JPH0725708B2 - パーフルオロアルキルブロミドの合成 - Google Patents

パーフルオロアルキルブロミドの合成

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JPH0725708B2
JPH0725708B2 JP2320527A JP32052790A JPH0725708B2 JP H0725708 B2 JPH0725708 B2 JP H0725708B2 JP 2320527 A JP2320527 A JP 2320527A JP 32052790 A JP32052790 A JP 32052790A JP H0725708 B2 JPH0725708 B2 JP H0725708B2
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパーハロゲン化脂肪族炭化水素の分野に関し、
更に詳しくは、パーフルオロアルキルブロミドすなわち
ブロモパーフルオロアルカンRFBr(RFは1〜20の炭素原
子を含む直鎖状または分枝状のパーフルオロアルキル基
CnF2n+1を示す)の製法に関する。
これらの公知化合物は種々の分野、特に放射線不透過性
薬剤(X線に対する造影剤)または代用血液中の酸素輸
送体として医学の分野で使用されている。この分野にお
いて特に研究されている化合物は、n−パーフルオロオ
クチルプロミドC8F17Brである。
これらの化合物の製造方法の中で、特記すべきものは次
の通りである。
化合物RF−SF5に対してニッケルの存在下500℃で臭素
を作用させる(米国特許3,456,024); 1−ヒドロゲノパーフルオロアルカンおよびBrC1もし
くはBrFの混合物をガス相で光分解する(Adcock等、ケ
ミカル アブストラクト100:34092e); 化合物RF−Iに対してAIBNのような遊離基開始剤の存
在下で臭素を作用させる(日本出願公開85−184033); 対応のヨード化合物を紫外線照射により光臭素化する
(Huang等、Huaxue Xuebao 1984,42(10)1106−8,ケミ
カルアブストラクト102:78312xに要約してある)。
これらの方法の収率が低いこと及び/又は速度が遅いた
めに、これらの方法ではパーフルオロアルキルブロミド
を工業的規模で経済的に製造できない。これらの化合物
が医学の分野で重要であることを考えると、これらをで
きる限り低いコストで製造できることは非常に興味深
い。
対応するパーフルオロアルカンスルホニルクロリドRF
SO2Clからパーフルオロアルキルブロミドを製造する方
法が特許出願EP0298870に記載されている。この方法
は、次の反応式に従い、 気体状の臭化水素とパーフルオロアルカンスルホニルク
ロリドとを、アミン、第3級ホスフィン、第4級アンモ
ニウムまたはホスホニウル塩からなる触媒の存在下、80
〜200℃(好ましくは90〜150℃)の範囲内で反応させる
ことからなっている。触媒の量は塩化物RF−SO2Cl100モ
ルに対して0.1〜5モルの範囲、好ましくは100モルに対
して約1〜2モルの範囲である。この方法によりパーフ
ルオロアルキルブロミドを1段階で、優れた収率および
非常に良好な選択性で製造することができるが、この方
法では、HBrを工業的に自社製造する特別な設備を持た
ない製造業者にとっては高価な製品である無水の気体状
HBrを使用しなければならない。また、HBrの還元性によ
って硫黄を含有する不純物(例えばRF−S−S−RFおよ
びRF−SBr)が副生し、それ故に収率が低下することも
ある。
今回、テトラブチルアンモニウムブロミド、より一般的
には一般式(I)の化合物 (式中、Xは窒素または燐原子を示し、記号R1,R2,R3
よびR4は同一でも異なっていてもよく、それぞれ任意に
置換された炭化水素基を示し、これらの記号の1つは水
素原子であってもよく、それらのうち3つがXと共にピ
リジン環を形成してもよい) が、その臭素原子とスルホニルクロリドRFSO2Clの塩素
原子とを非常に速やかに交換する性質と、中間体として
生成するスルホニルブロミドRFSO2BrのRFBrへの分解を
低温であっても促進する性質を有することを知見した。
従って、少なくとも等モル量の一般式(I)の化合物を
使用すれば、気体状HBrを使用することなくスルホニル
クロリドRF−SO2ClからパーフルオロアルキルブロミドR
F−Brを製造することができる。
本発明は、パーフルオロアルカンスルホニルクロリドの
少なくとも等モル量の一般式(I)の化合物との反応か
らなることを特徴とするパーフルオロアルキルブロミド
の製造方法に関する。
一般式(I)において、炭化水素基R1〜R4は特に、1〜
16個、好ましくは1〜8個の炭素原子を含むアルキル基
(例えばメチル、エチル、プロピル、ブチルまたはオク
チル)、アリール基、好ましくはフェニル、又はアラル
キル基、好ましくはベンジルであり得る。これらの基は
同一でも異っていてもよく、もしこれらがスルホニルク
ロリド出発物質と反応し得ないときには、1つ又はそれ
以上の置換基を有していてもよい。
一般式(I)の特に好ましい化合物はテトラブチルアン
モニウムプロミド(以下TBABと略記する)である。上記
の一般式(I)の化合物の他の例としては、テトラメチ
ルアンモニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムブ
ロミド、フェニルトリメチルアンモニウムブロミド、ベ
ンジルトリメチルアンモニウムブロミド、トリプロピル
アミン臭化水素酸塩およびピリジン臭化水素酸塩があげ
られるが、これらに限定されるものではない。
上述したように、一般式(I)の化合物は、スルホニル
クロリド出発物質と少なくとも等モル量の割合で使用し
なければならない。反応を促進するために、一般に少し
過剰量(約10%以下)の一般式(I)の化合物を使用す
ることが有利である。しかしながら、一般式(I)の化
合物を10%を超える過剰量で使用しても本発明の範囲を
超えるものではない。
本発明の反応は、濃厚媒体中で(溶媒なしに)行うこと
ができる。しかしながら、反応条件下で2つの反応体に
対して不活性な化合物から選択されかつ所望の化合物RF
Brとは異なる沸点を有する溶媒中で行うことが好まし
い。次に使用し得る溶媒を例示するが、これらに限定さ
れるものではない:水、アルコール(例えばメタノー
ル)、メチレンクロリド、クロロホルムおよびメチレン
ブロミドのようなハロゲン化脂肪族炭化水素、またはア
セトン、アセトニトリルもしくはトルエンのような他の
溶媒。
本発明の反応は室温〜約150℃の温度範囲で行われる。
しかしながら、温度は使用される化合物(I)の分解温
度よりも低温となるよう選択しなければならない。一
方、パーフルオロアルキルクロリドRF−Clの副生を最小
にするために、60℃以下で反応を行うことが望ましい。
この点で、溶媒として反応混合物の温度を容易に制御で
きる沸点(40℃)を有するメチレンクロリドを用いるの
が特に有利であり、またメチレンクロリドはTBABに対す
るすぐれた溶媒でもある。
本発明の特に好ましい具体例は、化合物(I)の導入を
低温(約20〜30℃)で行い、次に反応混合物をこの温度
でスルホニルクロリドの転化率が約80%になるまで保持
し、最後に加熱還流させることによって反応を完結され
ることからなる。
反応は好ましくは大気圧で行われるが、大気圧以下又は
大気圧以上で行っても本発明の範囲を超えるものではな
い。
本発明の方法は、出発物質として粗スルホニルクロリド
RF−SO2Clを使用しても蒸留によって精製したスルホニ
ルクロリドを使用しても同等に行うことができる。
パーフルオロアルキルブロミドRF−Brの単離は通常行わ
れている技法、例えば反応混合物を沈降させ、アルカリ
洗浄、分留することによって行うことができる。収率
は、スルホニルクロリドを一般式(I)の化合物に導入
しても、又は逆に一般式(I)の化合物をスルホニルク
ロリドに導入しても実質的には変化しない。
少量のスルホニルクロリドが沈降生成物中に残留してい
る場合には、有利には、少量の新たな一般式(I)の化
合物(残留するスルホニルクロリドの化学量論量の約1
〜10倍)を、アルカリ洗浄段階の前に沈降生成物に(好
ましくは温いうちに)加え、次いで混合物を再び沈降さ
せる。
次の実施例は限定を加えることなしに本発明を説明する
ものである。
実施例1 メチルクロリド89g及びTBAB89g(0.275モル)を、撹拌
機、滴下ロート、冷却器および加熱装置を備えた500ml
ガラス製反応器に導入し、室温で均質な溶液にする。
この溶液を50℃に加熱し、次に純度99%以上を有するC8
F17SO2Cl130g(0.250モル)のメチレンクロリド30g溶液
を1時間かけて導入する。
この添加終了後、還流温度(50〜55℃)を3時間保持す
る。
窒素でパージした後、反応混合物を沈降させ、次に2相
を回収する: メチレンクロリド、SO2(0.231モル)および塩化物
(0.249モル)からなる上相(216g);および ガスクロマトグラフィー(VPC)分析値が次の組成を
示すほとんど無色の下相(122g): C8F17Br=85.1%(収率83%) CH2Cl2=9.4% C8F17SO2Cl=0.8% C8F17Cl=3.8% 次に、この下相を10重量%水酸化ナトリウム水溶液12g
で洗浄する。沈降及び水洗を行った後、分留を大気圧で
行う。このようにして純度99%以上のパーフルオロオク
チルプロミドを得る。
実施例2 反応を実施例1と同様の装置を用いて行う。C8F17SO2Cl
130gおよびTBAB80.5gを反応器に仕込む。反応混合物を1
25℃までゆっくり(1時間で)加熱し、次いでこの温度
で4時間保持する。
温状態で沈降させ、2相を回収する。
Cl-イオンを0.217モル含有する上相(90g);および 次の組成(VPC分析)を有する淡黄色の下相(115.5
g): C8F17Br=89.3%(収率82.5%) C8F17SO2Cl≦0.1% C8F17Cl=9.1% 実施例3 反応は実施例1と同様の装置で行う。反応器にTBAB80.5
g(0.25モル)のメチレンクロリド87g溶液を仕込む。
次に、純度99%以上のC8F17SO2Cl130g(0.25モル)のメ
チレンクロリド46g溶液を非常にすばやく導入し、反応
混合物を攪拌下、20〜30℃の温度に24時間保持する。
反応混合物を沈降させた後、2相を回収する。
主としてメチレンクロリドからなり、SO20.232モルと
塩化物0.231モルとを含有している上相(216g);およ
び 次の組成を有するほとんど無色の下相(127g): C8F17Br=84.3%(収率85.5%) CH2Cl2=9.1% C8F17SO2Cl=4.1% C8F17Cl=2.3% 実施例4 メチレンクロリド46.5gおよびテトラブチルホスホニウ
ムブロミド18.65g(55ミリモル)を実施例1と同様の装
置を備えた100ml反応器に仕込む。溶液を40℃(CH2Cl2
の還流下)に加熱し、次いでC8F17SO2Cl26g(50ミリモ
ル)のメチレンクロリド6.5g溶液を1時間かけて導入す
る。
次に、反応混合物を還流下(約42℃)に6時間保持す
る。沈降させた後、2相を回収する。
主としてメチレンクロリドからなり、SO245ミリモル
と塩化物45ミリモルとを含有する上相(75g);および 次の組成を有するほとんど無色の下相(22g): C8F17Br=78.6%(収率69%) CH2Cl2=14.1u C8F17SO2Cl=4.1% C8F17Cl=1.5% 実施例5 実施例1と同様の装置を備えた11反応器にCH2Cl220%を
含有するC8F17SO2Clの溶液652g(すなわちスルホニルク
ロリド1モル)を仕込む。次にTBAB355g(1.1モル)の
メチレンクロリド355gの溶液を、20〜30℃の温度で1時
間以内に導入する。
次に、混合物を攪拌下20〜30℃の温度に約12時間保持
し、その後12時間還流(50±2℃)させる。
沈降により、2つの有機相を分離する。実質的にパーフ
ルオロオクチルブロミドからなり少量(3.9%)の残余
スルホニルクロリドを有する下相(477g)をTBABのCH2C
l250%溶液50gに取り、次に還流下(約60℃)で2時間
加熱する。
沈降後水洗して、パーフルオロオクチルブロミド(収率
89%)94.8%およびスルホニルクロリド0.1%未満を含
有する有機相(468g)を回収する。この生成物を実施例
1と同様に蒸留により精製できる。
実施例6〜8 実施例1と同様の操作方法に従って、スルホクロリドC8
F17SO2Clを一般式(I)の他のブロモル化合物、すなわ
ち 実施例6:ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド 実施例7:ピリジン臭化水素酸塩 実施例8:トリプロピルアミン臭化水素酸塩と反応させ
る。
操作条件およびこのようにして得られた結果を次の表に
まとめて記載する。
実施例9 TBAB89gの水89g溶液を実施例1と同様の装置に仕込む。
溶液を50℃に加熱し、次いでスルホニルクロリドC8F17S
O2Cl138gを1時間以内に導入する。次に、反応混合物を
50℃で6時間保持し、その後還流(101℃)させ、還流
下で6時間保持する。
以降後、パーフルオロオクチルブロミド48%を含有する
下相(122g)を回収する。
実施例10 TBAB89gのメチレンクロリド89g溶液を実施例1と同様の
装置に仕込む。次に、C6F13SO2Cl105g(0.25モル)を25
〜30℃の温度で1時間かけて導入する。反応混合物を攪
拌下室温で12時間、次に還流下(54℃)12時間保持す
る。
沈降後、パーフルオロヘキシルブロミド89.7%を含有す
る生成物70gを回収する。
実施例11 C6F13SO2Clの代りにC4F9SO2Cl80gを用いる以外は実施例
10と同様に操作する。
反応終了後、沈降させてVPC純度96.5%(CH2Cl2を含ま
ない)を有する生成物を回収する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリ・ゲナシア フランス国、38100・グルノーブル、アブ ニユ・アルベール・プルミエ・ドウ・ベル ジツク、20 (56)参考文献 特開 昭64−31736(JP,A)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パーフルオロアルカンスルホニルクロリド
    と、少なくとも等モル量の一般式(I) (式中、Xは窒素または燐原子を示し、記号R1,R2,R3
    よびR4は同一でも異なっていてもよく、それぞれ任意に
    置換された炭化水素基を示し、これらの記号R1〜R4のう
    ちの1つは水素原子であってもよく、それらのうちの3
    つがXと共にピリジン環を形成してもよい) の化合物との反応からなることを特徴とするパーフルオ
    ロアルキルブロミドの製造方法。
  2. 【請求項2】炭化水素基が任意に置換された、アルキル
    基、アリール基またはアラルキル基である請求項1に記
    載の方法。
  3. 【請求項3】一般式(I)の化合物がテトラブチルアン
    モニウムブロミドである請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】所望の化合物RFBrとは異なる沸点を有する
    不活性溶媒中で反応を行う請求項1〜3の1つに記載の
    方法。
  5. 【請求項5】溶媒がメチレンクロリドである請求項4に
    記載の方法。
  6. 【請求項6】一般式(I)の化合物を約10%まで過剰に
    使用する請求項1〜5の1つに記載の方法。
  7. 【請求項7】室温〜約150℃の温度、好ましくは60℃以
    下の温度で反応を行う請求項1〜6の1つに記載の方
    法。
  8. 【請求項8】化合物(I)を約20〜30℃の温度で導入
    し、次いでスルホニルクロリドの約80%が転化されるま
    で反応混合物をこの温度に保持し、更に還流加熱するこ
    とによって反応を完結させる請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】出発物質としてパーフルオロオクタンスル
    ホニルクロリドを使用してパーフルオロオクチルブロミ
    ドを生成する請求項1〜8の1つに記載の方法。
  10. 【請求項10】出発物質としてパーフルオロヘキサンス
    ルホニルクロリドを使用してパーフルオロヘキシルブロ
    ミドを生成する請求項1〜8の1つに記載の方法。
JP2320527A 1989-11-24 1990-11-22 パーフルオロアルキルブロミドの合成 Expired - Lifetime JPH0725708B2 (ja)

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