WO2020071504A1 - ポリテトラフルオロエチレンの製造方法 - Google Patents

ポリテトラフルオロエチレンの製造方法

Info

Publication number
WO2020071504A1
WO2020071504A1 PCT/JP2019/039188 JP2019039188W WO2020071504A1 WO 2020071504 A1 WO2020071504 A1 WO 2020071504A1 JP 2019039188 W JP2019039188 W JP 2019039188W WO 2020071504 A1 WO2020071504 A1 WO 2020071504A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
carbon atoms
preferable
compound
examples
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/039188
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
丈人 加藤
陽平 藤本
市川 賢治
洋之 佐藤
義典 難波
裕俊 吉田
剣吾 伊藤
千亜紀 奥井
助川 勝通
拓 山中
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダイキン工業株式会社 filed Critical ダイキン工業株式会社
Priority to JP2020551085A priority Critical patent/JP7029099B2/ja
Priority to EP19869374.9A priority patent/EP3862368A4/en
Priority to US17/280,940 priority patent/US11952441B2/en
Priority to CN201980062744.7A priority patent/CN112739728B/zh
Publication of WO2020071504A1 publication Critical patent/WO2020071504A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F114/00Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F114/18Monomers containing fluorine
    • C08F114/26Tetrafluoroethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/38Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F14/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F14/18Monomers containing fluorine
    • C08F14/26Tetrafluoroethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
    • C08F2/22Emulsion polymerisation
    • C08F2/24Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
    • C08F2/26Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents anionic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/18Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for producing polytetrafluoroethylene.
  • Patent Document 1 discloses a method for polymerizing a fluoromonomer in a polymerization reactor to form a dispersion of fluoropolymer particles in an aqueous medium, wherein the method includes an initial period, and a method for forming a dispersion of the initial period.
  • a subsequent stabilization period wherein said initial period comprises: preparing an initial dispersion of fluoropolymer particles in said aqueous medium in said polymerization reactor, wherein said stabilization period comprises: fluoromonomer in said polymerization reactor And the step of adding a hydrocarbon-containing surfactant to the polymerization reactor, wherein no fluorine-based surfactant is added during the stabilization period.
  • Patent Document 3 discloses a method for polymerizing a fluoromonomer in a polymerization reactor to form a dispersion of fluoropolymer particles in an aqueous medium, wherein the polymerization reactor includes: an aqueous medium, a polymerization initiator , A fluoromonomer, and a hydrocarbon-containing surfactant, and a method for inactivating the hydrocarbon-containing surfactant.
  • polytetrafluoroethylene can be produced by polymerization using a hydrocarbon-based anionic surfactant, and further, despite the polymerization using a hydrocarbon-based anionic surfactant, the average primary
  • An object of the present invention is to provide a production method capable of producing polytetrafluoroethylene having a small particle diameter.
  • the present disclosure includes a polymerization step of obtaining polytetrafluoroethylene by polymerizing tetrafluoroethylene in an aqueous medium in the presence of a nucleating agent and a hydrocarbon-based anionic surfactant to form nucleation at the start of polymerization.
  • the present invention relates to a method for producing polytetrafluoroethylene, wherein the total amount of the agent and the hydrocarbon-based anionic surfactant is more than 50 ppm based on the aqueous medium.
  • the nucleating agent is preferably at least one selected from the group consisting of a fluoropolyether, a nonionic surfactant, and a chain transfer agent.
  • the production method of the present disclosure further includes a step of adding a nucleating agent to the aqueous medium before the start of the polymerization or when the concentration of polytetrafluoroethylene formed in the aqueous medium is 5.0% by mass or less. It is preferable to include Before the start of the polymerization or when the concentration of polytetrafluoroethylene formed in the aqueous medium is 5.0% by mass or less, the amount of the nucleating agent to be added is 0.1 to the obtained polytetrafluoroethylene. It is preferably at least 001% by mass.
  • the number of polytetrafluoroethylene particles is preferably 0.6 ⁇ 10 13 particles / mL or more.
  • the polymerization step preferably includes a step of continuously adding a hydrocarbon-based anionic surfactant.
  • a hydrocarbon-based anionic surfactant when the concentration of polytetrafluoroethylene formed in the aqueous medium is less than 0.6% by mass, the hydrocarbon-based anionic surfactant is added. It is preferred to start adding the surfactant into the aqueous medium.
  • the polymerization temperature is preferably from 10 to 150 ° C.
  • the fluoropolyether preferably has a repeating unit represented by the formulas (1a) to (1d).
  • (—CFCF 3 —CF 2 —O—) n (1a) (—CF 2 —CF 2 —CF 2 —O—) n (1b) (—CF 2 —CF 2 —O—) n — (— CF 2 —O—) m
  • (1c) (—CF 2 —CFCF 3 —O—) n — (— CF 2 —O—) m (1d)
  • m and n are integers of 1 or more.
  • the nonionic surfactant has the following general formula (i): R 3 -OA 1 -H (i) (Wherein R 3 is a linear or branched primary or secondary alkyl group having 8 to 18 carbon atoms, and A 1 is a polyoxyalkylene chain), And the following general formula (ii): R 4 -C 6 H 4 -OA 2 -H (ii) (Wherein, R 4 is a linear or branched primary or secondary alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and A 2 is a polyoxyalkylene chain).
  • the chain transfer agent is preferably at least one selected from the group consisting of methane, ethane, propane, isobutane, methanol, ethanol, and isopropanol.
  • the polytetrafluoroethylene preferably has an average primary particle diameter of 500 nm or less.
  • the mass ratio between the hydrocarbon-based anionic surfactant and the nucleating agent at the start of the polymerization is 10: 1 to 100 ⁇ 10 4 : 1.
  • polytetrafluoroethylene can be produced by polymerization using a hydrocarbon-based anionic surfactant, and even though the polymerization is performed using a hydrocarbon-based anionic surfactant, A method for producing polytetrafluoroethylene having a small average primary particle diameter can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a change with time of the stirring torque of the aqueous PTFE dispersion before and after coagulation.
  • the “organic group” means a group containing one or more carbon atoms or a group formed by removing one hydrogen atom from an organic compound.
  • Examples of the "organic group” include: An alkyl group optionally having one or more substituents, An alkenyl group optionally having one or more substituents, An alkynyl group optionally having one or more substituents, A cycloalkyl group optionally having one or more substituents, A cycloalkenyl group optionally having one or more substituents, A cycloalkadienyl group optionally having one or more substituents, An aryl group optionally having one or more substituents, An aralkyl group optionally having one or more substituents, A non-aromatic heterocyclic group optionally having one or more substituents, A heteroaryl group optionally having one or more substituents, Cyano group, Formyl group, RaO-, RaCO-, RaSO 2- , RaCOO
  • an alkyl group which may have one or more substituents is preferable.
  • substituted means a substitutable group. Examples of the "substituent” include an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, an acyl group, an acyloxy group, an acylamino group, an aliphatic oxy group, an aromatic oxy group, a heterocyclic oxy group, and an aliphatic oxycarbonyl group.
  • the aliphatic group may be saturated or unsaturated, and may have a hydroxy group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, or an aliphatic amino group.
  • the aliphatic group include an alkyl group having 1 to 8, preferably 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a vinyl group, a cyclohexyl group, and a carbamoylmethyl group.
  • aromatic group examples include a nitro group, a halogen atom, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic amino group, an acylamino group, and a carbamoylamino group. It may be.
  • aromatic group examples include aryl groups having 6 to 12 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms, such as phenyl, 4-nitrophenyl, 4-acetylaminophenyl, and 4-methanesulfonylphenyl. And the like.
  • the heterocyclic group has a halogen atom, a hydroxy group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, and the like. You may.
  • Examples of the heterocyclic group include a 5- to 6-membered heterocyclic ring having a total of 2 to 12, preferably 2 to 10, carbon atoms, such as a 2-tetrahydrofuryl group and a 2-pyrimidyl group.
  • the acyl group is an aliphatic carbonyl group, an arylcarbonyl group, a heterocyclic carbonyl group, a hydroxy group, a halogen atom, an aromatic group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, or an amino group.
  • the acyl group include acyl groups having 2 to 8 carbon atoms, preferably 2 to 4 carbon atoms, such as acetyl, propanoyl, benzoyl, and 3-pyridinecarbonyl.
  • the acylamino group may have an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group and the like, for example, has an acetylamino group, a benzoylamino group, a 2-pyridinecarbonylamino group, a propanoylamino group and the like. May be.
  • the acylamino group include acylamino groups having 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms, alkylcarbonylamino groups having 2 to 8 carbon atoms, such as acetylamino group, benzoylamino group and 2-pyridinecarbonylamino. Group, propanoylamino group and the like.
  • the aliphatic oxycarbonyl group may be saturated or unsaturated, and may be a hydroxy group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic group. It may have an amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group and the like.
  • Examples of the aliphatic oxycarbonyl group include an alkoxycarbonyl group having 2 to 8, preferably 2 to 4 carbon atoms, such as a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and a (t) -butoxycarbonyl group.
  • the carbamoyl group may have an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, and the like.
  • Examples of the carbamoyl group include an unsubstituted carbamoyl group, an alkylcarbamoyl group having a total of 2 to 9 carbon atoms, preferably an unsubstituted carbamoyl group, an alkylcarbamoyl group having a total of 2 to 5 carbon atoms, for example, N-methylcarbamoyl group, N, N-dimethylcarbamoyl group, N-phenylcarbamoyl group and the like can be mentioned.
  • the aliphatic sulfonyl group may be saturated or unsaturated, and may have a hydroxy group, an aromatic group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, or an amino group.
  • Examples of the aliphatic sulfonyl group include an alkylsulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, such as a methanesulfonyl group.
  • the aromatic sulfonyl group includes a hydroxy group, an aliphatic group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, and the like. It may be.
  • the aromatic sulfonyl group include an arylsulfonyl group having 6 to 10 carbon atoms, such as benzenesulfonyl.
  • the amino group may have an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, and the like.
  • the acylamino group may have, for example, an acetylamino group, a benzoylamino group, a 2-pyridinecarbonylamino group, a propanoylamino group, and the like.
  • the acylamino group is preferably an acylamino group having 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms, more preferably an alkylcarbonylamino group having 2 to 8 carbon atoms, for example, acetylamino group, benzoylamino. Group, 2-pyridinecarbonylamino group, propanoylamino group and the like.
  • the aliphatic sulfonamide group, aromatic sulfonamide group, and heterocyclic sulfonamide group may be, for example, a methanesulfonamide group, a benzenesulfonamide group, a 2-pyridinesulfonamide group, or the like.
  • a heterocyclic sulfamoyl group having 2 to 12 carbon atoms more preferably a sulfamoyl group, an alkylsulfamoyl group having 1 to 7 carbon atoms, a dialkylsulfamoyl group having 3 to 6 carbon atoms, and a total carbon atom.
  • the aliphatic oxy group may be saturated or unsaturated, and may have a methoxy group, an ethoxy group, an i-propyloxy group, a cyclohexyloxy group, a methoxyethoxy group, or the like.
  • Examples of the aliphatic oxy group include an alkoxy group having 1 to 8, preferably 1 to 6, carbon atoms, such as a methoxy group, an ethoxy group, an i-propyloxy group, a cyclohexyloxy group, and a methoxyethoxy group.
  • the aromatic amino group and the heterocyclic amino group are an aliphatic group, an aliphatic oxy group, a halogen atom, a carbamoyl group, a heterocyclic group condensed with the aryl group, an aliphatic oxycarbonyl group, and preferably a total number of carbon atoms.
  • the aliphatic thio group may be saturated or unsaturated, and may be an alkylthio group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, such as a methylthio group or an ethylthio group. Carbamoylmethylthio group, t-butylthio group and the like.
  • the carbamoylamino group may have an aliphatic group, an aryl group, a heterocyclic group, and the like.
  • the carbamoylamino group includes a carbamoylamino group, an alkylcarbamoylamino group having 2 to 9 total carbon atoms, a dialkylcarbamoylamino group having 3 to 10 total carbon atoms, an arylcarbamoylamino group having 7 to 13 total carbon atoms, Heterocyclic carbamoylamino group having 3 to 12 carbon atoms, preferably carbamoylamino group, alkylcarbamoylamino group having 2 to 7 carbon atoms, dialkylcarbamoylamino group having 3 to 6 carbon atoms, total carbon atom An arylcarbamoylamino group having 7 to 11 atoms, a heterocyclic carbamoylamino group having a total of 3 to 10 carbon atoms,
  • the method for producing polytetrafluoroethylene [PTFE] of the present disclosure obtains PTFE by polymerizing tetrafluoroethylene [TFE] in an aqueous medium in the presence of a nucleating agent and a hydrocarbon-based anionic surfactant. Including a polymerization step. Therefore, according to the production method of the present disclosure, polytetrafluoroethylene can be produced by polymerization using a hydrocarbon-based anionic surfactant. Further, polytetrafluoroethylene having a small average primary particle diameter can be produced.
  • the total amount of the nucleating agent and the hydrocarbon-based anionic surfactant at the start of polymerization is more than 50 ppm based on the aqueous medium.
  • the total amount of the nucleating agent and the hydrocarbon-based anionic surfactant is preferably 60 ppm or more, more preferably 70 ppm or more, still more preferably 80 ppm or more, more preferably 100 ppm or more, based on the aqueous medium. It is particularly preferable that the above is satisfied.
  • the upper limit of the total amount is not particularly limited, but is, for example, 10,000 ppm.
  • the mass ratio of the hydrocarbon-based anionic surfactant to the nucleating agent at the start of the polymerization is preferably 10: 1 to 100 ⁇ 10 4 : 1. Yes, more preferably 100: 1 to 15 ⁇ 10 4 : 1 and even more preferably 500: 1 to 1 ⁇ 10 4 : 1.
  • the polymerization can be said to have started when the gaseous fluoromonomer in the reactor has become polytetrafluoroethylene and a pressure drop in the reactor has occurred.
  • U.S. Pat. No. 3,391,099 (Punderson) includes two separate stages of the polymerization process, first the formation of polymer nuclei as nucleation sites, and then the polymerization of established particles. Dispersion polymerization of tetrafluoroethylene in an aqueous medium, comprising a growth step, is disclosed. The polymerization is usually started when both the monomer to be polymerized and the polymerization initiator are charged into the reactor.
  • an additive relating to the formation of a nucleation site is referred to as a nucleation agent.
  • the polymerization step is a step of performing polymerization of tetrafluoroethylene in an aqueous medium in the presence of a hydrocarbon-based anionic surfactant, and in the above-described step, a hydrocarbon-based anionic surfactant is continuously added. It is also preferable to include a step.
  • To continuously add the hydrocarbon-based anionic surfactant means, for example, to add the hydrocarbon-based anionic surfactant not all at once but over time, without interruption, or divided. In the step of continuously adding the hydrocarbon-based anionic surfactant, when the concentration of PTFE formed in the aqueous medium is less than 0.60% by mass, the hydrocarbon-based anionic surfactant is added to the aqueous medium.
  • the hydrocarbon-based anionic surfactant starts to be added when the concentration is 0.50% by mass or less, and further preferably starts when the concentration is 0.36% by mass or less, It is even more preferable that the addition be started when the content is 0.30% by mass or less, particularly preferable that the addition be started when the content is 0.20% by mass or less, and that the addition be performed when the content is 0.10% by mass or less. It is particularly preferable to start the addition, and it is most preferable to start the addition at the start of the polymerization.
  • the above concentration is a concentration based on the sum of the aqueous medium and PTFE.
  • an aqueous dispersion having a smaller average primary particle size and more excellent stability can be obtained.
  • an aqueous dispersion having a smaller amount of uncoagulated polymer can be obtained.
  • the aspect ratio of the primary particles can be further reduced.
  • the amount of the hydrocarbon-based anionic surfactant to be added is 0.01 to 10% by mass relative to 100% by mass of the aqueous medium. Is preferred. A more preferred lower limit is 0.05% by mass, a still more preferred lower limit is 0.1% by mass, a more preferred upper limit is 5% by mass, and a still more preferred upper limit is 1% by mass.
  • the amount of the hydrocarbon anionic surfactant is preferably large, and the amount of the aqueous medium is preferably 100% by mass. It is preferably 0.01 to 10% by mass. A more preferred lower limit is 0.1% by mass and a more preferred upper limit is 1% by mass.
  • the nucleating agent is preferably, for example, at least one selected from the group consisting of a fluoropolyether, a nonionic surfactant, and a chain transfer agent.
  • the fluoropolyether itself provides a polymerization site and can be a nucleation site.
  • perfluoropolyether is preferable.
  • the fluoropolyether preferably has a repeating unit represented by the formulas (1a) to (1d).
  • (—CFCF 3 —CF 2 —O—) n (1a) (—CF 2 —CF 2 —CF 2 —O—) n (1b) (—CF 2 —CF 2 —O—) n — (— CF 2 —O—) m
  • (1c) (—CF 2 —CFCF 3 —O—) n — (— CF 2 —O—) m (1d)
  • m and n are integers of 1 or more.
  • the fluoropolyether is preferably a fluoropolyether acid or a salt thereof, and the fluoropolyether acid is preferably a carboxylic acid, a sulfonic acid, a sulfonamide, or a phosphonic acid, and more preferably a carboxylic acid.
  • fluoropolyether acids or salts thereof salts of fluoropolyether acids are preferred, ammonium salts of fluoropolyether acids are more preferred, and ammonium salts of fluoropolyether carboxylic acids are even more preferred.
  • the above fluoropolyether acids or salts thereof can have any chain structure in which oxygen atoms in the main chain of the molecule are separated by a saturated fluorocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. More than one type of fluorocarbon group may be present in a molecule.
  • fluoropolyethers can have a carboxylic acid group or a salt thereof at one or both ends.
  • fluoropolyethers may have sulfonic or phosphonic acid groups or salts thereof at one or both ends.
  • fluoropolyethers having acid functionality at both ends may have a different group at each end.
  • the other end of the molecule is usually perfluorinated, but may contain hydrogen or chlorine atoms.
  • Fluoropolyethers having acid groups at one or both ends have at least two ether oxygens, preferably at least four ether oxygens, and even more preferably at least six ether oxygens.
  • at least one of the fluorocarbon groups separating the ether oxygens more preferably at least two of such fluorocarbon groups have 2 or 3 carbon atoms.
  • at least 50% of the fluorocarbon groups separating the ether oxygens have 2 or 3 carbon atoms.
  • the fluoropolyether has a total of at least 15 carbon atoms; for example, a preferred minimum value of n or n + m in the above repeating unit structure is at least 5.
  • fluoropolyethers having an acid group at one or both ends can be used in the method according to the present disclosure.
  • the fluoropolyether may contain multiple compounds in various proportions within the molecular weight range relative to the average molecular weight. .
  • the fluoropolyether preferably has a number average molecular weight of 800 g / mol or more. Since the fluoropolyether acid or its salt may be difficult to disperse in an aqueous medium, the number average molecular weight is preferably less than 6000 g / mol.
  • the fluoropolyether acid or salt thereof has a number average molecular weight of preferably 900 g / mol or more, and more preferably 1000 g / mol or more. Further, it is preferably at most 3,500 g / mol, more preferably at most 2,500 g / mol.
  • the nonionic surfactant usually has no hydrophobic group and has a hydrophobic portion that is a long-chain hydrocarbon.
  • the hydrophilic portion of the non-ionic surfactant contains water-soluble functional groups such as chains of ethylene ether derived from polymerization with ethylene oxide.
  • nonionic hydrocarbon-based surfactant examples include the following. Polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, sorbitan alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan alkyl ester, glycerol ester, and derivatives thereof.
  • polyoxyethylene alkyl ethers polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene behenyl ether and the like.
  • polyoxyethylene alkyl phenyl ether polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether and the like.
  • polyoxyethylene alkyl esters polyethylene glycol monolaurate, polyethylene glycol monooleate, polyethylene glycol monostearate and the like.
  • sorbitan alkyl esters polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate and the like.
  • polyoxyethylene sorbitan alkyl ester polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate and the like.
  • glycerol esters glycerol monomyristate, glycerol monostearate, glycerol monooleate and the like.
  • polyoxyethylene alkylamine polyoxyethylene alkylphenyl-formaldehyde condensate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, and the like.
  • the ethers and esters may have an HLB value of 10-18.
  • nonionic hydrocarbon surfactant examples include Triton (registered trademark) X series (X15, X45, X100, etc.), Tergitol (registered trademark) 15-S series, and Tergitol (registered trademark) TMN series manufactured by Dow Chemical Company. (TMN-6, TMN-10, TMN-100, etc.), Tergitol (registered trademark) L series, Pluronic (registered trademark) R series manufactured by BASF (31R1, 17R2, 10R5, 25R4 (m-22, n-23)) And Iconol (registered trademark) TDA series (TDA-6, TDA-9, TDA-10).
  • nonionic surfactant examples include the following general formula (i) R 3 -OA 1 -H (i) (In the formula, R 3 is a linear or branched primary or secondary alkyl group having 8 to 18 carbon atoms, and A 1 is a polyoxyalkylene chain.) No.
  • the carbon number of R 3 is preferably from 10 to 16, more preferably from 12 to 16. When the carbon number of R 3 is 18 or less, good dispersion stability of the aqueous dispersion can be easily obtained. Also difficult to handle for the flow temperature is higher number of carbon atoms in R 3 exceeds 18. When the carbon number of R 3 is less than 8, the surface tension of the aqueous dispersion increases, and the permeability and wettability tend to decrease.
  • the polyoxyalkylene chain may be composed of oxyethylene and oxypropylene. It is a polyoxyalkylene chain having an average number of repeating oxyethylene groups of 5 to 20 and an average number of repeating oxypropylene groups of 0 to 2, and is a hydrophilic group.
  • the number of oxyethylene units may include either the broad or narrow unimodal distribution normally provided, or the wider or bimodal distribution obtained by blending.
  • the oxyethylene group and the oxypropylene group in the polyoxyalkylene chain may be arranged in a block shape or in a random shape.
  • R 3 is (R ′) (R ′′) HC—, wherein R ′ and R ′′ are the same or different linear, branched, or cyclic alkyl groups. Yes, the total amount of carbon atoms is at least 5, preferably 7 to 17. Preferably, at least one of R ′ or R ′′ is a branched or cyclic hydrocarbon group.
  • nonionic surfactants include, for example, Genapol @ X080 (product name, manufactured by Clariant), Neugen TDS-80 (product name), Neugen TDS series (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku), T-Det @ A, for example, Leocoll TD series (manufactured by Lion), Leionol TD series (manufactured by Lion), and T-Det @ A138 (manufactured by Lion) Series (manufactured by Harcros @ Chemicals), and Tajitol (registered trademark) 15S series (manufactured by Dow).
  • Genapol @ X080 product name, manufactured by Clariant
  • Neugen TDS-80 product name
  • Neugen TDS series manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku
  • T-Det @ A for example, Leocoll TD series (manufactured by Lion), Leionol TD series (manufactured by Lion
  • the nonionic surfactants include ethoxylates of 2,6,8-trimethyl-4-nonanol having an average of about 4 to about 18 ethylene oxide units, 2,6 having an average of about 6 to about 12 ethylene oxide units. It is also preferred that it is an ethoxylate of 8,8-trimethyl-4-nonanol or a mixture thereof.
  • Nonionic surfactants of this type are also commercially available, for example, as TERGITOL @ TMN-6, TERGITOL @ TMN-10, and TERGITOL @ TMN-100X (both are trade names, manufactured by Dow Chemical Company).
  • the hydrophobic group of the nonionic surfactant may be any of an alkylphenol group, a linear alkyl group and a branched alkyl group.
  • the nonionic surfactant the following general formula (ii): R 4 -C 6 H 4 -OA 2 -H (ii) (In the formula, R 4 is a linear or branched primary or secondary alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and A 2 is a polyoxyalkylene chain.)
  • Oxyethylene alkyl phenyl ether-based non-ionic compounds are exemplified. Examples of the polyoxyethylene alkylphenyl ether-based nonionic compound include Triton X-100 (trade name, manufactured by Dow Chemical Company).
  • nonionic surfactant examples include a polyol compound. Specific examples include those described in International Publication No. WO 2011/014715.
  • Typical examples of the polyol compound include a compound having one or more sugar units as a polyol unit. Sugar units may be modified to contain at least one long chain. Suitable polyol compounds containing at least one long chain moiety include, for example, alkyl glycosides, modified alkyl glycosides, sugar esters, and combinations thereof.
  • Sugars include, but are not limited to, monosaccharides, oligosaccharides, and sorbitan. Monosaccharides include pentoses and hexoses.
  • Typical examples of monosaccharides include ribose, glucose, galactose, mannose, fructose, arabinose, and xylose.
  • Oligosaccharides include oligomers of 2 to 10 identical or different monosaccharides. Examples of oligosaccharides include, but are not limited to, saccharose, maltose, lactose, raffinose, and isomaltose.
  • sugars suitable for use as polyol compounds include five-membered rings of four carbon atoms and one heteroatom (typically oxygen or sulfur, but preferably an oxygen atom). Or a cyclic compound containing a 6-membered ring of 5 carbon atoms and one heteroatom as described above, preferably an oxygen atom. They further contain at least two or at least three hydroxy groups (-OH groups) attached to carbon ring atoms.
  • the sugar is a hydrogen atom of a hydroxy group (and / or a hydroxyalkyl group) attached to a carbon ring atom such that an ether or ester bond is created between the long chain residue and the sugar moiety. Are modified in that one or more of them has been replaced by a long chain residue.
  • the saccharide-based polyol may contain one saccharide unit or a plurality of saccharide units. One or more saccharide units may be modified with a long chain moiety as described above.
  • Specific examples of sugar-based polyol compounds include glycosides, sugar esters, sorbitan esters, and mixtures and combinations thereof.
  • aliphatic alcohols examples include hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol (lauryl alcohol), tetradecanol, hexadecanol (cetyl alcohol), heptadecanol, octadecanol (stearyl alcohol), Eicosanoic acid, and combinations thereof.
  • the above formula represents a particular example of an alkyl polyglucoside that represents glucose in the pyranose form, however, other sugars or sugars that are the same but different enantiomers or diastereomers may be used. Understood.
  • Alkyl glucosides are available, for example, by the acid-catalyzed reaction of glucose, starch, or n-butyl glucoside with an aliphatic alcohol, which typically results in a mixture of different alkyl glucosides (Alkypolyglycolide, Romppp). , Lexikon Chemie, Version 2.0, Stuttgart / New York, Georg Thieme Verlag, 1999).
  • aliphatic alcohols examples include hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol (lauryl alcohol), tetradecanol, hexadecanol (cetyl alcohol), heptadecanol, octadecanol (stearyl alcohol), Eicosanoic acid, and combinations thereof.
  • Alkyl glucosides are commercially available from Cognis GmbH, Dusseldorf, Germany under the trade name GLUCOPON or DISPONIL.
  • nonionic surfactants include bifunctional block copolymers supplied by BASF as Pluronic® R series, tridecyl alcohol alkoxylates supplied by BASF Corporation as Iconol® TDA series, hydrocarbons Is a siloxane surfactant, preferably a hydrocarbon-based surfactant, wherein the hydrocarbyl group is completely replaced by a hydrogen atom if it can be replaced by a halogen such as fluorine, whereby Siloxane surfactants can also be considered as hydrocarbon-based surfactants, ie, the monovalent substituent on the hydrocarbyl group is hydrogen.
  • the amount of the nonionic surfactant is preferably from 0.1 to 0.0000001% by mass, more preferably from 0.01 to 0.000001% by mass, based on the aqueous medium.
  • the chain transfer agent can be a nucleation site by initially chain transferring radicals to provide many low molecular weight fluoropolymers.
  • chain transfer agent examples include esters such as dimethyl malonate, diethyl malonate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and dimethyl succinate, as well as isopentane, methane, ethane, propane, isobutane, methanol, ethanol, and isopropanol. , Acetone, various mercaptans, various halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride, cyclohexane and the like.
  • bromine compound or iodine compound used include, for example, a compound represented by the following general formula: R a I x Br y (Wherein x and y are each an integer of 0 to 2 and satisfy 1 ⁇ x + y ⁇ 2, and Ra is a saturated or unsaturated fluorohydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms or chlorofluoro group. A hydrocarbon group or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, which may contain an oxygen atom).
  • iodine or bromine is introduced into the polymer and functions as a crosslinking point.
  • bromine compound or iodine compound examples include 1,3-diiodoperfluoropropane, 2-iodoperfluoropropane, 1,3-diiodo-2-chloroperfluoropropane, 1,4-diiodoperfluorobutane, 1,5-diiodo-2,4-dichloroperfluoropentane, 1,6-diiodoperfluorohexane, 1,8-diiodoperfluorooctane, 1,12-diiodoperfluorododecane, 1,16-diiodo perfluoro hexadecane, diiodomethane, 1,2-diiodoethane, 1,3-diiodo -n- propane, CF 2 Br 2, BrCF 2 CF 2 Br, CF 3 CFBrCF 2 Br, CFClBr 2, BrCF 2 CFClBr
  • At least one selected from the group consisting of alkanes and alcohols is preferred from the viewpoints of polymerization reactivity, crosslinking reactivity, and availability.
  • the carbon number of the alkane is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 5.
  • the alcohol preferably has 1 to 5 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • the chain transfer agent is particularly preferably at least one selected from the group consisting of methane, ethane, propane, isobutane, methanol, ethanol, and isopropanol.
  • the amount of the chain transfer agent is preferably 0.001 to 10000 ppm based on the aqueous medium.
  • the amount of the chain transfer agent is more preferably 0.01 ppm or more, more preferably 0.05 ppm or more, and particularly preferably 0.1 ppm or more based on the aqueous medium.
  • the content is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, particularly preferably 100 ppm or less, based on the aqueous medium.
  • the polymerization temperature and the polymerization pressure in the above polymerization step are appropriately determined depending on the type of the monomer used, the target molecular weight of PTFE, and the reaction rate.
  • the polymerization temperature is preferably from 10 to 150 ° C.
  • the polymerization temperature is more preferably 30 ° C. or higher, further preferably 50 ° C. or higher.
  • the temperature is preferably 120 ° C. or lower, and more preferably 100 ° C. or lower.
  • the polymerization pressure is preferably 0.05 to 10 MPaG.
  • the polymerization pressure is more preferably at least 0.3 MPaG, even more preferably at least 0.5 MPaG.
  • 5.0 MPaG or less is more preferable, and 3.0 MPaG or less is still more preferable.
  • the polymerization step further includes a step of adding a nucleating agent to the aqueous medium before the start of the polymerization or when the concentration of polytetrafluoroethylene formed in the aqueous medium is 5.0% by mass or less. Is preferred.
  • a nucleating agent By adding the nucleating agent in the early stage of the polymerization, an aqueous dispersion having a small average primary particle diameter and excellent stability can be obtained. That is, the nucleating agent may be added before the start of the polymerization, may be added at the same time as the polymerization is started, or after the polymerization is started, the nucleating agent is added during the period when the nuclei of the PTFE particles are formed.
  • the concentration of PTFE is 5.0% by mass or less.
  • the amount of the nucleating agent added is 0.001% by mass or more based on the obtained polytetrafluoroethylene. Is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and even more preferably 0.1% by mass or more.
  • the upper limit is not limited, but is, for example, 2000% by mass.
  • the number of PTFE particles is preferably 0.6 ⁇ 10 13 particles / mL or more.
  • the number of the PTFE particles is more preferably 0.7 ⁇ 10 13 particles / mL or more, further preferably 0.8 ⁇ 10 13 particles / mL or more, and 0.9 ⁇ 10 13 particles / mL. More preferably, it is more preferably 1.0 ⁇ 10 13 / mL or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but is, for example, 7.0 ⁇ 10 14 cells / mL.
  • PTFE particles of 0.6 ⁇ 10 13 particles / ml or more.
  • the number of PTFE particles to be generated is more preferably 0.7 ⁇ 10 13 particles / mL or more, further preferably 0.8 ⁇ 10 13 particles / mL or more, and 0.9 ⁇ 10 13 particles / mL. / ML or more, more preferably 1.0 ⁇ 10 13 / mL or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but is, for example, 7.0 ⁇ 10 14 cells / mL. Since the PTFE particles are concentrated in the first half of the polymerization and hardly generated in the second half of the polymerization, the number of PTFE particles in the polymerization step is almost the same as the number of particles generated in the first half of the polymerization. Therefore, the number of PTFE particles in the polymerization step can be predicted by measuring the number of primary particles in the finally obtained PTFE aqueous dispersion.
  • the PTFE may be a TFE homopolymer, or may be a modified PTFE containing a polymerized unit based on 99% by mass or more of TFE and a polymerized unit based on 1% by mass or less of a modified monomer.
  • the content of a polymerized unit based on a modified monomer is preferably in a range of 0.00001 to 1% by mass based on all polymerized units of the PTFE. .
  • a modification monomer unit As a minimum of content of a modification monomer unit, 0.0001 mass% is more preferred, 0.001 mass% is still more preferred, 0.005 mass% is still more preferred, and 0.009 mass% is especially preferred.
  • the upper limit of the content of the modified monomer unit is more preferably 0.5% by mass, further preferably 0.3% by mass, particularly preferably 0.1% by mass, and particularly preferably 0.05% by mass.
  • the above-mentioned modified monomer unit means a part of the molecular structure of PTFE which is derived from the modified monomer.
  • each monomer constituting PTFE can be calculated by appropriately combining NMR, FT-IR, elemental analysis, and X-ray fluorescence analysis according to the type of monomer. Further, the content of each monomer constituting PTFE can also be determined by calculation from the amount of the modified monomer used in the polymerization.
  • the modified monomer is not particularly limited as long as it can be copolymerized with TFE, and includes a fluoromonomer and a non-fluoromonomer.
  • one type of modified monomer may be used, or a plurality of types may be used.
  • R Q2 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a nitrile group.).
  • Non-fluoro monomers include, for example, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate butyl acrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, vinyl methacrylate, vinyl acetate, acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile Methacrylonitrile, ethyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether and the like.
  • the non-fluoro monomer butyl methacrylate, vinyl acetate, and acrylic acid are preferred.
  • fluoromonomer examples include perfluoroolefins such as hexafluoropropylene [HFP]; hydrogen-containing fluoroolefins such as trifluoroethylene and vinylidene fluoride [VDF]; perhaloolefins such as chlorotrifluoroethylene; perfluorovinyl ether; Perfluoroalkyl) ethylene and the like.
  • HFP hexafluoropropylene
  • VDF vinylidene fluoride
  • perhaloolefins such as chlorotrifluoroethylene
  • perfluorovinyl ether perfluoroalkyl
  • perfluorovinyl ether is not particularly limited.
  • Rf represents a perfluoro organic group.
  • the “perfluoroorganic group” means an organic group in which all hydrogen atoms bonded to carbon atoms are replaced by fluorine atoms.
  • the perfluoro organic group may have ether oxygen.
  • perfluorovinyl ether examples include perfluoro (alkyl vinyl ether) [PAVE] in which Rf is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms in the general formula (A).
  • the perfluoroalkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms.
  • Examples of the perfluoroalkyl group in the above PAVE include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoropentyl group, a perfluorohexyl group, and the like.
  • perfluorovinyl ether examples include those in which Rf is a perfluoro (alkoxyalkyl) group having 4 to 9 carbon atoms in the general formula (A), and Rf is the following formula:
  • Rf is a group represented by the following formula:
  • n an integer of 1 to 4.
  • the (perfluoroalkyl) ethylene is not particularly limited, and includes, for example, (perfluorobutyl) ethylene (PFBE), (perfluorohexyl) ethylene and the like.
  • a comonomer (3) having a monomer reactivity ratio of 0.1 to 8 is also preferably exemplified.
  • PTFE particles having a small particle diameter can be obtained, and an aqueous dispersion having high dispersion stability can be obtained.
  • the monomer reactivity ratio in the copolymerization with TFE is a rate constant when the growing radical reacts with TFE when the growing radical is less than the repeating unit based on TFE. It is the value divided by the rate constant when reacting. A lower value indicates that the comonomer is more reactive with TFE.
  • the monomer reactivity ratio can be calculated from the Feynman-Loss equation by determining the composition in the resulting polymer immediately after copolymerization of TFE and a comonomer.
  • the copolymerization was carried out using a stainless autoclave having an internal volume of 6.0 L, 3600 g of deionized degassed water, 1000 ppm of perfluorooctanoic acid and 100 g of paraffin wax based on the water, at a pressure of 0.78 MPa and a temperature of 0.78 MPa. Performed at 70 ° C. 0.05 g, 0.1 g, 0.2 g, 0.5 g, and 1.0 g of comonomer were added to the reactor, and 0.072 g of ammonium persulfate (20 ppm with respect to water) was added to maintain a polymerization pressure of 0.78 MPa. TFE is continuously supplied in order to perform the above operation.
  • the comonomer (3) having a monomer reactivity ratio of 0.1 to 8 is preferably at least one selected from the group consisting of the comonomers represented by the formulas (3a) to (3d).
  • CH 2 CHCH-Rf 1 (3a) (In the formula, Rf 1 is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
  • CF 2 CFCF—O—Rf 2 (3b) (In the formula, Rf 2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 2 carbon atoms.)
  • n CF CF 2 (3c) (In the formula, n is 1 or 2.)
  • X 3 and X 4 are F, Cl or a methoxy group
  • Y is a formula Y 1 or Y 2.
  • Z and Z ′ are F or a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the content of the comonomer (3) unit is preferably in the range of 0.0001 to 1% by mass based on all the polymerized units of PTFE. As a minimum, 0.001 mass% is more preferred, 0.005 mass% is still more preferred, and 0.009 mass% is especially preferred. As a maximum, 0.5 mass% is more preferred, 0.3 mass% is still more preferred, 0.1 mass% is especially preferred, and 0.05 mass% is especially preferred.
  • modified monomer examples include hexafluoropropylene, chlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride, and fluoro (alkyl vinyl ether), since an average primary particle size of polytetrafluoroethylene is small and an aqueous dispersion having excellent stability can be obtained.
  • the modified monomer preferably contains at least one selected from the group consisting of hexafluoropropylene, perfluoro (alkyl vinyl ether) and (perfluoroalkyl) ethylene from the viewpoint of reactivity with TFE.
  • Including at least one selected from the group consisting of propylene, perfluoro (methyl vinyl ether), perfluoro (propyl vinyl ether), (perfluorobutyl) ethylene, (perfluorohexyl) ethylene, and (perfluorooctyl) ethylene Is more preferable.
  • the total amount of the above hexafluoropropylene unit, perfluoro (alkyl vinyl ether) unit and (perfluoroalkyl) ethylene unit is preferably in the range of 0.00001 to 1% by mass based on the total polymerized units of PTFE.
  • the lower limit of the total amount is more preferably 0.0001% by mass, further preferably 0.001% by mass, still more preferably 0.005% by mass, and particularly preferably 0.009% by mass.
  • 0.5 mass% is more preferred, 0.3 mass% is still more preferred, 0.1 mass% is especially preferred, 0.05 mass% is still more preferred, and 0.01 mass% is 0.01 mass%. Very particularly preferred.
  • the modified monomer preferably also contains a modified monomer having a functional group capable of reacting by radical polymerization and a hydrophilic group (hereinafter also referred to as “modified monomer (A)”).
  • modified monomer (A) a modified monomer having a functional group capable of reacting by radical polymerization and a hydrophilic group
  • PTFE particles having a small primary particle diameter can be obtained, and an aqueous dispersion having high dispersion stability can be obtained. Also, the amount of uncoagulated polymer can be reduced. Further, the aspect ratio of the primary particles can be reduced.
  • the amount of the modified monomer (A) used is preferably more than the amount corresponding to 0.1 ppm of the aqueous medium, more preferably 5 ppm or more, even more preferably 10 ppm or more. If the amount of the modified monomer (A) used is too small, the particle size of the obtained PTFE may increase.
  • the amount of the modified monomer (A) to be used may be within the above range, but for example, the upper limit can be 5000 ppm. In the above production method, the modified monomer (A) may be added to the system during the reaction in order to improve the stability of the aqueous dispersion during or after the reaction.
  • the modified monomer (A) Since the modified monomer (A) has a high water solubility, even if the unreacted modified monomer (A) remains in the aqueous dispersion, the removal in the concentration step or the coagulation / washing step is performed in a manner described below. As easy as a compound.
  • the above-mentioned modified monomer (A) is incorporated into the produced polymer in the course of polymerization.
  • concentration of the modified monomer (A) in the polymerization system itself is low and the amount incorporated into the polymer is small, the heat resistance of PTFE decreases. There is no problem of coloring after firing or firing.
  • hydrophilic group in the modified monomer (A) examples include —NH 2 , —PO 3 M, —OPO 3 M, —SO 3 M, —OSO 3 M, and —COOM (where M is H, A metal atom, NR 7y 4 , an optionally substituted imidazolium, an optionally substituted pyridinium or an optionally substituted phosphonium, R 7y is H or an organic group. And any two may be bonded to each other to form a ring.).
  • —SO 3 M and —COOM are particularly preferable.
  • organic group for R 7y an alkyl group is preferable.
  • R 7y is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or a C 1-4 organic group, and still more preferably an H or C 1-4 alkyl group.
  • the metal atom include monovalent and divalent metal atoms, such as an alkali metal (Group 1) and an alkaline earth metal (Group 2). Na, K or Li is preferable.
  • Examples of the “functional group capable of reacting by radical polymerization” in the modified monomer (A) include groups having an ethylenically unsaturated bond such as a vinyl group and an allyl group.
  • the above-mentioned modified monomer (A) has a functional group capable of reacting by radical polymerization, when used in the above-mentioned polymerization, it reacts with the fluorinated monomer in the early stage of the polymerization reaction and has a hydrophilic group derived from the above-mentioned modified monomer (A). It is speculated that particles with high stability are formed. Therefore, it is considered that the number of particles increases when the polymerization is performed in the presence of the modified monomer (A).
  • one kind of the modified monomer (A) may be present, or two or more kinds of the modified monomer (A) may be present.
  • a compound having an unsaturated bond can be used as the modified monomer (A).
  • hydrophilic group examples include —NH 2 , —PO 3 M, —OPO 3 M, —SO 3 M, —OSO 3 M, and —COOM (where M is H, a metal atom, and NR 7y 4 R 7y is an imidazolium which may have a substituent, a pyridinium which may have a substituent or a phosphonium which may have a substituent, R 7y is the same or different, And any two may be bonded to each other to form a ring).
  • —SO 3 M or —COOM is particularly preferred.
  • organic group for R 7y an alkyl group is preferable.
  • R 7y is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or a C 1-4 organic group, and still more preferably an H or C 1-4 alkyl group.
  • the metal atom include monovalent and divalent metal atoms, such as an alkali metal (Group 1) and an alkaline earth metal (Group 2). Na, K or Li is preferable.
  • the linking group may be a catenary heteroatom, such as oxygen, sulfur or nitrogen, without carbon atoms.
  • Ra is preferably, for example, a catenary heteroatom such as oxygen, sulfur, or nitrogen, or a divalent organic group.
  • the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be replaced with a halogen other than fluorine, such as chlorine, and may or may not contain a double bond.
  • R a is linear and may be either branched, may be either cyclic or acyclic.
  • Ra may include a functional group (eg, ester, ether, ketone, amine, halide, and the like). Ra may also be a non-fluorinated divalent organic group or a partially fluorinated or perfluorinated divalent organic group.
  • R a is — (CH 2 ) a —, — (CF 2 ) a —, —O— (CF 2 ) a —, — (CF 2 ) a —O— (CF 2 ) b —, —O.
  • a, b, c and d are independently at least one or more.
  • a, b, c, and d may be independently 2 or more, 3 or more, 4 or more, 10 or more, or 20 or more.
  • the upper limit of a, b, c and d is, for example, 100.
  • -R a- (CZ 1 Z 2 ) k- represents -CF 2 -O-CF 2- , -CF 2 -O-CF (CF 3 )-, -CF 2 -O —C (CF 3 ) 2 —, —CF 2 —O—CF 2 —CF 2 —, —CF 2 —O—CF 2 —CF (CF 3 ) —, —CF 2 —O—CF 2 —C (CF 3 ) 2- , -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -CF 2- , -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -CF (CF 3 )-, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -C (CF 3 ) 2 —, —CF 2 —O—CF (CF 3 ) —CF 2 —, —CF 2 —O—CF (CF 3 ) —CF 2 —, —CF 2 —O—CF (CF 3 ) —, —CF 2
  • Specific examples of the compound represented by the general formula (4) include: (In the formula, X j and Y 3 are the same as above, and n is an integer of 1 to 10.).
  • Z 1 and Z 2 are one of Is more preferably F and the other is CF 3 .
  • the compound represented by the general formula (4) has a CF bond and does not have a CH bond except for the hydrophilic group (Y 3 ). That is, in the general formula (4), X i , X j , and X k are all F, and Ra is preferably a perfluoroalkylene group having 1 or more carbon atoms, and the perfluoroalkylene group is preferably , May be any of a chain and a branch, and may be any of a cyclic and acyclic, and may contain at least one catenary heteroatom.
  • the perfluoroalkylene group may have 2 to 20 carbon atoms, and may have 4 to 18 carbon atoms.
  • the compound represented by the general formula (4) may be partially fluorinated. That is, the compound represented by the general formula (4) has at least one hydrogen atom bonded to a carbon atom and has at least one fluorine atom bonded to a carbon atom except for the hydrophilic group (Y 3 ). It is also preferred.
  • the compound represented by the general formula (4) is also preferably a compound represented by the following formula (4a).
  • CF 2 CFCF—O—Rf 0 —Y 3 (4a) (Wherein Y 3 is a hydrophilic group, Rf 0 is perfluorinated, and may have a linear or branched, cyclic or acyclic structure, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted, A perfluorinated divalent linking group optionally containing one or more heteroatoms selected from the group consisting of sulfur, oxygen, and nitrogen.)
  • the compound represented by the general formula (4) is also preferably a compound represented by the following formula (4b).
  • CH 2 CHCH—O—Rf 0 —Y 3 (4b) (In the formula, Y 3 is a hydrophilic group, and Rf 0 is a perfluorinated divalent linking group defined by the formula (4a).)
  • Y 3 is —OSO 3 M.
  • Y 3 is —SO 3 M.
  • M is the same as above.
  • Y 3 is —COOM.
  • CF 2 CF (OCF 2 CF 2 COOM)
  • CF 2 CF (OCF 2 CF 2 CF 2 COOM)
  • CF 2 CF (O (CF 2) 5 COOM)
  • CF 2 CF (OCF 2 CF (CF 3) COOM)
  • CF 2 CF (OCF 2 CF (CF 3) O (CF 2) n COOM) (n is greater than 1)
  • CH 2 CH (CF 2 CF 2 COOM)
  • CH 2 CH ((CF 2 ) 4 COOM)
  • CF 2 CF (OCF 2 CF 2 SO 2 NR'CH 2 COOM)
  • CF 2 CF (O (CF 2) 4 SO 2 NR'CH 2 COOM)
  • CF 2 CF (OCF 2 CF 2 SO 2 NR'CH 2 COOM)
  • CF 2 CF (O (CF 2) 4 SO
  • Y 3 is —OPO 3 M, which is also a preferable embodiment.
  • Y 3 is —PO 3 M.
  • CX 2 CY (-CZ 2 -O-Rf-Y 3 ) (5)
  • X is the same or different and is -H or -F
  • Y is -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group
  • Z is the same or different and is -H,- F, alkyl group or fluorine-containing alkyl group in which .Rf the fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, or, .Y 3 is a fluorine-containing alkylene group having ether bond having 2 to 100 carbon atoms, said a
  • CX 2 CY (-O-Rf-Y 3 ) (6)
  • X is the same or different and is —H or —F
  • Y is —H, —F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group
  • Z is the same or different and is -H,- F, alkyl group or fluorine
  • CX 2 CY (-Rf-Y 3 ) (7)
  • X is the same or different and is —H or —F
  • Y is —H, —F, an alkyl group or a fluorinated alkyl group
  • Rf is a fluorinated alkylene group having 1 to 40 carbon atoms.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkylene group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms is an alkylene group which does not include a structure terminated by an oxygen atom and has an ether bond between carbon and carbon.
  • Y is -H, -F, an alkyl group or a fluorinated alkyl group.
  • the alkyl group is an alkyl group containing no fluorine atom, and may have at least one carbon atom.
  • the alkyl group preferably has 6 or less carbon atoms, more preferably 4 or less, still more preferably 3 or less.
  • the fluorine-containing alkyl group is an alkyl group containing at least one fluorine atom, and may have at least one carbon atom.
  • the carbon number of the fluorine-containing alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and still more preferably 3 or less.
  • Y is preferably -H, -F or -CF 3 , more preferably -F.
  • Z is the same or different and is —H, —F, an alkyl group or a fluoroalkyl group.
  • the alkyl group is an alkyl group containing no fluorine atom, and may have at least one carbon atom.
  • the alkyl group preferably has 6 or less carbon atoms, more preferably 4 or less, still more preferably 3 or less.
  • the fluorine-containing alkyl group is an alkyl group containing at least one fluorine atom, and may have at least one carbon atom.
  • the carbon number of the fluorine-containing alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and still more preferably 3 or less.
  • Z is preferably -H, -F or -CF 3 , more preferably -F.
  • At least one of X, Y and Z preferably contains a fluorine atom.
  • X may be -H and Y and Z may be -F.
  • Rf is a fluorinated alkylene group having 1 to 40 carbon atoms or a fluorinated alkylene group having 2 to 100 carbon atoms having an ether bond.
  • the fluorine-containing alkylene group preferably has 2 or more carbon atoms. Further, it is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and still more preferably 10 or less.
  • fluorinated alkylene group -CF 2 -, - CH 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF 2 CH 2 -, - CF 2 CF 2 CH 2 -, - CF (CF 3) - , -CF (CF 3) CF 2 -, - CF (CF 3) CH 2 - and the like.
  • the fluorinated alkylene group is preferably a perfluoroalkylene group.
  • the fluorine-containing alkylene group having an ether bond preferably has 3 or more carbon atoms.
  • the number of carbon atoms of the fluorine-containing alkylene group having an ether bond is preferably 60 or less, more preferably 30 or less, and still more preferably 12 or less.
  • fluorine-containing alkylene group having an ether bond for example, the following formula: (Wherein Z 1 is F or CF 3 ; Z 2 and Z 3 are each H or F; Z 4 is H, F or CF 3 ; p1 + q1 + r1 is an integer of 1 to 10; s1 is 0 or 1; And a divalent group represented by the following formula:
  • Specific examples of the fluorine-containing alkylene group having an ether bond include —CF (CF 3 ) CF 2 —O—CF (CF 3 ) — and — (CF (CF 3 ) CF 2 —O) n —CF (CF 3 )-(where n is an integer of 1 to 10), -CF (CF 3 ) CF 2 -O-CF (CF 3 ) CH 2 -,-(CF (CF 3 ) CF 2 -O) n- CF (CF 3 ) CH 2 — (where n is an integer of 1 to 10), —CH 2 CF
  • Y 3 represents —COOM, —SO 3 M, or —OSO 3 M
  • M is H, a metal atom, NR 7y 4 , an imidazolium which may have a substituent
  • R 7y is optionally H or an organic group, and may be the same or different, and any two may be bonded to each other, May form a ring).
  • an alkyl group is preferable.
  • R 7y is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or a C 1-4 organic group, and still more preferably an H or C 1-4 alkyl group.
  • Examples of the metal atom include an alkali metal (Group 1) and an alkaline earth metal (Group 2), and Na, K or Li is preferable.
  • the above M is preferably -H, a metal atom or -NR 7y 4, more preferably -H, an alkali metal (Group 1), an alkaline earth metal (Group 2) or -NR 7y 4 , and -H, -Na , -K, -Li or -NH 4 are more preferable, -Na, preferably from -K or -NH 4 further particularly preferred -Na or -NH 4, -NH 4 is most preferred.
  • Y 3 is preferably —COOM or —SO 3 M, more preferably —COOM.
  • the monomer represented by the general formula (5) is preferably a monomer (5a) represented by the following general formula (5a).
  • Z 1 is F or CF 3 ;
  • Z 2 and Z 3 are each H or F;
  • Z 4 is H, F or CF 3 ;
  • p1 + q1 + r1 is an integer of 0 to 10;
  • s1 is 0 or 1;
  • Integers of up to 5 and Y 3 are the same as described above, provided that when Z 3 and Z 4 are both H, p1 + q1 + r1 + s1 is not 0). More specifically,
  • Y 3 in the formula (5a) is preferably —COOM, and particularly, CH 2 CFCFCF 2 OCF (CF 3 ) COOM and CH 3 2 CFCFCF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 OCF (CF 3 ) COOM (wherein, M is the same as defined above) is preferred, and CH 2 CFCFCF 2 OCF (CF 3 ) COOM is more preferred.
  • n5 is preferably 0 or an integer of 1 to 5, more preferably 0, 1 or 2, and 0 or 1 in view of the stability of the obtained aqueous dispersion. Is more preferable.
  • the Y 3 is preferably -COOM 1 in that the stability of the proper water solubility and an aqueous dispersion is obtained, the M 1 is less likely to remain as an impurity, the heat resistance of the obtained molded article From the viewpoint of improvement, H or NH 4 is preferable.
  • Examples of the perfluorovinylalkyl compound represented by the above formula (5b) include, for example, CH 2 CFCFCF 2 OCF (CF 3 ) COOM 1 and CH 2 CFCFCF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 OCF (CF 3 ) COOM. 1 (wherein M 1 is the same as defined above).
  • examples of the monomer represented by the general formula (5) also include a monomer represented by the following general formula (5c).
  • X is -H or -F.
  • X may be both -F, or at least one may be -H.
  • one may be -F and the other may be -H, or both may be -H.
  • Y is -H, -F, an alkyl group or a fluorinated alkyl group.
  • the alkyl group is an alkyl group containing no fluorine atom, and may have at least one carbon atom.
  • the alkyl group preferably has 6 or less carbon atoms, more preferably 4 or less, still more preferably 3 or less.
  • the fluorine-containing alkyl group is an alkyl group containing at least one fluorine atom, and may have at least one carbon atom.
  • the carbon number of the fluorine-containing alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and still more preferably 3 or less.
  • Y is preferably -H, -F or -CF 3 , more preferably -F.
  • At least one of X and Y preferably contains a fluorine atom.
  • X may be -H and Y and Z may be -F.
  • Rf is a fluorinated alkylene group having 1 to 40 carbon atoms or a fluorinated alkylene group having 2 to 100 carbon atoms having an ether bond.
  • the fluorine-containing alkylene group preferably has 2 or more carbon atoms. Further, the carbon number of the fluorine-containing alkylene group is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and still more preferably 10 or less.
  • fluorinated alkylene group -CF 2 -, - CH 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF 2 CH 2 -, - CF 2 CF 2 CH 2 -, - CF (CF 3) - , -CF (CF 3) CF 2 -, - CF (CF 3) CH 2 - and the like.
  • the fluorinated alkylene group is preferably a perfluoroalkylene group.
  • the modified monomer (A) is preferably at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (6a) to (6f).
  • CF 2 CF- (CF 2 ) n1 -Y 3 (6a)
  • n1 represents an integer of 1 to 10
  • Y 3 represents —SO 3 M 1 or —COOM 1
  • M 1 has H, a metal atom, NR 7y 4 , and a substituent.
  • CF 2 CF- (CF 2 C (CF 3 ) F) n2 -Y 3 (6b) (Wherein, n2 represents an integer of 1 ⁇ 5, Y 3 is as previously defined.) CF 2 CFCF—O— (CFX 1 ) n3 —Y 3 (6c) (In the formula, X 1 represents F or CF 3 , n 3 represents an integer of 1 to 10, and Y 3 has the same definition as above.) CF 2 CFCF—O— (CF 2 CFX 1 O) n4 —CF 2 CF 2 —Y 3 (6d) (In the formula, n4 represents an integer of 1 to 10, and Y 3 and X 1 are the same as defined above.) CF 2 CFCF—O— (CF 2 CF 2 CFX 1 O) n5 —
  • n1 is preferably an integer of 5 or less, more preferably 2 or less.
  • Y 3 is preferably —COOM 1 from the viewpoint of obtaining a suitable water solubility and surface activity, and M 1 hardly remains as an impurity and improves the heat resistance of the obtained molded article. H or NH 4 is preferred.
  • Examples of the monomer represented by the above formula (6a) include CF 2 CFCFCF 2 COOM 1 (wherein M 1 is the same as defined above).
  • n2 is preferably an integer of 3 or less from the viewpoint of emulsifying ability
  • Y 3 is —COOM 1 from the viewpoint of obtaining appropriate water solubility and surface activity.
  • M 1 is preferably H or NH 4 from the viewpoint that M 1 hardly remains as impurities and the heat resistance of the obtained molded body is improved.
  • n3 is preferably 5 or less integer in terms of water-soluble
  • the Y 3 is in that the proper water solubility and surfactant activity
  • a -COOM 1 M 1 is preferably H or NH 4 from the viewpoint of improving dispersion stability.
  • X 1 is preferably —CF 3 in terms of surface activity
  • n4 is preferably an integer of 5 or less in terms of water solubility
  • Y 3 is preferably an integer of 5 or less.
  • M 1 is preferably H or NH 4 .
  • n5 is preferably 5 or less integer in terms of water-soluble
  • the Y 3 is -COOM 1 in that the stability of the proper water solubility and an aqueous dispersion is obtained
  • M 1 is preferably H or NH 4 .
  • Examples of the monomer represented by the general formula (6e) include CF 2 CFCFOCF 2 CF 2 CF 2 COOM 1 (in the formula, M 1 represents H, NH 4 or an alkali metal). .
  • Rf is preferably a fluorinated alkylene group having 1 to 40 carbon atoms.
  • at least one of X and Y preferably contains a fluorine atom.
  • n1 is preferably an integer of 5 or less, more preferably 2 or less.
  • the Y 3 are points obtained stability proper water solubility and an aqueous dispersion is preferably -COOM 1, M 1 is less likely to remain as an impurity, the heat resistance of the resulting molded article improved In view of this, H or NH 4 is preferable.
  • Examples of the perfluorovinylalkyl compound represented by the above formula (7a) include CF 2 CFCF 2 COOM 1 (wherein M 1 is the same as defined above).
  • n2 is in terms of stability of the resulting aqueous dispersion is preferably 3 or less an integer
  • Y 3 is the stability of the proper water solubility and an aqueous dispersion obtained
  • M 1 is preferably H or NH 4 in that it hardly remains as an impurity and the heat resistance of the obtained molded body is improved.
  • the modified monomer preferably contains the modified monomer (A), and is represented by the general formula (5c), the general formula (6a), the general formula (6b), the general formula (6c), and the general formula (6d). It is preferable to include at least one selected from the group consisting of compounds represented by the general formula (5c).
  • the content of the polymerized unit based on the modified monomer (A) is in the range of 0.00001 to 1.0% by mass based on all the polymerized units of PTFE. Is preferred. As a minimum, 0.0001 mass% is more preferred, 0.0005 mass% is more preferred, 0.001 mass% is still more preferred, 0.005 mass% is still more preferred, and 0.009 mass% is particularly preferred.
  • the upper limit is preferably 0.90% by mass, more preferably 0.50% by mass, still more preferably 0.40% by mass, still more preferably 0.30% by mass, and still more preferably 0.10% by mass. 0.08% by mass is particularly preferable, 0.05% by mass is particularly preferable, and 0.01% by mass is more preferable.
  • the PTFE may have a core-shell structure.
  • the core-shell structure is a conventionally known structure, and is a structure of primary particles in an aqueous dispersion that can be produced by a method described in US Pat. No. 6,841,594 or the like.
  • Examples of the polytetrafluoroethylene having a core-shell structure include, for example, a core-shell structure including a core portion of a TFE homopolymer and a shell portion of a modified PTFE, and a core-shell structure including a core portion of a modified PTFE and a shell portion of a TFE homopolymer.
  • a core-shell structure including a modified PTFE core portion and a modified PTFE shell portion having a monomer composition different from that of the modified PTFE constituting the core portion.
  • the core-shell structured PTFE is prepared, for example, by first polymerizing TFE and, if necessary, a modified monomer to produce a core portion (TFE homopolymer or modified PTFE), and then polymerizing TFE and, if necessary, the modified monomer.
  • TFE homopolymer or modified PTFE To produce a shell portion (TFE homopolymer or modified PTFE).
  • the shell portion means a portion forming a predetermined thickness from the PTFE primary particle surface to the inside of the particle, and the core portion means a portion forming the inside of the shell portion.
  • the core-shell structure includes (1) a core portion and a shell portion having different monomer compositions, (2) a core portion and a shell portion having the same monomer composition, and And (3) those having different monomer compositions in the core portion and the shell portion and having different number average molecular weights in both portions.
  • the content of the modified monomer in the shell is preferably 0.0001 to 1% by mass. It is more preferably at least 0.001% by mass, and even more preferably at least 0.01% by mass. Further, it is more preferably 0.5% by mass or less, and further preferably 0.3% by mass or less.
  • the content of the modified monomer in the core is preferably 0.00001 to 1.0% by mass. It is more preferably at least 0.0001% by mass, and even more preferably at least 0.001% by mass. Further, the content is more preferably 0.50% by mass or less, and further preferably 0.30% by mass or less.
  • the PTFE preferably has an average primary particle diameter of 500 nm or less, more preferably 400 nm or less, and even more preferably 350 nm or less. According to the production method of the present disclosure, PTFE having a small average primary particle diameter can be obtained.
  • the lower limit of the average primary particle size is not particularly limited, but may be, for example, 50 nm or 100 nm. From the viewpoint of molecular weight, it is preferably at least 100 nm, more preferably at least 150 nm.
  • the average primary particle diameter can be measured by a dynamic light scattering method. The average primary particle diameter was adjusted to a solid content concentration of about 1.0% by mass to prepare an aqueous PTFE dispersion, and the dynamic light scattering method was used.
  • the viscosity of the solvent (water) can be measured at 0.8878 mPa ⁇ s, with a total of 70 measurements.
  • the dynamic light scattering method for example, ELSZ-1000S (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) can be used.
  • the PTFE preferably has an aspect ratio of primary particles of 1.45 or less.
  • the aspect ratio is more preferably 1.40 or less, still more preferably 1.35 or less, still more preferably 1.30 or less, particularly preferably 1.25 or less, particularly preferably 1.20 or less, and preferably 1.10 or less. Very particularly preferred.
  • the above-mentioned aspect ratio is obtained by observing a PTFE aqueous dispersion diluted so that the solid concentration becomes about 1% by mass with a scanning electron microscope (SEM), and extracting the PTFE randomly. Image processing is performed on more than one particle, and the particle diameter is determined from the average of the ratio of the major axis to the minor axis.
  • SEM scanning electron microscope
  • the above-mentioned aspect ratio can be obtained by irradiating the PTFE powder with an electron beam, adding it to a fluorine-based surfactant aqueous solution, and re-dispersing with an ultrasonic wave to obtain an aqueous PTFE dispersion. . From this PTFE aqueous dispersion, the aspect ratio is determined by the same method as the method for measuring the above aqueous dispersion.
  • the PTFE preferably has a standard specific gravity (SSG) of 2.280 or less, more preferably 2.200 or less, still more preferably 2.190 or less, and more preferably 2.180 or less. Even more preferred. Further, it is preferably 2.130 or more.
  • SSG is measured using a sample molded in accordance with ASTM D # 4895-89 by a water displacement method in accordance with ASTM D # 792.
  • the PTFE may have a thermal instability index (TII) of 20 or more.
  • TII thermal instability index
  • Such PTFE can be obtained by using a hydrocarbon-based anionic surfactant.
  • TII is preferably 25 or more, more preferably 30 or more, and even more preferably 35 or more. It is particularly preferred that it is 40 or more.
  • the TII is measured in accordance with ASTM D 4895-89.
  • the PTFE may have a 0.1% mass reduction temperature of 400 ° C. or less. Such PTFE can be obtained by using a hydrocarbon-based anionic surfactant.
  • the 0.1% mass reduction temperature is a value measured by the following method. About 10 mg of PTFE powder having no history of heating to a temperature of 300 ° C. or more is precisely weighed, stored in a dedicated aluminum pan, and measured by TG / DTA (differential thermogravimetric simultaneous measurement device).
  • the 0.1% mass reduction temperature is a temperature corresponding to a point at which the aluminum pan is heated at a temperature of 25 ° C. to 600 ° C. in an air atmosphere at a rate of 10 ° C./min and the weight is reduced by 0.1 mass%.
  • the PTFE may have a 1.0% mass loss temperature of 492 ° C. or less. Such PTFE can be obtained by using a hydrocarbon-based anionic surfactant.
  • the 1.0% mass reduction temperature is a value measured by the following method. About 10 mg of PTFE powder having no history of heating to a temperature of 300 ° C. or more is precisely weighed, stored in a dedicated aluminum pan, and measured by TG / DTA (differential thermogravimetric simultaneous measurement device).
  • the 1.0% mass reduction temperature is a temperature corresponding to a point at which a weight loss of 1.0 mass% is obtained by raising the temperature of an aluminum pan in an air atmosphere from 25 ° C. to 600 ° C. under a condition of 10 ° C./min.
  • TG / DTA differential thermogravimetric simultaneous measurement device
  • the PTFE preferably has a melting point of 342 ° C. or lower, more preferably 341 ° C. or lower, and still more preferably 340 ° C. or lower.
  • the above melting point is a value measured by the following method. About 10 mg of powder having no history of heating to a temperature of 300 ° C. or more is precisely weighed, stored in a dedicated aluminum pan, and measured using TG / DTA (differential thermogravimetry apparatus). The melting point was determined by raising the temperature of an aluminum pan in an air atmosphere in a temperature range from 25 ° C. to 600 ° C. at a rate of 10 ° C./min to a temperature corresponding to the minimum value of the differential heat (DTA) curve.
  • DTA differential thermogravimetry apparatus
  • the PTFE preferably has an extrusion pressure of 50.0 MPa or lower, more preferably 40.0 MPa or lower, more preferably 5.0 MPa or higher, more preferably 10.0 MPa or higher, and more preferably 15 MPa or higher. More preferably, it is not less than 0.0 MPa.
  • the extrusion pressure is a value determined by the following method. To 100 g of PTFE powder, 21.7 g of a lubricant (trade name: Isopar H (registered trademark), manufactured by Exxon) is added and mixed at room temperature in a glass bottle for 3 minutes. Next, the glass bottle is left at room temperature (25 ° C.) for at least one hour before extrusion to obtain a lubricating resin.
  • the lubricated resin is paste-extruded through an orifice (2.5 mm in diameter, land length 11 mm, introduction angle 30 °) at room temperature at a reduction ratio of 100: 1 to obtain a uniform beading (extruded product).
  • the extrusion speed ie, the ram speed, is 20 inches / minute (51 cm / minute).
  • the extrusion pressure is a value obtained by measuring the load when the extrusion load is in an equilibrium state in the paste extrusion and dividing by the cross-sectional area of the cylinder used for the paste extrusion.
  • the PTFE generally has stretchability, fibrillation properties and non-melt secondary workability.
  • the non-melt secondary workability means a property in which a melt flow rate cannot be measured at a temperature higher than a crystallization melting point in accordance with ASTM D-1238 and D2116, that is, a property that does not easily flow even in a melting temperature range. .
  • the production method of the present disclosure includes a polymerization step of obtaining polytetrafluoroethylene by polymerizing tetrafluoroethylene in an aqueous medium in the presence of a nucleating agent and a hydrocarbon-based anionic surfactant.
  • hydrocarbon-based anionic surfactant for example, those described in JP-A-2013-542308, JP-A-2013-542309, and JP-A-2013-542310 can be used. .
  • the hydrocarbon-based anionic surfactant may be a surfactant having a hydrophilic portion and a hydrophobic portion on the same molecule.
  • the hydrocarbon-based anionic surfactant usually has a hydrophilic portion such as a carboxylate, a sulfonate or a sulfate, and a hydrophobic portion that is a long-chain hydrocarbon portion such as an alkyl.
  • hydrocarbon-based anionic surfactant examples include RLM (wherein R is a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a substituent, or It is a cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent, and when it has 3 or more carbon atoms, it may contain a monovalent or divalent heterocyclic ring or may form a ring.
  • RLM wherein R is a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a substituent, or It is a cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent, and when it has 3 or more carbon atoms, it may contain a monovalent or divalent heterocyclic ring or may form a ring.
  • L is, -ArSO 3 -, -SO 3 - , -SO 4 -, - PO 3 - or -COO - a and, M is, H, a metal atom, NR 5 4, which may have a substituent Imidazolium, optionally substituted pyridinium or optionally substituted phosphonium, R 5 is H or an organic group, and —ArSO 3 — is an aryl sulfonate.
  • anionic surfactants Specifically, CH 3 — (CH 2 ) n —LM (where n is an integer of 6 to 17, where L and M are the same as described above) as represented by lauric acid What is represented is mentioned.
  • R is an alkyl group having 12 to 16 carbon atoms and L is sulfate or sodium dodecyl sulfate (SDS) can also be used.
  • Other compounds having surface activity include R 6 (-LM) 2 (wherein R 6 is a linear or branched alkylene having 1 or more carbon atoms which may have a substituent.)
  • R 6 is a linear or branched alkylene having 1 or more carbon atoms which may have a substituent.
  • a group or a cyclic alkylene group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent, and having 3 or more carbon atoms, may contain a monovalent or divalent heterocyclic ring, or form a ring.
  • L is, -ArSO 3 -, -SO 3 - , -SO 4 -, - PO 3 - or -COO - a and, M is, H, a metal atom, NR 5 4, substituted Optionally imidazolium, optionally substituted pyridinium or optionally substituted phosphonium, R 5 is H or an organic group, and —ArSO 3 — is an arylsulfonate. ) Is also included.
  • hydrocarbon-based anionic surfactant examples include R 7 (-LM) 3 (where R 7 is a linear or branched C 1 or more carbon atom which may have a substituent.)
  • R 7 is a linear or branched C 1 or more carbon atom which may have a substituent.
  • An alkylidyne group or a cyclic alkylidyne group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent, and having 3 or more carbon atoms may contain a monovalent or divalent heterocyclic ring or form a ring.
  • substituted examples include an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, an acyl group, an acyloxy group, an acylamino group, an aliphatic oxy group, an aromatic oxy group, a heterocyclic oxy group, and an aliphatic oxycarbonyl group.
  • the hydrocarbon-based anionic surfactants also include siloxane hydrocarbon-based anionic surfactants.
  • Siloxane hydrocarbon-based anionic surfactants include Silicone Surfactants, R.A. M. Hill, Marcel Dekker, Inc. And ISBN: 0-8247-1004.
  • the structure of the siloxane surfactant contains distinct hydrophobic and hydrophilic moieties.
  • the hydrophobic moiety comprises one or more dihydrocarbylsiloxane units, wherein the substituents on the silicone atom are completely hydrocarbon.
  • siloxane hydrocarbon-based anionic surfactants are referred to as hydrocarbon-based surfactants in the sense that when the carbon atom of the hydrocarbyl group can be replaced by a halogen such as fluorine, it is completely replaced by a hydrogen atom. It can also be considered, i.e. the monovalent substituent on a carbon atom of a hydrocarbyl group is hydrogen.
  • the hydrophilic portion of the siloxane hydrocarbon-based anionic surfactant includes sulfate, sulfonate, phosphonate, phosphate, carboxylate, carbonate, sulfosuccinate, taurate (as a free acid, salt or ester), phosphine oxide, It may include one or more polar moieties containing ionic groups such as betaines, betaine copolyols, and quaternary ammonium salts.
  • the ionic hydrophobic moiety can also include an ionically functionalized siloxane graft.
  • siloxane hydrocarbon-based anionic surfactant examples include polydimethylsiloxane-graft- (meth) acrylate, polydimethylsiloxane-graft-polyacrylate salt and polydimethylsiloxane-grafted quaternary amine.
  • the polar portion of the hydrophilic portion of the siloxane hydrocarbon-based anionic surfactant can include polyethylene oxide (PEO) and polyethers such as mixed polyethylene oxide / propylene oxide polyethers (PEO / PPO).
  • the ratio of ethylene oxide to propylene oxide (EO / PO) can be varied in the mixed polyethylene oxide / propylene oxide polyether.
  • the arrangement of the hydrophobic and hydrophilic parts of the structure of the siloxane hydrocarbon-based anionic surfactant is as follows: diblock polymer (AB), triblock polymer (ABA) (where "B” represents the siloxane portion of the molecule). Representative) or in the form of a multi-block polymer.
  • the siloxane surfactant may include a graft polymer.
  • siloxane hydrocarbon-based anionic surfactant is also disclosed in US Pat. No. 6,841,616.
  • siloxane-based hydrocarbon-based anionic surfactant examples include Lubrizol Advanced Materials, Inc. SilSense TM PE-100 silicone, SilSense TM CA-1 silicone available from Noveon® Consumer Specialties, Inc.
  • hydrocarbon-based anionic surfactant examples include a sulfosuccinate surfactant of Akzo Nobel Surface Chemistry LLC, such as Lancropol (registered trademark) K8300.
  • sulfosuccinate surfactant examples include diisodecyl sodium sulfosuccinate (Emulsogen (registered trademark) SB10 of Clariant), diisotridecyl sodium salt of sulfosuccinate (Polyrol (registered trademark) TR / LNA of Cesapinia Chemicals), and the like.
  • hydrocarbon-based anionic surfactant examples include Omniva Solutions, Inc. PolyFox® surfactants (such as PolyFox TM PF-156A, PolyFox TM PF-136A).
  • hydrocarbon-based anionic surfactant examples include Versatic (registered trademark) 10 from Resolution Performance Products, and Avanel S series (S-70, S-74, etc.) manufactured by BASF.
  • hydrocarbon-based anionic surfactants those described above can be employed.
  • hydrocarbon-based anionic surfactants can be suitably employed.
  • hydrocarbon-based anionic surfactant examples include the following formula ( ⁇ ): R 100 -COOM ( ⁇ ) (Wherein, R 100 is a is .M monovalent organic group containing 1 or more carbon atoms, H, a metal atom, NR 11 4, good imidazolium be substituted, substituted R 11 is H or an organic group, which may be the same or different, and may be a pyridinium which may have a group or a phosphonium which may have a substituent. No. R 11 is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or a C 1-4 organic group. In terms of surface activity, the number of carbon atoms of R 100 is preferably 2 or more, 3 or more is more preferable.
  • the carbon number of R 100 is preferably 29 or less, more preferably 23 or less.
  • the metal atom of M include an alkali metal (Group 1) and an alkaline earth metal (Group 2), and Na, K or Li is preferable.
  • the M, H, a metal atom or NR 11 4 are preferable, H, an alkali metal (Group 1), alkaline earth metal (Group 2) or NR 11 4, more preferably, H, Na, K, Li or NH 4 Is more preferred, Na, K or NH 4 is still more preferred, Na or NH 4 is particularly preferred, and NH 4 is most preferred.
  • Examples of the compound ( ⁇ ) include R 12 -COOM (wherein R 12 is a linear or branched alkyl group, alkenyl group, alkylene group having 1 or more carbon atoms which may have a substituent, An alkenylene group, or a cyclic alkyl group, alkenyl group, alkylene group or alkenylene group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent, which may contain an ether bond. May contain a monovalent or divalent heterocyclic ring, or may form a ring. M is the same as described above.). Specific examples include those represented by CH 3 — (CH 2 ) n —COOM (where n is an integer of 2 to 28, and M is the same as described above).
  • R is preferably an alkyl group or an alkenyl group (these may include an ether group).
  • the alkyl group or alkenyl group in R may be linear or branched.
  • the carbon number of R is not limited, but is, for example, 2 to 29.
  • R When the above alkyl group is linear, R preferably has 3 to 29 carbon atoms, more preferably 5 to 23 carbon atoms. When the alkyl group is branched, R preferably has 5 to 35 carbon atoms, and more preferably 11 to 23 carbon atoms. When the alkenyl group is linear, R preferably has 2 to 29 carbon atoms, and more preferably 9 to 23 carbon atoms. When the alkenyl group is branched, R preferably has 2 to 29 carbon atoms, and more preferably 9 to 23 carbon atoms.
  • alkyl group and alkenyl group examples include a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, and a vinyl group.
  • Examples of the compound ( ⁇ ) include butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, and pentadecyl acid.
  • At least one selected from the group consisting of lauric acid, capric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, and salts thereof is preferable.
  • the salt the metal atom of the formula M hydrogen of the carboxyl groups mentioned above, NR 11 4, which may imidazolium substituted, pyridinium which may have a substituent, or a substituent Examples thereof include those which may have phosphonium, but are not particularly limited.
  • the compound ( ⁇ ) (carboxylic acid type hydrocarbon surfactant) particles having a small average primary particle diameter are obtained by polymerization, and a large number of particles are generated during polymerization, so that polytetrafluoroethylene is efficiently produced.
  • R 1 to R 5 represent H or a monovalent substituent, provided that at least one of R 1 and R 3 is a group represented by the general formula: —YR 6 , R 2 And at least one of R 5 represents a group represented by the general formula: -XA or a group represented by the general formula: -YR 6 .
  • X is the same or different at each occurrence, and is a divalent linking group or a bond;
  • A is identical or different at each occurrence, -COOM, is -SO 3 M or -OSO 3 M (M, H, a metal atom, NR 7 4, which may imidazolium have a substituent, A pyridinium or a phosphonium which may have a substituent, R 7 is H or an organic group);
  • R 8 is H or an organic group;
  • R 6 is the same or different at each occurrence, and is an alkyl group having 2 or more carbon atoms which may contain at least one selected from the group consisting of a carbonyl group, an ester group, an amide group and a sulfon
  • the surfactant (1) will be described.
  • R 1 to R 5 represent H or a monovalent substituent, provided that at least one of R 1 and R 3 is a group represented by the general formula: —YR 6 , R 2 and At least one of R 5 represents a group represented by the general formula: -XA or a group represented by the general formula: -YR 6 . Any two of R 1 to R 5 may be bonded to each other to form a ring.
  • Examples of the substituent which the alkyl group as R 1 may have include a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, A hydroxy group is preferred, and a methyl group and an ethyl group are particularly preferred.
  • R 1 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent or a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms which may have a substituent. And a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group or a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group is more preferable. A straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 is more preferable, and a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms having no substituent is further more preferable. 3 ) or an ethyl group (—C 2 H 5 ) is particularly preferred, and a methyl group (—CH 3 ) is most preferred.
  • Examples of the monovalent substituent include a group represented by the general formula: -YR 6 , a group represented by the general formula: -XA, -H, a C 1-20 which may have a substituent.
  • Preferred are an alkyl group, -NH 2 , -NHR 9 (R 9 is an organic group), -OH, -COOR 9 (R 9 is an organic group) or -OR 9 (R 9 is an organic group).
  • the alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms.
  • a C 1-10 alkyl group or a C 1-10 alkylcarbonyl group is preferable, and a C 1-4 alkyl group or a C 1-4 alkylcarbonyl group is more preferable.
  • X is the same or different at each occurrence, and represents a divalent linking group or a bond.
  • R 6 does not contain any of a carbonyl group, an ester group, an amide group and a sulfonyl group
  • X is a divalent group containing at least one selected from the group consisting of a carbonyl group, an ester group, an amide group and a sulfonyl group. Is preferable.
  • R 8 represents H or an organic group.
  • an alkyl group is preferable.
  • an organic group of H or C 1-10 is preferable, an organic group of H or C 1-4 is more preferable, an alkyl group of H or C 1-4 is further preferable, and H is even more preferable.
  • A identical or different at each occurrence, -COOM, is -SO 3 M or -OSO 3 M (M, H, a metal atom, NR 7 4, good imidazolium be substituted , R 7 is H or an organic group, and four R 7 s may be the same or different.) .
  • one of the preferable embodiments is that A is -COOM.
  • R 7 is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or a C 1-4 organic group, and still more preferably H or a C 1-4 alkyl group.
  • the metal atom include an alkali metal (Group 1) and an alkaline earth metal (Group 2), and Na, K or Li is preferable.
  • the M, H, a metal atom or NR 7 4 are preferable, H, an alkali metal (Group 1), alkaline earth metal (Group 2) or NR 7 4, more preferably, H, Na, K, Li or NH 4 Is more preferred, Na, K or NH 4 is still more preferred, Na or NH 4 is particularly preferred, and NH 4 is most preferred.
  • Y is preferably a divalent linking group selected from the group consisting of a bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CONR 8 — and —NR 8 CO—, and a bond, —COO— And a divalent linking group selected from the group consisting of and -OCO-.
  • R 8 is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or a C 1-4 organic group, still more preferably an H or C 1-4 alkyl group, and even more preferably H.
  • R 6 is the same or different at each occurrence, and has at least one kind selected from the group consisting of a carbonyl group, an ester group, an amide group and a sulfonyl group, having 2 or more carbon atoms which may contain between carbon-carbon atoms. Represents an alkyl group.
  • the carbon number of the organic group represented by R 6 is preferably 2 to 20, more preferably 2 to 10.
  • the alkyl group for R 6 may include one or more selected from the group consisting of a carbonyl group, an ester group, an amide group, and a sulfonyl group between carbon-carbon atoms. Does not include these groups.
  • 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with halogen atoms, 50% or less may be substituted with halogen atoms, and 25% or less of halogen atoms may be substituted with halogen atoms. May be substituted, but is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • R 6 A group represented by the general formula: —R 10 —CO—R 11 ; A group represented by the general formula: —R 10 —COO—R 11 ; General formula: a group represented by -R 11, A group represented by the general formula: —R 10 —NR 8 CO—R 11 , or A group represented by the general formula: -R 10 -CONR 8 -R 11 ; (Wherein, R 8 represents H or an organic group; R 10 is an alkylene group, and R 11 is an alkyl group which may have a substituent). As R 6 , a group represented by the general formula: —R 10 —CO—R 11 is more preferable.
  • R 8 is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or a C 1-4 organic group, still more preferably an H or C 1-4 alkyl group, and even more preferably H.
  • the carbon number of the alkylene group represented by R 10 is preferably 1 or more, more preferably 3 or more, preferably 20 or less, more preferably 12 or less, still more preferably 10 or less, and particularly preferably 8 or less. Further, the carbon number of the alkylene group of R 10 is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and still more preferably 3 to 10.
  • the carbon number of the alkyl group of R 11 may be 1 to 20, preferably 1 to 15, more preferably 1 to 12, still more preferably 1 to 10, still more preferably 1 to 8, and 1 to 6 Particularly preferably, 1 to 3 are still more preferred, 1 or 2 is particularly preferred, and 1 is most preferred.
  • the alkyl group of R 11 is preferably composed of only primary carbon, secondary carbon, and tertiary carbon, and particularly preferably composed of only primary carbon and secondary carbon. That is, R 11 is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an isopropyl group, and particularly preferably a methyl group.
  • R 2 and R 5 are a group represented by the general formula: —XA, and A is —COOM. is there.
  • a compound represented by the general formula (1-1), a compound represented by the general formula (1-2) or a compound represented by the general formula (1-3) is preferable.
  • the compound represented by 1-1) or the compound represented by formula (1-2) is more preferable.
  • R 12 is a C 1-10 alkylene group.
  • Alkylene group of the R 12 may be substituted by 75% or less halogen atom of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms, may be 50% or less is optionally substituted by halogen atom, 25% or less halogen atom May be substituted, but is preferably a non-halogenated alkylene group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the group represented by the general formula: -YR 6 includes A group represented by the general formula: —R 10 —CO—R 11 ; A group represented by the general formula: —OCO—R 10 —CO—R 11 ; A group represented by the general formula: -COO-R 10 -CO-R 11 ; A group represented by the general formula: —OCO—R 10 —COO—R 11 ; General formula: a group represented by -COO-R 11, A group represented by the general formula: —NR 8 CO—R 10 —CO—R 11 , or A group represented by the general formula: -CONR 8 -R 10 -NR 8 CO-R 11 (wherein R 8 , R 10 and R 11 are as defined above) is preferable.
  • R 4 and R 5 are independently preferably H or a C 1-4 alkyl group.
  • 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with halogen atoms, 50% or less may be substituted with halogen atoms, and 25% or less. May be substituted with a halogen atom, but is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • H or a C 1-20 alkyl group which may have a substituent is preferable, and H or a C 1-20 alkyl group which does not have a substituent is preferable. Is more preferable, and H is still more preferable.
  • the alkyl group represented by R 3 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with halogen atoms, 50% or less may be substituted with halogen atoms, and 25% or less of halogen atoms may be substituted with halogen atoms. May be substituted, but is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • H, OH or substituted preferably an alkyl group optionally C 1-20 also has no H, OH or a substituent C 1- 20 alkyl groups are more preferred, and H or OH is even more preferred.
  • the alkyl group represented by R 2 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with halogen atoms, 50% or less may be substituted with halogen atoms, and 25% or less of halogen atoms may be substituted with halogen atoms. May be substituted, but is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • hydrocarbon-based anionic surfactant examples include the following formula (1-0A): (Wherein, R 1A to R 5A are H, a monovalent hydrocarbon group which may contain an ester group between carbon and carbon atoms, or a group represented by the general formula: -X A -A. , R 2A and R 5A represent a group represented by the general formula: -X A -A.
  • X A is the same or different at each occurrence, and is a divalent hydrocarbon group or a bond; A may be the same or different at each occurrence, -COOM (M is H, a metal atom, NR 7 4, which may imidazolium substituted, pyridinium which may have a substituent group or a substituted A phosphonium optionally having a group, R 7 is H or an organic group); Any two of R 1A to R 5A may be bonded to each other to form a ring. )) And the like (1-0A).
  • the monovalent hydrocarbon group which may include an ester group between carbon-carbon atoms preferably has 1 to 50 carbon atoms, and has 5 to 20 carbon atoms. Is more preferable. Any two of R 1A to R 5A may be bonded to each other to form a ring.
  • the monovalent hydrocarbon group which may contain an ester group between carbon-carbon atoms an alkyl group is preferable.
  • the divalent carbon number of the hydrocarbon group is 1 to 50, more preferably 5 to 20.
  • the divalent hydrocarbon group include an alkylene group and an alkanediyl group, and an alkylene group is preferable.
  • R 2A and R 5A are preferably a group represented by the general formula: -X A -A, and R 2A is preferably a group represented by the general formula: -X A- The group represented by A is more preferable.
  • R 2A is a group represented by the general formula: -X A -A, and R 1A , R 3A , R 4A and R 5A are H. It is. In this case, it is preferable X A is an alkylene group having a bond or a C 1-5.
  • R 2A is a group represented by the general formula: -X A -A, and R 1A and R 3A are represented by -Y A -R 6.
  • Y A is the same or different at each occurrence and is —COO—, —OCO— or a bond
  • R 6 is the same or different at each occurrence and is an alkyl group having 2 or more carbon atoms.
  • R 4A and R 5A are H.
  • hydrocarbon-based anionic surfactant represented by the general formula (1-0A) examples include glutaric acid or a salt thereof, adipic acid or a salt thereof, pimelic acid or a salt thereof, suberic acid or a salt thereof, and azelaic acid Or a salt thereof, sebacic acid or a salt thereof, and the like.
  • the aliphatic carboxylic acid type hydrocarbon-based surfactant represented by the general formula (1-0A) may be a two-chain two-hydrophilic group-type synthetic surfactant, for example, a gemini-type surfactant.
  • Examples thereof include Gemini Surf (Chukyo Yushi Co., Ltd.), Gemsurf ⁇ 142 (12 carbon atoms lauryl group), Gemsurf ⁇ 102 (10 carbon atoms), Gemsurf ⁇ 182 (14 carbon atoms) and the like.
  • the oxidation treatment is a treatment in which an oxidizing agent is added to a hydrocarbon-based anionic surfactant having at least one carbonyl group (excluding a carbonyl group in a carboxyl group).
  • the oxidizing agent include oxygen, ozone, aqueous hydrogen peroxide, manganese (IV) oxide, potassium permanganate, potassium dichromate, nitric acid, sulfur dioxide, and the like.
  • Examples of the hydrocarbon-based anionic surfactant having one or more carbonyl groups (excluding a carbonyl group in a carboxyl group) include a compound represented by the formula: R—X (where R is a carbonyl group (however, a carboxyl group) A non-fluorine-containing organic group having 1 to 2,000 carbon atoms having at least one carbonyl group (excluding a carbonyl group), and X is —OSO 3 X 1 , —COOX 1, or —SO 3 X 1 (X 1 is H , metal atom, NR 1 4, which may imidazolium substituted, a good phosphonium also have a pyridinium which may have a substituent or substituents, R 1 is H or an organic And may be the same or different.)))
  • R—X where R is a carbonyl group (however, a carboxyl group) A non-fluorine-containing organic group having 1 to 2,000 carbon atoms having at least one carbony
  • R preferably has a carbon number of 500 or less, more preferably 100 or less, further preferably 50 or less, and still more preferably 30 or less.
  • the hydrocarbon-based anionic surfactant the following formula (a): (Wherein, R 1a is a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms or a cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom forms a hydroxy group or an ester bond. May be substituted by a monovalent organic group containing a carbonyl group having 2 or more carbon atoms, or a monovalent or divalent heterocyclic ring having 3 or more carbon atoms.
  • R 2a and R 3a are independently a single bond or a divalent linking group .
  • R 1a, R 2a and R 3a are 6 or more carbon atoms in total .
  • X a Is H, a metal atom, NR 4a 4 , an optionally substituted imidazolium, an optionally substituted pyridinium or an optionally substituted phosphonium, and R 4a is H or an organic group, which may be the same or different .
  • R 1a, R 2a and R 3a is that attached to any 2 Tsugaotagai, may form a ring surfactant represented by) (a), the following formula (b): (Wherein, R 1b is a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a substituent or a cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent.
  • a group may be the same or different .
  • R 1b, R 2b, R 3b and R 4b have Re or bind to 2 Tsugaotagai may .L other to form a ring is a single bond, -CO 2 -B - *, - OCO-B - *, - CONR 6b -B - *, - NR 6b CO-B- * or -CO- (excluding the carbonyl group contained in -CO 2 -B-, -OCO-B-, -CONR 6b -B-, and -NR 6 CO-B-) B is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, and R 6b is H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent.
  • a surfactant (b) represented by the following formula (c): (Wherein, R 1c is a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms or a cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom forms a hydroxy group or an ester bond. May be substituted by a monovalent organic group containing a carbonyl group having 2 or more carbon atoms, or a monovalent or divalent heterocyclic ring having 3 or more carbon atoms.
  • R 2c and R 3c are independently a single bond or a divalent linking group .
  • R 1c, R 2c and R 3c are 5 or more total carbon atoms .
  • a c Is -COOX c or -SO 3 X c (X c is H, a metal atom, NR 4c 4 , an imidazolium which may have a substituent, a pyridinium which may have a substituent or a substituent is a good phosphonium also have a, R 4c is Or an organic group and may be the same or different.)
  • R 2d and R 4d be the case of 3 or more carbon atoms to form a ring include a monovalent or divalent heterocyclic are independently H or a substituent .
  • R 3d is , a is .n alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, a is .p and q is an integer of 1 or more, independently, an integer of 0 or more .
  • a d is - SO 3 X d or —COOX d (X d is H, a metal atom, NR 5d 4 , imidazolium optionally having a substituent, pyridinium optionally having a substituent, or a substituent even though a good phosphonium, R 5d is H or an organic group and may be the same or different.
  • R 1d, R 2d, R 3d and R 4d are attached to one or two Tsugaotagai, they may form a ring .
  • L is a single bond, -CO 2 -B - *, - OCO -B - *, - CONR 6d -B - *, - NR 6d CO-B- *, or, -CO- (where, -CO 2 -B -, - OCO -B -, - CONR 6d -B-, -NR 6d CO-B- excluding a carbonyl group), B is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, and R 6d is H or substituted Is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a group.
  • * Indicates a side bonded to Ad in the formula.) Selected from the group consisting of surfactants (d) At least one of these is more preferred.
  • R 1a is a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms or a cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms.
  • the “carbon number” of the alkyl group includes the number of carbon atoms constituting the carbonyl group and the number of carbon atoms constituting the heterocyclic ring.
  • the group represented by-has 7 carbon atoms, and the group represented by CH 3 -C ( O)-has 2 carbon atoms.
  • a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted by a functional group, for example, a hydroxyl group (—OH) or a monovalent organic group containing an ester bond may be substituted, Preferably it is not substituted by any functional group.
  • R 101a is an alkyl group.
  • 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with halogen atoms, 50% or less may be substituted with halogen atoms, and 25% or less may be substituted with halogen atoms.
  • it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • R 2a and R 3a are each independently a single bond or a divalent linking group.
  • R 2a and R 3a are independently a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 or more carbon atoms, or a cyclic alkylene group having 3 or more carbon atoms.
  • the alkylene group constituting R 2a and R 3a preferably does not contain a carbonyl group.
  • a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted with a functional group.
  • the hydrogen atom may be substituted with a hydroxy group (—OH) or a monovalent organic group containing an ester bond.
  • a monovalent organic group containing an ester bond Preferably it is not substituted by any functional group.
  • alkylene group 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less may be substituted with a halogen atom.
  • a non-halogenated alkylene group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • R 1a , R 2a and R 3a have a total of 6 or more carbon atoms.
  • the total carbon number is preferably 8 or more, more preferably 9 or more, still more preferably 10 or more, preferably 20 or less, more preferably 18 or less, and still more preferably 15 or less. Any two of R 1a , R 2a and R 3a may be bonded to each other to form a ring.
  • Xa is H, a metal atom, NR 4a 4 , an imidazolium which may have a substituent, a pyridinium which may have a substituent, or a group which has a substituent.
  • a good phosphonium and R 4a is H or an organic group.
  • the four R 4a may be the same or different.
  • R 4a is preferably H or an organic group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably H or an organic group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the metal atom include monovalent and divalent metal atoms, such as an alkali metal (Group 1) and an alkaline earth metal (Group 2). Na, K or Li is preferable.
  • Xa is NH 4
  • the solubility of the surfactant in an aqueous medium is excellent, and the metal component hardly remains in the PTFE or the final product.
  • R 1a is a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms not containing a carbonyl group, a cyclic alkyl group having 3 to 8 carbon atoms not containing a carbonyl group, and 1 to 10 carbonyl groups And a linear or branched alkyl group having 2 to 45 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 45 carbon atoms including a carbonyl group, or a monovalent or divalent complex having 3 to 45 carbon atoms Alkyl groups containing rings are preferred.
  • R 1a is represented by the following formula: (In the formula, n 11a is an integer of 0 to 10, R 11a is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a cyclic alkyl group having 3 to 5 carbon atoms, and R 12a Is an alkylene group having 0 to 3 carbon atoms. When n 11a is an integer of 2 to 10, R 12a may be the same or different.
  • n 11a is preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 0 to 3, and still more preferably an integer of 1 to 3.
  • the alkyl group as R 11a preferably does not contain a carbonyl group.
  • a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted by a functional group, for example, a hydrogen group (—OH) or a monovalent organic group containing an ester bond. However, it is preferably not substituted by any functional group.
  • the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less may be substituted with a halogen atom.
  • a halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • R 12a is an alkylene group having 0 to 3 carbon atoms. The number of carbon atoms is preferably 1 to 3.
  • the alkylene group as R 12a may be linear or branched.
  • the alkylene group as R 12a preferably does not contain a carbonyl group.
  • R 12a is more preferably an ethylene group (—C 2 H 4 —) or a propylene group (—C 3 H 6 —).
  • a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted by a functional group, for example, a hydrogen atom (—OH) or a monovalent organic group containing an ester bond. However, it is preferably not substituted by any functional group.
  • R 104a is an alkyl group.
  • the alkylene group as R 12a 75% or less of a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less may be substituted with a halogen atom.
  • it may be substituted by an atom, it is preferably a non-halogenated alkylene group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • R 2a and R 3a independently, an alkylene group having 1 or more carbon atoms not containing a carbonyl group is preferable, an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms not containing a carbonyl group is more preferable, and an ethylene group (—C 2 H 4 -) or propylene group (-C 3 H 6 -) is more preferred.
  • surfactant (a) examples include the following surfactants.
  • Xa is as described above.
  • the surfactant (a) is a novel compound and can be produced, for example, by the following production method.
  • R 1a contains a furan ring
  • the furan ring may be opened with an acid to convert to a dicarbonyl derivative.
  • the acid include acetic acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfone and the like, with acetic acid being preferred.
  • step (11a) it is preferable to react the lithium and the chlorosilane compound in advance to obtain a siloxylithium compound, and then to react the siloxylithium compound with the compound (10a) to obtain the compound (11a).
  • R 21a a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 or more carbon atoms is preferable.
  • the reaction time of the lithium and the chlorosilane compound in the step (11a) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 6 to 10 hours.
  • the reaction time of the siloxylithium compound with the compound (10a) in the step (11a) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 1 to 2 hours.
  • the reaction ratio of the compound (11a) and the olefin is 1 to 2 with respect to 1 mol of the compound (11a) in consideration of an improvement in yield and a reduction in waste.
  • Mole preferably 1 to 1.1 mole.
  • Examples of the base include 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, triethylamine and the like.
  • an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and an alcohol and an ether are further preferable.
  • Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol and isopropanol.
  • ether examples include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which tetrahydrofuran and diethyl ether are preferred.
  • the reaction temperature in the step (12a) is preferably from 40 to 60 ° C, more preferably from 50 to 55 ° C.
  • the reaction pressure in the step (12a) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (12a) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 6 to 10 hours.
  • the elimination reaction of the leaving group in the step (13a) can be carried out by using a fluoride ion or an acid.
  • the method for removing the leaving group include a method using hydrofluoric acid, a method using an amine complex of hydrogen fluoride such as pyridine / nHF or triethylamine / nHF, cesium fluoride, potassium fluoride, and lithium borofluoride. (LiBF 4 ), a method using an inorganic salt such as ammonium fluoride, and a method using an organic salt such as tetrabutylammonium fluoride (TBAF).
  • TBAF tetrabutylammonium fluoride
  • the elimination reaction of the leaving group in the step (13a) can be carried out in a solvent.
  • a solvent an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and ether is more preferable.
  • ether examples include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which tetrahydrofuran and diethyl ether are preferred.
  • the reaction temperature in the step (13a) is preferably from 0 to 40 ° C, more preferably from 0 to 20 ° C.
  • the reaction pressure in the step (13a) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in step (13a) is preferably from 0.1 to 72 hours, more preferably from 3 to 8 hours.
  • the reaction ratio between the compound (13a) and the chlorinated sulfonic acid is determined based on 1 mol of the compound (13a) with respect to 1 mol of the compound (13a) in consideration of an improvement in yield and a reduction in waste. Is preferably 1 to 2 mol, more preferably 1 to 1.1 mol.
  • the reaction in step (14a) is preferably performed in the presence of a base.
  • a base examples include an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, and an amine. Of these, an amine is preferable.
  • the amount of the base to be used in step (14a) is preferably 1 to 2 mol, more preferably 1 to 1.1 mol, per 1 mol of compound (13a), in consideration of the improvement in yield and the reduction of waste. More preferred.
  • ether examples include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which diethyl ether is preferable.
  • the reaction pressure in the step (14a) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in step (14a) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 3 to 12 hours.
  • a solution containing compound (14a) is obtained after the completion of the reaction. After adding water to the above solution, the solution may be allowed to stand and separated into two phases, the aqueous phase may be recovered, and the solvent may be distilled off to recover the high-purity compound (14a).
  • the compound (14a) has a group represented by —OSO 3 H (that is, when X is H)
  • an aqueous alkali solution such as an aqueous sodium hydrogen carbonate solution or aqueous ammonia instead of water, It is also possible to convert -OSO 3 H to sulfate groups.
  • Surfactant (a) also has the formula: (. Wherein the R 3a as described above, is R 22a 1 monovalent organic group, E a is a leaving group) with a ketone represented by the formula: (Wherein, R 1a is as described above, and R 23a is a monovalent organic group.) (Wherein R 1a , R 3a and E a are as described above, and R 24a is a single bond or a divalent linking group) (21a) to obtain a compound (21a) The leaving group of compound (21a) is removed to form a compound represented by the formula: (Wherein R 1a , R 24a and R 3a are as described above) (22a) to obtain a compound (22a) represented by the formula: Compound (22a) and a compound represented by the formula: (Wherein Xa is as described above), and reacted with a sulfonic acid chloride represented by the formula: (Wherein, R 1a , R 24a , R 3a and Xa
  • R 1a contains a furan ring
  • the furan ring may be opened with an acid to convert to a dicarbonyl derivative.
  • the acid include acetic acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfone and the like, with acetic acid being preferred.
  • Ea represents a leaving group.
  • the leaving group include a tert-butyldimethylsilyl (TBS) group, a triethylsilyl (TES) group, a triisopropylsilyl (TIPS) group, a tert-butyldiphenylsilyl (TBDPS) group, and a benzyl (Bn) group.
  • TBS tert-butyldimethylsilyl
  • TES triethylsilyl
  • TIPS triisopropylsilyl
  • TDPS tert-butyldiphenylsilyl
  • Bn benzyl
  • R 22a a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms is preferable, and a methyl group is more preferable.
  • R 23a a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms is preferable, and a methyl group is more preferable.
  • R 24a a linear or branched alkylene group having 1 or more carbon atoms is preferable, and a methylene group (—CH 2 —) is more preferable.
  • the reaction in the step (21a) can be carried out in a solvent in the presence of a base.
  • Examples of the base include sodium amide, sodium hydride, sodium methoxide, sodium ethoxide and the like.
  • an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and an alcohol and an ether are further preferable.
  • Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol and isopropanol.
  • the reaction temperature in the step (21a) is preferably from 0 to 40 ° C, more preferably from 0 to 20 ° C.
  • the reaction pressure in the step (21a) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (21a) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 3 to 8 hours.
  • the elimination reaction of the leaving group in the step (22a) can be carried out by using a fluoride ion or an acid.
  • the method for removing the leaving group include a method using hydrofluoric acid, a method using an amine complex of hydrogen fluoride such as pyridine / nHF or triethylamine / nHF, cesium fluoride, potassium fluoride, and lithium borofluoride. (LiBF 4 ), a method using an inorganic salt such as ammonium fluoride, and a method using an organic salt such as tetrabutylammonium fluoride (TBAF).
  • TBAF tetrabutylammonium fluoride
  • ether examples include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which tetrahydrofuran and diethyl ether are preferred.
  • the reaction pressure in the step (22a) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction in step (23a) is preferably performed in the presence of a base.
  • a base examples include an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, and an amine. Of these, an amine is preferable.
  • Examples of the amine in the step (23a) include trimethylamine, triethylamine, tributylamine, N, N-dimethylaniline, dimethylbenzylamine, and N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,8-naphthalenediamine.
  • Heteroaromatic amines such as primary amine, pyridine, pyrrole, uracil, collidine, lutidine, etc., 1,8-diaza-bicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diaza-bicyclo [4.3. 0] -5-nonene and the like. Of these, triethylamine and pyridine are preferred.
  • the amount of the base to be used in the step (23a) is preferably 1 to 2 mol, preferably 1 to 1.1 mol, per 1 mol of the compound (22a), in consideration of improvement in yield and reduction in waste. More preferred.
  • the reaction in step (23a) can be performed in a polar solvent.
  • a polar solvent an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and ether is more preferable.
  • the reaction temperature in the step (23a) is preferably from 0 to 40 ° C, more preferably from 0 to 20 ° C.
  • the purity of the obtained compound may be increased by distilling off the solvent, or performing distillation, purification, or the like.
  • R 1a contains a furan ring
  • the furan ring may be opened with an acid to convert to a dicarbonyl derivative.
  • the acid include acetic acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfone and the like, with acetic acid being preferred.
  • the reaction in step (31a) can be performed in a solvent.
  • Hexane is preferred as the solvent.
  • the reaction pressure in the step (31a) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (31a) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 6 to 10 hours.
  • the compound (32a) may be neutralized with an alkali and the compound (32a) may be extracted using an organic solvent such as ether.
  • the reaction pressure in the step (32a) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the elimination reaction of the leaving group in the step (33a) can be carried out by using a fluoride ion or an acid.
  • the method for removing the leaving group include a method using hydrofluoric acid, a method using an amine complex of hydrogen fluoride such as pyridine / nHF or triethylamine / nHF, cesium fluoride, potassium fluoride, and lithium borofluoride. (LiBF 4 ), a method using an inorganic salt such as ammonium fluoride, and a method using an organic salt such as tetrabutylammonium fluoride (TBAF).
  • TBAF tetrabutylammonium fluoride
  • the elimination reaction of the leaving group in the step (33a) can be carried out in a solvent.
  • a solvent an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and ether is more preferable.
  • ether examples include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which tetrahydrofuran and diethyl ether are preferred.
  • the reaction pressure in the step (33a) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (33a) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 3 to 8 hours.
  • the reaction ratio between the compound (33a) and the chlorinated sulfonic acid is determined based on 1 mol of the compound (33a) with respect to 1 mol of the compound (33a) in consideration of an improvement in yield and a reduction in waste. Is preferably 1 to 2 mol, more preferably 1 to 1.1 mol.
  • the reaction in step (34a) is preferably performed in the presence of a base.
  • a base examples include an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, and an amine. Of these, an amine is preferable.
  • the reaction in step (34a) can be performed in a polar solvent.
  • a polar solvent an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and ether is more preferable.
  • ether examples include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which diethyl ether is preferable.
  • the reaction temperature in the step (34a) is preferably from 0 to 40 ° C, more preferably from 0 to 20 ° C.
  • the reaction time in step (34a) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 3 to 12 hours.
  • a solution containing the compound (34a) is obtained after the completion of the reaction.
  • the mixture may be allowed to stand to be separated into two phases, the aqueous phase may be recovered, and the solvent may be distilled off to recover the high-purity compound (34a).
  • the compound (34a) has a group represented by —OSO 3 H (that is, when X is H)
  • an aqueous alkali solution such as an aqueous sodium hydrogen carbonate solution or aqueous ammonia instead of water, It is also possible to convert -OSO 3 H to sulfate groups.
  • Surfactant (a) also has the formula: (. Wherein the R 1a as described above, R 21a represents a single bond or a divalent linking group) and alkene represented by the formula: ( Wherein , Y 51a is an alkoxyl group) by reacting with an alkyne represented by the formula: (Wherein, R 1a and R 21a are as described above.) (41a) obtaining a compound (41a) represented by Compound (41a) has the formula: (Wherein Xa is as described above), and reacted with a sulfonic acid chloride represented by the formula: (Wherein R 1a , R 21a and X a are as described above).
  • R 1a contains a furan ring
  • the furan ring may be opened with an acid to convert to a dicarbonyl derivative.
  • the acid include acetic acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfone and the like, with acetic acid being preferred.
  • R 21a a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 or more carbon atoms is preferable.
  • the reaction ratio of the alkene to the alkyne is 0.5 to 2 mols per 1 mol of the alkynes in consideration of an improvement in yield and a reduction in waste. Preferably, it is 0.6 to 1.2 moles.
  • the reaction in the step (41a) is preferably performed in the presence of a metal catalyst.
  • the metal includes ruthenium and the like.
  • the amount of the metal catalyst used in the step (41a) is preferably 0.01 to 0.4 mol, more preferably 0.05 to 0.4 mol, per 1 mol of the alkene, in consideration of an improvement in yield and a reduction in waste. 0.1 mole is more preferred.
  • the reaction in step (41a) can be performed in a polar solvent.
  • a polar solvent water, acetonitrile, dimethylacetamide, and dimethylformamide are preferable.
  • the reaction temperature in the step (41a) is preferably from 20 to 160 ° C, more preferably from 40 to 140 ° C.
  • the reaction pressure in the step (41a) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (41a) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 4 to 8 hours.
  • the reaction ratio of the compound (41a) and the chlorosulfonic acid is determined based on 1 mol of the compound (41a) with respect to 1 mol of the compound (41a) in consideration of an improvement in yield and a reduction in waste. Is preferably 1 to 2 mol, more preferably 1 to 1.1 mol.
  • the reaction in the step (42a) is preferably performed in the presence of a base.
  • a base include an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, and an amine. Of these, an amine is preferable.
  • Examples of the amine in the step (42a) include trimethylamine, triethylamine, tributylamine, N, N-dimethylaniline, dimethylbenzylamine, and N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,8-naphthalenediamine.
  • Heteroaromatic amines such as tertiary amines, pyridine, pyrrole, uracil, collidine, lutidine and the like, 1,8-diaza-bicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diaza-bicyclo [4.3. 0] -5-nonene and the like. Of these, triethylamine and pyridine are preferred.
  • the amount of the base to be used in step (42a) is preferably 1 to 2 mol, more preferably 1 to 1.1 mol, per 1 mol of compound (41a), in consideration of the improvement in yield and reduction of waste. More preferred.
  • the reaction in step (42a) can be performed in a polar solvent.
  • a polar solvent an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and ether is more preferable.
  • ether examples include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which diethyl ether is preferable.
  • the reaction temperature in the step (42a) is preferably from 0 to 40 ° C, more preferably from 0 to 20 ° C.
  • the reaction pressure in the step (42a) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (42a) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 3 to 12 hours.
  • a solution containing the compound (42a) is obtained after the completion of the reaction.
  • the mixture may be allowed to stand and separated into two phases, the aqueous phase may be recovered, and the solvent may be distilled off to recover the high-purity compound (42a).
  • an aqueous alkali solution such as an aqueous sodium hydrogen carbonate solution or aqueous ammonia is used in place of water, It is also possible to convert -OSO 3 H to sulfate groups.
  • the purity of the obtained compound may be increased by distilling off the solvent, or performing distillation, purification, or the like.
  • R 1b represents a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a substituent or a cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent. Group.
  • the alkyl group may include a monovalent or divalent heterocyclic ring, or may form a ring.
  • the heterocyclic ring is preferably an unsaturated heterocyclic ring, more preferably an oxygen-containing unsaturated heterocyclic ring, and examples include a furan ring.
  • the “carbon number” of the alkyl group includes the number of carbon atoms constituting the heterocyclic ring.
  • Examples of the substituent which the alkyl group as R 1b may have include a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, A hydroxy group is preferred, and a methyl group and an ethyl group are particularly preferred.
  • the alkyl group as R 1b preferably does not contain a carbonyl group.
  • 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with halogen atoms, 50% or less may be substituted with halogen atoms, and 25% or less may be substituted with halogen atoms.
  • it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the alkyl group does not have any substituents.
  • R 1b is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent or a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms which may have a substituent. And a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group or a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group is more preferable. A straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 is more preferable, and a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms having no substituent is still more preferable. 3 ) or an ethyl group (—C 2 H 5 ) is particularly preferred, and a methyl group (—CH 3 ) is most preferred.
  • R 2b and R 4b are independently H or a substituent.
  • a plurality of R 2b and R 4b may be the same or different.
  • R 2b and R 4b is preferably a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a hydroxy group. And an ethyl group are particularly preferred.
  • the alkyl group as R 2b and R 4b preferably does not contain a carbonyl group.
  • 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with halogen atoms, 50% or less may be substituted with halogen atoms, and 25% or less may be substituted with halogen atoms.
  • it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the alkyl group does not have any substituents.
  • Examples of the alkyl group as R 2b and R 4b include a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group or a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group. And more preferably a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group, and a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms having no substituent. Is more preferable, and a methyl group (—CH 3 ) or an ethyl group (—C 2 H 5 ) is particularly preferable.
  • R 2b and R 4b are independently preferably H or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and not containing a carbonyl group, and H or 1 to 3 carbon atoms having no substituent. Is more preferably H, a methyl group (—CH 3 ) or an ethyl group (—C 2 H 5 ), and H is particularly preferable.
  • R 3b is an optionally substituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. When a plurality of R 3b are present, they may be the same or different.
  • the alkylene group preferably does not contain a carbonyl group.
  • 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less may be substituted with a halogen atom.
  • it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the alkylene group does not have any substituents.
  • alkylene group examples include a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent or a cyclic alkylene group having 3 to 10 carbon atoms which may have a substituent.
  • a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group or a cyclic alkylene group having 3 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group is preferred.
  • a linear or branched alkylene group of 1 to 10 is more preferable, and a methylene group (—CH 2 —), an ethylene group (—C 2 H 4 —), an isopropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 ) -) Or a propylene group (-C 3 H 6- ) is more preferred.
  • R 1b , R 2b , R 3b and R 4b may be bonded to each other to form a ring, but preferably do not form a ring.
  • n is an integer of 1 or more.
  • n is preferably an integer of 1 to 40, more preferably an integer of 1 to 30, further preferably an integer of 5 to 25, particularly preferably an integer of 5 to 9, and 11 to 25.
  • p and q are each independently an integer of 0 or more.
  • p is preferably an integer of 0 to 10, more preferably 0 or 1.
  • q is preferably an integer of 0 to 10, and more preferably an integer of 0 to 5.
  • n, p and q are integers of 5 or more in total.
  • the total of n, p and q is more preferably an integer of 8 or more.
  • the total of n, p and q is also preferably an integer of 60 or less, more preferably an integer of 50 or less, and further preferably an integer of 40 or less.
  • X b is H, a metal atom, NR 5b 4 , an imidazolium which may have a substituent, a pyridinium which may have a substituent, or a group which has a substituent.
  • a good phosphonium and R 5b is H or an organic group.
  • the four R 5b may be the same or different.
  • R 5b H or an organic group having 1 to 10 carbon atoms is preferable, and H or an organic group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable.
  • the metal atom include monovalent and divalent metal atoms, such as an alkali metal (Group 1) and an alkaline earth metal (Group 2). Na, K or Li is preferable.
  • X b may be a metal atom or NR 5b 4 (R 5b is as described above).
  • Xb is NH 4
  • the solubility of the surfactant in an aqueous medium is excellent, and the metal component hardly remains in the PTFE or the final product.
  • L is a single bond, -CO 2 -B- *, -OCO-B- *, -CONR 6b -B- *, -NR 6b CO-B- *, or -CO- ( However, carbonyl groups included in —CO 2 —B—, —OCO—B—, —CONR 6b —B—, and —NR 6 CO—B— are excluded.)
  • B has a single bond or a substituent. Is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 6b is H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent. More preferably, the alkylene group has 1 to 5 carbon atoms. Further, R 6 is more preferably H or a methyl group. * Indicates the side bound to -OSO 3 X b in the formula.
  • L is preferably a single bond.
  • the surfactant (b) preferably has an integral value of 10% or more of the total peak intensity observed in a chemical shift range of 2.0 to 5.0 ppm in the 1 H-NMR spectrum.
  • the above surfactant (b) preferably has an integrated value of the total peak intensity observed in a chemical shift range of 2.0 to 5.0 ppm in the 1 H-NMR spectrum within the above range.
  • the surfactant preferably has a ketone structure in the molecule.
  • the integral value is more preferably 15 or more, preferably 95 or less, more preferably 80 or less, and even more preferably 70 or less.
  • the above integral value is measured at room temperature in a heavy water solvent. Heavy water is set to 4.79 ppm.
  • the surfactant (b) for example, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OSO 3 Na, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OSO 3 Na, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OSO 3 Na, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OSO 3 Na, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OSO 3 Na, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 OSO 3 Na, (CH 3) 3 CC (O ) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OSO 3 Na, (CH 3) 2 CHC (O ) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OSO 3 Na, (CH 2) 5 CHC (O ) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OSO 3 Na, (CH 2) 5 CHC (O ) CH
  • Surfactant (b) is a novel compound and can be produced, for example, by the following production method.
  • R 11b is H, a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a substituent.) Or a cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent, and having 3 or more carbon atoms may contain a monovalent or divalent heterocyclic ring or form a ring.
  • L is a single bond, -CO 2 -B- *, -OCO-B- *, -CONR 6b -B- *, -NR 6b CO-B- *, or -CO- (however, -CO 2 -B-, -OCO-B-, -CONR 6b -B- and -NR 6b except for the carbonyl group contained in CO-B-), and B is a single bond or a carbon which may have a substituent.
  • R 6b is, H, or may have a substituent group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms ..
  • the alkyl group as R 11b preferably does not contain a carbonyl group.
  • 75% or less of a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less of a halogen atom may be substituted with a halogen atom.
  • it may be substituted by an atom, it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the alkyl group does not have any substituents.
  • R 11b is H, a linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms which may have a substituent, or a cyclic alkyl group having 3 to 9 carbon atoms which may have a substituent.
  • An alkyl group is preferable, and a linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms not containing H or a carbonyl group or a cyclic alkyl group having 3 to 9 carbon atoms not containing a carbonyl group is more preferable.
  • a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 9 carbon atoms having no substituent is more preferable, and H, a methyl group (—CH 3 ) or an ethyl group (—C 2 H 5 ) is still more preferable.
  • H or a methyl group (—CH 3 ) is particularly preferred, and H is most preferred.
  • the hydroxylation in the step (11b) may be performed, for example, by (1) a method of reacting the compound (10b) with iron phthalocyanine (II) (Fe (Pc)) and sodium borohydride in an oxygen atmosphere; After reacting isopinocampheylborane (IpcBH 2 ) with 10b), the resulting intermediate (dialkylborane) can be oxidized.
  • II iron phthalocyanine
  • IpcBH 2 isopinocampheylborane
  • the amount of the iron (II) phthalocyanine may be a catalytic amount, and can be used in an amount of 0.001 to 1.2 mol based on 1 mol of the compound (10b).
  • sodium borohydride can be used in an amount of 0.5 to 20 mol based on 1 mol of the compound (10b).
  • the reaction of the method (1) can be carried out in a solvent.
  • the solvent is preferably an organic solvent, and examples thereof include ethers, halogenated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, nitriles, and nitrogen-containing polar organic compounds.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • nitrile examples include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, and benzonitrile, and among them, acetonitrile is preferable.
  • nitrogen-containing polar organic compound examples include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and the like. Among them, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone are preferred.
  • the reaction temperature of the method (1) is preferably -78 to 200 ° C, more preferably 0 to 150 ° C.
  • the reaction pressure in the method (1) is preferably from 0 to 5.0 MPa, more preferably from 0.1 to 1.0 MPa.
  • the reaction time of the method (1) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.1 to 48 hours.
  • isopinocampheylborane can be used in an amount of 1.0 to 10.0 mol based on 1 mol of the compound (10b).
  • the reaction between compound (10b) and isopinocampheylborane can be carried out in a solvent.
  • a solvent an organic solvent is preferable, and examples thereof include ethers, halogenated hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • the reaction temperature of the compound (10b) with isopinocampheylborane is preferably from -78 to 200 ° C, more preferably from 0 to 150 ° C.
  • the pressure for the reaction between the compound (10b) and isopinocampheylborane is preferably from 0 to 5.0 MPa, more preferably from 0.1 to 1.0 MPa.
  • the reaction time of the compound (10b) with isopinocampheylborane is preferably from 0.1 to 72 hours, more preferably from 0.1 to 48 hours.
  • the oxidation in the method (2) can be carried out by allowing an oxidizing agent to act on the above intermediate.
  • the oxidizing agent include hydrogen peroxide.
  • the oxidizing agent can be used in an amount of 0.7 to 10 mol based on 1 mol of the intermediate.
  • the oxidation in the method (2) can be performed in a solvent.
  • the solvent include water, methanol, ethanol and the like, with water being preferred.
  • the oxidation temperature in the method (2) is preferably from 0 to 100 ° C, more preferably from 0 to 80 ° C.
  • the oxidation pressure in the method (2) is preferably from 0 to 5.0 MPa, more preferably from 0.1 to 1.0 MPa.
  • the oxidation time in the method (2) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.1 to 48 hours.
  • step (12b) as a method for oxidizing the compound (11b), for example, (a) a method using Jones reagent (CrO 3 / H 2 SO 4 ) (Jones oxidation), (b) Dess-Martin periodinane ( DMP) (Dess-Martin oxidation), (c) Pyridinium chlorochromate (PCC), (d) Bleaching agent (about 5-6% aqueous solution of NaOCl in the presence of nickel compound such as NiCl 2 ) (E) a method of reacting a hydrogen acceptor such as an aldehyde or a ketone in the presence of an aluminum catalyst such as Al (CH 3 ) 3 or Al [OCH (CH 3 ) 2 ] 3 (Oppenauer oxidation) Is mentioned.
  • a hydrogen acceptor such as an aldehyde or a ketone
  • an aluminum catalyst such as Al (CH 3 ) 3 or Al [OCH (CH 3 ) 2 ] 3 (Oppenauer oxidation
  • the oxidation in step (12b) can be performed in a solvent.
  • the solvent is preferably water or an organic solvent, and includes water, ketone, ether, halogenated hydrocarbon, aromatic hydrocarbon, nitrile and the like.
  • ketone examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diacetone alcohol and the like, and among them, acetone is preferable.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • nitrile examples include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, and benzonitrile, and among them, acetonitrile is preferable.
  • the oxidation temperature in the step (12b) is preferably -78 to 200 ° C, and can be appropriately selected depending on the method to be adopted.
  • the oxidation pressure in the step (12b) is preferably 0 to 5.0 MPa, and can be appropriately selected according to the method to be adopted.
  • the oxidation time in the step (12b) is preferably 0.1 to 72 hours, and can be appropriately selected according to the method to be adopted.
  • the sulfate esterification in the step (13b) can be carried out by reacting the compound (12b) with a sulfate reagent.
  • the sulfating reagent include sulfur trioxide pyridine complexes, sulfur trioxide trimethylamine complexes, sulfur trioxide amine complexes such as sulfur trioxide amine complexes, sulfur trioxide amide complexes such as sulfur trioxide dimethylformamide complexes, and sulfuric acid-dicyclohexylcarbodiimide. , Chlorosulfuric acid, concentrated sulfuric acid, sulfamic acid and the like.
  • the amount of the sulfating reagent to be used is preferably 0.5 to 10 mol, more preferably 0.5 to 5 mol, and still more preferably 0.7 to 4 mol, per 1 mol of compound (12b).
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • nitrile examples include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, and benzonitrile, and among them, acetonitrile is preferable.
  • the time for sulfate esterification in the step (13b) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.1 to 48 hours.
  • Surfactant (b) also has the following formula: (Wherein L, R 1b to R 4b , n, p and q are as described above, and R 101b is an organic group). ( Where L, R 1b to R 4b , n, p and q are as described above) (21b) to obtain a compound (21b) represented by the formula: Compound (21b) is sulfated to give the following formula: (Wherein L, R 1b to R 4b , n, p, q and Xb are as defined above).
  • R 101b an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable.
  • the two R 101b may be the same or different.
  • the ozonolysis in the step (21b) can be carried out by reacting the compound (20b) with ozone and then performing a post-treatment with a reducing agent.
  • Ozone can be generated by silent discharge in oxygen gas.
  • Examples of the reducing agent used for the post-treatment include zinc, dimethyl sulfide, thiourea, and phosphines, and among them, phosphines are preferable.
  • the ozonolysis in step (21b) can be performed in a solvent.
  • the above-mentioned solvent is preferably water and an organic solvent, and includes water, alcohol, carboxylic acids, ether, halogenated hydrocarbon, aromatic hydrocarbon and the like.
  • Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol and isopropanol. Of these, methanol and ethanol are preferred.
  • carboxylic acids examples include acetic acid and propionic acid. Of these, acetic acid is preferred.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • the ozonolysis temperature in the step (21b) is preferably -78 to 200 ° C, more preferably 0 to 150 ° C.
  • the pressure for ozonolysis in the step (21b) is preferably 0 to 5.0 MPa, more preferably 0.1 to 1.0 MPa.
  • the ozonolysis time in the step (21b) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.1 to 48 hours.
  • the sulfate esterification in the step (22b) can be carried out by reacting the compound (21b) with a sulfate reagent, and the same conditions as the sulfate esterification in the step (13b) can be employed.
  • R 21b is H, a linear or branched C 1 or more carbon atom which may have a substituent.
  • An alkyl group or a cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent, and having 3 or more carbon atoms forms a ring including a monovalent or divalent heterocyclic ring.
  • Epoxidized compound (30b) represented by the following formula: (where L, R 2b to R 4b , R 21b , n, p and q are as described above) (31b) to obtain a compound (31b) Compound (31b) and R 22b 2 CuLi (R 22b is a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a substituent or 3 carbon atoms which may have a substituent The above-mentioned cyclic alkyl group, and when it has 3 or more carbon atoms, it may contain a monovalent or divalent heterocyclic ring or may form a ring.) The following formula: ( Where L, R 2b to R 4b , R 21b , R 22b , n, p and q are as described above) (32b) to obtain a compound (32b) The compound (32b) is oxidized to give the following formula: (where L, R 2b to R 4b , R 21b , R
  • the alkyl group as R 21b preferably does not contain a carbonyl group.
  • 75% or less of a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less of a halogen atom may be substituted with a halogen atom.
  • it may be substituted by an atom, it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the alkyl group does not have any substituents.
  • R 21b represents H, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent, or a cyclic alkyl group having 3 to 8 carbon atoms which may have a substituent.
  • An alkyl group is preferable, and a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms not containing H or a carbonyl group or a cyclic alkyl group having 3 to 8 carbon atoms not containing a carbonyl group is more preferable.
  • a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having no substituent is more preferable, H or a methyl group (—CH 3 ) is particularly preferable, and H is most preferable.
  • the alkyl group as R 22b preferably does not contain a carbonyl group.
  • 75% or less of the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less may be substituted with a halogen atom.
  • it may be substituted by an atom, it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the alkyl group does not have any substituents.
  • R 22b is a linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms which may have a substituent, or a cyclic alkyl group having 3 to 9 carbon atoms which may have a substituent. More preferably, a linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms which does not contain a carbonyl group or a cyclic alkyl group having 3 to 9 carbon atoms which does not contain a carbonyl group is more preferable, and has no substituent.
  • a linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms is more preferable, a methyl group (—CH 3 ) or an ethyl group (—C 2 H 5 ) is particularly preferable, and a methyl group (—CH 3 ) is most preferable. preferable.
  • the two R 22b may be the same or different.
  • R 21b and R 22b preferably have a total of 1 to 7 carbon atoms, more preferably 1 to 2, and most preferably 1.
  • nitrile examples include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, and benzonitrile, and among them, acetonitrile is preferable.
  • nitrogen-containing polar organic compound examples include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and the like. Among them, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone are preferred.
  • the epoxidation pressure in the step (31b) is preferably from 0 to 5.0 MPa, more preferably from 0.1 to 1.0 MPa.
  • the reaction of step (32b) can be performed in a solvent.
  • a solvent an organic solvent is preferable, and examples thereof include ethers, halogenated hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • the reaction pressure in the step (32b) is preferably 0 to 5.0 MPa, more preferably 0.1 to 1.0 MPa.
  • ketone examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diacetone alcohol and the like, and among them, acetone is preferable.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • nitrile examples include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, and benzonitrile, and among them, acetonitrile is preferable.
  • the oxidation pressure in the step (33b) is preferably from 0 to 5.0 MPa, and can be appropriately selected according to the method to be adopted.
  • the oxidation time in the step (33b) is preferably 0.1 to 72 hours, and can be appropriately selected depending on the method to be adopted.
  • the oxidation in the step (41b) can be carried out by allowing an oxidizing agent to act on the compound (10b) in the presence of water and a palladium compound.
  • the oxidizing agent examples include copper chloride, copper acetate, copper cyanide, monovalent or divalent copper salts such as copper trifluoromethanethiol, iron chloride, iron acetate, iron cyanide, iron trifluoromethanethiol, and iron hexacyano.
  • Benzoquinones such as iron salts, 1,4-benzoquinone, 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone, tetrachloro-1,2-benzoquinone, tetrachloro-1,4-benzoquinone, H Examples include 2 O 2 , MnO 2 , KMnO 4 , RuO 4 , m-chloroperbenzoic acid, oxygen and the like. Among them, copper salts, iron salts and benzoquinones are preferred, and copper chloride, iron chloride and 1,4-benzoquinone are more preferred.
  • the oxidizing agent can be used in an amount of 0.001 to 10 mol based on 1 mol of the compound (10b).
  • the water can be used in an amount of 0.5 to 1000 mol per 1 mol of compound (10b).
  • Examples of the palladium compound include palladium dichloride.
  • the amount of the palladium compound may be a catalytic amount, and can be used in an amount of 0.0001 to 1.0 mol based on 1 mol of the compound (10b).
  • the oxidation in step (41b) can be performed in a solvent.
  • the solvent include water, esters, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alcohols, carboxylic acids, ethers, halogenated hydrocarbons, polar organic compounds containing nitrogen, nitrile, dimethyl sulfoxide, and sulfolane.
  • ester examples include ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA; also known as 1-methoxy-2-acetoxypropane), and among them, ethyl acetate is preferable.
  • PGMEA propylene glycol monomethyl ether acetate
  • aliphatic hydrocarbon examples include hexane, cyclohexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, mineral spirit, and the like. Of these, cyclohexane and heptane are preferred.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol and isopropanol.
  • carboxylic acids examples include acetic acid and propionic acid. Of these, acetic acid is preferred.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • the oxidation pressure in the step (41b) is preferably from 0 to 10 MPa, more preferably from 0.1 to 5.0 MPa.
  • the sulfate esterification in the step (42b) can be carried out by reacting the compound (41b) with a sulfate reagent, and the same conditions as in the sulfate esterification in the step (13b) can be employed.
  • halogenating agent used in the step (51) examples include N-bromosuccinimide, N-chlorosuccinimide and the like.
  • the halogenating agent can be used in an amount of 0.5 to 10.0 mol based on 1 mol of the compound (50).
  • the reaction of Step (51) can be carried out in a solvent.
  • a solvent an organic solvent is preferable, and examples thereof include ethers, halogenated hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • the sulfate esterification in the step (54) can be carried out by reacting the compound (53) with a sulfate reagent, and the same conditions as in the sulfate esterification in the step (13) can be employed.
  • the production method including the steps (41b) and (42b) is preferable.
  • R 1c is a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms or a cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms.
  • the alkyl group may include a monovalent or divalent heterocyclic ring, or may form a ring.
  • the heterocyclic ring is preferably an unsaturated heterocyclic ring, more preferably an oxygen-containing unsaturated heterocyclic ring, and examples include a furan ring.
  • the “carbon number” of the alkyl group includes the number of carbon atoms constituting the carbonyl group and the number of carbon atoms constituting the heterocyclic ring.
  • the group represented by-has 7 carbon atoms, and the group represented by CH 3 -C ( O)-has 2 carbon atoms.
  • R 2c and R 3c are each independently a single bond or a divalent linking group.
  • R 2c and R 3c are independently a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 or more carbon atoms, or a cyclic alkylene group having 3 or more carbon atoms.
  • the alkylene group constituting R 2c and R 3c preferably does not contain a carbonyl group.
  • R 1c represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, not containing a carbonyl group, a cyclic alkyl group having 3 to 8 carbon atoms, not containing a carbonyl group, and 1 to 10 carbonyl groups. Or a linear or branched alkyl group having 2 to 45 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 45 carbon atoms including a carbonyl group, or a monovalent or divalent complex having 3 to 45 carbon atoms Alkyl groups containing rings are preferred.
  • R 1c is represented by the following formula: (Wherein n 11c is an integer of 0 to 10, R 11c is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a cyclic alkyl group having 3 to 5 carbon atoms, and R 12c Is an alkylene group having 0 to 3 carbon atoms. When n 11c is an integer of 2 to 10, R 12c may be the same or different.
  • the alkyl group as R 11c preferably does not contain a carbonyl group.
  • a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted with a functional group, for example, a hydrogen group (—OH) or a monovalent organic group containing an ester bond is substituted. However, it is preferably not substituted by any functional group.
  • alkyl group represented by R 11c 75% or less of a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less of a halogen atom may be substituted with a halogen atom.
  • a halogen atom 75% or less of a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less of a halogen atom may be substituted with a halogen atom.
  • it may be substituted by an atom, it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • R 104c is an alkyl group.
  • R 12c 75% or less of a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less of a halogen atom may be substituted with a halogen atom.
  • it may be substituted by an atom, it is preferably a non-halogenated alkylene group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • R 2c and R 3c are independently preferably an alkylene group having 1 or more carbon atoms not containing a carbonyl group, more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms not containing a carbonyl group, and an ethylene group (—C 2 H 4 -) or propylene group (-C 3 H 6 -) is more preferred.
  • Surfactant (c) is a novel compound and can be produced, for example, by the following production method.
  • Surfactant (c) has the formula: (Wherein, R 3c is as described above, E c is a leaving group), lithium, and a compound represented by the formula: R 201c 3 Si—Cl (where R 201c is Independently represents an alkyl group or an aryl group.) (Wherein R 3c , R 201c and E c are as described above) (11c) to obtain a compound (11c) Compound (11c) and a compound represented by the formula: (.
  • R 1c represents a single bond or a divalent linking group
  • R 21c represents a single bond or a divalent linking group
  • an olefin represented by the formula: (Wherein R 1c , R 21c , R 3c and E c are as described above) (12c) to obtain a compound (12c)
  • the leaving group of the compound (12c) is removed to form a compound represented by the formula: (Wherein R 1c , R 21c and R 3c are as described above) (13c) to obtain a compound (13c) represented by the formula:
  • Compound (13c) is oxidized to give a compound of the formula: (Wherein R 1c , R 21c and R 3c are as described above) (14c) to obtain a compound (14c)
  • R 1c contains a furan ring
  • the furan ring may be opened with an acid to convert to a dicarbonyl derivative.
  • the acid include acetic acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfone and the like, with acetic acid being preferred.
  • step (11c) it is preferable to react the lithium and the chlorosilane compound in advance to obtain a siloxylithium compound, and then to react the siloxylithium compound with the compound (10c) to obtain a compound (11c).
  • E c represents a leaving group.
  • the leaving group include a tert-butyldimethylsilyl (TBS) group, a triethylsilyl (TES) group, a triisopropylsilyl (TIPS) group, a tert-butyldiphenylsilyl (TBDPS) group, and a benzyl (Bn) group.
  • TBS tert-butyldimethylsilyl
  • TES triethylsilyl
  • TIPS triisopropylsilyl
  • TDPS tert-butyldiphenylsilyl
  • Bn benzyl
  • R 21c a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 or more carbon atoms is preferable.
  • chlorosilane compound for example, Is mentioned.
  • any of the reactions in step (11c) can be performed in a solvent.
  • a solvent an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and ether is more preferable.
  • the ether include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which tetrahydrofuran and diethyl ether are preferred.
  • the temperature of the reaction between lithium and the chlorosilane compound in the step (11c) is preferably -78 to 100 ° C, more preferably 10 to 40 ° C.
  • the temperature of the reaction between the siloxylithium compound and compound (10c) in step (11c) is preferably -100 to 0 ° C, more preferably -80 to -50 ° C.
  • the pressure of the reaction between lithium and the chlorosilane compound in the step (11c) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the pressure for the reaction between the siloxylithium compound and compound (10c) in step (11c) is preferably 0.1 to 5 MPa, more preferably 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time of the lithium and the chlorosilane compound in the step (11c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 6 to 10 hours.
  • the reaction time of the siloxylithium compound with the compound (10c) in the step (11c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 1 to 2 hours.
  • the reaction ratio between the compound (11c) and the olefin is preferably 1 to 2 with respect to 1 mol of the compound (11c) in consideration of an improvement in yield and a reduction in waste.
  • Mole preferably 1 to 1.1 mole.
  • step (12c) can be performed in a solvent in the presence of a thiazolium salt and a base.
  • thiazolium salt examples include 3-ethyl-5- (2-hydroxyethyl) -4-methylthiazolium bromide and 3-benzyl-5- (2-hydroxyethyl) -4-methylthiazolium chloride.
  • Examples of the base include 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, triethylamine and the like.
  • an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and an alcohol or ether is more preferable.
  • Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol and isopropanol.
  • ether examples include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which tetrahydrofuran and diethyl ether are preferred.
  • the reaction temperature in the step (12c) is preferably from 40 to 60 ° C, more preferably from 50 to 55 ° C.
  • the reaction pressure in the step (12c) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (12c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 6 to 10 hours.
  • the elimination reaction of the leaving group in the step (13c) can be carried out by using a fluoride ion or an acid.
  • the method for removing the leaving group include a method using hydrofluoric acid, a method using an amine complex of hydrogen fluoride such as pyridine / nHF or triethylamine / nHF, cesium fluoride, potassium fluoride, and lithium borofluoride. (LiBF 4 ), a method using an inorganic salt such as ammonium fluoride, and a method using an organic salt such as tetrabutylammonium fluoride (TBAF).
  • TBAF tetrabutylammonium fluoride
  • the elimination reaction of the leaving group in the step (13c) can be performed in a polar solvent.
  • a polar solvent an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and ether is more preferable.
  • ether examples include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which tetrahydrofuran and diethyl ether are preferred.
  • the reaction temperature in step (13c) is preferably from 0 to 40 ° C, more preferably from 0 to 20 ° C.
  • the reaction pressure in the step (13c) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in step (13c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 3 to 8 hours.
  • the oxidation in step (14c) can be performed in a solvent in the presence of sodium chlorite.
  • the solvent examples include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, 1-butanol, and tert-butyl alcohol, and water.
  • a disodium hydrogen phosphate solution may be used as the buffer.
  • Compound (14c) may be contacted with an alkali to convert -COOH to a salt form.
  • alkali include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and ammonia, and it is preferable to use an aqueous solution of ammonia.
  • the purity of the obtained compound may be increased by distilling off the solvent, or performing distillation, purification, or the like.
  • Surfactant (c) also has the formula: (. Wherein, the R 3c as described above, the R 22c 1 monovalent organic group, E c is a leaving group) with a ketone represented by the formula: (Wherein, R 1c is as described above, and R 23c is a monovalent organic group). (Wherein, R 1c , R 3c and E c are as described above, and R 24c is a single bond or a divalent linking group) (21c).
  • the leaving group of the compound (21c) is removed to form a compound represented by the formula: (Wherein R 1c , R 24c and R 3c are as described above) (22c) to obtain a compound (22c) represented by the formula: Compound (22c) is oxidized to give a compound of the formula: (Wherein R 1c , R 24c and R 3c are as described above) (23c) to obtain a compound (23c) Can be suitably manufactured by a manufacturing method including
  • R 1c contains a furan ring
  • the furan ring may be opened with an acid to convert to a dicarbonyl derivative.
  • the acid include acetic acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfone and the like, with acetic acid being preferred.
  • E c represents a leaving group.
  • the leaving group include a tert-butyldimethylsilyl (TBS) group, a triethylsilyl (TES) group, a triisopropylsilyl (TIPS) group, a tert-butyldiphenylsilyl (TBDPS) group, and a benzyl (Bn) group.
  • TBS tert-butyldimethylsilyl
  • TES triethylsilyl
  • TIPS triisopropylsilyl
  • TDPS tert-butyldiphenylsilyl
  • Bn benzyl
  • R 22c a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms is preferable, and a methyl group is more preferable.
  • R 23c a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms is preferable, and a methyl group is more preferable.
  • R 24c a linear or branched alkylene group having 1 or more carbon atoms is preferable, and a methylene group (—CH 2 —) is more preferable.
  • step (21c) can be carried out in a solvent in the presence of a base.
  • Examples of the base include sodium amide, sodium hydride, sodium methoxide, sodium ethoxide and the like.
  • an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and an alcohol and an ether are further preferable.
  • Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol and isopropanol.
  • ether examples include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which tetrahydrofuran and diethyl ether are preferred.
  • the reaction temperature in the step (21c) is preferably from 0 to 40 ° C., and more preferably from 0 to 20.
  • the reaction pressure in the step (21c) is preferably 0.1 to 5 MPa, more preferably 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (21c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 3 to 8 hours.
  • the elimination reaction of the leaving group in the step (22c) can be carried out by using a fluoride ion or an acid.
  • the method for removing the leaving group include a method using hydrofluoric acid, a method using an amine complex of hydrogen fluoride such as pyridine / nHF or triethylamine / nHF, cesium fluoride, potassium fluoride, and lithium borofluoride. (LiBF 4 ), a method using an inorganic salt such as ammonium fluoride, and a method using an organic salt such as tetrabutylammonium fluoride (TBAF).
  • TBAF tetrabutylammonium fluoride
  • the elimination reaction of the leaving group in the step (22c) can be carried out in a solvent.
  • a solvent an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and ether is more preferable.
  • ether examples include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which tetrahydrofuran and diethyl ether are preferred.
  • the reaction temperature in the step (22c) is preferably from 0 to 40 ° C, more preferably from 0 to 20 ° C.
  • the reaction pressure in the step (22c) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (22c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 3 to 8 hours.
  • the oxidation in step (23c) can be performed in a solvent in the presence of sodium chlorite.
  • alcohol and water can be used as the solvent.
  • a disodium hydrogen phosphate solution may be used as the buffer.
  • Compound (23c) may be contacted with an alkali to convert -COOH to a salt form.
  • alkali include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and ammonia, and it is preferable to use an aqueous solution of ammonia.
  • the purity of the obtained compound may be increased by distilling off the solvent, or performing distillation, purification, or the like.
  • Surfactant (c) also has the formula: Y c -R 3c -CH 2 -OE c (Wherein, R 3c is as described above, Y c is a halogen atom, and E c is a leaving group), and an alkyl halide represented by the formula: (Wherein R 1c is as described above), and reacted with lithium acetylide represented by the formula: (Wherein R 1c , R 3c and E c are as described above) (31c) to obtain a compound (31c) Compound (31c) is oxidized to give a compound of formula (Wherein R 1c , R 3c and E c are as described above) (32c) to obtain a compound (32c) The leaving group of the compound (32c) is removed to form a compound represented by the formula: (Wherein, R 1c and R 3c are as described above) (33c) to obtain a compound (33c) represented by the formula: Compound (33c) is oxidized
  • R 1c contains a furan ring
  • the furan ring may be opened with an acid to convert to a dicarbonyl derivative.
  • the acid include acetic acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfone and the like, with acetic acid being preferred.
  • E c represents a leaving group.
  • the leaving group include a tert-butyldimethylsilyl (TBS) group, a triethylsilyl (TES) group, a triisopropylsilyl (TIPS) group, a tert-butyldiphenylsilyl (TBDPS) group, and a benzyl (Bn) group.
  • TBS tert-butyldimethylsilyl
  • TES triethylsilyl
  • TIPS triisopropylsilyl
  • TDPS tert-butyldiphenylsilyl
  • Bn benzyl
  • the reaction ratio of the alkyl halide to the lithium acetylide is determined based on the ratio of the lithium acetylide to 1 mole of the alkyl halide in consideration of an improvement in yield and a reduction in waste.
  • the amount is preferably 2 to 2 mol, more preferably 1 to 1.2 mol.
  • the reaction in the step (31c) can be carried out in a solvent.
  • Hexane is preferred as the solvent.
  • the temperature of the reaction in the step (31c) is preferably from -100 to -40 ° C, more preferably from -80 to -50 ° C.
  • the reaction pressure in the step (31c) is preferably 0.1 to 5 MPa, more preferably 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (31c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 6 to 10 hours.
  • the oxidation in the step (32c) is performed by [(Cn * ) Ru III (CF 3 CO 2 ) 3 ] ⁇ H 2 O (where Cn * is 1,4,7-trimethyl-1,4,7-triazabicyclo Nonane) is treated with (NH 4 ) 2 Ce (NO 3 ) 6 and trifluoroacetic acid, and then can be carried out in a nitrile solvent using a complex formed by adding sodium perchlorate.
  • the compound (32c) may be neutralized with an alkali and extracted using an organic solvent such as ether.
  • the reaction temperature in step (32c) is preferably from 30 to 100 ° C, more preferably from 40 to 90 ° C.
  • the reaction pressure in the step (32c) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (32c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 3 to 8 hours.
  • the elimination reaction of the leaving group in the step (33c) can be carried out by using a fluoride ion or an acid.
  • the method for removing the leaving group include a method using hydrofluoric acid, a method using an amine complex of hydrogen fluoride such as pyridine / nHF or triethylamine / nHF, cesium fluoride, potassium fluoride, and lithium borofluoride. (LiBF 4 ), a method using an inorganic salt such as ammonium fluoride, and a method using an organic salt such as tetrabutylammonium fluoride (TBAF).
  • TBAF tetrabutylammonium fluoride
  • the elimination reaction of the leaving group in the step (33c) can be carried out in a solvent.
  • a solvent an organic solvent is preferable, an aprotic polar solvent is more preferable, and ether is more preferable.
  • ether examples include ethyl methyl ether, diethyl ether, monoglyme (ethylene glycol dimethyl ether), diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), triglyme (triethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran, tetraglyme (tetraethylene glycol dimethyl ether), and crown ether (15-crown). -5,18-crown-6), among which tetrahydrofuran and diethyl ether are preferred.
  • the reaction temperature in step (33c) is preferably from 0 to 40 ° C, more preferably from 0 to 20 ° C.
  • the reaction pressure in the step (33c) is preferably 0.1 to 5 MPa, more preferably 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (33c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 3 to 8 hours.
  • the oxidation in step (34c) can be performed in a solvent in the presence of sodium chlorite.
  • alcohol and water can be used as the solvent.
  • a disodium hydrogen phosphate solution may be used as the buffer.
  • Compound (34c) may be contacted with an alkali to convert -COOH to a salt form.
  • alkali include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and ammonia, and it is preferable to use an aqueous solution of ammonia.
  • the purity of the obtained compound may be increased by distilling off the solvent, or performing distillation, purification, or the like.
  • Surfactant (c) also has the formula: And a divinyl ketone represented by the formula: By reacting with 2-methylfuran represented by the formula: (51c) obtaining a compound (51c) represented by Compound (51c) and formula: By reacting with furan represented by the formula: (52c) obtaining a compound (52c) represented by By heating compound (52c) in the presence of an acid, a compound of the formula: A step (53c) of obtaining a compound (53c) represented by Compound (53c) is oxidized to give a compound of the formula: A step (54c) of obtaining a compound (54c) represented by Can be suitably manufactured by a manufacturing method including
  • the reaction ratio of divinyl ketone and 2-methylfuran is 0.5 to 2 mol of divinyl ketone with respect to 1 mol of divinyl ketone in consideration of improvement in yield and reduction of waste. It is preferably from 1 to 1 mol, more preferably from 0.6 to 0.9 mol.
  • the reaction in the step (51c) is preferably carried out in the presence of an acid.
  • the acid include acetic acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfonic acid and the like, and among them, acetic acid is preferable.
  • the amount of the acid used in the step (51c) is preferably from 0.1 to 2 mol, and more preferably from 0.1 to 1 mol, per 1 mol of divinyl ketone, in consideration of improvement in yield and reduction of waste. More preferred.
  • the reaction in the step (51c) can be carried out in a polar solvent.
  • a polar solvent water and acetonitrile are preferable.
  • the reaction temperature in the step (51c) is preferably from 20 to 100 ° C, more preferably from 40 to 100 ° C.
  • the reaction pressure in the step (51c) is preferably 0.1 to 5 MPa, more preferably 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (51c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 4 to 8 hours.
  • the reaction ratio of the compound (51c) with furan is 1 to 2 mol of furan with respect to 1 mol of the compound (51c) in consideration of improvement in yield and reduction of waste.
  • the amount is 1 to 1.1 mol.
  • the reaction in the step (52c) is preferably carried out in the presence of an acid.
  • the acid include acetic acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfone and the like, among which acetic acid is preferable.
  • the amount of the acid to be used in the step (52c) is preferably 0.1 to 2 mol, more preferably 0.1 to 1 mol, per 1 mol of the compound (51c), in consideration of improvement in yield and reduction of waste. Molar is more preferred.
  • the reaction in the step (52c) can be carried out in a polar solvent.
  • a polar solvent water is preferable.
  • the reaction temperature in the step (52c) is preferably from 20 to 100 ° C, more preferably from 40 to 100 ° C.
  • the reaction pressure in the step (52c) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (52c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 4 to 8 hours.
  • the furan ring is opened by heating the compound (52c) in the presence of an acid.
  • hydrochloric acid and sulfuric acid are preferable.
  • the reaction in the step (53c) can be carried out in a polar solvent.
  • a polar solvent water is preferable.
  • the reaction temperature in step (53c) is preferably from 50 to 100 ° C, more preferably from 70 to 100 ° C.
  • the reaction pressure in the step (53c) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (53c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 1 to 12 hours.
  • the oxidation in step (54c) can be performed in a solvent in the presence of sodium chlorite.
  • tert-butyl alcohol and water can be used as the solvent.
  • a disodium hydrogen phosphate solution may be used as the buffer.
  • Compound (54c) may be contacted with an alkali to convert -COOH to a salt form.
  • alkali include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and ammonia, and it is preferable to use an aqueous solution of ammonia.
  • the purity of the obtained compound may be increased by distilling off the solvent, or performing distillation, purification, or the like.
  • Surfactant (c) also has the formula: (. Wherein, the R 1c as described above, R 21c represents a single bond or a divalent linking group) and alkene represented by the formula: ( Wherein , Y 61c is an alkyl ester group), and reacted with an alkyne represented by the formula: (In the formula, R 1c , R 21c and Y 61c are as described above) (61c) to obtain a compound (61c), and Compound (61c) is reacted with an acid and then an acid to give a compound of the formula: (Wherein R 1c and R 21c are as described above) (62c) to obtain a compound (62c) Can be suitably manufactured by a manufacturing method including
  • R 1c contains a furan ring
  • the furan ring may be opened with an acid to convert to a dicarbonyl derivative.
  • the acid include acetic acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfone and the like, with acetic acid being preferred.
  • R 21c a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 or more carbon atoms is preferable.
  • the amount of the metal catalyst used in the step (61c) is preferably 0.01 to 0.4 mol, more preferably 0.05 to 0.4 mol, per 1 mol of the alkene, in consideration of an improvement in yield and a reduction in waste. 0.1 mole is more preferred.
  • the reaction in the step (61c) can be carried out in a polar solvent.
  • a polar solvent water, acetonitrile, dimethylacetamide, and dimethylformamide are preferable.
  • the reaction temperature in step (61c) is preferably from 20 to 160 ° C, more preferably from 40 to 140 ° C.
  • the reaction pressure in the step (61c) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (61c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 4 to 8 hours.
  • the amount of the acid to be used in the step (62c) is preferably 1.0 to 20.0 mol, and more preferably 1.0 to 20.0 mol, per 1 mol of the compound (61c), in consideration of an improvement in yield and a reduction in waste. ⁇ 10.0 mol is more preferred.
  • the reaction in the step (62c) can be carried out in a polar solvent.
  • a polar solvent water is preferable.
  • the reaction temperature in step (62c) is preferably from 0 to 100 ° C, more preferably from 20 to 100 ° C.
  • the reaction pressure in the step (62c) is preferably from 0.1 to 5 MPa, more preferably from 0.1 to 1 MPa.
  • the reaction time in the step (62c) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 4 to 8 hours.
  • Compound (62c) may be contacted with an alkali to convert -COOH to a salt form.
  • alkali include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and ammonia, and it is preferable to use an aqueous solution of ammonia.
  • the purity of the obtained compound may be increased by distilling off the solvent, or performing distillation, purification, or the like.
  • the surfactant (d) will be described.
  • R 1d represents a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a substituent or a cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent. Group.
  • the alkyl group may include a monovalent or divalent heterocyclic ring, or may form a ring.
  • the heterocyclic ring is preferably an unsaturated heterocyclic ring, more preferably an oxygen-containing unsaturated heterocyclic ring, and examples include a furan ring.
  • the “carbon number” of the alkyl group includes the number of carbon atoms constituting the heterocyclic ring.
  • Examples of the substituent which the alkyl group as R 1d may have include a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, A hydroxy group is preferred, and a methyl group and an ethyl group are particularly preferred.
  • the alkyl group as R 1d preferably does not contain a carbonyl group.
  • 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with halogen atoms, 50% or less may be substituted with halogen atoms, and 25% or less may be substituted with halogen atoms.
  • it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the alkyl group does not have any substituents.
  • R 1d is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent or a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms which may have a substituent. And a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group or a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group is more preferable. A straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 is more preferable, and a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms having no substituent is still more preferable. 3 ) or an ethyl group (—C 2 H 5 ) is particularly preferred, and a methyl group (—CH 3 ) is most preferred.
  • R 2d and R 4d are independently H or a substituent.
  • a plurality of R 2d and R 4d may be the same or different.
  • R 2d and R 4d is preferably a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a hydroxy group. And an ethyl group are particularly preferred.
  • the alkyl group as R 2d and R 4d preferably does not contain a carbonyl group.
  • 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with halogen atoms, 50% or less may be substituted with halogen atoms, and 25% or less may be substituted with halogen atoms.
  • it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the alkyl group does not have any substituents.
  • the alkyl group as R 2d and R 4d includes a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group or a cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group.
  • a methyl group (—CH 3 ) or an ethyl group (—C 2 H 5 ) is particularly preferable.
  • R 2d and R 4d independently, H or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group is preferable, and H or 1 to 3 carbon atoms having no substituent is preferable. Is more preferably H, a methyl group (—CH 3 ) or an ethyl group (—C 2 H 5 ), and H is particularly preferable.
  • R 3d is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent. When a plurality of R 3d are present, they may be the same or different.
  • the alkylene group preferably does not contain a carbonyl group.
  • 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less may be substituted with a halogen atom.
  • it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the alkylene group does not have any substituents.
  • alkylene group examples include a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent or a cyclic alkylene group having 3 to 10 carbon atoms which may have a substituent.
  • a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group or a cyclic alkylene group having 3 to 10 carbon atoms not containing a carbonyl group is preferred.
  • a linear or branched alkylene group of 1 to 10 is more preferable, and a methylene group (—CH 2 —), an ethylene group (—C 2 H 4 —), an isopropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 ) -) Or a propylene group (-C 3 H 6- ) is more preferred.
  • R 1d , R 2d , R 3d and R 4d may be bonded to each other to form a ring.
  • n is an integer of 1 or more. n is preferably an integer of 1 to 40, more preferably an integer of 1 to 30, and still more preferably an integer of 5 to 25.
  • p and q are each independently an integer of 0 or more.
  • p is preferably an integer of 0 to 10, more preferably 0 or 1.
  • q is preferably an integer of 0 to 10, and more preferably an integer of 0 to 5.
  • n, p, and q are an integer of 6 or more.
  • the total of n, p and q is more preferably an integer of 8 or more.
  • the total of n, p and q is also preferably an integer of 60 or less, more preferably an integer of 50 or less, and further preferably an integer of 40 or less.
  • a d is -SO 3 X d or -COOX d
  • X d has H, a metal atom, NR 5d 4, good imidazolium be substituted
  • the substituent R 5d is H or an organic group, which may be the same or different).
  • R 5d H or an organic group having 1 to 10 carbon atoms is preferable, and H or an organic group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable.
  • the metal atom include monovalent and divalent metal atoms, such as an alkali metal (Group 1) and an alkaline earth metal (Group 2). Na, K or Li is preferable.
  • X d may be a metal atom or NR 5d 4 (R 5d is as described above).
  • H an alkali metal (Group 1), an alkaline earth metal (Group 2) or NR 5d 4 is preferable, and H, Na, K, Li or NH 4 is more preferable because it is easily dissolved in water. Further since the easily soluble in water, Na, K or NH 4 are more preferred, particularly preferably Na or NH 4 is, since removal is easy, NH 4 being the most preferred.
  • X d is NH 4
  • the solubility of the surfactant in an aqueous medium is excellent, and the metal component hardly remains in the PTFE or the final product.
  • L represents a single bond, -CO 2 -B- *, -OCO-B- *, -CONR 6d -B- *, -NR 6d CO-B- *, or -CO- ( However, carbonyl groups contained in —CO 2 —B—, —OCO—B—, —CONR 6d —B—, and —NR 6d CO—B— are excluded.)
  • B is a single bond or a substituent.
  • R 6d is H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent. More preferably, the alkylene group has 1 to 5 carbon atoms. Further, R 6d is more preferably H or a methyl group. * Indicates the side that binds to Ad in the formula.
  • L is preferably a single bond.
  • the above surfactant preferably has an integral value of all peak intensities observed in a chemical shift range of 2.0 to 5.0 ppm in a 1 H-NMR spectrum of 10 or more.
  • the above surfactant preferably has an integrated value of all peak intensities observed in a chemical shift range of 2.0 to 5.0 ppm in the 1 H-NMR spectrum within the above range.
  • the surfactant preferably has a ketone structure in the molecule.
  • the integral is more preferably 15 or more, preferably 95 or less, more preferably 80 or less, and still more preferably 70 or less.
  • the above integral value is measured at room temperature in a heavy water solvent. Heavy water is set to 4.79 ppm.
  • the surfactant (d) for example, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COOK, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COONa, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COONa, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COONa, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COONa, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 COONa, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COONa, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COONa, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COONa, CH 3 C (O) CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COONa, (CH 3 ) 3 CC (O)
  • Surfactant (d) is a novel compound and can be produced, for example, by the following production method.
  • the surfactant (d) has the following formula: (In the formula, R 1d , R 2d and n are as described above.) And a compound (10d) represented by the following formula: (Wherein, R 3d is as described above. L is a single bond, —CO 2 —B— *, —OCO—B— *, —CONR 6d —B— *, —NR 6d CO—B— * Or -CO- (however, excluding the carbonyl group contained in -CO 2 -B-, -OCO-B-, -CONR 6d -B-, -NR 6d CO-B-), and B Is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, and R 6d is H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent.
  • L is a single bond, —CO 2 —B— *, —OCO—B— *, —CONR 6d —B— * , —NR 6d CO—B— * or —CO— (provided that —CO 2 —B—, —OCO—B—, —CONR 6d —B—, and —NR 6d CO—B— B is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, and R 6d is H or a carbon atom having 1 carbon atom which may have a substituent. ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 4 alkyl groups. * Indicates a side bonded to —OSO 3 X d in the formula.) Can be suitably produced by a production method including a step (11d) of obtaining a compound (11d) represented by the following formula:
  • the reaction in the step (11d) can be carried out in the presence of a base.
  • a base examples include sodium hydride, sodium hydroxide, potassium hydroxide, triethylamine and the like.
  • the above base can be used in an amount of 0.5 to 20 mol based on 1 mol of compound (10d).
  • the reaction in step (11d) can be performed in a solvent.
  • a solvent an organic solvent is preferable, and an aprotic polar solvent is more preferable.
  • the organic solvent include ethers, aromatic compounds, nitriles, halogenated hydrocarbons, and the like.
  • the ether include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • the aromatic compound include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene is preferred.
  • nitrile examples include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, and benzonitrile, and among them, acetonitrile is preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • the reaction temperature in the step (11d) is preferably -78 to 150 ° C, more preferably -20 to 100 ° C.
  • the reaction pressure in the step (11d) is preferably from 0 to 10 MPa, more preferably from 0 to 1.0 MPa.
  • the reaction time in the step (11d) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.1 to 48 hours.
  • Surfactant (d) also has the following formula: (Wherein R 1d to R 4d , n, p and q are as described above.
  • L is a single bond, —CO 2 -B *, —OCO-B- *, —CONR 6d -B- * , —NR 6d CO—B— * or —CO— (provided that —CO 2 —B—, —OCO—B—, —CONR 6d —B—, and —NR 6d CO—B— B is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, and R 6d is H or a carbon atom having 1 carbon atom which may have a substituent.
  • L is a single bond, —CO 2 —B— *, —OCO—B— *, —CONR 6d — B- *, -NR 6d CO-B- *, or -CO- (provided that -CO 2 -B-, -OCO-B-, -CONR 6d -B-, -NR 6d CO-B- B is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, and R 6d represents H or an optionally substituted substituent. It is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. * Indicates a side bonded to —CH 2 —COOX d in the formula. Can be suitably produced by a production method including a step (21d) of obtaining a compound (21d) represented by the following formula:
  • the oxidation in the step (21d) can be carried out by reacting the compound (20d) with a nitrosating agent.
  • nitrosating agent sodium nitrite, nitrosylsulfuric acid, isoamyl nitrite and the like can be used.
  • the nitrosating agent can be used in an amount of 0.5 to 10 mol based on 1 mol of the compound (20d).
  • the oxidation in step (21d) can be performed in a solvent.
  • a solvent trifluoroacetic acid, acetonitrile and the like can be used.
  • the oxidation temperature in the step (21d) is preferably -78 to 200 ° C, more preferably -20 to 100 ° C.
  • the oxidation pressure in the step (21d) is preferably from 0 to 10 MPa, more preferably from 0 to 1.0 MPa.
  • the oxidation time in the step (21d) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.1 to 24 hours.
  • R 11d -CH CH-Y 1d -OH
  • R 11d is H, a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a substituent, or a cyclic group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent.
  • Y 1d represents-(CR 2d 2 ) n- or- (CR 2d 2 ) n- (OR 3d ) p- (CR 4d 2 ) q -L-CH 2-
  • R 2d to R 4d , n, L, p and q are as described above, L is a single bond,- CO 2 -B- *, -OCO-B- *, -CONR 6d -B *, -NR 6d CO-B- *, or -CO- (however,
  • the alkyl group as R 11d preferably does not contain a carbonyl group.
  • 75% or less of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with halogen atoms, 50% or less may be substituted with halogen atoms, and 25% or less of halogen atoms may be substituted with halogen atoms.
  • it may be substituted by an atom, it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the alkyl group does not have any substituents.
  • R 11d is H, a linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms which may have a substituent, or a cyclic alkyl group having 3 to 9 carbon atoms which may have a substituent.
  • An alkyl group is preferable, and a linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms not containing H or a carbonyl group or a cyclic alkyl group having 3 to 9 carbon atoms not containing a carbonyl group is more preferable.
  • a linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms having no substituent is more preferable, and H, a methyl group (—CH 3 ) or an ethyl group (—C 2 H 5 ) is still more preferable.
  • H or a methyl group (—CH 3 ) is particularly preferred, and H is most preferred.
  • the hydroxylation in the step (101d) can be performed, for example, by (1d) a method in which iron (II) phthalocyanine (II) (Fe (Pc)) and sodium borohydride are allowed to act on the compound (100d) in an oxygen atmosphere, or a compound (2d) 100d) is reacted with isopinocampheylborane (IpcBH 2 ), and then the resulting intermediate (dialkylborane) is oxidized.
  • (1d) a method in which iron (II) phthalocyanine (II) (Fe (Pc)) and sodium borohydride are allowed to act on the compound (100d) in an oxygen atmosphere, or a compound (2d) 100d) is reacted with isopinocampheylborane (IpcBH 2 ), and then the resulting intermediate (dialkylborane) is oxidized.
  • the amount of the iron (II) phthalocyanine may be a catalytic amount, and can be used in an amount of 0.001 to 1.2 mol based on 1 mol of the compound (100d).
  • sodium borohydride can be used in an amount of 0.5 to 20 mol based on 1 mol of the compound (100d).
  • the reaction of the method (1d) can be carried out in a solvent.
  • the solvent is preferably an organic solvent, and examples thereof include ethers, halogenated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, nitriles, and nitrogen-containing polar organic compounds.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • nitrile examples include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, and benzonitrile, and among them, acetonitrile is preferable.
  • nitrogen-containing polar organic compound examples include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and the like. Among them, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone are preferred.
  • the reaction temperature of the method (1d) is preferably -78 to 200 ° C, more preferably 0 to 150 ° C.
  • the reaction pressure in the method (1d) is preferably from 0 to 5.0 MPa, more preferably from 0.1 to 1.0 MPa.
  • the reaction time of the method (1d) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.1 to 48 hours.
  • isopinocampheylborane can be used in an amount of 1.0 to 10.0 mol based on 1 mol of the compound (100d).
  • the reaction of compound (100d) with isopinocampheylborane can be carried out in a solvent.
  • a solvent an organic solvent is preferable, and examples thereof include ethers, halogenated hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • the reaction temperature of the compound (100d) with isopinocampheylborane is preferably from -78 to 200 ° C, more preferably from 0 to 150 ° C.
  • the pressure for the reaction between the compound (100d) and isopinocampheylborane is preferably from 0 to 5.0 MPa, more preferably from 0.1 to 1.0 MPa.
  • the reaction time of the compound (100d) with isopinocampheylborane is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.1 to 48 hours.
  • the oxidation in the method (2d) can be performed by allowing an oxidizing agent to act on the above intermediate.
  • the oxidizing agent include hydrogen peroxide.
  • the oxidizing agent can be used in an amount of 0.7 to 10 mol based on 1 mol of the intermediate.
  • the oxidation in the method (2d) can be performed in a solvent.
  • the solvent include water, methanol, ethanol and the like, with water being preferred.
  • the oxidation temperature in the method (2d) is preferably from 0 to 100 ° C, more preferably from 0 to 80 ° C.
  • the oxidation pressure in the method (2d) is preferably from 0 to 5.0 MPa, more preferably from 0.1 to 1.0 MPa.
  • the oxidation time in the method (2d) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.1 to 48 hours.
  • step (102d) as a method for oxidizing the compound (101d), for example, (a) a method using Jones reagent (CrO 3 / H 2 SO 4 ) (Jones oxidation), (d) Dess-Martin periodinane ( DMP) (Dess-Martin oxidation), (c) Pyridinium chlorochromate (PCC), (d) Bleach (about 5-6% aqueous solution of NaOCl in the presence of nickel compound such as NiCl 2 ) (E) a method of reacting a hydrogen acceptor such as an aldehyde or a ketone in the presence of an aluminum catalyst such as Al (CH 3 ) 3 or Al [OCH (CH 3 ) 2 ] 3 (Oppenauer oxidation) Is mentioned.
  • a hydrogen acceptor such as an aldehyde or a ketone
  • an aluminum catalyst such as Al (CH 3 ) 3 or Al [OCH (CH 3 ) 2 ] 3 (Oppenauer oxidation
  • the oxidation in step (102d) can be performed in a solvent.
  • the solvent is preferably water or an organic solvent, and includes water, ketone, ether, halogenated hydrocarbon, aromatic hydrocarbon, nitrile and the like.
  • ketone examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diacetone alcohol and the like, and among them, acetone is preferable.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • nitrile examples include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, and benzonitrile, and among them, acetonitrile is preferable.
  • the oxidation temperature in the step (102d) is preferably -78 to 200 ° C, and can be appropriately selected according to the method to be adopted.
  • the oxidation pressure in the step (102d) is preferably 0 to 5.0 MPa, and can be appropriately selected according to the method to be adopted.
  • the oxidation time in the step (102d) is preferably 0.1 to 72 hours, and can be appropriately selected depending on the method to be adopted.
  • Compound (10d) and compound (20d) also have the following formula: (Wherein, R 1d and Y 1d are as described above, and R 101d is an organic group). (Wherein, R 1d and Y 1d are as described above), which can be produced by a production method including a step (201d) of obtaining a compound (201d) represented by the following formula:
  • R 101d an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable.
  • the two R 101d may be the same or different.
  • the ozonolysis in the step (201d) can be carried out by reacting the compound (200d) with ozone and then performing post-treatment with a reducing agent.
  • Ozone can be generated by silent discharge in oxygen gas.
  • Examples of the reducing agent used for the post-treatment include zinc, dimethyl sulfide, thiourea, and phosphines, and among them, phosphines are preferable.
  • the ozonolysis in the step (201d) can be performed in a solvent.
  • the above-mentioned solvent is preferably water and an organic solvent, and includes water, alcohol, carboxylic acids, ether, halogenated hydrocarbon, aromatic hydrocarbon and the like.
  • Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol and isopropanol. Of these, methanol and ethanol are preferred.
  • carboxylic acids examples include acetic acid and propionic acid. Of these, acetic acid is preferred.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • the temperature of the ozonolysis in the step (201d) is preferably -78 to 200 ° C, more preferably 0 to 150 ° C.
  • the pressure for the ozonolysis in the step (201d) is preferably from 0 to 5.0 MPa, more preferably from 0.1 to 1.0 MPa.
  • the ozonolysis time in the step (201d) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.1 to 48 hours.
  • R 21d -CH CH-Y 1d -OH
  • Y 1d is as described above.
  • R 21d is H, a linear or branched alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a substituent or a substituent.
  • the alkyl group as R 21d preferably does not contain a carbonyl group.
  • 75% or less of the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less may be substituted with a halogen atom.
  • it may be substituted by an atom, it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the alkyl group does not have any substituents.
  • R 21d is H, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent, or a cyclic alkyl group having 3 to 8 carbon atoms which may have a substituent.
  • An alkyl group is preferable, and a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms not containing H or a carbonyl group or a cyclic alkyl group having 3 to 8 carbon atoms not containing a carbonyl group is more preferable.
  • a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having no substituent is more preferable, H or a methyl group (-CH 3 ) is particularly preferable, and H is most preferable.
  • the alkyl group as R 22d preferably does not contain a carbonyl group.
  • 75% or less of a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted with a halogen atom, 50% or less may be substituted with a halogen atom, and 25% or less of a halogen atom may be substituted with a halogen atom.
  • it may be substituted by an atom, it is preferably a non-halogenated alkyl group containing no halogen atom such as a fluorine atom and a chlorine atom.
  • the alkyl group does not have any substituents.
  • R 22d is a linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms which may have a substituent, or a cyclic alkyl group having 3 to 9 carbon atoms which may have a substituent. And a linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms not containing a carbonyl group or a cyclic alkyl group having 3 to 9 carbon atoms not containing a carbonyl group is more preferable, and having no substituent.
  • a linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms is more preferable, a methyl group (—CH 3 ) or an ethyl group (—C 2 H 5 ) is particularly preferable, and a methyl group (—CH 3 ) is most preferable. preferable.
  • the two R 22d may be the same or different.
  • R 21d and R 22d preferably have a total of 1 to 7 carbon atoms, more preferably 1 to 2, and most preferably 1.
  • Epoxidation in the step (301d) can be carried out by reacting the compound (300d) with an epoxidizing agent.
  • the epoxidizing agent examples include metachloroperbenzoic acid (m-CPBA), perbenzoic acid, hydrogen peroxide, peracids such as tert-butyl hydroperoxide, dimethyldioxirane, methyltrifluoromethyldioxirane, and the like. Of these, peracids are preferred, and metachloroperbenzoic acid is more preferred.
  • the epoxidizing agent can be used in an amount of 0.5 to 10.0 mol based on 1 mol of the compound (300d).
  • Epoxidation in step (301d) can be performed in a solvent.
  • the solvent is preferably an organic solvent, and examples thereof include ketones, ethers, halogenated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, nitriles, pyridine, nitrogen-containing polar organic compounds, and dimethyl sulfoxide. Of these, dichloromethane is preferable.
  • ketone examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diacetone alcohol and the like, and among them, acetone is preferable.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • nitrogen-containing polar organic compound examples include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and the like. Among them, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone are preferred.
  • the epoxidation temperature in the step (301d) is preferably -78 to 200 ° C, more preferably -40 to 150 ° C.
  • the epoxidation pressure in the step (301d) is preferably from 0 to 5.0 MPa, more preferably from 0.1 to 1.0 MPa.
  • the dialkyl copper lithium can be used in an amount of 0.5 to 10.0 mol based on 1 mol of the compound (301d).
  • the reaction of step (302d) can be performed in a solvent.
  • a solvent an organic solvent is preferable, and examples thereof include ethers, halogenated hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • the reaction temperature in the step (302d) is preferably from -78 to 200 ° C, more preferably from -40 to 150 ° C.
  • the reaction pressure in the step (302d) is preferably from 0 to 5.0 MPa, more preferably from 0.1 to 1.0 MPa.
  • the reaction time in the step (302d) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.1 to 48 hours.
  • step (303d) as a method for oxidizing the compound (302d), for example, (a) a method using Jones reagent (CrO 3 / H 2 SO 4 ) (Jones oxidation), (d) Dess-Martin periodinane ( DMP) (Dess-Martin oxidation), (c) Pyridinium chlorochromate (PCC), (d) Bleach (about 5-6% aqueous solution of NaOCl in the presence of nickel compound such as NiCl 2 ) (E) a method of reacting a hydrogen acceptor such as an aldehyde or a ketone in the presence of an aluminum catalyst such as Al (CH 3 ) 3 or Al [OCH (CH 3 ) 2 ] 3 (Oppenauer oxidation) Is mentioned.
  • a hydrogen acceptor such as an aldehyde or a ketone
  • an aluminum catalyst such as Al (CH 3 ) 3 or Al [OCH (CH 3 ) 2 ] 3 (Oppenauer oxidation
  • the oxidation in step (303d) can be performed in a solvent.
  • the solvent is preferably water or an organic solvent, and includes water, ketone, alcohol, ether, halogenated hydrocarbon, aromatic hydrocarbon, nitrile and the like.
  • ketone examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diacetone alcohol and the like, and among them, acetone is preferable.
  • Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol and isopropanol. Of these, methanol and ethanol are preferred.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • nitrile examples include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, and benzonitrile, and among them, acetonitrile is preferable.
  • the oxidation temperature in the step (303d) is preferably -78 to 200 ° C, and can be appropriately selected depending on the method to be adopted.
  • the oxidation pressure in the step (303d) is preferably from 0 to 5.0 MPa, and can be appropriately selected according to the method to be adopted.
  • the oxidation time in the step (303d) is preferably 0.1 to 72 hours, and can be appropriately selected depending on the method to be adopted.
  • the oxidation in the step (401d) can be carried out by allowing an oxidizing agent to act on the compound (100d) in the presence of water and a palladium compound.
  • the oxidizing agent examples include copper chloride, copper acetate, copper cyanide, monovalent or divalent copper salts such as copper trifluoromethanethiol, iron chloride, iron acetate, iron cyanide, iron trifluoromethanethiol, and iron hexacyano.
  • Benzoquinones such as iron salts, 1,4-benzoquinone, 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone, tetrachloro-1,2-benzoquinone, tetrachloro-1,4-benzoquinone, H Examples include 2 O 2 , MnO 2 , KMnO 4 , RuO 4 , m-chloroperbenzoic acid, oxygen and the like. Among them, copper salts, iron salts and benzoquinones are preferred, and copper chloride, iron chloride and 1,4-benzoquinone are more preferred.
  • the oxidizing agent can be used in an amount of 0.001 to 10 mol based on 1 mol of the compound (100d).
  • the water can be used in an amount of 0.5 to 1000 mol per 1 mol of compound (100d).
  • Examples of the palladium compound include palladium dichloride.
  • the amount of the palladium compound may be a catalytic amount, and can be used in an amount of 0.0001 to 1.0 mol based on 1 mol of the compound (100d).
  • the oxidation in step (401d) can be performed in a solvent.
  • the solvent include water, esters, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alcohols, carboxylic acids, ethers, halogenated hydrocarbons, polar organic compounds containing nitrogen, nitrile, dimethyl sulfoxide, and sulfolane.
  • ester examples include ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA; also known as 1-methoxy-2-acetoxypropane), and among them, ethyl acetate is preferable.
  • PGMEA propylene glycol monomethyl ether acetate
  • aliphatic hydrocarbon examples include hexane, cyclohexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, mineral spirit, and the like. Of these, cyclohexane and heptane are preferred.
  • aromatic hydrocarbon examples include benzene, toluene, xylene and the like, among which benzene and toluene are preferable.
  • Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol and isopropanol.
  • carboxylic acids examples include acetic acid and propionic acid. Of these, acetic acid is preferred.
  • ether examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diethylene glycol diethyl ether and the like, and among them, diethyl ether and tetrahydrofuran are preferable.
  • halogenated hydrocarbon examples include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like, and among them, dichloromethane and chloroform are preferable.
  • nitrogen-containing polar organic compound examples include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and the like. Among them, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone are preferred.
  • nitrile examples include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, and benzonitrile, and among them, acetonitrile is preferable.
  • the oxidation temperature in the step (401d) is preferably -78 to 200 ° C, more preferably -20 to 150 ° C.
  • the oxidation pressure in the step (401d) is preferably from 0 to 10 MPa, more preferably from 0.1 to 5.0 MPa.
  • the oxidation time in the step (401d) is preferably 0.1 to 72 hours, more preferably 0.1 to 48 hours.
  • L is a single bond, —CO 2 —B— *, —OCO—B— *, —CONR 6d -B- *, -NR 6d CO-B- * or -CO- (however, -CO 2 -B-, -OCO-B-, -CONR 6d -B-, -NR 6d CO-B- B is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, and R 6d may be H or a substituent which may have a substituent. It is a good alkyl group having 1 to 4.
  • the alkylene group preferably has 1 to 5 carbon atoms, and R 6d is more preferably H or a methyl group.
  • the compound can be produced by a production method including a step (31d) of obtaining a compound (31d) represented by the following formula.
  • the oxidation in the step (31d) can be carried out by allowing an oxidizing agent to act on the compound (30d) in the presence of water and a palladium compound, and the same conditions as in the oxidation in the step (401d) can be employed.
  • the purity of the obtained compound may be increased by distilling off the solvent, or performing distillation, purification, or the like.
  • the obtained compound is a compound in which X d is H, such as —SO 3 H and —COOH, these groups can be converted to a salt form by contacting the compound with an alkali such as sodium carbonate or ammonia.
  • hydrocarbon-based anionic surfactants may be used simultaneously.
  • the polymerization step is a step of performing polymerization of tetrafluoroethylene alone or tetrafluoroethylene and a modified monomer in an aqueous medium in the presence of a specific hydrocarbon-based anionic surfactant. It is also preferable to include a step of continuously adding the above-mentioned hydrocarbon-based anionic surfactant.
  • the specific hydrocarbon-based anionic surfactant is continuously added, for example, the specific hydrocarbon-based anionic surfactant is not added all at once, but over time, and without interruption or dividedly, and added. That is.
  • hydrocarbon-based anionic surfactants include, for example, the above-mentioned surfactant (1) and the above-mentioned hydrocarbon-based anionic surfactant having at least one carbonyl group (excluding the carbonyl group in the carboxyl group).
  • Activator or hydrocarbon-based anionic surfactant obtained by subjecting a hydrocarbon-based anionic surfactant having at least one carbonyl group (excluding a carbonyl group in a carboxyl group) to a radical treatment or an oxidation treatment. is there.
  • the specific hydrocarbon-based anionic surfactant is a hydrocarbon-based anionic surfactant having at least one carbonyl group (excluding a carbonyl group in a carboxyl group) or a carbonyl group (provided that a It is also preferable to use a hydrocarbon-based anionic surfactant obtained by subjecting a hydrocarbon-based anionic surfactant having one or more (excluding a carbonyl group in the group) to a radical treatment or an oxidation treatment.
  • a hydrocarbon-based anionic surfactant having a smaller average primary particle diameter and more excellent stability can be obtained.
  • an aqueous dispersion having a smaller amount of uncoagulated polymer can be obtained.
  • the present disclosure also relates to a step of performing polymerization of tetrafluoroethylene alone or tetrafluoroethylene and a modifying monomer in an aqueous medium in the presence of a specific hydrocarbon-based anionic surfactant, and A polytetrafluoroethylene obtained by a production method including a step of continuously adding a hydrocarbon-based anionic surfactant.
  • the step of continuously adding the specific hydrocarbon-based anionic surfactant includes the step of, when the concentration of PTFE formed in the aqueous medium is 0.5% by mass or less, It is preferable to add a hydrocarbon-based anionic surfactant to an aqueous medium. It is more preferable to start adding the specific hydrocarbon-based anionic surfactant when the concentration is 0.50% by mass or less, and further to start adding when the concentration is 0.36% by mass or less. It is still more preferable that the addition be started when the content is 0.30% by mass or less, and it is even more preferable that the addition be started when the content is 0.20% by mass or less, and that the addition be 0.10% by mass or less. It is particularly preferred to start adding, and it is most preferable to start adding at the same time as the polymerization starts.
  • the above concentration is a concentration based on the sum of the aqueous medium and PTFE.
  • the amount of the specific hydrocarbon-based anionic surfactant to be added is 0.01 to 10% based on 100% by mass of the aqueous medium. It is preferable that the content is mass%.
  • a more preferred lower limit is 0.05% by mass, a still more preferred lower limit is 0.1% by mass, a more preferred upper limit is 5% by mass, and a still more preferred upper limit is 1% by mass.
  • the amount of the activator is preferably large, and is preferably 0.0001 to 10% by mass relative to 100% by mass of the aqueous medium.
  • a more preferred lower limit is 0.001% by mass and a more preferred upper limit is 1% by mass.
  • Examples of the specific hydrocarbon-based anionic surfactant include a surfactant (1) represented by the general formula (1), a surfactant (a) represented by the above formula (a), and a surfactant (a) represented by the above formula (b) ), A surfactant (c) represented by the above formula (c), a surfactant (d) represented by the above formula (d), and a surfactant (a) ) To (d) are preferably at least one selected from the group consisting of a surfactant that has been subjected to a radical treatment or an oxidation treatment, and the surfactant (a) represented by the formula (a) and the surfactant (a) surfactant (b) represented by b), surfactant (c) represented by the above formula (c), surfactant (d) represented by the above formula (d), and these surfactants ( a) a surfactant which has been subjected to a radical treatment or an oxidation treatment in (a) to (d).
  • the hydrocarbon anionic surfactant used in the production method of the present disclosure is a carboxylic acid type hydrocarbon surfactant.
  • the carboxylic acid type hydrocarbon-based surfactant tends to have a shorter coagulation completion time than a sulfate ester-based surfactant.
  • an aqueous dispersion having a long coagulation completion time can be produced even when a carboxylic acid type hydrocarbon surfactant is used. That is, the production method of the present disclosure is particularly suitable when the hydrocarbon-based anionic surfactant is a carboxylic acid-based hydrocarbon-based surfactant.
  • the carboxylic acid type hydrocarbon surfactant is generally an anionic hydrocarbon surfactant having a hydrophilic portion of a carboxylate and a hydrophobic portion which is a long-chain hydrocarbon portion such as alkyl. is there. Specifically, it is not limited as long as it has a group in which a carboxyl group or a hydrogen atom of the carboxyl group is substituted with an inorganic cation (for example, a metal atom or ammonium).
  • an inorganic cation for example, a metal atom or ammonium
  • a hydrocarbon-based anionic surfactant having a carboxyl group or a group in which a hydrogen atom of the carboxyl group is substituted with an inorganic cation can be used.
  • the carboxylic acid type hydrocarbon surfactant may be an aliphatic type carboxylic acid type hydrocarbon type surfactant or a carboxylic acid type hydrocarbon type surfactant other than the aliphatic type.
  • aliphatic carboxylic acid type hydrocarbon surfactant refers to a carboxylic acid type carbonic acid containing no carbonyl group (excluding carbonyl groups in carboxyl groups and ester groups). Means a hydrogen-based surfactant.
  • the ester group means a group represented by —COO— or —OCO—.
  • carboxylic acid type hydrocarbon surfactant examples include, among the above-mentioned hydrocarbon anionic surfactants, a carboxyl group or a carboxyl group having a group in which a hydrogen atom of a carboxyl group is substituted with an inorganic cation. Hydrogen-based anionic surfactants can be used.
  • Examples of the carboxylic acid type hydrocarbon surfactant which may be used in the polymerization step and the addition step include the surfactant (1), an anion represented by the above formula: R 6z ( -LM ) 2 Among the anionic surfactants and the anionic surfactants represented by the above formula: R 7z (-LM) 3 , the carboxyl group (—COOH) or the hydrogen atom of the carboxyl group is an inorganic cation (eg, , A metal atom, ammonium, etc.), the compound ( ⁇ ), the surfactant (1-0A), and those obtained by subjecting these surfactants to radical treatment or oxidation treatment.
  • the surfactant (1) an anion represented by the above formula: R 6z ( -LM ) 2
  • R 7z (-LM) 3 the carboxyl group (—COOH) or the hydrogen atom of the carboxyl group is an inorganic cation (eg, , A metal atom, ammonium, etc.), the compound ( ⁇ ), the surfact
  • the carboxylic acid type hydrocarbon surfactant may be used alone or in a mixture of two or more.
  • the compound ( ⁇ ) includes an anionic hydrocarbon-based surfactant represented by the above formula: R 10 —COOM (wherein R 10 and M are the same as those described above) (preferably, a compound represented by the formula (A) ),
  • RLM wherein R, L and M are the same as described above
  • the above surfactants (d) include those having a carboxyl group (—COOH) or a group in which the hydrogen atom of the carboxyl group is substituted with an inorganic cation (for example, a metal atom, ammonium or the like).
  • the carboxylic acid-type hydrocarbon surfactant is preferably the compound (alpha) is a compound represented by the above formula (A), Compound A c is -COOX c in the above formula (c), the formula compound a d is -COOX d (d), the compounds wherein a is -COOM in the formula (1), compounds wherein a is -COOM in the formula (1-0A), and, in these compounds It is more preferably at least one selected from the group consisting of those subjected to a radical treatment or an oxidation treatment, and is preferably a compound represented by the above formula (A) and a compound subjected to a radical treatment or an oxidation treatment.
  • the metal atom of the formula M hydrogen of the carboxyl groups mentioned above, NR 101 4, which may imidazolium substituted, pyridinium which may have a substituent, or a substituent Examples thereof include those which may have phosphonium, but are not particularly limited.
  • the carboxylic acid type hydrocarbon surfactant is preferably a surfactant (1-0A) represented by the general formula (1-0A), the compound ( ⁇ ), or a surfactant represented by the formula (c). At least one selected from the group consisting of the agent (c) and the surfactant (d) represented by the above formula (d) is preferable.
  • hydrocarbon-based anionic surfactant a hydrocarbon-based anionic surfactant obtained by subjecting the carboxylic acid-type hydrocarbon-based surfactant to a radical treatment or an oxidation treatment can also be used.
  • carboxylic acid type hydrocarbon surfactant the above compound ( ⁇ ) is preferable.
  • the radical treatment may be any treatment that generates radicals in the carboxylic acid type hydrocarbon surfactant. For example, deionized water, a carboxylic acid type hydrocarbon type surfactant is added to the reactor, Is closed, the inside of the system is replaced with nitrogen, the reactor is heated and pressurized, the polymerization initiator is charged, and after stirring for a certain time, the reactor is depressurized to atmospheric pressure and cooled. Processing.
  • the oxidation treatment is a treatment for adding an oxidizing agent to the carboxylic acid type hydrocarbon surfactant.
  • the oxidizing agent include oxygen, ozone, aqueous hydrogen peroxide, manganese (IV) oxide, potassium permanganate, potassium dichromate, nitric acid, sulfur dioxide, and the like.
  • the method for producing PTFE of the present disclosure may further include a step of adjusting the pH of the aqueous medium containing the hydrocarbon-based anionic surfactant to basic.
  • the basicity is preferably pH 7.1 or more, more preferably 7.5 or more, still more preferably 8.0 or more, particularly preferably 8.5 or more, and still more preferably 9.0 or more.
  • the step of adjusting the pH may be performed before the step of performing a radical treatment or an oxidation treatment on the carboxylic acid type hydrocarbon surfactant, or may be performed afterward, It is preferable to do it later.
  • the method for adjusting the pH is not particularly limited, and examples include a method of adding a pH adjuster to the aqueous medium.
  • a pH adjuster ammonia, NaOH aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium citrate, Potassium citrate, ammonium citrate, sodium gluconate, potassium gluconate, ammonium gluconate and the like can be used.
  • the pH can be measured by a pH meter manufactured by Orion.
  • the above polymerization step is one in which polymerization is carried out in an aqueous medium having a pH of 4.0 or more in the presence of a hydrocarbon-based anionic surfactant and a polymerization initiator. It is preferable to carry out in an aqueous medium having a pH of 4.0 or more. Conventionally, in a polymerization step for producing polytetrafluoroethylene, an acidic polymerization initiator was used, so that the pH of the aqueous medium used in the polymerization was less than 4.0.
  • the present inventors have conducted intensive studies, and surprisingly, it has been found that by increasing the pH of the aqueous medium used for polymerization to 4.0 or more, the stability of polymerization is improved and polytetrafluoroethylene having a high molecular weight is produced.
  • the above pH may be 4.0 or more, preferably more than 4.0, more preferably 4.5 or more, still more preferably 5.0 or more, still more preferably 5.5 or more, and particularly preferably 6.0 or more. Is preferably 6.5 or more, particularly preferably 7.0 or more, particularly preferably 7.5 or more, and particularly preferably 8.0 or more.
  • the upper limit of the pH is not particularly limited, but may be, for example, 13.0 or less. From the viewpoint of corrosion of the polymerization tank, it is preferably 12.0 or less, more preferably 11.5 or less, and even more preferably 11.0 or less.
  • the pH can be measured with a pH meter.
  • the method of adjusting the pH of the aqueous medium to 4.0 or more is not limited.
  • the pH is adjusted by using an alkaline aqueous solution, using an aqueous dispersion exhibiting alkalinity, or using a pH adjuster. It can be 4.0 or more, but it is not particularly limited. Further, even when a polymerization initiator which shows an acidity when dissolved in an aqueous medium is used, the pH can be adjusted to 4.0 or more by further adding an alkali compound such as sodium hydroxide.
  • the above-mentioned alkali compound may be any compound that dissolves in water and ionizes to generate OH ⁇ , such as a hydroxide of an alkali metal such as sodium hydroxide or potassium hydroxide; a hydroxide of an alkaline earth metal; Ammonia; amines and the like are mentioned, but not particularly limited.
  • the polymerization step may include a step of adding an alkali compound to the aqueous medium.
  • the pH of the aqueous medium may be 4.0 or more in all the periods of the polymerization step. Further, the pH may be 4.0 or higher in the middle stage of the polymerization step, or the pH may be 4.0 or higher in the final stage of the polymerization step. Further, the pH may be 4.0 or more in the middle and late stages of the polymerization step. For example, in the above polymerization step, when the polymer solid content concentration is 3% by mass or more, the pH of the aqueous medium is preferably 4.0 or more.
  • the polymerization step is a step of polymerizing a fluoromonomer in an aqueous medium in the presence of a hydrocarbon-based anionic surfactant to obtain a fluoropolymer.
  • the aqueous medium is a polymer solid.
  • the pH is preferably 4.0 or more.
  • the aqueous medium preferably has a pH of 4.0 or more when the polymer solids concentration is 5% by mass or more, and has a pH of 4.0 or more when the polymer solids concentration is 8% by mass or more. More preferably, when the polymer solid content concentration is 10% by mass or more, the pH is even more preferably 4.0 or more.
  • the pH is 4.0 or more. It is particularly preferable that the pH be 4.0 or more when the polymer solid content concentration is 18% by mass or more, and it is more preferable that the pH be 4.0 or more when the polymer solid content concentration is 20% by mass or more. More preferably, when the content is 25% by mass or more, the pH is 4.0 or more. Further, in the polymerization step, it is preferable that the pH of the aqueous medium is maintained at 4.0 or more from the time when the polymer solid content concentration becomes 25% by mass to the completion of the polymerization, and from the time when it becomes 20% by mass.
  • the pH of the aqueous medium is maintained at 4.0 or more until the completion of the polymerization, and the pH of the aqueous medium is maintained at 4.0 or more from the time when the concentration becomes 18% by mass until the completion of the polymerization. More preferably, the pH of the aqueous medium is maintained at 4.0 or more from the time when the amount of the aqueous medium becomes 15% by mass to the completion of the polymerization. It is particularly preferable that the pH be maintained at 4.0 or more, and it is particularly preferable that the pH of the aqueous medium be maintained at 4.0 or more from the time when the concentration becomes 8% by mass to the end of the polymerization.
  • the pH of the aqueous medium is maintained at 4.0 or more from 5% by mass to the end of the polymerization, and more preferably from 3% by mass to the end of the polymerization. More preferably, it is maintained at 0.0 or more.
  • the pH of the aqueous medium when the polymer solid content concentration is less than 15% by mass, the pH of the aqueous medium is preferably 4.0 or more.
  • the pH of the aqueous medium is more preferably 4.0 or more, and is preferably 5% by mass or more and less than 15% by mass.
  • the pH of the aqueous medium is more preferably 4.0 or more, and when it is 8% by mass or more and less than 15% by mass, the pH of the aqueous medium is more preferably 4.0 or more and 10% by mass. As described above, when the content is less than 15% by mass, the pH of the aqueous medium is still more preferably 4.0 or more. In the above polymerization step, it is preferable that the pH of the aqueous medium is maintained at 4.0 or more while the polymer solid content concentration is 10% by mass or more and 15% by mass or more, and 8% by mass or more and 15% by mass or more.
  • the pH of the aqueous medium is preferably higher than 4.0, more preferably 4.5 or higher, still more preferably 5.0 or higher, still more preferably 5.5 or higher, and preferably 6.0 or higher. Particularly preferably, it is particularly preferably 6.5 or more, more preferably 7.0 or more, still more preferably 7.5 or more, and still more preferably 8.0 or more.
  • the polymer solid content concentration is 3% by mass (preferably 5% by mass, more preferably 8% by mass, still more preferably 10% by mass, still more preferably 15% by mass, and particularly more preferably from the start of the polymerization. It is preferably 60% or more (preferably 70% or more, more preferably 80% or more, even more preferably 90% or more, up to the point of preferably 18% by weight, particularly still more preferably 20% by weight, particularly preferably 25% by weight).
  • the pH of the aqueous medium is preferably 4.0 or more for a period of more preferably 95% or more, particularly preferably 99% or more, and particularly preferably 100%).
  • the polymer solid content concentration becomes 15% by mass (preferably 8% by mass, more preferably 5% by mass, still more preferably 3% by mass, and still more preferably the polymerization initiation).
  • 60% or more preferably 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90% or more, even more preferably 95% or more, particularly preferably 99% or more, particularly preferably 100% or more, up to the point of the mass%.
  • the pH of the aqueous medium is preferably 4.0 or more.
  • the polymer solid content concentration is 25% by mass (preferably 20% by mass, more preferably 18% by mass, further preferably 15% by mass, still more preferably 10% by mass, particularly preferably 8% by mass, particularly preferably 60% or more (preferably 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90%) from the point of preferably 5% by mass, more preferably 3% by mass, and still more preferably the start of polymerization to the end of polymerization.
  • the pH of the aqueous medium is preferably 4.0 or more during a period of more preferably 95% or more, more preferably 99% or more, and particularly preferably 100%).
  • the pH of the aqueous medium is preferably higher than 4.0, more preferably 4.5 or higher, still more preferably 5.0 or higher, still more preferably 5.5 or higher, and preferably 6.0 or higher.
  • it is particularly preferably 6.5 or more, more preferably 7.0 or more, still more preferably 7.5 or more, and still more preferably 8.0 or more.
  • the polymerization step also includes a polymerization step of polymerizing a fluoromonomer in an aqueous medium in the presence of a hydrocarbon-based anionic surfactant and a polymerization initiator to obtain a fluoropolymer, wherein the hydrocarbon-based anionic surfactant is used.
  • the agent contains a salt of the hydrocarbon-based anionic surfactant.
  • at least a part of the hydrocarbon-based anionic surfactant in the polymerization step is in the form of a salt.
  • the hydrocarbon-based anionic surfactant improves the stability of polymerization by including a salt of the hydrocarbon-based anionic surfactant, and has a large molecular weight. It has been found that fluoropolymers can be produced. The fact that the hydrocarbon-based anionic surfactant contains a salt of the hydrocarbon-based anionic surfactant can be confirmed by measuring the electrical conductivity.
  • the concentration of the salt of the hydrocarbon-based anionic surfactant is preferably 50% by mass or more based on the total mass of the hydrocarbon-based anionic surfactant.
  • the hydrocarbon-based anionic surfactant is more preferably a carboxylic acid-type hydrocarbon-based surfactant.
  • the cation that replaces the hydrogen atom of the acid is, for example, a metal atom, NR y 4 (R y is the same or different, respectively).
  • imidazolium which may have a substituent pyridinium which may have a substituent or phosphonium which may have a substituent.
  • Ry is preferably H or an alkyl group, more preferably H or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • a metal atom, or, preferably NR y 4, more preferably NR y 4, NH 4 is more preferred. Since the effect of temperature on the conductivity greatly changes, the conductivity is measured after maintaining the temperature of the sample solution at 25 ° C. and using the same temperature of the cell of the pH meter using a thermostat.
  • the polymerization step is one in which the polymerization is carried out substantially in the absence of the hydrocarbon-based anionic surfactant in the form of an organic acid.
  • the stability of polymerization is further improved and a high molecular weight fluoropolymer can be obtained.
  • the absence of the hydrocarbon-based anionic surfactant substantially in the form of an organic acid means that the concentration of the organic acid is 1.0% by mass or less based on the mass of the obtained aqueous dispersion.
  • organic acid refers to an organic compound exhibiting acidity.
  • examples of the organic acid include a carboxylic acid having a —COOH group, a sulfonic acid having a —SO 3 H group, and the like. From the viewpoint that it is easy to adjust the pH of the aqueous solution containing the organic acid, the carboxylic acid is used. preferable.
  • the “form of an organic acid” is a form in which H of an acidic group (eg, a —COOH group, a —SO 3 H group, etc.) contained in the organic acid is not released.

Abstract

核形成剤及び炭化水素系アニオン性界面活性剤の存在下に、水性媒体中でテトラフルオロエチレンを重合することによりポリテトラフルオロエチレンを得る重合工程を含み、重合開始時の核形成剤及び炭化水素系アニオン性界面活性剤の合計量が、水性媒体に対して50ppm超であることを特徴とするポリテトラフルオロエチレンの製造方法を提供する。

Description

ポリテトラフルオロエチレンの製造方法
本開示は、ポリテトラフルオロエチレンの製造方法に関する。
乳化重合によりポリテトラフルオロエチレンを製造する場合、フッ素化アニオン界面活性剤が使用されてきた。最近では、フッ素化アニオン界面活性剤に代えて、炭化水素系界面活性剤の使用も提案されている。
特許文献1には、重合反応器において、フルオロモノマーを重合して、水性媒体中のフルオロポリマー粒子の分散体を形成するための方法であって、前記方法が、初期期間、および前記初期期間の後の安定化期間を含み、前記初期期間が:前記重合反応器において前記水性媒体中のフルオロポリマー粒子の初期分散体を調製する工程を含み、前記安定化期間が:前記重合反応器においてフルオロモノマーを重合する工程と、炭化水素含有界面活性剤を前記重合反応器に加える工程とを含み、前記安定化期間中、フッ素系界面活性剤が加えられない方法が記載されている。
特許文献2には、重合反応器において、フルオロモノマーを重合して、水性媒体中のフルオロポリマー粒子の分散体を形成するための方法であって、前記方法が、前記重合反応器に:(a)水性媒体、(b)水溶性炭化水素含有化合物、(c)分解剤、(d)フルオロモノマー、および(e)重合開始剤を加える工程を含む初期期間を含み、前記初期期間中、フッ素系界面活性剤は加えられず、前記分解剤が、前記重合開始剤の前に加えられる方法が記載されている。
特許文献3には、重合反応器において、フルオロモノマーを重合して、水性媒体中のフルオロポリマー粒子の分散体を形成するための方法であって、前記重合反応器に:水性媒体、重合開始剤、フルオロモノマー、および炭化水素含有界面活性剤を加える工程と、前記炭化水素含有界面活性剤を不活性化する工程とを含む方法が記載されている。
米国特許公報第9255164号 米国特許公報第8563670号 米国特許公報第9074025号
本開示では、炭化水素系アニオン性界面活性剤を用いる重合によりポリテトラフルオロエチレンを製造することができ、さらには、炭化水素系アニオン性界面活性剤を用いる重合であるにも関わらず、平均一次粒子径が小さいポリテトラフルオロエチレンを製造することができる製造方法を提供することを目的とする。
本開示は、核形成剤及び炭化水素系アニオン性界面活性剤の存在下に、水性媒体中でテトラフルオロエチレンを重合することによりポリテトラフルオロエチレンを得る重合工程を含み、重合開始時の核形成剤及び炭化水素系アニオン性界面活性剤の合計量が、水性媒体に対して50ppm超であることを特徴とするポリテトラフルオロエチレンの製造方法に関する。
上記核形成剤は、フルオロポリエーテル、非イオン性界面活性剤、及び、連鎖移動剤からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本開示の製造方法は、更に、重合開始前、又は、水性媒体中に形成するポリテトラフルオロエチレンの濃度が5.0質量%以下であるときに、核形成剤を水性媒体中に添加する工程を含むことが好ましい。
上記重合開始前、又は、水性媒体中に形成するポリテトラフルオロエチレンの濃度が5.0質量%以下であるときに添加する核形成剤の量は、得られるポリテトラフルオロエチレンに対して0.001質量%以上であることが好ましい。
上記重合工程において、ポリテトラフルオロエチレン粒子の数が0.6×1013個/mL以上であることが好ましい。
上記重合工程は、炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加する工程を含むことが好ましい。また、上記炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加する工程において、水性媒体中に形成されるポリテトラフルオロエチレンの濃度が0.6質量%未満であるときに、炭化水素系アニオン性界面活性剤を水性媒体中に添加し始めることが好ましい。
上記重合工程において、重合温度が10~150℃であることが好ましい。
上記フルオロポリエーテルは、式(1a)~(1d)で表される繰り返し単位を有するものであることが好ましい。
(-CFCF-CF-O-)    (1a)
(-CF-CF-CF-O-)    (1b)
(-CF-CF-O-)-(-CF-O-)    (1c)
(-CF-CFCF-O-)-(-CF-O-)    (1d)
(式(1a)~(1d)中、m及びnは1以上の整数である。)
上記非イオン性界面活性剤は、下記一般式(i):
-O-A-H    (i)
(式中、Rは、炭素数8~18の直鎖状若しくは分岐鎖状の1級又は2級アルキル基であり、Aは、ポリオキシアルキレン鎖である。)により表される化合物、及び、下記一般式(ii):
-C-O-A-H    (ii)
(式中、Rは、炭素数4~12の直鎖状又は分岐鎖状の1級若しくは2級のアルキル基であり、Aは、ポリオキシアルキレン鎖である。)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
上記連鎖移動剤は、メタン、エタン、プロパン、イソブタン、メタノール、エタノール、及び、イソプロパノールからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
上記ポリテトラフルオロエチレンは、平均一次粒子径が500nm以下であることが好ましい。
重合開始時の炭化水素系アニオン性界面活性剤と核形成剤との質量比(炭化水素系アニオン性界面活性剤:核形成剤)が、10:1~100×10:1である。
本開示によれば、炭化水素系アニオン性界面活性剤を用いる重合によりポリテトラフルオロエチレンを製造することができ、さらには、炭化水素系アニオン性界面活性剤を用いる重合であるにも関わらず、平均一次粒子径が小さいポリテトラフルオロエチレンを製造することができる製造方法を提供することができる。
図1は、凝析前後におけるPTFE水性分散液の攪拌トルクの経時変化を模式的に表した図である。
本明細書中、特に断りのない限り、「有機基」は、1個以上の炭素原子を含有する基、又は有機化合物から1個の水素原子を除去して形成される基を意味する。
当該「有機基」の例は、
1個以上の置換基を有していてもよいアルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアルケニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアルキニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルケニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルカジエニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアリール基、
1個以上の置換基を有していてもよいアラルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよい非芳香族複素環基、
1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリール基、
シアノ基、
ホルミル基、
RaO-、
RaCO-、
RaSO-、
RaCOO-、
RaNRaCO-、
RaCONRa-、
RaOCO-、及び
RaOSO
(これらの式中、Raは、独立して、
1個以上の置換基を有していてもよいアルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアルケニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアルキニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルケニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルカジエニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアリール基、
1個以上の置換基を有していてもよいアラルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよい非芳香族複素環基、又は
1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリール基である)
を包含する。
上記有機基としては、1個以上の置換基を有していてもよいアルキル基が好ましい。
本明細書中、特に断りのない限り、「置換基」は、置換可能な基を意味する。当該「置換基」の例は、脂肪族基、芳香族基、ヘテロ環基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、ヘテロ環オキシ基、脂肪族オキシカルボニル基、芳香族オキシカルボニル基、ヘテロ環オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、芳香族スルホニル基、ヘテロ環スルホニル基、脂肪族スルホニルオキシ基、芳香族スルホニルオキシ基、ヘテロ環スルホニルオキシ基、スルファモイル基、脂肪族スルホンアミド基、芳香族スルホンアミド基、ヘテロ環スルホンアミド基、アミノ基、脂肪族アミノ基、芳香族アミノ基、ヘテロ環アミノ基、脂肪族オキシカルボニルアミノ基、芳香族オキシカルボニルアミノ基、ヘテロ環オキシカルボニルアミノ基、脂肪族スルフィニル基、芳香族スルフィニル基、脂肪族チオ基、芳香族チオ基、ヒドロキシ基、シアノ基、スルホ基、カルボキシ基、脂肪族オキシアミノ基、芳香族オキシアミノ基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基、ハロゲン原子、スルファモイルカルバモイル基、カルバモイルスルファモイル基、ジ脂肪族オキシホスフィニル基、又は、ジ芳香族オキシホスフィニル基を包含する。
上記脂肪族基は、飽和であっても不飽和であってもよく、また、ヒドロキシ基、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基等を有していてもよい。上記脂肪族基としては、総炭素原子数1~8、好ましくは1~4のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、ビニル基、シクロヘキシル基、カルバモイルメチル基等が挙げられる。
上記芳香族基は、例えば、ニトロ基、ハロゲン原子、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基等を有していてもよい。上記芳香族基としては、炭素数6~12、好ましくは総炭素原子数6~10のアリール基、例えば、フェニル基、4-ニトロフェニル基、4-アセチルアミノフェニル基、4-メタンスルホニルフェニル基等が挙げられる。
上記ヘテロ環基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基等を有していてもよい。上記ヘテロ環基としては、総炭素原子数2~12、好ましくは2~10の5~6員ヘテロ環、例えば2-テトラヒドロフリル基、2-ピリミジル基等が挙げられる。
上記アシル基は、脂肪族カルボニル基、アリールカルボニル基、ヘテロ環カルボニル基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、芳香族基、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基等を有していてもよい。上記アシル基としては、総炭素原子数2~8、好ましくは2~4のアシル基、例えばアセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基、3-ピリジンカルボニル基等が挙げられる。
上記アシルアミノ基は、脂肪族基、芳香族基、ヘテロ環基等を有していてもよく、例えば、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、2-ピリジンカルボニルアミノ基、プロパノイルアミノ基等を有していてもよい。上記アシルアミノ基としては、総炭素原子数2~12、好ましくは2~8のアシルアミノ基、総炭素原子数2~8のアルキルカルボニルアミノ基、例えばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、2-ピリジンカルボニルアミノ基、プロパノイルアミノ基等が挙げられる。
上記脂肪族オキシカルボニル基は、飽和であっても不飽和であってもよく、また、ヒドロキシ基、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基等を有していてもよい。上記脂肪族オキシカルボニル基としては、総炭素原子数2~8、好ましくは2~4のアルコキシカルボニル基、例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、(t)-ブトキシカルボニル基等が挙げられる。
上記カルバモイル基は、脂肪族基、芳香族基、ヘテロ環基等を有していてもよい。上記カルバモイル基としては、無置換のカルバモイル基、総炭素数2~9のアルキルカルバモイル基、好ましくは無置換のカルバモイル基、総炭素原子数2~5のアルキルカルバモイル基、例えばN-メチルカルバモイル基、N,N-ジメチルカルバモイル基、N-フェニルカルバモイル基等が挙げられる。
上記脂肪族スルホニル基は、飽和であっても不飽和であってもよく、また、ヒドロキシ基、芳香族基、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基等を有していてもよい。上記脂肪族スルホニル基としては、総炭素原子数1~6、好ましくは総炭素原子数1~4のアルキルスルホニル基、例えばメタンスルホニル基等が挙げられる。
上記芳香族スルホニル基は、ヒドロキシ基、脂肪族基、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基等を有していてもよい。上記芳香族スルホニル基としては、総炭素原子数6~10のアリールスルホニル基、例えばベンゼンスルホニル等が挙げられる。
上記アミノ基は、脂肪族基、芳香族基、ヘテロ環基等を有していてもよい。
上記アシルアミノ基は、例えば、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、2-ピリジンカルボニルアミノ基、プロパノイルアミノ基等を有していてもよい。上記アシルアミノ基としては、総炭素原子数2~12、好ましくは総炭素原子数2~8のアシルアミノ基、より好ましくは総炭素原子数2~8のアルキルカルボニルアミノ基、例えばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、2-ピリジンカルボニルアミノ基、プロパノイルアミノ基等が挙げられる。
上記脂肪族スルホンアミド基、芳香族スルホンアミド基、ヘテロ環スルホンアミド基は、例えば、メタンスルホンアミド基、ベンゼンスルホンアミド基、2-ピリジンスルホンアミド基等であってもよい。
上記スルファモイル基は、脂肪族基、芳香族基、ヘテロ環基等を有していてもよい。上記スルファモイル基としては、スルファモイル基、総炭素原子数1~9のアルキルスルファモイル基、総炭素原子数2~10のジアルキルスルファモイル基、総炭素原子数7~13のアリールスルファモイル基、総炭素原子数2~12のヘテロ環スルファモイル基、より好ましくはスルファモイル基、総炭素原子数1~7のアルキルスルファモイル基、総炭素原子数3~6のジアルキルスルファモイル基、総炭素原子数6~11のアリールスルファモイル基、総炭素原子数2~10のヘテロ環スルファモイル基、例えば、スルファモイル基、メチルスルファモイル基、N,N-ジメチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基、4-ピリジンスルファモイル基等が挙げられる。
上記脂肪族オキシ基は、飽和であっても不飽和であってもよく、また、メトキシ基、エトキシ基、i-プロピルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、メトキシエトキシ基等を有していてもよい。上記脂肪族オキシ基としては、総炭素原子数1~8、好ましくは1~6のアルコキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基、i-プロピルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、メトキシエトキシ基等が挙げられる。
上記芳香族アミノ基、ヘテロ環アミノ基は、脂肪族基、脂肪族オキシ基、ハロゲン原子、カルバモイル基、該アリール基と縮環したヘテロ環基、脂肪族オキシカルボニル基、好ましくは総炭素原子数1~4の脂肪族基、総炭素原子数1~4の脂肪族オキシ基、ハロゲン原子、総炭素原子数1~4のカルバモイル基、ニトロ基、総炭素原子数2~4の脂肪族オキシカルボニル基を有していてもよい。
上記脂肪族チオ基は、飽和であっても不飽和であってもよく、また、総炭素原子数1~8、より好ましくは総炭素原子数1~6のアルキルチオ基、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、カルバモイルメチルチオ基、t-ブチルチオ基等が挙げられる。
上記カルバモイルアミノ基は、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基等を有していてもよい。上記カルバモイルアミノ基としては、カルバモイルアミノ基、総炭素原子数2~9のアルキルカルバモイルアミノ基、総炭素原子数3~10のジアルキルカルバモイルアミノ基、総炭素原子数7~13のアリールカルバモイルアミノ基、総炭素原子数3~12のヘテロ環カルバモイルアミノ基、好ましくはカルバモイルアミノ基、総炭素原子数2~7のアルキルカルバモイルアミノ基、総炭素原子数3~6のジアルキルカルバモイルアミノ基、総炭素原子数7~11のアリールカルバモイルアミノ基、総炭素原子数3~10のヘテロ環カルバモイルアミノ基、例えば、カルバモイルアミノ基、メチルカルバモイルアミノ基、N,N-ジメチルカルバモイルアミノ基、フェニルカルバモイルアミノ基、4-ピリジンカルバモイルアミノ基等が挙げられる。
以下、本開示の具体的な実施形態について詳細に説明するが、本開示は、以下の実施形態に限定されるものではない。
本開示のポリテトラフルオロエチレン〔PTFE〕の製造方法は、核形成剤及び炭化水素系アニオン性界面活性剤の存在下に、水性媒体中でテトラフルオロエチレン〔TFE〕を重合することによりPTFEを得る重合工程を含む。したがって、本開示の製造方法によれば、炭化水素系アニオン性界面活性剤を用いる重合により、ポリテトラフルオロエチレンを製造することができる。さらに、平均一次粒子径が小さいポリテトラフルオロエチレンを製造することができる。すなわち、水性媒体中でのTFEの重合によって、通常、ポリテトラフルオロエチレンの粒子を含有する水性分散液が得られるが、本開示の製造方法によれば、炭化水素系アニオン性界面活性剤を用いてTFEを重合するにも関わらず、平均一次粒子径が小さい粒子が得られ、優れた分散安定性を有する水性分散液を得ることができる。さらに、水性分散液を凝析することにより、ポリテトラフルオロエチレン粉末を回収でき、粉末を回収した後に残る排水中には、ポリテトラフルオロエチレン(未凝析ポリマー)が残留しにくい。
本開示のPTFE製造方法は、重合開始時の上記核形成剤及び炭化水素系アニオン性界面活性剤の合計量が、水性媒体に対して50ppm超である。上記核形成剤及び炭化水素系アニオン性界面活性剤の合計量は、水性媒体に対して60ppm以上であることが好ましく、70ppm以上であることがより好ましく、80ppm以上であることが更に好ましく、100ppm以上であることが特に好ましい。上記合計量の上限は特に限定されないが、例えば、10000ppmである。重合開始時の核形成剤及び炭化水素系アニオン性界面活性剤の合計量が上記範囲であることによって、より平均一次粒子径が小さく、より安定性に優れる水性分散液を得ることができる。また、未凝析ポリマー量がより少ない水性分散液を得ることができる。
重合開始時の炭化水素系アニオン性界面活性剤と核形成剤との質量比(炭化水素系アニオン性界面活性剤:核形成剤)としては、好ましくは10:1~100×10:1であり、より好ましくは100:1~15×10:1であり、さらに好ましくは500:1~1×10:1である。
重合は、反応器中の気体フルオロモノマーがポリテトラフルオロエチレンになり、反応器中の圧力降下が起こる時に開始したということができる。米国特許第3,391,099号明細書(Punderson)には、重合プロセスの2つの別個の段階、まず、核形成部位としてのポリマー核の形成、および次に、確立された粒子の重合を含む成長段階からなる、水性媒体中のテトラフルオロエチレンの分散重合が開示されている。なお、重合は通常、重合されるモノマーと重合開始剤との両方が反応器に充填された時に開始される。また、本開示では、核形成部位の形成に関する添加剤を核形成剤とする。
上記重合工程は、炭化水素系アニオン性界面活性剤の存在下、テトラフルオロエチレンの重合を水性媒体中で行う工程であり、上記工程において、炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加する工程を含むことも好ましい。
炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加するとは、例えば、炭化水素系アニオン性界面活性剤を一括ではなく、経時的に、かつ、間断なく又は分割して、添加することである。
炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加する工程において、水性媒体中に形成されるPTFEの濃度が0.60質量%未満であるときに、炭化水素系アニオン性界面活性剤を水性媒体中に添加し始めることが好ましい。上記炭化水素系アニオン性界面活性剤は、上記濃度が0.50質量%以下であるときに添加し始めることがより好ましく、0.36質量%以下であるときに添加し始めることが更に好ましく、0.30質量%以下であるときに添加し始めることが更により好ましく、0.20質量%以下であるときに添加し始めることが殊更に好ましく、0.10質量%以下であるときに添加し始めることが特に好ましく、重合開始とともに、添加し始めることが最も好ましい。上記濃度は、水性媒体及びPTFEの合計に対する濃度である。
上記工程を含むことによって、より平均一次粒子径が小さく、より安定性に優れる水性分散液を得ることができる。また、未凝析ポリマー量がより少ない水性分散液を得ることができる。更に、一次粒子のアスペクト比をより小さくすることもできる。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加する工程において、上記炭化水素系アニオン性界面活性剤の添加量は、水性媒体100質量%に対して0.01~10質量%であることが好ましい。より好ましい下限は0.05質量%であり、更に好ましい下限は0.1質量%であり、より好ましい上限は5質量%であり、更に好ましい上限は1質量%である。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤の存在下、テトラフルオロエチレンの重合を水性媒体中で行う工程において、上記炭化水素系アニオン性界面活性剤の量は、多いことが好ましく、水性媒体100質量%に対して0.01~10質量%であることが好ましい。より好ましい下限は0.1質量%であり、より好ましい上限は1質量%である。
上記核形成剤としては、例えば、フルオロポリエーテル、非イオン性界面活性剤、及び、連鎖移動剤からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
上記フルオロポリエーテルは、それ自体が重合場を提供し、核形成部位となることができる。
上記フルオロポリエーテルとしては、パーフルオロポリエーテルが好ましい。
上記フルオロポリエーテルは、式(1a)~(1d)で表される繰り返し単位を有するものであることが好ましい。
(-CFCF-CF-O-)    (1a)
(-CF-CF-CF-O-)    (1b)
(-CF-CF-O-)-(-CF-O-)    (1c)
(-CF-CFCF-O-)-(-CF-O-)    (1d)
(式(1a)~(1d)中、m及びnは1以上の整数である。)
上記フルオロポリエーテルとしては、フルオロポリエーテル酸又はその塩が好ましく、上記フルオロポリエーテル酸は、カルボン酸、スルホン酸、スルホンアミド、又は、ホスホン酸であることが好ましく、カルボン酸であることがより好ましい。フルオロポリエーテル酸又はその塩のなかでも、フルオロポリエーテル酸の塩が好ましく、フルオロポリエーテル酸のアンモニウム塩がより好ましく、フルオロポリエーテルカルボン酸のアンモニウム塩が更に好ましい。
上記フルオロポリエーテル酸又はその塩は、分子の主鎖中の酸素原子が、1~3個の炭素原子を有する飽和フルオロカーボン基により分離されているいずれかの鎖構造を有することが可能である。2種以上のタイプのフルオロカーボン基が分子中に存在し得る。
これらの構造は、J.Appl.Polymer Sci.、57、797(1995年)においてKasaiにより検討されている。ここに開示されているとおり、このようなフルオロポリエーテルは、一端または両端に、カルボン酸基またはその塩を有することが可能である。同様に、このようなフルオロポリエーテルは、一端または両端に、スルホン酸またはホスホン酸基またはその塩を有し得る。加えて、両端に酸官能基を有するフルオロポリエーテルは、異なる基を各端部に有し得る。単官能性フルオロポリエーテルについて、分子の他端は通常は過フッ素化されているが、水素または塩素原子を含有していてもよい。
一端または両端に酸基を有するフルオロポリエーテルは、少なくとも2つのエーテル酸素、好ましくは少なくとも4つのエーテル酸素、およびさらにより好ましくは少なくとも6つのエーテル酸素を有する。好ましくは、エーテル酸素を分離するフルオロカーボン基の少なくとも1つ、より好ましくはこのようなフルオロカーボン基の少なくとも2つは、2または3個の炭素原子を有する。さらにより好ましくは、エーテル酸素を分離するフルオロカーボン基の少なくとも50%が2または3個の炭素原子を有する。また、好ましくは、フルオロポリエーテルは合計で少なくとも15個の炭素原子を有し、例えば、上記の繰り返し単位構造中のnまたはn+mの好ましい最小値は、少なくとも5である。酸基を一端または両端に有する2種以上のフルオロポリエーテルを、本開示による方法において用いることが可能である。典型的には、単一種の特定のフルオロポリエーテル化合物の製造において特別な注意が払われない限り、フルオロポリエーテルは、平均分子量に対する分子量範囲内の様々な割合で複数種の化合物を含有し得る。
上記フルオロポリエーテル酸又はその塩としては、下記式:
CF-CF-CF-O(-CFCF-CF-O-)CFCF-COOH、CF-CF-CF-O(-CF-CF-CF-O-)-CF-CFCOOH、又は、
HOOC-CF-O(-CF-CF-O-)-(-CF-O-)CFCOOH
(式中、m及びnは前記と同じ。)
で表わされる化合物又はそれらの塩であることが好ましい。
上記フルオロポリエーテルは、数平均分子量が800g/mol以上であることが好ましい。フルオロポリエーテル酸又はその塩は、水性媒体中への分散が困難であるおそれがあることから、数平均分子量が6000g/mol未満であることが好ましい。フルオロポリエーテル酸又はその塩は、数平均分子量が900g/mol以上であることがより好ましく、1000g/mol以上が更に好ましい。また、3500g/mol以下が好ましく、2500g/mol以下がより好ましい。
上記フルオロポリエーテルの量は、水性媒体に対して5~3000ppmであることが好ましく、5~2000ppmであることがより好ましく、さらに好ましい下限は10ppm、さらに好ましい上限は、100ppmである。
上記非イオン性界面活性剤は、通常、帯電した基を含まず、長鎖炭化水素である疎水性部分を有する。非イオン性界面活性剤の親水性部分は、エチレンオキシドとの重合から誘導されるエチレンエーテルの鎖などの水溶性官能基を含む。
非イオン性炭化水素系界面活性剤の例としては、下記が挙げられる。
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、グリセロールエステル、それらの誘導体。
ポリオキシエチレンアルキルエーテルの具体例:ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンベヘニルエーテル等。
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの具体例:ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等。
ポリオキシエチレンアルキルエステルの具体例:ポリエチレングリコールモノラウリレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリエチレングリコールモノステアレート等。
ソルビタンアルキルエステルの具体例:ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等。
ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステルの具体例:ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等。
グリセロールエステルの具体例:モノミリスチン酸グリセロール、モノステアリン酸グリセロール、モノオレイン酸グリセロール等。
上記誘導体の具体例:ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルフェニル-ホルムアルデヒド凝縮物、ポリオキシエチレンアルキルエーテルホスフェート等。
上記エーテル及びエステルは、10~18のHLB値を有してよい。
非イオン性炭化水素系界面活性剤としては、Dow Chemical Company製のTriton(登録商標)Xシリーズ(X15、X45、X100等)、Tergitol(登録商標)15-Sシリーズ、Tergitol(登録商標)TMNシリーズ(TMN-6、TMN-10、TMN-100等)、Tergitol(登録商標)Lシリーズ、BASF製のPluronic(登録商標)Rシリーズ(31R1、17R2、10R5、25R4(m~22、n~23)、Iconol(登録商標)TDAシリーズ(TDA-6、TDA-9、TDA-10)等が挙げられる。
上記非イオン性界面活性剤は、それ自体が重合場を提供し、更に、初期にラジカルを連鎖移動することによって、多くの低分子量フルオロポリマーを与えることにより核形成部位となることができる。
上記非イオン性界面活性剤としては、フッ素を含有しない非イオン性界面活性剤であることが好ましい。例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキレンアルキルエーテル等のエーテル型非イオン性界面活性剤;エチレンオキサイド/プロピレンオキサイドブロック共重合体等のポリオキシエチレン誘導体;ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等のエステル型非イオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド等のアミン系非イオン性界面活性剤;等が挙げられる。
上記非イオン性界面活性剤において、その疎水基は、アルキルフェノール基、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基の何れであってもよい。
上記非イオン性界面活性剤としては、例えば、下記一般式(i)
-O-A-H    (i)
(式中、Rは、炭素数8~18の直鎖状若しくは分岐鎖状の1級又は2級アルキル基であり、Aは、ポリオキシアルキレン鎖である。)により表される化合物が挙げられる。Rの炭素数は10~16が好ましく、12~16がより好ましい。Rの炭素数が18以下であると水性分散液の良好な分散安定性が得られやすい。またRの炭素数が18を超えると流動温度が高いため取扱い難い。Rの炭素数が8より小さいと水性分散液の表面張力が高くなり、浸透性やぬれ性が低下しやすい。
上記ポリオキシアルキレン鎖は、オキシエチレンとオキシプロピレンとからなるものであってもよい。オキシエチレン基の平均繰り返し数5~20およびオキシプロピレン基の平均繰り返し数0~2からなるポリオキシアルキレン鎖であり、親水基である。オキシエチレン単位数は、通常提供される広いまたは狭い単峰性分布、またはブレンドすることによって得られるより広いまたは二峰性分布のいずれかを含み得る。オキシプロピレン基の平均繰り返し数が0超の場合、ポリオキシアルキレン鎖におけるオキシエチレン基とオキシプロピレン基はブロック状に配列しても、ランダム状に配列してもよい。
水性分散液の粘度および安定性の点からは、オキシエチレン基の平均繰り返し数7~12およびオキシプロピレン基の平均繰り返し数0~2より構成されるポリオキシアルキレン鎖が好ましい。特にAがオキシプロピレン基を平均して0.5~1.5有すると低起泡性が良好であり好ましい。
より好ましくは、Rは、(R’)(R’’)HC-であり、ここで、R’及びR’’は、同じか又は異なる直鎖、分岐鎖、又は環式のアルキル基であり、炭素原子の合計量は、少なくとも5個、好ましくは7~17個である。好ましくは、R’またはR’’のうちの少なくとも一つは、分岐状または環状炭化水素基である。
上記非イオン性界面活性剤の具体例としては、C1327-O-(CO)10-H、C1225-O-(CO)10-H、C1021CH(CH)CH-O-(CO)-H、C1327-O-(CO)-(CH(CH)CHO)-H、C1633-O-(CO)10-H、HC(C11)(C15)-O-(CO)-H等が挙げられる。
例えば、上記非イオン性界面活性剤としては、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール-ポリエチレングリコールのブロックコポリマーが挙げられる。
上記非イオン性界面活性剤の市販品としては、例えば、Genapol X080(製品名、クラリアント社製)、ノイゲンTDS-80(商品名)を例とするノイゲンTDSシリーズ(第一工業製薬社製)、レオコールTD-90(商品名)を例とするレオコールTDシリーズ(ライオン社製)、ライオノール(登録商標)TDシリーズ(ライオン社製)、T-Det A138(商品名)を例とするT-Det Aシリーズ(Harcros Chemicals社製)、タージトール(登録商標)15Sシリーズ(ダウ社製)等が挙げられる。
上記非イオン界面活性剤は、平均約4~約18個のエチレンオキシド単位を有する2,6,8-トリメチル-4-ノナノールのエトキシレート、平均約6~約12個のエチレンオキシド単位を有する2,6,8-トリメチル-4-ノナノールのエトキシレート、またはその混合物であることも好ましい。この種類の非イオン性界面活性剤は、例えば、TERGITOL TMN-6、TERGITOL TMN-10、及びTERGITOL TMN-100X(いずれも製品名、ダウ・ケミカル社製)としても市販されている。
非イオン性界面活性剤の疎水基は、アルキルフェノール基、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基の何れかであってもよい。
上記非イオン性界面活性剤としては、また、下記一般式(ii)
-C-O-A-H    (ii)
(式中、Rは、炭素数4~12の直鎖状又は分岐鎖状の1級若しくは2級のアルキル基であり、Aは、ポリオキシアルキレン鎖である。)で表されるポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系非イオン性化合物が挙げられる。
上記ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系非イオン性化合物としては、例えば、トライトンX-100(商品名、Dow Chemical社製)等が挙げられる。
上記非イオン性界面活性剤としてはポリオール化合物も挙げられる。具体的には、国際公開第2011/014715号に記載されたもの等が挙げられる。
ポリオール化合物の典型例としては、ポリオール単位として1個以上の糖単位を有する化合物が挙げられる。糖単位は、少なくとも1個の長鎖を含有するように変性されてもよい。少なくとも1つの長鎖部分を含有する好適なポリオール化合物としては、例えば、アルキルグリコシド、変性アルキルグリコシド、糖エステル、及びこれらの組み合わせが挙げられる。糖としては、単糖、オリゴ糖、及びソルビタンが挙げられるが、これらに限定されない。単糖としては、五炭糖及び六炭糖が挙げられる。単糖の典型例としては、リボース、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、アラビノース、キシロースが挙げられる。オリゴ糖としては、2~10個の同一又は異なる単糖のオリゴマーが挙げられる。オリゴ糖の例としては、サッカロース、マルトース、ラクトース、ラフィノース、及びイソマルトースが挙げられるが、これらに限定されない。
典型的に、ポリオール化合物として使用するのに好適な糖としては、4個の炭素原子と1個のヘテロ原子(典型的に、酸素又は硫黄であるが、好ましくは酸素原子)との五員環を含有する環状化合物、又は5個の炭素原子と上述のような1個のヘテロ原子、好ましくは酸素原子との六員環を含有する環状化合物が挙げられる。これらは、炭素環原子に結合している少なくとも2個の又は少なくとも3個のヒドロキシ基(-OH基)を更に含有する。典型的に、糖は、エーテル又はエステル結合が長鎖残基と糖部分との間に作製されるように、炭素環原子に結合しているヒドロキシ基(及び/又はヒドロキシアルキル基)の水素原子のうちの1個以上が、長鎖残基によって置換されているという点で変性されている。
糖系ポリオールは、1個の糖単位又は複数の糖単位を含有してもよい。1個の糖単位又は複数の糖単位は、上述のような長鎖部分で変性されてもよい。糖系ポリオール化合物の特定の例としては、グリコシド、糖エステル、ソルビタンエステル、並びにこれらの混合物及び組み合わせが挙げられる。
ポリオール化合物の好ましい種類は、アルキル又は変性アルキルグルコシドである。これらの種類の界面活性剤は、少なくとも1個のグルコース部分を含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式中、xは、0、1、2、3、4、又は5を表し、R及びRは、独立して、H又は少なくとも6個の炭素原子を含有する長鎖単位を表すが、但しR及びRのうちの少なくとも1個はHではない)によって表される化合物が挙げられる。R及びRの典型例としては、脂肪族アルコール残基が挙げられる。脂肪族アルコールの例としては、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール(ラウリルアルコール)、テトラデカノール、ヘキサデカノール(セチルアルコール)、ヘプタデカノール、オクタデカノール(ステアリルアルコール)、エイコサン酸、及びこれらの組み合わせ挙げられる。
上記の式は、ピラノース形態のグルコースを示すアルキルポリグルコシドの特定の例を表すが、他の糖又は同じ糖であるが異なる鏡像異性体又はジアステレオマー形態である糖を用いてもよいことが理解される。
アルキルグルコシドは、例えば、グルコース、デンプン、又はn-ブチルグルコシドと脂肪族アルコールとの酸触媒反応によって入手可能であり、これからは、典型例に、様々なアルキルグルコシドの混合物が得られる(Alkylpolygylcoside,Rompp,Lexikon Chemie,Version 2.0,Stuttgart/New York,Georg Thieme Verlag,1999)。脂肪族アルコールの例としては、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール(ラウリルアルコール)、テトラデカノール、ヘキサデカノール(セチルアルコール)、ヘプタデカノール、オクタデカノール(ステアリルアルコール)、エイコサン酸、及びこれらの組み合わせ挙げられる。また、アルキルグルコシドは、Cognis GmbH,Dusseldorf,Germanyから商品名GLUCOPON又はDISPONILとして市販されている。
その他のノニオン系界面活性剤として、BASFからPluronic(登録商標)Rシリーズとして供給される二官能基ブロックコポリマー、BASF CorporationからIconol(登録商標)TDAシリーズとして供給されるトリデシルアルコールアルコキシレート、炭化水素含有シロキサン界面活性剤、好ましくは炭化水素系界面活性剤であり、ここで、上記のヒドロカルビル基は、フッ素などのハロゲンによって置換され得る場合に、水素原子によって完全に置換され、それによって、これらのシロキサン界面活性剤は、炭化水素系界面活性剤とみなすこともでき、すなわち、ヒドロカルビル基上の一価置換基は水素である。
上記非イオン性界面活性剤としては、上記一般式(i)で表される化合物、及び、上記一般式(ii)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
上記非イオン性界面活性剤の量は、水性媒体に対して0.1~0.0000001質量%であることが好ましく、0.01~0.000001質量%であることがより好ましい。
上記連鎖移動剤は、初期にラジカルを連鎖移動することによって、多くの低分子量フルオロポリマーを与えることにより核形成部位となることができる。
上記連鎖移動剤としては、たとえばマロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、コハク酸ジメチルなどのエステル類のほか、イソペンタン、メタン、エタン、プロパン、イソブタン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、各種メルカプタン、四塩化炭素などの各種ハロゲン化炭化水素、シクロヘキサンなどがあげられる。
連鎖移動剤として臭素化合物又はヨウ素化合物を使用してもよい。臭素化合物又はヨウ素化合物を使用して行う重合方法としては、たとえば、実質的に無酸素状態で、臭素化合物又はヨウ素化合物の存在下に、水性媒体中でフルオロモノマーの重合を行う方法があげられる(ヨウ素移動重合法)。使用する臭素化合物又はヨウ素化合物の代表例としては、たとえば、一般式:
Br
(式中、xおよびyはそれぞれ0~2の整数であり、かつ1≦x+y≦2を満たすものであり、Rは炭素数1~16の飽和もしくは不飽和のフルオロ炭化水素基またはクロロフルオロ炭化水素基、または炭素数1~3の炭化水素基であり、酸素原子を含んでいてもよい)で表される化合物があげられる。臭素化合物又はヨウ素化合物を使用することによって、ヨウ素または臭素が重合体に導入され、架橋点として機能する。
臭素化合物又はヨウ素化合物としては、たとえば1,3-ジヨードパーフルオロプロパン、2-ヨードパーフルオロプロパン、1,3-ジヨード-2-クロロパーフルオロプロパン、1,4-ジヨードパーフルオロブタン、1,5-ジヨード-2,4-ジクロロパーフルオロペンタン、1,6-ジヨードパーフルオロヘキサン、1,8-ジヨードパーフルオロオクタン、1,12-ジヨードパーフルオロドデカン、1,16-ジヨードパーフルオロヘキサデカン、ジヨードメタン、1,2-ジヨードエタン、1,3-ジヨード-n-プロパン、CFBr、BrCFCFBr、CFCFBrCFBr、CFClBr、BrCFCFClBr、CFBrClCFClBr、BrCFCFCFBr、BrCFCFBrOCF、1-ブロモ-2-ヨードパーフルオロエタン、1-ブロモ-3-ヨードパーフルオロプロパン、1-ブロモ-4-ヨードパーフルオロブタン、2-ブロモ-3-ヨードパーフルオロブタン、3-ブロモ-4-ヨードパーフルオロブテン-1、2-ブロモ-4-ヨードパーフルオロブテン-1、ベンゼンのモノヨードモノブロモ置換体、ジヨードモノブロモ置換体、ならびに(2-ヨードエチル)および(2-ブロモエチル)置換体などがあげられ、これらの化合物は、単独で使用してもよく、相互に組み合わせて使用することもできる。
これらのなかでも、重合反応性、架橋反応性、入手容易性などの点から、アルカン及びアルコールからなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。アルカンの炭素数は、1~6が好ましく、1~5がより好ましい。またアルコールは、炭素数1~5が好ましく、1~4がより好ましい。連鎖移動剤としては、特に、メタン、エタン、プロパン、イソブタン、メタノール、エタノール、及び、イソプロパノールからなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
上記連鎖移動剤の量は、水性媒体に対して0.001~10000ppmが好ましい。上記連鎖移動剤の量は、水性媒体に対して0.01ppm以上がより好ましく、0.05ppm以上が更に好ましく、0.1ppm以上が特に好ましい。また、水性媒体に対して1000ppm以下がより好ましく、500ppm以下が更に好ましく、100ppm以下が特に好ましい。 
上記重合工程における重合温度、重合圧力は、使用するモノマーの種類、目的とするPTFEの分子量、反応速度によって適宜決定される。
例えば、重合温度が10~150℃であることが好ましい。重合温度は、30℃以上がより好ましく、50℃以上が更に好ましい。また、120℃以下がより好ましく、100℃以下が更に好ましい。
重合圧力が0.05~10MPaGであることが好ましい。重合圧力は、0.3MPaG以上がより好ましく、0.5MPaG以上が更に好ましい。また、5.0MPaG以下がより好ましく、3.0MPaG以下が更に好ましい。
上記重合工程は、更に、重合開始前、又は、水性媒体中に形成するポリテトラフルオロエチレンの濃度が5.0質量%以下であるときに、核形成剤を水性媒体中に添加する工程を含むことが好ましい。重合初期に核形成剤を添加することによって、平均一次粒子径が小さく、安定性に優れる水性分散液を得ることができる。すなわち、核形成剤は、重合開始前に添加してもよいし、重合開始と同時に添加してもよいし、重合を開始した後、PTFE粒子の核が形成される期間に核形成剤を添加すればよく、例えば、PTFEの濃度が5.0質量%以下であるときに添加することが好ましい。
重合開始前、又は、水性媒体中に形成するPTFEの濃度が5.0質量%以下であるときに添加する核形成剤の量は、得られるポリテトラフルオロエチレンに対して0.001質量%以上であることが好ましく、0.01質量%以上であることがより好ましく、0.05質量%以上であることが更に好ましく、0.1質量%以上であることが更により好ましい。上限は限定されるものではないが、例えば、2000質量%である。
上記重合工程において、PTFE粒子の数が0.6×1013個/mL以上であることが好ましい。重合初期のPTFE粒子(核)の数を多くすることによって、平均一次粒子径が小さく、安定性に優れる水性分散液を得ることができる。上記PTFE粒子の数は、0.7×1013個/mL以上であることがより好ましく、0.8×1013個/mL以上であることが更に好ましく、0.9×1013個/mL以上であることが更により好ましく、1.0×1013個/mL以上であることが特に好ましい。上限は特に限定されないが、例えば、7.0×1014個/mLである。
上記重合工程においては、0.6×1013個/ml以上のPTFE粒子を発生させることが好ましい。重合工程において多数の粒子を発生させることによって、平均一次粒子径が小さく、アスペクト比が小さい一次粒子が得られ、安定性に優れる水性分散液を得ることができる。発生させるPTFE粒子の数としては、0.7×1013個/mL以上であることがより好ましく、0.8×1013個/mL以上であることが更に好ましく、0.9×1013個/mL以上であることが更により好ましく、1.0×1013個/mL以上であることが特に好ましい。上限は特に限定されないが、例えば、7.0×1014個/mLである。
PTFE粒子は重合前半に集中して発生し、重合後半に発生しにくいことから、重合工程におけるPTFE粒子数は、重合前半に発生する粒子数とほぼ同じである。したがって、重合工程におけるPTFE粒子数は、最終的に得られるPTFE水性分散液中の一次粒子の数を測定することにより、予測することができる。
上記PTFEは、TFE単独重合体であってもよいし、99質量%以上のTFEに基づく重合単位と、1質量%以下の変性モノマーに基づく重合単位を含む変性PTFEであってもよい。
上記変性PTFEは、変性モノマーに基づく重合単位(以下「変性モノマー単位」とも記載する)の含有量が、PTFEの全重合単位に対して、0.00001~1質量%の範囲であることが好ましい。変性モノマー単位の含有量の下限としては、0.0001質量%がより好ましく、0.001質量%が更に好ましく、0.005質量%が更により好ましく、0.009質量%が特に好ましい。変性モノマー単位の含有量の上限としては、0.5質量%がより好ましく、0.3質量%が更に好ましく、0.1質量%が特に好ましく、0.05質量%が特に好ましい。本明細書において、上記変性モノマー単位とは、PTFEの分子構造の一部分であって変性モノマーに由来する部分を意味する。
本明細書において、PTFEを構成する各単量体の含有量は、NMR、FT-IR、元素分析、蛍光X線分析を単量体の種類によって適宜組み合わせることで算出できる。また、PTFEを構成する各単量体の含有量は、重合に用いた変性モノマーの添加量から計算により求めることもできる。
上記変性モノマーとしては、TFEとの共重合が可能なものであれば特に限定されず、フルオロモノマーおよび非フルオロモノマーが挙げられる。また、用いる変性モノマーは1種であってもよいし、複数種であってもよい。
非フルオロモノマーとしては、特に限定されず、一般式:
CH=CRQ1-LRQ2
(式中、RQ1は、水素原子またはアルキル基を表す。Lは、単結合、-CO-O-*、-O-CO-*または-O-を表す。*はRQ2との結合位置を表す。RQ2は、水素原子、アルキル基またはニトリル基を表す。)で表されるモノマーが挙げられる。
非フルオロモノマーとしては、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレートブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ビニルメタクリレート、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテルなどが挙げられる。非フルオロモノマーとしては、なかでも、ブチルメタクリレート、酢酸ビニル、アクリル酸が好ましい。
フルオロモノマーとして、例えば、ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕等のパーフルオロオレフィン;トリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン〔VDF〕等の水素含有フルオロオレフィン;クロロトリフルオロエチレン等のパーハロオレフィン;パーフルオロビニルエーテル;(パーフルオロアルキル)エチレン等が挙げられる。
上記パーフルオロビニルエーテルとしては特に限定されず、例えば、下記一般式(A):CF=CF-ORf    (A)
(式中、Rfは、パーフルオロ有機基を表す。)で表されるパーフルオロ不飽和化合物等が挙げられる。本明細書において、上記「パーフルオロ有機基」とは、炭素原子に結合する水素原子が全てフッ素原子に置換されてなる有機基を意味する。上記パーフルオロ有機基は、エーテル酸素を有していてもよい。
上記パーフルオロビニルエーテルとしては、例えば、上記一般式(A)において、Rfが炭素数1~10のパーフルオロアルキル基であるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)〔PAVE〕が挙げられる。上記パーフルオロアルキル基の炭素数は、好ましくは1~5である。
上記PAVEにおけるパーフルオロアルキル基としては、例えば、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられる。
上記パーフルオロビニルエーテルとしては、更に、上記一般式(A)において、Rfが炭素数4~9のパーフルオロ(アルコキシアルキル)基であるもの、Rfが下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式中、mは、0又は1~4の整数を表す。)で表される基であるもの、Rfが下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(式中、nは、1~4の整数を表す。)で表される基であるもの等が挙げられる。
水素含有フルオロオレフィンとしては、CH=CF、CFH=CH、CFH=CF、CF=CFCF、CH=CFCF、CH=CHCF、CHF=CHCF(E体)、CHF=CHCF(Z体)などが挙げられる。
(パーフルオロアルキル)エチレン(PFAE)としては特に限定されず、例えば、(パーフルオロブチル)エチレン(PFBE)、(パーフルオロヘキシル)エチレン等が挙げられる。
上記変性モノマーとしては、モノマー反応性比が0.1~8であるコモノマー(3)も好ましく例示される。コモノマー(3)を存在させることによって、粒子径が小さいPTFE粒子を得ることができ、分散安定性の高い水性分散液を得ることができる。
ここで、TFEとの共重合におけるモノマー反応性比とは、成長ラジカルがTFEに基づく繰り返し単位未満であるときに、該成長ラジカルがTFEと反応する場合の速度定数を、該成長ラジカルがコモノマーと反応する場合の速度定数で除した値である。この値が低いほど、コモノマーがTFEと高反応性であることを表す。モノマー反応性比は、TFEとコモノマーとを共重合して開始直後の生成ポリマー中の組成を求め、ファインマン-ロスの式より算出できる。
上記共重合は、内容積6.0Lのステンレス製オートクレーブに3600gの脱イオン脱気水、上記水に対して1000ppmのパーフルオロオクタン酸、100gのパラフィンワックスを使用して、圧力0.78MPa、温度70℃で実施する。0.05g、0.1g、0.2g、0.5g、1.0gのコモノマーをそれぞれ反応器に加え、0.072gの過硫酸アンモニウム(対水20ppm)を加えて、重合圧力0.78MPaを維持させるため、TFEを連続的に供給する。TFE仕込量が1000gに到達したとき、撹拌を停止して、反応器が大気圧になるまで脱圧を行なう。冷却後、パラフィンワックスを分離することにより、生成ポリマーを含む水性分散液が得られる。上記水性分散液を撹拌して生成ポリマーを凝析させ、150℃で乾燥させる。得られた生成ポリマー中の組成を、NMR、FT-IR、元素分析、蛍光X線分析をモノマーの種類によって適宜組み合わせることで算出する。
モノマー反応性比が0.1~8であるコモノマー(3)としては、式(3a)~(3d)で表されるコモノマーからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。CH=CH-Rf    (3a)
(式中、Rfは炭素数が1~10のパーフルオロアルキル基である。)
CF=CF-O-Rf    (3b)
(式中、Rfは炭素数が1~2のパーフルオロアルキル基である。)
CF=CF-O-(CFCF=CF    (3c)
(式中、nは1又は2である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、X及びXはF、Cl又はメトキシ基であり、Yは式Y1又はY2である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式Y2中、Z及びZ’はF又は炭素数1~3のフッ素化アルキル基である。)
コモノマー(3)単位の含有量は、PTFEの全重合単位に対して0.0001~1質量%の範囲であることが好ましい。下限としては、0.001質量%がより好ましく、0.005質量%が更に好ましく、0.009質量%が特に好ましい。上限としては、0.5質量%がより好ましく、0.3質量%が更に好ましく、0.1質量%が特に好ましく、0.05質量%が特に好ましい。
上記変性モノマーとしては、ポリテトラフルオロエチレンの平均一次粒子径が小さく、安定性に優れる水性分散液を得ることができることから、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フルオロ(アルキルビニルエーテル)、(パーフルオロアルキル)エチレン、エチレン、及び、ラジカル重合で反応可能な官能基と親水基とを有する変性モノマーからなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。上記変性モノマーを使用することで、より平均一次粒子径が小さく、一次粒子のアスペクト比が小さく、分散安定性に優れるPTFEの水性分散液を得ることができる。
上記変性モノマーは、TFEとの反応性の観点からは、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)及び(パーフルオロアルキル)エチレンからなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)、(パーフルオロブチル)エチレン、(パーフルオロヘキシル)エチレン、及び、(パーフルオロオクチル)エチレンからなる群より選択される少なくとも1種を含むことがより好ましい。
上記ヘキサフルオロプロピレン単位、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)単位及び(パーフルオロアルキル)エチレン単位の合計量は、PTFEの全重合単位に対して、0.00001~1質量%の範囲であることが好ましい。上記合計量の下限としては、0.0001質量%がより好ましく、0.001質量%が更に好ましく、0.005質量%が更により好ましく、0.009質量%が特に好ましい。変性モノマー単位の上限としては、0.5質量%がより好ましく、0.3質量%が更に好ましく、0.1質量%が特に好ましく、0.05質量%がことさら好ましく、0.01質量%がことさら特に好ましい。
上記変性モノマーは、ラジカル重合で反応可能な官能基と親水基とを有する変性モノマー(以下「変性モノマー(A)」ともいう)を含むことも好ましい。
上記変性モノマー(A)を存在させることによって、一次粒子径が小さいPTFE粒子を得ることができ、分散安定性の高い水性分散液を得ることができる。また、未凝析ポリマー量を少なくすることもできる。更に、一次粒子のアスペクト比を小さくすることができる。
上記変性モノマー(A)の使用量は、水性媒体の0.1ppmに相当する量を超える量であることが好ましく、5ppm以上であることがより好ましく、10ppm以上であることが更に好ましい。上記変性モノマー(A)の使用量が少なすぎると、得られるPTFEの粒子径が大きくなるおそれがある。
上記変性モノマー(A)の使用量は、上記範囲であればよいが、例えば、上限を5000ppmとすることができる。また、上記製造方法では、反応中または反応後の水性分散液の安定性を向上させるために、反応途中で変性モノマー(A)を系中に追加してもよい。
上記変性モノマー(A)は水溶性が高いので、未反応の変性モノマー(A)が水性分散液中に残存したとしても、濃縮工程、あるいは凝析・洗浄工程での除去は、後述する含フッ素化合物と同様に容易である。
上記変性モノマー(A)は、重合の過程で生成ポリマー中に取り込まれるが、重合系中の変性モノマー(A)の濃度そのものが低く、ポリマーに取り込まれる量が少ないため、PTFEの耐熱性が低下したり焼成後に着色したりする問題はない。
上記変性モノマー(A)における親水基としては、例えば、-NH、-POM、-OPOM、-SOM、-OSOM、-COOM(各式において、Mは、H、金属原子、NR7y 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、R7yは、H又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。)が挙げられる。上記親水基としては、なかでも、-SOM及び-COOMが好ましい。
7yにおける有機基としてはアルキル基が好ましい。R7yとしては、H又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましく、H又はC1-4のアルキル基が更に好ましい。
上記金属原子としては、1、2価の金属原子が挙げられ、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。
上記変性モノマー(A)における「ラジカル重合で反応可能な官能基」としては、例えば、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合を有する基が挙げられる。エチレン性不飽和結合を有する基は、下記式:
CX=CXR-
(式中、X、X及びXは、それぞれ独立して、F、Cl、H、CF、CFH、CFH、又は、CHであり;Rは連結基である。)で示すことができる。Rの連結基としては後述するRとしての連結基が挙げられる。好ましくは-CH=CH、-CF=CH2、-CH=CF2、-CF=CF、-CH-CH=CH、-CF-CF=CH、-CF-CF=CF、-(C=O)-CH=CH、-(C=O)-CF=CH、-(C=O)-CH=CF、-(C=O)-CF=CF、-(C=O)-C(CH)=CH、-(C=O)-C(CF)=CH、-(C=O)-C(CH)=CF、-(C=O)-C(CF)=CF、-O-CH-CH=CH、-O-CF-CF=CH、-O-CH-CH=CF、-O-CF-CF=CF等の不飽和結合を有する基が挙げられる。
上記変性モノマー(A)は、ラジカル重合で反応可能な官能基を有するので、上記重合において使用すると、重合反応初期に含フッ素モノマーと反応し、上記変性モノマー(A)に由来する親水基を有し安定性が高い粒子が形成されると推測される。このため、上記変性モノマー(A)の存在下に重合を行うと、粒子数が多くなると考えられる。
上記重合は、上記変性モノマー(A)を1種存在させるものであってもよいし、2種以上存在させるものであってもよい。
上記重合において、上記変性モノマー(A)として、不飽和結合を有する化合物を使用することができる。
変性モノマー(A)は、一般式(4):
CX=CX-(CZ-Y   (4)
(式中、X、X及びXは、それぞれ独立して、F、Cl、H又はCFであり;Yは、親水基であり;Rは連結基であり;Z及びZは、それぞれ独立して、H、F又はCFであり、kは0又は1である)で表される化合物が好ましい。
上記親水基としては、例えば、-NH、-POM、-OPOM、-SOM、-OSOM、-COOM(各式において、Mは、H、金属原子、NR7y 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、R7yは、H又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。)が挙げられる。上記親水基としては、なかでも、-SOM又は-COOMが好ましい。R7yにおける有機基としてはアルキル基が好ましい。R7yとしては、H又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましく、H又はC1-4のアルキル基が更に好ましい。上記金属原子としては、1、2価の金属原子が挙げられ、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。
上記変性モノマー(A)を用いることによって、より平均一次粒子径が小さく、より安定性に優れる水性分散液を得ることができる。また、一次粒子のアスペクト比をより小さくすることもできる。
上記Rは、連結基である。本明細書において「連結基」は、二価連結基を指す。連結基は、単結合であってもよく、少なくとも1個の炭素原子を含むことが好ましく、炭素原子の数は、2以上であってよく、4以上であってよく、8以上であってよく、10以上であってよく、20以上であってもよい。上限は限定されないが、例えば、100以下であってよく、50以下であってよい。
上記連結基は、鎖状又は分岐状、環状又は非環状構造、飽和又は不飽和、置換又は非置換であってよく、所望により硫黄、酸素、及び窒素からなる群から選択される1つ以上のヘテロ原子を含み、所望によりエステル、アミド、スルホンアミド、カルボニル、カーボネート、ウレタン、尿素及びカルバメートからなる群から選択される1つ以上の官能基を含んでよい。上記連結基は、炭素原子を含まず、酸素、硫黄又は窒素等のカテナリーヘテロ原子であってもよい。
上記Rは、例えば、酸素、硫黄、窒素等のカテナリーヘテロ原子、又は、2価の有機基であることが好ましい。
が2価の有機基である場合、炭素原子に結合する水素原子は、フッ素以外のハロゲン、例えば塩素等で置き換えられてもよく、二重結合を含んでも含まなくてもよい。また、Rは、鎖状及び分岐状のいずれでもよく、環状及び非環状のいずれでもよい。また、Rは、官能基(例えば、エステル、エーテル、ケトン、アミン、ハロゲン化物等)を含んでもよい。
はまた、非フッ素の2価の有機基であってもよいし、部分フッ素化又は過フッ素化された2価の有機基であってもよい。
としては、例えば、炭素原子にフッ素原子が結合していない炭化水素基、炭素原子に結合する水素原子の一部がフッ素原子で置換された炭化水素基、炭素原子に結合する水素原子の全てがフッ素原子で置換された炭化水素基、-(C=O)-、-(C=O)-O-、又は、-(C=O)-を含有する炭化水素基であってもよく、これらは酸素原子を含んでいてもよく、二重結合を含んでいてもよく、官能基を含んでいてもよい。
は、-(C=O)-、-(C=O)-O-、又は、エーテル結合を含んでいてもよく、カルボニル基を含んでいてもよい炭素数1~100の炭化水素基であることが好ましく、該炭化水素基は、炭素原子に結合する水素原子の一部又は全部がフッ素に置換されていてもよい。
として好ましくは、-(CH-、-(CF-、-O-(CF-、-(CF-O-(CF-、-O(CF-O-(CF-、-(CF-[O-(CF-、-O(CF-[O-(CF-、-[(CF-O]-[(CF-O]-、-O[(CF-O]-[(CF-O]-、-O-[CFCF(CF)O]-(CF-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-(C=O)-(CH-、-(C=O)-(CF-、-(C=O)-O-(CH-、-(C=O)-O-(CF-、-(C=O)-[(CH-O]-、-(C=O)-[(CF-O]-、-(C=O)-O[(CH-O]-、-(C=O)-O[(CF-O]-、-(C=O)-O[(CH-O]-(CH-、-(C=O)-O[(CF-O]-(CF-、-(C=O)-(CH-O-(CH-、-(C=O)-(CF-O-(CF-、-(C=O)-O-(CH-O-(CH-、-(C=O)-O-(CF-O-(CF-、-(C=O)-O-C-、及び、これらの組み合わせから選択される少なくとも1種である。
式中、a、b、c及びdは独立して少なくとも1以上である。a、b、c及びdは独立して、2以上であってよく、3以上であってよく、4以上であってよく、10以上であってよく、20以上であってよい。a、b、c及びdの上限は、例えば、100である。
として好適な具体例としては、-CF-O-、-CF-O-CF-、-CF-O-CH-、-CF-O-CHCF-、-CF-O-CFCF-、-CF-O-CFCH-、-CF-O-CFCFCH-、-CF-O-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-、-CF-O-CF(CF)CF-O-、-CF-O-CF(CF)CH-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-(C=O)-(CH)-、-(C=O)-(CF)-、-(C=O)-O-(CH)-、-(C=O)-O-(CF)-、-(C=O)-[(CH-O]-、-(C=O)-[(CF-O]-、-(C=O)-O[(CH-O]-、-(C=O)-O[(CF-O]-、-(C=O)-O[(CH-O]-(CH)-、-(C=O)-O[(CF-O]-(CF)-、-(C=O)-(CH-O-(CH)-、-(C=O)-(CF-O-(CF)-、-(C=O)-O-(CH-O-(CH)-、-(C=O)-O-(CF-O-(CF)-、-(C=O)-O-C-等が挙げられる。中でも、上記Rは、具体的には、-CF-O-、-CF-O-CF-、-CF-O-CFCF-、-CF-O-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-、-CF-O-CF(CF)CF-O-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-(C=O)-(CH)-、-(C=O)-O-(CH)-、-(C=O)-O[(CH-O]-、-(C=O)-O[(CH-O]-(CH)-、-(C=O)-(CH-O-(CH)-、又は、-(C=O)-O-C-が好ましい。
上記式中、nは1~10の整数である。
上記一般式(4)における-R-(CZ-としては、-CF-O-CF-、-CF-O-CF(CF)-、-CF-O-C(CF-、-CF-O-CF-CF-、-CF-O-CF-CF(CF)-、-CF-O-CF-C(CF-、-CF-O-CFCF-CF-、-CF-O-CFCF-CF(CF)-、-CF-O-CFCF-C(CF-、-CF-O-CF(CF)-CF-、-CF-O-CF(CF)-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)-C(CF-、-CF-O-CF(CF)-CF-、-CF-O-CF(CF)-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)-C(CF-、-CF-O-CF(CF)CF-CF-、-CF-O-CF(CF)CF-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-C(CF-、-CF-O-CF(CF)CF-O-CF-、-CF-O-CF(CF)CF-O-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-O-C(CF-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-(C=O)-(CH)-、-(C=O)-(CF)-、-(C=O)-O-(CH)-、-(C=O)-O-(CF)-、-(C=O)-[(CH-O]-(CH)-、-(C=O)-[(CF-O]-(CF)-、-(C=O)-[(CH-O]-(CH)-(CH)-、-(C=O)-[(CF-O]-(CF)-(CF)-、-(C=O)-O[(CH-O]-(CF)-、-(C=O)-O[(CH-O]-(CH)-(CH)-、-(C=O)-O[(CF-O]-(CF)-、-(C=O)-O[(CF-O]-(CF)-(CF)-、-(C=O)-(CH-O-(CH)-(CH)-、-(C=O)-(CF-O-(CF)-(CF)-、-(C=O)-O-(CH-O-(CH)-(CH)-、-(C=O)-O-(CF-O-(CF)-(CF)-、-(C=O)-O-(CH-O-(CH)-C(CF-、-(C=O)-O-(CF-O-(CF)-C(CF-、又は、-(C=O)-O-C-C(CF-が好ましく、-CF-O-CF(CF)-、-CF-O-CF-CF(CF)-、-CF-O-CFCF-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-O-CF(CF)-、-(C=O)-、-(C=O)-O-(CH)-、-(C=O)-O-(CH)-(CH)-、-(C=O)-O[(CH-O]-(CH)-(CH)-、-(C=O)-O-(CH-O-(CH)-C(CF-、又は、-(C=O)-O-C-C(CF-がより好ましい。
上記式中、nは1~10の整数である。
一般式(4)で表される化合物の具体例としては、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、X及びYは上記と同じ。nは1~10の整数である。)等が挙げられる。
としては、下記一般式(r1):
-(C=O)-(O)-CF-O-(CX -{O-CF(CF)}-(O)-    (r1)
(式中、Xはそれぞれ独立してH、F又はCFであり、eは0~3の整数であり、fは0~3の整数であり、gは0又は1であり、hは0又は1であり、iは0又は1である)で表される2価の基が好ましく、下記一般式(r2):
-(C=O)-(O)-CF-O-(CX -(O)-    (r2)
(式中、Xはそれぞれ独立してH、F又はCFであり、eは0~3の整数であり、gは0又は1であり、hは0又は1であり、iは0又は1である。)で表される2価の基も好ましい。
上記一般式(4)の-R-(CZ-としてはまた、下記式(t1):
-(C=O)-(O)-CF-O-(CX -{O-CF(CF)}-(O)-CZ- (t1)
(式中、Xはそれぞれ独立してH、F又はCFであり、eは0~3の整数であり、fは0~3の整数であり、gは0又は1であり、hは0又は1であり、iは0又は1であり、Z及びZは、それぞれ独立して、F又はCFである)で表される2価の基も好ましく、式(t1)において、Z及びZは、一方がFで他方がCFであることがより好ましい。
また、上記一般式(4)において、-R-(CZ-としては、下記式(t2):
-(C=O)-(O)-CF-O-(CX -(O)-CZ-  (t2)
(式中、Xはそれぞれ独立してH、F又はCFであり、eは0~3の整数であり、gは0又は1であり、hは0又は1であり、iは0又は1であり、Z及びZは、それぞれ独立して、H、F又はCFである)で表される2価の基も好ましく、式(t2)において、Z及びZは、一方がFで他方がCFであることがより好ましい。
一般式(4)で表される化合物は、親水基(Y)を除いて、C-F結合を有し、C-H結合を有していないことも好ましい。すなわち、一般式(4)において、X、X、及びXの全てがFであり、Rは炭素数が1以上のパーフルオロアルキレン基であることが好ましく、上記パーフルオロアルキレン基は、鎖状及び分岐状のいずれでもよく、環状及び非環状のいずれでもよく、少なくとも1つのカテナリーヘテロ原子を含んでもよい。上記パーフルオロアルキレン基の炭素数は、2~20であってよく、4~18であってもよい。
一般式(4)で表される化合物は、部分フッ素化されたものであってもよい。すなわち、一般式(4)で表される化合物は、親水基(Y)を除いて、炭素原子に結合した少なくとも1つの水素原子を有し、炭素原子に結合した少なくとも1つのフッ素原子を有することも好ましい。
一般式(4)で表される化合物は、下記式(4a)で示される化合物であることも好ましい。
CF=CF-O-Rf-Y   (4a)
(式中、Yは親水基であり、Rfは、過フッ素化されており、鎖状又は分岐状、環状又は非環状構造、飽和又は不飽和、置換又は非置換であってもよく、硫黄、酸素、及び窒素からなる群から選択される1つ以上のヘテロ原子を任意追加的に含有する過フッ素化二価連結基である。)
一般式(4)で表される化合物は、下記式(4b)で示される化合物であることも好ましい。
CH=CH-O-Rf-Y  (4b)
(式中、Yは親水基であり、Rfは式(4a)で定義される過フッ素化二価連結基である。)
一般式(4)において、Yは-OSOMであることが好ましい形態の一つである。Yが-OSOMである場合、一般式(4)で表される化合物としては、CF=CF(OCFCFCHOSOM)、CH=CH((CFCHOSOM)、CF=CF(O(CFCHOSOM)、CF=CF(OCFCF(CF)CHOSOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFCHOSOM)、CH=CH((CFCHOSOM)、CF=CF(OCFCFSON(CH)CHCHOSOM)、CH=CH(CFCFCHOSOM)、CF=CF(OCFCFCFCFSON(CH)CHCHOSOM)、CH=CH(CFCFCHOSOM)等が挙げられる。上記式中、Mは上記と同じである。
一般式(4)において、Yは-SOMであることも好ましい形態の一つである。Yが-SOMである場合、一般式(4)で表される化合物としては、CF=CF(OCFCFSOM)、CF=CF(O(CFSOM)、CF=CF(OCFCF(CF)SOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFSOM)、CH=CH(CFCFSOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFCFCFSOM)、CH=CH((CFSOM)、CH=CH(CFCFSOM)、CH=CH((CFSOM)等が挙げられる。上記式中、Mは上記と同じである。
一般式(4)において、Yは-COOMであることも好ましい形態の一つである。Yが-COOMである場合、一般式(4)で表される化合物としては、CF=CF(OCFCFCOOM)、CF=CF(OCFCFCFCOOM)、CF=CF(O(CFCOOM)、CF=CF(OCFCF(CF)COOM)、CF=CF(OCFCF(CF)O(CFCOOM)(nは1より大きい)、CH=CH(CFCFCOOM)、CH=CH((CFCOOM)、CH=CH(CFCFCOOM)、CH=CH((CFCOOM)、CF=CF(OCFCFSONR’CHCOOM)、CF=CF(O(CFSONR’CHCOOM)、CF=CF(OCFCF(CF)SONR’CHCOOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFSONR’CHCOOM)、CH=CH(CFCFSONR’CHCOOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFCFCFSONR’CHCOOM)、CH=CH((CFSONR’CHCOOM)、CH=CH(CFCFSONR’CHCOOM)、CH=CH((CFSONR’CHCOOM)等が挙げられる。上記式中、R’はH又はC1-4アルキル基であり、Mは上記と同じである。
一般式(4)において、Yは-OPOMであることも好ましい形態の一つである。Yが-OPOMである場合、一般式(4)で表される化合物としては、CF=CF(OCFCFCHOP(O)(OM))、CF=CF(O(CFCHOP(O)(OM))、CF=CF(OCFCF(CF)CHOP(O)(OM))、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFCHOP(O)(OM))、CF=CF(OCFCFSON(CH)CHCHOP(O)(OM))、CF=CF(OCFCFCFCFSON(CH)CHCHOP(O)(OM))、CH=CH(CFCFCHOP(O)(OM)、CH=CH((CFCHOP(O)(OM))、CH=CH(CFCFCHOP(O)(OM))、CH=CH((CFCHOP(O)(OM))等が挙げられる。上記式中、Mは上記と同じである。
一般式(4)において、Yは-POMであることも好ましい形態の一つである。Yが-POMである場合、一般式(4)で表される化合物としては、CF=CF(OCFCFP(O)(OM))、CF=CF(O(CFP(O)(OM))、CF=CF(OCFCF(CF)P(O)(OM))、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFP(O)(OM))、CH=CH(CFCFP(O)(OM))、CH=CH((CFP(O)(OM))、CH=CH(CFCFP(O)(OM))、CH=CH((CFP(O)(OM))等が挙げられ、式中、Mは上記と同じである。
上記一般式(4)で表される化合物としては、下記一般式(5):
CX=CY(-CZ-O-Rf-Y)  (5)
(式中、Xは、同一又は異なって、-H又は-Fであり、Yは-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、Zは、同一又は異なって、-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基である。Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、又は、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。Yは、前記と同じである。)で表される単量体、下記一般式(6):
CX=CY(-O-Rf-Y)  (6)
(式中、Xは、同一又は異なって、-H又は-Fであり、Yは-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、又は、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。Yは、前記と同じである。)で表される単量体、及び、下記一般式(7):
CX=CY(-Rf-Y)  (7)
(式中、Xは、同一又は異なって、-H又は-Fであり、Yは-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、又は、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。Yは、前記と同じである。)で表される単量体、からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
なお、上記炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基は、酸素原子が末端である構造を含まず、炭素炭素間にエーテル結合を含んでいるアルキレン基である。
上記一般式(5)において、Xは-H又は-Fである。Xは、両方が-Fであってもよいし、少なくとも1つが-Hであってよい。例えば、片方が-Fで他方が-Hであってもよいし、両方が-Hであってもよい。
上記一般式(5)において、Yは-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基である。
上記アルキル基は、フッ素原子を含有しないアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
上記含フッ素アルキル基は、フッ素原子を少なくとも1つ含有するアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記含フッ素アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
上記Yとしては、-H、-F又は-CFが好ましく、-Fがより好ましい。
上記一般式(5)において、Zは、同一又は異なって、-H、-F、アルキル基又はフルオロアルキル基である。
上記アルキル基は、フッ素原子を含有しないアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
上記含フッ素アルキル基は、フッ素原子を少なくとも1つ含有するアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記含フッ素アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
上記Zとしては、-H、-F又は-CFが好ましく、-Fがより好ましい。
上記一般式(5)において、上記X、Y及びZの少なくとも1つはフッ素原子を含むことが好ましい。例えば、Xが-Hであり、Y及びZが-Fであってよい。
上記一般式(5)において、上記Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、又は、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。
上記含フッ素アルキレン基の炭素数は2以上が好ましい。また、30以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下が更に好ましい。上記含フッ素アルキレン基としては、-CF-、-CHCF-、-CFCF-、-CFCH-、-CFCFCH-、-CF(CF)-、-CF(CF)CF-、-CF(CF)CH-等が挙げられる。上記含フッ素アルキレン基は、パーフルオロアルキレン基であることが好ましい。
上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基の炭素数は3以上が好ましい。また、エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基の炭素数は、60以下が好ましく、30以下がより好ましく、12以下が更に好ましい。
エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基としては、例えば、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、ZはFまたはCF;Z及びZはそれぞれHまたはF;ZはH、FまたはCF;p1+q1+r1が1~10の整数;s1は0または1;t1は0~5の整数)で表される2価の基であることも好ましい。
上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基として具体的には、-CF(CF)CF-O-CF(CF)-、-(CF(CF)CF-O)-CF(CF)-(式中、nは1~10の整数)、-CF(CF)CF-O-CF(CF)CH-、-(CF(CF)CF-O)-CF(CF)CH-(式中、nは1~10の整数)、-CHCFCFO-CHCFCH-、-CFCFCFO-CFCF-、-CFCFCFO-CFCFCH-、-CFCFO-CF-、-CFCFO-CFCH-等が挙げられる。上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基は、パーフルオロアルキレン基であることが好ましい。
上記一般式(5)において、Yは、-COOM、-SOM又は-OSOM(Mは、H、金属原子、NR7y 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、R7yは、H又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。)である。
7yにおける有機基としてはアルキル基が好ましい。
7yとしては、H又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましく、H又はC1-4のアルキル基が更に好ましい。
上記金属原子としては、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。
上記Mとしては、-H、金属原子又は-NR7y が好ましく、-H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)又は-NR7y がより好ましく、-H、-Na、-K、-Li又は-NHが更に好ましく、-Na、-K又は-NHが更により好ましく、-Na又は-NHが特に好ましく、-NHが最も好ましい。
上記Yとしては、-COOM又は-SOMが好ましく、-COOMがより好ましい。 
一般式(5)で表される単量体は、下記一般式(5a)で表される単量体(5a)であることが好ましい。
CH=CF(-CF-O-Rf-Y)   (5a)
(式中、Rf及びYは前記と同じ。)
一般式(5a)で表される単量体として具体的には、下記式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、ZはFまたはCF;Z及びZはそれぞれHまたはF;ZはH、FまたはCF;p1+q1+r1が0~10の整数;s1は0または1;t1は0~5の整数、Yは前記と同じ。ただし、Z及びZがともにHの場合、p1+q1+r1+s1が0でない)で表される単量体が挙げられる。より具体的には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
などが好ましく挙げられ、なかでも
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
であることが好ましい。
上記一般式(5a)で表される単量体としては、式(5a)中のYが-COOMであることが好ましく、特に、CH=CFCFOCF(CF)COOM、及び、CH=CFCFOCF(CF)CFOCF(CF)COOM(式中、Mは上記定義と同じ。)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、CH=CFCFOCF(CF)COOMがより好ましい。
一般式(5)で表される単量体は、下記一般式(5b)で表される単量体(5b)であることが好ましい。
CX =CFCF-O-(CF(CF)CFO)n5-CF(CF)-Y 
   (5b)
(式中、各Xは、同一であり、F又はHを表す。n5は、0又は1~10の整数を表し、Yは、前記定義と同じ。)
上記式(5b)において、上記n5は、得られる水性分散液の安定性の点で0又は1~5の整数であることが好ましく、0、1又は2であることがより好ましく、0又は1であることが更に好ましい。上記Yは、適度な水溶性と水性分散液の安定性が得られる点で-COOMであることが好ましく、上記Mは、不純物として残留しにくく、得られた成形体の耐熱性が向上する点で、H又はNHであることが好ましい。
上記式(5b)で表されるパーフルオロビニルアルキル化合物としては、例えば、CH=CFCFOCF(CF)COOM、CH=CFCFOCF(CF)CFOCF(CF)COOM(式中、Mは上記定義と同じ。)が挙げられる。
また、一般式(5)で表される単量体としては、下記一般式(5c)で表される単量体等も挙げられる。
CF=CFCF-O-Rf-Y   (5c)
(式中、Rf及びYは上記と同じ)
より具体的には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
等が挙げられる。
上記一般式(6)において、Xは-H又は-Fである。Xは、両方が-Fであってもよいし、少なくとも1つが-Hであってよい。例えば、片方が-Fで他方が-Hであってもよいし、両方が-Hであってもよい。
上記一般式(6)において、Yは-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基である。
上記アルキル基は、フッ素原子を含有しないアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
上記含フッ素アルキル基は、フッ素原子を少なくとも1つ含有するアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記含フッ素アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
上記Yとしては、-H、-F又は-CFが好ましく、-Fがより好ましい。
上記一般式(6)において、上記X及びYの少なくとも1つはフッ素原子を含むことが好ましい。例えば、Xが-Hであり、Y及びZが-Fであってよい。
上記一般式(6)において、上記Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、又は、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。
上記含フッ素アルキレン基の炭素数は2以上が好ましい。また、含フッ素アルキレン基の炭素数は、30以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下が更に好ましい。上記含フッ素アルキレン基としては、-CF-、-CHCF-、-CFCF-、-CFCH-、-CFCFCH-、-CF(CF)-、-CF(CF)CF-、-CF(CF)CH-等が挙げられる。上記含フッ素アルキレン基は、パーフルオロアルキレン基であることが好ましい。
変性モノマー(A)は、下記式(6a)~(6f)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
CF=CF-(CFn1-Y    (6a)
(式中、n1は、1~10の整数を表し、Yは、-SO又は-COOMを表し、Mは、H、金属原子、NR7y 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、R7yは、H又は有機基を表す。)
CF=CF-(CFC(CF)F)n2-Y    (6b)
(式中、n2は、1~5の整数を表し、Yは、前記定義と同じ。)
CF=CF-O-(CFXn3-Y    (6c)
(式中、Xは、F又はCFを表し、n3は、1~10の整数を表し、Yは、前記定義と同じ。)
CF=CF-O-(CFCFXO)n4-CFCF-Y    (6d)
(式中、n4は、1~10の整数を表し、Y及びXは、前記定義と同じ。)
CF=CF-O-(CFCFCFXO)n5-CFCFCF-Y   (6e)
 (式中、n5は、0~10の整数を表し、Y及びXは、前記定義と同じ。)
7yとしては、H又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましい。
上記金属原子としては、1、2価の金属原子が挙げられ、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。
上記式(6a)において、上記n1は、5以下の整数であることが好ましく、2以下の整数であることがより好ましい。上記Yは、適度な水溶性及び界面活性を得られる点で、-COOMであることが好ましく、Mは、不純物として残留しにくく、得られる成形体の耐熱性が向上する点で、H又はNHであることが好ましい。
上記式(6a)で表される単量体としては、例えば、CF=CFCFCOOM(式中、Mは上記定義と同じ。)が挙げられる。
上記式(6b)において、上記n2は、乳化能の点で、3以下の整数であることが好ましく、Yは、適度な水溶性及び界面活性が得られる点で、-COOMであることが好ましく、Mは、不純物として残留しにくく、得られる成形体の耐熱性が向上する点で、H又はNHであることが好ましい。
上記式(6c)において、上記n3は、水溶性の点で5以下の整数であることが好ましく、上記Yは、適度な水溶性及び界面活性が得られる点で、-COOMであることが好ましく、上記Mは、分散安定性がよくなる点で、H又はNHであることが好ましい。
上記式(6d)において、上記Xは、界面活性能の点で、-CFであることが好ましく、上記n4は、水溶性の点で5以下の整数であることが好ましく、上記Yは、適度な水溶性と界面活性が得られる点で-COOMであることが好ましく、上記Mは、H又はNHであることが好ましい。
上記式(6d)で表される単量体としては、例えば、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFCOOM(式中、Mは、H、NH又はアルカリ金属を表す。)が挙げられる。
一般式(6e)において、上記n5は、水溶性の点で5以下の整数であることが好ましく、上記Yは、適度な水溶性と水性分散液の安定性が得られる点で-COOMであることが好ましく、上記Mは、H又はNHであることが好ましい。
一般式(6e)で表される単量体としては、例えば、CF=CFOCFCFCFCOOM(式中、Mは、H、NH又はアルカリ金属を表す。)が挙げられる。
上記一般式(7)において、Rfは、炭素数1~40の含フッ素アルキレン基であることが好ましい。一般式(7)において、X及びYの少なくとも1つはフッ素原子を含むことが好ましい。
上記一般式(7)で表される単量体は、下記一般式(7a):
CF=CF-(CFn1-Y    (7a)
(式中、n1は、1~10の整数を表し、Yは、前記定義と同じ。)で表される単量体、及び、下記一般式(7b):
CF=CF-(CFC(CF)F)n2-Y    (7b)
(式中、n2は、1~5の整数を表し、Yは、前記定義と同じ。)で表される単量体からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
上記Yは、-SO又は-COOMが好ましく、Mは、H、金属原子、NR7y 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであることが好ましい。上記R7yは、H又は有機基を表す。
上記式(7a)において、上記n1は、5以下の整数であることが好ましく、2以下の整数であることがより好ましい。上記Yは、適度な水溶性及び水性分散液の安定性を得られる点で、-COOMであることが好ましく、Mは、不純物として残留しにくく、得られる成形体の耐熱性が向上する点で、H又はNHであることが好ましい。
上記式(7a)で表されるパーフルオロビニルアルキル化合物としては、例えば、CF=CFCFCOOM(式中、Mは上記定義と同じ。)が挙げられる。
上記式(7b)において、上記n2は、得られる水性分散液の安定性の点で、3以下の整数であることが好ましく、Yは、適度な水溶性及び水性分散液の安定性が得られる点で、-COOMであることが好ましく、Mは、不純物として残留しにくく、得られる成形体の耐熱性が向上する点で、H又はNHであることが好ましい。
上記変性モノマーは、変性モノマー(A)を含むことが好ましく、一般式(5c)、一般式(6a)、一般式(6b)、一般式(6c)、及び、一般式(6d)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、一般式(5c)で表される化合物を含むことがより好ましい。
上記変性モノマーが変性モノマー(A)を含む場合、変性モノマー(A)に基づく重合単位の含有量は、PTFEの全重合単位に対して、0.00001~1.0質量%の範囲であることが好ましい。下限としては、0.0001質量%がより好ましく、0.0005質量%がより好ましく、0.001質量%が更に好ましく、0.005質量%が更により好ましく、0.009質量%が特に好ましい。上限としては、0.90質量%が好ましく、0.50質量%がより好ましく、0.40質量%が更に好ましく、0.30質量%が更により好ましく、0.10質量%が殊更に好ましく、0.08質量%が特に好ましく、0.05質量%が特に好ましく、0.01質量%がより好ましい。
上記PTFEは、コアシェル構造を有していてもよい。上記コアシェル構造とは、従来公知の構造であり、米国特許第6841594号明細書に記載された方法等で製造することができる水性分散液中の一次粒子の構造である。
コアシェル構造を有するポリテトラフルオロエチレンとしては、例えば、TFE単独重合体のコア部と変性PTFEのシェル部とを含むコアシェル構造、変性PTFEのコア部とTFE単独重合体のシェル部とを含むコアシェル構造、変性PTFEのコア部と、該コア部を構成する変性PTFEとは異なる単量体組成を有する変性PTFEのシェル部とを含むコアシェル構造が挙げられる。
上記コアシェル構造のPTFEは、例えば、先ずTFE及び必要に応じて変性モノマーを重合してコア部(TFE単独重合体又は変性PTFE)を製造し、次いで、TFE及び必要に応じて変性モノマーを重合してシェル部(TFE単独重合体又は変性PTFE)を製造することによって得ることができる。
上記シェル部は、PTFE一次粒子表面から粒子内部への所定の厚みを構成している部分を意味し、コア部は、シェル部の内部を構成している部分を意味する。
本明細書において、上記コアシェル構造には、(1)コア部とシェル部とが異なるモノマー組成を有するもの、(2)コア部とシェル部とが同一のモノマー組成を有し、かつ、両部の数平均分子量が異なるもの、(3)コア部とシェル部とが異なるモノマー組成を有し、かつ、両部の数平均分子量も異なるもの、のすべてが含まれる。
シェル部が変性PTFEである場合、シェル部における変性モノマーの含有量は、0.0001~1質量%であることが好ましい。より好ましくは0.001質量%以上であり、更に好ましくは0.01質量%以上である。また、より好ましくは0.5質量%以下であり、更に好ましくは0.3質量%以下である。
コア部が変性PTFEである場合、コア部における変性モノマーの含有量は、0.00001~1.0質量%であることが好ましい。より好ましくは0.0001質量%以上であり、更に好ましくは0.001質量%以上である。また、より好ましくは0.50質量%以下であり、更に好ましくは0.30質量%以下である。
上記PTFEは、平均一次粒子径が500nm以下であることが好ましく、400nm以下であることがより好ましく、350nm以下であることが更に好ましい。本開示の製造方法により、平均一次粒子径が小さいPTFEを得ることができる。平均一次粒子径の下限は特に限定されないが、例えば、50nmでもよいし、100nmであってよい。分子量の観点からは、100nm以上であることが好ましく、150nm以上であることがさらに好ましい。
上記平均一次粒子径は、動的光散乱法により測定することができる。上記平均一次粒子径は、固形分濃度約1.0質量%に調整したPTFE水性分散液を作成し、動的光散乱法を使用して、25℃、溶媒(水)の屈折率は1.3328、溶媒(水)の粘度は0.8878mPa・s、積算70回にて測定できる。動的光散乱法としては、例えばELSZ-1000S(大塚電子株式会社製)が使用できる。
上記PTFEは、一次粒子のアスペクト比が1.45以下であることが好ましい。上記アスペクト比は1.40以下がより好ましく、1.35以下が更に好ましく、1.30以下が更により好ましく、1.25以下が殊更好ましく、1.20以下が特に好ましく、1.10以下が殊更特に好ましい。
水性分散液中で測定する場合は、上記アスペクト比は、固形分濃度が約1質量%となるように希釈したPTFE水性分散液を走査電子顕微鏡(SEM)で観察し、無作為に抽出した400個以上の粒子について画像処理を行い、その長径と短径の比の平均より求める。粉末で測定する場合、上記アスペクト比は、PTFE粉末に電子線を照射後、フッ素系界面活性剤水溶液に添加して、超音波にて再分散させることで、PTFE水性分散液を得ることが出来る。このPTFE水性分散液から上記水性分散液で測定する方法と同じ方法でアスペクト比を求める。
上記PTFEは、標準比重(SSG)が2.280以下であることが好ましく、2.200以下であることがより好ましく、2.190以下であることが更に好ましく、2.180以下であることが更により好ましい。また、2.130以上であることが好ましい。上記SSGは、ASTM D 4895-89に準拠して成形されたサンプルを用い、ASTM D 792に準拠した水置換法により測定する。
上記PTFEは、熱不安定指数(TII)が20以上であってよい。このようなPTFEは、炭化水素系アニオン性界面活性剤を用いることにより得られる。TIIは、25以上であることが好ましく、30以上であることがより好ましく、35以上であることが更に好ましい。40以上であることが特に好ましい。上記TIIは、ASTM D 4895-89に準拠して測定する。
上記PTFEは、0.1%質量減少温度が400℃以下であってよい。このようなPTFEは、炭化水素系アニオン性界面活性剤を用いることにより得られる。上記0.1%質量減少温度は、下記方法にて測定した値である。
300℃以上の温度に加熱した履歴のないPTFEの粉末約10mgを精秤し、専用のアルミパンに収納してTG/DTA(示差熱熱重量同時測定装置)を測定する。0.1%質量減少温度は、アルミパンを大気雰囲気下、25℃から600℃までの温度範囲を10℃/分の条件で昇温させ、0.1mass%の重量減少した点に対応する温度とした。
上記PTFEは、1.0%質量減少温度が492℃以下であってよい。このようなPTFEは、炭化水素系アニオン性界面活性剤を用いることにより得られる。上記1.0%質量減少温度は、下記方法にて測定した値である。
300℃以上の温度に加熱した履歴のないPTFEの粉末約10mgを精秤し、専用のアルミパンに収納してTG/DTA(示差熱熱重量同時測定装置)を測定する。1.0%質量減少温度は、アルミパンを大気雰囲気下、25℃から600℃までの温度範囲を10℃/分の条件で昇温させ、1.0mass%の重量減少した点に対応する温度とした。
上記PTFEは、融点が342℃以下であることが好ましく、341℃以下であることがより好ましく、340℃以下が更に好ましい。上記融点は、下記方法にて測定した値である。
300℃以上の温度に加熱した履歴のない粉末約10mgを精秤し、専用のアルミパンに収納してTG/DTA(示差熱熱重量同時測定装置)を用いて測定する。融点は、アルミパンを大気雰囲気下、25℃から600℃までの温度範囲を10℃/分の条件で昇温させ、示差熱(DTA)曲線の極小値に対応する温度とした。
上記PTFEは、押出圧が50.0MPa以下であることが好ましく、40.0MPa以下であることがより好ましく、5.0MPa以上であることが好ましく、10.0MPa以上であることがより好ましく、15.0MPa以上であることが更に好ましい。上記押出圧は、下記方法で求めた値である。
PTFEの粉末100gに、潤滑剤(商品名:アイソパーH(登録商標)、エクソン社製)21.7gを添加し、室温にてガラスビン中で3分間混合する。次いで、ガラスビンを、押出前少なくとも1時間、室温(25℃)に放置し、潤滑化樹脂を得る。潤滑化樹脂をオリフィス(直径2.5mm、ランド長11mm、導入角30°)を通して、室温で100:1の減速比でペースト押出し、均一なビード(beading;押出成形体)を得る。押出スピード、すなわち、ラムスピードは、20インチ/分(51cm/分)とする。押出圧は、ペースト押出において押出負荷が平衡状態になった時の負荷を測定し、ペースト押出に用いたシリンダーの断面積で除した値である。
上記PTFEは、通常、延伸性、フィブリル化特性および非溶融二次加工性を有する。
上記非溶融二次加工性とは、ASTM D-1238及びD 2116に準拠して、結晶化融点より高い温度でメルトフローレートを測定できない性質、すなわち溶融温度領域でも容易に流動しない性質を意味する。
本開示の製造方法は、核形成剤及び炭化水素系アニオン性界面活性剤の存在下に、水性媒体中でテトラフルオロエチレンを重合することによりポリテトラフルオロエチレンを得る重合工程を含む。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、例えば、特表2013-542308号公報、特表2013-542309号公報、特表2013-542310号公報に記載されているもの等を使用することができる。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤は、同じ分子上に親水性部分及び疎水性部分を有する界面活性剤であってよい。
炭化水素系アニオン性界面活性剤は、通常、カルボン酸塩、スルホン酸塩又は硫酸塩などの親水性部分と、アルキルなどの長鎖炭化水素部分である疎水性部分とを有する。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、R-L-M(式中、Rが、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は、置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキル基であり、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでもよいし、環を形成してもよい。Lが、-ArSO 、-SO 、-SO-、-PO 又は-COOであり、Mが、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、Rは、H又は有機基、-ArSO は、アリールスルホン酸塩である。)によって表されるアニオン性界面活性剤も挙げられる。
具体的には、ラウリル酸に代表されるようなCH-(CH-L-M(式中、nが、6~17の整数である。LおよびMが、上記と同じ)によって表されるものが挙げられる。
Rが、12~16個の炭素原子を有するアルキル基であり、Lが、硫酸塩又はドデシル硫酸ナトリウム(SDS)であるものの混合物も使用できる。
その他の界面活性能を有する化合物としては、R(-L-M)(式中、Rが、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又は、置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキレン基であり、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでもよいし、環を形成してもよい。Lが、-ArSO 、-SO 、-SO-、-PO 又は-COOであり、Mが、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、Rは、H又は有機基、-ArSO は、アリールスルホン酸塩である。)によって表されるアニオン性界面活性剤も挙げられる。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、R(-L-M)(式中、Rが、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキリジン基、又は、置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキリジン基であり、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでもよいし、環を形成してもよい。Lが、-ArSO 、-SO 、-SO-、-PO 又は-COOであり、Mが、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、RはH又は有機基である。-ArSO は、アリールスルホン酸塩である。)によって表されるアニオン性界面活性剤も挙げられる。
本明細書中、特に断りのない限り、「置換基」は、置換可能な基を意味する。当該「置換基」の例は、脂肪族基、芳香族基、ヘテロ環基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、ヘテロ環オキシ基、脂肪族オキシカルボニル基、芳香族オキシカルボニル基、ヘテロ環オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、芳香族スルホニル基、ヘテロ環スルホニル基、脂肪族スルホニルオキシ基、芳香族スルホニルオキシ基、ヘテロ環スルホニルオキシ基、スルファモイル基、脂肪族スルホンアミド基、芳香族スルホンアミド基、ヘテロ環スルホンアミド基、アミノ基、脂肪族アミノ基、芳香族アミノ基、ヘテロ環アミノ基、脂肪族オキシカルボニルアミノ基、芳香族オキシカルボニルアミノ基、ヘテロ環オキシカルボニルアミノ基、脂肪族スルフィニル基、芳香族スルフィニル基、脂肪族チオ基、芳香族チオ基、ヒドロキシ基、シアノ基、スルホ基、カルボキシ基、脂肪族オキシアミノ基、芳香族オキシアミノ基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基、ハロゲン原子、スルファモイルカルバモイル基、カルバモイルスルファモイル基、ジ脂肪族オキシホスフィニル基、又は、ジ芳香族オキシホスフィニル基を包含する。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤には、シロキサン炭化水素系アニオン性界面活性剤も含まれる。シロキサン炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、Silicone Surfactants,R.M.Hill,Marcel Dekker,Inc.,ISBN:0-8247-00104に記載されているものが挙げられる。シロキサン界面活性剤の構造は、明確な疎水性部分および親水性部分を含む。疎水性部分は、1つ以上のジヒドロカルビルシロキサン単位を含み、ここで、シリコーン原子上の置換基が、完全に炭化水素である。
ヒドロカルビル基の炭素原子が、フッ素などのハロゲンによって置換され得る場合に、水素原子によって完全に置換されるという意味では、これらのシロキサン炭化水素系アニオン性界面活性剤は、炭化水素系界面活性剤とみなすこともでき、すなわち、ヒドロカルビル基の炭素原子上の一価置換基は水素である。
上記シロキサン炭化水素系アニオン性界面活性剤の親水性部分は、スルフェート、スルホネート、ホスホネート、リン酸エステル、カルボキシレート、カーボネート、スルホサクシネート、タウレート(遊離酸、塩またはエステルとしての)、ホスフィンオキシド、ベタイン、ベタインコポリオール、第4級アンモニウム塩などのイオン性基を含む1つ以上の極性部分を含んでもよい。イオン性疎水性部分は、イオン的に官能化されたシロキサングラフトも含み得る。
このようなシロキサン炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリジメチルシロキサン-グラフト-(メタ)アクリル酸塩、ポリジメチルシロキサン-グラフト-ポリアクリレート塩およびポリジメチルシロキサングラフト化第4級アミンが挙げられる。シロキサン炭化水素系アニオン性界面活性剤の親水性部分の極性部分は、ポリエチレンオキシド(PEO)、および混合されたポリエチレンオキシド/プロピレンオキシドポリエーテル(PEO/PPO)などのポリエーテルを含み得る。エチレンオキシド対プロピレンオキシド(EO/PO)の比率は、混合されたポリエチレンオキシド/プロピレンオキシドポリエーテルにおいて変化され得る。
上記シロキサン炭化水素系アニオン性界面活性剤の構造の疎水性および親水性部分の配置は、ジブロックポリマー(AB)、トリブロックポリマー(ABA)(ここで、「B」は、分子のシロキサン部分を表す)、またはマルチブロックポリマーの形態をとってもよい。あるいは、シロキサン界面活性剤は、グラフトポリマーを含んでいてもよい。
上記シロキサン炭化水素系アニオン性界面活性剤については、米国特許第6,841,616号明細書にも開示されている。
上記シロキサンベースの炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、Lubrizol Advanced Materials,Inc.のNoveon(登録商標)Consumer Specialtiesから入手可能なSilSenseTMPE-100シリコーン、SilSenseTMCA-1シリコーン等が挙げられる。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、Akzo Nobel Surface Chemistry LLCのスルホサクシネート界面活性剤Lankropol(登録商標)K8300等も挙げられる。
スルホサクシネート界面活性剤としては、スルホコハク酸ジイソデシルNa塩、(ClariantのEmulsogen(登録商標)SB10)、スルホコハク酸ジイソトリデシルNa塩(Cesapinia ChemicalsのPolirol(登録商標)TR/LNA)等が挙げられる。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、Omnova Solutions,Inc.のPolyFox(登録商標)界面活性剤(PolyFoxTMPF-156A、PolyFoxTMPF-136A等)も挙げられる。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、Resolution Performance ProductsのVersatic(登録商標)10、BASF製のAvanel Sシリーズ(S-70、S-74等)等も挙げられる。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては上述したものを採用できるが、例えば、下記の炭化水素系アニオン性界面活性剤を好適に採用できる。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、例えば、下記式(α):
100-COOM   (α)
(式中、R100は、1個以上の炭素原子を含有する1価の有機基である。Mは、H、金属原子、NR11 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、R11はH又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。)で示される化合物(α)が挙げられる。R11としてはH又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましい。
界面活性能の観点から、R100の炭素数は2個以上が好ましく、3個以上がより好ましい。また、水溶性の観点から、R100の炭素数は、29個以下であることが好ましく、23個以下がより好ましい。
上記Mの金属原子としては、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。Mとしては、H、金属原子又はNR11 が好ましく、H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)又はNR11 がより好ましく、H、Na、K、Li又はNHが更に好ましく、Na、K又はNHが更により好ましく、Na又はNHが特に好ましく、NHが最も好ましい。
上記化合物(α)としては、R12-COOM(式中、R12が、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、アルケニル基、アルキレン基又はアルケニレン基、若しくは、置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキル基、アルケニル基、アルキレン基又はアルケニレン基であり、これらはエーテル結合を含んでもよい。炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでもよいし、環を形成してもよい。Mは上記と同じ。)によって表されるアニオン性界面活性剤も挙げられる。
具体的には、CH-(CH-COOM(式中、nが、2~28の整数である。Mは上記と同じ)によって表されるものが挙げられる。
上記化合物(α)は、乳化安定性の観点で、カルボニル基(但し、カルボキシル基中のカルボニル基を除く)を含まないものであってもよい。
上記カルボニル基を含まない炭化水素含有界面活性剤としては、例えば、下記式(A):R-COO-M (A)
(式中、Rは、6~17個の炭素原子を含有するアルキル基、アルケニル基、アルキレン基又はアルケニレン基であり、これらはエーテル結合を含んでもよい。Mは、H、金属原子、NR11 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム、又は、置換基を有していてもよいホスホニウムである。R11は、同一又は異なって、H又は炭素数1~10の有機基である。)で表される化合物が好ましく例示される。上記式(A)において、Rは、アルキル基又はアルケニル基(これらはエーテル基を含んでいてもよい)であることが好ましい。上記Rにおけるアルキル基又はアルケニル基は、直鎖状でも分岐状でもよい。上記Rの炭素数は限定されないが、例えば、2~29である。
上記アルキル基が直鎖状である場合、Rの炭素数は3~29であることが好ましく、5~23であることがより好ましい。上記アルキル基が分岐状である場合、Rの炭素数は5~35であることが好ましく、11~23であることがより好ましい。
上記アルケニル基が直鎖状である場合、Rの炭素数は2~29であることが好ましく、9~23であることがより好ましい。上記アルケニル基が分岐状である場合、Rの炭素数は2~29であることが好ましく、9~23であることがより好ましい。
上記アルキル基及びアルケニル基としては、例えば、メチル基、エチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ビニル基等が挙げられる。
上記化合物(α)(カルボン酸型炭化水素系界面活性剤)としては、例えば、ブチル酸、バレリアン酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、(9,12,15)-リノレン酸、(6,9,12)リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキジン酸、8、11-エイコサジエン酸、ミード酸、アラキドン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ネルボン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、クロトン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、エルカ酸、ネルボン酸、リノール酸、エイコサジエン酸、ドコサジエン酸、リノレン酸、ピノレン酸、α-エレオステアリン酸、β-エレオステアリン酸、ミード酸、ジホモ-γ-リノレン酸、エイコサトリエン酸、ステアリドン酸、アラキドン酸、エイコサテトラエン酸、アドレン酸、ボセオペンタエン酸、エイコサペンタエン酸、オズボンド酸、イワシ酸、テトラコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、ニシン酸、及びこれらの塩が挙げられる。
特に、ラウリン酸、カプリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、及び、これらの塩からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
上記塩としては、カルボキシル基の水素が上述した式Mの金属原子、NR11 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム、又は、置換基を有していてもよいホスホニウムであるものが挙げられるが特に限定されない。
化合物(α)(カルボン酸型炭化水素系界面活性剤)としては、重合により平均一次粒子径の小さい粒子が得られ、また、重合の際に多数の粒子を発生させ、効率よくポリテトラフルオロエチレンを製造できることから、ラウリン酸、カプリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、及び、これらの塩からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、ラウリン酸及びその塩がさらに好ましく、ラウリン酸の塩が特に好ましく、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸アンモニウムが最も好ましい。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、下記一般式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(式中、R~RはH又は一価の置換基を表し、但し、R及びRのうち、少なくとも1つは、一般式:-Y-Rで示される基、R及びRのうち、少なくとも1つは、一般式:-X-Aで示される基、又は、一般式:-Y-Rで示される基を表す。
また、Xは、各出現において同一又は異なって、2価の連結基、又は、結合手;
Aは、各出現において同一又は異なって、-COOM、-SOM又は-OSOM(Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、Rは、H又は有機基);
Yは、各出現において同一又は異なって、-S(=O)-、-O-、-COO-、-OCO-、-CONR-及び-NRCO-からなる群より選択される2価の連結基、又は、結合手、RはH又は有機基;
は、各出現において同一又は異なって、カルボニル基、エステル基、アミド基及びスルホニル基からなる群より選択される少なくとも1種を炭素-炭素原子間に含んでもよい炭素数2以上のアルキル基;
を表す。
~Rのうち、いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。)で示される界面活性剤(以下、界面活性剤(1)ともいう)も挙げられる。
界面活性剤(1)について説明する。
式中、R~RはH又は一価の置換基を表し、但し、R及びRのうち、少なくとも1つは、一般式:-Y-Rで示される基、R及びRのうち、少なくとも1つは、一般式:-X-Aで示される基、又は、一般式:-Y-Rで示される基を表す。R~Rのうち、いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。
としての上記アルキル基が有してもよい上記置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数3~10の環状のアルキル基、ヒドロキシ基が好ましく、メチル基、エチル基が特に好ましい。
としての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキル基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
としては、置換基を有してもよい炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は置換基を有してもよい炭素数3~10の環状のアルキル基が好ましく、カルボニル基を含まない炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はカルボニル基を含まない炭素数3~10の環状のアルキル基がより好ましく、置換基を有さない炭素数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が更に好ましく、置換基を有さない炭素数1~3の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が更により好ましく、メチル基(-CH)又はエチル基(-C)が特に好ましく、メチル基(-CH)が最も好ましい。
一価の置換基としては、一般式:-Y-Rで示される基、一般式:-X-Aで示される基、-H、置換基を有していてもよいC1-20のアルキル基、-NH、-NHR(Rは有機基)、-OH、-COOR(Rは有機基)又は-OR(Rは有機基)が好ましい。上記アルキル基の炭素数は1~10が好ましい。
としては、C1-10のアルキル基又はC1-10のアルキルカルボニル基が好ましく、C1-4のアルキル基又はC1-4のアルキルカルボニル基がより好ましい。
式中、Xは、各出現において同一又は異なって、2価の連結基、又は、結合手を表す。
がカルボニル基、エステル基、アミド基及びスルホニル基のいずれをも含まない場合は、Xはカルボニル基、エステル基、アミド基及びスルホニル基からなる群より選択される少なくとも1種を含む2価の連結基であることが好ましい。
Xとしては、-CO-、-S(=O)-、-O-、-COO-、-OCO-、-S(=O)-O-、-O-S(=O)-、-CONR-及び-NRCO-からなる群より選択される少なくとも1種の結合を含む2価の連結基、C1-10のアルキレン基、又は、結合手が好ましい。RはH又は有機基を表す。
における有機基としてはアルキル基が好ましい。Rとしては、H又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましく、H又はC1-4のアルキル基が更に好ましく、Hが更により好ましい。
式中、Aは、各出現において同一又は異なって、-COOM、-SOM又は-OSOM(Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、RはH又は有機基である。4つのRは、同一でも異なっていてもよい。)を表す。一般式(1)において、Aは-COOMであることが好適な態様の一つである。
における有機基としてはアルキル基が好ましい。Rとしては、H又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましく、H又はC1-4のアルキル基が更に好ましい。
上記金属原子としては、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。
Mとしては、H、金属原子又はNR が好ましく、H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)又はNR がより好ましく、H、Na、K、Li又はNHが更に好ましく、Na、K又はNHが更により好ましく、Na又はNHが特に好ましく、NHが最も好ましい。
式中、Yは、各出現において同一又は異なって、-S(=O)-、-O-、-COO-、-OCO-、-CONR-及び-NRCO-からなる群より選択される2価の連結基、又は、結合手、RはH又は有機基を表す。
Yとしては、結合手、-O-、-COO-、-OCO-、-CONR-及び-NRCO-からなる群より選択される2価の連結基が好ましく、結合手、-COO-及び-OCO-からなる群より選択される2価の連結基がより好ましい。
における有機基としてはアルキル基が好ましい。Rとしては、H又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましく、H又はC1-4のアルキル基が更に好ましく、Hが更により好ましい。
式中、Rは、各出現において同一又は異なって、カルボニル基、エステル基、アミド基及びスルホニル基からなる群より選択される少なくとも1種を炭素-炭素原子間に含んでもよい炭素数2以上のアルキル基を表す。上記Rの有機基の炭素数は、2~20が好ましく、2~10がより好ましい。
のアルキル基は、炭素-炭素原子間にカルボニル基、エステル基、アミド基及びスルホニル基からなる群より選択される少なくとも1種を1又は2以上含むことができるが、上記アルキル基の末端にこれらの基を含まない。上記Rのアルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
としては、
一般式:-R10-CO-R11で示される基、
一般式:-R10-COO-R11で示される基、
一般式:-R11で示される基、
一般式:-R10-NRCO-R11で示される基、又は、
一般式:-R10-CONR-R11で示される基、
(式中、RはH又は有機基を表す。R10はアルキレン基、R11は置換基を有してもよいアルキル基)が好ましい。
としては、一般式:-R10-CO-R11で示される基がより好ましい。
における有機基としてはアルキル基が好ましい。Rとしては、H又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましく、H又はC1-4のアルキル基が更に好ましく、Hが更により好ましい。
10のアルキレン基の炭素数は、1以上が好ましく、3以上がより好ましく、20以下が好ましく、12以下がより好ましく、10以下が更に好ましく、8以下が特に好ましい。また、R10のアルキレン基の炭素数は、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、3~10が更に好ましい。
11のアルキル基の炭素数は、1~20であってよく、1~15が好ましく、1~12がより好ましく、1~10が更に好ましく、1~8が更により好ましく、1~6が殊更好ましく、1~3が尚更に好ましく、1又は2が特に好ましく、1が最も好ましい。また、上記R11のアルキル基は、1級炭素、2級炭素、3級炭素のみで構成されていることが好ましく、1級炭素、2級炭素のみで構成されるのが特に好ましい。すなわち、R11としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基が好ましく、特にメチル基が最も好ましい。
一般式(1)において、R及びRのうち、少なくとも1つは、一般式:-X-Aで示される基であり、該Aは-COOMであることも好適な態様の一つである。
界面活性剤(1)としては、一般式(1-1)で示される化合物、一般式(1-2)で示される化合物又は一般式(1-3)で示される化合物が好ましく、一般式(1-1)で示される化合物又は一般式(1-2)で示される化合物がより好ましい。
一般式(1-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式中、R~R、X、A及びYは、上記のとおり。)
一般式(1-2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式中、R~R、X、A及びYは、上記のとおり。)
一般式(1-3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式中、R、R~R、X、A及びYは、上記のとおり。)
一般式:-X-Aで示される基としては、
-COOM、
-R12COOM、
-SOM、
-OSOM、-R12SOM、
-R12OSOM、
-OCO-R12-COOM、
-OCO-R12-SOM、
-OCO-R12-OSO
-COO-R12-COOM、
-COO-R12-SOM、
-COO-R12-OSOM、
-CONR-R12-COOM、
-CONR-R12-SOM、
-CONR-R12-OSOM、
-NRCO-R12-COOM、
-NRCO-R12-SOM、
-NRCO-R12-OSOM、
-OS(=O)-R12-COOM、
-OS(=O)-R12-SOM、又は
-OS(=O)-R12-OSO
(式中、R及びMは、上記のとおり。R12はC1-10のアルキレン基。)が好ましい。
上記R12のアルキレン基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキレン基であることが好ましい。
一般式:-Y-Rで示される基としては、
一般式:-R10-CO-R11で示される基、
一般式:-OCO-R10-CO-R11で示される基、
一般式:-COO-R10-CO-R11で示される基、
一般式:-OCO-R10-COO-R11で示される基、
一般式:-COO-R11で示される基、
一般式:-NRCO-R10-CO-R11で示される基、又は、
一般式:-CONR-R10-NRCO-R11で示される基
(式中、R、R10及びR11は上記のとおり。)が好ましい。
式中、R及びRとしては、独立に、H又はC1-4のアルキル基が好ましい。
上記R及びRのアルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
一般式(1-1)におけるRとしては、H又は置換基を有していてもよいC1-20のアルキル基が好ましく、H又は置換基を有していないC1-20のアルキル基がより好ましく、Hが更に好ましい。
上記Rのアルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
一般式(1-3)におけるRとしては、H、OH又は置換基を有していてもよいC1-20のアルキル基が好ましく、H、OH又は置換基を有していないC1-20のアルキル基がより好ましく、H又はOHが更に好ましい。
上記Rのアルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、下記式(1-0A):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式中、R1A~R5Aは、H、炭素-炭素原子間にエステル基を含んでもよい1価の炭化水素基、又は、一般式:-X-Aで示される基である。但し、R2A及びR5Aの少なくとも1つは、一般式:-X-Aで示される基を表す。
は、各出現において同一又は異なって、2価の炭化水素基、又は、結合手;
Aは、各出現において同一又は異なって、-COOM(Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、Rは、H又は有機基);
1A~R5Aのうち、いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。)で示される界面活性剤(1-0A)等も挙げられる。
一般式(1-0A)中、R1A~R5Aにおいて、炭素-炭素原子間にエステル基を含んでもよい1価の炭化水素基の炭素数は1~50であることが好ましく、5~20であることがより好ましい。R1A~R5Aのうち、いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。上記炭素-炭素原子間にエステル基を含んでもよい1価の炭化水素基としては、アルキル基が好ましい。
式中、Xにおいて、2価の炭化水素基の炭素数は1~50であることが好ましく、5~20であることがより好ましい。上記2価の炭化水素基としては、アルキレン基、アルカンジイル基等が挙げられ、アルキレン基が好ましい。
一般式(1-0A)中、R2A及びR5Aのいずれか1つが、上記一般式:-X-Aで示される基であることが好ましく、R2Aが上記一般式:-X-Aで示される基であることがより好ましい。
一般式(1-0A)中、好適な態様としては、R2Aが、一般式:-X-Aで示される基であり、R1A、R3A、R4A及びR5AがHである態様である。この場合、Xは結合手又は炭素数1~5のアルキレン基であることが好ましい。
一般式(1-0A)中、好適な態様としてはまた、R2Aが、一般式:-X-Aで示される基であり、R1A及びR3Aが-Y-Rで示される基であり、Yは、各出現において同一又は異なって、-COO-、-OCO-、又は、結合手であり、Rは各出現において同一又は異なって、炭素数2以上のアルキル基である態様である。この場合、R4A及びR5AがHであることが好ましい。
一般式(1-0A)で表される炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、例えば、グルタル酸又はその塩、アジピン酸又はその塩、ピメリン酸又はその塩、スベリン酸又はその塩、アゼライン酸又はその塩、セバシン酸又はその塩等が挙げられる。
また、一般式(1-0A)で表される脂肪族型のカルボン酸型炭化水素系界面活性剤は2鎖2親水基型合成界面活性剤であってもよく、例えば、ジェミニ型界面活性剤として、ジェミニサ-フ(中京油脂株式会社)、Gemsurf α142(炭素数12 ラウリル基)、Gemsurf α102(炭素数10)、Gemsurf α182(炭素数14)等が挙げられる。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、また、カルボニル基(但し、カルボキシル基中のカルボニル基を除く)を1つ以上有する炭化水素系アニオン性界面活性剤も挙げられる。
また、上記カルボニル基(但し、カルボキシル基中のカルボニル基を除く)を1つ以上有する炭化水素系アニオン性界面活性剤にラジカル処理又は酸化処理を行った炭化水素系アニオン性界面活性剤も使用できる。
上記ラジカル処理とは、カルボニル基(但し、カルボキシル基中のカルボニル基を除く)を1つ以上有する炭化水素系アニオン性界面活性剤にラジカルを発生させる処理であればよく、例えば、反応器に、脱イオン水、炭化水素系アニオン性界面活性剤を加え、反応器を密閉し、系内を窒素で置換し、反応器を昇温・昇圧した後、重合開始剤を仕込み、一定時間撹拌した後、反応器を大気圧になるまで脱圧を行い、冷却を行う処理である。上記酸化処理とは、カルボニル基(但し、カルボキシル基中のカルボニル基を除く)を1つ以上有する炭化水素系アニオン性界面活性剤に酸化剤を添加させる処理である。酸化剤としては、例えば、酸素、オゾン、過酸化水素水、酸化マンガン(IV)、過マンガン酸カリウム、二クロム酸カリウム、硝酸、二酸化硫黄などが挙げられる。
上記カルボニル基(但し、カルボキシル基中のカルボニル基を除く)を1つ以上有する炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、式:R-X(式中、Rは、カルボニル基(但し、カルボキシル基中のカルボニル基を除く)を1つ以上有する炭素数1~2000のフッ素非含有有機基であり、Xは、-OSO、-COOX又は-SO(Xは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、RはH又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。))で示される界面活性剤が好ましい。Rは、炭素数が500以下であることが好ましく、100以下であることがより好ましく、50以下であることが更に好ましく、30以下であることが更により好ましい。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、下記式(a):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(式中、R1aは、炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数3以上の環状のアルキル基であり、炭素原子に結合した水素原子がヒドロキシ基又はエステル結合を含む1価の有機基により置換されていてもよく、炭素数が2以上の場合はカルボニル基を含んでもよく、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでも環を形成していてもよい。R2a及びR3aは、独立に、単結合又は2価の連結基である。R1a、R2a及びR3aは、炭素数が合計で6以上である。Xは、H、金属原子、NR4a 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、R4aはH又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。R1a、R2a及びR3aは、いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。)で示される界面活性剤(a)、下記式(b):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(式中、R1bは、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキル基であり、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでも環を形成していてもよい。R2b及びR4bは、独立に、H又は置換基である。R3bは、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基である。nは、1以上の整数である。p及びqは、独立に、0以上の整数である。Xは、H、金属原子、NR5b 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、R5bはH又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。R1b、R2b、R3b及びR4bは、いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。Lは、単結合、-CO-B-*、-OCO-B-*、-CONR6b-B-*、-NR6bCO-B-*、又は、-CO-(但し、-CO-B-、-OCO-B-、-CONR6b-B-、-NRCO-B-に含まれるカルボニル基を除く。)であり、Bは単結合もしくは置換基を有してもよい炭素数1から10のアルキレン基であり、R6bは、H又は置換基を有していてもよい、炭素数1~4のアルキル基である。*は、式中の-OSOに結合する側を指す。)で示される界面活性剤(b)、下記式(c):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式中、R1cは、炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数3以上の環状のアルキル基であり、炭素原子に結合した水素原子がヒドロキシ基又はエステル結合を含む1価の有機基により置換されていてもよく、炭素数が2以上の場合はカルボニル基を含んでもよく、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでも環を形成していてもよい。R2c及びR3cは、独立に、単結合又は2価の連結基である。R1c、R2c及びR3cは、炭素数が合計で5以上である。Aは、-COOX又は-SO(Xは、H、金属原子、NR4c 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、R4cはH又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。)である。R1c、R2c及びR3cは、いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。)で示される界面活性剤(c)、及び、下記式(d):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(式中、R1dは、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキル基であり、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでも環を形成していてもよい。R2d及びR4dは、独立に、H又は置換基である。R3dは、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基である。nは、1以上の整数である。p及びqは、独立に、0以上の整数である。Aは、-SO又は-COOX(Xは、H、金属原子、NR5d 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、R5dはH又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。)である。R1d、R2d、R3d及びR4dは、いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。Lは、単結合、-CO-B-*、-OCO-B-*、-CONR6d-B-*、-NR6dCO-B-*、又は、-CO-(但し、-CO-B-、-OCO-B-、-CONR6d-B-、-NR6dCO-B-に含まれるカルボニル基を除く。)であり、Bは単結合もしくは置換基を有してもよい炭素数1から10のアルキレン基であり、R6dは、H又は置換基を有していてもよい、炭素数1~4のアルキル基である。*は、式中のAに結合する側を指す。)で示される界面活性剤(d)からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましい。
界面活性剤(a)について説明する。
式(a)中、R1aは、炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数3以上の環状のアルキル基である。
上記アルキル基は、炭素数が3以上の場合、2つの炭素原子間にカルボニル基(-C(=O)-)を含んでもよい。また、上記アルキル基は、炭素数が2以上の場合、上記アルキル基の末端に上記カルボニル基を含むこともできる。すなわち、CH-C(=O)-で示されるアセチル基等のアシル基も、上記アルキル基に含まれる。
また、上記アルキル基は、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含むこともできるし、環を形成することもできる。上記複素環としては、不飽和複素環が好ましく、含酸素不飽和複素環がより好ましく、例えば、フラン環等が挙げられる。R1aにおいて、2価の複素環が2つの炭素原子間に挿入されていてもよいし、2価の複素環が末端に位置して-C(=O)-と結合してもよいし、1価の複素環が上記アルキル基の末端に位置してもよい。
なお、本明細書において、上記アルキル基の「炭素数」には、カルボニル基を構成する炭素原子の数及び上記複素環を構成する炭素原子の数も含めるものとする。例えば、CH-C(=O)-CH-で示される基は炭素数が3であり、CH-C(=O)-C-C(=O)-C-で示される基は炭素数が7であり、CH-C(=O)-で示される基は炭素数が2である。
上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子が官能基により置換されていてもよく、例えば、ヒドロキシ基(-OH)又はエステル結合を含む1価の有機基により置換されていてもよいが、如何なる官能基によっても置換されていないことが好ましい。
上記エステル結合を含む1価の有機基としては、式:-O-C(=O)-R101a(式中、R101aはアルキル基)で示される基が挙げられる。
上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
式中、R2a及びR3aは、独立に、単結合又は2価の連結基である。
2a及びR3aは、独立に、単結合又は炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基又は炭素数3以上の環状のアルキレン基であることが好ましい。
2a及びR3aを構成する上記アルキレン基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
上記アルキレン基は、炭素原子に結合した水素原子が官能基により置換されていてもよく、例えば、ヒドロキシ基(-OH)又はエステル結合を含む1価の有機基により置換されていてもよいが、如何なる官能基によっても置換されていないことが好ましい。
上記エステル結合を含む1価の有機基としては、式:-O-C(=O)-R102a(式中、R102aはアルキル基)で示される基が挙げられる。
上記アルキレン基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキレン基であることが好ましい。
1a、R2a及びR3aは、炭素数が合計で6以上である。合計の炭素数としては、8以上が好ましく、9以上がより好ましく、10以上が更に好ましく、20以下が好ましく、18以下がより好ましく、15以下が更に好ましい。
1a、R2a及びR3aは、いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。
式(a)中、Xは、H、金属原子、NR4a 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、R4aはH又は有機基である。4つのR4aは、同一でも異なっていてもよい。R4aとしては、H又は炭素数1~10の有機基が好ましく、H又は炭素数1~4の有機基がより好ましい。上記金属原子としては、1、2価の金属原子が挙げられ、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。Xとしては、H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)又はNR4a が好ましく、水に溶解しやすいことから、H、Na、K、Li又はNHがより好ましく、水に更に溶解しやすいことから、Na、K又はNHが更に好ましく、Na又はNHが特に好ましく、除去が容易であることから、NHが最も好ましい。XがNHであると、上記界面活性剤の水性媒体への溶解性が優れるとともに、PTFE中又は最終製品中に金属成分が残留しにくい。
1aとしては、カルボニル基を含まない炭素数1~8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、カルボニル基を含まない炭素数3~8の環状のアルキル基、1~10個のカルボニル基を含む炭素数2~45の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、カルボニル基を含む炭素数3~45の環状のアルキル基、又は、炭素数が3~45の1価又は2価の複素環を含むアルキル基が好ましい。
また、R1aとしては、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式中、n11aは0~10の整数であり、R11aは炭素数1~5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数3~5の環状のアルキル基であり、R12aは炭素数0~3のアルキレン基である。n11aが2~10の整数である場合、R12aは各々同じであっても異なっていてもよい。)で示される基がより好ましい。
11aとしては、0~5の整数が好ましく、0~3の整数がより好ましく、1~3の整数が更に好ましい。
11aとしての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
11aとしての上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子が官能基により置換されていてもよく、例えば、ヒドロキシ基(-OH)又はエステル結合を含む1価の有機基により置換されていてもよいが、如何なる官能基によっても置換されていないことが好ましい。
上記エステル結合を含む1価の有機基としては、式:-O-C(=O)-R103a(式中、R103aはアルキル基)で示される基が挙げられる。
11aとしての上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
12aは炭素数0~3のアルキレン基である。上記炭素数は1~3が好ましい。
12aとしての上記アルキレン基は、直鎖状又は分岐鎖状であってよい。
12aとしての上記アルキレン基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。R12aとしては、エチレン基(-C-)又はプロピレン基(-C-)がより好ましい。
12aとしての上記アルキレン基は、炭素原子に結合した水素原子が官能基により置換されていてもよく、例えば、ヒドロキシ基(-OH)又はエステル結合を含む1価の有機基により置換されていてもよいが、如何なる官能基によっても置換されていないことが好ましい。
上記エステル結合を含む1価の有機基としては、式:-O-C(=O)-R104a(式中、R104aはアルキル基)で示される基が挙げられる。
12aとしての上記アルキレン基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキレン基であることが好ましい。
2a及びR3aとしては、独立に、カルボニル基を含まない炭素数1以上のアルキレン基が好ましく、カルボニル基を含まない炭素数1~3のアルキレン基がより好ましく、エチレン基(-C-)又はプロピレン基(-C-)が更に好ましい。
界面活性剤(a)としては、次の界面活性剤が例示できる。各式中、Xは上述のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
界面活性剤(a)は、新規化合物であり、例えば、次に例示する製造方法により製造することができる。
界面活性剤(a)は、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
(式中、R3aは上述のとおり、Eは脱離基である。)で示される化合物(10a)と、リチウム、及び、式:R201a Si-Cl(式中、R201aは、独立に、アルキル基又はアリール基である。)で示されるクロロシラン化合物とを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
(式中、R3a、R201a及びEは上述のとおりである。)で示される化合物(11a)を得る工程(11a)、
化合物(11a)と、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
(式中、R1aは上述のとおり、R21aは単結合又は2価の連結基である。)で示されるオレフィンとを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
(式中、R1a、R21a、R3a及びEは上述のとおりである。)で示される化合物(12a)を得る工程(12a)、
化合物(12a)が有する脱離基を脱離させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
(式中、R1a、R21a及びR3aは上述のとおりである。)で示される化合物(13a)を得る工程(13a)、及び、
化合物(13a)と、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
(式中、Xは、上述したとおりである。)で示される塩化スルホン酸とを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
(式中、R1a、R21a、R3a及びXは上述のとおりである。)で示される化合物(14a)を得る工程(14a)を含む製造方法により製造できる。
1aにフラン環を含む場合は、例えば酸によりフラン環を開環しジカルボニル誘導体に変換してもよい。酸としては酢酸、塩酸、p-トルエンスルホン等があげられ、中でも酢酸が好ましい。
工程(11a)では、リチウム及び上記クロロシラン化合物を予め反応させて、シロキシリチウム化合物を得た後、上記シロキシリチウム化合物と化合物(10a)とを反応させて、化合物(11a)を得ることが好ましい。
は脱離基を表す。上記脱離基としては、tert-ブチルジメチルシリル(TBS)基、トリエチルシリル(TES)基、トリイソプロピルシリル(TIPS)基、tert-ブチルジフェニルシリル(TBDPS)基、ベンジル(Bn)基等が挙げられる。
21aとしては、単結合又は炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基が好ましい。
上記クロロシラン化合物としては、例えば、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
が挙げられる。
工程(11a)におけるいずれの反応も、溶媒中で実施することができる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、エーテルが更に好ましい。上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(11a)におけるリチウム及び上記クロロシラン化合物の反応の温度としては、10~40℃が好ましく、20~30℃がより好ましい。
工程(11a)における上記シロキシリチウム化合物と化合物(10a)との反応の温度としては、-100~0℃が好ましく、-80~-50℃がより好ましい。
工程(11a)におけるリチウム及び上記クロロシラン化合物の反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(11a)における上記シロキシリチウム化合物と化合物(10a)との反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(11a)におけるリチウム及び上記クロロシラン化合物の反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、6~10時間がより好ましい。
工程(11a)における上記シロキシリチウム化合物と化合物(10a)との反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、1~2時間がより好ましい。
工程(12a)において、化合物(11a)と上記オレフィンとの反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(11a)1モルに対して、上記オレフィンが1~2モルであることが好ましく、1~1.1モルがより好ましい。
工程(12a)における反応は、チアゾリウム塩及び塩基の存在下、溶媒中で実施できる。
上記チアゾリウム塩としては、3-エチル-5-(2-ヒドロキシエチル)-4-メチルチアゾリウムブロミド、3-ベンジル-5-(2-ヒドロキシエチル)-4-メチルチアゾリウムクロリド等が挙げられる。
上記塩基としては、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、トリエチルアミン等が挙げられる。
上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、アルコール、エーテルが更に好ましい。
上記アルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(12a)における反応の温度としては、40~60℃が好ましく、50~55℃がより好ましい。
工程(12a)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(12a)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、6~10時間がより好ましい。
工程(13a)における脱離基の脱離反応は、フッ化物イオンや酸を使用することにより、実施できる。脱離基の脱離させる方法としては、例えば、フッ酸を用いる方法、ピリジン・nHFやトリエチルアミン・nHFのようなフッ化水素のアミン錯体を用いる方法、フッ化セシウム、フッ化カリウム、ホウフッ化リチウム(LiBF)、フッ化アンモニウムのような無機塩を用いる方法、テトラブチルアンモニウムフルオリド(TBAF)のような有機塩を用いる方法が挙げられる。
工程(13a)における脱離基の脱離反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、エーテルが更に好ましい。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(13a)における反応の温度としては、0~40℃が好ましく、0~20℃がより好ましい。
工程(13a)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(13a)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~8時間がより好ましい。
工程(14a)において、化合物(13a)と上記塩化スルホン酸との反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(13a)1モルに対して、上記塩化スルホン酸が1~2モルであることが好ましく、1~1.1モルがより好ましい。
工程(14a)における反応は、塩基の存在下に実施することが好ましい。上記塩基としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アミン等があげられ、なかでも、アミンが好ましい。
工程(14a)における上記アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、ジメチルベンジルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,8-ナフタレンジアミン等の三級アミン、ピリジン、ピロール、ウラシル、コリジン、ルチジン等の複素芳香族アミン、1,8-ジアザ-ビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、1,5-ジアザ-ビシクロ[4.3.0]-5-ノネン等の環状アミン等が挙げられる。なかでも、トリエチルアミン、ピリジンが好ましい。
工程(14a)における上記塩基の使用量は、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(13a)1モルに対して、1~2モルが好ましく、1~1.1モルがより好ましい。
工程(14a)における反応は、極性溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、エーテルが更に好ましい。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(14a)における反応の温度としては、0~40℃が好ましく、0~20℃がより好ましい。
工程(14a)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(14a)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~12時間がより好ましい。
工程(14a)における反応を溶媒中で実施すると、上記反応の終了後に化合物(14a)を含む溶液が得られる。上記溶液に水を加えた後、静置して2相に分離させ、水相を回収し、溶媒を留去することにより、高純度の化合物(14a)を回収してもよい。化合物(14a)が-OSOHで示される基を有する場合は(すなわちXがHである場合は)、水に代えて、炭酸水素ナトリウム水溶液やアンモニア水等のアルカリ水溶液を使用することにより、-OSOHを硫酸塩基に変換することも可能である。
各工程の終了後、溶媒を留去したり、蒸留、精製等を実施したりして、得られる化合物の純度を高めてもよい。
界面活性剤(a)は、また、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
(式中、R3aは上述のとおり、R22aは1価の有機基、Eは脱離基である。)で示されるケトンと、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
(式中、R1aは上述のとおり、R23aは1価の有機基である。)で示されるカルボン酸エステルとを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
(式中、R1a、R3a及びEは上述のとおり、R24aは単結合又は2価の連結基である。)で示される化合物(21a)を得る工程(21a)、
化合物(21a)が有する脱離基を脱離させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
(式中、R1a、R24a及びR3aは上述のとおりである。)で示される化合物(22a)を得る工程(22a)、及び、
化合物(22a)と、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
(式中、Xは、上述したとおりである。)で示される塩化スルホン酸とを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
(式中、R1a、R24a、R3a及びXは上述のとおりである。)で示される化合物(23a)を得る工程(23a)を含む製造方法により製造できる。
1aにフラン環を含む場合は、例えば酸によりフラン環を開環しジカルボニル誘導体に変換してもよい。酸としては酢酸、塩酸、p-トルエンスルホン等があげられ、中でも酢酸が好ましい。
は脱離基を表す。上記脱離基としては、tert-ブチルジメチルシリル(TBS)基、トリエチルシリル(TES)基、トリイソプロピルシリル(TIPS)基、tert-ブチルジフェニルシリル(TBDPS)基、ベンジル(Bn)基等が挙げられる。
22aとしては、炭素数1以上の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
23aとしては、炭素数1以上の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
24aとしては、炭素数1以上の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基(-CH-)がより好ましい。
工程(21a)における反応は、塩基の存在下、溶媒中で実施できる。
上記塩基としては、ナトリウムアミド、水素化ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド等が挙げられる。
上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、アルコール、エーテルが更に好ましい。
上記アルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(21a)における反応の温度としては、0~40℃が好ましく、0~20℃がより好ましい。
工程(21a)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(21a)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~8時間がより好ましい。
工程(22a)における脱離基の脱離反応は、フッ化物イオンや酸を使用することにより、実施できる。脱離基の脱離させる方法としては、例えば、フッ酸を用いる方法、ピリジン・nHFやトリエチルアミン・nHFのようなフッ化水素のアミン錯体を用いる方法、フッ化セシウム、フッ化カリウム、ホウフッ化リチウム(LiBF)、フッ化アンモニウムのような無機塩を用いる方法、テトラブチルアンモニウムフルオリド(TBAF)のような有機塩を用いる方法が挙げられる。
工程(22a)における脱離基の脱離反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、エーテルが更に好ましい。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(22a)における反応の温度としては、0~40℃が好ましく、0~20℃がより好ましい。
工程(22a)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(22a)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~8時間がより好ましい。
工程(23a)において、化合物(22a)と上記塩化スルホン酸との反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(22a)1モルに対して、上記塩化スルホン酸が1~2モルであることが好ましく、1~1.1モルがより好ましい。
工程(23a)における反応は、塩基の存在下に実施することが好ましい。上記塩基としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アミン等があげられ、なかでも、アミンが好ましい。
工程(23a)における上記アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、ジメチルベンジルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,8-ナフタレンジアミン等の三級アミン、ピリジン、ピロール、ウラシル、コリジン、ルチジン等の複素芳香族アミン、1,8-ジアザ-ビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、1,5-ジアザ-ビシクロ[4.3.0]-5-ノネン等の環状アミン等が挙げられる。なかでも、トリエチルアミン、ピリジンが好ましい。
工程(23a)における上記塩基の使用量は、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(22a)1モルに対して、1~2モルが好ましく、1~1.1モルがより好ましい。
工程(23a)における反応は、極性溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、エーテルが更に好ましい。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(23a)における反応の温度としては、0~40℃が好ましく、0~20℃がより好ましい。
工程(23a)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(23a)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~12時間がより好ましい。
工程(23a)における反応を溶媒中で実施すると、上記反応の終了後に化合物(23a)を含む溶液が得られる。上記溶液に水を加えた後、静置して2相に分離させ、水相を回収し、溶媒を留去することにより、高純度の化合物(23a)を回収してもよい。化合物(23a)が-OSOHで示される基を有する場合は(すなわちXがHである場合は)、水に代えて、炭酸水素ナトリウム水溶液やアンモニア水等のアルカリ水溶液を使用することにより、-OSOHを硫酸塩基に変換することも可能である。
各工程の終了後、溶媒を留去したり、蒸留、精製等を実施したりして、得られる化合物の純度を高めてもよい。
界面活性剤(a)は、また、式:Y-R3a-OE
(式中、R3aは上述のとおり、Yはハロゲン原子、Eは脱離基である。)で示されるハロゲン化アルキルと、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
(式中、R1aは上述のとおりである。)で示されるリチウムアセチリドとを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
(式中、R1a、R3a及びEは上述のとおりである。)で示される化合物(31a)を得る工程(31a)、
化合物(31a)を酸化して、式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
(式中、R1a、R3a及びEは上述のとおりである。)で示される化合物(32a)を得る工程(32a)、
化合物(32a)が有する脱離基を脱離させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
(式中、R1a及びR3aは上述のとおりである。)で示される化合物(33a)を得る工程(33a)、及び、
化合物(33a)と、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
(式中、Xは、上述したとおりである。)で示される塩化スルホン酸とを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
(式中、R1a、R3a及びXは上述のとおりである。)で示される化合物(34a)を得る工程(34a)を含む製造方法により製造できる。
1aにフラン環を含む場合は、例えば酸によりフラン環を開環しジカルボニル誘導体に変換してもよい。酸としては酢酸、塩酸、p-トルエンスルホン等があげられ、中でも酢酸が好ましい。
は脱離基を表す。上記脱離基としては、tert-ブチルジメチルシリル(TBS)基、トリエチルシリル(TES)基、トリイソプロピルシリル(TIPS)基、tert-ブチルジフェニルシリル(TBDPS)基、ベンジル(Bn)基等が挙げられる。
工程(31a)において、上記ハロゲン化アルキルと上記リチウムアセチリドとの反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、上記ハロゲン化アルキル1モルに対して、上記リチウムアセチリドが1~2モルであることが好ましく、1~1.2モルがより好ましい。
工程(31a)における反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、ヘキサンが好ましい。
工程(31a)における反応の温度としては、-100~-40℃が好ましく、-80~-50℃がより好ましい。
工程(31a)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(31a)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、6~10時間がより好ましい。
工程(32a)における酸化は、[(Cn)RuIII(CFCO]・HO(式中、Cnは1,4,7-トリメチル-1,4,7-トリアザビシクロノナンを表す)を、(NHCe(NO及びトリフルオロ酢酸で処理した後、過塩素酸ナトリウムを添加することにより生じる錯体を使用して、ニトリル系溶媒中で実施できる。
酸化終了後に、アルカリにより中和し、エーテル等の有機溶媒を使用して化合物(32a)を抽出してもよい。
工程(32a)における反応の温度としては、30~100℃が好ましく、40~90℃がより好ましい。
工程(32a)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(32a)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~8時間がより好ましい。
工程(33a)における脱離基の脱離反応は、フッ化物イオンや酸を使用することにより、実施できる。脱離基の脱離させる方法としては、例えば、フッ酸を用いる方法、ピリジン・nHFやトリエチルアミン・nHFのようなフッ化水素のアミン錯体を用いる方法、フッ化セシウム、フッ化カリウム、ホウフッ化リチウム(LiBF)、フッ化アンモニウムのような無機塩を用いる方法、テトラブチルアンモニウムフルオリド(TBAF)のような有機塩を用いる方法が挙げられる。
工程(33a)における脱離基の脱離反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、エーテルが更に好ましい。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(33a)における反応の温度としては、0~40℃が好ましく、0~20℃がより好ましい。
工程(33a)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(33a)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~8時間がより好ましい。
工程(34a)において、化合物(33a)と上記塩化スルホン酸との反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(33a)1モルに対して、上記塩化スルホン酸が1~2モルであることが好ましく、1~1.1モルがより好ましい。
工程(34a)における反応は、塩基の存在下に実施することが好ましい。上記塩基としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アミン等があげられ、なかでも、アミンが好ましい。
工程(34a)における上記アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、ジメチルベンジルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,8-ナフタレンジアミン等の三級アミン、ピリジン、ピロール、ウラシル、コリジン、ルチジン等の複素芳香族アミン、1,8-ジアザ-ビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、1,5-ジアザ-ビシクロ[4.3.0]-5-ノネン等の環状アミン等が挙げられる。なかでも、トリエチルアミン、ピリジンが好ましい。
工程(34a)における上記塩基の使用量は、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(33a)1モルに対して、1~2モルが好ましく、1~1.1モルがより好ましい。
工程(34a)における反応は、極性溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、エーテルが更に好ましい。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(34a)における反応の温度としては、0~40℃が好ましく、0~20℃がより好ましい。
工程(34a)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(34a)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~12時間がより好ましい。
工程(34a)における反応を溶媒中で実施すると、上記反応の終了後に化合物(34a)を含む溶液が得られる。上記溶液に水を加えた後、静置して2相に分離させ、水相を回収し、溶媒を留去することにより、高純度の化合物(34a)を回収してもよい。化合物(34a)が-OSOHで示される基を有する場合は(すなわちXがHである場合は)、水に代えて、炭酸水素ナトリウム水溶液やアンモニア水等のアルカリ水溶液を使用することにより、-OSOHを硫酸塩基に変換することも可能である。
各工程の終了後、溶媒を留去したり、蒸留、精製等を実施したりして、得られる化合物の純度を高めてもよい。
界面活性剤(a)は、また、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
(式中、R1aは上述のとおり、R21aは単結合又は2価の連結基である。)で示されるアルケンと、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
(式中、Y51aはアルコキシル基である。)で示されるアルキンとを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
(式中、R1a及びR21aは上述のとおりである。)
で示される化合物(41a)を得る工程(41a)、及び、
化合物(41a)に、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
(式中、Xは、上述したとおりである。)で示される塩化スルホン酸とを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
(式中、R1a、R21a及びXは上述のとおりである。)で示される化合物(42a)を得る工程(42a)を含む製造方法により製造できる。
1aにフラン環を含む場合は、例えば酸によりフラン環を開環しジカルボニル誘導体に変換してもよい。酸としては酢酸、塩酸、p-トルエンスルホン等があげられ、中でも酢酸が好ましい。
21aとしては、単結合又は炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基が好ましい。
工程(41a)において、上記アルケンと上記アルキンとの反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、上記アルキン1モルに対して、上記アルケンが0.5~2モルであることが好ましく、0.6~1.2モルがより好ましい。
工程(41a)における反応は、金属触媒存在下に実施することが好ましい。上記金属としては、ルテニウム等があげられる。
工程(41a)における上記金属触媒の使用量は、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、上記アルケン1モルに対して、0.01~0.4モルが好ましく、0.05~0.1モルがより好ましい。
工程(41a)における反応は、極性溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水、アセトニトリル、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドが好ましい。
工程(41a)における反応の温度としては、20~160℃が好ましく、40~140℃がより好ましい。
工程(41a)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(41a)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、4~8時間がより好ましい。
工程(42a)において、化合物(41a)と上記塩化スルホン酸との反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(41a)1モルに対して、上記塩化スルホン酸が1~2モルであることが好ましく、1~1.1モルがより好ましい。
工程(42a)における反応は、塩基の存在下に実施することが好ましい。上記塩基としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アミン等があげられ、なかでも、アミンが好ましい。
工程(42a)における上記アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、ジメチルベンジルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,8-ナフタレンジアミン等の三級アミン、ピリジン、ピロール、ウラシル、コリジン、ルチジン等の複素芳香族アミン、1,8-ジアザ-ビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、1,5-ジアザ-ビシクロ[4.3.0]-5-ノネン等の環状アミン等が挙げられる。なかでも、トリエチルアミン、ピリジンが好ましい。
工程(42a)における上記塩基の使用量は、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(41a)1モルに対して、1~2モルが好ましく、1~1.1モルがより好ましい。
工程(42a)における反応は、極性溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、エーテルが更に好ましい。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(42a)における反応の温度としては、0~40℃が好ましく、0~20℃がより好ましい。
工程(42a)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(42a)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~12時間がより好ましい。
工程(42a)における反応を溶媒中で実施すると、上記反応の終了後に化合物(42a)を含む溶液が得られる。上記溶液に水を加えた後、静置して2相に分離させ、水相を回収し、溶媒を留去することにより、高純度の化合物(42a)を回収してもよい。化合物(42a)が-OSOHで示される基を有する場合は(すなわちXがHである場合は)、水に代えて、炭酸水素ナトリウム水溶液やアンモニア水等のアルカリ水溶液を使用することにより、-OSOHを硫酸塩基に変換することも可能である。
各工程の終了後、溶媒を留去したり、蒸留、精製等を実施したりして、得られる化合物の純度を高めてもよい。
次に界面活性剤(b)について説明する。
式(b)中、R1bは、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキル基である。
上記アルキル基は、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含むこともできるし、環を形成することもできる。上記複素環としては、不飽和複素環が好ましく、含酸素不飽和複素環がより好ましく、例えば、フラン環等が挙げられる。R1bにおいて、2価の複素環が2つの炭素原子間に挿入されていてもよいし、2価の複素環が末端に位置して-C(=O)-と結合してもよいし、1価の複素環が上記アルキル基の末端に位置してもよい。
なお、本明細書において、上記アルキル基の「炭素数」には、上記複素環を構成する炭素原子の数も含めるものとする。
1bとしての上記アルキル基が有してもよい上記置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数3~10の環状のアルキル基、ヒドロキシ基が好ましく、メチル基、エチル基が特に好ましい。
1bとしての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキル基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
1bとしては、置換基を有してもよい炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は置換基を有してもよい炭素数3~10の環状のアルキル基が好ましく、カルボニル基を含まない炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はカルボニル基を含まない炭素数3~10の環状のアルキル基がより好ましく、置換基を有さない炭素数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が更に好ましく、置換基を有さない炭素数1~3の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が更により好ましく、メチル基(-CH)又はエチル基(-C)が特に好ましく、メチル基(-CH)が最も好ましい。
式(b)中、R2b及びR4bは、独立に、H又は置換基である。複数個のR2b及びR4bは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
2b及びR4bとしての上記置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数3~10の環状のアルキル基、ヒドロキシ基が好ましく、メチル基、エチル基が特に好ましい。
2b及びR4bとしての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキル基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
2b及びR4bとしての上記アルキル基としては、カルボニル基を含まない炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はカルボニル基を含まない炭素数3~10の環状のアルキル基が好ましく、カルボニル基を含まない炭素数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、置換基を有さない炭素数1~3の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が更に好ましく、メチル基(-CH)又はエチル基(-C)が特に好ましい。
2b及びR4bとしては、独立に、H又はカルボニル基を含まない炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基が好ましく、H又は置換基を有さない炭素数1~3の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、H、メチル基(-CH)又はエチル基(-C)が更により好ましく、Hが特に好ましい。
式(b)中、R3bは、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基である。R3bは、複数個存在する場合、同一でも異なっていてもよい。
上記アルキレン基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
上記アルキレン基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキレン基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
上記アルキレン基としては、置換基を有してもよい炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基又は置換基を有してもよい炭素数3~10の環状のアルキレン基が好ましく、カルボニル基を含まない炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基又はカルボニル基を含まない炭素数3~10の環状のアルキレン基が好ましく、置換基を有さない炭素数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基がより好ましく、メチレン基(-CH-)、エチレン基(-C-)、イソプロピレン基(-CH(CH)CH-)又はプロピレン基(-C-)が更に好ましい。
1b、R2b、R3b及びR4bは、いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよいが、環を形成していないことが好ましい。
式(b)中、nは、1以上の整数である。nとしては、1~40の整数が好ましく、1~30の整数がより好ましく、5~25の整数が更に好ましく、5~9、11~25の整数が特に好ましい。
式(b)中、p及びqは、独立に、0以上の整数である。pとしては、0~10の整数が好ましく、0又は1がより好ましい。qとしては、0~10の整数が好ましく、0~5の整数がより好ましい。
n、p及びqは、合計が5以上の整数であることが好ましい。n、p及びqの合計は8以上の整数であることがより好ましい。n、p及びqの合計はまた、60以下の整数であることが好ましく、50以下の整数であることがより好ましく、40以下の整数であることが更に好ましい。
式(b)中、Xは、H、金属原子、NR5b 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、R5bはH又は有機基である。4つのR5bは、同一でも異なっていてもよい。R5bとしては、H又は炭素数1~10の有機基が好ましく、H又は炭素数1~4の有機基がより好ましい。上記金属原子としては、1、2価の金属原子が挙げられ、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。Xは金属原子又はNR5b (R5bは上記のとおり)であってよい。
としては、H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)又はNR5b が好ましく、水に溶解しやすいことから、H、Na、K、Li又はNHがより好ましく、水に更に溶解しやすいことから、Na、K又はNHが更に好ましく、Na又はNHが特に好ましく、除去が容易であることから、NHが最も好ましい。XがNHであると、上記界面活性剤の水性媒体への溶解性が優れるとともに、PTFE中又は最終製品中に金属成分が残留しにくい。
式(b)中、Lは、単結合、-CO-B-*、-OCO-B-*、-CONR6b-B-*、-NR6bCO-B-*、又は、-CO-(但し、-CO-B-、-OCO-B-、-CONR6b-B-、-NRCO-B-に含まれるカルボニル基を除く。)であり、Bは単結合もしくは置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、R6bは、H又は置換基を有していてもよい、炭素数1~4のアルキル基である。上記アルキレン基は、炭素数が1~5であることがより好ましい。また、上記Rは、H又はメチル基であることがより好ましい。*は、式中の-OSOに結合する側を指す。
Lは単結合であることが好ましい。
界面活性剤(b)としては、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
(式中、R1b、R2b、L、n及びXは、上記のとおり。)で示される化合物が好ましい。
上記界面活性剤(b)は、H-NMRスペクトルにおいて、ケミカルシフト2.0~5.0ppmの領域に観測される全ピーク強度の積分値が10%以上であることが好ましい。
上記界面活性剤(b)は、H-NMRスペクトルにおいて、ケミカルシフト2.0~5.0ppmの領域に観測される全ピーク強度の積分値が上記範囲内にあることが好ましい。この場合、上記界面活性剤は分子中にケトン構造を有することが好ましい。
上記界面活性剤(b)において、上記積分値は、15以上がより好ましく、95以下が好ましく、80以下がより好ましく、70以下が更に好ましい。
上記積分値は、重水溶媒にて室温下に測定する。重水を4.79ppmとする。
界面活性剤(b)としては、例えば、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHOSONa、
(CHCC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
(CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
(CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHCHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHCHCHCHC(O)CHCHCHCHCHCHOSONa、
CHCHCHCHCHC(O)CHCHCHCHCHOSONa、
CHCHCHCHCHCHC(O)CHCHCHCHOSONa、
CHCHCHCHCHCHCHC(O)CHCHCHOSONa、
CHCHCHCHCHCHCHCHC(O)CHCHOSONa、
CHCHCHCHCHCHCHCHCHC(O)CHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHOCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHC(O)NHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHNHC(O)CHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHC(O)OSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHC(O)OCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHOC(O)CHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHOSOH、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHOSOLi、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHOSOK、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONH
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCH(CHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
(CHCC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
(CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
(CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHCHCHCHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHCHCHCHCHCHCHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHOSONa、
CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHC(O)CHCHCHCHOSONa、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOCHCHOSONa、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHC(O)NHCHCHOSONa、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHNHC(O)CHCHOSONa、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHC(O)OCHCHOSONa、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOC(O)CHCHOSONa、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHC(O)OSONa、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSOH、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSOLi、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSOK、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONH
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHOSONa等が挙げられる。
界面活性剤(b)は、新規化合物であり、例えば、次に例示する製造方法により製造することができる。
界面活性剤(b)は、下記式:
11b-CH=CH-(CR2b -(OR3b-(CR4b -L-OH
(式中、R2b~R4b、n、p及びqは、上記のとおり。R11bは、H、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は、置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキル基であり、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでも環を形成していてもよい。Lは、単結合、-CO-B-*、-OCO-B-*、-CONR6b-B-*、-NR6bCO-B-*、又は、-CO-(但し、-CO-B-、-OCO-B-、-CONR6b-B-、-NR6bCO-B-に含まれるカルボニル基を除く。)であり、Bは単結合もしくは置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、R6bは、H又は置換基を有していてもよい、炭素数1~4のアルキル基である。*は、式中の-OHに結合する側を指す。)で示される化合物(10b)をヒドロキシ化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
(式中、L、R2b~R4b、R11b、n、p及びqは、上記のとおり。)で示される化合物(11b)を得る工程(11b)、化合物(11b)を酸化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
(式中、L、R2b~R4b、R11b、n、p及びqは、上記のとおり。)で示される化合物(12b)を得る工程(12b)、及び、
化合物(12b)を硫酸エステル化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
(式中、L、R2b~R4b、R11b、n、p、q及びXは、上記のとおり。)で示される化合物(13b)を得る工程(13b)を含む製造方法により製造できる。
11bとしての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
11bとしての上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキル基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
11bとしては、H、置換基を有してもよい炭素数1~9の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は、置換基を有してもよい炭素数3~9の環状のアルキル基が好ましく、H、カルボニル基を含まない炭素数1~9の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はカルボニル基を含まない炭素数3~9の環状のアルキル基がより好ましく、H、又は、置換基を有さない炭素数1~9の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基が更に好ましく、H、メチル基(-CH)又はエチル基(-C)が更により好ましく、H又はメチル基(-CH)が特に好ましく、Hが最も好ましい。
工程(11b)におけるヒドロキシ化は、例えば、(1)酸素雰囲気中で化合物(10b)にフタロシアニン鉄(II)(Fe(Pc))及び水素化ホウ素ナトリウムを作用させる方法や、(2)化合物(10b)にイソピノカンフェイルボラン(IpcBH)を作用させた後、得られる中間体(ジアルキルボラン)を酸化する方法により実施できる。
方法(1)において、フタロシアニン鉄(II)の量は、触媒量であってよく、化合物(10b)1モルに対して、0.001~1.2モルの量で使用できる。
方法(1)において、水素化ホウ素ナトリウムは、化合物(10b)1モルに対して、0.5~20モルの量で使用できる。
方法(1)の反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、ニトリル、含窒素極性有機化合物等が挙げられる。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
上記ニトリルとしては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、なかでも、アセトニトリルが好ましい。
上記含窒素極性有機化合物としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が挙げられ、なかでも、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドンが好ましい。
方法(1)の反応の温度としては、-78~200℃が好ましく、0~150℃がより好ましい。
方法(1)の反応の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
方法(1)の反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
方法(2)において、イソピノカンフェイルボランは、化合物(10b)1モルに対して、1.0~10.0モルの量で使用できる。
化合物(10b)とイソピノカンフェイルボランとの反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられる。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
化合物(10b)とイソピノカンフェイルボランとの反応の温度としては、-78~200℃が好ましく、0~150℃がより好ましい。
化合物(10b)とイソピノカンフェイルボランとの反応の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
化合物(10b)とイソピノカンフェイルボランとの反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
方法(2)における酸化は、上記中間体に酸化剤を作用させることにより実施できる。上記酸化剤としては、過酸化水素が挙げられる。上記酸化剤は、上記中間体1モルに対して、0.7~10モルの量で使用できる。
方法(2)における酸化は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水、メタノール、エタノール等が挙げられ、なかでも水が好ましい。
方法(2)における酸化の温度としては、0~100℃が好ましく、0~80℃がより好ましい。
方法(2)における酸化の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
方法(2)における酸化の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
工程(12b)において、化合物(11b)を酸化する方法としては、例えば、(a)ジョーンズ試薬(CrO/HSO)を用いる方法(ジョーンズ酸化)、(b)デス・マーチン・ペルヨージナン(DMP)を用いる方法(デス・マーチン酸化)、(c)クロロクロム酸ピリジニウム(PCC)を用いる方法、(d)NiCl等のニッケル化合物の存在下に漂白剤(NaOClの約5~6%水溶液)を作用させる方法、(e)Al(CH、Al[OCH(CH等のアルミニウム触媒の存在下にアルデヒド、ケトン等の水素受容体を作用させる方法(オッペナウアー酸化)が挙げられる。
工程(12b)における酸化は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水及び有機溶媒が好ましく、水、ケトン、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、ニトリル等が挙げられる。
上記ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等が挙げられ、なかでも、アセトンが好ましい。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
上記ニトリルとしては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、なかでも、アセトニトリルが好ましい。
工程(12b)における酸化の温度としては、-78~200℃が好ましく、採用する方法に応じて適宜選択することができる。
工程(12b)における酸化の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、採用する方法に応じて適宜選択することができる。
工程(12b)における酸化の時間としては、0.1~72時間が好ましく、採用する方法に応じて適宜選択することができる。
工程(13b)における硫酸エステル化は、化合物(12b)と硫酸化試薬とを反応させることにより実施できる。上記硫酸化試薬としては、三酸化硫黄ピリジン錯体、三酸化硫黄トリメチルアミン錯体、三酸化硫黄トリエチルアミン錯体等の三酸化硫黄アミン錯体、三酸化硫黄ジメチルホルムアミド錯体等の三酸化硫黄アミド錯体、硫酸-ジシクロヘキシルカルボジイミド、クロロ硫酸、濃硫酸、スルファミン酸等が挙げられる。上記硫酸化試薬の使用量としては、化合物(12b)1モルに対して、0.5~10モルが好ましく、0.5~5モルがより好ましく、0.7~4モルが更に好ましい。
工程(13b)における硫酸エステル化は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、ピリジン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ニトリル等が挙げられる。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
上記ニトリルとしては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、なかでも、アセトニトリルが好ましい。
工程(13b)における硫酸エステル化の温度としては、-78~200℃が好ましく、-20~150℃がより好ましい。
工程(13b)における硫酸エステル化の圧力としては、0~10MPaが好ましく、0.1~5MPaがより好ましい。
工程(13b)における硫酸エステル化の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
界面活性剤(b)は、また、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
(式中、L、R1b~R4b、n、p及びqは、上記のとおり。R101bは、有機基である。)で示される化合物(20b)をオゾン分解して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
(式中、L、R1b~R4b、n、p及びqは、上記のとおり。)で示される化合物(21b)を得る工程(21b)、及び、
化合物(21b)を硫酸エステル化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
(式中、L、R1b~R4b、n、p、q及びXは、上記のとおり。)で示される化合物(22b)を得る工程(22b)を含む製造方法により製造できる。
101bとしては、炭素数1~20のアルキル基が好ましい。2個のR101bは、同一でも異なっていてもよい。
工程(21b)におけるオゾン分解は、化合物(20b)にオゾンを作用させた後、還元剤で後処理することにより実施できる。
オゾンは、酸素ガス中の無声放電によって発生させることができる。
上記後処理に用いる還元剤としては、亜鉛、ジメチルスルフィド、チオウレア、ホスフィン類等が挙げられ、なかでもホスフィン類が好ましい。
工程(21b)におけるオゾン分解は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水及び有機溶媒が好ましく、水、アルコール、カルボン酸類、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられる。
上記アルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。なかでも、メタノール、エタノールが好ましい。
上記カルボン酸類としては、酢酸、プロピオン酸等が挙げられる。なかでも、酢酸が好ましい。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
工程(21b)におけるオゾン分解の温度としては、-78~200℃が好ましく、0~150℃がより好ましい。
工程(21b)におけるオゾン分解の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
工程(21b)におけるオゾン分解の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
工程(22b)における硫酸エステル化は、化合物(21b)と硫酸化試薬とを反応させることにより実施でき、工程(13b)における硫酸エステル化と同様の条件が採用できる。
界面活性剤(b)は、また、下記式:
21b-CH=CH-(CR2b -(OR3b-(CR4b -L-OH
(式中、L、R2b~R4b、n、p及びqは、上記のとおり。R21bは、H、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は、置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキル基であり、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでも環を形成していてもよい。)で示される化合物(30b)をエポキシ化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
(式中、L、R2b~R4b、R21b、n、p及びqは、上記のとおり。)で示される化合物(31b)を得る工程(31b)、
化合物(31b)と、R22b CuLi(R22bは、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキル基であり、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでも環を形成していてもよい。)で示されるジアルキル銅リチウムとを反応させて、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
(式中、L、R2b~R4b、R21b、R22b、n、p及びqは、上記のとおり。)で示される化合物(32b)を得る工程(32b)、
化合物(32b)を酸化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
(式中、L、R2b~R4b、R21b、R22b、n、p及びqは、上記のとおり。)で示される化合物(33b)を得る工程(33b)、及び、
化合物(33b)を硫酸エステル化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
(式中、L、R2b~R4b、R21b、R22b、n、p、q及びXは、上記のとおり。)で示される化合物(34b)を得る工程(34b)を含む製造方法により製造できる。
21bとしての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
21bとしての上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキル基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
21bとしては、H、置換基を有してもよい炭素数1~8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は、置換基を有してもよい炭素数3~8の環状のアルキル基が好ましく、H、カルボニル基を含まない炭素数1~8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はカルボニル基を含まない炭素数3~8の環状のアルキル基がより好ましく、H、又は、置換基を有さない炭素数1~8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基が更に好ましく、H又はメチル基(-CH)が特に好ましく、Hが最も好ましい。
22bとしての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
22bとしての上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキル基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
22bとしては、置換基を有してもよい炭素数1~9の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は、置換基を有してもよい炭素数3~9の環状のアルキル基が好ましく、カルボニル基を含まない炭素数1~9の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はカルボニル基を含まない炭素数3~9の環状のアルキル基がより好ましく、置換基を有さない炭素数1~9の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基が更に好ましく、メチル基(-CH)又はエチル基(-C)が特に好ましく、メチル基(-CH)が最も好ましい。
2個のR22bは、同一でも異なっていてもよい。
21b及びR22bは、炭素数が合計で1~7であることが好ましく、1~2であることがより好ましく、1であることが最も好ましい。
工程(31b)におけるエポキシ化は、化合物(30b)にエポキシ化剤を作用させることにより実施できる。
上記エポキシ化剤としては、メタクロロ過安息香酸(m-CPBA)、過安息香酸、過酸化水素、tert-ブチルヒドロペルオキシド等の過酸、ジメチルジオキシラン、メチルトリフルオロメチルジオキシラン等が挙げられ、なかでも過酸が好ましく、メタクロロ過安息香酸がより好ましい。
上記エポキシ化剤は、化合物(30b)1モルに対して、0.5~10.0モルの量で使用できる。
工程(31b)におけるエポキシ化は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、ケトン、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、ニトリル、ピリジン、含窒素極性有機化合物、ジメチルスルホキシド等が挙げられ、なかでもジクロロメタンが好ましい。
上記ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等が挙げられ、なかでも、アセトンが好ましい。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
上記ニトリルとしては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、なかでも、アセトニトリルが好ましい。
上記含窒素極性有機化合物としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が挙げられ、なかでも、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドンが好ましい。
工程(31b)におけるエポキシ化の温度としては、-78~200℃が好ましく、-40~150℃がより好ましい。
工程(31b)におけるエポキシ化の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
工程(31b)におけるエポキシ化の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
工程(32b)において、上記ジアルキル銅リチウムは、化合物(31b)1モルに対して、0.5~10.0モルの量で使用できる。
工程(32b)の反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられる。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
工程(32b)の反応の温度としては、-78~200℃が好ましく、-40~150℃がより好ましい。
工程(32b)の反応の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
工程(32b)の反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
工程(33b)において、化合物(32b)を酸化する方法としては、例えば、(a)ジョーンズ試薬(CrO/HSO)を用いる方法(ジョーンズ酸化)、(b)デス・マーチン・ペルヨージナン(DMP)を用いる方法(デス・マーチン酸化)、(c)クロロクロム酸ピリジニウム(PCC)を用いる方法、(d)NiCl等のニッケル化合物の存在下に漂白剤(NaOClの約5~6%水溶液)を作用させる方法、(e)Al(CH、Al[OCH(CH等のアルミニウム触媒の存在下にアルデヒド、ケトン等の水素受容体を作用させる方法(オッペナウアー酸化)が挙げられる。
工程(33b)における酸化は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水及び有機溶媒が好ましく、水、ケトン、アルコール、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、ニトリル等が挙げられる。
上記ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等が挙げられ、なかでも、アセトンが好ましい。
上記アルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。なかでも、メタノール、エタノールが好ましい。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
上記ニトリルとしては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、なかでも、アセトニトリルが好ましい。
工程(33b)における酸化の温度としては、-78~200℃が好ましく、採用する方法に応じて適宜選択することができる。
工程(33b)における酸化の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、採用する方法に応じて適宜選択することができる。
工程(33b)における酸化の時間としては、0.1~72時間が好ましく、採用する方法に応じて適宜選択することができる。
工程(34b)における硫酸エステル化は、化合物(33b)と硫酸化試薬とを反応させることにより実施でき、工程(13b)における硫酸エステル化と同様の条件が採用できる。
界面活性剤(b)は、また、下記式:
11b-CH=CH-(CR2b -(OR3b-(CR4b -L-OH
(式中、L、R2b~R4b、R11b、n、p及びqは、上記のとおり。)で示される化合物(10b)を酸化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
(式中、L、R2b~R4b、R11b、n、p及びqは、上記のとおり。)で示される化合物(41b)を得る工程(41b)、及び、
化合物(41b)を硫酸エステル化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
(式中、L、R2b~R4b、R11b、n、p、q及びXは、上記のとおり。)で示される化合物(42b)を得る工程(42b)を含む製造方法により製造できる。
工程(41b)における酸化は、水及びパラジウム化合物の存在下で、化合物(10b)に酸化剤を作用させることにより実施できる。
上記酸化剤としては、塩化銅、酢酸銅、シアン化銅、トリフルオロメタンチオール銅等の一価又は二価の銅塩、塩化鉄、酢酸鉄、シアン化鉄、トリフルオロメタンチオール鉄、ヘキサシアノ鉄等の鉄塩、1,4-ベンゾキノン、2,3-ジクロロ-5,6-ジシアノ-1,4-ベンゾキノン、テトラクロロ-1,2-ベンゾキノン、テトラクロロ-1,4-ベンゾキノン等のベンゾキノン類、H、MnO、KMnO、RuO、m-クロロ過安息香酸、酸素等が挙げられる。なかでも、銅塩、鉄塩、ベンゾキノン類が好ましく、塩化銅、塩化鉄、1,4-ベンゾキノンがより好ましい。
上記酸化剤は、化合物(10b)1モルに対して、0.001~10モルの量で使用できる。
上記水は、化合物(10b)1モルに対して、0.5~1000モルの量で使用できる。
上記パラジウム化合物としては、二塩化パラジウムが挙げられる。上記パラジウム化合物の量は、触媒量であってよく、化合物(10b)1モルに対して、0.0001~1.0モルの量で使用できる。
工程(41b)における酸化は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水、エステル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、アルコール、カルボン酸類、エーテル、ハロゲン化炭化水素、含窒素極性有機化合物、ニトリル、ジメチルスルホキシド、スルホランが挙げられる。
上記エステルとしては、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA;別名1-メトキシ-2-アセトキシプロパン)等が挙げられ、なかでも、酢酸エチルが好ましい。
上記脂肪族炭化水素としては、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、ミネラルスピリット等が挙げられ、なかでも、シクロヘキサン、ヘプタンが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
上記アルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。
上記カルボン酸類としては、酢酸、プロピオン酸等が挙げられる。なかでも、酢酸が好ましい。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記含窒素極性有機化合物としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が挙げられ、なかでも、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドンが好ましい。
上記ニトリルとしては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、なかでも、アセトニトリルが好ましい。
工程(41b)における酸化の温度としては、-78~200℃が好ましく、-20~150℃がより好ましい。
工程(41b)における酸化の圧力としては、0~10MPaが好ましく、0.1~5.0MPaがより好ましい。
工程(41b)における酸化の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
工程(42b)における硫酸エステル化は、化合物(41b)と硫酸化試薬とを反応させることにより実施でき、工程(13b)における硫酸エステル化と同様の条件が採用できる。
界面活性剤(b)は、また、下記式:
11b-CH=CH-(CR2b -OH
(式中、R2b、R11b及びnは、上記のとおり。)で示される化合物(50)とハロゲン化剤とを反応させて、下記式:
11b-CH=CH-(CR2b -Z51b
(式中、R2b、R11b及びnは、上記のとおり。Z51bは、ハロゲン原子である。)で示される化合物(51)を得る工程(51)、
化合物(51)と、HO-R3b-L-OH(L、R3bは、上記のとおり。)で示されるアルキレングリコールとを反応させて、下記式:
11b-CH=CH-(CR2b -O-R3b-L-OH
(式中、L、R2b、R3b、R11b及びnは、上記のとおり。)で示される化合物(52)を得る工程(52)、
化合物(52)を酸化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
(式中、L、R2b、R3b、R11b及びnは、上記のとおり。)で示される化合物(53)を得る工程(53)、及び、
化合物(53)を硫酸エステル化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
(式中、L、R2b、R3b、R11b、n及びXは、上記のとおり。)で示される化合物(54)を得る工程(54)を含む製造方法により製造できる。
51bとしては、F、Cl、Br又はIが好ましく、Brがより好ましい。
工程(51)で使用するハロゲン化剤としては、N-ブロモスクシンイミド、N-クロロスクシンイミド等が挙げられる。
上記ハロゲン化剤は、化合物(50)1モルに対して、0.5~10.0モルの量で使用できる。
工程(51)の反応は、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類の存在下に実施できる。
上記ホスフィン類は、化合物(50)1モルに対して、0.5~10.0モルの量で使用できる。
工程(51)の反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられる。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
工程(51)の反応の温度としては、-78~200℃が好ましく、-40~150℃がより好ましい。
工程(51)の反応の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
工程(51)の反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
工程(52)において、上記アルキレングリコールは、化合物(51)1モルに対して、0.5~10.0モルの量で使用できる。
工程(52)の反応は、塩基の存在下に実施できる。上記塩基としては、水素化ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。
上記塩基は、化合物(51)1モルに対して、0.5~10.0モルの量で使用できる。
工程(52)の反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、含窒素極性有機化合物、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられる。
上記含窒素極性有機化合物としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が挙げられ、なかでも、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドンが好ましい。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
工程(52)の反応の温度としては、-78~200℃が好ましく、-40~150℃がより好ましい。
工程(52)の反応の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
工程(52)の反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
工程(53)における酸化は、水及びパラジウム化合物の存在下で、化合物(52)に酸化剤を作用させることにより実施でき、工程(41)における酸化と同様の条件が採用できる。
工程(54)における硫酸エステル化は、化合物(53)と硫酸化試薬とを反応させることにより実施でき、工程(13)における硫酸エステル化と同様の条件が採用できる。
上述したいずれの製造方法においても、各工程の終了後、溶媒を留去したり、蒸留、精製等を実施したりして、得られる化合物の純度を高めてもよい。また、得られる化合物が-OSOHで示される基を有する場合は(すなわちXがHである場合は)、炭酸ナトリウム、アンモニア等のアルカリと接触させることにより、-OSOHを硫酸塩基に変換できる。
界面活性剤(b)の製造方法のなかでも、上記工程(41b)及び(42b)を含む製造方法が好ましい。
界面活性剤(c)について説明する。
式(c)中、R1cは、炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数3以上の環状のアルキル基である。
上記アルキル基は、炭素数が3以上の場合、2つの炭素原子間にカルボニル基(-C(=O)-)を含んでもよい。また、上記アルキル基は、炭素数が2以上の場合、上記アルキル基の末端に上記カルボニル基を含むこともできる。すなわち、CH-C(=O)-で示されるアセチル基等のアシル基も、上記アルキル基に含まれる。
また、上記アルキル基は、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含むこともできるし、環を形成することもできる。上記複素環としては、不飽和複素環が好ましく、含酸素不飽和複素環がより好ましく、例えば、フラン環等が挙げられる。R1cにおいて、2価の複素環が2つの炭素原子間に挿入されていてもよいし、2価の複素環が末端に位置して-C(=O)-と結合してもよいし、1価の複素環が上記アルキル基の末端に位置してもよい。
なお、本明細書において、上記アルキル基の「炭素数」には、カルボニル基を構成する炭素原子の数及び上記複素環を構成する炭素原子の数も含めるものとする。例えば、CH-C(=O)-CH-で示される基は炭素数が3であり、CH-C(=O)-C-C(=O)-C-で示される基は炭素数が7であり、CH-C(=O)-で示される基は炭素数が2である。
上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子が官能基により置換されていてもよく、例えば、ヒドロキシ基(-OH)又はエステル結合を含む1価の有機基により置換されていてもよいが、如何なる官能基によっても置換されていないことが好ましい。
上記エステル結合を含む1価の有機基としては、式:-O-C(=O)-R101c(式中、R101cはアルキル基)で示される基が挙げられる。
上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
式(c)中、R2c及びR3cは、独立に、単結合又は2価の連結基である。
2c及びR3cは、独立に、単結合又は炭素数1以上の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基又は炭素数3以上の環状のアルキレン基であることが好ましい。
2c及びR3cを構成する上記アルキレン基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
上記アルキレン基は、炭素原子に結合した水素原子が官能基により置換されていてもよく、例えば、ヒドロキシ基(-OH)又はエステル結合を含む1価の有機基により置換されていてもよいが、如何なる官能基によっても置換されていないことが好ましい。
上記エステル結合を含む1価の有機基としては、式:-O-C(=O)-R102c(式中、R102cはアルキル基)で示される基が挙げられる。
上記アルキレン基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキレン基であることが好ましい。
1c、R2c及びR3cは、炭素数が合計で5以上である。合計の炭素数としては、7以上が好ましく、9以上がより好ましく、20以下が好ましく、18以下がより好ましく、15以下が更に好ましい。
1c、R2c及びR3cは、いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。
式(c)中、式中、Aは、-COOX又は-SO(Xは、H、金属原子、NR4c 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、R4cはH又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。)である。R4cとしては、H又は炭素数1~10の有機基が好ましく、H又は炭素数1~4の有機基がより好ましい。上記金属原子としては、1、2価の金属原子が挙げられ、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。
としては、H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)又はNR4c が好ましく、水に溶解しやすいことから、H、Na、K、Li又はNHがより好ましく、水に更に溶解しやすいことから、Na、K又はNHが更に好ましく、Na又はNHが特に好ましく、除去が容易であることから、NHが最も好ましい。XがNHであると、上記界面活性剤の水性媒体への溶解性が優れるとともに、PTFE中又は最終製品中に金属成分が残留しにくい。
1cとしては、カルボニル基を含まない炭素数1~8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、カルボニル基を含まない炭素数3~8の環状のアルキル基、1~10個のカルボニル基を含む炭素数2~45の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、カルボニル基を含む炭素数3~45の環状のアルキル基、又は、炭素数が3~45の1価又は2価の複素環を含むアルキル基が好ましい。
また、R1cとしては、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
(式中、n11cは0~10の整数であり、R11cは炭素数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基又は炭素数3~5の環状のアルキル基であり、R12cは炭素数0~3のアルキレン基である。n11cが2~10の整数である場合、R12cは各々同じであっても異なっていてもよい。)で示される基がより好ましい。
11cとしては、0~5の整数が好ましく、0~3の整数がより好ましく、1~3の整数が更に好ましい。
11cとしての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
11cとしての上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子が官能基により置換されていてもよく、例えば、ヒドロキシ基(-OH)又はエステル結合を含む1価の有機基により置換されていてもよいが、如何なる官能基によっても置換されていないことが好ましい。
上記エステル結合を含む1価の有機基としては、式:-O-C(=O)-R103c(式中、R103cはアルキル基)で示される基が挙げられる。
11cとしての上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
12cは炭素数0~3のアルキレン基である。上記炭素数は1~3が好ましい。
12cとしての上記アルキレン基は、直鎖状又は分岐鎖状であってよい。
12cとしての上記アルキレン基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。R12cとしては、エチレン基(-C-)又はプロピレン基(-C-)がより好ましい。
12cとしての上記アルキレン基は、炭素原子に結合した水素原子が官能基により置換されていてもよく、例えば、ヒドロキシ基(-OH)又はエステル結合を含む1価の有機基により置換されていてもよいが、如何なる官能基によっても置換されていないことが好ましい。
上記エステル結合を含む1価の有機基としては、式:-O-C(=O)-R104c(式中、R104cはアルキル基)で示される基が挙げられる。
12cとしての上記アルキレン基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキレン基であることが好ましい。
2c及びR3cとしては、独立に、カルボニル基を含まない炭素数1以上のアルキレン基が好ましく、カルボニル基を含まない炭素数1~3のアルキレン基がより好ましく、エチレン基(-C-)又はプロピレン基(-C-)が更に好ましい。
上記界面活性剤(c)としては、次の界面活性剤が例示できる。各式中、Aは上述のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
界面活性剤(c)は、新規化合物であり、例えば、次に例示する製造方法により製造することができる。
界面活性剤(c)は、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
(式中、R3cは上述のとおり、Eは脱離基である。)で示される化合物(10c)と、リチウム、及び、式:R201c Si-Cl(式中、R201cは、独立に、アルキル基又はアリール基である。)で示されるクロロシラン化合物とを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
(式中、R3c、R201c及びEは上述のとおりである。)で示される化合物(11c)を得る工程(11c)、
化合物(11c)と、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
(式中、R1cは上述のとおり、R21cは単結合又は2価の連結基である。)で示されるオレフィンとを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
(式中、R1c、R21c、R3c及びEは上述のとおりである。)で示される化合物(12c)を得る工程(12c)、
化合物(12c)が有する脱離基を脱離させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
(式中、R1c、R21c及びR3cは上述のとおりである。)で示される化合物(13c)を得る工程(13c)、及び、
化合物(13c)を酸化させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
(式中、R1c、R21c及びR3cは上述のとおりである。)で示される化合物(14c)を得る工程(14c)、
を含む製造方法により、好適に製造できる。
1cにフラン環を含む場合は、例えば酸によりフラン環を開環しジカルボニル誘導体に変換してもよい。酸としては酢酸、塩酸、p-トルエンスルホン等があげられ、中でも酢酸が好ましい。
工程(11c)では、リチウム及び上記クロロシラン化合物を予め反応させて、シロキシリチウム化合物を得た後、上記シロキシリチウム化合物と化合物(10c)とを反応させて、化合物(11c)を得ることが好ましい。
は脱離基を表す。上記脱離基としては、tert-ブチルジメチルシリル(TBS)基、トリエチルシリル(TES)基、トリイソプロピルシリル(TIPS)基、tert-ブチルジフェニルシリル(TBDPS)基、ベンジル(Bn)基等が挙げられる。
21cとしては、単結合又は炭素数1以上の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基が好ましい。
上記クロロシラン化合物としては、例えば、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
が挙げられる。
工程(11c)におけるいずれの反応も、溶媒中で実施することができる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、エーテルが更に好ましい。上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(11c)におけるリチウム及び上記クロロシラン化合物の反応の温度としては、-78~100℃が好ましく、10~40℃がより好ましい。
工程(11c)における上記シロキシリチウム化合物と化合物(10c)との反応の温度としては、-100~0℃が好ましく、-80~-50℃がより好ましい。
工程(11c)におけるリチウム及び上記クロロシラン化合物の反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(11c)における上記シロキシリチウム化合物と化合物(10c)との反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(11c)におけるリチウム及び上記クロロシラン化合物の反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、6~10時間がより好ましい。
工程(11c)における上記シロキシリチウム化合物と化合物(10c)との反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、1~2時間がより好ましい。
工程(12c)において、化合物(11c)と上記オレフィンとの反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(11c)1モルに対して、上記オレフィンが1~2モルであることが好ましく、1~1.1モルがより好ましい。
工程(12c)における反応は、チアゾリウム塩及び塩基の存在下、溶媒中で実施できる。
上記チアゾリウム塩としては、3-エチル-5-(2-ヒドロキシエチル)-4-メチルチアゾリウムブロミド、3-ベンジル-5-(2-ヒドロキシエチル)-4-メチルチアゾリウムクロリド等が挙げられる。
上記塩基としては、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、トリエチルアミン等が挙げられる。
上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、アルコール又はエーテルが更に好ましい。
上記アルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(12c)における反応の温度としては、40~60℃が好ましく、50~55℃がより好ましい。
工程(12c)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(12c)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、6~10時間がより好ましい。
工程(13c)における脱離基の脱離反応は、フッ化物イオンや酸を使用することにより、実施できる。脱離基を脱離させる方法としては、例えば、フッ酸を用いる方法、ピリジン・nHFやトリエチルアミン・nHFのようなフッ化水素のアミン錯体を用いる方法、フッ化セシウム、フッ化カリウム、ホウフッ化リチウム(LiBF)、フッ化アンモニウムのような無機塩を用いる方法、テトラブチルアンモニウムフルオリド(TBAF)のような有機塩を用いる方法が挙げられる。
工程(13c)における脱離基の脱離反応は、極性溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、エーテルが更に好ましい。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(13c)における反応の温度としては、0~40℃が好ましく、0~20℃がより好ましい。
工程(13c)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(13c)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~8時間がより好ましい。
工程(14c)における酸化は、亜塩素酸ナトリウムの存在下に、溶媒中で実施できる。
上記溶媒としては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール、1-ブタノール、tert-ブチルアルコール等のアルコール及び水が使用できる。緩衝液として、リン酸水素二ナトリウム溶液を使用してもよい。
化合物(14c)をアルカリと接触させて、-COOHを塩型に変換してもよい。上記アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア等が挙げられ、アンモニアの水溶液を使用することが好ましい。
各工程の終了後、溶媒を留去したり、蒸留、精製等を実施したりして、得られる化合物の純度を高めてもよい。
界面活性剤(c)は、また、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
(式中、R3cは上述のとおり、R22cは1価の有機基、Eは脱離基である。)で示されるケトンと、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087
(式中、R1cは上述のとおり、R23cは1価の有機基である。)で示されるカルボン酸エステルとを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
(式中、R1c、R3c及びEは上述のとおり、R24cは単結合又は2価の連結基である。)で示される化合物(21c)を得る工程(21c)、
化合物(21c)が有する脱離基を脱離させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
(式中、R1c、R24c及びR3cは上述のとおりである。)で示される化合物(22c)を得る工程(22c)、及び、
化合物(22c)を酸化させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
(式中、R1c、R24c及びR3cは上述のとおりである。)で示される化合物(23c)を得る工程(23c)、
を含む製造方法により、好適に製造できる。
1cにフラン環を含む場合は、例えば酸によりフラン環を開環しジカルボニル誘導体に変換してもよい。酸としては酢酸、塩酸、p-トルエンスルホン等があげられ、中でも酢酸が好ましい。
は脱離基を表す。上記脱離基としては、tert-ブチルジメチルシリル(TBS)基、トリエチルシリル(TES)基、トリイソプロピルシリル(TIPS)基、tert-ブチルジフェニルシリル(TBDPS)基、ベンジル(Bn)基等が挙げられる。
22cとしては、炭素数1以上の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
23cとしては、炭素数1以上の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
24cとしては、炭素数1以上の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基(-CH-)がより好ましい。
工程(21c)における反応は、塩基の存在下、溶媒中で実施できる。
上記塩基としては、ナトリウムアミド、水素化ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド等が挙げられる。
上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、アルコール、エーテルが更に好ましい。
上記アルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(21c)における反応の温度としては、0~40℃が好ましく、0~20がより好ましい。
工程(21c)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(21c)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~8時間がより好ましい。
工程(22c)における脱離基の脱離反応は、フッ化物イオンや酸を使用することにより、実施できる。脱離基の脱離させる方法としては、例えば、フッ酸を用いる方法、ピリジン・nHFやトリエチルアミン・nHFのようなフッ化水素のアミン錯体を用いる方法、フッ化セシウム、フッ化カリウム、ホウフッ化リチウム(LiBF)、フッ化アンモニウムのような無機塩を用いる方法、テトラブチルアンモニウムフルオリド(TBAF)のような有機塩を用いる方法が挙げられる。
工程(22c)における脱離基の脱離反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、エーテルが更に好ましい。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(22c)における反応の温度としては、0~40℃が好ましく、0~20℃がより好ましい。
工程(22c)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(22c)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~8時間がより好ましい。
工程(23c)における酸化は、亜塩素酸ナトリウムの存在下に、溶媒中で実施できる。
上記溶媒としては、アルコール及び水が使用できる。緩衝液として、リン酸水素二ナトリウム溶液を使用してもよい。
化合物(23c)をアルカリと接触させて、-COOHを塩型に変換してもよい。上記アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア等が挙げられ、アンモニアの水溶液を使用することが好ましい。
各工程の終了後、溶媒を留去したり、蒸留、精製等を実施したりして、得られる化合物の純度を高めてもよい。
界面活性剤(c)は、また、式:Y-R3c-CH-OE
(式中、R3cは上述のとおり、Yはハロゲン原子、Eは脱離基である。)で示されるハロゲン化アルキルと、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
(式中、R1cは上述のとおりである。)で示されるリチウムアセチリドとを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
(式中、R1c、R3c及びEは上述のとおりである。)で示される化合物(31c)を得る工程(31c)、
化合物(31c)を酸化して、式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
(式中、R1c、R3c及びEは上述のとおりである。)で示される化合物(32c)を得る工程(32c)、
化合物(32c)が有する脱離基を脱離させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
(式中、R1c及びR3cは上述のとおりである。)で示される化合物(33c)を得る工程(33c)、及び、
化合物(33c)を酸化させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
(式中、R1c及びR3cは上述のとおりである。)で示される化合物(34c)を得る工程(34c)、
を含む製造方法により、好適に製造できる。
1cにフラン環を含む場合は、例えば酸によりフラン環を開環しジカルボニル誘導体に変換してもよい。酸としては酢酸、塩酸、p-トルエンスルホン等があげられ、中でも酢酸が好ましい。
は脱離基を表す。上記脱離基としては、tert-ブチルジメチルシリル(TBS)基、トリエチルシリル(TES)基、トリイソプロピルシリル(TIPS)基、tert-ブチルジフェニルシリル(TBDPS)基、ベンジル(Bn)基等が挙げられる。
工程(31c)において、上記ハロゲン化アルキルと上記リチウムアセチリドとの反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、上記ハロゲン化アルキル1モルに対して、上記リチウムアセチリドが1~2モルであることが好ましく、1~1.2モルがより好ましい。
工程(31c)における反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、ヘキサンが好ましい。
工程(31c)における反応の温度としては、-100~-40℃が好ましく、-80~-50℃がより好ましい。
工程(31c)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(31c)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、6~10時間がより好ましい。
工程(32c)における酸化は、[(Cn)RuIII(CFCO]・HO(式中、Cnは1,4,7-トリメチルー1,4,7-トリアザビシクロノナンを表す)を、(NHCe(NO及びトリフルオロ酢酸で処理した後、過塩素酸ナトリウムを添加することにより生じる錯体を使用して、ニトリル系溶媒中で実施できる。
酸化終了後に、アルカリにより中和し、エーテル等の有機溶媒を使用して化合物(32c)を抽出してもよい。
工程(32c)における反応の温度としては、30~100℃が好ましく、40~90℃がより好ましい。
工程(32c)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(32c)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~8時間がより好ましい。
工程(33c)における脱離基の脱離反応は、フッ化物イオンや酸を使用することにより、実施できる。脱離基の脱離させる方法としては、例えば、フッ酸を用いる方法、ピリジン・nHFやトリエチルアミン・nHFのようなフッ化水素のアミン錯体を用いる方法、フッ化セシウム、フッ化カリウム、ホウフッ化リチウム(LiBF)、フッ化アンモニウムのような無機塩を用いる方法、テトラブチルアンモニウムフルオリド(TBAF)のような有機塩を用いる方法が挙げられる。
工程(33c)における脱離基の脱離反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましく、エーテルが更に好ましい。
上記エーテルとしては、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、モノグライム(エチレングリコールジメチルエーテル)、ジグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、トリグライム(トリエチレングリコールジメチルエーテル)、テトラヒドロフラン、テトラグライム(テトラエチレングリコールジメチルエーテル)、クラウンエーテル(15-クラウン-5,18-クラウン-6)等が挙げられ、なかでも、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルが好ましい。
工程(33c)における反応の温度としては、0~40℃が好ましく、0~20℃がより好ましい。
工程(33c)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(33c)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、3~8時間がより好ましい。
工程(34c)における酸化は、亜塩素酸ナトリウムの存在下に、溶媒中で実施できる。
上記溶媒としては、アルコール及び水が使用できる。緩衝液として、リン酸水素二ナトリウム溶液を使用してもよい。
化合物(34c)をアルカリと接触させて、-COOHを塩型に変換してもよい。上記アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア等が挙げられ、アンモニアの水溶液を使用することが好ましい。
各工程の終了後、溶媒を留去したり、蒸留、精製等を実施したりして、得られる化合物の純度を高めてもよい。
界面活性剤(c)は、また、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
で示されるジビニルケトンと、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000097
で示される2-メチルフランとを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000098
で示される化合物(51c)を得る工程(51c)、
化合物(51c)と式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000099
で示されるフランとを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
で示される化合物(52c)を得る工程(52c)、
化合物(52c)を酸の存在下で加熱することにより、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000101
で示される化合物(53c)を得る工程(53c)、及び、
化合物(53c)を酸化させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
で示される化合物(54c)を得る工程(54c)、
を含む製造方法により、好適に製造できる。
工程(51c)において、ジビニルケトンと2-メチルフランとの反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、ジビニルケトン1モルに対して、2-メチルフランが0.5~1モルであることが好ましく、0.6~0.9モルがより好ましい。
工程(51c)における反応は、酸の存在下に実施することが好ましい。上記酸としては、酢酸、塩酸、p-トルエンスルホン酸等があげられ、なかでも、酢酸が好ましい。
工程(51c)における上記酸の使用量は、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、ジビニルケトン1モルに対して、0.1~2モルが好ましく、0.1~1モルがより好ましい。
工程(51c)における反応は、極性溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水、アセトニトリルが好ましい。
工程(51c)における反応の温度としては、20~100℃が好ましく、40~100℃がより好ましい。
工程(51c)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(51c)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、4~8時間がより好ましい。
工程(52c)において、化合物(51c)とフランとの反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(51c)1モルに対してフランが1~2モルであることが好ましく、1~1.1モルがより好ましい。
工程(52c)における反応は、酸の存在下に実施することが好ましい。上記酸としては、酢酸、塩酸、p-トルエンスルホン等があげられ、なかでも、酢酸が好ましい。
工程(52c)における上記酸の使用量は、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(51c)1モルに対して、0.1~2モルが好ましく、0.1~1モルがより好ましい。
工程(52c)における反応は、極性溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水が好ましい。
工程(52c)における反応の温度としては、20~100℃が好ましく、40~100℃がより好ましい。
工程(52c)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(52c)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、4~8時間がより好ましい。
工程(53c)では、化合物(52c)を酸の存在下で加熱することにより、フラン環を開環させる。
上記酸としては、塩酸、硫酸が好ましい。
工程(53c)における反応は、極性溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水が好ましい。
工程(53c)における反応の温度としては、50~100℃が好ましく、70~100℃がより好ましい。
工程(53c)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(53c)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、1~12時間がより好ましい。
工程(54c)における酸化は、亜塩素酸ナトリウムの存在下に、溶媒中で実施できる。
上記溶媒としては、tert-ブチルアルコール及び水が使用できる。緩衝液として、リン酸水素二ナトリウム溶液を使用してもよい。
化合物(54c)をアルカリと接触させて、-COOHを塩型に変換してもよい。上記アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア等が挙げられ、アンモニアの水溶液を使用することが好ましい。
各工程の終了後、溶媒を留去したり、蒸留、精製等を実施したりして、得られる化合物の純度を高めてもよい。
界面活性剤(c)は、また、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000103
(式中、R1cは上述のとおり、R21cは単結合又は2価の連結基である。)で示されるアルケンと、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000104
(式中、Y61cはアルキルエステル基である。)で示されるアルキンとを反応させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000105
(式中、R1c、R21c及びY61cは上述のとおりである。)で示される化合物(61c)を得る工程(61c)、及び、
化合物(61c)に、アルカリを作用させたのちに酸を作用させて、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000106
(式中、R1c及びR21cは上述のとおりである。)で示される化合物(62c)を得る工程(62c)、
を含む製造方法により、好適に製造できる。
1cにフラン環を含む場合は、例えば酸によりフラン環を開環しジカルボニル誘導体に変換してもよい。酸としては酢酸、塩酸、p-トルエンスルホン等があげられ、中でも酢酸が好ましい。
21cとしては、単結合又は炭素数1以上の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基が好ましい。
工程(61c)において、上記アルケンと上記アルキンとの反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、上記アルキン1モルに対して、上記アルケンが0.5~2モルであることが好ましく、0.6~1.2モルがより好ましい。
工程(61c)における反応は、金属触媒存在下に実施することが好ましい。上記金属としては、ルテニウム等があげられる。
工程(61c)における上記金属触媒の使用量は、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、上記アルケン1モルに対して、0.01~0.4モルが好ましく、0.05~0.1モルがより好ましい。
工程(61c)における反応は、極性溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水、アセトニトリル、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドが好ましい。
工程(61c)における反応の温度としては、20~160℃が好ましく、40~140℃がより好ましい。
工程(61c)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(61c)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、4~8時間がより好ましい。
工程(62c)において、化合物(61c)と上記アルカリとの反応割合としては、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(61c)1モルに対して上記アルカリが0.6~2モルであることが好ましく、0.8~1.1モルがより好ましい。
工程(62c)における上記酸の使用量は、収率の向上及び廃棄物の減少を考慮して、化合物(61c)1モルに対して、1.0~20.0モルが好ましく、1.0~10.0モルがより好ましい。
工程(62c)における反応は、極性溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水が好ましい。
工程(62c)における反応の温度としては、0~100℃が好ましく、20~100℃がより好ましい。
工程(62c)における反応の圧力としては、0.1~5MPaが好ましく、0.1~1MPaがより好ましい。
工程(62c)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、4~8時間がより好ましい。
化合物(62c)をアルカリと接触させて、-COOHを塩型に変換してもよい。上記アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア等が挙げられ、アンモニアの水溶液を使用することが好ましい。
各工程の終了後、溶媒を留去したり、蒸留、精製等を実施したりして、得られる化合物の純度を高めてもよい。
界面活性剤(d)について説明する。
式(d)中、R1dは、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキル基である。
上記アルキル基は、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含むこともできるし、環を形成することもできる。上記複素環としては、不飽和複素環が好ましく、含酸素不飽和複素環がより好ましく、例えば、フラン環等が挙げられる。R1dにおいて、2価の複素環が2つの炭素原子間に挿入されていてもよいし、2価の複素環が末端に位置して-C(=O)-と結合してもよいし、1価の複素環が上記アルキル基の末端に位置してもよい。
なお、本明細書において、上記アルキル基の「炭素数」には、上記複素環を構成する炭素原子の数も含めるものとする。
1dとしての上記アルキル基が有してもよい上記置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数3~10の環状のアルキル基、ヒドロキシ基が好ましく、メチル基、エチル基が特に好ましい。
1dとしての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキル基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
1dとしては、置換基を有してもよい炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は置換基を有してもよい炭素数3~10の環状のアルキル基が好ましく、カルボニル基を含まない炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はカルボニル基を含まない炭素数3~10の環状のアルキル基がより好ましく、置換基を有さない炭素数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が更に好ましく、置換基を有さない炭素数1~3の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が更により好ましく、メチル基(-CH)又はエチル基(-C)が特に好ましく、メチル基(-CH)が最も好ましい。
式(d)中、R2d及びR4dは、独立に、H又は置換基である。複数個のR2d及びR4dは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
2d及びR4dとしての上記置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は炭素数3~10の環状のアルキル基、ヒドロキシ基が好ましく、メチル基、エチル基が特に好ましい。
2d及びR4dとしての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキル基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
2d及びR4dとしての上記アルキル基としては、カルボニル基を含まない炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はカルボニル基を含まない炭素数3~10の環状のアルキル基が好ましく、カルボニル基を含まない炭素数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、置換基を有さない炭素数1~3の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が更に好ましく、メチル基(-CH)又はエチル基(-C)が特に好ましい。
2d及びR4dとしては、独立に、H又はカルボニル基を含まない炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基が好ましく、H又は置換基を有さない炭素数1~3の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、H、メチル基(-CH)又はエチル基(-C)が更により好ましく、Hが特に好ましい。
式(d)中、R3dは、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基である。R3dは、複数個存在する場合、同一でも異なっていてもよい。
上記アルキレン基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
上記アルキレン基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキレン基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
上記アルキレン基としては、置換基を有してもよい炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基又は置換基を有してもよい炭素数3~10の環状のアルキレン基が好ましく、カルボニル基を含まない炭素数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基又はカルボニル基を含まない炭素数3~10の環状のアルキレン基が好ましく、置換基を有さない炭素数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基がより好ましく、メチレン基(-CH-)、エチレン基(-C-)、イソプロピレン基(-CH(CH)CH-)又はプロピレン基(-C-)が更に好ましい。
1d、R2d、R3d及びR4dは、いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。
式(d)中、nは、1以上の整数である。nとしては、1~40の整数が好ましく、1~30の整数がより好ましく、5~25の整数が更に好ましい。
式(d)中、p及びqは、独立に、0以上の整数である。pとしては、0~10の整数が好ましく、0又は1がより好ましい。qとしては、0~10の整数が好ましく、0~5の整数がより好ましい。
n、p及びqは、合計が6以上の整数であることが好ましい。n、p及びqの合計は8以上の整数であることがより好ましい。n、p及びqの合計はまた、60以下の整数であることが好ましく、50以下の整数であることがより好ましく、40以下の整数であることが更に好ましい。
式(d)中、Aは、-SO又は-COOX(Xは、H、金属原子、NR5d 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、R5dはH又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。)である。R5dとしては、H又は炭素数1~10の有機基が好ましく、H又は炭素数1~4の有機基がより好ましい。上記金属原子としては、1、2価の金属原子が挙げられ、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。Xは金属原子又はNR5d (R5dは上記のとおり)であってよい。
としては、H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)又はNR5d が好ましく、水に溶解しやすいことから、H、Na、K、Li又はNHがより好ましく、水に更に溶解しやすいことから、Na、K又はNHが更に好ましく、Na又はNHが特に好ましく、除去が容易であることから、NHが最も好ましい。XがNHであると、上記界面活性剤の水性媒体への溶解性が優れるとともに、PTFE中又は最終製品中に金属成分が残留しにくい。
式(d)中、Lは、単結合、-CO-B-*、-OCO-B-*、-CONR6d-B-*、-NR6dCO-B-*、又は、-CO-(但し、-CO-B-、-OCO-B-、-CONR6d-B-、-NR6dCO-B-に含まれるカルボニル基を除く。)であり、Bは単結合もしくは置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、R6dは、H又は置換基を有していてもよい、炭素数1~4のアルキル基である。上記アルキレン基は、炭素数が1~5であることがより好ましい。また、上記R6dは、H又はメチル基であることがより好ましい。*は、式中のAに結合する側を指す。
Lは単結合であることが好ましい。
上記界面活性剤は、H-NMRスペクトルにおいて、ケミカルシフト2.0~5.0ppmの領域に観測される全ピーク強度の積分値が10以上であることが好ましい。
上記界面活性剤は、H-NMRスペクトルにおいて、ケミカルシフト2.0~5.0ppmの領域に観測される全ピーク強度の積分値が上記範囲内にあることが好ましい。この場合、上記界面活性剤は分子中にケトン構造を有することが好ましい。
上記界面活性剤において、上記積分値は、15以上がより好ましく、95以下が好ましく、80以下がより好ましく、70以下が更に好ましい。
上記積分値は、重水溶媒にて室温下に測定する。重水を4.79ppmとする。
上記界面活性剤(d)としては、例えば、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCOOK、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCOONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCOONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCOONa、
CHC(O)CHCHCHCHCOONa、
CHC(O)CHCHCHCOONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCOONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCOONa、
(CHCC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCOONa、
(CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCOONa、
(CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCOONa、
CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCOONa、
CHCHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCOONa、
CHCHCHCHC(O)CHCHCHCHCHCOONa、
CHCHCHCHCHC(O)CHCHCHCHCOONa、
CHCHCHCHCHCHC(O)CHCHCHCOONa、
CHCHCHCHCHCHCHC(O)CHCHCOONa、
CHCHCHCHCHCHCHCHC(O)CHCOONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHOCHCHCOONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHC(O)NHCHCOOK、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHNHC(O)CHCOOK、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHC(O)OCHCOONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHOC(O)CHCOONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHC(O)COONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHC(O)COOH、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHC(O)COOLi、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHC(O)COONH
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHC(O)COONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHC(CHCOOK、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHCHSONa、
(CHCC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHSONa、
(CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHSONa、
(CHCHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHSONa、
CHC(O)CHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHOCHCHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHC(O)NHCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHNHC(O)CHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHC(O)SONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHC(O)OCHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHOC(O)CHSONa、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHSOH、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHSOK、
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHSOLi、CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHCHSONH
CHC(O)CHCHCHCHCHCHCHCHC(CHSONa
等が挙げられる。
界面活性剤(d)は、新規化合物であり、例えば、次に例示する製造方法により製造することができる。
界面活性剤(d)は、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000107
(式中、R1d、R2d及びnは、上記のとおりである。)
で示される化合物(10d)と、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000108
(式中、R3dは、上記のとおりである。Lは、単結合、-CO-B-*、-OCO-B-*、-CONR6d-B-*、-NR6dCO-B-*、又は、-CO-(但し、-CO-B-、-OCO-B-、-CONR6d-B-、-NR6dCO-B-に含まれるカルボニル基を除く。)であり、Bは単結合もしくは置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、R6dは、H又は置換基を有していてもよい、炭素数1~4のアルキル基である。*は、式中の-S(=O)-に結合する側を指す。)で示されるサルトンとを反応させて、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000109
(式中、R1d~R3d、n及びXは、上記のとおりである。Lは、単結合、-CO-B-*、-OCO-B-*、-CONR6d-B-*、-NR6dCO-B-*、又は、-CO-(但し、-CO-B-、-OCO-B-、-CONR6d-B-、-NR6dCO-B-に含まれるカルボニル基を除く。)であり、Bは単結合もしくは置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、R6dは、H又は置換基を有していてもよい、炭素数1~4のアルキル基である。*は、式中の-OSOに結合する側を指す。)
で示される化合物(11d)を得る工程(11d)を含む製造方法により、好適に製造できる。
工程(11d)における反応は、塩基の存在下に実施できる。
上記塩基としては、水素化ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリエチルアミン等が挙げられる。上記塩基は、化合物(10d)1モルに対して、0.5~20モルの量で使用できる。
工程(11d)における反応は、溶媒中で実施できる。
上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非プロトン性極性溶媒がより好ましい。上記有機溶媒としては、エーテル、芳香族化合物、ニトリル、ハロゲン化炭化水素等が挙げられる。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記芳香族化合物としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼンが好ましい。
上記ニトリルとしては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、なかでも、アセトニトリルが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
工程(11d)における反応の温度としては、-78~150℃が好ましく、-20~100℃がより好ましい。
工程(11d)における反応の圧力としては、0~10MPaが好ましく、0~1.0MPaがより好ましい。
工程(11d)における反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
界面活性剤(d)は、また、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000110
(式中、R1d~R4d、n、p及びqは上記のとおりである。Lは、単結合、-CO-B-*、-OCO-B-*、-CONR6d-B-*、-NR6dCO-B-*、又は、-CO-(但し、-CO-B-、-OCO-B-、-CONR6d-B-、-NR6dCO-B-に含まれるカルボニル基を除く。)であり、Bは単結合もしくは置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、R6dは、H又は置換基を有していてもよい、炭素数1~4のアルキル基である。*は、式中の-CH-OHに結合する側を指す。)
で示される化合物(20d)を酸化させて、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000111
(式中、R1d~R4d、n、p、q及びXは上記のとおりである。Lは、単結合、-CO-B-*、-OCO-B-*、-CONR6d-B-*、-NR6dCO-B-*、又は、-CO-(但し、-CO-B-、-OCO-B-、-CONR6d-B-、-NR6dCO-B-に含まれるカルボニル基を除く。)であり、Bは単結合もしくは置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、R6dは、H又は置換基を有していてもよい、炭素数1~4のアルキル基である。*は、式中の-CH-COOXに結合する側を指す。)
で示される化合物(21d)を得る工程(21d)を含む製造方法により、好適に製造できる。
工程(21d)における酸化は、化合物(20d)にニトロソ化剤を作用させることにより実施できる。
上記ニトロソ化剤としては、亜硝酸ナトリウム、ニトロシル硫酸及び亜硝酸イソアミル等が使用できる。
上記ニトロソ化剤は、化合物(20d)1モルに対して、0.5~10モルの量で使用できる。
工程(21d)における酸化は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、トリフルオロ酢酸、アセトニトリル等が使用できる。
工程(21d)における酸化の温度としては、-78~200℃が好ましく、-20~100℃がより好ましい。
工程(21d)における酸化の圧力としては、0~10MPaが好ましく、0~1.0MPaがより好ましい。
工程(21d)における酸化の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~24時間がより好ましい。
化合物(10d)及び化合物(20d)は、下記式:
11d-CH=CH-Y1d-OH
(式中、R11dは、H、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は、置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキル基であり、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでも環を形成していてもよい。Y1dは、-(CR2d -又は-(CR2d -(OR3d-(CR4d -L-CH-(R2d~R4d、n、L、p及びqは、上記のとおり。Lは、単結合、-CO-B-*、-OCO-B-*、-CONR6d-B-*、-NR6dCO-B-*、又は、-CO-(但し、-CO-B-、-OCO-B-、-CONR6d-B-、-NR6dCO-B-に含まれるカルボニル基を除く。)であり、Bは単結合もしくは置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、R6dは、H又は置換基を有していてもよい、炭素数1~4のアルキル基である。*は、式中の-CH-に結合する側を指す。)である。)で示される化合物(100d)をヒドロキシ化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000112
(式中、R11d及びY1dは、上記のとおり。)で示される化合物(101d)を得る工程(101d)、及び、
化合物(101d)を酸化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000113
(式中、R11d及びY1dは、上記のとおり。)で示される化合物(102d)を得る工程(102d)を含む製造方法により製造できる。
11dとしての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
11dとしての上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキル基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
11dとしては、H、置換基を有してもよい炭素数1~9の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は、置換基を有してもよい炭素数3~9の環状のアルキル基が好ましく、H、カルボニル基を含まない炭素数1~9の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はカルボニル基を含まない炭素数3~9の環状のアルキル基がより好ましく、H、又は、置換基を有さない炭素数1~9の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基が更に好ましく、H、メチル基(-CH)又はエチル基(-C)が更により好ましく、H又はメチル基(-CH)が特に好ましく、Hが最も好ましい。
工程(101d)におけるヒドロキシ化は、例えば、(1d)酸素雰囲気中で化合物(100d)にフタロシアニン鉄(II)(Fe(Pc))及び水素化ホウ素ナトリウムを作用させる方法や、(2d)化合物(100d)にイソピノカンフェイルボラン(IpcBH)を作用させた後、得られる中間体(ジアルキルボラン)を酸化する方法により実施できる。
方法(1d)において、フタロシアニン鉄(II)の量は、触媒量であってよく、化合物(100d)1モルに対して、0.001~1.2モルの量で使用できる。
方法(1d)において、水素化ホウ素ナトリウムは、化合物(100d)1モルに対して、0.5~20モルの量で使用できる。
方法(1d)の反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、ニトリル、含窒素極性有機化合物等が挙げられる。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
上記ニトリルとしては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、なかでも、アセトニトリルが好ましい。
上記含窒素極性有機化合物としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が挙げられ、なかでも、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドンが好ましい。
方法(1d)の反応の温度としては、-78~200℃が好ましく、0~150℃がより好ましい。
方法(1d)の反応の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
方法(1d)の反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
方法(2d)において、イソピノカンフェイルボランは、化合物(100d)1モルに対して、1.0~10.0モルの量で使用できる。
化合物(100d)とイソピノカンフェイルボランとの反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられる。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
化合物(100d)とイソピノカンフェイルボランとの反応の温度としては、-78~200℃が好ましく、0~150℃がより好ましい。
化合物(100d)とイソピノカンフェイルボランとの反応の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
化合物(100d)とイソピノカンフェイルボランとの反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
方法(2d)における酸化は、上記中間体に酸化剤を作用させることにより実施できる。上記酸化剤としては、過酸化水素が挙げられる。上記酸化剤は、上記中間体1モルに対して、0.7~10モルの量で使用できる。
方法(2d)における酸化は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水、メタノール、エタノール等が挙げられ、なかでも水が好ましい。
方法(2d)における酸化の温度としては、0~100℃が好ましく、0~80℃がより好ましい。
方法(2d)における酸化の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
方法(2d)における酸化の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
工程(102d)において、化合物(101d)を酸化する方法としては、例えば、(a)ジョーンズ試薬(CrO/HSO)を用いる方法(ジョーンズ酸化)、(d)デス・マーチン・ペルヨージナン(DMP)を用いる方法(デス・マーチン酸化)、(c)クロロクロム酸ピリジニウム(PCC)を用いる方法、(d)NiCl等のニッケル化合物の存在下に漂白剤(NaOClの約5~6%水溶液)を作用させる方法、(e)Al(CH、Al[OCH(CH等のアルミニウム触媒の存在下にアルデヒド、ケトン等の水素受容体を作用させる方法(オッペナウアー酸化)が挙げられる。
工程(102d)における酸化は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水及び有機溶媒が好ましく、水、ケトン、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、ニトリル等が挙げられる。
上記ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等が挙げられ、なかでも、アセトンが好ましい。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
上記ニトリルとしては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、なかでも、アセトニトリルが好ましい。
工程(102d)における酸化の温度としては、-78~200℃が好ましく、採用する方法に応じて適宜選択することができる。
工程(102d)における酸化の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、採用する方法に応じて適宜選択することができる。
工程(102d)における酸化の時間としては、0.1~72時間が好ましく、採用する方法に応じて適宜選択することができる。
化合物(10d)及び化合物(20d)は、また、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000114
(式中、R1d及びY1dは、上記のとおり。R101dは、有機基である。)で示される化合物(200d)をオゾン分解して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000115
(式中、R1d及びY1dは、上記のとおり。)で示される化合物(201d)を得る工程(201d)を含む製造方法により製造できる。
101dとしては、炭素数1~20のアルキル基が好ましい。2個のR101dは、同一でも異なっていてもよい。
工程(201d)におけるオゾン分解は、化合物(200d)にオゾンを作用させた後、還元剤で後処理することにより実施できる。
オゾンは、酸素ガス中の無声放電によって発生させることができる。
上記後処理に用いる還元剤としては、亜鉛、ジメチルスルフィド、チオウレア、ホスフィン類等が挙げられ、なかでもホスフィン類が好ましい。
工程(201d)におけるオゾン分解は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水及び有機溶媒が好ましく、水、アルコール、カルボン酸類、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられる。
上記アルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。なかでも、メタノール、エタノールが好ましい。
上記カルボン酸類としては、酢酸、プロピオン酸等が挙げられる。なかでも、酢酸が好ましい。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
工程(201d)におけるオゾン分解の温度としては、-78~200℃が好ましく、0~150℃がより好ましい。
工程(201d)におけるオゾン分解の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
工程(201d)におけるオゾン分解の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
化合物(10d)及び化合物(20d)は、また、下記式:
21d-CH=CH-Y1d-OH
(式中、Y1dは、上記のとおり。R21dは、H、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は、置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキル基であり、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでも環を形成していてもよい。)で示される化合物(300d)をエポキシ化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000116
(式中、R21d及びY1dは、上記のとおり。)で示される化合物(301d)を得る工程(301d)、
化合物(301d)と、R22d CuLi(R22dは、置換基を有してもよい炭素数1以上の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又は置換基を有してもよい炭素数3以上の環状のアルキル基であり、炭素数が3以上の場合は1価又は2価の複素環を含んでも環を形成していてもよい。)で示されるジアルキル銅リチウムとを反応させて、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000117
(式中、R21d、R22d及びY1dは、上記のとおり。)で示される化合物(302d)を得る工程(302d)、及び、
化合物(302d)を酸化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000118
(式中、R21d、R22d及びY1dは、上記のとおり。)で示される化合物(303d)を得る工程(303d)を含む製造方法により製造できる。
21dとしての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
21dとしての上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキル基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
21dとしては、H、置換基を有してもよい炭素数1~8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は、置換基を有してもよい炭素数3~8の環状のアルキル基が好ましく、H、カルボニル基を含まない炭素数1~8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はカルボニル基を含まない炭素数3~8の環状のアルキル基がより好ましく、H、又は、置換基を有さない炭素数1~8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基が更に好ましく、H又はメチル基(-CH)が特に好ましく、Hが最も好ましい。
22dとしての上記アルキル基は、カルボニル基を含まないことが好ましい。
22dとしての上記アルキル基は、炭素原子に結合した水素原子の75%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、50%以下がハロゲン原子により置換されていてもよく、25%以下がハロゲン原子により置換されていてもよいが、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を含まない非ハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
上記アルキル基は、如何なる置換基も有していないことが好ましい。
22dとしては、置換基を有してもよい炭素数1~9の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は、置換基を有してもよい炭素数3~9の環状のアルキル基が好ましく、カルボニル基を含まない炭素数1~9の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基又はカルボニル基を含まない炭素数3~9の環状のアルキル基がより好ましく、置換基を有さない炭素数1~9の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基が更に好ましく、メチル基(-CH)又はエチル基(-C)が特に好ましく、メチル基(-CH)が最も好ましい。
2個のR22dは、同一でも異なっていてもよい。
21d及びR22dは、炭素数が合計で1~7であることが好ましく、1~2であることがより好ましく、1であることが最も好ましい。
工程(301d)におけるエポキシ化は、化合物(300d)にエポキシ化剤を作用させることにより実施できる。
上記エポキシ化剤としては、メタクロロ過安息香酸(m-CPBA)、過安息香酸、過酸化水素、tert-ブチルヒドロペルオキシド等の過酸、ジメチルジオキシラン、メチルトリフルオロメチルジオキシラン等が挙げられ、なかでも過酸が好ましく、メタクロロ過安息香酸がより好ましい。
上記エポキシ化剤は、化合物(300d)1モルに対して、0.5~10.0モルの量で使用できる。
工程(301d)におけるエポキシ化は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、ケトン、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、ニトリル、ピリジン、含窒素極性有機化合物、ジメチルスルホキシド等が挙げられ、なかでもジクロロメタンが好ましい。
上記ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等が挙げられ、なかでも、アセトンが好ましい。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
上記ニトリルとしては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、なかでも、アセトニトリルが好ましい。
上記含窒素極性有機化合物としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が挙げられ、なかでも、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドンが好ましい。
工程(301d)におけるエポキシ化の温度としては、-78~200℃が好ましく、-40~150℃がより好ましい。
工程(301d)におけるエポキシ化の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
工程(301d)におけるエポキシ化の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
工程(302d)において、上記ジアルキル銅リチウムは、化合物(301d)1モルに対して、0.5~10.0モルの量で使用できる。
工程(302d)の反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられる。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
工程(302d)の反応の温度としては、-78~200℃が好ましく、-40~150℃がより好ましい。
工程(302d)の反応の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、0.1~1.0MPaがより好ましい。
工程(302d)の反応の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
工程(303d)において、化合物(302d)を酸化する方法としては、例えば、(a)ジョーンズ試薬(CrO/HSO)を用いる方法(ジョーンズ酸化)、(d)デス・マーチン・ペルヨージナン(DMP)を用いる方法(デス・マーチン酸化)、(c)クロロクロム酸ピリジニウム(PCC)を用いる方法、(d)NiCl等のニッケル化合物の存在下に漂白剤(NaOClの約5~6%水溶液)を作用させる方法、(e)Al(CH、Al[OCH(CH等のアルミニウム触媒の存在下にアルデヒド、ケトン等の水素受容体を作用させる方法(オッペナウアー酸化)が挙げられる。
工程(303d)における酸化は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水及び有機溶媒が好ましく、水、ケトン、アルコール、エーテル、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、ニトリル等が挙げられる。
上記ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等が挙げられ、なかでも、アセトンが好ましい。
上記アルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。なかでも、メタノール、エタノールが好ましい。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
上記ニトリルとしては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、なかでも、アセトニトリルが好ましい。
工程(303d)における酸化の温度としては、-78~200℃が好ましく、採用する方法に応じて適宜選択することができる。
工程(303d)における酸化の圧力としては、0~5.0MPaが好ましく、採用する方法に応じて適宜選択することができる。
工程(303d)における酸化の時間としては、0.1~72時間が好ましく、採用する方法に応じて適宜選択することができる。
化合物(10d)及び化合物(20d)は、また、下記式:
11d-CH=CH-Y1d-OH
(式中、R11d及びY1dは、上記のとおり。)で示される化合物(100d)を酸化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000119
(式中、R11d及びY1dは、上記のとおり。)で示される化合物(401d)を得る工程(401d)を含む製造方法により製造できる。
工程(401d)における酸化は、水及びパラジウム化合物の存在下で、化合物(100d)に酸化剤を作用させることにより実施できる。
上記酸化剤としては、塩化銅、酢酸銅、シアン化銅、トリフルオロメタンチオール銅等の一価又は二価の銅塩、塩化鉄、酢酸鉄、シアン化鉄、トリフルオロメタンチオール鉄、ヘキサシアノ鉄等の鉄塩、1,4-ベンゾキノン、2,3-ジクロロ-5,6-ジシアノ-1,4-ベンゾキノン、テトラクロロ-1,2-ベンゾキノン、テトラクロロ-1,4-ベンゾキノン等のベンゾキノン類、H、MnO、KMnO、RuO、m-クロロ過安息香酸、酸素等が挙げられる。なかでも、銅塩、鉄塩、ベンゾキノン類が好ましく、塩化銅、塩化鉄、1,4-ベンゾキノンがより好ましい。
上記酸化剤は、化合物(100d)1モルに対して、0.001~10モルの量で使用できる。
上記水は、化合物(100d)1モルに対して、0.5~1000モルの量で使用できる。
上記パラジウム化合物としては、二塩化パラジウムが挙げられる。上記パラジウム化合物の量は、触媒量であってよく、化合物(100d)1モルに対して、0.0001~1.0モルの量で使用できる。
工程(401d)における酸化は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、水、エステル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、アルコール、カルボン酸類、エーテル、ハロゲン化炭化水素、含窒素極性有機化合物、ニトリル、ジメチルスルホキシド、スルホランが挙げられる。
上記エステルとしては、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA;別名1-メトキシ-2-アセトキシプロパン)等が挙げられ、なかでも、酢酸エチルが好ましい。
上記脂肪族炭化水素としては、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、ミネラルスピリット等が挙げられ、なかでも、シクロヘキサン、ヘプタンが好ましい。
上記芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられ、なかでも、ベンゼン、トルエンが好ましい。
上記アルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。
上記カルボン酸類としては、酢酸、プロピオン酸等が挙げられる。なかでも、酢酸が好ましい。
上記エーテルとしては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
上記ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等が挙げられ、なかでも、ジクロロメタン、クロロホルムが好ましい。
上記含窒素極性有機化合物としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が挙げられ、なかでも、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドンが好ましい。
上記ニトリルとしては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、なかでも、アセトニトリルが好ましい。
工程(401d)における酸化の温度としては、-78~200℃が好ましく、-20~150℃がより好ましい。
工程(401d)における酸化の圧力としては、0~10MPaが好ましく、0.1~5.0MPaがより好ましい。
工程(401d)における酸化の時間としては、0.1~72時間が好ましく、0.1~48時間がより好ましい。
界面活性剤(d)は、また、下記式:
11d-CH=CH-(CR2d -(OR3d-(CR4d -L-COOX
(式中、R2d~R4d、R11d、n、p、q及びXは、上記のとおり。Lは、単結合、-CO-B-*、-OCO-B-*、-CONR6d-B-*、-NR6dCO-B-*、又は、-CO-(但し、-CO-B-、-OCO-B-、-CONR6d-B-、-NR6dCO-B-に含まれるカルボニル基を除く。)であり、Bは単結合もしくは置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、R6dは、H又は置換基を有していてもよい、炭素数1~4のアルキル基である。上記アルキレン基は、炭素数が1~5であることがより好ましい。また、上記R6dは、H又はメチル基であることがより好ましい。*は、式中の-COOXに結合する側を指す。)で示される化合物(30d)を酸化して、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000120
(R2d~R4d、L、R11d、n、p、q及びXは、上記のとおり。)で示される化合物(31d)を得る工程(31d)を含む製造方法により製造できる。
工程(31d)における酸化は、水及びパラジウム化合物の存在下で、化合物(30d)に酸化剤を作用させることにより実施でき、工程(401d)における酸化と同様の条件が採用できる。
上述したいずれの製造方法においても、各工程の終了後、溶媒を留去したり、蒸留、精製等を実施したりして、得られる化合物の純度を高めてもよい。また、得られる化合物が-SOH、-COOH等のXがHである化合物である場合は、炭酸ナトリウム、アンモニア等のアルカリと接触させることにより、これらの基を塩型に変換できる。
本開示の製造方法においては、上記炭化水素系アニオン性界面活性剤を2種以上同時に用いてもよい。
上記重合工程は、特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤の存在下、テトラフルオロエチレンのみ、又は、テトラフルオロエチレンと変性モノマーとの重合を水性媒体中で行う工程であり、上記工程において、特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加する工程を含むことも好ましい。
特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加するとは、例えば、特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤を一括ではなく、経時的に、かつ、間断なく又は分割して、添加することである。
特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤は、例えば、上述した界面活性剤(1)、上述したカルボニル基(但し、カルボキシル基中のカルボニル基を除く)を1つ以上有する炭化水素系アニオン性界面活性剤、又は、カルボニル基(但し、カルボキシル基中のカルボニル基を除く)を1つ以上有する炭化水素系アニオン性界面活性剤にラジカル処理または酸化処理を行った炭化水素系アニオン性界面活性剤である。特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤は、上述したカルボニル基(但し、カルボキシル基中のカルボニル基を除く)を1つ以上有する炭化水素系アニオン性界面活性剤、又は、カルボニル基(但し、カルボキシル基中のカルボニル基を除く)を1つ以上有する炭化水素系アニオン性界面活性剤にラジカル処理または酸化処理を行った炭化水素系アニオン性界面活性剤であることも好ましい。
上記の方法を採用することによって、より平均一次粒子径が小さく、より安定性に優れる水性分散液を得ることができる。また、未凝析ポリマー量がより少ない水性分散液を得ることができる。
本開示はまた、特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤の存在下、テトラフルオロエチレンのみ、又は、テトラフルオロエチレンと変性モノマーとの重合を水性媒体中で行う工程、及び、上記工程において、特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加する工程を含む製造方法により得られたポリテトラフルオロエチレンを提供する。
上記製造方法において、上記特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加する工程は、水性媒体中に形成されるPTFEの濃度が0.5質量%以下であるときに、上記特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤を水性媒体中に添加するものであることが好ましい。上記特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤は、上記濃度が0.50質量%以下であるときに添加し始めることがより好ましく、0.36質量%以下であるときに添加し始めることが更に好ましく、0.30質量%以下であるときに添加し始めることが更により好ましく、0.20質量%以下であるときに添加し始めることが殊更に好ましく、0.10質量%以下であるときに添加し始めることが特に好ましく、重合開始とともに、添加し始めることが最も好ましい。上記濃度は、水性媒体及びPTFEの合計に対する濃度である。
上記の特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加する工程において、上記特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤の添加量は、水性媒体100質量%に対して0.01~10質量%であることが好ましい。より好ましい下限は0.05質量%であり、更に好ましい下限は0.1質量%であり、より好ましい上限は5質量%であり、更に好ましい上限は1質量%である。
上記の特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤の存在下、テトラフルオロエチレンのみ、又は、テトラフルオロエチレンと変性モノマーとの重合を水性媒体中で行う工程において、上記特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤の量は、多いことが好ましく、水性媒体100質量%に対して0.0001~10質量%であることが好ましい。より好ましい下限は0.001質量%であり、より好ましい上限は1質量%である。
上記特定の炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、上記一般式(1)で示される界面活性剤(1)、上記式(a)で表される界面活性剤(a)、上記式(b)で示される界面活性剤(b)、上記式(c)で示される界面活性剤(c)、上記式(d)で示される界面活性剤(d)、及び、これらの界面活性剤(a)~(d)にラジカル処理または酸化処理を行った界面活性剤、からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、上記式(a)で表される界面活性剤(a)、上記式(b)で示される界面活性剤(b)、上記式(c)で示される界面活性剤(c)、上記式(d)で示される界面活性剤(d)、及び、これらの界面活性剤(a)~(d)にラジカル処理または酸化処理を行った界面活性剤、からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましい。
本開示の製造方法において用いる炭化水素系アニオン性界面活性剤は、カルボン酸型炭化水素系界面活性剤であることも好ましい。カルボン酸型炭化水素系界面活性剤は、硫酸エステル系の界面活性剤と比較すると凝析完了時間が短くなる傾向にある。しかし、本開示の製造方法によれば、カルボン酸型炭化水素系界面活性剤を使用する場合であっても、長い凝析完了時間を有する水性分散液を製造することができる。
すなわち、本開示の製造方法は、炭化水素系アニオン性界面活性剤がカルボン酸型炭化水素系界面活性剤である場合に特に好適である。
上記カルボン酸型炭化水素系界面活性剤としては、通常、カルボン酸塩の親水性部分と、アルキルなどの長鎖炭化水素部分である疎水性部分とを有するアニオン性の炭化水素系界面活性剤である。具体的には、カルボキシル基又はカルボキシル基の水素原子が無機陽イオン(例えば、金属原子、アンモニウム等)で置換された基を有するものであれば限定されず、例えば、上述した炭化水素系アニオン性界面活性剤の中から、カルボキシル基又はカルボキシル基の水素原子が無機陽イオンに置換された基を有する炭化水素系アニオン性界面活性剤を使用することができる。
カルボン酸型炭化水素系界面活性剤としては、脂肪族型のカルボン酸型炭化水素系界面活性剤であってもよいし、脂肪族型以外のカルボン酸型炭化水素系であってもよい。
なお、本明細書では、「脂肪族型のカルボン酸型炭化水素系界面活性剤」とは、カルボニル基(但し、カルボキシル基及びエステル基中のカルボニル基を除く)を含まないカルボン酸型の炭化水素系界面活性剤を意味する。
なお、上記エステル基は、-COO-又は-OCO-で示される基を意味する。
上記カルボン酸型の炭化水素系界面活性剤としては、例えば、上述した炭化水素系アニオン性界面活性剤の中から、カルボキシル基又はカルボキシル基の水素原子が無機陽イオンに置換された基を有する炭化水素系アニオン性界面活性剤を使用することができる。
上記重合工程及び添加工程で使用してよいカルボン酸型の炭化水素系界面活性剤としては、上記界面活性剤(1)、上述した式:R6z(-L-M)によって表されるアニオン性界面活性剤、及び、上述した式:R7z(-L-M)によって表されるアニオン性界面活性剤のうち、カルボキシル基(-COOH)又はカルボキシル基の水素原子が無機陽イオン(例えば、金属原子、アンモニウム等)で置換された基を有するもの、上記化合物(α)、上記界面活性剤(1-0A)、並びに、これらの界面活性剤にラジカル処理または酸化処理を行ったものからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。上記カルボン酸型の炭化水素系界面活性剤は、1種で用いてもよいし、2種以上の混合物であってもよい。
上記化合物(α)には、上述した式:R10-COOM(式中、R10及びMは上記と同じ。)によって表されるアニオン性の炭化水素系界面活性剤(好ましくは、式(A)で表される化合物)だけでなく、上述した式:R-L-M(式中、R、L及びMは上記と同じ)によって表されるアニオン性界面活性剤、上記界面活性剤(c)及び上記界面活性剤(d)のうち、カルボキシル基(-COOH)又はカルボキシル基の水素原子が無機陽イオン(例えば、金属原子、アンモニウム等)で置換された基を有するもの等も含まれる。
上記カルボン酸型の炭化水素系界面活性剤は、上記化合物(α)が好ましく、上記式(A)で表される化合物、上記式(c)においてAが-COOXである化合物、上記式(d)においてAが-COOXである化合物、上記式(1)においてAが-COOMである化合物、上記式(1-0A)においてAが-COOMである化合物、並びに、これらの化合物にラジカル処理または酸化処理を行ったものからなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましく、上記式(A)で表される化合物及び該化合物にラジカル処理または酸化処理を行ったものからなる群より選択される少なくとも1種が更に好ましい。
特に、ラウリン酸、カプリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、及び、これらの塩、並びに、これらの化合物にラジカル処理または酸化処理を行ったものからなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、ラウリン酸及びその塩、並びに、これらの化合物にラジカル処理または酸化処理を行ったものからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、ラウリン酸の塩及びこれにラジカル処理または酸化処理を行ったものからなる群より選択される少なくとも1種がさらに好ましく、ラウリン酸ナトリウム及びこれにラジカル処理または酸化処理を行ったものからなる群より選択される少なくとも1種がさらに好ましい。上記塩としては、カルボキシル基の水素が上述した式Mの金属原子、NR101 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム、又は、置換基を有していてもよいホスホニウムであるものが挙げられるが特に限定されない。
上記カルボン酸型炭化水素系界面活性剤として好ましくは、上記一般式(1-0A)で示される界面活性剤(1-0A)、上記化合物(α)、上記式(c)で示される界面活性剤(c)、及び、上記式(d)で示される界面活性剤(d)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤としては、また、上記カルボン酸型炭化水素系界面活性剤にラジカル処理又は酸化処理を行った炭化水素系アニオン性界面活性剤も使用できる。上記カルボン酸型炭化水素系界面活性剤としては、上記化合物(α)が好ましい。
上記ラジカル処理とは、カルボン酸型炭化水素系界面活性剤にラジカルを発生させる処理であればよく、例えば、反応器に、脱イオン水、カルボン酸型炭化水素系界面活性剤を加え、反応器を密閉し、系内を窒素で置換し、反応器を昇温・昇圧した後、重合開始剤を仕込み、一定時間撹拌した後、反応器を大気圧になるまで脱圧を行い、冷却を行う処理である。上記酸化処理とは、カルボン酸型炭化水素系界面活性剤に酸化剤を添加させる処理である。酸化剤としては、例えば、酸素、オゾン、過酸化水素水、酸化マンガン(IV)、過マンガン酸カリウム、二クロム酸カリウム、硝酸、二酸化硫黄などが挙げられる。
本開示のPTFEの製造方法は、更に、炭化水素系アニオン性界面活性剤を含む水性媒体のpHを塩基性に調整する工程を含むものであってもよい。塩基性とは、pH7.1以上が好ましく、7.5以上がより好ましく、8.0以上が更に好ましく、8.5以上が特に好ましく、9.0以上がことさら好ましい。pHを塩基性に調整することにより、界面活性能力を高くすることが出来る。上記pHを調整する工程は、上記カルボン酸型炭化水素系界面活性剤にラジカル処理又は酸化処理を行う工程の前に行うものであってもよいし、後で行うものであってもよいが、後に行うことが好ましい。上記pHを調整する方法としては特に限定されないが、上記水性媒体にpH調整剤を添加する方法が挙げられる。上記pH調整剤としては、アンモニア、NaOH水溶液、水酸化カリウム水溶液、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸アンモニウム、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カリウム、グルコン酸アンモニウム等を用いることができる。上記pHは、orion社製pHメーターによって測定することができる。
上記重合工程はまた、炭化水素系アニオン性界面活性剤及び重合開始剤の存在下、pHが4.0以上の水性媒体中で重合するものであることも好ましい。pHが4.0以上の水性媒体中で行うことが好ましい。従来、ポリテトラフルオロエチレンを製造するための重合工程においては酸性を示す重合開始剤が使用されていたため、重合で使用される水性媒体のpHは4.0未満であった。本開示者等が鋭意検討したところ、意外なことに、重合に用いる水性媒体のpHを4.0以上にすることによって重合の安定性が向上し、分子量が高いポリテトラフルオロエチレンを製造することができることが見出された。
上記pHは4.0以上であればよく、4.0超が好ましく、4.5以上がより好ましく、5.0以上が更に好ましく、5.5以上が更により好ましく、6.0以上が殊更に好ましく、6.5以上が特に好ましく、7.0以上が特に好ましく、7.5以上が特に好ましく、8.0以上が特に好ましい。上記pHの上限値は特に限定されないが、例えば、13.0以下であってよい。重合槽の腐食の観点からは、12.0以下であることが好ましく、11.5以下であることがより好ましく、11.0以下であることがより好ましい。
上記pHは、pHメーターにより測定することができる。
上記水性媒体のpHを4.0以上にする方法は限定されないが、例えば、アルカリ性水溶液を使用したり、アルカリ性を示す水性分散液を使用したり、pH調整剤を使用したりすることによってpHを4.0以上にすることができるが、特に限定されるものではない。また、水性媒体に溶解させた時に酸性を示す重合開始剤を使用する場合でも、更に、水酸化ナトリウム等のアルカリ化合物を加えることでpHを4.0以上に調整することもできる。上記アルカリ化合物としては、水に溶けて電離し、OHを生じる化合物であればよく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;アルカリ土類金属の水酸化物;アンモニア;アミン等が挙げられるが、特に限定されるものではない。上記重合工程は、アルカリ化合物を水性媒体に添加する工程を含んでもよい。
上記重合工程の全ての期間において水性媒体のpHが4.0以上であってもよい。また、重合工程の中盤においてpHが4.0以上であってもよいし、重合工程の終盤でpHが4.0以上であってもよい。また、重合工程の中盤及び終盤でpHが4.0以上であってもよい。
例えば、上記重合工程において、ポリマー固形分濃度が3質量%以上である時に、水性媒体のpHが4.0以上であることが好ましい。言い換えると、上記重合工程は、炭化水素系アニオン性界面活性剤の存在下、水性媒体中でフルオロモノマーを重合してフルオロポリマーを得る工程であり、上記重合工程において、上記水性媒体は、ポリマー固形分濃度が3質量%以上である時にpHが4.0以上であることが好ましい。上記水性媒体は、ポリマー固形分濃度が5質量%以上である時にpHが4.0以上であることがより好ましく、ポリマー固形分濃度が8質量%以上である時にpHが4.0以上であることが更に好ましく、ポリマー固形分濃度が10質量%以上である時にpHが4.0以上であることが更により好ましく、ポリマー固形分濃度が15質量%以上である時にpHが4.0以上であることが殊更に好ましく、ポリマー固形分濃度が18質量%以上である時にpHが4.0以上であることが特に好ましく、20質量%以上である時にpHが4.0以上であることがより好ましく、25質量%以上である時にpHが4.0以上であることが更に好ましい。
また、上記重合工程において、ポリマー固形分濃度が25質量%となった時点から重合終了まで水性媒体のpHを4.0以上で維持するものであることが好ましく、20質量%となった時点から重合終了まで水性媒体のpHを4.0以上で維持するものであることがより好ましく、18質量%となった時点から重合終了まで水性媒体のpHを4.0以上で維持するものであることが更に好ましく、15質量%となった時点から重合終了まで水性媒体のpHを4.0以上で維持するものであることが更により好ましく、10質量%となった時点から重合終了まで水性媒体のpHを4.0以上で維持するものであることが殊更に好ましく、8質量%となった時点から重合終了まで水性媒体のpHを4.0以上で維持するものであることが特に好ましく、5質量%となった時点から重合終了まで水性媒体のpHを4.0以上で維持するものであることがより好ましく、3質量%となった時点から重合終了まで水性媒体のpHを4.0以上で維持するものであることが更に好ましい。
また、上記重合工程において、ポリマー固形分濃度が15質量%未満である時に、水性媒体のpHが4.0以上であることも好ましい。上記重合工程において、ポリマー固形分濃度が3質量%以上、15質量%未満である時に、水性媒体のpHが4.0以上であることがより好ましく、5質量%以上、15質量%未満である時に、水性媒体のpHが4.0以上であることがより好ましく、8質量%以上、15質量%未満である時に、水性媒体のpHが4.0以上であることが更に好ましく、10質量%以上、15質量%未満である時に、水性媒体のpHが4.0以上であることが更により好ましい。
また、上記重合工程において、ポリマー固形分濃度が10質量%以上、15質量%までの間、水性媒体のpHを4.0以上で維持するものであることが好ましく、8質量%以上、15質量%までの間、水性媒体のpHを4.0以上で維持するものであることがより好ましく、5質量%以上、15質量%までの間、水性媒体のpHを4.0以上で維持するものであることが更に好ましい。
上記水性媒体のpHは、いずれの場合においても、4.0超が好ましく、4.5以上がより好ましく、5.0以上が更に好ましく、5.5以上が更により好ましく、6.0以上が殊更に好ましく、6.5以上が特に好ましく、7.0以上がより好ましく、7.5以上が更に好ましく、8.0以上が更により好ましい。
上記重合工程において、重合開始の時点から、ポリマー固形分濃度が3質量%(好ましくは5質量%、より好ましくは8質量%、更に好ましくは10質量%、更により好ましくは15質量%、殊更に好ましくは18質量%、殊更により好ましくは20質量%、特に好ましくは25質量%)の時点迄の60%以上(好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上、更により好ましくは95%以上、殊更に好ましくは99%以上、特に好ましくは100%)の期間で水性媒体のpHが4.0以上であることが好ましい。
上記重合工程において、ポリマー固形分濃度が10質量%(好ましくは8質量、より好ましくは5質量%、更に好ましくは3質量%、更により好ましくは重合開始)の時点から、ポリマー固形分濃度が15質量%の時点迄の60%以上(好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上、更により好ましくは95%以上、殊更に好ましくは99%以上、特に好ましくは100%)の期間で水性媒体のpHが4.0以上であることが好ましい。
上記重合工程において、ポリマー固形分濃度が15質量%の時点から、ポリマー固形分濃度が18質量%(好ましくは20質量%、より好ましくは25質量%)の時点迄の60%以上(好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上、更により好ましくは95%以上、殊更に好ましくは99%以上、特に好ましくは100%)の期間で水性媒体のpHが4.0以上であることが好ましい。
上記重合工程において、ポリマー固形分濃度が25質量%(好ましくは20質量、より好ましくは18質量%、更に好ましくは15質量%、更により好ましくは10質量%、殊更に好ましくは8質量%、特に好ましくは5質量%、より好ましくは3質量%、更に好ましくは重合開始)の時点から、重合終了時点迄の60%以上(好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上、更により好ましくは95%以上、より好ましくは99%以上、特に好ましくは100%)の期間で水性媒体のpHが4.0以上であることが好ましい。
上記水性媒体のpHは、いずれの場合においても、4.0超が好ましく、4.5以上がより好ましく、5.0以上が更に好ましく、5.5以上が更により好ましく、6.0以上が殊更に好ましく、6.5以上が特に好ましく、7.0以上がより好ましく、7.5以上が更に好ましく、8.0以上が更により好ましい。
上記重合工程はまた、炭化水素系アニオン性界面活性剤及び重合開始剤の存在下、水性媒体中で、フルオロモノマーを重合してフルオロポリマーを得る重合工程を含み、上記炭化水素系アニオン性界面活性剤が、該炭化水素系アニオン性界面活性剤の塩を含むものであることも好ましい。言い換えると、上記重合工程における炭化水素系アニオン性界面活性剤の少なくとも一部が塩の形態である。
本開示者等が鋭意検討したところ、意外なことに、炭化水素系アニオン性界面活性剤が、炭化水素系アニオン性界面活性剤の塩を含むことによって重合の安定性が向上し、分子量が大きいフルオロポリマーを製造することができることが見出された。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤が、該炭化水素系アニオン性界面活性剤の塩を含むことは、導電率の測定により確認することができる。
炭化水素系アニオン性界面活性剤は、炭化水素系アニオン性界面活性剤の塩の濃度が、炭化水素系アニオン性界面活性剤の総質量に対して50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上が更に好ましく、80質量%以上が更により好ましく、90質量%以上が殊更に好ましく、95質量%以上が特に好ましい。
上記塩の割合は、溶液濃度と導電率により測定することができる。
上記重合工程において、上記炭化水素系アニオン性界面活性剤は、カルボン酸型の炭化水素系界面活性剤であることがより好ましい。
炭化水素系アニオン性界面活性剤の塩において、酸の水素原子を置き換える陽イオン(但し、水素原子を除く)は、例えば、金属原子、NR (Rは、各々、同一でも異なっていてもよく、H又は有機基である)、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムである。上記RはH又はアルキル基が好ましく、H又は炭素数1~10のアルキル基がより好ましく、H又は炭素数1~4のアルキル基が更に好ましい。
炭化水素系アニオン性界面活性剤の塩における上記陽イオンとしては、金属原子、又は、NR が好ましく、NR がより好ましく、NHが更に好ましい。
導電率は、温度の影響が大きく変化することから、恒温槽を用いて、サンプル液温を25℃に保ち、pHメーターのセルの温度も同じにしてから導電率を測定する。
上記重合工程は、実質的に有機酸の形態の前記炭化水素系アニオン性界面活性剤の非存在下で重合するものであることが好ましい。実質的に有機酸の形態の前記炭化水素系アニオン性界面活性剤の非存在下で重合するものであることによって、重合の安定性がより向上し、高分子量のフルオロポリマーを得ることができる。
実質的に有機酸の形態の前記炭化水素系アニオン性界面活性剤の非存在下とは、有機酸の濃度が得られた水性分散液の質量に対して、1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0.1質量%以下が更に好ましく、0.05質量%以下が殊更好ましく、0.01質量%以下が特に好ましい。
本明細書中で「有機酸」とは、酸性を示す有機化合物を意味する。有機酸としては、-COOH基を有するカルボン酸や、-SOH基を有するスルホン酸等が挙げられ、有機酸を含む水溶液のpHを調整するのが容易であるとの観点からカルボン酸が好ましい。
また、「有機酸の形態」とは、有機酸に含まれる酸性基(例えば、-COOH基、-SOH基等)のHが遊離していない形態である。
上記重合工程は、炭化水素系アニオン性界面活性剤を含む組成物を重合開始後に添加する添加工程を含むことが好ましい。上記添加工程によって、重合の安定性がより向上し、より高分子量のPTFEが得られる。
上記炭化水素系アニオン性界面活性剤は、例えば、固体(例えば、炭化水素系アニオン性界面活性剤の粉末)の形態であってもよいし、液体の形態であってもよい。
上記組成物は、炭化水素系アニオン性界面活性剤を含むものであればよく、炭化水素系アニオン性界面活性剤のみからなるものであってもよいし、炭化水素系アニオン性界面活性剤と液状媒体とを含む炭化水素系アニオン性界面活性剤の溶液又は分散体であってもよい。従って、上記添加工程は、炭化水素系界面活性剤単体又は炭化水素系アニオン性界面活性剤を含む組成物を重合開始後に添加する工程ということもできる。
炭化水素系アニオン性界面活性剤は1種類に限定されず、2種類以上の混合物であってもよい。
上記液状媒体としては、水性媒体及び有機溶媒のいずれでもよく、水性媒体及び有機溶媒を組み合わせて用いてもよい。
上記組成物として具体的には、炭化水素系アニオン性界面活性剤が水性媒体に溶解した水溶液、炭化水素系アニオン性界面活性剤が水性媒体に分散した水性分散液等が挙げられる。
上記添加工程において添加される炭化水素系アニオン性界面活性剤は、水性媒体に対して、0.0001~10質量%であることが好ましい。水性媒体に対して、より好ましくは、0.001質量%以上であり、更に好ましくは、0.01質量%以上であり、特に好ましくは、0.05質量%以上である。また、水性媒体に対して、より好ましくは5質量%以下であり、更に好ましくは、3質量%以下であり、特に好ましくは、1質量%以下である。
重合の安定性が向上し、より高分子量のPTFEが得られることから、上記組成物は、炭化水素系アニオン性界面活性剤を含み、pHが5.0以上である水溶液であることが好ましい。
上記水溶液のpHは、6.0以上がより好ましく、6.5以上が更に好ましく、7.0以上が更により好ましく、7.5以上が殊更に好ましく、8.0以上が特に好ましい。また、pHの上限は特に限定されないが、12.0以下であってよく、また、11.0以下であってもよい。
上記添加工程における炭化水素系アニオン性界面活性剤は、カルボン酸型の炭化水素系界面活性剤であることがより好ましい。
炭化水素系アニオン性界面活性剤及びカルボン酸型の炭化水素系界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、上述した炭化水素系アニオン性界面活性剤の中で例示した炭化水素系アニオン性界面活性剤及びカルボン酸型炭化水素系界面活性剤を好適に使用できる。
本開示のPTFEの製造方法は、上記炭化水素系アニオン性界面活性剤を少なくとも1種用いることによって、効率よく実施することが可能である。また、本開示のPTFEは、上記炭化水素系アニオン性界面活性剤を2種以上同時に用いて製造してもよいし、揮発性を有するもの又はPTFEからなる成形体等に残存してもよいものであれば、上記炭化水素系アニオン性界面活性剤以外の界面活性剤を同時に使用して製造してもよい。
本開示の製造方法においては、上記炭化水素アニオン性系界面活性剤、非イオン性界面活性剤以外のその他の界面活性能を有する化合物を用いてもよい。例えば、カチオン性界面活性剤、非イオン性のシロキサン界面活性剤等を用いてもよい。
カチオン性炭化水素系界面活性剤は、通常、アルキル化臭化アンモニウムなどのアルキル化ハロゲン化アンモニウムなどの正に帯電した親水性部分と、長鎖脂肪酸などの疎水性部分を有する。
非イオン性のシロキサン炭化水素系界面活性剤の親水性部分は、イオン性部分と非イオン性部分との組合せも含み得る。このような部分としては、例えば、イオン的に末端官能化されたまたはランダムに官能化されたポリエーテルまたはポリオールが挙げられる。本開示の実施に好ましいのは、非イオン性部分を有するシロキサン、すなわち、非イオン性シロキサン界面活性剤である。
また、本開示の製造方法において、上記炭化水素アニオン性系界面活性剤と、所望により用いるその他の界面活性能を有する化合物に加え、各化合物を安定化するため添加剤を使用することができる。上記添加剤としては、緩衝剤、pH調整剤、安定化助剤、分散安定剤などが挙げられる。
安定化助剤としては、パラフィンワックス、フッ素系オイル、フッ素系溶剤、シリコーンオイルなどが好ましい。安定化助剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。安定化助剤としては、パラフィンワックスがより好ましい。パラフィンワックスとしては、室温で液体でも、半固体でも、固体であってもよいが、炭素数12以上の飽和炭化水素が好ましい。パラフィンワックスの融点は、通常40~65℃が好ましく、50~65℃がより好ましい。
安定化助剤の使用量は、使用する水性媒体の質量基準で0.1~12質量%が好ましく、0.1~8質量%がより好ましい。安定化助剤は十分に疎水的で、TFEの重合後にPTFE水性乳化液と完全に分離されて、コンタミ成分とならないことが望ましい。
上記製造方法における重合は、重合反応器に、水性媒体、上記核形成剤、上記炭化水素系アニオン性界面活性剤、モノマー及び必要に応じて他の添加剤を仕込み、反応器の内容物を撹拌し、そして反応器を所定の重合温度に保持し、次に所定量の重合開始剤を加え、重合反応を開始することにより行うことができる。重合反応開始後に、目的に応じて、モノマー、重合開始剤、連鎖移動剤及び上記界面活性剤等を追加添加してもよい。上記炭化水素系アニオン性界面活性剤を重合反応が開始した後に添加してもよい。
上記重合開始剤としては、上記重合温度範囲でラジカルを発生しうるものであれば特に限定されず、公知の油溶性及び/又は水溶性の重合開始剤を使用することができる。更に、還元剤等と組み合わせてレドックスとして重合を開始することもできる。上記重合開始剤の濃度は、モノマーの種類、目的とするPTFEの分子量、反応速度によって適宜決定される。
上記重合開始剤の濃度は、モノマーの種類、目的とするPTFEの分子量、反応速度によって適宜決定される。
上記重合開始剤としては、油溶性ラジカル重合開始剤、または水溶性ラジカル重合開始剤を使用できる。
油溶性ラジカル重合開始剤としては、公知の油溶性の過酸化物であってよく、たとえばジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジsec-ブチルパーオキシジカーボネートなどのジアルキルパーオキシカーボネート類、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシピバレートなどのパーオキシエステル類、ジt-ブチルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド類などが、また、ジ(ω-ハイドロ-ドデカフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(ω-ハイドロ-テトラデカフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(ω-ハイドロ-ヘキサデカフルオロノナノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロブチリル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロバレリル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロノナノイル)パーオキサイド、ジ(ω-クロロ-ヘキサフルオロブチリル)パーオキサイド、ジ(ω-クロロ-デカフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(ω-クロロ-テトラデカフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ω-ハイドロ-ドデカフルオロヘプタノイル-ω-ハイドロヘキサデカフルオロノナノイル-パーオキサイド、ω-クロロ-ヘキサフルオロブチリル-ω-クロ-デカフルオロヘキサノイル-パーオキサイド、ω-ハイドロドデカフルオロヘプタノイル-パーフルオロブチリル-パーオキサイド、ジ(ジクロロペンタフルオロブタノイル)パーオキサイド、ジ(トリクロロオクタフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(テトラクロロウンデカフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ジ(ペンタクロロテトラデカフルオロデカノイル)パーオキサイド、ジ(ウンデカクロロドトリアコンタフルオロドコサノイル)パーオキサイドのジ[パーフロロ(またはフルオロクロロ)アシル]パーオキサイド類などが代表的なものとしてあげられる。
水溶性ラジカル重合開始剤としては、公知の水溶性過酸化物であってよく、たとえば、過硫酸、過ホウ素酸、過塩素酸、過リン酸、過炭酸などのアンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、t-ブチルパーマレエート、t-ブチルハイドロパーオキサイドなどがあげられる。サルファイト類、亜硫酸塩類のような還元剤も併せて含んでもよく、その使用量は過酸化物に対して0.1~20倍であってよい。
本開示の製造方法において、重合開始剤はレドックス開始剤であることが好ましい。レドックス開始剤を用いることで得られるPTFEの分子量を高くすることができる。
例えば、30℃以下の低温で重合を実施する場合等では、重合開始剤として、酸化剤と還元剤を組み合わせるレドックス開始剤を用いるのが好ましい。
酸化剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;ジコハク酸パーオキサイド、ジグルタル酸パーオキサイド等の有機過酸化物;過マンガン酸、過マンガン酸アンモニウム、過マンガン酸のアルカリ金属塩(過マンガン酸カリウム等)、過マンガン酸のアルカリ土類金属塩等の過マンガン酸塩;三酢酸マンガン(CMnO);セリウム硝酸アンモニウム、セリウム硫酸アンモニウム等のセリウム(IV)塩;臭素酸、臭素酸アンモニウム、臭素酸のアルカリ金属塩、臭素酸のアルカリ土類金属塩等の臭素酸又はその塩等が挙げられる。
上記還元剤としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸等のジカルボン酸又はその塩;臭素酸又はその塩;ジイミン;等が挙げられる。ジカルボン酸又はその塩としては、シュウ酸又はその塩が好ましい。臭素酸又はその塩としては、臭素酸カリウムが好ましい。
開始剤の分解速度を上げるため、レドックス開始剤の組み合わせには、銅塩、鉄塩を加えることも好ましい。銅塩としては、硫酸銅(II)、鉄塩としては硫酸鉄(II)が挙げられる。
上記レドックス開始剤としては、酸化剤が、過マンガン酸又はその塩、過硫酸塩、三酢酸マンガン、セリウム(IV)塩、若しくは、臭素酸又はその塩であり、還元剤が、ジカルボン酸又はその塩、若しくは、ジイミンであることが好ましい。
より好ましくは、酸化剤が、過マンガン酸又はその塩、過硫酸塩、若しくは、臭素酸又はその塩であり、還元剤が、ジカルボン酸又はその塩である。
上記レドックス開始剤としては、例えば、過マンガン酸カリウム/シュウ酸、過硫酸アンモニウム/重亜硫酸塩/硫酸鉄(II)、過硫酸アンモニウム/亜硫酸塩/硫酸鉄(II)、過硫酸アンモニウム/亜硫酸塩、過硫酸アンモニウム/硫酸鉄(II)、三酢酸マンガン/シュウ酸、セリウム硝酸アンモニウム/シュウ酸、臭素酸塩/亜硫酸塩、臭素酸塩/重亜硫酸塩等が挙げられ、過マンガン酸カリウム/シュウ酸、過硫酸アンモニウム/亜硫酸塩/硫酸鉄(II)が好ましい。レドックス開始剤を用いる場合は、酸化剤又は還元剤のいずれかをあらかじめ重合槽に仕込み、ついでもう一方を連続的又は断続的に加えて重合を開始させてもよい。例えば、過マンガン酸カリウム/シュウ酸を用いる場合、重合槽にシュウ酸を仕込み、そこへ過マンガン酸カリウムを連続的に添加することが好ましい。
上記レドックス開始剤としては、例えば、過マンガン酸カリウム/シュウ酸、過マンガン酸カリウム/シュウ酸アンモニウム、三酢酸マンガン/シュウ酸、三酢酸マンガン/シュウ酸アンモニウム、セリウム硝酸アンモニウム/シュウ酸、セリウム硝酸アンモニウム/シュウ酸アンモニウム、臭素酸塩等が挙げられ、過マンガン酸カリウム/シュウ酸又は過マンガン酸カリウム/シュウ酸アンモニウムが好ましい。
レドックス開始剤を用いる場合は、酸化剤又は還元剤のいずれかをあらかじめ重合槽に仕込み、ついでもう一方を連続的又は断続的に加えて重合を開始させてもよい。例えば、過マンガン酸カリウム/シュウ酸を用いる場合、重合槽にシュウ酸を仕込み、そこへ過マンガン酸カリウムを連続的に添加することが好ましい。
なお、本明細書のレドックス開始剤において、「過マンガン酸カリウム/シュウ酸アンモニウム」と記載した場合、過マンガン酸カリウムとシュウ酸アンモニウムとの組合せを意味する。他の化合物においても同じである。
上記レドックス開始剤としては、レドックス開始剤水溶液のpHを4.0以上とすることができる酸化剤又は還元剤を使用することが好ましい。上記レドックス開始剤水溶液とは、酸化剤の0.50質量%濃度水溶液、または、還元剤の0.50質量%濃度水溶液を意味する。
すなわち、酸化剤の0.50質量%濃度水溶液、及び、還元剤の0.50質量%濃度水溶液の少なくとも一方のpHが4.0以上であればよく、酸化剤の0.50質量%濃度水溶液、及び、還元剤の0.50質量%濃度水溶液の両方のpHが4.0以上であることが好ましい。
上記レドックス開始剤水溶液(酸化剤の0.50質量%濃度水溶液、又は、還元剤の0.50質量%濃度水溶液)のpHは、それぞれ、5.0以上がより好ましく、5.5以上が更に好ましく、6.0以上が特に好ましい。
上記レドックス開始剤は特に、塩である酸化剤と塩である還元剤との組み合わせであることが好ましい。
例えば、上記塩である酸化剤は、過硫酸塩、過マンガン酸塩、セリウム(IV)塩及び臭素酸塩からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、過マンガン酸塩が更に好ましく、過マンガン酸カリウムが特に好ましい。
また、上記塩である還元剤は、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、グルタル酸塩及び臭素酸塩からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、シュウ酸塩が更に好ましく、シュウ酸アンモニウムが特に好ましい。
上記レドックス開始剤として具体的には、過マンガン酸カリウム/シュウ酸アンモニウム、臭素酸カリウム/亜硫酸アンモニウム、三酢酸マンガン/シュウ酸アンモニウム、及び、セリウム硝酸アンモニウム/シュウ酸アンモニウムからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、過マンガン酸カリウム/シュウ酸アンモニウム、臭素酸カリウム/亜硫酸アンモニウム、及び、セリウム硝酸アンモニウム/シュウ酸アンモニウムからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
上記重合工程でレドックス開始剤を用いることによって、得られるPTFEのSSGを小さくすることができ、延伸可能なものとすることができる。
また、上記重合工程でレドックス開始剤を用いることによって、水性分散液中に生成されるPTFEの粒子数を多くすることができる。また、PTFEの得量を高くすることもできる。
レドックス開始剤を使用する場合、重合初期に酸化剤と還元剤を一括で添加してもよいし、重合初期に還元剤を一括で添加し、酸化剤を連続して添加してもよいし、重合初期に酸化剤を一括で添加し、還元剤を連続して添加してもよいし、酸化剤と還元剤の両方を連続して添加してもよい。
重合開始剤としてレドックス開始剤を使用する場合、水性媒体に対して、酸化剤の添加量が5~10000ppmであることが好ましく、10~1000ppmであることがより好ましく、還元剤の添加量が5~10000ppmであることが好ましく、10~1000ppmであることがより好ましい。
また、上記重合工程でレドックス開始剤を用いる場合、重合温度は、100℃以下が好ましく、95℃以下がより好ましく、90℃以下が更に好ましい。また、10℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましく、30℃以上が更に好ましい。
重合開始剤の添加量は、特に限定はないが、重合速度が著しく低下しない程度の量(たとえば、数ppm対水濃度)以上を重合の初期に一括して、または逐次的に、または連続して添加すればよい。上限は、装置面から重合反応熱で除熱を行いながら、反応温度を上昇させてもよい範囲であり、より好ましい上限は、装置面から重合反応熱を除熱できる範囲である。
上記重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤を用いることもできる。ラジカル重合開始剤としては、過酸化物が好ましい。ラジカル重合開始剤としては、上述した油溶性ラジカル重合開始剤、水溶性ラジカル重合開始剤等が挙げられるが、上記水溶性ラジカル重合開始剤が好ましい。水溶性ラジカル重合開始剤としてより好ましくは、過酸化物であり、更に好ましくは、過硫酸塩や有機過酸化物、又はこれらの混合物である。過硫酸塩として、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等が挙げられる。有機過酸化物として、ジコハク酸パーオキシド、ジグルタル酸パーオキシド等が挙げられる。更により好ましくは、過硫酸アンモニウム、ジコハク酸パーオキサイドである。上記重合工程は、例えば、水性媒体に対して5ppm以上の過硫酸アンモニウムを添加するものであることが好ましく、10ppm以上がより好ましく、20ppm以上が更に好ましく、30ppm以上が更により好ましく、40ppm以上が殊更好ましく、50ppm以上が殊更より好ましく、80ppm以上が特に好ましく、100ppm以上が殊更特に好ましい。上記重合工程において、重合を開始した後に、ラジカル重合開始剤を連続的に又は断続的に加えてもよい。
上記水性媒体は、重合を行わせる反応媒体であって、水を含む液体を意味する。上記水性媒体は、水を含むものであれば特に限定されず、水と、例えば、アルコール、エーテル、ケトン等のフッ素非含有有機溶媒、及び/又は、沸点が40℃以下であるフッ素含有有機溶媒とを含むものであってもよい。
上記重合工程は、実質的に含フッ素界面活性剤の非存在下に、テトラフルオロエチレンを重合するものであることが好ましい。
従来、ポリテトラフルオロエチレンの重合には含フッ素界面活性剤が使用されてきたが、本開示の製造方法は、含フッ素界面活性剤を使用しなくてもポリテトラフルオロエチレンを得ることができる。
本明細書において「実質的に含フッ素界面活性剤の非存在下に」とは、水性媒体に対して含フッ素界面活性剤が10ppm以下であることを意味し、好ましくは1ppm以下であり、より好ましくは100ppb以下であり、更に好ましくは10ppb以下であり、更により好ましくは1ppb以下である。
上記含フッ素界面活性剤としては、アニオン性含フッ素界面活性剤等が挙げられる。
上記アニオン性含フッ素界面活性剤は、例えば、アニオン性基を除く部分の総炭素数が20以下のフッ素原子を含む界面活性剤であってよい。
上記含フッ素界面活性剤としてはまた、アニオン性部分の分子量が1000以下、より好ましくは800以下、さらに好ましくは600以下のフッ素を含む界面活性剤であってよい。
なお、上記「アニオン性部分」は、上記含フッ素界面活性剤のカチオンを除く部分を意味する。例えば、後述する式(I)で表されるF(CFn1COOMの場合には、「F(CFn1COO」の部分である。
上記含フッ素界面活性剤としてはまた、LogPOWが3.5以下の含フッ素界面活性剤が挙げられる。上記LogPOWは、1-オクタノールと水との分配係数であり、LogP[式中、Pは、含フッ素界面活性剤を含有するオクタノール/水(1:1)混合液が相分離した際のオクタノール中の含フッ素界面活性剤濃度/水中の含フッ素界面活性剤濃度比を表す]で表されるものである。
上記LogPOWは、カラム;TOSOH ODS-120Tカラム(φ4.6mm×250mm、東ソー(株)製)、溶離液;アセトニトリル/0.6質量%HClO4水=1/1(vol/vol%)、流速;1.0ml/分、サンプル量;300μL、カラム温度;40℃、検出光;UV210nmの条件で、既知のオクタノール/水分配係数を有する標準物質(ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸及びデカン酸)についてHPLCを行い、各溶出時間と既知のオクタノール/水分配係数との検量線を作成し、この検量線に基づき、試料液におけるHPLCの溶出時間から算出する。
上記含フッ素界面活性剤として具体的には、米国特許出願公開第2007/0015864号明細書、米国特許出願公開第2007/0015865号明細書、米国特許出願公開第2007/0015866号明細書、米国特許出願公開第2007/0276103号明細書、米国特許出願公開第2007/0117914号明細書、米国特許出願公開第2007/142541号明細書、米国特許出願公開第2008/0015319号明細書、米国特許第3250808号明細書、米国特許第3271341号明細書、特開2003-119204号公報、国際公開第2005/042593号、国際公開第2008/060461号、国際公開第2007/046377号、国際公開第2007/119526号、国際公開第2007/046482号、国際公開第2007/046345号、米国特許出願公開第2014/0228531号、国際公開第2013/189824号、国際公開第2013/189826号に記載されたもの等が挙げられる。
上記アニオン性含フッ素界面活性剤としては、下記一般式(N):
n0-Rfn0-Y   (N
(式中、Xn0は、H、Cl又は及びFである。Rfn0は、炭素数3~20で、鎖状、分枝鎖状または環状で、一部または全てのHがFにより置換されたアルキレン基であり、該アルキレン基は1つ以上のエーテル結合を含んでもよく、一部のHがClにより置換されていてもよい。Yはアニオン性基である。)で表される化合物が挙げられる。
のアニオン性基は、-COOM、-SOM、又は、-SOMであってよく、-COOM、又は、-SOMであってよい。
Mは、H、金属原子、NR8y 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、R8yは、H又は有機基である。
上記金属原子としては、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、例えば、Na、K又はLiである。
8yにおける有機基としてはアルキル基が好ましい。
8yとしては、H又はC1-10の有機基であってよく、H又はC1-4の有機基であってよく、H又はC1-4のアルキル基であってよい。
Mは、H、金属原子又はNR8y であってよく、H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)又はNR8y であってよく、H、Na、K、Li又はNHであってよい。
上記Rfn0は、Hの50%以上がフッ素に置換されているものであってよい。
上記一般式(N)で表される化合物としては、
下記一般式(N):
n0-(CFm1-Y   (N
(式中、Xn0は、H、Cl及びFであり、m1は3~15の整数であり、Yは、上記定義したものである。)で表される化合物、下記一般式(N):
Rfn1-O-(CF(CF)CFO)m2CFXn1-Y   (N
(式中、Rfn1は、炭素数1~5のパーフルオロアルキル基であり、m2は、0~3の整数であり、Xn1は、F又はCFであり、Yは、上記定義したものである。)で表される化合物、下記一般式(N):
Rfn2(CHm3-(Rfn3-Y  (N
(式中、Rfn2は、炭素数1~13のエーテル結合を含み得る、部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、m3は、1~3の整数であり、Rfn3は、直鎖状又は分岐状の炭素数1~3のパーフルオロアルキレン基であり、qは0又は1であり、Yは、上記定義したものである。)で表される化合物、下記一般式(N): 
Rfn4-O-(CYn1n2CF-Y   (N
(式中、Rfn4は、炭素数1~12のエーテル結合を含み得る直鎖状または分枝鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Yn1及びYn2は、同一若しくは異なって、H又はFであり、pは0又は1であり、Yは、上記定義したものである。)で表される化合物、及び、下記一般式(N):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000121
(式中、Xn2、Xn3及びXn4は、同一若しくは異なってもよく、H、F、又は、炭素数1~6のエーテル結合を含んでよい直鎖状または分岐鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基である。Rfn5は、炭素数1~3のエーテル結合を含み得る直鎖状または分岐鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキレン基であり、Lは連結基であり、Yは、上記定義したものである。但し、Xn2、Xn3、Xn4及びRfn5の合計炭素数は18以下である。)で表される化合物が挙げられる。
上記一般式(N)で表される化合物としてより具体的には、下記一般式(I)で表されるパーフルオロカルボン酸(I)、下記一般式(II)で表されるω-Hパーフルオロカルボン酸(II)、下記一般式(III)で表されるパーフルオロポリエーテルカルボン酸(III)、下記一般式(IV)で表されるパーフルオロアルキルアルキレンカルボン酸(IV)、下記一般式(V)で表されるパーフルオロアルコキシフルオロカルボン酸(V)、下記一般式(VI)で表されるパーフルオロアルキルスルホン酸(VI)、下記一般式(VII)で表されるω-Hパーフルオロスルホン酸(VII)、下記一般式(VIII)で表されるパーフルオロアルキルアルキレンスルホン酸(VIII)、下記一般式(IX)で表されるアルキルアルキレンカルボン酸(IX)、下記一般式(X)で表されるフルオロカルボン酸(X)、下記一般式(XI)で表されるアルコキシフルオロスルホン酸(XI)、下記一般式(XII)で表される化合物(XII)、下記一般式(XIII)で表される化合物(XIII)などが挙げられる。
上記パーフルオロカルボン酸(I)は、下記一般式(I)
F(CFn1COOM    (I)
(式中、n1は、3~14の整数であり、Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、Rは、H又は有機基である。)で表されるものである。
上記ω-Hパーフルオロカルボン酸(II)は、下記一般式(II)
H(CFn2COOM    (II)
(式中、n2は、4~15の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
上記パーフルオロポリエーテルカルボン酸(III)は、下記一般式(III)
Rf-O-(CF(CF)CFO)n3CF(CF)COOM    (III)
(式中、Rfは、炭素数1~5のパーフルオロアルキル基であり、n3は、0~3の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
上記パーフルオロアルキルアルキレンカルボン酸(IV)は、下記一般式(IV)
Rf(CHn4RfCOOM        (IV)
(式中、Rfは、炭素数1~5のパーフルオロアルキル基であり、Rfは、直鎖状又は分岐状の炭素数1~3のパーフルオロアルキレン基、n4は、1~3の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
上記アルコキシフルオロカルボン酸(V)は、下記一般式(V)
Rf-O-CYCF-COOM    (V)
(式中、Rfは、炭素数1~12のエーテル結合を含み得る直鎖状または分枝鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Y及びYは、同一若しくは異なって、H又はFであり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
上記パーフルオロアルキルスルホン酸(VI)は、下記一般式(VI)
F(CFn5SOM        (VI)
(式中、n5は、3~14の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
上記ω-Hパーフルオロスルホン酸(VII)は、下記一般式(VII)
H(CFn6SOM    (VII)
(式中、n6は、4~14の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
上記パーフルオロアルキルアルキレンスルホン酸(VIII)は、下記一般式(VIII)
Rf(CHn7SOM      (VIII)  
(式中、Rfは、炭素数1~13のパーフルオロアルキル基であり、n7は、1~3の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
上記アルキルアルキレンカルボン酸(IX)は、下記一般式(IX)
Rf(CHn8COOM      (IX)  
(式中、Rfは、炭素数1~13のエーテル結合を含み得る直鎖状または分岐鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、n8は、1~3の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
上記フルオロカルボン酸(X)は、下記一般式(X)
Rf-O-Rf-O-CF-COOM    (X)
(式中、Rfは、炭素数1~6のエーテル結合を含み得る直鎖状または分枝鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Rfは、炭素数1~6の直鎖状または分枝鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
上記アルコキシフルオロスルホン酸(XI)は、下記一般式(XI)
Rf-O-CYCF-SOM    (XI)
(式中、Rfは、炭素数1~12のエーテル結合を含み得る直鎖状または分枝鎖状であって、塩素を含んでもよい、部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Y及びYは、同一若しくは異なって、H又はFであり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
上記化合物(XII)は、下記一般式(XII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000122
式中、X、X及びXは、同一若しくは異なってもよく、H、F及び炭素数1~6のエーテル結合を含み得る直鎖状または分岐鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Rf10は、炭素数1~3のパーフルオロアルキレン基であり、Lは連結基であり、Yはアニオン性基である。)で表されるものである。
は、-COOM、-SOM、又は、-SOMであってよく、-SOM、又は、COOMであってよい(式中、Mは上記定義したものである。)。
Lとしては、例えば、単結合、炭素数1~10のエーテル結合を含みうる部分又は完全フッ素化されたアルキレン基が挙げられる。
上記化合物(XIII)は、下記一般式(XIII):
Rf11-O-(CFCF(CF)O)n9(CFO)n10CFCOOM   (XIII)
(式中、Rf11は、塩素を含む炭素数1~5のフルオロアルキル基であり、n9は、0~3の整数であり、n10は、0~3の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。化合物(XIII)としては、CFClO(CFCF(CF)O)n9(CFO)n10CFCOONH(平均分子量750の混合物、式中、n9およびn10は上記定義したものである。)が挙げられる。
上述したように上記アニオン性含フッ素界面活性剤としては、カルボン酸系界面活性剤、スルホン酸系界面活性剤等が挙げられる。
本開示の製造方法は、特に、核形成剤がフルオロポリエーテル、非イオン性界面活性剤、及び、連鎖移動剤からなる群より選択される少なくとも1種であり、重合温度が10~150℃であり、重合開始前、又は、水性媒体中に形成するポリテトラフルオロエチレンの濃度が5.0質量%以下、好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは1.0質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下、特に好ましくは、重合開始と同時であるときに、核形成剤を水性媒体中に添加する工程を含むものであることが好ましい。
本開示のPTFEの製造方法によりPTFE水性分散液を得ることができる。PTFE水性分散液の固形分濃度は限定されないが、例えば、1.0~70質量%であってよい。上記固形分濃度は、8.0質量%以上が好ましく、10.0質量%以上がより好ましく、また、60.0質量%以下が好ましく、50.0質量%以下がより好ましい。
本開示の製造方法において、付着量は、最終的に得られるPTFEに対して、3.0質量%以下が好ましく、2.0質量%以下が好ましく、1.0質量%以下が好ましく、0.8質量%以下が好ましく、0.7質量%以下が好ましく、0.6質量%以下が好ましい。
PTFE水性分散液の用途としては特に限定されず、水性分散液のまま適用するものとして、基材上に塗布し乾燥した後必要に応じて焼成することよりなる塗装;不織布、樹脂成形品等の多孔性支持体を含浸させ乾燥した後、好ましくは焼成することよりなる含浸;ガラス等の基材上に塗布し乾燥した後、必要に応じて水中に浸漬し、基材を剥離して薄膜を得ることよりなるキャスト製膜等が挙げられ、これら適用例としては、水性分散型塗料、テント膜、コンベアベルト、プリント基板(CCL)、電極用結着剤、電極用撥水剤等が挙げられる。
PTFE水性分散液は、公知の顔料、増粘剤、分散剤、消泡剤、凍結防止剤、成膜助剤等の配合剤を配合することにより、又は、更に他の高分子化合物を複合して、コーティング用水性塗料として用いることができる。
また添加剤用途として、電極の活物質の脱落を抑える結着剤、バインダー用途、ドリップ防止剤などのコンパウンド用途、土砂や埃等の舞い立ちを防止する塵埃抑制処理用途等に用いることができる。
PTFE水性分散液は、塵埃抑制処理剤として使用することも好ましい。上記塵埃抑制処理剤は、発塵性物質と混合し、該混合物に20~200℃の温度で圧縮-せん断作用を施すことによりPTFEをフィブリル化して発塵性物質の塵埃を抑制する方法、例えば特許第2827152号公報、特許第2538783号公報等の方法において、用いることができる。
上記PTFE水性分散液は、例えば、国際公開第2007/004250号に記載の塵埃抑制処理剤組成物に好適に用いることができ、国際公開第2007/000812号に記載の塵埃抑制処理方法にも好適に用いることができる。
上記塵埃抑制処理剤は、建材分野、土壌安定材分野、固化材分野、肥料分野、焼却灰及び有害物質の埋立処分分野、防爆分野、化粧品分野、猫砂に代表されるペット排泄用の砂等の塵埃抑制処理に好適に用いられる。
本開示のPTFEの製造方法は、更に、上述の方法で得られたPTFE水性分散液を回収する工程、PTFE水性分散液中のPTFEを凝集させる工程、凝集したPTFEを回収する工程、及び、回収したPTFEを100~250℃で乾燥させる工程、のうち、少なくとも1つの工程を含む製造方法で好適に得ることができる。このような工程を含むことにより、PTFE粉末を得ることができる。
上記水性分散液に含まれるPTFEを凝集させることにより粉末を製造できる。上記PTFEの水性分散液は、凝集、洗浄、乾燥を経て粉末として各種用途に使用することができる。上記PTFEの水性分散液に対して凝集を行う場合、通常、ポリマーラテックス等の重合により得た水性分散液を、水を用いて10~20質量%のポリマー濃度になるように希釈し、場合によっては、pHを中性又はアルカリ性に調整した後、撹拌機付きの容器中で反応中の撹拌よりも激しく撹拌して行う。上記凝集は、メタノール、アセトン等の水溶性有機化合物、硝酸カリウム、炭酸アンモニウム等の無機塩や、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸等を凝析剤として添加しながら撹拌を行ってもよい。上記凝集は、また、インラインミキサー等を使用して連続的に行ってもよい。
本開示の製造方法によって得られるPTFE水性分散液は、PTFE微粒子の平均一次粒子径が50~340nmであることが好ましく、100~340nmであることがより好ましく、130~340nmであることが更に好ましく、180~340nmであることが更により好ましく、190~340nmであることが殊更好ましく、200~340nmであることが殊更より好ましく、210~340nmが殊更好ましく、220~340nmであることが更に殊更好ましく、220~320nmであることが特に好ましく、240~320nmであることが殊更特に好ましい。
PTFE微粒子の平均一次粒子径が小さいと、PTFE水性分散液の安定性は向上する。しかしながら、安定化し過ぎると、PTFE水性分散液の濃縮や、PTFE水性分散液に攪拌剪断力を加えてPTFE微粒子を凝集し、PTFEファインパウダーを得る際に、時間や手間を要するので、生産効率が損なわれることが多い。また、PTFE微粒子の平均一次粒子径が大きいと、PTFE水性分散液の安定性が低下し、TFEの重合中での凝集物の量が増して生産性上不利であること、TFEの重合後にPTFE水性分散液を濃縮する際に、濃縮槽での多量の凝集物が発生すること、濃縮液の沈降安定性が損なわれて保存安定性が低下すること、PTFE水性分散液に攪拌剪断力を加えてPTFE微粒子を凝集し、PTFEファインパウダーを得る際に、重合槽から凝集槽に至る前に多量の凝集物が発生して配管が閉塞すること、及び、歩留まりが大幅に低下することなど、製造上多くの問題が生じる。PTFE微粒子の平均一次粒子径が上記範囲内であれば、PTFE水性分散液の安定性はその後の加工性や成形性等が低下しない程度に優れ、耐熱性等に優れた成形品等が得られ易い。
本開示の製造方法により得られるPTFE水性分散液は、後述する実施例に記載の方法により測定した凝析完了時間が、変性モノマーを入れないこと以外は全く同じ条件で重合して得られるPTFE水性乳化液の値に比して、20%以上向上し、かつ900秒以内であることが好ましく、800秒以内であることがより好ましく、700秒以内であることが好ましい。
凝析完了時間の向上が20%未満では、PTFE水性分散液の安定化の効果が不充分である。また、凝析完了時間が700秒を超えると、安定過ぎるので、PTFEファインパウダーを得るまでの凝集疎水化時間が、長くなるので生産性上不利である。
上記水性分散液は、上述した重合を行うことにより得られる水性分散液、この水性分散液を濃縮するか又は分散安定化処理して得られるディスパージョン、及び、ポリテトラフルオロエチレンからなる粉末を、上記界面活性剤の存在下に水性媒体に分散させたものの何れであってもよい。
上記水性分散液を製造する方法としてはまた、上記重合により得られた水性分散液を、(I)非イオン性界面活性剤の存在下に、陰イオン交換樹脂又は陰イオン交換樹脂及び陽イオン交換樹脂を含む混床と接触させる工程(I)、及び/又は、(II)固形分濃度が水性分散液100質量%に対して30~70質量%となるように濃縮する工程(II)により精製水性分散液を製造することができる。
非イオン性界面活性剤は、特に限定されるものではないが、後述のものを用いることができる。上記陰イオン交換樹脂は、特に限定されるものではないが、公知のものを用いることができる。また、上記陰イオン交換樹脂と接触させる方法は、公知の方法を用いることができる。
上記水性分散液を製造する方法としては、上記重合より得られた水性分散液に工程(I)を行ない、工程(I)で得られた水性分散液に工程(II)を行なって精製水性分散液を製造することができる。また、工程(I)を行なわずに、工程(II)を行ない精製水性分散液を製造することもできる。また、工程(I)及び工程(II)を繰り返し行うこともできるし、組み合わせることも可能である。
上記陰イオン交換樹脂としては、例えば、官能基として-N(CH基(Xは、Cl又はOHを表す。)を有する強塩基性陰イオン交換樹脂、-N(CH(COH)基(Xは、上記と同じ。)を有する強塩基性陰イオン交換樹脂等、公知のものが挙げられる。具体的には、国際公開第99/62858号、国際公開第03/020836号、国際公開第2004/078836号、国際公開第2013/027850号、国際公開第2014/084399号に記載されたもの等が挙げられる。
上記陽イオン交換樹脂としては特に限定されず、例えば、官能基として-SO 基を有する強酸性陽イオン交換樹脂、官能基として-COO基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂等、公知のものが挙げられるが、なかでも、除去効率の観点から、強酸性陽イオン交換樹脂が好ましく、H型の強酸性陽イオン交換樹脂がより好ましい。
上記「陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とからなる混床」としては特に限定されず、両者が同一のカラムに充填されている場合、両者がそれぞれ異なるカラムに充填されている場合、両者が水性分散液に分散している場合等を含むものである。
上記濃縮の方法としては公知の方法が採用される。具体的には、国際公開第2007/046482号、国際公開第2014/084399号に記載されたもの等が挙げられる。例えば相分離、遠心沈降、曇点濃縮、電気濃縮、電気泳動、限外ろ過を用いた濾過処理、逆浸透膜(RO膜)を用いた濾過処理、ナノ濾過処理等が挙げられる。上記濃縮は、用途に応じて、ポリテトラフルオロエチレン濃度を30~70質量%に濃縮することができる。濃縮によりディスパージョンの安定性が損なわれることがあるが、その場合は更に分散安定剤を添加してもよい。
上記分散安定剤としては、上記非イオン性界面活性剤や、その他の各種の界面活性剤を添加してもよい。
上記非イオン性界面活性剤としては、上述した核形成剤として例示した非イオン性界面活性剤と同じであり、上述した非イオン性界面活性剤を適宜採用できる。上記非イオン性界面活性剤は、芳香族部分を含まないことが好ましい。
また、非イオン性界面活性剤の曇点は、水への界面活性剤の溶解性の尺度である。本開示の水性分散液中で使用される界面活性剤は、曇点約30℃~約90℃、好ましくは約35℃~約85℃を有する。
上記分散安定剤の総量は、上記ディスパージョンの固形分に対し0.5~20質量%の濃度である。0.5質量%未満であると、分散安定性に劣る場合があり、20質量%を超えると、存在量に見合った分散効果がなく実用的でない。上記分散安定剤のより好ましい下限は2質量%であり、より好ましい上限は12質量%である。
上記の濃縮操作によって、上記界面活性剤を除去してもよい。
上記重合を行うことにより得られた水性分散液は、また、用途によっては濃縮せずに分散安定化処理して、ポットライフの長い水性分散液に調製することもできる。使用する分散安定剤としては上記と同じものを挙げることができる。
上記水性分散液の粘度を調整する目的で、あるいは顔料、フィラーなどの混和性改良の目的で、アニオン性界面活性剤を好ましく含むことができる。アニオン性界面活性剤は、経済面、環境面で問題のない範囲で適宜添加することができる。
上記アニオン性界面活性剤としては、非フッ素化アニオン性界面活性剤や含フッ素アニオン性界面活性剤が挙げられるが、フッ素を含まない非フッ素化アニオン性界面活性剤、即ち炭化水素系アニオン性界面活性剤が好ましい。
粘度を調整する目的の場合、公知のアニオン性界面活性剤であれば種類は特に限定されないが、例えば国際公開第2013/146950号や国際公開第2013/146947号に記載されているアニオン性界面活性剤を用いることができる。例えば、炭素数6~40、好ましくは炭素数8~20、より好ましくは炭素数9~13の飽和又は不飽和の脂肪族鎖を有するものが挙げられる。上記飽和又は不飽和の脂肪族鎖は、直鎖又は分岐鎖の何れであってもよく、環状構造を有するものであってもよい。上記炭化水素は、芳香族性であってもよいし、芳香族基を有するものであってもよい。上記炭化水素は、酸素、窒素、硫黄等のヘテロ原子を有するものであってもよい。
アニオン性界面活性剤としては、アルキルスルホネート、アルキルサルフェート、アルキルアリールサルフェート及びそれらの塩;脂肪族(カルボン)酸及びその塩;リン酸アルキルエステル、リン酸アルキルアリールエステル又はそれらの塩;等が挙げられるが、中でも、アルキルスルホネート、アルキルサルフェート、脂肪族カルボン酸またはそれらの塩が好ましい。
アルキルサルフェートまたはその塩としては、ラウリル硫酸アンモニウム、またはラウリル硫酸ナトリウム等が好ましい。
脂肪族カルボン酸またはその塩としては、コハク酸、デカン酸、ウンデカン酸、ウンデセン酸、ラウリン酸、ハイドロドデカン酸、またはそれらの塩が好ましい。
アニオン性界面活性剤の添加量は、アニオン性界面活性剤やその他配合剤の種類にもよるが、ポリテトラフルオロエチレンの固形分質量に対して10ppm~5000ppmであることが好ましい。
アニオン性界面活性剤の添加量の下限としては、50ppm以上がより好ましく、100ppm以上が更に好ましい。添加量が少なすぎると、粘度調整効果が乏しい。
アニオン性界面活性剤の添加量の上限としては、3000ppm以下がより好ましく、2000ppm以下が更に好ましい。添加量が多すぎると水性分散液の機械的安定性、貯蔵安定性が損なわれることがある。
上記水性分散液の粘度を調整する目的で、アニオン性界面活性剤以外に、例えば、メチルセルロース、アルミナゾル、ポリビニルアルコール、カルボキシル化ビニルポリマー等を配合することもできる。
上記水性分散液のpHを調整する目的で、アンモニア水などのpH調整剤を配合することもできる。
上記水性分散液に、必要に応じ、水性分散液の特徴を損なわない範囲でその他の水溶性高分子化合物を含有するものであってもよい。 
上記その他の水溶性高分子化合物としては特に限定されず、例えば、ポリエチレンオキサイド(分散安定剤)、ポリエチレングリコール(分散安定剤)、ポリビニルピロリドン(分散安定剤)、フェノール樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。更に、イソチアゾロン系、アゾール系、プロノポール、クロロタロニル、メチルスルホニルテトラクロルピロジン、カルベンタジム、フルオロフォルベット、二酢酸ナトリウム、ジヨードメチルパラトリルスルホンなどの防腐剤を含有してもよい。
本開示において、凝析撹拌に用いるPTFE水性分散液(以下、凝析用PTFE分散液という)は、PTFE固形分濃度が10~25質量%であることが好ましい。PTFE固形分濃度は、10~22質量%が好ましく、10~20質量%がより好ましい。PTFEファインパウダーの嵩密度を高めるには、凝析用PTFE水性分散液中のPTFE固形分濃度が高いことが好ましい。凝析用PTFE水性分散液中のPTFE固形分濃度が高いと、PTFEの一次粒子の会合度合いが高まり、PTFEの一次粒子が密に会合・凝集して造粒する。凝析用PTFE水性分散液のPTFE固形分濃度が10質量%未満であると、PTFEの一次粒子の凝集密度が疎になり易く、嵩密度の高いPTFEファインパウダーが得られ難い。一方、凝析用PTFE水性分散液中のPTFE固形分濃度が高すぎると、未凝集のPTFEが増大し、凝集排水中の未凝集のPTFE固形分濃度が増加する。凝析排水中の未凝集のPTFE固形分濃度が高いと、配管閉塞や、排水処理にコストや手間がかかる。また、PTFEファインパウダーの収率が低下する。凝析排水中の未凝集のPTFE固形分濃度は、PTFEファインパウダーの生産性の観点から低いことが好ましく、0.4質量%未満がより好ましく、0.3質量%未満が更に好ましく、0.2質量%未満が特に好ましい。凝析用PTFE水性分散液のPTFE固形分濃度が25質量%を超えると、凝析排水の未凝集のPTFE固形分濃度を0.4質量%未満にすることが困難である。
なお、上記工程lで得られるPTFE水性分散液中のPTFE固形分濃度は、およそ10~45質量%であるので、PTFE固形分濃度が高い場合は、水等の希釈溶媒を添加して10~25質量%に調整する。また、重合後のPTFE水性分散液中のPTFE固形分濃度が10~25質量%である場合は、PTFE水性分散液を、そのまま凝析用PTFE水性分散液として用いることができる。
上記凝集前や凝集中に、着色のための顔料や機械的性質を改良するための各種充填剤を添加することにより、顔料や充填剤が均一に混合した顔料入り又は充填剤入りのPTFEの粉末を得ることができる。
上記PTFEを凝集して得られた湿潤粉末の乾燥は、通常、上記湿潤粉末をあまり流動させない状態、好ましくは静置の状態を保ちながら、真空、高周波、熱風等の手段を用いて行う。粉末同士の、特に高温での摩擦は、一般にファインパウダー型のPTFEに好ましくない影響を与える。これは、この種のPTFEからなる粒子が小さな剪断力によっても簡単にフィブリル化して、元の安定な粒子構造の状態を失う性質を持っているからである。上記乾燥は、10~300℃(好ましくは10~250℃)、好ましくは100~300℃(好ましくは100~250℃)の乾燥温度で行うことができる。
上記PTFE粉末は、平均粒子径(平均二次粒子径)が100~2000μmであることが好ましい。平均二次粒子径の下限は、200μm以上であることがより好ましく、300μm以上であることが更に好ましい。平均二次粒子径の上限は1000μm以下であることが好ましく、800μm以下であることが更に好ましく、700μm以下が特に好ましい。上記平均粒子径は、JIS K 6891に準拠して測定した値である。
上記PTFE粉末は、成形用として好ましく、好適な用途としては、航空機及び自動車等の油圧系、燃料系のチューブ等が挙げられ、薬液、蒸気等のフレキシブルホース、電線被覆用途等が挙げられる。また、電池用結着剤、防塵用途としても使用できる。また、上記PTFE粉末から延伸体を製造することもできる。
上記延伸体は、例えば、本開示の製造方法、特に、上記重合工程が、炭化水素系界面活性剤及び重合開始剤の存在下、pHが4.0以上の水性媒体中で重合するもので得られるPTFEをペースト押出し圧延後、未焼成又は半焼成し、少なくとも1方向に延伸して(好ましくは、圧延方向にロール延伸し次いでテンターにより幅方向に延伸して)、製造することができる。延伸条件としては、5~1000%/秒の速度、500%以上の延伸倍率が好ましく採用される。延伸することによりPTFEは容易にフィブリル化し、結節と繊維からなる延伸体となる。
以下に、具体的な用途を例示する。
エレクトロケミカル分野
誘電材料プリプレグ、EMI遮蔽材料、伝熱材料等。より詳細には、プリント配線基板、電磁遮蔽シールド材、絶縁伝熱材料、絶縁材料等。
シール材分野
ガスケット、パッキン、ポンプダイアフラム、ポンプチューブ、航空機用シール材等。
空気濾過分野
ULPAフィルター(半導体製造用)、HEPAフィルター(病院・半導体製造用)、円筒カートリッジフィルター(産業用)、バグフィルター(産業用)、耐熱バグフィルタ-(排ガス処理用)、耐熱プリーツフィルター(排ガス処理用)、SINBRANフィルター(産業用)、触媒フィルター(排ガス処理用)、吸着剤付フィルター(HDD組込み)、吸着剤付ベントフィルター(HDD組込み用)、ベントフィルター(HDD組込み用他)、掃除機用フィルター(掃除機用)、汎用複層フェルト材、GT用カートリッジフィルター(GT向け互換品用)、クーリングフィルター(電子機器筐体用)等。
換気/内圧調整分野
凍結乾燥用の容器等の凍結乾燥用材料、電子回路やランプ向けの自動車用換気材料、容器キャップ向け等の容器用途、タブレット端末や携帯電話端末等の小型端末を含む電子機器向け等の保護換気用途、医療用換気用途等。
液濾過分野
半導体液ろ過フィルター(半導体製造用)、親水性PTFEフィルター(半導体製造用)、化学薬品向けフィルター(薬液処理用)、純水製造ライン用フィルター(純水製造用)、逆洗型液ろ過フィルター(産業排水処理用)等。
一般消費材分野
衣類、ケーブルガイド(バイク向け可動ワイヤ)、バイク用衣服、キャストライナー(医療サポーター)、掃除機フィルター、バグパイプ(楽器)、ケーブル(ギター用信号ケーブル等)、弦(弦楽器用)等。
繊維分野
PTFE繊維(繊維材料)、ミシン糸(テキスタイル)、織糸(テキスタイル)、ロープ等。
医療分野
体内埋設物(延伸品)、人工血管、カテーテル、一般手術(組織補強材料)、頭頸部製品(硬膜代替)、口内健康(組織再生医療)、整形外科(包帯)等。
つぎに本開示を実施例をあげて説明するが、本開示はかかる実施例のみに限定されるものではない。
実施例において、各物性の測定は以下の方法により行った。
(1)標準比重(SSG)
ASTM D4895-89に準拠して成形されたサンプルを用い、ASTM D 792に準拠した水置換法により測定した。
(2)熱不安定指数(TII)
ASTM D 4895-89に準拠して測定した。
(3)ポリマー固形分濃度
PTFE水性分散液1gを、送風乾燥機中で150℃、60分の条件で乾燥し、水性分散液の質量(1g)に対する、加熱残分の質量の割合を百分率で表した値を採用した。
(4)平均一次粒子径
固形分濃度約1.0質量%に調整したPTFE水性分散液を作製し、ELSZ-1000S(大塚電子株式会社製)を使用して25℃、積算70回にて測定する。溶媒(水)の屈折率は1.3328、溶媒(水)の粘度は0.8878mPa・sとした。表1の平均一次粒子径として、(4)の方法で測定した値を示す。
(4’)平均一次粒子径
PTFE水性分散液を水で固形分濃度が0.15質量%になるまで希釈し、得られた希釈ラテックスの単位長さに対する550nmの投射光の透過率と、透過型電子顕微鏡写真により定方向径を測定して決定した数基準長さ平均粒子径とを測定して、検量線を作成する。この検量線を用いて、各試料の550nmの投射光の実測透過率から平均一次粒子径を決定する。
(5)アスペクト比
固形分濃度が約1質量%となるように希釈したPTFE水性分散液を走査電子顕微鏡(SEM)で観察し、無作為に抽出した400個以上の粒子について画像処理を行い、その長径と短径の比の平均より求めた。
(6)PTFE粒子の数
PTFE粒子の数は、上記(4)の方法で測定した平均一次粒子径を直径とした球状粒子とし、球状粒子の比重を2.28とすると、ポリマー固形分濃度から計算することが出来る。一次粒子径をAnm、ポリマー固形分濃度をB質量%と置くと、PTFEの粒子の数Xは、次の式にて計算できる。
X=((B/100)/(1-B/100))/(4/3×3.14×((A/2)×10-7)^×2.28)
(7)押出圧
PTFE水性分散液から得られた粉末100gに、潤滑剤(商品名:アイソパーH(登録商標)、エクソン社製)21.7gを添加し、室温にてガラスビン中で3分間混合する。次いで、ガラスビンを、押出前少なくとも1時間、室温(25℃)に放置し、潤滑化樹脂を得る。潤滑化樹脂をオリフィス(直径2.5mm、ランド長11mm、導入角30°)を通して、室温で100:1の減速比でペースト押出し、均一なビード(beading;押出成形体)を得る。押出スピード、すなわち、ラムスピードは、20インチ/分(51cm/分)とする。押出圧は、ペースト押出において押出負荷が平衡状態になった時の負荷を測定し、ペースト押出に用いたシリンダーの断面積で除した値とする。
(8)付着量
反応終了後、得られたPTFE水性分散液を内容積6Lの攪拌機付きSUS製の反応器内部から取り出した後に、反応器、攪拌翼に付着していた湿潤PTFE凝集物を取り出し、パラフィンワックスを分離し、残った付着凝集物を150℃、18時間で乾燥した付着乾燥物の質量を測定した。また、得られたPTFE水性分散液を凝析し、凝析物を乾燥させ、乾燥した凝析粉末の質量を測定した。付着乾燥物の質量の凝析粉末に対する比率を算出し、付着量(質量%)とした。
(9)凝析完了時間
得られたPTFE水性分散液をSUS304の材質で、内径17cmの円筒状容器に、厚み2.0mm、幅2.0cm、長さ15cmのバッフルを2枚、底部から8.0cm上げて対称的に熔接して用いた。
PTFE水性分散液の固形分濃度を15%に調合して総量2700gを仕込み、温度を25±1℃に調整した。そして、内径8.0mmのシャフトに取り付けた厚み2.0mm、外径9.0cm、内径5.0cm、高さ5.0cmのアンカー翼を、底部から50mm上げて設置し、10%硝酸16gを添加して、直ちに500rpmの条件で攪拌を開始し、PTFE水性分散液が破壊されて、疎水化されたPTFEが生じるまでの時間(R)を計測し、凝析完了時間とした。凝析完了時間は、攪拌トルクが急激に減少している凝析中ゾーンと、攪拌トルクが安定している凝析完了ゾーンとの境界であり、凝析完了時の安定している攪拌トルクより5%高いトルクを示す時間とする。
図1は、凝析前後におけるPTFE水性分散液の攪拌トルクの経時変化を模式的に表した図である。凝析完了時間は図1中のRで示される時間である。
合成例1
10-ウンデセン-1-オール(16g)、1,4-ベンゾキノン(10.2g)、DMF(160mL)、水(16mL)及びPdCl(0.34g)の混合物を90℃で12時間加熱撹拌した。
その後減圧下に溶媒を留去した。得られた残渣を分液及びカラムクロマトグラフィーで精製し、11-ヒドロキシウンデカン-2-オン(15.4g)を得た。
得られた11-ヒドロキシウンデカン-2-オンのスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(CDCl) δppm:1.29-1.49(m,14H)、2.08(s,3H)、2.45(J=7.6,t,2H)、3.51(J=6.5,t,2H)
11-ヒドロキシウンデカン-2-オン(13g)、三酸化硫黄トリエチルアミン錯体(13.9g)、テトラヒドロフラン(140mL)の混合物を50℃下12時間撹拌した。ナトリウムメトキシド(3.8g)/メタノール(12mL)溶液を反応液に滴下した。
析出固体を減圧濾過し、酢酸エチルで洗浄し、10-オキソウンデシル硫酸ナトリウム(15.5g)(以下、界面活性剤Aという)を得た。得られた10-オキソウンデシル硫酸ナトリウムのスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(CDCl) δppm:1.08(J=6.8,m,10H)、1.32(m,2H)、1.45(m,2H)、1.98(s,3H)、2.33(J=7.6,t,2H)、3.83(J=6.5,t,2H)
合成例2
内容積1Lの攪拌機付きガラス製の反応器に、588.6gの脱イオン水、70.0gの界面活性剤Aを加え、反応器を密閉し、系内を窒素で置換を行い、酸素を取り除いた。反応器を90℃に昇温し、窒素で0.4MPaに昇圧する。41.4gの過硫酸アンモニウム(APS)を仕込み、3時間撹拌した。撹拌を停止し、反応器を大気圧になるまで脱圧を行ない、冷却を行ない、界面活性剤水溶液Bを得た。
実施例1
内容積6Lの攪拌機付きSUS製の反応器に、3600gの脱イオン脱気水、180gのパラフィンワックス、及び0.540gの界面活性剤Aを加え、反応器を密閉し、系内を窒素で置換を行い、酸素を取り除いた。更に、系内をTFEで置換を行ない、反応器の圧力を0.1MPaとし、反応器を90℃に昇温し、TFEを反応器に充填して、反応器を2.70MPaにする。0.36mgのポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール-ポリエチレングリコールのブロックコポリマー(平均分子量1670)を反応器に仕込んだと同時に、重合開始剤として0.031gの過硫酸アンモニア(APS)、1.488gのジコハク酸パーオキサイド(DSP)を仕込んだ。反応圧が2.70MPa一定となるようにTFEを仕込む。TFEが仕込み始めたと同時に界面活性剤水溶液Bを連続的に仕込み始めた。TFEを940g仕込んだ時に、撹拌を停止し、反応器が大気圧になるまで脱圧を行なう。反応終了までに界面活性剤水溶液Bは103g仕込んだ。内容物を反応器より取り出して、冷却後、パラフィンワックスを分離し、PTFE水性分散液を得た。
得られたPTFE水性分散液の固形分濃度は20.7質量%であり、平均一次粒子径は、260nmであった。なお、(4’)の方法で測定した平均一次粒子径は、(4)の方法で測定した値と、同じ値であった。表1の平均一次粒子径は、(4)の方法で測定した値を示す。
得られたPTFE水性分散液を脱イオン水で固形分濃度が10質量%となるように希釈して、高速撹拌条件下で凝固させた。凝固した湿潤粉末を150℃で18時間乾燥した。得られたPTFE粉末の各種物性を測定した。結果を表1及び2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000123
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000124
1、2:トルクの経時変化を表わす曲線
A:凝析前ゾーン
B:凝析中ソーン
C:凝析後ゾーン
P:分岐点
P1:粘度のピーク
P2:疎水化開始点
R:凝析完了時間

Claims (13)

  1. 核形成剤及び炭化水素系アニオン性界面活性剤の存在下に、水性媒体中でテトラフルオロエチレンを重合することによりポリテトラフルオロエチレンを得る重合工程を含み、
    重合開始時の核形成剤及び炭化水素系アニオン性界面活性剤の合計量が、水性媒体に対して50ppm超である
    ことを特徴とするポリテトラフルオロエチレンの製造方法。
  2. 核形成剤は、フルオロポリエーテル、非イオン性界面活性剤、及び、連鎖移動剤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記載の製造方法。
  3. 更に、重合開始前、又は、水性媒体中に形成するポリテトラフルオロエチレンの濃度が5.0質量%以下であるときに、核形成剤を水性媒体中に添加する工程を含む請求項1又は2記載の製造方法。
  4. 重合開始前、又は、水性媒体中に形成するポリテトラフルオロエチレンの濃度が5.0質量%以下であるときに添加する核形成剤の量は、得られるポリテトラフルオロエチレンに対して0.001質量%以上である請求項3記載の製造方法。
  5. 重合工程において、ポリテトラフルオロエチレン粒子の数が0.6×1013個/mL以上である請求項1~4のいずれかに記載の製造方法。
  6. 重合工程は、炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加する工程を含む請求項1~5のいずれかに記載の製造方法。
  7. 炭化水素系アニオン性界面活性剤を連続的に添加する工程において、水性媒体中に形成されるポリテトラフルオロエチレンの濃度が0.6質量%未満であるときに、炭化水素系アニオン性界面活性剤を水性媒体中に添加し始める請求項6記載の製造方法。
  8. 重合工程において、重合温度が10~150℃である請求項1~7のいずれかに記載の製造方法。
  9. フルオロポリエーテルは、式(1a)~(1d)で表される繰り返し単位を有するものである請求項1~8のいずれかに記載の製造方法。
    (-CFCF-CF-O-)    (1a)
    (-CF-CF-CF-O-)    (1b)
    (-CF-CF-O-)-(-CF-O-)    (1c)
    (-CF-CFCF-O-)-(-CF-O-)    (1d)
    (式(1a)~(1d)中、m及びnは1以上の整数である。)
  10. 非イオン性界面活性剤は、下記一般式(i):
    -O-A-H    (i)
    (式中、Rは、炭素数8~18の直鎖状若しくは分岐鎖状の1級又は2級アルキル基であり、Aは、ポリオキシアルキレン鎖である。)により表される化合物、及び、下記一般式(ii):
    -C-O-A-H    (ii)
    (式中、Rは、炭素数4~12の直鎖状又は分岐鎖状の1級若しくは2級のアルキル基であり、Aは、ポリオキシアルキレン鎖である。)で表される化合物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1~9のいずれかに記載の製造方法。
  11. 連鎖移動剤は、メタン、エタン、プロパン、イソブタン、メタノール、エタノール、及び、イソプロパノール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1~10のいずれかに記載の製造方法。
  12. ポリテトラフルオロエチレンは、平均一次粒子径が500nm以下である請求項1~11のいずれかに記載の製造方法。
  13. 重合開始時の炭化水素系アニオン性界面活性剤と核形成剤との質量比(炭化水素系アニオン性界面活性剤:核形成剤)が、10:1~100×10:1である請求項1~12のいずれかに記載の製造方法。
PCT/JP2019/039188 2018-10-03 2019-10-03 ポリテトラフルオロエチレンの製造方法 WO2020071504A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020551085A JP7029099B2 (ja) 2018-10-03 2019-10-03 ポリテトラフルオロエチレンの製造方法
EP19869374.9A EP3862368A4 (en) 2018-10-03 2019-10-03 Polytetrafluoroethylene production method
US17/280,940 US11952441B2 (en) 2018-10-03 2019-10-03 Polytetrafluoroethylene production method
CN201980062744.7A CN112739728B (zh) 2018-10-03 2019-10-03 聚四氟乙烯的制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-188700 2018-10-03
JP2018188700 2018-10-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020071504A1 true WO2020071504A1 (ja) 2020-04-09

Family

ID=70055695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/039188 WO2020071504A1 (ja) 2018-10-03 2019-10-03 ポリテトラフルオロエチレンの製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11952441B2 (ja)
EP (1) EP3862368A4 (ja)
JP (1) JP7029099B2 (ja)
CN (1) CN112739728B (ja)
WO (1) WO2020071504A1 (ja)

Citations (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3250808A (en) 1963-10-31 1966-05-10 Du Pont Fluorocarbon ethers derived from hexafluoropropylene epoxide
US3271341A (en) 1961-08-07 1966-09-06 Du Pont Aqueous colloidal dispersions of polymer
US3391099A (en) 1966-04-25 1968-07-02 Du Pont Polymerization process
JP2003119204A (ja) 2001-10-05 2003-04-23 Daikin Ind Ltd 含フッ素重合体ラテックスの製造方法
US6841616B2 (en) 2003-03-28 2005-01-11 Arkema Inc. Polymerization of halogen-containing monomers using siloxane surfactant
US6841594B2 (en) 2002-01-04 2005-01-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Core-shell fluoropolymer dispersions
WO2005042593A1 (ja) 2003-10-31 2005-05-12 Daikin Industries, Ltd. 含フッ素重合体水性分散体の製造方法及び含フッ素重合体水性分散体
US20070015865A1 (en) 2005-07-15 2007-01-18 3M Innovative Properties Company Aqueous emulsion polymerization of fluorinated monomers using a perfluoropolyether surfactant
US20070015864A1 (en) 2005-07-15 2007-01-18 3M Innovative Properties Company Method of making fluoropolymer dispersion
US20070015866A1 (en) 2005-07-15 2007-01-18 3M Innovative Properties Company Aqueous emulsion polymerization of fluorinated monomers using a fluorinated surfactant
WO2007046482A1 (ja) 2005-10-20 2007-04-26 Asahi Glass Company, Limited ポリテトラフルオロエチレン水性分散液およびその製品
WO2007046377A1 (ja) 2005-10-20 2007-04-26 Asahi Glass Company, Limited 溶融成形可能なフッ素樹脂の製造方法
WO2007046345A1 (ja) 2005-10-17 2007-04-26 Asahi Glass Company, Limited ポリテトラフルオロエチレン水性乳化液、それから得られるポリテトラフルオロエチレンファインパウダーおよび多孔体
US20070117914A1 (en) 2005-11-24 2007-05-24 3M Innovative Properties Company Fluorinated surfactants for use in making a fluoropolymer
US20070142541A1 (en) 2005-12-21 2007-06-21 3M Innovative Properties Company Fluorinated surfactants for making fluoropolymers
WO2007119526A1 (ja) 2006-04-14 2007-10-25 Bridgestone Corporation インラインヒータ及びその製造方法
US20070276103A1 (en) 2006-05-25 2007-11-29 3M Innovative Properties Company Fluorinated Surfactants
US20080015319A1 (en) 2006-07-13 2008-01-17 Klaus Hintzer Explosion taming surfactants for the production of perfluoropolymers
WO2008060461A1 (en) 2006-11-09 2008-05-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aqueous polymerization of fluorinated monomer using polymerization agent comprising fluoropolyether acid or salt and short chain fluorosurfactant
WO2011014715A2 (en) 2009-07-31 2011-02-03 3M Innovative Properties Company Fluoropolymer compositions containing a polyol compound and methods of making them
JP2012092285A (ja) * 2010-09-30 2012-05-17 Daikin Industries Ltd 含フッ素重合体の製造方法
WO2013042310A1 (ja) 2011-09-21 2013-03-28 パナソニック株式会社 水処理装置
WO2013042308A1 (ja) 2011-09-22 2013-03-28 パナソニック株式会社 電力調整装置及び電力調整方法
WO2013042309A1 (ja) 2011-09-22 2013-03-28 パナソニック株式会社 立体画像用撮影装置、及び立体画像用撮影方法
US8563670B2 (en) 2010-11-09 2013-10-22 E I Du Pont De Nemours And Company Nucleation in aqueous polymerization of fluoromonomer
WO2013189824A1 (en) 2012-06-20 2013-12-27 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Tetrafluoroethylene copolymers
WO2013189826A1 (en) 2012-06-20 2013-12-27 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Tetrafluoroethylene copolymers
US20140228531A1 (en) 2008-07-08 2014-08-14 Solvay Solexis S.P.A. Method for manufacturing fluoropolymers
WO2015008649A1 (ja) * 2013-07-18 2015-01-22 旭硝子株式会社 含フッ素重合体水性分散液の製造方法、含フッ素重合体水性分散液および含フッ素重合体
US9074025B2 (en) 2010-11-09 2015-07-07 The Chemours Company Fc, Llc Reducing the telogenic behavior of hydrocarbon-containing surfactants in aqueous dispersion fluoromonomer polymerization
US9255164B2 (en) 2010-11-09 2016-02-09 The Chemours Company Fc, Llc Aqueous polymerization of perfluoromonomer using hydrocarbon surfactant

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4342675A (en) * 1978-06-16 1982-08-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene
ATE512165T1 (de) * 2006-11-09 2011-06-15 Du Pont Wässrige polymerisation von fluorierten monomeren unter verwendung eines polymerisationsmittels, das fluorpolyethersäure oder -salz und kohlenwasserstofftensid umfasst
EP3000830A1 (en) 2011-08-25 2016-03-30 Daikin Industries, Ltd. Method for producing aqueous polytetrafluoroethylene dispersion
EP2927247B1 (en) 2012-11-30 2017-07-19 Daikin Industries, Ltd. Polytetrafluoroethylene aqueous dispersion, and polytetrafluoroethylene fine powder
CN109476875A (zh) 2016-06-13 2019-03-15 索尔维特殊聚合物意大利有限公司 可固化的氟弹性体组合物

Patent Citations (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3271341A (en) 1961-08-07 1966-09-06 Du Pont Aqueous colloidal dispersions of polymer
US3250808A (en) 1963-10-31 1966-05-10 Du Pont Fluorocarbon ethers derived from hexafluoropropylene epoxide
US3391099A (en) 1966-04-25 1968-07-02 Du Pont Polymerization process
JP2003119204A (ja) 2001-10-05 2003-04-23 Daikin Ind Ltd 含フッ素重合体ラテックスの製造方法
US6841594B2 (en) 2002-01-04 2005-01-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Core-shell fluoropolymer dispersions
US6841616B2 (en) 2003-03-28 2005-01-11 Arkema Inc. Polymerization of halogen-containing monomers using siloxane surfactant
WO2005042593A1 (ja) 2003-10-31 2005-05-12 Daikin Industries, Ltd. 含フッ素重合体水性分散体の製造方法及び含フッ素重合体水性分散体
US20070015865A1 (en) 2005-07-15 2007-01-18 3M Innovative Properties Company Aqueous emulsion polymerization of fluorinated monomers using a perfluoropolyether surfactant
US20070015864A1 (en) 2005-07-15 2007-01-18 3M Innovative Properties Company Method of making fluoropolymer dispersion
US20070015866A1 (en) 2005-07-15 2007-01-18 3M Innovative Properties Company Aqueous emulsion polymerization of fluorinated monomers using a fluorinated surfactant
WO2007046345A1 (ja) 2005-10-17 2007-04-26 Asahi Glass Company, Limited ポリテトラフルオロエチレン水性乳化液、それから得られるポリテトラフルオロエチレンファインパウダーおよび多孔体
WO2007046482A1 (ja) 2005-10-20 2007-04-26 Asahi Glass Company, Limited ポリテトラフルオロエチレン水性分散液およびその製品
WO2007046377A1 (ja) 2005-10-20 2007-04-26 Asahi Glass Company, Limited 溶融成形可能なフッ素樹脂の製造方法
US20070117914A1 (en) 2005-11-24 2007-05-24 3M Innovative Properties Company Fluorinated surfactants for use in making a fluoropolymer
US20070142541A1 (en) 2005-12-21 2007-06-21 3M Innovative Properties Company Fluorinated surfactants for making fluoropolymers
WO2007119526A1 (ja) 2006-04-14 2007-10-25 Bridgestone Corporation インラインヒータ及びその製造方法
US20070276103A1 (en) 2006-05-25 2007-11-29 3M Innovative Properties Company Fluorinated Surfactants
US20080015319A1 (en) 2006-07-13 2008-01-17 Klaus Hintzer Explosion taming surfactants for the production of perfluoropolymers
WO2008060461A1 (en) 2006-11-09 2008-05-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aqueous polymerization of fluorinated monomer using polymerization agent comprising fluoropolyether acid or salt and short chain fluorosurfactant
US20140228531A1 (en) 2008-07-08 2014-08-14 Solvay Solexis S.P.A. Method for manufacturing fluoropolymers
WO2011014715A2 (en) 2009-07-31 2011-02-03 3M Innovative Properties Company Fluoropolymer compositions containing a polyol compound and methods of making them
JP2012092285A (ja) * 2010-09-30 2012-05-17 Daikin Industries Ltd 含フッ素重合体の製造方法
US8563670B2 (en) 2010-11-09 2013-10-22 E I Du Pont De Nemours And Company Nucleation in aqueous polymerization of fluoromonomer
US9074025B2 (en) 2010-11-09 2015-07-07 The Chemours Company Fc, Llc Reducing the telogenic behavior of hydrocarbon-containing surfactants in aqueous dispersion fluoromonomer polymerization
US9255164B2 (en) 2010-11-09 2016-02-09 The Chemours Company Fc, Llc Aqueous polymerization of perfluoromonomer using hydrocarbon surfactant
WO2013042310A1 (ja) 2011-09-21 2013-03-28 パナソニック株式会社 水処理装置
WO2013042308A1 (ja) 2011-09-22 2013-03-28 パナソニック株式会社 電力調整装置及び電力調整方法
WO2013042309A1 (ja) 2011-09-22 2013-03-28 パナソニック株式会社 立体画像用撮影装置、及び立体画像用撮影方法
WO2013189824A1 (en) 2012-06-20 2013-12-27 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Tetrafluoroethylene copolymers
WO2013189826A1 (en) 2012-06-20 2013-12-27 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Tetrafluoroethylene copolymers
WO2015008649A1 (ja) * 2013-07-18 2015-01-22 旭硝子株式会社 含フッ素重合体水性分散液の製造方法、含フッ素重合体水性分散液および含フッ素重合体

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. APPL. POLYMER SCI., vol. 57, 1995, pages 797
R.S. M. HILL: "Silicone Surfactants", MARCEL DEKKER, INC.
ROMPP: "Lexikon Chemie", 1999, GEORG THIEME VERLAG, article "Alkyl polyglycylside"
See also references of EP3862368A4

Also Published As

Publication number Publication date
JP7029099B2 (ja) 2022-03-03
EP3862368A4 (en) 2022-06-29
CN112739728B (zh) 2023-03-10
CN112739728A (zh) 2021-04-30
JPWO2020071504A1 (ja) 2021-09-02
US20210355254A1 (en) 2021-11-18
EP3862368A1 (en) 2021-08-11
US11952441B2 (en) 2024-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7277799B2 (ja) ポリテトラフルオロエチレンの製造方法
JP7174272B2 (ja) 変性ポリテトラフルオロエチレンの製造方法及び組成物
WO2020022355A1 (ja) ポリテトラフルオロエチレン及び延伸体
JP7193747B2 (ja) フルオロポリマーの製造方法
WO2019031617A1 (ja) 精製ポリテトラフルオロエチレン水性分散液の製造方法、改質ポリテトラフルオロエチレン粉末の製造方法、ポリテトラフルオロエチレン成形体の製造方法、及び、組成物
JP7201948B2 (ja) フルオロポリマーの製造方法、ポリテトラフルオロエチレン組成物及びポリテトラフルオロエチレン粉末
JP2023082204A (ja) ポリテトラフルオロエチレンおよびその製造方法
JP2023085494A (ja) フルオロポリマー粉末の製造方法
JP2023062153A (ja) フルオロポリマー水性分散液の製造方法及びフルオロポリマー水性分散液
JP2023062152A (ja) テトラフルオロエチレン重合体の製造方法及び組成物
WO2020071504A1 (ja) ポリテトラフルオロエチレンの製造方法
JP7060826B2 (ja) ポリテトラフルオロエチレンの製造方法
WO2020218618A1 (ja) フルオロポリマー水性分散液の製造方法
JP7104354B2 (ja) 組成物、延伸体及びその製造方法
WO2022196804A1 (ja) フッ素樹脂の製造方法、フッ素樹脂および水性分散液

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19869374

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020551085

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019869374

Country of ref document: EP

Effective date: 20210503