JP5811671B2 - フルオロアルカンスルホン酸の製造方法 - Google Patents
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Description
の製造方法において、以下の工程を含むことを特徴とする、フルオロアルカンスルホン酸の製造方法。
に、濃硫酸及び/又は発煙硫酸を反応させて酸分解し、フルオロアルカンスルホン酸と硫黄成分とを含む反応混合物を得る工程。
に、濃硫酸及び/又は発煙硫酸を反応させて酸分解し、フルオロアルカンスルホン酸と硫黄成分とを含む反応混合物を得る工程。
第2工程において、用いる酸化剤が過酸化水素、オゾン又は酸素である、発明1又は発明2の方法。
第2工程において、用いる酸化剤が過酸化水素である、発明1又は発明2の方法。
工程(1)において、一般式[2]で表されるフルオロアルカンスルホン酸塩に、濃硫酸及び/又は発煙硫酸を反応させる際に、さらにシリカ化合物を添加することを特徴とする、発明1乃至4のいずれかの方法。
工程(2)において、酸化剤とともに水を添加して蒸留することを特徴とする発明1乃至5のいずれかの方法。
に、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩、及び、アルカリ土類金属の炭酸水素塩からなる群より選ばれる少なくとも1つを反応させて得られたものである、発明1乃至6のいずれかの方法。
に、濃硫酸及び/又は発煙硫酸を反応させて酸分解し、フルオロアルカンスルホン酸と硫黄成分とを含む反応混合物を得る工程(以下、「酸分解工程」と記載する)。
UV測定装置(島津製作所社製 型番UV−2550)を用いて、サンプルの585nmにおける吸光度を測定し、585nmにおける吸光度と三酸化二硫黄の濃度との検量線をもちいて、サンプル中の三酸化二硫黄含有量を算出した。
サンプルに発煙硫酸を添加し、青緑色に呈色するかを確認した。硫黄が存在する場合、サンプルは青緑色を示す。
抜き出し用のコンデンサー及びフラスコを付した1000mlのSUS304製反応容器に硫酸320g、発煙硫酸650g、SiO2粉末8.8gを投入した。そこへトリフルオロメタンスルホン酸カリウム塩482g(組成:水分4.0%、KOH 2.0%、KF1.7%含有品)を投入し、反応と同時に蒸留を開始した。反応器内温を130℃、減圧度2.7kPa、塔頂温度72℃にて初留を60g取出した後、主留の採取を開始した。反応器内温140−152℃、減圧度2.5〜2.7kPa、塔頂温度68−70℃にて青色に着色した189gの主留を得た。この主留はトリフルオロメタンスルホン酸を97.1%含むものであり、さらに該主留中のS2O3濃度は735ppmであった。蒸留後、得られた主留分を用い、引き続き[工程2]を行った。
抜き出し用のコンデンサー及びフラスコを付した200mlの硝子製三ツ口フラスコに着色した主留180g(S2O3=1.18mmol)と30%過酸化水素水0.24g(2.12mmol、S2O3に対して約2.12当量)、水6.24g、SiO2 1.5gを添加し、蒸留を行った。反応器内温を76℃、減圧度0.8kPa、塔頂温度50〜51℃にて初留を14g取出した後、主留の採取を開始した。反応器内温77℃、減圧度0.8kPa、塔頂温度50〜51℃にて88gの主留を得た。得られた主留はトリフルオロメタンスルホン酸の純度が99.9%で、目視上透明であり、UV測定からS2O3濃度を算出したところ、S2O3濃度は1ppm以下となり、30%過酸化水素水を添加し蒸留することで脱色可能であることがわかった。また、この反応液に発煙硫酸を添加したところ、S+SO3→S2O3の反応に由来する青色着色は生じなかったため、硫黄分の混入も無いことが確認できた。
実施例1の工程1で得られた、トリフルオロメタンスルホン酸とS2O3を含む着色した主留300g(S2O3濃度:735ppm)に対して30%過酸化水素水3.00g(26.46mmol、S2O3に対して約13.43当量)用いた以外は同一条件で実施した。得られた主留はトリフルオロメタンスルホン酸の純度が99.9%、S2O3濃度は1ppm以下であり、硫黄分の混入も見られなかった。
実施例1の工程1で得られた、トリフルオロメタンスルホン酸とS2O3を含む着色した主留160g(S2O3濃度:735ppm)に対して30%過酸化水素水5.80g(51.15mmol、S2O3に対して約48.71当量)用いた以外は同一条件で実施した。得られた主留はトリフルオロメタンスルホン酸の純度が99.9%、S2O3濃度は1ppm以下であり、硫黄分の混入も見られなかった。
実施例1の工程1で得られた、トリフルオロメタンスルホン酸とS2O3を含む着色した主留に対して、30%過酸化水素水の添加の代わりにオゾン発生器によるバブリングを実施した。資材を全て仕込んだ後、約90℃まで内温を加熱してオゾンバブリング下、560分間撹拌した(オゾン導入量約4.0mmol)。その後同様の蒸留操作を行うことで主留分を得た。得られた主留はトリフルオロメタンスルホン酸の純度が99.9%、S2O3濃度は1ppm以下であり、硫黄分の混入も見られなかった。
抜き出し用のコンデンサー及びフラスコを付した1000mlのSUS304製反応容器に硫酸840gを投入した。そこへトリフルオロメタンスルホン酸カリウム塩460g(組成:水分0.1%含有高純度品)を投入し、反応と同時に蒸留を開始した。反応器内温を130℃、減圧度3.5kPa、塔頂温度72℃にて初留を30g取出した後、主留の採取を開始した。反応器内温140−152℃、減圧度3.2〜3.5kPa、塔頂温度68−70℃にてトリフルオロメタンスルホン酸を97.5%含む220gの主留を得た。この主留は目視では着色は見られなかったが、発煙硫酸を添加したところ、青色に呈色し、S2O3濃度は90ppmであった。
抜き出し用のコンデンサー及びフラスコを付した200mlの硝子製三ツ口フラスコに工程1で得られた、トリフルオロメタンスルホン酸とS2O3を含む着色した主留180g(S2O3=0.14mmol)と30%過酸化水素水0.04g(0.35mmol、S2O3に対して約2.50当量)を添加し、蒸留を行った。反応器内温を76℃、減圧度1.0kPa、塔頂温度49〜51℃にて初留を12g取出した後、主留の採取を開始した。反応器内温77℃、減圧度0.8kPa、塔頂温度50〜51℃にて94gの主留を得た。得られた主留はトリフルオロメタンスルホン酸の純度が99.9%、S2O3濃度は1ppm以下となり、硫黄分の混入も見られなかった。
(水添加蒸留)
実施例1の30%過酸化水素水0.24gの投入を行わなかった以外は同一条件下で酸分解および[工程2]を行った。得られた主留分に発煙硫酸を加えたところ、青色に呈色を示した。また、下記スキームの反応に従って析出した硫黄分が蒸留塔コンデンサ部へ付着していることが確認された。連続での蒸留を実施する際は主留分への混入や、配管の閉塞等が予想され、安定的な操業は困難である。
以下、実施例で用いたフルオロアルカンスルホン酸塩を得る方法について記載する(特許文献2に開示の方法)。
Claims (5)
- 一般式[1]で表されるフルオロアルカンスルホン酸
の製造方法において、以下の工程を含むことを特徴とする、フルオロアルカンスルホン酸の製造方法。
(1)一般式[2]で表されるフルオロアルカンスルホン酸塩
に、濃硫酸及び/又は発煙硫酸を反応させて酸分解し、フルオロアルカンスルホン酸と硫黄成分とを含む反応混合物を得る工程。
(2)前記工程で得られた反応混合物に、過酸化水素またはオゾンを添加し、続けて蒸留することにより該反応混合物からフルオロアルカンスルホン酸を得る工程。 - 工程(1)において、一般式[2]で表されるフルオロアルカンスルホン酸塩に、濃硫酸及び/又は発煙硫酸を反応させる際に、さらにシリカ化合物を添加することを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 工程(2)において、過酸化水素またはオゾンとともに水を添加して蒸留することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
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