JP3423314B2 - クロロフルオロエーテル組成物およびそれらの製造 - Google Patents

クロロフルオロエーテル組成物およびそれらの製造

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    • C07C43/12Saturated ethers containing halogen
    • C07C43/126Saturated ethers containing halogen having more than one ether bond

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、クロロフルオロエーテル組成物に関する。
別の態様において、本発明は、フッ素化可能なクロロエ
ーテルまたはクロロフルオロエーテル前駆物質の直接フ
ッ素化によるクロロフルオロエーテル組成物の製造方法
に関する。
高度にフッ素化された有機化合物またはフッ化化学薬
品(例えば、ペルフルオロアルカン、ペルフルオロエー
テルおよびペルフルオロアルキル第3級アミンのような
過フッ化化学薬品)は、本質的に化学的および薬学的に
不活性であることが知られている。この不活性は、その
ような化合物を、例えば、熱伝導剤のような多くの工業
的用途に適するようにする。多くのそのような化合物
(およびそれらのエマルジョンおよび分散液)はまた、
かなりの量の酸素を溶解し、輸送し、そして生物学的お
よび化学的に配布することもでき、そのような化合物を
心臓発作、博動、および他の血管の閉鎖症の治療に使用
できる“血液代用品”として、そして冠状の血管形成
術、癌の放射線治療、および化学療法のための補助役と
して有用にする。
不活性に加えて、フッ化化学薬品の純度もまた生体臨
床医学的応用および電子的検査のような多くの用途に対
して望ましくかつ重要であり、そして純度は利用した合
成方法によって変化する。フッ素による炭化水素類似体
の水素原子の置換を含んでいる、合成の置換方法(例え
ば、電子化学的フッ素化)は、しばしば使用される。し
かしながら、そのような方法はいくぶん“非選択性”で
あって、不完全なフッ素化、開裂、および転位による予
測不能な組成の混合物を生成する。純度の高いフッ化化
学薬品はオリゴマー化技術により得ることができるが、
オリゴマー化は適当なフッ化出発化合物の入手可能性に
より制限される(K.C.Lowe,“Perfluorochemicals in M
edicine",Chem.Ind.,Feb.4,1991,pages 83−88,および
R.E.Banks,Preparation,Properties,and Industrial Ap
plications of Organofluorine Compounds,pages93−9
5,John Wiley & Sons,New York(1982)参照。) いろいろな分子構造(およびいろいろな技術により合
成された)多数のフッ化化学薬品が開発されてきたが、
改良された性質を持つ新しいフッ化化学薬品に対する探
索が続いている。
米国特許第4,510,335号明細書(Lagow等)は、合成血
液代用品およびかん流媒体として有用な過フッ化分枝エ
ーテル化合物を記載している。
米国特許第4,686,024号明細書(Scherer等)は、第2
級塩素含有、環状過ハロゲン化クロロフルオロエーテル
およびクロロフルオロアルカンを開示していて、塩素含
有過フッ化化学薬品は酸素運搬流体として望ましい性質
を持つと主張している。
国際特許出願発行番号WO 90/03409(Exfluor Resear
ch Corporation)およびWO 90/03357(Exfluor Resear
ch Corporationおよび3M Corporation)と同様に、米国
特許第5,053,536号明細書(Bierschenk等)は、直接フ
ッ素化により合成されたペルフルオロポリエーテルおよ
び過ハロゲン化クロロフルオロポリエーテルを記載して
いる。WO 90/03409の組成物は、別々の分子量の単一分
子種よりもむしろひとつの範囲の分子量を持つ複数の分
子種を含有する。
米国特許第3,739,033号明細書(Amello等)、同第4,1
04,314号明細書(Terrell)、および同第4,337,211号明
細書(Ezzell等)は、新規のクロロフルオロエーテルを
記載している。
西ドイツ特許第2,319,971号明細書は、炭素数4以上
のフッ素化有機化合物、例えば、(ClCF22CFO(CF2
4OCF(CF2Cl)のミクロエマルジョンを開示してい
る。
米国特許第3,435,078号明細書は、炭素数が少なくと
も10のα,−ビス(フルオロペルハロイソプロポキシ)
ペルフルオロアルカンに関するものである。
要するに、1態様において、本発明は、少なくとも5
個の炭素原子、1〜5個のエーテル酸素原子、および少
なくとも1個の塩素原子を有し、エーテル酸素原子が少
なくとも2個の懸垂炭素原子により分離され、そして塩
素原子が第1級炭素原子に結合されている(すなわち、
−CF2Cl)過ハロゲン化クロロフルオロエーテルからな
るかまたは本質的にそのものからなる通常は液体のクロ
ロフルオロエーテル組成物を提供する。したがって、そ
の組成物は組成物中の単一分子種として1個の過ハロゲ
ン化クロロフルオロエーテル化合物からなるか本質的に
その化合物からなる。“選ばれた混合物”、すなわち、
選ばれた化合物の前もって決定された混合物が特定の用
途のために望まれるならば、組成物は別々の、非無原則
的な分子量の過ハロゲン化クロロフルオロエーテル化合
物の2つまたはそれ以上の混合物からなるかまたは本質
的にその混合物からなり得て、選ばれた過ハロゲン化ク
ロロフルオロエーテル化合物は、好ましくは補足的な性
質(例えば、改良されたエマルジョンの安定性を提供す
る)を有するものである。
本発明の別の態様において、クロロフルオロエーテル
組成物は直接フッ素化により、すなわち、過ハロゲン化
クロロフルオロエーテル化合物の対応するフッ素化可能
なクロロエーテルまたはクロロフルオロエーテル前駆物
質とフッ素を接触させることにより合成される。(“フ
ッ素化可能な”は、その前駆物質が、フッ素で置換でき
てフッ素で飽和させうる不飽和を含有しうる炭素に結合
した水素原子を含有することを意味する。)得られた過
ハロゲン価クロロフルオロエーテル化合物は、それらの
前駆体として本質的に同じ数および空間的な配列の炭
素、酸素および塩素原子を持つようになしうる。過ハロ
ゲン化クロロフルオロエーテル化合物の選ばれた混合物
からなるかまたは本質的にその混合物からなるクロロフ
ルオロエーテル組成物が望まれるならば、対応する前駆
物質化合物の選ばれた混合物はフッ素化でき、または代
わりに、選ばれた前駆物質化合物は別々にフッ素化され
て次いで混合することができる。
フッ素化可能なクロロエーテルまたはクロロフルオロ
エーテル前駆物質の直接フッ素化は、直接フッ素化に典
型的に使用された温度、例えば、適度のまたは−20℃〜
+50℃のような周囲温度に近い温度で、純フッ素ガスの
危険要素を最小にまたは避けるためおよび前駆物質とフ
ッ素の接触によって発生される熱の量を制御するため
に、窒素のような不活性ガスで好ましくは希釈される、
化学量論的に過剰のフッ素ガスを使用して行なうことが
できる。フッ素化は好ましくは酸素および水を含まない
環境中で行なわれ、そして発生したフッ化水素副生物の
ための固体の、粒状体捕捉剤、例えば、フッ化ナトリウ
ムの存在下に行なうことができる。液相直接フッ素化を
採用することができ、そして反応媒体として、フッ化炭
素またはクロロフルオロカーボン液のような、不活性液
体を使用することを包含する。所望するなら、捕捉剤と
不活性液体反応媒体の両方が利用できる。フッ素化は、
好ましくはフッ化水素捕捉剤の不在下に、フッ化水素副
生物を揮発させるためおよびそれが発生されるときフッ
素化帯域からそれの除去を可能にするのに十分な温度お
よび不活性ガス流量を使用して、液相直接フッ素化によ
り行なわれる。
別の態様において、本発明は、フッ化化学薬品組成物
の唯一の本質的なクロロフルオロエーテル成分として上
文に記載されたクロロフルオロエーテル組成物を含有す
るフッ化化学薬品組成物を提供する。
直接フッ素化は、フッ素による水素原子の置換を含む
置換方法であるけれども、直接フッ素化は、電気化学的
フッ素化および三フッ化コバルト法のような他の置換方
法よりも高い収率およびより純粋な生成物を提供する
(例えば、米国特許第5,093,432号明細書(Bierschenk
等)参照)。本発明のクロロフルオロエーテル組成物の
純度は、単一の前駆物質化合物またはそれらの選ばれた
(無原則よりもむしろ)混合物の使用により、そして第
2級よりもむしろ、第1級の塩素含有前駆物質(すなわ
ち、第2級よりもむしろ、第1級の炭素原子だけに結合
される塩素原子を含有する前駆物質)の使用によりさら
に高められる。第1級塩素は、第2級塩素がするよりも
フッ素化工程の間に開裂および他の結合位置へ移動する
傾向が小さい。(J.L.AdcockおよびW.D.Evans,J.Org.Ch
em.1984,49,2719−23)。予測不能な組成物の混合物は
それにより最小化または避けられる。
その上に、第1級塩素は、第2級塩素または第1級臭
素がそうであるよりも求核試薬および還元剤に対して反
応性が小さく、その結果本発明のクロロフルオロエーテ
ル組成物は、第2級塩素含有または第1級臭素含有クロ
ロフルオロエーテル組成物がそうであるよりも人体内で
反応性が小さそうであることが見出された。本発明のク
ロロフルオロエーテル組成物は、酸素を溶解および輸送
できて、その結果還元性で親核性の条件が存在する侵入
性の医学的応用に潜在的に有用であると信じられるの
で、この特性は重要である。それらの不活性および純度
のために、この組成物はまた清澄剤、脱油剤、伝熱剤、
例えば、気相ろう着け流体および電子試験流体、溶媒、
水圧流体、および低温潤滑剤としても有用である。
たいていの用途に適する本発明のクロロフルオロエー
テル組成物は、一般に、約90〜約300℃の範囲内の温度
で沸騰する過ハロゲン化クロロフルオロエーテル化合物
を含有し、そして侵入性医学的用途に適する組成物は、
低沸点の化合物は非常に迅速に人体を出る傾向がありそ
して高沸点の化合物は望むよりも長く残りうるので、約
100〜約200℃、好ましくは約130〜約165℃の範囲内の温
度で沸騰する化合物を含有することが好ましい。
本発明の一群の標準的に液体のクロロフルオロエーテ
ルは、その構成員が次の代表的な一般式: Cl−Rf−(ORf′)−ORf″−X I (式中、RfおよびRf″は各々独立的にC1〜C12、好まし
くはC1〜C6線状ペルフルオロアルキレン、分枝が場合に
よっては1〜2個のエーテル酸素原子を含有し、そして
場合によっては第1級塩素を含む分枝ペルフルオロアル
キレン、および非置換、置換基が場合によっては第1級
塩素を含有するペルフルオロアルキル置換、ペルフルオ
ロアルコキシ置換、またはペルフルオロアルキレン置換
ペルフルオロシクロアルキレンよりなる群から選ばれ;
各Rf′は独立的にC2〜C12、好ましくはC2〜C6、線状ペ
ルフルオロアルキレン、分枝が場合によっては1〜2個
のエーテル酸素原子を含有しそして場合によっては第1
級塩素を含有する分枝ペルフルオロアルキレン、および
非置換、置換基が場合によっては第1級塩素を含有する
ペルフルオロアルキル置換、ペルフルオロアルコキシ置
換、またはペルフルオロアルキレン置換ペルフルオロシ
クロアルキレンよりなる群から選ばれ;Xはフッ素および
第1級塩素よりなる群から選ばれ;nは0〜4、好ましく
は0〜2の整数であり;そして化合物中のエーテル酸素
原子の総数は1〜5であり、エーテル酸素原子は少なく
とも2個の懸垂炭素原子により分離されている)の範囲
内に入る1個(または選ばれた混合物)の過ハロゲン化
クロロフルオロエーテル化合物からなるかまたは本質的
にその化合物からなるものである。化合物中の炭素原子
の総数は好ましくは5〜25、より好ましくは7〜10であ
り、そして化合物中の塩素原子の総数は好ましくは1〜
4、より好ましくは1〜2である。好ましくは、Rf、各
Rf′、およびRf″は線状ペルフルオロアルキレンであ
り、独立的に線状ペルフルオロアルキレンおよび非置換
ペルフルオロシクロアルキレンから選ばれ、または独立
的に線状ペルフルオロアルキレンおよび分枝ペルフルオ
ロアルキレンから選ばれる。
本発明のクロロフルオロエーテル組成物は、直接フッ
素化のような既知のフッ素化方法によりフッ素化可能で
ある、それらの水素含有、飽和または不飽和クロロエー
テル(非フッ素化)またはクロロフルオロエーテル(部
分的にフッ素化された)類似体から合成できる。(例え
ば、米国特許第4,755,567号明細書、同第4,859,747号明
細書、および同第5,093,432号明細書(Bierschenk等)
および国際特許出願発行番号WO 90/06296(Minnesota
Mining and Manufacturing Company)、これらはエーテ
ルのフッ素化に有用な直接フッ素化技術を開示してい
る、参照)。過ハロゲン化クロロフルオロエーテル生成
物は、1個または数個の残留水素原子を有する少量のフ
ッ素化物質を含有できるけれども、本発明のクロロフル
オロエーテル組成物は、一般に約0.4mg/gよりも少な
い、好ましくは約0.1mg/gよりも少ない、0.01〜0.05mg/
gの残留炭素原子した水素含量を有して、本質的に完全
にハロゲン化され、すなわち、過ハロゲン化される。残
留水素含量は、“研磨”仕上げ工程のような、高められ
た温度、例えば150℃またはそれ以上でフッ素(または
不活性ガスで希釈されたフッ素)を使用する処理によっ
て低下させるかまたは本質的に完全に除去することがで
きる。
本発明のクロロフルオロエーテル組成物を合成するた
めに使用される一つの直接フッ素化方法(“固体フッ素
化技術”)において、前駆物質のクロロエーテルまたは
クロロフルオロエーテル出発物質は、ヘリウムまたは、
好ましくは、窒素のような不活性ガスで、約5〜25体積
%、好ましくは約10〜15体積%のフッ素の低い初期濃度
に、希釈されたフッ素と、好ましくは−20℃〜0℃であ
る低い初期温度で接触させられる。フッ素化反応が進行
するにつれて、フッ素濃度は徐々に50体積%までまたは
100体積%までさへも増加し、そして反応温度は、例え
ば40〜60℃に上昇し、そのような状態は前駆物質が過ハ
ロゲン化されるまで維持される。前駆物質は、フッ化カ
リウムまたは、好ましくは、フッ化ナトリウムのような
フッ化水素捕捉剤の存在下にフッ素化される。捕捉剤
は、ペレットまたは、好ましくは、粉体のような粒状体
の形であってもよい。一般に、フッ素化工程で発生した
フッ化水素副生物の全てが捕捉されるのに十分な捕捉剤
が利用される。約1:1〜約20:1の捕捉剤:前駆物質の重
量比が有用であることがわかった。この方法を使用する
なら、前駆物質は捕捉剤と混合またはその上に被覆でき
て、混合物は固定金属管反応器、回転ドラム反応器、ま
たは流動床反応器のようなフッ素化装置中でフッ素化さ
れ、この技術は一般に所望の化合物の約15〜30モル%の
収率が得られる。そのような収率を得るための典型的な
反応時間は、利用する反応装置次第であるが、約24〜約
48時間に変化する。
本発明のクロロフルオロエーテル組成物を製造するた
めに使用できるフッ素化の別の方法(“液相フッ素化技
術”)としては、使用されるフッ素化温度でフッ素に対
して比較的不活性である、液状反応媒体中の前駆物質の
非常に稀薄な分散液または、好ましくは、溶液を製造す
ることが挙げられ、したがって出発物質の濃度は、反応
温度をより容易に制御できるように比較的低くなる。反
応混合物はまた、その中にフッ化ナトリウムのようなフ
ッ化水素捕捉剤を含有または分散することもでき、捕捉
剤:前駆物質の重量比は、例えば、約0.5:1〜7:1であ
る。反応混合物は、フッ素ガスをその中に通気しながら
激しく攪拌される。フッ素は好ましくは、窒素のような
不活性ガスとの混合材の中に、攪拌機のような使用され
る設備の効率および粒状体の出発物質によって決まる
が、約5〜50体積%、より好ましくは約10〜25体積%
の、そしてフッ素化の間じゅう化学量論的な過剰に維持
される濃度で使用される。過ハロゲン化生成物の一般に
約30〜77モル%の範囲内の、経験的には65〜約80モル%
と非常に高い収率がこの方法により達成できる。
液相フッ素化技術の反応媒体として有用な好適な液体
は、Freon(登録商標)113、1,1,2−トリクロロトリフ
ルオロエタン、およびFreon(登録商標)11、フルオロ
トリクロロメタンのようなクロロフルオロカーボン;本
発明のクロロフルオロエーテル組成物のようなクロロフ
ルオロエーテル;Fluorinert(登録商標)電子液FC−7
5、FC−72、およびFC−40;ペルフルオロペンタンおよび
ペルフルオロデカリンのようなペルフルオロアルカン;
ペルフルオロポリエーテル;およびペルフルオロアセタ
ールである。そのような液体の混合物は、例えば、前駆
物質および中間反応生成物の良好な分散液を得るために
使用できる。反応媒体は大気圧で便利に使用される。上
記の群の反応媒体の低分子量の構成員もまた使用できる
が、高められた圧力が液相を与えるためにその時は必要
である。
液相フッ素化反応は一般に、フッ化水素捕捉剤が使用
されるときは、フッ化水素副生物を揮発させるのに十分
である温度、約−10〜+50℃、好ましくは約−10〜0
℃、そしてそのような捕捉剤が使用されないときは、約
0〜150℃、好ましくは約0〜50℃、最も好ましくは約1
0〜30℃の温度で、それが発生されるフッ素化反応器か
ら副生物のパージングをもたらすのに十分な速度で流す
不活性ガスの助力によって行なわれる。これらの温度
で、反応媒体として利用した液体は、希釈したフッ素と
感知できるように反応しなくて本質的に不活性である。
反応媒体および他の有機物質は、気体状反応流出液中に
ある程度まで存在してもよく、凝縮器は気体状反応媒体
および流出液中のそのような物質を凝縮するために使用
できて凝縮液を反応器に戻すことを可能にする。凝縮器
は、フッ化水素副生物の反応器への戻りを最小化または
防止するように操作すべきである(副生物はフッ素化の
間に反応器中に残留することを許すならば、生成物の収
率に有害な効果を有する)。フッ化水素の戻りはフッ化
水素が凝縮器を通過することを可能にしながら有機物質
の選択凝縮により、または分離容器中へのフッ化水素と
有機物質の両方の全凝縮、望みならば、続いて上部液相
としてフッ化水素および下部液相の戻りの分離により、
最小化または防止できる。
液相フッ素化技術は、前駆物質の全てが約10重量%ま
での前駆物質濃度を与えるためにフッ素化に先立って液
体に添加され、次いでフッ素含有ガスが前駆物質含有液
体中を通気される、バッチ様式で行うことができる。反
応はまた、前駆物質が、例えば約40〜120mL/分のフッ素
流量で約150〜600mL/分の不活性ガス流量でフッ素が通
気される、例えば、400mLの液体反応混合物中への約1
〜3g/時間の速度で、反応器中へ連続的にポンプ注入さ
れるかまたは別のやり方で正味の、または反応媒体とし
て使用された型の適当な液体中の希薄溶液または分散液
として供給される、半連続様式で行なうこともできる。
フッ素化はまた、前駆物質(正味のまたは反応媒体とし
て使用した型の適当な液体中に溶解または分散した)
が、上記のように、フッ素含有ガスが導入されるような
反応媒体を含有する反応容器中へ連続的にポンプ注入ま
たは別のやり方で供給され、そして未反応フッ素、フッ
化水素ガス、および不活性キャリヤーガスの流れが、過
ハロゲン化生成物、不完全にハロゲン化した前駆物質、
および不活性液状反応媒体からなる液体の流れとして、
反応器から連続的に除去され、そして必要な分離がクロ
ロフルオロエーテルを回収するためになされる、連続法
で行なうこともできる。反応器中の不活性液状媒体の量
は、リサイクルしたまたは新鮮な液体の添加により一定
水準に維持できる。バッチ様式からの生成物は、一般に
かなりの残留水素、例えば、約7mg/gを有するが、一方
連続または半連続様式により製造された生成物は、一般
により少ない残留水素、例えば、0.1mg/g以下を有す
る。一般に、前駆物質の連続添加は好ましくてより高い
収率、より良好な生成物品質、およびフッ素のより効率
的な使用を提供するけれども、“研磨”仕上げ工程が使
用されるならばバッチ様式は類似の利点を有する。
フッ素化反応の極度に高い発熱性によって、冷却した
液体または氷浴が一般に許容しうる速度の反応が達成で
きるために使用される。反応が完了するとき、反応器は
フッ素がパージされて反応器の内容物が取り出される。
固体フッ素化技術においては、反応器の内容物は溶媒Fr
eon(登録商標)113またはFluorinert(登録商標)FC−
72と混合され、得られたスラリーは濾過され、溶媒は例
えば真空蒸留によりストリッピングされて粗製生成物を
与える。フッ素化がフッ化水素捕捉剤の存在下に液相フ
ッ素化技術により行なわれる場合、消費された捕捉剤は
液体反応器の内容物から濾過またはデカンテーションに
より分離されて次いで後者は蒸留されて粗製生成物から
反応媒体を分離する。フッ素化が捕捉剤の使用なしに液
相フッ素化技術により行なわれる場合は、反応生成物の
混合物は蒸留されて生成物を回収する。
粗製生成物は塩基、例えば、水酸化ナトリウム、また
はフッ素(研磨仕上げ技術により)を使用して処理され
て水素化物の不純物を除去し、そしてそのように処理し
た生成物は次いで蒸留される。これらの精製工程の順序
は、最善の結果を得るために変化することができる。
本発明のクロロフルオロエーテル組成物を合成するた
めに使用される前駆物質のクロロエーテルは、標準的な
方法を使用してさまざまなやり方で合成できる。例え
ば、クロロエーテルはエーテル酸素含有アルコール(ま
たはテトラヒドロフランのようなエーテル)と塩化チオ
ニル、五塩化リン、またはオキシ塩化リンのような塩素
含有試薬との反応により合成できる。前駆体のクロロエ
ーテルもまたアルコールとα,ω−ジクロアルカンまた
はα,ω−ブロモクロロアルカンとの塩基性条件下の反
応により、または金属、例えば、銀、エーテル酸の塩と
塩素との反応により合成できる。(過ハロゲン化クロロ
フルオロエーテルに対する代替経路として、エーテル酸
誘導体が直接フッ素化されて過フッ化エーテル酸を生成
し、その金属塩が次いで合成された塩素化剤の存在下に
脱カルボキシル化されて過ハロゲン化クロロフルオロエ
ーテルを得ることに注意されたし(M.Hudlicky,Chemist
ry of Organic Fluorine Compounds,Second Edition,pa
ges225−26,Ellis Horwood,New York(1992)参
照).) 望むならば、クロロフルオロエーテル、すなわち、部
分的にフッ素化された前駆物質は、本発明のクロロフル
オロエーテル組成物を合成するために利用でき、そして
これらの前駆物質は既知のフッ素化技術によって得るこ
とができる反応性フッ化化学薬品中間体から合成でき
る。例えば、ある特定の部分的にフッ素化された前駆物
質は、クロロトリフルオロエチレンに対するアルコール
の添加により合成でき(Hudlicky,上記,409頁)、そし
て部分的にフッ素化されたエーテル酸素含有アルコール
および部分的にフッ素化されたアルコールは、クロロエ
ーテルの前駆物質の合成のために上記の反応に利用でき
る。
本発明のクロロフルオロエーテル組成物の過ハロゲン
化クロロフルオロエーテルへ直接フッ素化による転換の
ための有用な前駆物質のクロロエーテルおよびクロロフ
ルオロエーテルとしては、次の化合物およびそれらの選
ばれた混合物が挙げられる: 本発明のクロロフルオロエーテル組成物の過ハロゲン
化クロロフルオロエーテルの代表的な例としては、上記
に表示した前駆物質のクロロエーテルおよびクロロフル
オロエーテルの過フッ素化(すなわち、本質的に全ての
水素がフッ素で置換された)相対物が挙げられる。前駆
物質が不飽和を有する場合、対応する過ハロゲン化クロ
ロフルオロエーテルは飽和される。
本発明のクロロフルオロエーテル組成物は洗浄剤、脱
油剤、伝熱剤、例えば気相はんだ付け流体および電子試
験流体、溶媒、水圧流体、および低温潤滑剤として有用
である。この組成物はまた酸素を溶解および輸送できる
と信じられ、それゆえ血管の閉鎖の治療において侵入的
に使用できる血液代用品として、癌の放射線治療または
化学療法に対する補助薬として、および画像明度化剤と
して潜在的に有用である。そのような用途のために、こ
の組成物のエマルジョンは、例えば、米国特許第3,911,
138号明細書(Clark)および同第5,077,036号明細書(L
ong)に記載されているような方法により製造でき、そ
の記載は参照として本明細書へ組み込まれる。少量の随
意の成分、例えば、界面活性剤はクロロフルオロエーテ
ル組成物に添加してもよくて特定の用途に対して特定の
望ましい性質を付与する。
本発明はさらに次の実施例によって説明されるが、こ
れらの実施例に列挙された特定の物質およびそれらの量
は、他の条件および詳細とともに、本発明を不当に制限
するために解釈されるべきではない。
実施例 実施例 1 ペルフルオロ−4,4'−ジクロロブチルエーテル(Cl−C4
F8−O−C4F8−Cl)の合成 前駆物質4,4'−ジクロロブチルエーテルは、オキシ塩
化リン(POCl3)との反応によってテトラヒドロフラン
から合成した。1Lの丸底フラスコに攪拌機、温度計、還
流凝縮器および滴下漏斗を取り付けた。フラスコに50g
の濃硫酸を仕込み、攪拌しながら95〜105℃に加熱し
た。80mLのテトラヒドロフラン中の30mlのPOCL3の混合
物を、その温度を維持しながらフラスコにゆっくり添加
した。混合物の添加が完了後、得られた混合物を攪拌し
ながらさらに半時間この温度に維持した。次いで、攪拌
を継続して温度を維持しながら、約350mlの水を添加し
て反応を停止した。フラスコの内容物を分液漏斗に移し
て塩化メチレンで抽出した。次いで抽出物を減圧下に蒸
留して所望の4,4'−ジクロロブチルエーテルを得た。
内部攪拌機、ガス入口、温度計、有機物供給管、冷却
ジャケット、および低温凝縮器を備え付けた2Lの金属反
応器に1.8LのFreon(登録商標)113を仕込み窒素でパー
ジした。反応器を約18.5℃に維持した。240mL/分のフッ
素および1200mL/分の窒素のガス流を混合物に対して装
入し、Freon(登録商標)113を使用して260mLに希釈し
た100gの4,4'−ジクロロブチルエーテル前駆物質の溶液
を13mL/時間の速度で反応器に添加した。総添加時間は2
0時間であった。反応器を窒素ガスでパージしてフッ素
を除去後、内容物を反応器から取り出し、Freon(登録
商標)113を蒸留により分離し、残留物を235g残した。
残留物を強アルカリ性の溶液で加熱し、生成物を次いで
さらに6インチのビグリュー蒸留塔を使用して蒸留して
(メインカット184g、沸点146〜8℃)精製した。生成
物の構造を19F NMRおよびGC/MSにより確認した。
実施例 2 ペルフルオロ−1,11−ジクロロ−3,6,9−トリオキサウ
ンデカン(Cl−(C2F4O)−C2F4−Cl)の合成 前駆物質Cl−(C2H4O)−C2H4−Clを塩化チオニル
によるテトラエチレングリコールの処理により合成し
た。388.4gのテトラエチレングリコールを、攪拌しなが
ら、850mLの塩化チオニルを含有するフラスコに滴下様
式で添加した。添加が完了した後、ガスの発生がもはや
観察されなくなるまで、得られた溶液を100℃で数時間
加熱した。過剰の塩化チオニルを次いで蒸留により除去
し、残留物を水で洗浄し、その残留物を次いで蒸留して
所望のCl−(C2H4O)−C2H4−Cl前駆物質を得た。
この前駆物質をフッ素化、塩基で処理し、実施例1と
本質的に同一の方法で蒸留して122.6gのCl−(C2F4O)
−C2F4−Cl(沸点137℃)を得た。
実施例 3 ペルフルオロ−1−クロロ−3,6−ジオキサデカン(C4F
9−O−C2F4−O−C2F4−Cl)の合成 前駆物質C4H9−O−C2H4−O−C2H4−Clを塩化チオニ
ルによるブトキシエトキシエタノール(ブチルカルビト
ール)の処理により合成した。145gの塩化チオニルを、
攪拌しながら、179gのブチルカルビトールと2mLのジメ
チルホルムアミドを含有するフラスコに滴下様式で添加
した。添加が完了した後、得られた溶液を室温で一夜攪
拌した。過剰の塩化チオニルを次いでロータリーエバポ
レーターによって除去し、残留物を水中へ注ぎ入れた。
得られた均質の溶液を等量のエーテルで抽出し、エーテ
ル抽出物をKOH希薄(約5重量%)溶液で洗浄した。洗
浄したエーテル抽出物を次いで乾燥し、エーテルをロー
タリーエバポレーターを使用して除去し、残留物を8イ
ンチのビグリュー塔によって蒸留してC4H9−O−C2H4
O−C2H4−Cl(沸点0.15トールにて61〜66℃)を得た。
C4H9−O−C2H4−O−C2H4−Cl前駆物質をフッ素化
し、塩基で処理し、実施例1と本質的に同一の方法で蒸
留した。得られた化合物、C4F9−O−C2F4−O−C2F4
Clの沸点は、114〜116℃であった。生成物の構造はGC/M
S、IRおよび19F NMRにより確認した。
実施例 4 ペルフルオロ−1−クロロ−3−オキサノン(C6F13
O−C2F4−Cl)の合成 前駆物質C6H13OCF2CHFClをクロロトリフルオロエチレ
ン(CTFE)へのn−ヘキサノールの塩基接触付加により
合成した。1Lの丸底フラスコに攪拌機、ドライアイス凝
縮器およびガス入口を取り付けた。フラスコに102gのn
−ヘキサノール、3.93gの粉体化KOHおよび250mLのTHFを
仕込み、フラスコの内容物を55〜60℃に加熱した。CTFE
をガス入口からフラスコへ添加し、発熱を生じさせた。
発熱の後、追加の2.4gのKOHをフラスコに添加し、続い
てCTFEをゆっくり添加した。生じた発熱がひいた後、フ
ラスコの内容物を濾過して白色の沈殿を除去し、次いで
追加の6.3gのKOHを炉液に添加し、続いて再度CTFEを添
加した。総計120gのCTFEを使用した。GLCは、未反応ヘ
キサノールと所望の生成物、C6H13−O−CF2CHFClの1:4
混合物であることを示した。混合物を約1Lの水で急冷
し、塩化メチレンで2回抽出し、次いで乾燥および蒸留
を行なって未反応n−ヘキサノールと所望の生成物、C
16H13−O−CF2CHFClの粗製生成物の混合物を得た。
粗製生成物の混合物を過剰の塩化アセチルで処理して
未反応n−ヘキサノールを酢酸n−ヘキシルに転換し
た。C6H13−O−CF2CHFClおよび酢酸n−ヘキシルを含
有する、得られた混合物を次いでフッ素化(本質的に実
施例1におけるように)しそして蒸留した。得られた粗
製のC6F13−O−C2F4−Clを次いで塩素で処理して、本
質的に実施例1におけるように蒸留した(0.15torrにお
ける沸点29℃)。生成物の構造をGC/MSにより確認し
た。
実施例 5 ペルフルオロ−1−クロロ−3,6−ジオキサドデカン(C
6F13−O−C2F4−O−C2F4−Cl)の合成 前駆物質C6H13OC2H4OC2H4Clを塩化チオニルによるヘ
キシロキシエトキシエタノール(ヘキシルカルビトー
ル)の処理により合成した。130.9gの塩化チオニルを、
攪拌しながら、190gのブチルカルビトールと2mLのジメ
チルホルムアミドを含有するフラスコに滴下様式で添加
した。添加が完了した後、得られた溶液を還流で2時間
加熱した。過剰の塩化チオニルをアスピレーターの圧力
下に除去した。残存している残留物を約250mLのFreon
(登録商標)113中に溶解して水で洗浄した。Freon(登
録商標)をアスピレーターの圧力下に除去し、洗浄した
残留物を蒸留して所望の生成物(沸点0.9torrにて95〜1
00℃)を得た。
C6H13OC2H4OC2H4Cl前駆物質をフッ素化し、塩基で処
理し、本質的に実施例1におけるように蒸留して206.5g
の生成物、C6F13−O−C2F4−O−C2F4−Cl(沸点146〜
148℃)を得た。生成物の構造を19F NMR、IR、およびGC
/MSにより確認した。
実施例 6 ペルフルオロ−1,10−ジクロロ−3,6−ジオキサデカン
(Cl−C2F4−O−(CF2−OC2F4−Cl)の合成 34.8gの工業試薬級(85%)のHO−C2H4−O−CH2−C
≡C−CH2−O−C2H4−OHをメタノール中で0.4gの10%P
d/C触媒を使用して還元した。混合物を濾過して触媒を
除去し、メタノールをアスピレーターの圧力下に除去し
て34.9gの粗製ジオール、HO−C2H4−O−(CH2−O
−C2H4−OHを得た。これを塩化メチレン約50mL中に溶解
し、この溶液を加熱および攪拌しながら塩化チオニル40
mLに滴下様式で添加した。溶液の完全な添加によって得
られた混合物を、約80℃で8時間加熱した。混合物の蒸
留で、20.9gの、沸点が0.6torrで95℃の主留分を得た。
この留分は、GC/MSにより主にCl−C2H4−O−(CH2
−O−C2H4−Clであると同定した。この手順を本質的に
同一のやり方であるが大規模に繰返して続くフッ素化の
ために十分な物質を生成した。
100gのCl−C2H4−O−(CH2−O−C2H4−Clを本
質的に実施例1におけるのと同一の方法でフッ素した。
Freon(登録商標)113溶媒を次いで蒸留して222gの粗製
生成物を得て、それを塩基で処理して次いで共沸蒸留し
て140.2gの留分を得た。この留分を水で洗浄し、MgSO4
上で乾燥し、蒸留して140〜2℃で沸騰する主留分を得
た。この主留分の19F NMRは、95%以下の所望のCl−C2F
4−O−(CH2−OC2F4−Cl生成物であることを示し
た。生成物の異性体的純度は99.5%であった。
比較例 1 9.0gのCl−C4F8−O−C4F8−Clのクロム異性体、2.0g
の粉体化NaOH、および40mLのテトラグライムの出発混合
物を、還流で20時間攪拌した。得られた異性体生成物の
混合物を500mLの水を添加して回収し、続いて低部のフ
ッ化化学薬品相を分離し、異性体分布を19F NMRにより
測定した。出発混合物中および得られた生成物の混合物
中の異性体の分布を以下の表1に示す。
これらのデータは、第2級塩化物は第1級塩化物より
もNaOH親核試薬に対してより反応性であったことを示
す。
比較例 2 9.0gのn−C8F17−Br、1.0gの(C4F9OC2F4O)2CF2
0.19gの18−クラウン−6エーテル、2.0gの粉体化NaO
H、および20mLのテトラグライムの混合物を還流で29時
間加熱した。冷却後、希硫酸(約5重量%)を混合物に
添加し、混合物の相分離を生じた。相分離した混合物の
低部フッ化化学薬品相をかん流により単離した。単離し
た相の19F NMRは92%n−C8F17OHおよび8%(C4F9OC2F
4O)2CF2であることを示し、第1級臭化物が類似の条件
下に比較例1の第1級塩化物よりもNaOH親核試薬に対し
てより反応性であったことを証明する。
本発明のさまざまな変更および代替が、本発明の範囲
および精神から離れることなく、当業者に明らかになる
であろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ムーア,ジョージ ジー.アイ. アメリカ合衆国 55133―3427 ミネソ タ州セント ポール,ポスト オフィス ボックス 33427 (72)発明者 フリン,リチャード エム. アメリカ合衆国 55133―3427 ミネソ タ州セント ポール,ポスト オフィス ボックス 33427 (72)発明者 カウフマン,ロバート ジェイ. アメリカ合衆国 63130 ミズーリ州ユ ニバーシティ シティ,スタンフォード アベニュー 8129 (72)発明者 リチャード,トーマス ジェイ. アメリカ合衆国 63132 ミズーリ州ユ ニバーシティ シティ,ローランド 8607 (56)参考文献 特表 平7−509397(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 43/12 C07C 41/22 CA(STN) CAOLD(STN) REGISTRY(STN)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式 Cl−Rf−ORf″−X I (式中、RfおよびRf″は各々独立的にC1〜C6線状ペルフ
    ルオロアルキレン、分枝が場合によっては第1級塩素を
    含有する分枝ペルフルオロアルキレン、および非置換、
    置換基が場合によっては第1級塩素を含有するペルフル
    オロアルキル置換、またはペルフルオロアルキレン置換
    ペルフルオロアルキレンから選ばれ;Xは第1級塩素原子
    であり;化合物中の炭素原子の総数は7〜10である)に
    より表わされる過ハロゲン化クロロフルオロエーテル化
    合物の1個または選ばれた混合物から本質的になる、通
    常は液体のクロロフルオロエーテル組成物。
  2. 【請求項2】式 C8F16Cl2O を有する、クロロフルオロエーテル化合物。
  3. 【請求項3】 ClCH2O(CH27Cl Cl(CH22O(CH26Cl Cl(CH23O(CH25Cl Cl(CH24O(CH24Cl ClCH2C(CH32CH2O(CH23Cl よりなる群から選ばれる前駆物質化合物のフッ素化によ
    り製造された、クロロフルオロエーテル化合物。
  4. 【請求項4】 ClCF2O(CF27Cl Cl(CF22O(CF26Cl Cl(CF23O(CF25Cl Cl(CF24O(CF24Cl ClCF2C(CF32CF2O(CF23Cl よりなる群から選ばれたクロロフルオロエーテル化合
    物。
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