JP2599958B2 - 含フッ素イソフタル酸ジエステル - Google Patents

含フッ素イソフタル酸ジエステル

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JP2599958B2
JP2599958B2 JP63094247A JP9424788A JP2599958B2 JP 2599958 B2 JP2599958 B2 JP 2599958B2 JP 63094247 A JP63094247 A JP 63094247A JP 9424788 A JP9424788 A JP 9424788A JP 2599958 B2 JP2599958 B2 JP 2599958B2
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興二 矢野
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ポリエステルやポリアミド等の原料およ
び離型剤等として有用な含フッ素イソフタル酸ジエステ
ルおよびその製造方法に関する。
従来の技術 芳香族ジカルボン酸類から合成されるポリエステルや
ポリアミド等の樹脂は優れた耐熱性、耐候性および耐薬
品性等の特性を有するので、種々の分野において汎用さ
れており、またこれらのエステル鎖は酢酸セルロースや
ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂の可塑剤として多用さ
れている。
しかしながら、これらのポリマーや可塑剤には、潤滑
性や摺動性等の特性が不足もしくは欠落しているため
に、これらの特性を付与するための添加剤を必要とする
という問題がある。
この問題に関連して、4−ペルフルオロプテニロシキ
フタル酸ジエステルが提供されている(特開昭61−2454
7号公報参照)。
しかしながら、この含フッ素芳香族ジカルボン酸誘導
体は熱可塑性樹脂用の可塑剤や潤滑剤等として有用であ
るとされているが、ポリエステルやポリアミド等の汎用
されているポリマーの製造原料として利用し難いので用
途が極めて制限されている。
発明が解決しようとする課題 この発明は、ポリエステルやポリアミド等の有する耐
熱性、耐候性および耐薬品性等の特性を損なうことな
く、該ポリマーに潤滑性や摺動性を付与することができ
るポリマー原料として利用できるばかりでなく、高性能
の潤滑剤、離型剤、可塑剤、高分子表面改質剤等として
も有用な含フッ素芳香族ジカルボン酸誘導体を提供する
ためになされたものである。
問題点を解決するための手段 即ち本発明は、 一般式(I): (式中Rfは次式(a)もしくは(b): で表わされるペルフルオロヘキセニル基もしくはペルフ
ルオロノネニル基を示し、Rは分枝鎖を有することもあ
る炭素原子数1〜18のアルキル基を示す)で表わされる
含フッ素イソフタル酸ジエステルおよびその製造方法に
関する。
一般式(I)において、Rfは式(a)もしくは(b)
で表わされるペルフルオロヘキセニル基もしくはペルフ
ルオロノネニル基を示し、これらの残基は一般的には次
式(a′)もしくは(b′): (CF3)2C=CFCF2CF3 (a′) [(CF3)2CF]2C=CFCF3 (b′) で表わされるヘキサフルオロプロペンの二量体C6F12
しくは三量体C9F18から誘導される。
Rは分枝鎖を有することもある炭素原子数1〜18のア
ルキル基、例えばメチル基、エチル基、n−ブチル基、
イソブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−
エチルヘキシル基、n−デシル基、n−ドデシル基、2
−ブチルオクチル基、n−オクタデシル基等を示す。
一般式(I)で表わされる含フッ素イソフタル酸ジエ
ステルの製造法は特に限定的ではないが、簡便な方法と
しては以下の製法が挙げられる。
第一の製法は 一般式(II): (式中、Rfは前記と同意義であり、Xは塩素原子また
は水酸基を示す) で表わされる含フッ素イソフタル酸誘導体を一般式(II
I): ROH (III) (式中、Rは前記と同意義) で表わされるアルコールと反応させる方法である。
一般式(II)においてXが塩素原子を示す場合、即
ち、ペルフルオロアルケニルオキシイソフタル酸塩化物
(例えば、5−(ペルフルオロノネニルオキシ)イソフ
タル酸塩化物)と該アルコールとの反応の場合、通常は
前者1モルに対して後者を2〜10モル、好ましくは2〜
3モルの割合で、0〜100℃、好ましくは0〜30℃の温
度で反応をおこなう。
所望により、不活性溶媒、例えば四塩化炭素、ベンゼ
ン等の使用してもよく、また、塩基性化合物、例えばピ
リジン、トリエチルアミン等の反応系中に存在させても
よい。
一般式(II)においてXが水酸基を示す場合、即ち、
ペルフルオロアルケニルオキシイソフタル酸(例えば、
5−(ペルフルオロノネニルオキシ)イソフタル酸)と
該アルコールとの反応の場合、通常は、前者1モルに対
して後者を2〜20モル、好ましくは2〜10モルの割合
で、50〜150℃、好ましくは60〜120℃の温度において、
酸触媒、例えば塩化水素、濃塩酸、濃硫酸またはp−ト
ルエンスルホン酸の存在下において反応をおこなう。
所望により、不活性溶媒、例えばベンゼン、トルエン
等を使用してもよい。
第二の製法は 一般式(IV): (式中、Rは前記と同意義) で表わされる5−ヒドロキシイソフタル酸ジエステルを
非水溶媒中において、塩基の存在下で前記の式(a′)
もしくは(b′)で表わされるペルフルオロヘキセンも
しくはペルフルオロノネンと反応させる方法である。
この場合、5−ヒドロキシイソフタル酸ジエステル
(例えば5−ヒドロキシイソフタル酸ジメチル)1モル
に対して、通常、0.5〜1.5モル、好ましくは0.5〜1.0モ
ルのペルフルオロヘキセン(a′)もしくはペルフルオ
ロノネン(b′)を非水溶媒中において、塩基性化合物
の存在下、−20〜100℃、好ましくは−10〜50℃の温度
で反応させる。
非水溶媒としてはDMF、THF、アセトニトリル、エーテ
ル等が例示される。
塩基性化合物としてはピリジン、トリエチルアミン、
炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が例示される。
さらに、一般式(I)において、Rが炭素原子数3〜
18のアルキル基を示すエステル(I″)は、例えば上記
の製造方法によって得られる一般式(I′): (式中、Rfは前記と同意義であり、R′はメチル基もし
くはエチル基を示す) で表わされる含フッ素イソフタル酸ジエステルを酸触媒
の存在下で、 一般式(III′): R″OH (III′) (式中、R″は分枝鎖を有することもある炭素原子数3
〜18のアルキル基を示す) で表わされるアルコールと反応させることによって調製
してもよい: (式中、RfおよびR″は前記と同意義) この場合、式(I′)で表わされるエステル(例えば
5−(ペルフルオロノネニルオキシ)イソフタル酸ジメ
チル)1モルに対して、通常、2〜20モル、好ましくは
2〜10モルのアルコール(III′)を酸触媒、例えば塩
化水素、濃硫酸、濃塩酸またはp−トルエンスルホン酸
等の存在下、50〜150℃、好ましくは60〜120℃の温度で
反応させる。
所望により、不活性溶媒、例えばベンゼン、ヘキサン
等を使用してもよい。
上記の製造法によって得られる生成物は所望により、
蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィー等によって精
製してもよい。
上記の製造法の出発原料として使用する一般式(II)
で表わされる含フッ素イソフタル酸誘導体は、例えば次
の方法で調製することができる。
含フッ素イソフタル酸は、5−ヒドロキシイソフタル
酸にペルフルオロノネン(b′)を過剰のアミンの存在
下で反応させることによって高収率で得られる。
含フッ素イソフタル酸クロリドは該含フッ素イソフタ
ル酸に塩化チオニル等の塩素化剤と反応させることによ
って高収率で得られる。
以下、本発明を実施例によって説明する。
実施例1 塩化水素ガス吹き込み管、温度計、撹拌機および還流
冷却管を備えた反応容器内に5−(ペルフルオロノネニ
ルオキシ)イソフタル酸850gおよびメタノール1.3lを入
れ、乾燥塩化水素ガスを少量ずつ吹き込みながら、50〜
65℃で3時間加熱撹拌した後、加熱還流を約14時間続行
した。
反応生成物を濾取し、メタノールを用いて洗浄後、乾
燥させ、次いでメタノールとアセトンの混合溶剤を用い
る再結晶処理に付して化合物Iaを794g得た(収率93.59
%)。
化合物Iaの物性を以下の表−1に示す。
実施例2 撹拌機、温度計、還流冷却管および滴下漏斗を備えた
反応容器内に5−ヒドロキシイソフタル酸ジエチル23.8
g、トリエチルアミン10.1gおよびジメチルホルムアミド
100mlを入れ、室温において撹拌しながらヘキサフルオ
ロプロペンの三量体C9F1845.0gを徐々に滴下し、滴下終
了後、撹拌をさらに約4時間続行した。
反応混合物を希塩酸で処理して得られた生成物を真空
蒸留に付すことによって化合物Ibを52.5g得た(収率78.
6%)。
化合物Ibの物性を以下の表−1に示す。
実施例3 撹拌機、温度計、水分離器および還流冷却管を備えた
反応容器内に5−(ペルフルオロノネニルオキシ)イソ
フタル酸91.8g、ヘキシルアルコール38.5g、p−トルエ
ンスルホン酸2.0gおよびトルエン100mlを入れ、110〜12
0℃での加熱還流を生成水を分離しながら15時間おこな
った。
反応混合物に四塩化炭素200mlを加えた後、水洗をお
こない、有機層を分取し、溶媒を減圧下で加温除去して
得られた粗生成物を真空蒸留に付して化合物Icを94.24g
得た(収率80%)。
化合物Icの物性を以下の表−1に示す。
実施例4 撹拌機、温度計、還流冷却管および滴下漏斗を備えた
反応容器内に2−エチルヘキシルアルコール22.3g、ト
リエチルアミン36mlおよび四塩化炭素100mlを入れ、該
混合物中へ、5−(ペルフルオロノネニルオキシ)イソ
フタル酸二塩化物46.2gを四塩化炭素100mlに溶解した溶
液を撹拌下で徐々に滴下した。この場合、反応容器は水
−氷浴を用いて冷却した。滴下終了後、撹拌をさらに約
5時間続行した。
反応混合物を濾過処理に付し、濾液を水洗し、溶媒を
減圧下で加温除去して得られた粗生成物57.3gをシリカ
ゲルクロマトグラフィー処理を付すことによって化合物
Idを53.5g得た(収率89.8%)。
化合物Idの物性を以下の表−1に示す。
実施例5 撹拌機、温度計および還流冷却管を備えた反応容器内
に前記化合物Ia30.0g、ステアリルアルコール25.4g、濃
硫酸4mlおよびベンゼン100mlを入れ、還流を撹拌下で18
時間おこなった。
反応混合物にクロロホルム200mlを加えた後、水洗を
おこない、有機層を分取し、溶媒を減圧下で加温除去し
て得られた粗生成物をアセトンから再結晶させて化合物
Ieを35.9g得た(収率68.5%)。
化合物Ieの物性を以下の表−1に示す。
発明の効果 本発明による含フッ素イソフタル酸ジエステルは、優
れた摺動性、撥水撥油性、低摩擦耐摩耗性、耐候性およ
び化学的安定性等の特性を有すると共に、ポリマー原料
としての反応性を有するので、高性能の潤滑剤、離型
剤、可塑剤および高分子表面改質剤等として有用なばか
りでなく、汎用されているポリエステルやポリアミド等
に上記の諸特性を付与してこれらのポリマーの付加価値
を大幅に高めるポリマー原料としても有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 31/02 103 B01J 31/02 103X C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (56)参考文献 特開 平1−256522(JP,A) 有機合成化学協会誌、1981、39 (1)、51−62

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(I): (式中、Rfは次式(a)もしくは(b): で表わされるペルフルオロヘキセニル基もしくはペルフ
    ルオロノネニル基を示し、Rは分枝鎖を有することもあ
    る炭素原子1〜18のアルキル基を示す) で表わされる含フッ素イソフタル酸ジエステル。
  2. 【請求項2】一般式(II): (式中、Rfは前記と同意義であり、Xは塩素原子または
    水酸基を示す) で表わされる含フッ素イソフタル酸誘導体を一般式(II
    I): ROH (III) (式中、Rは前記と同意義) で表わされるアルコールと反応させることを特徴とす
    る、請求項1に記載された含フッ素イソフタル酸ジエス
    テルの製造方法。
  3. 【請求項3】一般式(IV): (式中、Rは前記と同意義) で表わされる5−ヒドロキシイソフタル酸ジエステルを
    非水溶媒中において、塩基の存在下で次式(a′)もし
    くは(b′): (CF3)2C=CFCF2CF3 (a′) [(CF3)2CF]2C=CFCF3 (b′) で表わされるペルフルオロヘキセンもしくはペルフルオ
    ロノネンと反応させることを特徴とする、請求項1に記
    載された含フッ素イソフタル酸ジエステルの製造方法。
  4. 【請求項4】一般式(I′): (式中、Rfは前記と同意義であり、R′はメチル基もし
    くはエチル基を示す)で表わされる含フッ素イソフタル
    酸ジエステルを酸触媒の存在下で、 一般式(III′): R″OH (III′) (式中、R″は分枝鎖を有することもある炭素原子数3
    〜18のアルキル基を示す) で表わされるアルコールと反応させることを特徴とす
    る、一般式(I″): (式中、RfおよびR″は前記と同意義) で表わされる含フッ素イソフタル酸ジエステルの製造方
    法。
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