JPS604806B2 - パーフロロビニルカルボン酸の製造法 - Google Patents

パーフロロビニルカルボン酸の製造法

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JPS604806B2
JPS604806B2 JP12969175A JP12969175A JPS604806B2 JP S604806 B2 JPS604806 B2 JP S604806B2 JP 12969175 A JP12969175 A JP 12969175A JP 12969175 A JP12969175 A JP 12969175A JP S604806 B2 JPS604806 B2 JP S604806B2
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文彦 山元
保道 山越
浩次 宮内
協司 木本
正人 浜田
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なバーフロロビニルカルボン酸の製造法に
関する。
更に詳しくは、本発明は一般式(但し、nは0〜3の整
数)により表わされる新規なパーフロロビニルカルボン
酸の製造法に関する。
従釆、パーフロロビニルカルボン酸化合物の製造法はあ
まり知られておらず、僅かに袴公昭45−22327号
に開示されてはいたが、該化合物を製造することは該特
許公報にも記載されているように多くの工程と複雑な反
応とを要するものであった。
本願発明は、出願当時比較的容易に製造できたのでスル
ホン酸基含有パーフロロビニル化合物を原料とし、これ
に、新規な反応を用いて化学処理を施すことによってカ
ルボン酸基含有化合物を容易に得る製造法を提供するも
のである。
本発明は、一般式 (式中Yはハロゲン、アルカリ金属又は水素、nは0〜
3の整数)のパーフロロカーボン化合物を一般式MeL
H4 (式中Meはアルカリ金属、Lはアルミニウム又はホウ
素である)で表わされる金属水素化物、還元性の無機酸
、又は還元性を有する無機酸の塩およびその類似化合物
で処理することにより一般式(式中nは上記と同意義を
有する) で表わされるパーフロロビニルカルボン酸の製造法に関
するものである。
本発明における還元反応の条件は還元剤の種類、一S0
2Y基のYの種類により適宜最適条件を選びうる。
一般的には反応温度は−5000〜250℃、好ましく
は0〜150qCの範囲であり、反応時間は通常1分〜
10餌時間である。還元剤は例えばガス状、液状又は溶
液として用いられる。圧力は常圧でも加圧でも行ない得
る。ガス状の還元剤を用いる場合は加圧により反応速度
を大きくすることができる。溶媒は用いてもよいし用い
なくてもよい。溶媒の例としては水のほか例えばアセト
ニトリル、メタノール、テトラハイドロフイン、ジグラ
ィム等の極性溶媒、又は例えばn−へキサン、ベンゼン
、シクロヘキサン等の非極性溶媒が用いられる。本発明
において使用しうる還元剤を種別に列挙すれば次の通り
である。
第1群の還元剤として一般式MeLH4(Meはアルカ
リ金属、Lはアルミニウム又はホウ素である)で表わさ
れる金属水素化物がある。
例えば、リチウムアルミニウムハイドライド、リチウム
ホウ素ハイドラィド、カリウムホウ素ハイドラィド、ナ
トリウムホウ素ハイドラィド等がある。第2群の還元剤
として還元性の無機酸、例えばョゥ化水素酸、臭化水素
酸、次亜リン酸、硫化水素、亜ヒ酸等がある。第3群の
還元剤として還元性を有する無機酸の塩およびその類似
化合物がある。
例えばョウ化カリ、硫化カリ、硫化ナトリウム、硫化ア
ンモン、亜硫酸ナトリウム、亜リン酸塩、多硫化ナトリ
ウム、三硫化リン等がある。還元剤の量は原料のスルホ
ニル基の当量以上であるが通常大過剰の状態で使用され
るのが好ましい。
本発明の原料化合物が (Xはハロゲン原子) の場合には、一S02×基は還元剤により{1ー式の如
くスルフィン酸基に転化される。
−CF2CF2S02X→−CF2CF2S02M(M
はアルカリ金属又は水素)・・・【11上記スルフィン
酸基の一部分は還元中に更に‘2}式の如く反応が進み
カルボン酸が生成する。
−CF2CF2S02M→−CF2COO日
・・・‘2)本発明者らの知見によれば、還元により
生成したスルホン酸基は加熱するか更に強い還元剤又は
還元条件で反応させることによりカルボン酸基に転化す
ることができる。
還元処理に伴う化学変化は逐次反応であり、まずスルフ
ィン酸基が生成し塩型で赤外吸収スペクトルに940伽
−・、1010伽−・の吸収が現われる。
更に反応が進めばカルボン酸基が生成し塩型で赤外吸収
スペクトルに1690肌−,の吸収が現われ、H型で1
775肌−,の吸収が現われる。還元反応の生成物とし
ては次の3つの代表例がある。‘1} 生成物のほとん
どがカルボン酸である場合。
【2)カルポソ酸とスルホン酸が同程度に生成する場合
。【31生成物のほとんどがスルフィン酸である場合。
‘2),糊の場合、生成物中に残存するスルフィン酸を
完全にカルボン酸に転化するには、更に強い還元剤を用
いるか、還元性の濃度を高くするか、反応温度を上げる
か、反応時間を長くする等の手段により達成される。
スルフィン酸がカルボン酸に転化してゆく状況は反応生
成物を赤外吸収スペクトルで分析することにより確認で
きる。反応生成物より目的のカルボン酸化合物を回収す
るには通常用いられる分離手段が用いられる。
蒸留分離、溶媒抽出、イオン交換樹脂による分離、液体
クロマトグラフによる分離などである。これらの分離手
段は反応生成物の種類、還元剤の種類、副生成物の種類
などに応じて適宜選択される。又必要ならばカルボン酸
化合物を塩型に変えたのちに分離することもできる。原
料物質の−S02F基をフッ素以外のハラィドに転化す
る場合には次の(乳,{4}式の如くスルホニルフルオ
ラィド基をS020M基(MはH又はアルカリ金属)と
しこのスルホン酸又はその塩にハロゲン化剤を反応させ
る。
−S02F+MOH→−S020M ・
・・‘31−S020M+PC15→−S02CI
・・・【4)本発明の原料物質に用いられ
る一般式の化合物は特公昭41一7949戦こ記載され
ている如く、一般式の化合物を金属酸化物を触媒にして
熱分解することにより製造される。
特に、は、椿公 昭42−1664号に記載さているように、COF一C
F2一S02FIモルと(n+1)モルのとを樋性溶媒
中でアルカリ金属 フッ化物などを触媒として反応させることにより製造さ
れる。
本発明の方法で を還元剤 と反応させる場合、還元剤の種類、反応条件等により原
料物質のCF2=CF−基にハロゲン化水素、水素など
が付加反応する場合がある。
この場合にはあらかじめ原料物質のに臭素を 付加させて に転化し たのち還元剤と反応させる。
反応完了後は亜鉛で脱臭素反応をおこないパーフロロビ
ニルカルポン酸に転化する。本発明により得られたパー
フロロビニルカルボン酸は必要な ら1よ (Rは炭 素数1〜3個のアルキル基又はアルカリ金属)で示され
るバーフロロビニルカルボン酸ェステル又はカルボン酸
塩に転化したのちフッ素化エチレン系モノマーと共重合
してフッ素化共重合体を製造するのに用いられる。
フッ素化エチレンモノマーとしては例えばテトラフロロ
ェチレン、ヘキサフロロプロベン、フツ化ビニ1」デン
、パーフロロメチルパーフロロビニルエーテル、クロロ
トリフロロエチレン、1,1,3,3,3ーベンタフロ
ロプロベンー1,1,2,3,3,3−ペンタフロロブ
ロベンー1及び一般式(1は1〜 3、mは0〜2の整数)で示されるパーフロロビニルェ
ーテル類がある。
共重合体の製造にはフッ素化エチレン系モノマーの均一
又は共重合体に対して用いられる公知の一般的な重合法
が用いられる。
非水溶液系で重合する方法及び水系で重合する方法があ
り、重合温度は一般に0〜20ぴC、圧力は1〜200
k9/めで軍合される。非水溶液重合はフッ素化された
溶媒中で行なわれることが多い。適当な非水溶液溶媒の
例は1,1,2−トリクロル−1,2,2ートリクロロ
ェタン又はパーフロロ炭化水素たとえばパーフロロメチ
ルシクロヘキサン、/ぐーフロロジメチルシクロブタン
などである。重合触媒はフリーラザカル開始剤が用いら
れる。上記の方法で製造された共重合体は耐熱性、耐薬
品性がすぐれており公知の方法により広範囲の有用な製
品に成型及び鋳造可能である。
特に共重合体を薄膜に成型し加水分解すると性能のすぐ
れたイオン交換膜が得られる。即ち、特開昭50−12
0492号公報に開示されているように、パーフロロカ
ーボンカルボン酸膜は従来のパーフロロスルホン酸膜に
比較して食塩電解に用いる場合、電流効率を飛躍的に向
上せしめるものであるが、本発明で得られる化合物はこ
のバーフロロカルボン酸膜の原料モノマ−として用いう
るものである。実施例 1 パーフロロ〔3,6−ジオキサー4−メチル一7オクテ
ンスルホニルフルオラィド〕を水酸化ナトリウムにてパ
ーフロロ〔3,6ジオキサ−4−メチル−7オクテンス
ルホン酸ナトリウム〕に転化した。
このナトリウム塩を5塩化リンーオキシ塩化リン(3:
1)混合物と温度l0g○ないし110℃、1粥時間反
応させてパーフロロ〔3,6ジオキサ−4−メチル−7
−オクテンスルホニルクロライド〕:に転化した。
この物質50夕をフラスコに取り57%ョウ化水素水溶
液60夕を加えたのち、90〜95℃の恒溢槽中で鷹拝
しながら6畑時間反応させた。反応生成物に塩酸水溶液
を加えてョウ化水素水溶液と分離したのち、水分を除き
35夕の液状生成物を得た。なお、分離されたョウ化水
素水溶液をフッ素イオン濃度計で測定すると、フッ素イ
オンが検出された。又、分離されたョゥ化水素水溶液を
濃縮すると、昇華性の固体ィオウが析出してくるのが確
認された。生成物の赤外吸収スペクトルを測定すると1
77肌−・にカルボン酸の吸収が現われ、1420伽−
・のスルホニルクロラィド基の吸収はほとんど消失した
。この生成物を減圧蒸留で分離し沸点150qo/4肋
日夕のの留分22夕の液体生成物を得た。赤外吸収スペ
クトル、オオゥ含量分析、CI附MRで構造解析の結果
この生成物はであことも確認した。
実施例 2 パーフロロ〔3,6−ジオキサー4−メチル−7ーオク
テンスルホニルフルオラィド〕を大過剰量の臭素溶液と
室温で反応させて、ガスクロマトグラフィ一により原料
化合物が消失したら静暦する。
二層分離するので上層を取り出し、水洗してを得た。こ
の50夕をテトラハイドロフラン中で大過剰のIJチウ
ムホウ素ハイドラィドを加え、還流しながら5時間反応
させた。反応後、塩酸水溶液で未反応のリチウムホウ素
ハイドラィドを加水分解し、2層分離した下層に、を得
た。
この生成物を亜鉛粉末と反応させて、パーフロロ〔3,
6ジオキサー7−オクテノイン酸〕:を18タ得た。
上記化合物は赤外吸収スペクトルで、1840肌−,に
ビニルェ−テル基の特性吸収、1775弧−,カルポン
酸の特性吸収が現われ、CIWMRにより上記の構造を
確認した。実施例 3 パーフロロ−3,6ージオキサ−4−メチル−7ーオク
テンスルホニルフルオライドを23.5夕、硫化カリ4
0夕、水200夕をフラスコに入れ75〜80℃で24
時間燭拝した。
反応生成物に20%塩酸を加えpHを酸性にして2層分
離し下層のフロロカーボン層を分離した。減圧蒸留によ
り、を12.5夕を得た。
赤外吸収スペクトル、CI3NM旧で上記の構造を確認
した。実施例 4 実施例1のパーフロロ−3,6ジオキサー4ーメチルー
7−オクテンスルホニルフルオライドの代りにフルオロ
スルホニルパーフロロェトキシビニルェーテル CF2
=CFOCF2CF2S02Fを用いて他は同じ条件で
反応し、CF2=CFOCF2COO日 を得た。
赤外吸収スペクトル、CI3NMRで上記の構造を確認
した。実施例 5 実施例2のパーフロロ−3,6ージオキサー4−メチル
一7−オクテンスルホニルフルオライドの代物こフルオ
ロスルホニルパーフロロェトキシビニルエーテル、CF
2=CFOCF2CF2S02F を用いて他は同じ条件で反応し、 CF2=CFOCF2COO日 を得た。
構造確認は赤外吸収スペクトル、CI3NMRで確認し
た。
実施例 6 実施例1のパーフロロ−3,6−ジオキサー4ーメチル
−7ーオクテンスルホニルフルオライドの代りに、を用
い、 他は同じ条件で反応させた。
反応生成物を減圧蒸留してを得た。
構造確認は赤外吸収スペクトル、CIWM旧で確認した
。実施例 7 実施例2のパーフロロ−3,6−ジオキサ−4ーメチル
−7ーオクテンスルホニルフルオライドの代りにを用い
他は同じ条件で反応させた。
反応生成物を減圧蒸留して・を得た。
構造確認は赤外吸収スペクトルとCI棚MRで行なった

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中Yはハロゲン、アルカリ金属又は水素、nは0〜
    3の整数)のパーフロロカーボン化合物を一般式 MeLH_4 (式中Meはアルカリ金属、Lはアルミニウム又はホウ
    素である)で表わされる金属水素化物、還元性の無機酸
    又は還元性を有する無機酸の塩およびその類似化合物で
    処理することを特徴とする一般式▲数式、化学式、表等
    があります▼ (式中nは上記と同意義を有する) で表わされるパーフロロビニルカルボン酸の製造法。
JP12969175A 1975-10-28 1975-10-28 パーフロロビニルカルボン酸の製造法 Expired JPS604806B2 (ja)

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JPS5253814A JPS5253814A (en) 1977-04-30
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0041737B1 (en) * 1980-06-11 1984-08-29 The Dow Chemical Company Process to produce novel fluorocarbon vinyl ethers and resulting polymers
US4334082A (en) * 1980-09-26 1982-06-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dialkyl perfluoro-ω-fluoroformyl diesters and monomers and polymers therefrom

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