JP4317939B2 - 新規な強酸、その製造方法およびその使用 - Google Patents
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Description
[RyPF6−y]−H+ [I]
式中、yは1、2または3であり、
および配位子Rは、同一でも異なっていてもよく、および
Rは、パーフルオロ化C1−8−アルキルもしくはアリール基、またはRは部分的にフッ素化されたC1−8−アルキルもしくはアリール基であって、FもしくはHの一部が塩素により置換されていても良い、
で表される酸に関する。
ヘキサフルオロリン酸、HPF6は、有機化学の触媒として、または種々の塩の製造におけるの出発化合物として使用される。工業的には、ヘキサフルオロリン酸は、五酸化リンおよび無水フッ化水素酸との反応[1]により得られる。
P4O10 + 24HF → 4HPF6 + 10H2O [1]
ヘキサフルオロリン酸は、65質量%の水溶液として商業的に入手することができる。該溶液は、高濃度では不安定である。純粋なヘキサフルオロリン酸は、液体二酸化硫黄で製造することができるが、室温では不安定である(D.E.C. Colbridge, Phosphorous. An Outline of chemistry, Biochemistry and Technology (Second Edition) Elsevier Scientific Publishing Comp. Amsterdam-Oxford-New York, 1980 )。非常に高濃度のヘキサフルオロリン酸溶液の不安定性は、触媒としての該酸の使用の可能性を制限する。加えて、ヘキサフルオロリン酸アニオンとプロトンの配位は、該酸のプロトン活性を減ずる。
本目的は、一般式[I]
[RyPF6−y]−H+ [I]
式中、yは1、2または3であり、
および配位子Rは、同一でも異なっていてもよく、および
Rは、パーフルオロ化C1−8−アルキルもしくはアリール基、またはRは部分的にフッ素化されたC1−8−アルキルもしくはアリール基であって、FもしくはHの一部が塩素により置換されていても良い、
で表される酸より達成される。
好ましくは、少なくとも1個の基Rが、パーフルオロ化されたn−、iso−もしくはtert−ブチル基またはペンタフルオロフェニル基であり、および特に好ましくはペンタフルオロエチル基である酸である。
好ましくは、さらにyが2または3である酸である。特に好ましくは、yが3である酸である。
フッ素化リン酸の命名のために、IUPAC命名法を参照した(A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds. Recommendations, by R. Panico, W. H. Powell and Jean-Claude Richer, Blackwell Science, 1993)。
本発明の酸は、今まで知られているフッ化リン酸に対し、製造が容易であり、高いプロトン活性を有しおよび非常に高濃度溶液でも室温において安定であるという利点を有する。
本発明の方法の出発化合物であるパーフルオロアルキルホスホランの製造は、従来技術、例えばドイツ国特許出願DE 19 846 636 A1により当業者に知られており、前記出願は、本明細書に参照として組み込まれ、従って開示の一部として見なされる。
好ましくは、水、アルコール、エーテル、硫化物、アミン、ホスフィン、カルボン酸、エステル、グリコール、ポリグリコール、ポリアミン、ポリスルフィド、またはこれらの溶剤および/またはプロトン受容体を少なくとも2種含む混合物である。
特に好ましい溶剤および/またはプロトン受容体は、水、メタノール、エタノール、酢酸、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、炭酸ジメチル、硫化ジメチル、ジメチルホルムアミド、トリエチルアミンもしくはトリフェニルホスフィン、またはこれらの化合物の少なくとも2種の混合物である。
好ましい実施態様では、本発明の方法でパーフルオロアルキルホスホランの反応が−50〜100℃の温度で、好ましくは−35〜50℃の温度で、特に好ましくは0〜25℃の温度で行われる。
本発明の方法によれば、一般式[I]の酸は、高収率で容易に入手できる。
本発明の溶液、特に高濃度範囲の溶液は、他のフッ素化リン酸の溶液では達成することが困難であったプロトン活性を可能にする。これは、非常に濃縮した形態、例えば反応混合物中の触媒などの、本発明の酸の使用には特に有益である。非常に高濃度な溶液は、反応混合物の望ましくない希釈もまた回避する。
[RyPF6−y]m −Mm+ [II]
式中、Mm+は、一価、二価または三価のカチオンであり、
mは1、2または3であり、および
yは1、2または3であり、
および配位子Rは、同一でも異なっていてもよく、および
Rは、パーフルオロ化C1−8−アルキルもしくはアリール基、またはRは部分的にフッ素化されたC1−8−アルキルもしくはアリール基であって、FもしくはHの一部が塩素により置換されていても良い、
で表される塩に関する。
適当な有機カチオンは、当業者に既知であり、例えば、ドイツ国特許出願DE 10109032.3、4〜6ページに開示されている。該文献は、参照として本明細書に組み込まれ、従って開示の一部分と見なされる。
一般式[II]の塩は、好ましくはLi、Zn、Mg、Cu、Ag、アンモニウム、ホスホニウム、オキソニウム、スルホニウム、アルソニウム、トロピリウム、ニトリルカチオン、ニトロシルカチオンまたはトリス(ジアルキルアミノ)カルボニウムカチオンを含む。
本発明の塩の利点は、有機溶剤中でのそれらの良好な溶解性である。
Mm+(A)m− [III]
式中、Mm+は、一価、二価または三価のカチオンであり、
Aは、塩基性アニオン、中性アニオン、塩基性アニオン混合物、または少なくとも1種の塩基性アニオンおよび少なくとも1種の中性アニオンの混合物であり、
およびmは1、2または3である、
で表される塩、または金属、金属水素化物、金属酸化物もしくは金属水酸化物とを適当な溶剤中で反応させる方法により製造される。
前記方法は、好ましくは揮発性の酸、例えば塩化水素酸、ギ酸または酢酸などを容易に形成するのようなアニオンを用いて行う。
前記方法で用いる金属は、好ましくはLi、Na、K、Rb、Mg、Cs、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Yb、La、Al、In、Cdおよび/またはZnであり、用いられる酸化物は、好ましくはLi2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、Y2O3、Yb2O3、La2O3、Al2O3、CdO、ZnO、CuO、FeOおよび/またはFe2O3であり、用いられる水酸化物は、好ましくはLiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、Mg(OH)2、Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2、Cd(OH)2、Zn(OH)2、Sc(OH)3、Al(OH)3および/またはCu(OH)2であり、および用いられる水素化物は、好ましくはLiH、NaH、CaH2、YH3および/またはAlH3である。
加えて、本発明は、本発明の塩の1種の、触媒、相間移動触媒、溶剤としての使用、特にイオン液体、または種々の電気化学デバイスの電解質中の導電性塩としての使用に関する。
当業者は、イオン構造および低融点を有する有機化合物である「イオン液体」、例えば、N、N−ジアルキルイミダゾリウム塩を理解する(C. E. Song, E. J. Roh, Chem. Comm. (Camebridge) 2000, 10, pp. 837-838; J. Howarth, Tetrahedron Lett. 41 (2000) 34, pp. 6627-6629 ; C. E. Oh, E. J. Roh, D. J. Choo, Chem. Comm. (Camebridge) 2000, 18, pp. 1743-1744)。
本発明の酸は、特に化学反応においてHPF6および/またはHBF4の代替品として適当である。
本発明の酸および/または塩は、以下の方法の1つで好ましく使用される。
− ジヒドロキシジアリール化合物の製造[CA 110:94679t]
− 金属表面処理[CA 110:139975e]
− 電気導電性アニリンポリマーの製造[CA 110:155067r]
− カルボン酸およびカルボン酸エステルの製造[CA 110:233613g]
− 高分子量ジアゾニウム化合物の製造[CA 110:87472n]
− エポキシ樹脂の製造[CA 111:135490r]
− アミン様化合物からの電気導電性材料の製造[CA 112:46758n]
− オクタジエノールの製造 [CA 112:98016p]
− オレフィンのカルボアミノ化またはカルボアミド化[CA 112:161007d]
− ブテンの異性化[CA 112:157653u]
− 電気導電性ポリアルコキシチオフェンの製造[CA 115:50551u]
− トリグリシジルトリメチロールアルカンベースの組成物の製造[CA 117:92344a]
− スチレンおよび一酸化炭素からのポリマーの製造[CA 117:172290v]
− 情報の貯蔵のための有機塩の製造[CA 117:17381g]
− 良好な光抵抗を有する情報キャリアの製造[CA 115:267063w]
− 触媒のためのシリコン支持材の製造[CA 117:74989k]
− ピロール誘導体の製造[CA 117:70577b]
− 一酸化炭素およびオレフィン性不飽和化合物の共重合[CA 118:7520h]
− 電気導電性ポリマーの製造[CA 118:137707k]
− 磁性造影剤の製造[CA 118:299355x]
− ポリマーコーティングの製造[CA 119:54608y]
− ステンレス鋼の酸化層の除去[CA 119:77272y]
− メチルtert-ブチルエーテルの合成[CA 119:202992m]
− シクロシロキサンの製造[CA 120:108008u]
− 重油およびビチューメンの精製[CA 120:195633k]
− アルミニウム化合物の処理[CA 120:283104u]
− 第4級ピリジニウムまたはアニリニウム塩の製造[CA 121:9165g]
− オレフィンおよび一酸化炭素の共重合[CA 121:10209f]
− 芳香族ヒドロキシル化合物の製造[CA 121:133684q]
− 酢酸エステル誘導体の製造[CA 121:157308w]
− ジアルケニルベンゼンおよびポリアリールアミンからの樹脂の製造[CA 122:70050c]
− 置換ピロロピリミジン−4−オンの製造[CA 122:314562q]
− 石油の回収[CA 122:295102w]
− 非水性電解液としての使用[CA 122:118595j]
− 安定なメチルカチオンの製造[CA 124:288639q]
− 環状スルホニウム塩の製造[CA 125:114470h]
− 光学貯蔵材料の製造[CA 125:127895a]
− 共役フルオロピリジニウム塩の製造[CA 125:119500c]
− イリジウム/ジホスフィン錯体の製造[CA 126:226760e]
− イミンの不斉水素化[CA 126:225097g]
− 不飽和化合物のヒドロホルミル化[CA 126:225032g]
− シリル基を有するポリシクロオレフィンからのポリマーの製造[CA 127:110414m]
− ルテニウム触媒の製造[CA 127:83071p]
− イブプロフェンの製造[CA 127:318741y]
− シクロヘキサジエニル化合物の製造 [CA 126:212225x]
− オレフィンの共重合[CA 126:199931c]
− 無機メチルイミダゾリニウム塩の製造[CA 128:167423p]
− SiCOおよびSiCセラミック繊維の製造[CA 128:234151p]
− 温熱印刷材料の製造[CA 128:210892e]
− ポリマーの製造[CA 129:317091r]
− アジリジン−ポリエーテル化合物の製造[CA 131:35901v]
− ジカルボン酸ジエステルの製造[CA 131:199417t]
− 芳香族炭化水素の水酸化 [CA 129:218223d]
− カルボン酸およびカルボン酸エステルの製造[CA 129:216347y]
− リソグラフ印刷板の前処理[CA 129:195815g]
のための方法。
本発明の方法は、例えば、適当な溶剤中で、フッ化水素とジフルオロトリス(パーフルオロアルキル)ホスホランとを反応させることにより、トリフルオロトリス(パーフルオロアルキル)リン酸を実質的に定量的な収率で製造することに使用できる。驚くべきことに、この収率は、加水分解により実質的に損なわれない。
(C2F5)3PF2+HF+5H2O → [(C2F5)3PF3]−H+・5H2O [2]
しかし、ホスホランとより希釈された、例えば、2質量%のフッ化水素水溶液との反応は、より時間を要する。より希釈度の高いフッ化水素水溶液の場合、最初に水とホスホランの付加物が形成され、その後、より安定な製造物へゆっくりと変換される。
冷浴中でホスホランと4.3質量%のフッ化水素水溶液との反応式[2]に基づく反応では、ホスホラン/水付加物とトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸の1:2の比の混合物が、2〜3分間に形成される。
反応は、大気圧下または大気圧以上で、必要な場合は保護ガス環境下で行うことができる。
当業者は、本発明の強酸中のプロトンは、個々の溶剤との錯体の形態であることを理解する。例における式の構築では、従ってプロトンと溶剤の錯体は形成されなかった。
さらなる解説がない場合でも、当業者は本明細書を最も広い範囲で利用することができることは当然である。好ましい実施態様および例は、従って、単に説明のための開示とみなされるものであり、決して何らの限定をするものではない。
すべてのNMRスペクトルは、Bruker WP 80 SYスペクトロメータで測定した(1H:80MHz, 19F:75.47MHz)。
例1
3.74gの水をFEP(フルオロエチレンポリマー)フラスコ中の40質量%のフッ化水素水溶液3.14g(HF62.8mmol)に加えた(水の合計312.1mmol)。前記混合物を冷浴中で冷却後、26.55g(62.3mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを、マグネチィックスターラーで攪拌しながら2分間の間に添加した。すべてのホスホランが3分以内に溶解し、無色、透明の水性酸溶液[(C2F5)3PF3]−H+を生成した。83.2質量%のトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸溶液33.4gを、実質的に定量的な収率で製造した。
化合物の化学式は:[(C2F5)3PF3]−H+・5H2Oであることを確認した。溶液を 19F NMR分光法で分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと外部リファレンスとしてのCCl3Fを有するFEPチューブを用いて測定した。
これらのシグナルは、酸[(C2F5)3PF3]−H+・5H2Oのメリディオナル構造に属する。2日以内に、19F NMRスペクトルの−67.41ppm;J1 P、F=786Hz(PF3基)に新しいダブレットを形成した。これは酸[(C2F5)3PF3]−H+・5H2Oのフェイシャル構造に属しうる。さらなる変化は、室温でその後3週間の保存では観察されなかった。83.2質量%の酸は、室温で、酸のメリディオナル構造が約90%とフェイシャル構造が10%の平衡混合物を形成した。
2.24gの水をFEPフラスコ中の40質量%のフッ化水素水溶液1.88g(HF37.6mmol)に加えた(合計で186.8mmolの水)。15.88g(37.3mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを、マグネチィックスターラーで反応混合物を攪拌しながら3分間の間に室温でHF水溶液中に添加した。発熱反応のために50℃まで温度は上昇し、その間にホスホランは溶解した。20.0gの無色、透明の水溶液[(C2F5)3PF3]−H+を83.2質量%の濃度で、実質的に定量的な収率で生成した。
溶液を 19F NMR分光法で分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと外部リファレンスとしてのCCl3Fを有するFEPチューブを用いて測定した。
19F NMR(フェイシャル構造)、δ、ppm:−67.82dm(PF3);J1 P、F=784Hz
フェイシャル構造の他のシグナルは、メリディオナル構造シグナルと重複した。
スペクトルは、この場合、酸の両方の構造、メリディオナル構造とフェイシャル構造の両方が、溶液の製造の時点で製造されることを示した。
10.57gの水をFEPフラスコ中の40質量%のフッ化水素水溶液3.91g(HF78.2mmol)に加えた(合計で716.8mmolの水)。混合物を冷浴で冷却後、33.34g(78.2mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを、マグネチィックスターラーで攪拌しながら3分間の間に添加した。すべてのホスホランがその間に溶解し、透明な溶液[(C2F5)3PF3]−H+が生成した。47.8gのトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸(I)水溶液を、73.0質量%の濃度で、定量的な収率で得た。
19F NMR(CCl3F−外部リファレンス):−44.45dm(PF);−80.84m(CF3);−82.57m(2CF3);−89.13dm(PF2);−115.75dm(3CF2);J1 P、F=889Hz;J1 P、F=909Hz;J2 P、F=92Hz
これらのシグナルは、酸[(C2F5)3PF3]−H+のメリディオナル構造に属し、5日以内ではスペクトルは何の変化も示さなかった。従って、酸[(C2F5)3PF3]−H+は、室温、前記濃度では優先的にメリディオナル構造を示す。
1.46gの水をFEPフラスコ中の40質量%のフッ化水素水溶液1.51g(HF30.2mmol)に加えた(合計で741.7mmolの水)。混合物を冷浴で冷却後、12.74g(29.9mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを、マグネチィックスターラーで攪拌しながら3分間の間に添加した。すべてのホスホランがその間に溶解し、26.7gの無色、透明な酸溶液を、実質的に定量的な収率で得た。
19F NMRスペクトルは、6配位のリンの2つの形態の存在を示した。第一の形態は、ジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランと水の錯体である。
第二の形態は、トリフルオロトリス(ペンタフルオロ)リン酸[(C2F5)3PF3]−H+の通常のメリディオナル構造である。
19F NMR(CCl3F−外部リファレンス):−44.60dm(PF);−80.81m(CF3);−82.49m(2CF3);−89.34dm(PF2);−115.96dm(3CF2);J1 P、F=889Hz;J1 P、F=884Hz;J2 P、F=95Hz
室温での4日間の保存中に、19F NMRスペクトルは、溶液中にトリフルオロトリス(ペンタフルオロ)リン酸[(C2F5)3PF3]−H+のメリディオナル構造の存在のみを示した。
2.60gの水をFEPフラスコ中の40質量%のフッ化水素水溶液1.47g(HF29.4mmol)に加えた(合計で1691.6mmolの水)。混合物を冷浴で冷却後、12.47g(29.3mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを、マグネチィックスターラーで攪拌しながら3分間の間に添加した。すべてのホスホランがその間に溶解し、43.5gの無色、透明な溶液を製造した。
19F NMRスペクトルは、この場合、主に水性付加物がホスホランの添加で直接的に形成されることを示した。
19F NMR(CCl3F−外部リファレンス):−79.49m(CF3);−80.74m(2CF3);−88.60dm(PF2);−113.35dm(3CF2);−162.54s(H3O+・HF);J1 P、F=842Hz;J2 P、F=89Hz
室温での5日間の保存中に、前記付加物が、完全にトリフルオロトリス(ペンタフルオロ)リン酸[(C2F5)3PF3]−H+に変換された。この点は、 19F NMRスペクトルで確認した。
5.64g(122.3mmol)のジメチルエーテルをFEPフラスコ中で、エタノールバスを用いて−35℃に冷却した。連続して、最初に1.42g(71.0mmol)のフッ化水素(HF)を反応混合物にゆっくり加え、その後30.25g(71.0mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを、マグネチィックスターラーで混合物を攪拌しながら5分間の間に添加した。ホスホランが溶解し、反応混合物が室温まで上昇する間に、37.3gの無色、透明な溶液を得た。
溶液を19F NMR分光法で分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトニトリル−D3フィルムと内部リファレンスとしてのCCl3Fを有するFEPチューブを用いて測定した。
19F NMRスペクトルは、この場合、酸[(C2F5)3PF3]−H+が、優先的にメリディオナル構造で形成されることを示した。
3日以内に、混合物中の酸[(C2F5)3PF3]−H+のフェイシャル構造濃度が増加した。
フェイシャル構造の19F NMRスペクトル;−66.12dm;J1 P、F=798Hz(PF3基)
フェイシャル構造の他のシグナルは、メリディオナル構造のシグナルと重複した。19F NMRスペクトルでは、さらなる変化は室温で5週間の保存では観察されなかった。
FEPフラスコ中で6.04g(81.5mmol)のドライジエチルエーテルを、冷浴を用いて冷却した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、最初に0.92g(45.9mmol)のフッ化水素(HF)をジエチルエーテルにゆっくり加え、その後18.67g(43.8mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを、5分間の間に添加した。1〜2分の間にホスホランが溶解し、反応混合物が室温まで上昇した後、25.6gの無色、透明な溶液を得た。
溶液を19F NMR分光法で分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトニトリル−D3フィルムと内部リファレンスとしてのCCl3Fを有するFEPチューブを用いて測定した。
19F NMRスペクトルは、酸[(C2F5)3PF3]−H+が、2種の構造で形成されることを示した。
フェイシャル構造の19F NMRスペクトル(約15mol%);−67.37dm;J1 P、F=793Hz(PF3基)
フェイシャル構造の他のシグナルは、メリディオナル構造のシグナルと重複した。19F NMRスペクトルでは、さらなる変化は室温で2ケ月の保存では観察されなかった。
FEPフラスコ中で3.33g(103.9mmol)のメタノールを、冷浴を用いて冷却した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、最初に0.91g(45.9mmol)のフッ化水素(HF)をメタノールにゆっくり加え、18.05g(42.4mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを、反応混合物にさらに5分間の間に添加した。ホスホランが溶解し、反応混合物が室温まで上昇した後、22.2gの無色、透明な溶液を得た。
溶液を19F NMR分光法で分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトニトリル−D3フィルムと内部リファレンスとしてのCCl3Fを有するFEPチューブを用いて測定した。
19F NMRスペクトルは、酸[(C2F5)3PF3]−H+が、2種の構造で形成されることを示した。
フェイシャル構造の19F NMRスペクトル(約15mol%);−66.44dm;J1 P、F=780Hz(PF3基)
フェイシャル構造の他のシグナルは、メリディオナル構造のシグナルと重複した。19F NMRスペクトルでは、さらなる変化は室温で1ケ月の保存では観察されなかった。
FEPフラスコ中で3.02g(48.8mmol)の硫化ジメチル(CH3)2Sを、冷浴を用いて冷却した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、最初に0.98g(49.0mmol)のフッ化水素(HF)およびその後5分の間に20.88g(49.0mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを、硫化ジメチルに添加した。すべてのホスホランが溶解した時、反応混合物は完全に硬化した。追加の機械的攪拌の後、アルゴン保護ガス蒸気中、室温で、反応混合物を乾燥し、23.9gの無色の固体材料を得た。
0.4gの前記材料をアセトニトリル−D3に溶解し、この溶液を19F NMR分光法により分析した。CCl3Fを内部リファレンスとして使用した。
19F NMRスペクトルは、この場合、酸[(C2F5)3PF3]−H+が、メリディオナル構造で形成されることを示した。
19F NMR:−43.54dm(PF):−79.66m(CF3);−81.25m(2CF3);−86.83dm(PF2);−115.28dm(3CF2);J1 P、F=889Hz;J1 P、F=906Hz;J2 P、F=92Hz
FEPフラスコ中で3.23g(12.3mmol)のトリフェニルホスフィン(Ph3P)を、エタノール/ドライの冷浴で、−25℃に冷却した。反応混合物をマグネチックスターラーで攪拌しながら、最初に0.66g(33.0mmol)のフッ化水素(HF)をトリフェニルホスフィンにゆっくりと添加し、およびその後5.25g(12.3mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを、さらに5分の間に添加した。すべてのホスホランを添加した時、反応混合物は完全に硬化した。追加の機械的混合の後、アルゴン保護ガス蒸気中、室温で、反応混合物を乾燥し、8.8gの黄白色の固体を得た。
0.4gの前記材料をアセトニトリル−D3に溶解し、この溶液を19F NMR分光法により分析した。CCl3Fを内部リファレンスとして使用した。
19F NMRスペクトルは、この場合、トリフェニルホスフィンとの錯体としての酸[(C2F5)3PF3]−H+が、メリディオナル構造で形成されることを示した。
19F NMR:−43.65dm(PF):−79.75m(CF3);−81.34m(2CF3);−86.99dm(PF2);−115.45dm(3CF2);J1 P、F=889Hz;J1 P、F=906Hz;J2 P、F=92Hz
残存するHFの小さなシグナルが19F NMRスペクトル(−181.75ppm)に見える。
1H NMR:7.8m(Ph3PH+)
FEPフラスコ中で1.71g(23.4mmol)のジメチルホルムアミド、HC(O)N(CH3)2を、エタノール/ドライの冷浴で、−25℃に冷却した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、最初に0.566g(28.3mmol)のフッ化水素(HF)をジメチルホルムアミドにゆっくりと添加し、およびその後9.92g(23.3mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを、さらに5分の間に0℃で添加した。すべてのホスホランを添加した時、反応混合物は室温まで加温された。12.2gの高密度、実質的に固体の白色材料を得た。
前記材料を少量ジメチルホルムアミドおよびアセトニトリル−D3に溶解し、この溶液を19F NMRおよび1N NMR分光法により分析した。CCl3FおよびTMSを内部リファレンスとして使用した。
19F NMRスペクトルは、この場合、酸[(C2F5)3PF3]−H+が、メリディオナル構造で形成されることを示した。
残存するフッ化水素の小さなシグナルを、19F NMRスペクトル(−182.30ppm)で再度確認した。
1H NMR(溶剤:アセトニトリル−D3):3.12s(CH3);3.27s(CH3);8.19s(CH);10.97s(H+)
19F NMR(溶剤:ジメチルホルムアミド):−43.88dm(PF):−79.76m(CF3);−81.35m(2CF3);−87.08dm(PF2);−115.35dm(3CF2);J1 P、F=889Hz;J1 P、F=906Hz;J2 P、F=90Hz
残存するフッ化水素の小さなシグナルを、19F NMRスペクトル(−182.30ppm)で再度確認した。
FEPフラスコ中で4.92g(81.9mmol)の酢酸、CH3COOHを、冷浴で冷却した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、最初に0.424g(21.2mmol)のフッ化水素(HF)を酢酸にゆっくりと添加し、およびその後8.83g(20.7mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを、5分の間に添加した。ホスホランを溶解した後、反応混合物は室温まで加温し、14.17gの無色透明な溶液を得た。
この溶液を19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと外部リファレンスとしてのCCl3Fを有するFEPチューブを用いて測定した。
この例では、19F NMRスペクトルは、酸[(C2F5)3PF3]−H+が、優先的にメリディオナル構造で形成されることを示した。
メリディオナル構造の19F NMR:−44.65dm(PF):−80.94m(CF3);−82.58m(2CF3);−88.59dm(PF2);−116.16dm(3CF2);J1 P、F=890Hz;J2 P、F=92Hz
1H NMR(溶剤:アセトニトリル−D3フィルム):2.43s(CH3);12.43s(H+)
0.077gの40質量%のフッ化水素水溶液(HF1.54mmol)を、0.124gの水とFEPフラスコ中で混合した(合計で9.44mmolの水)。マグネチィックスターラーで攪拌しながら混合物を冷浴で冷却し、0.836g(1.15mmol)のジフルオロトリス(ノナフルオロ−n−ブチル)ホスホランを2分間の間に添加した。すべてのホスホランをさらに5分間で溶解し、無色、透明な[(C4F9)3PF3]−H+の水溶液を形成した。
83.6質量%の濃度を有するトリフルオロトリス(ノナフルオロ−n−ブチル)リン酸水溶液を1.037g、実質的に定量的な収率で得た。
この溶液を19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと外部リファレンスとしてのCCl3Fを有するFEPチューブを用いて測定した。
19F NMR、δ、ppm:−44.91dm(PF):−82.47m(3CF3);−87.29dm(PF2);−112.32m(3CF2);−120.15m(1CF2);−122.52m(2CF2);−126.24m(3CF2);J1 P、F=904Hz;J1 P、F=929Hz
FEPフラスコ中で0.272g(3.67mmol)のドライジエチルエーテルを、冷浴を用いて冷却した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、最初に0.043g(2.15mmol)のフッ化水素(HF)を、ジエチルエーテルにゆっくりと添加し、その後0.864g(1.19mmol)のジフルオロトリス(ノナフルオロ−n−ブチル)ホスホランを5分間の間に添加した。添加の間にすべてのホスホランを溶解し、1.17gの無色、透明な溶液を製造した。
この溶液を19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトニトリル−d6フィルムと内部リファレンスとしてのCCl3Fを有するFEPチューブを用いて測定した。
19F NMR スペクトルにより、酸[(C4F9)3PF3]−H+(III)を形成することを確認した。
19F NMR、δ、ppm:−44.17dm(PF):−81.37m(3CF3);−84.76dm(PF2);−112.00m(3CF2);−119.18m(1CF2);−121.32m(2CF2);−125.15m(3CF2);J1 P、F=907Hz;J1 P、F=939Hz
0.068gの18.3質量%のフッ化水素水溶液(HF6.22mmol)を、マグネチィックスターラーで攪拌しながら、0℃で、3.27g(6.22mmol)のトリフルオロビス(ノナフルオロ−n−ブチル)ホスホランにゆっくりと添加した。すべてのホスホランを3分以内に溶解し、無色、透明なH+[(C4F9)2PF4]−の水溶液を形成した。得られたのは、実質的に定量的な収率の85.9質量%の濃度を有するテトラフルオロビス(ノナフルオロ−n−ブチル)リン酸水溶液3.95gであった。この製造物は、H+[(C4F9)2PF4]−・5H2Oの化学式を有することを確認した。
この溶液を19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、5mmの壁厚のNMRチューブ内に、外部ロックとして使用されるアセトン−D6フィルムとリファレンスとしてフィルム内にCCl3Fを有するFEPサンプルチューブを用いて記録した。
19F NMRスペクトル、δ、ppm:−70.72dm(PF4);−81.19t(2CF3);−115.15dm(2CF2);−122.58m(2CF2);−124.77t(2CF2);J1 P、F=958Hz;J2 P、F=105Hz;J4 F、F=9.3Hz;J4 F、F=16.4Hz
0.713g(1.67mmol)のトリフルオロビス(ヘプタフルオロ−i−プロピル)ホスホランを、0℃(2分間の間に)、0.217gの20.8質量%のフッ化水素水溶液(HF2.26mmol)に、マグネチックスターラーで攪拌しながら、ゆっくりと添加した。この間に、すべてのホスホランは溶解し、無色、透明なテトラフルオロビス(ヘプタフルオロ−i−プロピル)リン酸、H+[(i−C3F7)2PF4]−の水溶液を形成した。
この溶液を19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、5mmの壁厚のNMRチューブ内に、外部ロックとして使用されるアセトン−D6フィルムとリファレンスとしてフィルム内にCCl3Fを有するFEPサンプルチューブを用いて記録した。
19F NMRスペクトル、δ、ppm:−58.37dm(PF4);−71.23m(4CF3);−182.72dm(2CF);J1 P、F=955Hz;J2 P、F=78.4Hz
過剰なHFのシグナルを、19F NMRスペクトルの168.89ppmで測定した。
FEPフラスコ中で6.57g(36.7mmol)のトリエチレングリコールジメチルエーテル(トリグリム)を、冷浴を用いて冷却した。反応混合物をマグネチックスターラーで攪拌しながら、最初に0.74g(37.0mmol)のフッ化水素(HF)を、トリグリムにゆっくりと添加し、その後14.90g(35.0mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを5分間の間に添加した。反応混合物をさらに1時間室温で攪拌した後、22.19gの黄茶色、非常に粘性な物質を得た。前記物質の少量を、ジクロロメタンで希釈し、この溶液を19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと内部リファレンスとしてのCCl3Fを有する、5mmのNMRチューブ内のFEPサンプルチューブを用いて記録した。
メリディオナル形態の19F NMR(約90%):−44.41dm(PF):−80.35m(CF3);−82.00m(2CF3);−87.94dm(PF2);−115.87dm(3CF2);J1 P、F=890Hz;J1 P、F=891Hz;J2 P、F=90Hz
フェイシャル形態の19F NMRスペクトル(約10%);−68.29dm;J1 P、F=794Hz(PF3基)
フェイシャル形態の他のシグナルは、メリディオナル形態のシグナルと重複した。
FEPフラスコ中に6.78g(16.9mmol)のポリエチレングリコール400(PEG400)を導入し、冷浴を用いて冷却した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、最初に0.79g(39.5mmol)のフッ化水素(HF)を、PEG400にゆっくりと添加し、その後15.27g(35.8mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを3分間の間に添加した。反応混合物を10時間室温で攪拌した後、21.8gの黄茶色、粘性ゼラチン状物質を得た。前記物質の少量を、ジクロロメタンで希釈し、この溶液を19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと内部リファレンスとしてのCCl3Fを有する、5mmのNMRチューブ内のFEPサンプルチューブを用いて記録した。
メリディオナル形態の19F NMR(約80%):−44.64dm(PF):−80.48m(CF3);−82.07m(2CF3);−88.00dm(PF2);−115.94dm(3CF2);J1 P、F=889Hz;J1 P、F=894Hz;J2 P、F=95Hz
フェイシャル形態の19F NMRスペクトル(約20%);−68.16dm;J1 P、F=788Hz(PF3基)
フェイシャル形態の他のシグナルは、メリディオナル形態のシグナルと重複した。
出発物質、ジフルオロトリス(ペンタフルオロフェニル)ホスホランを以下のように製造した:ドライトルエン5cm3中の0.711g(1.34mmol)のトリス(ペンタフルオロフェニル)ホスフィンを、0.300g(1.77mmol)の二フッ化キセノンと混合した。反応混合物を、50〜60℃に加熱することにより、気体を遊離した。反応は、20分以内に完了した。溶剤を減圧下で蒸発した後、0.750gの白色、固体物質を単離した。ジフルオロトリス(ペンタフルオロフェニル)ホスホランの収率は、98.5mol%であった。化合物の19F NMRスペクトルは、文献で既知のスペクトルと一致する(M. Fild and R. Schmutzler, J. Chem. Soc. (A), 1965, pp. 840-843)。
スペクトルにより、トリエチルアミンとの錯体として、トリフルオロトリス(ペンタフルオロフェニル)リン酸、[(C6F5)3PF3]−H+の形成を確認した。
19F NMRスペクトル(溶剤:アセトン−D6;リファレンス:CCl3F、内部)、δ、ppm:−6.73dm(PF):−39.71dm(PF2);−132.06m(4F);−134.75m(2F);−160.42t(1F);−161.24t(2F);−166.20m(6F);J1 P、F=811Hz;J1 P、F=797Hz;J3 F、F=20Hz
1H NMRスペクトル(溶剤:アセトン−D6;リファレンス:TMS、内部)、δ、ppm:1.27t(3CH3):3.04q(3CH2);12.11s(NH+);J3 H、H=7.3Hz
FEPフラスコ中の6.36g(70.6mmol)のドライ炭酸ジメチル、(CH3O)2COを、冷浴を用いて冷却した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、最初に、10.99g(25.8mmol)のジフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)ホスホランを炭酸ジメチルにゆっくりと添加し、その後0.615g(30.7mmol)のフッ化水素、HFを、5分の間に反応混合物に添加した。すべてのホスホランを溶解した後、反応混合物を室温まで加熱し、17.8gの無色透明溶液を得た。
19F NMRスペクトルは、この場合、酸[(C2F5)3PF3]−H+のメリディオナル構造の形成を示す。
19F NMRスペクトル:−44.34dm(PF):−80.26m(CF3);−81.93m(2CF3);−87.78dm(PF2);−115.85dm(3CF2);;J1 P、F=889Hz;J1 P、F=92Hz
1H NMRスペクトル(溶剤:アセトン−D3フィルム、標準:TMS):4.49s(CH3):17.54s(H+)
例21
83.2質量%のトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸水溶液(例1で記載のように製造)12.15gを、0.95gの水酸化リチウム・一水和物の少量ずつの添加により中和した。78.2質量%の濃度の13.1gの透明なトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸リチウム水溶液を得た。トリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸リチウムの収率は、実質的に定量的であった。この溶液を19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと、リファレンスとしてフィルム内にCCl3Fを有する、5mmのNMRチューブ内のFEPサンプルチューブを用いて記録した。
19F NMRスペクトル、δ、ppm:−43.48dm(PF):−79.54m(CF3);−81.30m(2CF3);−88.07dm(PF2);−114.21dm(3CF2);;J1 P、F=891Hz;J1 P、F=908Hz;J2 P、F=92Hz
83.2質量%のトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸水溶液(例1で記載のように製造)20.44gを、1.42gの炭酸リチウムの少量づつの添加により中和した。82.0質量%の濃度の21.0gの透明なトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸リチウム水溶液を得た。トリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸リチウムの収率は、実質的に定量的であった。この溶液を19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと、リファレンスとしてフィルム内にCCl3Fを有する、5mmのNMRチューブ内のFEPサンプルチューブを用いて記録した。
19F NMRスペクトル、δ、ppm:−43.31dm(PF):−79.44m(CF3);−81.19m(2CF3);−87.96dm(PF2);−114.20dm(3CF2);J1 P、F=891Hz;J1 P、F=907Hz;J2 P、F=92Hz
1.9gのジエチルエーテル中のトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸水溶液(例7で記載のように製造)6.38g(14.3mmol)を、0℃で攪拌しながら、ヘキサン中の2.5Mのブチルリチウム6.0cm3(15.0mmol)のゆるやかな添加により中和した。混合物をさらに0.5時間攪拌し、ジエチルエーテルとトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸リチウムの錯体(下部、黄白色、粘性層)を、ヘキサン(上層)から分離した。ジエチルエーテル溶液の19F NMRスペクトルは、トリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸リチウムの存在を示し、これは実質的に定量的な収率で得られた。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと、リファレンスとしてフィルム内にCCl3Fを有する、5mmのNMRチューブ内のFEPサンプルチューブを用いて記録した。
フェイシャル形態の19F NMRスペクトル(約15mol%):−66.88dm);J1 P、F=776Hz(PF3基)
フェイシャル形態の他のシグナルは、メリディオナル形態と重複した。
83.2質量%のトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸水溶液(例1で記載のように製造)10.77gを、10cm3の水で希釈し、1.52gのヒドロキシ炭酸マグネシウム(Merck, Mgカチオンの割合が少なくとも24%)を少量ずつ添加し、冷浴で冷却、攪拌しながら中和した。ヒドロキシ炭酸マグネシウムの過剰量はろ過し、トリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸マグネシウム水溶液を、19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと、リファレンスとしてフィルム内にCCl3Fを有する、5mmのNMRチューブ内のFEPサンプルチューブを用いて記録した。
19F NMRスペクトル、δ、ppm:−43.34dm(PF):−79.35m(CF3);−80.99m(2CF3);−88.11dm(PF2);−114.54dm(3CF2);J1 P、F=874Hz;J1 P、F=899Hz;J2 P、F=91Hz
83.2質量%のトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸水溶液(例1で記載のように製造)7.19gを、10cm3の水で、冷浴で冷却、攪拌しながら希釈し、1.76gのヒドロキシ炭酸亜鉛(Fluka, Znカチオンの割合が58%以上)の少量ずつの添加により中和した。ヒドロキシ炭酸亜鉛の過剰量はろ過し、トリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸亜鉛水溶液を、19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと、リファレンスとしてフィルム内にCCl3Fを有する、5mmのNMRチューブ内のFEPサンプルチューブを用いて記録した。
19F NMRスペクトル、δ、ppm:−43.40dm(PF):−79.56m(CF3);−81.23m(2CF3);−87.91dm(PF2);−114.45dm(3CF2);J1 P、F=890Hz;J1 P、F=913Hz;J2 P、F=96Hz
83.2質量%のトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸水溶液(例1で記載のように製造)10.78gを、10cm3の水で冷浴中で、攪拌しながら希釈し、2.78gのヒドロキシ炭酸銅(II)で少量ずつ中和した。ヒドロキシ炭酸銅の過剰量はろ過し、トリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸銅水溶液を、19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと、リファレンスとしてフィルム内にCCl3Fを有する、5mmのNMRチューブ内のFEPサンプルチューブを用いて記録した。
メリディオナル形態の19F NMRスペクトル、δ、ppm:−47.88dm(PF):−84.03m(CF3);−85.59m(2CF3);−92.70dm(PF2);−119.27dm(3CF2);J1 P、F=895Hz;J2 P、F=87Hz
銅塩のフェイシャル形態の小さなシグナルもまた、スペクトル中に存在した:−71.44dm(PF3);J1 P、F=790Hz
73.0質量%のトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸水溶液(例3で記載のように製造)3.10gを、5cm3の水で水浴中で冷却し、攪拌しながら希釈し、0.74gの炭酸銀で少量ずつ中和した。炭酸銀の過剰量はろ過し、トリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸銀水溶液を、19F NMR分光法により分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと、リファレンスとしてフィルム内にCCl3Fを有する、5mmのNMRチューブ内のFEPサンプルチューブを用いて記録した。
19F NMRスペクトル、δ、ppm:−42.60dm(PF):−78.66m(CF3);−80.35m(2CF3);−87.41dm(PF2);−114.06dm(3CF2);J1 P、F=890Hz;J2 P、F=92Hz
14.52gのジエチルエーテル中のトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸(例7で記載のように製造)16.68g(37.4mmol)溶液を、室温で攪拌しながら、トルエン中の50質量%のテトラ−(n−ブチル)ホスホニウムクロライド20.50g(10.25gまたは34.8mmol)にゆっくりと添加した。混合物をさらに30分攪拌し、溶剤混合物を13.3Paの減圧下で蒸留した。24.46gの白色、固体物質をこれにより得た。テトラ−(n−ブチル)ホスホニウムトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸の収率は、実質的に定量的であった。メタノール/水混合物からの再結晶後の融点は、73〜74℃であった。
19F NMRスペクトル(溶剤:アセトン−D6;リファレンス:内部CCl3F):−43.83dm(PF):−79.72m(CF3);−81.23m(2CF3);−86.77dm(PF2);−115.43dm(3CF2);J1 P、F=890Hz;J1 P、F=905Hz;J2 P、F=92Hz
1H NMRスペクトル(溶剤:アセトン−D6;リファレンス:内部TMS):0.95t(4CH3)、1.57m(8CH2)、2.34m(4CH2)
20質量%のテトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液11.37gを、冷浴で冷却、攪拌しながら、83.2質量%のトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸水溶液(例1で記載のように製造)8.28gにゆっくりと添加した。反応混合物を100cm3の水で希釈し、さらに10分室温で攪拌した。白色沈殿物をろ過し、30cm3の水で2回洗浄した。一昼夜空気中で乾燥後、8.55gの白色、固体材料を得た。テトラエチルアンモニウムトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸の収率は、96.3%であった。分析値: C 29.12%、H 3.04%、N 2.49%、計算値:29.23%、H 3.50% 、N 2.43%。 メタノール/水混合物からの前記化合物の結晶化後の融点は、95℃で変わらなかった。
1H NMRスペクトル(溶剤:アセトン−D6;リファレンス:内部TMS):1.39tm(4CH3)、3.48q(4CH2)、J3 H、H=7.3Hz
73.0質量%のトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸水溶液(例3で記載のように製造)10.85gを、水浴中で冷却、攪拌しながら、3分間の間に、81.47gのテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(25質量%の水性(CH3)4N+OH−6.47gを75cm3の水で希釈することにより製造)にゆっくりと添加した。反応混合物をさらに10分間室温で攪拌した。白色沈殿物をろ過し、30cm3の水で3回洗浄した。一昼夜空気中で乾燥後、8.55gの白色、固体材料を得た。テトラメチルアンモニウムトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸の収率は、95.2%であった。融点は、112℃であった。
19F NMRスペクトル(溶剤:アセトン−D6;リファレンス:内部CCl3F):−43.70dm(PF):−79.70m(CF3);−81.24m(2CF3);−86.75dm(PF2);−115.43dm(3CF2);J1 P、F=889Hz;J1 P、F=909Hz;J2 P、F=88Hz
1H NMRスペクトル(溶剤:アセトン−D6;リファレンス:内部TMS):3.42s(4CH3)
85.9質量%のテトラフルオロビス(ノナフルオロ−n−ブチル)リン酸水溶液(例15で記載のように製造)3.95gを、水浴中で反応混合物を冷却、攪拌しながら、3分間の間に、54.58gのテトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(20質量%の水性(C2H5)4N+OH−4.58gを50cm3の水で希釈することにより製造)にゆっくりと添加した。反応混合物をさらに10分間室温で攪拌した。白色沈殿物をろ過し、10cm3の水で2回洗浄した。一昼夜空気中で乾燥後、3.05gの白色、固体材料を得た。テトラエチルアンモニウムテトラフルオロビス(ノナフルオロ−n−ブチル)リン酸の収率は、72.6%であった。
19F NMRスペクトル(溶剤:アセトン−D6;リファレンス:内部CCl3F):−70.20dm(PF4):−80.87m(2CF3);−116.04dm(2CF2);−122.34m(2CF2);−124.61t(2CF2);J1 P、F=930Hz;J2 P、F=94Hz;J4 P、F=15.7Hz
1H NMRスペクトル(溶剤:アセトン−D6;リファレンス:内部TMS):1.38tm(4CH3);3.48q(4CH2);J3 H、H=7.3Hz
0.030gのリチウム粉末を、室温でマグネチックスターラーを用いて攪拌しながら、例20で記載したように製造した1.72gのトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸の炭酸ジメチル溶液に少量ずつ添加した。最初、反応混合物は水素を発生しながら激しく反応した。反応成分の完全な反応を、反応混合物を30分間にわたり、60℃に加温することにより達成した。過剰なリチウム粉末を分離した後、トリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸リチウム、炭酸ジメチル溶液を、19F NMRスペクトルおよび1H NMRスペクトルで分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと、リファレンスとしてフィルム内にCCl3Fを有する、5mmのNMRチューブ内のFEPサンプルチューブを用いて記録した。
フェイシャル形態の19F NMRスペクトル
1H NMRスペクトル(溶剤:アセトン−D3フィルム、リファレンス:TMS):4.35s(CH3)
例20で記載したように製造した16.09gのトリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸の炭酸ジメチル溶液を、6.78gのドライ炭酸ジメチルで希釈し、冷浴で冷却、マグネチックスターラーを用いて攪拌しながら、反応混合物に少量ずつ添加し、0.25gの水素化リチウムと反応させた。最初、反応混合物は水素を発生しながら激しく反応した。すべての水素化リチウムを添加する間、反応混合物をさらに1時間、室温に加温しながら攪拌した。
過剰な水素化リチウムを分離した後、トリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸リチウム、炭酸ジメチル溶液を、19F NMRスペクトルおよび1H NMRスペクトルで分析した。スペクトルは、外部ロックとしてのアセトン−D6フィルムと、リファレンスとしてフィルム内にCCl3Fを有する、5mmのNMRチューブ内のFEPサンプルチューブを用いて記録した。
Claims (19)
- 一般式[I]
[RyPF6−y]−H+ [I]
式中、yは1、2または3であり、
および配位子Rは、同一でも異なっていてもよく、および
Rは、パーフルオロ化C1−8−アルキルもしくはアリール基、またはRは部分的にフッ素化されたC1−8−アルキルもしくはアリール基であって、FもしくはHの一部は塩素により置換されていても良い、
で表される酸。 - 少なくとも1個のRが、ノナフルオロブチルまたはペンタフルオロエチル基であることを特徴とする、請求項1に記載の酸。
- yが2または3であることを特徴とする、請求項1または2に記載の酸。
- トリフルオロトリス(ペンタフルオロエチル)リン酸、トリフルオロトリス(ヘプタフルオロ−n−プロピル)リン酸、トリフルオロトリス(ノナフルオロ−n−ブチル)リン酸、テトラフルオロビス(ノナフルオロ−n−ブチル)リン酸、ペンタフルオロ(ノナフルオロ−n−ブチル)リン酸、テトラフルオロビス(ヘプタフルオロ−i−プロピル)リン酸である、請求項1〜3のいずれかに記載の酸。
- パーフルオロアルキルホスホランを、適当な溶剤および/またはプロトン受容体の存在下で、フッ化水素と反応させることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の酸の製造方法。
- 用いられる溶剤および/またはプロトン受容体が、水、アルコール、エーテル、硫化物、アミン、ホスフィン、カルボン酸、エステル、グリコール、ポリグリコール、ポリアミン、ポリスルフィド、またはこれらの溶剤および/またはプロトン受容体の少なくとも2種の混合物であることを特徴とする、請求項5に記載の製造方法。
- 適当な溶剤および/またはプロトン受容体が、メタノール、エタノール、酢酸、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、炭酸ジメチル、硫化ジメチル、ジメチルホルムアミド、トリエチルアミンもしくはトリフェニルホスフィン、またはこれらの化合物の少なくとも2種の混合物であることを特徴とする、請求項6に記載の製造方法。
- フッ化水素溶液とパーフルオロアルキルホスホランとの反応が、溶剤中のHFの濃度が、0.1質量%より高いが、100質量%より低い濃度で行われることを特徴とする、請求項5〜7のいずれかに記載の製造方法。
- パーフルオロアルキルホスホランの反応が、−50〜100℃の温度で行われることを特徴とする、請求項5〜8のいずれかに記載の製造方法。
- 酸の濃度が、2質量%より高いことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の酸と溶剤の溶液。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の酸と、一般式[III]
Mm+(A)m− [III]
式中、Mm+は、一価、二価または三価のカチオンであり、
Aは、塩基性アニオン、中性のアニオンもしくは塩基性アニオン混合物、または少なくとも1種の塩基性アニオンおよび少なくとも1種の中性アニオンの混合物であり、
およびmは1、2または3である、
で表される塩、または金属、金属水素化物、金属酸化物もしくは金属水酸化物とを適当な溶剤中で反応させることを特徴とする、
一般式[II]
[R y PF 6−y ] m − M m+ [II]
式中、M m+ は、一価、二価または三価のカチオンであり、
mは1、2または3であり、および
yは1、2または3であり、
および配位子Rは、同一でも異なっていてもよく、および
Rは、パーフルオロ化C 1−8 −アルキルもしくはアリール基、またはRは部分的にフッ素化されたC 1−8 −アルキルもしくはアリール基であって、FもしくはHの一部は塩素により置換されていても良い、
で表される塩の製造方法。 - Li、Zn、Mg、Cu、Ag、アンモニウム、ホスホニウム、オキソニウム、スルホニウム、アルソニウム、トロピリウム、ニトリルカチオン、ニトロシルカチオンまたはトリス(ジアルキルアミノ)カルボニウムカチオンを含むことを特徴とする、請求項11に記載の塩の製造方法。
- 一般式[III]の塩が、少なくとも1種の酸化物アニオン、水素化物アニオン、炭酸アニオン、水酸化物アニオン、塩化物アニオン、フッ化物アニオン、ギ酸アニオン、酢酸アニオンおよび/またはトリフルオロ酢酸アニオンを含むことを特徴とする、請求項11に記載の製造方法。
- 反応に用いられる金属が、Li、Na、K、Rb、Mg、Cs、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Yb、La、Al、In、Cdおよび/またはZnであることを特徴とする、請求項11に記載の製造方法。
- 反応に用いられる酸化物が、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、Y2O3、Yb2O3、La2O3、Al2O3、CdO、ZnO、CuO、FeOおよび/またはFe2O3であることを特徴とする、請求項11に記載の製造方法。
- 反応に用いられる水酸化物が、LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、Mg(OH)2、Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2、Cd(OH)2、Zn(OH)2、Sc(OH)3、Al(OH)3および/またはCu(OH)2であることを特徴とする、請求項11に記載の製造方法。
- 反応に用いられる水素化物が、LiH、NaH、CaH2、YH3および/またはAlH3であることを特徴とする、請求項11に記載の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の酸の、有機化合物の製造における触媒としての使用。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の酸の、化学反応における酸HPF6および/またはHBF4の代替物としての使用。
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