JP5521625B2 - ジフルオロ酢酸エステルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、医農薬中間体、反応試剤として使用されるジフルオロ酢酸エステルの製造方法に関し、より詳しくは、反応で副生するフッ化水素を効率的に除去する方法に関する。

ジフルオロ酢酸エステルは、（１）ジフルオロ酢酸とアルコール反応させる方法、（２）１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンと硫酸とシリカを反応させる方法（非特許文献１）、（３）ジフルオロ酢酸フルオライドを含む反応粗ガスをエタノールとトリエチルアミンの混合物にバブリングさせて、引き続いて水洗後塩化メチレンで抽出してジフルオロ酢酸エチルを得る方法（特許文献１）、などが提案されている。

カルボン酸フルオライドをアルコールとエステル化反応を行うとフッ化水素が副生するため、カルボン酸エステルとフッ化水素を分離することは不可欠である。その上、フッ化水素（ＨＦ）が原料のアルコールと共存すると金属やガラスに対する著しい腐食性を示すため、反応中にはフッ化水素を常に不活性化しておくことが望ましい。この様な不活性化の目的で、受酸剤としてフッ化ナトリウムを添加したり（特許文献２）、フッ化水素を塩として固定できるトリエチルアミンなどの三級アミン（特許文献１）や塩基性化合物（特許文献３）を反応系中に添加する方法が開示されている。しかし、これらの文献に記載の方法においては、塩として不活性化されたフッ化水素を除去ないしは無害化する目的で水溶液洗浄が行われているが、含フッ素カルボン酸エステルは加水分解性が高く水の添加によって分解するだけでなく、それに伴い生成した含フッ素カルボン酸とアルコールがエステル自身の水への溶解度が増すことから、回収率の低下が著しい。

特開平８−９２１６２ 特開２００６−１３７６８９ 特開２００８−２４７８１５

J. Am. Chem. Soc., 1950 72, 1860

カルボン酸フルオライドとアルコールを反応させてエステルを合成する際に副生するフッ化水素を三級アミンや塩基性化合物で固定した塩は生成物であるエステルに溶解するため、層分離等の簡便な方法は適用できない。そのため、特許文献１では、ジフルオロ酢酸フルオライド、フッ化水素、エタノール、三級アミンを含む反応粗液を水洗して有機層と水層に分離し、有機層を取得するだけでなく水層を塩化メチレンで抽出して得られた有機物をも回収してこれらを併合し、その後、蒸留して目的とするジフルオロ酢酸エステルを収率９０．３〜９１．９％で得ている。また、特許文献３では、ジペンタエリスリトールとαＦ−アクリル酸フルオライドをジメチルホルムアミドの存在下エステル化して得られた反応液をＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）中に添加し、塩化水素（ＨＣｌ）水溶液等で洗浄し、脱水してから濃縮してエステル変成したジペンタエリスリトールを得ている。

これらの例において見られるように、副生したフッ化水素は通常水洗浄により除去しているが、水層への溶解による損失を低減させるため抽出操作を加えた煩雑な工程を採用している。

そこで、本発明は、反応機構の本質上副生するフッ化水素に起因して生成物の収率が低下するという不利益のないジフルオロ酢酸エステルの製造方法を提供する。

本発明者らは、反応液からジフルオロ酢酸エステルを効率的に回収することにより生成物の収率を向上させることについて検討したところ、特定のフッ化水素捕捉剤をフッ化水素の固定のために反応系中に存在させることで、フッ化水素を反応液に留めたままジフルオロ酢酸エステルを蒸留により効率的に回収できることを見出し、本発明に至った。特定のフッ化水素捕捉剤とは、二種類のヘテロ原子を含有する特定のアミド化合物およびスルホン化合物である。しかしながら、フッ化水素を含む特定の非極性有機溶媒からフッ化水素を除去するに際して水または塩基性水溶液を使用すると、これらのフッ化水素捕捉剤は水性液との分離性が不良であり、低回収率、廃棄物の増大等の現象が見られた。そこで、蒸留で得られたフッ化水素捕捉剤に三級アミンを添加してさらに蒸留すると、含まれるフッ化水素は三級アミンで固定でき、それによって遊離したフッ化水素捕捉剤を蒸留回収することができることを見出した。さらに、使用した三級アミンは塩基性水溶液で処理して回収し、本発明の反応生成物の処理に再使用できることを見出した。

すなわち、本発明は次の通りである。

［発明１］
ＲＯＨ（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を示す。）で表されるアルコールとジフルオロ酢酸フルオライド（ＣＨＦ_２ＣＯＦ）を下式（１）（式中、Ａは互いに同一または異なる炭素数１〜３のアルキル基、Ｂは水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表す。）で表されるアミド化合物または式（２）（式中、Ｄは互いに同一または異なる炭素数１〜３のアルキル基を表す。）で表されるスルホン化合物からなるフッ化水素捕捉剤の存在下に接触させて反応液を得る反応工程と、反応工程で得られた反応液からＣＨＦ_２ＣＯＯＲ（式中、Ｒは前記と同じ。）で表されるジフルオロ酢酸エステルを留出物として得る蒸留工程（Ａ）とを少なくとも有するジフルオロ酢酸エステルの製造方法。

［発明２］
蒸留工程（Ａ）が、実質的にフッ化水素を含まないジフルオロ酢酸エステルからなる留出物とフッ化水素を含むフッ化水素捕捉剤からなる缶液として得る蒸留工程である発明１のジフルオロ酢酸エステルの製造方法。

［発明３］
蒸留工程（Ａ）が、０℃〜１２０℃の缶液温度かつ常圧乃至減圧下において行う蒸留工程である発明１または発明２のジフルオロ酢酸エステルの製造方法。

［発明４］
蒸留工程（Ａ）において得られた缶液に炭素数１２〜１５の三級アミンを添加してさらに蒸留し、フッ化水素捕捉剤を主成分とする留出物を得ると共にフッ化水素と該三級アミンとからなる成分を缶液とする蒸留工程（Ｂ）を有する発明１〜３のいずれかのジフルオロ酢酸エステルの製造方法。

［発明５］
蒸留工程（Ｂ）で得られた缶液に塩基性水溶液を接触させて三級アミンを分離回収する工程を有する発明４のジフルオロ酢酸エステルの製造方法。

［発明６］
蒸留工程（Ｂ）で得られたフッ化水素捕捉剤を主成分とする留出物を用いる発明１〜５のいずれかのジフルオロ酢酸エステルの製造方法。

［発明７］
フッ化水素捕捉剤が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドまたはＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドである発明１〜６のいずれかのジフルオロ酢酸エステルの製造方法。

［発明８］
三級アミンが、トリブチルアミンである発明４または発明５のジフルオロ酢酸エステルの製造方法。

［発明９］
ジフルオロ酢酸フルオライドが、ＣＨＦ_２ＣＦ_２ＯＲ’（Ｒ’は、一価の有機基を表す。）で表される１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを熱分解して得られた熱分解生成物である発明１〜８のいずれかのジフルオロ酢酸エステルの製造方法。

本発明のジフルオロ酢酸エステルの製造方法は、特定のアミド化合物およびスルホン化合物からなるフッ化水素捕捉剤を使用することで反応収率が高く、また、反応液からジフルオロ酢酸エステルを効率的に回収することができるため、総合的な収率を高くすることができるという効果を奏する。また、本製造方法では生成物であるジフルオロ酢酸エステルは水と接触することがないため、加水分解による収率の低下や不純物の混入の問題を回避することができる。また、本製造方法は、使用するフッ化水素捕捉剤および三級アミンを容易に回収再使用できるので、環境負荷の小さいプロセスである。

本発明は、ＲＯＨ（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を示す。）で表されるアルコールとジフルオロ酢酸フルオライド（ＣＨＦ_２ＣＯＦ）を下式（１）（式中、Ａは互いに同一または異なる炭素数１〜３のアルキル基、Ｂは水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表す。）で表されるアミド化合物または式（２）（式中、Ｄは互いに同一または異なる炭素数１〜３のアルキル基を表す。）で表されるスルホン化合物からなるフッ化水素捕捉剤（本明細書において、単に「フッ化水素捕捉剤」ということがある。）の存在下に接触させて反応液を得る反応工程と、反応工程で得られた反応液からＣＨＦ_２ＣＯＯＲ（式中、Ｒは前記と同じ。）で表されるジフルオロ酢酸エステルを留出物として得る蒸留工程（Ａ）とを少なくとも有するジフルオロ酢酸エステルの製造方法である。さらに、蒸留工程（Ａ）で得られた缶液に三級アミンを添加して蒸留する工程を有することができる。

本発明に使用するＲＯＨで表されるアルコールは、Ｒが炭素数１〜４のアルキル基である。Ｒとしては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基を挙げることができる。アルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコールが挙げられる。特にメタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールが好ましく、エタノール、イソプロピルアルコールがより好ましい。

本発明に係るＣＨＦ_２ＣＯＯＲで表されるジフルオロ酢酸エステルのアルキル基Ｒは、原料アルコールと同一のアルキル基Ｒである。したがって、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基であり、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基を挙げることができる。ジフルオロ酢酸エステルとしては、ＣＨＦ_２ＣＯＯＣＨ_３、ＣＨＦ_２ＣＯＯＣ_２Ｈ_５、ＣＨＦ_２ＣＯＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３、ＣＨＦ_２ＣＯＯＣＨ（ＣＨ_３）、ＣＨＦ_２ＣＯＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３、ＣＨＦ_２ＣＯＯＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２ＣＨ_３、ＣＨＦ_２ＣＯＯＣ（ＣＨ_３）_３が挙げられる。

本発明に使用するジフルオロ酢酸フルオリド（ＣＨＦ_２ＣＯＦ）はどのような方法で製造したものでもよく、市販の工業用製品または試薬を使用することもできる。製造方法としては、１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを、金属酸化物の触媒の存在下に熱分解させてジフルオロ酢酸フルオライドを製造する方法（特開平８−２０５６０号）が知られている。

熱分解反応においては、目的とするジフルオロ酢酸フルオライドの他に、副生成物としてフッ化アルキル（Ｒ’Ｆ）やフッ化アルキルがさらに分解した化合物が生成する。例えば、フッ化アルキルとしてフッ化エチルが生成する場合、エチレンとフッ化水素となることがある。反応によって得られる副生成物を含む粗生成物（粗ガス）は、精製処理をしないでフッ化アルキルを含んだまま本発明のジフルオロ酢酸エステルの原料として使用することもでき、主としてフッ化アルキルを除去して得られる粗生成物を使用することもでき、さらに精製して高純度にしたジフルオロ酢酸フルオライドを使用することもでき、あるいはこれらの各種精製程度の異なるガスを冷却または圧縮して耐圧容器に保存することもできる。ジフルオロ酢酸フルオライドの精製は蒸留により行うことができるが、粗ガスを分離せずにそのまま使用する方法が簡便である。粗ガスを分離せずにそのまま使用する際には、エステル化反応の反応温度と実質的に同じ温度に冷却しておくことが好ましい。

本発明に係るフッ化水素捕捉剤は下式（１）（式中、Ａは互いに同一または異なる炭素数１〜３のアルキル基、Ｂは水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表す。）で表されるアミド化合物または式（２）（式中、Ｄは互いに同一または異なる炭素数１〜３のアルキル基を表す。）で表されるスルホン化合物である。

このようなアミド化合物としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジノルマルプロピルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジノルマルプロピルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ−ジノルマルプロピルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルイソブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルイソブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジノルマルプロピルイソブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルイソブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジノルマルプロピルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジノルマルプロピルブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルブチルアミドを例示することができ、また、スルホン化合物としては、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジエチルスルホキシド、ジイソプロピルスルホキシド、ジノルマルプロピルスルホキシドを例示することができる。これらの化合物のうち、ジフルオロ酢酸エステルとの沸点差が大きいほど蒸留分離が容易であるので、沸点は１３０℃以上のものが好ましく、１５０℃以上のものがより好ましい。また、分子量が大きくなると、フッ化水素単位質量当たりの使用量が増えるので、分子量が１００以下であるのが好ましい。具体的には、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドが特に好ましいものとして挙げられる。

反応容器の材質は、ガラスでも使用できるが、ステンレス鋼、モネル（登録商標）、インコネル（登録商標）、銀などの耐食材料、ポリテトラフルオロエチレン、ポリパーフルオロアルキルエーテルなどのフッ素樹脂が使用でき、これらの材質からなる材料またはこれらをクラッドした材料を使用できる。

本発明のジフルオロ酢酸エステルの製造方法は、フッ化水素捕捉剤の存在下アルコールとジフルオロ酢酸フルオライドを反応させる工程（反応工程または第１工程という。）からなり、反応によって得られた反応液からジフルオロ酢酸エステルを蒸留により取り出す工程（蒸留工程（Ａ）または第２工程という。）、蒸留工程（Ａ）により得られた缶液に第三アミンを添加して蒸留する工程（蒸留工程（Ｂ）または第３工程という。）、蒸留工程（Ｂ）で得られた缶液から第三アミンを回収する工程（第４工程という。）などの工程を有することができる。

第１工程は、反応容器にアルコールとフッ化水素捕捉剤を仕込み、所定の温度とした後、ジフルオロ酢酸フルオライドを気体または液体で導入して反応させる。アルコールとフッ化水素捕捉剤の仕込みの順序は問わない。ジフルオロ酢酸フルオライドの導入により発熱反応が起こるので反応の経過を観察しながら所定の温度を超えないように徐々に導入することが好ましい。ジフルオロ酢酸フルオライドの導入の際には攪拌してもよい。また、導入の際は、冷却しながら行うことも好ましい。反応の終了は、反応液の組成をガスクロマトグラフなどで分析してアルコールの消滅またはジフルオロ酢酸エステルの極大値を目処とすることもできるが、反応はほぼ定量的に進行するのでジフルオロ酢酸フルオライドの導入量で判断することもできる。

本発明の方法において、量論上ではアルコールの１モルに対しジフルオロ酢酸フルオライドの１モルを用いればよく、アルコールの１モルに対しジフルオロ酢酸フルオライドを０．５〜５モルを用いる。ジフルオロ酢酸フルオライドを小過剰量使用することが望ましく、具体的には、アルコールの１モルに対しジフルオロ酢酸フルオライドを１〜１．２モルが好ましく、１〜１．０５モルがより好ましい。５モルを超える過剰に用いたジフルオロ酢酸フルオライドは第２工程において、初留分として回収できるが、第２工程の負荷が増えるので好ましくない。また、ジフルオロ酢酸フルオライドを1モル未満とすると第２工程において、未反応のアルコールと目的化合物であるジフルオロ酢酸エステルが（擬）共沸することがあり蒸留負荷が増大するので避けることが好ましい。また、段数の低い蒸留塔を用いた場合、蒸留において未反応のアルコールが低沸分として揮発するときにフッ化水素を同伴することがあるので、好ましくない。

本発明に使用するアルコールは使用に当たって、ジフルオロ酢酸クロライドの加水分解の原因となる水の含有量を可能な限り低減するのが好ましい。

本発明に係るフッ化水素捕捉剤、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどはフッ化水素と１：１の塩を形成することが知られているが、本発明においては必ずしも１：１の塩としてフッ化水素を固定する必要はない。本発明の方法において、フッ化水素捕捉剤の添加量はアルコールの１モルに対して０．１〜１０モルであり、０．２〜５モルが好ましく、１〜２モルがより好ましい。１０モルを超えても反応の面では問題ないが反応容器単位容量あたりの処理量が低下するので好ましくない。また、０．１モル未満の場合、フッ化水素の固定を十分に行うことができないことがあり、フッ化水素による装置の腐食が懸念されるので好ましくない。

反応温度は、特に限定されないが、−８０℃〜＋５０℃で行えばよく、−３０℃〜＋３０℃好ましい。温度が低い程フッ化水素を固定しやすいが、−８０未満では冷却にコストがかかるだけでなく、フッ化水素捕捉剤や生成したジフルオロ酢酸エステルが凝固することがあり好ましくない。５０℃を超えても反応には影響しないが、フッ化水素の固定が十分に行えないことがあり好ましくない。反応圧力は、ジフルオロ酢酸フルオライドの導入を液体で行うか気体で行うかによって変わるが、０〜２ＭＰａで行えばよい。

本発明の第２工程（蒸留工程（Ａ））は、第１工程で得られた反応液を、実質的にフッ化水素を含まないジフルオロ酢酸エステルからなる留分（留出物）と、フッ化水素を含むフッ化水素捕捉剤からなる缶液とに分離する工程である。「実質的にフッ化水素を含まないジフルオロ酢酸エステル」とは、フッ化水素／ジフルオロ酢酸エステルのモル比が蒸留前よりも蒸留後の留分の方が小さいジフルオロ酢酸エステルをいい、通常、５０／１００以下であり、１０／１００以下が好ましく、１／１００とするのがさらに好ましい。第２工程はフッ化水素とフッ化水素捕捉剤を分離する蒸留工程（Ａ）であって、フッ化水素をフッ化水素捕捉剤の側に留める工程である。蒸留は、単蒸留、多段の精留塔で行い、精留塔としては、多孔板塔や泡鐘塔などの棚段塔、ラシヒリング、レッシングリング、ディクソンパッキン 、ポールリング、サドル、マクマホンパッキン、スルザーパッキンなどを充填材とする充填塔が使用できる。

蒸留工程（Ａ）は、反応が終了した後、第１工程の反応容器で（ｉｎ ｓｉｔｕ）、または別の容器で行うこともできる。蒸留操作において、ジフルオロ酢酸エステルの回収率を高めるためには蒸留釜または缶液の温度を高くすればよいが、フッ化水素の留出を防ぐためには低温とするのが好ましい。蒸留釜または缶液の温度は、圧力に依存するが、０〜１２０℃とし、３０〜１００℃が好ましく、４０〜９０℃がより好ましい。０℃未満では高度の減圧や冷却が必要となりエネルギーコストを押し上げるので好ましくない。また、１２０℃を超えるとジフルオロ酢酸エステルが分解することがあるので好ましくない。前記の温度範囲で蒸留するには、減圧蒸留とするのが好ましい。蒸留圧力は、蒸留釜（缶液）温度に依存するが、通常、１Ｐａ〜１００ｋＰａとし、１０Ｐａ〜１０ｋＰａが好ましく、１００Ｐａ〜１ｋＰａがより好ましい。１Ｐａ未満とするのは、高度の減圧や冷却が必要となりエネルギーコストを押し上げるので好ましくなく、１００ｋＰａを超えるのは、蒸留釜の温度は高くなり、ジフルオロ酢酸エステルが分解することがあるので好ましくない。

蒸留工程（第２工程）により得られたジフルオロ酢酸エステル留分は、蒸留の精度が低いときはフッ化水素やフッ化水素捕捉剤、未反応のアルコールを伴うことがあるが、さらに蒸留を繰り返すこともでき、フッ化水素についてはフッ化ナトリウムペレットでの吸着やアロフェンなどの固体吸着剤による吸着により除去できる。

蒸留工程（B）では、蒸留工程（A）において得られたフッ化水素および非プロトン性有機溶媒を含む缶液に三級アミンを添加してさらに蒸留し、フッ化水素捕捉剤を主成分とする留出物を得ると共にフッ化水素とその三級アミンとからなる成分を缶液として分離し、回収することができる。三級アミンとしては炭素数１２〜１５が好ましい。炭素数１２未満の場合は、沸点が低いので蒸留時にフッ化水素捕捉剤に混入することがあるだけでなく、三級アミンのフッ化水素塩は水への溶解度が高いく、塩基性水溶液で洗浄するときに二層分離が困難となる。また炭素数が１５を超える場合は、分子量が大きいために見掛の使用量が増えるので好ましくない。

第三アミンは、Ｒ_３Ｎ（式中、Ｒはそれぞれ独立にアルキル基を表す。）で表されるアミンである。第三アミンとしては、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−イソブチルアミン、トリ−ｓｅｃ−ブチルアミン、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルアミン、トリ−ｎ−アミルアミン、トリ−イソアミルアミン、トリ−ｓｅｃ−アミルアミン、トリ−ｔｅｒｔ−アミルアミン、などの対称第三アミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルウンデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルドデシルアミンなどの非対称第三アミンなどが挙げられる。これらのうち、入手が容易なため対称アミンが好ましく、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリ−イソプロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−イソブチルアミン、トリ−ｎ−アミルアミン、トリ−イソアミルアミンなどがより好ましく、トリ−ｎ−ブチルアミンが特に好ましい。これらの三級アミンは混合物としても使用できる。

第三アミンは、缶液に含まれるフッ化水素１モルに対し０．５〜２モル、好ましくは０．７〜１．５モルを使用する。０．５モル未満では三級アミン・フッ化水素塩が析出することがあり好ましくなく、２モルを超えても蒸留の目的は達することはできるが高沸成分として得られる三級アミンを含む成分（缶液）から第４工程でフッ化水素を除去する効率が低下するので好ましくない。

蒸留工程（B）で得られたフッ化水素捕捉剤を主成分とする留出物は、フッ化水素捕捉剤を他の各成分より多く含み、好ましくは５０重量％以上のものであり、三級アミンや微量のフッ化水素を含むこともあるが、さらに精製することなく第１工程でフッ化水素捕捉剤として再使用できる。また、精密蒸留に付してフッ化水素捕捉剤の純度を高めることもできる。

第４工程は、蒸留工程（B）で得られた缶液に塩基性水溶液を接触させて三級アミンを分離回収する工程である。第３工程（蒸留工程（ｂ））により得られた缶液には、三級アミンとフッ化水素が含まれる。塩基性水溶液の塩基性物質としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、金属、酸化物などが挙げられるが、水酸化物が好ましい。具体的には、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カルシウムなどが挙げられるが、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどが取り扱いやすく好ましい。塩基性水溶液の濃度は特に限定されないが、０．１〜５０質量％である。０．１質量％未満では処理装置の容積が大きくなり好ましくない。５０質量％を超えるとフッ化物からなる固体が析出して操作が煩雑になり好ましくない。塩基性水溶液と混合して接触させ、水相と有機層を形成させた後、有機層を回収すると実質的にフッ化水素を含まない第三アミンが得られる。得られたアミンは、合成ゼオライト等の固体乾燥剤で乾燥させることができる。また、乾燥前または後の第三アミンはさらに蒸留等で精製することもできるが、乾燥後の第三アミンはそのまま第３工程で使用することができる。第４工程の処理は常温、常圧の条件で行えるが、異なる条件で実施することもできる。

以下、本発明について実施例を以て説明するが、これにより本発明の実施態様を限定するものではない。

実施例においては、ジフルオロ酢酸エチル（ＣＨＦ_２ＣＯＯＥｔ）、エタノール（ＥｔＯＨ）、ジフルオロ酢酸（ＣＨＦ_２ＣＯＯＨ）などの有機成分組成はＦＩＤ式ガスクロマトグラフ（ＧＣ）により、フッ化水素などの無機酸含有量はイオンクロマトグラフ（ＩＣ）で測定した。

［合成例１］
アルドリッチ製リン酸アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）を５ｍｍφ×５ｍｍＬのペレットに打錠成形し、窒素気流中７００℃で５時間焼成して、リン酸アルミニウム触媒を調製した。これを、気化器を有する大型気相反応管（ステンレス製、内径４３ｍｍφ×１８００ｍｍＬ）に２２００ｃｃ充填した。窒素１０００ｃｃ／分を流しながら反応管を外部に設けた電気炉で加熱した。触媒の温度が５０℃に達してから、急激な発熱をしないように監視しながらフッ化水素（ＨＦ）を最大６ｇ／分の速度で気化器を通して導入した。ＨＦを流通させたまま、３００℃までゆっくりと昇温し、ＨＦ供給速度を徐々に１２g/分まで上げ、３００℃で７２時間保持した後、ヒーター設定温度を下げ、内温が２５０℃になった時点で、ＨＦの流通を止め、窒素流量を２０００ｃｃ／分に増やして８時間保持した後、１−メトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＥ−２５４ｐｃ）を４０ｇ／分の速度で、気化器を通して導入した。３０分後窒素を止めて、ＨＦＥ−２５４ｐｃのみを流通させ、定常状態（反応温度：２１０℃）時に熱分解ガスをガスサンプリングし、ガスクロマトグラフで分析したところ、収率99.8%で、ジフルオロ酢酸フルオライド（ＣＨＦ_２ＣＯＦ）とフッ化メチル（ＣＨ_３Ｆ）が得られた。このガスを蒸留精製して、実施例１、２に供した。

［合成例２］
アルドリッチ製リン酸アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）を５ｍｍφ×５ｍｍＬのペレットに打錠成形し、窒素気流中７００℃で５時間焼成して、リン酸アルミニウム触媒を調製した。これを、気化器を有する小型気相反応管（ステンレス製、内径３７ｍｍφ×５００ｍｍＬ）に２００ｃｃ充填した。窒素１００ｃｃ／分を流しながら反応管を外部に設けた電気炉で加熱した。触媒の温度が５０℃に達してから、急激な発熱をしないように監視しながらフッ化水素（ＨＦ）を最大０．６ｇ／分の速度で気化器を通して導入した。ＨＦを流通させたまま、３００℃までゆっくりと昇温し、ＨＦ供給速度を徐々に１．２g/分まで上げ、３００℃で７２時間保持した後、ヒーター設定温度を下げ、内温が２５０℃になった時点で、ＨＦの流通を止め、窒素流量を２００ｃｃ／分に増やして８時間保持した後、１−メトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＥ−２５４ｐｃ）を０．５５ｇ／分の速度で、気化器を通して導入した。３０分後窒素を止めて、ＨＦＥ−２５４ｐｃのみを流通させ、定常状態（反応温度：２１０℃）時に熱分解ガスをガスサンプリングし、ガスクロマトグラフで分析したところ、収率９９．９%で、ジフルオロ酢酸フルオライド（ＣＨＦ_２ＣＯＦ）とフッ化メチル（ＣＨ_３Ｆ）が得られた。このガスをステンレス製スパイラル管で自然冷却し、精製せずにそのまま実施例３に供した。

［実施例１］
ドライアイスコンデンサー（コールドフィンガー）、吹き込み管、温度計を備え、窒素シールされた３口ＰＦＡ容器（５００ｃｃ）にエタノール４６ｇ（１ｍｏｌ）とＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）１７４ｇ（２ｍｏｌ）を仕込み、攪拌しながら氷水バスで冷却した。氷水バスで冷却しながら合成例１で蒸留精製されたジフルオロ酢酸フルオライド（ＣＨＦ_２ＣＯＦ、ＤＦＡＦ）１０４ｇ（１．０６ｍｏｌ）を吹き込み管から２４０分かけて導入した。容器中に３２９ｇの粗ジフルオロ酢酸エチル混合物（ＤＭＡｃ １７４ｇを含む）からなる反応液が得られた。反応液からサンプルを採取しガスクロマトグラフ分析したところ、ジフルオロ酢酸エチル（２４．８６面積％）、エタノール（０．０４８面積％）が含まれていた。また、イオンクロマトグラフでフッ素イオンを分析したところ、フッ化水素含量は７．０８６質量％であった。これを減圧下単蒸留（９．０ｋＰａ）したところ、主留分（塔頂温度４１．０℃）として、純度９６．８面積％のジフルオロ酢酸エチル（ＣＨＦ_２ＣＯＯＥｔ）を１０８ｇ得た。これをイオンクロマトグラフで分析したところ、フッ素イオン濃度は０．１５質量％であった。また、釜残のフッ素イオン濃度は９．５３質量％に濃縮されていた。蒸留の各留分を表１に示す。

［実施例２］
実施例１と同様の操作を行い、エタノール５５ｇ（１．２ｍｏｌ）、ＤＭＡｃ（２０８ｇ、２．４ｍｏｌ）、ジフルオロ酢酸フルオライド（１２９ｇ、１．２５ｍｏｌ）を用いて３９２ｇの粗ジフルオロ酢酸エチル混合物（ＤＭＡｃ２０８ｇを含む）からなる反応液を得た。これをディクソンパッキン充填蒸留塔（理論段数：５段）で減圧下蒸留（９．０ｋＰａ）したところ、主留分（登頂温度４１．０℃）として、表２に示すように、純度：９８．８面積％、フッ素イオン濃度：０．０７質量％のジフルオロ酢酸エチル（１４４ｇ）を得た（単離収率９６％）。

［実施例３］
ＣＨＦ_２ＣＯＦとして合成例２の熱分解ガス（ＣＨ_３Ｆを含む粗ＣＨＦ_２ＣＯＦ、１．２５ｍｏｌ）を精製しないで用いること以外実施例２と同じ実験を行った。その結果、表３に示すように、純度：９８．８面積％、フッ素イオン濃度：０．０８質量％のＣＨＦ_２ＣＯＯＥｔ（１４５ｇ）を得た（単離収率９６％）。

［実施例４］
ＤＭＡｃ（２０８ｇ）の代わりに、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ、１７５ｇ）を用いること以外実施例１と同様に実験を行った。反応液を減圧下単蒸留（９．０ ｋｐａ）して、主留分（塔頂温度４１．０ ℃）として、純度：９８．７４面積％、フッ素イオン濃度：０．０５９質量％のＣＨＦ_２ＣＯＯＥｔを１３９ｇ得た。

［実施例５］
ＤＭＡｃ（２０８ｇ）の代わりにジメチルスルホキシド(ＤＭＳＯ、１８７ｇ）、ＥｔＯＨ（５５ｇ）の代わりにメタノール（３８．４ｇ）を用いること以外実施例１と同様に実験を行った。反応液を減圧下単蒸留（8.1 kＰa）したところ、主留分(塔頂温度29.0 ℃)として、純度：９７．５面積％、フッ素イオン濃度：０．１０９質量％のジフルオロ酢酸メチル（ＣＨＦ_２ＣＯＯＭｅ）を１２８ｇ得た。

［実施例６］
ドライアイスコンデンサー（コールドフィンガー）、吹き込み管、温度計を備え、窒素シールされた３口ＰＦＡ容器（５００ｍｌ）にトリーｎ−ブチルアミン（ｎ−Ｂｕ３Ｎ）１９４ ｇ（１．０５ ｍｏｌ）を仕込み攪拌しながら氷水バスで冷却した。そこへ、実施例１で釜残として得られた７．４ｇのフッ化水素を含むＤＭＡｃ溶液（７８ｇ）を５ｇ／分の速度で滴下した。滴下中は、殆ど発熱が認められなかった。滴下後ドライアイスコンデンサーをジムロートに取替え１２０℃で９０分攪拌した。室温まで冷却後、二層を分離した。上層としてフッ化水素を０．１６ｇ含む１５２ｇのｎ−Ｂｕ３Ｎと１１８ｇの下層を回収した。下層を１Ｈ−ＮＭＲで測定したところ、ＤＭＡｃとｎ−Ｂｕ３Ｎのモル比は１：０．２９７であった。下層を減圧下単蒸留（７．２ｋＰａ）したところ主留分（塔頂温度８８〜９０℃）として、純度８０．０面積％のＤＭＡｃ（ｎ−Ｂｕ３Ｎを２０面積％含む）を７２ｇ得た。これをイオンクロマトグラフで分析したところ、フッ素イオン濃度は０．０３８質量％であった。釜残４７ｇについて、５質量％ＮａＯＨ水溶液３００ｇと１質量％ＫＯＨ水溶液１１０ｇをそれぞれ用いて洗浄し、有機層としてｎ−Ｂｕ３Ｎを１６ｇ回収した。また洗浄に使った水溶液４０７ ｇをイオンクロマトグラフで分析したところ、フッ素イオン濃度は１．８質量％であり、反応液に含まれた７．４ｇのフッ化水素の内７．３ ｇが回収された。有機物の全回収量はｎ−Ｂｕ３Ｎ １９０ｇ（回収率９８％）、ＤＭＡｃ ５８ｇであった。

回収されたＤＭＡｃ７２ｇ（ｎ−Ｂｕ３Ｎを２０面積％含む）、ＥｔＯＨ ２４ｇ、ジフルオロ酢酸フルオライド（ＤＦＡＦ）５１ｇを使うこと以外実施例１と同様の操作を行い、容器中に１３５ｇの粗ジフルオロ酢酸エチル混合物からなる反応液が得られた。反応液からサンプルを採取しガスクロマトグラフ分析したところ、ジフルオロ酢酸エチル（５１．８８面積％）、エタノール（０．０１２面積％）、ＤＭＡｃ（３４．４０面積％）、ｎ−Ｂｕ３Ｎ（１１．０面積％）が含まれており実施例１と同等の結果が得られた。

ジフルオロ酢酸エステルの製造方法として有用である。

Claims (9)

1. ＲＯＨ（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を示す。）で表されるアルコールとジフルオロ酢酸フルオライド（ＣＨＦ_２ＣＯＦ）を下式（１）（式中、Ａは互いに同一または異なる炭素数１〜３のアルキル基、Ｂは水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表す。）で表されるアミド化合物または式（２）（式中、Ｄは互いに同一または異なる炭素数１〜３のアルキル基を表す。）で表されるスルホン化合物からなるフッ化水素捕捉剤の存在下に接触させて反応液を得る反応工程と、反応工程で得られた反応液からＣＨＦ_２ＣＯＯＲ（式中、Ｒは前記と同じ。）で表されるジフルオロ酢酸エステルを留出物として得る蒸留工程（Ａ）とを少なくとも有するジフルオロ酢酸エステルの製造方法。
   

   
2. 蒸留工程（Ａ）が、実質的にフッ化水素を含まないジフルオロ酢酸エステルからなる留出物とフッ化水素を含むフッ化水素捕捉剤からなる缶液として得る蒸留工程である請求項１に記載のジフルオロ酢酸エステルの製造方法。
3. 蒸留工程（Ａ）が、０℃〜１２０℃の缶液温度かつ常圧乃至減圧下において行う蒸留工程である請求項１または２に記載のジフルオロ酢酸エステルの製造方法。
4. 蒸留工程（Ａ）において得られた缶液に炭素数１２〜１５の三級アミンを添加してさらに蒸留し、フッ化水素捕捉剤を主成分とする留出物を得ると共にフッ化水素と該三級アミンとからなる成分を缶液とする蒸留工程（Ｂ）を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載のジフルオロ酢酸エステルの製造方法。
5. 蒸留工程（Ｂ）で得られた缶液に塩基性水溶液を接触させて三級アミンを分離回収する工程を有する請求項４に記載のジフルオロ酢酸エステルの製造方法。
6. 蒸留工程（Ｂ）で得られたフッ化水素捕捉剤を主成分とする留出物を用いる請求項１〜５のいずれか１項に記載のジフルオロ酢酸エステルの製造方法。
7. フッ化水素捕捉剤が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドまたはＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドである請求項１〜６のいずれか１項に記載のジフルオロ酢酸エステルの製造方法。
8. 三級アミンが、トリブチルアミンである請求項４または５のいずれかに記載のジフルオロ酢酸エステルの製造方法。
9. ジフルオロ酢酸フルオライドが、ＣＨＦ_２ＣＦ_２ＯＲ’（Ｒ’は、一価の有機基を表す。）で表される１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを熱分解して得られた熱分解生成物である請求項１〜８のいずれか１項に記載のジフルオロ酢酸エステルの製造方法。