JPS62103034A - 含フツ素化合物およびその製造法 - Google Patents

含フツ素化合物およびその製造法

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JPS62103034A
JPS62103034A JP61013524A JP1352486A JPS62103034A JP S62103034 A JPS62103034 A JP S62103034A JP 61013524 A JP61013524 A JP 61013524A JP 1352486 A JP1352486 A JP 1352486A JP S62103034 A JPS62103034 A JP S62103034A
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Koichi Sugasawa
菅沢 剛一
Nobuyuki Nakayama
伸之 中山
Hiroaki Shimizu
弘明 清水
Hideyuki Tomota
英幸 友田
Fujito Nemoto
藤人 根本
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Neos Co Ltd
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  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

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 本発明は新規含フッ素エーテル化合物およびその製造法
に関する。該含フッ素エーテル化合物は界面活性剤、撥
水撥i+l+剤の原料としておよびフッ素化浦として有
用である。
従来技術 パーフルオルカーボン鎖を有する化合物は界面活性剤、
撥水撥油剤等の原料としであるいはフッ素化Abとして
近年さかんに開発されている。しかしながら、本発明一
般式[,1]で示されるごとき化合物については、従来
提案されていないし、上記化合物を高収率で純度よく取
出す技術についても提案されていない。
発明の目的 本発明は、界面活性剤、撥水撥油剤の原料として、また
、フッ素化油として使用できる新規な含フッ素化合物お
よびその製造法を提供ずろことを目的とする。
発明の構成 本発明は一般式口]: n rO(CII t)m Orj         
[1コ[式中、Ilrはパーフルオルアルケニル基、R
は水素またはパーフルオルアルケニル基およびmは4以
上の数]て示される含フッ素化合物を提供する。さらに
、本発明は一般式[[1]・%式%[1] [式中、Rfはパーフルオルアルケニル基]で友わされ
るパーフルオルアルケンと一般式[1[1]:%式%] [式中、mは4以上の数コで表わされるアルキレングリ
コールとを非水溶媒中、塩基性触媒の存在下に反応させ
ることを特徴とする一般式[■]:It ro (CI
I t)m On      [+ ][式中、Rfは
パーフルオルアルケニル基、Rは水素またはパーフルオ
ルアルケニル基およびmは4以上の散]で示される含フ
ッ素化合物の製造法を提供する。
本発明に用いられる一般式[1]で示される化合物のf
lfはパーフルオルアルケニル基であり、テトラフルオ
ルエチレンやヘキサフルオルプロペンおよびそれるの重
合体から誘導されろ基である。
テトラフルオルエチレンオリゴマー(例えば2〜201
体)は一般に、曳数の重合体の混合物として得られ、そ
の重合1yに基づく分離は困難であり、一般に、混合物
として用いられろ。従って、純枠物としての用途には必
らずしも適当でない。一方、ヘキサフルオルプロペンか
ら誘導されるオリゴマーは主として2〜49体、通常2
rJ1体と3屯体が得られる。Rfはヘキ→J゛フルオ
ルプロペンの2!?を体または3量体から誘導されろ括
である。
Rは水素またはパーフル4−ルアルケニル括である。水
素の場合は、化合物中に水酸括が形成されるので、これ
に種々の化合物を反応させろことができる。例えば酸化
エチレン、酸化プロピレン等の酸化アルキレン居を反応
さUoることにより、非イオン界面活性〜1を得ろこと
ができ、硫酸とエステル化することにより、硫酸エステ
ル型陰イオン界面活性剤とすることができる。また、イ
ソシアナト基を導入してポリマー、例えば塗料の表面改
質〜1として、あるいはアクリル酸またはメタクリル酸
等とエステル化することにより、含フッ素モノマーとず
ろこともできる。また、ポリイソンアネートと部分ウレ
タン化することにより、ウレタン樹11+f:I改質剤
としても用いることかできろ。また、含フッ素カルボン
酸とエステル化ずろことにより含フッ素浦として、ある
いは長鎖脂肪酸等とエステル化して樹脂混練用改質剤に
ずろこともてきる。
Rはさらに、パーフルオルアルケニル基てあってもよい
。その場合、一般には、Rfと同じらのであるが異なっ
ていてもよい。適当なパーフルオルアルケニルノミとし
ては、テトラフルオルエチレンまたはそのオリゴマー(
例えば2〜20量体)やヘキサフルオルプロペンまたは
そのオリゴマーである。特にベキ4J−フルオロプロペ
ンの2 Iit体よfコは31体が好上しい。Rがパー
フルオルアルケニル基のときは含フッ素浦として特に有
用である。
mは4以上、好ましくは4〜20、特に4〜IOが好ま
しい。mか4より小さいとき、即ち、m−3または2の
ときは環化反応が優先的に起こる。
本発明含フッ素化合物は、一般式[■]:[F    
       [0] [式中、Rfはパーフルオルアルケニル基]で表わされ
るパーフルオルアルケンと一般式[III ] :1−
10 (CHJm OH[III ][式中、mは4以
上の数コで表わされるアルキレングリコールとを非水溶
媒中、塩基性触媒の存在下に反応させることにより得ら
れる。
RfFとしては、テトラフルオルエチレンまたはそのオ
リゴマー、ヘキサフルオルプロペンまたはそのオリゴマ
ーが例示される。ヘキサフルオルプロペン、その2量体
らしくは3債体が好ましい。
ポリアルキレンゲリコールとしては、ブチレングリコー
ル、ペンチレンゲリコール、ヘキシレングリコール、ヘ
プヂングリコール、オクチレングリコール、デセングリ
コール等を用いればよい。
パーフルオルアルケンとアルキレングリコールとの反応
は、非水溶剤、例えばアセトニトリル、N、N−ツメデ
ルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ノブリム、テト
ラヒドロビラン、ツメデルカルピト−ル、ジメチルエー
テル等が例示されろ。
アセトニトリル、N、N−ツメチルポルムアミドおよび
テトラヒドロフランが特に好ましい。
反応に用いる塩基性触媒は、反応の脱弗化水素を促進し
、生じた弗化水素を吸収する水溶性のものであればよい
。好ましくはトリエチルアミン、トリメチルアミン、炭
酸カリウム、炭酸ナトリウム等が例示される。塩基性触
媒は上記バーフルオルアルケンオリゴマーに対し、2〜
1当爪、通常はぼ同等量用いるのが好ましい。
反応は通常、常圧で室温、好ましくはθ〜250Cで行
われる。
Rが水素である一般式[+]の化合物はパーフルオルア
ルケン(RfF)1当mに対し、アルキレングリコール
を2当量より多く、特に2〜3当量用いることに上り高
収率で得ることができる。上記当m比におイテ、分離困
難なIt rO(C112)mo fl rの形成を極
力抑制することができ、過剰のアルキレングリコールは
水洗により糸外に取除くことができる。
一方、Rがパーフルオルアルケニル基の場合はパーフル
オルアルケンを大過剰に用いればよい。
即ち、アルキレングリコールl当1に対し、パーフルオ
ルアルケン2当屯以上、好ましくは2〜3当量用いる。
これによって、アルキレングリコール末端の完全エステ
ル化は容易に達成される。アルキレングリコールの虫が
2当量より少ないとRf O(CIT t)m ORf
とn f O(Ctl *)m OHとの混合物を生じ
、両者の分離は極めて困難であるため、純粋な化合物を
得ることが困難となる。
本発明を実施例により更に詳細に説明する。
実施例1 F2O0(Ctlt)sOH 撹拌機、温度計、還流冷却器および滴下ロートを備えた
10100Oフラスコに市販の試薬−級ペンタメヂレン
グリコール(0,50mol)、トリエチルアミン(0
、25mol)、アセトニトリルloomlを仕込み、
フラスコを水−水温度に冷却しながら、ペルフルオロ−
2−メチル−2−ペンテン(ヘキサフルオロプロペン2
ffi体の1つ) (0,25mol)を徐々に滴下し
た。滴下終了後、約8時間撹拌を続け、反応終了後、希
塩酸水溶液で充分洗浄し、さらに水洗を繰り返した後、
AI+分を無水硫酸マグネノウムで乾燥した。ガスクロ
マトグラ1、の面積比より目的とするアルコールの収率
が60%であることを確信した。一方、副生成物である
両末端をペルフルオロアルケニル括で封鎖された化合物
は12%におさえろことができた。目的化合物は分別蒸
留により容易に得られた。生成物はシリカゲルクロマト
グラフィー(展開液:四塩化炭素−酢酸エチルl1l)
により分離精製を行った。単離された含フッ素アルコー
ルを以Fの条件のガスクロマトグラフィーにかけ、単一
ピークを示すことを確認した。
検出器        ・r’lD カラム(ステンレス製):長さ1m、充填材5E−30
キヤリアガス     ・N。
インジェクション温度:  170℃ 展開温度        120°C チャート送り速度  :20mm/分 保持時間      ・ 1.50分 外 観       :無色透明液体(室温)范外兎収
スペクトル 01−■基に基づく吸収・−・・・・3633 、33
50 cm−’CI−1基に基づく吸収 −−2933
、2870cm−’C=Cに基づく吸収 −1630c
m−’CF基に基づく吸収・・・・・・1400〜11
00 ctn−’’II−NMR分析(δppm、内部
標準物質+1MDS)1 、49  (muHiple
t   6 H)3 、50  (multiplet
   2 ■)3 、96  (singlet   
 l H)4.20  Qriplet  J=5.8
l−(z  2H)5 G 、 I  (singlc
t    3 F)59 、1  (singlet 
   3 F)80.5  (singlet    
3 F)1 13.0  (singlcL  2F)
実施例2 F 3 CO(Ctl t ) @ OLl撹拌機、温
度計、還流冷却器および滴下ロートを備えた1000m
lフラスコに市販の試薬−級へキサメチレングリコール
(0,50mol)、トリエチルアミン(0,250m
ol)およびアセトニトリル100m1を仕込み、フラ
スコを氷−水温塵に冷却しながら、ペルフルオロ−2−
メチル−2−ペンテン(ヘキサフルオロプロペン2量体
の1つ)(0゜25111ol)を徐々に滴下した。滴
下終了後、約8時間撹拌を続け、反応終了後、希塩酸水
溶液で充分洗浄し、さらに水洗を繰り返した後、油分を
無水硫酸マグネンウムで乾燥した。ガスクロマトグラフ
ィー面積比より目的とするアルコールの収率は71%で
あった。一方、副生成物である両末端をペルフルオロア
ルケニル基で封鎖された化合物は8%におさえることが
できた。乾燥した油分を分別蒸留にかけ沸点88.0℃
/ 2 、5 mm1−1 gの目的とする化合物を得
た。該留分を以下の条件のガスクロマトグラフィーにか
け、単一ピークを示すことを確認した。
ガスクロマトグラフィー条件 検出器        :FID カラム(ステンレス製):長さlff1.充填材5E−
30キヤリアガス     :N。
インジェクションiln度:  170℃展展開度  
     ・ 120℃ チャート送り速度  :20mm/分 保持時間       22分 外 観        ・無色透明液体(室温)沸点 
  :88.0℃/ 2.5 mIIIl(g赤外吸収
スペクトル OHjAに堰づく吸収 −3650、3325cm−’
CI+基に基づく吸収 −= 2947 、2865 
cm−’C=Cに括づく吸収・・・・・・1633 c
m−ICF基に基づく吸収・・・・・・1400〜11
00 cm−’’II−NMrt分析(δppm、内部
標帛物質+11ADS)1.4 1  (multip
lct    8 If)3.50  (triple
t  J =6.0Hz  2l−1)4.22  (
triplet  J=6.2+1z  21り4 、
40  (singlet     I ■)55.8
  (singlct    2F)59.0(sin
glct    3r’)80.1  (single
t    :(F )1  l 2.5  (sing
lct  2F)実施例3 C@F、?0(CIl?)40Hの合成。
ペンタメチレノグリコールに代えてブヂレングリコール
を、ヘキサフルオロプロペン2jii体に代えて3ff
i体を用いろ以外、実施例1と同様にして沸点69〜7
1℃/ l mnl(gの無色透明液体く室温)を得た
。収率は55%であった。分析(−1は以下の通りであ
る。
ガスクロマトグラフィー条件 検出器       :FID カラム(ステンレス製):長さIn、充填材SE−30
キヤリアガス     ・N。
インジェクション温度: 300℃ 展展開度       ;70〜250°C(20℃/
分界温) 保持時間      :4.00分 赤外吸収スペクトル 01−1基に基づく吸収・・・・・・3600〜305
0 am−家CI−1基に基づく吸収・・・・・・29
56.2890 cm−’C=Cに基づく吸収・・・・
・・1662 Cm−’CF基に基づく吸収・・・・・
・1400〜1100 cm−’=’H−NMR分析(
δ1)pL内部標準物質TMS)1 、63 (mul
tipiet   41−[)2 、20 (sing
let   ロー1)*’3.55 (Lriplet
  J=5.5Hz12N)3.93   (trip
let   J=5.5Hz、  2l−()10重1
%CCQ、溶液中で測定 *’  D、O添加により消失。
実施例4 c、rも70 (CHt ) s Ol−1の合成:ヘ
キサフルオロプロペン2量体に代えて3量体を用いる以
外実施例1と同様にして上記化合物を得た。収率21%
ガスクロマトグラフィー条件 検出器       :FID カラム(ステンレス製):長さ1I111充填材SE−
30キヤリアガス     :N之 インジェクション温度:300°C 展開温度      =70〜250°C(20°C/
分界温) 保持時間      ・353分 外 観       :無色透明液体(室温)沸点  
 :108〜+09 ’C/ 4 mmHg 赤外吸収スペクトル OH基に基づく吸収・−−−−・3600 、3000
 cm−’CI−1基に基づく吸収−2950、287
8cm  ’C=Cに基づく吸収・・・・・・1614
 cm−’CF基に基づく吸収・・・・・・1400 
= 1100 ctn−’’H−NMR分析(δppm
、内部標準物質TMS)1 、47  (multip
let    6 )1)2 、 I O(singl
et  団)*13.52  (triplet  J
=5.5Hz、  2H)3.87  (triple
t  J=6Hz、  2H)10重1%CCU、溶液
中で測定 *’  D、O添加により消失。
実施例5 Cs F 、70 (CHt ) e 01−1の合成
:ペンタメチレングリコールに代えてヘキシレングリコ
ールを用い、ヘキサフルオロプロペン2債体にえて3量
体を用いる以外実施例1と同様にして沸点106〜11
0℃/ 4 mmHgの無色透明液体(室温)を得た。
収率は50%であった。精製物の分析値は以下の通りで
ある。
ガスクロマトグラフィー条件 検出器        :FID カラム(ステンレス製):長さ1m、充填材5E−30
キヤリアガス     :N。
インジエクンヨノ温度:300’C 展開温度      、70〜250℃保持時間   
    二4,48分 赤外吸収スペクトル o it基に基づく吸収−−・−3600〜3100 
cm−’CH1,r、に基づく吸収−2944,287
2cm−’C=Cに7.i、づく吸収−・・1614 
Cm−’CF堰に基づく吸収・・・・・・1360〜1
100 cm−’飄1−1− N M It分析(δp
pm、内部標準物昨叩達1 、38 (multipl
et   811)2.05 (singleL  I
 11)”3.55 Qriplct  J =6Hz
、 21+)3 、86 (triplct  J =
 914z、 2 It)IO重重量%CC,溶液中で
測定 *’  0.0添加により消失。
″luL牲1 C,F、、0(C112)、、OIIの合成。
ペンタメチレングリコールに代えてデセングリコールを
用い、ヘキザラルオロプロペン2屯体に代えて3量体を
用いる以外、実施例1と同様にして、沸点+14−11
5℃/ 0 、 l 2 mmHgの無色透明液体を得
た。収率は50%であった。分析値は以下の通りである
ガスクロマトグラフィー条件 検出器        :FID カラム(ステンレス製);長さ1m、充填材5E−30
キヤリアガス     :N。
インジェクション温度: 300℃ 展開温度      】70〜250℃(20°C/分
昇温) 保持時間      :6.88分 赤外吸収スペクトル 01−1居に基づく吸収・・・・・・3600〜305
0 crn−啜CH基に基づく吸収−2938〜286
6 cm  ’C=Cに基づく吸収 ・・・・・161
4 cm−’CF基に基づく吸収 ・・・1400−1
100 cm−’’H−NMrL分析(δppm、内部
標準物質TMS)1.27 (multiplet  
I 6H)2.00(singlct   日−1)”
3.50  (triplct J=5.511z、2
H)3 、87  (triplct  、1−OLl
z、  21−1)10重量%CCQ4溶液中で測定 *’  oto添加により消失。
実施例7 C=C C=C CP 3CF =     CF a 撹拌機、温度計、還流冷却器および滴下ロートを備えた
1000mlフラスコに市販の試薬−吸ペンタメヂレン
グリコール(0,125mol)、トリエチルアミン(
(1,250mol)およびアセ)・ニトリル(100
ml)に溶解させ、水−水温度に冷却しながら、ベルフ
ルオcJ−2−メチル−2−ペンテン(ヘキサフルオロ
ブ(7ベン2重体の1つ)(0,250mof)を徐々
に滴ドし、約8時間撹拌を続け、反応終了後、希塩酸水
溶液で充分に水洗し、さらに水洗を繰り返した後、油分
を無水硫酸マグネシウムて乾燥した。ガスクロマトグラ
フィー面積比より目的とする含フッ素エーテルの収率は
51.3%であった。一方、副生成物である含フッ素ア
ルコールは13%におさえることができた。目的化合物
は分別蒸留により容易に得られた。生成物はノリ力ゲル
タロマトグラフィー (展開液:四塩化夫素−酢酸エチ
ル1:l)により分離精製を行った。
中層されf二含フッ素エーテル化合物を以Fの条件7)
ガスクロマ]・グラフィーにかけ、In−ピークを・J
ζ・1ことをIif+を認した。
ガスク〔Jマドグラフィー条件 検出a>i         : l’ I りカラム
(ステンレス製):長さ1m、充填+オ5E−30キャ
リアガス      N2 イノノエクノヨン?g度+  170℃展展開度   
    : 120℃ ヂャート送り速度   :10mm/分保持時間   
   :1.87分 外 観        ・無色透明液体(室温)CI基
に基づく吸収−2981,2925,2875cm−’
C=−Cに基づく吸収−1637cm−息CF基に基づ
(吸収=・1400〜1100 cm−’’+1−NM
11分析(δI’ pm %内部標準物質11MDS)
I 、 G O(multiplct    6 H)
4 1 7  (multiplet    4 If
)”’F−NMR分析(δppm、内1ル標学物質とし
てCI”C1lを月1い、1F−6磁場側を11−と」
゛ろ、)5 G 、 2  (singlcL    
6 F )59 、2  (singlt:L    
f3 F )80 、5  (singlct    
G F )l  1 3.0  (singl(!1 
 4 F)実施例8 CF3CF、     CF3 撹拌機、温度計、還流冷却器および滴下ロートを備えた
500m1フラスコに市販の試薬−汲ヘキサメチレング
リコール(0、l 25mo+)、炭酸カリウム(0、
+ 30mol)およびアセトニトリル(50ml)を
仕込み、氷−水温度に冷却しながら、ペルフルオロ−2
−メチル−2−ペンテン(ヘキサフルオロプロペン2屯
体の1ツ) (0,250mol)を徐々に滴下し、1
2時間撹拌を続け、反応終了後、希塩酸水溶液で充分水
洗し、さらに水洗を繰り返した後、油分を無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥した。
ガスクロマトグラフィー面積比より目的とする含フッ素
エーテルの収率は71.2%であった。一方、副生成物
である含フッ素アルコールは7.6%におさえることが
できた。目的化合物は分別蒸留により容易に得られた。
生成物はシリカゲルクロマトグラフィー(展開液・四塩
化炭素)て精製することにより生成物を単離した。単離
された含フッ素エーテル化合物を次の条件のガスクロマ
トグラフィーにかけ、単一ピークを示すことを確認した
ガスクロマトグラフィー条件 検出器        :FID カラム(ステンレス製):長さ1m、充填材SE−30
キヤリアガス     ;N。
インジェタノヨンl詰度:  17o℃展開温度   
     1206C チャート送り速度  =20mm/分 保持時間      :31分 外 観       :無色透明液体(室温)赤外吸収
スペクトル CI−1基に基づく吸収−2950,2865cm−’
C=Cに基づく吸収 ・・・・1633     cm
−’CF基に基づく吸収 ・・・・1400〜1100
 cm−’’II−NMrt分析(δppm、内部標準
物質11MDS)1 、50 (multiplet 
  8 +1)4.20 (【riplet  6.2
+1z  41()56.0(singlet   6
F)59.0 (singlet   6 F)80.
4  (singlet   6 F)112.7  
(singlet  4 F)比較例1 実施例2と同様にして、1500mlフラスコに市販の
試薬−級へキサメチレングリコール 1−10(CI−
1y)go H(1、OOmol)、アセトニトリル(
200ml)およびトリエチルアミン(1,OOmol
)を佳込み、フラスコを氷−水温度に冷却しながらペル
フルオロ−2−メチル−2−ペンテン(ヘキサフルオロ
プロペン2量体の1つXI 、00mol)を徐々に滴
下した。滴下終了後、約8時間撹拌を続けた。反応後に
実施例2と同様の後処理を行った。
このように等モルどうしの反応では、含フッ素アルコー
ルが45.9%、含フッ素エーテルが300%の収率が
得られ、目的とする含フッ素エーテルの他制生成物の含
フッ素アルコールが多く含まれた。
発明の効果 本発明化合物は、新規化合物であり、含フッ素界面活性
剤、塗料、成型体等の改質剤の原料として、あるいは含
フッ素浦等として有用である。また、本発明製造法によ
れば、本発明化合物を高収率、高純度で得ろことが可能
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式[ I ]: RfO(CH_2)mOR[ I ] [式中、Rfはパーフルオルアルケニル基、Rは水素ま
    たはパーフルオルアルケニル基およびmは4以上の数]
    で示される含フッ素化合物。 2、Rfがヘキサフルオルプロペンの2量体または3量
    体である第1項記載の含フッ素化合物。 3、Rが水素である第1項記載の含フッ素化合物。 4、Rがヘキサフルオロプロペンの2量体または3量体
    である第1項記載の含フッ素化合物。 5、mが4〜10である第1項記載の含フッ素化合物。 6、一般式[II]: RfF[II] [式中、Rfはパーフルオルアルケニル基]で表わされ
    るパーフルオルアルケンと一般式[III]:HO(CH
    _2)mOH[III] [式中、mは4以上の数]で表わされるアルキレングリ
    コールとを非水溶媒中、塩基性触媒の存在下に反応させ
    ることを特徴とする一般式[ I ]:RfO(CH_2
    )mOR[ I ] [式中、Rfはパーフルオルアルケニル基、Rは水素ま
    たはパーフルオロアルケニル基およびmは4以上の数]
    で示される含フッ素化合物の製造法。 7、Rfがヘキサフルオロプロペンの2量体または3量
    体である第6項記載の製造法。 8、Rが水素である第6項記載の製造法。 9、Rがヘキサフルオロプロペンの2量体または3量体
    である第6項記載の製造法。 10、mが4〜10である第6項記載の製造法。 11、非水溶媒がアセトニトリル、N,N−ジメチルホ
    ルムアミド、THFである第6項記載の製造法。 12、塩基性触媒がトリエチルアミン、トリメチルアミ
    ン、炭酸カリウムおよび炭酸ナトリウムから選ばれた第
    6項記載の製造法。 13、反応を0〜25℃で行う第6項記載の製造法。
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