JPS5935379B2 - ヘキサフルオルプロピレンエポキシドとケトン又は酸フルオリドとの接触反応法 - Google Patents

ヘキサフルオルプロピレンエポキシドとケトン又は酸フルオリドとの接触反応法

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JPS5935379B2
JPS5935379B2 JP51034578A JP3457876A JPS5935379B2 JP S5935379 B2 JPS5935379 B2 JP S5935379B2 JP 51034578 A JP51034578 A JP 51034578A JP 3457876 A JP3457876 A JP 3457876A JP S5935379 B2 JPS5935379 B2 JP S5935379B2
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/58Preparation of carboxylic acid halides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C309/00Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C51/58Preparation of carboxylic acid halides
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酸フルオリドでもあるフルオルカーボンエー
テルの接触製造法に関する。
1966年5月10日付けムア(MOOre)らの米国
特許第3250808号は、ヘキサフルオルプロピレン
エポキシドとフルオルアルカン酸フルオリド及びフルオ
ルアルカノンとの反応によるフルオルカーボンエーテル
の接触製造法を開示している。
この特許の開示に含まれる化合物は式〔上式中、R′及
びR77は種々の弗素含有基を表わす〕によつて表わさ
れるものを含む。
ムアらの特許の反応法における適当な触媒は、活性炭又
は高エネルギーの特殊イオン化照射である。
この特許の更なる触媒の開示は、1価の金属フルオリド
、特にアルカリ金属フルオリド、第4アンモニウムフル
オリド及びアルカリ金属パーフルオルアルコキシドの使
用を含む。本発明は、スルホニウムハライド又はその錯
体を触媒に用いることを含むヘキサフルオルプロピレン
エポキシドとケトン又は酸フルオリドとの接触反応に関
する。
ヘキサフルオルプロピレンエポキシド及びケトン又は酸
フルオリドに由来する反応生成物は、式〔上式中、Ra
及びRbはそれぞれ互いに無関係に弗素、炭素数1〜1
4のフルオルアルキル基、炭素数1〜14のスルホニル
置換フルオルアルキル基、炭素数1〜14のフルオルア
ルコキシ基、炭素数1〜14のスルホニル置換フルオル
アルコキシ基、炭素数1〜14及び酸素数1〜6のフル
オルアルコキシアルキル基又は炭素数1〜14及び酸素
数1〜6のスルホニル置換フルオルアルコキシアルキル
基である〕のエーテルを含む酸フルオリドである。
び酸フルオリドに対する式は ケトン及 〔上式中、Ra及びRbは前述と同義である〕である。
ヘキサフルオルプロピレンエポキシドとケトン又は酸フ
ルオリドとの本発明による反応法は異なる触媒を用いる
以外米国特許第3250808号の教示に従う。
ここに用いる触媒はスルホニウムハライド又はその錯体
である。本反応法における出発触媒物質はフルオリド以
外のハライドのスルホニウムハライド又は錯体であつて
もよいけれど、そのスルホニウムフルオリド又はその錯
体への転化が反応中に起こると考えられる。それ故に、
本開示においては触媒の・・ラード形が2量化の進行に
つれて異なつていてよいことが理解される。ケトン又は
酸フルオリド反応物は式〔上式中、Ra及びRbはそれ
ぞれ互いに無関係に弗素、炭素数1〜14のフルオルア
ルキル基、炭素数1〜14のスルホニル置換フルオルア
ルキル基、炭素数1〜14のフルオルアルコキシ基、炭
素数1〜14のスルホニル置換フルオルアルコキシ基、
炭素数1〜14及び炭素数1〜6のフルオルアルコキシ
アルキル基又は炭素数1〜14及び酸素数1〜6のスル
ホニル置換フルオルアルコキシアルキル基である〕のも
のである。
ヘキサフルオルプロピレンエポキシドとケトン又は酸フ
ルオリドとの接触反応は式〔上式中、Ra及びRbは前
述と同義である〕の化合物を生成せしめる。
スルホニウムハライドは式RlR2R3S+X表わされ
る化合物である。
但し、R1、R2及びR3は互いに無関係に炭素数1〜
20のアルキル基、各アルキルの炭素数が1〜5のジア
ルキルアミノ基、炭素数5〜7の飽和環の1部として環
内に窒素を含むジアルキルアミノ基、又は炭素数1〜5
のアルキル基で置換された環内に炭素数5〜7の飽和環
の1部として窒素を含有するジアルキルアミノ基を示し
、xは弗素、塩素、臭素又は沃素である。また、スルホ
ニウムハライドの錯体は、式RlR2R3S+X−・S
iFR4R5R6で表わされるシラン錯体である。ここ
にR1、R2、R3及びxは前述と同義であり、R4、
R5及びR6はそれぞれ互いに無関係に炭素数1〜5の
アルキル基である。ヘキサフルオルプロピレンエポキシ
ドとケトン又は酸フルオリドとの反応は、ヘキサフルオ
ルプロピレンエポキシドを溶解させるのに十分な極性を
有する有機極性溶媒の存在下に液相で行なうことができ
る。
溶媒は反応に対して不活性であり、用いる温度及び圧力
で液体であるべきである。適当な溶媒は炭素数4〜16
の脂肪族ポリエーテル及び炭素数2〜10の炭化水素二
トリル、例えばジエチレングリコールのジメチルエーテ
ル、ジオキサン、プロピオンニトリル、ベンゾニトリル
及びアセトニトリルを含む。ニトリル又はポリエーテル
でない他の溶媒はジメチルスルホキシド、N一メチルピ
ロリドン、ニトロエタン及びテトラヒ jドロフランを
含む。一般的な反応条件、例えば温度及び圧力は厳密で
なく、広範囲に変えることができる。
−80℃〜200℃の反応温度は満足できるが、好適な
範囲は−30℃〜100℃である。更に反応圧は望 c
ましい2量体を得るのに厳密でなく、大気圧から数百気
圧の範囲である。温度及び圧力は、例えば蒸発によるヘ
キサフルオルプロピレンエポキシドの損失を避ぐように
選択される。スルホニウムハライド又はその錯体の触媒
濃度 4も同様にヘキサフルオルプロピレンエポキシド
の2量化にとつて厳密でない。
一般に、触媒の濃度はへキサフルオルプロピレンエポキ
シドの少なくも0.01重量%である。10%以上用い
ても無駄となる。
本方法は、ヘキサフルオルプロピレンエポキシドとケト
ン又は酸フルオリドとの反応に関し、米国特許第325
0808号の直接的な教示に従うと考えられる。
この特許の開示は、1価の金属フルオリド触媒の使用に
関する反応条件(例えば触媒濃度、溶媒、温度及び圧力
)との関連で本明細書に参考文献として引用される。式 〔上式中、Ra及びRbは前述と同義である〕のフルオ
ルカーボンエーテルは、表面活性剤、潤滑剤及び重合体
の製造における有用な中間体である。
例示すれば、エーテルは末端処理することも、直接表面
活性剤として使用することも可能である。更にフルオル
カーボンエーテルは、公知の技法により、例えば炭酸ナ
トリウムとの加熱によりビニル不飽和を含有するエーテ
ルに変えることができる。これらのビニルエーテルは共
重合できて有用な重合体を与える。スルホニル含有ビニ
ルエーテルの場合、それに由来する重合体はスルホニル
基をイオン交換基に変えることによりイオン交換重合体
として非常に望ましい。イオン交換重合体を含む重合体
の製造法は技術的に公知である。次の実施例は本発明を
更に説明する。実施例 1 320ステンレス鋼管に 即ちトリス−4−メチルピペリジノスルホニウムフルオ
リドのトリメチルフルオルシラン2.01、アセトニト
リル30m11トリJャ泣Iルアセチルフルオリド427
及びヘキサフルオルプロピレンエポキシド60Vを仕込
んだ。
この反応混合物を2時間30℃に加熱した。揮発性画分
は未反応のトリフルオリド及びパーフルオルプロピオニ
ルフルオリドを含有した。重さ10.07の液体生成物
のフルオルカーボン下相を分離した。ガスマトグラフイ
一及び赤外分析によれば、この相はパーフルオル一2−
エトキシプロピオニルフルオリド及びヘキサフルオルプ
ロピレンエポキシドを1.43:1.0の比で含有した
。パーJャ泣Iル一2−エトキシプロピオニルフルオリド
をメタノールとの反応によつてパーフルオル一2−エト
キシプロピオン酸メチルに転換して更に構造を確認した
。実施例 2 マグネチツクスターラ、温度計、ガス導入管、ドライア
イスで冷却しうる凝縮器を備え且つ窒素で飽和した丸底
フラスコに、アセトニトリル30m1、〔(CH3)2
N〕3S+F−・FSi−(CH3)3(トリスジメチ
ルアミノスルホニウムフルオリドのトリメチルフルオル
シラン錯体)1.47及びパーフルオルバレリルフルオ
リド32.67を添加した。
発熱反応はへキサフルオルプロピレンエポキシドを反応
混合物中にバブリングした時に起こつた。30〜35℃
でエポキシド20.07を添加した後、反応混合物を冷
却し、重さ47.2yのフルオルカーボン下相を分離し
た。
ガスクロマトグラフイ一分析によると、この相は59%
のバーフルオル一2−n−ペントキシプロピオニルフル
オリリド並びにヘキサフルオルプロピレンオキシド2量
体、3量体及び未反応のフルオルバレリルフルオリドを
含有した。蒸留によりガスクロマトグラフイ一で純粋な
パーフルオル一2−n−ペントキシプロピオニルフルオ
リド、沸点101℃〔米国特許第3250808号では
沸点101〜103℃〕を16,37得た。この化合物
の構造は、更にNMR及びIRスペクトルにより、及び
メタノールとの反応でパーフルオル一2−n−ペントキ
シプロピオン酸メチル、沸点144℃とすることにより
確認した。後者の構造は、NMR及びIRスベクトルに
より、及び水性水酸化ナトリウムでの加水分解でパーフ
ルオル一2−n−ペントキシープロピオン酸ナトリウム
とし、続いてこの無水塩を熱分解してパーフルオル一〔
n−ペンチルビニル〕エーテル、沸点86℃とすること
により確認した。この化合物の構造は、NMR.IR及
び質量分析スペクルにより、及び臭素との反応でパーフ
ルオル一n−ペンチル一1・2−ジブロム−1・2・2
−トリフルオルエチルエーテル、沸点152℃とするこ
とにより確認した。後者の構造はNMRスペクトルによ
り確認した。実施例 3 実施例1の方法に従い、 〔(CH3)2N〕S+F−・SiF(CH3)3(ト
リスジメチルアミンスルホニウムフルオリドのトリメチ
ルフルオルシラン錯体)1.47、アセトニトリル30
Tf111フルオルスルホニルジフルオルアセチルフル
オリド477及びヘキサフルオルプロピレンエポキシド
80yを3時間50℃に加熱した。
反応後、7ルオルカーボン下相の揮発物867を分離し
た。ガスクロマトグラフイ一分析は、3種の主な成分、
ヘキサフルオルプロピレンエポキシド2量体、FSO2
CF2CF2OCF(CF3)COF及びFSO2CF
2CF2QCF(CF!3)CF2OCF(CF3)C
OFが1.00:2.54:1.22の比で存在するこ
とを示した。
実施例 4 実施例1の方法に従い、 〔(CH3)2N3〕S+F−・SiF(CH3)31
.67、ジエチレングリコールジメチルエーテル60m
1、アセトニトリル30m1.FS02CF2C0F4
77及びヘキサフルオルプロピレンエポキシド807を
1時間50℃に及び2時間60℃に加熱した。
重さ115.45!のフルオルカーボン下相を分離した
。ガスクロマトグラフイ一分析によると、この相はヘキ
サフルオルプロピレンエポキシド2量体、FSO2CF
2CF2OCF(CF3)COF.゛PO3量体、FS
O2CF2CF2OCF(CF3)CFOCF(CF3
)COF及びF(CF3)CF,OCF(CF3)CO
Fを1.00:0,39:0.17:1.90:0.1
9の比で含有した。
実施例 5 実施例1の方法に従い、(CH3)3S+I−(沃化ト
リメチルスルホニウム)2.07、アセトニトリル30
m1及びヘキサフルオルアセトン及びヘキサフルオルプ
ロピレンエポキシドそれぞれ407を25℃で3時間振
とうした。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ヘキサフルオルプロピレンエポキシドと式▲数式、
    化学式、表等があります▼〔上式中、Ra及びRbはそ
    れぞれ互いに無関係に弗素、炭素数1〜14のフルオル
    アルキル基、炭素数1〜14のスルホニル置換フルオル
    アルキル基、炭素数1〜14のフルオルアルコキシ基、
    炭素数1〜14のスルホニル置換フルオルアルコキシ基
    、炭素数1〜14及び酸素数1〜6のフルオルアルコキ
    シアルキル基又は炭素数1〜14及び酸素数1〜6のス
    ルホニル置換フルオルアルコキシアルキル基である〕の
    化合物との接触反応によつて式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔上式中、Ra及びRbは前述と同義である〕の化合物
    を製造する方法において、触媒として、(1)式R_1
    R_2R_3S^+X^− 〔上式中、R_1、R_2及びR_3は互いに無関係に
    炭素数1〜20のアルキル基、各アルキルの炭素数が1
    〜5のジアルキルアミノ基、炭素数5〜7の飽和環の1
    部として環内に窒素を含むジアルキルアミノ基、又は炭
    素数1〜5のアルキル基で置換された環内に炭素数5〜
    7の飽和環の1部として窒素を含有するジアルキルアミ
    ノ基を示し、Xは弗素、塩素、臭素又は沃素である〕で
    表わされるスルホニウムハライド又は (2)式 R_1R_2R_3S^+X^−・SiFR_4R_5
    R_6〔上式中、R_1、R_2、R_3及びXは前述
    と同義であり、R_4、R_5及びR_6は互いに無関
    係に炭素数1〜5のアルキル基を示す〕で表わされるス
    ルホニウムハライドのシラン錯体、を用いることを特徴
    とする方法。 2 該触媒がR_1R_2R_3S^+X^−であり、
    但しXが弗素であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の方法。 3 該触媒がR_1R_2R_3S^+X^−・SiF
    R_4R_5R_6であり、但しXが弗素であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
JP51034578A 1975-04-02 1976-03-31 ヘキサフルオルプロピレンエポキシドとケトン又は酸フルオリドとの接触反応法 Expired JPS5935379B2 (ja)

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NL (1) NL7603413A (ja)

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