WO2013157329A1 - フルオロアルキルアイオダイドの混合物の製造方法 - Google Patents

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岳臣 平坂
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a mixture of fluoroalkyl iodides.
  • Such a telomerization reaction is performed by sequentially reacting 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I), which is a telogen, and tetrafluoroethylene, which is a taxogen, in a reactor.
  • Patent Document 1 discloses that in a reaction apparatus in which a catalyst exists, the formula R f -I as a telogen (wherein R f is a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms) and a taxogen as a taxogen.
  • R f — (CF 2 CF 2 ) n —I By telomerization reaction with tetrafluoroethylene, R f — (CF 2 CF 2 ) n —I (wherein R f is a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 4)
  • a method for producing a fluoroalkyl iodide represented by formula (1) is disclosed.
  • Such a method is also an excellent method, but there is room for improvement in the selectivity of the fluoroalkyl iodide produced. That is, since the above telomerization reaction is a sequential reaction, the reaction of 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I) and tetrafluoroethylene proceeds in the reactor at the same time as the above formula. Reaction of telogen with n of 1 or more and tetrafluoroethylene also proceeds.
  • the reaction between 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I) and tetrafluoroethylene is a rate-determining step because the reaction rate is slow.
  • 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I) and tetrafluoroethylene are reacted with each other to produce 1-iodoperfluorobutane (C 4 F 9 I).
  • Fluorobutane (C 4 F 9 I) reacts with tetrafluoroethylene in the reactor and the reaction proceeds sequentially one after another.
  • the target fluoroalkyl iodide is 1-iodoperfluorohexane (C 6 F 13 I)
  • many fluoroalkyl iodides having more carbon atoms than 1-iodoperfluorohexane (C 6 F 13 I) are produced, and selection of the desired fluoroalkyl iodide There is a problem that the rate decreases.
  • An object of the present invention is to provide a novel method for producing a mixture of fluoroalkyl iodides that is capable of producing a target fluoroalkyl iodide with high selectivity and that is excellent in production efficiency. .
  • a second fraction comprising a fluoroalkyl iodide of formula (I) and having a degree of polymerization n of (m-1), and Separating into a third fraction comprising a mixture of fluoroalkyl iodides of formula (I)
  • this invention relates to the manufacturing method which manufactures the mixture of the following fluoroalkyl iodide by a telomerization reaction.
  • the following formula (I) R f (CF 2 CF 2 ) n I (I) (In the formula, R f represents a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n is an integer indicating the degree of polymerization.) Wherein the polymerization degree n is m (where m represents an integer of 2 or more) or more, and a mixture of fluoroalkyl iodides is produced by a telomerization reaction, (1) In the first reactor in which the metal catalyst is present, the following formula (II) R f I (II) (In the formula, R f represents a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms.) Is reacted with tetrafluoroethylene to obtain a first reaction mixture containing a mixture of
  • Step 1 and (2) The first reaction mixture extracted from the first reactor, A first fraction comprising a fluoroalkyl iodide or a mixture thereof represented by the formula (I) and having a polymerization degree n of (m-2) or less, a fluoroalkyl iodide represented by the formula (II), and tetrafluoroethylene , A second fraction comprising a fluoroalkyl iodide of formula (I) and having a degree of polymerization n of (m-1), and Separating into a third fraction comprising a mixture of fluoroalkyl iodides of formula (I) and having a degree of polymerization n greater than or equal to m; (3) The second fraction is transferred to a second reactor in which a metal catalyst is present, and reacted with tetrafluoroethylene in the second reactor, whereby the degree of polymerization n is represented by the formula (I).
  • a second reaction mixture comprising a mixture of fluoroalkyl iodides as described above, and The manufacturing method characterized by the above-mentioned. 2. Wherein it is R f is C 2 F 5 in formula (I), n to produce a mixture of fluoroalkyl iodide is 2 or more, the production method according to 1. 3. In the step 1, the first fraction separated in the step 2 is returned to the first reactor so that the degree of polymerization n is 1 or less (m ⁇ 2). Item 3.
  • the method according to Item 1 or 2 comprising supplying one or more fluoroalkyl iodides and tetrafluoroethylene, and reacting the one or more fluoroalkyl iodides with tetrafluoroethylene.
  • Production method. 4 The second reaction mixture obtained in step 3 is A fluoroalkyl iodide of the formula (I) having a polymerization degree n of (m-1) or less or a mixture thereof, and a fourth fraction containing tetrafluoroethylene, A fifth fraction comprising a fluoroalkyl iodide of formula (I) and having a degree of polymerization n of m, and Item 4.
  • a cycle for obtaining the fifth fraction, which is a fraction of the next stage, is defined as one cycle, and the next stage fraction obtained in the cycle is further
  • item 4 which repeats the said cycle p times (p represents an integer greater than or equal to 1) by performing the same process as said process 3 and said process 4. 7).
  • the metal catalyst is at least one selected from the group consisting of copper, zinc, magnesium, vanadium, rhenium, rhodium, ruthenium, platinum, silver, and a substance obtained by adding a small amount of a transition metal to these metals. 7.
  • the production method of the present invention comprises the following formula (I) in a reactor in which a metal catalyst is present.
  • R f (CF 2 CF 2 ) n I (I) (In the formula, R f represents a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n represents an integer indicating the degree of polymerization.) Wherein n is m (m represents an integer of 2 or more) or more, and a mixture of fluoroalkyl iodides is produced by a telomerization reaction, (1)
  • the following formula (II) R f I (II) (In the formula, R f represents a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
  • the production method of the present invention comprises a plurality of reactors, and the reaction of 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I) and tetrafluoroethylene, which has a slow reaction rate in the first reactor, is performed.
  • the ratio of the fluoroalkyl iodide having a high polymerization degree n in the first reaction mixture in the first reactor can be reduced.
  • the second reactor as in the process of obtaining 1-iodoperfluorohexane (C 6 F 13 I) by reacting 1-iodoperfluorobutane (C 4 F 9 I) with tetrafluoroethylene.
  • a telomerization reaction using a fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n of 1 or more as a raw material, which is faster than the reaction performed in the first reactor, can be performed. Therefore, a telomerization reaction using a fluoroalkyl iodide having a high reaction rate and a polymerization degree n of 1 or more as a raw material can be performed independently of the reaction in the first reactor having a low reaction rate.
  • the time can be adjusted appropriately, and the selectivity of the target fluoroalkyl iodide such as 1-iodoperfluorohexane (C 6 F 13 I) can be increased.
  • the present invention relates to a fluoropolymer obtained by a telomerization reaction using 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I) as a telogen and tetrafluoroethylene (sometimes abbreviated as “TFE” in this specification) as a taxogen.
  • Fluoroalkyl iodide specifically, a mixture of alkyl iodides C 2 F 5 (CF 2 CF 2 ) n I (n is an integer indicating a polymerization degree) having a polymerization degree n of 2 or more.
  • the fluoroalkyl iodide produced by the production method of the present invention is a compound represented by the above formula (I).
  • R f represents any one of fluoroalkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
  • R f corresponds to the fluoroalkyl group of the fluoroalkyl iodide that is the starting material for the telomerization reaction.
  • the mixture of fluoroalkyl iodides means a mixture containing a plurality of fluoroalkyl iodides having different polymerization degrees n.
  • the object to be produced by the production method of the present invention is a mixture of fluoroalkyl iodides having a polymerization degree n of m or more.
  • This mixture is a mixture of fluoroalkyl iodides having polymerization degrees n of m, m + 1, m + 2,.
  • this mixture may inevitably contain a fluoroalkyl iodide with n smaller than m, an unreacted fluoroalkyl iodide, and the like depending on the separation conditions of the reaction mixture. It should be noted that mixtures containing these inevitably contained compounds are also included in the object to be produced by the production method of the present invention.
  • the degree of polymerization n of the fluoroalkyl iodide or the mixture thereof represented by the above formula (I) and having a polymerization degree n of (m ⁇ 2) or less is 0.
  • the compound represented by the formula (I) is a fluoroalkyl iodide represented by R f I.
  • n is an integer of 1 selected from an integer of 2 or more, and is selected as desired according to the use of the fluoroalkyl iodide.
  • the polymerization degree n max of the fluoroalkyl iodide having the maximum degree of polymerization varies depending on the conditions of the telomerization reaction. In general, n max is about 20.
  • the mixture obtained by the production method of the present invention preferably contains the most fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n of m.
  • the method for producing a mixture of fluoroalkyl iodides of the present invention uses two reactors, and in the first reactor, the formula R f I (wherein R f is a fluoroalkyl having 1 to 10 carbon atoms)
  • R f is a fluoroalkyl having 1 to 10 carbon atoms
  • a fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n of (m-1) is obtained by reacting TFE with a fluoroalkyl iodide represented by any one of the following groups: And is reacted with TFE in a second reactor.
  • the proportion of the fluoroalkyl iodide having a polymerization degree of m in the product that is, a mixture of fluoroalkyl iodides having a polymerization degree n of m or more
  • the proportion of the fluoroalkyl iodide having a polymerization degree of m in the product that is, a mixture of fluoroalkyl iodides having a polymerization degree n of m or more
  • both the first and second reactors are not limited to those having a specific shape or the like, and any reactor (for example, an autoclave) conventionally employed for telomerization reaction may be arbitrarily used. Can be used. Moreover, the manufacturing method of this invention can be implemented by simple operation.
  • Metal catalyst For example, a metal catalyst having a predetermined quality and quantity is introduced into the reactor before starting the reaction.
  • the amount of the metal catalyst introduced is preferably 0.001 to 1 mole relative to 1 mole of fluoroalkyl iodide (R f I) in the first reactor and the second reactor.
  • the catalyst particles When the metal catalyst is copper powder, the catalyst particles have a particle diameter of 0.1 ⁇ m to 1 mm, preferably 20 ⁇ m to 0.3 mm, and an average particle diameter of 20 ⁇ m to 200 ⁇ m, preferably 45 ⁇ m to 100 ⁇ m. Is used.
  • the particle form is not particularly limited, and the form of particles obtained by physically processing a copper lump such as cutting or pulverization, and electrical and / or chemical deposition from an electrolyte containing copper ions. It may be in various forms such as the form of the particles obtained.
  • a copper powder for example, a copper powder called primary copper powder 325 mesh that is commercially available as a reagent from Kishida Chemical Co., Ltd. can be used.
  • the metal catalyst other metal substances that substantially exhibit a catalytic action for the telomerization reaction to be carried out in the present invention can be used.
  • a material include zinc, magnesium, vanadium, rhenium, rhodium, ruthenium, platinum, silver, or a material obtained by adding a small amount of a transition metal to these metals, for example, an alloy having such a composition.
  • the mixture of copper powder and these substances can also be used as a catalyst.
  • substances other than copper powder as a catalyst and also when using a mixture of a substance other than copper powder and copper powder as a catalyst, it has the particle diameter and average particle diameter as described above for copper powder. It is necessary.
  • Step 1 is a step for carrying out the telomerization reaction in the first reactor in which the metal catalyst is present.
  • the telomerization reaction has the formula (II) R f I (II) This is carried out by reacting the fluoroalkyl iodide represented by the formula (II) with TFE.
  • R f is any one of fluoroalkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
  • R f is preferably any one of fluoroalkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, more preferably any one of fluoroalkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, Preferably, it is a fluoroalkyl group having 2 carbon atoms.
  • Examples of the fluoroalkyl iodide represented by the above formula (II) include iodotrifluoromethane (CF 3 I), 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I), 2-iodoperfluoropropane (CF 3 CFICF). 3 ), and 1-iodoperfluorobutane (C 4 F 9 I). Of these, 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I) is commonly used in the telomerization reaction of TFE. 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I) is also preferably used in the production method of the present invention.
  • the telomerization reaction may be performed under conditions conventionally employed in the production of fluoroalkyl iodides. Specifically, the reaction is allowed to proceed at a reaction temperature of 30 to 150 ° C. and a reaction pressure of 0.01 to 2 MPa. The reaction time is generally 0.1 to 10 hours.
  • the reaction pressure is the pressure generated by the injecting TFE.
  • the specific pressure shown above is a gauge pressure. In the present specification including the following explanation, the pressure is expressed in gauge pressure unless otherwise specified.
  • the molar ratio of the fluoroalkyl iodide (R f I) represented by the above formula (II) and tetrafluoroethylene (TFE) is preferably 20:80 to 99: 1.
  • the larger the R f I / TFE ie, the smaller the TFE molar ratio
  • R f I 1-iodoperfluoroethane
  • R f I TFE
  • TFE can be charged into the gas phase portion of the reactor, or may be charged so as to generate bubbles in the liquid phase R f I.
  • the fluoroalkyl iodide in which n is (m-2) or less may be obtained, for example, by separating the first reaction mixture in Step 2 described later. That is, supplying one or more fluoroalkyl iodides where n is (m ⁇ 2) or less may be performed by returning a part of the first reaction mixture. In this case, by returning the first fraction separated in Step 2 described later to the first reactor, one or more kinds represented by the above formula (I) and having a polymerization degree n of (m-2) or less are used.
  • the fluoroalkyl iodide and tetrafluoroethylene are supplied, and the one or more kinds of fluoroalkyl iodide and tetrafluoroethylene are reacted.
  • the fluoroalkyl iodide whose n supplied to the first reactor is (m ⁇ 2) or less is not necessarily obtained by the telomerization reaction of R f I and TFE. Any compound obtained by a method other than the telomerization reaction may be supplied to the first reactor as long as it is a compound represented by the formula (I) and having a structure in which n is (m-2) or less. Although such compounds may not be strictly called fluoroalkyl iodides, such compounds are also referred to herein as fluoroalkyl iodides for convenience.
  • Step 2 is a step of separating the first reaction mixture obtained in Step 1 and containing a mixture of fluoroalkyl iodides having a degree of polymerization n of 1 or more into three fractions each containing the above components.
  • a mixture of fluoroalkyl iodides having a degree of polymerization n of 1 or more into three fractions each containing the above components.
  • other components for example, fluoroalkyl iodides to be contained in other fractions
  • Such other components may inevitably be included depending on the performance and operating conditions of the apparatus used for the separation.
  • each fraction will be described.
  • the first fraction is represented by the formula (I), a low-polymerization degree fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n of (m-2) or less, or a mixture thereof, an unreacted fluoroalkyliodine represented by the formula R f I Including dyes and tetrafluoroethylene.
  • the first fraction contains unreacted TFE in the form of a gas phase and / or a liquid phase.
  • the first fraction is preferably returned to the first reactor from the viewpoint of production efficiency.
  • a fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n of (m ⁇ 2) or less or a mixture thereof refers to one or more fluoroalkyl iodides having a value of (m ⁇ 2) or less depending on the value of m. It means that it may become.
  • m 2
  • the first fraction includes fluoroalkyl iodide, R f I, and TFE having a degree of polymerization n of (m ⁇ 2) or less, as well as other components such as fluoro having a degree of polymerization n greater than (m ⁇ 2).
  • Alkyl iodides may be included.
  • Such other components may be unavoidably included in the first fraction depending on the performance of the separation device as described above.
  • the amount of the other component contained in the first fraction is preferably as small as possible (for example, 0.1 mol% or less).
  • the second fraction contains a fluoroalkyl iodide represented by the formula (I) and having a polymerization degree n of (m ⁇ 1).
  • the second fraction is subjected to a telomerization reaction in Step 3 described later.
  • the second fraction contains, in addition to the fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n of (m ⁇ 1), other components such as a fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n smaller than or greater than (m ⁇ 1). Good.
  • Such other components may be inevitably contained in the second fraction, depending on the performance of the separation device as described above.
  • the amount of the other component contained in the second fraction is preferably as small as possible (for example, 0.1 mol% or less).
  • the third fraction contains a mixture of fluoroalkyl iodides represented by the formula (I) and having a polymerization degree n of m or more.
  • the third fraction is removed as the desired product.
  • the third fraction may contain other components, for example, a fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n of (m ⁇ 1) or less, in addition to the fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n of m or more.
  • Such other components may be inevitably contained in the third fraction depending on the performance of the separation device as described above.
  • the amount of the other component contained in the third fraction is preferably as small as possible (for example, 0.1 mol% or less).
  • each fraction may be separated simultaneously in one separator.
  • step 2 may be performed in two stages. That is, the first reaction mixture is separated into a first fraction and an intermediate fraction including the second and third fractions, and the intermediate fraction is separated into a second fraction and a third fraction in a separate separator. Step 2 may be performed.
  • Step 2 is preferably performed using a distillation column.
  • the distillation column may be a plate column or a packed column.
  • step 2 is carried out by continuous distillation in one distillation column, the first fraction is continuously removed from the top of the column, the third fraction is continuously removed from the bottom of the column, and the second fraction is used as a side cut from the middle part of the distillation column. Remove fractions continuously.
  • step 2 may be batch distillation using one distillation column. In that case, the first fraction and the second fraction are distilled in this order to obtain a distillate.
  • the third fraction is obtained as a still liquid from the kettle or as a distillate by distilling after the first and second fractions are distilled.
  • step 2 When step 2 is performed in two stages using two distillation columns, the first fraction is taken out from the top of the first distillation column and the intermediate fraction is taken out from the bottom of the first distillation column.
  • the intermediate fraction is sent to the second distillation column and subjected to a distillation operation.
  • the second fraction is taken out from the top of the second distillation column, and the third fraction is taken out from the bottom of the second distillation column.
  • Each distillation performed in the first and second distillation columns may be continuous distillation or batch distillation.
  • Step 2 may be performed by any method other than distillation.
  • step 2 may be performed by extraction or membrane separation.
  • Step 3 is a step in which a fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n of (m ⁇ 1) contained in the second fraction obtained in Step 2 and TFE are reacted in the second reactor.
  • Step 3 is a step of obtaining a mixture of fluoroalkyl iodides having a polymerization degree of m or more by a telomerization reaction of a low polymerization degree fluoroalkyl iodide whose polymerization degree n is one smaller than m.
  • the type and molar ratio of the metal catalyst used in the second reactor are the same as the type and molar ratio of the metal catalyst described in relation to the first reactor. Also, the preferred molar ratio of fluoroalkyl iodide to TFE in the second reactor is the same as the preferred molar ratio of R f I to TFE described in connection with Step 1.
  • Step 4 includes the second reaction mixture obtained in Step 3, which is represented by the formula (I), a fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n of (m-1) or less or a mixture thereof, and tetrafluoroethylene.
  • the second reaction mixture is an unreacted fluoroalkyl iodide in which n is (m ⁇ 1) or less or a mixture thereof, and n is (m + 1) or more.
  • the fluoroalkyl iodide and tetrafluoroethylene are usually included.
  • the second reaction mixture is represented by the formula (I), a fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n of (m-1) or less or a mixture thereof, and a fourth fraction containing tetrafluoroethylene, and the formula (I And a fifth fraction containing a fluoroalkyl iodide having a degree of polymerization n of m and a mixture of fluoroalkyl iodides of formula (I) having a degree of polymerization n of (m + 1) or more. It is preferable to separate into 6 fractions.
  • the fourth fraction is preferably returned to the second reactor.
  • the fifth fraction is taken out as a product.
  • Step 4 is carried out in the same manner as in Step 2 above for the second reaction mixture obtained in Step 3. Therefore, the detailed description regarding the conditions of the process 4 is omitted.
  • the amount, separation method, and the like of other components included in each fraction in step 4 are the same as the amount, separation method, and the like of other components included in each fraction described in connection with step 2.
  • Step 4 the third fraction separated in Step 2 above is subjected to Step 4 together with the second reaction mixture, whereby a fluoroalkyl iodide represented by the above formula (I) and having a polymerization degree n of m or more is used. It is preferable to supply this mixture to step 4. Thereby, the third fraction separated in step 2 can be reused.
  • step 4 the fifth fraction containing a fluoroalkyl iodide represented by formula (I) and having a polymerization degree n of m is efficiently used. Obtainable.
  • the fifth fraction which is the next stage fraction
  • this cycle is defined as one cycle, and the next step fraction obtained in the cycle is further subjected to the same steps as the step 3 and the step 4, thereby reducing the cycle.
  • P times (p represents an integer of 1 or more) may be repeated.
  • the fifth fraction (fraction containing a fluoroalkyl iodide having a polymerization degree n of m), which is a fraction in the next stage, is obtained.
  • the eighth fraction containing the fluoroalkyl iodide can be obtained.
  • the 11th fraction containing a fluoroalkyl iodide whose degree of polymerization n is (m + 2) is a further fraction of the next stage. Can be obtained.
  • This mixture of fluoroalkyl iodides is useful as a raw material for various chemical products, and is particularly suitable for producing fluorine-containing acrylic acid esters.
  • R f — (CF 2 CF 2 ) n —H (wherein R f is a fluoroalkyl having 1 to 10 carbon atoms) 1 represents any one of the groups, and n is an integer indicating the degree of polymerization).
  • the production method of the present invention includes a plurality of reactors, by reacting 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I), which has a slow reaction rate in the first reactor, with tetrafluoroethylene, 1-iodoperfluorobutane (C 4 F 9 I) was produced, and in another reactor, 1-iodoperfluorobutane (C 4 F 9 I) was reacted with tetrafluoroethylene to produce 1-iodoperfluorobutane (C 4 F 9 I).
  • Example 1 As the first reactor, a stainless steel pressurized reactor having a capacity of 200 ml having a stirrer was prepared. To this, 200 g of 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I) as a telogen and 10 g of copper powder as a metal catalyst were charged and heated to 100 ° C. While maintaining the temperature in the reactor at 100 ° C., tetrafluoroethylene was supplied as taxogen, and the reaction mixture was stirred until the pressure in the reactor became 1.2 MPa (gauge pressure).
  • C 2 F 5 I 1-iodoperfluoroethane
  • This reaction mixture was distilled, 1124 g of 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I) (purity 99.9 mol%), 90 g of 1-iodoperfluorobutane (C 4 F 9 I) (purity 99.9 mol) %), 33 g of 1-iodoperfluorohexane (C 6 F 13 I) (purity 99.9 mol%) and 1-iodoperfluorooctane (C 8 F 17 I) were obtained.
  • a stainless steel pressurized reactor having a capacity of 200 ml having a stirrer was prepared. To this was charged 90 g of 1-iodoperfluorobutane (C 4 F 9 I) obtained above as a telogen, and 4.5 g of copper powder as a metal catalyst. While heating so that the liquid phase temperature in the second reactor is 100 ° C., tetrafluoroethylene is supplied as taxogen, and the reaction mixture is stirred, and the pressure in the reactor is 0.35 MPa (gauge pressure). Pressurized until Since tetrafluoroethylene is consumed by the reaction, the telomerization reaction was carried out while appropriately adding tetrafluoroethylene so that the pressure was constant. When the total amount of tetrafluoroethylene supplied reached 3.3 g, the supply was stopped and cooled to obtain a second reaction mixture.
  • C 4 F 9 I 1-iodoperfluorobutane
  • the composition of the obtained first reaction mixture and second reaction mixture was analyzed by gas chromatography.
  • Example 2 As the first reactor, a stainless steel pressurized reactor having a capacity of 200 ml having a stirrer was prepared. To this, 200 g of 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I) as a telogen and 10 g of copper powder as a metal catalyst were charged and heated to 100 ° C. While maintaining the temperature in the reactor at 100 ° C., tetrafluoroethylene was supplied as taxogen, and the reaction mixture was stirred until the pressure in the reactor became 1.2 MPa (gauge pressure).
  • C 2 F 5 I 1-iodoperfluoroethane
  • This reaction mixture was distilled, and 2085 g of 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I) (purity 99.9 mol%) and 116 g of 1-iodoperfluorobutane (C 4 F 9 I) (purity 99.9 mol) were obtained. %), 33 g of 1-iodoperfluorohexane (C 6 F 13 I) (purity 99.9 mol%) and 1-iodoperfluorooctane (C 8 F 17 I) were obtained.
  • a stainless steel pressurized reactor having a capacity of 200 ml having a stirrer was prepared. This was charged with 116 g of 1-iodoperfluorobutane (C 4 F 9 I) obtained above as a telogen, and further with 5.8 g of copper powder as a metal catalyst. While heating so that the liquid phase temperature in the second reactor is 100 ° C., tetrafluoroethylene is supplied as taxogen, and the reaction mixture is stirred, and the pressure in the reactor is 0.35 MPa (gauge pressure). Pressurized until Since tetrafluoroethylene is consumed by the reaction, the telomerization reaction was performed while supplying tetrafluoroethylene as appropriate so that the pressure was constant. When the total amount of tetrafluoroethylene was 4.2 g, the supply was stopped and cooled to obtain a second reaction mixture.
  • C 4 F 9 I 1-iodoperfluorobutane
  • This reaction mixture was distilled and 100 g of 1-iodoperfluorobutane (C 4 F 9 I) (purity 99.9 mol%) and 13 g of 1-iodoperfluorohexane (C 6 F 13 I) (purity 99.9 mol) were obtained. %) And 1-iodoperfluorooctane (C 8 F 17 I) was obtained.
  • the composition of the obtained first reaction mixture and second reaction mixture was analyzed by gas chromatography.
  • Comparative Example 1 A stainless steel pressure reactor having a capacity of 200 ml with a stirrer was prepared. To this, 200 g of 1-iodoperfluoroethane (C 2 F 5 I) as a telogen and 10 g of copper powder as a metal catalyst were charged and heated to 120 ° C. While maintaining the temperature in the reactor at 100 ° C., tetrafluoroethylene was continuously supplied as taxogen, and the pressure in the reactor was increased to 1.20 MPa (gauge pressure) while stirring the reaction mixture.
  • C 2 F 5 I 1-iodoperfluoroethane
  • the composition of the obtained reaction mixture was analyzed by gas chromatography.
  • the number of moles of 1-iodoperfluorohexane (C 6 F 13 I) having a degree of polymerization n 2 and the number of moles of fluoroalkyl iodide having a degree of polymerization n of 3 or more in the reaction mixture determined from the analysis results
  • the reaction in the second reactor having a high reaction rate can be performed in the first reaction with a low reaction rate.
  • the reaction can be carried out independently from the reaction in the reactor, and the selectivity of the target 1-iodoperfluorohexane (C 6 F 13 I) can be increased.

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Abstract

本発明は、高い選択率を示し、生産効率に優れた、新たなフルオロアルキルアイオダイドの混合物の製造方法を提供する。具体的には、式（Ｉ）Ｒｆ（ＣＦ２ＣＦ２）ｎＩで示され、前記重合度ｎがｍ（ｍは、２以上の整数を表す。）以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物をテロメル化反応により製造する製造方法であって、（１）金属触媒が存在する第１反応器内で、式（ＩＩ）ＲｆＩで示されるフルオロアルキルアイオダイドと、テトラフルオロエチレンとを反応させることにより、前記式（Ｉ）で示され、重合度ｎが１以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第１反応混合物を得る工程１と、（２）前記第１反応器から抜き出した前記第１反応混合物を、式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイド又はその混合物、前記式（ＩＩ）で示されるフルオロアルキルアイオダイド、及びテトラフルオロエチレンを含む第１フラクション、式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－１）であるフルオロアルキルアイオダイドを含む第２フラクション、並びに、式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第３フラクションに分離する工程２と、（３）前記第２フラクションを、金属触媒が存在する第２反応器に移し、該第２反応器内でテトラフルオロエチレンと反応させることにより、式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第２反応混合物を得る工程３とを含む、ことを特徴とする製造方法を提供する。

Description

フルオロアルキルアイオダイドの混合物の製造方法
　本発明は、本発明は、フルオロアルキルアイオダイドの混合物の製造方法に関する。
　従来より、テロメル化反応により、フルオロアルキルアイオダイドを製造する製造方法が知られている。
　このようなテロメル化反応は、反応器内で、テロゲンである１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）と、タクソゲンであるテトラフルオロエチレンとを逐次反応させることにより行われる。
　例えば、特許文献１には、触媒が存在する反応装置内で、テロゲンとしての式Ｒｆ－Ｉ（式中、Ｒｆは炭素数１～６のフルオロアルキル基である。）と、タクソゲンとしてのテトラフルオロエチレンとをテロメル化反応させて、Ｒｆ－（ＣＦ２ＣＦ２）ｎ－Ｉ（式中、Ｒｆは炭素数１～６のフルオロアルキル基であり、ｎは１～４の整数である。）で示されるフルオロアルキルアイオダイドを製造する方法が開示されている。
　このような方法も優れた方法ではあるが、生成するフルオロアルキルアイオダイドの選択率については改善の余地がある。即ち、上述のテロメル化反応は、逐次反応であるので、反応器中で、１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）とテトラフルオロエチレンとの反応が進行するのと同時に、上記式のｎが１以上のテロゲンと、テトラフルオロエチレンとの反応も進行する。ここで、上記１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）とテトラフルオロエチレンとの反応は反応速度が遅いため律速段階となる。このため、１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）とテトラフルオロエチレンとを反応させて１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）を生成する間に、生成した１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）が反応器内のテトラフルオロエチレンと反応して、次々と逐次反応が進行してしまい、例えば、目的とするフルオロアルキルアイオダイドが１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）である場合であっても、１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）よりも炭素数が多いフルオロアルキルアイオダイドも多数生成し、目的とするフルオロアルキルアイオダイドの選択率が低下してしまうという問題がある。
　一方、このような問題を解消するために、第１反応器内で１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）と、テトラフルオロエチレンとを反応させて、得られた反応液から１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）を分離して第２反応器に移し、これにテトラフルオロエチレンを添加して、１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）以上の炭素数のフルオロアルキルアイオダイドを得る反応を第２反応器で行う製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
　このような方法も優れた方法ではあるが、当該反応を進行させるために触媒として過酸化物が用いられるために、Ｒｆ－（ＣＦ２ＣＦ２）ｎ－Ｈ（式中、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基のいずれか１つを示し、ｎは重合度を示す整数である。）で表される副生成物が生成してしまい、この副生成物を反応系から除去する工程が必要となり、生産効率が低下してしまうという問題がある。
　よって、高い選択率で所望のフルオロアルキルアイオダイドを生成することが可能であるとともに、生産効率に優れた、新たなフルオロアルキルアイオダイドの混合物の製造方法が求められている。
国際公開第２００２／０３６５３０号 国際公開第２００２／０６２７３５号
　本発明は、高い選択率で目的とするフルオロアルキルアイオダイドを製造することが可能であるとともに、生産効率に優れた、新たなフルオロアルキルアイオダイドの混合物の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、
（１）金属触媒が存在する第１反応器内で、下記式（ＩＩ）
ＲｆＩ　　　　　（ＩＩ）　　　　　　　　　　　　　
（式中、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基を表す。）
で示されるフルオロアルキルアイオダイドと、テトラフルオロエチレンとを反応させて第１反応混合物を得る工程１と、
（２）前記第１反応器から抜き出した前記第１反応混合物を、
　式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－２）以下である又はその混合物、前記式（ＩＩ）で示されるフルオロアルキルアイオダイド、及びテトラフルオロエチレンを含む第１フラクション、
　式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－１）であるフルオロアルキルアイオダイドを含む第２フラクション、並びに、
　式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第３フラクション
に分離する工程２と、
（３）前記第２フラクションを、金属触媒が存在する第２反応器に移し、該第２反応器内でテトラフルオロエチレンと反応させる工程３とを含む製造方法により、フルオロアルキルアイオダイドの混合物を製造することで、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　即ち、本発明は、下記のフルオロアルキルアイオダイドの混合物をテロメル化反応により製造する製造方法に関する。
１．金属触媒が存在する反応器内で、下記式（Ｉ）
Ｒｆ（ＣＦ２ＣＦ２）ｎＩ　　　　　（Ｉ）
（式中、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基を表し、ｎは、重合度を示す整数である。）
で示され、前記重合度ｎがｍ（ｍは、２以上の整数を表す。）以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物をテロメル化反応により製造する製造方法であって、
（１）金属触媒が存在する第１反応器内で、下記式（ＩＩ）
ＲｆＩ　　　　　（ＩＩ）　　　　　　　　　　　　　
（式中、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基を表す。）
で示されるフルオロアルキルアイオダイドと、テトラフルオロエチレンとを反応させることにより、前記式（Ｉ）で示され、重合度ｎが１以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第１反応混合物を得る工程１と、
（２）前記第１反応器から抜き出した前記第１反応混合物を、
　式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイド又はその混合物、前記式（ＩＩ）で示されるフルオロアルキルアイオダイド、及びテトラフルオロエチレンを含む第１フラクション、
　式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－１）であるフルオロアルキルアイオダイドを含む第２フラクション、並びに、
　式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第３フラクション
に分離する工程２と、
（３）前記第２フラクションを、金属触媒が存在する第２反応器に移し、該第２反応器内でテトラフルオロエチレンと反応させることにより、式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第２反応混合物を得る工程３とを含む、
ことを特徴とする製造方法。
２．前記式（Ｉ）中のＲｆがＣ２Ｆ５であり、ｎが２以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を製造する、上記項１に記載の製造方法。
３．前記工程１が、更に、前記工程２で分離した第１フラクションを、前記第１反応器に戻すことにより、前記式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－２）以下である１種又は複数種のフルオロアルキルアイオダイドと、テトラフルオロエチレンとを供給し、当該１種又は複数種のフルオロアルキルアイオダイドとテトラフルオロエチレンとを反応させることを含む、上記項１又は２に記載の製造方法。
４．前記工程３で得られた前記第２反応混合物を、
　式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－１）以下であるフルオロアルキルアイオダイド又はその混合物、及びテトラフルオロエチレンを含む第４フラクション、
　式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍであるフルオロアルキルアイオダイドを含む第５フラクション、及び、
　式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ＋１）以上であるの混合物を含む第６フラクション　に分離する工程４を更に含む、上記項１～３のいずれかに記載の製造方法。　
５．前記工程２で分離した第３フラクションを、前記第２反応混合物と共に前記工程４に供することにより、前記式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を、前記工程４に供給する、上記項４に記載の製造方法。
６．前記第２フラクションに、前記工程３及び前記工程４を行うことにより、次段階のフラクションである、前記第５フラクションを得るサイクルを１サイクルとして、当該サイクルにおいて得られた次段階のフラクションに、更に、前記工程３及び前記工程４と同一の工程を行うことにより、当該サイクルを、ｐ回（ｐは、１以上の整数を表す。）繰り返して行う、上記項４に記載の製造方法。
７．前記金属触媒は、銅、亜鉛、マグネシウム、バナジウム、レニウム、ロジウム、ルテニウム、白金、銀、及びこれらの金属に遷移金属を少量添加した物質からなる群より選択される少なくとも１種である、上記項１～６のいずれかに記載の製造方法。
　以下、本発明の製造方法について詳細に説明する。
　本発明の製造方法は、金属触媒が存在する反応器内で、下記式（Ｉ）
Ｒｆ（ＣＦ２ＣＦ２）ｎＩ　　　　　（Ｉ）
（式中、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基を表し、ｎは、重合度を示す整数を表す。）
で示され、前記ｎがｍ（ｍは、２以上の整数を表す。）以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物をテロメル化反応により製造する製造方法であって、
（１）第１反応器において、下記式（ＩＩ）
ＲｆＩ　　　　　（ＩＩ）　　　　　　　　　　　　　
（式中、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基を表す。）
で示されるフルオロアルキルアイオダイドと、テトラフルオロエチレンとを反応させることにより、前記式（Ｉ）で示され、ｎが１以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第１反応混合物を得る工程１と、
（２）前記第１反応器から抜き出した前記第１反応混合物を、
　式（Ｉ）で示され、ｎが（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイド又はその混合物、前記式（ＩＩ）で示されるフルオロアルキルアイオダイド、及びテトラフルオロエチレンを含む第１フラクション、
　式（Ｉ）で示され、ｎが（ｍ－１）であるフルオロアルキルアイオダイドを含む第２フラクション、並びに、
　式（Ｉ）で示され、ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第３フラクション
に分離する工程２と、
（３）第２反応器において、前記第２フラクションと、テトラフルオロエチレンとを反応させることにより、式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第２反応混合物を得る工程３とを含むことを特徴とする。
　上記特徴を有する本発明の製造方法は、テロメル化反応において金属触媒が用いられているので、Ｒｆ－（ＣＦ２ＣＦ２）ｎ－Ｈ（式中、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基のいずれか１つを示し、ｎは重合度を示す整数である。）で表される副生成物の生成が抑制されている。このため、本願のように反応器を複数用いる反応系において、副生成物を除去する工程を必要としないため、生産効率の低下が抑制されている。
　また、本発明の製造方法は、反応器を複数備えており、第１反応器で反応速度が遅い、１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）とテトラフルオロエチレンとの反応を行うことにより、第１反応器内の第１反応混合物中の、重合度ｎが高いフルオロアルキルアイオダイドの比率を低減することができる。また、第２反応器では、１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）とテトラフルオロエチレンとを反応させて、１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）を得る工程のように、反応速度が第１反応器内で行われる反応よりも早い、重合度ｎが１以上のフルオロアルキルアイオダイドを原料とするテロメル化反応を行うことができる。このため、反応速度が速い、重合度ｎが１以上のフルオロアルキルアイオダイドを原料とするテロメル化反応を、反応速度が遅い第１反応器内の反応から独立して行うことができるので、反応時間を適宜調整することができるようになり、１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）等の目的とするフルオロアルキルアイオダイドの選択率を高めることが可能となる。
　本発明は、１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）をテロゲンとし、テトラフルオロエチレン（本明細書において「ＴＦＥ」と略する場合がある）をタクソゲンとするテロメル化反応により得られるフルオロアルキルアイオダイドＣ２Ｆ５（ＣＦ２ＣＦ２）ｎＩ（ｎは重合度を示す整数である）の混合物であって、重合度ｎが２以上であるフルオロアルキルアイオダイド（具体的には、１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ；ｎ＝２）、１－ヨードパーフルオロオクタン（Ｃ８Ｆ１７Ｉ；ｎ＝３）、１－ヨードパーフルオロデカン（Ｃ１０Ｆ２１Ｉ；ｎ＝４）、１－ヨードパーフルオロドデカン（Ｃ１２Ｆ２５Ｉ；ｎ＝５）、１－ヨードパーフルオロテトラデカン（Ｃ１４Ｆ２９Ｉ；ｎ＝６）、・・・）の混合物を、好ましくは１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ；ｎ＝２）が最も多く含まれるように製造する方法を提供する。
　本発明の製造方法により製造されるフルオロアルキルアイオダイドは、上記式（Ｉ）で示される化合物である。式（Ｉ）において、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基のいずれか１つを示す。Ｒｆは、テロメル化反応の出発物質であるフルオロアルキルアイオダイドのフルオロアルキル基に相当する。
　フルオロアルキルアイオダイドの混合物とは、重合度ｎが異なる複数のフルオロアルキルアイオダイドを含む混合物を意味する。
　本発明の製造方法により製造すべき対象物は、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物である。この混合物は、重合度ｎがそれぞれｍ、ｍ＋１、ｍ＋２、・・・であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物である。もっとも、この混合物は、反応混合物の分離条件等によって、ｎがｍより小さいフルオロアルキルアイオダイド、および未反応のフルオロアルキルアイオダイド等を不可避的に含むことがある。これらの不可避的に含まれる化合物を含む混合物もまた、本発明の製造方法により製造すべき対象物に含まれることに留意されたい。
　また、式（Ｉ）において、ｍが２の場合、上記式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイド又はその混合物の重合度ｎは０となるが、これは、式（Ｉ）で表される化合物が、ＲｆＩで示されるフルオロアルキルアイオダイドであることを意味する。
　本発明の製造方法において、ｍは２以上の整数から選択される１の整数であり、フルオロアルキルアイオダイドの用途等に応じて所望のように選択される。ｎがｍ以上のフルオロアルキルアイオダイドの混合物において、重合度が最大であるフルオロアルキルアイオダイドの重合度ｎ ｍａｘは、テロメル化反応の条件によって異なる。一般にｎ ｍａｘは２０程度である。本発明の製造方法により得られる混合物は、好ましくは、重合度ｎがｍであるフルオロアルキルアイオダイドを最も多く含む。
　本発明のフルオロアルキルアイオダイドの混合物の製造方法は、２つの反応器を使用し、第１反応器において、式ＲｆＩ（式中、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基のいずれか１つを示す）で示されるフルオロアルキルアイオダイドとＴＦＥとを反応させてフルオロアルキルアイオダイドの混合物を得、この混合物から重合度ｎが（ｍ－１）であるフルオロアルキルアイオダイドを分離して、これを第２反応器においてＴＦＥと反応させることを特徴とする。第２反応器を用いることにより、重合度がｍであるフルオロアルキルアイオダイドが、生成物（即ち、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物）中に占める割合を大きくすることが可能となる。
　本発明の製造方法において、第１および第２反応器はともに特定の形状等を有するものに限定されず、テロメル化反応のために常套的に採用されている反応器（例えばオートクレーブ）を任意に使用できる。また、本発明の製造方法は、簡易な操作により実施できる。
　金属触媒
　金属触媒は、例えば、反応を開始する前に、所定の品質及び量のものが反応装置内に導入される。上記金属触媒の導入量は、第１反応器、及び第２反応器において、フルオロアルキルアイオダイド（ＲｆＩ）１モルに対して、０．００１～１モルであることが好ましい。
　上記金属触媒が銅粉である場合、触媒粒子は、０．１μｍ～１ｍｍ、好ましくは２０μｍ～０．３ｍｍの粒子径を有し、２０μｍ～２００μｍ、好ましくは４５μｍ～１００μｍの平均粒子径を有するものが用いられる。また、その粒子形態は、特に限定されず、銅塊を切削や粉砕などのように物理的に加工して得られる粒子の形態、及び銅イオンを含む電解質から電気的及び／又は化学的に析出させて得られる粒子の形態などの種々のものであってよい。このような銅粉としては、例えば、キシダ化学（株）から試薬として市販されている１級銅粉３２５ｍｅｓｈという銅粉を使用することができる。
　また、上記金属触媒としては、本発明において実施しようとするテロメル化反応に実質的に触媒作用を示すその他の金属物質を用いることもできる。そのような物質には、例えば、亜鉛、マグネシウム、バナジウム、レニウム、ロジウム、ルテニウム、白金、銀、又はこれらの金属に遷移金属を少量添加した物質、例えばそのような組成を有する合金等がある。また、上記のような銅粉と混合しても本発明のテロメル化反応に悪影響を示さない場合には、銅粉とこれらの物質との混合物を触媒として用いることもできる。このように、銅粉以外の物質を触媒として用いる場合、及び銅粉以外の物質と銅粉との混合物を触媒として用いる場合にも、銅粉について上述したような粒子径及び平均粒子径を有することが必要である。
　工程１
　工程１は、金属触媒が存在する第１反応器でテロメル化反応を実施する工程である。テロメル化反応は、式（ＩＩ）
ＲｆＩ　　　　　（ＩＩ）
で示されるフルオロアルキルアイオダイドと、ＴＦＥとを反応させることにより実施する。式（ＩＩ）において、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基のいずれか１つである。Ｒｆは、好ましくは、炭素数が１～８であるフルオロアルキル基のいずれか１つであり、より好ましくは、炭素数が１～５であるフルオロアルキル基のいずれか１つであり、特に好ましくは、炭素数が２であるフルオロアルキル基である。
　上記式（ＩＩ）で示されるフルオロアルキルアイオダイドの例としては、ヨードトリフルオロメタン（ＣＦ３Ｉ）、１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）、２－ヨードパーフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＦＩＣＦ３）、および１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）が挙げられる。これらのうち、１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）が、ＴＦＥのテロメル化反応に一般的に使用される。１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）は、本発明の製造方法においても好ましく使用される。
　工程１において、テロメル化反応は、フルオロアルキルアイオダイドの製造において常套的に採用されている条件下で実施してよい。具体的には、反応温度を、３０～１５０℃とし、反応圧力を０．０１～２ＭＰａとして、反応を進行させる。反応時間は、一般に、０．１～１０時間である。反応圧力は、圧入するＴＦＥによって生じる圧力である。上記に示した具体的な圧力は、ゲージ圧である。以下の説明を含む本明細書において、圧力は特に断りのない限りゲージ圧で表される。
　第１反応器において、上記式（ＩＩ）で示されるフルオロアルキルアイオダイド（ＲｆＩ）とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）のモル比は、２０：８０～９９：１にすることが好ましい。ＲｆＩ／ＴＦＥが大きいほど（即ち、ＴＦＥのモル比が小さいほど）、生成するフルオロアルキルアイオダイドの混合物において、一般に、ｎ ｍａｘはより小さくなり、また、混合物の平均重合度ｎ ａｖｅが小さくなる。したがって、最終的に得ようとするフルオロアルキルアイオダイドの混合物において、ｎ ｍａｘをより小さくするとともに、ｎ ａｖｅを小さくしたい場合には、ＲｆＩ／ＴＦＥをより大きくすることが好ましい。例えば、ＲｆＩとして１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）を使用し、重合度ｎが２以上のフルオロアルキルアイオダイドの混合物を製造する場合には、ＲｆＩ：ＴＦＥ（モル比）を９９：１～９７：３として本発明の製造方法を実施すれば、ｎ ａｖｅが２により近い（例えば、２．０３～２．３０程度の）混合物を生成物として得ることができる。
　第１反応器において、ＴＦＥは反応器の気相部に仕込むことができ、また、液相のＲｆＩに気泡を生じるように仕込んでもよい。
　ｎが（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイドは、例えば、第１反応混合物を後述の工程２において分離することにより得られたものであってよい。即ち、ｎが（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイドを１種または複数種供給することは、第１反応混合物の一部を戻すことによって実施してよい。この場合、後述の工程２で分離した第１フラクションを、第１反応器に戻すことにより、上記式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－２）以下である１種又は複数種のフルオロアルキルアイオダイドと、テトラフルオロエチレンとを供給し、当該１種又は複数種のフルオロアルキルアイオダイドとテトラフルオロエチレンとを反応させることとなる。
　第１反応器に供給するｎが（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイドは、ＲｆＩとＴＦＥのテロメル化反応によって得たものである必要は必ずしもない。式（Ｉ）で示され、ｎが（ｍ－２）以下である構造を有する化合物であれば、テロメル化反応以外の方法によって得たものを第１反応器に供給してよい。そのような化合物は、厳密にはフルオロアルキルアイオダイドと呼べるものでない場合があるが、ここではそのような化合物も便宜上フルオロアルキルアイオダイドと呼ぶ。
　工程２
　次に工程２について説明する。工程２は、工程１で得られた、重合度ｎが１以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第１反応混合物を、上記の成分をそれぞれ含む３つのフラクションに分離する工程である。もっとも、各フラクションは、本発明によるフルオロアルキルアイオダイドの混合物の製造に悪影響を及ぼさない限りにおいて、上記の成分に加えて他の成分（例えば、他のフラクションに含まれるべきフルオロアルキルアイオダイド）を含んでよい。そのような他の成分は、分離に用いる装置の性能および操作条件によっては、不可避的に含まれることがある。以下、各フラクションについて説明する。
　第１フラクションは、式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－２）以下である低重合度のフルオロアルキルアイオダイド又はその混合物、式ＲｆＩで示される未反応のフルオロアルキルアイオダイド、及びテトラフルオロエチレンを含む。第１フラクションは、未反応のＴＦＥを気相および／または液相の形態で含む。第１フラクションは、第１反応器に戻すことが製造効率の点から好ましい。
　上記において、「重合度ｎが（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイド又はその混合物」とは、ｍの値によって、（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイドが１種類または複数種となる場合があることを意味する。例えば、ｍが３である場合には、ｎが（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイドはｎ＝１のフルオロアルキルアイオダイド、及び、ｎ＝０のフルオロアルキルアイオダイド（式（ＩＩ）で示されるテロゲンであるＲｆＩ）の、２種類の混合物となる。また、例えば、ｍが２である場合には、ｎが（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイドはｎ＝０のフルオロアルキルアイオダイド（式（ＩＩ）で示されるテロゲンであるＲｆＩ）のみ（即ち、１種類）であって混合物とはならない。
　第１フラクションは、重合度ｎが（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイド、ＲｆＩ、およびＴＦＥに加えて、他の成分、例えば重合度ｎが（ｍ－２）よりも大きいフルオロアルキルアイオダイドを含んでよい。そのような他の成分は、上述のように分離装置の性能等に応じて、不可避的に第１フラクションに含まれることがある。第１フラクションに含まれる他の成分の量は、できるだけ少量（例えば０．１ｍｏｌ％以下）であることが好ましい。
　第２フラクションは、式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－１）であるフルオロアルキルアイオダイドを含む。第２フラクションは、後述する工程３において、テロメル化反応に付される。第２フラクションは、重合度ｎが（ｍ－１）であるフルオロアルキルアイオダイドに加えて、他の成分、例えば重合度ｎが（ｍ－１）よりも小さい又は大きいフルオロアルキルアイオダイドを含んでよい。そのような他の成分は、上述のように分離装置の性能等に応じて、不可避的に第２フラクションに含まれることがある。第２フラクションに含まれる他の成分の量は、できるだけ少量（例えば０．１ｍｏｌ％以下）であることが好ましい。
　第３フラクションは、式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む。第３フラクションは、目的とする生成物として取り出される。第３フラクションは、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドに加えて、他の成分、例えば重合度ｎが（ｍ－１）以下であるフルオロアルキルアイオダイドを含んでよい。そのような他の成分は、上述のように分離装置の性能等に応じて、不可避的に第３フラクションに含まれることがある。第３フラクションに含まれる他の成分の量は、できるだけ少量（例えば０．１ｍｏｌ％以下）であることが好ましい。
　工程２においては、各フラクションを１つの分離装置において、同時に分離してよい。
あるいは、工程２は２段階で実施してもよい。即ち、第１反応混合物を、第１フラクションと、第２フラクションおよび第３フラクションを含む中間フラクションとに分離し、中間フラクションを別の分離装置において、第２フラクションと第３フラクションとに分離することによって、工程２を実施してよい。
　工程２は、好ましくは蒸留塔を用いて実施される。蒸留塔は、段塔および充填塔のいずれであってもよい。工程２を１つの蒸留塔で連続蒸留により実施する場合、塔頂から第１フラクションを連続的に取り出し、塔底から第３フラクションを連続的に取り出し、蒸留塔の中間部分からサイドカットとして第２フラクションを連続的に取り出す。あるいは、工程２は、１つの蒸留塔を用いた回分蒸留であってよい。その場合、第１フラクションおよび第２フラクションをこの順に留出させて留出液として得る。第３フラクションは、釜残液として、あるいは第１および第２フラクションを留出させた後に留出させて留出液として得る。
　工程２を２つの蒸留塔を用いて２段階で実施する場合、第１の蒸留塔の塔頂から第１フラクションを取り出し、第１の蒸留塔の塔底から中間フラクションを取り出す。中間フラクションは第２の蒸留塔に送られて蒸留操作に付され、第２の蒸留塔の塔頂から第２フラクションが取り出され、第２の蒸留塔の塔底から第３フラクションが取り出される。第１および第２の蒸留塔で行う蒸留はそれぞれ、連続蒸留であってよく、あるいは回分蒸留であってよい。
　工程２は、蒸留以外の任意の方法で実施してよい。例えば、抽出または膜分離で工程２を実施してよい。
　工程３
　次に工程３について説明する。工程３は、工程２で得た第２フラクションに含まれる重合度ｎが（ｍ－１）であるフルオロアルキルアイオダイドと、ＴＦＥとを、第２反応器において反応させる工程である。工程３は、重合度ｎがｍよりも１つだけ小さい低重合度フルオロアルキルアイオダイドのテロメル化反応により、重合度がｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を得る工程である。工程３は、第２反応器にｎ＝（ｍ－１）のフルオロアルキルアイオダイドおよびＴＦＥを供給し、工程１と同様にして実施される。したがって、工程３の条件に関する詳細な説明は省略する。第２反応器において用いられる金属触媒の種類、モル比は、第１反応器に関連して説明した金属触媒の種類、モル比と同じである。また、第２反応器における、ＴＦＥに対するフルオロアルキルアイオダイドの好ましいモル比は、工程１に関連して説明した、ＴＦＥに対するＲｆＩの好ましいモル比と同じである。
　工程４
　次に、工程４について説明する。工程４は、工程３で得られた第２反応混合物を、式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－１）以下であるフルオロアルキルアイオダイド又はその混合物、及びテトラフルオロエチレンを含む第４フラクション、式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍであるフルオロアルキルアイオダイドを含む第５フラクション、及び、式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ＋１）以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第６フラクションに分離する工程である。
　上記第２反応混合物は、目的とする、ｎがｍであるフルオロアルキルアイオダイド以外に、未反応の、ｎが（ｍ－１）以下のフルオロアルキルアイオダイド又はその混合物、ｎが（ｍ＋１）以上であるフルオロアルキルアイオダイド、及びテトラフルオロエチレンを通常含む。したがって、第２反応混合物は、式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－１）以下であるフルオロアルキルアイオダイド又はその混合物、及びテトラフルオロエチレンを含む第４フラクションと、式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍであるフルオロアルキルアイオダイドを含む第５フラクションと、式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ＋１）以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第６フラクションとに分離することが好ましい。
　第４フラクションは、好ましくは第２反応器に戻される。また、第５フラクションは、製品として取り出される。
　工程４は、工程３で得られた第２反応混合物に対して、上記工程２と同様にして実施される。したがって、工程４の条件に関する詳細な説明は省略する。工程４における、各フラクションに含まれる他の成分の量、分離方法等は、工程２に関連して説明した各フラクションに含まれる他の成分の量、分離方法等と同じである。
　また、工程４では、上記工程２で分離した第３フラクションを、第２反応混合物と共に工程４に供することにより、上記式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を工程４に供給することが好ましい。これにより、工程２で分離した第３フラクションを再利用することができ、工程４において、式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍであるフルオロアルキルアイオダイドを含む第５フラクションを効率よく得ることができる。
　本発明の製造方法において、上述したように、上記第２フラクションに、上記工程３及び上記工程４を行うことにより、次段階のフラクションである、上記第５フラクションを得ることができる。本発明の製造方法においては、この一連のサイクルを１サイクルとして、当該サイクルにおいて得られた次段階のフラクションに、更に、上記工程３及び上記工程４と同一の工程を行うことにより、当該サイクルを、ｐ回（ｐは、１以上の整数を表す。）繰り返して行ってもよい。
　例えば、上記第２フラクションに、上記工程３及び上記工程４を行うことにより、次段階のフラクションである、上記第５フラクション（重合度ｎがｍであるフルオロアルキルアイオダイドを含むフラクション。）を得ることができる。このサイクルを１サイクルとして、当該サイクルを、上記次段階のフラクションである第５フラクションに対して、１回（ｐ＝１）繰り返すと、更に次段階のフラクションである、重合度ｎが（ｍ＋１）のフルオロアルキルアイオダイドを含む第８フラクションを得ることができる。
　上記更に次段階のフラクションである第８フラクションに対して、上記サイクルを繰り返すと（ｐ＝２）更に次段階のフラクションである、重合度ｎが（ｍ＋２）のフルオロアルキルアイオダイドを含む第１１フラクションを得ることができる。
　以上において説明した各工程を実施することにより、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を、好ましくはｎ＝ｍであるフルオロアルキルアイオダイドの割合が多くなるように製造することができる。このフルオロアルキルアイオダイドの混合物は、種々の化学製品の原料として有用であり、特に含フッ素アクリル酸エステルを製造するのに適している。
　本発明の製造方法は、テロメル化反応において金属触媒が用いられているので、Ｒｆ－（ＣＦ２ＣＦ２）ｎ－Ｈ（式中、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基のいずれか１つを示し、ｎは重合度を示す整数である。）で表される副生成物の生成が抑制されている。このため、本願のように反応器を複数用いる反応系において、副生成物を除去する工程を必要としないため、生産効率の低下を抑制することができる。
　また、本発明の製造方法は、反応器を複数備えるので、第１反応器で反応速度が遅い１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）とテトラフルオロエチレンとの反応を行うことにより、１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）を製造し、他の反応器で、１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）とテトラフルオロエチレンとを反応させて、１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）を得る工程のように、反応速度が第１反応器内で行われる反応よりも早い、重合度ｎが１以上のフルオロアルキルアイオダイドを原料とするテロメル化反応を行うことができる。このため、反応速度が速い、重合度ｎが１以上のフルオロアルキルアイオダイドを原料とするテロメル化反応を、反応速度が遅い第１反応器内の反応から独立して行うことができるので、反応時間を適宜調整することができるようになり、１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）等の目的とするフルオロアルキルアイオダイドの選択率を高めることが可能である。
　以下に実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。
　実施例１
　第１反応器として、撹拌機を有する容量２００ｍｌのステンレス製加圧反応器を用意した。これに、テロゲンとして１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）２００ｇおよび金属触媒として銅粉１０ｇを仕込み、１００℃に加熱した。反応器内の温度を１００℃に保ちながら、タクソゲンとしてテトラフルオロエチレンを供給し、反応混合物を撹拌しつつ反応器内の圧力が１．２ＭＰａ（ゲージ圧）となるまで加圧した。
　その後、上記の温度及び圧力条件を保ったまま、１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）を１３３ｇ／ｈｒの流量で供給し、且つ、テトラフルオロエチレンを５．５ｇ／ｈｒの流量で供給しながら、反応器内から反応混合物を１３８．５ｇ／ｈｒで排出して、テロメル化反応を行った。得られた反応混合物を冷却し、１２５５ｇの第１反応混合物を得た。
　この反応混合物を蒸留し、１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）１１２４ｇ（純度９９．９モル％）、１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）９０ｇ（純度９９．９モル％）、１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）３３ｇ（純度９９．９モル％）及び１－ヨードパーフルオロオクタン（Ｃ８Ｆ１７Ｉ）を含む留分１８ｇを得た。
　第２反応器として、撹拌機を有する容量２００ｍｌのステンレス製加圧反応器を用意した。これに、テロゲンとして上記で得られた１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）９０ｇを仕込み、更に、金属触媒として銅粉４．５ｇを仕込んだ。第２反応器内の液相温度が１００℃になるように加熱しながら、タクソゲンとしてテトラフルオロエチレンを供給し、反応混合物を撹拌しながら、反応器内の圧力が０．３５ＭＰａ（ゲージ圧）となるまで加圧した。反応によりテトラフルオロエチレンが消費されるので、圧力が一定となるようにテトラフルオロエチレンを適宜追加供給しながら、テロメル化反応を行った。テトラフルオロエチレンの供給量が、総量で３．３ｇとなった時点で供給を停止し、冷却することにより第２反応混合物を得た。
　この反応混合物を蒸留し、１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）８１ｇ（純度９９．９モル％）、１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）１０ｇ（純度９９．９モル％）及び１－ヨードパーフルオロオクタン（Ｃ８Ｆ１７Ｉ）を含む留分２．０ｇを得た。
　得られた第１反応混合物及び第２反応混合物をガスクロマトグラフにより組成分析した。分析結果より求めた第１反応混合物と第２反応混合物から得られた１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）と１－ヨードパーフルオロオクタン（Ｃ８Ｆ１７Ｉ）を含む留分の合計量及びガスクロマトグラフにより組成分析した結果から、重合度ｎ＝２である１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）のモル数と、重合度ｎが３以上のフルオロアルキルアイオダイドのモル数とを求め、重合度ｎ＝２である１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）のモル数に対する、ｎが３以上のフルオロアルキルアイオダイドのモル数の比率を％で算出した。結果を表１に示す。
　実施例２
　第１反応器として、撹拌機を有する容量２００ｍｌのステンレス製加圧反応器を用意した。これに、テロゲンとして１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）２００ｇおよび金属触媒として銅粉１０ｇを仕込み、１００℃に加熱した。反応器内の温度を１００℃に保ちながら、タクソゲンとしてテトラフルオロエチレンを供給し、反応混合物を撹拌しつつ反応器内の圧力が１．２ＭＰａ（ゲージ圧）となるまで加圧した。
　その後、上記の温度及び圧力条件を保ったまま、１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）を２００ｇ／ｈｒの流量で供給し、且つ、テトラフルオロエチレンを５．０ｇ／ｈｒの流量で供給しながら、反応器内から反応混合物を２０５．０ｇ／ｈｒで排出し、テロメル化反応を行った。得られた反応混合物を冷却し、２２５４ｇの第１反応混合物を得た。
　この反応混合物を蒸留し、１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）２０８５ｇ（純度９９．９モル％）、１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）１１６ｇ（純度９９．９モル％）、１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）３３ｇ（純度９９．９モル％）及び１－ヨードパーフルオロオクタン（Ｃ８Ｆ１７Ｉ）を含む留分１２ｇを得た。
　第２反応器として、撹拌機を有する容量２００ｍｌのステンレス製加圧反応器を用意した。これに、テロゲンとして上記で得られた１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）１１６ｇを仕込み、更に、金属触媒として銅粉５．８ｇを仕込んだ。第２反応器内の液相温度が１００℃になるように加熱しながら、タクソゲンとしてテトラフルオロエチレンを供給し、反応混合物を撹拌しながら、反応器内の圧力が０．３５ＭＰａ（ゲージ圧）となるまで加圧した。反応によりテトラフルオロエチレンが消費されるので、圧力が一定となるように、テトラフルオロエチレンを適宜追加供給しながら、テロメル化反応を行った。テトラフルオロエチレンの供給量が、総量で４．２ｇとなった時点で供給を停止し、冷却することにより第２反応混合物を得た。
　この反応混合物を蒸留し、１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）１００ｇ（純度９９．９モル％）、１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）１３ｇ（純度９９．９モル％）及び１－ヨードパーフルオロオクタン（Ｃ８Ｆ１７Ｉ）を含む留分２．５ｇを得た。
　得られた第１反応混合物及び第２反応混合物をガスクロマトグラフにより組成分析した。分析結果より求めた第１反応混合物と第２反応混合物から得られた１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）と１－ヨードパーフルオロオクタン（Ｃ８Ｆ１７Ｉ）を含む留分の合計量及びガスクロマトグラフにより組成分析した結果から、重合度ｎ＝２である１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）のモル数と、重合度ｎが３以上のフルオロアルキルアイオダイドのモル数とを求め、重合度ｎ＝２である１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）のモル数に対する、ｎが３以上のフルオロアルキルアイオダイドのモル数の比率を％で算出した。結果を表１に示す。
　比較例１
　撹拌機を有する容量２００ｍｌのステンレス製加圧反応器を用意した。これに、テロゲンとして１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）２００ｇおよび金属触媒として銅粉１０ｇを仕込み、１２０℃に加熱した。反応器内の温度を１００℃に保ちながら、タクソゲンとしてテトラフルオロエチレンを連続供給し、反応混合物を撹拌しつつ反応器内の圧力が１．２０ＭＰａ（ゲージ圧）となるまで加圧した。
　その後、上記の温度及び圧力条件を保ったままテトラフルオロエチレンを供給し、供給量が総量で１２．７ｇとなった時点で供給を停止して、冷却することにより反応混合物を得た。　
　得られた反応混合物をガスクロマトグラフにより組成分析した。分析結果より求めた反応混合物中の、重合度ｎ＝２である１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）のモル数と、重合度ｎが３以上のフルオロアルキルアイオダイドのモル数とを求め、重合度ｎ＝２である１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）のモル数に対する、重合度ｎが３以上のフルオロアルキルアイオダイドのモル数の比率（％）を、下記式に従って、重合度ｎが３以上のフルオロアルキルアイオダイドの比率（％）として算出した。結果を表１に示す。
［重合度ｎが３以上のフルオロアルキルアイオダイドの比率（％）］＝［（重合度ｎが３以上のフルオロアルキルアイオダイドのモル数）／（重合度ｎが２のフルオロアルキルアイオダイドのモル数）］×１００
　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
結果
　実施例１及び２の製造方法により重合度ｎが２のフルオロアルキルアイオダイドを製造した場合、反応器を複数用いているので、第１反応器で反応速度が遅い１－ヨードパーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ５Ｉ）とテトラフルオロエチレンとを反応させて１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）を製造し、第２反応器で１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）とテトラフルオロエチレンとを反応させて、１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）を製造することができるので、反応速度が速い第２反応器での反応を、反応速度が遅い第１反応器での反応から独立して行うことができ、目的とする１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）の選択率を高めることが可能であった。
　一方、比較例１の製造方法により重合度ｎが２のフルオロアルキルアイオダイドを製造した場合、１槽の反応器内で１－ヨードパーフルオロブタン（Ｃ４Ｆ９Ｉ）の製造と、１－ヨードパーフルオロヘキサン（Ｃ６Ｆ１３Ｉ）の製造とを同時に行うこととなり、滞留時間が長くなってしまい、逐次反応が進行して、重合度ｎが３以上のフルオロアルキルアイオダイドの比率が高くなってしまった。

Claims (7)

  1. 　金属触媒が存在する反応器内で、下記式（Ｉ）
    Ｒｆ（ＣＦ２ＣＦ２）ｎＩ　　　　　（Ｉ）
    （式中、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基を表し、ｎは、重合度を示す整数である。）
    で示され、前記重合度ｎがｍ（ｍは、２以上の整数を表す。）以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物をテロメル化反応により製造する製造方法であって、
    （１）金属触媒が存在する第１反応器内で、下記式（ＩＩ）
    ＲｆＩ　　　　　（ＩＩ）　　　　　　　　　　　　　
    （式中、Ｒｆは、炭素数が１～１０であるフルオロアルキル基を表す。）
    で示されるフルオロアルキルアイオダイドと、テトラフルオロエチレンとを反応させることにより、前記式（Ｉ）で示され、重合度ｎが１以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第１反応混合物を得る工程１と、
    （２）前記第１反応器から抜き出した前記第１反応混合物を、
    　式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－２）以下であるフルオロアルキルアイオダイド又はその混合物、前記式（ＩＩ）で示されるフルオロアルキルアイオダイド、及びテトラフルオロエチレンを含む第１フラクション、
    　式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－１）であるフルオロアルキルアイオダイドを含む第２フラクション、並びに、
    　式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第３フラクション
    に分離する工程２と、
    （３）前記第２フラクションを、金属触媒が存在する第２反応器に移し、該第２反応器内でテトラフルオロエチレンと反応させることにより、式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第２反応混合物を得る工程３とを含む、
    ことを特徴とする製造方法。
  2. 　前記式（Ｉ）中のＲｆがＣ２Ｆ５であり、ｎが２以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を製造する、請求項１に記載の製造方法。
  3. 　前記工程１が、更に、前記工程２で分離した第１フラクションを、前記第１反応器に戻すことにより、前記式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－２）以下である１種又は複数種のフルオロアルキルアイオダイドと、テトラフルオロエチレンとを供給し、当該１種又は複数種のフルオロアルキルアイオダイドとテトラフルオロエチレンとを反応させることを含む、請求項１又は２に記載の製造方法。
  4. 　前記工程３で得られた前記第２反応混合物を、
    　式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ－１）以下であるフルオロアルキルアイオダイド又はその混合物、及びテトラフルオロエチレンを含む第４フラクション、
    　式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍであるフルオロアルキルアイオダイドを含む第５フラクション、及び、
    　式（Ｉ）で示され、重合度ｎが（ｍ＋１）以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を含む第６フラクション
    　に分離する工程４を更に含む、請求項１～３のいずれかに記載の製造方法。　
  5. 　前記工程２で分離した第３フラクションを、前記第２反応混合物と共に前記工程４に供することにより、前記式（Ｉ）で示され、重合度ｎがｍ以上であるフルオロアルキルアイオダイドの混合物を、前記工程４に供給する、請求項４に記載の製造方法。
  6. 　前記第２フラクションに、前記工程３及び前記工程４を行うことにより、次段階のフラクションである、前記第５フラクションを得るサイクルを１サイクルとして、当該サイクルにおいて得られた次段階のフラクションに、更に、前記工程３及び前記工程４と同一の工程を行うことにより、当該サイクルを、ｐ回（ｐは、１以上の整数を表す。）繰り返して行う、請求項４に記載の製造方法。
  7. 　前記金属触媒は、銅、亜鉛、マグネシウム、バナジウム、レニウム、ロジウム、ルテニウム、白金、銀、及びこれらの金属に遷移金属を少量添加した物質からなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１～６のいずれかに記載の製造方法。
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