JP2915573B2 - ペルフルオロビニル化合物 - Google Patents
ペルフルオロビニル化合物Info
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Description
有する化合物、ペルフルオロビニル化合物の製造方法、
及びペルフルオロビニル化合物の重合方法に関する。
えばMillerの米国特許第2,671,799号;Wallらの米国特許
第3,277,068号;ProberのJ.Amer.Chem.Soc.75巻(195
3)、968〜973頁;Hodgdon及びMacdonaldらのJ.Polymer
Sci.パートA−1,6巻(1968)、711〜717頁;Heinze及び
BurtonらのJ.Org.Chem.1988,53,2714〜2720頁に開示さ
れているような種々の方法により製造されてきた。
アルキルエーテル、例えば1,1,2−トリフルオロ−2−
クロロ−2−ヨードエチルフェニルエーテルは、Carl及
びEzzellらの米国特許第4,423,249号に開示された条件
下アルコキシドもしくはフェノキシドをある種の1,1−
ジフルオロ−1,2−ジハロエタンと反応させることによ
り製造される。同じ文献において、1,1−ジフルオロア
ルキルエーテルが亜鉛を用いて脱ハロゲン化され対応す
るビニルエーテルを形成することが開示されている。
−チオジフェニレン、イソプロピル−2,2−ジフェニレ
ン、ヘキサフルオロイソプロピル−2,2−ジフェニレ
ン、9,9−ビス(4'−フェニレン)フルオレン、1,1,1−
(トリフェニレン)エタン、2,5−ヘキシレン又は1−
ブロモ−2,4−フェニレンであり、各Xは酸素であり、
mは1〜3の整数である) で表わされる構造を有する化合物である。
ンを有する塩を形成すること; (b)工程(a)で形成した塩を1,2−ジハロ−1,1,2,2
−テトラフルオロエタン(ハロ基は沃素、臭素、塩素も
しくはこれらの混合物であり、ハロ基の少なくとも1個
は臭素もしくは沃素である)と反応させ下式III、 Z−CF2CF2−X−R−(X−CF2CF2−Z)m (上式中、X、R及びmは式Iに規定と同じであり、各
Zは独立に沃素もしくは臭素である) の化合物を形成すること;並びに (c)Zで表わされるハロゲン原子を除去し式Iで表わ
されるペルフルオロビニル化合物を形成すること を含む方法による式I CF2=CF−X−R−(X−CF=CF2)m (上式中、Rはフェニレン、4,4′−ビフェニレン、4,
4′−チオジフェニレン、イソプロピル−2,2−ジフェニ
レン、ヘキサフルオロイソプロピル−2,2−ジフェニレ
ン、9,9−ビス(4′−フェニレン)フルオレン、1,1,1
−(トリフェニレン)エタン、2,5−ヘキシレン又は1
−ブロモ−2,4−フェニレンであり、各Xは酸素であ
り、mは1〜3の整数である) の化合物の製造方法である。
リマーを含む。
するあらゆる方法により形成される。好適な方法は、化
合物がヒドロキシドと酸性反応性である場合、例えばR
が芳香族もしくは芳香族複素環である場合、塩基、例え
ば水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウムとの反応を
含む。ヒドロキシドと反応するには酸性が低い化合物
は、例えばナトリウムもしくはその水素化物のような金
属と反応される。アルコキシドもしくはアリールオキシ
ドのカリウム塩はリチウムもしくはナトリウム塩より反
応性が高いので、水酸化カリウムが通常好ましい。塩を
形成するに十分な水酸化物又は金属が用いられ、好まし
くは式IIの化合物のXの当量あたり1.0〜2.0当量の金属
の水酸化物が用いられる。好適な温度及び圧力は過度に
実験しないで決定され、高温では空気に敏感なアリール
酸化物の酸化分解が高められるので大気圧及び140℃以
下の温度が都合がよい。温度は芳香族化合物(Rが芳香
族)に対し好ましくは40℃〜125℃であり、アルキル化
合物に対し−10℃〜125℃である。
IIの化合物及び水酸化物の両方を容易に除去可能な媒
体、例えばメタノールに懸濁又は溶解する。又は、及び
好ましくは、溶媒、例えばジメチルスルホキシド(DMS
O)又はジメチルホルムアミド(DMF)中の式IIの化合物
の溶液に水酸化物を直接混合する。
くはカリウム又は式IIの化合物との金属塩を形成する金
属と、又は炭素酸の金属塩、例えばDMSOのナトリウム塩
もしくはジメチルスルホンのカリウム塩との、好ましく
は−20℃〜200℃の温度での反応により形成される。こ
の反応は、Rがアルキルもしくは置換アルキルである場
合特に有効である。金属の使用は公知であり、例えばA.
Streitwieser Jr.及びC.H.HeathcockらのIntroduction
to Organic Chemistry,Macmillain Publishing Co.,New
York,1976年、216頁にみられる。炭素酸の金属塩の使
用はW.S.MatthewsらのJ.Amer.Chem.Soc.,97巻、24,7006
〜7014頁、1975年に示されている。
に保つことが通常好ましいが、あらゆる液体媒体、例え
ば溶媒として用いられるメタノールもしくはグリムが好
適であり、又は次の反応工程の前に除去してよい。プロ
トン性媒体の除去は必要であり、除去は公知である。例
えば、メタノールは回転蒸発、続いて塩が乾燥するまで
真空下100〜140℃に加熱することにより除去される。
えば臭素もしくは沃素をテトラフルオロエチレンと反応
させることにより製造される1,2−ジハロ−1,1,2,2−テ
トラフルオロエタンと反応させる。ジハロテトラフルオ
ロエタンは下式IV Z−CF2−CF2−Z′ 式IV (上式中、Z及びZ′は弗素以外のハロゲンを表わす) で表わされる構造を有する。Z及びZ′は好ましくはテ
トラフルオロエタンが容易にハロゲンZもしくはZ′と
反応し、ハロゲンがその後除去されペルフルオロビニル
基を形成するよう選ばれる。従って、Z及びZ'は好まし
くはCl,Br、及びIより選ばれ、ZもしくはZ′の少な
くとも1個は臭素もしくは沃素であり、より好ましくは
Z及びZ′の両者はBrもしくはIであり、最も好ましく
は両方ともBrである。1,2−ジブロモ−1,1,2,2−テトラ
フルオロエタンは容易に入手でき、好適な条件下で容易
に除去されるので好ましい。
プロトン性溶媒、例えばジオキサン、ジメチルスルホキ
シド(DMSO)、グリム、ジグリム、テトラグリム、テト
ラヒドロフラン、ジメチルホルムアミドもしくはアセト
ニトリル中の塩のスラリーもしくは溶液である液体反応
媒体中の塩と反応される。極性非プロトン性溶媒が好ま
しく、式IIの化合物の塩形状が低溶解性である場合DMSO
が最も好ましい。反応媒体がスラリーである場合、好ま
しくはスラリーを保ち及びジハロテトラフルオロエタン
と塩を接触させるため十分撹拌される。ジハロテトラフ
ルオロエタン及び塩を均一に分散させるため十分な溶媒
が用いられ、好ましくは0.01〜10Mの濃度の式IIの塩が
用いられる。十分な塩はジハロテトラフルオロエタンと
反応されあらかじめ決めた置換度を形成し、好ましくは
ジハロテトラフルオロエタンのモルあたり0.1〜10.0モ
ル、より好ましくは0.30〜1.1モルの塩が用いられる。
ジハロテトラフルオロエタンは好ましくは液体として加
えられる。
−30℃以上に及び副生成物を避けるため100℃以下に保
たれる。より好ましくは温度は0℃〜50℃に、最も好ま
しくはRが芳香族であり各Xが独立に−O−,−S−,
−SO2−もしくは−SO−である場合20℃〜40℃に、Rが
アルキルである場合約0℃〜約20℃に保たれる。この温
度は好ましくは大気圧において用いられる。又は減圧も
しくは過圧が用いられ、温度調節が行なわれる。反応の
温度は置換基の特性に依存している。通常、電子供与置
換基は反応を高め、反応温度を保つため冷却が必要であ
る。また電子供与置換基は高温において副反応であるハ
ロゲン化に対し芳香族環を活性化する。反応は好ましく
は環ハロゲン化を防ぐためできるだけ低温で行なわれ
る。しかし、電子吸引置換基は反応を遅らせ、ハロゲン
化に対し環を不活性化する。不活性化フェノールを含む
反応は適当な反応速度を得るため加熱しなければならな
い。不活性化基も環ハロゲン化を遅らせるので活性化フ
ェノールより加熱しなければならない。すべてのケース
において反応は実質的にプロトン性物質を含まないよう
保たれ、これは好ましくは約0.1重量パーセント未満の
濃度であり、最も好ましくは検出不能の濃度である。プ
ロント性物質は、例えば水、アルコール及びフェノール
を含む。
IIの2−ハロテトラフルオロエチル化合物を形成する。
2−ハロテトラフルオロエチル化合物は液体媒体より分
離されるか又は媒体中でさらに反応される。除去は公知
の方法、例えばスラリーを等量の水に注ぎ下部の油性層
の生成物を取り出し、次いで真空蒸留により精製するこ
とによる。水に完全に溶解しないテトラグリムのような
液体媒体を用いる場合、生成物は真空下蒸留される。さ
もなければ真空下回転蒸発器で加熱することにより生成
物から溶媒を蒸発させる。2−ハロテトラフルオロエチ
ル化合物の精製は有利にはその後の反応である。
物2−ハロテトラフルオロエチル化合物より除去されペ
ルフルオロビニル化合物を形成する。この除去は好適に
はあらゆる方法により行なわれる。好ましくは塩の形成
に好適な液体媒体中金属試剤、例えば亜鉛もしくはマグ
ネシウムを2−ハロテトラフルオロエチル化合物と反応
させる。又は、ある反応体は溶媒を用いず反応に対して
十分液体である。より好ましくは、亜鉛の熱い、40℃〜
150℃のスラリー(好ましくは粒状)に、最も好ましく
は乾操グリムもしくは除去反応を促進する他の液体媒体
中のスラリーに2−ハロテトラフルオロエチル化合物を
加える。この反応は発熱であり、反応体の添加速度によ
り温度を調節する。最も好ましくは、乾燥グリム中でハ
ロテトラフルオロエチル化合物を金属試剤と混合し、ペ
ルフルオロビニル化合物が形成するまで、通常数時間撹
拌しながら85℃〜135℃に加熱する。
法、好ましくは遠心により除去する。グリムもしくは低
沸点溶媒を用いる場合、溶媒は回転蒸発により除去さ
れ、生成物は好ましくは真空蒸留により精製される。又
は公知の精製方法、例えば分画蒸留が用いられる。
ル基を有する本発明の化合物が得られる。ペルフルオロ
ビニル基は熱反応し、化合物をポリマーに結合するペル
フルオロシクロブタン環を形成する。
は下式II、 X−R−〔X−Q〕m〕n− (上式中、R,X、及びmは前記規定のものであり、Qは
ペルフルオロシクロブタン基であり、nは繰り返し単位
の数を表わす整数である) で表わされる式を有する。nは好ましくは2〜100,00
0、より好ましくは2〜10,000、最も好ましくは3〜5,0
00である。より好ましくはmは1又は2である。mが1
より大きく、−X−Q−構造体のあるものが分枝及び/
又は架橋を表わす場合、式IIは一般化される。
十分な温度及び時間加熱される。ペルフルオロシクロブ
タン環の形成に好適な温度はモノマーの構造により異な
る。通常、約40℃以上の温度がペルフルオロシクロブタ
ン環の形成に好適であり、好ましくは約50℃以上、より
好ましくは約100℃以上である。これはこの温度が十分
速い速度で環を形成するからである。約450℃以上の温
度は避けられる。それはそのような温度以上ではペルフ
ルオロシクロブタン基が不安定であるからである。最も
好ましくは105℃〜350℃、さらに好ましくは105℃〜250
℃の温度がペルフルオロシクロブタン環の形成に用いら
れる。この範囲内に置いて、ペルフルオロビニル芳香族
もしくは脂肪族エーテルもしくはスルフィドの環化に対
し100℃〜230℃の温度が通常最も好ましく、一方ペルフ
ルオロビニル基が直接芳香族環に結合している場合ペル
フルオロシクロブタン基の形成に50℃〜80℃の温度が必
要である。しかし、ペルフルオロアルキルペルフルオロ
ビニル基の場合、少なくとも約300℃、好ましくは少な
くとも約350℃の温度が通常必要である。
合できる場合、遊離重合条件、例えば酸素、オゾン、過
酸化化合物及び他の遊離基発生化合物の存在はペルフル
オロビニル基が付加重合せずペルフルオロシクロブタン
基に二量体化するよう避けられる。遊離基重合に対し安
定化するための公知の化合物を用いてもよい。同様に、
特にアニオンもしくはカチオンの存在下ペルフルオロビ
ニル基が付加重合できる場合、そのようなアニオンもし
くはカチオンを供給する化合物は避けられる。例えば、
弗化物イオン(例えば弗化カルボニルより)、塩化物、
水酸化物及びフェノキシドは避けられる。ペルフルオロ
ビニル基は酸化され弗化カルボニルを形成することが公
知であるため、酸化条件、例えば酸素、次亜塩素酸塩、
ジクロメート、及びペルマンガネートの存在は好ましく
は避けられる。
又は所望により溶液、乳濁液、分散液もしくはモノマー
分子が互いに接触しポリマーを形成する形状で他の物質
との混合物である。高分子量モノマーが形成するようモ
ノマー分子の間の接触を保つに液体混合物は有利であ
る。これは線状熱可塑性ポリマーが生成物である場合特
に有効である。ポリマー製品の最終形状においてモノマ
ーもしくはプレポリマーを形成する場合、ニート重合が
好ましい。これは形成した架橋、熱硬化材料の全体もし
くは一部として2個以上のペルフルオロビニル基を有す
るモノマーを用いる場合特にあてはまる。比較的低分子
量液体生成物の形成にはニート重合もしくはオリゴマー
化も通常好ましい。
活性であるものであり、例えばキシレン、メシチレン、
及びペルフルオロテトラデカヒドロフェナントレン(Ai
r Products Corp.より市販入手可能なMULTIFLUORTM APF
215)を含む。大気圧において好ましい溶媒は170℃〜25
0℃の温度を達成するもの、例えばジクロロベンゼン、
トリクロロベンゼン、ジフェニルオキシド及びペルフル
オロテトラデカヒドロフェナントレンである。1,2−ジ
クロロベンゼン及び1,2,4−トリクロロベンゼンのよう
な溶媒は最終ポリマーの変色のような満足できない結果
を与えるが、最終生成物においてその欠点を許容できる
場合用いられる。溶媒を用いる場合、溶媒中のモノマー
の濃度は0.1〜99.9重量パーセント、好ましくは10〜90
重量パーセントである。
力は通常モノマー及び溶媒及び/又は分散媒体が重合に
用いられる温度において液体に残るよう選ばれる。モノ
マー又は他の物質が用いる温度において蒸発する場合、
物質を液体に保つに十分な圧力を保つことが好ましい。
係属米国特許出願第364,667号にみられる。
スペクトル(GC/MS)分析はすべて30メーターRSL−150
溶融シリカキャピラリーカラムを用いるFinnigan 1020
GC/MSで行なう。液体ポリマーサンプルのガスクロマト
グラフィー/マススペクトル(GC/MS)分析はすべて60
メーターDB−1溶融シリカキャピラリーカラムを用いFi
nnigan 4500 GC/MSで行なう。チャージに対するマス(m
ass to charge)(M/e)比及び最高のピークに対するピ
ーク高さのパーセントを示す。液体クロマトグラフィー
/マススペクトル(LC/MS)はアセトニトリル−水溶出
液及び移動ベルトLC/MS界面を用いるFinnigan 4500マス
スペクトロメーターで行なう。
歪及び1Hzにおいて60mm×12mm×3mmサンプルを用い捩り
長方形幾何モードでRheometrics RDS−7700レオメータ
ーで行なう。示差走査熱量測定(DSC)は20℃において
1分あたり周囲温度から350℃に走査するPerkin Elmer
7000熱分析システムで行なう。
い行なう。引張強さ、引張弾性率及び伸び率はASTM D−
882 −83の方法に従いInstronモデル1125で測定する。
ン溶出液並びに10,000、1,000、500及び100オングスト
ロームポアサイズの一連のMicrostyragelTMカラムを用
いてWaters 720 GPC装置で行なう。報告される値はポリ
スチレンに対し標準化される。
a)及び140℃において10分間真空オーブン内で乾燥する
ことにより粒状亜鉛は活性化される。
スペクトロフォトメーターで測定される。核磁気共鳴
(NMR)スペクトルは19F(弗素19)もしくは1H(水素)
モードを用いVarian EM 360スペクトロメーターで測定
される。
ニルの製造及び塊重合 機械撹拌機、上部に窒素充填還流冷却器を有するDean
−Stark相分離トラップ、及び温度調節機に接続したサ
ーモカップルを備えた5lの5口フラスコにジメチルスル
ホキシド(DMSO)(1800ml)を入れた。溶媒を撹拌し、
液体の表面下に入れたチューブより窒素中に吹き込むこ
とにより酸素をパージし、同時にフラスコに4,4′−ジ
ヒドロキシビフェニル(454g,2.44モル)を加えた。
(85パーセントペレット)(322g,4.88モル)をゆっく
り加えた。温度を120℃に1.5時間保ち、次いで加熱を止
め、混合物を室温に冷却した。窒素でパージしたトルエ
ン(600ml)を溶液に加え、得られる混合物を還流(135
℃)まで加熱した。Dean−Starkトラップより4日間水
を反応器から共沸除去し、ここで24時間後に1度反応器
を冷却し窒素下反応器を開け形成した塩をくだき、スパ
チュラで側部をこすった。4日後、Dean−Starkトラッ
プをはずし、無水硫酸ナトリウムを含むソックスレー抽
出器にかえた。ソックスレー抽出器を通し7時間トルエ
ンを還流し、トルエンを乾操した。7時間後、ソックス
レーをDean−Starkトラップにかえ、蒸留により反応器
からトルエン(300ml)を除いた。次いで反応混合物を
氷水槽中30℃に冷却し、35±2℃の反応器温度を保つ速
度で3時間かけて1,2−ジブロモテトラフルオロエタン
(1300g,5.00モル)を加えた。添加終了後、反応温度を
安定化し(氷槽を取り除いた際温度が上昇しない)、次
いで加熱マントルをフラスコに取り付けた。反応器を50
℃に8時間加熱し、次いで撹拌しながら室温に冷却し
た。粗反応混合物を濾過し臭化カリウム塩を除去し、沈
澱をアセトンで洗浄した。濾液をあわせ、完全に蒸発さ
せ、アセトン、DMSO及び蒸留トルエンを除去した。固体
残留物を2lのKugelrohr蒸留し、粗生成物を得た。この
物質を750mlの塩化メチレンに溶解し、まず炭酸水素カ
リウム水溶液(500ml、約0.2M)で、次いで塩酸(HCl)
(500ml、約0.05M)で、さらに蒸留水(各々500ml)で
2回洗った。相分離後、生成物層を取り出し、蒸発し、
残留物を分画蒸留し(138〜148℃,0.35mmHg(46.5P
a))、71〜73℃の融点の4,4′−ビス(2−ブロモテト
ラフルオロエトキシ)ビフェニルを1031.1g(1.90モ
ル、比率77.9パーセント)得た。生成物の赤外(IR)ス
ペクトルは以下のピーク(cm-1)を有していた。1601,1
492(芳香族二重結合を示す);1199〜1107(炭素−酸素
及び炭素−弗素結合を示す);842,788(芳香族特性を示
す)。ガスクロマトグラフ/マススペクトル(GC/MS)
は、以下のm/eでピークを示す。
7%);363(50.9%);337(30.3%);335(34.7%);16
8(33.7%);156(78.3%);140(36.7%);139(90.1
%);129(37.4%);128(100.0%);127(33.2%);10
2(32.9%);76(41.1%);63(34.3%)。これは4,4′
−ビス(2−ブロモテトラフルオロエトキシ)ビフェニ
ルに一致する。
粉末添加漏斗及び還流冷却器を備えた1の5口フラス
コに新たに蒸留したジグリム(200ml)及び亜鉛粉末(3
6.0g,0.55モル)を入れた。
ス(2−ブロモテトラフルオロエトキシ)ビフェニル
(100g,0.184モル)を粉末漏斗から3.5時間かけてゆっ
くり加えた。この混合物を115℃で1時間機械撹拌し、
その後加熱を止め混合物を室温に冷却した。この溶液を
遠心し亜鉛塩を除去した。次いで液体をデカントし、亜
鉛塩をアセトンで洗い、再び遠心した。液体部分を合わ
せ、完全に蒸発させ、残留物を塩化メチレンに溶解し0.
05M塩酸で洗浄した。塩化メチレン溶液を蒸発させ98パ
ーセントの収率で94.5パーセントの純度の4,4′−ビス
(トリフルオロビニルオキシ)ビフェニルを62.45g(0.
180モル)得た。
セント以上の回収率で99.8パーセントの純度の生成物
(融点44〜46℃)を得た。
す);1601,1491(芳香族二重結合を示す);1231,1196〜
1132(それぞれ炭素−酸素及び炭素−弗素結合を示
す);818(芳香族性を示す)においてピークを示す。
46(31.3%);153(13.8%);152(100.0%);151(27.
0%);150(11.7%);76(14.9%);63(14.9%)。
ルモノマーの示差走査熱量(DSC)分析(20℃/分で20
℃から360℃)は、45℃で始まる融解の吸熱、約170℃で
始まる広い発熱を示し、へキサフルオロシクロブタン環
を形成するトリフルオロビニル基の環化の熱に相当する
と解釈された。
シ)ビフェニル(15.0g,0.043モル)を窒素パージした1
00ml丸底フラスコに入れ、撹拌しないで210℃で2時間
加熱することにより重合した。冷却後、示差走査熱量計
(DSC)による分析用に少量のサンプルを取り出した。
このサンプルは60℃のピークを有する結晶溶融、約200
℃で始まる広い発熱を示した。塊サンプルを再び235℃
でさらに3時間加熱した。サンプルを取り出しDSCで分
析した。この分析は60℃のピークを有する小さな結晶溶
融、約230℃で始まる低い発熱を示した。再び塊サンプ
ルを265℃に45分間加熱した。このサンプルの分析は結
晶溶融及び325℃まで発熱活性を示さず、143℃で吸熱ガ
ラス転移(Tg)があらわれた。
シ)ビフェニルの重合 モノマー、4,4′−ビス(トリフルオロビニルオキ
シ)ビフェニル(60.0g,0.173モル)を75mlのペルフル
オロテトラデカヒドロフェナントレン(Air Productsよ
り市販入手可能なMultifluorTM APF215)を含む1の
3口丸底フラスコに入れた。このフラスコに機械撹拌機
及び窒素充填還流冷却器を取り付けた。このフラスコを
窒素でパージした後、この混合物を撹拌し、加熱し還流
した。まず、加熱した際、溶融したモノマーは溶媒と混
和しなかったが温度を上げると2つの相が均一になっ
た。還流において約45分間撹拌後、ポリマー相が分離
し、合計3時間還流において撹拌後、相分離したポリマ
ーは撹拌シャフトを止めるほど粘稠になった。冷却した
ポリマーをフラスコから取り出し、真空下(約0.50mmHg
(66.5Pa))、約220℃で3時間蒸発させ残留溶媒を除
去した。このポリマーの一部を250℃で圧縮成形し明る
い黄色の透明な軟質プラスチックフィルムを得た。他の
部分をテトラヒドロフランに溶解し、蒸発皿上にのせ、
溶媒キャストフィルムを製造した。一晩溶媒を蒸発後、
明るい黄色の薄フィルムを皿よりはがした。このサンプ
ルはすぐれた柔軟性及び透明度を示した。
有していた。1601,1490(芳香族二重結合);1302,1194
〜1115(炭素−酸素及び炭素−弗素結合)、818(芳香
族性)。
クロマトグラフィー(GPC)は、ポリスチレンを標準と
して85,000の重量平均分子量を示した。
は以下の結果を与えた。
キシ)ビフェニルの2種の重合を示している。各々の特
性はほぼ同じであり、塊重合において(例1の方法)、
わずかに変色が多くおこる。
フェニル)フルオレンの製造及び重合 機械撹拌機、窒素充填還流冷却器を上部に有するDean
−Starkトラップ及び温度調節機に接続したサーモカッ
プルを備えた2lの5口丸底フラスコにDMSO(650ml)及
びトルエン(200ml)を入れた。撹拌溶液を窒素でパー
ジしながら9,9−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)フ
ルオレン(200.0g,0.57モル)をフラスコに加えた。窒
素パージを続けながら水酸化カリウム(85パーセントペ
レット、77.5g,1.17モル)を1度に加え、撹拌しながら
この混合物を100℃に加熱した。2時間後、溶液が還流
しはじめる(130℃)まで温度を上げた。24時間共沸蒸
留により水を除去した。Dean−Starkトラップを無水硫
酸ナトリウムを含むソックスレー抽出器にかえ、5時間
トルエンを還流した。蒸留によりトルエンを少量(60m
l)除去した。次いで反応器を35℃に冷却した。反応温
度を35℃〜38℃に保つ速度で添加漏斗からの1,2−ジブ
ロモテトラフルオロエタン(315g,1.21モル)の添加を
続けた。添加終了後、混合物を50℃に8時間加熱し、次
いで撹拌しながら室温に冷却した。この混合物を濾過
し、沈殿をアセトンで2回洗浄した。濾液をあわせ、蒸
発させた。残留物を水洗し残留臭化カリウム(KBr)を
除去した。残留物を24時間風乾後、カラムクロマトグラ
フィー(中性カラム、ヘキサン溶出液を用いる)で精製
し、157℃〜158℃の融点の生成物、9,9−ビス(4′−
〔2″−ブロモテトラフルオロエトキシ〕フェニル)フ
ルオレン(331.4g,0.468モル、収率82パーセント)を得
た。
%);708(100.0%);707(23.3%);706(49.8%);51
3(28.4%);511(28.5%);438(12.8%);437(52.4
%);436(14.7%);435(55.8%);355(15.7%);290
(33.9%);289(19.5%);239(35.9%);228(36.2
%);227(38.9%);226(47.3%);202(27.7%);157
(47.2%);131(27.6%);129(23.1%)のピークを有
していた。
中の新たに活性化した粒状亜鉛(5.00g.0.076モル)と
混合し、一晩加熱還流した。冷却後、反応混合物をデカ
ントし、遠心し、懸濁した亜鉛塩を除去した。真空蒸発
により溶媒を除去し、残留物を溶出液としてヘキサンを
用いる中性アルミナのカラムクロマトグラフィーで精製
し、115℃〜116℃の融点の生成物、9,9−ビス(4′−
トリフルオロビニルオキシフェニル)フルオレン(5.55
g,0.011モル、収率40パーセント)を得た。
%);337(37.2%);316(16.1%);315(19.7%);313
(12.8%);241(15.5%);240(52.8%);239(100.0
%);237(15.6%);207(14.1%);158(28.7%);157
(53.1%);155(14.4%);150(28.8%);145(18.3
%);144(16.5%);120(15.1%)にピークを有してい
た。
接続したサーモカップルを備えた50mlの丸底フラスコに
9,9−ビス(4′−トリフルオロビニルオキシフェニ
ル)トルエン(3.0g,0.0059モル)及びジフェニルオキ
シド(5.0ml)を入れた。この混合物を撹拌し22時間加
熱還流(255℃)した。100mlのKugelrohr装置において
真空下(165℃)ジフェニルオキシド(DPO)溶媒を蒸発
させポリマー生成物を得、これを塩化メチレンに溶解し
薄フィルムにキャストした。
スチレンを標準として135,000の重量平均分子量を示し
た。
フェニル)フルオレンの製造及び重合を説明している。
DPO中で重合したポリマーは高分子量を達成し、良好な
物理特性、例えば柔軟性を有する溶媒キャストフィルム
を形成した。
ーの製造及び重合 表Iに示した変化及び例3の化学量論量を保つための
量の調節を除き、示した出発物質について例3に示した
方法を用い、下式、 CF2=CF−O−R−O−CF=CF2 (上式中、Rは表Iに示す) の構造を有するモノマーを製造した。
が本発明の方法により製造されることを示している。
ついて例2に示した方法を繰り返し、示したモノマーか
らポリマーを製造した。これらのポリマーの特性を表II
に示す。
含有ポリマーが本発明の方法により製造されたことを示
している。
フェニル)エタンの製造及び4,4′−ビス(トリフルオ
ロビニルオキシ)ビフェニルとの塊重合 1の5口丸底フラスコに機械撹拌機、窒素充填還流
冷却器を有するDean−Starkトラップ、及び温度調節機
に接続したサーモカップルを取り付けた。窒素下DMSO
(450ml)、トルエン(150ml)、及び1,1,1−トリス
(4′−ヒドロキシフェニル)エタン(55.1g,0.18モ
ル)の混合物をフラスコに加えた。窒素パージ下15分間
撹拌後、水酸化カリウム(85パーセントペレット、80.0
g,1.2モル)を反応フラスコにゆっくり加えた。次いで
この混合物を水を共沸蒸留しながら48時間還流において
撹拌した。氷水槽中で得られる懸濁液を35℃に冷却し、
30℃〜35℃の温度に保つ速度で1,2−ジブロモテトラフ
ルオロエタン(155g,0.60モル)を加えた。添加終了
後、混合物を撹拌しながら50℃に3時間加熱した。濾過
後、回転蒸発器で真空下加熱することにより溶媒を除去
した。溶出液としてヘキサンを用い中性アルミナのカラ
ムクロマトグラフィーにより褐色の残留物を精製し、生
成物として1,1,1−トリス(4′−〔2″−ブロモテト
ラフルオロエトキシ〕フェニル)エタン(18.3g,0.022
モル、収率12パーセント)を得た。
e:ペアレントイオンm/e 840−842 −844 −846(比1:3:
3:1)は検出できなかった。分画より構造を決定した:57
3(32.3%);571(58.3%);569(31.5%)〔ペアレン
ト−PhOCF2CF2Brを示す〕。299(58.1%);297(52.7
%);279(32.3%);228(43.5%);227(31.5%);226
(36.0%);215(59.5%);181(82.1%);179(100.0
%);165(50.3%);152(43.7%);131(47.1%);129
(50.4%);100(38.8%)。
サーモカップルを備えた500mlの5口フラスコに新たに
活性化した粒状亜鉛(4.3g,0.066モル)及び25ml乾燥ジ
グリムを入れた。窒素下この混合物を撹拌し、110℃に
加熱し、上記反応の生成物(18.0g,0.021モル)を21ml
シグリムに溶解し滴下添加した。得られる混合物を115
℃で3時間撹拌し、次いで冷却し濾過した。濾液を真空
下60℃で蒸発させ、ジグリムを除去し、残留物を溶出液
としてヘキサンを用いる中性アルミナのカラムクロマト
グラフィーで精製し、生成物1,1,1−トリス(4′−ト
リフルオロビニルオキシフェニル)エタン(9.98g,0.01
8モル、収率87パーセント)を得た。
(24.4%);276(16.9%);240(28.1%);239(73.9
%);199(19.3%);178(100.0%);177(17.8%);17
6(25.4%);163(17.3%);152(31.9%);151(17.8
%);127(20.3%);126(28.7%);120(39.1%);119
(70.3%);118(25.6%);113(27.3%);107(18.8
%);102(31.7%);77(15.9%);76(29.5%)を有し
ていた。
トリフルオロビニルオキシフェニル)エタンの製造を説
明している。このモノマーは単独で又は二官能モノマー
と混合して架橋ペルフルオロシクロブタンポリマーの製
造に有効であった。
ル(例1で製造)(4.50g,0.013モル)及び1,1,1−トリ
ス(4′−トリフルオロビニルオキシフェニル)エタン
(0.79g,0.0014モル)の混合物を、上部に窒素充填還流
冷却器を有する100ml一口丸底フラスコ内で混合した。
フラスコを窒素でパージし、撹拌しないで混合物を加熱
した。200℃に達した後、15分以内にこの混合物は硬質
プラスチックに硬化する。この材料をさらに40分間220
℃で硬化させた。次いで加熱を止めた。得られるプラス
チックは硬く、テトラヒドロフラン(THF)もしくは塩
化メチレンに溶解しないがこれらの溶剤中でゲルに膨潤
する。
℃/分)は125℃でのわずかな吸熱、約210℃で始まる広
い発熱を示した。これは不完全な硬化ポリマーを示して
いる。最初のDSCスキャンの間このサンプルが硬化した
後、第2のスキャンを行ない、これは151℃でのTg転移
及び高温での発熱活性がないことを示している。
オキシフェニル)エタンの製造及びそれと4,4′−ビス
(トリフルオロビニルオキシ)ビフェニルの共重合を説
明している。得られるポリマーは、4,4′−ビス(トリ
フルオロビニルオキシ)ビフェニルのみより製造した、
柔軟であり、THF及び塩化メチレンに可溶である例2の
熱可塑性樹脂として比較して硬く、もろく、並びに不溶
性である。
フェニル)エタンの添加による4,4′−ビス(トリフル
オロビニルオキシ)ビフェニルの塊重合 モノマー、4,4′−ビス(トリフルオロビニルオキ
シ)ビフェニル(16.2g,0.047モル)を磁気撹拌棒と共
に500mlの丸底フラスコに入れた。窒素充填還流冷却器
をフラスコに取り付け、モノマーを撹拌しながら200℃
〜205℃に20分間加熱し、低分子量ポリマーを形成し
た。この液体を室温に冷却するともろいガラスに硬化す
る。このガラスを塩化メチレンに溶解し、1,1,1−トリ
ス(4′−トリフルオロビニルオキシフェニル)エタン
(0.51g,0.00094モル)を加えた。塩化メチレンを蒸発
させ、残留物を乾操し、120〜140℃及び0.20mHg(26.6P
a)圧力でKugelrohr装置で脱蔵した。熱いうちに液体混
合物を金型に注ぎ250℃,20.000psiで1時間硬化させ
た。プレスから金型を取り出し冷却した。金型からクー
ポンを取り出した。このクーポンは強く、柔軟なプラス
チックであり、THFに溶解しないがゲルに膨潤する。
Tg値、及び350℃まで熱活性が存在しないことを示し
た。
キシフェニル)エタンの添加により4,4′−ビス(トリ
フルオロビニルオキシ)ビフェニルの重合を説明してい
る。例10ように二官能及び多官能モノマーを共重合する
ことにより、又は例11のようにトリフルオロビニル末端
基を含む低分子量ポリマーと多官能モノマーの混合によ
り架橋したポリマーが製造される。
及びその塊重合 5lの3口丸底フラスコに機械撹拌機、窒素充填還流冷
却器及びゴム隔壁を取り付けた。グリム(100ml)を及
び活性化亜鉛粒子(11.50g,0.18モル)を磁気撹拌棒と
共にフラスコに加えた。20分撹拌後、混合物は褐変し初
め、あたたかくなる。2時間後、白色沈澱が形成し始め
る。加熱せず4時間撹拌を続けた後、窒素パージ下フラ
スコを開き、1,4−ジヨードベンゼン(16.0g,0.0485モ
ル)をパラジウムテトラキス(トリフェニルホスフィ
ン)(0.57g,0.00049モル)と共に加えた。この混合物
を一晩撹拌し、多量の懸濁固体を形成した。反応をさら
に24時間続け、その後濾過し、沈殿をヘキサンで洗浄し
た(各々50mlで3回)。濾液をあわせ、回転蒸発器にお
いて30℃で蒸発させ、残留物を得、これをカラムクロマ
トグラフィー(中性アルミナ、ヘキサン溶出液)により
精製し、生成物として7.50gのCF2=CF−Ph−CF=CF
2(0.0315モル、収率65パーセント)を得た。この生成
物をGC/MSで分析し、以下のスペクトル:m/eを与えた:23
8(100%);188(12.0%);187(46.4%);169(92.0
%);138(18.8%); 99(16.3%);81(12.3%);69
(30.1%)。この物質は空気に敏感であり、酸素に暴露
しておくと酸性ガスを発することがわかった。
ロビニル基を有する芳香族モノマーの製造及びモノマー
の製造におけるヨードトリフルオロエチレンの使用を説
明している。この製造は、モノマーの良好な収率を得る
ためワンポット合成により進行する。
すると高流動性ゲルが酸性煙を発生させながら形成し
た。これは弗化アシル及び弗化物イオンの形成、及び弗
化物イオンにより触媒される付加重合(環化ではない)
を示すものと考えられた。そのような空気と接触させた
貯蔵の結果は、ゲルマトリックス内に高い架橋度が生ず
る低分子量ゲルが形成する以下の生成物とは異ってい
る。
スコにモノマー、1,4−ビス(トリフルオロビニル)ベ
ンゼン(1.00g,0.0042モル)を入れた。このモノマーを
撹拌しながら約80℃に加熱した。10分でこのモノマーは
THFもしくは塩化メチレンに溶解しない硬質ガラス状ポ
リマーに硬化したが、一晩空気に暴露しておくと褐色に
変化し、酸性ガスを発生した。これは、低分子量ポリマ
ーが形成し、空気に敏感である未反応トリフルオロビニ
ル基を含んでいることを示唆している。
ビニル基を有する芳香族モノマーの重合を説明してお
り、この重合はとても短時間で進行し溶媒を必要としな
い。
重合 2.0gのペルフルオロテトラデカヒドロフェナントレン
(Air Productsより市販入手可能なMultifluorTMAPF−2
15)及び磁気撹拌棒を含む100ml丸底フラスコ内でモノ
マー、1,4−ビス(トリフルオロビニル)ベンゼン(1.0
0g,0.0042モル)を混合した。フラスコの上部に窒素充
填還流冷却器を取り付けた。この混合物を窒素でパージ
し、撹拌しながら加熱還流した。10分後、結晶質沈殿が
形成した。この沈澱を濾過により単離し、次いで真空乾
燥した。
鉢及び乳棒でこのポリマー沈殿を粉砕することにより粉
末を形成した。DSCによるこのポリマーの分析は2つの
小さな発熱を示し、1つは180℃〜240℃において、他は
320℃〜380℃においてであった。
ビニル基を有する芳香族モノマーの溶液重合を説明して
いる。この重合は高温及び不活性溶媒の存在下とてもは
やく進行する。
製造及び重合 1の5口丸底フラスコに機械撹拌機、窒素充填還流
冷却器及びゴム隔壁を取り付けた。窒素でパージしたフ
ラスコに乾操グリム(300ml)及び活性化亜鉛粒子(50.
8g,0.395モル)を加えた。次いでヨードトリフルオロエ
チレン(100.0g,0.48モル)をフラスコに1度に加え、
この混合物を窒素化5時間撹拌した。4,4′−ジヨード
ビフェニル(97.0g,0.24モル)を窒素パージしたジメチ
ルホルムアミド(DMF)(300ml)及びパラジウムテトラ
キス(トリフェニルホスフィン)(4.35g,0.0038モル)
と共にフラスコに加えた。この混合物を室温で撹拌し
た。
分を同定した。72時間後、反応は停止したと考えられる
が過剰のジヨードビフェニルは残っており、他のバッチ
のヨードトリフルオロエチレン(25.0g,0.12モル)をTH
F中の亜鉛と反応させ、1.0gのパラジウムテトラキス
(トリフェニルホスフィン)触媒と共に反応混合物に加
えた。さらに12時間反応を続け、次いで回転蒸発器で真
空下蒸発させ乾燥した。残留物を3倍体積の過剰の水に
加えた。沈殿が形成し、これを濾過し、真空漏斗上で風
乾した。この沈殿をTHFに溶解し濾過した。THF溶液にシ
リカゲルを加え蒸発乾燥することにより得られる濾液を
シリカゲル上に塗布した。このシリカゲルを溶出液とし
てヘキサンを用い短いシリカゲルカラムで溶出させ生成
物から着色した物質を除去した。ヘキサンの蒸発後、細
かい白色結晶物質が残った。次いでこの結晶物質を溶出
液としてヘキサンを用いアルミナカラムで再び注意深く
クロマトグラフした。カラムから溶出した最初のバンド
が所望のモノマー生成物CF2=CF−Ph−Ph−CF=CF2であ
った。合計44.2gの生成物が回収された(収率58.7パー
セント)。
えた:m/e:314(100.0%);263(13.4%);243(14.9
%);69(13.0%)。
8℃で始まるトリフルオロビニル基の環化に相当する広
い発熱を示した。第2の発熱は約300℃で始まり400℃以
上で分解した。このモノマーは、空気中に放置した場合
褐変し酸性煙を放出することから示されるように酸化不
安定である。
ビニル基を有する他の芳香族モノマーの製造を説明して
いる。この生成物の結晶性のため、放置してもゲルは形
成しないが、例12よりいくらか遅い速度で酸化分解がお
こり酸性ガスを放出する。
ビス(トリフルオロビニル)ビフェニル(1.6g,0.005モ
ル)及び無水DMF(5.0ml)を磁気撹拌棒と共に加えた。
フラスコの上部に窒素充填還流冷却器を取り付け、温度
計口から窒素を流出させながら撹拌を始めた。窒素パー
ジ5分後、サーモカップルを温度計口に入れ、加熱を開
始した。溶液を40℃に4時間加熱したが反応はみられな
かった。温度を10℃づつ上げ、この新しい温度において
少なくとも45分保った。130℃で2時間この混合物を加
熱しても変化はみられず、温度を135℃に上げ一晩撹拌
した。次の朝、この混合物はいくらか暗くなり、かなり
粘度が高くなった。温度を140℃に上げ9時間後、この
混合物はとても粘稠になり、ここで加熱及び撹拌を止め
た。粘稠な液体のサンプルを取り出し、真空下蒸発乾燥
させ、脆い結晶粉末を得た。この粉末は塩化メチレンに
溶解したが5ミクロンのフィルターを通過しなかった。
数滴の濾液のみ回収され、この濾液をポリスチレンを標
準としてゲル透過クロマトグラフィーにより分析した。
このポリマーの可溶性部分は41,600の重量平均分子量を
有していた。
ず、約420℃で分解が始った。このモノマーより製造さ
れたポリマーサンプルはすべて、空気中に放置すると酸
性煙を発生することから明らかなように空気に敏感であ
った。
ビニル基を有する芳香族モノマーの重合を説明してい
る。またこの例は、重合速度及び重合度を調節するため
注意深い温度調節が用いられることを示している。
及び3−トリフルオロビニルオキシ−1′,1′,1′−ト
リフルオロトルエンの液体ポリマーの製造 m−トリフルオロビニルオキシ−1′,1′,1′−トリ
フルオロトルエンを合成するため、機械撹拌機、Dean−
Starkトラップ及び温度調節機に接続したサーモカップ
ルを備えた1の3口フラスコにDMSO(400ml)、トル
エン(140ml)、及び3−トリフルオロメチルフェノー
ル(81.0g,0.50モル)を入れた。溶媒の表面下にチュー
ブを入れ、溶液中に15分間窒素を吹込むことにより溶液
から酸素を除去した。水酸化カリウム(85パーセントペ
レット、33.7g,0.51モル)を1度にフラスコに加え、De
an−Starkトラップの上部にのせた還流冷却器に窒素供
給ラインを接続した。混合物を145℃に加熱し、水を共
沸除去した。水がDean−Starkトラップヘ集まることが
止ったら、反応温度を155℃に上げ、蒸留により100mlの
トルエンを除去し、フラスコ内に反応混合物を残した。
ジブロモテトラフルオロエタン(132.0g,0.51モル)を
ゆっくり加えた。この混合物を55℃に5時間加熱し、次
いで室温に冷却した。懸濁した固体が沈降した後、液体
を沈殿からデカントし、DMSO中の生成物の混合物として
残し、これを別の漏斗内の3倍体積の水に加え、激しく
振盪した。生成物は漏斗の底に分れた低層を形成し、こ
れを取り出した。この粗生成物(低層)を再び500mlの
水で洗浄した。無水硫酸マグネシウム上で洗浄した低層
を乾操後、粗生成物を分画蒸留した。この生成物、m
(2−ブロモテトラフルオロエトキシ)−1′,1′,1′
−トリフルオロトルエン(169℃〜171℃,150mmHg(1995
0Pa))は以下のマススペクトルデータ、m/e:342(20.1
%);340(19.8%);323(7.9%);321(7.2%);211
(25.6%);145(100.0%)を与える。
グリム中の粒状亜鉛(12.0g,0.18モル)と混合し、115
℃で6時間撹拌し、反応混合物を形成した。この混合物
を室温に冷却し、反応フラスコ上に蒸留ヘッドをのせ
た。次いで生成物を粗反応生成物より直接蒸発させ(10
8℃〜110℃,150mmHg(19950Pa))、40.5gの生成物、m
−トリフルオロビニルオキシ−1′,1′,1′−トリフル
オロトルエンを得、これはGC分析により純度78パーセン
トであり、残りは副生成物、m−(1,1,2,2−テトラフ
ルオロエトキシ)−1′,1′,1′−トリフルオロトルエ
ンであった。
(52.3%);223(12.3%);195(14.2%);145(100
%);125(18.3%);95(30.6%)を与える。
ンゼン(例1で製造)及び8.75mlの3−トリフルオロビ
ニルオキシ−1′,1′,1′−トリフルオロトルエンより
混合物を製造した。この混合物を窒素充填還流冷却器を
取り付けた50mlの丸底フラスコに入れ、窒素下20時間還
流した。
ス(3′−トリフルオロメチルフェノキシ)ヘキサフル
オロシクロブタン及び1,3−ビス(2′−〔3″−トリ
フルオロメチルフェノキシ〕ヘキサフルオロシクロブチ
ル)フェニルエーテル(2個のペルフルオロシクロブタ
ン環を有する)であり、少量の1,2−ビス(3′−
〔2″−{3−トリフルオロメチルフェノキシ}ヘキ
サフルオロシクロブチルオキシ〕フェニル)ヘキサフル
オロシクロブチルエーテル(3個のペルフルオロシクロ
ブタン環を有する)を有するヘキサフルオロシクロブタ
ン生成物の混合物であることがわかった。真空蒸留によ
り2種の画分を集めた。
に与えられる):m/e:484(20.2%);465(12.9%);273
(29.2%);242(30.1%);207(11.2%);195(13.0
%);145(100.0%)を有する2種の異性体(シス及び
トランス1,2−置換ヘキサフルオロシクロブタン)から
なるモノペルフルオロシクロブタンを含んでいた。
ブタンの3種の異性体(シス−シス、シス−トランス、
及びトランス−トランス)、及び少量の1個の1,2−置
換ヘキサフルオロシクロブタン環及び1個の1,3−置換
ヘキサフルオロシクロブタン環を含む生成物の4種の異
性体(シス−1,2 シス−1,3;シス−1,2トランス−1,3;
トランス−1,2シス−1,3;及びトランス−1,2トランス−
1,3)からなるジペルフルオロシクロブタンを含んでい
た。これら7種の生成物はすべて異なる強さのそのマス
スペクトルにおいてほぼ同じピークを与えた。以下のマ
ススペクトルデータはガスクロマトグラフィー(GC)カ
ラムから溶出する第1の生成物異性体に対するものであ
り、2個のペルフルオロシクロブタン環の3種の主要な
異性体の1つに相当する:m/e:754(36.4%);593(12.5
%);492(14.1%);415(21.9%);273(27.7%);242
(39.1%);195(21.5%);173(23.4%);145(100.0
%);126(28.5%);95(23.1%);92(34.7%);76(5
7.6%);64(27.3%)。
ブタンの6種の異性体(シス−シス−シス、シス−シス
−トランス、シス−トランス−シス、シス−トランス−
トランス、トランス−シス−トランス、及びトランス−
トランス−トランス)からなる3個のペルフルオロシク
ロブタン環を含む物質を少量含んでいた。混合物中にこ
の生成物が少量存在するため、1個以上の1,3−置換ヘ
キサフルオロシクロブタン環を含む対応する生成物は検
出されない。6種の異性体のマススペクトルはわずかに
異なる強さでほぼ同じピークを示した。GCカラムから溶
出するトリペルフルオロシクロブタンの第1の生成物異
性体より以下のマススペクトルデータが得られた:m/e:1
024(21.6%);593(16.3%);492(35.5%);415(17.
6%);281(16.2%);273(16.4%);242(26.0%);20
8(15.9%);207(71.9%);145(100.0%);92(19.7
%);76(26.8%)。
Sにより検出可能な少量(1〜2パーセント)の1,3−置
換ヘキサフルオロシクロブタンを有する1,2−置換ヘキ
サフルオロシクロブタンであった。この2種は1,3−置
換生成物に存在しない1,2−置換ヘキサフルオロシクロ
ブタンのマススペクトルに存在するCF2=CF2のフラグメ
ントに相当するm/e=100での小さなピークにより区別さ
れる。異なる異性体の完全な形状は示されなかった。
を2個のトリフルオロビニル基を含む化合物と混合し、
次いでこの混合物を加熱しトリフルオロビニル基を環化
させペルフルオロシクロブタン基を含む液体を与えるこ
とを説明している。そのような液体は、低誘電率圧媒液
又は滑剤として有効なタイプである。
ン、3−(1′,1′,2′,2′−テトラフルオロエトキ
シ)トリフルオロビニルオキシベンゼン及び1,3−ビス
(1′,1′,2′,2′−テトラフルオロエトキシ)ベンゼ
ンの液体ポリマーの製造 1,3−ビス(トリフルオロビニルオキシ)ベンゼン
(例4で製造)(26パーセント)、3−(1′,1′,
2′,2′−テトラフルオロエトキシ)トリフルオロビニ
ルオキシベンゼン(54パーセント)、1,3−ビス(1′,
1′,2′,2′−テトラフルオロエトキシ)ベンゼン(例
4で単離)(15パーセント)、及びテトラグリム(5パ
ーセント)からなる混合物(25ーパーセント)を100ml
の丸底フラスコに入れ、窒素下5時間加熱還流した。得
られた粘稠な油をGCで調べ、未反応1,3−ビス(1′,
1′,2′,2′−テトラフルオロエトキシ)ベンゼン及び
テトラグリム、並びに重い成分の異性体の混合物を含む
ことがわかった。軽い未反応成分の除去後、分画蒸留に
より2つの画分を分け、各々をGC/MSで分析した。
置換ヘキサフルオロシクロブタン)として1,2−ビス
(3′−〔1″,1″,2″,2″−テトラフルオロエトキ
シ〕フェノキシ)ヘキサフルオロシクロブタン、及び少
量(1〜2パーセント)の2種の1,3−置換ヘキサフル
オロシクロブタン生成物(シス及びトランス)(すべて
ほぼ同じマススペクトルを有する)を含むことがわかっ
た。以下はクロマトグラフカラムから溶出する第1の異
性体のマススペクトルデータであり、1,2−置換異性体
の1つに相当する:m/e:580(25.8%);371(11.3%);3
21(12.5%);290(23.4%);270(36.4%);243(69.9
%);193(100.0%);95(96.4%);92(55.9%);76
(26.7%);64(29.9%);51(21.9%)。
ブタンの3種の異性体として1,3−ビス(2′−〔3″
−{1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ}フェ
ノキシ〕ヘキサフルオロシクロブチル)フェニルエーテ
ル、及び少量の1個の1,2−置換及び1個の1,3−置換ヘ
キサフルオロシクロブタン環を有する生成物の4種の異
性体を含んでいた。この7種の異性体はすべて異なる強
さでそのマススペクトルにおいてほぼ同じピークを与え
た。以下のマススペクトルデータはGCカラムから溶出す
る第1の異性体に対するものであり、生成物の3種の主
要な異性体の1つに相当する:m/e:850(24.7%);540
(24.2%);371(41.5%);321(12.9%);301(16.4
%);290(33.9%);270(74.4%);243(63.9%);207
(24.1%);193(86.7%);173(14.8%);95(100.0
%);92(63.2%);76(71.8%);64(32.6%);51(1
5.5%)。
を溶媒中2個のトリフルオロビニル基を含む化合物と混
合し、得られた混合物を加熱しトリフルオロビニル基の
環化をおこすことを示している。そのような液体は低誘
電率圧媒液又は滑剤として有効なタイプである。
キサンの製造 水素化ナトリウム(16.5g、油中60パーセント分散
液、0.41モル)をオーブン乾燥した2lの3口フラスコに
入れた。乾燥ジメチルホルムアミド(DMF)(400ml)を
シリンジにより加え、フラスコに撹拌機、温度計、及び
隔壁を取り付けた。この混合物を撹拌し氷槽中で冷却
し、50mlの乾操DMFに溶解した2,5−ヘキサンジオール
(17.78g,0.15モル)をシリンジによりゆっくり加え
た。隔壁を均圧添加漏斗にかえ、混合物を一晩撹拌し
た。ドライアイス/エチレングリコール槽でこの混合物
を−10〜−15℃に冷却し、撹拌混合物に1,2−ジブロモ
テトラフルオロエタン(TFDBE)(60ml,0.5モル)を加
えた。反応の温度を−10〜−8℃に保った。1当量加え
た後、発泡を観察し、TFDBEの添加を止める前に静止さ
せた。反応が終了すると、多量の固体が沈殿し、10℃に
あたためると再び溶解した。
層を水洗し、残留DMFを除去し、硫酸マグネシウム上で
乾燥し、濃縮し、63.15gのオレンジ色の油を得た。真空
蒸留により揮発性物質を除去し、36.12gの無色の油を
得、これをヘキサンによりアルミナ上でクロマトグラフ
し、19.23gの2,5−ビス(2−ブロモテトラフルオロエ
トキシ)ヘキサン(収率26.9パーセント)及び5.42gの
2−(2−ブロモテトラフルオロエトキシ)−5−(1,
1,2,2−テトラフルオロエトキシ)ヘキサンを得た(19F
NMR,1H NMR及びIRスペクトルで確認)。19F NMR:(TF
A)δ−10.2(t,J=6Hz),8.8(t,J=6Hz)H NMR:(TM
S)δ1.32(d,6H,J=6Hz),1.63〜1.90(m,4H),4.20〜
4.78(m,2H)。
モテトラフルオロエトキシ)ヘキサン(3.45g,7.25ミリ
モル)を100mlの3口フラスコに入れた。乾燥グリム(2
5ml)をシリンジにより加え、得られる混合物を撹拌
し、窒素下5時間加熱還流した。この混合物をペンタン
と水の間で分配した。ペンタン抽出物を硫酸マグネシウ
ム上で乾燥し、濃縮し、2.11gの淡黄色油を得た。この
油の赤外分析はカルボニル含有不純物の存在を示した。
この油をペントンに溶解し、中性アルミナのカラムに通
し、濃縮後、1.33g(収率65.8パーセント)の所望の生
成物を得た。表題の生成物を19F NMR,1H NMR、及びIRス
ペクトルで同定した。19F NMR:(TFA)δ46.2(d,J=90
Hz,Jcis=78Hz,JFH=2Hz,OCF),53.8(d,J=78,=CFシ
ス)、53.9(d,J=90,=CFトランス)1H NMR:(TMS)δ
1.31(d,J=6Hz,6H),1.55〜1.90(m,4H),3.80〜4.40
(m,2H)IR:(CM-1)1845(CF=CF2),1290(B,C−
O),1130(B,C−O)。
た。
シ)ベンゾエートの製造、4−トリフルオロエテニルオ
キシ安息香酸及び塩化ベンゾイルヘのその転化、並びに
連鎖延長したポリカーボネートオリゴマーヘの塩化物の
使用 メチル4−ヒドロキシベンゾエート(304.3g,2モル)
を800mlのメタノールに溶解し、水酸化カリウム(132.0
2g,2モル、純度85パーセント)をゆっくり加えることに
よりカリウム塩に転化した。得られた混合物を撹拌し、
必要により冷却し50℃以下に温度を保った。回転蒸発に
より溶媒を除去し、真空下140℃で一晩乾燥した。
ラスコに移した。フラスコに機械撹拌機、温度計、加熱
マントル、冷却器及び均圧添加漏斗を取り付けた。乾燥
ジメチルスルホキシド(DMSO)(550g)を加え、この混
合物を撹拌し、60℃にあたため、1,2−ジブロモテトラ
フルオロエタン(537g,2.06モル)をゆっくり加えた。
低温では反応はみられなかった。添加終了後反応温度を
65℃〜70℃に保った。混合物を90℃に加熱し、一晩冷却
した。
することにより生成物を単離した。生成物はオレンジ色
の油として単離され、これを水洗し残留DMSOを除去し
た。上水層を塩化メチレンで抽出し、塩化メチレン溶媒
を蒸発させ約40gの生成物を得、これを水洗前の生成物
の残りに加えた。生成物(623g)を85℃/0.3mmHg(39.9
Pa)で蒸発させ、561gの無色の油(収率85パーセント)
を得た。この生成物を19F NMR,1H NMR、及びIRスペクト
ルで同定した。
するため、メチル4−(2−ブロモテトラフルオロエト
キシ)ベンゾエートの他のサンプル(66.25g,0.2モル)
を冷却器、温度計、機械撹拌機、及び加熱マントルを備
えた4口500ml丸底フラスコに入れた。メタノール(300
ml)及び水酸化ナトリウム(8.05g,0.2モル)を加え混
合物を形成し、これを撹拌し3時間加熱還流した。ナト
リウムカルボキシレートが形成し、沈殿が形成し始め、
1.5時間後ほぼ固体にゲル化した。これを一晩沈降さ
せ、回転蒸発により溶媒を除去した。
の水中の酢酸亜鉛(26.35g,0.12モル)の溶液を加え亜
鉛塩としてカルボキシレートを沈殿させた。この塩スラ
リーを冷却し、溶液から亜鉛塩を濾過し、真空乾燥させ
65.6g(収率94パーセント)得た。
8モル)を含む4口500ml丸底フラスコに移した。乾燥グ
リム(160ml)を加え、フラスコに冷却器、機械撹拌
機、及び温度計を取り付けた。この混合物を撹拌し、一
晩窒素下加熱還流した。18mlの濃HClの添加によりこの
混合物を酸性化し、回転蒸発により濃縮し、次いで塩化
メチレンと水の間で分配した。この酸の塩化メチレン溶
液を硫酸マグネシウム上で乾燥し、濾過し濃縮し、白色
結晶として40.2gの4−トリフルオロエテニルオキシ安
息香酸を得た(収率97.6パーセント、m.p.139〜140
℃)。生成物4−トリフルオロエテニルオキシ安息香酸
を19F NMR,1H NMR、及びIRスペクトルで同定した。
形成するため、4−トリフルオロエテニルオキシ安息香
酸(79.4g,0.36モル)を1の丸底フラスコに入れた。
乾燥塩化メチレン(250ml)を加え、得られる混合物を
窒素下撹拌し、オキシアリルクロリド(62.5g,0.49モ
ル)を加えた。この混合物を一晩撹拌し、回転蒸発によ
り濃縮した。60〜65℃/0.2mmHg(26.6Pa)で褐色液体を
蒸留し、82.94gの無色の液体を得た(収率97.4パーセン
ト)。この生成物を19F NMR,1H NMR、及びIRスペクトル
で同定した。
を末端とする低分子量ポリカーボネートオリゴマー(20
00MW)(7.5g、約7.8×10-3モルのフェノール性OH)を
トリフルオロエテニルオキシベンゾイルクロリド(1.84
g,7.8×10-3モル)を含む100mlのフラスコに入れた。ジ
クロロメタン(30ml)を加え、オリゴマーを溶解し、こ
の混合物を撹拌しシリンジによりトリエチルアミン(0.
81g,8×10-3モル)を加えた。ほぼすぐに混合物中に白
色沈殿が形成した。ジクロロメタンを加え沈殿を溶解
し、ジクロロメタン溶液を形成し、これを水で抽出しト
リエチルアミンヒドロクロリドを除去した。4A分子篩上
でジクロロメタン溶液を乾燥し、濃縮し、トリフルオロ
エテニルオキシベンゾイル基でキャップされたオリゴマ
ーを9.06g(収率100パーセント)得た。構造は19F NMR
(トリフルオロビニルエーテルパターン)、1H NMR(芳
香族ベンゾエートの2つの部分が芳香族ポリカーボネー
トプロトンから8〜8.3ppmにシフトした)、及びFT−IR
(1739cm-1でのC=Oストレッチ、1774cm-1でのポリカ
ーボネートのC=Oストレッチと異なる)により確認し
た。
00℃に加熱し、連鎖延長させた。サンプルを冷却し、再
加熱しTgを測定し、これは140.4℃でみられた(高分子
量ポリカーボネートを示す)。比較のため、キャップし
ていないオリゴマーのサンプルを300℃に加熱し、冷却
し、再加熱し、106.8℃のTgを示した。Tgの33.6℃の増
加は、トリフルオロビニルエーテル基の熱環二量化によ
る高分子量ポリカーボネートの形成による。
ベンゾイルクロリドの反応 磁気撹拌棒を含む250mlの丸底フラスコにジヒドロキ
シビフェニル(0.788g,0.00423モル)を入れた。このフ
ラスコをゴム栓でふたをした。乾燥塩化メチレン(25m
l)及び例18で製造したトリフルオロビニルオキシベン
ゾイルクロリド(2.000g,0.00846モル)をシリンジによ
りフラスコに加えた。この混合物を撹拌し、トリエチル
アミン(0.86g.0.0085モル)を加えた。この混合物を室
温で2時間撹拌し、濾過した。白色沈殿を得、塩化メチ
レンで数回洗浄し残留トリエチルアミンヒドロクロリド
を除去した。白色結晶生成物を得、これは225℃〜228℃
の融点を有している。定性溶解性テストは、この生成物
が塩化メチレン、アセトン、アセトニトリル、ヘキサ
ン、メタノール、水及びベンゼンに不溶であり、熱テト
ラヒドロフランにわずかに可溶であり、四塩化炭素に適
度に可溶であることを示している。
は以下のスペクトルを与えた:1830、トリフルオロビニ
ル基を示す;1723、ベンゾエートエステルを示す;1600及
び1495、アリール炭素−炭素二重結合を示す;1315及び1
267、炭素−弗素結合を示す。
及びその後のモノマーの重合としてのわずかな発熱を示
した。サンプルの第2のスキャンは350℃まで熱活性が
存在しないことを示した。
を示した。偏光顕微鏡で観察したところ、溶融したモノ
マー相(230℃)は液晶挙動を示唆する複屈折、続いて
結晶質固体への速い重合を示した。この固体は溶融せ
ず、しかしいくらか変色し空気中400℃以上の温度に加
熱すると分解した。
−トリフルオロエテニルオキシ)ベンゼンの合成 頭上撹拌機、水トラップ、冷却器、及び窒素噴霧器を
備えた3口、5lフラスコ内でレゾルシノール(412.9g,
3.75モル)を1800mlのDMSO及び670mlのトルエンに溶解
し混合物を形成した。この混合物を撹拌し、窒素を撤布
し、水酸化カリウム(495.1g,7.5モル)を5gづつ加え
た。この混合物を加熱還流し、共沸蒸留により水を除去
した。水を除去した後、混合物を15℃に冷却し、1,2−
ジブロモテトラフルオロエタン(2144g,8.25モル)を加
え、混合物を一晩撹拌した。次いでこの混合物を3時間
攪拌しながら90℃に加熱した。次いで冷却し、等量の水
で希釈した。生成物は油状低層として分離し、これを真
空下分画蒸留し、190.3gの1−(2−ブロモテトラフル
オロエトキシ)−3−(1,1,2,2−テトラフルオロエト
キシ)ベンゼン(収率3パーセント)、895.5gの1,3−
ビス(2−ブロモテトラフルオロエトキシ)ベンゼン
(収率51パーセント)、及び340.8gの1−ブロモ−2,4
−ビス(2−ブロモテトラフルオロエトキシ)ベンゼン
(収率17パーセント)を得た。生成物を19F NMR,H NM
R、及びIRスペクトルで同定した。
モル)の熱(110℃)混合物に1−ブロモ−2,4−ビス
(2−ブロモテトラフルオロエトキシ)ベンゼン(18.0
g,35ミリモル)を加えた。生成物1−ブロモ−2,4−ビ
ス(トリフルオロエテニルオキシ)ベンゼンを真空した
この混合物より分画蒸留した(95℃〜100℃/1mmHg(133
Pa),6.75g、収率59パーセント)。生成物を19F NMR,H
NMR、及びIRスペクトルで同定した。
Claims (2)
- 【請求項1】(a)少なくとも2個のペルフルオロビニ
ル基を有しかつ下式I CF2=CF−X−R−(X−CF=CF2)m (I) (上式中、Rはフェニレン、4,4′−ビフェニレン、4,
4′−チオジフェニレン、イソプロピル−2,2−ジフェニ
レン、ヘキサフルオロイソプロピル−2,2−ジフェニレ
ン、9,9−ビス(4′−フェニレン)フルオレン、1,1,1
−(トリフェニレン)エタン、2,5−ヘキシレン又は1
−ブロモ−2,4−フェニレンであり、各Xは酸素であ
り、mは1〜3の整数である) で表される構造を有する化合物。 - 【請求項2】下式 CF2=CF−X−R−(X−CF=CF2)m (I) (上式中、各Xは独立に−O−、−S−、−SO2−、も
しくは−SO−であり、Rはフェニレン、4,4′−ビフェ
ニレン、4,4′−チオジフェニレン、イソプロピル−2,2
−ジフェニレン、ヘキサフルオロイソプロピル−2,2−
ジフェニレン、9,9−ビス(4′−フェニレン)フルオ
レン、1,1,1−(トリフェニレン)エタン、2,5−ヘキシ
レン又は1−ブロモ−2,4−フェニレンであり、mは1
〜3の整数である) で表されかつ少なくとも2個のペルフルオロビニル基を
有する化合物の製造方法であって、以下の工程 (a)下式II H−R−(XH)m (II) (上式中、X、R及びmは式Iにおける規定と同じであ
る) で表される化合物を脱プロトン化することによりアニオ
ンを有する塩を形成すること、 (b)工程(a)で形成した塩を1,2−ジハロ−1,1,2,2
−テトラフルオロエタン(このハロ基は沃素、臭素、塩
素もしくはこれらの混合物であり、このハロ基の少なく
とも1つは臭素もしくは沃素である)と反応させ下式II
I Z−CF2CF2−X−R−(X−CF2CF2−Z)m (III) (上式中、Z、R及びmは式Iにおける規定と同じであ
り、各Zは独立に沃素もしくは臭素である) で表される化合物を形成すること、及び (c)Zで表されるハロゲン原子を除去して式Iで表さ
れるペルフルオロビニル化合物を形成すること を含む方法。
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