above object. Further, the present inventors have found that any method comprising the step of reacting a given α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester with a given fluoroalcohol in the presence of an acid catalyst and a fluorine-containing solvent, The present inventors have found that β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be produced in a simple operation with high yield and industrial advantage, and have completed the present invention.

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明は、下記式(1):

Figure 2023046125000001
[式(1)中、X及びYは、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子からなる群から選択されるハロゲン原子を表し、Rfは、炭素数3以上6以下のフルオロアルキル基を表す。]で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法であって、下記式(2):
Figure 2023046125000002
[式(2)中、X及びYは、式(1)中のX及びYと同じであり、Rは、メチル基又はエチル基を表す。]で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルと、下記式(3):
RfOH (3)
[式(3)中、Rfは、式(1)のRfと同じである。]で表されるフルオロアルコールと、を酸触媒及び含フッ素溶媒の存在下で反応させる工程を含む、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法である。このようなα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法であれば、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを、簡便な操作で収率良く、且つ、工業的に有利に製造できる。 That is, an object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems, and the present invention provides the following formula (1):
Figure 2023046125000001
[In the formula (1), X and Y each independently represent a halogen atom selected from the group consisting of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom; represents a fluoroalkyl group. ] A method for producing an α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester represented by the following formula (2):
Figure 2023046125000002
[In Formula (2), X and Y are the same as X and Y in Formula (1), and R represents a methyl group or an ethyl group. ] and an α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester represented by the following formula (3):
RfOH (3)
[In Formula (3), Rf is the same as Rf in Formula (1). ] with a fluoroalcohol represented by ] in the presence of an acid catalyst and a fluorine-containing solvent. According to such a method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate, a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate can be produced by a simple operation in a high yield and industrially advantageously. can.

本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法において、前記酸触媒は、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸及び希土類金属トリフラートからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
酸触媒が、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸及び希土類金属トリフラートからなる群から選択される少なくとも1種であれば、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルをより収率良く製造できる。
In the method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate of the present invention, the acid catalyst is preferably at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, trifluoromethanesulfonic acid and rare earth metal triflates.
If the acid catalyst is at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, trifluoromethanesulfonic acid and rare earth metal triflates, the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be produced with higher yield.

本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法は、前記反応を還流下で行い、前記還流中は、還流液をゼオライトに接触させて下記式(4):
ROH (4)
[式(4)中、Rは、式(2)のRと同じである。]で表されるアルキルアルコールを除去することが好ましい。このようなα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法であれば、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを、より簡便な操作でより収率良く、且つ、工業的により有利に製造できる。
In the method for producing an α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester of the present invention, the reaction is performed under reflux, and during the reflux, the reflux liquid is brought into contact with zeolite to obtain the following formula (4):
ROH (4)
[In Formula (4), R is the same as R in Formula (2). ] is preferably removed. With such a method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate, the fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate can be produced in a simpler operation with a higher yield and is industrially more advantageous. can be manufactured to

本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法において、前記ゼオライトは、4A型合成ゼオライト及び5A型合成ゼオライトからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
ゼオライトが、4A型合成ゼオライト及び5A型合成ゼオライトからなる群から選択される少なくとも1種であれば、これらの化合物は入手が容易であるため、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを工業的に更に有利に製造できる。また、ゼオライトが、4A型合成ゼオライト及び5A型合成ゼオライトからなる群から選択される少なくとも1種であれば、式(4)で表されるアルキルアルコールを効果的に吸着し、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを更に収率良く製造できる。
In the method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate of the present invention, the zeolite is preferably at least one selected from the group consisting of type 4A synthetic zeolite and type 5A synthetic zeolite.
If the zeolite is at least one selected from the group consisting of type 4A synthetic zeolite and type 5A synthetic zeolite, these compounds are readily available, and thus α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl esters are industrially produced. can be produced in a more advantageous manner. Further, if the zeolite is at least one selected from the group consisting of 4A type synthetic zeolite and 5A type synthetic zeolite, it effectively adsorbs the alkyl alcohol represented by the formula (4), A halogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be produced with a higher yield.

本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法において、前記式(2)で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルは、α,β-ジクロロプロピオン酸メチル及びα,β-ジブロモプロピオン酸メチルからなる群から選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。
式(2)で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルが、α,β-ジクロロプロピオン酸メチル及びα,β-ジブロモプロピオン酸メチルからなる群から選択される少なくとも1種の化合物であれば、これらの化合物は合成が比較的容易であるため、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを工業的により有利に製造できる。
In the method for producing an α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester of the present invention, the α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester represented by the above formula (2) comprises methyl α,β-dichloropropionate and α , β-methyl dibromopropionate.
The α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester represented by formula (2) is at least one compound selected from the group consisting of methyl α,β-dichloropropionate and methyl α,β-dibromopropionate. If there is, these compounds are relatively easy to synthesize, and α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl esters can be produced industrially more advantageously.

本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法において、前記式(1)で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルは、α,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル、α,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチル又はα,β-ジブロモプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルからなる群から選択されることが好ましい。
式(1)で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルが、α,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル、α,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチル又はα,β-ジブロモプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルからなる群から選択されれば、重合体の製造に利用されるモノマーを得るための原料としてより有利に用いることができる。
In the method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionic acid of the present invention, the fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionic acid represented by the formula (1) is α,β-dichloropropionic acid-2 , 2,3,3,3-pentafluoropropyl, α,β-dichloropropionate-2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl or α,β-dibromopropionate-2,2 , 3,3,3-pentafluoropropyl.
The α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester represented by formula (1) is α,β-dichloropropionic acid-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl, α,β-dichloropropionic acid. -2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl or -2,2,3,3,3-pentafluoropropyl α,β-dibromopropionate; It can be used more advantageously as a raw material for obtaining a monomer that is used in the manufacture of coalescence.

本発明によれば、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを、簡便な操作で収率良く、且つ、工業的に有利に製造する方法を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate by a simple operation, in a high yield, and with an industrial advantage.

還流器の一例を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an example of a reflux vessel.

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
ここで、本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法を用いて製造されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルは、例えば、重合体の製造に利用されるモノマーを得るための原料として有利に用いることができる。具体的には、主鎖切断型のポジ型レジストとして好適に使用し得る、電子線等の電離放射線や紫外線等の短波長の光の照射により主鎖が切断されて低分子量化する重合体の製造の利用されるα-ハロゲノアクリル酸フルオロアルキルエステルを得るための原料等として有利に用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
Here, the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester produced by the method for producing the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester of the present invention is, for example, a monomer used for polymer production. can be advantageously used as a raw material for obtaining Specifically, a polymer whose main chain is cut and reduced in molecular weight by irradiation with ionizing radiation such as an electron beam or light with a short wavelength such as ultraviolet rays, which can be suitably used as a main chain scission type positive resist. It can be advantageously used as a raw material or the like for obtaining the α-halogenoacrylic acid fluoroalkyl ester used in production.

(α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法)
本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法は、後述する式(2)で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルと、後述する式(3)で表されるフルオロアルコールと、を酸触媒及び含フッ素溶媒の存在下で反応させる工程を含む。
(Method for producing α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester)
The method for producing the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester of the present invention comprises an α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester represented by the formula (2) described later and an α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester represented by the formula (3) described later. with a fluoroalcohol in the presence of an acid catalyst and a fluorine-containing solvent.

<α,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステル>
本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法で使用するα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルは、下記式(2)で表される化合物である。

Figure 2023046125000003
<α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester>
The α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester used in the method for producing the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester of the present invention is a compound represented by the following formula (2).
Figure 2023046125000003

なお、式(2)中、X及びYは、以下で説明する式(1)中のX及びYと同じである。即ち、式(2)中、X及びYは、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子からなる群から選択されるハロゲン原子を表す。また、式(2)中、Rは、メチル基又はエチル基を表す。式(2)で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルは、比較的安定な化合物であり、取り扱いが容易であるため、これを原料として用いることにより、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを、簡便な操作で、且つ、工業的に有利に製造できる。
式(2)で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルとしては、例えば、α,β-ジクロロプロピオン酸メチル、α,β-ジブロモプロピオン酸メチル、α,β-ジフルオロプロピオン酸メチル、α-フルオロ-β-クロロプロピオン酸メチル、α-ブロモ-β-クロロプロピオン酸メチル、α-クロロ-β-ヨードプロピオン酸メチル等のα,β-ジハロゲノプロピオン酸メチル;α,β-ジクロロプロピオン酸エチル、α,β-ジブロモプロピオン酸エチル、α,β-ジフルオロプロピオン酸エチル、α-フルオロ-β-クロロプロピオン酸エチル、α-ブロモ-β-クロロプロピオン酸エチル、α-クロロ-β-ヨードプロピオン酸エチル等のα,β-ジハロゲノプロピオン酸エチルが挙げられる。これらの中でも、合成が比較的容易であり、その結果、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを工業的により有利に製造できることから、α,β-ジクロロプロピオン酸メチル、α,β-ジブロモロプロピオン酸メチル、α,β-ジクロロプロピオン酸エチル及びα,β-ジブロモプロピオン酸エチルからなる群から選択される少なくとも1種の化合物を使用することが好ましく、α,β-ジクロロプロピオン酸メチル及びα,β-ジクロロプロピオン酸メチルからなる群から選択される少なくとも1種の化合物を使用することがより好ましい。
X and Y in formula (2) are the same as X and Y in formula (1) described below. That is, in formula (2), X and Y each independently represent a halogen atom selected from the group consisting of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Moreover, in Formula (2), R represents a methyl group or an ethyl group. The α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester represented by formula (2) is a relatively stable compound and is easy to handle. Fluoroalkyl esters of acids can be produced in a simple and industrially advantageous manner.
Examples of α,β-dihalogenopropionic acid alkyl esters represented by formula (2) include methyl α,β-dichloropropionate, methyl α,β-dibromopropionate, methyl α,β-difluoropropionate, Methyl α,β-dihalogenopropionate such as methyl α-fluoro-β-chloropropionate, methyl α-bromo-β-chloropropionate, methyl α-chloro-β-iodopropionate; α,β-dichloropropionate ethyl acetate, α,β-ethyl dibromopropionate, ethyl α,β-difluoropropionate, ethyl α-fluoro-β-chloropropionate, ethyl α-bromo-β-chloropropionate, α-chloro-β-iodine Examples include ethyl α,β-dihalogenopropionate such as ethyl propionate. Among these, methyl α,β-dichloropropionate and α,β-dibromo are relatively easy to synthesize, and as a result, the fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate can be produced industrially more advantageously. It is preferable to use at least one compound selected from the group consisting of methyl dipropionate, ethyl α,β-dichloropropionate and ethyl α,β-dibromopropionate, methyl α,β-dichloropropionate and More preferably, at least one compound selected from the group consisting of methyl α,β-dichloropropionate is used.

α,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルは、従来公知の方法に従って合成できる。例えば、Macromolecuels,Vol.19,1035(1986)及び特開平1-172356号公報には、アクリル酸メチルと塩素ガスからα,β-ジクロロプロピオン酸メチルを合成した例が開示されている。また、Polymer Chemistry,Vol.9,2082(2018)には、アクリル酸メチルと臭化銅(I)から、α,β-ジブロモプロピオン酸メチルを合成した例が開示されている。
更に、他の合成例として、特開2014-214147号公報には、アミノ酸の1種であるセリンを原料にし、ピリジン-フッ化水素塩と亜硝酸ナトリウムから、α-フルオロ-β-ヒドロキシプロピオン酸を得て、更にこれと塩化チオニルを反応させて得られる溶液をメタノールと混合することにより、α-フルオロ-β-クロロプロピオン酸メチルが得られることが開示されている。また、同様な方法により、特開2012-530756号公報には、α-フルオロ-β-ヒドロキシプロピオン酸エチルからα-フルオロ-β-クロロプロピオン酸エチルを合成できることが開示されている。
An α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester can be synthesized according to a conventionally known method. See, for example, Macromolecules, Vol. 19, 1035 (1986) and JP-A-1-172356 disclose an example of synthesizing α,β-methyl dichloropropionate from methyl acrylate and chlorine gas. Also, Polymer Chemistry, Vol. 9, 2082 (2018) discloses an example of synthesizing methyl α,β-dibromopropionate from methyl acrylate and copper (I) bromide.
Furthermore, as another synthesis example, in JP-A-2014-214147, α-fluoro-β-hydroxypropionic acid is prepared from pyridine-hydrogen fluoride and sodium nitrite, using serine, which is one of amino acids, as a raw material. It is disclosed that methyl α-fluoro-β-chloropropionate can be obtained by obtaining and further reacting this with thionyl chloride and mixing the resulting solution with methanol. Further, JP-A-2012-530756 discloses that ethyl α-fluoro-β-chloropropionate can be synthesized from ethyl α-fluoro-β-hydroxypropionate by a similar method.

<フルオロアルコール>
本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法で使用するフルオロアルコールは、以下の式(3)で表される化合物である。
RfOH (3)
<Fluoroalcohol>
The fluoroalcohol used in the method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate of the present invention is a compound represented by the following formula (3).
RfOH (3)

なお、式(3)中、Rfは、以下で説明する式(1)のRfと同じである。即ち、式(3)中、Rfは、炭素数3以上6以下のフルオロアルキル基を表す。Rfは、入手が容易であることから、炭素数3以上5以下のフルオロアルキル基であることが好ましい。
式(3)で表されるフルオロアルコールとしては、反応条件等の観点から、沸点が80℃以上のものを好適に使用できる。このようなフルオロアルコールとしては、具体的には、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロパノール(沸点:80℃)、2,2,3,3-テトラフルオロプロパノール(沸点:109℃)、3,3,3-トリフルオロプロパノール(沸点:100℃)等の炭素数3のフルオロアルコール;2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブタノール(沸点:96℃)、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブタノール(沸点:114℃)、3,3,4,4,4-ペンタフルオロブタノール(沸点:110℃)、3,3,4,4,4-ペンタフルオロブタン-2-オール(沸点:83℃)等の炭素数4のフルオロアルコール、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンタノール(沸点:140℃)、4,4,5,5,5-ペンタフルオロペンタノール(沸点:135℃)、1,1,1,2,2-ペンタフルオロペンタン-3-オール(沸点:97℃)等の炭素数5のフルオロアルコール;2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-ウンデカフルロヘキサノール(沸点:130℃)等の炭素数6のフルオロアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、入手が容易であることから、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロパノール、2,2,3,3-テトラフルオロプロパノール、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブタノール、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンタノールが好ましく、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロパノール、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブタノールがより好ましい。
In addition, in Formula (3), Rf is the same as Rf of Formula (1) demonstrated below. That is, in formula (3), Rf represents a fluoroalkyl group having 3 or more and 6 or less carbon atoms. Rf is preferably a fluoroalkyl group having 3 or more and 5 or less carbon atoms because it is easily available.
As the fluoroalcohol represented by formula (3), one having a boiling point of 80° C. or higher can be suitably used from the viewpoint of reaction conditions and the like. Specific examples of such fluoroalcohols include 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol (boiling point: 80°C) and 2,2,3,3-tetrafluoropropanol (boiling point: 109°C). , 3,3,3-trifluoropropanol (boiling point: 100° C.) and other fluoroalcohols having 3 carbon atoms; 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutanol (boiling point: 96° C.); , 2,3,4,4,4-hexafluorobutanol (boiling point: 114°C), 3,3,4,4,4-pentafluorobutanol (boiling point: 110°C), 3,3,4,4,4 - fluoroalcohols having 4 carbon atoms such as pentafluorobutan-2-ol (boiling point: 83°C), 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentanol (boiling point: 140°C), 4,4,5,5,5-pentafluoropentanol (boiling point: 135°C), 1,1,1,2,2-pentafluoropentan-3-ol (boiling point: 97°C), etc. fluoroalcohols; fluoroalcohols having 6 carbon atoms such as 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-undecafluorohexanol (boiling point: 130° C.); . Among these, 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol, 2,2,3,3-tetrafluoropropanol, 2,2,3,3,4,4, 4-heptafluorobutanol, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentanol are preferred, 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol, 2,2,3,3 ,4,4,4-heptafluorobutanol is more preferred.

式(3)で表されるフルオロアルコールの使用量は、α,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステル1mol当たり、通常1mol以上、好ましくは1.5mol以上、通常5mol以下、好ましくは3mol以下である。
式(3)で表されるフルオロアルコールの使用量が上記下限以上であれば、エステル交換反応が進行し易くなり、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルをより収率良く製造できる。一方、式(3)で表されるフルオロアルコールの使用量が上記上限以下であれば、経済的に有利となり、且つ、反応終了後の精製操作を簡潔にすることができる。
The amount of the fluoroalcohol represented by formula (3) to be used is usually 1 mol or more, preferably 1.5 mol or more, usually 5 mol or less, preferably 3 mol or less per 1 mol of α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester.
When the amount of the fluoroalcohol represented by the formula (3) used is at least the above lower limit, the transesterification reaction proceeds easily, and the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be produced at a higher yield. On the other hand, if the amount of the fluoroalcohol represented by formula (3) used is equal to or less than the above upper limit, it is economically advantageous, and the purification operation after completion of the reaction can be simplified.

<含フッ素溶媒>
本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法では、含フッ素溶媒を使用する。本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法は含フッ素溶媒を使用することにより、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを、簡潔な操作で収率良く、且つ、工業的に有利に製造できる。具体的には、反応においてポリマーが大量に生成し、目的物であるα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルが回収できなくなること、及び収率が低下することを抑制できる。その理由は以下の通りであると推察される。
<Fluorine-containing solvent>
In the method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate of the present invention, a fluorine-containing solvent is used. The method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate of the present invention uses a fluorine-containing solvent to produce a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate in a simple operation with a high yield, and It can be produced industrially advantageously. Specifically, it is possible to prevent the production of a large amount of polymer in the reaction, which makes it impossible to recover the target α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester, and the decrease in yield. The reason is presumed to be as follows.

まず、原料であるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステル、及び目的生成物であるα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルは、加熱等により、β位のハロゲン原子が容易に脱離する。本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法で用いられる含フッ素溶媒は、式(2)で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステル及び式(3)で表されるフルオロアルコールを良好に溶解するため、反応時において加温したときに、局所的に高温になる部分の発生を抑制できる。その結果、α,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステル及び/又はα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルが脱ハロゲン化を起こすこと、及びこれらが重合することを抑制できる。
以上の理由より、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを、簡潔な操作で収率良く、且つ、工業的に有利に製造できると考えられる。
First, the raw material α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester and the target product α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester easily eliminate the halogen atom at the β-position by heating or the like. . The fluorine-containing solvent used in the method for producing the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester of the present invention includes the α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester represented by formula (2) and the α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester represented by formula (3). Since the fluoroalcohol to be used is dissolved satisfactorily, it is possible to suppress the occurrence of locally high temperature portions when heated during the reaction. As a result, dehalogenation and polymerization of α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester and/or α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be suppressed.
For the above reasons, it is believed that the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be produced in a simple operation with good yield and with industrial advantages.

含フッ素溶媒としては、原料である、α,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステル及びフルオロアルコールを良好に溶解できるものであれば特に限定されない。含フッ素溶媒は、原料であるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルの溶解量が、20℃における含フッ素溶媒100g当たり、10g以上の溶媒であることが好ましく、20g以上の溶媒であることがより好ましい。また、含フッ素溶媒は、フルオロアルコールの溶解量が、20℃における含フッ素溶媒100g当たり、20g以上の溶媒であることが好ましく、45g以上の溶媒であることがより好ましい。このような含フッ素溶媒であれば、反応時において加温したときに、局所的に高温になる部分が発生することを効果的に抑制できる。 The fluorine-containing solvent is not particularly limited as long as it can satisfactorily dissolve the raw materials, α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester and fluoroalcohol. The fluorine-containing solvent preferably dissolves 10 g or more, more preferably 20 g or more, of α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester as a raw material per 100 g of the fluorine-containing solvent at 20°C. more preferred. The fluorine-containing solvent preferably dissolves 20 g or more, more preferably 45 g or more, of fluoroalcohol per 100 g of the fluorine-containing solvent at 20°C. With such a fluorine-containing solvent, it is possible to effectively suppress the occurrence of localized high-temperature portions when heated during the reaction.

本発明のエステル交換反応を還流下で行う場合には、含フッ素溶媒は、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルをより収率良く製造できることから、後述する式(4)で表されるアルキルアルコールと共沸混合物を形成する溶媒、或いは、アルキルアルコールを反応系外へ導きやすい溶媒(例えば、アルキルアルコールよりも沸点が高い溶媒等)であることが好ましい。このような含フッ素溶媒としては、例えば、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン(沸点:82℃)、ノナフルオロブチルエチルエーテル(沸点:76℃)、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-デカフルオロ-2-トリフルオロメチル-3-メトキシペンタン(沸点:98℃)、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン(沸点:114℃)等が挙げられる。これらの中でも、後述する式(4)で表されるアルキルアルコールと共沸混合物を形成する、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン(沸点82℃)、ノナフルオロブチルエチルエーテル(沸点76℃)が好ましい。 When the transesterification reaction of the present invention is carried out under reflux, the fluorine-containing solvent can produce α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester in a higher yield, and is represented by the formula (4) described later. A solvent that forms an azeotropic mixture with the alkyl alcohol or a solvent that easily guides the alkyl alcohol out of the reaction system (for example, a solvent having a boiling point higher than that of the alkyl alcohol) is preferable. Examples of such fluorine-containing solvents include 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane (boiling point: 82°C), nonafluorobutyl ethyl ether (boiling point: 76°C), 1, 1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoro-2-trifluoromethyl-3-methoxypentane (boiling point: 98° C.), 1,1,1,2,2,3, 3,4,4,5,5,6,6-tridecafluorooctane (boiling point: 114° C.) and the like. Among these, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane (boiling point 82° C.) and nonafluoro, which form an azeotrope with the alkyl alcohol represented by formula (4) described later Butyl ethyl ether (boiling point 76° C.) is preferred.

含フッ素溶媒の使用量は、α,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステル及びフルオロアルコールの合計質量に対して、通常0.5倍以上、好ましくは1倍以上、通常3倍以下、好ましくは2倍以下の量である。
含フッ素溶媒の使用量が上記下限以上であれば、局所的に高温になる部分が発生することを抑制し、α,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステル及びα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの脱ハロゲン化を抑制できる。一方、含フッ素溶媒の使用量が上記上限以下であれば、原料の濃度が高くなり、エステル交換反応の反応速度を速めることができる。
The amount of fluorine-containing solvent used is usually 0.5 times or more, preferably 1 time or more, usually 3 times or less, preferably 2 times the total mass of α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester and fluoroalcohol. are the following quantities:
If the amount of the fluorine-containing solvent used is at least the above lower limit, it suppresses the occurrence of localized high temperature parts, and α,β-dihalogenopropionate alkyl ester and α,β-dihalogenopropionate fluoroalkyl ester Ester dehalogenation can be suppressed. On the other hand, if the amount of the fluorine-containing solvent used is equal to or less than the above upper limit, the concentration of the starting material will be high, and the reaction rate of the transesterification reaction can be increased.

<酸触媒>
本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法では、酸触媒を使用する。酸触媒としては、例えば、硫酸、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等のプロトン酸;トリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸イッテルビウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸ネオジウ(III)等の希土類金属トリフラート、トリフルオロメタンスルホン酸ハフニウム(IV)等のルイス酸;等が挙げられる。これらの中でも、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルをより収率良く製造できることから、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸及び希土類金属トリフラートからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。希土類金属トリフラートの中では、トリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム(III)、トリフルオロメタンスルホン酸イッテルビウム(III)が好ましく、トリフルオロメタンスルホン酸スカンジウム(III)がより好ましい。
<Acid catalyst>
An acid catalyst is used in the method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate of the present invention. Examples of acid catalysts include protonic acids such as sulfuric acid, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and trifluoromethanesulfonic acid; scandium trifluoromethanesulfonate (III), ytterbium trifluoromethanesulfonate (III), trifluoromethanesulfonic acid Rare earth metal triflates such as neodymium (III), Lewis acids such as hafnium trifluoromethanesulfonate (IV); and the like. Among these, at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, trifluoromethanesulfonic acid, and rare earth metal triflates is preferable, since the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be produced with higher yield. Among the rare earth metal triflates, scandium trifluoromethanesulfonate (III) and ytterbium trifluoromethanesulfonate (III) are preferred, and scandium trifluoromethanesulfonate (III) is more preferred.

酸触媒の使用量は、酸触媒の活性度により適宜調整可能であるが、原料であるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステル1mol当たり、通常0.00001mol以上、好ましくは0.0001mol以上、通常0.5mol以下、好ましくは0.3mol以下である。
酸触媒の使用量が上記下限以上であれば、エステル交換反応が円滑に進行し、目的生成物であるα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルをより収率良く製造できる。一方、酸触媒の使用量が上記上限以下であれば、後処理時の分離操作が容易になり、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルをより簡潔な操作で製造できる。また、酸触媒の使用量が上記上限以下であれば、原料のα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステル及び目的生成物のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルが脱ハロゲン化を抑制し、この結果、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルをより収率良く製造できる。
The amount of the acid catalyst used can be appropriately adjusted depending on the activity of the acid catalyst. It is 0.5 mol or less, preferably 0.3 mol or less.
When the amount of the acid catalyst used is at least the above lower limit, the transesterification reaction proceeds smoothly, and the target product, α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester, can be produced in a higher yield. On the other hand, when the amount of the acid catalyst used is not more than the above upper limit, separation operation during post-treatment becomes easy, and α,β-dihalogenopropionate fluoroalkyl ester can be produced by simpler operation. When the amount of the acid catalyst used is equal to or less than the above upper limit, the starting α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester and the target product α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester suppress dehalogenation. As a result, α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be produced in a higher yield.

<反応条件>
エステル交換反応を行う際の加熱温度は、エステル交換反応が起こる温度であれば、特に限定されないが、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、通常150℃以下、好ましくは140℃以下である。
加熱温度が上記下限以上であれば、エステル交換反応を効果的に進行させることができる。一方、加熱温度が上記上限以下であれば、反応速度が過剰に速まることを抑制できる。また、本発明のエステル交換反応を還流下で行う場合、加熱温度が上記上限以下であれば、還流状態が激しくなり過ぎることを抑制できる。
<Reaction conditions>
The heating temperature for the transesterification reaction is not particularly limited as long as it is a temperature at which the transesterification reaction occurs.
If the heating temperature is at least the above lower limit, the transesterification reaction can be effectively advanced. On the other hand, if the heating temperature is equal to or lower than the above upper limit, excessive acceleration of the reaction rate can be suppressed. Further, when the transesterification reaction of the present invention is carried out under reflux, if the heating temperature is equal to or lower than the above upper limit, it is possible to prevent the reflux state from becoming too vigorous.

エステル交換反応の反応時間は、加熱温度等により適宜決定できるが、通常10時間以上、好ましくは20時間以上、通常5日以下、好ましくは3日以下である。
反応時間が上記下限以上であれば、原料が残存することを抑制できる。一方、反応時間が上記上限以下であれば、α,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステル及び/又はα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルが脱ハロゲン化を起こすこと、及びこれらが重合することを抑制できる。
The reaction time of the transesterification reaction can be appropriately determined depending on the heating temperature and the like, and is usually 10 hours or more, preferably 20 hours or more, and usually 5 days or less, preferably 3 days or less.
When the reaction time is at least the above lower limit, it is possible to suppress the raw material from remaining. On the other hand, if the reaction time is equal to or less than the above upper limit, the α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester and/or the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester are dehalogenated and polymerized. can be suppressed.

エステル交換反応は、還流下で行うことが好ましい。エステル交換反応が還流下で行われれば、反応温度が良好な温度に保たれるため、エステル交換反応が効果的に進行し、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを、より簡便な操作でより収率良く、且つ、工業的により有利に製造できる。
一実施形態において、還流は、反応器と、反応器上部に位置するコンデンサー(冷却管)とを備える還流器を用いて行うことができる。反応器とコンデンサーとは、連結管により接続されてもよい。連結管は、特に限定されず、1つのみの経路を有するものでも、2つ以上の経路を有するものでもよい。
The transesterification reaction is preferably carried out under reflux. If the transesterification reaction is carried out under reflux, the reaction temperature is maintained at a favorable temperature, so that the transesterification reaction proceeds effectively, and the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be processed more easily. can be produced in a higher yield and industrially more advantageously.
In one embodiment, the reflux can be performed using a reflux vessel comprising a reactor and a condenser (cooling tube) located at the top of the reactor. The reactor and condenser may be connected by a connecting pipe. The connecting pipe is not particularly limited, and may have only one route or two or more routes.

エステル交換反応が還流下で行われる場合、還流中は、還流液から以下の式(4)で表されるアルキルアルコールを除去することが好ましい。
ROH (4)
When the transesterification reaction is performed under reflux, it is preferable to remove the alkyl alcohol represented by the following formula (4) from the reflux liquid during the reflux.
ROH (4)

なお、式(4)中、Rは、式(2)のRと同じである。即ち、式(4)中、Rは、メチル基又はエチル基を表す。還流液から式(4)で表されるアルキルアルコールが除去されれば、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを更に収率良く製造できる。その理由は以下の通りであると推察される。 In formula (4), R is the same as R in formula (2). That is, in formula (4), R represents a methyl group or an ethyl group. If the alkyl alcohol represented by the formula (4) is removed from the reflux liquid, the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be produced in a higher yield. The reason is presumed to be as follows.

酸触媒を使用した本発明のエステル交換反応では、反応が進行すると、目的生成物のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルと、副生成物の式(4)で表されるアルキルアルコールとが生成する。ここで、エステル交換反応は、平衡反応であるため、アルキルアルコールの生成量が増加するにつれて、反応速度は低下する。還流液からアルキルアルコールを除去すると、平衡状態が崩れ、目的生成物のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルが生成する方向に反応が進行し易くなる。
以上の理由により、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを更に収率良く製造できると考えられる。
In the transesterification reaction of the present invention using an acid catalyst, as the reaction proceeds, the target product α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester and the by-product alkyl alcohol represented by the formula (4) are produced. is generated. Here, since the transesterification reaction is an equilibrium reaction, the reaction rate decreases as the amount of alkyl alcohol produced increases. When the alkyl alcohol is removed from the reflux liquid, the equilibrium state is disturbed, and the reaction tends to proceed toward the production of the target product, α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester.
For the above reasons, it is believed that α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl esters can be produced with higher yields.

式(4)で表されるアルキルアルコールの除去方法は、特に限定されないが、例えば、ゼオライト等の吸着材にアルキルアルコールを吸着させる(細孔内に取り込まれる)方法、冷媒の温度が異なる2つ以上のコンデンサーを直列に用いて各成分の沸点差を利用して除去する方法等が挙げられる。
アルキルアルコールの除去方法では、還流操作が容易となり、且つ、吸着物質の選択的に優れることから、ゼオライトを用いることが好ましい。即ち、本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法では、還流液をゼオライトに接触させてアルキルアルコールを除去することが特に好ましい。
The method for removing the alkyl alcohol represented by the formula (4) is not particularly limited, but for example, a method of adsorbing the alkyl alcohol to an adsorbent such as zeolite (incorporation into pores), a method of using two refrigerants with different temperatures. A method of using the above capacitors in series and removing the components by utilizing the difference in boiling point of each component can be used.
In the method for removing alkyl alcohol, it is preferable to use zeolite because it facilitates the reflux operation and is excellent in selectivity of adsorbed substances. That is, in the method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate of the present invention, it is particularly preferable to bring the reflux liquid into contact with zeolite to remove the alkyl alcohol.

ゼオライトは、結晶性アルミノケイ酸塩の総称であり、天然物又は合成物がある。本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製法方法において使用され得るゼオライトは、式(4)で表されるアルキルアルコールを吸着できるものであれば特に限定されないが、例えば、4A型、5A型、13X型等のゼオライトが挙げられる。ゼオライトは、入手が容易であり、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを工業的に更に有利に製造できること、及び、アルキルアルコールを効果的に吸着し、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを更に収率良く製造できることから、4A型合成ゼオライト及び5A型合成ゼオライトからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。4A型合成ゼオライト及び5A型合成ゼオライトとしては、具体的には、モレキュラーシーブス4A及びモレキュラーシーブス5A等がある。
なお、ゼオライトは、使用前に、焼成する等の活性化処理が施されていてもよい。
Zeolite is a general term for crystalline aluminosilicates, and may be natural or synthetic. The zeolite that can be used in the method for producing the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester of the present invention is not particularly limited as long as it can adsorb the alkyl alcohol represented by formula (4). , 5A type and 13X type zeolites. Zeolite is easily available, and it is possible to industrially more advantageously produce fluoroalkyl At least one selected from the group consisting of type 4A synthetic zeolite and type 5A synthetic zeolite is preferable, since the alkyl ester can be produced with higher yield. Specific examples of type 4A synthetic zeolite and type 5A synthetic zeolite include molecular sieves 4A and molecular sieves 5A.
The zeolite may be subjected to an activation treatment such as calcination before use.

ゼオライトの形状は、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルをより簡便な操作で製造できることから、ビーズ状又はペレット状であることが好ましい。 The zeolite is preferably in the form of beads or pellets because the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be produced by a simpler operation.

ゼオライトの使用量は、式(4)で表されるアルキルアルコールを十分に吸着できる量であれば特に限定されないが、原料であるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルから生成するアルキルアルコールの理論最大量に対して、質量基準で、好ましくは50倍以上、より好ましくは80倍以上、好ましくは200倍以下、より好ましくは150倍以下である。
ゼオライトの使用量が上記下限以上であれば、効果的にアルキルアルコールを吸着し、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルをより収率良く製造できる。一方、ゼオライトの使用量が上記上限以下であれば、ゼオライトの使用量が過剰になることを抑制し、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを工業的により有利に製造できる。
The amount of zeolite to be used is not particularly limited as long as it is an amount that can sufficiently adsorb the alkyl alcohol represented by formula (4). It is preferably 50 times or more, more preferably 80 times or more, preferably 200 times or less, and more preferably 150 times or less of the maximum amount on a mass basis.
When the amount of zeolite used is at least the above lower limit, alkyl alcohol can be effectively adsorbed, and α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be produced at a higher yield. On the other hand, if the amount of zeolite used is equal to or less than the above upper limit, excessive use of zeolite can be suppressed, and the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be produced industrially more advantageously.

ゼオライトは、エステル交換反応に悪影響を及ぼさないものであれば、含フッ素溶媒中に存在していてもよいが、反応終了後に分離する必要がなく、その結果、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルをより簡便な操作で製造できることから、ゼオライトは連結管内に充填して用いることが好ましい。即ち、連結管は、ゼオライトが充填された充填管であることが好ましい。
充填管は、1つのみの経路を有するものでも、2つ以上の経路を有するものでもよいが、2つ以上の経路を有するものが好ましい。充填管が2つ以上の経路を有する場合、少なくとも還流液が通過する経路にゼオライトが充填されていることが好ましい。このような充填管の形状であれば、アルキルアルコールを効果的に吸着し、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルをより収率良く製造できる。
The zeolite may be present in the fluorine-containing solvent as long as it does not adversely affect the transesterification reaction. It is preferable to use zeolite by filling it in the connecting pipe, since the alkyl ester can be produced by a simpler operation. That is, the connecting pipe is preferably a filled pipe filled with zeolite.
The fill tube may have only one passageway or two or more passageways, preferably two or more passageways. If the packed tube has two or more paths, at least the path through which the reflux liquid passes is preferably filled with zeolite. With such a packed tube shape, the alkyl alcohol can be effectively adsorbed, and the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester can be produced at a higher yield.

以下、図1に示すような、反応器11と、反応器11上部に位置するコンデンサー13とを備え、反応器11とコンデンサー13とが充填管12により連結され、充填管12が2つの経路を有する、還流器10を例示して、還流操作の一例を説明する。
反応器11内の原料と生成物とを含む混合液14を加熱すると、混合液14に含まれるアルキルアルコール、フルオロアルコール及び含フッ素溶媒等の低沸点成分が気化して蒸気になる。蒸気は、充填管12の側管(図1では左側の経路)を通過し、上部にあるコンデンサー13で冷却されて還流液15となる。ここで、コンデンサー13では、矢印の方向に冷媒が循環している。還流液15は、ゼオライト16が充填されている充填管12の本体部分(図1では右側の経路)を通過し、還流液15に含まれるアルキルアルコールは、ゼオライト16に吸着され、残りの還流液15は反応器11内に戻される。これが連続的に繰り返されて還流が行われる。なお、還流器10は、図1に示すように、コンデンサー13の上部に、吸排気管17が連結されていてもよい。
Hereinafter, as shown in FIG. 1, a reactor 11 and a condenser 13 located above the reactor 11 are provided, the reactor 11 and the condenser 13 are connected by a filling pipe 12, and the filling pipe 12 provides two paths. An example of the reflux operation will be described by exemplifying the reflux device 10.
When the mixed liquid 14 containing the raw material and the product in the reactor 11 is heated, the low boiling point components such as alkyl alcohol, fluoroalcohol and fluorine-containing solvent contained in the mixed liquid 14 are vaporized into vapor. The vapor passes through the side tube (the left-hand path in FIG. 1) of the filling tube 12 and is cooled by the condenser 13 located above to become the reflux liquid 15 . Here, in the condenser 13, the refrigerant circulates in the direction of the arrow. The reflux liquid 15 passes through the body portion of the packed tube 12 (the right path in FIG. 1) filled with zeolite 16, the alkyl alcohol contained in the reflux liquid 15 is adsorbed by the zeolite 16, and the remaining reflux liquid 15 is returned into reactor 11 . This is continuously repeated to effect reflux. In addition, as shown in FIG. 1, the reflux device 10 may have an intake/exhaust pipe 17 connected to the upper part of the condenser 13 .

本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法において、エステル交換反応の終了後は、例えば、酸触媒をアルカリ洗浄や濾過等により除去する工程、含フッ素溶媒や未反応物を留去して濃縮する工程、濃縮後の溶液を蒸留精製する工程等の任意の工程を行ってもよい。 In the method for producing the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester of the present invention, after completion of the transesterification reaction, for example, a step of removing the acid catalyst by alkali washing or filtration, a fluorine-containing solvent and unreacted substances are removed. An arbitrary step such as a step of distilling off and concentrating, a step of distilling and purifying the concentrated solution, and the like may be performed.

<α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステル>
本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法により得られるα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルは、以下の式(1)で表される化合物である。

Figure 2023046125000004
<α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester>
The α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester obtained by the method for producing the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester of the present invention is a compound represented by the following formula (1).
Figure 2023046125000004

なお、式(1)中、X及びYは、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子からなる群から選択されるハロゲン原子を表し、Rfは、炭素数3以上6以下のフルオロアルキル基を表す。
式(1)で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルは、重合体の製造に利用されるモノマーを得るための原料としてより有利に用いることができることから、α,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル、α,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチル又はα,β-ジブロモプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルからなる群から選択されることが好ましい。
In formula (1), X and Y each independently represent a halogen atom selected from the group consisting of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and Rf has 3 to 6 carbon atoms. represents a fluoroalkyl group.
The α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester represented by the formula (1) can be used more advantageously as a raw material for obtaining a monomer used in polymer production. 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl propionate, α,β-dichloropropionate-2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl or α,β-dibromopropionic acid It is preferably selected from the group consisting of -2,2,3,3,3-pentafluoropropyl.

以下、実施例により、本発明を更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、「%」は「質量%」を表す。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited by the following examples. In addition, "%" represents "% by mass" unless otherwise specified.

実施例及び比較例にて行ったガスクロマトグラフィー分析(GC分析)の分析条件は、以下の通りである。 Analysis conditions for gas chromatography analysis (GC analysis) performed in Examples and Comparative Examples are as follows.

装置:Agilent-7890(アジレント社製)
カラム:Inert Cap-1(ジーエルサイエンス社製、長さ60m、内径0.25mm、膜厚1.5μm)
カラム温度:60℃で10分間保持、次いで、昇温速度20℃/分で260℃まで昇温し、その後、260℃で10分間保持
インジェクション温度:250℃
検出器温度:250℃
キャリヤーガス:窒素
スプリット比:100/1
検出器:FID
Apparatus: Agilent-7890 (manufactured by Agilent)
Column: Inert Cap-1 (manufactured by GL Sciences, length 60 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 1.5 μm)
Column temperature: Hold at 60°C for 10 minutes, then heat up to 260°C at a heating rate of 20°C/min, then hold at 260°C for 10 minutes Injection temperature: 250°C
Detector temperature: 250°C
carrier gas: nitrogen split ratio: 100/1
Detector: FID

[実施例1]
側管付き滴下ロート及び攪拌子を取り付け、更に側管付き滴下ロートの上部にジムロート型コンデンサー取り付けた容量100mlの丸底スフラスコに、α,β-ジクロロプロピオン酸メチル15.7g(0.1mol、アルファエイサー製)、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロパノール30g(0.2mol)、溶媒としてのヘプタフルオロシクロペンタン60g、及び酸触媒としての濃硫酸2.94g(0.03mol)を投入した。側管付き滴下ロートの本体部分には、ペレット状モレキュラーシーブス5A(直径:1/16インチ)30gが充填されている。コンデンサーには0℃の冷媒を循環させた。丸底フラスコを、130℃に加熱したオイルバスに浸漬し、還流を30時間継続した。その間、本体部分を通過する還流液(凝縮液)をモレキュラーシーブスに接触させた。30時間経過後、加温を停止し、室温まで冷却させた。内容物を、水30ml、飽和重曹水30ml、飽和食塩水30mlで順次洗浄し、有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させた。有機相をエバポレーターで濃縮し、26.49gの液体を回収した。この液体を、標準物質としてα、β-ジクロロプロピオン酸2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルを用いてガスクロマトグラフィーで分析したところ、19.25gのα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルが含まれていた(収率:70.0%)。
[Example 1]
15.7 g (0.1 mol, alpha Acer), 30 g (0.2 mol) of 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol, 60 g of heptafluorocyclopentane as a solvent, and 2.94 g (0.03 mol) of concentrated sulfuric acid as an acid catalyst are added. bottom. The body of the dropping funnel with a side tube is filled with 30 g of pelletized molecular sieves 5A (diameter: 1/16 inch). A refrigerant of 0° C. was circulated in the condenser. The round bottom flask was immersed in an oil bath heated to 130° C., and reflux was continued for 30 hours. During that time, the reflux liquid (condensate) passing through the body portion was contacted with the molecular sieves. After 30 hours, the heating was stopped and the mixture was allowed to cool to room temperature. The contents were washed with 30 ml of water, 30 ml of saturated aqueous sodium bicarbonate and 30 ml of saturated brine in that order, and the organic phase was dried over magnesium sulfate. The organic phase was concentrated by an evaporator to recover 26.49 g of liquid. Gas chromatography analysis of this liquid using 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl α,β-dichloropropionate as a standard revealed 19.25 g of α,β-dichloropropionate- It contained 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (yield: 70.0%).

[実施例2]
実施例1において、酸触媒の濃硫酸2.94g(0.03mol)をトリフルオロメタンスルホン酸1.5g(0.01mol)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして各種操作を行い、25.37gの液体を回収した。この液体を、標準物質としてα、β-ジクロロプロピオン酸2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルを用いてガスクロマトグラフィーで分析したところ、18.92gのα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルが含まれていた(収率:68.8%)。
[Example 2]
In Example 1, various operations were performed in the same manner as in Example 1, except that 2.94 g (0.03 mol) of concentrated sulfuric acid as the acid catalyst was changed to 1.5 g (0.01 mol) of trifluoromethanesulfonic acid, 25.37 g of liquid was recovered. Gas chromatography analysis of this liquid using 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl α,β-dichloropropionate as a standard revealed 18.92 g of α,β-dichloropropionate- It contained 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (yield: 68.8%).

[実施例3]
実施例1において、溶媒のヘプタフルオロシクロペンタン60gをノナフルロブチルエチルエーテル60gに変更し、オイルバスの温度を125℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして各種操作を行い、24.08gの液体を回収した。この液体を、標準物質としてα、β-ジクロロプロピオン酸2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルを用いてガスクロマトグラフィーで分析したところ、18.53gのα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルが含まれていた(収率:67.4%)。
[Example 3]
In Example 1, various operations were performed in the same manner as in Example 1, except that 60 g of heptafluorocyclopentane as a solvent was changed to 60 g of nonafluorobutyl ethyl ether and the temperature of the oil bath was changed to 125 ° C., 24.08 g of liquid was recovered. Gas chromatography analysis of this liquid using 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl α,β-dichloropropionate as a standard revealed 18.53 g of α,β-dichloropropionate- It contained 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (yield: 67.4%).

[実施例4]
実施例1において、ペレット状モレキュラーシーブス5A(直径:1/16インチ)30gをペレット状モレキュラーシーブス4A(直径:1/16インチ)30gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして各種操作を行い、25.37gの液体を回収した。この液体を、標準物質としてα、β-ジクロロプロピオン酸2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルを用いてガスクロマトグラフィーで分析したところ、18.81gのα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルが含まれていた(収率:68.6%)。
[Example 4]
Various operations were performed in the same manner as in Example 1, except that 30 g of pelletized molecular sieves 5A (diameter: 1/16 inch) were changed to 30 g of pelleted molecular sieves 4A (diameter: 1/16 inch). was performed and 25.37 g of liquid was recovered. Gas chromatography analysis of this liquid using 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl α,β-dichloropropionate as a standard revealed 18.81 g of α,β-dichloropropionate- It contained 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (yield: 68.6%).

[実施例5]
実施例1において、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロパノール30g(0.2mol)を22.5g(0.15mol)に減量し、酸触媒の濃硫酸2.94g(0.03mol)をトリフルオロメタンスルホン酸1.5g(0.01mol)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして各種操作を行い、23.30gの液体を回収した。この液体をガスクロマトグラフィーで分析したところ、17.0gのα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルが含まれていた(収率:61.9%)。
[Example 5]
In Example 1, 30 g (0.2 mol) of 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol was reduced to 22.5 g (0.15 mol), and 2.94 g (0.03 mol) of concentrated sulfuric acid as an acid catalyst was added. Various operations were performed in the same manner as in Example 1, except that 1.5 g (0.01 mol) of trifluoromethanesulfonic acid was used, and 23.30 g of liquid was recovered. When this liquid was analyzed by gas chromatography, it contained 17.0 g of α,β-dichloropropionate-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (yield: 61.9%). .

[実施例6]
実施例1において、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロパノール30g(0.2mol)を2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブタノール40g(0.2mol)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして各種操作を行い、28.66gの液体を回収した。この液体を、標準物質としてα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルを用いてガスクロマトグラフィーで分析したところ、22.13gのα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルが含まれていた(収率:68.1%)。
[Example 6]
In Example 1, 30 g (0.2 mol) of 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol was changed to 40 g (0.2 mol) of 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutanol. Various operations were carried out in the same manner as in Example 1, except that 28.66 g of liquid was recovered. Gas chromatography analysis of this liquid using α,β-dichloropropionate-2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl as a standard revealed 22.13 g of α,β -2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl dichloropropionate (yield: 68.1%).

[実施例7]
実施例6において、溶媒のヘプタフルオロシクロペンタン60gをノナフルオロブチルエチルエーテル60gに変更し、オイルバスの温度を125℃に変更し、還流時間を35時間に変更したこと以外は、実施例6と同様にして各種操作を行い、31.09gの液体を回収した。この液体を、標準物質としてα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルを用いてガスクロマトグラフィーで分析したところ、24.41gのα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルが含まれていた(収率:75.1%)。
[Example 7]
In Example 6, 60 g of heptafluorocyclopentane as a solvent was changed to 60 g of nonafluorobutyl ethyl ether, the temperature of the oil bath was changed to 125 ° C., and the reflux time was changed to 35 hours. Various operations were performed in the same manner, and 31.09 g of liquid was recovered. Gas chromatography analysis of this liquid using α,β-dichloropropionate-2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl as a standard revealed 24.41 g of α,β -2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl dichloropropionate (yield: 75.1%).

[実施例8]
実施例7において、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブタノール40g(0.2mol)を30g(0.15mol)に減量したこと以外は、実施例7と同様にして各種操作を行い、28.09gの液体を回収した。この液体を、標準物質としてα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルを用いてガスクロマトグラフィーで分析したところ、20.80gのα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルが含まれていた(収率:64.0%)。
[Example 8]
In Example 7, various preparations were made in the same manner as in Example 7, except that 40 g (0.2 mol) of 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutanol was reduced to 30 g (0.15 mol). The operation was performed and 28.09 g of liquid was recovered. Gas chromatography analysis of this liquid using α,β-dichloropropionate-2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl as a standard revealed 20.80 g of α,β -2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl dichloropropionate (yield: 64.0%).

[実施例9]
実施例1において、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロパノール30g(0.2mol)を2,2,3,3-テトラフルオロペンタノール26g(0.2mol)に変更し、オイルバスの温度を125℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして各種操作を行い、29.16gの液体を回収した。この液体を、標準物質としてα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3-テトラフルオロプロピルを用いてガスクロマトグラフィーで分析したところ、19.92gのα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3-テトラフルオロプロピルが含まれていた(収率:78.8%)。
[Example 9]
In Example 1, 30 g (0.2 mol) of 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol was changed to 26 g (0.2 mol) of 2,2,3,3-tetrafluoropentanol, and the oil bath was Various operations were performed in the same manner as in Example 1 except that the temperature was changed to 125° C., and 29.16 g of liquid was recovered. Gas chromatography analysis of this liquid using α,β-dichloropropionate-2,2,3,3-tetrafluoropropyl as a standard revealed 19.92 g of α,β-dichloropropionate-2. , 2,3,3-tetrafluoropropyl (yield: 78.8%).

[実施例10]
側管付き滴下ロート及び攪拌子を取り付け、更に側管付き滴下ロートの上部にジムロート型コンデンサー取り付けた容量100mlの丸底スフラスコに、α,β-ジクロロプロピオン酸メチル15.7g(0.1mol、アルファエイサー製)、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブタノール40g(0.2mol)、溶媒としてのノナフルオロブチルエチルエーテル60g、及び酸触媒としてのトリス(トリフルオロメタンスルホン酸)スカンジウム(III)1.47g(0.003mol)を投入した。側管付き滴下ロートの本体部分には、ペレット状モレキュラーシーブス5A(直径:1/16インチ)30gが充填されている。コンデンサーには0℃の冷媒を循環させた。丸底フラスコを125℃に加熱したオイルバスに浸漬し、還流を30時間継続した。その間、本体部分を通過する還流液(凝縮液)をモレキュラーシーブスに接触させた。30時間経過後、加温を停止し、室温まで冷却させた。内容物を濾過して固形物を濾別し、濾液を、水30ml、飽和重曹水30ml、飽和食塩水30mlで順次洗浄し、有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させた。有機相をエバポレーターで濃縮し、29.16gの液体を回収した。この液体を、標準物質としてα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルを用いてガスクロマトグラフィーで分析したところ、18.91gのα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルが含まれていた(収率:58.1%)。
[Example 10]
15.7 g (0.1 mol, alpha Acer), 40 g (0.2 mol) of 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutanol, 60 g of nonafluorobutyl ethyl ether as a solvent, and tris (trifluoromethanesulfonic acid) as an acid catalyst. 1.47 g (0.003 mol) of scandium (III) was added. The body of the dropping funnel with a side tube is filled with 30 g of pelletized molecular sieves 5A (diameter: 1/16 inch). A refrigerant of 0° C. was circulated in the condenser. The round bottom flask was immersed in an oil bath heated to 125° C., and reflux was continued for 30 hours. During that time, the reflux liquid (condensate) passing through the body portion was contacted with the molecular sieves. After 30 hours, the heating was stopped and the mixture was allowed to cool to room temperature. The contents were filtered to separate solids, the filtrate was washed with 30 ml of water, 30 ml of saturated aqueous sodium bicarbonate and 30 ml of saturated brine in that order, and the organic phase was dried over magnesium sulfate. The organic phase was concentrated by an evaporator to recover 29.16 g of liquid. Gas chromatography analysis of this liquid using α,β-dichloropropionate-2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl as a standard revealed 18.91 g of α,β -2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl dichloropropionate (yield: 58.1%).

[実施例11]
実施例10において、α,β-ジクロロプロピオン酸メチル15.7g(0.1mol、アルファエイサー製)をα、β-ジブロモプロピオン酸メチル24.6g(0.1mol、東京化成工業製)に変更し、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブタノール40g(0.2mol)を2,2,3,3、3-ペンタフルオロプロパノール30g(0.2mol)に変更したこと以外は、実施例10と同様にして各種操作を行い、27.95gの液体を回収した。この液体を、標準物質としてα,β-ジブロモプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルを用いてガスクロマトグラフィーで分析したところ、21.37gのα,β-ジブロモプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロピロピルが含まれていた(収率:58.7%)。
[Example 11]
In Example 10, 15.7 g (0.1 mol, manufactured by Alpha Eisa) of methyl α,β-dichloropropionate was changed to 24.6 g (0.1 mol, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo) of methyl α,β-dibromopropionate. , except that 40 g (0.2 mol) of 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutanol was changed to 30 g (0.2 mol) of 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol , Various operations were performed in the same manner as in Example 10, and 27.95 g of liquid was recovered. Gas chromatography analysis of this liquid using α,β-dibromopropionate-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl as a standard revealed 21.37 g of α,β-dibromopropionate. -2,2,3,3,3-pentafluoropyropyr (yield: 58.7%).

[比較例1]
側管付き滴下ロート及び攪拌子を取り付け、更に側管付き滴下ロートの上部にジムロート型コンデンサー取り付けた容量100mlの丸底スフラスコに、α,β-ジクロロプロピオン酸メチル15.7g(0.1mol、アルファエイサー製)、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロパノール30g(0.2mol)、及び酸触媒としての濃硫酸2.94g(0.03mol)を投入した。側管付き滴下ロートの本体部分には、ペレット状モレキュラーシーブス5A(直径:1/16インチ)30gが充填されている。コンデンサーには0℃の冷媒を循環させた。丸底フラスコを120℃に加熱したオイルバスに浸漬し、還流を10時間継続した。その間、滴下ロートの側管、及びコンデンサー部で凝縮する液は、モレキュラーシーブスに接触させた。10時間経過後、加温を停止し、室温まで冷却させた。内容物を、水30mlで洗浄したところ、大量のポリマーが析出し、目的物であるα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルは回収できなかった。本反応においては、溶媒が存在しないため、加温したときに、局所的に高温になる部分が発生し、その結果、原料であるα,β-ジクロロプロピオン酸メチル、又は目的生成物であるα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルが脱ハロゲン化を起こし、α-クロロアクリル酸メチル及び/又はα-クロロアクリル酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルが生成し、これらが熱により重合したものと推測される。
[Comparative Example 1]
15.7 g (0.1 mol, alpha Acer), 30 g (0.2 mol) of 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol, and 2.94 g (0.03 mol) of concentrated sulfuric acid as an acid catalyst were added. The body of the dropping funnel with a side tube is filled with 30 g of pelletized molecular sieves 5A (diameter: 1/16 inch). A refrigerant of 0° C. was circulated in the condenser. The round-bottomed flask was immersed in an oil bath heated to 120° C., and reflux was continued for 10 hours. During this time, the side tube of the dropping funnel and the liquid condensing in the condenser section were brought into contact with the molecular sieves. After 10 hours, the heating was stopped and the mixture was allowed to cool to room temperature. When the contents were washed with 30 ml of water, a large amount of polymer precipitated, and the target α,β-dichloropropionate-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl could not be recovered. In this reaction, since there is no solvent, when heated, a portion of the temperature rises locally to a high temperature. , β-dichloropropionate-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl undergoes dehalogenation to form methyl α-chloroacrylate and/or α-chloroacrylate-2,2,3,3, It is presumed that 3-pentafluoropropyl was produced and polymerized by heat.

[比較例2]
実施例1において、溶媒のヘプタフルオロシクロペンタン60gをトルエン40gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして各種操作を行ったところ、24.03gのゲル状物が回収された。このゲル状物を、標準物質としてα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルを用いてガスクロマトグラフィーで分析したところ、5.30gのα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルが含まれていた(収率:19.3%)。本反応においては、トルエンが、α,β-ジクロロプロピオン酸メチル及び2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロパノールを良好に溶解できなかったため、加温したときに、局所的に高温になる部分が発生し、その結果、原料であるα,β-ジクロロプロピオン酸メチル、又は目的生成物であるα,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルが脱ハロゲン化を起こし、α-クロロアクリル酸メチル及び/又はα-クロロアクリル酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルが生成し、これらが熱により重合したものと推測される。
[Comparative Example 2]
Various operations were carried out in the same manner as in Example 1, except that 40 g of toluene was used instead of 60 g of heptafluorocyclopentane as a solvent, and 24.03 g of a gel-like material was recovered. This gel was analyzed by gas chromatography using α,β-dichloropropionate-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl as a standard substance, and 5.30 g of α,β-dichloropropionate was analyzed. It contained 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl propionate (yield: 19.3%). In this reaction, toluene could not dissolve methyl α,β-dichloropropionate and 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol well, so when heated, the temperature was locally high. As a result, the starting material, methyl α,β-dichloropropionate, or the target product, α,β-dichloropropionate-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl, is dehalogenated. It is presumed that methyl α-chloroacrylate and/or 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl α-chloroacrylate were produced and polymerized by heat.

上記実施例及び比較例の結果から明らかなように、本発明のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法は、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを、簡便な操作で収率良く、且つ、工業的に有利に製造する方法であることが分かる。 As is clear from the results of the above Examples and Comparative Examples, the method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate of the present invention is capable of producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate by a simple operation. It can be seen that the production method has a good yield and is industrially advantageous.

本発明によれば、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルを、簡便な操作で収率良く、且つ、工業的に有利に良く製造する方法を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionate in a simple operation, in a high yield, and in an industrially advantageous manner.

10 還流器
11 反応器
12 充填管
13 コンデンサー
14 混合液
15 還流液
16 ゼオライト
17 吸排気管
10 reflux vessel 11 reactor 12 filling tube 13 condenser 14 mixed liquid 15 reflux liquid 16 zeolite 17 intake and exhaust pipe

Claims (6)

下記式(1):
Figure 2023046125000005
[式(1)中、X及びYは、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子からなる群から選択されるハロゲン原子を表し、Rfは、炭素数3以上6以下のフルオロアルキル基を表す。]
で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法であって、
下記式(2):
Figure 2023046125000006
[式(2)中、X及びYは、式(1)中のX及びYと同じであり、Rは、メチル基又はエチル基を表す。]
で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルと、
下記式(3):
RfOH (3)
[式(3)中、Rfは、式(1)のRfと同じである。]
で表されるフルオロアルコールと、
を酸触媒及び含フッ素溶媒の存在下で反応させる工程を含む、α,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法。
Formula (1) below:
Figure 2023046125000005
[In the formula (1), X and Y each independently represent a halogen atom selected from the group consisting of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom; represents a fluoroalkyl group. ]
A method for producing an α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester represented by
Formula (2) below:
Figure 2023046125000006
[In Formula (2), X and Y are the same as X and Y in Formula (1), and R represents a methyl group or an ethyl group. ]
α, β-dihalogenopropionic acid alkyl ester represented by
Formula (3) below:
RfOH (3)
[In Formula (3), Rf is the same as Rf in Formula (1). ]
A fluoroalcohol represented by
in the presence of an acid catalyst and a fluorine-containing solvent.
前記酸触媒が、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸及び希土類金属トリフラートからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1に記載のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法。 2. The method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionic acid according to claim 1, wherein the acid catalyst is at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, trifluoromethanesulfonic acid and rare earth metal triflates. 前記反応を還流下で行い、
前記還流中は、還流液をゼオライトに接触させて下記式(4):
ROH (4)
[式(4)中、Rは、式(2)のRと同じである。]
で表されるアルキルアルコールを除去する、請求項1又は2に記載のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法
the reaction is carried out under reflux,
During the reflux, the reflux liquid is brought into contact with zeolite, and the following formula (4):
ROH (4)
[In Formula (4), R is the same as R in Formula (2). ]
The method for producing an α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester according to claim 1 or 2, wherein the alkyl alcohol represented by is removed.
前記ゼオライトが、4A型合成ゼオライト及び5A型合成ゼオライトからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項3に記載のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法。 4. The method for producing a fluoroalkyl α,β-dihalogenopropionic acid according to claim 3, wherein the zeolite is at least one selected from the group consisting of type 4A synthetic zeolite and type 5A synthetic zeolite. 前記式(2)で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸アルキルエステルが、α,β-ジクロロプロピオン酸メチル及びα,β-ジブロモプロピオン酸メチルからなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、請求項1~4のいずれかに記載のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法。 At least one compound wherein the α,β-dihalogenopropionic acid alkyl ester represented by the formula (2) is selected from the group consisting of methyl α,β-dichloropropionate and methyl α,β-dibromopropionate The method for producing the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester according to any one of claims 1 to 4, wherein 前記式(1)で表されるα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルが、α,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル、α,β-ジクロロプロピオン酸-2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチル又はα,β-ジブロモプロピオン酸-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルからなる群から選択される、請求項1~5のいずれかに記載のα,β-ジハロゲノプロピオン酸フルオロアルキルエステルの製造方法。
The α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester represented by the formula (1) is α,β-dichloropropionate-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl, α,β-dichloropropionate. selected from the group consisting of acid-2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl or α,β-dibromopropionate-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl Item 6. A method for producing the α,β-dihalogenopropionic acid fluoroalkyl ester according to any one of Items 1 to 5.
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