JP7823587B2 - 含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法 - Google Patents

含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法

Info

Publication number
JP7823587B2
JP7823587B2 JP2022571416A JP2022571416A JP7823587B2 JP 7823587 B2 JP7823587 B2 JP 7823587B2 JP 2022571416 A JP2022571416 A JP 2022571416A JP 2022571416 A JP2022571416 A JP 2022571416A JP 7823587 B2 JP7823587 B2 JP 7823587B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
general formula
compound represented
fluorine
compound
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022571416A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2022138511A1 (ja
Inventor
啓吾 松浦
誠人 宇野
元志 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Publication of JPWO2022138511A1 publication Critical patent/JPWO2022138511A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7823587B2 publication Critical patent/JP7823587B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/01Preparation of ethers
    • C07C41/05Preparation of ethers by addition of compounds to unsaturated compounds
    • C07C41/06Preparation of ethers by addition of compounds to unsaturated compounds by addition of organic compounds only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C43/00Ethers; Compounds having groups, groups or groups
    • C07C43/02Ethers
    • C07C43/03Ethers having all ether-oxygen atoms bound to acyclic carbon atoms
    • C07C43/04Saturated ethers
    • C07C43/13Saturated ethers containing hydroxy or O-metal groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/14Preparation of carboxylic acid esters from carboxylic acid halides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/66Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety
    • C07C69/73Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety of unsaturated acids
    • C07C69/734Ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/321Polymers modified by chemical after-treatment with inorganic compounds
    • C08G65/323Polymers modified by chemical after-treatment with inorganic compounds containing halogens
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/34Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polyethers (AREA)

Description

本開示は、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法に関する。
含フッ素ポリエーテル化合物は、高い潤滑性及び撥水撥油性等を示すことから、表面処理剤又は潤滑剤等に使用される。
含フッ素ポリエーテル化合物は種々の方法により製造される。例えば、特許文献1においては、テトラフルオロエチレンを、フルオロオキシ基を有する化合物等の存在下において、酸素と反応させることにより、含フッ素ポリエーテル化合物を製造することが開示されている。
また、特許文献2においては、2,2,3,3-テトラフルオロオキセタンの開環重合による含フッ素ポリエーテル化合物を製造すること、並びにこの含フッ素ポリエーテル化合物を塩素化及びフッ素化して含ハロゲンポリエーテル化合物を製造することが開示されている。
また、特許文献3においては、CF=CFO-CFCFCFCHOHで表される化合物とA-OH(Aはメチル基等を表す。)で表されるアルコールとを反応させてA-O-(CFCFHO-CFCFCFCHO)n+1-Hで表される含ハロゲンポリエーテル化合物を製造することが開示されている。
米国特許第5258110号 米国特許第4845268号 国際公開第2013/121984号
特許文献1に記載の方法では、テトラフルオロエチレンと酸素とを溶媒中に導入する方法により両末端がエステル又は還元されたアルコールであるペルフルオロポリエーテル(PFPE)を得ることができる。しかしながら、特許文献1に記載の方法では、PFPEに含まれる構造単位は主に(CF-CFO)及び(CFO)等であるランダム重合体が得られ、構造単位を自在に選択できない。
また、特許文献2に記載の方法では、PFPEに含まれる構造単位を自在に選択できない。また、PFPEの両末端を官能基化することが困難な場合がある。
また、特許文献3に記載されているPFPEの製造方法では、PFPEの両末端を官能基化することが困難である。
本開示は、上記要求に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、両末端に官能基を有し、構造単位を選択する際の制約が少ない含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法を提供することである。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と下記一般式(2)で表されるジオール化合物とを、下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物1molに対して下記一般式(2)で表されるジオール化合物を1mol超となる比率で反応させ、下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物を製造し、
下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物に含まれる水酸基をエステル化して下記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物を製造し、
下記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物をフッ素化して下記一般式(5)で表されるペルフルオロジアシルオキシポリエーテル化合物を製造し、
下記一般式(5)で表されるペルフルオロジアシルオキシポリエーテル化合物にアルコールを作用させて下記一般式(6)で表される含フッ素ジアルコキシカルボニルポリエーテル化合物を製造する、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
CF=CR-O-R-O-CR=CF・・・(1)
HO-CHCH-OH・・・(2)
HO-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-OH・・・(3)
CO-O-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O-COR・・・(4)
F4CO-O-CFF3CF-O-(CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O)-CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O-CORF4・・・(5)
-O-CORF3CF-O-(CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O)-CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CO-O-R・・・(6)
(一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、フッ素原子、水素原子、又は水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~3の1価の炭化水素基を表す。
一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
一般式(2)~一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、単結合、エーテル結合、又は環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数2~20の1価の炭化水素基を表す。
一般式(6)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の1価の炭化水素基を表す。
一般式(5)及び一般式(6)中、RF1は、それぞれ独立して、Rがフッ素原子の場合にはフッ素原子を表し、Rが水素原子の場合にはフッ素原子を表し、Rが1価の炭化水素基の場合にはRで表される1価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~3の1価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)及び一般式(6)中、RF2は、それぞれ独立して、Rで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)及び一般式(6)中、RF3は、それぞれ独立して、Rが単結合の場合には単結合を表し、Rがエーテル結合の場合にはエーテル結合を表し、Rが2価の炭化水素基の場合にはRで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)中、RF4は、それぞれ独立して、Rで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数2~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(3)~一般式(6)中、aは、0又は1以上の整数を表し、且つ一般式(3)~一般式(6)におけるaはいずれも同じ値を示す。)
<2> 前記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と前記一般式(2)で表されるジオール化合物との反応を、アルカリ触媒の存在下において行う、<1>に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
<3> 前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物のフッ素化において、フッ素ガスを、前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物中におけるフッ素置換する水素原子1molに対して、1.1mol~10molの比率で使用する、<1>又は<2>に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
<4> 前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物のフッ素化を、フッ素ガス及び前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物を溶媒内に導入することにより行い、
前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物の前記溶媒内へのモル基準の導入速度を1としたときに、前記フッ素ガスのモル基準の導入速度が、前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物のモル基準の導入速度に前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物に含まれる前記フッ素ガスによってフッ素原子に置換されうる水素原子の数を乗じて得られた速度の1倍~10倍の範囲である、<1>~<3>のいずれか一項に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
<5> 前記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物に含まれる水酸基のエステル化が、下記一般式(7)で表される酸フルオリドを前記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物に作用させるものである、<1>~<4>のいずれか一項に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
COF・・・(7)
(一般式(7)中、Rは、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数2~20の1価の炭化水素基を表す。)
<6> 前記一般式(2)で表されるジオール化合物の酸性度が、8~18である、<1>~<5>のいずれか一項に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
<7> 前記一般式(3)~前記一般式(6)におけるaが、1以上の整数である、<1>~<6>のいずれか一項に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
<8> 前記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と前記一般式(2)で表されるジオール化合物とを反応させる際の反応温度が、80℃~160℃である、<1>~<7>のいずれか一項に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
<9> 下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と下記一般式(2)で表されるジオール化合物とを、下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物1molに対して下記一般式(2)で表されるジオール化合物を1mol超となる比率で反応させ、下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物を製造する、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
CF=CR-O-R-O-CR=CF・・・(1)
HO-CHCH-OH・・・(2)
HO-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-OH・・・(3)
(一般式(1)及び一般式(3)中、Rは、それぞれ独立して、フッ素原子、水素原子、又は水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~3の1価の炭化水素基を表す。
一般式(1)及び一般式(3)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
一般式(2)及び一般式(3)中、Rは、それぞれ独立して、単結合、エーテル結合、又は環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
一般式(3)中、aは、0又は1以上の整数を表す。)
<10> 下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と下記一般式(2)で表されるジオール化合物とを、下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物1molに対して下記一般式(2)で表されるジオール化合物を1mol超となる比率で反応させ、下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物を製造し、
下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物に含まれる水酸基をエステル化して下記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物を製造する、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
CF=CR-O-R-O-CR=CF・・・(1)
HO-CHCH-OH・・・(2)
HO-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-OH・・・(3)
CO-O-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O-COR・・・(4)
(一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、フッ素原子、水素原子、又は水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~3の1価の炭化水素基を表す。
一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
一般式(2)~一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、単結合、エーテル結合、又は環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数2~20の1価の炭化水素基を表す。
一般式(3)及び一般式(4)中、aは、0又は1以上の整数を表し、且つ一般式(3)及び一般式(4)におけるaはいずれも同じ値を示す。)
<11> 下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と下記一般式(2)で表されるジオール化合物とを、下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物1molに対して下記一般式(2)で表されるジオール化合物を1mol超となる比率で反応させ、下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物を製造し、
下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物に含まれる水酸基をエステル化して下記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物を製造し、
下記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物をフッ素化して下記一般式(5)で表されるペルフルオロジアシルオキシポリエーテル化合物を製造する、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
CF=CR-O-R-O-CR=CF・・・(1)
HO-CHCH-OH・・・(2)
HO-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-OH・・・(3)
CO-O-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O-COR・・・(4)
F4CO-O-CFF3CF-O-(CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O)-CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O-CORF4・・・(5)
(一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、フッ素原子、水素原子、又は水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~3の1価の炭化水素基を表す。
一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
一般式(2)~一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、単結合、エーテル結合、又は環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数2~20の1価の炭化水素基を表す。
一般式(5)中、RF1は、それぞれ独立して、Rがフッ素原子の場合にはフッ素原子を表し、Rが水素原子の場合にはフッ素原子を表し、Rが1価の炭化水素基の場合にはRで表される1価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~3の1価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)中、RF2は、それぞれ独立して、Rで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)中、RF3は、それぞれ独立して、Rが単結合の場合には単結合を表し、Rがエーテル結合の場合にはエーテル結合を表し、Rが2価の炭化水素基の場合にはRで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)中、RF4は、それぞれ独立して、Rで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数2~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(3)~一般式(5)中、aは、0又は1以上の整数を表し、且つ一般式(3)~一般式(5)におけるaはいずれも同じ値を示す。)
本開示によれば、両末端に官能基を有し、構造単位を選択する際の制約が少ない含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法が提供される。
以下、本開示を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本開示は以下の実施形態に限定されない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本開示を制限するものではない。
本開示において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、「フルオロアルキレン基」には、水素原子が全てフッ素原子に置換されたペルフルオロアルキレン基及び水素原子の一部がフッ素原子に置換されたフルオロアルキレン基が包含される。また、本開示において、「フルオロシクロアルカン」等の記載にも、シクロアルカンが有する水素原子が全てフッ素原子に置換されたペルフルオロシクロアルカンだけではなく、水素原子の一部がフッ素原子に置換されたシクロアルカンも包含される。
本開示において各成分は該当する化合物を複数種含んでいてもよい。例えば、一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と一般式(2)で表されるジオール化合物との反応におけるmol比は、各成分に該当する化合物の合計に基づき算出する。
本開示の基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。
本開示において、炭素数とは、ある基全体に含まれる炭素原子の総数を意味し、該基が置換基を有さない場合は当該基の骨格を形成する炭素原子の数を表し、該基が置換基を有する場合は当該基の骨格を形成する炭素原子の数に置換基中の炭素原子の数を加えた総数を表す。
本開示において、1価又は2価の炭化水素基が「ペルフルオロ化された」とは、当該炭化水素基が以下の状態にまでフッ素化されたことをいう。
1価又は2価の炭化水素基が飽和炭化水素基である場合、1価又は2価の炭化水素基を構成する炭素原子に結合したフッ素化されうる水素原子の全てがフッ素化された状態を、炭化水素基が「ペルフルオロ化された」と称する。
1価又は2価の炭化水素基が不飽和炭化水素基である場合、1価又は2価の炭化水素基を構成する炭素原子に結合したフッ素化されうる水素原子の全てがフッ素化され、且つ、炭素-炭素二重結合又は炭素-炭素三重結合等の炭素-炭素間の不飽和結合を形成する2つの炭素原子の各々にフッ素原子が付加されて炭素-炭素間の不飽和結合が消滅した状態を、炭化水素基が「ペルフルオロ化された」と称する。例えば、>C=C<がペルフルオロ化されると>CF-CF<に、-C≡C-がペルフルオロ化されると-CF-CF-になる。また、フッ素化されうる原子団にはフッ素化されうる水素原子が結合していてもよく、たとえば、-CH=CH-がペルフルオロ化されると-CF-CF-になる。
本開示において、数平均分子量(Mn)及び質量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(以下、「GPC」ともいう。)により測定する。GPCによる測定は、特開2001-208736号公報に記載する方法に従い、下記条件にて行う。
・移動相:R-225(AGC株式会社製、商品名: アサヒクリン(登録商標)AK-225SECグレード1)及びヘキサフルオロイソプロピルアルコール(HFIP)の混合溶媒(R-225:HFIP=99:1(体積比))
・分析カラム:PLgel MIXED-Eカラム(ポリマーラボラトリーズ社製)を2 本直列に連結したもの
・分子量測定用標準試料:分子量分布(Mw/Mn)が1.1未満且つMnが2,000~10,000のペルフルオロポリエーテル4種、及びMw/Mnが1.1以上且つMnが1,300のペルフルオロポリエーテル1種
・移動相流速:1.0mL/分
・カラム温度:37℃
・検出器:蒸発光散乱検出器
<第1の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法>
本開示の第1の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法(以下、本開示の第1の製造方法と称することがある。)は、下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物(以下、式(1)化合物と称することがある。)と下記一般式(2)で表されるジオール化合物(以下、式(2)化合物と称することがある。)とを、式(1)化合物1molに対して式(2)化合物を1mol超となる比率で反応させ、下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物(以下、式(3)化合物と称することがある。)を製造し、式(3)化合物に含まれる水酸基をエステル化して下記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物(以下、式(4)化合物と称することがある。)を製造し、式(4)化合物をフッ素化して下記一般式(5)で表されるペルフルオロジアシルオキシポリエーテル化合物(以下、式(5)化合物と称することがある。)を製造し、式(5)化合物にアルコールを作用させて下記一般式(6)で表される含フッ素ジアルコキシカルボニルポリエーテル化合物(以下、式(6)化合物と称することがある。)を製造するものである。
CF=CR-O-R-O-CR=CF・・・(1)
HO-CHCH-OH・・・(2)
HO-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-OH・・・(3)
CO-O-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O-COR・・・(4)
F4CO-O-CFF3CF-O-(CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O)-CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O-CORF4・・・(5)
-O-CORF3CF-O-(CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O)-CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CO-O-R・・・(6)
一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、フッ素原子、水素原子、又は水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~3の1価の炭化水素基を表す。
一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
一般式(2)~一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、単結合、エーテル結合、又は環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数2~20の1価の炭化水素基を表す。
一般式(6)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の1価の炭化水素基を表す。
一般式(5)及び一般式(6)中、RF1は、それぞれ独立して、Rがフッ素原子の場合にはフッ素原子を表し、Rが水素原子の場合にはフッ素原子を表し、Rが1価の炭化水素基の場合にはRで表される1価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~3の1価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)及び一般式(6)中、RF2は、それぞれ独立して、Rで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)及び一般式(6)中、RF3は、それぞれ独立して、Rが単結合の場合には単結合を表し、Rがエーテル結合の場合にはエーテル結合を表し、Rが2価の炭化水素基の場合にはRで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)中、RF4は、それぞれ独立して、Rで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数2~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(3)~一般式(6)中、aは、0又は1以上の整数を表し、且つ一般式(3)~一般式(6)におけるaはいずれも同じ値を示す。
本開示によれば、両末端に官能基を有し、構造単位を選択する際の制約が少ない含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法を提供できる。
上記効果が奏される理由としては、例えば、以下のように推察されるが、これに限定されない。
本開示の第1の製造方法では、含フッ素ポリエーテル化合物の原料となるモノマーとして、式(1)化合物及び式(2)化合物が用いられる。式(1)化合物及び式(2)化合物の種類を適宜選択することで、特許文献1及び特許文献2に記載の方法に比較して、構造単位を選択する際の制約を少なくできる。
また、本開示の第1の製造方法では、式(1)化合物及び式(2)化合物を反応させて式(3)化合物を得るに際し、式(1)化合物1molに対して式(2)化合物を1mol超となる比率で反応させることから、式(3)化合物の末端に水酸基を生じさせやすい。水酸基を有する式(3)化合物の末端に化学修飾を施すことで、本開示の第1の製造方法で得られる含フッ素ポリエーテル化合物の両末端にエステル基を生じさせることができる。そのため、特許文献2及び特許文献3に記載の方法とは異なり、本開示の第1の製造方法では、含フッ素ポリエーテル化合物の両末端を官能基化することが可能になる。
以下、本開示の第1の製造方法に用いられる各種材料及び反応工程の詳細について説明する。
-式(1)化合物-
本開示で用いられる式(1)化合物は、下記一般式(1)で表される特定含フッ素ジビニルエーテル化合物である。
CF=CR-O-R-O-CR=CF・・・(1)
一般式(1)中、Rは、それぞれ独立して、フッ素原子、水素原子、又は水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~3の1価の炭化水素基を表し、潤滑性の観点から、Rの少なくとも一方がフッ素原子であることが好ましく、Rの両方がフッ素原子であることがより好ましい。
一般式(1)中、Rは、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
で表される2価の炭化水素基の炭素数は、15以下が好ましく、10以下がより好ましい。Rで表される2価の炭化水素基の炭素数を15以下とすることにより、重合反応がより良好に進行するため、高分子量の含フッ素ポリエーテル化合物を高収率で製造できる。
で表される2価の炭化水素基の炭素数は、環化反応を防止する観点から、3以上が好ましく、4以上がより好ましい。
で表される2価の炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基及びヘキサメチレン基等のアルキレン基、フルオロメチレン基、フルオロエチレン基、フルオロトリメチレン基、フルオロテトラメチレン基、フルオロペンタメチレン基及びフルオロヘキサメチレン基等のフルオロアルキレン基、などが挙げられる。
で表される2価の炭化水素基は、以下の一般式(X)で表される基であってもよい。
*-R-(O-R-*・・・(X)
一般式(X)中、Rはエチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、フルオロエチレン基、フルオロトリメチレン基、又はフルオロプロピレン基を表し、nは1以上の整数を表す。
なお、一般式(X)中、*は、酸素原子との結合部分を表す。
で表される2価の炭化水素基は、以下の一般式(A)で表される基であってもよい。
*-R-O-R-O-R-*・・・(A)
一般式(A)中、Rは、シクロアルカンジイル基、フルオロシクロアルカンジイル基、又はアリーレン基を表す。
で表されるシクロアルカンジイル基及びフルオロシクロアルカンジイル基としては、例えば、シクロブタンジイル基、フルオロシクロブタンジイル基、シクロペンタンジイル基、フルオロシクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基、フルオロシクロヘキサンジイル基、アダマンタンジイル基、ノルボルナンジイル基等が挙げられる。シクロアルカンジイル基、フルオロシクロアルカンジイル基及びアリーレン基は、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~3のアルキル基を置換基として有していてもよい。
一般式(A)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい、炭素数1~10の2価の炭化水素基を表す。
で表される2価の炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、フルオロメチレン基、フルオロエチレン基、フルオロトリメチレン基、フルオロテトラメチレン基等が挙げられる。
なお、一般式(A)中、*は、酸素原子との結合部分を表す。
一般式(A)で表される2価の炭化水素基としては、以下のような基が挙げられるが、これに限定されない。
また、Rで表される2価の炭化水素基は、以下の一般式(B)乃至(D)で表される基であってもよい。
*-R-R-R-*・・・(B)
*-R-R-R-*・・・(C)
*-R-R-R-*・・・(D)
一般式(B)及び(C)中におけるRが表す基は、上記一般式(A)と同様である。
一般式(D)中におけるRが表す基は、上記一般式(A)と同様である。
また、一般式(B)及び(C)中、Rは、それぞれ独立して、単結合、又は環構造や分岐構造を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい、炭素数1~10の2価の炭化水素基を表す。
で表される2価の炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、フルオロメチレン基、フルオロエチレン基、フルオロトリメチレン基、フルオロプロピリデン基、フルオロイソプロピリデン基等が挙げられる。
また、一般式(D)中、Rは、炭素数3~6のシクロアルカン-1,1-ジイル基を表す。
なお、一般式(B)~一般式(D)中、*は、酸素原子との結合部分を表す。
一般式(B)~一般式(D)のいずれかを満たす基としては、以下のような基が挙げられるが、これに限定されない。
上述のRで表される2価の炭化水素基の具体例を踏まえ、式(1)化合物の具体例としては、以下のような化合物が挙げられるが、これに限定されない。
-式(2)化合物-
本開示で用いられる式(2)化合物は、下記一般式(2)で表される特定ジオール化合物である。
HO-CHCH-OH・・・(2)
一般式(2)中、Rは、単結合、エーテル結合、又は環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
式(2)化合物の酸性度(pKa)は、8~18であることが好ましく、9~14であることがより好ましい。式(2)化合物のpKaが上記数値範囲内であることにより、式(1)化合物との反応が良好に進行する。
本開示において、pKaは、25℃、水中における数値であり、化学便覧基礎編改訂5版II-331~II-343(日本化学会編、丸善株式会社発行)に記載の方法により算出する。
一般式(2)中、Rを包含する「-CHCH-」で表される2価の炭化水素基(以下、「-CHCH-」基と称することがある。)の炭素数は、15以下が好ましく、10以下がより好ましい。「-CHCH-」基の炭素数を15以下とすることにより、重合反応がより良好に進行するため、高分子量の含フッ素ポリエーテル化合物を高収率で製造できる。
「-CHCH-」基の炭素数は、合成上取り扱いの観点から、2以上が好ましく、3以上がより好ましい。
「-CHCH-」基としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基及びヘキサメチレン基等のアルキレン基、フルオロトリメチレン基、フルオロテトラメチレン基、フルオロペンタメチレン基及びフルオロヘキサメチレン基等のフルオロアルキレン基、などが挙げられる。ただし、「-CHCH-」基がフルオロアルキレン基である場合、フルオロアルキレン基の両末端がメチレン構造とされる。
「-CHCH-」基は、以下の一般式(X’)で表される基であってもよい。
*-CHX1-(O-RX2n1-O-RX1CH-*・・・(X’)
一般式(X’)中、RX1は単結合、メチレン基、エチレン基、メチルメチレン基、フルオロメチレン基、フルオロエチレン基、フルオロメチルメチレン基を表す。
一般式(X’)中、RX2はエチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、フルオロエチレン基、フルオロトリメチレン基、又はフルオロプロピレン基を表す。
一般式(X’)中、n1は0又は1以上の整数を表す。
なお、一般式(X’)中、*は、酸素原子との結合部分を表す。
また、「-CHCH-」基は、以下の一般式(A’)で表される基であってもよい。
*-Rb2-O-R-O-Rb2-*・・・(A’)
一般式(A’)中、Rは、シクロアルカンジイル基、フルオロシクロアルカンジイル基、又はアリーレン基を表し、その具体例等は、一般式(A)の場合と同様である。
一般式(A’)中、Rb2は、それぞれ独立して、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい、炭素数1~10の2価の炭化水素基を表す。ただし、Rb2が、水素原子がフッ素原子により置換されている炭素数2~10の2価の炭化水素基である場合、Rb2の*側の末端が、メチレン構造とされる。また、Rb2が、炭素数1の炭化水素基である場合、Rb2はメチレン基とされる。
なお、一般式(A’)中、*は、酸素原子との結合部分を表す。
一般式(A’)で表される2価の炭化水素基としては、以下のような基が挙げられるが、これに限定されない。
また、「-CHCH-」基は、以下の一般式(B’)又は(D’)で表される基であってもよい。
*-Rc2-R-Rc2-*・・・(B’)
*-Rb2-R-Rb2-*・・・(D’)
一般式(B’)中におけるRが表す基は、上記一般式(A)と同様である。
また、一般式(B’)中、Rc2は、それぞれ独立して、炭素数1~10の直鎖アルキレン基を表し、炭素数1~5の直鎖アルキレン基が好ましく、炭素数1~2の直鎖アルキレン基がより好ましい。
一般式(D’)中におけるRb2が表す基は、上記一般式(A’)と同様である。
また、一般式(D’)中、Rは、炭素数3~6のシクロアルカン-1,1-ジイル基を表す。
なお、一般式(B’)及び一般式(D’)中、*は、酸素原子との結合部分を表す。
一般式(B’)及び一般式(D’)のいずれかを満たす基としては、以下のような基が挙げられるが、これに限定されない。
上述の「-CHCH-」基の具体例を踏まえ、式(2)化合物の具体例としては、以下のような化合物が挙げられるが、これに限定されない。
-式(3)化合物の製造-
本開示の第1の製造方法では、式(1)化合物と式(2)化合物とを、式(1)化合物1molに対して式(2)化合物を1mol超となる比率で反応させることで、式(3)化合物が製造される。
HO-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-OH・・・(3)
一般式(3)中、R、R及びRの詳細は、上述のとおりである。
一般式(3)中、aは、0又は1以上の整数を表し、好ましくは1以上の整数を表し、より好ましくは3以上の整数を表し、さらに好ましくは5以上の整数を表す。また、aは、20以下の整数が好ましく、15以下の整数がより好ましく、12以下の整数がさらに好ましい。
式(1)化合物と式(2)化合物との反応は、溶媒中で行われてもよいし、溶媒を用いることなく無溶媒の状態で行われてもよい。
式(1)化合物と式(2)化合物との反応が溶媒中で行われる場合、溶媒としては、フッ素系有機溶媒が好ましく、フッ素化アルカン、フッ素化芳香族化合物、フルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
式(1)化合物と式(2)化合物との比率は、目的とする含フッ素ポリエーテル化合物の分子量に合わせて調整するのが好ましいが、分子量を制御する観点から式(1)化合物1molに対して式(2)化合物は1.01mol以上が好ましく、1.10mol以上がより好ましい。一方、式(1)化合物と式(2)化合物との比率は、目的とする含フッ素ポリエーテル化合物の分子量を制御しつつ、余分な原料を節約する観点から式(1)化合物1molに対して式(2)化合物は2.00mol以下が好ましく、1.90mol以下がより好ましく、1.70mol以下がさらに好ましく、1.50mol以下が特に好ましい。
式(1)化合物と式(2)化合物との反応は、アルカリ触媒の存在下において行うことが好ましい。アルカリ触媒の存在下、式(1)化合物と式(2)化合物とを反応させることにより、製造される式(3)化合物の分子量及び収率をより向上できる。
アルカリ触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、フッ化セシウム及び炭酸カリウム等が挙げられ、式(3)化合物の分子量及び収率の観点からは、炭酸カリウムが好ましい。
式(3)化合物の分子量及び収率の観点から、式(1)化合物と式(2)化合物との反応温度は、80℃~160℃が好ましく、90℃~140℃がより好ましい。
式(3)化合物の分子量及び収率の観点から、式(1)化合物と式(2)化合物との反応時間は、1時間~72時間が好ましく、2時間~48時間がより好ましい。
式(3)化合物の製造は、バッチ方式で行っても連続方式で行ってもよく、公知の方式を適宜採用できる。
式(3)化合物の製造をバッチ方式により行う場合、例えば、反応器に予め式(2)化合物を収容し、反応器内に式(1)化合物を直接添加してもよいし、式(1)化合物の希釈液を添加してもよい。
式(3)化合物の分子量及び収率の観点から、式(1)化合物と式(2)化合物との反応において、式(2)化合物への式(1)化合物の添加は、式(2)化合物1モルに対して、0.01倍モル/時間~10倍モル/時間の速度で行うことが好ましく、0.1倍モル/時間~0.5倍モル/時間の速度で行うことがより好ましい。
式(1)化合物と式(2)化合物とを反応させた後、有機溶媒、水及び適切な酸性度に調整するための水溶液から選択される少なくとも1つを反応液に加えて分液した後、有機相を濃縮して式(3)化合物を得てもよい。また、有機相を濃縮することにより得られる反応粗液を精製して式(3)化合物を得てもよい。
式(3)化合物を製造する際に用いられる式(1)化合物及び式(2)化合物の組み合わせに特に限定はない。
例えば、式(1)化合物はペルフルオロジビニルエーテル化合物から選択されてもよい。
-式(4)化合物の製造-
本開示の第1の製造方法では、式(3)化合物に含まれる水酸基をエステル化することで、式(4)化合物が製造される。
CO-O-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O-COR・・・(4)
一般式(4)中、R、R及びR並びにaの詳細は、上述のとおりである。
一般式(4)中、Rの詳細は、酸フルオリドの説明と合わせて後述する。
式(3)化合物に含まれる水酸基をエステル化する方法は特に限定されるものではなく、従来から公知の反応を用いてもよい。例えば、水酸基にカルボン酸化合物を作用させる方法、水酸基にカルボン酸無水物を作用させる方法、水酸基に酸ハロゲン化物を作用させる方法等が挙げられる。
式(3)化合物に含まれる水酸基のエステル化は、反応性の高さの観点から水酸基に酸ハロゲン化物を作用させる方法が好ましく、水酸基に酸フルオリドを作用させる方法がより好ましく、酸フルオリドとして下記一般式(7)で表される酸フルオリド(以下、式(7)化合物と称することがある。)を式(3)化合物に作用させる方法がさらに好ましい。
COF・・・(7)
一般式(7)中、Rは、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数2~20の1価の炭化水素基を表す。
で表される1価の炭化水素基の炭素数は、精製のしやすさの観点から20以下が好ましく、10以下がより好ましい。一方、Rで表される1価の炭化水素基の炭素数は、フッ素化時の副反応を抑える観点から、3以上が好ましく、4以上がより好ましい。
で表される1価の炭化水素基における水素原子がフッ素原子により置換されている場合、フッ素原子含有率は、50モル%以上が好ましく、75モル%以上がより好ましく、100モル%(ペルフルオロ炭化水素基)がさらに好ましい。ただし、フッ素原子含有率とは、炭化水素基に含まれる水素原子がフッ素原子に置換されている割合である。
本開示で使用可能な式(7)化合物の具体例としては、以下のような化合物が挙げられるが、これに限定されない。
・CFCFCF-O-CF(CF)COF
・CFCFCF-O-CF(CF)CF-O-CF(CF)COF
・CF-CF(CF)COF
式(3)化合物に含まれる水酸基のエステル化は、溶媒中で行われてもよいし、溶媒を用いることなく無溶媒の状態で行われてもよい。式(3)化合物に含まれる水酸基のエステル化が溶媒中で行われる場合、溶媒としては、フッ素系有機溶媒が好ましく、フッ素化アルカン、フッ素化芳香族化合物、フルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
式(7)化合物を式(3)化合物に作用させる場合、触媒の存在下において行うことが好ましい。触媒の存在下、式(7)化合物を式(3)化合物に作用させることにより、製造される式(4)化合物の収率をより向上できる。
触媒としては、例えば、フッ化ナトリウム、トリエチルアミン等が挙げられ、後処理の簡便さの観点からは、フッ化ナトリウムが好ましい。
式(7)化合物を式(3)化合物に作用させる場合、式(4)化合物の収率の観点から、反応温度は-10℃~100℃が好ましく、0℃~60℃がより好ましい。
式(7)化合物を式(3)化合物に作用させる場合、式(4)化合物の収率の観点から、式(3)化合物と式(7)化合物との反応時間は、1時間~40時間が好ましく、2時間~20時間がより好ましい。
式(7)化合物を式(3)化合物に作用させる場合、式(4)化合物の収率の観点から、式(3)化合物と式(7)化合物とを反応させる際の反応圧力は、大気圧~2MPa(ゲージ圧)が好ましい。
式(4)化合物の製造は、バッチ方式で行っても連続方式で行ってもよく、公知の方式を適宜採用できる。
式(4)化合物の製造をバッチ方式により行う場合、例えば、反応器に予め式(3)化合物を収容し、反応器内に式(7)化合物を直接添加してもよい。
式(7)化合物を式(3)化合物に作用させる場合、副生成物の発生を抑制する観点から、式(3)化合物への式(7)化合物の添加は、反応器の内温が40℃を超えない速度で行うことが好ましく、内温が20℃を超えない速度で行うことがより好ましい。
式(7)化合物を式(3)化合物に作用させると、式(3)化合物と式(7)化合物との反応により、フッ化水素(HF)が発生するため、反応系中にフッ化水素捕捉剤を存在させることが好ましい。フッ化水素捕捉剤としては、アルカリ金属フッ化物、トリアルキルアミン等が挙げられる。アルカリ金属フッ化物としては、NaFまたはKFが好ましい。HF捕捉剤を使用しない場合には、HFが気化しうる反応温度で反応を行い、かつ、HFを窒素気流に同伴させて反応系外に排出することが好ましい。HF捕捉剤の使用量は、式(7)化合物に対して1倍モル~10倍モルが好ましい。
式(7)化合物を式(3)化合物に作用させた後、有機溶媒、水及び適切な酸性度に調整するための水溶液から選択される少なくとも1つを反応液に加えて分液するか、又は反応液を固液分離した後、有機相を濃縮して式(4)化合物を得てもよい。また、有機相を濃縮することにより得られる反応粗液を精製して式(4)化合物を得てもよい。
-式(5)化合物の製造-
本開示の第1の製造方法では、式(4)化合物をフッ素化することで、式(5)化合物が製造される。
F4CO-O-CFF3CF-O-(CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O)-CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O-CORF4・・・(5)
一般式(5)中、RF1は、それぞれ独立して、Rがフッ素原子の場合にはフッ素原子を表し、Rが水素原子の場合にはフッ素原子を表し、Rが1価の炭化水素基の場合にはRで表される1価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~3の1価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)中、RF2は、それぞれ独立して、Rで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)中、RF3は、それぞれ独立して、Rが単結合の場合には単結合を表し、Rがエーテル結合の場合にはエーテル結合を表し、Rが2価の炭化水素基の場合にはRで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)中、RF4は、それぞれ独立して、Rで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数2~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
一般式(5)中、aの詳細は、上述のとおりである。
式(4)化合物のフッ素化方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法により行うことができる。例えば、式(4)化合物にフッ素ガスを接触させることにより、フッ素化を行うことができる。
式(4)化合物のフッ素化方法は、バッチ方式でもよく連続方式でもよい。フッ素化反応は、下記の<方法1>又は<方法2>により実施することが好ましく、式(5)化合物の反応収率と選択率の点からは、<方法2>がより好ましい。フッ素ガスは、バッチ方式で実施する場合及び連続方式で実施する場合のいずれにおいても、窒素ガス等の不活性ガスで希釈して使用してもよい。
<方法1>
方法1は、反応器に、式(4)化合物と溶媒とを仕込み、撹拌を開始し、次いで所定の反応温度と反応圧力下で、不活性ガスで希釈したフッ素ガスを溶媒中に連続的に供給しながら反応させる方法である。
<方法2>
方法2は、反応器に溶媒を仕込み、撹拌し、次いで所定の反応温度と反応圧力下で、不活性ガスで希釈したフッ素ガスと式(4)化合物と溶媒とを所定のモル比で連続的にフッ素化反応溶媒中に供給しながら反応させる方法である。
<方法3>
方法3は、管状反応器に溶媒を連続的に導入して管状反応器内を流通させ、次に、不活性ガスで希釈したフッ素ガスと、式(4)化合物を溶解した溶液とをフッ素ガスと式(4)化合物とが所定のモル比となる割合でそれぞれ連続的に管状反応器内の溶媒の流れに供給して混合し、管状反応器内でフッ素ガスと式(4)化合物とを接触させて反応させ、反応生成物を含む溶媒を管状反応器から取り出す方法である。この方法において、溶媒を循環させ、循環されている溶媒から反応生成物を取り出すことにより、連続方式でフッ素化反応を行うことができる。
方式3の場合と同様に、方法2において、式(4)化合物を供給する際には、溶媒で希釈した式(4)化合物を供給することが、式(5)化合物の選択率を向上させ、副生成物量を抑制させる点で好ましい。また、式(4)化合物を溶媒で希釈する際には、式(4)化合物に対する溶媒の量を質量基準で5倍以上とすることが好ましく、7倍以上とすることがより好ましい。
不活性ガスとしては、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス等の希ガスや窒素ガスが挙げられ、窒素ガス、ヘリウムガスが好ましく、経済的に有利である点から窒素ガスがより好ましい。フッ素ガスの割合(以下、「フッ素ガス量」とも記す。)は、フッ素ガスと不活性ガスとの合計100体積%中、10体積%~60体積%が好ましい。
使用するフッ素ガスの使用量は、式(4)化合物中におけるフッ素置換する水素原子1molに対して、1.1mol~10molの比率が好ましく、1.2mol~5molの比率がより好ましい。フッ素ガス使用量の比率を上記数値範囲内とすることにより、式(5)化合物の収率を向上できる。
式(4)化合物のフッ素化を溶媒内において行う場合、溶媒中の酸素含有量を低減するため、溶媒が予め窒素置換されていてもよい。
また、式(4)化合物を溶媒内に導入する場合、溶媒を予め窒素置換した後、さらに溶媒をフッ素置換してもよい。
フッ素化反応においては、バッチ方式においても連続方式においても、式(4)化合物中のフッ素化されうる水素原子のすべてに対して、これらをフッ素化するフッ素ガスの量が常に過剰量とすることが好ましい。フッ素ガスの量は、フッ素化されうる水素原子のすべてをフッ素化するために必要な理論量の1.1倍当量以上が好ましく、1.3倍当量以上がより好ましい。
式(4)化合物のフッ素化を、フッ素ガス及び式(4)化合物を溶媒内に導入することにより行う場合、式(4)化合物の溶媒内へのモル基準の導入速度を1としたときに、フッ素ガスのモル基準の導入速度が、式(4)化合物のモル基準の導入速度に式(4)化合物に含まれるフッ素ガスによってフッ素原子に置換されうる水素原子の数を乗じて得られた速度の1倍~10倍の範囲であってもよく、2倍~7倍の範囲であってもよい。導入速度の関係を上記数値範囲内とすることにより、式(5)化合物の収率を向上できる。
式(4)化合物のフッ素化反応を効率的に進行させるためには、溶媒中に式(4)化合物以外のC-H結合含有化合物を添加するか、又は溶媒に紫外線を照射することが好ましい。これらはフッ素化反応後期に行うことが好ましい。これにより、溶媒中に存在する式(4)化合物を効率的にフッ素化でき、式(5)化合物の収率を向上させうる。
C-H結合含有化合物としては、芳香族炭化水素が好ましく、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。C-H結合含有化合物の添加量は、式(4)化合物中の水素原子に対して0.1モル%~10モル%である量が好ましく、0.1モル%~5モル%である量がより好ましい。
C-H結合含有化合物は、フッ素ガスが存在する溶媒中に添加することが好ましい。さらに、C-H結合含有化合物を加えた場合には、反応系を加圧することが好ましい。加圧時の反応圧力としては、0.01MPa~5MPa(ゲージ圧)が好ましい。
反応系に紫外線を照射する場合、照射時間は、0.1時間~3時間が好ましい。
フッ素化反応の後、窒素ガス等の不活性ガスで系内を置換した後、有機相を濃縮して式(5)化合物を得てもよい。また、有機相を濃縮することにより得られる反応粗液を精製して式(5)化合物を得てもよい。
-式(6)化合物の製造-
本開示の第1の製造方法では、式(5)化合物にアルコールを作用させることで、式(6)化合物が製造される。
-O-CORF3CF-O-(CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O)-CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CO-O-R・・・(6)
一般式(6)中、RF1、RF2、RF3及びRF4並びにaの詳細は、上述のとおりである。
一般式(6)中、Rは、各々独立に、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の1価の炭化水素基を表す。
式(5)化合物にアルコールを作用させることで、式(5)化合物の末端がエステル化され、式(6)化合物が得られる。
式(5)化合物に作用させるアルコールは特に限定されるものではない。アルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。
式(5)化合物とアルコールとの反応は、溶媒中で行われてもよいし、溶媒を用いることなく無溶媒の状態で行われてもよい。
式(5)化合物とアルコールとの反応が溶媒中で行われる場合、溶媒としては、フッ素系有機溶媒が好ましく、フッ素化アルカン、フッ素化芳香族化合物、フルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
式(5)化合物に対するアルコールの使用量は、式(5)化合物1molに対してアルコールは2mol~20molが好ましく、2.1mol~15molがより好ましく、2.2mol~10molがさらに好ましい。
式(6)化合物の収率の観点から、式(5)化合物とアルコールとの反応温度は、-10℃~60℃が好ましく、0℃~40℃がより好ましい。
式(6)化合物の収率の観点から、式(5)化合物とアルコールとの反応時間は、0.5時間~48時間が好ましく、1時間~24時間がより好ましい。
副生成物の発生を抑制する観点から、式(5)化合物とアルコールとの反応において、式(5)化合物へのアルコールの添加は、反応器の内温が40℃を超えない速度で行うことが好ましく、内温が20℃を超えない速度で行うことがより好ましい。
式(5)化合物とアルコールとを反応させた後、有機溶媒、水及び適切な酸性度に調整するための水溶液から選択される少なくとも1つを反応液に加えて分液した後、有機相を濃縮して式(6)化合物を得てもよい。また、有機相を濃縮することにより得られる反応粗液を精製して式(6)化合物を得てもよい。
本開示の第1の製造方法により得られる式(6)化合物の数平均分子量(Mn)は、1000~30000が好ましく、1500~20000がより好ましく、2000~10000がさらに好ましい。
また、本開示の第1の製造方法により得られる式(6)化合物の分子量分布(Mw/Mn)は、1~3が好ましく、1~2.5がより好ましく、1~2がさらに好ましい。
<第2の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法>
本開示の第2の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法(以下、本開示の第2の製造方法と称することがある。)は、式(1)化合物と式(2)化合物とを、式(1)化合物1molに対して式(2)化合物を1mol超となる比率で反応させ、式(3)化合物を製造するものである。
本開示の第2の製造方法における、式(1)化合物~式(3)化合物の詳細、及び式(3)化合物の合成工程等の詳細は、本開示の第1の製造方法の場合と同様である。
<第3の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法>
本開示の第3の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法(以下、本開示の第3の製造方法と称することがある。)は、式(1)化合物と式(2)化合物とを、式(1)化合物1molに対して式(2)化合物を1mol超となる比率で反応させ、式(3)化合物を製造し、式(3)化合物に含まれる水酸基をエステル化して式(4)化合物を製造するものである。
本開示の第3の製造方法における、式(1)化合物~式(4)化合物の詳細、並びに、式(3)化合物及び式(4)化合物の合成工程等の詳細は、本開示の第1の製造方法の場合と同様である。
<第4の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法>
本開示の第4の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法(以下、本開示の第4の製造方法と称することがある。)は、式(1)化合物と式(2)化合物とを、式(1)化合物1molに対して式(2)化合物を1mol超となる比率で反応させ、式(3)化合物を製造し、式(3)化合物に含まれる水酸基をエステル化して式(4)化合物を製造し、式(4)化合物をフッ素化して式(5)化合物を製造するものである。
本開示の第4の製造方法における、式(1)化合物~式(5)化合物の詳細、及び式(3)化合物~式(5)化合物の合成工程等の詳細は、本開示の第1の製造方法の場合と同様である。
以下、上記実施形態を実施例により具体的に説明するが、上記実施形態はこれらの実施例に限定されない。
合成例1-1~合成例3-4が実施例であり、合成例4が比較例である。
[評価方法]
(GPC分析)
数平均分子量(Mn)及び質量平均分子量(Mw)は、GPCによって、測定した。
GPCによる測定は、上述の方法で行った。
(合成例1-1)
200mLのナスフラスコに、式(2)化合物に該当するエチレングリコールの4.1g、炭酸カリウムの4gを加え、フラスコ内の温度を120℃とした状態でフラスコ内を攪拌し、式(1)化合物に該当する化合物A-1の20gを4時間(式(2)化合物1モルに対して0.21倍モル/時間)かけて加えて120℃で2時間攪拌した。
その後、フラスコ内の温度を25℃に戻し、フッ素系有機溶媒(AGC株式会社製、アサヒクリン(登録商標)AC-2000、1H-トリデカフルオロヘキサン、以下、AC-2000と記載)及び塩酸をそれぞれ20g加え、有機相と水相とに分離した反応粗液を得た。得られた反応粗液を分液し、次いで、有機相を濃縮した。
有機相を濃縮して得られた反応粗液をカラムクロマトグラフィにて精製し、式(3)化合物に該当する下記化合物A-2の14g(収率58%)を得た。aの平均は6であった。
CF=CF-O-CFCFCF-O-CF=CF A-1
(合成例1-2)
200mLのナスフラスコに、化合物A-2の14g、フッ化ナトリウムの1.5g、AC-2000の20mlを加え、氷冷下攪拌し、式(7)化合物に該当する化合物A-3の5.0gを添加した。その後、25℃に戻し、15時間攪拌した。
その後、固体と液体とを濾過で分別し、得られた液体を濃縮後、カラムクロマトグラフィにて精製し式(4)化合物に該当する化合物A-4の16g(収率94%)を得た。
CFCFCF-O-CF(CF)COF A-3
(合成例1-3)
500mLのニッケル製反応器に、CFE-419(ClCFCFClCFOCFCFCl)の250mLを加え、窒素ガスを吹き込んだ(バブリング)。
溶存酸素濃度が充分に下がった後、窒素ガスで希釈された20体積%のフッ素ガスを1時間吹き込んだ。化合物A-4のCFE-419溶液(濃度:10質量%、化合物A-4:17g)を3時間かけて投入した。化合物A-4のCFE-419溶液の投入と共に、フッ素ガスを反応器内に導入した。化合物A-4の溶媒内へのモル基準の導入速度を1としたときに、フッ素ガスのモル基準の導入速度を、化合物A-4のモル基準の導入速度に化合物A-4に含まれるフッ素ガスによってフッ素原子に置換されうる水素原子の数を乗じて得られた速度の2倍とした。
化合物A-4のCFE-419溶液の投入が終わった後、ベンゼンのCFE-419溶液(濃度:0.1質量%、ベンゼン:0.1g)を断続的に投入した。
ベンゼンのCFE-419溶液の投入が終わった後、フッ素ガスを1時間かけて吹き込み、最後に窒素ガスで反応器内を充分に置換した。溶媒を留去し、式(5)化合物に該当する化合物A-5の20g(収率94%)を得た。
(合成例1-4)
200mLのナスフラスコに、化合物A-5の20g、AC-2000の20mlを加え、氷冷下攪拌し、メタノールの1.5gを添加した。その後、25℃に戻し、15時間攪拌した。
その後、水を30ml加え、有機相と水相とに分離した反応粗液を得た。得られた反応粗液を分液し、次いで、有機相を濃縮することで式(6)化合物に該当する化合物A-6の16g(収率98%)を得た。なお、化合物A-6においてMeはメチル基を意味する。
化合物A-6のMnは3700、Mw/Mnは1.7であった。
(合成例2-1)
200mLのナスフラスコに、式(2)化合物に該当する1,4-ベンゼンジメタノールの9.4g、炭酸カリウムの4gを加え、フラスコ内の温度を120℃とした状態でフラスコ内を攪拌し、式(1)化合物に該当する化合物A-1の20gを7時間(式(2)化合物1モルに対して0.12倍モル/時間)かけて加えて120℃で2時間攪拌した。
その後、フラスコ内の温度を25℃に戻し、AC-2000及び塩酸をそれぞれ20g加え、有機相と水相とに分離した反応粗液を得た。得られた反応粗液を分液し、次いで、有機相を濃縮した。
有機相を濃縮して得られた反応粗液をカラムクロマトグラフィにて精製し、式(3)化合物に該当する化合物B-1の25g(収率85%)を得た。aの平均は5であった。
(合成例2-2)
200mLのナスフラスコに、化合物B-1の24g、フッ化ナトリウムの2.5g、AC-2000の30mlを加え、氷冷下攪拌し、式(7)化合物に該当する化合物A-3の7.5gを添加した。その後、25℃に戻し、15時間攪拌した。
その後、固体と液体を濾過で分別し、得られた液体を濃縮後、カラムクロマトグラフィにて精製し式(4)化合物に該当する化合物B-2の29g(収率98%)を得た。aの平均は5であった。
(合成例2-3)
500mLのニッケル製反応器に、CFE-419の250mLを加え、窒素ガスを吹き込んだ(バブリング)。
溶存酸素濃度が充分に下がった後、窒素ガスで希釈された20体積%のフッ素ガスを1時間吹き込んだ。化合物B-2のCFE-419溶液(濃度:10質量%、化合物B-2:17g)を3時間かけて投入した。化合物B-2のCFE-419溶液の投入と共に、フッ素ガスを反応器内に導入した。化合物B-2の溶媒内へのモル基準の導入速度を1としたときに、フッ素ガスのモル基準の導入速度を、化合物B-2のモル基準の導入速度に化合物B-2に含まれるフッ素ガスによってフッ素原子に置換されうる水素原子の数を乗じて得られた速度の3倍とした。
化合物B-2のCFE-419溶液の投入が終わった後、ベンゼンのCFE-419溶液(濃度:0.1質量%、ベンゼン:0.1g)を断続的に投入した。
ベンゼンのCFE-419溶液の投入が終わった後、フッ素ガスを1時間かけて吹き込み、最後に窒素ガスで反応器内を充分に置換した。溶媒を留去し、式(5)化合物に該当する化合物B-3の16g(収率70%)を得た。aの平均は5であった。
(合成例2-4)
200mLのナスフラスコに、化合物B-3の16g、AC-2000の20mlを加え、氷冷下攪拌し、メタノールの1.5gを添加した。その後、25℃に戻し、15時間攪拌した。
その後、水を30ml加え、有機相と水相とに分離した反応粗液を得た。得られた反応粗液を分液し、次いで、有機相を濃縮することで式(6)化合物に該当する化合物B-4の14g(収率98%)を得た。aの平均は5であった。なお、化合物B-4においてMeはメチル基を意味する。
化合物B-4のMnは4000、Mw/Mnは2であった。
(合成例3-1)
200mLのナスフラスコに、式(2)化合物に該当するテトラエチレングリコールの13.6g、炭酸カリウムの4gを加え、フラスコ内の温度を120℃とした状態でフラスコ内を攪拌し、式(1)化合物に該当する化合物A-1の20gを2時間(式(2)化合物1モルに対して0.4倍モル/時間)かけて加えて120℃で2時間攪拌した。
その後、フラスコ内の温度を25℃に戻し、AC-2000及び塩酸をそれぞれ20g加え、有機相と水相とに分離した反応粗液を得た。得られた反応粗液を分液し、次いで、有機相を濃縮した。
有機相を濃縮して得られた反応粗液をカラムクロマトグラフィにて精製し、式(3)化合物に該当する下記化合物C-1の26g(収率78%)を得た。aの平均は4であった。式中、*は酸素原子との結合部分を表し、**は炭素原子との結合部分を表す。
(合成例3-2)
200mLのナスフラスコに、化合物C-1の26g、フッ化ナトリウムの2.5g、AC-2000の30mlを加え、氷冷下攪拌し、式(7)化合物に該当する化合物A-3の9gを添加した。その後、25℃に戻し、15時間攪拌した。
その後、固体と液体を濾過で分別し、得られた液体を濃縮後、カラムクロマトグラフィにて精製し式(4)化合物に該当する化合物C-2の30g(収率93%)を得た。aの平均は4であった。式中、*は酸素原子との結合部分を表し、**は炭素原子との結合部分を表す。
(合成例3-3)
500mLのニッケル製反応器に、CFE-419の250mLを加え、窒素ガスを吹き込んだ(バブリング)。
溶存酸素濃度が充分に下がった後、窒素ガスで希釈された20体積%のフッ素ガスを1時間吹き込んだ。化合物C-2のCFE-419溶液(濃度:10質量%、化合物C-2:30g)を3時間かけて投入した。化合物C-2のCFE-419溶液の投入と共に、フッ素ガスを反応器内に導入した。化合物C-2の溶媒内へのモル基準の導入速度を1としたときに、フッ素ガスのモル基準の導入速度を、化合物C-2のモル基準の導入速度に化合物C-2に含まれるフッ素ガスによってフッ素原子に置換されうる水素原子の数を乗じて得られた速度の2倍とした。
化合物C-2のCFE-419溶液の投入が終わった後、ベンゼンのCFE-419溶液(濃度:0.1質量%、ベンゼン:0.1g)を断続的に投入した。
ベンゼンのCFE-419溶液の投入が終わった後、フッ素ガスを1時間かけて吹き込み、最後に窒素ガスで反応器内を充分に置換した。溶媒を留去し、式(5)化合物に該当する化合物C-3の44g(収率96%)を得た。aの平均は4であった。式中、*は酸素原子との結合部分を表し、**は炭素原子との結合部分を表す。
(合成例3-4)
200mLのナスフラスコに、化合物C-3の44g、AC-2000の20mlを加え、氷冷下攪拌し、メタノールの3gを添加した。その後、25℃に戻し、15時間攪拌した。
その後、水を30ml加え、有機相と水相とに分離した反応粗液を得た。得られた反応粗液を分液し、次いで、有機相を濃縮することで式(6)化合物に該当する化合物C-4の38g(収率98%)を得た。aの平均は4であった。なお、化合物C-4においてMeはメチル基を意味する。式中、*は酸素原子との結合部分を表し、**は炭素原子との結合部分を表す。
(合成例4)
式(1)化合物に該当する化合物A-1の1molに対して式(2)化合物に該当するエチレングリコールを1mol以下で反応させると、末端に水酸基を有する重合体が得られず、以後の反応を進められない。
上記した実施例において、本開示によれば、両末端に官能基を有し、構造単位を選択する際の制約が少ない含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法が提供されることがわかる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (10)

  1. 下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と下記一般式(2)で表されるジオール化合物とを、下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物1molに対して下記一般式(2)で表されるジオール化合物を1mol超となる比率で反応させ、下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物を製造し、
    下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物に含まれる水酸基をエステル化して下記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物を製造し、
    下記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物をフッ素化して下記一般式(5)で表されるペルフルオロジアシルオキシポリエーテル化合物を製造し、
    下記一般式(5)で表されるペルフルオロジアシルオキシポリエーテル化合物にアルコールを作用させて下記一般式(6)で表される含フッ素ジアルコキシカルボニルポリエーテル化合物を製造する、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法であって、前記一般式(2)で表されるジオール化合物の酸性度が8~18である、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法
    CF=CR-O-R-O-CR=CF・・・(1)
    HO-CHCH-OH・・・(2)
    HO-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-OH・・・(3)
    CO-O-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O-COR・・・(4)
    F4CO-O-CFF3CF-O-(CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O)-CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O-CORF4・・・(5)
    -O-CORF3CF-O-(CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O)-CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CO-O-R・・・(6)
    (一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、R、フッ素原子を表す。
    一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
    一般式(2)~一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、単結合、エーテル結合、又は環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
    一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数2~20の1価の炭化水素基を表す。
    一般式(6)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の1価の炭化水素基を表す。
    一般式(5)及び一般式(6)中、RF1、フッ素原子を表す
    一般式(5)及び一般式(6)中、RF2は、それぞれ独立して、Rで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
    一般式(5)及び一般式(6)中、RF3は、それぞれ独立して、Rが単結合の場合には単結合を表し、Rがエーテル結合の場合にはエーテル結合を表し、Rが2価の炭化水素基の場合にはRで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
    一般式(5)中、RF4は、それぞれ独立して、Rで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数2~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
    一般式(3)~一般式(6)中、aは、0又は1以上の整数を表し、且つ一般式(3)~一般式(6)におけるaはいずれも同じ値を示す。)
  2. 前記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と前記一般式(2)で表されるジオール化合物との反応を、アルカリ触媒の存在下において行う、請求項1に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
  3. 前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物のフッ素化において、フッ素ガスを、前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物中におけるフッ素置換する水素原子1molに対して、1.1mol~10molの比率で使用する、請求項1又は請求項2に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
  4. 前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物のフッ素化を、フッ素ガス及び前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物を溶媒内に導入することにより行い、
    前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物の前記溶媒内へのモル基準の導入速度を1としたときに、前記フッ素ガスのモル基準の導入速度が、前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物のモル基準の導入速度に前記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物に含まれる前記フッ素ガスによってフッ素原子に置換されうる水素原子の数を乗じて得られた速度の1倍~10倍の範囲である、請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
  5. 前記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物に含まれる水酸基のエステル化が、下記一般式(7)で表される酸フルオリドを前記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物に作用させるものである、請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
    COF・・・(7)
    (一般式(7)中、Rは、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数2~20の1価の炭化水素基を表す。)
  6. 前記一般式(3)~前記一般式(6)におけるaが、1以上の整数である、請求項1~請求項のいずれか一項に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
  7. 前記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と前記一般式(2)で表されるジオール化合物とを反応させる際の反応温度が、80℃~160℃である、請求項1~請求項のいずれか一項に記載の含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法。
  8. 下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と下記一般式(2)で表されるジオール化合物とを、下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物1molに対して下記一般式(2)で表されるジオール化合物を1mol超となる比率で反応させ、下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物を製造する、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法であって、前記一般式(2)で表されるジオール化合物の酸性度が8~18である、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法
    CF=CR-O-R-O-CR=CF・・・(1)
    HO-CHCH-OH・・・(2)
    HO-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-OH・・・(3)
    (一般式(1)及び一般式(3)中、R、フッ素原子を表す。
    一般式(1)及び一般式(3)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
    一般式(2)及び一般式(3)中、Rは、それぞれ独立して、単結合、エーテル結合、又は環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
    一般式(3)中、aは、0又は1以上の整数を表す。)
  9. 下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と下記一般式(2)で表されるジオール化合物とを、下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物1molに対して下記一般式(2)で表されるジオール化合物を1mol超となる比率で反応させ、下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物を製造し、
    下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物に含まれる水酸基をエステル化して下記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物を製造する、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法であって、前記一般式(2)で表されるジオール化合物の酸性度が8~18である、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法
    CF=CR-O-R-O-CR=CF・・・(1)
    HO-CHCH-OH・・・(2)
    HO-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-OH・・・(3)
    CO-O-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O-COR・・・(4)
    (一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、R、フッ素原子を表す。
    一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
    一般式(2)~一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、単結合、エーテル結合、又は環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
    一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数2~20の1価の炭化水素基を表す。
    一般式(3)及び一般式(4)中、aは、0又は1以上の整数を表し、且つ一般式(3)及び一般式(4)におけるaはいずれも同じ値を示す。)
  10. 下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物と下記一般式(2)で表されるジオール化合物とを、下記一般式(1)で表される含フッ素ジビニルエーテル化合物1molに対して下記一般式(2)で表されるジオール化合物を1mol超となる比率で反応させ、下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物を製造し、
    下記一般式(3)で表される含フッ素ジヒドロキシポリエーテル化合物に含まれる水酸基をエステル化して下記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物を製造し、
    下記一般式(4)で表される含フッ素ジアシルオキシポリエーテル化合物をフッ素化して下記一般式(5)で表されるペルフルオロジアシルオキシポリエーテル化合物を製造する、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法であって、前記一般式(2)で表されるジオール化合物の酸性度が8~18である、含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法
    CF=CR-O-R-O-CR=CF・・・(1)
    HO-CHCH-OH・・・(2)
    HO-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-OH・・・(3)
    CO-O-CHCH-O-(CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O)-CF-CHR-O-R-O-CHR-CF-O-CHCH-O-COR・・・(4)
    F4CO-O-CFF3CF-O-(CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O)-CF-CFRF1-O-RF2-O-CFRF1-CF-O-CFF3CF-O-CORF4・・・(5)
    (一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、R、フッ素原子を表す。
    一般式(1)、一般式(3)及び一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
    一般式(2)~一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、単結合、エーテル結合、又は環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基を表す。
    一般式(4)中、Rは、それぞれ独立して、環構造や分岐構造を含んでいてもよく、エーテル結合を含んでいてもよく、水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数2~20の1価の炭化水素基を表す。
    一般式(5)中、RF1、フッ素原子を表す
    一般式(5)中、RF2は、それぞれ独立して、Rで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
    一般式(5)中、RF3は、それぞれ独立して、Rが単結合の場合には単結合を表し、Rがエーテル結合の場合にはエーテル結合を表し、Rが2価の炭化水素基の場合にはRで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数1~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
    一般式(5)中、RF4は、それぞれ独立して、Rで表される2価の炭化水素基がペルフルオロ化された炭素数2~20の2価のペルフルオロ炭化水素基を表す。
    一般式(3)~一般式(5)中、aは、0又は1以上の整数を表し、且つ一般式(3)~一般式(5)におけるaはいずれも同じ値を示す。)
JP2022571416A 2020-12-25 2021-12-17 含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法 Active JP7823587B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020217943 2020-12-25
JP2020217943 2020-12-25
PCT/JP2021/046850 WO2022138511A1 (ja) 2020-12-25 2021-12-17 含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2022138511A1 JPWO2022138511A1 (ja) 2022-06-30
JP7823587B2 true JP7823587B2 (ja) 2026-03-04

Family

ID=82157806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022571416A Active JP7823587B2 (ja) 2020-12-25 2021-12-17 含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7823587B2 (ja)
CN (1) CN116710422A (ja)
WO (1) WO2022138511A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024052300A (ja) * 2022-09-30 2024-04-11 株式会社Moresco フルオロポリエーテル化合物、潤滑剤、磁気ディスク、およびフルオロポリエーテル化合物の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006131514A (ja) 2004-11-04 2006-05-25 Yunimatekku Kk 末端水酸基を有する含フッ素ビニルエーテルおよびその製造法
JP2010077222A (ja) 2008-09-24 2010-04-08 Fujifilm Corp 含フッ素重合体、反射防止膜、反射防止フィルムおよび画像表示装置
JP2010535792A (ja) 2007-08-06 2010-11-25 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー フッ素化非イオン性界面活性剤
JP2012506458A (ja) 2008-10-21 2012-03-15 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー フッ化ポリオキシアルキレングリコールジエステル界面活性剤

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3397191A (en) * 1965-06-02 1968-08-13 Du Pont Fluorocarbon ethers
DE1645142A1 (de) * 1965-06-02 1970-10-22 Du Pont Polymerisate von Fluorkohlenstoffaethern und Verfahren zu deren Herstellung
EP0436629A1 (en) * 1988-09-28 1991-07-17 Exfluor Research Corporation Fluorination of acetals, ketals and orthoesters
CN1274654C (zh) * 2003-10-08 2006-09-13 大金工业株式会社 含氟醚化合物的制造方法
KR102258218B1 (ko) * 2013-08-26 2021-05-28 에이지씨 가부시키가이샤 함불소 화합물의 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006131514A (ja) 2004-11-04 2006-05-25 Yunimatekku Kk 末端水酸基を有する含フッ素ビニルエーテルおよびその製造法
JP2010535792A (ja) 2007-08-06 2010-11-25 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー フッ素化非イオン性界面活性剤
JP2010077222A (ja) 2008-09-24 2010-04-08 Fujifilm Corp 含フッ素重合体、反射防止膜、反射防止フィルムおよび画像表示装置
JP2012506458A (ja) 2008-10-21 2012-03-15 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー フッ化ポリオキシアルキレングリコールジエステル界面活性剤

Also Published As

Publication number Publication date
CN116710422A (zh) 2023-09-05
WO2022138511A1 (ja) 2022-06-30
JPWO2022138511A1 (ja) 2022-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9783483B2 (en) Process for producing fluorinated compound
JP2945693B2 (ja) 液相フツ素置換
USRE41184E1 (en) Process for producing a fluorine atom-containing sulfonyl fluoride compound
EP1352892B1 (en) Processes for producing fluorinated ester, fluorinated acyl fluoride, and fluorinated vinyl ether
EP2004722A1 (en) A process for preparing high purity monocarboxylic perfluoropolyethers
JP7823587B2 (ja) 含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法
US5506309A (en) Perfluorinates polyethers
JP2004339221A (ja) 少なくとも1つの−ch2ohまたは−ch(cf3)oh末端基を有するパーフルオロポリエーテルの製造
KR102734923B1 (ko) 폴리에테르 중합체의 제조 공정
Turri et al. End group chemistry of fluoro‐oligomers: Highly selective syntheses of diepoxy, diallyl, and tetraol derivatives
RU2268876C2 (ru) Способ получения фторированного поливалентного карбонильного соединения
JP7823586B2 (ja) 含フッ素ポリエーテル化合物の製造方法、含フッ素ジビニルポリエーテル化合物の製造方法及び含フッ素ジビニルポリエーテル化合物
US20240409489A1 (en) Method for producing fluorinated polyether
JP7823585B2 (ja) ポリエーテル組成物の製造方法、含フッ素ポリエーテル組成物の製造方法及びポリエーテル組成物
EP2617700B1 (en) Novel fluorinated vinyl ether compound and manufacturing method therefor
WO2022138508A1 (ja) 含フッ素ポリエーテル化合物
WO2024111485A1 (ja) 含フッ素エステル化合物の製造方法
JP2024074701A (ja) 含フッ素アルデヒド化合物の製造方法
JP2024074672A (ja) 含フッ素化合物の製造方法
WO2024111489A1 (ja) 含フッ素化合物の製造方法
JPWO2003002501A1 (ja) 含フッ素カルボニル化合物の製造方法
JP2003183222A (ja) 含フッ素ジカルボニル化合物の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240820

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250916

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20251024

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20260120

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20260202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7823587

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150