JPS6022687B2 - ヨウ化ペルフルオルアルキルテロマーの製法 - Google Patents

ヨウ化ペルフルオルアルキルテロマーの製法

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JPS6022687B2
JPS6022687B2 JP51113176A JP11317676A JPS6022687B2 JP S6022687 B2 JPS6022687 B2 JP S6022687B2 JP 51113176 A JP51113176 A JP 51113176A JP 11317676 A JP11317676 A JP 11317676A JP S6022687 B2 JPS6022687 B2 JP S6022687B2
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perfluoroalkyl iodide
perfluoroalkyl
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carbon atoms
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ベルント・フエリツクス
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/38Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/26Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton
    • C07C17/272Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton by addition reactions
    • C07C17/278Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions involving an increase in the number of carbon atoms in the skeleton by addition reactions of only halogenated hydrocarbons
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ョウ化ベルフルオルアルキルテロマーを、液
相でラジカル形成性触媒の存在下で製造する方法に関す
る。
テトラフルオルエチレンとヨウ化ベルフルオルアルキル
とを反応式Rfl+にF2=CF2一Rf(C2F2)
nl(式中Rrは炭素原子1〜4個をもつベルフルオル
化したアルキル基を意味し、nは0又は1〜20の整数
、好ましくは0又は1〜15の整数である)に従ってテ
ロマー化(テロメリゼーション)するとによりヨウ化ベ
ルフルオルアルキルテロマーが得られるということは既
に知られている。
この反応は高温、UV光線又はラジカル形成性触媒によ
って開始される。
炭素原子6〜1針固、特に6〜12個を鎖中に含むベル
フルオル化したテロマーのョウ化物は、特に工業的に非
常に重要である。
なぜならこのものはフッ素表面活性剤並びに繊維を疎水
性と親水性にする仕上材料を製造するための中間体とし
て特に重要であるからである。そこで、上記の鎖長の生
成物を優先的に生じるようにテローマ化をコントロール
することが試みられた。しかしながら、この方法では、
使用物質が高価なため、未反応の出発物質または炭素原
子数1〜5個の鎖長の低級テロマーを分離して再循環さ
せなければならない。米国特許第3松644y号明細書
には、触媒としてジーtert.−アルキルベルオキシ
ド、ジアシルベルオキシド、ケトンベルオキシドまたは
アルキルアゾ化合物を用いる方法が開示されている。こ
の方法の場合には比較的に高い圧力と温度が必要であり
、テトラフルオルェチレンが爆発的に自己分解する危険
があるので、この方法は実際上高圧の下で実施すること
はできない。ドイツ特許第1915395号明細書には
、ビス−(トリクロルアクリロィル)ベルオキシドが触
媒として挙げられており、これによれば低圧低温で操作
することができる。しかしながら、ベルオキシド及びア
ゾ化合物に基し、たこれらの触媒はすべて、テロマー化
反応に際してかなりの量の分解生成物又は副生成物が形
成され、該分解生成物又は副生成物の一部が続いて行わ
れる前記の低級同族体の蒸留的分離に際して該同族体と
一緒に再循環される−というのは分解生成物又は副生成
物が前記の同族体のョゥ化テロマーより低い沸点を有す
るか又は該同族体と共沸混合物を形成し、実際上分離で
きないので**一という欠点を有する。これらの生成物
のいくつかはそれ自体テロゲンとして働くので、所望の
反応のために失われてゆくテトラフルオルェチレンを消
費する。ドイツ特許出願公開第21623斑号及び第2
164567号の各明細書には、ベルフルオル化したベ
ルオキシカルボン酸又はベルフルオルカルポン酸ベルオ
キシドを触媒として使用することが開示されている。
このようなベルフルオル化した触媒及び米国特許第32
2644計号明細書に記載されているベルフルオル化し
たアゾメタンは、前記の欠点を示さない。しかしながら
これらを用いることは、これらに含まれているベルフル
オルアルキル鎖のためにコストが高くつくから、経済的
に不利となる。従って、同族体の低級ョゥ化ベルフルオ
ルアルキルを分留によって分離した後に特殊の精製操作
に付する必要ないこ、これを円滑に再循環させることの
できるような方法が要求される。この課題は、下記一般
式 Rfl (式中Rfは炭素原子1〜4個をもつベルフルオル化し
たアルキル基である)で示されるョウ化ベルフルオルア
ルキルとテトラフルオルェチレンとを高圧且つ高温で液
相でラジカル形成性触媒の存在下で反応せしめ、続いて
炭素原子1〜5個をもつ同族体のョウ化ベルフルオルァ
ルキルを分留によって分離し、場合によりこの同族体を
再循環させることにより下記一般式Rf(C2F4)n
l(式中Rfは上述の意味を有し、nは0又は1から2
0までの整数である)で示されるョウ化ベルフルオルア
ルキルテロマーを製造するに当たり、該反応を下記一般
式(式中R及びR′は炭素原子2〜8個をもつ直鎖の又
は枝分れしたァルキル基であり、RとR′とはこの範囲
内で同一であっても異っていてもよい)で示される化合
物又は該化合物の混合物を触媒として存在させて行うこ
とを特徴とする製法を開発することによって解決された
本発明による方法は、普通の条件の下で、即ち5〜17
、好ましくは9〜15気圧ゲージの圧力(これは圧入し
たテトラフルオルェチレンによって生じる圧力である)
で且つ45〜10000好ましくは60〜9び0の温度
で行われる。この方法は、従来の反応器で、不連続的に
又は半連続的に又は完全に連続的に行うことができる。
半連続的な方法とは、反応混合物を不連続的に取出しな
がら、テトラフルオルェチレンを、単独で又は触媒と一
緒にして、先に入れたョウ化ベルフルオルアルキルに連
続的に加えるか或は全反応成分を連続的に加える方法で
ある。又完全に連続的な方法とは、反応混合物を連続的
に取出しながら上述の如き添加を行う方法である。反応
混合物は、取出した後に分留管に通す。
混合物中に含まれる短鎖のRf(基(即ち炭素原子数が
1〜5個である鎖)をもつョウ化ベルフルオルアルキル
は、この分留管の上部で分離される。特に好都合に用い
られる出発物質であるC2F51の場合には、このョウ
化ベルフルオルアルキルはC2F51とC2F5(C2
F4)1とを含んでいる。分留は、従来のバブルプレー
ト塔又は充填塔、特に棚段5〜1の固をもつバブルプレ
ート塔で行う。出発物質としては下記一般式Rfl (式中Rfは炭素原子1〜4個をもつベルフルオル化し
たアルキル基である)で示されるョウ化ベルフルオルア
ルキルを使用する。
この例として特にョウ化トリフルオルメチル、ヨウ化ペ
ンタフルオルエチル、ヨウ化ベルフルオルイソプロピル
及びョウ化ベルフルオルーnーブチルを挙げることがで
きる。好ましくはョウ化ペンタフルオルェチルが使用さ
れる。更に、触媒として用いるピス−(4ーアルキルシ
クロヘキシル)−ベルオキシジカルボネートは、出発成
分Rflから計算して0.003〜0.3殊に0.00
5〜0.0ふ特に0.005〜0.01重量%の量で反
応中に存在すべきであり、この世発成分の量には場合に
より再循環される低級同族体が含まれる。
触媒は、溶液、好ましくは出発物質として用いられる一
般式Rflで示されるョウ化ベルフルオルアルキルに溶
解した溶液、の形で用いるのが有利である。一般式 で示される上記のビス−(4ーアルキルシクロヘキシル
)−ベルオキシジカルボネートは、直鎖の又は枝分れし
た、炭素原子2〜8個、好ましくは炭素原子2〜5個を
含むアルキル基を有する。
RとRとは、この範囲内で同一であっても異なっていて
もよい。このようなビスー(4ーアルキルシクoヘキシ
ル)ーベルオキシジカルボネートの混合物も適する。特
に好適なのはビスー(4−にrt.−プチルーシクロヘ
キシル)ーベルオキシジカルボネートである。ビス−(
4−アルキルシクロヘキシル)−ベルオキシジカルボネ
ートそのものは既知の方法につて、例えば対応する4−
アルキルシクロヘキシルクロルギ酸ヱステルとアルカリ
性のH202水溶液とを、ドイツ特許出願公告第161
8578号明細書に記載されているように反応させるこ
とによって、得られる。本発明の方法で用いる触媒は、
この反応に対する触媒として既に公知の適当な化合物類
、例えばアルキルベルオキシド、アシルベルオキシ、ケ
トンベルオキシド及びァルキルアゾ化合物、と比較して
著しい工業的利点を有する。
この利点は、該触媒を存在させてテロマー化を行う間に
全く副生成物を生じないということにある。か)る副生
成物は、前記の短鎖のョウ化ベルフルオルアルキル同族
体と一緒に分留中に溜出し、その結果、再循環を行う場
合反応の進行に好ましくない影響を与え、且つ望ましく
ない副反応を起すものである。即ちこのような副生成物
を繰返して再循環することは、収率を益々低下させ、つ
いには反応全体を挫折せしめることになる。本発明で使
用する精選した触媒のこのような利点は、驚くべきこと
で容易には予期できないことであった。なぜなら、他の
、構造上近似したベルオキシジカルボネート、例えばビ
ス−(シクロヘキシル)ーベルオキシジカルボネート及
びビスー(2−エチルヘキシル)ーベルオキシジカルボ
ネートはこのような利点が示さないからである。ベルフ
ルオルアルキル鎖を含んでいることと製造が複雑なこと
のために非常に費用のか)る既知のベルフルオ化した触
媒と比較して、本発明で使用する触媒が優っている点は
、後者が簡単に製造でき、特に本発明の方法は比較的に
少量の触媒を必要とするにすぎないために、上記の費用
のほんの一部分を必要とするにすぎないという点である
。上述の利点は、本法を不連続的又は半連続的に実施す
る場合に既に現われる。
しかし、完全に運続的に操作する場合には、この利点は
更に一層重要なことである。なぜなら、この場合には低
級のョウ化ベルフルオルアルキル同族体の円滑な再循環
が特に重要であるからである。以下実施例により本発明
を説明する。
実施例 1 リフティングープツシングースターラーを備えた21ー
クロムーニッケル−オートクレープに窒素を通じ、つい
で溶解した状態のビスー(4一にrt.−プチルシクロ
ヘキシル)ーベルオキシジカルボネートを0.005重
量%含んでいるところのョウ化ペンタフルオルェチル1
050夕を導入した。
次にテトラフルオルェチレンを70℃の温度で気体状態
で11気圧ゲージの圧力が反応器中に保たれるように、
加えた。4時間の反応時間の経過後に、未反応のョゥ化
ベルフルオルェチル890.4夕のほかに−ガスク。
マト分析による一次の成分を含む反応混合物が得られた
:C4F91 55.9タC6
F,31 斑.9タC8F,?
1 56.4タC,J2,1
50.9タC,2F251
42.4夕高級テロマー
119.5タョウ化ペンタフルオルェチルの変換率は
15.2%・であった。
実施例 2 実施例1による手順を1の罰、次の様に繰返した:未反
応のC2F51と新たにできたC4F91とを1:1の
還流比で、1の固の棚段をもつバブルプレート塔中へ溜
出させ、反応で消費されたC2F51を補充し、ビス(
4一te九.一ブチルシクロヘキシル)−ベルオキシジ
カルボネート(0.005重量%)を加え、得られた混
合物を再度テトラフルオルェチレンと前記のように反応
させた。
この場合、収率の低下は認められなかった。
10回繰返す際に、C2F51職0夕及びC4F915
3夕が使用され、ビス(4一にn.−プチルシクロヘキ
シル)ーベルオキシジカルボネート0.005重量%が
加えられた。
反応後、未反応のC2F51833夕を回収した。
このほかに次の化合物が生じた:C4F91
56.3タC6F,31
59.7タC8F,71
57.4タC,ず2,1
49.9タC,2F251
42.2夕高級テロマー 121.3タこ
の場合C2F51の変換率は15.0%であった。
実施例 3実施例1と同様に、ビス(4−tert.−
ブチルシクロヘキシル)ーベルオキシジカルボネート0
.05重量%を溶解状態で含んでいるところのョウ化ペ
ンタフルオルエチル1163夕を、テトラフルオルェチ
レンと70『0且つ11気圧ゲージの圧で4時間反応さ
せた。
禾反応のョウ化ベルフルオルェチル792夕のほかに、
次の化合物が得られた:C4F91
147.5タC6F,31
115.8タC8F,71 1
25.2タC,J2,1 109.8
タC,よ251 90.9多高級
テロマー 301タ変換率は31.9%で
あった。
実施例 4 実施例1に於ける同様にして、ビス(4−にrt.一ブ
チルシクロヘキシル)−ベルオキシジカルボネート0.
01重量%を溶解状態で含んでいるところのョウ化ベル
フルオルイソプロピル1002夕を、テトラフルオルェ
チレンと70oo且つ11気圧ゲージの圧で4時間反応
させた。
未反応のC3F71791.9夕のほかに次の化合物が
得られた:ちF,.1 63.3
タC7F.51 96.5タC
9F,91 76.7タC,.
F231 57.9タC,3F2
71 43.0夕高級同族体
93.7タ変換率は21.0%であった

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記一般式 R_fI (式中R_fは炭素原子1〜4個をもつペルフルオル化
    したアルキル基である)で示されるヨウ化ペルフルオル
    アルキルとテトラフルオルエチレンとを高圧且つ高温で
    液相でラジカル形成性触媒の存在下で反応せしめ、続い
    て炭素原子1〜5個をもつ同族体のヨウ化ペルフルオル
    アルキルを分留によつて分離し、場合によりこの同族体
    を再循環させることにより下記式R_f(C_2F_4
    )_nI (式中R_fは上述の意味を有し、nは0又は1から2
    0までの整数である)で示されるヨウ化ペルフルオルア
    ルキルテロマーを製造するに当り、該反応を下記一般式
    ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中R及びR′は炭素原子2〜8個をもつ直鎖の又は
    枝分れしたアルキル基であり、RとR′とはこの範囲内
    で同一であつても異つていてもよい)で示される化合物
    又は該化合物の混合物を触媒として存在させて行うこと
    を特徴とする製法。 2 ヨウ化ペルフルオルアルキルの使用量に対して0.
    003〜0.3重量%の量の触媒を存在させる特許請求
    の範囲第1項記載の製法。 3 出発物質として使用される一般式R_fIで示され
    るヨウ化ペルフルオルアルキルに触媒を溶解して用いる
    特許請求の範囲第1項記載の製法。
JP51113176A 1975-09-24 1976-09-22 ヨウ化ペルフルオルアルキルテロマーの製法 Expired JPS6022687B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2542496.8 1975-09-24
DE2542496A DE2542496C3 (de) 1975-09-24 1975-09-24 Verfahren zur Herstellung von Perfluoralkyljodidtelomeren

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Publication Number Publication Date
JPS5239608A JPS5239608A (en) 1977-03-28
JPS6022687B2 true JPS6022687B2 (ja) 1985-06-03

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JP51113176A Expired JPS6022687B2 (ja) 1975-09-24 1976-09-22 ヨウ化ペルフルオルアルキルテロマーの製法

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DE (1) DE2542496C3 (ja)
FR (1) FR2325665A1 (ja)
GB (1) GB1535408A (ja)
IT (1) IT1070566B (ja)

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