TW200846334A - Fluorine-containing compound and fluorine-containing polymer - Google Patents

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TW200846334A
TW200846334A TW096145394A TW96145394A TW200846334A TW 200846334 A TW200846334 A TW 200846334A TW 096145394 A TW096145394 A TW 096145394A TW 96145394 A TW96145394 A TW 96145394A TW 200846334 A TW200846334 A TW 200846334A
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Keigo Matsuura
Norihide Sugiyama
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Asahi Glass Co Ltd
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    • C07D317/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D317/08Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3
    • C07D317/10Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings
    • C07D317/32Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
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Description

200846334 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於可成爲耐熱性、透明性等的特性優異之 含氟聚合物的原料之新穎的含氟二氧雜戊環化合物,以及 含有該含氟二氧雜戊環化合物所衍生的重複單元之含氟聚 合物。 【先前技術】 含氟聚合物,例如適合作爲塑膠光纖等的光學材料、 半導體元件等的元件用封閉材料等使用,適合被利用於廣 泛的領域中之物質。 含氟聚合物,可藉由使具有聚合性不飽和基的含氟化 合物進行聚合而得到,作爲該含氟化合物,已揭示例如下 式(I)所表示的化合物(參考專利文獻1)。 [化1] CFR1—CFR2
CF2 ···(][) [式(I)中,R1及R2表示相同或不同的碳數1〜7的聚氟 烷基,或R1及R2連結的碳數2〜5的聚氟伸烷基]。 專利文獻1中,記載著可藉由使上述式(I)所表示 的化合物,單獨聚合或與其他钓單體共聚合,得到可溶於 特殊的溶劑的含氟聚合物,該含氟聚合物,可適用於低反 射塗膜或薄膜等。 -4- 200846334 此外’作爲該含氟化合物,已揭示例如下式(II)所 表示的化合物(參考專利文獻2 )。 [化2]
[式(II)中,X表示^3的整數]。 • 於專利文獻2中,記載著可藉由使上述式(II )所表 示的化合物’單獨聚合或與其他單體共聚合,而得到玻璃 轉化溫度高、非晶質物質,且耐熱性、耐光性等優異之含 氟聚合物。 各自使用上述式(I )及上述式(II )所表示的含氟化 合物進行塊狀聚合(B u 1 k Ρ ο 1 y m e r i z a t i ο η ),則可得到透 明度高、剛直的含氟聚合物。 專利文獻1 :特開平0 5 - 3 3 9 2 5 5號公報 _ 專利文獻2:特開2006-143702號公報 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 惟,使上述式(I )及上述式(II )所表示的含氟化合 物各自進行塊狀聚合後所得到的含氟聚合物,會有變脆、 塊狀聚合時發生裂縫的問題。 爲了肪止塊狀聚合時的裂縫發生,聚合物必須具有適 度的柔軟性,但先前技術無法得到透明性高、且具有柔軟 -5- 200846334 性的含氟聚合物。 因此,本發明係提供可提供透明性高、耐熱性優良, 且具有適度的柔軟性之含氟聚合物之新穎的含氟化合物, 以及含有該含氟化合物所衍生的重複單元之含氟聚合物。 [用以解決課題之手段] 本發明係具有下述要旨之發明。
[1 ] 一種下式(1 )所表示的含氟化合物, [化3]
CF2-CFCF2-〇-(QF〇)n-RF 〇 〇
V
II CF2 …(1 ) 惟,式(1 )中,QF 爲-CF2-、-CF2CF2-、-CF2CF2CF2- 、 - C F (C F 3) C F 2 - 、 -CF2CF(CF3)-、或- CF2CF2CF2CF2- ; Rf 爲-CF3、-CF2CF3、-CF2CF2CF3 > - C F (C F 3) 2 、 -CF2CF2CF2CF3 、 -CF2CF(CF3)2 、 - CF(CF3)CF2CF3、-(CF2)4CF3 或-(CF2)5CF3 ; η 爲 1 〜4 的整 數。 [2] 如[1 ]所記載之含氟化合物,其中該式(1 )中的 qf 爲-cf2cf2-、-cf2cf2cf2-、或-CF2CF2CF2CF2-。 [3] 如[1]或[2]所記載之含氟化合物,其中該式(1) 中的η爲1或2。 [4]下述的任一種之含氟化合物, 200846334 [化4] CF2-CF-CF2OCF2CF2OCF2CF2OCF2CF3 !丄 ΟγΟ
I CF2—C 卜 CF2OCF2CF2OCf=2CP2CF2CF3
CF2—CF-CF2OCF(CF3}CF2〇CF2CF2CP2Cp3
CP2—CF-CF2OCP2CF2OCF2CF(CF3)2
V cf2 CF2-CF-CF2〇CF2CF2OCF2CF2〇CF2CF2CF2CF3
Y o [5 ] —種含有下式(2 )所表示的重複單元之含氟聚合 物, [化5] CF2—CFCF2—0—(QF0}n-Rp
…(2) 惟,式(2)中,Qf 爲-Ch.、-CF2CF2-、-CF2CF2CF2- 、 -CF(CF3)CF2- 、 -CF2CF(CF3)- ' 或- CF2CF2CF2CF2- ; RF 爲 _CF3、-CF2CF3、-CF2CF2CF3、- CF(CF3)2 、 -CF2CF2CF2CF3 、 _cf2cf(cf3)2 、 - CF(CF3)CF2CF3、-(CF2)4CF3 或-(CF2)5CF3 ; n 爲 1〜4 的整 數。 [6]如[5]所記載之含氟聚合物’其中該式(2 )中的 200846334 qf 爲- CF2CF2-、-CF2CF2CF2-、或- CF2CF2CF2CF2-。 [7] 如[5]或[6]所記載之含氟聚合物’其中該式(2) 中的η爲1或2。 [8] 如[5]〜[7]中任一項所記載之含氟聚合物,其係含 有3 0〜100質量%之該式(2)所表示的重複單元。 [9 ]如[5 ]〜[8 ]中任一項所記載之含氟聚合物,其中該 含氟聚合物含有基於其他單體的重複單元,該其他單體爲 含氟單體。 [10]如[9]所記載之含氟聚合物,其中該含氟單體爲1 種以上選自四氟乙烯、六氟丙烯、氯三氟乙烯、全氟(院 基乙烯基醚)、全氟(烯丙基乙烯基醚)、全氟(丁烯基 乙烯基醚)、全氟(2,2·二甲基-1,3-二噁茂)、全氟(4-甲氧基-1,3-二噁茂)、全氟(3-烷基-2-伸甲基4,3-二氧 雜戊環)及全氟(3-烷氧基烷基-2-伸甲基-l,3-二氧雜戊環 )所成之群。 [發明之效果] 依據本發明的含氟化合物,可提供透明性高、耐熱个生 優良,且具有適度的柔軟性之含氟聚合物。 此外,本發明的含氟聚合物,係透明性高、耐熱性優 良,且具有適度的柔軟性。 [實施發明之最佳形態] 《含氟化合物》 -8- 200846334 本發明的含氟化合物’爲下式(1)所表示的化合物 Ο 再者,本說明書中,亦將式(1 )所表示的化合物記 載爲「化合物(1 )」’關於其他式所表示的化合物亦同 樣地記載。 [化6] 〒F2-〒FCF2-〇—{Qp〇)n,RF Ο 0
V
麄 II cf2 · · · (1) 惟,式(1 )中,QF 爲-CF2-、-CF2CF2-、-cf2cf2cf2- 、 _cf(cf3)cf2- 、 -CF2CF(CF3)-、或-CF2CF2CF2CF2- ; RF 爲-cf3、-CF2CF3、-CF2CF2CF3、_ CF(CF3)2 、 -CF2CF2CF2CF3 、 -cf2cf(cf3)2 、 一 CF(CF3)CF2CF3、-(CF2)4CF3 或-(CF2)5CF3 ; n 爲 1 〜4 的整 數。 Φ QF、RF,係(QF〇) n-RF的碳數的合計成爲4〜13考 較佳,碳數若爲4以上,因爲具有適合塊狀聚合的沸點而 較佳,此外,碳數若爲13以下,因爲容易藉由蒸餾進行 純化而較佳,此外,由可供給柔軟的聚合物而言,qf、rF 皆爲直鏈狀者較佳。 由具有適度的玻璃轉化溫度而言,n爲1或2特別佳 〇 qM#別佳爲-cf2cf2-、-cf2cf2cf2-、- CF2CF2CF2CF2-。 200846334 以寺別佳爲-cf3、-CF2CF3、-CF2CF2CF3、· CF2CF2CF2CF3 。 上述式(1)中之QF'RF& n,可各自從上述的群中 適當的選擇後組合,組合各上述較佳者更佳。 作爲化合物(1 )特別佳者,列示如下。 W匕7]
CF2—CF-CF2OCF2CF2〇CF2CF(CF3J2
上述中,由容易用蒸餾進行純化,且供給柔軟的聚合 物之觀點而言,QF 爲-CF2CF2-、RF 爲-CF2CF2CF2CF3、η 爲1者最佳。 <化合物(1 )的製造方法> 化合物(1 ),例如可用下述的合成流程製造,惟, 化合物(1 )的製造方法,並不限定於下述合成流程。 -10- 200846334 [化8] ch2—chch2-ci (3) -Η0-((20}π—β (4) 取代
Cg-^CHCH2-0_(Q0)n- R’ (5} ⑩ Ο H^C一C—CH2OH + RttCOX2 (6) (7)縮合 ΟII f1 H3C—C—CH2OCORf1 (8) 縮醛化 CH2-CHCH2-〇-{QO)n- R1〇、〆<!> (9) CH3 CH2〇CORf1氟化 V CF2-CFCF2-0-{QF0)n-RF 〇、/〇 CF3、CF2〇CORf1I酯分解等 (10) CF2-CFCF2-0-(QF0)n~RF°xf (11) cf3 cox1熱分解等 CF2—CFCF2-0-(QF0)n-RF°T° cf2 -11 - {1) 200846334 於上述合成流程中,首先藉由使化合物(3)(環氧 氯丙烷)、與化合物(4 )(醇)進行取代反應(縮合反 應)而得到化合物(5 )。 另外,使化合物(6 )(羥基丙酮)、與化合物(7 ) (含氟醯鹵(acylhalide))進行縮合反應後得到化合物(8 ) 〇 接著,將化合物(5 )與化合物(8 )進行縮醛化反應 後得到化合物(9 ),接下來,使化合物(9 )進行氟化( 全氟化)反應後得到化合物(1 〇 )。 接著,藉由進行化合物(1 〇 )中的酯鍵的分解反應等 而得到化合物(1 1 ),然後,藉由使化合物(1 1 )進行熱 分解等而得到化合物(1 )。 上述合成流程中之「( Q〇 ) n-R’」所表示之基中,Q 爲-CH2·、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH(CH3)CH2-、- ch2ch(ch3)-、或-ch2ch2ch2ch2-; R’爲-ch3、-ch2ch3 、-ch2ch2ch3 、 _ch(ch3)2 、 -ch2ch2ch2ch3 、- CH2CH(CH3)2 、 -ch(ch3)ch2ch3 、 -(ch2)4ch3 或 (CH2)5CH3 ; n爲1〜4的整數;對應於上述式(i )中r (QF0)n-RF」的所有的氟原子換成氫原子者。 「(QF〇) n-RF」所表不之基,與上述式(1)中之Γ (QF0 ) n-RF」相同。
Rf 1表示碳數1〜1 0的,含氟烴基或全氟烷基,惟,該 含氟烴基或該全氟烷基中的碳原子-碳原子間,被插入1〜5 個醚性氧原子。 -12- 200846334 χ2表示鹵素原子。 X1表示鹵素原子或以-OR表示之基(惟,R表示鹼金 屬原子、氫原子、碳數1〜5的烷基、或碳數1〜5的烷基中 的碳-碳原子間被插入1〜2個醚性氧原子之基;其中,又 以烷基或氫原子較佳,以碳數1〜4的烷基或氫原子爲特別 佳)。 化合物(9 )、化合物(10 )及化合物(1 1 )爲新穎 的化合物,爲適合於化合物(1 )的製造中作爲製造中間 體者。 以下,說明關於各反應步驟。 [得到化合物(9)爲止的步驟] 化合物(9 ),係可藉由使化合物(5 )與化合物(8 )進行縮醛化反應而得到。 化合物(5 ),係可藉由使化合物(3 )(環氧氯丙烷 )、與化合物(4 )(醇)進行取代反應(縮合反應)而 得到。 化合物(8 ),係可藉由使化合物(6 )(羥基丙酮) 、與化合物(7 )(含氟醯鹵)進行縮合反應而得到。 化合物(6)與化合物(7)的縮合反應中,反應溫度 爲-50°C〜l〇〇°C較佳。 化合物(7 )的X2爲氟原子時’會有發生HF之副產 物的情況。除了該副產物以外’於反應系內添加NaF、KF 等H F捕獲劑,此外,反應系內吹入惰性氣體,使H F與 -13- 200846334 該惰性氣體一起排出至反應系外較佳;此外,X2爲氯原子 時,因爲會有發生HC1之副產物的情況,故添加受酸劑較 佳。 在化合物(5 )與化合物(8 )的縮醛化反應中,在酸 觸媒存在下’於丙酮溶劑中,進行反應較佳。此外,酸觸 媒因爲空氣中的水分等而失活時,於脫水的氣體環境下進 行反應較佳。 _ 作爲酸觸媒以路易斯酸爲佳,可列舉例如鹽酸、硫酸 、三氟硼酸、氯化鋁等之無機酸,P-甲苯磺酸等之有機酸 ,酸性離子交換樹脂等之固體酸。 縮醛化反應中之反應溫度的下限爲0 °C較佳,上限爲 反應中所使用的化合物的沸點中最低的沸點較佳。 於該縮醛化反應,係成爲縮醛二甲醇與化合物(9 ) 的平衡反應,但由此平衡傾向於化合物(9 )側之目的、 或由去除副產物之目的而言,反應的終點使其處於高於丙 φ 酮或副產物的沸點之溫度,由使丙酮或副產物氣化而排出 至反應系外而言較佳。 [用於得到化合物(5)至化合物(9)之其他步驟] 作爲用於得到化合物(9 )之其他步驟,可列舉使化 合物(5 )與化合物(6 )進行縮醛化反應後得到化合物( 1 2 )後,使化合物(7 )進行縮合反應之方法。 化合物(5 )與化合物(6 )的縮醛化反應,可使用與 化合物(5 )與化合物(8 )的縮醛化反應相同的觸媒進行 -14- 200846334 。此外,化合物(7)與化合物(12)的縮合反應亦可使用與化 合物(6)與化合物(7)的縮合反應相同的條件進行。 I:化 9] + (7> (5) + ⑹-► CH2-CHCH2-0-(Q0)n-R, -►⑼ 0 0
X ch3 ch2oh (12) • [得到化合物(10)之步驟] 化合物(10 ),係可藉由使化合物(9 )氟化(全氟 化)而得到。 氟化,係指化合物(9 )中的氫原子置換爲氟原子之 反應。本發明中,化合物(9 )中的所有的氫原子被置換 爲氟原子(亦即,被全氟化)爲止,進行氟化反應,氟化 反應在通常液相中進行。 液相中的氟化反應(以下,亦稱爲液相氟化反應), # 係依照常法,於溶劑中進行較佳。作爲溶劑,係溶解化合 物(9 )、與液相氟化反應的生成物之化合物(1 0 )雙方 者爲佳,作爲該溶劑,在液相氟化反應中爲惰性的氟系溶 劑爲較佳,可溶解1質量%以上的化合物(1 0 )之溶劑更 佳,可溶解5質量%以上的化合物(1 〇 )之溶劑特別佳。 具體而言,可列舉全氟鏈烷類(例如3 Μ公司製的商品名 「FC-72」等)、全氟醚類(例如3Μ公司製的商品名「 FC_75」、「FC-77」等)、全氟聚醚類(例如杜邦公司製 的商品名 「Krytox」;AUSIMONT 公司製的商品名 「 -15- 200846334
Fomblin」、「Golden」;大金公司製的商品名「 DEMNUM」等)、氯氟碳類、全氟院基胺類(例如,3M 公司製的商品名「FC-43」等)。此外,亦可將化合物(9 )或化合物(1 0 )本身作爲溶劑使用。 氟化反應中所使用的氟的使用量,由選擇率的觀點而 言,相對於化合物(9)中所含的氫原子的量之氟原子的 量,以從反應的最初至最後爲止經常爲過剩當量之量爲較 佳,使相對於該氫原子之氟原子的量保持在1.05倍莫耳 以上爲特別佳。 此外,氟可直接使用100體積%的氟氣體,亦可使用 氟氣體以惰性氣體稀釋之混合氣體。作爲惰性氣體,使用 氮氣、氬氣等,混合氣體中的氟氣體濃度,1 〇體積%以上 爲佳,20體積%以上較佳。 氟化反應的反應溫度,爲-60 °C以上,化合物(9 )的 沸點以下較佳,考量反應產率、選擇率及工業上實施的容 易度,則以- 50°C〜+100°C更佳,-20°C〜+ 50°C又更佳。關 於反應壓力,並沒有特別的限制,考量反應產率、選擇率 及工業上實施的容易度,從常壓至2MPa (表壓,以下相 同)爲佳。 [得到化合物(11)之步驟] 化合物(1 1 ),可由化合物(1 0 )製造,例如用下述 方法1或下述方法2製造較佳。 •方法1藉由進行化合物(10)中的酯鍵的分解反 -16- 200846334 應,將化合物(10 )的「-CF2OCORfl」基變換爲「-COF 」基’調製上述式(1 1 )的X1爲氟原子之化合物(以下 稱爲化合物(11a))之方法。 •方法2使化合物(1〇 )、與R-ΟΗ所表示的化合物 (R係與上述式(11)中之X1爲- OR時的R相同)進行 酯交換反應,調製上述式(1 1 )的X1爲-OR之化合物( 以下稱爲化合物(1 1 b ))之方法。 上述方法1及上述方法2的反應的槪要,可以下式表 7]\ ° [化 10] cf2-cf cf2-o—(QfO)„-Rf άχ? f1 CF3 CF2OCORf1 (10)
CF2-CFCF2- O— (QfO)„~Rfόχ〇 CF3 COF (11a) CF2-CFCF2-0—(QF0)n-RF°><? CFj COOR (11b) 方法1,係可使用習知的酯鍵的分解反應之手法實施 ,例如使用將化合物(1 〇 )於氣相或液相中加熱之方法、 親核劑或親電子劑的存在下加熱之方法較佳。在任一種方 法中,反應溫度爲50〜3 00 °C較佳,100〜250 °c爲更佳。 方法1中之在親核劑或親電子劑的存在下加熱之方法 中,可使用溶劑,亦可不使用溶劑,其中,1因爲可省略分 離溶劑的時間,故又以不使用溶劑較佳,不使用溶劑時, -17- 200846334 可將化合物(1 〇)當作溶劑使用。 方法1中使用可產生氟離子的親核劑作爲親核劑,因 爲可更降低熱分解的反應溫度而較佳,使用可產生氟離子 的親核劑時的反應溫度,爲-3 ot以上,化合物(11a)的 沸點以下爲佳,在化合物(1 1 a )的沸點附近進行反應時 ,一邊將生成物從反應系取出一邊進行反應較佳。 可產生氟離子之親核劑,使用鹼金屬氟化物較佳,作 爲鹼金屬氟化物,以NaF、NaHF2、KF、或CsF較佳。使 用鹼金屬氟化物進行酯鍵的分解反應時,推測其係-CF2OCORfl基經由-CF2OM基(Μ表示對應於所使用的鹼 金屬氟化物之鹼金屬原子)成爲- COF基。 方法1中,以Rfl-COF所表示的化合物(副產物)亦 與化合物(1 1 a )同時生成,該化合物(副產物),可於 得到化合物(9 )爲止的步驟中作爲化合物(7 )再利用。 方法2,可使用習知的酯交換反應的手法實施。 方法2中之R-OH所表示的化合物,可列舉例如甲醇 、乙醇、異丙醇、t-丁醇,該酯交換反應的反應溫度,爲_ 3〇°C以上,較佳爲以R-OH所表示的化合物的沸點以下。 [得到化合物(1 )之步驟] 化合物(1 ),例如可藉由將由上述方法1或上述方 法2所得到的化合物(1 1 )進行熱分解而得到。 熱分解的方法,下述方法3或下述方法4爲佳。 •方法3藉由加熱由方法1所得到的化合物(1丨a ) -18- 200846334 後直接熱分解而調製化合物(1 )之方法。 •方法4使化合物(1 1 a )、與鹼金屬氫氧化物反應 後,將X1變換爲-OM’基(M5表示對應於所使用的鹼金屬 氫氧化物之鹼金屬原子)後,藉由加熱後熱分解而調製化 合物(1 )之方法。 方法3中之熱分解反應,可於氣相或液相中實施,因 爲於氣相中實施較有效率而較佳。於氣相中實施方法3時 ’準備塡充了玻璃珠、鹼金屬鹽、或鹼土類金屬鹽的管型 反應器,於該管型反應器內,使氣體狀的上述化合物( 1 1 a )流通,藉由使含有化合物(1 )的生成氣體產生凝縮 而回收之方法較佳。使化合物(1 1 a )與惰性氣體一起流 通於該管型反應器內較佳,該反應的反應溫度,150〜5 00 t爲佳,200〜3 50°C特別佳。 於氣相中實施之方法3,比方法4更適合工業上製造 製程。 方法4中之鹼金屬氫氧化物,以NaOH或KOH爲佳 ,相對於化合物(1 1 b )的量之鹼金屬氫氧化物的使用量 ,爲0.95〜1.05莫耳較佳,1.00〜1·〇5莫耳爲特別佳。化合 物(1 1 b )、與鹼金屬氫氧化物的反應溫度,爲-3 0 °C以上 ,溶劑的沸點以下爲佳。該反應係在溶劑的存在下實施較 佳,作爲溶劑,可列舉例如甲醇、乙醇、異丙醇、t-丁醇 〇 熱分解的溫度爲150〜400 °C爲佳’ 150〜300 °C爲特別 佳。 -19- 200846334 方法4,由可以低於方法3的低溫實施之觀點而言, 於熱的安定性低的化合物較爲有利。 藉由上述的製造方法所得到的化合物(1 ),爲新穎 的含氟化合物(含氟二氧雜戊環化合物),該化合物(1 ),係適合作爲用於得到耐熱性、透明性等的特性優良, 同時具有例如可防止塊狀聚合時的裂縫發生的程度的適度 的柔軟性的含氟聚合物之單體。 再者,上述化合物(1 )中的不對稱碳原子的絶對配 置,並沒有特別的限制,可爲R體,亦可爲S體。上述含 氟化合物的製造方法中,通常,不保持不對稱碳原子的絶 對配置。 《含氟聚合物》 本發明的含氟聚合物,係含有下述式(2 )所表示的 重複單元之聚合物。 本說明書中,式(2 )所表示的重複單元亦記載爲「 重複單元(2 )」,其他式所表示的重複單元亦相同地記 載。 [化 11]
〒F2-〒FCF2 -。-(QF〇)n-RF
…(2) 惟,式(2 )中,qf 爲-CF2-、-CF2CF2-、- -20- 200846334 cf2cf2cf2- 、 -cf(cf3)cf2- 、 -cf2cf(cf3)-、或-cf2cf2cf2cf2- ; rf 爲-cf3 、 -CF2CF3 、 -CF2CF2CF3 、-CF(CF3) 2 、 -CF2CF2CF2CF3 ' -cf2cf(cf3)2 、 - CF(CF3)CF2CF3、-(CF2)4CF3 或-(CF2)5CF3 ; n 爲 1 〜4 的整 數。 重複單元(2 ),爲上述化合物(1 )所衍生的重複單 元。 「上述化合物(1 )所衍生的重複單元」之意,係指 化合物(1 )的乙烯性雙鍵裂開而構成的重複單元。 上述式(2)中,(^、:^及η,與上述式(1)中的 QF、RF及η相同。 本發明的含氟聚合物,在無損於本發明的效果的範圍 內,亦可含有可與重複單元(2 )共聚的其他單體所衍生 的重複單元。 作爲其他單體,可列舉例如自由基聚合性單體。 自由基聚合性單體,可列舉乙烯、丙烯、異丁烯等之 α -烯烴類;四氟乙烯、六氟丙烯、氯三氟乙烯等之含氟 烯烴;全氟(乙基乙烯基醚)、全氟(丙基乙烯基醚)、 全氟(己基乙烯基醚)、全氟(辛基乙烯基醚)、全氟( 3,6-二氧雜-5-甲基-1-癸烯)、全氟(3,6,9-三氧雜-1-十二 烯)等之全氟(烷基乙烯基醚);全氟(2,2-二甲基、-1,3-二噁茂)、全氟(4-甲氧基-1,3-二噁茂)等之含氟環狀單 體;全氟(烯丙基乙烯基醚)、全氟(丁烯乙烯基醚)等 之可環化聚合的全氟二烯;丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯 -21 - 200846334 等之丙烯基酯類;乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、金剛烷酸 乙烯酯等之乙烯酯類;乙基乙烯基醚、環己基乙烯基醚等 之乙烯基醚類;環己烯、降冰片烯、降冰片二烯等之環狀 烯烴類;馬來酸酐、氯乙烯。 此外,亦可列舉下式(b 1 )所表示的化合物(具有全 氟院基等之取代基之全氟(2 -伸甲基-1,3 - 一氧雜戊環)類 W 匕 12] /RF2
尸F、F Ο、/Ο f cf2 (b1) 惟,式(bl )中,RF1及RF2各自獨立地爲氟原子、 碳原子間可具有醚性氧原子之碳數1〜1 4的全氟烷基、或 碳原子間可具有醚性氧原子之碳數1〜1 4的全氟烷氧基。 上述式(bl )中,Rfi及RF2的任一個爲上述全氟烷 基,RF1及RF2的合計的碳數爲4以上,此外,RF1及RF2 兩者可鍵結,可共同形成可具有醚性氧原子之碳數4〜Η 的全氟伸烷基。 其中,又以RF1爲氟原子,且RF 2爲碳數4〜14之可具 有醚性氧原子之全氟烷基者較佳。 作爲化合物(b 1 ),較適合者列示如下。 -22- 200846334 [化 13] RFa
FfT Ο、/0 fi cf2 〇、/〇 fi cf2 (b11) (b12) 惟,式(bll )中,RFa表示碳數4〜14的全氟烷基, 式(M2 )中的RFb表示碳數4〜14的全氟(烷氧基烷基) 基。 作爲上述式(b 1 1 )所表示的化合物(b 1 1 ),較適合 者列示如下。 [化 14] F2C—
cf2
(CF2)5CF3 作爲式(b 1 2 )所表示的化合物(b 1 2 ),較適合者列 示如下。 [化 15] /CF2〇(CF2)2CF3
F2C—CF
(b12 -1)
(b12-2) CF2〇CF(CF3)2 本發明的含氟聚合物含有基於其他單體的重複單元時 -23- 200846334 ,該其他單體爲含氟單體較佳。 作爲上述含氟單體,爲由四氟乙烯、六氟丙烯、氯三 氟乙烯、全氟(烷基乙烯基醚)、全氟(烯丙基乙烯基醚 )、全氟(丁烯基乙烯基醚)、全氟(2,2 -二甲基-1,3 -二 噁茂)、全氟(4-甲氧基-1,3-二噁茂)、全氟(3_烷基-2-伸甲基-1,3 -二氧雜戊環)、全氟(3 -烷氧基烷基-2 -伸甲 基-1,3 -二氧雜戊環)所成的群中所選出的1種以上較佳。 作爲該含氟單體,以含氟環狀單體、及可環化聚合的 全氟二烯爲更佳。 作爲含氟環狀單體’以全氟(2,2-二甲基-1,3-二噁茂 )、全氟(4-甲氧基- l,3-二噁茂)、全氟(3-烷基-2-伸甲 基-1,3-二氧雜戊環)、全氟(3_烷氧基烷基-2-伸甲基-1,3-二氧雜戊環)爲佳。作爲全氟(3-烷基-2_伸甲基-1,3_ 二氧雜戊環),以全氟(3-丁基-2-伸甲基-1,3-二氧雜戊環 ) 王赢(3 -己基-2-伸甲基- i,3 -二氧雜戊環)較佳;此外 作爲王郵/ (3 -1兀興基院基-2-伸甲基-1,3 -二氧雜戊環), 以全氟(3-丁氧基甲基-2-伸甲基-i,3-二氧雜戊環)及全氟 (3 -異丙氧基甲基-2-伸甲基-1,3 -二氧雜戊環)較佳。 作爲可環化聚合的全氟二烯,以全氟(烯丙基乙烯基 醚)及全氟(丁烯基乙烯基醚)爲佳。 本發明的含氟聚合物中的重複單元(2 )的比例,可 依該含氟聚合物的使用目的而適當地調整。 例如’含氟聚合物中的重複單元(2 )的比例愈多, 可更容易得到玻璃轉化溫度低、且柔軟性更高的含氟聚合 -24- 200846334 物。 含氟聚合物中的重複單元(2)的比例,以30〜100質 量%爲佳,40〜100質量%較佳,45〜100質量%最佳。在此 範圍’則含氟聚合物係玻璃轉化溫度低、且柔軟性優異。 此外,本發明的含氟聚合物中,重複單元(2 )可單 獨含有1種,或可組合2種以上含有。 本發明的含氟聚合物,係藉由僅將化合物(1 )或將 含有化合物(1 )的單體,在聚合開始源下單獨聚合或共 聚合而得到。 作爲聚合開始源,只要是使聚合反應以自由基方式進 行者即可,並沒有任何限制,可列舉例如自由基產生劑、 光、電離放射線;其中又以自由基產生劑較佳,具體上可 列舉例如過氧化物、偶氮化合物、過硫酸鹽;其中,由本 發明的含氟聚合物的物性被適當地保存而言,以含氟有機 過氧化物爲特別佳。 聚合的方法,並沒特別地限定,可列舉例如將單體直 接供給於聚合,所謂的塊狀聚合;在溶解單體之氟化烴、 氯化烴、氟化氯化烴、醇、烴、其他的有機溶劑中進行之 溶液聚合;在水性媒介物中適當的有機溶劑存在下或非存 在下進行之懸濁聚合;於水性媒介物中添加乳化劑後進行 的乳化聚合。 進行聚合的溫度,並沒有特別的限制,但在考量單體 的沸點、所需要的加熱源、聚合熱的去除等之諸因素下適 當設定爲佳。例如可在0〜2 0 0 °C之間進行適當的溫度設定 -25- 200846334 ’若爲室溫至100 °c左右,爲實用且可進行適當的溫 定。 此外,作爲聚合壓力,可在減壓下亦可加壓下, 用上,可在常壓至1〇〇氣壓左右,更可在常壓至10 左右下實施適當的聚合。 【實施方式】 實施例 以下,藉由實施例更具體地說明本發明,但本發 不受限於此等實施例。 於下述實施例中,各自以「R-1 13」表示1,1,2-] 1,2,2-三氟乙烷’以「R-225」表示二氯五氟丙烷, GC」表示氣相層析,以「GOMS」表示氣相層析質量 〇 壓力並沒有特別的限制,以絶對壓記載。 各化合物的純度,依下述的條件藉由GC法分析 純度係表示由G C分析中波峰面積所計算得到的化合 純度。 <實施例1 ··含氟化合物(1 -1 )的製造例> 藉由下述步驟(i)〜(vi)中所表示的一連串的 方法,製造含氟化合物(K1)。 •步驟(i ) 度設 在實 氣壓 明並 三氯_ 以「 分析 ,GC 物的 製造 -26- 200846334 燒瓶(內容積500mL )中,放入NaH(llg)與四氫 呋喃(1 50mL ),然後,一邊進行冰冷一邊攪拌燒瓶內, 用 20 分鐘滴入 CH3CH2 ( OCH2CH2) 2OH(30g),滴入結 束後,直接攪拌燒瓶內2小時。 接著,於該燒瓶內,用1小時滴入環氧氯丙烷(100g ),滴入結束後,於燒瓶內的溫度25°C攪拌20小時,再 於燒瓶內的溫度80 °C攪拌燒瓶內2小時。 接下來,於該燒瓶內,加入乙酸直到燒瓶內的溶液的 PH達到7爲止,使藉由過濾去除所產生的鹽後減壓蒸餾 所得到的反應粗液,以95〜97°C /2hPa的蒸餾份(28g )得 到下述化合物(5-1 ) ( GC純度99% )。 W 匕 16]
Vhch2-o-(ch2ch2o)2 - ch2ch3 …(5 — 1) •步驟(i i ) 在氮氣的氣體環境下的燒瓶(內容積2 0 OmL)中,放 入:BF30 ( CH2CH3) 2 ( lg)與丙酮(46g),然後,一邊 進行冰冷一邊於該燒瓶中放入化合物(5-1 ) ( 30g ),然 後,於燒瓶內的溫度25 °C攪拌燒瓶內2小時。 接著,放入 CH3C0CH20C0CF(CF3)0(CF2)2CF3 ( 61g )後,於燒瓶內的壓力lhPa、燒瓶.內的溫度30°c,蒸餾 去除低沸點成份的丙酮。用飽和碳酸氫鈉水洗淨燒瓶內的 溶液後,進行矽膠柱層析法純化,用NMR分析的結果, 確認生成下述化合物(9] ) ( 6g) ( GC純度95% )。 >27- 200846334 化合物(9-1 )的NMR數據如下述。 W-NMR ( 282.7MHz、溶劑·· CDC13、基準:CFC13 ) δ ( ppm ) : 1.2 ( 3H) 、1.4 ( 3 Η ) 、3.5 〜4.5 ( 17H)。 19F-NMR ( 282·7ΜΗζ、溶劑:CDC13、基準:CFC13 ) 5 (ppm) :-80.1 (IF) 、-81.7(3F) 、-82.4(3F)、- 86.5 ( IF ) 、-130.1 ( 2F) 、-132·2 ( IF)。 [化 17] 〒H2—?HCH2—〇—(CH2CH20>2—ch2ch3
I I • °x° CH3 CH20C0CF(CF3}0(CF2)2CF3 …(9 一 1) •步驟(i i i ) 於高壓鍋(內容積5〇0mL、鎳製)中,放入R-U3 ( 3 14g)後攪拌,將高壓鍋內的溫度保持在25 °C,於高壓鍋 的氣體出口部位上,直列設置保持在2 0 °C的冷卻器、N a F φ 顆粒塡充層、及保持在· 1 〇 °c的冷卻器,此外,設置使用 於將凝聚的液體從保持在-1 〇 °c的冷卻器回送至高壓鍋之 液體回送線。 接著,於25°c以1小時將氮氣吹入高壓鍋中後,於氮 氣中用流速〇.1615mol/h吹入1小時之稀釋爲20體積%氟 氣(以下記載爲20%氟氣),接下來,一邊用同樣速度吹 入2 0%氟氣,一邊將化合物(9-1 ) ( 6g)溶解於R-1 13 ( 9 5 g )中的溶液,用4.2小時注入至高壓鍋。 接著,一邊用同樣的流速吹入20%氟氣,一邊將高壓 -28- 200846334 鍋內的壓力昇壓至〇 · 1 OMP a (表壓)’及一邊使高壓鍋內 的溫度從25°C昇溫至40°C,一邊將含有苯0.01g/mL的Κ-ΐ 1 3 的溶液 ( 9mL ) 注 入至高 壓鍋中 ,注入 後攪拌 高壓鍋 內之操作重複3次。注入至高壓鍋中的苯量爲〇.2g,R-113 量爲 21mL。 使高壓鍋內的壓力爲大氣壓,於高壓鍋內吹入1小時 的氮氣後,回收高壓鍋內的內容物,經由19f-nmr與GC g 分析的結果,確認下述化合物(10-1 )的生成(產率90% )° 化合物(1 )的19f-nmr數據如下述。 19F-NMR ( 282.7MHz、溶劑:CDC13、基準:CFC13 ) δ ( ppm ) : -77·5 ( IF ) 、-80·5 ( 4F ) 、-82·0〜83·5 ( 1 IF ) 、-84.0 ( IF ) 、-86·0〜-88.0 ( 5F ) 、-89·0 ( 8F ) ' -122.0 ( IF ) 、-130.0(2F) ^ -132.0 ( IF )。 [化 18] _ cf2-cfcf2^〇-(cf2cf2〇)2-.cf2cf3 Ο ο CF3 CF20C0CF(CF3)0 (CF2)2CF3 …(1 0 — 1 ) •步驟(iv) 於瓶(lOOmL、聚乙烯製)中,放入含化合物(m )的R-113溶液(44g),〜邊進行冰冷一邊攪拌瓶內, 於瓶內用5分鐘滴入甲醇(〇.83g)與R-225 ( 1〇mL), 滴入結束後,將瓶內以25 °C攪拌5小時,然後,蒸餾去除 瓶內容物的低沸成份,得到下述化合物(i ^ i ) ( 6 g )( -29- 200846334 GC純度78% ) [化 19] CF2—CFCF2-0-(CF2CF20)2-CF2CF3 cf3 COOCHj •步驟(V ) 燒瓶(內容積100mL)中,加入化合物(1 1-1 ) ( 6g )與甲醇(1 〇 m L ),一邊進行冰冷一^邊擾持燒瓶內,接著 ,於燒瓶內用5分鐘滴入20質量%的KOH水溶液(4g ) ,滴入結束後,於燒瓶內的溫度25 °C攪拌1 8小時,接下 來,蒸餾去除燒瓶內的內容物後,以80 °C減壓乾燥2〇小 時後,得到淡黃色結晶的下述化合物(1 1 -1 ) ’( 5 g )。 [化 20] CF2—CFCF2—〇—(CF2CF2〇)2-CF2CF3
(11 — 1), •步驟(Vi)
燒瓶(內容積20mL )中,放入化合物(i ),( 5g ),一邊使該燒瓶內減壓,一邊於250°C〜26(TCw熱該燒 瓶進行熱分解’燒瓶內,設置用於捕集所產生的氣體的_ 7 8 °C的濾水閥管’將隨著加熱被捕集於濾水閥管的液體 (3g),經由19F-NMR與GC分析的結果,確認下述含氟 化合物(1“)的生成。接著,蒸餾該液體,以5 0〜55。〇 /9hPa的蒸餾份得到下述含氟化合物(1-1 ) ( 2g ) ( GC -30- 200846334 純度98% )。 化合物(1-1 )的GC-MS數據與19F-NMR數據如下述 分子量[質量數(M) /離子的價數(e) ] = 5 92。 19F-NMR( 282.7MHz、溶劑:CDC13、基準·· CFC13)
(5 ( ppm ) : -82.4—-84.5 ( 3F ) 、-87.4 ( 3F )、-88·1〜88·7 ( IF ) 、-89·0〜-89.5 ( 10F) 、-125.4 ( IF)、-12 6.8 ( IF) > -128.8 ( IF ) 〇 [化 21] CF2-〇 一 (cf2cf2o)2 — cf2cf3
<實施例2 :含氟化合物(1-1 )的單獨聚合例> 管形瓶(玻璃製)中’放入該化合物(1 _1) ( 1 g) 與全氟苯甲醯過氧化物,用氮氣置換管形瓶的空間部後密 封管形瓶。 接著,於60。(:加熱管形瓶15小時,再於200 °c加熱1 小時後去除管形瓶中的揮發成份’然後’藉由冷卻管形瓶 ,於25Ό得到橡膠狀的無色透明的含氟聚合物(〇.96g) 〇 經由差示掃描熱分析所測量的該含氟聚合物的玻璃轉 化溫度爲1 〇 °c。 <實施例3 :含氟化合物(1 -1 )與其他單體的共聚合 例> -31 - 200846334 管形瓶(玻璃製)中,放入該化合物(1-1) ( 〇.5g) 、下述化合物(bll-2) ( 0.5g)與全氟苯甲醯過氧化物( 2mg ),用氮氣置換管形瓶的空間部後密封管形瓶。 接著,於60°C加熱管形瓶15小時,再於200°C加熱1 小時後去除管形瓶中的揮發成份,然後,藉由冷卻管形瓶 ,得到無色透明的含氟聚合物(0.9 8g)。 經由差示掃描熱分析所測量的該含氟聚合物的玻璃轉 化溫度爲45°C。 ’[化 22] CF2-CF-(CF2)5CF3 〇 〇
V
II cf2 (b11-2) <實施例4 :含氟化合物(1 -2 )的製造例> 藉由下述步驟(i)〜(vii)中所表示的一連串的製造 方法,製造含氟化合物(1 - 2 )。 •步驟(i ) 燒瓶(內容積l〇〇〇mL)中,放入NaH ( 13g)與四氫 呋喃(400mL ),然後,一邊進行冰冷一邊攪拌燒瓶內, 於該燒瓶內用20分鐘滴入CH3CH2CH2CH2OCH2CH2OH( 5 〇g),滴入結束後,於室溫攪拌燒瓶內1小時。 接著,於該燒瓶內,用2 0分鐘滴入環氧氯丙烷(90 g ),滴入結束後,於燒瓶內的溫度25 °C攪拌燒瓶內3天, 再於燒瓶內的溫度80°C攪拌燒瓶內2.5小時。 -32- 200846334 接下來,於該燒瓶內,加入乙酸直到燒瓶內的溶液的 pH達到7爲止,以水與AK-225的分液操作重複5次’減 壓蒸餾所得到的溶液,以72〜75°C /5hPa的蒸餾份(45g ) 得到下述化合物(5-2 ) ( GC純度98% )。然後,用同樣 的手法進行再重複2次合成,得到化合物(5 _2 )的合計 154g。 [化 23] CH2-CHCH2-〇-CH2CH2-〇CH2〇H2CH2CH3 〇 …(5-2) •步驟(ii) 在氮氣的氣體環境下的燒瓶(內容積3 0 0mL)中’放 入 BF30(CH2CH3) 2(2.7g)與丙酮(100mL),一邊進 行冰冷一邊於該燒瓶中放入化合物(5-2) ( 30g) ’然後 ,於燒瓶內的溫度2 5 °c攪拌燒瓶內1 8小時。 接著,放入羥基丙酮(26g )後,於燒瓶內的壓力 15 0hPa、燒瓶內的溫度40°C,蒸餾去除低沸點成份的丙酮 。用飽和碳酸氫鈉水與1 N鹽酸水溶液洗淨燒瓶內的溶液 後,進行矽膠柱層析法純化,用NMR分析的結果’確認 下述化合物(12-2 ) ( 20g)的生成(GC純度94% ) °然 後,用同樣的手法進行放大(scale-up)合成,原料(5-2 )的120g得到化合物(12-2 )的80g。 化合物(12-2 )的NMR數據如下述。 !H-NMR( 282·7ΜΗζ、溶劑:CDC13、基準:CFC13) S (ppm) : 0.9 ( 3 Η ) 、1·3〜1,·45(5Η) ,1·5(2Η)、 -33- 200846334 2.1 ( 1Η ) 、3.4 〜3·7 ( 10Η ) 、3·8 〜4.0 ( 1Η) 、4·1 〜4·4 ( 2Η )。 [化 24] CH2-CHCH2-〇-CH2CH2-〇CH2CH2CH2CH3 a jo (12 — 2) ch3 ch2-oh •步驟(iii)
於燒瓶(內容積lOOOmL )中,放入化合物(12-2 ) (97g)與氟化鈉(44g) 、ΑΚ·225 ( 3 00mL)後攪拌,一 邊進行冰冷一邊於該燒瓶中用30分鐘滴入CF3CF2CF2OCF (CF3) CF2OCF ( CF3) COF ( 214g),然後,於室溫攪拌 1 8小時該燒瓶內。用過濾去除燒瓶內的氟化鈉,用飽和碳 酸氫鈉水洗淨燒瓶內的溶液2次,減壓蒸飽所彳辱到的 '溶 '液 ,以80°C /2mmHg的蒸餾份(230g)得到下述化合物(9-2 )(GC 純度 100%)。 化合物(9-2 )的NMR數據如下述。 】Η·ΝMR ( 2 82.7MHz、溶劑:CDCl3、基準:CFCl3 ) δ (ppm) :0·9(3Η) 、1.3、1·5(5Η) , 1.56 ( 1Η )、 3.4〜3·7(8Η)、3·7〜3·9 ( 1Η)、4.0〜4·6 ( 4Η)。 )、-81.7〜-82·1 ( ' -130.1〜-130.6 ( 19F-NMR ( 2 82·7ΜΗζ、溶劑:CDC13、基準:CFCh ) δ ( ppm) ·· ·79〜-80 ( IF) 、-80·5 ( 3F 5F) 、-82·5 ( 3F ) 、-84·2 — 85.5 ( IF ) 2F ) 、- 1 3 2 · 1 ( 1 F ) 、-1 4 5 · 6 ( 1 F )。 -34- 200846334 [化 25] CH2-CHCH2HD-CH2CIV〇CH2CH2CH2CH3 (9-2) CHS CH2OCOCF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2CF3 •步驟(i V ) 於高壓鍋(內容積5 00mL、鎳製)中,放入R-l 13 ( 3 1 3 g )後攪拌,將高壓鍋內的溫度保持在2 5 °C ’於高壓鍋 的氣體出口部位上’直列設置保持在20°C的冷卻器、NaF 顆粒塡充層、及保持在-1 〇 °c的冷卻器,此外,設置使用 於將凝聚的液體從保持在-10 的冷卻器回送至高壓鍋之 液體回送線。 接著,於2 5 °c以1小時將氮氣吹入高壓鍋中後’於氮 氣中用流速〇.〇8892mol/h吹入1小時之稀釋爲20體積% 氟氣(以下記載爲20%氟氣)’接下來’一邊用同樣速度 吹入20%氟氣,一邊將化合物(9-2) ( 5g)溶解於R-1 13 (4 5 g )中的溶液,用2.7小時注入至高壓鍋。 接著,一邊用同樣的流速吹入2 0 %氟氣,一邊將高壓 鍋內的壓力昇壓至〇.l〇MPa (表壓)’及一邊使高壓鍋內 的溫度從25°C昇溫至40°C,一邊將含有苯〇.〇lg/mL的R-1 1 3的溶液(6 m L )注入至高壓鍋中’注入後攪拌高壓鍋 內之操作重複3次。注入至高壓鍋中的苯量爲〇.2g,R-113 量爲 21mL。 使高壓鍋內的壓力爲大氣壓’於高壓鍋內吹入1小時
的氮氣後,回收高壓鍋內的內容物,經由I9f_nmr與GC -35- 200846334 分析的結果’確認下述化合物(10-2)的生成(產率89% )。然後,使用3 L的高壓鍋,以同樣的手法重複2次放 大(scale-up)合成,從原料230g得到含化合物(1〇-2) 3 20g之粗製物。 化合物(10-1 )的19F-NMR數據如下述。 19F-NMR ( 282·7ΜΗζ、溶劑:CDC13、基準:CFC13 ) δ (ppm) ·· -77·5 ( IF) 、-80.5 〜-83.5 ( 20F)、-84.0 〜· 87.5 ( 6F ) 、-89(4F) 、-122(1F) 、-127(4F) 、-13〇 (2F ) > -132 ( IF ) 、-145 ( IF ) 〇 [化 26] - o—cf2cf2 - ocf2cf2cf2cf3 (10-2) GF3 CF20C0CF(CF3)0CF2CF(CF3)0CF2CF2CF3 •步驟(V ) 於燒瓶(內容積5 00mL )中,放入步驟iv所得到的 化合物(1〇·2 ) 161g ( GC 純度 89% )、與 AK-225 ( 2〇OmL)、氟化鈉(48g),一邊進行冰冷一邊攪拌燒瓶內 ,用20分鐘滴入甲醇(40.4g)與R-225 ( 86mL),滴入 結束後,將瓶內以251攪拌3天,然後,藉由過濾所得到 的丨谷液’去除截化納’蒸飽去除溶液,進行蒸飽,以 9 6〜9 9 °C / 2 3 h P a的蒸飽份得到下述化合物(1 1 - 2 ) ( 4 0 g )(GC純度93 % )。重複進行同樣的反應,得到化合物 (1 1 - 2 )的合計 8 〇 g。 -36 - 200846334 [化 27] 〒f2-〒fcf2-o-cf2cf2hdcf2cf2cf2cf3 CX Ό cf3 ncooch3 (11-2) •步驟(V i ) 於燒瓶(內容積3 00mL )中,加入化合物(1 1-2 )( 75g )與甲醇(65mL ),一邊進行冰冷一邊攪拌燒瓶內, 接著,於燒瓶內用1 2分鐘滴入20質量%的氫氧化鈉-甲醇 溶液(3 5 g ),滴入結束後,於燒瓶內的溫度2 5 °C攪拌2 天,接下來,蒸餾去除燒瓶內的內容物後,以80 °C減壓乾 燥20小時後,得到淡黃色結晶的下述化合物(1 1 -2 )’( 6 8 g )。 [化 28] CF2-CFCF2-〇-CF2CF2-〇CF2CF2CF2CF3 〇Nc/° (1 1-2) cf3 ncook •步驟(vii ) 於燒瓶(內容積200mL )中,放入化合物(1 1-2 ) ’ (4 8g),一邊使該燒瓶內減壓,於260°C〜2 80°C加熱該燒 瓶進行熱分解,燒瓶內,以直列串連地設置用於捕集所產 生的氣體的-78 °C的濾水閥管與用液體氮氣被冷卻的濾水 閥管,將隨著加熱被捕集於濾水閥管的液體 (4 1 g ),經 -37- 200846334 由19F-NMR與GC分析的結果,確認下述含氟化合物(1-1)的生成。接著,蒸餾該液體,以42〜44°C/8hPa〜9hPa 的蒸餾份得到含氟化合物(1-2) ( 32g) ( GC純度95% )° 化合物(1 -2 )的19F-NMR數據如下述。 19F-NMR( 282·7ΜΗζ、溶劑:CDC13、基準:CFCh)
5 (ppm) : -81.8 ( 3F ) 、- 8 2 · 5 〜8 3.5 ( 2F ) 、- 8 3 · 9〜-84.3 ( 3F ) 、-88·0〜-88.6 ( IF ) 、-89.3 ( 4F ) 、-125.3〜-125.8(lF)、-126.7〜-127.3(5F)、-128.8(lF)〇 [化 29] CF2-CFCF2-〇-CF2CF2-〇CF2CF2CF2CF3 °γ° cf2 …(1 一 2) <實施例5 :含氟化合物(1 - 2 )的單獨聚合例> 於管形瓶(玻璃製)中,放入該化合物(1 _ 2 )( 0.43g)與全氟苯甲醯過氧化物(i.5mg),用氮氣置換管 形瓶的空間部後密封管形瓶。 接著’於60°c加熱管形瓶1小時,於7(rc加熱19小 時、於9 0 C加熱4 8小時,再於12 0。(3加熱3小時,再以 1 0 0 C、真空條件去除管形瓶中的揮發成份,然後,藉由 冷卻管形瓶’於25 t得到橡膠狀的無色透明的含氟聚合物 (〇.41g) 〇 經由差示掃描熟分析所測量的含氟聚合物的玻璃轉化 -38- 200846334 溫度爲27°C。 <實施例6 :含氟化合物(i _2 )與其他單體的共聚合 例> 於管形瓶(玻璃製)中,放入該化合物(1_2)( 0.22g)、化S物(bll-2) (〇,23g)與全氟苯甲醯過氧化 物(1.7mg ) ’用氮氣置換管形瓶的空間部後密封管形瓶 〇 接著’於60。(:加熱管形瓶2小時’於π艽加熱μ小 時、於9 0 °C加熱4小時、於1 2 01:加熱2小時、於! 5 〇它 加熱I·5小時’再以100°C、真空條件加熱1小時後去除 管形瓶中的揮發成份,然後,藉由冷卻管形瓶,得到無色 透明的含氟聚合物(〇.43g)。 經由差不掃描熱分析所測量的含氟聚合物的玻璃轉化 溫度爲59』°C。 <實施例7 :含氟化合物(1 _3 )的製造例〉 藉由下述步驟(i )〜(v )中所表示的一連串的製造 方法,製造含氟化合物(1 -3 )。 •步驟(i ) 於燒瓶(內容積l〇〇〇mL)中,放入化合物(1-3 )( 94g)與氟化鈉(48g) 、AK-225 ( 1 93mL)後攪拌,一邊 進行冰冷一邊於該燒瓶中用30分鐘滴入CFsCFKFaOCF ( -39- 200846334 CFs ) CF2OCF ( CF3) COF ( 23 9g),然後,於室溫攪拌該 燒瓶內5天。藉由過濾而去除燒瓶內的氟化鈉,將過濾分 別的溶液用飽和碳酸氫鈉水洗淨1次,減壓蒸餾所得到的 溶液,以115〜118°C / ImmHg的蒸餾份(199g)得到下壤 化合物(9-3 ) ( GC純度100% )。 化合物(9-3 )的NMR數據如下述。 1H-NMR( 282.7MHz、溶劑:CDC13、基準:Tly[S) ^ (ppm) : 0.9 ( 6H ) 、1.4 ( 3H) 、1·85 ( 1H) 、3 < ° 〜3 ·, (6H ) 、3.7 〜3.9 ( 1H) 、4.0 〜4.6 ( 4H)。 19F-NMR( 282.7MHz、溶齊[f : CDC13、基準:Cpri (5 (ppm) :-79 〜-80 (IF) 、-80.5(3F) 、-81.7 〜、8之 ]( 5F ) 、-82.5 ( 3F ) 、-84.2 〜-85.5 ( IF) 、-130.1 〜 〇υ·6 ( 2F ) ^ -132.1 ( IF) 、-145.6 ( IF )。 [化 30] 〒h2-〒hch2-o - ch2ch2-och2ch(ch3)2 .0
CH3 CIV〇H (12-3) mu ch2-chch2-o - ch2ch2-och2ch(ch3)2
V (9 3) ch3 ch2ococf(cf3)ocf2cf(cf3)ocf2cf2cf3 •步驟(i i ) 於高壓鍋(內容積500mL、鎳製)中,放入R” l3 -40- 200846334 3 13g)後攪拌,將高壓鍋內的溫度保持在25。(:,於高壓鍋 的氣體出口部位上,直列設置保持在2(TC的冷卻器、NaF 顆粒塡充層、及保持在-10°C的冷卻器,此外,設置使用 於將凝聚的液體從保持在-1 0 °C的冷卻器回送至高壓鍋之 液體回送線。 接著’於25 °C以1小時將氮氣吹入高壓鍋中後,於氮 氣中用流速〇· 1 73 93 mo Ι/h吹入1小時之稀釋爲20體積% 氟氣(以下記載爲20%氟氣),接下來,一邊用同樣速度 吹入20%氟氣,一邊將化合物(9-3 ) ( 10g )溶解於R- 113 (97g)中的溶液,用2.9小時注入至高壓鍋。 接著,——邊用同樣的流速吹入20%氟氣,一邊將高壓 鍋內的壓力昇壓至O.lOMPa (表壓),及一邊使高壓鍋內 的溫度從25°C昇溫至40°C,——邊將含有苯〇.〇lg/mL的R-1 1 3的溶液(6mL )注入至高壓鍋中,注入後攪拌高壓鍋 內之操作重複3次。注入至高壓鍋中的苯量爲〇.2g,ΚΙ 13 量爲 21mL 。 使高壓鍋內的壓力爲大氣壓,於高壓鍋內吹入1小時 的氮氣後,回收高壓鍋內的內容物,經由19F-NMR與GC 分析的結果,確認下述化合物(10-3 )的生成(產率85% )。用同樣的手法,進行放大(scale-up )合成,進行原 料(150g)的反應,藉由19F-NMR與GC,確認化合物( 10-3 )的生成(產率85% )。 化合物(10-3 )的19F-NMR數據如下述。 19F-NMR ( 2 82·7ΜΗζ、溶劑·· CDC13、基準·· CFC13 ) -41 - 200846334 5 ( ppm ) : -74 ( 6F ) 、,77.5 〜-8 7.5 ( 24F ) 、- 8 9 ( 4F ) 、-122(1F) 、-130(2F) ' -132 ( IF ) > -145 ( IF)、- 188 ( IF ) 〇 [化 32] cf2-cfcf 厂 〇-CF2CF2-〇CF2CF(CF3>2
V cf3 cf2ococf(cf3)ocf2cf(cf3)ocf2cf2cf3 _ ··· ( 1 0 一 3) •步驟(iii) 於燒瓶(內容積5 00mL )中,放入含有化合物(10-3 )的 R-113 溶液(133g、GC 純度 93%)、與 AK-225 ( 124mL)、氟化鈉(41g),一邊進行冰冷一邊攪拌瓶內, 用約30分鐘滴入甲醇(34.7g),滴入結束後,將瓶內以 25 °C攪拌25小時,然後,藉由過濾所得到的溶液,去除 氟化鈉,蒸餾去除溶液,進行蒸餾,以55〜57°C/4hPa的 Φ 蒸餾份得到下述化合物(1卜3 ) ( 59g ) ( GC純度89% ) [化 33] ?f2-?fcf2-o - cf2cf2-ocf2cf(cf3)2
V cf3 cooch3 …(1 1 一 3 ) •步驟(iv ) -42- 200846334 於燒瓶(內容積3 00mL)中,加入化合物(11-3 )( 59g、GC純度89%)與甲醇(53mL),一邊進行冰冷一邊 攪拌燒瓶內,接著’於該燒瓶內用3分鐘滴入20質量%的 氫氧化鈉-甲醇溶液(26g),滴入結束後,於燒瓶內的溫 度2 5 °C攪拌2天,接下來,蒸餾去除燒瓶內的內容物後, 以80°C減壓乾燥20小時後,得到淡黃色結晶的下述化合 物(1 1 - 3 ) ’( 6 〇 g )。 [化 34] ?f2-〒 fcf2-o - cf2cf2 - ocf2cf(cf3)2 V3 cf3 ncook …(1 1 一 3), •步驟(V ) 於燒瓶(內容積200mL)中,放入化合物(1 i-3),(60g), 一邊使該燒瓶內減壓,一邊於2 6 0。(:〜2 8 0 °C加熱該燒瓶進 行熱分解’於燒瓶內,以直列串連地設置用於捕集所產生 的氣體的-78 °C的濾水閥管與用液體氮氣被冷卻的濾水閥 管,將隨著加熱被捕集於濾水閥管的液體(43 g),經由〗9F-NMR與GC分析的結果,確認下述含氟化合物(1_3)的生成 。接著,蒸餾該液體,以42〜44°C/8hPa〜9hPa的蒸餾份得 到含氟化合物(1 - 3 ) (3 0 g ) (G C純度9 6 % )。 化合物(1 - 3 )的1 9 F - N M R數據如下述。 19F-NMR( 282.7MHz、溶劑:cpci3、基準:CFC13) -43- 200846334
δ ( ppm ) : -74 ( 6F ) 、-7 7 · 5 ( 2F ) 、- 82 · 6〜-84 · 6 ( 3 F
)、-88.0〜-88.6 ( IF ) 、-89.5 ( 4F ) 、-125·4〜-125·9 ( 1F )、-126.7〜·127·5 ( IF ) 、-128.7 ( IF ) 、-1 88 ( IF ) 0 [化 35] cf2-?fcf2-o - cf2cf2-ocf2cf(cf3)2 v° .-.(1-3) <實施例8 :含氟化合物(1 -3 )的單獨聚合例> 於管形瓶(玻璃製)中,放入該化合物(1-3 )( 0.45g)與全氟苯甲醯過氧化物(1.4mg),用氮氣置換管 形瓶的空間部後密封管形瓶。 接著,於6〇°C加熱管形瓶1小時,於70 °C加熱19小 時、於90°C加熱48小時,再於120°C加熱3小時,再以 1 00 °C、真空條件去除管形瓶中的揮發成份,然後,藉由 冷卻管形瓶,於25 °C得到橡膠狀的無色透明的含氟聚合物 (〇.43g) 〇 經由差示掃描熱分析所測量的含氟聚合物的玻璃轉化 溫度爲3 5 °C。 藉由上述,由本發明該相關的含氟化合物(1-1)〜( ^3)所衍生的重複單元所成的單獨聚合及含有該重複單 元之共聚物,因爲是無色透明故透明性高,此外確認出玻 璃轉化溫度低、且具有適當的柔軟性。再者,因爲該單獨 -44- 200846334 聚合物及該共聚合物爲含氟聚合物,故耐熱性優良。 所以,依據本發明,可提供透明性高、耐熱性優良, 而且具有適度的柔軟性之含氟聚合物。 產業上的可利用性 本發明的含氟聚合物,係透明性高、耐熱性優良,例 如具有可防止塊狀聚合時的裂縫發生的程度的適度的柔軟 性。此外,本發明的含氟聚合物,耐光性(特別是對於波 ^ 長2 00〜5 OOnm的短波長之耐久性)優異。 所以,本發明的含氟聚合物適合作爲光學材料。 作爲光學材料的用途,可列舉光纖的芯材料或包覆材 料、光波導路的芯材料或包覆材料、pellicle材料、顯示 器(例如PDP、LCD、FED、有機EL等)用表面保護材料 、透鏡(例如發光兀件用集光透鏡、人工水晶體透鏡、隱 形眼鏡、低折射率透鏡等)用表面保護材料、透鏡(例如 • 發光元件用集光透鏡、人工水晶體透鏡、隱形眼鏡、低折 射率透鏡等)用材料、元件(例如發光元件、太陽電池元 件、半導體元件等)用封閉材料等。 • 作爲其他的用途,亦可利用於必須具有耐藥品性、耐 , 候性、耐熱性、防濕性、耐油性等之各種封閉材、密封材 等。 再者’文中引用2006年12月20日申請的日本特許 申npg案2006-343518號的說明書、申請專利範圍及摘要的 全內容,作爲本發明的說明書的揭示內容而記載。 -45-

Claims (1)

  1. 200846334 十、申請專利範圍 1. 一種含氟化合物,其特徵係下式(1 )所表示, [化1] CF2-CFCF2-0-(QF0)n^RF
    cf2 …(1) 惟,式(1 )中,QF 爲-CF2-、-CF2CF2-、-
    CF2CF2CF2- 、 -cf(cf3)cf2- 、 -CF2CF(CF3)·、或-CF2CF2CF2CF2- ; rf 爲-cf3、-cf2cf3、-cf2cf2cf3、-cf(cf3)2 、 -CF2CF2CF2CF3 、 -CF2CF(CF3)2 、 - CF(CF3)CF2CF3、-(CF2)4CF3 或-(CF2)5CF3 ; n 爲 1 〜4 的整 數。 2 .如申i靑專利軔圍第1項之含氟化合物,其中該式 (1 )中的 QF 爲-CF2CF2- 、 -CF2CF2CF2-、或-CF2CF2CF2CF2-。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之含氟化合物,其中 該式(1)中的η爲1或2。 4· 一種含氟化合物,其特徵係下述的任一種, -46- 200846334 [化2] CF2~CF-CF2OCF2CF2〇CF2CF2OCF2CF3 〇y〇 τ cf2 CF2-CF-CF2〇CF2CF2OCF2CF2CF2CF3
    CF2-CF-CF2OCF2CF2〇CF2CF(CFsfe
    CF2~CF-CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2CF3.0 T cf2 CF2-CF-CF2〇CF2〇F2OCF2CF2〇CF2CF2CF2CF3
    5 . —種含氟聚合物,其特徵係含有下式(2 )所表示 的重複單元, [化3]
    —〒 FCFj - 〇_(QF〇)n - RF
    十cf2 …(2) 惟,式(2 )中,QF 爲-CF2-、 -CF2CF2-、-CF2CF2CF2- 、 -cf(cf3)cf2- 、 -CF2CF(CF3)-、或-CF2CF2CF2CF2- ; rf 爲-cf3、-CF2CF3、-CF2CF2CF3、-CF(CF3) 2 、 -CF2CF2CF2CF3 、 -CF2CF(CF3)2 、 - CF(CF3)CF2CF3、-(CF2)4CF3 或-(CF2)5CF3 ; η 爲 1 〜4 的整 數。 6.如申請專利範圍第5項之含氟聚合物,其中該式 -47- 200846334 (2 )中的 qf 爲-cf2cf2- 、 -cf2cf2cf2 CF2CF2CF2CF2-。 7. 如申請專利範圍第5或6項之含氟聚合 該式(2)中的η爲1或2。 8. 如申請專利範圍第5〜7項中任一項之含 ,其係含有30〜100質量%之該式(2)所表示的 〇 9. 如申請專利範圍第5〜8項中任一項之含 ,其中該含氟聚合物含有基於其他單體的重複單 他單體爲含氟單體。 1 〇.如申請專利範圍第9項之含氟聚合物, 氟單體爲1種以上選自四氟乙烯、六氟丙烯、氯 、全氟(烷基乙烯基醚)、全氟(烯丙基乙烯基 氟(丁烯基乙烯基醚)、全氟(2,2-二甲基-1,3 、全氟(4-甲氧基-1,3-二噁茂)、全氟(3-烷 基-1,3-二氧雜戊環)及全氟(3-烷氧基烷基-1,3-二氧雜戊環)所成之群。 •、或- 物,其中 氟聚合物 重複單元 氟聚合物 元,該其 其中該含 三氟乙烯 醚)、全 二噁茂) S -2-伸甲 -伸甲基- -48- 200846334 七 無 *· 明 說 單 簡 號 符 表 為代 圖件 表元 代之 定圖 指表 :案代 圖本本 表' , 代} } 定一二 ^ (( 無 八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學 式: YF2-?FCF2 - 〇-
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