JP3212712B2 - 有機電解フッ素化法 - Google Patents

有機電解フッ素化法

Info

Publication number
JP3212712B2
JP3212712B2 JP24895292A JP24895292A JP3212712B2 JP 3212712 B2 JP3212712 B2 JP 3212712B2 JP 24895292 A JP24895292 A JP 24895292A JP 24895292 A JP24895292 A JP 24895292A JP 3212712 B2 JP3212712 B2 JP 3212712B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrolytic
nickel
particles
electrolysis
anode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP24895292A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05320968A (ja
Inventor
信淳 渡辺
容宝 鄭
博昭 阪口
義幸 小林
康 喜田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Glass Co Ltd filed Critical Central Glass Co Ltd
Priority to JP24895292A priority Critical patent/JP3212712B2/ja
Publication of JPH05320968A publication Critical patent/JPH05320968A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3212712B2 publication Critical patent/JP3212712B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、界面活性剤、撥水撥油
剤、不活性液体などとして有用なパーフルオロ化合物等
を製造する有機電解フッ素化法に関する。
【0002】
【従来の技術とその解決しようとする課題】無水フッ化
水素酸を電解液とした有機電解フッ素化は、他の方法で
得られない有用な化合物を製造し得るということと、高
価なフッ素化剤を使用しないで一段で合成できるという
ことで有利な方法であり、陽極にニッケルまたはその合
金を用いるのが常法である。しかし、電解フッ素化は一
般の電極反応に比べて目的物の収率や電流効率が低いと
いう欠点がある。これは陽極フッ素化反応の時にフッ素
化されるべき有機化合物の炭素−炭素結合が開裂し、ま
た陽極で電解液である無水フッ化水素酸に微量に存在す
るH2Oがフッ素化されてOF2が発生し、それが上記の
開裂反応を更に促進し、多種類の副生成物が生じるため
と考えられる。実際に水分を含む化合物の電解フッ素化
において、脱水された化合物に比べて極端な電解反応収
率の低下が観測される。
【0003】また、比較的炭素数の多い化合物の電解フ
ッ素化では多量のタールを生成し、それが電極表面にフ
ィルム状物質として付着するため槽電圧が次第に上昇し
長期の安定した電解操業が困難となる。
【0004】無水フッ化水素酸を電解液とする有機電解
フッ化反応において、陽極にニッケルまたはその合金以
外の材質を使用した場合、電極表面に不導態が生じた
り、陽極材質が溶出するため電解フッ素化に適さず、一
般にニッケル電極が使用される。しかし、ニッケルまた
はその合金を用いた陽極を使用しても上記したように、
目的物の収率は低くその向上が要求されている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記した
従来法の問題点に鑑み、鋭意検討の結果、ポリテトラフ
ルオロエチレン及び/又はフッ化グラファイト粒子がニ
ッケルめっき中に共析分散してなるニッケル系複合被膜
で破覆された電極を陽極として用いると、意外にも、目
的物としてパーフルオロ化合物の収率が向上し、また、
電解フッ素化時に生成するタールの付着を抑制すること
ができ、目的物を容易かつ効率的に製造できる方法を見
いだし本発明に到達したものである。
【0006】すなわち、本発明によれば、ポリテトラフ
ルオロエチレン粒子及び又はフッ化グラファイト粒子が
ニッケルめっき被膜中に共析分散した複合めっき被膜で
表面が被覆された電極を陽極として用いることを特徴と
する無水フッ化水素酸を電解液とする有機電解フッ素化
法が提供される。
【0007】本発明の方法で用いられる陽極は、一般的
には、ニッケルめっきのための電解めっき浴又は無電解
めっき浴中にポリテトラフルオロエチレン(以下、屡
々、”PTFE”と略記する)粒子及び/又はフッ化黒
鉛粒子を分散せしめたニッケル系複合めっき液を用い
て、ニッケル又はニッケル合金などの電極基材をめっき
し、PTFE粒子及び/又はフッ化グラファイト粒子が
ニッケルめっき被膜中に共析分散した複合めっき被膜を
上記電極基材の表面に形成させることにより得ることが
できる。この種の複合めっき被膜の一般的形成法につい
ては、特公昭第52−006252号、特公昭第52−
023983号などを参照することができる。
【0008】用いるPTFEとしては分子量が10万以
上のものも用いることができるが、複合めっき被膜表面
中のPTFE表面のフッ素原子数の割合を増大させて本
発明の効果を更に発揮するために分子量1万以下のPT
FEオリゴマーを用いるのが、好ましく、それにより、
複合めっき被膜表面中のPTFE表面のフッ素原子数の
割合を40%以上にまで高めることができ有利である.
また、更に複合めっきの前にフッ素ガスと接触処理する
ことによりフッ素原子数の割合を60%にまで挙げるこ
ともできる.またフッ化グラファイトとしては、非晶質
炭素又はグラファイトの直接フッ素化で得られる(C
F)n又は(C2F)nが知られている(”Solid State I
onics" Vol.1, No.12, PP.87〜110, April 1980, North
-Holland Publishing Company参照)。
【0009】PTFE粒子及びフッ化グラファイト粒子
の平均粒径は0.1〜150μm、特に0.1〜15μ
mとすることができるが、できるだけ微細な粒子を用い
ることが好ましい.
【0010】上記PTFE粒子及び/又はフッ化グラフ
ァイト粒子を分散させるめっき液は、複合めっきに用い
る公知のめっき液を使用することができ、この場合電気
めっき液及び無電会めっき液のいずれでもよいが、通常
は電気めっき液を用いることができる。電気めっき液と
しては、ワット浴、スルファミン酸ニッケル等のニッケ
ルめっき液のほか、ニッケル合金めっき液を用いること
もでき、これらは公知の浴組成のものを使用し得る。
【0011】これらのめっき液に対するPTFE粒子及
び/又はフッ化グラファイト粒子の分散量は1〜300
g/lとすることができるが、特に10〜100g/l
とするのが好ましい。この場合、これらめっき液にはP
TFE粒子及びフッ化グラファイト粒子の液中の分散を
均一にしたり、めっき被膜への共析量を増大させる目的
で界面活性剤を添加し得る。界面活性剤としてはパーフ
ルオロアルキル系界面活性剤等の1種又は2種以上を使
用することができるが、特にカチオン系のパーフルオロ
アルキルアンモニウム塩が好ましい。これらの界面活性
剤の添加料は0.001〜10g/l、特に0.01〜
1g/lとするのがよい。
【0012】上記めっき液を用いて複合めっきを行なう
場合の条件は、そのめっき液についての通常の条件でよ
いが、PTFE粒子/及びフッ化グラファイト粒子をめ
っき液中に均一かつできるだけ非凝集状態に分散させ、
めっき被膜への該粒子の共析量を多くし、めっき被膜中
に単一粒子で均一に分散、複合するため、十分撹拌を行
なうことが好ましく、例えば超音波撹拌などを用いるこ
とができる。また、複合めっき被膜中のPTFE粒子及
び/又はフッ化黒鉛の共析分散量は2〜50容量%、特
に10〜25容量%とすることが好ましい。
【0013】本発明の方法においてフッ素化される原料
化合物は、炭素原子に結合した水素原子を有する飽和お
よび不飽和の有機化合物である。例えば、スルホン酸お
よびその誘導体である酸クロライド、酸フロライドある
いはエステル等;カルボン酸およびその誘導体である酸
クロライド、酸フロライドあるいはエステル等;第一ア
ミン、第二アミン、第三アミン等のアミン類;エーテル
類;フェノール類;アルコール類;ケトン類;アルデヒ
ド類;チオエーテル類等の含硫黄化合物等の脂肪族およ
び芳香族化合物を挙げることができる。また、上記した
有機化合物の水素原子が一部フッ素原子あるいは塩素原
子に置換された有機化合物も原料化合物として用いるこ
とができる。
【0014】本発明の電解フッ素化法を実証するための
条件には特に制限はなく公知の電解フッ素化条件の範囲
から適宜選択することができる。通常は、温度−15〜
20℃、電流密度0.2〜6A/dm2、槽電圧4〜8V
の範囲で行われる。また、原料の有機化合物と無水フッ
化水素酸の供給はバッチ方式および連続方式のいずれの
方法でもよい。
【0015】次に、電解槽は特に限定されず公知のもの
が使用できる。電解槽の材質は、鉄、ステンレス鋼、ニ
ッケルおよびニッケル合金等が使用でき、陰極は鉄、ニ
ッケルが一般に使用できる。
【0016】電解フッ素化反応において陰極で発生する
水素および有機化合物の分解により発生した沸点の低い
低分子量の化合物は、通常、電解槽の上部に設けられた
還流冷却器を通して排出される。
【0017】本発明の電解フッ素化法によってフッ素化
されたパーフルオロ有機化合物は、沸点が高い場合、電
解液から層分離して沈降するため電解槽の下部より回収
することができる。また、目的物の沸点が低く気体とな
る場合、電解槽の上部より取り出し、これを冷却して回
収することができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明を次の実施例により具体的に説
明するが、本発明はそれらの実施例により限定されるも
のではない。
【0019】実施例1 陽極はニッケル平板(幅5cm、高さ12.5cm、厚さ
0.1cm)に低分子量PTFE〔商品名:セフラルルー
ブ(セントラル硝子(株)製)〕を分散させたワット浴
で共析めっきを行い製作した。この表面には低分子量P
TFEが20%存在し、水との接触角が140度の撥水
性を示した。鉄製の電解槽内(容量800ml)に陽極
としてのこの電極5枚と鉄平板陰極(幅5cm、高さ1
2.5cm、厚さ0.1cm)6枚を3mm間隔で交互に配
列した。電解槽には無水フッ化水素酸を623ml導入
し槽電圧5.5Vで予備電解を行った後、導電剤として
フッ化ナトリウムを0.6gえた。その後オクタンスル
ホニルフロライド(C817SO2F)を30.6g加
え、約1A/dm2の電流密度で52.6時間、電気量2
60AHまで通電した。電解槽は外部から冷却して電解液
の温度を10℃に保った。槽電圧は5.4〜5.6Vで
安定していた。全電解中にオクタンスルホニルフロライ
ドを56.0g使用した。生成物は電解槽底部から取り
出し、その量を測定すると共に組成をガスクロマトグラ
フィーにより定量したところパーフルオロオクタンスル
ホニルフロライド(C817SO2F)が58.1g合成
できた。その収率は40.5%であった。
【0020】比較例1 実施例1と同様の電解槽にニッケル平板陽極5枚と鉄平
板陰極6枚を3mm間隔で交互に配列した。電解槽には無
水フッ化水素酸を614ml導入し槽電圧5.5Vで予
備電解を行った後、導電剤としてフッ化ナトリウムを
0.6g加えた。その後オクタンスルホニルフロライド
を30.4g加え、約1A/dm2電流密度で53.6時
間、電気量258AHまで通電した。電解槽は外部から冷
却して電解液の温度を10℃に保った。槽電圧は電解初
期5.5Vであったが約40時間で導電性が低下し電解
終了時には6.5Vとなった。全電解中にオクタンスル
ホニルフロライドを55.4g使用した。生成物は電解
槽底部から取り出し、その量を測定すると共に組成をガ
スクロマトグラフィーにより定量したところパ−フルオ
ロオクタンスルホニルフロライドは22.3g合成でき
た。その収率は15.7%であった。
【0021】実施例2 実施例1と同様の電解槽および陽極を用いて、無水フッ
化水素酸を614ml導入し槽電圧5.5Vで予備電解
を行なった後、トリペンチルアミン((C511)3N)
を22.5g加え、約1A/dm2の電流密度で250時
間、電気量1250AHまで通電した。電解槽は外部から
冷却して電解液の温度を10℃に保った。電解中はトリ
ペンチルアミンおよび無水フッ化水素酸を間欠的に投入
した。全通電中にトリペンチルアミン139gを使用し
た。槽電圧は電解終了まで上昇せず5.5〜5.7Vで
安定していた。生成物は電解槽底部から間欠的に取出し
水洗後、その量を測定すると共に組成をガスクロマトグ
ラフィーにより定量したところパーフルオロトリペンチ
ルアミン((C511)3N)は210g合成できた。そ
の収率は42.8%であった。
【0022】電解終了後、電極を取り出し観察したとこ
ろ陽極にはタール状の付着物はなく撥水性を示した。
【0023】比較例2 実施例1と同様の電解槽で陽極にニッケル平板を用い
て、無水フッ化水素酸を600ml導入し槽電圧5.5V
で予備電解を行った後、トリペンチルアミンを21.3
g加え、約1A/dm2の電流密度、槽電圧5.5Vで電解
したところ通電後40時間で通電性の低下による槽電圧
の上昇が生じたため電流密度を下げて電解を続けた。約
90時間後には電流密度0.25A/dm2で槽電圧8.
5Vに達したので電解を終了した。通電した電気量は3
72AHであった。電解中はトリペンチルアミンおよび無
水フッ化水素酸を間欠的に投入した。全通電中にトリペ
ンチルアミン40.5gを使用した。生成物は電解槽底
部から間欠的に取りだし水洗後、その量を測定するとと
もに組成をガスクロマトグラフィーにより定量したとこ
ろパーフルオロトリペンチルアミンは29.1g合成で
きた。その収率は19.8%であった。電解終了後、電
極を取り出し観察したところ陽極はタール状の化合物で
覆われていた。
【0024】実施例3 陽極は実施例1と同様のニッケル平板にフッ化グラファ
イト〔商品名:セフボン(セントラル硝子(株)製)〕
を分散させたワット浴で共析メッキを行い製作した。こ
の表面にはフッ化グラファイトが3%存在し、水との接
触角が130度の撥水性を示した。実施例1と同様の電
解槽に陽極としてこの電極5枚と鉄平板陰極6枚を3m
m間隔で交互に配列した。電解槽には無水フッ化水素酸
を614ml導入し槽電圧5.5Vで予備電解を行った
後、導電剤としてフッ化ナトリウムを0.6g加えた。
その後オクタンスルホニルフロライドを30.0g加
え、約1A/dm2の電流密度で53.9時間、電気量
258AHまで通電した。全電解中にオクタンスルホニ
ルフロライドを55.5g使用した。電解槽は外部から
冷却して電解液の温度を10℃に保った。槽電圧は5.
3〜5.9Vで安定していた。生成物は電解槽底部から
取り出し、その量を実施例1と同様の方法で測定したと
ころパーフルオロオクタンスルホニルフロライドが4
7.6g合成できた。その収率は33.5%であった。
【0025】実施例4 実施例3と同様の電解槽および陽極を用いて、無水フッ
化水素酸を614ml導入し槽電圧5.5Vで予備電解
を行った後、トリペンチルアミンを23.0g加え、約
1A/dm2の電流密度で252時間、電気量1210
AHまで通電した。電解中はトリペンチルアミンおよび
無水フッ化水素酸を間欠的に投入した。全電解中にトリ
ペンチルアミンを135g使用した。電解槽は外部から
冷却して電解液の温度を10℃に保った。槽電圧は5.
3〜5.9Vで安定していた。生成物は電解槽底部から
間欠的に取り出し、その量を実施例2と同様の方法で測
定したところパ−フルオロトリペンチルアミンが16
8.8g合成できた。その収率は34.6%であった。
【0026】
【発明の効果】PTFE粒子及び/又はフッ化グラファ
イト粒子がニッケルめっきに共析分散してなる低表面エ
ネルギー性のニッケル系複合被膜で被覆された電極を陽
極として用いることにより、電解フッ素化によるパーフ
ルオロ化合物製造の収率の向上が達せられ、且つ長時間
にわたる電解フッ素化操業が可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪口 博昭 山口県宇部市大字沖宇部5253番地 セン トラル硝子株式会社 宇部研究所内 (72)発明者 小林 義幸 山口県宇部市大字沖宇部5253番地 セン トラル硝子株式会社 宇部研究所内 (72)発明者 喜田 康 山口県宇部市大字沖宇部5253番地 セン トラル硝子株式会社 宇部研究所内 (56)参考文献 特開 平1−312095(JP,A) 特開 平5−9773(JP,A) 特開 昭62−13588(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25B 1/00 - 15/08 C25D 15/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリテトラフルオロエチレン粒子及び/
    又はフッ化グラファイト粒子がニッケルめっき被膜中に
    共析分散した複合めっき被膜で表面が被覆された電極を
    陽極として用いることを特徴とする無水フッ化水素酸を
    電解液とする有機電解フッ素化法。
JP24895292A 1991-08-30 1992-08-26 有機電解フッ素化法 Expired - Fee Related JP3212712B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24895292A JP3212712B2 (ja) 1991-08-30 1992-08-26 有機電解フッ素化法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3-244052 1991-08-30
JP24405291 1991-08-30
JP24895292A JP3212712B2 (ja) 1991-08-30 1992-08-26 有機電解フッ素化法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05320968A JPH05320968A (ja) 1993-12-07
JP3212712B2 true JP3212712B2 (ja) 2001-09-25

Family

ID=17113015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24895292A Expired - Fee Related JP3212712B2 (ja) 1991-08-30 1992-08-26 有機電解フッ素化法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3212712B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3474368B2 (ja) * 1996-08-30 2003-12-08 株式会社リコー インクジェットヘッド及びその製造方法並びにインクジェット記録装置
CN111962096B (zh) * 2020-08-13 2021-12-10 沧州信联化工有限公司 一种用于四甲基氢氧化铵的合成方法及设备
CN115323412B (zh) * 2022-10-11 2023-03-24 山东海科创新研究院有限公司 一种双氟代碳酸乙烯酯的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05320968A (ja) 1993-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1321973C (en) Method for producing high purity quaternary ammonium hydroxides
US4253921A (en) Electrochemical synthesis of butane-1,4-diol
JPH0581677B2 (ja)
JP3212712B2 (ja) 有機電解フッ素化法
Vaze et al. Electrochemical oxidation of isobutanol to isobutyric acid at nickel oxide electrode: improvement of the anode stability
US4707226A (en) Process for the dehalogenation of chloroacetic and bromoacetic acid
US5277767A (en) Electrochemical synthesis of diaryliodonium salts
JPS5845387A (ja) アルキル置換ベンズアルデヒドの製法
CA1041035A (en) Process for the electrochemical fluorination of organic acid halides
US3919057A (en) Process for the electrochemical fluorination of organic acid halides
JPS60243293A (ja) m−ハイドロオキシベンジルアルコ−ルの製造法
JPH0261081A (ja) ペルフルオロカルボン酸またはその可溶性塩を電解的に脱カルボキシル化しそしてその際に生じた遊離基を次いで二量体化する方法
JPH06207292A (ja) フツ化ペルフルオロアルキルスルホニルの製造方法およびそれに使用するための電極
US4830715A (en) Functionalization of iodopolyfuorgalkanes by electrochemical reduction
JP2002105686A (ja) カソードおよびその製造方法
JPH0230785A (ja) 電解フッ素化方法
US3312610A (en) Electrolytic process for producing phosphine
JP3846778B2 (ja) 有機エーテル化合物の電解フッ素化方法
JPS63310987A (ja) フツ化炭化水素の電気化学的製造法
US3556961A (en) Electrolytic hydrodimerisation
Klink et al. Electrochemical fluorination of methanedisulfonyl fluoride
JPH05506273A (ja) ハロゲン化アクリル酸の製法
JP2584825B2 (ja) 電解フッ素化方法
Gnanasekaran et al. The effect of the additive cetyl trimethyl ammonium bromide on the electrodeposition of lead dioxide
JP2002080985A (ja) 完全フッ素置換有機化合物を電気化学的フッ素置換で製造する方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010710

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees