JPS6176439A - ペルフルオルヘキシルベンジルカルボン酸およびその塩 - Google Patents

ペルフルオルヘキシルベンジルカルボン酸およびその塩

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JPS6176439A
JPS6176439A JP59199028A JP19902884A JPS6176439A JP S6176439 A JPS6176439 A JP S6176439A JP 59199028 A JP59199028 A JP 59199028A JP 19902884 A JP19902884 A JP 19902884A JP S6176439 A JPS6176439 A JP S6176439A
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藤人 根本
Kazunaga Koga
古賀 一永
Mitsuo Okahara
岡原 光男
Isao Ikeda
功 池田
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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】 産業上の利用分野 本発明は新規化合物ベルフルオルヘキシルベンジルカル
ボン酸およびその塩に関する。該新規化合物は界面活性
剤、離型剤、撥水撥油剤、消火剤等の原料として有用で
ある。
従来技術 含フツ素界面活性剤としては電解フツ素化法によって得
られる直鎖フルオルカーボン鎖を有するもの、ベルフル
オルオレフィンのテロメリゼーシタン法によって得られ
る直鎖または側鎖を有するフルオルカーボンを原料とす
るもの、テトラフルオルエチレンやヘキサフルオルプロ
ペンのオリゴメリゼーションによって得られるもの等が
知られている。これらは全て脂肪族系含フツ素界面活性
剤である。一方、テトラフルオルエチレンやヘキサフル
オルプロペンのオリゴマーをフェノール類と反応させて
得られるペルフルオロアルケニルアリールエーテル類を
原料とする含芳香族フッ素界面活性剤が1.C,Iや本
願出願人により開発され、工業的に広く実用化されるに
到っている。しかしながら、従来の含芳香族フッ素界面
活性剤はそのフルオルカーボン鎖中になお二重結合を有
し、かつ、疎水基中に親木基に寄与するエーテル結合を
有するため、応用分野によっては、フルオルカーボン鎖
が完全に飽和された含フツ素界面活性剤が要請される場
合がある。
しかしながら、パーフルオロアルキル基が直接に芳香環
に置換したパーフルオロアルキル芳香族は従来からよく
知られている様に特異な反応性を有し、強酸性試薬の存
在下ではパーフルオロアルキル基が分解し、通常の合成
法では界面活性剤として必須の親木基、例えばカルボン
酸基またはスルホン基の芳香環への導入が困難である[
日本化学全編、化学総説No、27(1979)J新し
いフッ素化学」第183〜208頁1゜そのためパーフ
ルオロアルキル芳香族界面活性剤は未だ工業化されるに
致っていない。しかるに、式[I]で示したごとくパー
フルオロアルキル基をメチレン基を通して芳香環、例え
ばベンゼン環に結合すると、従来の界面活性剤の工業化
に用いられていると同様の合成法でパーフルオロアルキ
ル基を分解する事なく芳香環へ親木基の導入が高収率で
得られる事を見出した。加えるに得られた含フツ素界面
活性剤は、既在の含フツ素界面活性剤と同様の含フツ素
界面活性剤の特性、例えば低い表面張力(18゜9 m
N/m (5,Oxl o−3mol/f))を保持し
ている事を見出した。
発明の目的 本発明は、飽和パーフルオロアルキル基を有する新規化
合物の提供ならびにその界面活性剤への応用に関する。
発明の構成 本発明は式: [式中、Mは水素、n価の金属、アンモニア、アミン、
アルカノールアミン、およびnは1〜3の数を示す1で
表わされるベルフルオルヘキシルベンジルカルボン酸お
よびその塩に関する。
本発明新規化合物は、例えば、ヘキサフルオルプロペン
2量体をフッ化金属(例えばC5F)等の存在下にベン
ジルハライドを反応させ、得られた化合物にカルボキシ
ル基を導入するか、ヘキサフルオルプロペン2量体に、
カルボキシル基に変え得る置換基を有するベンジルハラ
イドを反応させ、次いで、該置換基をカルボキシル基に
変えること等の方法によって得ることがで外る。ヘキサ
フルオルプロペン2量体にベンジル基を導入する反応は
、以下に示す既存の合成法に準ずればよい。
CF。
[式中、Xはハロゲン、特に臭素または塩素およびAは
水素またはカルボキシル基に変え得る基を示す1 [K、 N、 MAKAROV、 et、 al、、 
Journalof Fluorine Chemis
try、 Vol、10.157−158(1977)
 ] 尚、出発原料であるヘキサフルオルプロペン2量体は、
日本国特許第1128707号、同第112873、3
号各明細書等に記載されている方法で容易に合成可能で
ある。
得られた化合物[11]のAがカルボキシル基に換え得
る基としては、例えばカルボン酸エステル、シアノ、ア
セチル等の基が例示される。カルボン酸エステルの場合
は生成物をアルカリで加水分解することにより容易にカ
ルボン酸塩を得ることができる。アセチルの場合は、メ
チル基を臭素等でハロゲン化した後アルカリで加水分解
するか、ヨウ素と過剰のピリジンとでヨウ化ケトアルキ
ルピリジニウムを得、これを水−アルコール性苛性ソー
ダ等で加水分解することにより容易にカルボン酸塩を得
ることができる。
シアノ基の場合は、これを適当な方法で加水分解すれば
よいが、通常の苛性アルカリ水溶液や稀硫酸を用いる加
水分解法では収率が極めて悪い。
好ましくはアルコール性苛性アルカリまたは濃硫酸(例
えば、80%濃硫酸)を用いる。これにより効果的に加
水分解することができる。
また、Aが水素の場合には、適当な方法によってカルボ
キシル基に換え得る基を導入する事によって上記方法と
同様にしてカルボキシル基を導入する。例えば、フリー
デルクラフッ反応によってアセチル基導入する。または
、通常のハロゲン化によって芳香環にハロゲンを導入し
、更にシアノ化を行ない、−1−記と同様にしてカルボ
キシル基を導入する事ができる。
本発明において、Xは水素であってもよいが、界面活性
剤として用いるときは適当なアルカリで中和するのが好
ましく、具体的にはNa、に等のアルカリ金属、Ca、
Mg等のアルカリ土類金属、A、Ig、Zn、Z「等の
その池の金属が例示される。
3価までの金属が好ましく、特殊な用途、例えば撥水撥
油剤等として用いる場合以外は1価のアルカリ金属か好
ましい。又はさらに、アンモニア、アミン類、アルカノ
ールアミン等の含窒素塩基であってもよい。
命烈界処來 本発明で得られる化合物は界面活性剤として有用であり
、特にその水溶性塩は低濃度でも非常に低い表面張力を
示す。また、水不溶性塩は離型剤、撥水撥油剤として有
用である。
実施例1 (1)化合物[IT]1−フェニル−2,2−ビス(ト
リフルオロメチル)−3,3,4,4,5,5,5−ヘ
プタフルオルペンタンの製造: ヘキサフルオルプロペン2量体10g(0,033モル
)およびCsF6g(0,04モル)をジグライム20
mjJに溶解し、50°Cで30分攪拌した後、ベンジ
ルブロマイド6.8gr(0,04mj2)のジグライ
ム20mj2溶液を徐々に滴加した。滴加完了後50°
Cで12時間攪拌し、放冷後水中に注入した。油層を採
取し、水で数回洗浄後CH2c 、(i 2で抽出した
。CH2C!2留去後淡黄色液体] 2,8gを得た。
これをクーゲルロール蒸留により40℃/ 0 、01
 mmHgの留分を集め無色液体11.6Hrを得た。
得られた化合物の沸点およびN M Rを表−1に示す
表−1 *1)TMSを外部基準とした。
*2)CF3COOHを外部基準とした。
以下、同様である。
(2>ベルフルオルヘキシルベンジルメチルケトンの製
造: (1)で得られた生成物10.6g((1,024モル
)を四塩化炭素100m、Mに溶解し、これに塩化アセ
チル1 、’ 9g (’0.024モル)を加え、さ
らにA IICfL、  4g (0,03モル)を加
えて、74〜75°Cで7時間還流反応させた。冷却後
、3N−HC4を加えた後、四塩化炭素相を枦取し、水
で数回洗浄した後、更に飽和食塩水で洗浄した。無水撹
硝で脱水した後四塩化炭素を留去し、64〜65℃10
,4mmHgの留分を採取した。黄色油状物質6g(収
率70%)が得られた。生成物の赤外吸収スペクトルお
よびNMRの特性値を表−2に示す。
表−2 (3)ベルフルオルヘキシルベンジルカルボン酸塩の製
造: (2)の工程で得られたベルフルオルへキシルメチルケ
トン4.5g(0,01モル)をジオキサン22’5m
1lに溶解し、10%NaOH水溶液45m1i:を加
えた。別に、KBr 64.3Fi(0,’ 54モル
)を水360m、eに溶解し、これにBr228.3g
(0,35モル)を溶かした溶液を調製し、これを前記
ベルフルオルへキシルメチルケトン溶液に20°Cで徐
々に満願した。Br2の色が消えなくなった段階で満願
を停止し、60℃に昇温した。Br2の色が消失したと
鰺は更に上記Br2液を満願し、2分間、Br2の色が
消えなくなった段階で10%N a OH水溶液を満願
して中和した。水100m、(1を加え15分間室温に
放置した後、水、ジオキサンおよび副生するCHBr3
を留去した。残渣にイソプロピルアルコールを加え、N
aBrとKBrを沈澱させ、沈澱物をシ濾過した後、イ
ソプロピルアルコールを留去した。残渣を乾燥し、淡黄
色固体の生成物(C0F 1−CH2O’CooNa)
3.6g(収率76.0%)を得た。
生成物の分析値を表−3に示す。
表−3 NaOOCOCI(2Ce F l 3上記化合物を塩
酸で遊離カルボン酸型としたときの物性は表−5に一致
した。
実施例2 (1)Aがシアノ基である化合物[11](1−(p 
−シアノフェニル)−2,2−ビス(トリフルオルメチ
ル)−3,3,4,4,5,5,5−ヘプタフルオルペ
ンタン)の製造ニ ジグライム2 (1mjj、 CsF 6H(0,04
モル)およびヘキサフルオルプロペン2 、を体10 
g(0、033モル)を50℃で30分間攪拌後、 α
−ブロモ−p−トリニトリル5.(’36g(0,04
モル)のジグライム20m、9溶液を徐々に満願し 1
4時間攪拌後、室温に放冷した。生成物を水中に投入し
、油層を分離採取し、水で数回洗浄後CI−12C之2
を加えて抽出した。ロータリーエバポレーターで溶剤を
留去し、若干着色された粗結晶を得た。これを更にクー
ゾルロール蒸留により80℃70,005 mm l 
gの留分を集め白色結晶11gを得た(収率76%)。
生成物の分析結果を表−4に示す。
表−4 (2)  ベルフルオルへキシルカルボン酸[rlJの
製造: (1)で得られた化合物[1110,418を10%K
OHエタノール溶液5++4に加え、還流温度で17時
間攪拌した。その後、室温に放冷して多量の水を入れ、
12NI−ICβでpT−13程度の酸性とし、エチル
エーテル100Jで抽出を行ない、抽出後エーテルを留
去し、黄褐色固体0.29Fi(収率70%)を得た。
この粗生成物をクロロホルムから再結晶することにより
、融点142.5〜143.3°Cの白色釦状晶を得た
。この結晶は非常に昇華性の強いものであった。物性値
を表−5に示す。
実施例3 6に示す。測定は0.1 w/v%でpH7,0±0.
5(25℃)で中和した化合物を用いた。
測定法は、(1)ウィルヘルミ法、(2)ロスーマイル
ス起泡力試験法および(3)キャンパスディスク法を用
いた。
=16一

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、式: ▲数式、化学式、表等があります▼[ I ] [式中、Mは水素、n価の金属、アンモニア、アミン、
    アルカノールアミン、およびnは1〜3の数を示す]で
    表わされるペルフルオルヘキシルベンジルカルボン酸お
    よびその塩。
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