JP7181486B1 - Method for producing monofluoroalkane - Google Patents
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Abstract
【課題】工業的に安価に、モノフルオロアルカンを高収率且つ高選択率で得ることができる方法を提供する。【解決手段】モノフルオロアルカンの製造方法であって、アルカリ金属フッ化物及びアルカリ土類金属フッ化物からなる群より選択される少なくとも1種のフッ化物と、下記一般式(1):TIFF0007181486000007.tif26132(式中、Rは同一又は異なって、炭素数1~10のアルキル基を示し、XはCl、Br又はIを示す。)で表わされるテトラアルキルアンモニウム塩とを反応させて、前記モノフルオロアルカンを得る工程を備える、製造方法。【選択図】なしKind Code: A1 A method is provided for industrially inexpensively obtaining a monofluoroalkane with high yield and high selectivity. A method for producing a monofluoroalkane comprises at least one fluoride selected from the group consisting of alkali metal fluorides and alkaline earth metal fluorides, and the following general formula (1): TIFF0007181486000007.tif26132 (Wherein, R is the same or different and represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and X represents Cl, Br or I.). A manufacturing method comprising the step of obtaining [Selection figure] None
Description
本開示は、モノフルオロアルカンの製造方法に関する。 The present disclosure relates to methods for producing monofluoroalkanes.
CH3F等のモノフルオロアルカンを製造する方法として、テトラブチルアンモニウムシアニド(TBACN)とヘキサフルオロベンゼンからテトラブチルアンミニウムを調製し、ヨウ化メチルを反応させる方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。 As a method for producing a monofluoroalkane such as CH 3 F, a method of preparing tetrabutylammonium from tetrabutylammonium cyanide (TBACN) and hexafluorobenzene and reacting it with methyl iodide is known (for example, See Non-Patent Document 1).
本開示は、工業的に安価に、モノフルオロアルカンを高収率且つ高選択率で得ることができる方法を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a method capable of obtaining a monofluoroalkane at high yield and high selectivity at low industrial cost.
本開示は、以下の構成を包含する。 The present disclosure includes the following configurations.
項1.モノフルオロアルカンの製造方法であって、
アルカリ金属フッ化物及びアルカリ土類金属フッ化物からなる群より選択される少なくとも1種のフッ化物と、
下記一般式(1):
Section 1. A method for producing a monofluoroalkane, comprising:
at least one fluoride selected from the group consisting of alkali metal fluorides and alkaline earth metal fluorides;
The following general formula (1):
(式中、Rは同一又は異なって、炭素数1~10のアルキル基を示し、XはCl、Br又はIを示す。)
で表わされるテトラアルキルアンモニウム塩とを反応させて、前記モノフルオロアルカンを得る工程
を備える、製造方法。
(Wherein, R is the same or different and represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and X represents Cl, Br or I.)
A production method comprising a step of obtaining the monofluoroalkane by reacting with a tetraalkylammonium salt represented by.
項2.前記Rは同一又は異なって、炭素数1~4のアルキル基である、項1に記載の製造方法。 Section 2. Item 1. The production method according to item 1, wherein the Rs are the same or different and are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms.
項3.前記工程における反応温度は、50~250℃である、項1又は2に記載の製造方法。 Item 3. Item 3. The production method according to Item 1 or 2, wherein the reaction temperature in the step is 50 to 250°C.
項4.前記工程における前記テトラアルキルアンモニウム塩と、前記フッ化物とのモル比は、1:0.1~1:10である、項1~3のいずれかに記載の製造方法。 Section 4. Item 4. The production method according to any one of Items 1 to 3, wherein the molar ratio of the tetraalkylammonium salt and the fluoride in the step is 1:0.1 to 1:10.
項5.前記工程は、含窒素化合物を含む溶媒中で行われる、項1~4のいずれかに記載の製造方法。 Item 5. Item 5. The production method according to any one of Items 1 to 4, wherein the step is performed in a solvent containing a nitrogen-containing compound.
項6.前記溶媒は、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、1,3-ジメチル―2-イミダゾリジノン、N,N-ジメチルプロピレン尿素、及びピリジンからなる群より選択される少なくとも1種を含む、項5に記載の製造方法。 Item 6. The solvent is selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N,N-dimethylpropyleneurea, and pyridine. Item 6. The manufacturing method according to Item 5, comprising at least one of
項7.下記一般式(2):
RF (2)
(式中、Rは炭素数1~10のアルキル基を示す。)
で表わされるモノフルオロアルカン、及び、
炭素数1~10のアルケンを含有する、組成物。
Item 7. The following general formula (2):
RF (2)
(Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
A monofluoroalkane represented by, and
A composition containing an alkene having 1 to 10 carbon atoms.
項8.前記モノフルオロアルカンの含有量は、前記モノフルオロアルカン及び前記アルケンのモル数の合計を100モル%として、90モル%以上である、項7に記載の組成物。 Item 8. Item 8. The composition according to item 7, wherein the content of the monofluoroalkane is 90 mol% or more when the total number of moles of the monofluoroalkane and the alkene is 100 mol%.
項9.クリーニングガス、エッチングガス、合成原料、又は合成中間体として用いられる、項7又は8に記載の組成物。 Item 9. Item 9. The composition according to item 7 or 8, which is used as a cleaning gas, an etching gas, a synthetic raw material, or a synthetic intermediate.
本開示によれば、工業的に安価に、モノフルオロアルカンを高収率且つ高選択率で得ることができる。 According to the present disclosure, a monofluoroalkane can be obtained industrially at low cost with high yield and high selectivity.
本明細書において、「含有」は、「含む(comprise)」、「実質的にのみからなる(consist essentially of)」、及び「のみからなる(consist of)」のいずれも包含する概念である。また、本明細書において、数値範囲を「A~B」で示す場合、A以上B以下を意味する。 As used herein, "contain" is a concept that includes both "comprise," "consist essentially of," and "consist of." Further, in this specification, when a numerical range is indicated by "A to B", it means from A to B.
本開示において、「選択率」とは、反応後のガスにおける原料化合物以外の化合物の合計モル量に対する、当該反応後のガスに含まれる目的化合物の合計モル量の割合(モル%)を意味する。 In the present disclosure, "selectivity" means the ratio (mol%) of the total molar amount of the target compound contained in the gas after the reaction to the total molar amount of compounds other than the raw material compounds in the gas after the reaction. .
本開示において、「転化率」とは、反応器に供給される原料化合物のモル量に対する、反応後のガスに含まれる原料化合物以外の化合物の合計モル量の割合(モル%)を意味する。 In the present disclosure, the “conversion rate” means the ratio (mol%) of the total molar amount of compounds other than the raw material compound contained in the gas after the reaction to the molar amount of the raw material compound supplied to the reactor.
本開示において、「収率」とは、反応器に供給される原料化合物のモル量に対する、反応後のガスに含まれる目的化合物の合計モル量の割合(モル%)を意味する。 In the present disclosure, "yield" means the ratio (mol%) of the total molar amount of the target compound contained in the gas after the reaction to the molar amount of the raw material compound supplied to the reactor.
1.モノフルオロアルカンの製造方法
本開示のモノフルオロアルカンの製造方法は、アルカリ金属フッ化物及びアルカリ土類金属フッ化物からなる群より選択される少なくとも1種のフッ化物と、
下記一般式(1):
1. Method for Producing Monofluoroalkane The method for producing monofluoroalkane of the present disclosure includes at least one fluoride selected from the group consisting of alkali metal fluorides and alkaline earth metal fluorides;
The following general formula (1):
(式中、Rは同一又は異なって、炭素数1~10のアルキル基を示し、XはCl、Br又はIを示す。)
で表わされるテトラアルキルアンモニウム塩とを反応させて、前記モノフルオロアルカンを得る工程を備える。
(Wherein, R is the same or different and represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and X represents Cl, Br or I.)
and a tetraalkylammonium salt represented by to obtain the monofluoroalkane.
従来は、例えば、CH3Fであるモノフルオロアルカンを製造する方法として、テトラブチルアンモニウムシアニド(TBACN)とヘキサフルオロベンゼンからテトラブチルアンミニウムを調製し、ヨウ化メチルを反応させる方法が採用されていた。この方法は、系内でTBAFを調製するために時間がかかり、TBACN、ヘキサフルオロベンゼン、及びヘキサシアノベンゼンが廃棄物として生成するため工業向きではなく、新たにモノフルオロアルカンを高収率且つ高選択率で得ることができる方法が望まれている。 Conventionally, for example, as a method of producing a monofluoroalkane that is CH 3 F, a method of preparing tetrabutylammonium from tetrabutylammonium cyanide (TBACN) and hexafluorobenzene and reacting it with methyl iodide has been adopted. was This method is not suitable for industrial use because it takes time to prepare TBAF in-situ and TBACN, hexafluorobenzene, and hexacyanobenzene are generated as waste products, and new monofluoroalkanes are obtained with high yield and high selectivity. A method is desired that can be obtained at a rate.
本開示によれば、上記のように、アルカリ金属フッ化物及びアルカリ土類金属フッ化物からなる群より選択される少なくとも1種のフッ化物と、特定のテトラアルキルアンモニウム塩とを反応させることで、工業的に安価に、モノフルオロアルカンを高転化率且つ高選択率で得ることができる。 According to the present disclosure, as described above, by reacting at least one fluoride selected from the group consisting of alkali metal fluorides and alkaline earth metal fluorides with a specific tetraalkylammonium salt, A monofluoroalkane can be obtained industrially at low cost with high conversion and high selectivity.
(1-1)テトラアルキルアンモニウム塩
本開示の製造方法において使用できる原料化合物としてのテトラアルキルアンモニウム塩は、下記一般式(1)
(1-1) Tetraalkylammonium salt A tetraalkylammonium salt as a raw material compound that can be used in the production method of the present disclosure has the following general formula (1).
(式中、Rは同一又は異なって、炭素数1~10のアルキル基を示し、XはCl、Br又はIを示す。)で表わされるテトラアルキルアンモニウム塩である。 (wherein R is the same or different and represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and X represents Cl, Br or I).
上記Rは、同一又は異なって、炭素数1~10のアルキル基である。工業的により安価に、モノフルオロアルカンをより高転化率且つ高選択率で得ることができる観点から、Rの炭素数は、1~8が好ましく、2~6がより好ましく、3~4が更に好ましい。 The above Rs are the same or different and are alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms. From the viewpoint of being able to obtain a monofluoroalkane at a higher conversion rate and a higher selectivity at a higher industrial cost, the number of carbon atoms in R is preferably 1 to 8, more preferably 2 to 6, and further 3 to 4. preferable.
一般式(1)において、Rで示されるアルキル基としては、例えば、メチル基;エチル基;n-プロピル基、i-プロピル基等のプロピル基;n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基等のブチル基;n-ペンチル基、i-ペンチル基、sec-ペンチル基、t-ペンチル基、ネオペンチル基等のペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、工業的により安価に、モノフルオロアルカンをより高転化率且つ高選択率で得ることができる観点から、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。 In general formula (1), the alkyl group represented by R includes, for example, methyl group; ethyl group; propyl group such as n-propyl group and i-propyl group; n-butyl group, i-butyl group, sec- butyl groups such as butyl group and t-butyl group; pentyl groups such as n-pentyl group, i-pentyl group, sec-pentyl group, t-pentyl group and neopentyl group; Among these, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an n-butyl group are preferable from the viewpoint of being able to obtain a monofluoroalkane at a higher conversion rate and a higher selectivity at a lower industrial cost, and a methyl group. , an ethyl group is more preferred.
一般式(1)において、Xは、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子である。これらの中でも、工業的により安価に、モノフルオロアルカンをより高転化率且つ高選択率で得ることができる観点から、塩素原子、臭素原子が好ましい。 In general formula (1), X is a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom. Among these, a chlorine atom and a bromine atom are preferable from the viewpoint that a monofluoroalkane can be obtained industrially at a lower cost with a higher conversion rate and a higher selectivity.
原料化合物であるテトラアルキルアンモニウム塩としては、工業的により安価に、モノフルオロアルカンをより高転化率且つ高選択率で得ることができる観点から、Rは炭素数1~4のアルキル基であり、且つ、Xは、塩素原子又は臭素原子であるテトラアルキルアンモニウム塩が好ましい。 As a tetraalkylammonium salt as a raw material compound, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, from the viewpoint of being able to obtain a monofluoroalkane at a lower industrial cost with a higher conversion rate and a higher selectivity, Moreover, X is preferably a tetraalkylammonium salt that is a chlorine atom or a bromine atom.
上記のような条件を満たす原料化合物としてのテトラアルキルアンモニウム塩としては、具体的には、 Specifically, the tetraalkylammonium salt as the raw material compound that satisfies the above conditions is as follows.
(1-2)フッ化物
本開示におけるモノフルオロアルカンを得る工程は、アルカリ金属フッ化物及びアルカリ土類金属フッ化物からなる群より選択される少なくとも1種のフッ化物と、上記テトラアルキルアンモニウム塩とを反応させる。上記フッ化物は、フッ素源として機能し、モノフルオロアルカンを特に、高い転化率、収率及び選択率で製造することができる。
(1-2) Fluoride The step of obtaining a monofluoroalkane in the present disclosure includes at least one fluoride selected from the group consisting of alkali metal fluorides and alkaline earth metal fluorides, and the tetraalkylammonium salt. to react. The above fluorides function as fluorine sources and can produce monofluoroalkanes with particularly high conversions, yields and selectivities.
アルカリ金属フッ化物としては、特に制限されるわけではないが、モノフルオロアルカンを特に、高い転化率、収率及び選択率で製造することができる観点において、第4~第7周期のアルカリ金属のフッ化物が好ましく、例えば、フッ化カリウム(KF)、フッ化セシウム(CsF)等がより好ましい。 Alkali metal fluorides are not particularly limited, but from the viewpoint that monofluoroalkanes can be produced with particularly high conversion, yield and selectivity, 4th to 7th period alkali metals Fluorides are preferred, and potassium fluoride (KF), cesium fluoride (CsF) and the like are more preferred.
アルカリ土類金属フッ化物としては、特に制限されるわけではないが、モノフルオロアルカンを特に、高い転化率、収率及び選択率で製造することができる観点において、第4~第7周期のアルカリ土類金属のフッ化物が好ましく、例えば、フッ化カルシウム(CaF2)、フッ化マグネシウム(MgF2)等がより好ましい。 Alkaline earth metal fluorides are not particularly limited, but from the viewpoint that monofluoroalkanes can be produced with particularly high conversion, yield and selectivity, 4th to 7th period alkalis Fluorides of earth metals are preferred, and calcium fluoride (CaF 2 ), magnesium fluoride (MgF 2 ) and the like are more preferred.
上記フッ化物は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 The above fluorides can be used alone or in combination of two or more.
(1-3)テトラアルキルアンモニウム塩とフッ化物とのモル比
上記工程におけるテトラアルキルアンモニウム塩とフッ化物とのモル比は、1:0.1~1:10が好ましく、1:0.5~1:5がより好ましい。モル比が上記範囲であることにより、モノフルオロアルカンの収率及び選択率がより向上する。
(1-3) Molar ratio between tetraalkylammonium salt and fluoride The molar ratio between tetraalkylammonium salt and fluoride in the above step is preferably 1:0.1 to 1:10, more preferably 1:0.5 to 1:0.5. 1:5 is more preferred. When the molar ratio is within the above range, the yield and selectivity of monofluoroalkane are further improved.
(1-4)溶媒
本開示における工程は、溶媒中でテトラアルキルアンモニウム塩と、フッ化物とを反応させる工程であることが好ましい。溶媒中でテトラアルキルアンモニウム塩と、フッ化物とを反応させることにより、モノフルオロアルカンの収率及び選択率がより向上する。
(1-4) Solvent The step in the present disclosure is preferably a step of reacting a tetraalkylammonium salt with a fluoride in a solvent. By reacting the tetraalkylammonium salt and the fluoride in a solvent, the yield and selectivity of the monofluoroalkane are further improved.
溶媒としては特に限定されず、例えば、含窒素化合物を含む溶媒が挙げられる。このような含窒素化合物としては、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N,N-ジメチルプロピレン尿素、ピリジン等が挙げられ、これらの中でも、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、ピリジンが好ましく、N‐メチルピロリドンがより好ましい。これらの含窒素化合物は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 The solvent is not particularly limited, and examples thereof include solvents containing nitrogen-containing compounds. Examples of such nitrogen-containing compounds include N-methylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N,N-dimethylpropyleneurea, pyridine and the like. Among these, N-methylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide and pyridine are preferred, and N-methylpyrrolidone is more preferred. These nitrogen-containing compounds can be used alone or in combination of two or more.
溶媒中のテトラアルキルアンモニウム塩の濃度は特に限定されず、モノフルオロアルカンを特に、高い転化率、収率及び選択率で製造することができる観点から、0.01~10mol/Lが好ましく、0.05~5mol/Lがより好ましい。 The concentration of the tetraalkylammonium salt in the solvent is not particularly limited, and is preferably 0.01 to 10 mol/L from the viewpoint that the monofluoroalkane can be produced with particularly high conversion, yield and selectivity. 0.05 to 5 mol/L is more preferred.
溶媒中のフッ化物の濃度は特に限定されず、モノフルオロアルカンを特に、高い転化率、収率及び選択率で製造することができる観点から、0.01~10mol/Lが好ましく、0.05~5mol/Lがより好ましい。 The concentration of fluoride in the solvent is not particularly limited, and is preferably 0.01 to 10 mol/L, preferably 0.05, from the viewpoint that monofluoroalkane can be produced with particularly high conversion, yield and selectivity. ~5 mol/L is more preferred.
(1-5)反応温度
本開示における、フッ化物と、上記一般式(1)で表わされるテトラアルキルアンモニウム塩とを反応させてモノフルオロアルカンを得る工程では、反応温度は、モノフルオロアルカンを特に、高い転化率、収率及び選択率で製造することができる観点から、通常50~300℃が好ましく、50~250℃がより好ましく、80~220℃がさらに好ましい。
(1-5) Reaction temperature In the step of obtaining a monofluoroalkane by reacting a fluoride with a tetraalkylammonium salt represented by the general formula (1) in the present disclosure, the reaction temperature is 50 to 300°C is preferred, 50 to 250°C is more preferred, and 80 to 220°C is even more preferred, from the viewpoint of being able to produce with high conversion, yield and selectivity.
(1-6)反応時間
本開示における工程が、溶媒中でテトラアルキルアンモニウム塩と、フッ化物とを反応させる工程である場合、反応時間は、反応の転化率が特に高く、モノフルオロアルカンをより高収率及び高選択率に得ることができる観点から、0.1hr~48hrが好ましく、1hr~24hrがより好ましい。
(1-6) Reaction time When the step in the present disclosure is a step of reacting a tetraalkylammonium salt and a fluoride in a solvent, the reaction time is such that the conversion rate of the reaction is particularly high, and the monofluoroalkane is more 0.1 hr to 48 hr is preferable, and 1 hr to 24 hr is more preferable from the viewpoint of obtaining high yield and high selectivity.
(1-7)反応圧力
本開示における上記工程での反応圧力は、モノフルオロアルカンを特に、高い転化率、収率及び選択率で製造することができる観点から、-0.05~2MPaが好ましく、-0.01~1MPaがより好ましく、常圧~0.5MPaがさらに好ましい。なお、本開示において、圧力については特に表記が無い場合はゲージ圧とする。
(1-7) Reaction pressure The reaction pressure in the above steps in the present disclosure is preferably -0.05 to 2 MPa from the viewpoint that monofluoroalkane can be produced with particularly high conversion, yield and selectivity, and - 0.01 to 1 MPa is more preferable, and normal pressure to 0.5 MPa is even more preferable. In addition, in the present disclosure, pressure is assumed to be gauge pressure unless otherwise specified.
本開示における反応において、フッ化物及び必要に応じてフッ素を含有する気体と、原料化合物(テトラアルキルアンモニウム塩)とを反応させる反応器としては、上記温度及び圧力に耐え得るものであれば、形状及び構造は特に限定されない。反応器としては、例えば、縦型反応器、横型反応器、多管型反応器等が挙げられる。反応器の材質としては、例えば、ガラス、ステンレス、鉄、ニッケル、鉄ニッケル合金等が挙げられる。 In the reaction of the present disclosure, the reactor for reacting the gas containing fluoride and optionally fluorine with the raw material compound (tetraalkylammonium salt) should be able to withstand the above temperature and pressure. And the structure is not particularly limited. Examples of reactors include vertical reactors, horizontal reactors, multitubular reactors, and the like. Examples of materials for the reactor include glass, stainless steel, iron, nickel, and iron-nickel alloys.
(1-8)反応の例示
本開示におけるモノフルオロアルカンを得る工程は、反応器中に溶媒、原料化合物(テトラアルキルアンモニウム塩)、及びフッ化物を仕込み、反応させるバッチ式、反応器に原料化合物(テトラアルキルアンモニウム塩)を連続的に仕込み、当該反応器から目的化合物(モノフルオロアルカン)を連続的に抜き出す連続撹拌槽型反応器のいずれの方式によっても実施することができる。
(1-8) Reaction exemplification In the process of obtaining a monofluoroalkane in the present disclosure, a solvent, a raw material compound (tetraalkylammonium salt), and a fluoride are charged into a reactor and reacted batchwise. (Tetraalkylammonium salt) can be continuously charged, and the target compound (monofluoroalkane) can be continuously withdrawn from the reactor by any system of a continuous stirred tank reactor.
本開示におけるモノフルオロアルカンを得る工程を行う際の雰囲気については、フッ化物の劣化を抑制する点から、不活性ガス雰囲気下が好ましい。当該不活性ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。これらの不活性ガスのなかでも、コストを抑える観点から、窒素が好ましい。当該不活性ガスの濃度は、反応器に導入される気体成分の0~50モル%とすることが好ましい。 Regarding the atmosphere when performing the step of obtaining a monofluoroalkane in the present disclosure, an inert gas atmosphere is preferable from the viewpoint of suppressing deterioration of fluoride. Examples of the inert gas include nitrogen, helium, argon, and the like. Among these inert gases, nitrogen is preferable from the viewpoint of cost reduction. The concentration of the inert gas is preferably 0 to 50 mol % of the gas components introduced into the reactor.
反応終了後は、必要に応じて常法にしたがって精製処理を行い、モノフルオロアルカンを得ることができる。 After completion of the reaction, a monofluoroalkane can be obtained by purification treatment according to a conventional method, if necessary.
(1-9)目的化合物
このようにして得られる本開示の目的化合物は、炭素数1~10のアルキル基を有するモノフルオロアルカンであり、例えば、一般式(2):
RF (2)
(式中、Rは、炭素数1~10のアルキル基を示す。)
で表されるモノフルオロアルカンが挙げられる。
(1-9) Target compound The target compound of the present disclosure thus obtained is a monofluoroalkane having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and is represented by general formula (2):
RF (2)
(Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
A monofluoroalkane represented by is mentioned.
一般式(2)において、Rは、炭素数1~10のアルキル基である。Rの炭素数は、1~8が好ましく、1~6がより好ましく、1~4が更に好ましい。 In general formula (2), R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. The number of carbon atoms in R is preferably 1-8, more preferably 1-6, and even more preferably 1-4.
一般式(2)において、Rで示されるアルキル基としては、例えば、メチル基;エチル基;n-プロピル基、i-プロピル基等のプロピル基;n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基等のブチル基;n-ペンチル基、i-ペンチル基、sec-ペンチル基、t-ペンチル基、ネオペンチル基等のペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、工業的により安価に、モノフルオロアルカンをより高転化率且つ高選択率で得ることができる観点から、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。 In the general formula (2), the alkyl group represented by R includes, for example, methyl group; ethyl group; propyl group such as n-propyl group and i-propyl group; n-butyl group, i-butyl group, sec- butyl groups such as butyl group and t-butyl group; pentyl groups such as n-pentyl group, i-pentyl group, sec-pentyl group, t-pentyl group and neopentyl group; Among these, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an n-butyl group are preferable from the viewpoint of being able to obtain a monofluoroalkane at a higher conversion rate and a higher selectivity at a lower industrial cost, and a methyl group. , an ethyl group is more preferred.
なお、上記Rは、上記一般式(1)におけるRと同一である。 In addition, said R is the same as R in said general formula (1).
本開示により得られたモノフルオロアルカンは、半導体、液晶等の最先端の微細構造を形成するためのエッチングガス、クリーニングガス、合成原料、又は合成中間体等の各種用途に有効利用できる。 The monofluoroalkane obtained by the present disclosure can be effectively used for various applications such as etching gas, cleaning gas, synthetic raw material, or synthetic intermediate for forming state-of-the-art microstructures such as semiconductors and liquid crystals.
2.組成物
以上のようにして、モノフルオロアルカンを得ることができるが、モノフルオロアルカンを含む組成物の形で得られることもある。
2. Compositions Monofluoroalkanes can be obtained in the manner described above, and may also be obtained in the form of compositions containing monofluoroalkanes.
このような組成物としては、例えば、一般式(2):
RF (2)
(式中、Rは、炭素数1~10のアルキル基を示す。)
で表わされるモノフルオロアルカンを含む組成物が挙げられる。
Such compositions include, for example, general formula (2):
RF (2)
(Wherein, R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
and a composition containing a monofluoroalkane represented by
この場合、本開示の組成物の総量を100モル%として、一般式(2)で表されるモノフルオロアルカンの含有量の下限は、90.0モル%以上が好ましく、95モル%以上がより好ましい。また、モノフルオロアルカンの含有量の上限は高いほど好ましく、100モル%以下、99.8モル%以下、99.0モル%以下等であってもよい。 In this case, the lower limit of the content of the monofluoroalkane represented by the general formula (2) is preferably 90.0 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, with the total amount of the composition of the present disclosure being 100 mol%. Further, the upper limit of the monofluoroalkane content is preferably as high as possible, and may be 100 mol % or less, 99.8 mol % or less, or 99.0 mol % or less.
また、この組成物は、炭素数1~10のアルケンを含んでいてもよい。上記アルケンの炭素数は、本開示の組成物に含まれる上記一般式(2)で表わされるモノフルオロアルカンのRの炭素数と同一である。例えば、上記一般式(2)で表わされるモノフルオロアルカンがCH3CH2Fである場合、上記アルケンは、エチレンである。また、上記一般式(2)で表わされるモノフルオロアルカンがCH3CH2CH2CH2Fである場合、上記アルケンは、ブテンである。 The composition may also contain alkenes having 1 to 10 carbon atoms. The number of carbon atoms in the alkene is the same as the number of carbon atoms in R of the monofluoroalkane represented by the general formula (2) contained in the composition of the present disclosure. For example, when the monofluoroalkane represented by the general formula (2) is CH 3 CH 2 F, the alkene is ethylene. Moreover, when the monofluoroalkane represented by the general formula (2) is CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 F, the alkene is butene.
この場合、本開示の組成物の総量を100モル%として、炭素数1~10のアルケンの含有量の上限は10.0モル%以下が好ましく、5.0モル%以下がより好ましい。また、炭素数1~10のアルケンの含有量の下限は低いほど好ましく、0モル%以上、0.2モル%以上、1.0モル%以上等であってもよい。 In this case, the upper limit of the content of the alkene having 1 to 10 carbon atoms is preferably 10.0 mol% or less, more preferably 5.0 mol% or less, with the total amount of the composition of the present disclosure being 100 mol%. The lower limit of the content of alkenes having 1 to 10 carbon atoms is preferably as low as possible, and may be 0 mol % or more, 0.2 mol % or more, or 1.0 mol % or more.
なお、本開示の製造方法によれば、上記した組成物として得られた場合であっても、工業的に安価に、一般式(2)で表されるモノフルオロアルカンを、反応の転化率を高く、また、高収率且つ高選択率で得ることができるため、組成物中の一般式(2)で表されるモノフルオロアルカン以外の成分を少なくすることが可能であるので、一般式(2)で表されるモノフルオロアルカンを得るための精製に係るコストやエネルギーを削減することができる。 In addition, according to the production method of the present disclosure, even when the composition is obtained as described above, the monofluoroalkane represented by the general formula (2) can be industrially inexpensively converted to the reaction conversion rate of Since it can be obtained at high yield and high selectivity, it is possible to reduce components other than monofluoroalkane represented by general formula (2) in the composition, so general formula ( It is possible to reduce the cost and energy required for refining to obtain the monofluoroalkane represented by 2).
このような本開示の組成物は、半導体、液晶等の最先端の微細構造を形成するためのエッチングガス、クリーニングガス等の各種用途に有効利用できる。 Such a composition of the present disclosure can be effectively used for various applications such as etching gas and cleaning gas for forming state-of-the-art fine structures such as semiconductors and liquid crystals.
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, various changes in form and detail are possible without departing from the spirit and scope of the claims.
以下に実施例を示し、本開示の特徴を明確にする。本開示はこれら実施例に限定されるものではない。 Examples are provided below to clarify features of the present disclosure. The disclosure is not limited to these examples.
実施例1~5
オートクレーブに溶媒としてN-メチルピロリドンを5mL入れた。次いで、表1に示すテトラアルキルアンモニウム塩、及びフッ化物としてのKFを、モル比で1:1となるように入れて、蓋を閉めた。次いで、表1に示す温度で24時間加熱して反応を進行させた。
Examples 1-5
An autoclave was charged with 5 mL of N-methylpyrrolidone as a solvent. Then, a tetraalkylammonium salt shown in Table 1 and KF as a fluoride were added in a molar ratio of 1:1, and the lid was closed. Then, the reaction was allowed to proceed by heating at the temperature shown in Table 1 for 24 hours.
反応終了後、発生したガスを水洗した。次いで、ガスクロマトグラフィー((株)島津製作所製、商品名「GC-2014」)を用いてガスクロマトグラフィー/質量分析法(GC/MS)により質量分析を行い、NMR(JEOL社製、商品名「400YH」)を用いてNMRスペクトルによる構造解析を行った。 After completion of the reaction, the generated gas was washed with water. Then, mass spectrometry was performed by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) using gas chromatography (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name “GC-2014”), and NMR (manufactured by JEOL, trade name). "400YH") was used for structural analysis by NMR spectrum.
質量分析及び構造解析の結果から、目的化合物としてモノフルオロアルカンが生成したことが確認された。 From the results of mass spectrometry and structural analysis, it was confirmed that a monofluoroalkane was produced as the target compound.
また、イオンクロマトグラフィーによりKFの残量を測定し、仕込んだKFのモル数に対するKFの残量のモル数を算出することにより、転化率を算出した。結果を表1に示す。 In addition, the conversion rate was calculated by measuring the remaining amount of KF by ion chromatography and calculating the number of moles of the remaining amount of KF with respect to the number of moles of KF charged. Table 1 shows the results.
Claims (6)
アルカリ金属フッ化物及びアルカリ土類金属フッ化物からなる群より選択される少なくとも1種のフッ化物と、
下記一般式(1):
で表わされるテトラアルキルアンモニウム塩とを反応させて、前記モノフルオロアルカンを得る工程
を備える、製造方法。 A method for producing a monofluoroalkane, comprising:
at least one fluoride selected from the group consisting of alkali metal fluorides and alkaline earth metal fluorides;
The following general formula (1):
A production method comprising a step of obtaining the monofluoroalkane by reacting with a tetraalkylammonium salt represented by.
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