JPH0692957A - 含フッ素ジオキソラン化合物の製造方法 - Google Patents

含フッ素ジオキソラン化合物の製造方法

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JPH0692957A
JPH0692957A JP4272382A JP27238292A JPH0692957A JP H0692957 A JPH0692957 A JP H0692957A JP 4272382 A JP4272382 A JP 4272382A JP 27238292 A JP27238292 A JP 27238292A JP H0692957 A JPH0692957 A JP H0692957A
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JP
Japan
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reaction
fluorine
formula
alcohol
nmr
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JP4272382A
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Hidenobu Murofushi
英伸 室伏
Kazuya Oharu
一也 大春
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】高い重合性を有する含フッ素ジオキソールモノ
マーの中間体として有用である含フッ素ジオキソラン化
合物を、反応操作が容易で効率よく、かつ高い収率で製
造する。 【構成】アルコール〔式I〕を,水溶媒系で塩基と反応
させて含フッ素ジオキソラン化合物〔式II〕を製造す
る。塩基としては水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウ
ムが望ましい。 〔式中、Rf及びRfは炭素数5以下のフルオロア
ルキル基を表すか、共同して1つの炭素数10以下のフ
ルオロアルキレン基を表し、フルオロアルキル基及びフ
ルオロアルキレン基はエーテル酸素を含んでいてもよ
く、また直鎖状であっても分岐を有していてもよい。X
はClあるいはBrを表す。〕

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、含フッ素ジオキソラン
化合物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
【化3】 (式中、Rf1 及びRf2 はそれぞれ独立に炭素数5以
下のフルオロアルキル基を表すか、共同して1つの炭素
数10以下のフルオロアルキレン基を表し、フルオロア
ルキル基及びフルオロアルキレン基はエーテル酸素を含
んでいてもよく、また直鎖状であっても分岐を有してい
てもよい。)で表される含フッ素ジオキソランの、従来
の製造方法には、例えばUSP 3,324,144 で開示されるよ
うに
【化4】 の反応によるもの、あるいはUSP 2,925,424 で開示され
るように
【化5】 の反応によるものが知られている。
【0003】しかし、USP 3,324,144 で示される例は、
毒性の強いヘキサフルオロアセトンと、爆発範囲3.6
〜100vol%という極めて広い爆発範囲を有するエ
チレンオキシドを、120℃、10〜45kg/cm2
という高圧下で反応を行うという危険性の高い反応であ
る。一方、USP 2,925,424 で示される例は、ペンタン等
の低引火点の溶媒を必要とし、また収率も16%と低収
率であり、かつ反応終了後溶媒留去の必要がある効率の
悪い反応である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来、毒性
の強いヘキサフルオロアセトンを120℃以上の高温、
かつ40kg/cm2 という加圧下で、爆発範囲の広い
エチレンオキシドと反応させるという危険な条件下で、
あるいは低温常圧でありながら、低収率、かつ反応終了
時に溶媒を留去する必要があるという効率の悪い反応で
製造されていた
【化6】 (式中、Rf1 及びRf2 は前記に同じ。)で表される
含フッ素ジオキソランを、穏やかな条件下で、かつ高収
率に製造する方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、
【化7】 (式中、Rf1 及びRf2 はそれぞれ独立に炭素数5以
下のフルオロアルキル基を表すか、共同して1つの炭素
数10以下のフルオロアルキレン基を表し、フルオロア
ルキル基及びフルオロアルキレン基はエーテル酸素を含
んでいてもよく、また直鎖状であっても分岐を有してい
てもよい。XはClあるいはBrを表す。)で表される
アルコールを、水溶媒系で塩基と反応させることを特徴
とする
【化8】 (式中、Rf1 及びRf2 は前記に同じ。)で表される
含フッ素ジオキソラン化合物の製造方法を提供するもの
である。
【0006】本発明の製造方法で得られる含フッ素ジオ
キソラン化合物は、さらにUSP 2,925,424, USP 3,865,8
45, USP 4,393,227 等で開示されるような方法でそれぞ
れ塩素化、部分フッ素化、脱塩素化することにより、高
い重合性を有し単独重合のためのモノマーとしてあるい
は含フッ素ポリマーを合成する際のコモノマーとして重
要である含フッ素ジオキソールモノマー
【化9】 (式中、Rf1 及びRf2 は前記に同じ。)で表される
化合物に誘導することができるという、きわめて利用価
値の高い化合物である。
【0007】本発明において用いられる
【化10】 (式中、Rf1 及びRf2 はそれぞれ独立に炭素数5以
下のフルオロアルキル基を表すか、共同して1つの炭素
数10以下のフルオロアルキレン基を表し、フルオロア
ルキル基及びフルオロアルキレン基はエーテル酸素を含
んでいてもよく、また直鎖状であっても分岐を有してい
てもよい。XはClあるいはBrを表す。ここでフルオ
ロアルキル基及びフルオロアルキレン基は全部がフッ素
化されていてもよく、部分的にフッ素化されていてもよ
い。)で表されるアルコールは、フッ素化ケトンに2−
ハロゲン化エタノールを付加して合成できる。
【0008】原料のフッ素化ケトンは種々の方法で入手
されうるもので、特に限定されない。例えばヘキサフル
オロアセトンは活性アルミナを固定床触媒とし、150
℃〜400℃でヘキサフルオロプロピレンオキシドを熱
異性化することにより容易に入手されうる。また、環状
ケトンであるパーフルオロ(2−メチル−3−オキサシ
クロヘキサノン)は、特開昭54−112869に記載
されるように、モレキュラーシーブ4Aを固定床触媒と
し、250℃〜400℃でパーフルオロ(2−メチル−
3−オキサヘプタノイルジフルオリド)を熱分解するこ
とにより容易に入手されうる。
【0009】また2−ハロゲン化エタノールのハロゲン
としてはClあるいはBrから自由に選ばれる。
【0010】例えばフッ素化ケトンとしてヘキサフルオ
ロアセトンを用い、2−ハロゲン化エタノールとしてエ
チレンクロロヒドリンを用いた付加反応は、ドライアイ
ス−エタノール冷却管を備えたパイレックスフラスコに
エチレンクロロヒドリンを入れ、場合によっては氷浴で
冷却し、撹拌しながらヘキサフルオロアセトンをバブリ
ングによって吹き込むことにより、0℃から80℃、好
ましくは、5℃から30℃の温度範囲で容易にヘキサフ
ルオロアセトンにエチレンクロロヒドリンが付加したア
ルコールを得ることができる。
【0011】本発明は、上記アルコールを水溶媒系で塩
基と反応させることにより含フッ素ジオキソランを製造
するものである。この反応は、水溶媒系で行うことによ
り、有機溶剤系の場合にある爆発の危険性が回避できる
ばかりでなく、反応終了後反応粗液を静置することによ
り、塩析効果も働き上層の水相と下層の含フッ素有機化
合物相に容易に2層分離し、下層を取り出すことで溶媒
留去の必要もなく高収率で効率よく容易に含フッ素ジオ
キソランを製造できるという利点がある。
【0012】この反応は、種々の塩基の水溶液、例えば
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等の
水溶液、好ましくは5〜30wt%の水酸化ナトリウム
水溶液、特に好ましくは20〜30wt%の水酸化ナト
リウム水溶液中に、0℃から80℃、好ましくは5℃か
ら30℃の温度範囲で、撹拌しながら上記アルコールを
滴下することにより行うことができる。この操作によ
り、上記アルコールは、発熱とともに容易に脱ハロゲン
化水素化されジオキソラン環を生成する。反応終了後反
応粗液を静置することにより、塩析効果も働き上層の水
相と下層の含フッ素有機化合物相に容易に2層分離し、
下層を取り出すことで溶媒留去の必要もなく高収率で効
率よく容易に含フッ素ジオキソランを回収することがで
きる。
【0013】
【実施例】
合成例1 撹拌機、ドライアイス−エタノール還流コンデンサ、吹
き込み管、熱電対温度計を備えた2リットル4つ口フラ
スコに、エチレンクロロヒドリン(ECH)725g
(9.0mol)を入れ、氷浴を用いて2〜5℃に冷却
した。吹き込み管を通してECHにバブリングさせなが
らヘキサフルオロアセトン(HFA)ガスを3g/mi
nの速度で吹き込んでいった。1494g(9.0mo
l)のHFAを導入し終えた後、さらに30分間室温に
て撹拌を続け、反応はほぼ定量的に進行し、反応粗液と
して2210gの有機化合物を得た。NMRからこの反
応粗液は目的とするアルコールであることを確認した。
またキャピラリーガスクロマトグラム(CGC)より9
9%の純度であることが判明したため、この粗液をさら
なる精製をかけずに次の実施例1の反応に用いた。NM
Rのデータを帰属と共に下に示す。
【0014】19F-NMR, 1H-NMR (CDCl3 ,δppm ) F:-79.8(s) Ha:3.60 〜3.75(t,J= 45Hz) Hc:3.85(s) Hb:4.10 〜4.25(t,J= 45Hz)
【化11】
【0015】実施例1 撹拌器、熱電対温度計、滴下ロートを備えた2リットル
フラスコに、30wt%のNaOH水溶液700mlを
入れ、氷浴中激しく撹拌し、合成例1で得たアルコール
1195gを100g/hrの速度で滴下した。発熱を
ともなって反応が進行し、原料をすべて滴下し終わった
後さらに室温にて30分間撹拌を続けた。反応終了後、
反応溶液を静置すると上層の水相と下層の含フッ素有機
化合物相に2相分離したため、分液ロートにて下層を分
離して集めた。この有機層はNMRの結果から目的とす
るジオキソランであることを確認し、CGCより純度9
6%以上であることが判明した。この反応粗液を常圧蒸
留により精製を行い、沸点106℃の留分を集めた。こ
の留分はCGC純度99.9%であった。HFAからの
トータル単離収率は88.7%であった。NMRのデー
タを帰属と共に下に示す。
【0016】19F-NMR, 1H-NMR (CDCl3 ,δppm ) F:-79.7(s) H:4.28(s)
【0017】実施例2 実施例1と同様に撹拌器、熱電対温度計、滴下ロートを
備えた2リットルフラスコに、30wt%KOH水溶液
800mlを入れ、氷浴中激しく撹拌しながら、合成例
1と同様の方法で得たアルコール1180gを滴下して
いった。発熱とともに反応が進行し、原料をすべて滴下
し終わった後さらに室温にて30分間撹拌を続けた。反
応終了後静置すると、上層水相と下層含フッ素有機相に
分離したので、下層を分離し常圧蒸留により精製を行い
沸点106℃の留分を集めた。NMRから目的とするジ
オキソランであることを確認した。HFAからのトータ
ル単離収率は85.2%であった。
【0018】合成例2 撹拌機、還流冷却器、滴下ロート、熱電対温度計を備え
た2リットル4つ口フラスコに、ECH580g(7.
2mol)を入れ、氷浴を用いて4〜8℃に冷却した。
滴下ロートからパーフルオロ(2−メチル−3−オキサ
シクロヘキサノン)を滴下していった。2116g
(7.2mol)のパーフルオロ(2−メチル−3−オ
キサシクロヘキサノン)を滴下し終えた後、さらに30
分間室温にて撹拌を続け、2680gの反応粗液を得
た。NMRの結果からこの粗液は目的とするアルコール
であることを確認した。収率は98.3%であった。こ
の粗液をさらなる精製をかけずに次の実施例3の反応に
用いた。NMRのデータを帰属と共に下に示す。
【0019】19F-NMR, 1H-NMR (CDCl3 ,δppm ) Fa: -79.8(s) Fb:-133.9 〜 -134.0(m) Fc: -91.5 〜 -92.0(m) Fd: -77.9 〜 -78.5(m) Fe:-141.3 〜 -142.1(m) Ff:-126.5 〜 -127.4(m) Fg:-136.7 〜 -137.5(m) Fh:-124.3 〜 -125.1(m) Hi:3.6〜3.8(t,J= 45Hz) Hk:3.8(s) Hj:4.1〜4.3(t,J= 45Hz)
【化12】
【0020】実施例3 撹拌器、熱電対温度計、滴下ロートを備えた2リットル
フラスコに、30wt%NaOH水溶液650mlを入
れ、氷浴中激しく撹拌しながら、合成例2で得たアルコ
ール1320gを100g/hrの速度で滴下していっ
た。発熱をともなって反応が進行し、原料をすべて滴下
し終わった後さらに室温にて30分間撹拌を続けた。反
応終了後反応溶液を静置すると2層に分離したため、分
液ロートにて下層を分離して集めた。NMR、CGC測
定の結果からこの下層分は、純度95%以上を有する、
目的とするジオキソランである2,2,3,3−テトラ
ヒドロ−パーフルオロ(6−メチル−1,4,7−トリ
オキサ−スピロ[4,5]デカン)であることが確認で
きた。この反応粗液を減圧蒸留により精製し、12mm
Hgの減圧下で51℃の留分を集めた。この留分はCG
C純度99.9%であった。パーフルオロ(2−メチル
−3−オキサシクロヘキサノン)からのトータル単離収
率は84.8%であった。NMRのデータを帰属と共に
下に示す。
【0021】19F-NMR, 1H-NMR (CDCl3 ,δppm ) Fa: -79.78(s) Fb:-133.92 〜 -134.03(m) Fc: -91.49 〜 -92.02(m) Fd: -77.97 〜 -78.57(m) Fe:-141.32 〜 -142.16(m) Ff:-126.50 〜 -127.38(m) Fg:-136.70 〜 -137.58(m) Fh:-124.17 〜 -125.08(m) H:4.32(s)
【化13】
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、高い重合性を有する含
フッ素ジオキソールモノマーの中間体として有用である
含フッ素ジオキソラン化合物を、反応操作が容易で効率
よく、かつ高い収率で製造できる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 【化1】 (式中、Rf1 及びRf2 はそれぞれ独立に炭素数5以
    下のフルオロアルキル基を表すか、共同して1つの炭素
    数10以下のフルオロアルキレン基を表し、フルオロア
    ルキル基及びフルオロアルキレン基はエーテル酸素を含
    んでいてもよく、また直鎖状であっても分岐を有してい
    てもよい。XはClあるいはBrを表す。)で表される
    アルコールを、水溶媒系で塩基と反応させることを特徴
    とする 【化2】 (式中、Rf1 及びRf2 は前記に同じ。)で表される
    含フッ素ジオキソラン化合物の製造方法。
  2. 【請求項2】塩基として水酸化ナトリウムまたは水酸化
    カリウムを用いる請求項1の製造方法。
JP4272382A 1992-09-16 1992-09-16 含フッ素ジオキソラン化合物の製造方法 Withdrawn JPH0692957A (ja)

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