JP6535327B2 - −osf5基を含有するフッ素化化合物およびそれらの製造方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2013年8月1日に出願された欧州特許出願第13178914.1号に対する優先権を主張するものであり、この出願の全体内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
本発明は、−OSF部分を含有する新規フッ素化化合物に、それらの製造方法に、およびそれらの使用に関する。
側基および/または官能基を有するモノマーを使用してポリマーのバルク特性および表面特性を改質することは公知である。たとえば、フッ素化ポリマーの製造においてモノマーとしてフッ素化ビニルエーテルの使用は、たとえばCARLSON,Peter,et al.Organic Fluoropolymers;Ullmann’s Encyclopedia of Industial Chemistry.Weinheim:Wiley−VCH Verlag,2000.p.495−533に広範囲にわたって記載されている。
モノマー単位の側鎖における−OSF部分の嵩高さは、一般にフッ素化ポリマーまたはフッ素化化合物の結晶化度のおよび表面特性の改質において利点を提供し得る。−OSF部分を含む化合物はまた、界面活性剤などの、表面活性剤の製造で利用を見いだし得る。
しかし、今までのところ、−OSF部分を含む1つの不飽和フッ素化化合物、すなわちCF=CFCFOSFの製造が達成されているにすぎず、国際公開第2013/000735号(SOLVAY SPECIALTY POLYMERS ITALY SPA)2013年1月3日を参照されたい。
不飽和フッ素化化合物へのSOFの直接付加による−OSF部分を含む他の不飽和フッ素化化合物の合成は、標準的な条件では今までのところ不成功である、DU,L.,et al.Synthesis of pentafluorosulfanyl trifluorovinyl ether and its facile rearrangement to difluoro(pentafluorosulfanyl)acetyl fluoride.Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.2007,vol.46,p.6626−6628を参照されたい。
MARCELLIS,Alphonso W.,et al.Synthesis of pentafluorosulfuroxydifluoroacetly fluoride.Journal of Fluorine Chemistry.1975,vol.5,p.71−75は、オレフィンSFCF=CFへのオゾンと酸素の両方の作用によってSFOCFC(O)Fを製造することを教示している。
SCHACK,Carl J.,et al.Introduction of functional Groups into Some Chlorofluorocarbon Ethers.Journal of Fluorine Chemistry.1979,vol.14,p.519−522は、パーフルオロオレフィンへのSFOClの付加によって製造される、SFOCFC(O)Fを開示している。
欧州特許出願公開第1889832号(AIR PROD & CHEM)2008年2月20日は、式ZOSF(式中、Zは、C1〜20アルキル、アリール、シクロアルキル、それらの組み合わせから選択される基である)の分子化合物と、少なくとも1つのハロゲンおよび/またはヘテロ原子を含有する類似体とを含んでもよい組成物を開示している(2ページ、段落[0004])。化合物ZOSFは、求核置換反応によって、化合物ZL(式中、Lは脱離基であり、Zは上に定義された通りである)へのOSF官能基の付加により得ることができる(2ページ、段落[0009]および3ページ、段落[0013])。
独国特許第102011114650号(MERCK PATENT GMBH)2012年5月3日は、14ページに報告されている式(III)に従うある種の化合物などの、−OSF末端基を含む化合物に関する。式(III)の化合物は、オレフィンへのSFOClの付加によって、または、たとえば、TASSOでのトリフレートの求核置換によって製造される。
CASE,J.R.,et al.Pentafluorosulpuroxy−derivatives of Hexafluoropropene.Journal of the Chemical Society.1964,no.946,p.948は、一連の化合物SFO[COSF(ここで、n=2、3、または4である)を得るためのビスペンタフルオロ硫黄ペルオキシドおよびペンタフルオロ硫黄ハイポフルオライトとヘキサフルオロプロペンとの反応を開示している。
−OSF基を含む広範囲の新規フッ素化化合物の製造のための出発原料としての、ペンタフルオロスルファニル部分−OSFを含むフッ素化化合物の新規製造方法が今見いだされた。
本発明の第一の目的は、−OSF基を有するフッ素化化合物の製造方法であり、前記方法は、好適なフッ化物触媒の存在下でのSOFと3−または4−員環のフッ素化環状エーテルとの反応を含む。
好適な3−員環のフッ素化環状エーテルは、式(I−A):
(式中、互いに等しいかもしくは異なる、RおよびRは独立して、F、任意選択的にCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、C〜Cフッ素化アルキルからなる群から選択される)
の化合物である。好ましくは、互いに等しいかもしくは異なる、RおよびRは独立して、Fおよびフッ素化C〜Cアルキル、好ましくは完全フッ素化C〜Cアルキルからなる群から選択される。好ましい実施形態においてはRまたはRの少なくとも1つはFである。より好ましい実施形態においてRは、Fおよび完全フッ素化〜Cアルキルからなる群から選択され、RはFである。
本発明方法において出発原料として使用することができる式(I−A)の容易に入手可能な化合物は、ヘキサフルオロプロピレンオキシド、すなわち、R=CFおよびR=Fである式(I−A)の化合物である。
本発明方法のための好適な4−員環のフッ素化環状エーテルは、式(I−B):
(式中、Rは、H、任意選択的にFおよび/もしくはCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、C〜Cアルキルからなる群から選択される)
の化合物である。好ましくは、Rは、HおよびC〜Cアルキルからなる群から選択される。より好ましくは、RはHである。
式(I−B)の有利な4−員環の環状エーテルは、2,2,3,3−テトラフルオロオキセタン、すなわちR=Hである式(I−B)の化合物である。
表現「フッ素化」は本明細書においては、完全フッ素化または部分フッ素化のどちらかである、すなわち、ここで、その水素原子のすべてまたは一部のみがフッ素原子で置換されている化合物を意味するために用いられる。同様に、表現「非フッ素化」は本明細書においては、いかなるフッ素原子をも含有しない化合物を意味するために用いられる。
本方法は、フッ化物触媒の存在下で実施される。表現「フッ化物触媒」は本明細書の全体にわたって、アルカリ金属フッ化物、アルカリ土類金属フッ化物、第四級アンモニウムフッ化物およびフッ化銀からなる群から選択されるフッ化物を意味するために用いられる。好ましいフッ化物触媒は、CsF、KF、RbF、LiF、NaF、CaF、BaF、MgF、SrF、AgFからなる群から選択されるものである。最も好ましいフッ化物触媒は、CsFおよびKFである。
触媒濃度は決定的に重要であるわけではなく、触媒の量は、反応が実施される環境によって決定される。
SOFは、3−または4−員環の環状エーテルに対して等モル量で反応に添加されてもよいが、それは一般に過剰で添加される。3−または4−員環の環状エーテルに対するSOFの典型的なモル比は、たとえば1.5:1〜5:1、より典型的には2:1〜4:1である。
反応は一般に、反応条件下で不活性な、有機溶媒の不在下または存在下のどちらかで、液相で実施される。好適な有機溶媒の非限定的な例は、たとえばグライム、たとえばジエチレングリコールジエチルエーテル、クロロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、たとえばCFCFCF、パーフルオロエーテル、たとえばCFOCFCF、クロロフルオロエーテル、たとえばCFOCFClCClFまたはパーフルオロポリエーテルである。
SOFと3−または4−員環の環状エーテルとの間の反応は一般に、−100〜200℃、好ましくは−50℃〜150℃、より好ましくは−20℃〜100℃の温度で実施される。
反応圧力は、決定的に重要なパラメーターであるわけではない。反応圧力は一般に大気圧である。
反応の終わりに−OSF基を有するフッ素化化合物は、標準圧力または減圧下のどちらかで、蒸留などの、従来技法を用いて溶媒(もしあれば)から、ならびに任意の残存出発原料および/または副生成物から分離し、回収することができる。
本明細書で下の式(II−A)および(II−B):
(式中、式(II−A)および(II−B)においてR、RおよびRは、式(I−A)および(I−B)におけるものと同じ意味を有する)
の化合物は、本発明方法の終わりに、それぞれ、式(I−A)および(I−B)の化合物から得られる。
有利には、式(II−A)においてR=Fであり:
は、上に定義された通りである。
式(II−A1)の化合物の注目に値する例は、FSO−CF(CF)COFであり、それは、ヘキサフルオロプロピレンオキシドから出発して本発明方法で良好な収率および高純度で得ることができる。
式(II−B)の化合物の注目に値する例は、FSOCHCFCOFであり、それは、2,2,3,3−テトラフルオロオキセタンから出発して本発明方法で良好な収率および高純度で得ることができる。
式(II−B)の化合物は、式(II−C):
(式中、R は、式(II−B)におけるRの完全フッ素化類似体、すなわちFまたは、任意選択的にCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、完全フッ素化C〜Cアルキルである)
の相当する完全フッ素化化合物へフッ素化によって変換され得る。好ましくは、R は、Fおよび完全フッ素化C〜Cアルキルからなる群から選択される。より好ましくはR はFである。
式(II−A)および(II−A1)の化合物における基RおよびRが水素原子を含有する場合、完全にフッ素化された相当する化合物は、フッ素化によって得られ得る。本明細書の残りにおいて表記RおよびRがより幅広い定義の基を特定するであろうに対して、表記R およびR は、完全フッ素化基を特定するであろう。
式(II−A)および(II−B)の化合物のフッ素化は、国際公開第2012/007310号(SOLVAY SPECIALTY POLYMERS ITALY SPA)2012年1月19日に開示されているものなどの、当技術分野において公知の任意のフッ素化方法に従って実施されてもよい。
アシルフルオリド官能性、−COFを含有する式(II−A1)、(II−B)および(II−C)の化合物は、−OSF基を有するより多数の化合物を得るための試薬として便利に使用することができる。フルオロアシル化合物は、フルオロエーテルなどの、異なる化合物を生成するための公知の前駆体であり、フルオロエーテルは、好適な脱水素/ハロゲン化反応を受けることができ、それによって相当するビニルエーテルを提供する。アシルフルオリド(II−A1)、(II−B)および(II−C)の化学は、エーテル、特にビニルエーテルの製造のために特に有用であることが分かっている。
したがって、本発明の追加の目的は、式(II−A1)、(II−B)、および(II−C)の化合物の少なくとも1つの使用を含む−OSF基を有するフッ素化化合物の製造方法である。
第1実施形態によれば、本方法は、上に定義されたような式(II−A1)、(II−B)または(II−C)のアシルフルオリドを、式(III−A)、(III−B)または(III−C):
(式中、R、RおよびR は、上に定義されたような意味を有し、nは、1〜15の整数である)
を得るために、好適な触媒の存在下でヘキサフルオロプロピレンオキシドと反応させる工程を含む。式(III−A)、(III−B)または(III−C)のそれぞれにおいてnは、好ましくは1〜10の整数である。nの典型的な値は、たとえば1、2、3または4である。
式(III−A)、(III−B)および(III−C)のアシルフルオリドは、式(IV−A)、(IV−B)および(IV−C):
(式中、R、R、R およびnは、上に定義されたような意味を有する)
の相当するビニルエーテルを得るために塩基性化合物の存在下で熱分解されてもよい。
熱分解は、式(III−A)、(III−B)または(III−C)のアシルフルオリドに関して直接実施することができるか、またはアシルフルオリドは、先ず相当するカルボン酸のアルカリ金属塩などの、一価の金属塩へ変換し、次に熱分解することができる。加水分解およびアルカリ金属塩の形成は一般に、式(III−A)、(III−B)または(III−C)のアシルフルオリドを、水と接触させ、次に、KOHまたはNaOHなどの、アルカリ金属塩基と接触させることによって実施される。アルカリ金属塩の熱分解は一般に、150〜250℃、好ましくは170℃〜220℃の温度で実施される。
式(III−A)、(III−B)または(III−C)のアシルフルオリドの直接熱分解は一般に、前記アシルフルオリドを、150℃〜350℃、好ましくは150℃〜250℃の温度で、触媒、好ましくは硫酸ナトリウムまたは炭酸ナトリウムと接触させることによって気相で実施される。
第2の実施形態によれば、本方法は、上に定義されたような式(II−A1)、(II−B)または(II−C)のアシルフルオリドを、好適な触媒の存在下で2,2,3,3−テトラフルオロオキセタンと反応させて、それぞれ、式(V−A)、(V−B)および(V−C):
(式中、R、RおよびR は、上に定義されたような意味を有し、mは、1〜15の整数である)
の化合物を得る工程を含む。式(V−A)、(V−B)および(V−C)の各自においてmは、好ましくは1〜10の整数であり;mの典型的な値は、たとえば1、2、3または4である。
ヘキサフルオロプロピレンオキシドおよび2,2,3,3−テトラフルオロオキセタンの両方に由来する単位を含むアシルフルオリドは、式(III−A)、(III−B)または(III−C)のアシルフルオリドを、2,2,3,3−テトラフルオロオキセタンと反応させることによるか;式(V−A)、(V−B)または(V−C)のアシルフルオリドを、ヘキサフルオロプロピレンオキシドと反応させることによるか;さらに式(II−A1)、(II−B)または(II−C)のアシルフルオリドを、ヘキサフルオロプロピレンオキシドと2,2,3,3−テトラフルオロオキセタンとの混合物と反応させることによるかのいずれかにより製造され得る。この後者のケースでは、ヘキサフルオロプロピレンオキシドおよび2,2,3,3−テトラフルオロオキセタンのランダムに分布した単位を含む生成物の混合物が得られるであろう。
式(II−A1)、(II−B)、(II−C)、(III−A)、(III−B)、(III−C)、(V−A)、(V−B)および(V−C)のアシルフルオリドならびにヘキサフルオロプロピレンオキシド単位および2,2,3,3−テトラフルオロオキセタン単位の両方を含むものは、式(VI−A)、(VI−B)および(VI−C):
(式中、R、RおよびR は、上に定義されたような意味を有し;nは、0に等しいかまたは1〜15、好ましくは1〜10の整数であり;mは、0に等しいかまたは1〜15、好ましくは1〜10の整数である)
の各自によって集合的に表される。nについての典型的な値は、0、1、2、3または4である。mについての典型的な値は、0、1、2、3または4である。
式(VI−A)、(VI−B)または(VI−C)の化合物を生成するための式(II−A1)、(II−B)、(II−C)、(III−A)、(III−B)、(III−C)、(V−A)、(V−B)または(V−C)のアシルフルオリドとヘキサフルオロプロピレンオキシドおよび/または2,2,3,3−テトラフルオロオキセタンとの間の反応は、米国特許第3114778号(DU PONT)1963年2月17日に記載されているように実施することができる。反応は、触媒として活性炭を使用してバルクによるか、フッ化物触媒を使用して極性溶媒中での反応によるかのいずれかにより実施することができ、この後者の実施形態が好ましい。好適なフッ化物触媒は、SOFと3−または4−員環の環状エーテルとの反応について記載されたもとの同じものである。好ましい範囲は−30℃〜100℃であるが、反応温度は、−80℃〜200℃に大きく変えられてもよい。
式(VI−A)、(VI−B)および(VI−C)のアシルフルオリドは、フッ素化によって式(VII−A)および(VII−C):
のそれらの相当する完全フッ素化類似体へ変換され得る。フッ素化は、当技術分野において公知の任意のフッ素化技法を用いて実施されてもよい。式(VII−A)および(VII−C)においてR 、nおよびmは、上に定義されたものと同じ意味を有し、式中、R は、Rの完全フッ素化類似体、すなわちF、任意選択的にCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、C〜C完全フッ素化アルキル、好ましくはFまたは完全フッ素化C〜Cアルキルである。
本方法のさらなる実施形態によれば、本方法は、式(VII−A)または(VII−C)のアシルフルオリドを、元素状フッ素とおよび式(VIII):
の少なくとも1つのオレフィンと、−150℃〜0℃の温度にて液相で、反応させて、それぞれ、式(IX−A)および(IX−C):
(式中、R 、R 、nおよびmは、上に定義された通りであり;互いに等しいかもしくは異なる、A、A、A、およびAは独立して、H、F、Cl、Brからなる群から選択される)
の化合物を得る工程を含む。
式(VIII)のオレフィンは少なくとも1個のフッ素原子と臭素および塩素の中から選ばれる少なくとも1個のハロゲン原子とを含むことが一般に好ましい。より好ましいオレフィンは、式(VIII)(式中、AおよびAの1つはフッ素原子であり、残りは、H、Cl、Brからなる群から選択され、式中、AおよびAの1つはフッ素原子であり、残りは、H、Cl、Brの中から選ばれる)に従うものである。
好ましいオレフィンは、式(X):CAF=CA’F(式中、互いに等しいかもしくは異なる、AおよびA’は独立して、H、Cl、Brからなる群から選択され;AおよびA’は同時にHであることはない)に従う。
本発明の目的に特に好適であるオレフィンの非限定的な例は、1,2−ジクロロ−1,2−ジフルオロエチレン、1,2−ジブロモ−1,2−ジフルオロエチレン、および1−クロロ−1,2−ジフルオロエチレンである。より好ましいオレフィンは、1,2−ジクロロ−1,2−ジフルオロエチレンである。
式(IX−A)および(IX−C)のエーテルは、脱ハロゲン化または脱ハロゲン化水素化によって式(XI−A)および(XI−C):
(式中、互いに等しいかもしくは異なる、AおよびAは独立して、H、F、Cl、Brからなる群から選択され、R およびR は、上に定義された通りである)
の相当するビニルエーテルへ変換することができる。
本方法のこの実施形態において使用されるオレフィンが、上に定義されたような式(X)に従う場合には、上に定義されたような、式(IV−A)および(IV−C)のフッ素化ビニルエーテルを得ることができる。
互いに等しいかもしくは異なる、A、A、A、Aが、F、Cl、またはBrから選択される場合、ビニルエーテルは、脱ハロゲン化反応によって得ることができる。脱ハロゲン化は、極性有機溶媒中で遷移金属の存在下に式(IX−A)および(IX−C)の化合物を反応させることによって成し遂げることができる。好適な遷移金属の中に、Zn、Cu、Mnまたは混合物Zn/Cu、Zn/Sn、Zn/Hgを挙げることができる。好適な極性有機溶媒は、プロトン性または非プロトン性であり得る。プロトン性の極性溶媒の中に、アルコールを挙げることができ;非プロトン性の極性溶媒の中に、エーテル(たとえばグライム、ジオキサン)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)を挙げることができる。
、A、A、Aの少なくとも1つが水素である場合、ビニルエーテルは、脱ハロゲン化水素化反応によって得ることができる。脱ハロゲン化水素化は、塩基の存在下での式(IX−A)および(IX−C)の化合物の反応によって成し遂げることができる。無機塩基(たとえばNaOHもしくはKOH)または有機塩基(たとえば第一級、第二級もしくは第三級アルキルもしくはアリールアミン)を使用することができる。一般に、脱ハロゲン化水素化は、任意選択的に、典型的には水性または水性/アルコール性の、溶媒の存在下で、液相で実施される。水性の無機塩基を使用する場合には、第四級ホスホニウムもしくは第四級アンモニウム塩(たとえばテトラブチルアンモニウムもしくはホスホニウム塩、とりわけ塩化物;トリオクチルベンジルアンモニウムもしくはホスホニウム塩、とりわけ塩化物)またはスルホニウム塩を相間移動剤として使用することが一般に好ましい。
脱ハロゲン化および脱ハロゲン化水素化反応は両方とも典型的には、0℃〜150℃、好ましくは25℃〜100℃の温度で実施される。
式(VII−A)および(VII−C)のアシルフルオリドと式(VIII)または(X)のオレフィンとの反応ならびにその後の脱ハロゲン化または脱ハロゲン化水素化反応は、たとえば欧州特許出願公開第1388531号(SOLVAY SOLEXIS SPA)2004年2月11日に開示されているように実施することができる。
本発明のさらなる実施形態によれば、本方法は、式(VII−A)および(VII−C)のアシルフルオリドを、フッ化物触媒の存在下で元素状フッ素と反応させて、式(XII−A)および(XII−C):
(式中、R 、R 、nおよびmは、上に定義された通りである)
の相当するハイポフルオライトを得る工程をさらに含む。
この反応に好適なフッ化物触媒は、フッ素化3−または4−員環の環状エーテルへのSOFの付加に好適なもとの同じものである。
式(XII−A)および(XII−C)のハイポフルオライトは、当技術分野においてよく知られているようにフッ素化学で中間体として幅広く使用することができる。
特に、さらなる実施形態による方法は、式(XII−A)および(XII−C)のハイポフルオライトを、上に定義されたような式(VIII)または(X)のオレフィンと反応させて、上に定義されたような式(IX−A)および(IX−C)の相当する化合物を生成する工程を含むことができる。
すべてのこれらの合成スキームは、上に記載されたようなフッ素化3−または4−員環の環状エーテルへのSOFの意外な反応性に基づいており、さらなる反応性を受けやすい−OSF部分を含むフルオロケミカルシントンを高い収率および選択率で生成することを可能にする。
上に記載されたようなその実施形態のすべてにおいて本発明の方法で製造することができる化合物は、新規である。
本発明のさらなる目的は、したがって本明細書で下の式(XIII−A)、(XIII−B)および(XIII−C):
(式中、−Rは、−Rに等しいかまたは−COR であり、R は、任意選択的にCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有するC〜Cフッ素化アルキルであり;式中、−Rは、−[CFOC(CF)] (CFOCHCF COF、および−[CFOC(CF)]n−1CFO−CF=CFからなる群から選択され、ここで、nは、1〜15の整数であり、nおよびmは、互いに独立して、0に等しいかまたは1〜15の整数であり;式中、−Rは、−[CFOC(CF)] (CFOCHCF Q;−(CFOCHCFCOFからなる群から選択され、ここで、nおよびmは、互いに独立して、0に等しいかまたは1〜15の整数であり;mは、1〜15の整数であり;ここで、−Qは、−COF、−CFOF、−CFOCA−CFA、−CFOCA=CFAからなる群から選択され、A、A、A、A、AおよびAならびにR、RおよびR は、上に定義された通りである)
の化合物である。
−R、−Rまたは−Rにおいてnおよびmは、互いに独立して、好ましくは0に等しいかまたは1〜10の整数であり、典型的には0、1、2、3または4に等しく;mおよびnは、互いに独立して、好ましくは1〜10の整数、典型的には1、2、3または4である。
式(XIII−A)においてRは、F、任意選択的にCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、C〜Cフッ素化アルキルからなる群から選択される。好ましくは、Rは、Fおよびフッ素化C〜Cアルキル、より好ましくは完全フッ素化C〜Cアルキルからなる群から選択され、さらにより好ましくは、RはCFである。
式(XIII−B)においてRは、H、任意選択的にFおよび/もしくはCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、C〜Cアルキルからなる群から選択される。好ましくは、Rは、HおよびC〜Cアルキルからなる群から選択される。より好ましくは、RはHである。
式(XIII−C)においてR は、F、任意選択的にCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、完全フッ素化C〜Cアルキルからなる群から選択される。好ましくは、R は、Fおよび完全フッ素化C〜Cアルキルからなる群から選択される。より好ましくは、R はFである。
式(XIII−A)、(XIII−B)および(XIII−C)のいずれか1つの化合物は、−OSF部分を含有する追加の化合物の製造にさらに使用することができる。
たとえば、上に定義されたような、式(IV−A)、(IV−B)、(XI−A)または(XI−C)のいずれか1つに従ったビニルエーテルは、ポリマー、典型的にはフッ素化ポリマーの製造におけるモノマーとして使用され得る。
本発明の別の目的はそれ故、式(IV−A)、(IV−B)、(XI−A)または(XI−C)の少なくとも1つの化合物に由来する繰り返し単位を含むポリマーである。本ポリマーは好ましくは、式(IV−A)、(IV−B)、(XI−A)または(XI−C)の少なくとも1つの化合物に由来する繰り返し単位と、それと共重合可能な少なくとも1つの他のエチレン性不飽和モノマー、好ましくは少なくとも1つの他のエチレン性不飽和フッ素化モノマーに由来する繰り返し単位とを含む。好適なエチレン性不飽和フッ化モノマーの非限定的な例は例えば、
− C〜Cフルオロオレフィン、好ましくはテトラフルオロエチレンおよび/またはヘキサフルオロプロピレン;
− フッ化ビニル、1,2−ジフルオロエチレン、フッ化ビニリデンおよびトリフルオロエチレンなどの、C〜C含水素フルオロオレフィン;
− クロロトリフルオロエチレンおよび/またはブロモトリフルオロエチレンのような、クロロ−および/またはブロモ−および/またはヨード−C〜Cフルオロオレフィン;
− 式CF=CFORf1(式中、Rf1は、C〜Cフルオロアルキル、例えば−CF、−C、−Cである)のフルオロアルキルビニルエーテル;
− 式CF=CFORO1(式中、RO1は、1つもしくは複数のエーテル基を有するC〜C12フルオロアルキルオキシである)のフルオロ−オキシアルキルビニルエーテル
である。
本ポリマーは、フッ素化ポリマーの公知の製造方法のいずれか1つに従って製造することができる。
参照により本明細書に援用される特許、特許出願、および刊行物のいずれかの開示が用語を不明瞭にさせ得る程度まで本出願の記載と矛盾する場合、本記載が優先するものとする。
以下の実施例は、例示目的のためにのみ示され、本発明を限定するものではない。
キャラクタリゼーション
NMR:スペクトルは、19Fについては282.180MHzで動作するVarian Mercury 300スペクトロメータで、Hについては399.851MHzで動作するVarian Inova 400MHzスペクトロメータで記録された。モノマーの19F NMRおよびH NMRスペクトルは、室温にてアセトン中で記録され、スペクトルは、C(C,−164.67ppm)およびTMSを基準とした。
実施例1−FSOCF(CF)COF(A−1)およびFSOCF(CF)CFOCF(CF)COF(A−2)の合成
磁気攪拌および圧力トランスデューサーを備えた、50ml容積を有するAISI−316反応器に、1.13gの予め乾燥させたKFおよび11.7mlの無水ジエチレングリコールジメチルエーテルを装入した。反応器を減圧で脱気し、−78℃で冷却し、次に6.5gのSOFを導入した。反応器を2時間攪拌下に0℃で温め、再び−78℃で冷却し、2.57gのヘキサフルオロプロピレンオキシドを装入した。反応混合物を5時間激しい撹拌下75℃で温めた。反応器は、−78℃に維持され、開放され、減圧で脱気されて2つの連続したトラップに連結された。トラップに回収された粗生成物を、Spalthror Fischer装置(60段効率)で蒸留し、2つの生成物:3.2gのFSOCF(CF)COF(99%純度)および0.3gのFSOCF(CF)CFOCF(CF)COFを単離し、それらの構造をGC−MS分析によって確認した。
SOCF(CF)COF:19F NMR(CFCl基準):+70ppm(m;4F;−FS );+61.6ppm(m;1F;−SF);+26.1ppm(m;1F;−CO−);−81.8ppm(m;3F;−C )−129.5ppm(m;1F;−C−).
実施例2−FSOCHCFCOF(B−1)の合成
磁気攪拌および圧力トランスデューサーを備えた、50ml容積を有するAISI−316反応器に、1.13gの予め乾燥させたKFおよび10.5mlの無水ジエチレングリコールジメチルエーテルを装入した。反応器を減圧で脱気し、−78℃で冷却し、次に5.9gのSOFを導入した。反応器を2時間攪拌下に0℃で温め、再び−78℃で冷却し、2.48gの2,2,3,3−テトラフルオロオキセタンを装入した。反応混合物を5時間激しい撹拌下100℃に温めた。反応器は、−78℃に維持され、開放され、減圧で脱気されて2つの連続したトラップに連結された。トラップに回収された粗生成物を、Spalthror Fischer装置(60段効率)で蒸留し、3.6gのFSOCHCFCOFを99%純度で単離した。
19F NMR(CFCl基準):+72ppm(m;4F;−FS );+61.5ppm(m;1F;−SF);+21.5ppm(s;1F;−COF−);−112ppm(m;2F;−CF−).
H NMR(TMS基準):4.25ppm(t;2H;−C −).

Claims (15)

  1. 少なくとも1個の−OSF基を有するフッ素化化合物の製造方法であって、前記方法が、SOFをフッ化物触媒の存在下で3−または4−員環のフッ素化環状エーテルと反応させる工程を含む方法。
  2. 3−または4−員環のフッ素化環状エーテルが、式(I−A)または(I−B):
    のものから選択され、
    少なくとも1個の−OSF基を有する相当するフッ素化化合物が、式(II−A)または(II−B):
    (式中、互いに等しいかもしくは異なる、RおよびRは独立して、F、任意選択的にCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、C〜Cフッ素化アルキルからなる群から選択され;式中、Rは、H、任意選択的にFおよび/もしくはCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、C〜Cアルキルからなる群から選択される)
    を有する、請求項1に記載の方法。
  3. 式(II−B)のアシルフルオリドをフッ素と反応させて、式(II−C):
    (式中、R は、F、またはCl原子を含有してもよいおよび/または鎖中にエーテル酸素原子を含有してもよい完全フッ素化C〜Cアルキルである)
    のアシルフルオリドを得る工程をさらに含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記方法が、請求項2に記載の方法により、式(II−A):
    (式中、Rは、F、任意選択的にCl原子を含有するならびに/または任意選択的に前記鎖中にエーテル酸素原子を含有する、C〜Cフッ素化アルキルからなる群から選択され、R=Fである)、若しくは、式(II−B)
    (式中、Rは、H、任意選択的にFおよび/もしくはCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、C〜Cアルキルからなる群から選択される)のアシルフルオリドを得て、次いでこれを試薬として使用する工程
    または、請求項3に記載の方法により式(II−C)
    (式中、R は、F、またはCl原子を含有してもよいおよび/または鎖中にエーテル酸素原子を含有してもよい完全フッ素化C〜Cアルキルである)アシルフルオリドを得て、次いでこれを試薬として使用する工程を含む、請求項2または3に記載の方法。
  5. 前記試薬として使用する工程が、式(II−A)(式中、R=F)、(II−B)または(II−C)のアシルフルオリドを、触媒の存在下でヘキサフルオロプロピレンオキシドおよび/または2,2,3,3−テトラフルオロオキセタンと反応させて、式(VI−A)、(VI−B)または(VI−C):
    (式中、R、RおよびR は、請求項2および3において定義された通りであり;nは、0に等しいかまたは1〜15の整数であり;mは、0に等しいかまたは1〜15の整数である)
    の化合物を得る工程である、請求項に記載の方法。
  6. 式(VI−A)、(VI−B)または(VI−C)(式中、mは0であり、n=nは、1〜15の整数である)のアシルフルオリドを熱分解して、式(IV−A)、(IV−B)または(IV−C):
    (式中、R、RおよびR は、請求項2および3において定義された通りである)
    の相当するフルオロビニルエーテルを得る工程をさらに含む、請求項5に記載の方法。
  7. 式(VI−A)、(VI−B)または(VI−C)のいずれか1つのアシルフルオリドをフッ素化して、式(VII−A)または(VII−C):
    (式中、R は、F、またはCl原子を含有してもよいおよび/または鎖中にエーテル酸素原子を含有してもよいC〜C完全フッ素化アルキルであり、R 、nおよびmは、請求項5において定義された通りである)
    の相当する完全フッ素化類似体にする工程をさらに含む、請求項5に記載の方法。
  8. 式(VII−A)または(VII−C)のいずれか1つのアシルフルオリドを、元素状フッ素、および式(VIII):
    (式中、互いに等しいかもしくは異なる、A、A、A、およびAは独立して、H、F、Cl、Brからなる群から選択される)
    の少なくとも1つのオレフィンと、−150℃〜0℃の温度にて液相で反応させて、式(IX−A)または(IX−C):
    (式中、R 、R 、n、mは、請求項7において定義された通りであり、A、A、A、およびAは、上に定義された通りである)
    の化合物を得る工程をさらに含む、請求項7に記載の方法。
  9. 式(IX−A)または(IX−C)の化合物を、脱ハロゲン化または脱ハロゲン化水素化によってさらに反応させて、式(XI−A)または(XI−C):
    (式中、互いに等しいかもしくは異なる、AおよびAは独立して、H、F、Cl、Brからなる群から選択される)
    の相当するビニルエーテルを得る工程をさらに含む、請求項8に記載の方法。
  10. 式(VII−A)または(VII−C)のアシルフルオリドを、フッ化物触媒の存在下で元素状フッ素と反応させて、式(XII−A)または(XII−C):

    (式中、R 、R 、nおよびmは、請求項7において定義された通りである)
    の相当するハイポフルオライトを得る工程をさらに含む、請求項7に記載の方法。
  11. 式(XII−A)または(XII−C)のハイポフルオライトを、式(VIII)
    1つのオレフィンと反応させて、式(IX−A)または(IX−C)
    (式中、R 、R 、n およびm は、請求項7において定義された通りであり;互いに等しいかもしくは異なる、A 、A 、A 、およびA は独立して、H、F、Cl、Brからなる群から選択される)の化合物を得る工程をさらに含む、請求項10に記載の方法。
  12. フッ化物触媒が、アルカリ金属フッ化物、アルカリ土類金属フッ化物、第四級アンモニウムフッ化物およびフッ化銀からなる群から選択される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 少なくとも1個の−OSF基を有するフッ素化化合物が、式(XIII−A)、(XIII−B)または(XIII−C):
    (式中、−Rは、−Rまたは−COR に等しく、R は、任意選択的にCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、C〜Cフッ素化アルキルであり;式中、−Rは、−[CFOC(CF)] (CFOCHCF COF、および−[CFOC(CF)]n−1CFO−CF=CFからなる群から選択され、ここで、nは、1〜15の整数であり、nおよびmは、0に等しいかまたは1〜15の整数であり;式中、−Rは、−[CFOC(CF)] (CFOCHCF Q;−(CFOCHCFCOFからなる群から選択され、ここで、nおよびmは、0に等しいかまたは1〜15の整数であり;mは、1〜15の整数であり;ここで、−Qは、−COF、−CFOF、−CFOCA−CFA、−CFOCA=CFAからなる群から選択され、互いに等しいかもしくは異なる、A、A、A、A、AおよびAは独立して、H、F、Cl、Brからなる群から選択され、式中、RはF、任意選択的にCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、C〜Cフッ素化アルキルからなる群から選択され、Rは、H、任意選択的にFおよび/もしくはCl原子を含有するならびに/または任意選択的に鎖中にエーテル酸素原子を含有する、C〜Cアルキルからなる群から選択され、R はF、またはCl原子を含有してもよいおよび/または鎖中にエーテル酸素原子を含有してもよい完全フッ素化C〜Cアルキルである。)
    を有する、請求項1に記載の方法。
  14. 請求項13の方法で得られた化合物を用いて、−OSF基を含む化合物、ポリマーまたは表面活性剤を製造する工程をさらに含む、請求項13に記載の方法。
  15. 式(IV−A)、(IV−B)、(XI−A)および(XI−C)の少なくとも1つの化合物に由来する繰り返し単位と、任意選択的にそれと共重合可能なエチレン性不飽和モノマーに由来する繰り返し単位とを含むポリマーを製造する工程をさらに含む、請求項6又は9に記載の方法。
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