JP5512541B2 - フルオロアリルフルオロサルフェートへの付加反応 - Google Patents
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Description
(1)式(I−A)および(I−B):
式:
式(II−A)または(II−B):
(2)上に詳述されたとおりの式(I−A)および(I−B)の化合物を、それぞれ式(III−A)および(III−B)の対応するアシルフルオリドに変換させるステップと
を含み、
式中:
− 式(I−A)、(II−A)および(III−A)におけるRFは、任意選択により場合によっては酸素カテナリー原子を含んでいてもよく且つ任意選択により場合によってはヘテロ原子を含む官能基(例えば、−SO2F基)を含んでいてもよい、一価フルオロカーボンC1〜C20基であり;
− 式(I−B)、(II−B)および(III−B)におけるR’Fは、二価のフルオロカーボンC1〜C6の基、好ましくは式:
の基である、方法である。
加水分解(すなわち、スキームにおけるステップ1)は好ましくは、無機塩基水溶液による、例えば、KOH水溶液によるアルカリ加水分解、続けて、カルボン酸を得るための酸性水溶液(例えば、HCl水溶液)による処理によって達成され得る。
カルボン酸部分のフッ素化(すなわち、スキーム2におけるステップ2)は、
− SO2Cl(または他の好適な塩素化剤)による塩素化、その後の、標的アシルフルオリド(III−A)および(III−B)を得るための、対応するアシルクロリドとKF(または他の好適なフッ素化物源)との反応によって;または
− 標的アシルフルオリド(III−A)および(III−B)を直接生成させるための、とりわけフルオロアルキルアミン試薬[Yarovenko試薬(Et2N.CF2CFClH)またはIshikawa試薬(Et2N.CF2CFHCF3)など]のような好適なフッ素化剤によるカルボン酸の処理によって
行うことができる。
を得るステップをさらに含む。
の対応するフルオロビニルエーテルを生じ得る。
のオレフィン化合物[オレフィン(Ol)]と反応させ、その結果、式(VI−A)および(VI−B):
のハロエーテル化合物を得るステップをさらに含む。この反応ステップで用いられるオレフィン(Ol)は、少なくとも1個のフッ素原子、および少なくとも1個の、臭素および塩素の中から選択されるハロゲン原子を含むことが一般に好ましい。より好ましいオレフィン(Ol)は、上記式(式中、A1およびA2の1個はフッ素原子であり、残りは、H、Cl、Brの中から選択され、ならびにA3およびA4の1個はフッ素原子であり、残りは、H、Cl、Brの中から選択される)を満たすものである。したがって、これらの好ましいオレフィン(Ol)は、式:
を満たす。
を得るために脱ハロゲン化/脱ハロゲン化水素によってさらに反応させ得る。
を得るステップをさらに含む。
の化合物に関する。
ペルフルオロアリルフルオロサルフェート(FAFS)は、前に記載された技術(KRESPAN,G.ら,「Perfluoroallylfluorosulfate,a reactive new perfluoroallylating agent」、J.Am.Chem.Soc.1981年、第103巻、5598〜5599頁)によって合成し、沸点64℃を有する流体として80%(変換SO3に対して)の選択性で得た。
CF3OFは、MUKHAMETSHIN,F.M.,「Advances in the Chemistry of Organofluorine Hypohalites and Related Compounds」,Russian Chemical Reviews、1980年、第49巻、第7号、668〜682頁に記載されたとおりに調製した。
CF2(OF)2は、J.Am.Chem.Soc.,1967年、第89巻、1809〜1810頁に記載されたとおりに得た。
FSO2−CF2CF2OFは、米国特許第4962282号明細書(AUSIMONT)1990年10月9日に記載されたとおりに調製した。
− FAFSへのCF3OFの付加およびCF3OCF2CF2CF2OSO2Fフルオロサルフェート付加物の合成
電磁撹拌機を備え、50mlの容量を有し、40gのCFCl3および16gの実施例1由来のFASFを含み、低温浴で−50℃に維持したガラス製反応器に、2.4Nl/時間のN2で希釈した、1.2Nl/時間のCF3OFの流れを、注入口接続部を通して2時間供給した。反応の終了時に、56gの粗反応混合物を得て;FASF変換率は、GC/MS分析により32%であることがわかった。式CF3OCF2CF2CF2OSO2Fのフルオロサルフェート付加物を、モルで(変換FAFSに対して)85.5%の選択性で得た。10.2gの未反応FASFを、分留により回収した。
− CF3OCF2CF2COFアシルフルオリドの合成
電磁撹拌機を備え、−70℃で維持した冷却トラップに、循環水冷却ジャケットによって接続された、50mlの容量を有するガラス製反応器に、実施例1によって調製した10gのフルオロサルフェート付加物および0.1gのCsFを入れた。そのように得られた混合物を、外部浴を通して加熱し、激しく撹拌しながら2時間還流させた。反応の終了時に、その変換が完全であったフルオロサルフェート付加物のモルに対して計算して、モルで98%の選択性を有して、6.8gのCF3OCF2CF2COFアシルフルオリドを冷却トラップに回収した。
− CF3O(CF2)3OCFClCF2Clの合成
電磁撹拌機を備え、50mlの容量を有し、57gのCFCl=CFCl(CFC1112)および25.5gの実施例3由来のCF3O(CF2)2COFアシルフルオリドを含み、−100℃に冷却したガラス製反応器に、5.0Nl/時間のN2で希釈した、1.0Nl/時間のフッ素の流れを6.5時間供給した(フッ素供給時間中に、わずかな発熱反応が見られた)。反応器の出口で収集された気体状生成物を−80℃に維持し、フッ素化溶媒を含むトラップを通過させた。反応の終了時に、粗反応混合物を反応器から、およびトラップから単離し、これをGC/MS分析で特徴付けた:CFC1112およびアシルフルオリドの変換率は、それぞれ、100%および60%であることがわかった。CF3O(CF2)3OCFClCF2Clを、変換アシルフルオリドのモルで計算して、モルで75%の選択性で得た。
− CF3O(CF2)3OCFClCF2Clの脱ハロゲン化
機械的撹拌機、温度計、滴下ロート、水冷管を有する蒸留カラム、および−78℃に維持し、真空ラインに接続された収集フラスコを備え、250mlの内部容積を有する三口丸底フラスコ中に、粉末亜鉛(15g)、炭酸カリウム(0.5g)、ヨウ素(100mg)およびジメチルホルムアミド(150ml)を導入した。その内部温度を80℃に上昇させ、57gの実施例4由来のCF3O(CF2)3OCFClCF2Clを滴下した。滴下の終了時に、この反応混合物を約30分間反応させ;次いで、内部圧力を760mmHgから300mmHgに徐々に低下させた。20分後に、内部圧力を760mmHgに戻し、回収した収集フラスコは、43gのCF3O(CF2)3OCF=CF2(沸点64℃)を含むことがわかった。
FASFへのFSO2−CF2CF2OFの付加、およびFSO2−CF2−CF2−O−CF2−CF2−CF2−OSO2Fフルオロサルフェート付加物(2A)の合成
機械的撹拌機を備え、50mlの容量を有し、18.3gのCF2=CFCF2OSO2F(FAFS)を含み、−50℃に冷却された金属製反応器に、17.6Nl/時間のヘリウムで希釈した、0.8Nl/時間のSO2FCF2CF2OFハイポフルオライトの流れを1時間供給した。反応の終了時に、24.1gの粗反応生成物を得て、それから分留によって、12gの99重量%留分のフルオロサルフェート付加物を、その変換が完全であったSO2FCF2CF2OFハイポフルオライトのモルで計算して、モルで72%の収率で回収した。式SO2−CF2−CF2−O−CF2−CF2−CF2−O−SO2F(2A)の付加物は、GC/MSおよび19F−NMR分析により特徴付けた。
− FSO2−CF2−CF2−O−CF2−CF2−COFアシルフルオリドの合成
温度0℃に維持した冷却トラップに接続された反応器に15gの実施例5由来の(2A)を入れた以外は、実施例2で詳述したとおりの同様の手順に従った。反応の終了時に、循環水冷却ジャケットをVigreuxカラムで置き換え、11.4gのFSO2−CF2−CF2−O−CF2−CF2−COFアシルフルオリドを、その変換が完全であったフルオロサルフェート付加物のモルで計算して、モルで98%の選択性で蒸留して取り除いた。
− FSO2−CF2−CF2−O−CF2−CF2−O−CFCl−CF2Clスルホン酸フルオロハロゲンエーテルの合成
機械的撹拌機を備え、50mlの容量を有し、59gのCFC1112および37gの実施例6由来のFSO2−CF2−CF2−O−CF2−CF2−COFアシルフルオリドを含み、−80℃で維持したガラス製反応器に、8.0Nl/時間のN2で希釈した、1.6Nl/時間の流れを、注入口接続部を通して7時間供給した。反応の終了時に、110gの粗反応生成物を反応器から回収し、GC/MS分析によって特徴付けた:CFC1112変換率は100%であり、アシルフルオロリドのそれは58%であった。24gのFSO2−CF2−CF2−O−CF2−CF2−CF2−OCFCl−CF2Clスルホン酸フルオロハロゲンエーテルを、分留によって粗反応混合物から回収し、得られたスルホン酸フルオロハロゲンエーテルは、変換アシルフルオリドのモルで計算して、モルで75%の選択性を有した。14.9gの未反応アシルフルオリドも回収した。
− FSO2−CF2−CF2−O−CF2−CF2−CF2−CF2−OCFCl−CF2Clスルホン酸フルオロハロゲンエーテルの脱ハロゲン化
8gの粉末亜鉛および70mlのジメチルホルムアミド、ならびに真空ラインに接続され、0℃に維持した収集トラップを用いた以外は、実施例4に詳述したとおりの同様の手順に従った。内部温度を90℃に上昇させ、実施例8によって調製した36gのフルオロハロゲンエーテルを滴下した。滴下の終了時に、そのように得られた混合物を約30分間反応させ;内部圧力を760mmHgから200mmHgに徐々に低下させた。40分後に、内部圧力を760mmHgに戻し、回収した収集フラスコは、27gの式:FSO2−CF2−CF2−O−CF2−CF2−CF2−OCF=CF2を有するスルホン酸ビニルエーテル化合物(収率87%)を含むことがわかった。
− 式:
機械式撹拌機を備え、50mlの容量を有し、20.5gのFASFを含み、低温浴で−50℃に維持したガラス製反応器に、2.0Nl/時間のN2で希釈した、1.0Nl/時間のCF2(OF)2の流れを、注入口接続部を通して2時間供給した。反応の終了時に、30gの粗反応混合物を回収し;FASF変換率は、GC/MS分析により94%に等しいことがわかった。10.8gの純粋ジオキソランを、供給ビス−ハイポフルオライトCF2(OF)2のモルで計算して、モルで78%の選択性を有して、分留により粗反応混合物から回収した。
− 式:
−78℃の温度で維持した冷却トラップに接続された反応器に、実施例9によって調製した9.4gのジオキソランを入れた以外は、実施例2に詳述したとおりの同様な手順に従った。そのように得られた混合物を、外部浴を通して加熱し、激しく撹拌しながら、4時間還流させた。反応の終了時に、6.2gの上述のアシルフルオリドを、その変換率が完全であったフルオロサルフェートジオキソランのモルで計算して、モルで98%の選択性を有して、冷却トラップに回収した。
− 式:
21gの実施例10由来のアシルフルオリド、および8.0Nl/時間のN2で7時間希釈した、1.6Nl/時間のフッ素の注入口の流れ7時間を用いた以外は、実施例3に詳述したとおりの同様の手順に従った。17.6gの上述のフルオロハロゲンエーテル化合物を、変換アシルフルフルオリドのモルで計算して、モルで77%の選択性を有して、分留により粗反応混合物から回収した。8.1gの未反応アシルフルオリドも回収した。
Claims (14)
- 式(III−A)または(III−B):
(1)式(I−A)または(I−B):
式:
式(II−A)または(II−B):
(2)上に詳述されたとおりの式(I−A)または(I−B)の化合物を、それぞれ式(III−A)または(III−B)の対応するアシルフルオリドに変換させるステップと、を含み、
式中:
− 式(I−A)、(II−A)および(III−A)におけるRFは、任意選択により場合によっては酸素カテナリー原子を含んでいてもよく且つ任意選択により場合によってはヘテロ原子を含む官能基(例えば、−SO2F基)を含んでいてもよい、一価フルオロカーボンC1〜C20基であり;
− 式(I−B)、(II−B)および(III−B)におけるR’Fは、二価フルオロカーボンC1〜C6の基である、方法。 - 前記ステップ(2)における変換が、金属フッ化物触媒の存在下での−CF2−OSO2F部分の熱分解を含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記金属フッ化物が、CsF、KF、RbF、LiF、NaF、CaF2、BaF2、MgF2、SrF2、AgFの中から選択される、請求項3に記載の方法。
- 前記アシルフルオリド(V−A)または(V−B)の熱分解が、気相中で、前記アシルフルオリドを、触媒と、150℃から350℃の温度で接触させることによって行われる、請求項6に記載の方法。
- 前記オレフィン(Ol)が、1,2−ジクロロ−1,2−ジフルオロエチレン(CFC1112)、1,2−ジブロモ−1,2−ジフルオロエチレン、1−クロロ−1,2−ジフルオロエチレンの中から選択される、請求項8に記載の方法。
- 請求項13に記載の化合物由来の繰返し単位を含むポリマー。
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