JPS6169742A - フツ素化エステルの製造方法 - Google Patents

フツ素化エステルの製造方法

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JPS6169742A
JPS6169742A JP19061684A JP19061684A JPS6169742A JP S6169742 A JPS6169742 A JP S6169742A JP 19061684 A JP19061684 A JP 19061684A JP 19061684 A JP19061684 A JP 19061684A JP S6169742 A JPS6169742 A JP S6169742A
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trifluoroethyl
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、トリフルオロメチル基を含むフッ素化エステ
ルの製造方法に関し、さらに詳しくは1゜1.1−トリ
フルオロ−2−クロルエタン又はi。
1.1−トリフルオロ−2−ブロモエタン(本明細書で
は以下便宜上2,2.21−リフルオロエチルクロリド
、2,2.2−1リフルオロエチルプロミドなどと呼ぶ
)とカルボン酸を非プロトン性極性溶媒中でフッ素イオ
ンの存在下にエステル化させることを特徴とするトリフ
ルオロエチルエステルの製造方法に関するものである。
上記フッ素化エステルを加水分解すると2,2゜2−ト
リフルオロエタノールCF、C)(、OHが容易に得ら
れ、この2,2.2−トリフルオロエタノールは熱的に
きわめて安定であるので、中低温領域の廃熱回収や大型
ディーゼルエンジンの廃熱回収システムの作動流体とし
て使用され、また耐油。
耐熱、難燃性に優れたホスファーゼンポリマーの原料と
しても用いられる。
さらにカルボン酸としてアクリル酸、メタクリル酸等の
不飽和カルボン酸を用い、これをエステル化して得られ
るトリフルオロメチル基を含むエステルモノマーは光フ
ァイバーの鞘材用原料、樹質 脂改\剤として利用される。
従来技術 ドイツ特許865,190号には、トリフルオロエチル
クロリドと酢酸カリウムとを200℃より高温で、40
〜50時間反応させてエステルを得る方法が開示されて
いる。特開昭58−135,83z5号には、溶媒とし
てγ−ブチロラクトンを使用する方法が、また米国特許
4.4 ′54,297号には。
溶媒としてN−メチルピロリドンを使用する方法が開示
されており、いずれの場合も180〜200℃程度でカ
ルボン酸塩と反応させ、フッ素化エステルを得ている。
このように、従来は2,2.2−トリフルオロエチルハ
ロケ゛ン化物から該フッ素化エステルを得る方法として
カルボン酸塩との反応による方法が推奨されている。
2.2.2−トリフルオロエチルクロリド(cF3cH
,ct )又はプロミド(CFsCHlBr)はアルカ
リによって簡単に脱HF反応を起こす為に、エステル化
剤としてアルカリを用いる方法は採用しに<<、従来推
奨されている酢酸カリウムなどのカルボン酸塩もアルカ
リ性であるために分解による収率低下が避けがたい。
これを防ぐには9例えば英国特許804,251号のよ
うに、この場合はプロトン性極性溶媒中での反応である
が、酢酸塩に若干量の酢酸を加え。
pH5〜6程度に調整した後、 CF、CH,C2を添
加し。
反応させる方法が提案されている。
本発明者らは前記の2 、2 、2− トIJフルオロ
エチルクロリドCF、CH,CLまたはプロミドCF、
CH2Brとカルボン酸塩との反応圀よるエステル化反
応を種々の非プロトン性極性溶媒中で検討している過程
で、非プロトン性極性溶媒中ではフッ化カリウムKFの
ようなフッ素アニオンを生成し得る化合物が、カルボン
酸とトリフルオロエチルモノハロケ゛ン化物とのエステ
ル化反応を進行させ、しかも高収率で目的のエステルを
得ることを見い出し本発明を完成するに至った。
発明の構成 すなわち1本発明によれば2 、2 、2− トIJフ
ルオロエチルクロリドCF、CH,CL  (又はプロ
ミドCF、CH,Br )と種々のカルボン酸によるエ
ステル化反応を非プロトン性極性溶媒中で行なわせるト
リフルオロメチル基を有するフッ素化エステルの製造方
法において反応系内に予めフッ素イオンを生成し得るフ
ッ素化合物を添加することにより。
きわめて高い収率と転化率で該フッ素化エステルを製造
する新規な方法が提供される。
本発明に使用されるカルボン酸は。
(1)モノカルボン酸RCOOH(Rは炭素数18以下
のアルキル基又はフェニル基) (2)ジカルボン酸1(00CRCOOH(Rは炭素数
が8以下のアルキレン基又はフェニレン基)(3)エー
テル結合を有するジカルボン酸HOOCROR’C00
I((RおよびR′はアルキレン基で互いに同じか又は
異なっていてもよく、その炭素数の合計が10以下であ
る) 等であり、これらのカルボン酸は単独又は混合物の形で
使用される。その1例をあげると、酢酸。
安息香酸、フタル酸、シュウ酸、又はビス−(6−カル
ボキシル−プロピル)−エーテル等であるが、これらに
限定されるものではない。
このカルボン酸の使用量は、カルボン酸と2゜2.2−
1−リフルオロ−エチルクロリド又は2゜2 、2−1
− IJフルオロエ、チルプロミドのモル比′(カルボ
ン酸/2,2.2−トリフルオロエチルクロリド又は2
.2.2−)リフルオロエチルプロミド)は0.5以上
15以下、好ましくは0.6以上、10以下でちる。
本発明においては一般にいわゆる非プロトン性極性溶媒
を使用することができるが1反応速度その他の観点から
好ましいものはスルホラン、N−メチルピロリドン、N
、N−ジメチルホルムアミド、ジメチル−スルホキシド
、N、N−ジメチルアセトアミドの中の1m、又は2以
上の混合物である。溶媒と2.2.2−トリフルオロエ
チルクロリド(又はプロミド)のモル比(溶媒/2,2
゜2−トリフルオロエチルクロリド(又はプロミド)は
0.5以上、15以下好ましくは0.6以上、10以下
である。このモル比が0.5未満では溶媒効果が充分で
なくまた15より大であれは溶媒の回収量が著しく多量
となり経済的でない。
本発明において添加されるフッ素アニオンを生成し得る
フッ素化合物はNaF、  KF 、 C+sF等のア
ルカリ金属のフッ化物および(C4H@ )4NF等の
四級アンモニウム塩が望ましい。
フッ素アニオンを生成し得るフッ素化合物の存在下で、
2.2.2−トリフルオロエチルクロリド(又はプロミ
ド)とカルボン酸のエステル化反応が進行する理由とし
てカルボン酸として酢酸を例にとれば1次式 %式% (Mはアルカリ金属イオン又は四級ア/モニクムイオン
等) で示されるように、フッ素イオンがカルボン酸の求核性
を高めるものと推定され、さらにスルホラン、N−メチ
ルピロリドン、N、N−ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルスルホキシド、N、N−ジメチルアセトアミドの中の
1種又は2種以上の混合溶媒中では、カチオンMOが強
く溶媒和するため、その効果が非常に増巾されるものと
推定される。事実本反応をフッ素アニオンの存在しない
状態で行なわせてもエステル化反応は全く進行しない。
すなわち本発明方法の反応を代表的に表現すれば。
一−CF、CH,0COCH8+ Kct+ KHF。
となる。
これらフッ素アニオンを生成し得るフッ素化合物の添加
量は、フッ素アニオンを生成し得る化合物、!:2.2
.2−トリフルオロエチルクロリド(又はプロミド)の
モル比(フッ素アニオンを生Irにし得る7ツ素化合物
/2,2.2−トリフルオロエチルクロリド(又はプロ
ミド))として0.5以上、5以下、好ましくは1以上
6以下である。
このモル比が0.5未満では2 、2 、2− ) I
Jフルオロエチルクロリド(又はプロミド)の転化率が
充分に得られず又、5以上では実質上反応が完全に終了
する為、意味がない。
本発明において反応温度は150℃以上、260℃以下
が好ましい。反応温度が150℃未満では。
反応が遅く、長時間の反応力が必要となシ、又260℃
を越えると副反応の増加、および溶媒の変質等の不利益
が生ずる。
実施例 次に本発明を実施例によシ具体的に説明するが。
これらの実施例に限定されるものではない。
実施例に示した転化率、収率は次式により算出したもの
でちる。
実施例−1 電a撹拌機を備えた5tオートクレーブ(材質5US3
16ステンレス鋼)にスルホラン5.004f(25,
Dmot)、酢酸450.6Pf7.51mot)。
フッ化カリウム871.5 ? (15,0mot)を
仕込み密閉後、耐圧容器内のCF、CH,C48B 6
.4 f(7,48motlを窒素ガス圧送によりオー
トクレーブ内に圧入した。その後電気炉でオートクレー
ブを210℃に加熱し、晴拌下2時間反応させた。
反応終了後210℃で系内の揮発性成分を抜き出し、第
1分画として水冷によシフッ素化エステルを捕集し、第
2分画としてドライアイス−メタノールを冷却して未反
応CF3CH,C1を捕集した。
捕集したものをガスクロマトグラフィーで分析。
定量したところCF、CH,0COCH51、OO8t
 (6,81mot) 、未反応CF、CH,CL 2
5.7 f (0,217mat)  (転化率97.
1チ、収率93,8チ)を得た。
実施例−2 ’JT、 m 41硬拌機を備えた500−オートクレ
ーブ(材質5US616ステンレス鋼)にN−メチルピ
ロリドン178.2f (1,80moL)、酢酸25
.8P(0,43mot)、 フッ化カリウム1176
1(0,82mot)を仕込み、予め耐圧ガラス容器に
採取したCFsCHvCL 48.6 t (0,41
mot)をオートクレーブに導入後密閉し、210℃で
2時間反応させた。反応終了後、オートクレーブの温度
を185℃まで下げたほかは実施例−1と同様の操作で
揮発性成分を抜き出しガスクロマトグラフィーで分析定
量したところ、 CF、CH,0COCH,54,6f
(α569 mot) 、未反応CF、CH,Ct1.
7 F(0,014mot)を得た。(転化率96.7
チ、収率96.0チ) 実施例−3 実施例−2と同様のオートクレーブにN 、N−ジメチ
ルアセトアミド115.3f (1,30mot)安息
香酸51.3 f (0,42mot)、 7ツ化セシ
ウム124.6F(α82 mob )を仕込み、耐圧
ガラス容器に採取したCF、CH,C148,6t (
0,41mot)をオートクレーブに導入後密閉し、2
10℃で2時間反応させた。反応終了後、オートクレー
ブの温度を50℃まで冷却し揮発性成分をドライアイス
−メタノール浴を冷却したトラップで捕集した、 次にオートクレーブの蓋を開け、内容物をガラスフィル
ターで濾過して生成した塩化カリウム。
KHFt、及び未反応のKFを反応液より分離した。
これらの塩をN、N−ジメチルアセトアミド23.5t
 (0,27mot)で洗浄し、洗浄液は反応液と一緒
にした。
これらの操作で回収した揮発性成分、及び反応液をガス
クロマトグラフィーで分析、定量したところ、 C6H
,C00CH,CF、  72.0 ? (0,553
mot)。
未反応CF、CH,CL 1.859 (0,0’16
 mot)を得た。(転化率96.2チ、収率895%
)実施例4 実施例−2と同様のオートクレーブにジメチルホルムア
ミド98.79 (1,35mot)、 フタル酸54
.9 f (0,21mot)、  (C4H@)4N
F 214.0f(0,82mot)を仕込み、耐圧ガ
ラス容器に採取したCF3CH2Br 65.2 f 
(0,40mot)をオートクレーブに導入後密閉し、
170℃で2時間反応させた。反応終了後の操作は、実
施例−6と同様に行い回収した揮発性成分及び反応液を
ガスクロマトグラフィーで分析、定量したところCsH
*(COOCHtCFs)x  38.5 f (0,
118mot)。
未反応CF3CHJr 12.6 f (0,078m
ot)を得た。(転化率、80.6%、収率73.1チ
)実施例−5 実施例−2と同様のオートクレーブにジメチルスルホキ
シド123.5? (1,58mot、 フッ化カリウ
ム46.5 f (0,8mol ) 、O((cH,
)、cooH)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、2,2,2−トリフルオロエチルクロリドCF_3
    CH_2Cl又は2,2,2−トリフルオロエチルプロ
    ミドCF_3CH_2Brとカルボン酸を非プロトン性
    極性溶媒中で、フッ素アニオンを生成し得るフッ素化合
    物の存在下に反応させることを特徴とするトリフルオロ
    メチル基を有する該フッ素化エステルの製造方法。 2、前記フッ素アニオンを生成しうるフッ素化合物がア
    ルカリ金属のフッ化物である特許請求範囲第1項記載の
    方法。 3、前記フッ素アニオンを生成しうるフッ素化合物がR
    _4NF(Rは炭素数1〜4のアルキル基)である特許
    請求範囲第1項記載の方法。 4、前記非プロトン性極性溶媒がN,N−ジメチルホル
    ムアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルア
    セトアミド、マルホラン、N−メチルピロリドンの中の
    1種又は2種以上の混合物である特許請求範囲第1項記
    載の方法。 5、反応温度が150〜260℃の範囲である特許請求
    範囲第1項記載の方法。
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