JP6688729B2 - フルオロアルキルスルホネート塩の合成方法 - Google Patents

フルオロアルキルスルホネート塩の合成方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年１０月４日出願の欧州特許出願第１３１８７３２５．９号に対する優先権を主張するものであり、この出願の全内容は、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、窒素ベースの有機塩基のフルオロアルキルスルホネート塩の製造方法に関する。
イオン性液体は、１００℃以下の温度で液体であるイオンからなる液体である。非常に低い蒸気圧、高い熱安定性、およびイオン性液体を特徴づける他の液相との調節可能な混和性はそれらを、合成における反応媒体、電気化学プロセスにおける電解質または分離もしくは分析技術における媒体などの、幾つかの用途向けの伝統的な有機液体の代替品として興味深いものにする。
イオン性液体は一般に、不定の鎖長のアルキル置換基を有する有機カチオンと無機もしくは有機アニオンとからなる。最も一般的なカチオンの中に、第四級アンモニウムもしくはホスホニウムイオン、Ｎ，Ｎ’−ジアルキルイミダゾリウム、Ｎ−アルキルピリジニウム、Ｎ，Ｎ’−ジアルキルピロリジニウムおよびグアニジニウムを挙げることができる。一般的なアニオンは、例えばＢＦ４ −、ハロゲン化物（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、ＰＦ６ −、カルボキシレート、アルキルスルホネート、アルキルスルフェート、およびチオシアネートである。
フルオロアルキルスルホネートイオンを含むイオン性液体は公知であり、例えば米国特許出願公開第２００７０１００１８４号明細書（ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ）２００７年５月３日およびＫＵＬＫＡＲＮＩ，Ｐ．Ｓ．，ｅｔ ａｌ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｎｅｗ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ，ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ ａｍｍｏｎｉｕｍ ａｎｄ ｇｕａｎｉｄｉｎｉｕｍ ｃａｔｉｏｎｓ．Ｃｈｅｍ．Ｅｕｒ．Ｊ．．２００７，ｖｏｌ．１３，ｐ．８４７８−８４８８を参照されたい。
フルオロアルキルスルホネート塩はまた、界面活性剤としての用途を見いだす可能性がある。
幾つかの方法が、第四級アンモニウムまたはグアニジウムフルオロアルキルスルホネート塩の製造について記載されている。上に引用された参考文献において、その製造は、典型的には第四級アンモニウムまたはグアニジウムカチオンの塩化物から出発して、アニオン交換を伴う。
トリフルオロメタンスルホネート塩の合成のためのより複雑なルートは、ＫＵＮＫＥＬ、Ｈ．，ｅｔ ａｌ．Ｈｅｘａａｌｋｙｌｇｕａｎｉｄｉｎｉｕｍ ｔｒｉｆｌｕｏｒｍｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ−Ａ ｇｅｎｅｒａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｆｒｏｍ ｔｅｔｒａａｌｋｙｌｕｒｅａｓ ａｎｄ ｔｒｉｆｌｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ，ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｓ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ．Ｅｕｒ．Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．．２００７，ｐ．３４７６−３７５７．，ＩＧＮＡＴ’ＥＶ，Ｎ．，ｅｔ ａｌ．Ａ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｔｒｉｆｌａｔｅ ａｎｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ．２０１２，ｖｏｌ．１７，ｐ．５３１９−５３３８に、および米国特許出願公開第２００７０２６５４５３号明細書（ＭＥＲＫ ＰＡＴＥＮＴ ＧＭＢＨ）２００７年１１月１５日に記載されている。
しかし、これらの方法のどれも、ハロゲン化フルオロアルキルスルホニルと窒素ベースの有機塩基とのワンポット反応による幅広い窒素ベースの有機塩基のフルオロアルキルスルホネート塩の製造を開示していない。
ＢＵＲＤＯＮ，Ｊ．，ｅｔ ａｌ．Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ ｅｓｔｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｌｋｙｌａｔｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ．１９６５，ｖｏｌ．２１，ｐ．１−４は、トリフルオロメタンスルホネートエステルのアルキル化特性に関する。この文献は、ピリジンの存在下でのフッ化トリフルオロメタンスルホニルとアルコールとの反応を開示しており；特に、この文献は、エチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネートを提供するためのピリジンの存在下におけるフッ化トリフルオロメタンスルホニルとエタノールとの反応を開示している。
独国特許第１９６６９３１号明細書（ＢＡＹＥＲ ＡＧ）１９７５年５月２８日は、一般式：
［Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ］ ＋ ［ＲｆＳＯ３］ −
（式中：
− Ｒ１〜Ｒ４は、アルキル、アルケニル、シクロアルキルもしくはアルリールアルキルを表すか、またはＮ原子とそれらは結合して複素環を形成し、
− Ｒｆは、Ｃ１〜Ｃ１２の過フッ素化直鎖または分岐アルキルを表す）
のアンモニウム塩の合成を開示している。これらの塩は、第三級アミン、フッ化過フッ素化スルホニルおよびシランエステルの反応によって製造される。反応は、エーテル、クロロホルムまたはアセトニトリルのような、極性の不活性溶媒の存在下に実施することができる。
米国特許第４１６８２７７号明細書（ＢＡＹＥＲ ＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ）１９７９年９月１８日は、フッ化パーフルオロアルキルスルホニルを、クロロベンゼン、エーテルおよびトルエンのような不活性溶媒媒体中でトリエチルアミンおよびエトキシシランと反応させる工程を含むテトラエチルアンモニウムパーフルオロアルキルスルホネートの合成方法を開示している（２列、５３〜５４行）。実施例は、クロロベンゼンの使用を教示している。
欧州特許出願公開第０７２６２４９ Ａ号明細書（ＨＡＬＤＯＲ ＴＯＰＳＯＥ Ａ／Ｓ）１９９６年８月１４日は、相当するフッ素化スルホン酸とアミンとの塩を提供するための少なくとも１モル当量の水および第三級アミンでのフッ化フッ素化スルホニルの塩基加水分解方法を開示している。
欧州特許出願公開第０３６０９４ Ａ号明細書（ＭＩＮＥＳＯＴＡ ＭＩＮＩＮＧ ＡＮ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＣＯＭＰＡＮＹ）１９９０年４月１１日は、３〜２０個の炭素原子を有する少なくとも１つのフッ化パーフルオロアルキルスルホニル、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシド、および少なくとも１つの第三級アミンを反応させることによって製造されるフッ素系界面活性剤を開示している。反応が溶媒の不在下で起こっていることは実施例に由来する。
ＴＡＫＡＨＡＳＨＩ，Ｋ．，ｅｔ ａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｒｉａｒｙａｌｍｉｎｅ ｍｅｄｉａｔｏｒ ｈａｖｉｎｇ ｉｏｎｉｃ−ｔａｇ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｅｌｅｃｔｒｏｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｉｎ ａｎ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ．２０１２，ｖｏｌ．７７，ｐ．４７−５３は、溶媒としての塩化メチレンの存在下で４−［ビス（４−ブロモフェニル）アミノ］ベンジルアルコール、塩化トリフルオロメタンスルホニルおよびトリエチルアミンまたは１−メチルイミダゾールの反応による
− ４−［ビス（４−ブロモフェニル）アミノ］ベンジルトリエチルアンモニウムのトリフルオロメタンスルホネート塩および：
１−｛４−［ビス（４−ブロモフェニル）アミノ］ベンジル｝−３−メチル−イミダゾリウムのトリフルオロメタンスルホネート塩
の合成方法を開示している。
本発明の目的は、有機塩基のフルオロアルキルスルホネート塩の製造方法であって、前記方法が、ハロゲン化フルオロアルキルスルホニルを、第三級アミン、ピリジン類、アミジン類、グアニジン類、イミダゾール類、ピペリジン類およびピロリジン類からなる群から選択される有機塩基と反応させる工程を含む方法である。
好ましい実施形態によれば、塩基は、第三級アミン、ピリジン類、アミジン類およびグアニジン類から選択される。
別の好ましい実施形態によれば、塩基は、ピリジン類、アミジン類およびグアニジン類から選択される。
より好ましい実施形態によれば、塩基は、アミジン類またはグアニジン類から選択される。
任意のハロゲン化フルオロアルキルスルホニルを本方法に使用することができる。ハロゲン化フルオロアルキルスルホニルは、式（Ｉ）：
ＲｆＳＯ２Ｘ （Ｉ）
（式中、Ｘは、Ｆ、ＣｌおよびＢｒから選択される、好ましくはＸは、ＦおよびＣｌから選択され、より好ましくはＸはＦである）
で表され得る。
式（Ｉ）において、Ｒｆは、任意選択的に置換されたならびに／または鎖中にＯ、ＮおよびＳからなる群から選択されるヘテロ原子を任意選択的に含む、Ｃ１〜Ｃ２５の直鎖、分岐または環状のフッ素化アルカンまたはアルケンからなる群から選択される。
好ましくは、Ｒｆは、任意選択的に置換されたならびに／または鎖中にＯ、ＮおよびＳからなる群から選択されるヘテロ原子を任意選択的に含む、Ｃ１〜Ｃ１６の直鎖、分岐または環状のフッ素化アルキルまたはアルケニルからなる群から選択される。
より好ましくは、Ｒｆは、任意選択的に置換されたならびに／または鎖中にＯ、ＮおよびＳからなる群から選択されるヘテロ原子を任意選択的に含む、Ｃ１〜Ｃ１６の直鎖、分岐または環状のフッ素化アルキルからなる群から選択される。
語句「フルオロアルキル」および「フッ素化」は、完全あるいは部分的のどちらかでフッ素化されている、すなわち、水素原子のすべてまたは一部だけがフッ素原子で置き換わっている化合物を意味するために本明細書では用いられる。好ましくは、語句「フルオロアルキル」および「フッ素化」は、水素原子よりも高い割合のフッ素原子を含有する化合物を意味し、より好ましくはこれらの用語は、水素原子を全く含まない、すなわち、水素原子がすべてフッ素原子で置き換わっている化合物を意味する。しかし、塩基が第三級アミンまたはピリジンである場合、Ｒｆは好ましくは少なくとも１個の水素原子を含有する。
基Ｒｆの注目すべき、非限定的な例は、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、−ＣＦ２ＣＦＨＣｌ、−Ｃ３Ｆ７、−ＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦＨＯＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦＨＯＣＦ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦＨＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、−ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＩ、−ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦＣｌＣＦ２Ｃｌ、−ＣＦ２ＣＦＨＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３である。好ましい一実施形態では、基Ｒｆは、ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦＣｌＣＦ２Ｃｌである。
式ＲｆＳＯ２Ｘのハロゲン化フルオロアルキルスルホニルは、当技術分野で公知であり、確立された手順に従って製造することができる。
ハロゲン化フルオロアルキルスルホニルは、第三級アミン、ピリジン類、アミジン類、グアニジン類、イミダゾール類、ピペリジン類およびピロリジン類からなる群から選択される有機塩基と；好ましくは第三級アミン、ピリジン類、アミジン類およびグアニジン類から選択される有機塩基と；より好ましくはピリジン類、アミジン類およびグアニジン類から選択される有機塩基と；さらにより好ましくはアミジン類およびグアニジン類から選択される有機塩基と反応させられる。
本発明の方法に好適な第三級アミンは、式（ＩＩ）：
ＮＲ１Ｒ２Ｒ３ （ＩＩ）
（式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、互いに独立して、Ｃ１〜Ｃ２５、好ましくはＣ２〜Ｃ２０の、直鎖、分岐または環状の、任意選択的に置換された、アルカンまたはアルケン、およびＣ６〜Ｃ２５の、任意選択的に置換された、アリールまたはヘテロアリールからなる群から選択される）
のものの中で選択される。
好ましくは式（ＩＩ）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、互いに独立して、Ｃ１〜Ｃ１０の直鎖、分岐または環状の、アルカンからなる群から選択される。
好適なピリジン類は、式（ＩＩＩ）：
（式中、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８のそれぞれは独立して、Ｈ、ハロゲン、Ｃ１〜Ｃ２５、好ましくはＣ１〜Ｃ２０の、直鎖、分岐または環状の、任意選択的に置換された、アルカンまたはアルケン、およびＣ６〜Ｃ２５の、任意選択的に置換された、アリールまたはヘテロアリールからなる群から選択される）
のものの中で選択されてもよい。好ましくは、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８のそれぞれは独立して、Ｈ、およびＣ１〜Ｃ２５、好ましくはＣ１〜Ｃ２０の、直鎖、分岐または環状の、任意選択的に置換された、アルカンからなる群から選択される。好適なピリジン類の注目すべき例は、例えば、式中：Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８がすべてＨである；Ｒ４＝Ｒ８＝ＣＨ３およびＲ５＝Ｒ６＝Ｒ７＝Ｈである；Ｒ４＝Ｒ６＝Ｒ８＝ＣＨ３およびＲ５＝Ｒ７＝Ｈである；そしてＲ４＝Ｒ６＝ＣＨ３およびＲ５＝Ｒ７＝Ｒ８＝Ｈである式（ＩＩＩ）に従うものである。
本発明の方法に好適なアミジン類は、式（ＩＶ）：
（式中、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立して、Ｈ，ヘテロ原子を任意選択的に含有する、Ｃ１〜Ｃ２５、好ましくはＣ１〜Ｃ２０の、直鎖、分岐または環状の、任意選択的に置換された、アルカンまたはアルケンであり；式中、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２の最大４つまでは、単結合または二重結合によって対で互いに結合していてもよい）
のアミジン類の中から選択されてもよい。好ましくは、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２がすべて同時にＨであることはない。
最大すべて４つまでの置換基Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２は、単環式、二環式または多環式アミジン類が提供されるように対で結合してもよい。好ましい実施形態では、本方法に使用されるアミジンは、二環式アミジンである。そのようなアミジン類の注目すべき、非限定的な例は、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノナ−５−エン、２，９−ジアザビシクロ［４．３．０］ノナ−１，３，５，７−テトラエン、および６−（ジブチルアミノ）−１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７である。
本発明の方法に好適なグアニジン類は、式（Ｖ）：
（式中、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６およびＲ１７は、互いに独立して、Ｈ、ヘテロ原子を任意選択的に含有する、Ｃ１〜Ｃ２５、好ましくはＣ１〜Ｃ２０の、直鎖、分岐または環状の、任意選択的に置換された、アルカンまたはアルケンからなる群から選択され；式中、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６およびＲ１７の最大４つまでは、単結合または二重結合によって対で互いに結合していてもよい）
のグアニジン類の中で選択されてもよい。好ましくは、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６およびＲ１７は、同時にＨであることはない。しかし、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６およびＲ１７の少なくとも１つはＨであることが好ましい。
好適なグアニジン類の注目すべき、非限定的な例は、１−メチルグアニジン、１−エチルグアニジン、１−シクロヘキシルグアニジン、１−フェニルグアニジン、１，１−ジメチルグアニジン、１，３−ジメチルグアニジン、１，２−ジフェニルグアニジン、１，１，２−トリメチルグアニジン、１，２，３−トリシクロヘキシルグアニジン、１，１，２，２−テトラメチルグアニジン、グアニン、１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］−デカ−５−エン、７−メチル−１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン、７−エチル−１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン、７−ｎ−プロピル−１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン、７−イソプロピル−１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン、７−ｎ−ブチル−１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン、７−シクロヘキシル−１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン、および７−ｎ−オクチル−１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エンである。
本方法は典型的には、液体反応媒体の存在下に液相で実施される。反応媒体は一般に、任意選択的に水の存在下に、非プロトン性の極性有機溶媒の中で選択される。
本方法に好適な非プロトン性有機溶媒は、例えば、ジクロロメタンのような塩素化溶媒；酢酸メチル、酢酸エチルのようなエステル；ジオキサン、テトラヒドロフランのようなエーテル；アセトニトリルのようなニトリルである。
本方法は、０〜１００℃、一般に１５〜８０℃の温度で実施される。いくつかの場合には、本方法を有機溶媒の沸騰温度で実施することが便利であるかもしれない。
本方法の第１実施形態では、式（Ｉ）のハロゲン化フルオロアルキルスルホニルは、アルコールの存在下で有機塩基と反応させられる。
任意のアルコールが、本方法のこの第１実施形態において使用されてもよい。好適なアルコールは典型的には、Ｃ１〜Ｃ２０の直鎖、分岐または環状の、任意選択的に置換された、アルカノール、Ｃ２〜Ｃ２０の直鎖、分岐または環状の、任意選択的に置換された、ジオール、Ｃ６〜Ｃ２０の芳香族またはヘテロ芳香族の、任意選択的に置換された、アルコールの群から選択される。
好適なアルコールの非限定的な例は、例えばメタノール、エタノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコールである。
本方法のこの第１実施形態は、第三級アミン、ピリジン類およびアミジン類からなる群から選択される有機塩基のフルオロアルキルスルホネート塩の製造に特に好適である。
本方法のこの第１実施形態によれば、アルコールが式Ｒ’ＯＨで一般に特定される場合、式（ＶＩ）、（ＶＩＩ）および（ＶＩＩＩ）のフルオロアルキルスルホネートがそれぞれ、次の反応スキーム：
（式中、Ｒｆ、Ｒ１〜Ｒ１２のそれぞれは、上に定義された通りであり、Ｒ’は、追加の−ＯＨ基を任意選択的に含有するＣ１〜Ｃ２０の直鎖、分岐または環状の、任意選択的に置換された、アルキル、およびＣ６〜Ｃ２０の任意選択的に置換されたアリールまたはヘテロアリールからなる群から選択される）
に従って、式（ＩＩ）のアミン、式（ＩＩＩ）のピリジン類および式（ＩＶ）のアミジン類から本発明の方法で得られる。
典型的には、ハロゲン化フルオロアルキルスルホニル対有機塩基の比は、少なくとも１：２、好ましくは１：２〜１：３である。
アルコールは一般に、有機塩基に対して少なくとも１：１モル比で反応混合物中に存在する。
本方法の第２実施形態では、式（Ｉ）のハロゲン化フルオロアルキルスルホニルは、塩基性条件下で水の存在下に有機塩基と反応させられる。この第２実施形態による方法は、次の反応スキーム：
（ここで、式（ＩＸ）においてＲｆおよびＲ１３〜Ｒ１７のそれぞれは、上に定義された通りである）
に従ってグアニジニウムフルオロアルキルスルホネートの製造に特に好適であることが分かった。
本方法の第２実施形態では、ハロゲン化フルオロアルキルスルホニル対有機塩基の比は一般に、１：１〜１：２、好ましくは約１：１である。
反応は、塩基性条件下で、すなわち、７よりも大きい、典型的には少なくとも８のｐＨで実施される。
本発明の方法の実施形態のいずれか一つに従って得られるフルオロアルキルスルホネート塩は、一般的な分離および精製技術に従って反応混合物から回収され得る。
本発明のさらなる実施形態は、式ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦＣｌＣＦ２Ｃｌのフルオロアルキルスルホニル基Ｒｆを含む第三級アミン、ピリジン類、アミジン類、グアニジン類、イミダゾール類、ピペリジン類およびピロリジン類からなる群から選択される有機塩基のフルオロアルキルスルホネート塩で表される。好ましくは、塩は、式中、ＲｆがＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦＣｌＣＦ２Ｃｌである、上に定義されたような式（ＶＩ）〜（ＩＸ）から、好ましくは式（ＶＩＩ）〜（ＩＸ）から、より好ましくは式（ＶＩＩＩ）および（ＩＸ）から選択される。これらの塩は、電着プロセスにおよび金属の電着用の組成物の製造に特に有用である。
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。
本発明は、以下の実施例に関連してこれからより詳細に説明されるが、実施例の目的は、例示的なものであるにすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
ＮＭＲスペクトルは、１９Ｆについては２８２．１８０ＭＨｚ、１Ｈについては２９９．３１６ＭＨｚで動作するＶａｒｉａｎ Ｍｅｒｃｕｒｙ ３００スペクトロメーターで記録した。化合物の１９Ｆ ＮＭＲおよび１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、室温でＤＭＳＯおよびＣＤＣｌ３中で記録し、スペクトルは、１，３−ヘキサフルオロキシレン（ＨＦＭＸ −６３．４９ｐｐｍ）およびＴＭＳを基準とした。
転移温度（融解温度及びガラス転移温度）は、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−０８の手順に従って２０℃／分の加熱速度でＤＳＣによって測定した。
減量測定は、方法ＡＳＴＭ Ｅ １１３１に従ってＰｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ製のＴＧＡ ＰＹＲＩＳ １装置を用いて実施した。１０ｍｇのポリマーの試料を、２３℃から７５０℃まで１０℃／分の速度で空気中で一定加熱にかけた。１％減量が測定される温度を示す。
実施例１、２、および３−メチル−トリエチルアンモニウム（１）、テトラブチルアンモニウム（２）およびジメチル−ジベンジルアンモニウム（３）２−（パーフルオロエトキシ）パーフルオルエタンスルホネートの合成
温度計および攪拌を備えた３つ口丸底フラスコに、ＣＨ２Ｃｌ２（６０ｍＬ）およびＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＳＯ２Ｆ（１０ｇ）を添加した。混合物の温度を０℃にした。トリエチルアミン（８．７６ｍＬ）を添加し、混合物を３０分間０℃で攪拌させた。メタノール（２．０１ｇ）を滴加した。混合物の温度を室温に戻らせた。２時間後に反応は完了した。液相を、真空下に蒸発によって除去した。白色固体を、ＣＨ２Ｃｌ２（５０ｍＬ）に再溶解させ、水性ＮａＯＨ溶液（７０ｍＬ）で抽出した。有機相を水相から分離した。水相をＮａ２ＳＯ４で処理し、生成物を、真空下での蒸発によって回収した。メチル−トリエチルアンモニウム２−（パーフルオロエトキシ）パーフルオルエタンスルホネート（実施例１、１１．７ｇ）を８７％収率で白色固体として単離した（融点 １５４℃；１％減量：３１２℃）。
１９Ｆ ＮＭＲ（ＨＦＭＸ基準）：−８４．１ｐｐｍ（ｍ；２Ｆ；−ＯＣＦ ２ＣＦ２−）；−８８．２ｐｐｍ（ｓ；３Ｆ；−ＣＦ ３）；−９０．１ｐｐｍ（ｍ；２Ｆ；ＣＦ３ＣＦ ２Ｏ−）；−１２０．１ｐｐｍ（ｓ；２Ｆ；−ＣＦ ２ＳＯ３ −）．１Ｈ ＮＭＲ（ＴＭＳ基準）：＋３．２６ｐｐｍ（ｑ；６Ｈ；−ＮＣＨ ２ＣＨ３）；＋２．８８ｐｐｍ（ｓ；３Ｈ；ＣＨ ３−Ｎ−）；＋１．２２ｐｐｍ（ｍ；９Ｈ；−ＮＣＨ２ＣＨ ３）．
同様な手順に従って、テトラブチルアンモニウム２−（パーフルオロエトキシ）パーフルオルエタンスルホネート（実施例２、融点 −４５．７℃；１％減量：２９１℃）は、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＳＯ２Ｆ（３０ｇ）、ｎ−ブタノール（１３．９８ｇ）およびトリ（ｎ−ブチル）アミン（３４．９７ｇ）から５９％収率で得られた。
１９Ｆ ＮＭＲ（ＨＦＭＸ基準）：−８４．１ｐｐｍ（ｍ；２Ｆ；−ＯＣＦ ２ＣＦ２−）；−８８．２ｐｐｍ（ｓ；３Ｆ；−ＣＦ ３）；−９０．１ｐｐｍ（ｍ；２Ｆ；ＣＦ３ＣＦ ２Ｏ−）；−１２０．１ｐｐｍ（ｓ；２Ｆ；−ＣＦ ２ＳＯ３ −）．１Ｈ ＮＭＲ（ＴＭＳ基準）：＋３．１４ｐｐｍ（ｍ；８Ｈ；ＮＣＨ ２−）；＋１．５５ｐｐｍ（ｍ；８Ｈ；ＮＣＨ２ＣＨ ２−）；＋１．２８ｐｐｍ（ｍ；８Ｈ；−ＣＨ ２ＣＨ３）；＋０．９０ｐｐｍ（ｔ；１２Ｈ；−ＣＨ２ＣＨ ３）．
ジメチル−ジベンジルアンモニウム２−（パーフルオロエトキシ）パーフルオルエタンスルホネート（実施例３、融点 ６２．３℃；１％減量：２８９℃）は、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＳＯ２Ｆ（２５ｇ）、ベンジルアルコール（１７．００ｇ）およびジメチル−ベンジルアミン（２１．２６ｇ）から８５％収率で得られ、同様な手順に従って得られ、生成物の単離は、未反応アルコールおよびアミンの分離のためのｎ−ヘキサンでの処理をさらに含んだ。
１９Ｆ ＮＭＲ（ＨＦＭＸ基準）：−８４．１ｐｐｍ（ｍ；２Ｆ；−ＯＣＦ ２ＣＦ２−）；−８８．２ｐｐｍ（ｓ；３Ｆ；−ＣＦ ３）；−９０．１ｐｐｍ（ｍ；２Ｆ；ＣＦ３ＣＦ ２Ｏ−）；−１２０．１ｐｐｍ（ｓ；２Ｆ；−ＣＦ ２ＳＯ３ −）．１Ｈ ＮＭＲ（ＴＭＳ基準）：＋７．５５ｐｐｍ（ｍ；１０Ｈ；Ｐｈ−）；＋４．５８ｐｐｍ（ｓ；４Ｈ；−ＮＣＨ ２Ｐｈ）；＋２．８４ｐｐｍ（ｓ；６Ｈ；−ＮＣＨ ３）．
実施例４−Ｎ−メチル−２，４，６−トリメチル−ピリジニウム２−（パーフルオロエトキシ）パーフルオルエタンスルホネートの合成
実施例１について記載されたものと同様な手順に従って、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＳＯ２Ｆ（２０ｇ）を、室温でＣＨ２Ｃｌ２（８０ｍＬ）中メタノール（４．０３ｇ）の存在下で２，４，６−トリメチルピリジン（１５．２４ｇ）と反応させた。Ｎ−メチル−２，４，６−トリメチル−ピリジニウム２−（パーフルオロエトキシ）パーフルオルエタンスルホネート（融点 ８３．２℃、１％減量：３２３℃）が、８７％収率で白色固体として単離された。
１９Ｆ ＮＭＲ（ＨＦＭＸ基準）：−８４．１ｐｐｍ（ｍ；２Ｆ；−ＯＣＦ ２ＣＦ２−）；−８８．２ｐｐｍ（ｓ；３Ｆ；−ＣＦ ３）；−９０．１ｐｐｍ（ｍ；２Ｆ；ＣＦ３ＣＦ ２Ｏ−）；−１２０．１ｐｐｍ（ｓ；２Ｆ；−ＣＦ ２ＳＯ３ −）．１Ｈ ＮＭＲ（ＴＭＳ基準）：＋７．７０ｐｐｍ（ｓ；２Ｈ；メタ−Ｈ）；＋３．９６ｐｐｍ（ｓ；３Ｈ；ＮＣＨ ３）；＋２．７２ｐｐｍ（ｓ；６Ｈ；オルト−ＣＨ ３）；＋２．４７ｐｐｍ（ｓ；３Ｈ；パラ−ＣＨ ３）．
実施例５−Ｎ−メチル−１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エニウム２−（パーフルオロエトキシ）パーフルオルエタンスルホネートの合成
実施例１について記載されたものと同様な手順に従って、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＳＯ２Ｆ（２７ｇ）を、室温においてＣＨ２Ｃｌ２中メタノール（５．４４ｇ）の存在下で１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン（１６．８０ｇ）と反応させた。Ｎ−メチル−１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エニウム２−（パーフルオロエトキシ）パーフルオルエタンスルホネートと１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エニウム２−（パーフルオロエトキシ）パーフルオルエタンスルホネートとの混合物（混合物の融点 −６０℃）が７２．８％収率で黄色オイルとして単離された。
実施例６および７−１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］−デカ−５−エニウム２−（１，２−ジクロロ−１，１，２−トリフルオロエトキシ）パーフルオルエタンスルホネート（６）のおよびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルグアニジニウム２−（１，２−ジクロロ−１，１，２−トリフルオロエトキシ）パーフルオルエタンスルホネート（７）の合成
ＣＨ２Ｃｌ２（３０５ｇ）および１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］−デカ−５−エン（５５．５５ｇ）を含有する温度計および攪拌を備えた３つ口丸底フラスコに、水中におけるＫ２ＣＯ３の溶液（４Ｍ）を添加し、引き続きＣＦ２ＣｌＣＦＣｌＯＣＦ２ＣＦ２ＳＯ２Ｆ（１４０．０５ｇ）を滴加した。混合物の温度を室温に保った。２時間後に反応は完了した。二相系が得られた。有機相を水相から分離し、水で洗浄し、ＭｇＳＯ４で処理し、いかなる固体も濾別した。生成物を、８４％収率で真空下での蒸発によって回収した。（融点 ６７℃；１％減量：３０４℃）。
１９Ｆ ＮＭＲ（ＨＦＭＸ基準）：−７０．９ｐｐｍ（ｄ；２Ｆ；ＣｌＣＦ ２−）；−７６．５ｐｐｍ（ｍ；１Ｆ；−ＣＦＣｌＯ−）；−８３．３ｐｐｍ（ｍ；２Ｆ；−ＯＣＦ ２ＣＦ２−）；−１１８．５ｐｐｍ（ｓ；２Ｆ；−ＣＦ ２ＳＯ３ −）．１Ｈ ＮＭＲ（ＴＭＳ基準）：＋３．３０ｐｐｍ（ｍ；８Ｈ；−ＮＣＨ ２−）；＋２．００ｐｐｍ（ｍ；４Ｈ；−ＣＨ ２−）．
同様な手順に従って、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルグアニジニウム２−（パーフルオロエトキシ）パーフルオルエタンスルホネート（実施例７、融点 ７１℃；ＴＧＡ ２５９℃）が、ＣＦ２ＣｌＣＦＣｌＯＣＦ２ＣＦ２ＳＯ２Ｆ（１２１．９０ｇ）およびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルグアニジン（４０．００ｇ）から９８％収率で得られた。
１９Ｆ ＮＭＲ（ＨＦＭＸ基準）：−７０．９ｐｐｍ（ｄ；２Ｆ；ＣｌＣＦ ２−）；−７６．５ｐｐｍ（ｍ；１Ｆ；−ＣＦＣｌＯ−）；−８３．３ｐｐｍ（ｍ；２Ｆ；−ＯＣＦ ２ＣＦ２−）；−１１８．５ｐｐｍ（ｓ；２Ｆ；−ＣＦ ２ＳＯ３ −）．１Ｈ ＮＭＲ（ＴＭＳ基準）：＋２．９５ｐｐｍ（ｓ；１２Ｈ；ＣＨ ３Ｎ−）．
本発明の方法はしたがって、高い収率および純度での窒素含有有機塩基のフルオロアルキルスルホネート塩の簡単な、かつ、便利なワンポット合成を提供する。

Claims (9)

  1. 有機塩基のフルオロアルキルスルホネート塩の調製方法であって、前記方法が、ハロゲン化フルオロアルキルスルホニルを、アミジン類及びグアニジン類からなる群から選択される有機塩基と反応させる工程を含む、方法。
  2. ハロゲン化フルオロアルキルスルホニルが、式（Ｉ）ＲｆＳＯ２Ｘ（式中、Ｘは、Ｆ、ＣｌおよびＢｒから選択され；Ｒｆは、任意選択的に置換されたならびに／または鎖中にＯ、ＮおよびＳからなる群から選択されるヘテロ原子を任意選択的に含む、Ｃ１〜Ｃ２５の直鎖、分岐または環状のフッ素化アルキルまたはアルケニルからなる群から選択される）のフルオロアルキルスルホネートからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
  3. 有機塩基が、式（ＩＶ）：

    （式中、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立して、Ｈ、ヘテロ原子を任意選択的に含有する、Ｃ１〜Ｃ２５の、直鎖、分岐または環状の、任意選択的に置換された、アルカンまたはアルケンからなる群から選択される）
    のものの中で選択されるアミジン類；ならびに式（Ｖ）：

    （式中、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６およびＲ１７は、互いに独立して、Ｈ、ヘテロ原子を任意選択的に含有する、Ｃ１〜Ｃ２５の、直鎖、分岐または環状の、任意選択的に置換された、アルカンまたはアルケンからなる群から選択され；式中、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６およびＲ１７の最大４つまでは、単結合または二重結合によって対で互いに結合していてもよい）
    のものの中で選択されるグアニジン類からなる群から選択される、請求項１または２に記載の方法。
  4. ハロゲン化フルオロアルキルスルホニルが、炭素に結合したヒドロキシ基を有する有機化合物の存在下で有機塩基と反応させられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 有機塩基が、アミジン類である請求項４に記載の方法。
  6. 式（ＶＩＩＩ）のフルオロアルキルスルホネート：

    （式中、Ｒｆ、Ｒ９〜Ｒ１２のそれぞれは、請求項２および３に定義された通りであり、Ｒ’は、追加の−ＯＨ基を任意選択的に含有するＣ１〜Ｃ２０の直鎖、分岐または環状の、任意選択的に置換された、アルキル、およびＣ６〜Ｃ２０の任意選択的に置換されたアリールまたはヘテロアリールからなる群から選択される）
    が、式（Ｉ）のフルオロアルキルスルホネートを式（ＩＶ）のアミジン類、ならびに式Ｒ’ＯＨの炭素に結合したヒドロキシ基を有する有機化合物と反応させることによって製造される、請求項４または５に記載の方法。
  7. ハロゲン化フルオロアルキルスルホニルが、塩基性条件下、水の存在下で有機塩基と反応させられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  8. 有機塩基がグアニジンである、請求項７に記載の方法。
  9. 式（ＩＸ）：

    （式中、Ｒｆ、Ｒ１３〜Ｒ１７のそれぞれは、請求項２および３に定義された通りである）
    のグアニジニウムフルオロアルキルスルホネートが得られる、請求項７または８に記載の方法。
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