JPH0463055B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱的・化学的に安定であり、不活性
溶媒、潤滑油、酸素輸液等として有用な新規ペル
フルオロエーテル化合物及びその製造法に関す
る。 〔従来技術・発明が解決しようとする課題〕 代替血液として使用されているペルフルオロエ
ーテル化合物は、酸素溶解性は勿論、無毒性で代
謝的に不活性でなければならず、医療的に必要で
なくなつた場合、人体より好ましくは１カ月以内
に少なくとも90％は排除されなければならない。 排除速度の主要因子は、ペルフルオロエーテル
化合物の沸点及び蒸気圧であるが、その化学構造
にも強く依存している。化学構造と排除速度との
関係は明らかでないが、これは恐らく従来のペル
フルオロエーテル化合物では、その構造の範囲が
限定されているためであり、例えば代替血液とし
て有用な新規なペルフルオロエーテル化合物の存
在が示唆され、その創出が強く要望されている。 一方、ペルフルオロエーテル化合物の合成にお
いて、採用されている主要な工業的方法、即ち、
電気化学的フツ素化又は三フツ化コバルトフツ素
化は、敏感な化合物、例えば高度に枝分れした化
合物又は構造的に歪みのある化合物に対しては、
反応中に炭素骨格の再配列及び／又は炭素骨格の
破壊がしばしば相当程度に生じ、その結果、不純
物を含有する異性体化合物の混合物及び不完全に
フツ素化された化合物を生じるため適当でない。 また、これらのペルフルオロエーテル化合物へ
の主要経路の他に、例えば特開昭58−219136号公
報に開示された方法、即ち、フツ素ガス及びヘリ
ウム等の不活性ガスを用いて、炭化水素化合物を
直接フツ素化する方法がある。この方法は環状又
は枝分れ炭化水素化合物及びエーテルを含む広範
囲のペルフルオロエーテル化合物の非常に一般的
で強力な実験室的合成方法であるが、工業的合成
方法とは言いがたい。即ち、炭化水素化合物の直
接フツ素化は極めて発熱的な反応であり、反応に
際しては液体窒素等により超低温に冷却しなけれ
ばならず、経済的にスケールアツプが困難であ
り、さらに、超低温で反応を行なうため長時間を
要し、この方法は商業的に適するものではなかつ
た。 従つて、ペルフルオロエーテル化合物を高収率
で簡便に製造する方法、即ち、工業的に最適な製
造法の創出が望まれていた。 〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、新規、有用なペルフルオロエー
テル化合物を開発するため研究を重ねた結果、一
般式 〔式中、R_f及びR_f′はそれぞれ炭素数１〜７の
ペルフルオロアルキル基、ペルフルオロアルコキ
シアルキル基、ペルフルオロシクロアルキル基又
はペルフルオロ（シクロアルキル−アルキル基）
を示す。ただし、R_f′がペルフルオロアルキル基
である場合、R_fはペルフルオロアルキル基又は
ペルフルオロアルコキシアルキル基を、R_f′がペ
ルフルオロアルコキシアルキル基である場合、
R_fはペルフルオロアルキル基を、R_f′がペルフル
オロシクロペンチル基又はペルフルオロシクロヘ
キシル等である場合、R_fはペルフルオロメチル
基を示すことはない。〕 で表わされ、その総炭素数が９〜11であるペルフ
ルオロエーテル化合物（Ｉ）を創製して、当該ペ
ルフルオロエーテル化合物（Ｉ）が不活性溶媒、
潤滑油、酸素輸液等として有用であることを見出
すと共に、当該化合物（）を収率よく、簡便に
製造する方法を確立することによつて本発明を完
成した。 即ち、ペルフルオロエーテル化合物（Ｉ）及び
一般式 （式中、Ｒ及びR′はそれぞれ炭素数１〜７の
全部或いは部分的にフツ素化されていてもよいア
ルキル基、アルコキシアルキル基、シクロアルキ
ル基、シクロアルキル−アルキル基又は炭素数６
或いは７の全部或いは部分的にフツ素化されてい
てもよいアリール基を示す。ただし、R′がアル
キル基である場合、Ｒはアルキル基又はアルコキ
シルアルキル基を、R′がアルコキシアルキル基
である場合、Ｒはアルキル基を、R′がシクロペ
ンチル基、シクロヘキシル基又はフエニル基であ
る場合、Ｒはメチル基を示すことはない。） で表わされ、その総炭素数が９〜11でる含フツ素
エーテル化合物をフツ化水素酸中、電解フツ素化
することによるペルフルオロエーテル化合物
（Ｉ）の製造法である。 本明細書において、「全部或いは部分的にフツ
素化されてもよい」とは、各基の水素原子の全て
或いは一部がフツ素原子に置換されていてもよい
ことを意味する。 炭素数１〜７のアルキル基は、直鎖状又は分枝
鎖状のアルキル基を意味し、例えば、メチル、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブ
チル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、
イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、
ヘキシル、ヘプチル、１−メチル−ペンチル、１
−エチル−ブチル等が好適なものとして例示され
る。 アルコキシアルキル基におけるアルコキシ
部分としては、メトキシ、エトキシ、プロポキ
シ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、
sec−ブトキシ、tert−ブトキシ等の炭素数１〜
４のものが好適なものとして例示され、アルキル
部分としては、メチル、エチル、プロピル、イソ
プロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、
tert−ブチル等の炭素数１〜４（特に炭素数１〜
３）のものが好適なものとして例示される。 シクロアルキル基としては、特に炭素数５〜７
の環状アルキル基であるシクロペンチル、シクロ
ヘキシル、シクロヘプチルが好適なものとして例
示される。 シクロアルキル−アルキル基としては、シクロ
ペンチル−メチル、シクロペンチル−エチル、シ
クロヘキシル−メチルが好適なものとして例示さ
れる。 炭素数６或いは７のアリール基としては、フエ
ニル、ベンジル等が例示される。 炭素数１〜７のペルフルオロアルキル基、ペル
フルオロアルコキシアルキル基、ペルフルオロシ
クロアルキル基及びペルフルオロ（シクロアルキ
ル−アルキル基）は、上述の炭素数１〜７のアル
キル基、アルコキシアルキル基、シクロアルキル
基、シクロアルキル−アルキル基のそれぞれに対
応するペルフルオロ体が好適なものとして例示さ
れる。 ペルフルオロエーテル化合物（Ｉ）は、例えば
当該化合物（Ｉ）に対応するペルヒドロ体、又は
部分的ヒドロ体をフツ素化、就中電解フツ素化す
ることによつて製造される。特に化合物（）を
電解フツ素化する製法によれば、通常の電解フツ
素化において必要とされる電導度増加剤の不存在
下においても高収率でペルフルオロエーテル化合
物（Ｉ）が得られ、しかも化合物（）中には強
力な電子吸引基であるトリフルオロメチル基が存
在するので、エーテル結合が強固で切れにくく、
開裂による副生物の生成も少なくペルフルオロエ
ーテル化合物（）が高選択的に得られる。 化合物（）の電解フツ素化は、通常無水フツ
化水素酸中で行われ、好ましくはフツ化水素酸１
当たり、0.1〜0.3モルに相当する量の化合物
（）が使用される。電解槽としては従来電解フ
ツ素化の分野で常用されている電解槽を用いれば
よい。電解フツ素化は、通常、電流密度0.2〜
3.0A／ｄm²、浴温３〜10℃で、バツチ式で行な
う場合、電解電圧が少なくとも8Vに達する迄行
なうことが好ましい。電導度増加剤（フツ化ナト
リウム等）の添加は任意である。 ペルフルオロエーテル化合物（Ｉ）は、例えば
次のようにして分離される。即ち、当該化合物
（）の大部分は電解槽に残留し、フツ化水素と
二層に分離するので、電解フツ素化終了後、槽か
ら抜き出す。当該化合物（）とその転位化合物
との混合物は、アルカリ−アミン（水酸化ナトリ
ウム−ジイソブチルアミン等）による加熱攪拌処
理、さらに要すればヨウ化カリウム−アセトン等
による洗浄後、分留、分取ガスクロマトグラフイ
ー等によつて分離される。 化合物（）は、実質的に公知の化合物であ
り、例えば一般式 （式中、Ｒは前記と同意義）で表わされる化合
物と、 R′−Ｘ （） 〔R′は前記と同意義、Ｘはハロゲン（クロル、
ヨード当）〕で表わされる化合物とを反応させる
か、又はアルキル硫酸（ジメチル硫酸、ジエチル
硫酸等）でアルキル化すること等によつて製造さ
れる。 また、化合物（）は、ヘキサフルオロアセト
ンを、例えばI.L.クニユニヤンツら：イズベスチ
ア・アカデミー・ナウク・SSSR・オトデル・ヒ
ミー・ナウク（1962年），第684頁（I.L.
Knunyants etal.，Izv.Akad.Nauk SSSR Otd.
Khim.Nauk（1962），P684）又は、W.A.シエパー
ド：ジヤーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・
ソサエテイ，第87巻，第2410頁，1965年（W.A.
Sheppard：J.Am，Chem.Soc.，87，2410
（1965））等に記載の方法に準じて処理することに
よつて得られる。 本発明に係るペルフルオロエーテル化合物
（Ｉ）は、大量の酸素を溶解することができるう
えに代謝的に不活性であり、しかみも速やかに体
外へ排泄されるところから、例えば当該化合物
（Ｉ）の５〜50w／ｖ％、好ましくは10〜40w／
ｖ％を含む水性乳剤として調製することによつて
人を含む温血動物（イヌ、ネコ、牛、マウス、ラ
ツト、モルモツト等）用の代用血、酸素運搬輸液
等の酸素運搬体として使用される。 上記乳剤の調製に当つて、乳化剤としては、高
分子系非イオン性界面活性剤、リン脂質等が用い
られ、その添加量は１〜5w／ｖ％である。 又、媒質としては生理的に許容される水溶液が
用いられ、要すれば等張化量のグリセロールの如
き等張化剤、さらにコロイド浸透圧調製のために
HES、デキストランのような血漿増量剤を添加
してもよい。 而して、上述の如き諸成分を、例えば高圧噴射
式乳化機により粒子径が0.05〜0.3u、好ましくは
0.2u以下になるように均質化することによつて乳
剤が調製される。 〔発明の効果〕 本発明に係る新規なペルフルオロエーテル化合
物（Ｉ）は、大量の酸素を溶解することができる
うえに代謝的に不活性であり、しかも速やかに体
外へ排泄されるところから、人を含む温血動物
（イヌ、ネコ、牛、マウス、ラツト、モルモツト
等）用の代用血、酸素運搬輸液等の酸素運搬体と
して使用することができる。 又、本発明に係るペルフルオロエーテル化合物
（Ｉ）の製造法は、スケールアツプが可能な簡便
な装置で、比較的短時間で高収率で製造すること
ができ、工業的に最適な製造法である。 〔実施例〕 電解槽として、モネルメタル製容量1.5であ
り、極間距離1.7〜2.0mmで交互に配列されたニツ
ケル製（純度99.6％以上）極板（陽極６枚、陰極
７枚）を用い、有効陽極面積10.5dm²で槽上部に
は銅製の還流冷却器を備えたものを用いた。この
電解槽に、無水フツ化水素酸1.2を導入し、予
備電解により微量の不純物を除去した。次いで次
式で表示２−フエニル−２−メトオキシン−１，
１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン
0.16モル を無水フツ化水素酸中に導入し、窒素ガスを流速
100ml／minで槽下部より通じながら、陽極電流
密度0.3〜1.0A／ｄm²、浴温３〜８℃、電圧5.4〜
6.6Vで、154Ahrの電解を行なつた。電解中に生
成した揮発性の裂断生成物の液化捕集めるは行な
わなかつた。電解終了後、電解槽内は上層のフツ
化水素と下層のフルオロカーボン層に分かれてい
るので、下層をドレインより分離捕集したところ
66.5g（粗収率80.5％）であつた。 尚、芳香核をもつ化合物の電解フツ素化に特有
の重合は殆ど見られなかつた。 このフルオロカーボン層に70w／ｖ％水酸化ナ
トリウム水溶液及びジイソブチルアミンをそれぞ
れ等容量加え、約３日間の加熱還流を行なつた。 その後、等容量の氷水を加え、アイスバンで冷
却した後に吸引濾過した。フルオロカーボン層
は、最下層に沈降するので、分液ロートで分液し
た後、希硫酸、濃硫酸、飽和炭酸水素ナトリウム
水溶液、水、３％ヨウ化カリウムを含む90％アセ
トン水溶液、水の順に洗浄を行ない54gの透明な
ペルフルオロ体を得た。 このようにしてプロトンを含む不純物等を除去
したペルフルオロ体を単蒸留し、沸点が130〜140
の化合物43.9g（収率5.2％）を得た。 これを分取ガスクロマトグラフイーで分取し、
赤外吸収スペントル，¹⁹Ｆ−核磁気共鳴スペクト
ル、マススペクトルにより分析した結果、次表１
に示した化合物No.1の化合物ペルフルオロ〔（１
−メトオキシ−１−メチルエチル）シクロヘキサ
ン〕（次式）であることを確認した。 その他の一連のペルフルオロエーテル化合物
も、全く同様の方法、又は10gのフツ化ナトリウ
ムを加えた方法により合成し、精製、分留後、分
取し、赤外吸収スペクトル，¹⁹Ｆ−核磁気共鳴ス
クトル、マススペクトルにより分析し、本発明の
ペルフルオロエーテル化合物（Ｉ）に含まれる目
的化合物（）であることを確認した。各目的化
合物（Ｉ）の名称・構造・沸点は次表１のようで
あつた。 尚、次表１中の「構造式」の項目中の各構造式
において炭素原子はすべてフツ素原子で飽和され
ている。

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 〔式中，R_f及びR_f′はそれぞれ炭素数１〜７の
   ペルフルオロアルキル基、ペルフルオロアルコキ
   シアルキル基、ペルフルオロシクロアルキル基又
   はペルフルオロ（シクロアルキル−アルキル基）
   を示す。ただし、R_f′がペルフルオロアルキル基
   である場合、R_fはペルフルオロアルキル基又は
   ペルフルオロアルコキシアルキル基を、R_f′がペ
   ルフルオロアルコキシアルキル基である場合、
   R_fはペルフルオロアルキル基を、R_f′がペルフル
   オロシクロペンチル基又はペルフルオロシクロヘ
   キシル基である場合、R_fはペルフルオロメチル
   基を示すことはない。〕 で表わされ、その総炭素数が９〜11であるペルフ
   ルオロエーテル化合物。 ２ 一般式 （式中、Ｒ及びR′はそれぞれ炭素数１〜７の
   全部或いは部分的にフツ素化されていてもよいア
   ルキル基、アルコキシアルキル基、シクロアルキ
   ル基、シクロアルキル−アルキル基又は炭素数６
   域いは７の全部或いは部分的にフツ素化されてい
   てもよいアリール基を示す。ただし、R′がアル
   キル基である場合、Ｒはアルキル基又はアルコキ
   シアルキル基を、R′がアルコキシアルキル基で
   ある場合、Ｒはアルキル基を、R′がシクロペン
   チル基、シクロヘキシル基又はフエニル基である
   場合、Ｒはメチル基を示すことはない。） で表わされ、その総炭素数が９〜11である含フツ
   素エーテル化合物をフツ化水素酸中、電流密度
   0.2〜3.0A／ｄm²、浴温３〜10℃の条件下で電解
   フツ素化することを特徴とする一般式 〔式中、R_f及びR_f′はそれぞれ炭素数１〜７の
   ペルフルオロアルキル基、ペルフルオロアルコキ
   シアルキル基、ペルフルオロシクロアルキル基又
   はペルフルオロ（シクロアルキル−アルキル基）
   を示す。ただし、R_f′がペルフルオロアルキル基
   である場合、R_fはペルフルオロアルキル基又は
   ペルフルオロアルコキシアルキル基を、R_f′がペ
   ルフルオロアルコキシアルキル基である場合、
   R_fはペルフルオロアルキル基を、R_f′がペルフル
   オロシクロペンチル基又はペルフルオロシクロヘ
   キシル基である場合、R_fはペルフルオロメチル
   基を示すことはない。〕 で表わされ、その総炭素数が９〜11であるペルフ
   ルオロエーテル化合物の製造方法。