JP3403777B2 - ハイドロフルオロカーボンの製造方法 - Google Patents
ハイドロフルオロカーボンの製造方法Info
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Description
ボンの製造方法に関する。
てハイドロフルオロカーボンを合成する方法に関して
は、以下の報告がなされている。
orine Chem.,6,297,1975)。 (2)グリニヤール試薬を用いた反応により合成する方
法(J.Fluorine Chem.,3,247,1973) 。 (3)水素とラネーニッケル触媒を用いた液相還元反応
により合成する方法(Ger.Offen.2,060,041,J.Chem.So
c.,3761,1953)。 (4)次亜リン酸ナトリウムとパラジウムまたは白金触
媒を用いた還元反応により合成する方法(J.Fluorine Ch
em.,55,101,1991)。 (5)アルコール性水酸化カリウムと反応させる方法
(J.Chem.Soc.,3761,1953)。 (6)メタノール中で、アルカリ金属水酸化物と反応さ
せる方法(EP 0,449,516A1 )。
および反応により生成する亜鉛スラリーの取り扱いや処
理の問題点がある。(2)の方法は、水分等によりグリ
ニヤール試薬が発火する恐れがある。また、溶媒とし
て、低沸点のエーテル系の溶媒を用いるために危険性が
高く、廃液処理の点でも問題点がある。(3)の方法
は、60〜80気圧という高圧条件で反応させなければ
ならないため、危険性が高い。(4)の方法は、高価な
触媒を要するという問題点がある。(5)の方法は、1
00〜130℃の高温条件での反応であり、かつ、収率
が低い問題点がある。
物のみを用いる方法では、原料のヨードフルオロカーボ
ンの転化率を工業的に満足できる値にするのは困難であ
り、高純度のハイドロフルオロカーボンを得る上で問題
点がある。また、アルカリ金属水酸化物中に水が含まれ
ていること、または、反応により水が生成することか
ら、反応系中の水分量が多くなり、系がフルオロカーボ
ン相とメタノール水相の二相系に分離してしまい、撹拌
の条件等によって、反応収率の再現性が低くなる問題点
がある。
ルとアルカリ金属水酸化物を用いる反応も記載されてい
るが、転化率、選択率とも低く、収率も低い。
オロカーボンを出発物質として、ハイドロフルオロカー
ボンを効率的に製造する方法について鋭意検討を行っ
た。その結果、ヨードフルオロカーボンを、相間移動触
媒の存在下、1級アルコールおよび/または2級アルコ
ールの作用のもとに、アルカリ金属水酸化物と反応させ
ることにより、安定に、かつ、高転化率、高選択率でハ
イドロフルオロカーボンが得られることを見いだした。
また、反応系が二相系となった場合にも、反応成績の再
現性が非常に良いことを見いだした。
だし、式中、nは0または1であり、nが0のとき、R
f は炭素数2〜12個の直鎖のまたは分岐したポリフル
オロアルキル基であり、nが1のとき、Rf 炭素数が2
〜12個の直鎖のまたは分岐したポリフルオロアルキレ
ン基である。)で表されるヨードフルオロカーボンを、
相間移動触媒の存在下、1級アルコールおよび/または
2級アルコールの作用のもとに、アルカリ金属水酸化物
と反応させることを特徴とする一般式Hn RfH(ただ
し、式中、nとRf は、上記と同じ意味である。)で表
されるハイドロフルオロカーボンの製造方法である。
が、下式で表すことができる。
であり、R1 は水素原子またはアルキル基、R 2 はアル
キル基であり、Mはアルカリ金属原子を示す。
ンは、一般式In Rf Iで表される化合物である。ただ
し、式中、nは0または1である。nが0のとき、Rf
は炭素数2〜12個の直鎖のまたは分岐したポリフルオ
ロアルキル基であるが、炭素数3〜8個の場合が好まし
く、特にCF3 CF2 CF2 CF2 CF2 CF2 −であ
る場合が好ましい。nが1のとき、Rf は炭素数2〜1
2個の直鎖のまたは分岐したポリフルオロアルキレン基
であるが、炭素数3〜8個の場合が好ましく、特に−C
F2 CF2CF2 CF2 −である場合が好ましい。
ては、1−ヨード−1,1,2,2,2−ペンタフルオ
ロエタン、1−ヨード−1,1,2,2,3,3,4,
4,4−ノナフルオロブタン、1−ヨード−1,1,
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6−トリデ
カフルオロヘキサン、1−ヨード−1,1,2,2,
3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8
−ヘプタデカフルオロオクタン、2−ヨード−1,1,
1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン、4−ヨ
ード−1,1,1,2,3,3,4,4−オクタフルオ
ロ−2−トリフルオロメチルブタン、6−ヨード−1,
1,1,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカ
フルオロ−2−トリフルオロメチルヘキサン、1,2−
ジヨード−1,1,2,2−テトラフルオロエタン、
1,4−ジヨード−1,1,2,2,3,3,4,4−
オクタフルオロブタン、1,6−ジヨード−1,1,
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカフル
オロヘキサン等が挙げられるが、これらに限定されな
い。
1)1級アルコール、2)2級アルコール、または3)
1級アルコールおよび2級アルコールの両者、の作用の
もとにアルカリ金属水酸化物と反応させる。
ては、特に限定されず、公知または周知のものが採用で
きる。通常の場合は、1級アルコールとしてはメタノー
ル、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコー
ル等を用いるのが好ましく、特に、アルカリ金属水酸化
物の溶解度が高く、反応後の処理がしやすく、安価であ
る等の理由からメタノールが好ましい。また、2級アル
コールとしては、特に、転化率が高く、安価であること
等の理由から、イソプロピルアルコールが好ましい。
量は、それぞれを単独で用いる場合、混合して用いる場
合、のいずれにおいても、通常の場合、原料のヨードフ
ルオロカーボンの1重量部に対して0.1〜10重量
部、特に0.2〜2重量部、が好ましい。また、混合し
て用いる場合の各々の割合は特に限定されないが、通常
の場合1級アルコール:2級アルコールの重量比が10
00:1〜0.5:1程度の範囲が好適であり、特に1
00:1〜1:1の範囲が好適である。
よび/または2級アルコールは、ハイドロフルオロカー
ボンの水素源として作用すると考えられる。また、過剰
の1級アルコールおよび/または2級アルコールは、反
応溶媒としても作用すると考えられる。
合、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が好ましい。
合、原料のヨードフルオロカーボンのヨウ素の1モルに
対し、1モル以上が好ましく、特に系への溶解度等の点
から、1〜3モル程度が好適である。
ルオロカーボン、1級アルコールおよび/または2級ア
ルコール、ならびにアルカリ金属水酸化物に、相間移動
触媒を含ませることが特徴である。該触媒を含ませるこ
とにより、反応速度を早め、転化率、選択率を上げるだ
けでなく、良好な反応成績を再現性良く保つことができ
る。
されるように、反応副生物として、水が生成する。ま
た、反応に用いるアルカリ金属水酸化物、1級アルコー
ル、2級アルコールには、通常の場合、水が含まれてお
り、工業用の試薬を用いた場合には水の量はさらに多く
なる。また、アルカリ金属水酸化物として、より安価な
工業用のアルカリ金属水酸化物の水溶液を用いた場合に
は、反応系中に含まれる水の量はさらに多くなる。
ードフルオロカーボンや生成物のハイドロフルオロカー
ボン相を含む疎水相と、1級アルコールや2級アルコー
ルや水を含む親水相との二相系に反応系が分離する傾向
があり、これによって、反応速度が下がり、撹拌等の条
件により反応成績の再現性が低くなる恐れがある。しか
し、本発明においては、反応系中に相間移動触媒を存在
させることにより、系が二相系に分離した場合において
も、反応性および反応成績がほとんど低下しない利点が
ある。
ドフルオロカーボンを、1級アルコールおよび/または
2級アルコールの作用のもとに、アルカリ金属水酸化物
と反応させる際に、相間移動触媒を存在させることが特
徴である。
モニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリ
ド、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラブチル
アンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロ
ミド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、ベン
ジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメ
チルアンモニウムブロミド、フェニルトリメチルアンモ
ニウムクロリド等の4級アンモニウム塩類およびテトラ
ブチルホスホニウムブロミド、テトラフェニルホスホニ
ウムブロミド等の4級ホスホニウム塩類等が挙げられ
る。
および/または2級アルコールの100重量部に対し
0.01〜10重量部が好適であり、さらに望ましくは
0.1〜5重量部である。相間移動触媒の量が多い場合
には、後処理時に生成物の回収率が低下し、少ない場合
には反応速度が低下する。
等によって適宜変更できるが、温度は、低すぎると反応
しにくくなり、高すぎると危険なので、系を還流させる
程度の温度に調節するのが好ましく、通常は40〜80
℃程度が好ましい。また反応圧力は常圧、減圧、または
加圧のいずれであってもよく、常圧が好ましい。反応時
間は通常1〜10時間程度である。
ンは、反応粗生成物を水洗することにより、または蒸留
精製することにより、高純度のものとして得ることがで
きる。
カーボンは、一般式Hn Rf Hで表される化合物であ
る。ただし、式中、nは0または1である。nが0のと
き、Rf は炭素数2〜12個の直鎖のまたは分岐したポ
リフルオロアルキル基であるが、炭素数3〜8個の場合
が好ましく、特にCF3 CF2 CF2 CF2 CF2 CF
2 −である場合が好ましい。nが1のとき、Rf は炭素
数2〜12個の直鎖のまたは分岐したポリフルオロアル
キレン基であるが、炭素数3〜8個の場合が好ましく、
特に−CF2 CF2CF2 CF2 −である場合が好まし
い。
は、1,1,1,2,2−ペンタフルオロエタン、1,
1,1,2,2,3,3,4,4−ノナフルオロブタ
ン、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,
6,6−トリデカフルオロヘキサン、1,1,1,2,
2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8
−ヘプタデカフルオロオクタン、1,1,1,2,3,
3,3−ヘプタフルオロプロパン、1,1,1,2,
3,3,4,4−オクタフルオロ−2−トリフルオロメ
チルブタン、1,1,1,2,3,3,4,4,5,
5,6,6−ドデカフルオロ−2−トリフルオロメチル
ヘキサン、1,1,2,2−テトラフルオロエタン、
1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタ
ン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6
−ドデカフルオロヘキサン等が挙げられる。
度のハイドロフルオロカーボンを得ることができる。ま
た、本発明の反応は、反応成績の再現性にも優れてい
る。
来用いられてきた塩素化炭化水素または塩素化フッ素化
炭化水素に比べて、環境への影響が少ないだけでなく、
同様の用途、例えば、発泡剤、冷媒、洗浄剤等にも使用
できる。
いために、生成物中に残留する未反応のヨードフルオロ
カーボンの量を極めて少なくすることができる。したが
って、上記の方法で合成したハイドロフルオロカーボン
を溶媒として重合反応を行う場合にも、重合体を着色さ
せることなしに、反応を行うことができる。
いが、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエ
チレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルの共重合
体、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体等の
フッ素系の重合体が好ましい。
カーボンを出発物質としてブロモフルオロカーボン等を
合成して、人工血液や造影剤として用いる場合において
も、ヨウ素化合物に由来すると推定される着色現象は認
められない利点がある。
するが、これらによって、本発明は限定されない。
ットルの4つ口フラスコに、メタノールの200cc、
97%水酸化ナトリウムの46.4g(1.1モル)、
テトラブチルアンモニウムブロミドの5gを仕込んだ。
反応器を加熱し内温を60℃とした後、C6 F13Iの2
23g(0.5モル)を1時間で滴下した。滴下終了後
加熱還流を5時間続けた。この時の反応器の内温は57
℃であった。またこの時の反応転化率は99.3%であ
った。反応器を室温まで冷却した後、水の200gを加
え析出したヨウ化カリウムを溶かした。反応粗液を二相
分離し、フルオロカーボン相(下層)をさらに300g
の水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。蒸留
により沸点71℃のC6 F13Hを138g(純度99.
9%)得た。
ットルの4つ口フラスコに、メタノールの200cc、
85%水酸化カリウムの74.3g(1.1モル)、テ
トラブチルホスホニウムブロミドの1gを仕込んだ。反
応器を加熱し内温を60℃とした後、C6 F13Iの22
3g(0.5モル)を1時間で滴下した。滴下終了後加
熱還流を2時間続けた。この時の反応転化率は98.1
%であった。さらに加熱還流を2時間続けた後、反応器
を室温まで冷却し、水の200gを加え析出したヨウ化
カリウムを溶かした。反応粗液を二相分離し、フルオロ
カーボン相(下層)をさらに300gの水で洗浄し、フ
ルオロカーボンを回収した。純度99.1%のC6 F13
Hを157g得た。
を備えた1リットルの4つ口フラスコに、メタノールの
200cc、48%水酸化カリウムの131g(1.1
モル)、テトラブチルホスホニウムブロミドの3gを仕
込んだ。反応器を加熱し内温を60℃とした後、C6 F
13Iの223g(0.5モル)を1時間で滴下した。滴
下終了後加熱還流を2時間続けた。この時の反応転化率
は97.0%であった。反応器より蒸留により、沸点6
0℃までの留分を回収した。回収液を300gの水で洗
浄し、フルオロカーボンを回収した。純度99.9%の
C6 F13Hを149g得た。
を備えた1リットルの4つ口フラスコに、イソプロピル
アルコールの400cc、85%水酸化カリウムの4
9.5g(0.75モル)、テトラブチルホスホニウム
ブロミドの1gを仕込んだ。反応器を加熱し内温を60
℃とした後、C6 F13Iの223g(0.5モル)を1
時間で滴下した。滴下終了後加熱還流を1時間続けた。
この時の反応転化率は100%であった。反応器より蒸
留により沸点75℃までの留分を回収した。この回収液
を200gの水で5回洗浄し、アセトンとイソプロピル
アルコールを除去した。純度99.9%のC6 F13Hを
152g得た。
を備えた1リットルの4つ口フラスコに、イソプロピル
アルコールの200cc、48%水酸化カリウムの8
7.5g(0.75モル)、テトラブチルアンモニウム
ブロミドの1gを仕込んだ。反応器を加熱し内温を60
℃とした後、C6 F13Iの223g(0.5モル)を1
時間で滴下した。滴下終了後加熱還流を3時間続けた。
この時の反応転化率は99.9%であった。反応器より
蒸留により沸点75℃までの留分を回収した。この回収
液を200gの水で5回洗浄し、アセトンとイソプロピ
ルアルコールを除去した。純度99.9%のC6 F13H
を146g得た。
を備えた500ccの4つ口フラスコに、メタノールの
200cc、テトラブチルアンモニウムブロミドの1.
5g、85%水酸化カリウムの74.3g(1.1モ
ル)を仕込んだ。反応器内温を30〜35℃に維持しな
がらIC4 F8 Iの113.5g(0.25モル)を2
時間で滴下した。滴下終了後3時間35℃で撹拌を続け
た。その後反応器の温度を70℃まで加熱し、留出液を
回収した。この液を100gの氷水で洗浄し、フルオロ
カーボンを回収した。純度99.5%のHC4 F8 Hを
42g得た。
ットルの4つ口フラスコに、メタノールの250cc、
テトラブチルホスホニウムブロミドの3g、85%水酸
化カリウムの74.3g(1.1モル)を仕込んだ。反
応器を加熱し内温を60℃とした後、C8 F17Iの27
3g(0.5モル)を1時間で滴下した。滴下終了後8
時間加熱還流を続けた。この時の反応転化率は99.6
%であった。反応器を室温まで冷却した後、水の300
gを加え、析出したヨウ化カリウムを溶かした。反応粗
液を二相分離し、フルオロカーボン相(下層)をさらに
300gの水で洗浄し、フルオロカーボンを回収した。
純度99.0%のC8 F17Hを197g得た。
ットルの4つ口フラスコに、メタノールの200cc、
イソプロピルアルコールの10cc、48%水酸化カリ
ウムの131g(1.1モル)、テトラブチルアンモニ
ウムブロミドの5gを仕込んだ。反応器を加熱し内温を
60℃とした後、C6 F13Iの223g(0.5モル)
を1時間で滴下した。滴下終了後2時間加熱還流を続け
た。この時の反応器の内温は57℃であった。また反応
転化率は99.8%であった。反応器を室温まで冷却し
た後、水の100gを加え、析出したヨウ化カリウムを
溶かした。反応粗液を二相分離し、フルオロカーボン相
(下層)をさらに300gの水で洗浄し、無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥させた。蒸留により沸点71℃のC6 F
13Hを42g(純度99.0%)得た。
ットルの4つ口フラスコに、メタノールの400ccと
85%水酸化カリウムの99g(1.5モル)を仕込ん
だ。反応器を加熱し内温を65℃とした後、C6 F13I
の446g(1モル)を1時間で滴下した。滴下終了2
時間後の反応器の内温は60℃であった。反応器を室温
まで冷却した後、水の300gを加え析出したヨウ化カ
リウムを溶かした。転化率は74%であった。反応粗液
を二相分離し、フルオロカーボン相(下層)をさらに3
00gの水で洗浄し、342gのフルオロカーボン相を
得た。フルオロカーボン相をガスクロマトグラフィーで
分析したところ、大量のC6 F13Iが検出された。
率で、ヨードフルオロカーボンからハイドロフルオロカ
ーボンを製造できる。また本発明によれば、反応系中の
水分量が多い場合の反応成績およびその再現性にも優れ
ており、非常に効率的で、工業的に有利な方法である。
フルオロカーボンが得られる。さらに、原料の転化率が
非常に高いことから、未反応原料のヨードフルオロカー
ボン、および、ヨードフルオロカーボンから生成する種
々のヨウ素化合物に由来する様々な不都合を回避でき
る。
ゾン層に悪影響を及ぼさない有用な化合物であり、クロ
ロフルオロカーボン化合物の代替化合物として発泡剤、
冷媒、洗浄剤等の用途に使用できる。
性が高いヨードフルオロカーボンによる、不必要な分子
量分布の広がりや、未反応のヨードフルオロカーボンの
混入による重合生成物の着色を防止できる。
Claims (3)
- 【請求項1】一般式In Rf I(ただし、式中、nは0
または1であり、nが0のとき、Rf は炭素数2〜12
個の直鎖のまたは分岐したポリフルオロアルキル基であ
り、nが1のとき、Rf は炭素数2〜12個の直鎖のま
たは分岐したポリフルオロアルキレン基である。)で表
されるヨードフルオロカーボンを、相間移動触媒の存在
下、1級アルコールおよび/または2級アルコールの作
用のもとに、アルカリ金属水酸化物と反応させることを
特徴とする一般式Hn Rf H(ただし、式中、nとRf
は、上記と同じ意味である。)で表されるハイドロフル
オロカーボンの製造方法。 - 【請求項2】nが0でありかつRf がCF3 CF2 CF
2 CF2 CF2 CF2 −であるか、または、nが1であ
りかつR f が−CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 −である請求
項1に記載の製造方法。 - 【請求項3】相間移動触媒が4級アンモニウム塩類また
は4級ホスホニウム塩類である請求項1または2に記載
の製造方法。
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
JP27681593A JP3403777B2 (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | ハイドロフルオロカーボンの製造方法 |
DE69420654T DE69420654T2 (de) | 1993-10-05 | 1994-10-04 | Verfahren zur Herstellung eines Hydrofluorokohlenwasserstoffs |
EP94115623A EP0646560B1 (en) | 1993-10-05 | 1994-10-04 | Method for producing a hydrofluorocarbon |
US08/318,258 US5557017A (en) | 1993-10-05 | 1994-10-05 | Method for producing a hydrofluorocarbon |
KR1019940025481A KR100220259B1 (ko) | 1993-10-05 | 1994-10-05 | 히드로플루오로카본의 제조방법 |
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- 1993-11-05 JP JP27681593A patent/JP3403777B2/ja not_active Expired - Lifetime
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