JP7307587B2 - ヘキサフルオロプロピレンオキシドへのアルデヒド類付加体、およびトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法 - Google Patents

ヘキサフルオロプロピレンオキシドへのアルデヒド類付加体、およびトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ヘキサフルオロプロピレンオキシドへのアルデヒド類付加体およびトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法に関する。
特許文献1には、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法として、オートクレーブ中、ベンゾフェノンとヘキサフルオロプロピレンオキシドを185℃で4時間反応させ調製する方法が記載されている。
英国特許第1051647号明細書
特許文献1には、トリフルオロピルビン酸フルオリド(即ちモノマー)の製造方法としては、常圧下流通系で実施する方法が記載されている。トリフルオロピルビン酸フルオリドは、沸点が9℃~10℃と低く工業的な取り扱いが困難であるのに対し、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーは、沸点が72℃であるため取り扱いが容易である。しかし、特許文献1に記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法では、圧力が4MPa~5MPaに上昇するため、高圧反応に適した装置が必須である。
以上に鑑み、本発明は、温和な条件下で実施可能なトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法について、鋭意検討した結果、特許文献1に記載の製造方法において使用されているベンゾフェノンに代えてアルデヒド類を用いることによって、ヘキサフルオロプロピレンオキシドにアルデヒド類が付加したアルデヒド類付加体を調製することができ、更に反応を進めることによって、温和な条件下でトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを製造することができることを新たに見出した。
即ち、本発明は、以下の通りである。
[1]ヘキサフルオロプロピレンオキシドとアルデヒド類を反応させる反応工程を有する、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
[2]反応工程において、ヘキサフルオロプロピレンオキシドとアルデヒド類を0℃~100℃で反応させる、[1]に記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
[3]反応工程の後に、100℃以上で熟成させる熟成工程を有する、[1]または[2]に記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
[4]反応工程の後に、100℃~150℃で熟成させる熟成工程を有する、[1]~[3]のいずれかに記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
[5]アルデヒド類が、カルボニル基のα-位に水素原子を有しないアルデヒド類である、[1]~[4]のいずれかに記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
[6]アルデヒド類が、芳香族アルデヒドである、[1]~[5]のいずれかに記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
[7]アルデヒド類が、電子供与基置換芳香族アルデヒドである、[1]~[6]のいずれかに記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
[8]アルデヒド類が、電子供与基置換ベンズアルデヒドである、[1]~[7]のいずれかに記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
[9]アルデヒド類が、4-メトキシベンズアルデヒドである、[1]~[8]のいずれかに記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
[10]反応工程を3.5MPa以下で行う、[1]~[9]のいずれかに記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
[11]ヘキサフルオロプロピレンオキシドとアルデヒド類を反応させて調製したヘキサフルオロプロピレンオキシドにアルデヒド類が付加したアルデヒド類付加体。
[12]下記式1で表されるアルデヒド類付加体、下記式2で表されるアルデヒド類付加体および下記式3で表されるアルデヒド類付加体からなる群から選ばれる少なくとも一種のアルデヒド類付加体。
Figure 0007307587000001
Figure 0007307587000002
Figure 0007307587000003
(式中、Rは置換もしくは未置換のアルキル基またはアリール基を示す)
本発明により、汎用機器で実施可能でより工業的なトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法を提供できる。
本発明のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法(以下、単に「製造方法」とも記載する。)は、ヘキサフルオロプロピレンオキシドとアルデヒド類を反応させる反応工程を有する。
以下、上記製造方法について、更に詳細に説明する。
上記反応工程は、特許文献1に記載されている製造方法において使用されているベンゾフェノンに代えてアルデヒド類を用いる。これにより、特許文献1に記載されている製造方法と比べて、より低圧下で実施することが可能となる。
上記製造方法の一態様では、ヘキサフルオロプロピレンオキシドとアルデヒド類を0℃~100℃、好ましくは0℃~99℃、より好ましくは0℃~90℃で一旦反応させてヘキサフルオロプロピレンオキシドへのアルデヒド類付加体を生成させた後、次いで100℃以上、好ましくは100℃~200℃、より好ましくは100℃~150℃で反応させることができる。上記態様は、例えば圧力が1MPa以下で実施可能である。更に、高収率でトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを製造することもできる。
より詳しくは、上記製造方法では、耐圧容器に室温以下でヘキサフルオロプロピレンオキシドおよびアルデヒド類を仕込み、まず、0℃~100℃、好ましくは0℃~99℃、より好ましくは0℃~90℃で0.5時間~12.0時間反応させてヘキサフルオロプロピレンオキシドへのアルデヒド類付加体を生成させた後、次いで、100℃以上、好ましくは100℃~200℃、より好ましくは100℃~150℃に昇温し、5時間~48時間反応させることができる。なお、反応時間は必要に応じて短縮または延長が可能である。また、室温とは、例えば20℃~25℃の範囲の温度である。即ち、上記製造方法における反応工程では、ヘキサフルオロプロピレンオキシドとアルデヒド類とを、0℃~100℃、好ましくは0℃~99℃、より好ましくは0℃~90℃で0.5時間~12.0時間で反応させることが好ましい。また、上記製造方法は、反応工程の後に100℃以上、好ましくは100℃~200℃、より好ましくは100℃~150℃で5時間~48時間反応させる熟成工程を有することが好ましい。なお本明細書に記載の温度は、特記しない限り、反応液の液温である。
ヘキサフルオロプロピレンオキシドにアルデヒド類を付加させてアルデヒド類付加体を生成させる反応では、アルデヒド類をあらかじめ耐圧容器に仕込んでおき、0℃~100℃の温度でヘキサフルオロプロピレンオキシドを0.5時間~24時間かけて連続的または断続的に供給して反応させてもよい。
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーとしては、4-フルオロ-5-オキソ-2,4-ビス(トリフルオロメチル)-1,3-ジオキソラン-2-カルボニルフルオライドを例示できる。4-フルオロ-5-オキソ-2,4-ビス(トリフルオロメチル)-1,3-ジオキソラン-2-カルボニルフルオライドは、以下の式Aで示すことができる。
Figure 0007307587000004
アルデヒド類とは、1種または2種以上のアルデヒドを意味する。アルデヒド類としては、具体的には例えば、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、イソバレルアルデヒド、ピバルアルデヒド、1-アダマンタンカルボアルデヒド、ベンズアルデヒド、2-メチルベンズアルデヒド、3-メチルベンズアルデヒド、4-メチルベンズアルデヒド、2-エチルベンズアルデヒド、3-エチルベンズアルデヒド、4-エチルベンズアルデヒド、2-メトキシベンズアルデヒド、3-メトキシベンズアルデヒド、4-メトキシベンズアルデヒド、2-エトキシベンズアルデヒド、3-エトキシベンズアルデヒド、4-エトキシベンズアルデヒド、2-フルオロベンズアルデヒド、3-フルオロベンズアルデヒド、4-フルオロベンズアルデヒド、2-クロロベンズアルデヒド、3-クロロベンズアルデヒド、4-クロロベンズアルデヒド、2-ブロモベンズアルデヒド、3-ブロモベンズアルデヒド、4-ブロモベンズアルデヒド、1-ナフトアルデヒド、5-メトキシ-1-ナフトアルデヒド、5-クロロ-1-ナフトアルデヒド、2-ナフトアルデヒド、5-メトキシ-2-ナフトアルデヒド、5-クロロ-2-ナフトアルデヒド等が挙げられる。好ましいアルデヒド類としては、ベンズアルデヒド、2-メチルベンズアルデヒド、3-メチルベンズアルデヒド、4-メチルベンズアルデヒド、2-エチルベンズアルデヒド、3-エチルベンズアルデヒド、4-エチルベンズアルデヒド、2-メトキシベンズアルデヒド、3-メトキシベンズアルデヒド、4-メトキシベンズアルデヒド、2-エトキシベンズアルデヒド、3-エトキシベンズアルデヒド、4-エトキシベンズアルデヒド等が挙げられる。アルデヒド類は、反応に供するヘキサフルオロプロピレンオキシドに対して、0.8モル倍量~1.2モル倍量使用することが好ましい。トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの収率等の観点から、カルボニル基のα-位に水素原子を有しないアルデヒド類が好ましい。また、同様の観点から、アルデヒド類として芳香族アルデヒドを使用することが好ましく、電子供与基置換芳香族アルデヒドを使用することがより好ましく、電子供与基置換ベンズアルデヒドを使用することが更に好ましい。
反応工程は、無溶剤下で実施可能であるが、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、メシチレン、イソプロピルベンゼン、アニソール、クロロベンゼン等の溶剤を1種単独または2種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。溶剤を使用する場合、その使用量は、反応に供されるヘキサフルオロプロピレンオキシドに対して、0.1質量倍量~5.0質量倍量の範囲とすることができる。
反応工程後の後処理として、室温までの冷却および脱圧の後、アルデヒド類、反応による副生するジフルオロメチル化合物および/または溶剤の混合物からなる層を分離除去することによって、目的物のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを得ることができる。
上記製造方法における反応工程は、耐圧容器内で、3.5MPa以下の条件で行うことが好ましく、更に好ましくは1.2MPa以下である。上記圧力は、容器内の内圧である。
反応工程においては、ヘキサフルオロプロピレンオキシドとアルデヒド類を反応させるが、この反応において得られるヘキサフルオロプロピレンオキシドへのアルデヒド類付加体も、本発明の一態様である。
上記アルデヒド類付加体は、ヘキサフルオロプロピレンオキシドへアルデヒド類が付加する様式により、環化型または直鎖型の構造を取ることができる。そのようなアルデヒド類付加体は、下記式1、式2または式3で表され得る。
Figure 0007307587000005
Figure 0007307587000006
Figure 0007307587000007
上記式1~3中、Rは、置換もしくは未置換のアルキル基またはアリール基を示す。
上記トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーは、米国特許3308107号明細書の記載に従い反応させることにより、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)へ誘導可能で、更にMacromolecules 2005,38,4237-4245に従い、加水分解しカリウム塩を調製の後、脱炭酸することにより、パーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)へ誘導可能である。パーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)を重合することにより、ポリ[パーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)]を得ることができる。ポリ[パーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)]は、ガス分離膜用樹脂、光ファイバー用透明樹脂等として有望なポリマーである。
以下、本発明を実施例により更に説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。
以下の分析では、下記機器を使用した。
19F-NMR:ブルカー社(BRUKER)製AVANCE II 400
GC:島津製作所製GC-2025(FID)
GC-MS:島津製作所製GCMS-QP2010(EI)
[実施例1]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
耐圧が8MPaの撹拌機を備えたSUS316製10Lオートクレーブにブチルアルデヒド(1.37kg、19.00mol)を仕込み、氷浴上で0℃に冷却の後、これにヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)を添加した。
次いで、オートクレーブを密閉した後、撹拌しながら60℃まで加熱し、5時間保持した。その際、最大圧力が0.9MPaとなった後、5時間後には、圧力は0.06MPaに低下した。更に140℃に昇温し、同温度で8時間保持した。その際、最大圧力が0.7MPaとなった後、8時間後には圧力は0.2MPaに低下した。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、淡黄色透明液体(2.46kg)を得た。ガスクロマトグラフおよび19F-NMRの分析により、生成物はトリフルオロピルビン酸ダイマーのみであることが確認された。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは1.98kg(6.87mol)生成していた(収率72%/ブチルアルデヒド基準)。なお、上記ダイマーは、2種類の光学異性体の1/1(モル比)混合物として得られた。
19F-NMR(neat,376MHz)(異性体1)δ22.40,-81.43,-81.82,-122.92,(異性体2)δ22.30,-81.69,-81.82,-122.10。
[実施例2]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、ブチルアルデヒド(1.37kg、19.00mol)に代えてバレルアルデヒド(1.63kg、18.92mol)を用い、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)を添加した後、70℃で3時間保持した後、130℃で24時間反応を行った。なお、70℃および130℃での最高圧力は、それぞれ0.9MPa、0.6MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.34kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは1.98kg(6.87mol)生成していた(収率73%/バレルアルデヒド基準)。
[実施例3]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、ブチルアルデヒド(1.37kg、19.00mol)に代えてピバルアルデヒド(1.63kg、18.92mol)を用い、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)を添加した後、90℃で12時間保持の後、140℃で36時間反応を行った。なお、90℃および140℃での最高圧力は、それぞれ0.9MPa、0.7MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.45kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは2.13kg(7.39mol)生成していた(収率78%/ピバルアルデヒド基準)。
[実施例4]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、ブチルアルデヒド(1.37kg、19.00mol)に代えてベンズアルデヒド(2.01kg、18.94mol)を用い、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)を添加した後、60℃で5時間保持した後、130℃で8時間反応を行った。なお、60℃および130℃での最高圧力は、それぞれ0.7MPa、0.8MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.56kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは2.18kg(7.57mol)生成していた(収率80%/ベンズアルデヒド基準)。
[実施例5]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、ブチルアルデヒド(1.37kg、19.00mol)に代えて4-メトキシベンズアルデヒド(2.38kg、17.48mol)を用い、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)を添加した後、50℃で3時間反応を行った。
得られた反応液を一部抜き出し、常法により単離を行い、定性分析を行ったところ、ヘキサフルオロプロピレンオキシドにアルデヒド類が付加したアルデヒド類付加体が数種類生成していることが確認された。確認されたアルデヒド類付加体1~3の構造を以下に示す。
Figure 0007307587000008
H-NMR(400MHz、CDCl)δ3.79(3H),6.68(1H),6.93(2H),7.40(2H)。
19F-NMR(376MHz、CDCl)δ25.45,-82.60,-117.90,-136.07。
GC-MS(m/z):302(M),139,96,69。
Figure 0007307587000009
H-NMR(400MHz、CDCl)δ3.79(3H),6.38(1H),6.93(2H),7.40(2H)。
19F-NMR(376MHz、CDCl)δ-80.38,-83.53,-90.50,-120.04。
GC-MS(m/z):302(M),139,96,69。
Figure 0007307587000010
H-NMR(400MHz、CDCl)δ3.79(3H),6.51(1H),6.93(2H),7.40(2H)。
19F-NMR(376MHz、CDCl)δ-79.65,-80.76,-86.38,-131.90。
GC-MS(m/z):302(M),283,271,233,167,135,120。
次いでオートクレーブを密閉した後、140℃で8時間反応を行った。なお、50℃および140℃での最高圧力は、それぞれ0.8MPa、0.6MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.30kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは2.15kg(7.46mol)生成していた(収率85%/4-メトキシベンズアルデヒド基準)。
[実施例6]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、ブチルアルデヒド(1.37kg、19.00mol)に代えて4-メチルベンズアルデヒド(2.10kg、17.48mol)を用い、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(2.91kg、17.53mol)を添加した後、70℃で3時間保持した後、130℃で6時間反応を行った。なお、70℃および130℃での最高圧力は、それぞれ0.9MPa、0.7MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.24kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは2.09kg(7.26mol)生成していた(収率83%/4-メチルベンズアルデヒド基準)。
[実施例7]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、ブチルアルデヒド(1.37kg、19.00mol)に代えて2-メトキシベンズアルデヒド(2.38kg、17.48mol)を用い、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.48kg、20.96mol)を添加した後、70℃で6時間保持した後、150℃で6時間反応を行った。なお、70℃および150℃での最高圧力は、それぞれ0.8MPa、0.6MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.20kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは2.04kg(7.08mol)生成していた(収率81%/2-メトキシベンズアルデヒド基準)。
[実施例8]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、ブチルアルデヒド(1.37kg、19.00mol)に代えて2-メチルベンズアルデヒド(2.10kg、17.48mol)を用い、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(2.91kg、17.53mol)を添加した後、70℃で5時間保持した後、140℃で12時間反応を行った。なお、70℃および140℃での最高圧力は、それぞれ0.9MPa、0.6MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.23kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは2.02kg(7.01mol)生成していた(収率80%/2-メチルベンズアルデヒド基準)。
[実施例9]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、4-メトキシベンズアルデヒド(2.38kg、17.48mol)、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)およびアニソール(2.0kg、18.49mol)を仕込み、50℃で10時間反応を行った後、140℃で24時間反応を行った。なお、50℃および140℃での最高圧力は、それぞれ0.6MPa、0.4MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.03kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは1.84kg(6.39mol)生成していた(収率73%/4-メトキシベンズアルデヒド基準)。
[実施例10]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、4-メトキシベンズアルデヒド(2.38kg、17.48mol)、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)およびトルエン(2.50kg、27.13mol)を仕込み、60℃で8時間反応を行った後、140℃で30時間反応を行った。なお、60℃および140℃での最高圧力は、それぞれ0.4MPa、0.6MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.06kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは1.92kg(6.67mol)生成していた(収率76%/4-メトキシベンズアルデヒド基準)。
[実施例11]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、4-メトキシベンズアルデヒド(2.38kg、17.48mol)、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)およびメシチレン(1.4kg、11.65mol)を仕込み、50℃で6時間反応を行った後、140℃で18時間反応を行った。なお、50℃および140℃での最高圧力は、それぞれ0.7MPa、0.5MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.00kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは1.77kg(6.14mol)生成していた(収率70%/4-メトキシベンズアルデヒド基準)。
[実施例12]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、4-メトキシベンズアルデヒド(2.38kg、17.48mol)、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)およびクロロベンゼン(0.6kg、5.33mol)を仕込み、60℃で5時間反応を行った後、140℃で10時間反応を行った。なお、60℃および140℃での最高圧力は、それぞれ0.5MPa、0.6MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、1.98kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは1.71kg(5.94mol)生成していた(収率68%/4-メトキシベンズアルデヒド基準)。
[実施例13]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、4-メトキシベンズアルデヒド(1.19kg、8.74mol)、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(1.58kg、9.52mol)およびアニソール(4.0kg、36.99mol)を仕込み、70℃で12時間反応を行った後、140℃で48時間反応を行った。なお、70℃および140℃での最高圧力は、それぞれ0.7MPa、0.7MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、1.09kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは0.93kg(3.23mol)生成していた(収率74%/4-メトキシベンズアルデヒド基準)。
[実施例14]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、4-メトキシベンズアルデヒド(2.38kg、17.48mol)およびヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)を仕込み、140℃で12時間反応を行った。この間の最高圧力は、1.7MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、1.98kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは1.81kg(6.28mol)生成していた(収率72%/4-メトキシベンズアルデヒド基準)。
[実施例15]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、4-メトキシベンズアルデヒド(2.38kg、17.48mol)を仕込み、85℃まで加熱した後、同温度を維持しながらヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)を7時間かけて連続的に供給して反応工程を行った。この間の圧力は最大0.2MPaであった。次に、反応温度を140℃として12時間反応を行った。140℃での最高圧力は0.7MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.35kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは2.17kg(7.53mol)生成していた(収率86%/4-メトキシベンズアルデヒド基準)。
[実施例16]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、4-メトキシベンズアルデヒド(2.38kg、17.48mol)およびトルエン(2.50kg、27.13mol)を仕込み、85℃まで加熱した後、同温度を維持しながらヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)を8時間かけて連続的に供給して反応工程を行った。この間の圧力は最大0.2MPaであった。次に、反応温度を140℃として30時間反応を行った。140℃での最高圧力は0.6MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.21kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは1.94kg(6.73mol)生成していた(収率77%/4-メトキシベンズアルデヒド基準)。
[実施例17]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
実施例1と同じ反応装置を用い、ブチルアルデヒド(1.37kg、19.00mol)に代えて4-メトキシベンズアルデヒド(2.38kg、17.48mol)を用い、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)を添加した後、50℃で3時間反応を行った後、180℃で2時間反応を行った。なお、50℃および180℃での最高圧力は、それぞれ0.8MPa、1.9MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.34kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは2.11kg(7.33mol)生成していた(収率84%/4-メトキシベンズアルデヒド基準)。
[参考例1]
パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の調製
耐圧が8MPaの撹拌機を備えたSUS316製1Lオートクレーブに、実施例1で調製したトリフルオロピルビン酸ダイマー(123.18g、純分99.15g、0.344mol)、フッ化セシウム(15.78g、0.104mol)およびジグリム(66.94g、0.499mol)を仕込み、氷浴上で0℃に冷却した。次いでこれにヘキサフルオロプロピレンオキシド(114.22g、0.688mol)を2時間かけて添加した後、120℃に加熱し、24時間反応を行った。
反応終了後、室温まで冷却、分液し、粗パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)を得た(黄色液体、168.46g)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)は145.22g(0.468mol)生成していた(収率68%/トリフルオロピルビン酸ダイマー基準)。なお、目的物は、2種類の光学異性体の6/4(モル比)混合物として得られた。
19F-NMR(neat,376MHz)(異性体1)δ23.63,-77.76(d,J=131.6Hz),-80.13,-81.57,-83.56(d,J=135.4Hz),-124.91。(異性体2)δ23.16,-78.45(d,J=131.6Hz),-80.37,-81.56,-84.05(d,J=139.1Hz),-123.72。
[比較例1]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの調製
耐圧が8MPaの撹拌機を備えたSUS316製10Lオートクレーブにベンゾフェノン(3.19kg、17.51mol)を仕込み、氷浴上で0℃に冷却の後、これにヘキサフルオロプロピレンオキシド(3.15kg、18.97mol)を添加した。
次いで、オートクレーブを密閉の後、撹拌しながら185℃まで加熱し、4時間反応を行った。その際、最大圧力は4.7MPaとなった後、4時間後には、3.5MPaに圧力は低下したが上記の実施例と比較し、高圧反応となった。
反応終了後、室温まで冷却した後、分液し、粗トリフルオロピルビン酸ダイマーを得た(淡黄色透明液体、2.06kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のトリフルオロピルビン酸ダイマーは1.82kg(6.32mol)生成していた(収率72%/ベンゾフェノン基準)。
本発明により、工業的規模でトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造が可能となる。上記製造方法により得られるトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーは、ガス分離膜用樹脂、光ファイバー用透明樹脂等として有望なポリ[パーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)]の合成原料として使用することができる。

Claims (7)

  1. ヘキサフルオロプロピレンオキシドとアルデヒド類を0℃~99℃で反応させる反応工程にてヘキサフルオロプロピレンオキシドへのアルデヒド類付加体を生成させた後、100℃~150℃で5時間~48時間保持する熟成工程を行いトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを得る、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
  2. アルデヒド類が、カルボニル基のα-位に水素原子を有しないアルデヒド類である、請求項1に記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
  3. アルデヒド類が、芳香族アルデヒドである、請求項1または2に記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
  4. アルデヒド類が、2-メチルベンズアルデヒド、3-メチルベンズアルデヒド、4-メチルベンズアルデヒド、2-エチルベンズアルデヒド、3-エチルベンズアルデヒド、4-エチルベンズアルデヒド、2-メトキシベンズアルデヒド、3-メトキシベンズアルデヒド、4-メトキシベンズアルデヒド、2-エトキシベンズアルデヒド、3-エトキシベンズアルデヒド、4-エトキシベンズアルデヒド、5-メトキシ-1-ナフトアルデヒドおよび5-メトキシ-2-ナフトアルデヒドからなる群から選択される、請求項1~のいずれか1項に記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
  5. アルデヒド類が、2-メチルベンズアルデヒド、3-メチルベンズアルデヒド、4-メチルベンズアルデヒド、2-エチルベンズアルデヒド、3-エチルベンズアルデヒド、4-エチルベンズアルデヒド、2-メトキシベンズアルデヒド、3-メトキシベンズアルデヒド、4-メトキシベンズアルデヒド、2-エトキシベンズアルデヒド、3-エトキシベンズアルデヒドおよび4-エトキシベンズアルデヒドからなる群から選択される、請求項1~のいずれか1項に記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
  6. アルデヒド類が、4-メトキシベンズアルデヒドである、請求項1~のいずれか1項に記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
  7. 反応工程を3.5MPa以下で行う、請求項1~のいずれか1項に記載のトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの製造方法。
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