JPH11116529A - ペルフルオロ(2−メチル−3−オキサ−ヘキサノイルフルオリド)の製造方法 - Google Patents

ペルフルオロ(2−メチル−3−オキサ−ヘキサノイルフルオリド)の製造方法

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JPH11116529A
JPH11116529A JP9283957A JP28395797A JPH11116529A JP H11116529 A JPH11116529 A JP H11116529A JP 9283957 A JP9283957 A JP 9283957A JP 28395797 A JP28395797 A JP 28395797A JP H11116529 A JPH11116529 A JP H11116529A
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Japan
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hfpo
reaction
dimer
pfpf
mixture
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JP9283957A
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Seiji Shintani
清治 新谷
Keiichi Onishi
啓一 大西
Shin Tatematsu
伸 立松
Hidetake Matsuki
秀武 松木
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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    • 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】ヘキサフルオロプロペンを含有するヘキサフル
オロプロペンオキシドを原料に使用でき、高選択的なペ
ルフルオロ(2−メチル−3−オキサ−ヘキサノイルフ
ルオリド)の製造方法を提供する。 【解決手段】ヘキサフルオロプロペンオキシドの二量化
反応において、非プロトン性極性溶剤中、反応系中にペ
ンタフルオロプロピオニルフルオリド、および、非フッ
素触媒を存在させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下式1で表される
ヘキサフルオロプロペンオキシド(以下、HFPOと記
す。)のフッ素イオン作用下での二量化反応を、下式2
で表されるペンタフルオロプロピオニルフルオリド(以
下、PFPFと記す。)および特定の触媒の存在下に行
うことを特徴とするペルフルオロ(2−メチル−3−オ
キサ−ヘキサノイルフルオリド)[CF3 CF2 CF2
OCF(CF3 )COF。以下、HFPOダイマーまた
は二量体と記す。]の製造方法に関する。HFPOダイ
マーはフッ素樹脂製造用モノマーの原料として有用な化
合物である。
【0002】
【化1】
【0003】
【従来の技術】HFPOのオリゴメリ化反応としては、
従来より種々の方法が報告されている。HFPOオリゴ
マーのなかで特に有用な化合物は、HFPOの二量化体
であるHFPOダイマーであるが、HFPOのオリゴメ
リ化による生成物中には、ダイマーの他に、HFPOが
3または4分子反応したHFPOトリマー(以下、三量
体とも記す。)、HFPOテトラマー(以下、四量体と
も記す。)が副生し、HFPOダイマーの製造方法とし
ては満足できるものではなかった。
【0004】また、トリス(ジメチルアミノ)ジフルオ
ロホスホラン[(CH32 N]3PF2 の存在下、中
性極性溶剤中でPFPFとHFPOとを反応させる方法
(特開昭51−138617)、活性炭を触媒として無
溶媒でPFPFとHFPOとを反応させる方法、また、
フッ素イオン触媒存在下、非プロトン性極性溶媒中でP
FPFとHFPOとを反応させる方法(USP3114
778)、がHFPOダイマーを製造する方法として知
られているが、前者の方法はダイマー選択率が低く、後
者の方法は反応速度が非常に遅く収率が低く、HFPO
ダイマーの製造方法としては満足できるものでなかっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
法にみられる欠点を解決したHFPOダイマーの選択的
製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、非プロトン性
溶剤中でHFPOをフッ素イオン作用下、二量化させて
HFPOダイマーとする反応において、PFPFおよび
非フッ素触媒を存在させることを特徴とするHFPOダ
イマーの製造方法を提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】HFPOの二量化によるHFPO
ダイマーの生成反応は次式に示すように、(第一ステッ
プ)HFPOがフッ素イオン触媒によりPFPFに異性
化し、(第二ステップ)PFPFからペルフルオロプロ
ポキシイオンが生成し、次に(第三ステップ)該ペルフ
ルオロプロポキシイオンがHFPOと反応することによ
り得られると考えられる。さらに、第四ステップ以降に
おいて、HFPOダイマーから生成するイオンがさらに
HFPOと反応することにより、HFPOトリマーさら
にHFPOテトラマー等の高次オリゴマーは、生成する
ものと考えられる。
【0008】
【化2】
【0009】したがって、HFPOダイマーの選択的製
造には、第一、第二、および第三ステップの各反応が第
四ステップ以後の反応に比べ速いことが必要であると考
えられる。それぞれのステップの速度はフッ素イオンの
触媒活性に依存し、また触媒活性は溶剤の極性に依存す
ると考えられる。すなわち、HFPOダイマーの選択的
製造には適切な触媒と溶剤の選択が重要である。
【0010】本発明者は、あらかじめ異性化により得た
PFPFをHFPOと一緒に、非フッ素触媒を含有する
非プロトン性極性溶剤中に供給することにより、HFP
Oダイマーの選択的製造が達成されることを見いだし
た。
【0011】本発明における非プロトン性極性溶剤とし
ては、HFPO、PFPF、およびHFPOダイマーと
反応性のないものであればよく、ポリエーテル類または
ニトリル類が好ましい。ポリエーテル類としてはモノグ
ライム、ジグライム、トリグライム等が好ましく、ニト
リル類としてはアセトニトリル、プロピオニトリル等が
好ましい。非プロトン性極性溶剤の量は、HFPOに対
して10〜100重量%が好ましい。また、共溶剤とし
て塩化メチレン、テトラヒドロフラン等の非プロトン性
無極性溶剤や低極性溶剤を併用することもできる。
【0012】HFPOはヘキサフルオロプロペン(以
下、HFPと記す。)の酸化反応により工業的に製造さ
れうる。本発明におけるHFPOはHFPとの混合物で
あってもよい。HFPOとHFPは沸点が非常に近く、
両者の分離は困難であるため、通常のHFPOはHFP
との混合物として入手される。
【0013】したがって、HFPOとHFPとの混合物
が原料として使用できることは経済性および効率性の点
から好ましい。本発明の方法ではHFPOとHFPとの
混合物を用いた場合においても、HFPOダイマーの選
択率が高い利点がある。HFPOとHFPとの混合物を
用いる場合、両者の比率(モル比)はHFPO/HFP
=1/(0.1〜2.0)が好ましく、特に1/(0.
1〜1.5)が好ましい。
【0014】反応系中に存在させるPFPFは公知の文
献、たとえば特開昭58−38231、特開平4−13
4046、Zh.Org.Khim.,16,1555(1980)、Zh.Org.Khi
m.,16,300(1980) 、に記載の方法により得ることができ
る。
【0015】本発明の反応は、非プロトン性溶剤中で、
HFPOにフッ素イオンを作用させる。フッ素イオン
は、反応系中に存在させることによりフッ素イオンを発
生させうる触媒であって、非フッ素(すなわち、フッ素
を含まない構造を有する)触媒により生成する。
【0016】非フッ素触媒は、反応系中で他のフッ素原
子を含む化合物に作用して、フッ素イオンを発生させる
と考えられる。該非フッ素触媒としては、有機または無
機化合物のいずれでもよく、たとえばKCl、KBr、
またはKIのようなフッ化物以外のアルカリ金属ハロゲ
ン化物、AgCl、AgBr、AgI、またはAgNO
3 のような銀塩、KCN、KSCN、またはKOCNの
ようなアルカリ金属シアン系化合物、CuCl、または
CuCl2 のような銅化合物、ジメチルアニリン、テト
ラメチルエチレンジアミン、またはトリエチルアミンの
ような第三アミン、ジメチルイミダゾリジノンのような
イミド化合物、またはテトラメチル尿素などが挙げられ
る。
【0017】これらのうち特にKI、AgNO3 、Cu
Cl、CuCl2 、ジメチルアニリン、テトラメチルエ
チレンジアミン、ジメチルイミダゾリジノン、およびテ
トラメチル尿素から選ばれる1種または2種以上の組み
合わせを用いることが好ましい。とりわけAgNO3
ジメチルアニリン、テトラメチルエチレンジアミン、ジ
メチルイミダゾリジノン、またはテトラメチル尿素など
の非プロトン性極性溶剤と均一系を形成するものが操作
性の観点から好ましい。非フッ素触媒量は、HFPOに
対して0.1〜10重量%が好ましい。
【0018】反応系に供給するPFPFとHFPO仕込
み比は、非プロトン性極性溶剤と非フッ素触媒の組み合
わせにより最適値が異なり、通常はPFPF/HFPO
は1以下が好ましく、特にPFPFとHFPOのHFP
Oダイマーへの高い転化率を達成するためには、PFP
F/HFPOは0.1〜0.8が好ましく、とりわけ
0.2〜0.6の範囲が好ましい。
【0019】本発明における反応温度は−20〜+50
℃が好ましく、特に0〜+30℃が好ましい。−20℃
より低い場合には、HFPOトリマー、HFPOテトラ
マー等の高次オリゴマーの副生が増加し、50℃より高
い場合には、オリゴメリ化以外の好ましくない副反応が
伴うおそれがある。反応圧力は常圧、加圧のいずれでも
行いうる。
【0020】本発明の反応はバッチ式反応または連続式
反応のいずれの反応でも行いうる。バッチ式反応方式の
場合には、非プロトン性極性溶剤と非フッ素触媒の中
に、(HFPを含んでいてもよい)HFPOとPFPF
とを混合物として、またはそれぞれ別々に供給するのが
好ましい。反応は、反応器中にHFPOとPFPFとが
共存してから開始するのが好ましい。そして、所定の反
応時間の後、生成した二量体層を溶剤層から分離し、二
量体層の蒸留により目的物を得ることができる。
【0021】連続的反応方式の場合、非プロトン性極性
溶剤と触媒の中に(HFPを含んでもよい)HFPOと
PFPFとを、混合物としてまたはそれぞれ別々に連続
的に供給すると同時に、生成した二量体層、または二量
体層と溶剤層を連続的に反応系から抜き出しながら反応
させるのが好ましい。抜き出した二量体層はそのまま蒸
留により精製するのが好ましい。また二量体層と溶剤層
とを抜き出した場合は二層分離器で相分離し、二量体層
はそのまま蒸留により精製し、溶剤相は反応系に戻すこ
とによりリサイクルするのが好ましい。蒸留により未反
応のHFPO、PFPFが分離された場合には、反応系
に戻してリサイクルするのが好ましい。
【0022】
【実施例】以下に実施例(例1、2、3、7、8、1
1)、比較例(例4、5、6、9、10、12)を挙げ
て具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されな
い。
【0023】[例1]乾燥した硝酸銀500mg、乾燥
アセトニトリル47gの混合物中にHFPO/HFP/
PFPF=1/1/1(モル比)の混合物450gを1
7℃、3kg/cm2 (ゲージ圧)で6時間にわたり供
給し反応を行った。反応終了後、未反応のHFPO、H
FP、PFPFを低温蒸留で回収後、二量体層を溶剤の
下層として回収し、ガスクロマトグラフ(GC)で分析
した。結果を表1に示す。なお、表1における各数値は
表2に示す計算式で求め、他の例についても同様であ
る。
【0024】[例2]乾燥した硝酸銀500mg、乾燥
アセトニトリル47gの混合物中にHFPO/HFP/
PFPF=2/2/1(モル比)の混合物450gを1
7℃、3kg/cm2 (ゲージ圧)で6時間にわたり供
給し反応を行った。反応終了後、未反応のHFPO、H
FP、PFPFを低温蒸留で回収後、二量体層を溶剤の
下層として回収し、GCで分析した。結果を表1に示
す。
【0025】[例3]乾燥した硝酸銀500mg、乾燥
アセトニトリル47gの混合物中にHFPO/PFPF
=2/1(モル比)の混合物300gを17℃、3kg
/cm2 (ゲージ圧)で6時間にわたり供給し反応を行
った。反応終了後、未反応のHFPO、PFPFを低温
蒸留で回収後、二量体層を溶剤の下層として回収し、G
Cで分析した。結果を表1に示す。
【0026】[例4]乾燥した硝酸銀500mg、乾燥
アセトニトリル47gの混合物中にHFPO/HFP=
1/1(モル比)の混合物588gを17℃、3kg/
cm2 (ゲージ圧)で6時間にわたり供給し反応を行っ
た。反応終了後、未反応のHFPO、HFP、PFPF
を低温蒸留で回収後、二量体層を溶剤の下層として回収
し、GCで分析した。結果を表1に示す。
【0027】[例5]乾燥したフッ化セシウム2g、乾
燥アセトニトリル47gの混合物中にHFPO/HFP
/PFPF=1/1/1(モル比)の混合物450gを
17℃、3kg/cm2 (ゲージ圧)で6時間にわたり
供給し反応を行った。反応終了後、未反応のHFPO、
HFP、PFPFを低温蒸留で回収後、二量体層を溶剤
の下層として回収し、GCで分析した。結果を表1に示
す。なお、生成物中には四量体の生成(選択率10%)
も認められた。
【0028】[例6]乾燥した硝酸銀500mg、乾燥
アセトニトリル47gの混合物中にHFPO450gを
17℃、3kg/cm2 (ゲージ圧)で6時間にわたり
供給し反応を行った。反応終了後、未反応のHFPO、
PFPFを低温蒸留で回収後、二量体層を溶剤の下層と
して回収し、GCで分析した。結果を表1に示す。
【0029】[例7]乾燥したテトラメチル尿素2g、
乾燥アセトニトリル47gの混合物中にHFPO/HF
P/PFPF=2/2/1(モル比)の混合物450g
を20℃、3kg/cm2 (ゲージ圧)で6時間にわた
り供給し反応を行った。反応終了後、未反応のHFP
O、HFP、PFPFを低温蒸留で回収後、二量体層を
溶剤の下層として回収し、GCで分析した。結果を表1
に示す。
【0030】[例8]乾燥したテトラメチル尿素2g、
乾燥アセトニトリル47gの混合物中にHFPO/PF
PF=2/1(モル比)の混合物300gを20℃およ
び3kg/cm2 (ゲージ圧)で6時間にわたり供給し
反応を行った。反応終了後、未反応のHFPO、PFP
Fを低温蒸留で回収後、二量体層を溶剤の下層として回
収し、GCで分析した。結果を表1に示す。
【0031】[例9]乾燥したテトラメチル尿素2g、
乾燥アセトニトリル47gの混合物中にHFPO/HF
P=1/1(モル比)の混合物450gを20℃および
3kg/cm2 (ゲージ圧)で6時間にわたり供給し反
応を行った。反応終了後、未反応のHFPO、HFP、
PFPFを低温蒸留で回収後、二量体層を溶剤の下層と
して回収し、GCで分析した。結果を表1に示す。な
お、生成物中には四量体の生成(選択率8%)も認めら
れた。
【0032】[例10](比較例) 乾燥したテトラメチル尿素2g、乾燥アセトニトリル4
7gの混合物中にHFPO450gを20℃および3k
g/cm2 (ゲージ圧)で6時間にわたり供給し反応を
行った。反応終了後、未反応のHFPO、PFPFを低
温蒸留で回収後、二量体層を溶剤の下層として回収し、
GCで分析した。結果を表1に示す。なお、生成物中に
は四量体の生成(選択率14%)も認められた。
【0033】[例11]乾燥したテトラメチル尿素2
g、乾燥ジグライム47gの混合物中にHFPO/HF
P/PFPF=2/2/1(モル比)の混合物450g
を20℃および3kg/cm2 (ゲージ圧)で6時間に
わたり供給し反応を行った。反応終了後、未反応のHF
PO、HFP、PFPFを低温蒸留で回収後、二量体層
を溶剤の下層として回収し、GCで分析した。結果を表
1に示す。
【0034】[例12]乾燥したテトラメチル尿素2
g、乾燥ジグライム47gの混合物中にHFPO/HF
P=1/1(モル比)の混合物450gを20℃および
3kg/cm2 (ゲージ圧)で6時間にわたり供給し反
応を行った。反応終了後、未反応のHFPO、HFP、
PFPFを低温蒸留で回収後、二量体層を溶剤の下層と
して回収し、GCで分析した。結果を表1に示す。な
お、生成物中には四量体の生成(選択率7%)も認めら
れた。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【発明の効果】ヘキサフルオロプロペンオキシドのフッ
素イオン作用下における二量化反応において、非プロト
ン性極性溶剤中、反応系中にペンタフルオロプロピオニ
ルフルオリド、および、非フッ素触媒を存在させること
により、ペルフルオロ(2−メチル−3−オキサ−ヘキ
サノイルフルオリド)を選択的に得るという効果を有す
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松木 秀武 千葉県市原市五井海岸10番地 旭硝子株式 会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非プロトン性溶剤中でヘキサフルオロプロ
    ペンオキシドをフッ素イオンの作用のもとに二量化反応
    させてペルフルオロ(2−メチル−3−オキサ−ヘキサ
    ノイルフルオリド)とする反応において、反応系中にペ
    ンタフルオロプロピオニルフルオリド、および、非フッ
    素触媒を存在させることを特徴とするペルフルオロ(2
    −メチル−3−オキサ−ヘキサノイルフルオリド)の製
    造方法。
  2. 【請求項2】ヘキサフルオロプロペンオキシドが、ヘキ
    サフルオロプロペンとの混合物である請求項1記載の製
    造方法。
  3. 【請求項3】反応系中にヘキサフルオロプロペンオキシ
    ドとペンタフルオロプロピオニルフルオリドとを共存さ
    せてから反応を開始する請求項1または2記載の製造方
    法。
  4. 【請求項4】ヘキサフルオロプロペンオキシドとペンタ
    フルオロプロピオニルフルオリドとを連続供給しながら
    反応させる請求項1、2、または3記載の製造方法。
JP9283957A 1997-10-16 1997-10-16 ペルフルオロ(2−メチル−3−オキサ−ヘキサノイルフルオリド)の製造方法 Pending JPH11116529A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111039778A (zh) * 2019-12-30 2020-04-21 甘肃华隆芯材料科技有限公司 一种hfpo四聚体的制备方法
CN111138274A (zh) * 2019-12-30 2020-05-12 甘肃华隆芯材料科技有限公司 一种hfpo三聚体的制备方法

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