JPH07126196A - ハイドロフルオロカーボンの製造方法 - Google Patents
ハイドロフルオロカーボンの製造方法Info
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- JPH07126196A JPH07126196A JP5276815A JP27681593A JPH07126196A JP H07126196 A JPH07126196 A JP H07126196A JP 5276815 A JP5276815 A JP 5276815A JP 27681593 A JP27681593 A JP 27681593A JP H07126196 A JPH07126196 A JP H07126196A
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
が良いハイドロフルオロカーボンの製造方法を提供す
る。 【構成】一般式InRfI(nは0または1であり、n
が0のときRfはC2〜12個の直鎖または分岐したポ
リフルオロアルキル基であリ、nが1のときRfはC2
〜12個の直鎖または分岐したポリフルオロアルキレン
基である。)のヨードフルオロカーボンを、相間移動触
媒の存在下、メタノール等の1級アルコールおよび/ま
たはイソプロパノール等の2級アルコールの作用のもと
に、アルカリ金属水酸化物と反応させる一般式HnRf
H(nとRfは、上記と同じ意味である。)のハイドロ
フルオロカーボンの製造方法。
Description
ボンの製造方法に関するものである。
てハイドロフルオロカーボンを合成する方法に関して
は、以下の報告がなされている。
orine Chem.,6,297,1975)。(2)グリニヤール試薬を
用いた反応により合成する方法(J.Fluorine Chem.,3,24
7,1973) 。(3)水素とラネーニッケル触媒を用いた液
相還元反応により合成する方法(Ger.Offen.2,060,041,
J.Chem.Soc.,3761,1953)。(4)次亜リン酸ナトリウム
とパラジウムまたは白金触媒を用いた還元反応により合
成する方法(J.FluorineChem.,55,101,1991)。(5)ア
ルコリック−ポタシウム−ヒドロキサイドと反応させる
方法(J.Chem.Soc.,3761,1953) 。(6)メタノール中
で、アルカリ金属水酸化物と反応させる方法(EP 0,44
9,516 A1 )。
および反応により生成する亜鉛スラリーの取り扱いや処
理の問題点がある。(2)の方法は、水分等によりグリ
ニヤール試薬が発火する恐れがある。また、溶媒とし
て、低沸点のエーテル系の溶媒を用いるために危険性が
高く、廃液処理の点でも問題点がある。(3)の方法
は、60〜80気圧という高圧条件で反応させなければ
ならないため、危険性が高い。(4)の方法は、高価な
触媒を要するという問題点がある。(5)の方法は、1
00〜130℃の高温条件での反応であり、かつ、収率
が低い問題点がある。
物のみを用いる方法では、原料のヨードフルオロカーボ
ンの転化率を工業的に満足できる値にするのは困難であ
り、高純度のハイドロフルオロカーボンを得る上で問題
点がある。また、アルカリ金属水酸化物中に水が含まれ
ていること、あるいは、反応により水が生成することか
ら、反応系中の水分量が多くなり、系がフルオロカーボ
ン層とメタノール水層の二層系に分離してしまい、撹拌
の条件等によって、反応収率の再現性が低くなる問題点
がある。
ルとアルカリ金属水酸化物を用いる反応も記載されてい
るが、転化率、選択率とも低く、収率も低い。
オロカーボンを出発物質として、ハイドロフルオロカー
ボンを効率的に製造する方法について鋭意検討を行っ
た。その結果、ヨードフルオロカーボンを、相間移動触
媒の存在下、1級アルコールおよび/または2級アルコ
ールの作用のもとに、アルカリ金属水酸化物と反応させ
ることにより、安定に、かつ、高転化率、高選択率でハ
イドロフルオロカーボンが得られることを見いだした。
また、反応系が二層系となった場合にも、反応成績の再
現性が非常に良いことを見いだした。
だし、式中、nは0または1であり、nが0のとき、R
f は炭素数2〜12個の直鎖または分岐したポリフルオ
ロアルキル基であり、nが1のとき、Rf 炭素数が2〜
12個の直鎖または分岐したポリフルオロアルキレン基
である。)で表されるヨードフルオロカーボンを、相間
移動触媒の存在下、1級アルコールおよび/または2級
アルコールの作用のもとに、アルカリ金属水酸化物と反
応させることを特徴とする一般式Hn Rf H(ただし、
式中、nとRf は、上記と同じ意味である。)で表され
るハイドロフルオロカーボンの製造方法を提供するもの
である。
が、下式で表すことができる。
(n+1)MOH→Hn Rf H+(n+1)R1 R2 C
=O+(n+1)MI+(n+1)H2 O
であり、R1 は水素原子またはアルキル基、R2 とR3
はアルキル基であり、Mはアルカリ金属原子を示す。
ンは、一般式In Rf Iで表される化合物である。ただ
し、式中、nは0または1である。nが0のとき、Rf
は炭素数2〜12個の直鎖または分岐したポリフルオロ
アルキル基であるが、炭素数3〜8個の場合が好まし
く、特にCF3 CF2 CF2 CF2 CF2 CF2 −であ
る場合が好ましい。nが1のとき、Rf は炭素数2〜1
2個の直鎖または分岐したポリフルオロアルキレン基で
あるが、炭素数3〜8個の場合が好ましく、特に−CF
2 CF2 CF2 CF2 −である場合が好ましい。
ては、1−ヨード−1,1,2,2,2−ペンタフルオ
ロエタン、1−ヨード−1,1,2,2,3,3,4,
4,4−ノナフルオロブタン、1−ヨード−1,1,
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6−トリデ
カフルオロヘキサン、1−ヨード−1,1,2,2,
3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8
−ヘプタデカフルオロオクタン、2−ヨード−1,1,
1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン、4−ヨ
ード−1,1,1,2,3,3,4,4−オクタフルオ
ロ−2−トリフルオロメチルブタン、6−ヨード−1,
1,1,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカ
フルオロ−2−トリフルオロメチルヘキサン、1,2−
ジヨード−1,1,2,2−テトラフルオロエタン、
1,4−ジヨード−1,1,2,2,3,3,4,4−
オクタフルオロブタン、1,6−ジヨード−1,1,
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカフル
オロヘキサン等が挙げられるが、これらに限定されな
い。
1級アルコールまたは2級アルコール、あるいは1級ア
ルコールおよび2級アルコールの両者の作用のもとにア
ルカリ金属水酸化物と反応させる。
ては、特に限定されず、公知ないしは周知のものが採用
できる。通常の場合は、1級アルコールとしてはメタノ
ール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコ
ール等を用いるのが好ましく、特に、アルカリ金属水酸
化物の溶解度が高く、反応後の処理がしやすく、安価で
ある等の理由からメタノールが好ましい。また、2級ア
ルコールとしては、イソプロピルアルコール、イソブチ
ルアルコール等が好ましく、特に、転化率が高く、安価
であること等の理由から、イソプロピルアルコールが好
ましい。
量は、それぞれを単独で用いる場合、あるいは混合して
用いる場合のいずれにおいても、通常の場合、原料のヨ
ードフルオロカーボンの1重量部に対して0.1〜10
重量部、好ましくは0.2〜2重量部がよい。また、混
合して用いる場合の各々の割合は特に限定するものでは
ないが、通常の場合1級アルコール:2級アルコールの
重量比が1000:1〜0.5:1程度の範囲が好適で
あり、特に100:1〜1:1の範囲が好適である。
よび/または2級アルコールは、ハイドロフルオロカー
ボンの水素源として作用すると考えられる。また、過剰
の1級アルコールおよび/または2級アルコールは、反
応溶媒としても作用すると考えられる。
合、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が好ましい。
合、原料のヨードフルオロカーボンのヨウ素の1モルに
対し、1モル以上が好ましく、特に系への溶解度等の点
から、1〜3モル程度が好適である。
ルオロカーボン、1級アルコールおよび/または2級ア
ルコール、およびアルカリ金属水酸化物に、相間移動触
媒を含ませることが特徴である。該触媒を含ませること
により、反応速度を早め、転化率、選択率を上げるだけ
でなく、良好な反応成績を再現性良く保つことができ
る。
示されるように、反応副生物として、水が生成する。ま
た、反応に用いるアルカリ金属水酸化物あるいは1級ア
ルコール、2級アルコールには、通常の場合、水が含ま
れていおり、工業用の試薬を用いた場合には水の量はさ
らに多くなる。また、アルカリ金属水酸化物として、よ
り安価な工業用のアルカリ金属水酸化物の水溶液を用い
た場合には、反応系中に含まれる水の量はさらに多くな
る。
ードフルオロカーボンや生成物のハイドロフルオロカー
ボン層を含む疎水層と、1級アルコールや2級アルコー
ルや水を含む親水層との2層系に反応系が分離する傾向
があり、これによって、反応速度が下がり、撹拌等の条
件により反応成績の再現性が低くなる恐れがある。しか
し、本発明においては、反応系中に相間移動触媒を存在
させることにより、系が二層系に分離した場合において
も、反応性および反応成績がほとんど低下しない利点が
ある。
ドフルオロカーボンを、1級アルコールおよび/または
2級アルコールの作用のもとに、アルカリ金属水酸化物
と反応させる際に、相間移動触媒を存在させることが特
徴である。
モニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリ
ド、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラブチル
アンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロ
ミド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、ベン
ジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメ
チルアンモニウムブロミド、フェニルトリメチルアンモ
ニウムクロリド等の4級アンモニウム塩類及びテトラブ
チルホスホニウムブロミド、テトラフェニルホスホニウ
ムブロミド等の4級ホスホニウム塩類等が挙げられる。
および/または2級アルコールの100重量部に対し
0.01〜10重量部が好適であり、さらに望ましくは
0.1〜5重量部である。相間移動触媒の量が多い時に
は、後処理時に生成物の回収率が低下し、少ない時には
反応速度が低下する。
等によって適宜変更され得るものであるが、温度は、低
過ぎると反応しにくくなり、高すぎると危険なので、系
を還流させる程度の温度に調節するのが好ましく、通常
は40〜80℃程度が好ましい。また反応圧力は常圧、
減圧、または加圧のいずれであってもよく、常圧が好ま
しい。反応時間は通常1〜10時間程度である。
ンは、反応粗生成物を水洗することにより、あるいは蒸
留精製することにより、高純度のものとして得ることが
できる。
カーボンは、一般式Hn Rf Hで表される化合物であ
る。ただし、式中、nは0または1である。nが0のと
き、Rf は炭素数2〜12個の直鎖または分岐したポリ
フルオロアルキル基であるが、炭素数3〜8個の場合が
好ましく、特にCF3 CF2 CF2 CF2 CF2 CF2
−である場合が好ましい。nが1のとき、Rf は炭素数
2〜12個の直鎖または分岐したポリフルオロアルキレ
ン基であるが、炭素数3〜8個の場合が好ましく、特に
−CF2 CF2 CF2 CF2 −である場合が好ましい。
は、1,1,1,2,2−ペンタフルオロエタン、1,
1,1,2,2,3,3,4,4−ノナフルオロブタ
ン、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,
6,6−トリデカフルオロヘキサン、1,1,1,2,
2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8
−ヘプタデカフルオロオクタン、1,1,1,2,3,
3,3−ヘプタフルオロプロパン、1,1,1,2,
3,3,4,4−オクタフルオロ−2−トリフルオロメ
チルブタン、1,1,1,2,3,3,4,4,5,
5,6,6−ドデカフルオロ−2−トリフルオロメチル
ヘキサン、1,1,2,2−テトラフルオロエタン、
1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタ
ン、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6
−ドデカフルオロヘキサン等が挙げられる。
度のハイドロフルオロカーボンを得ることができる。ま
た、本発明の反応は、反応成績の再現性にも優れてい
る。
来用いられてきた塩素化炭化水素、あるいは塩素化フッ
素化炭化水素に比べて、環境への影響が少ないだけでな
く、同様の用途、例えば、発泡剤、冷媒、洗浄剤等にも
用いることもできる。
いために、生成物中に残留する未反応のヨードフルオロ
カーボンの量を極めて少なくすることができる。したが
って、上記の方法で合成したハイドロフルオロカーボン
を溶媒として重合反応を行う場合にも、重合体を着色さ
せることなしに、反応を行うことができる。
いが、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエ
チレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルの共重合
体、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体等の
フッ素系の重合体が好ましい。
カーボンを出発物質としてブロモフルオロカーボン等を
合成して、人工血液や造影剤として用いる場合において
も、ヨウ素化合物に由来すると推定される着色現象は認
められない利点がある。
するが、これらによって、本発明が限定されるものでは
ない。
ートと温度計を備えた1リットルの4つ口フラスコに、
メタノールの200cc、97%水酸化ナトリウムの4
6.4g(1.1モル)、テトラブチルアンモニウムブ
ロミドの5gを仕込んだ。反応器を加熱し内温を60℃
とした後、C6 F13Iの223g(0.5モル)を1時
間で滴下した。滴下終了後加熱還流を5時間続けた。こ
の時の反応器の内温は57℃であった。またこの時の反
応転化率は、99.3%であった。反応器を室温まで冷
却した後、水の200gを加え析出したヨウ化カリウム
を溶かした。反応粗液を二層分離し、フルオロカーボン
相(下層)をさらに300gの水で洗浄し、無水硫酸マ
グネシウムで乾燥した。蒸留により沸点71℃のC6 F
13Hを138g(純度99.9%)得た。
ートと温度計を備えた1リットルの4つ口フラスコに、
メタノールの200cc、85%水酸化カリウムの7
4.3g(1.1モル)、テトラブチルホスホニウムブ
ロミドの1gを仕込んだ。反応器を加熱し内温を60℃
とした後、C6 F13Iの223g(0.5モル)を1時
間で滴下した。滴下終了後加熱還流を2時間続けた。こ
の時の反応転化率は、98.1%であった。さらに加熱
還流を2時間続けた後、反応器を室温まで冷却し、水の
200gを加え析出したヨウ化カリウムを溶かした。反
応粗液を二層分離し、フルオロカーボン相(下層)をさ
らに300gの水で洗浄し、フルオロカーボンを回収し
た。純度99.1%のC6 F13Hを157g得た。
却器と滴下ロートと温度計を備えた1リットルの4つ口
フラスコに、メタノールの200cc、48%水酸化カ
リウムの131g(1.1モル)、テトラブチルホスホ
ニウムブロミドの3gを仕込んだ。反応器を加熱し内温
を60℃とした後、C6 F13Iの223g(0.5モ
ル)を1時間で滴下した。滴下終了後加熱還流を2時間
続けた。この時の反応転化率は、97.0%であった。
反応器より蒸留により、沸点60℃までの留分を回収し
た。回収液を300gの水で洗浄し、フルオロカーボン
を回収した。純度99.9%のC6 F13Hを149g得
た。
却器と滴下ロートと温度計を備えた1リットルの4つ口
フラスコに、イソプロピルアルコールの400cc、8
5%水酸化カリウムの49.5g(0.75モル)、テ
トラブチルホスホニウムブロミドの1gを仕込んだ。反
応器を加熱し内温を60℃とした後、C6 F13Iの22
3g(0.5モル)を1時間で滴下した。滴下終了後加
熱還流を1時間続けた。この時の反応転化率は、100
%であった。反応器より蒸留により沸点75℃までの留
分を回収した。この回収液を200gの水で5回洗浄
し、アセトンとイソプロピルアルコールを除去した。純
度99.9%のC6 F13Hを152g得た。
却器と滴下ロートと温度計を備えた1リットルの4つ口
フラスコに、イソプロピルアルコールの200cc、4
8%水酸化カリウムの87.5g(0.75モル)、テ
トラブチルアンモニウムブロミドの1gを仕込んだ。反
応器を加熱し内温を60℃とした後、C6 F13Iの22
3g(0.5モル)を1時間で滴下した。滴下終了後加
熱還流を3時間続けた。この時の反応転化率は、99.
9%であった。反応器より蒸留により沸点75℃までの
留分を回収した。この回収液を200gの水で5回洗浄
し、アセトンとイソプロピルアルコールを除去した。純
度99.9%のC6 F13Hを146g得た。
却器と滴下ロートと温度計を備えた500ccの4つ口
フラスコに、メタノールの200cc、テトラブチルア
ンモニウムブロミドの1.5g、85%水酸化カリウム
の74.3g(1.1モル)を仕込んだ。反応器内温を
30〜35℃に維持しながらIC4 F8 Iの113.5
g(0.25モル)を2時間で滴下した。滴下終了後3
時間35℃で撹拌を続けた。その後反応器の温度を70
℃まで加熱し、留出液を回収した。この液を100gの
氷水で洗浄し、フルオロカーボンを回収した。純度9
9.5%のHC4 F8 Hを42g得た。
ートと温度計を備えた1リットルの4つ口フラスコに、
メタノールの250cc、テトラブチルホスホニウムブ
ロミドの3g、85%水酸化カリウムの74.3g
(1.1モル)を仕込んだ。反応器を加熱し内温を60
℃とした後、C8 F17Iの273g(0.5モル)を1
時間で滴下した。滴下終了後8時間加熱還流を続けた。
この時の反応転化率は99.6%であった。反応器を室
温まで冷却した後、水の300gを加え、析出したヨウ
化カリウムを溶かした。反応粗液を二層分離し、フルオ
ロカーボン相(下層)をさらに300gの水で洗浄し、
フルオロカーボンを回収した。純度99.0%のC8 F
17Hを197g得た。
ートと温度計を備えた1リットルの4つ口フラスコに、
メタノールの200cc、イソプロピルアルコールの1
0cc、48%水酸化カリウムの131g(1.1モ
ル)、テトラブチルアンモニウムブロミドの5gを仕込
んだ。反応器を加熱し内温を60℃とした後、C6 F13
Iの223g(0.5モル)を1時間で滴下した。滴下
終了後2時間加熱還流を続けた。この時の反応器の内温
は57℃であった。また反応転化率は99.8%であっ
た。反応器を室温まで冷却した後、水の100gを加
え、析出したヨウ化カリウムを溶かした。反応粗液を二
層分離し、フルオロカーボン相(下層)をさらに300
gの水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。
蒸留により沸点71℃のC6 F13Hを42g(純度9
9.0%)得た。
ートと温度計を備えた1リットルの4つ口フラスコに、
メタノールの400ccと85%水酸化カリウムの99
g(1.5モル)を仕込んだ。反応器を加熱し内温を6
5℃とした後、C6 F13Iの446g(1モル)を1時
間で滴下した。滴下終了2時間後の反応器の内温は60
℃であった。反応器を室温まで冷却した後、水の300
gを加え析出したヨウ化カリウムを溶かした。転化率は
74%であった。反応粗液を二層分離し、フルオロカー
ボン層(下層)をさらに300gの水で洗浄し、342
gのフルオロカーボン層を得た。フルオロカーボン層を
ガスクロマトグラフィーで分析したところ、大量のC6
F13Iが検出された。
率で、ヨードフルオロカーボンからハイドロフルオロカ
ーボンを製造することができる。また本発明によれば、
反応系中の水分量が多い場合の反応成績およびその再現
性にも優れており、非常に効率的で、工業的に有利な方
法である。
フルオロカーボンが得られる。さらに、原料の転化率が
非常に高いことから、未反応原料のヨードフルオロカー
ボン、および、ヨードフルオロカーボンから生成する種
々のヨウ素化合物に由来する様々な不都合を回避でき
る。
ゾン層に悪影響を及ぼさない有用な化合物であり、クロ
ロフルオロカーボン化合物の代替化合物として発泡剤、
冷媒、洗浄剤等の用途に用いることができる。
性が高いヨードフルオロカーボンによる、不必要な分子
量分布の広がりや、未反応のヨードフルオロカーボンの
混入による重合生成物の着色を防止することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】一般式In Rf I(ただし、式中、nは0
または1であり、nが0のとき、Rf は炭素数2〜12
個の直鎖または分岐したポリフルオロアルキル基であ
り、nが1のとき、Rf は炭素数2〜12個の直鎖また
は分岐したポリフルオロアルキレン基である。)で表さ
れるヨードフルオロカーボンを、相間移動触媒の存在
下、1級アルコールおよび/または2級アルコールの作
用のもとに、アルカリ金属水酸化物と反応させることを
特徴とする一般式Hn Rf H(ただし、式中、nとRf
は、上記と同じ意味である。)で表されるハイドロフル
オロカーボンの製造方法。 - 【請求項2】Rf がCF3 CF2 CF2 CF2 CF2 C
F2 −である請求項1の製造方法。 - 【請求項3】Rf が−CF2 CF2 CF2 CF2 −であ
る請求項1の製造方法。 - 【請求項4】1級アルコールがメタノールである請求項
1〜3のいずれかの製造方法。 - 【請求項5】2級アルコールがイソプロピルアルコール
である請求項1〜4のいずれかの製造方法。
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
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1993
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