JP2589960B2 - ヘプタフルオロプロピルフルオロアルキルエーテル類及びその製造方法 - Google Patents
ヘプタフルオロプロピルフルオロアルキルエーテル類及びその製造方法Info
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Description
オゾン層のオゾンを破壊しないヘプタフルオロプロピル
フルオロアルキルエーテル類の製造方法及び2,2−ジ
フルオロエチル 1,1,2,2,3,3,3−ヘプタ
フルオロプロピル エーテル、1,1,2,2,3,
3,3−ヘプタフルオロプロピル 2,2,3,3−テ
トラフルオロプロピル エーテル及び1,1,2,2,
3,3,3−ヘプタフルオロプロピル 2,2,3,
3,3−ペンタフルオロプロピル エーテルに関するも
のである。
は、クロロフルオロカーボン(CFC)が最もよく知ら
れている。CFCは、毒性が少なく、不燃性で、化学的
及び熱的に安定であることから各種の産業分野に広く使
用されている。
するCFCについては、大気中に放出されると成層圏の
オゾン層を破壊するため、人類を含む地球上の生態系に
重大な悪影響を及ぼすことが指摘されている。
気中に放出された場合にも地球環境に及ぼす影響が小さ
いか或いは全く影響がない冷媒、発泡剤及び溶剤として
使用できるCFCに代替し得る化合物が求められてい
る。
ッ素エーテル類が考えられる。従来、含フッ素エーテル
の製造方法としては、エーテル化合物をフッ素化する方
法とフッ素原子を含む化合物を種々の方法で反応させて
エーテル化合物にする方法とに大別できる。前者には、
エーテル化合物のフッ素ガスによる直接フッ素化(A.
Sekiya et al.,Chem.Lett.,1990,609; 或いは R.J.Lag
ow et al.,J.Org.Chem.,1988,53,78).エーテル化合
物の金属フッ化物等を用いる間接フッ素化(M.Brandwoo
d et al.,J.Fluorine Chem.,1975,5,521).エーテル
化合物の電解フッ素化(T.Abe et al.,J.Fluorine Che
m.,1980,15,353).等がある。後者には、含フッ素オ
レフィンへのアルコ−ルの付加反応(R.D.Chambers et
al.,Adv.Fluorine Chem.,1965,4,50).アルコ−ルと
ハロゲン化アルキルとの反応(J.A.Young et al.,J.Am.
Chem.Soc.,1950,72,1860).含フッ素アルコ−ルとス
ルホン酸エステルとの反応(英国特許明細書 第814493
号).酸フルオリドとスルホン酸エステルとの反応
(独国特許明細書 第1294949号).等の多様な反応が知
られている。しかしながら、これら従来の方法を用いて
目的とするヘプタフルオロプロピルフルオロアルキルエ
ーテル類を製造する場合には、複数の異性体が生成する
ため分離操作が必要となり、一段階の反応で目的物を収
率よく製造するのは困難である。或いは、原料が限定さ
れるため類似の化合物を製造するには応用範囲が狭い等
の問題がある。
ッ素エーテル類を効率よく合成する製造方法及び新規化
合物2,2−ジフルオロエチル 1,1,2,2,3,
3,3−ヘプタフルオロプロピル エーテル、1,1,
2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロピル 2,
2,3,3−テトラフルオロプロピル エーテル及び
1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロピル
2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルエーテ
ルを提供する点にある。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、含フッ素エーテ
ル、特にヘプタフルオロプロピルフルオロアルキルエー
テル類がこれまでのCFCの有効な代替物となることを
見いだし、鋭意研究を重ねた結果、一般式: CF3CF2COX ……(I) (Xはフッ素、塩素、臭素叉は沃素を表す)で示される
含フッ素カルボニル化合物と一般式: R1-OSO2ーR2 ……(II) (R1は炭素数2〜3個の含フッ素アルキル基を、R2は
置換基(例えば、メチル基)を有することもあるアリー
ル基またはフッ素置換されていることもあるアルキル基
を表す)で示されるスルホン酸エステル化合物とを非プ
ロトン性極性溶媒中または無溶媒で、アルカリ金属フッ
化物叉はアルカリ土類金属フッ化物の存在下で反応させ
ることにより比較的良い収率でしかも高選択的に合成で
きることを見いだし、本発明を完成するに至った。
(II)で示されるスルホン酸エステル化合物を具体的に
例示すると、例えば、2,2−ジフルオロエチル トリ
フルオロメタンスルホネート、2,2,2−トリフルオ
ロエチル トリフルオロメタンスルホネート、2,2,
3,3−テトラフルオロプロピル トリフルオロメタン
スルホネート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプ
ロピル トリフルオロメタンスルホネート、2,2−ジ
フルオロエチル ノナフルオロブタンスルホネート、
2,2,2−トリフルオロエチル ノナフルオロブタン
スルホネート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピ
ル ノナフルオロブタンスルホネート、2,2,3,
3,3−ペンタフルオロプロピル ノナフルオロブタン
スルホネート、2,2−ジフルオロエチル パラトルエ
ンスルホネート、2,2,2−トリフルオロエチル パ
ラトルエンスルホネート、2,2,3,3−テトラフル
オロプロピル パラトルエンスルホネート、2,2,
3,3,3−ペンタフルオロプロピル パラトルエンス
ルホネート等を挙げることができる。
れる含フッ素カルボニル化合物と前記一般式(II)で示
される化合物の反応は、非プロトン性極性溶媒中または
無溶媒でおこなわれる。非プロトン性極性溶媒として
は、例えばモノグライム、ジグライム、トリグライム、
テトラグライム、ジエチルエーテル、ジブチルエーテ
ル、ジオキサン等のエーテル類;アセトニトリル等のニ
トリル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド等のアミド類等が挙げられるが、これに限定されない
ことは言うまでもない。
フッ化物叉はアルカリ土類金属フッ化物が用いられる。
アルカリ金属フッ化物としては、例えばフッ化ナトリウ
ム、フッ化カリウム叉はフッ化セシウム等が用いられ、
アルカリ土類金属フッ化物としては、例えばフッ化カル
シウム等が用いられるが、生成物である含フッ素エーテ
ルの収率の観点からアルカリ金属フッ化物が好ましい。
属フッ化物の使用量は特に制限されるものはなく、前記
一般式(I)で示される含フッ素カルボニル化合物のX
がフッ素の場合には含フッ素カルボニル化合物に対して
0.1〜4.0倍モル、好ましくは1.0〜1.5倍モ
ルの範囲から選択することが好ましい。叉Xが塩素、臭
素叉は沃素の場合には含フッ素カルボニル化合物に対し
て0.1〜8.0倍モル、好ましくは2.0〜3.0倍
モルの範囲から選択することが好ましい。
れる含フッ素カルボニル化合物と一般式(II)で示され
る化合物との仕込み割合は、特に制限されるものはな
く、任意の割合で反応を行うことができるが、前記一般
式(I)で示される含フッ素カルボニル化合物の転化率
を向上させる為には、前記一般式(II)で示される化合
物を過剰にして反応を行うのがよい。
れるものはなく、減圧から加圧のいずれの圧力でも反応
は進行する。加圧下で反応を行う場合、その圧力は特に
制限されるものはないが、操作性等から50kg/cm
2G以下であることが好ましい。
間、反応圧力、触媒量等により異なるが、通常0〜20
0℃、好ましくは20〜100℃の範囲から選ばれる。
度、反応圧力、触媒量等により異なるが、数時間〜数十
時間あれば、反応はほとんど完結する。
オロアルキルエーテル類の製造例を実施例を挙げて説明
する。ここで挙げる一般式: R1-OSO2ーR2 ……(II) で示されるスルホン酸エステル化合物は相当する市販の
含フッ素アルコールとトリフルオロメタンスルホン酸
無水物との反応(Tetrahedron,44,5375(1988). J.Org.C
hem.,49,2258(1984).)、またはトリフルオロメタン
スルホン酸フッ化物との反応(J.Org.Chem.,30,4322(19
65). Tetrahedron,21,1(1965).)で容易に製造できる。
勿論、本発明は、以下の例によって限定されるものでは
ない。
ス排出管のついた1000mlのステンレス製反応器に
2,2−ジフルオロエチル トリフルオロメタンスルホ
ネート149g(0.90mol)、スプレードライフ
ッ化カリウム53g(0.91mol)、乾燥したジエ
チレングリコールジメチルエーテル300mlを入れ脱
気した後、ガス導入管からペンタフルオロプロピオニル
フルオライド149g(0.90mol)を加え密封し
た。徐々に昇温し、反応温度約70℃で17時間保っ
た。その後、反応器に別のステンレス製容器を接続し、
反応器を130℃付近まで昇温して反応溶液をこの容器
に減圧下で移した。これを氷水、希水酸化カリウム水溶
液、飽和食塩水の順に洗浄し、無水硫酸マグネシウム上
で乾燥した後、蒸留して沸点が66℃の無色透明液体1
63g(収率72%)を得た。
トルから、2,2−ジフルオロエチル 1,1,2,
2,3,3,3−ヘプタフルオロプロピル エーテルで
あることがわかった。
トルデ−タを以下に示す。尚、1H-NMR及び19F-N
MRスペクトルの測定には、溶媒に重クロロホルムを用
い、内部標準物質としてそれぞれテトラメチルシランと
トリクロロフルオロメタンを用いた。
(2H,td,JH-F=12.6Hz,JH-H=4.1H
z,−CH2 CHF2),5.94(1H,tt,JH-F
=54.6Hz,JH-H=4.1Hz,−CH2CH
F2).19 F-NMR(CDCl3) δ −82.1(3F,t,
JF-F=6.4Hz,CF3 CF2−),−87.7(2
F,m,CF3CF2CF2 −),−126.8(2F,
dt,JF-H=55.2Hz,JF-H=12.9Hz,−
CH2CHF2 ),−129.9(2F,m,CF3CF2
CF2−). IR 2983,1347,1236,1197,11
49,1028,971,745cm-1.
ス排出管のついた1000mlのステンレス製反応器に
2,2,2−トリフルオロエチル トリフルオロメタン
スルホネート144g(0.62mol)、スプレード
ライフッ化カリウム36g(0.62mol)、乾燥し
たジエチレングリコールジメチルエーテル200mlを
入れ脱気した後、ガス導入管からペンタフルオロプロピ
オニルフルオライド100g(0.60mol)を加え
密封した。徐々に昇温し、反応温度約70℃で15時間
保った。その後、反応器に別のステンレス製容器を接続
し、反応器を120℃付近まで昇温して反応溶液をこの
容器に減圧下で移した。これを氷水、希水酸化カリウム
水溶液、飽和食塩水の順に洗浄し、無水硫酸マグネシウ
ム上で乾燥した後、蒸留して沸点が51℃の無色透明液
体74g(収率46%)を得た。
トルから、2,2,2−トリフルオロエチル 1,1,
2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロピル エーテ
ルであることがわかった。
トルデ−タを以下に示す。尚、1H-NMR及び19F-N
MRスペクトルの測定には、溶媒に重クロロホルムを用
い、内部標準物質としてそれぞれテトラメチルシランと
トリクロロフルオロメタンを用いた。
(2H,q,JH-F=7.6Hz,−CH2 CF3).19 F-NMR(CDCl3) δ −74.6(3F,t,
JF-H=7.4Hz,−CH2CF3 ),−81.5(3
F,t,JF-F=7.4Hz,CF3 CF2CF2−),−
87.2(2F,m,CF3CF2CF2 −),−12
9.3(2F,m,CF3CF2 CF2−). IR 2988,1430,1342,1303,12
36,1182,1150,1045,980,747
cm-1.
ス排出管のついた1000mlのステンレス製反応器に
2,2,3,3−テトラフルオロプロピル トリフルオ
ロメタンスルホネート172g(0.65mol)、ス
プレードライフッ化カリウム37.5g(0.65mo
l)、乾燥したジエチレングリコールジメチルエーテル
300mlを入れ脱気した後、ガス導入管からペンタフ
ルオロプロピオニルフルオライド105g(0.63m
ol)を加え密封した。徐々に昇温し、反応温度約70
℃で18時間保った。その後、反応器に別のステンレス
製容器を接続し、反応器を130℃付近まで昇温して反
応溶液をこの容器に減圧下で移した。これを氷水、希水
酸化カリウム水溶液、飽和食塩水の順に洗浄し、無水硫
酸マグネシウム上で乾燥した後、蒸留して沸点が81℃
の無色透明液体152g(収率80%)を得た。
トルから、1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオ
ロプロピル 2,2,3,3−テトラフルオロプロピル
エーテルであることがわかった。
トルデ−タを以下に示す。尚、1H-NMR及び19F-N
MRスペクトルの測定には、溶媒に重クロロホルムを用
い、内部標準物質としてそれぞれテトラメチルシランと
トリクロロフルオロメタンを用いた。
(2H,t,JH-F=11.9Hz,−CH2 CF2),
5.85(1H,tt,JH-F=53.0Hz,JH-F=
3.8Hz,−CF2CHF2).19 F-NMR(CDCl3) δ −82.1(3F,t,
JF-F=6.4Hz,CF3 CF2−),−88.3(2
F,m,CF3CF2CF2 −),−125.0(2F,
t,JF-H=11.1Hz,−CH2CF2 ),−13
0.0(2F,m,CF3CF2 CF2−),−138.
6(2F,d,JF-H=53.4Hz,−CF2CH
F2 ). IR 2985,1343,1235,1198,11
26,1036,977,747cm-1.
ス排出管のついた1000mlのステンレス製反応器に
2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル トリフ
ルオロメタンスルホネート259g(0.92mo
l)、スプレードライフッ化カリウム53.5g(0.
92mol)、乾燥したジエチレングリコールジメチル
エーテル300mlを入れ脱気した後、ガス導入管から
ペンタフルオロプロピオニルフルオライド149g
(0.90mol)を加え密封した。徐々に昇温し、反
応温度約70℃で12時間保った。その後、反応器に別
のステンレス製容器を接続し、反応器を120℃付近ま
で昇温して反応溶液をこの容器に減圧下で移した。これ
を氷水、希水酸化カリウム水溶液、飽和食塩水の順に洗
浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥した後、蒸留して
沸点が69℃の無色透明液体122g(収率43%)を
得た。
トルから、1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオ
ロプロピル 2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロ
ピルエーテルであることがわかった。
トルデ−タを以下に示す。尚、1H-NMR及び19F-N
MRスペクトルの測定には、溶媒に重クロロホルムを用
い、内部標準物質としてそれぞれテトラメチルシランと
トリクロロフルオロメタンを用いた。
(2H,t,JH-F=11.5Hz,−CH2 CF2).19 F-NMR(CDCl3) δ −82.2(3F,t,
JF-F=7.4Hz,CF3 CF2−),−84.4(3
F,s,−CH2CF2CF3 ),−88.3(2F,
m,CF3CF2CF2 −),−124.5(2F,t,
JF-H=11.1Hz,−CH2CF2 CF3),−13
0.0(2F,m,CF3CF2 CF2−). IR 2981,1345,1199,1151,11
07,1042,1018,979,747cm-1.
ルオロアルキルエーテル類を一段階の反応で比較的良い
収率でしかも高選択的に製造することができる。また、
本発明により製造することができる化合物として、例え
ば2,2−ジフルオロエチル1,1,2,2,3,3,
3−ヘプタフルオロプロピル エーテル、2,2,2−
トリフルオロエチル 1,1,2,2,3,3,3−ヘ
プタフルオロプロピルエーテル、1,1,2,2,3,
3,3−ヘプタフルオロプロピル 2,2,3,3−テ
トラフルオロプロピル エーテル及び1,1,2,2,
3,3,3−ヘプタフルオロプロピル 2,2,3,
3,3−ペンタフルオロプロピル エーテルでは沸点が
それぞれ66℃、51℃、81℃及び69℃であり、従
来のCFCと同様、発泡剤や溶剤等の用途に使用でき、
CFCの代替物として極めて有用なものである。
ジカルとの反応性が高く、対流圏で分解され易いので温
室効果の小さい化合物である。又塩素原子を含まない
為、オゾン層のオゾンも破壊しない地球環境に及ぼす影
響の少ない化合物である。
Claims (5)
- 【請求項1】 一般式: CF3CF2COX ……(I) (Xはフッ素、塩素、臭素叉は沃素を表す)で示される
含フッ素カルボニル化合物と一般式: R1-OSO2ーR2 ……(II) (R1は炭素数2〜3個の含フッ素アルキル基を、R2は
置換基を有することもあるアリール基またはフッ素置換
されていることもあるアルキル基を表す)で示されるス
ルホン酸エステル化合物とを非プロトン性極性溶媒中ま
たは無溶媒で、アルカリ金属フッ化物叉はアルカリ土類
金属フッ化物の存在下で反応させることを特徴とする一
般式: CF3CF2CF2O−R1 ……(III) (式中、R1は前記と同一)で示されるヘプタフルオロ
プロピルフルオロアルキルエーテル類の製造方法。 - 【請求項2】前記一般式(II)において、R1が CnHxF2n+1-xCH2− (式中、nは1叉は2、xは0〜5の整数)からなるス
ルホン酸エステルを使用する請求項1記載のヘプタフル
オロプロピルフルオロアルキルエーテル類の製造方法。 - 【請求項3】 化学式: CF3CF2CF2−O−CH2CHF2 ……(IV) で示される2,2−ジフルオロエチル 1,1,2,
2,3,3,3−ヘプタフルオロプロピル エーテル。 - 【請求項4】 化学式: CF3CF2CF2−O−CH2CF2CHF2 ……(V) で示される1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオ
ロプロピル 2,2,3,3−テトラフルオロプロピル
エーテル。 - 【請求項5】 化学式: CF3CF2CF2−O−CH2CF2CF3 ……(VI) で示される1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオ
ロプロピル 2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロ
ピル エーテル。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP6175122A JP2589960B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | ヘプタフルオロプロピルフルオロアルキルエーテル類及びその製造方法 |
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0834755A JPH0834755A (ja) | 1996-02-06 |
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---|---|---|---|
JP6175122A Expired - Lifetime JP2589960B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | ヘプタフルオロプロピルフルオロアルキルエーテル類及びその製造方法 |
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US5750797A (en) * | 1996-04-15 | 1998-05-12 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Process for the production of hydrofluoroethers |
JP3304829B2 (ja) * | 1996-10-17 | 2002-07-22 | 花王株式会社 | 含フッ素エーテル化合物の製造法 |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP6175122A patent/JP2589960B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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