JP2812467B2 - フッ素化用凍結乾燥フッ化カリウム - Google Patents
フッ素化用凍結乾燥フッ化カリウムInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D3/02—Fluorides
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高いフッ素化能を有し、種々の有機化合物
のフッ素化に用いられる凍結乾燥フッ化カリウムを用い
たフッ素化方法に関する。
のフッ素化に用いられる凍結乾燥フッ化カリウムを用い
たフッ素化方法に関する。
従来、G.C.Finger et al.,J.Am.Chem.Soc,78,6034（1
956）において、活性なハロゲン原子を持つ、有機化合
物をジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ
−メチルピロリドン、ジメチルスルホン、スルホランな
どの非プロトン性極性溶媒中で、フッ化カリウムのよう
なフッ化アルカリ金属と反応させ、ハロゲン交換法によ
りフッ素化合物を得る方法が提案されているが、反応が
遅いため高温度で長時間反応させる必要があった。この
ため副反応生成物が生成し、収率も40〜70％と工業的製
法としてはいまだ満足できるものではなかった。このよ
うな問題点を解決するためにフッ化カリウムの形状を変
化させ、活性を高める方法が種々提案されている。たと
えば、工業用フッ化カリウムを使用前に焙焼し、乳鉢等
ですりつぶした微粒子品にする方法（特公昭47−7529
号）、溶媒中で湿式粉砕する方法（特開昭61−50945
号）、アトマイザー等の機械を用いて乾式粉砕する方法
（特開昭63−10737号）が提案されているが、これらの
方法においては、得られたフッ化カリウムが吸湿しやす
くフッ素化能にバラツキが生じ、工業的にしかも大量に
扱うことは困難であった。また、スプレー乾燥法による
フッ化カリウムを用いる方法（特開昭58−65226号）も
知られているが、この方法においては、スプレー乾燥フ
ッ化カリウムを得るために、特別な装置を必要とする一
方、製造条件によりフッ素化反応の反応性の異なるスプ
レー乾燥フッ化カリウムが生成し、常に均一の性能を発
揮するためには特別な技術を必要とする。実際に国内外
のメーカーによるスプレー乾燥フッ化カリウムを用いて
フッ素化反応を行うと、その反応性に大きな違いがあ
り、そのことが工業的に有機フッ素化合物を製造するの
に多大の困難を伴っていた。
956）において、活性なハロゲン原子を持つ、有機化合
物をジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ
−メチルピロリドン、ジメチルスルホン、スルホランな
どの非プロトン性極性溶媒中で、フッ化カリウムのよう
なフッ化アルカリ金属と反応させ、ハロゲン交換法によ
りフッ素化合物を得る方法が提案されているが、反応が
遅いため高温度で長時間反応させる必要があった。この
ため副反応生成物が生成し、収率も40〜70％と工業的製
法としてはいまだ満足できるものではなかった。このよ
うな問題点を解決するためにフッ化カリウムの形状を変
化させ、活性を高める方法が種々提案されている。たと
えば、工業用フッ化カリウムを使用前に焙焼し、乳鉢等
ですりつぶした微粒子品にする方法（特公昭47−7529
号）、溶媒中で湿式粉砕する方法（特開昭61−50945
号）、アトマイザー等の機械を用いて乾式粉砕する方法
（特開昭63−10737号）が提案されているが、これらの
方法においては、得られたフッ化カリウムが吸湿しやす
くフッ素化能にバラツキが生じ、工業的にしかも大量に
扱うことは困難であった。また、スプレー乾燥法による
フッ化カリウムを用いる方法（特開昭58−65226号）も
知られているが、この方法においては、スプレー乾燥フ
ッ化カリウムを得るために、特別な装置を必要とする一
方、製造条件によりフッ素化反応の反応性の異なるスプ
レー乾燥フッ化カリウムが生成し、常に均一の性能を発
揮するためには特別な技術を必要とする。実際に国内外
のメーカーによるスプレー乾燥フッ化カリウムを用いて
フッ素化反応を行うと、その反応性に大きな違いがあ
り、そのことが工業的に有機フッ素化合物を製造するの
に多大の困難を伴っていた。
一方、凍結乾燥処理したフッ化カリウムを使用する方
法が提案されているが、このものは強塩基としての性質
を有するものの、フッ素化能は全くないと報告されてい
る（N.Ishikawa et al.,Chem.Lett.,1980,1089;ibid.,1
980,1327;J.Fluor.Chem.,18,213（1981）．参照）。
法が提案されているが、このものは強塩基としての性質
を有するものの、フッ素化能は全くないと報告されてい
る（N.Ishikawa et al.,Chem.Lett.,1980,1089;ibid.,1
980,1327;J.Fluor.Chem.,18,213（1981）．参照）。
従って、常に均一でしかも高いフッ素化能を有するフ
ッ化カリウムが待望まれていた。
ッ化カリウムが待望まれていた。
本発明者らは、従来技術の問題点を解決し、常に均一
でしかも高いフッ素化能を有するフッ化カリウムを開発
すべく鋭意検討したところ、比較的低濃度のフッ化カリ
ウム水溶液を凍結乾燥することにより、比表面積が大き
く微粒子状の凍結乾燥フッ化カリウムが製造でき、この
ものは非常に高いフッ素化能を持つ事実を見いだし本発
明を完成した。
でしかも高いフッ素化能を有するフッ化カリウムを開発
すべく鋭意検討したところ、比較的低濃度のフッ化カリ
ウム水溶液を凍結乾燥することにより、比表面積が大き
く微粒子状の凍結乾燥フッ化カリウムが製造でき、この
ものは非常に高いフッ素化能を持つ事実を見いだし本発
明を完成した。
本発明の方法において使用する高いフッ素化能を有す
るフッ化カリウムは比表面積0.3m2/g以上を有すること
を特徴とする。その比表面積は好ましくは0.4〜0.8m2/g
である。
るフッ化カリウムは比表面積0.3m2/g以上を有すること
を特徴とする。その比表面積は好ましくは0.4〜0.8m2/g
である。
フッ化カリウムの比表面積は、測定方法に依存して若
干変わるが、本明細書に言う比表面積は、Micrometriti
cs Flow Sorb II（島津製作所）を用い）、He−N2（29.
5％N2）混合ガス系で測定したものを指す。
干変わるが、本明細書に言う比表面積は、Micrometriti
cs Flow Sorb II（島津製作所）を用い）、He−N2（29.
5％N2）混合ガス系で測定したものを指す。
本発明の方法において使用する高いフッ素化能を有す
るフッ化カリウムは、多孔質で、その比表面積が焙焼し
た工業用フッ化カリウムよりも大きく、平均粒子径が工
業用フッ化カリウムよりも小さな微粉末結晶で、有機化
合物の活性な脱離基を容易にフッ素原子に置換する能力
を有する。
るフッ化カリウムは、多孔質で、その比表面積が焙焼し
た工業用フッ化カリウムよりも大きく、平均粒子径が工
業用フッ化カリウムよりも小さな微粉末結晶で、有機化
合物の活性な脱離基を容易にフッ素原子に置換する能力
を有する。
本発明の方法において使用するフッ化カリウムは、通
常の凍結乾燥処理により得られる。即ち、フッ化カリウ
ムの水溶液を凍結後、常温、減圧下で凍結乾燥させる。
用いるフッ化カリウム水溶液の濃度が低い程、微粒子状
のフッ化カリウムが製造できる。通常は、飽和水溶液以
下、好ましくは40重量％以下、更に好ましくは20重量％
以下のフッ化カリウム水溶液を凍結乾燥させると、比表
面積が大きく、しかも非常に高いフッ素化能を有する凍
結乾燥フッ化カリウムが製造できる。また更に、５重量
％以下のフッ化カリウム水溶液から調製したフッ化カリ
ウムは、さらに大きい比表面積を持ち、高いフッ素化能
を有するが多量の水を蒸発させなければならないという
困難さを併せ持っているので、用途及び目的に応じフッ
化カリウム水溶液の濃度を選定すればよい。
常の凍結乾燥処理により得られる。即ち、フッ化カリウ
ムの水溶液を凍結後、常温、減圧下で凍結乾燥させる。
用いるフッ化カリウム水溶液の濃度が低い程、微粒子状
のフッ化カリウムが製造できる。通常は、飽和水溶液以
下、好ましくは40重量％以下、更に好ましくは20重量％
以下のフッ化カリウム水溶液を凍結乾燥させると、比表
面積が大きく、しかも非常に高いフッ素化能を有する凍
結乾燥フッ化カリウムが製造できる。また更に、５重量
％以下のフッ化カリウム水溶液から調製したフッ化カリ
ウムは、さらに大きい比表面積を持ち、高いフッ素化能
を有するが多量の水を蒸発させなければならないという
困難さを併せ持っているので、用途及び目的に応じフッ
化カリウム水溶液の濃度を選定すればよい。
本発明の方法において使用するフッ化カリウムが高い
フッ素化能を有する要因の１つとして、焙焼したフッ化
カリウムと比較して、粒子の比表面積が非常に大きいこ
と、また粒子の径が非常に小さいことがあげられる。
フッ素化能を有する要因の１つとして、焙焼したフッ化
カリウムと比較して、粒子の比表面積が非常に大きいこ
と、また粒子の径が非常に小さいことがあげられる。
（後記実施例中の表１参照） 本発明の方法において使用する凍結乾燥処理したフッ
化カリウムを用いると有機化合物の活性な脱離基を容易
にフッ素原子に置換することができる。フッ素化方法自
体は従来のフッ化カリウムを採用した場合と同様に行う
ことができる。
化カリウムを用いると有機化合物の活性な脱離基を容易
にフッ素原子に置換することができる。フッ素化方法自
体は従来のフッ化カリウムを採用した場合と同様に行う
ことができる。
本発明の方法において使用するフッ化カリウムによっ
てフッ素化される有機化合物としては、例えば、オルソ
位またはパラ位に、ニトロ基、シアノ基、アルデヒド基
またはその誘導体、アルキル基または芳香族置換カルボ
キシル基、カルボン酸基、そのエステルまたはそのハラ
イド類、スルホン酸基またはそのハライド基、トリフル
オロメチル基、ハロゲン化メチル基置換芳香族化合物ま
たはその他の電子吸引基を有するハロゲン置換芳香族化
合物が挙げられる。また、脱離基は、一般的に脱離基と
して認められる基なら差し支えない。例えば、ハロゲン
原子、メタンスルホニル基、無置換またはハロゲン原
子、アルキル基等で置換されていてもよいベンゼンスル
ホニル基、トリフルオロメタンスルホニル基を挙げるこ
とができる。
てフッ素化される有機化合物としては、例えば、オルソ
位またはパラ位に、ニトロ基、シアノ基、アルデヒド基
またはその誘導体、アルキル基または芳香族置換カルボ
キシル基、カルボン酸基、そのエステルまたはそのハラ
イド類、スルホン酸基またはそのハライド基、トリフル
オロメチル基、ハロゲン化メチル基置換芳香族化合物ま
たはその他の電子吸引基を有するハロゲン置換芳香族化
合物が挙げられる。また、脱離基は、一般的に脱離基と
して認められる基なら差し支えない。例えば、ハロゲン
原子、メタンスルホニル基、無置換またはハロゲン原
子、アルキル基等で置換されていてもよいベンゼンスル
ホニル基、トリフルオロメタンスルホニル基を挙げるこ
とができる。
フッ化カリウムの水溶液を凍結乾燥処理して得られる
本発明のフッ化カリウムは、高いフッ素化能を有するの
で、短時間でフッ素化反応が終了し、且つ、副反応生成
物の生成を押さえ、高い収率と選択性で有機化合物の活
性な脱離基を容易にフッ素原子に置換することが可能で
ある。
本発明のフッ化カリウムは、高いフッ素化能を有するの
で、短時間でフッ素化反応が終了し、且つ、副反応生成
物の生成を押さえ、高い収率と選択性で有機化合物の活
性な脱離基を容易にフッ素原子に置換することが可能で
ある。
次に、本発明を実施例をあげて、具体的に説明する
が、本発明は以下の実施例によりなんら限定されるもの
ではない。
が、本発明は以下の実施例によりなんら限定されるもの
ではない。
参考例１ 森田化学製工業用フッ化カリウム25gを、1Lナス型フ
ラスコに入れ、500mlの水に溶解させた。これを凍結さ
せて、完全に氷にした後、東京理科器械製フリーズドラ
イヤーFD−１を用いて室温で３日間凍結乾燥させ、綿状
の白色粉末を得た。
ラスコに入れ、500mlの水に溶解させた。これを凍結さ
せて、完全に氷にした後、東京理科器械製フリーズドラ
イヤーFD−１を用いて室温で３日間凍結乾燥させ、綿状
の白色粉末を得た。
参考例２ 森田化学製工業用フッ化カリウム15gを水22gに溶解
し、−70℃で凍結した。このものを室温で６日間凍結乾
燥し白色粉末を得た。
し、−70℃で凍結した。このものを室温で６日間凍結乾
燥し白色粉末を得た。
参考例３〜５ 森田化学製工業用フッ化カリウムを用い１重量％、10
重量％、20重量％の水溶液を調製し、参考例１と同様に
して凍結乾燥し、白色粉末を得た。
重量％、20重量％の水溶液を調製し、参考例１と同様に
して凍結乾燥し、白色粉末を得た。
参考例６ 橋本化学製工業用フッ化カリウムを参考例１と同様に
して凍結乾燥処理を行って、綿状の白色粉末を得た。
して凍結乾燥処理を行って、綿状の白色粉末を得た。
実施例１ 参考例１で調製した凍結乾燥フッ化カリウム8.7g（0.
15mol）、テトラフェニルホスホニウム・ブロミド2.1g
（0.005mol）、スルホラン60g、４−クロロニトロベン
ゼン（PCNB）15.8g（0.1mol）の混合物を液温180℃で、
５時間撹拌した。ガスクロマトグラフィーにより分析
（全面積法）すると、４−フルオロニトロベンゼン（PF
NB）が99％、原料のPCNBが１％であった。蒸留により４
−フルオロニトロベンゼン12.0g（85％収率）を得た。
15mol）、テトラフェニルホスホニウム・ブロミド2.1g
（0.005mol）、スルホラン60g、４−クロロニトロベン
ゼン（PCNB）15.8g（0.1mol）の混合物を液温180℃で、
５時間撹拌した。ガスクロマトグラフィーにより分析
（全面積法）すると、４−フルオロニトロベンゼン（PF
NB）が99％、原料のPCNBが１％であった。蒸留により４
−フルオロニトロベンゼン12.0g（85％収率）を得た。
実施例2,3 参考例２および５で調製した凍結乾燥フッ化カリウム
を用いて実施例１と同様に反応を行った。反応の追跡は
時間ごとにガスクロマトグラフィーで行い、第１図の結
果を得た。
を用いて実施例１と同様に反応を行った。反応の追跡は
時間ごとにガスクロマトグラフィーで行い、第１図の結
果を得た。
実施例４ 参考例１の凍結乾燥フッ化カリウムのかわりに、参考
例６で調製した凍結乾燥フッ化カリウムを用いて同様に
反応を行った。ガスクロマトグラフィーにより分析する
とPFNBが99％検出され、PCNBは１％残存していた。これ
により、凍結乾燥フッ化カリウムの活性は原料に用いた
工業用フッ化カリウムの起源に依存しないことがわか
る。
例６で調製した凍結乾燥フッ化カリウムを用いて同様に
反応を行った。ガスクロマトグラフィーにより分析する
とPFNBが99％検出され、PCNBは１％残存していた。これ
により、凍結乾燥フッ化カリウムの活性は原料に用いた
工業用フッ化カリウムの起源に依存しないことがわか
る。
実施例５ 参考例１で調製した凍結乾燥フッ化カリウム8.7g（0.
15mol）、ジメチルスルホキシド（DMSO）48.4g、４−ク
ロロニトロベンゼン15.8g（0.1mol）の混合物を撹拌、
還流下、５時間反応させた。ガスクロマトグラフィーに
よるPFNBの生成率は99％であった。
15mol）、ジメチルスルホキシド（DMSO）48.4g、４−ク
ロロニトロベンゼン15.8g（0.1mol）の混合物を撹拌、
還流下、５時間反応させた。ガスクロマトグラフィーに
よるPFNBの生成率は99％であった。
実施例６ 参考例２で調製した凍結乾燥フッ化カリウム1.16g（2
0mmol）、ポリエチレングリコール（分子量400）1.0g、
アセトニトリル10mlを室温で１時間撹拌後、塩化ベンゾ
イル1.41g（10mmol）を加え、さらに２時間室温で撹拌
した。反応混合物をガスクロマトグラフィー分析すると
フッ化ベンゾイルが定量的に生成していた。
0mmol）、ポリエチレングリコール（分子量400）1.0g、
アセトニトリル10mlを室温で１時間撹拌後、塩化ベンゾ
イル1.41g（10mmol）を加え、さらに２時間室温で撹拌
した。反応混合物をガスクロマトグラフィー分析すると
フッ化ベンゾイルが定量的に生成していた。
比較例１ 実施例１の凍結乾燥フッ化カリウムのかわりに、森田
化学製工業用フッ化カリウムを用いて同様に反応を行っ
た。ガスクロマトグラフィーにより分析するとPFNBが45
％検出され、PCNBは55％残存していた。
化学製工業用フッ化カリウムを用いて同様に反応を行っ
た。ガスクロマトグラフィーにより分析するとPFNBが45
％検出され、PCNBは55％残存していた。
比較例２ 実施例５の凍結乾燥フッ化カリウムのかわりに、森田
化学製工業用フッ化カリウムを用いて同様に反応を行っ
た。ガスクロマトグラフィーにより分析するとPFNBが65
％検出され、PCNBは35％残存していた。
化学製工業用フッ化カリウムを用いて同様に反応を行っ
た。ガスクロマトグラフィーにより分析するとPFNBが65
％検出され、PCNBは35％残存していた。
試験例 参考例１から５で調製した凍結乾燥フッ化カリウムを
市販の工業用フッ化カリウムと比較した結果は、表１の
とおりであった。
市販の工業用フッ化カリウムと比較した結果は、表１の
とおりであった。
粒子径はコールターカウンターTA−II（二科機製）を
用い３％NH4SCN−アセトン溶液を電解質として、粒度分
布を測定し平均粒径を求めた。
用い３％NH4SCN−アセトン溶液を電解質として、粒度分
布を測定し平均粒径を求めた。
第１図は実施例1,2,4、および比較例１で行ったスルホ
ラン中での４−クロロニトロベンゼンとフッ化カリウム
との反応の経時変化を示したものである。横軸は反応時
間（ｈ）を示し、縦軸は４−フルオロニトロベンゼンの
生成率（％）を示す。 第２図は実施例５および比較例２で行ったジメチルスル
ホキシド中での４−クロロニトロベンゼンとフッ化カリ
ウムとの反応の経時変化を示したものである。横軸は反
応時間（ｈ）を示し、縦軸は４−フルオロニトロベンゼ
ンの生成率（％）を示す。
ラン中での４−クロロニトロベンゼンとフッ化カリウム
との反応の経時変化を示したものである。横軸は反応時
間（ｈ）を示し、縦軸は４−フルオロニトロベンゼンの
生成率（％）を示す。 第２図は実施例５および比較例２で行ったジメチルスル
ホキシド中での４−クロロニトロベンゼンとフッ化カリ
ウムとの反応の経時変化を示したものである。横軸は反
応時間（ｈ）を示し、縦軸は４−フルオロニトロベンゼ
ンの生成率（％）を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０７Ｃ 201/12 Ｃ０７Ｃ 201/12 205/12 205/12
Claims (1)
- 【請求項１】有機化合物の活性な脱離基を比表面積0.3m
2/g以上を有する凍結乾燥フッ化カリウムを用いてフッ
素置換することを特徴とするフッ素化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264100A JP2812467B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | フッ素化用凍結乾燥フッ化カリウム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264100A JP2812467B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | フッ素化用凍結乾燥フッ化カリウム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111624A JPH02111624A (ja) | 1990-04-24 |
| JP2812467B2 true JP2812467B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=17398513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63264100A Expired - Fee Related JP2812467B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | フッ素化用凍結乾燥フッ化カリウム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2812467B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5430301A (en) * | 1990-03-14 | 1995-07-04 | Zellweger Uster, Inc. | Apparatus and methods for measurement and classification of generalized neplike entities in fiber samples |
| US5469253A (en) * | 1990-03-14 | 1995-11-21 | Zellweger Uster, Inc. | Apparatus and method for testing multiple characteristics of single textile sample with automatic feed |
| US5539515A (en) * | 1990-03-14 | 1996-07-23 | Zellweger Uster, Inc. | Apparatus and methods for measurement and classification of trash in fiber samples |
| WO2007126142A1 (ja) | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Sumitomo Chemical Company, Limited | フッ化カリウム分散液およびそれを用いる含フッ素有機化合物の製造方法 |
| JP5369540B2 (ja) * | 2007-08-29 | 2013-12-18 | 住友化学株式会社 | アルカリ金属フッ化物分散液およびそれを用いる含フッ素有機化合物の製造方法 |
| CN114957195B (zh) * | 2022-06-23 | 2023-12-01 | 中国五环工程有限公司 | 一种高收率氟代碳酸乙烯酯的制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58199715A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-21 | Central Glass Co Ltd | フツ化カリウムの製造方法 |
| JPS63195639A (ja) * | 1987-02-10 | 1988-08-12 | Minolta Camera Co Ltd | 焦点距離変更式カメラ |
-
1988
- 1988-10-21 JP JP63264100A patent/JP2812467B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02111624A (ja) | 1990-04-24 |
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