JPH0971551A - フルオロケトン類の製造方法 - Google Patents

フルオロケトン類の製造方法

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JPH0971551A
JPH0971551A JP7254471A JP25447195A JPH0971551A JP H0971551 A JPH0971551 A JP H0971551A JP 7254471 A JP7254471 A JP 7254471A JP 25447195 A JP25447195 A JP 25447195A JP H0971551 A JPH0971551 A JP H0971551A
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JP
Japan
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catalyst
aluminum
lewis acid
fluoroalkyl
group
Prior art date
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Pending
Application number
JP7254471A
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English (en)
Inventor
Alexandrov Petlov Viatchesluv
ビアチエスルブ・アレクサンドロビチ・ペトロフ
Edmund Smart Bruce
ブルース・エドマンド・スマート
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.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々のフッ素置換化合物の合成で有用な中間
体であるフッ素置換されたケトン類を得る。 【解決手段】 塩化フッ化アルミニウム触媒の存在下で
相当するエポキシド類の異性化を生じさせることによっ
てフルオロケトン類を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は、ルイス酸触媒の存在下で相当
するエポキシド類の異性化を生じさせることでフルオロ
ケトン類を製造する方法に関する。フッ素置換されたケ
トン類、例えばヘキサフルオロアセトンなどは、種々の
フッ素置換化合物の合成で有用な中間体である。
【0002】
【技術背景】米国特許第4,302,608号には、五
フッ化アンチモン(SbF5)触媒の存在下でヘキサフ
ルオロプロピレンオキサイド(HFPO)の異性化を起
こさせてヘキサフルオロアセトンを生じさせる連続方法
が開示されている。
【0003】米国特許第3,213,134号には、パ
ーフルオロヘプテン−1のエポキシドの異性化を起こさ
せてパーフルオロヘプタノン−2を生じさせることが開
示されている。
【0004】米国特許第3,321,515号は、HF
POをアルミナと100℃で反応させる(収率47%)
か或はAlCl3と反応させることによってこれをヘキ
サフルオロアセトン(HFA)に変化させることができ
ることを教示している。
【0005】I.L.Knunyants、V.V.S
hokinaおよびE.I.Mysovは、Izv.A
N SSSR.Ser.Khim.2725(197
3)CA 80、95151(1974)の中で、HF
POとSbCl5とを170℃で反応させることによっ
てクロロペンタフルオロアセトンが15%でHFAが8
0%の混合物を生じさせることを開示している。
【0006】A.Ya.Zapevalov、I.P.
Kolenko、V.S.Plashkin「Zh.O
rg.Khim.」、11、1622(1975)、C
A83、192954(1975)およびA.Ya.Z
apevalov、T.I.Filyakova、M.
I.Kodess、I.P.Kolenko「Zh.O
rg.Khim.」、22(1)、93−9(198
6)、CA 106、4771には、数多くのポリフル
オロオレフィン類の高級エポキシド類の異性化を生じさ
せるための触媒としてSbF5を用いることが開示され
ているが、例えば−C(O)Fなどの如き基はSbF5
に相溶性を示さないことから、それらの実施例は全部、
官能基を持っていないフルオロオレフィン類に限定され
ている。T.I.Filyakova、R.E.Ila
tovskii、A.Ya.Zapevalov「Z
h.Org.Khim.」、27、No.10、205
5−60(1991)を参照のこと。
【0007】塩化アルミニウムをフルオロエポキシド類
の開環反応で用いるのは、広範に副生成物が生じること
から制限されていた。L.A.Saloutina、
A.Ya.Zapevalov、M.I.Kodes
s、I.P.KolenkoおよびL.S.Germa
n、「Iz.AN SSSR.Ser.Khim.」、
1434(1983)、CA 99、157790
z、1983を参照のこと。
【0008】塩化フッ化アルミニウムルイス酸触媒を使
用する本方法を用いると、一般により穏やかな温度と圧
力条件下で実施することが可能なことから、副生成物の
生成量が少なくなると共に収率が良好になることで、本
技術分野で開示された方法および触媒に対する改良が得
られる。
【0009】
【発明の要約】本発明は、末端および内部オレフィン類
のフッ素置換されているエポキシド類の異性化を塩化フ
ッ化アルミニウムAlFnCl3-n[ここで、nは0.0
5−2.95である]から選択される塩化フッ化アルミ
ニウムルイス酸触媒の存在下で生じさせることによって
構造: RfCF2C(O)CFXY [ここで、XはFまたはClであり、そしてYは、F、
ClおよびRfから成る群から選択され、ここで、Rf
FまたはC1−C5フルオロアルキルであり、そしてここ
で、上記C1−C5フルオロアルキルは、任意に、鎖内酸
素および末端官能基を含んでいてもよい]で表されるフ
ルオロケトン類を製造する方法を提供するものである。
【0010】この方法は任意に不活性溶媒の1つまたは
混合物の存在下で実施可能である。
【0011】アルミニウムの混合ハロゲン化物である固
体状の触媒を用いると、例えば腐食性を示す高粘液体で
あるSbF5を用いた時に経験する取り扱い問題が回避
される。
【0012】
【発明の詳細な記述】AlFnCl3-n[ここで、nは
0.05から2.95、好適には2.0から2.95で
ある]などの如きルイス酸触媒の存在下でエポキシド類
の異性化を生じさせることによって、多フッ素置換され
ているケトン類RfCF2C(O)CFXYを製造する。
本明細書で有効なエポキシド類は、式
【0013】
【化2】
【0014】[式中、XはFまたはClであり、そして
Yは、F、ClおよびRfから成る群から選択され、こ
こで、RfはFまたはC1−C5フルオロアルキルであ
り、そしてここで、上記C1−C5フルオロアルキルは、
任意に、鎖内酸素および末端官能基、例えば−CN、−
OC65、−C(O)R’(ここで、R’はC1−C5
ルキルである)、−SO2F、−C(O)Fなどを含ん
でいてもよい]で表されるエポキシド類である。本明細
書で最も好適なエポキシドはヘキサフルオロプロピレン
オキサイド(HFPO)である。
【0015】ハロゲン化アルミニウムがFを含んでいる
と共にCl、BrまたはIの少なくとも1つを含んでい
る、混合ハロゲン化物であるハロゲン化アルミニウムル
イス酸触媒の存在下で、この反応を実施する。好適な触
媒は、構造AlFnCl3-n[ここで、nは0.05から
2.95、好適には2.0から2.95である]で表さ
れる触媒である。フッ素置換された塩化アルミニウム触
媒は、米国特許第5,162,594号のコラム4、3
5−57行(これは引用することによって本明細書に組
み入れられる)の中に記述されている方法に従い、Al
Cl3とCFCl3とを反応させることによって製造可能
である。触媒を予め生じさせておくか、或はインサイチ
ューでこれを生じさせてもよい。反応体および触媒から
水分を除くべきである。
【0016】エポキシドに対する触媒の比率はエポキシ
ド1モル当たり0.05から0.2モルの触媒である。
【0017】反応温度は約0℃−200℃、好適には約
20℃から100℃である。反応時間は、温度、触媒が
示す活性および出発材料に応じて数秒から約24時間に
及んで変化し得る。
【0018】この反応では一般に溶媒を用いる必要はな
いが、その溶媒が反応条件に比較的不活性である場合任
意に溶媒を用いることも可能である。本明細書で「比較
的不活性」を用いる場合、これは、反応温度で触媒に本
質的に反応性を示さないことを意味している。本明細書
における溶媒に適切な材料はパーフルオロアルカン類、
パーフルオロシクロアルカン類およびパーフルオロエー
テル類である。ある場合には、この方法のケトン生成物
を有利にその溶媒として用いることができる。
【0019】この方法はバッチ式もしくは連続式で実施
可能である。この反応は、固定床触媒、例えば塩化フッ
化アルミニウム触媒の固定床を用いたフローシステムに
おける気相中で実施可能である。
【0020】この方法の生成物は、多様なフッ素置換化
合物の合成で有用な中間体である。例えば、HFAはビ
スフェノールAFの合成で用いられる。
【0021】
【実施例】触媒製造、AlCl3+CFCl3 −80℃のコンデンサを取り付けた丸底フラスコの中で
500g(3.75モル)のAlCl3(Aldric
h、99%純度)をN2下で機械的に撹拌しながら、
1.5時間かけてCFCl3を1750mL(約262
5g、19モル)加えた。初期段階における反応は非常
に発熱的であることから、温度を65℃未満に維持する
ように最初CFCl3をゆっくりと添加した後、迅速に
添加した。その結果として生じる懸濁液を更に3時間撹
拌しながら、コンデンサを通して揮発物(CF2Cl2
を排出させた。次に、このコンデンサを簡単な蒸留ヘッ
ドに置き換え、そして減圧下でCCl4の大部分を留出
させた[主に沸点38℃(200mm)]。最後に、残
存している固体を0.05mmHgの圧力下で30−3
5℃に温めることによって、最終痕跡量の揮発物を除去
した。
【0022】この丸底フラスコを密封してドライボック
スに移し、そしてその中身をTeflon(商標)FE
P製ボトルに移すと、かなり微細な黄緑色固体が340
g得られた。必要に応じて、この触媒の一部をそのドラ
イボックスの中で重量測定して取り出して、圧力シール
キャップ付きのプラスチック製ボトルの中に入れた。
【0023】このタイプの製造で得られる生成物のフッ
素分析を行った結果、その組成はAlF2.9Cl0.1、即
ちAlFnCl(3-n)[n=2.9]であることが示され
た。この塩化フッ化アルミニウム触媒を本明細書ではA
CFと省略する。
【0024】実施例1 真空ラインを用いて排気したシリンダーの中に2gのA
CFと20ミリモルのHFPOを−196℃で充填し
た。このシリンダーを25℃に温めた。この温度で2時
間後、気相IRにより、全てのHFPOがHFAに変化
したことを確かめた。この収率は定量的であった。
【0025】実施例2 ドライボックス内で、Teflon製ストップコックが
備わっている5mLのガラス製サンプル管の中にACF
を0.3g入れた後、1gのオキサイド
【0026】
【化3】
【0027】を一度に加えた。この管を閉じた。発熱反
応が観察された。2時間後のサンプル管内で確認された
ものは、19F NMR、IRおよびGCに従い、相当す
るケトンCNCF2CF2OCF2C(O)CF3のみであ
った。IR(混ぜものなし):2273(CN)、18
07(C=O)cm-1。この収率は定量的であった。
【0028】実施例3 実施例2と同様に、ACFを0.3g用いて、1gのオ
キサイド
【0029】
【化4】
【0030】の異性化を定量的に起こさせてケトンC6
5OCF2C(O)CF3を生じさせた。IR:180
2(C=O)cm-119F NMRのスペクトルは、こ
の提示した構造に相当している。
【0031】実施例4 実施例1と同様に、0.5gのACFと5gのパーフル
オロ−2,3−エポキシペンタン(85%純度、その残
りはパーフルオロペンテン−2)の混合物を150℃に
18時間保持した。GCおよび19F NMRデータに従
い、この反応混合物は、パーフルオロ−2−ペンタノン
を37%、パーフルオロ−3−ペンタノンを26%、出
発オキサイドを22%およびパーフルオロペンテン−2
を15%含んでいた。オキサイドの変換率は74%であ
り、ケトンの収率は>95%であった。
【0032】実施例5 ヘキサフルオロプロペンの環状二量体50mLの中にA
CFを2g懸濁させた懸濁液の中に、ヘキサフルオロプ
ロピレンオキサイド(13.8g)を大気圧下25℃に
おいて0.04g/分の割合でバブリングした。大気の
水分から保護されている冷(−78℃)トラップの中
に、その出て来るガス(19.3g)を集めた。この生
成物は、19F NMRデータに従い、68%がヘキサフ
ルオロアセトンで32%が溶媒の混合物であり、出発材
料は全く確認されなかった。HFAの収率は94%であ
り、そしてヘキサフルオロプロピレンオキサイドの変換
率は100%であった。
【0033】本発明の特徴および態様は以下のとうりで
ある。
【0034】1. 構造: RfCF2C(O)CFXY [ここで、XはFまたはClであり、そしてYは、F、
ClおよびRfから成る群から選択され、ここで、Rf
FまたはC1−C5フルオロアルキルであり、そしてここ
で、上記C1−C5フルオロアルキルは、任意に、鎖内酸
素および末端官能基を含んでいてもよい]で表されるフ
ルオロケトン類の製造方法において、構造:
【0035】
【化5】
【0036】[ここで、X、YおよびRfは、上で定義
したのと同じである]で表される末端および内部オレフ
ィン類のフッ素置換されているエポキシド類の異性化を
塩化フッ化アルミニウムAlFnCl3-n[ここで、nは
0.05から2.95である]から成る群から選択され
るルイス酸触媒の存在下で生じさせることを特徴とする
方法。
【0037】2. nが2.0から2.95である第1
項の方法。
【0038】3. 不活性な溶媒の存在下で実施する第
1項の方法。
【0039】4. 該溶媒をパーフルオロアルカン類、
パーフルオロシクロアルカン類およびパーフルオロエー
テル類から成る群から選択する第3項の方法。
【0040】5. 第1項のフルオロケトン生成物の中
で実施する第3項の方法。
【0041】6. 0℃から200℃の温度で実施する
第1項の方法。
【0042】7. 20℃から100℃の温度で実施す
る第7項の方法。
【0043】8. エポキシドに対する触媒の比率がエ
ポキシド1モル当たり0.05から0.2モルの触媒で
ある第1項の方法。
【0044】9. 固体状触媒の床の上で実施する第1
項の方法。
【0045】10. 出発材料がHFPOでありそして
その生成物がHFAである第1項の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルース・エドマンド・スマート アメリカ合衆国デラウエア州19807ウイル ミントン・ベートーベンドライブ22

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構造: RfCF2C(O)CFXY [ここで、XはFまたはClであり、そしてYは、F、
    ClおよびRfから成る群から選択され、ここで、Rf
    FまたはC1−C5フルオロアルキルであり、そしてここ
    で、上記C1−C5フルオロアルキルは、任意に、鎖内酸
    素および末端官能基を含んでいてもよい]で表されるフ
    ルオロケトン類の製造方法において、構造: 【化1】 [ここで、X、YおよびRfは、上で定義したのと同じ
    である]で表される末端および内部オレフィン類のフッ
    素置換されているエポキシド類の異性化を塩化フッ化ア
    ルミニウムAlFnCl3-n[ここで、nは0.05から
    2.95である]から成る群から選択されるルイス酸触
    媒の存在下で生じさせることを特徴とする方法。
JP7254471A 1995-09-07 1995-09-07 フルオロケトン類の製造方法 Pending JPH0971551A (ja)

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