WO2021025009A1 - オレフィン化合物の製造方法 - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
- C07C17/35—Preparation of halogenated hydrocarbons by reactions not affecting the number of carbon or of halogen atoms in the reaction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
- C07F9/50—Organo-phosphines
- C07F9/5013—Acyclic unsaturated phosphines
Definitions
- the present disclosure relates to a method for producing an olefin compound.
- R1132 (E) -1,2-difluoroethylene
- GWP global warming potential
- Non-Patent Document 1 a reaction product containing a target product can be obtained according to the following procedure (Abstract and 3.2. Reactions of olefin 1 with Pbu3). Especially 3.2.2).
- the present disclosure has been made in view of the above problems, and provides a method for producing an olefin compound using a reaction with a base, which can obtain a target product having a higher purity than the prior art. With the goal.
- X 1 and X 2 independently represent F, Cl, Br, I or H.
- W + is the same or different PR 3 or POR 3 (where R is a group having a saturated or unsaturated structure containing C and H, and may be bonded to each other to form a ring, other than C and H. A monovalent cation consisting of (may contain an atom of). The three Rs included in the R 3 may be the same or different.
- M ⁇ represents a monovalent anion composed of an atom or a compound.
- Phosphorus-containing olefin compound salt A represented by The following general formula (2)
- X 1 , X 2 , W + and M ⁇ are the same as described above.
- Y represents F, Cl, Br, I, H, an alkyl group, an alkyl ether group, a fluoroalkyl group or a fluoroalkyl ether group.
- Phosphorus-containing olefin compound salt B represented by The following general formula (3)
- X 1 and X 2 are the same as described above.
- Phosphorus-containing olefin compound salt C represented by, and the following general formula (4)
- Phosphorus-containing olefin compound salt D represented by A method for producing an olefin compound, which obtains a dephosphorylated olefin compound by reacting at least one phosphorus-containing olefin compound salt selected from the group consisting of the above with a base. A method for producing an olefin compound, wherein the reaction temperature is 50 ° C. or lower. 2.
- the phosphorus-containing olefin compound salt is at least one of the phosphorus-containing olefin compound salt A and the phosphorus-containing olefin compound salt C, and the olefin compound is the following general formula (5).
- X 1 and X 2 are the same as described above.
- the phosphorus-containing olefin compound salt is at least one of the phosphorus-containing olefin compound salt B and the phosphorus-containing olefin compound salt D, and the olefin compound is the following general formula (6).
- X 1 , X 2 and Y are the same as described above.
- the olefin compound is at least one selected from the group consisting of (E) -1,2-difluoroethylene, trifluoroethylene, 1,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,1-difluoroethylene.
- the production method according to any one of the above items 1 to 5.
- a dephosphorylated high-purity olefin compound can be produced by reacting a specific phosphorus-containing olefin compound salt with a base at a temperature of 50 ° C. or lower.
- X 1 and X 2 independently represent F, Cl, Br, I or H.
- W + is the same or different PR 3 or POR 3 (where R is a group having a saturated or unsaturated structure containing C and H, and may be bonded to each other to form a ring, other than C and H. A monovalent cation consisting of (may contain an atom of). The three Rs included in the R 3 may be the same or different.
- M ⁇ represents a monovalent anion composed of an atom or a compound.
- Phosphorus-containing olefin compound salt A represented by The following general formula (2)
- X 1 , X 2 , W + and M ⁇ are the same as described above.
- Y represents F, Cl, Br, I, H, an alkyl group, an alkyl ether group, a fluoroalkyl group or a fluoroalkyl ether group.
- Phosphorus-containing olefin compound salt B represented by The following general formula (3)
- X 1 and X 2 are the same as described above.
- Phosphorus-containing olefin compound salt C represented by, and the following general formula (4)
- Phosphorus-containing olefin compound salt D represented by A method for producing an olefin compound, which obtains a dephosphorylated olefin compound by reacting at least one phosphorus-containing olefin compound salt selected from the group consisting of the above with a base. The temperature of the reaction is 50 ° C. or lower.
- the method for producing an olefin compound of the present disclosure having the above characteristics is to produce a dephosphorylated high-purity olefin compound by reacting a specific phosphorus-containing olefin compound salt with a base at a temperature of 50 ° C. or lower. it can.
- the phosphorus-containing olefin compound salt A has the following general formula (1).
- X 1 and X 2 independently represent F, Cl, Br, I or H.
- W + is the same or different PR 3 or POR 3 (where R is a group having a saturated or unsaturated structure containing C and H, and may be bonded to each other to form a ring, other than C and H. A monovalent cation consisting of (may contain an atom of). The three Rs included in the R 3 may be the same or different.
- M ⁇ represents a monovalent anion composed of an atom or a compound. ] It is represented by.
- X 1 and X 2 independently represent F, Cl, Br, I or H. Among these, it is preferred that X 1 and X 2 when the olefin compound of the object is R1132 (E) are both F.
- W + is the same or different PR 3 or POR 3 (where R is a group having a saturated or unsaturated structure containing C and H, and may be bonded to each other to form a ring, and C and H may be formed. It shows a monovalent cation consisting of atoms other than (may contain atoms other than). That is, W + is a cation of an organic phosphine compound.
- the above R is a group having a saturated or unsaturated structure containing C and H, and may be bonded to each other to form a ring, or may contain atoms other than C and H.
- the hydrocarbon group of the skeleton of the group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an arylalkenyl group, and other carbides having a double bond or a triple bond satisfying the above requirements.
- a hydrogen group can be mentioned.
- These hydrocarbon groups may be bonded to each other to form a ring, or may have a substituent containing an atom other than C and H.
- alkyl group and the like The number of carbon atoms of the above alkyl group, alkenyl group and alkynyl group (hereinafter collectively referred to as "alkyl group and the like") is not limited.
- the alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, further preferably 1 to 6 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
- the carbon number of the alkenyl group and the alkynyl group is preferably 2 to 10, more preferably 2 to 8, further preferably 2 to 6, and most preferably 2 to 4.
- the alkyl group or the like has a cyclic structure, the number of carbon atoms thereof is preferably 4 to 12, more preferably 4 to 10, further preferably 5 to 8, and most preferably 6 to 8.
- the structure of the alkyl group or the like is not particularly limited as long as the provision of R is satisfied.
- the alkyl group or the like may be linear or may have a side chain.
- the alkyl group or the like may have a chain structure or a cyclic structure (cycloalkyl group, cycloalkenyl group or cycloalkynyl group).
- the above-mentioned alkyl group or the like may have one or more substituents containing atoms other than C and H.
- the alkyl group or the like may contain one or more atoms other than C and H in the chain structure or the cyclic structure in addition to the substituent. Examples of atoms other than C and H include one or more of O, N and S.
- alkyl group examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, and an isopentyl group.
- examples include neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group and 2-ethylhexyl group.
- Examples of the cycloalkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group and a 2-methylcyclohexyl group.
- Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group and an isopropenyl group.
- Examples of the cycloalkenyl group include a cyclohexenyl group.
- aryl group and the like The number of carbon atoms of the above aryl group, arylalkyl group and arylalkenyl group (hereinafter collectively referred to as "aryl group and the like") is not limited, but the carbon number is preferably 6 to 15, more preferably 6 to 12. 6 to 10 are more preferable.
- the structure of the aryl group or the like is not particularly limited as long as the provision of R is satisfied.
- the aryl group or the like may have one or more substituents.
- the aromatic ring contained in the aryl group or the like may have one or more substituents.
- the position of the substituent may be any of o-, m- and p-.
- the substituent include one or more of halogen atoms (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), alkyl groups, alkenyl groups, nitro groups, amino groups, hydroxyl groups and alkoxy groups.
- the positions of the substituents may be any of o-, m- and p-.
- aryl group examples include a phenyl group, a tolyl group, an ethylphenyl group, a xsilyl group, a cumenyl group, a mesityl group, a methoxyphenyl group (o-, m- and p-), and an ethoxyphenyl group (o-, m-).
- p- 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, biphenylyl group and the like.
- arylalkyl group examples include a benzyl group, a methoxybenzyl group (o-, m- and p-), an ethoxybenzyl group (o-, m- and p-), a phenethyl group and the like.
- arylalkenyl group examples include a styryl group and a cinnamyl group.
- the three Rs contained in PR 3 and POR 3 may be combined with each other to form a ring.
- the structure of the ring is not particularly limited.
- the number of ring members can usually be a 4-membered ring to a 10-membered ring, preferably a 5-membered ring to an 8-membered ring including a phosphorus atom.
- the number of members is usually a 5-membered ring or a 6-membered ring.
- the ring may contain a hetero atom (oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, etc.) in its structure.
- the ring may have other substituents.
- the ring may have an unsaturated bond in its structure.
- the three Rs contained in PR 3 and POR 3 may have the same structure or different structures.
- M ⁇ represents a monovalent anion composed of an atom or a compound.
- the atoms or compounds forming the anion are, for example, halogen ions of fluorine, chlorine, bromine or iodine; carboxyl ions such as formic acid, acetic acid and oxalic acid; methanesulfonyloxy, trifluoromethanesulfonyloxy, benzenesulfonyloxy and toluenesulfonyloxy.
- sulfonate ion antimony fluoride ion; phosphorus fluoride ion; arsenic fluoride ion; boron fluoride ion; perchlorate ion and the like.
- the target olefin compound is R1132 (E)
- it is preferably boron fluoride ion.
- the phosphorus-containing olefin compound salt B has the following general formula (2).
- X 1 , X 2 , W + and M ⁇ are the same as described above.
- Y represents F, Cl, Br, I, H, an alkyl group, an alkyl ether group, a fluoroalkyl group or a fluoroalkyl ether group. ] It is represented by.
- Y indicates F, Cl, Br, I, H, an alkyl group, an alkyl ether group, a fluoroalkyl group or a fluoroalkyl ether group.
- the alkyl group is the same as the description of R (alkyl group) of the phosphorus-containing olefin compound salt A.
- the alkyl ether group is a compound in which an oxygen atom is bonded to the R (alkyl group) of the phosphorus-containing olefin compound salt A.
- the fluoroalkyl group is a compound in which fluorine atoms are substituted on carbon atoms in any number and in any combination. Among them, a compound having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and a compound having 1 carbon atom is particularly preferable.
- the fluoroalkyl ether group is a compound in which an oxygen atom is bonded to the fluoroalkyl group.
- the phosphorus-containing olefin compound salt C has the following general formula (3).
- X 1 and X 2 are the same as described above.
- X 1 and X 2 are the same as the description of the phosphorus-containing olefinic compound salt A.
- the above R is a group having a saturated or unsaturated structure containing C and H, and may be bonded to each other to form a ring, or may contain atoms other than C and H.
- the hydrocarbon group of the skeleton of the group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an arylalkenyl group, and other carbides having a double bond or a triple bond satisfying the above requirements.
- a hydrogen group can be mentioned.
- These hydrocarbon groups may be bonded to each other to form a ring, or may have a substituent containing an atom other than C and H.
- alkyl group and the like The number of carbon atoms of the above alkyl group, alkenyl group and alkynyl group (hereinafter collectively referred to as "alkyl group and the like") is not limited.
- the alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, further preferably 1 to 6 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
- the carbon number of the alkenyl group and the alkynyl group is preferably 2 to 10, more preferably 2 to 8, further preferably 2 to 6, and most preferably 2 to 4.
- the alkyl group or the like has a cyclic structure, the number of carbon atoms thereof is preferably 4 to 12, more preferably 4 to 10, further preferably 5 to 8, and most preferably 6 to 8.
- the structure of the alkyl group or the like is not particularly limited as long as the provision of R is satisfied.
- the alkyl group or the like may be linear or may have a side chain.
- the alkyl group or the like may have a chain structure or a cyclic structure (cycloalkyl group, cycloalkenyl group or cycloalkynyl group).
- the above-mentioned alkyl group or the like may have one or more substituents containing atoms other than C and H.
- the alkyl group or the like may contain one or more atoms other than C and H in the chain structure or the cyclic structure in addition to the substituent. Examples of atoms other than C and H include one or more of O, N and S.
- alkyl group examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, and an isopentyl group.
- examples include neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group and 2-ethylhexyl group.
- Examples of the cycloalkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group and a 2-methylcyclohexyl group.
- Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group and an isopropenyl group.
- Examples of the cycloalkenyl group include a cyclohexenyl group.
- aryl group and the like The number of carbon atoms of the above aryl group, arylalkyl group and arylalkenyl group (hereinafter collectively referred to as "aryl group and the like") is not limited, but the carbon number is preferably 6 to 15, more preferably 6 to 12. 6 to 10 are more preferable.
- the structure of the aryl group or the like is not particularly limited as long as the provision of R is satisfied.
- the aryl group or the like may have one or more substituents.
- the aromatic ring contained in the aryl group or the like may have one or more substituents.
- the position of the substituent may be any of o-, m- and p-.
- the substituent include one or more of halogen atoms (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), alkyl groups, alkenyl groups, nitro groups, amino groups, hydroxyl groups and alkoxy groups.
- the positions of the substituents may be any of o-, m- and p-.
- aryl group examples include a phenyl group, a tolyl group, an ethylphenyl group, a xsilyl group, a cumenyl group, a mesityl group, a methoxyphenyl group (o-, m- and p-), and an ethoxyphenyl group (o-, m-).
- p- 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, biphenylyl group and the like.
- arylalkyl group examples include a benzyl group, a methoxybenzyl group (o-, m- and p-), an ethoxybenzyl group (o-, m- and p-), a phenethyl group and the like.
- arylalkenyl group examples include a styryl group and a cinnamyl group.
- the structure of the ring is not particularly limited.
- the number of ring members can usually be a 4-membered ring to a 10-membered ring, preferably a 5-membered ring to an 8-membered ring including a phosphorus atom.
- the number of members is usually a 5-membered ring or a 6-membered ring.
- the ring may contain a hetero atom (oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, etc.) in its structure.
- the ring may have other substituents.
- the ring may have an unsaturated bond in its structure.
- the phosphorus-containing olefin compound salt D has the following general formula (4).
- X 1 , X 2 , Y and Z are the same as the description of the phosphorus-containing olefin compound salts A and C.
- All of such phosphorus-containing olefin compound salts A to D may be those that are dephosphorylated by reacting with a base to produce the desired olefin compound.
- a base for example, the following;
- the phosphorus-containing olefin compound salt to be subjected to the reaction with the base in the production process of R1132 (E) as described above is one of the specific examples of the phosphorus-containing olefin compound salt A in the present disclosure.
- the phosphorus-containing olefin compound salt (crystal) contains (trans-2-perfluoropropoxy-1,2-difluoroete-1-nyl) (tributyl).
- the method for producing an olefin compound of the present disclosure is a method for producing an olefin compound to obtain a dephosphorylated olefin compound by reacting at least one phosphorus-containing olefin compound salt of the phosphorus-containing olefin compound salts A to D with a base.
- the temperature of the reaction is 50 ° C. or lower.
- the temperature of this reaction means that the reaction with the base is maintained at 50 ° C. or lower from the start to the end, preferably 15 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, and the upper limit is more preferably 40 ° C. or lower.
- the purity of the target product is obtained by suppressing by-products such as trifluoroethylene, pentafluoroethane (R-125) and 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R-134a).
- by-products such as trifluoroethylene, pentafluoroethane (R-125) and 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R-134a).
- the temperature of the reaction is 40 ° C. or lower, this effect can be more easily obtained.
- the pressure of the reaction is not limited, but is preferably set to 0.6 MPa or less, more preferably about ⁇ 0.1 to 0 MPa.
- the pressure in the present specification means a gauge pressure unless otherwise specified.
- the phosphorus-containing olefin compound salt when the phosphorus-containing olefin compound salt is reacted with the base, it is preferable to react the phosphorus-containing olefin compound salt with the base in a solvent or a dispersion medium in order to suppress unnecessary heat generation.
- the solvent or dispersion medium include water, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, dimethyl sulfoxide and the like.
- the base solution for example, a 20 to 48% by mass aqueous solution of various bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonia can be preferably used. By using various bases in such a concentration range (particularly 20 to 25% by mass), the heat removal efficiency of the reaction heat can be increased.
- the target olefin compound is the following general formula (5).
- the target olefin compound is the following general formula (6).
- the olefin compound of interest is (E) -1,2-difluoroethylene, trifluoroethylene, 1,3,3,3 contained in the above general formulas (5) and / or (6). At least one selected from the group consisting of -tetrafluoropropene and 1,1-difluoroethylene is preferable, and (E) -1,2-difluoroethylene (R1132 (E)) is particularly preferable.
- Example 1 100 parts by mass of the phosphorus-containing olefin compound salt represented by the following formula (7) was dispersed in 200 parts by mass of the solvent (water), and a 48% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to react. The reaction temperature was maintained in the range of 28 to 50 ° C., and the pressure in the reactor was maintained at 0 MPa or less to produce R1132 (E).
- Example 2 R1132 (E) was produced in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was maintained at 22 to 40 ° C. The results are shown in Table 1 below.
- Example 3 R1132 (E) was produced in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was maintained at 20 to 35 ° C. and the pressure inside the reactor was maintained at 0.36 MPa or less. The results are shown in Table 1 below.
- Example 4 R1132 (E) was produced in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was kept constant at 30 ° C. The results are shown in Table 1 below.
- Example 5 R1132 (E) was produced in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was maintained at 20 to 35 ° C. and a 20% aqueous ammonia solution was used. The results are shown in Table 1 below.
- Comparative Example 1 R1132 (E) was produced in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was maintained at 70 ° C. and no solvent was used. The results are shown in Table 1 below.
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Abstract
従来技術に比して純度の高い目的物を得ることができる、塩基との反応を用いたオレフィン化合物の製造方法を提供する。 具体的には、リン含有オレフィン化合物塩を塩基と反応させることにより脱リン化水素したオレフィン化合物を得るオレフィン化合物の製造方法であって、 前記反応の温度が50℃以下である、オレフィン化合物の製造方法を提供する。
Description
本開示は、オレフィン化合物の製造方法に関する。
(E)-1,2-ジフルオロエチレン(以下、「R1132(E)」と表記する)は、地球温暖化係数(GWP)が小さいため、温室効果ガスであるジフルオロメタン(R-32)、1,1,1,2,2-ペンタフルオロエタン(R-125)を代替する冷媒として注目されている。
従来、R1132(E)の製造方法としては、例えば非特許文献1において下記手順に沿って目的物を含む反応生成物が得られることが報告されている(Abstract並びに3.2. Reactions of olefin 1 with Pbu3の特に3.2.2)。
上記報告例によれば、目的物であるR1132(E)の他、シス及びトランス-1H-ノナフルオロ-2-プロピキシエテン(シス:トランス=1:5)が不純物として約16%(1.9gに対して0.3g)混在することが記載されている。
Journal of Fluorine Chemistry 123 (2003) 43-49
本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、従来技術に比して純度の高い目的物を得ることができる、塩基との反応を用いたオレフィン化合物の製造方法を提供することを目的とする。
本開示は、例えば、以下の項に記載の発明を包含する。
1.下記一般式(1)
1.下記一般式(1)
〔式中、X1及びX2は、独立してF,Cl,Br,I又はHを示す。W+は、同一又は異なってPR3又はPOR3(但しRはC及びHを含む飽和又は不飽和の構造を有する基であり、互いに結合して環を形成してもよく、C及びH以外の原子を含んでいてもよい。)からなる1価のカチオンを示す。前記R3に含まれる3つのRは、同一又は異なっていてもよい。M-は、原子又は化合物からなる1価のアニオンを示す。〕
で表されるリン含有オレフィン化合物塩A、
下記一般式(2)
で表されるリン含有オレフィン化合物塩A、
下記一般式(2)
〔式中、X1,X2,W+及びM-は、前記と同じである。Yは、F,Cl,Br,I,H,アルキル基,アルキルエーテル基,フルオロアルキル基又はフルオロアルキルエーテル基を示す。〕
で表されるリン含有オレフィン化合物塩B、
下記一般式(3)
で表されるリン含有オレフィン化合物塩B、
下記一般式(3)
〔式中、X1及びX2は、前記と同じである。Zは、同一又は異なってP(=O)(OR)2(但しRはC及びHを含む飽和又は不飽和の構造を有する基であり、互いに結合して環を形成してもよく、C及びH以外の原子を含んでいてもよい。)を示す。〕
で表されるリン含有オレフィン化合物塩C、並びに
下記一般式(4)
で表されるリン含有オレフィン化合物塩C、並びに
下記一般式(4)
〔式中、X1,X2,Y及びZは、前記と同じである。〕
で表されるリン含有オレフィン化合物塩D、
からなる群から選択される少なくとも一種のリン含有オレフィン化合物塩を塩基と反応させることにより脱リン化水素したオレフィン化合物を得るオレフィン化合物の製造方法であって、
前記反応の温度が50℃以下である、オレフィン化合物の製造方法。
2.前記反応の温度が15℃以上50℃以下である、上記項1に記載のオレフィン化合物の製造方法。
3.前記反応は、前記リン含有オレフィン化合物塩を溶媒中又は分散媒中で反応させる、上記項1又は2に記載のオレフィン化合物の製造方法。
4.前記リン含有オレフィン化合物塩がリン含有オレフィン化合物塩A及びリン含有オレフィン化合物塩Cの少なくとも一種であり、オレフィン化合物が下記一般式(5)
で表されるリン含有オレフィン化合物塩D、
からなる群から選択される少なくとも一種のリン含有オレフィン化合物塩を塩基と反応させることにより脱リン化水素したオレフィン化合物を得るオレフィン化合物の製造方法であって、
前記反応の温度が50℃以下である、オレフィン化合物の製造方法。
2.前記反応の温度が15℃以上50℃以下である、上記項1に記載のオレフィン化合物の製造方法。
3.前記反応は、前記リン含有オレフィン化合物塩を溶媒中又は分散媒中で反応させる、上記項1又は2に記載のオレフィン化合物の製造方法。
4.前記リン含有オレフィン化合物塩がリン含有オレフィン化合物塩A及びリン含有オレフィン化合物塩Cの少なくとも一種であり、オレフィン化合物が下記一般式(5)
〔式中、X1及びX2は、前記と同じである。〕
で表される、上記項1~3のいずれかに記載のオレフィン化合物の製造方法。
5.前記リン含有オレフィン化合物塩がリン含有オレフィン化合物塩B及びリン含有オレフィン化合物塩Dの少なくとも一種であり、オレフィン化合物が下記一般式(6)
で表される、上記項1~3のいずれかに記載のオレフィン化合物の製造方法。
5.前記リン含有オレフィン化合物塩がリン含有オレフィン化合物塩B及びリン含有オレフィン化合物塩Dの少なくとも一種であり、オレフィン化合物が下記一般式(6)
〔式中、X1,X2及びYは、前記と同じである。〕
で表される、上記項1~3のいずれかに記載のオレフィン化合物の製造方法。
6.前記オレフィン化合物は、(E)-1,2-ジフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン及び1,1-ジフルオロエチレンからなる群から選択される少なくとも一種である、上記項1~5のいずれかに記載の製造方法。
で表される、上記項1~3のいずれかに記載のオレフィン化合物の製造方法。
6.前記オレフィン化合物は、(E)-1,2-ジフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン及び1,1-ジフルオロエチレンからなる群から選択される少なくとも一種である、上記項1~5のいずれかに記載の製造方法。
本開示のオレフィン化合物の製造方法は、特定のリン含有オレフィン化合物塩を50℃以下の温度で塩基と反応させることにより、脱リン化水素した高純度のオレフィン化合物を製造することができる。
本開示のオレフィン化合物の製造方法は、下記一般式(1)
〔式中、X1及びX2は、独立してF,Cl,Br,I又はHを示す。W+は、同一又は異なってPR3又はPOR3(但しRはC及びHを含む飽和又は不飽和の構造を有する基であり、互いに結合して環を形成してもよく、C及びH以外の原子を含んでいてもよい。)からなる1価のカチオンを示す。前記R3に含まれる3つのRは、同一又は異なっていてもよい。M-は、原子又は化合物からなる1価のアニオンを示す。〕
で表されるリン含有オレフィン化合物塩A、
下記一般式(2)
で表されるリン含有オレフィン化合物塩A、
下記一般式(2)
〔式中、X1,X2,W+及びM-は、前記と同じである。Yは、F,Cl,Br,I,H,アルキル基,アルキルエーテル基,フルオロアルキル基又はフルオロアルキルエーテル基を示す。〕
で表されるリン含有オレフィン化合物塩B、
下記一般式(3)
で表されるリン含有オレフィン化合物塩B、
下記一般式(3)
〔式中、X1及びX2は、前記と同じである。Zは、同一又は異なってP(=O)(OR)2(但しRはC及びHを含む飽和又は不飽和の構造を有する基であり、互いに結合して環を形成してもよく、C及びH以外の原子を含んでいてもよい。)を示す。〕
で表されるリン含有オレフィン化合物塩C、並びに
下記一般式(4)
で表されるリン含有オレフィン化合物塩C、並びに
下記一般式(4)
〔式中、X1,X2,Y及びZは、前記と同じである。〕
で表されるリン含有オレフィン化合物塩D、
からなる群から選択される少なくとも一種のリン含有オレフィン化合物塩を塩基と反応させることにより脱リン化水素したオレフィン化合物を得るオレフィン化合物の製造方法であって、
前記反応の温度が50℃以下であることを特徴とする。
で表されるリン含有オレフィン化合物塩D、
からなる群から選択される少なくとも一種のリン含有オレフィン化合物塩を塩基と反応させることにより脱リン化水素したオレフィン化合物を得るオレフィン化合物の製造方法であって、
前記反応の温度が50℃以下であることを特徴とする。
上記特徴を有する本開示のオレフィン化合物の製造方法は、特定のリン含有オレフィン化合物塩を50℃以下の温度で塩基と反応させることにより、脱リン化水素した高純度のオレフィン化合物を製造することができる。
上記リン含有オレフィン化合物塩Aは、下記一般式(1)
〔式中、X1及びX2は、独立してF,Cl,Br,I又はHを示す。W+は、同一又は異なってPR3又はPOR3(但しRはC及びHを含む飽和又は不飽和の構造を有する基であり、互いに結合して環を形成してもよく、C及びH以外の原子を含んでいてもよい。)からなる1価のカチオンを示す。前記R3に含まれる3つのRは、同一又は異なっていてもよい。M-は、原子又は化合物からなる1価のアニオンを示す。〕
で表される。
で表される。
上記X1及びX2は、独立してF,Cl,Br,I又はHを示す。これらの中でも、目的物のオレフィン化合物がR1132(E)である場合にはX1及びX2は共にFであることが好ましい。
上記W+は、同一又は異なってPR3又はPOR3(但しRはC及びHを含む飽和又は不飽和の構造を有する基であり、互いに結合して環を形成してもよく、C及びH以外の原子を含んでいてもよい。)からなる1価のカチオンを示す。つまり、W+は、有機ホスフィン化合物のカチオンである。
上記RはC及びHを含む飽和又は不飽和の構造を有する基であり、互いに結合して環を形成してもよく、C及びH以外の原子を含んでいてもよい。当該基の骨格の一種の炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、その他、上記要件を満たす二重結合又は三重結合を有する炭化水素基が挙げられる。これらの炭化水素基は、互いに結合して環を形成してもよく、C及びH以外の原子を含む置換基を有していてもよい。
上記アルキル基、アルケニル基及びアルキニル基(以下、「アルキル基等」と総称する。)の炭素数は限定的ではない。なお、アルキル基の炭素数は1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~6が更に好ましく、1~4が最も好ましい。また、アルケニル基及びアルキニル基の炭素数は2~10が好ましく、2~8がより好ましく、2~6が更に好ましく、2~4が最も好ましい。上記アルキル基等が環状構造の場合には、その炭素数は4~12が好ましく、4~10がより好ましく、5~8が更に好ましく、6~8が最も好ましい。
上記アルキル基等の構造は上記Rの規定を満たす限り特に限定されない。上記アルキル基等は、直鎖状でもよく、側鎖を有していてもよい。上記アルキル基等は、鎖状構造でもよく、環状構造(シクロアルキル基、シクロアルケニル基又はシクロアルキニル基)でもよい。また、上記アルキル基等は、C及びH以外の原子を含む置換基を1種又は2種以上有していてもよい。更に、上記アルキル基等は、前記置換基以外に鎖状構造中又は環状構造中にC及びH以外の原子を1種又は2種以上含んでいてもよい。上記C及びH以外の原子としては、例えば、O、N及びSの1種又は2種以上が挙げられる。
上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基及び2-エチルヘキシル基が挙げられる。上記シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基及び2-メチルシクロヘキシル基が挙げられる。上記アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基及びイソプロペニル基が挙げられる。上記シクロアルケニル基としては、例えば、シクロヘキセニル基が挙げられる。
上記アリール基、アリールアルキル基及びアリールアルケニル基(以下、「アリール基等」と総称する。)の炭素数は限定的ではないが、炭素数は6~15が好ましく、6~12がより好ましく、6~10が更に好ましい。
上記アリール基等の構造は上記Rの規定を満たす限り特に限定されない。上記アリール基等は、置換基を1種又は2種以上を有していてもよい。例えば、上記アリール基等に含まれる芳香環は、置換基を1種又は2種以上有していてもよい。当該置換基の位置は、o-、m-及びp-のいずれでもよい。当該置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、及び臭素原子等)、アルキル基、アルケニル基、ニトロ基、アミノ基、水酸基及びアルコキシ基の1種又は2種以上が挙げられる。これらの置換基が芳香環に位置する場合、当該置換基の位置は、o-、m-及びp-のいずれでもよい。
上記アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、エチルフェニル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、メトキシフェニル基(o-、m-及びp-)、エトキシフェニル基(o-、m-及びp-)、1-ナフチル基、2-ナフチル基、ビフェニリル基等が挙げられる。上記アリールアルキル基としては、例えば、ベンジル基、メトキシベンジル基(o-、m-及びp-)、エトキシベンジル基(o-、m-及びp-)、フェネチル基等挙げられる。上記アリールアルケニル基としては、例えば、スチリル基、シンナミル基等が挙げられる。
上記PR3及びPOR3に含まれる3つのRは、互いに結合して環を形成してもよい。該環の構造には特に限定はない。例えば、その環員数は、通常、リン原子を含めて4員環~10員環、好ましくは5員環~8員環とすることができる。その環員数は通常、5員環又は6員環である。上記環は、その構造中にヘテロ原子(酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等)を含んでいてもよい。更に、上記環は、他の置換基を有していてもよい。また、上記環は、その構造中に不飽和結合を有していてもよい。
上記PR3及びPOR3に含まれる3つのRは、同一構造でもよく、異なる構造でもよい。
M-は、原子又は化合物からなる1価のアニオンを示す。
上記アニオンを形成する原子又は化合物は、例えば、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素のハロゲンイオン;ギ酸、酢酸、シュウ酸等のカルボキシルイオン;メタンスルホニルオキシ、トリフルオロメタンスルホニルオキシ、ベンゼンスルホニルオキシ、トルエンスルホニルオキシ等のスルホナートイオン;フッ化アンチモンイオン;フッ化リンイオン;フッ化ヒ素イオン;フッ化ホウ素イオン;過塩素酸イオン等が挙げられる。これらの中でも、目的物のオレフィン化合物がR1132(E)である場合にはフッ化ホウ素イオンであることが好ましい。
上記リン含有オレフィン化合物塩Bは、下記一般式(2)
〔式中、X1,X2,W+及びM-は、前記と同じである。Yは、F,Cl,Br,I,H,アルキル基,アルキルエーテル基,フルオロアルキル基又はフルオロアルキルエーテル基を示す。〕
で表される。
で表される。
上記X1,X2,W+及びM-は、リン含有オレフィン化合物塩Aの説明と同じである。
上記Yは、F,Cl,Br,I,H,アルキル基,アルキルエーテル基,フルオロアルキル基又はフルオロアルキルエーテル基を示す。
上記アルキル基としては、リン含有オレフィン化合物塩AのR(アルキル基)の説明と同じである。
上記アルキルエーテル基としては、リン含有オレフィン化合物塩AのR(アルキル基)に酸素原子が結合した化合物である。
上記フルオロアルキル基としては、炭素原子上にフッ素原子が任意の数、任意の組み合わせで置換した化合物である。その中でも炭素数1~4の化合物が好ましく、炭素数が1の化合物が特に好ましい。
上記フルオロアルキルエーテル基としては、上記フルオロアルキル基に酸素原子が結合した化合物である。
上記リン含有オレフィン化合物塩Cは、下記一般式(3)
〔式中、X1及びX2は、前記と同じである。Zは、同一又は異なってP(=O)(OR)2(但しRはC及びHを含む飽和又は不飽和の構造を有する基であり、互いに結合して環を形成してもよく、C及びH以外の原子を含んでいてもよい。)を示す。〕
で表される。
で表される。
上記X1及びX2は、リン含有オレフィン化合物塩Aの説明と同じである。
上記Zは、同一又は異なってP(=O)(OR)2(但しRはC及びHを含む飽和又は不飽和の構造を有する基であり、互いに結合して環を形成してもよく、C及びH以外の原子を含んでいてもよい。)を示す。
上記RはC及びHを含む飽和又は不飽和の構造を有する基であり、互いに結合して環を形成してもよく、C及びH以外の原子を含んでいてもよい。当該基の骨格の一種の炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、その他、上記要件を満たす二重結合又は三重結合を有する炭化水素基が挙げられる。これらの炭化水素基は、互いに結合して環を形成してもよく、C及びH以外の原子を含む置換基を有していてもよい。
上記アルキル基、アルケニル基及びアルキニル基(以下、「アルキル基等」と総称する。)の炭素数は限定的ではない。なお、アルキル基の炭素数は1~10が好ましく、1~8がより好ましく、1~6が更に好ましく、1~4が最も好ましい。また、アルケニル基及びアルキニル基の炭素数は2~10が好ましく、2~8がより好ましく、2~6が更に好ましく、2~4が最も好ましい。上記アルキル基等が環状構造の場合には、その炭素数は4~12が好ましく、4~10がより好ましく、5~8が更に好ましく、6~8が最も好ましい。
上記アルキル基等の構造は上記Rの規定を満たす限り特に限定されない。上記アルキル基等は、直鎖状でもよく、側鎖を有していてもよい。上記アルキル基等は、鎖状構造でもよく、環状構造(シクロアルキル基、シクロアルケニル基又はシクロアルキニル基)でもよい。また、上記アルキル基等は、C及びH以外の原子を含む置換基を1種又は2種以上有していてもよい。更に、上記アルキル基等は、前記置換基以外に鎖状構造中又は環状構造中にC及びH以外の原子を1種又は2種以上含んでいてもよい。上記C及びH以外の原子としては、例えば、O、N及びSの1種又は2種以上が挙げられる。
上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基及び2-エチルヘキシル基が挙げられる。上記シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基及び2-メチルシクロヘキシル基が挙げられる。上記アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基及びイソプロペニル基が挙げられる。上記シクロアルケニル基としては、例えば、シクロヘキセニル基が挙げられる。
上記アリール基、アリールアルキル基及びアリールアルケニル基(以下、「アリール基等」と総称する。)の炭素数は限定的ではないが、炭素数は6~15が好ましく、6~12がより好ましく、6~10が更に好ましい。
上記アリール基等の構造は上記Rの規定を満たす限り特に限定されない。上記アリール基等は、置換基を1種又は2種以上を有していてもよい。例えば、上記アリール基等に含まれる芳香環は、置換基を1種又は2種以上有していてもよい。当該置換基の位置は、o-、m-及びp-のいずれでもよい。当該置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、及び臭素原子等)、アルキル基、アルケニル基、ニトロ基、アミノ基、水酸基及びアルコキシ基の1種又は2種以上が挙げられる。これらの置換基が芳香環に位置する場合、当該置換基の位置は、o-、m-及びp-のいずれでもよい。
上記アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、エチルフェニル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、メトキシフェニル基(o-、m-及びp-)、エトキシフェニル基(o-、m-及びp-)、1-ナフチル基、2-ナフチル基、ビフェニリル基等が挙げられる。上記アリールアルキル基としては、例えば、ベンジル基、メトキシベンジル基(o-、m-及びp-)、エトキシベンジル基(o-、m-及びp-)、フェネチル基等挙げられる。上記アリールアルケニル基としては、例えば、スチリル基、シンナミル基等が挙げられる。
上記P(=O)(OR)2に含まれる2つのRは、互いに結合して環を形成してもよい。該環の構造には特に限定はない。例えば、その環員数は、通常、リン原子を含めて4員環~10員環、好ましくは5員環~8員環とすることができる。その環員数は通常、5員環又は6員環である。上記環は、その構造中にヘテロ原子(酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等)を含んでいてもよい。更に、上記環は、他の置換基を有していてもよい。また、上記環は、その構造中に不飽和結合を有していてもよい。更に、上記P(=O)(OR)2に含まれる2つのRは、同一構造でもよく、異なる構造でもよい。
上記リン含有オレフィン化合物塩Dは、下記一般式(4)
〔式中、X1,X2,Y及びZは、前記と同じである。〕
で表される。
で表される。
上記X1、X2、Y及びZは、リン含有オレフィン化合物塩A、Cの説明と同じである。
このようなリン含有オレフィン化合物塩A~Dは、いずれも塩基と反応させることにより脱リン化水素して目的のオレフィン化合物を生成するものであればよく、例えば、下記;
のようなR1132(E)の製造プロセスにおいて、塩基との反応に供するリン含有オレフィン化合物塩は、本開示におけるリン含有オレフィン化合物塩Aの具体例の一つである。なお、例えば上記R1132(E)の製造プロセスであれば、リン含有オレフィン化合物塩(結晶体)には、(トランス-2-パーフルオロプロポキシ-1,2-ジフルオロエテ-1-ニル)(トリブチル)ホスホニウムテトラフルオロボレート、(シス-2-パーフルオロプロポキシ-1,2-ジフルオロエテ-1-ニル)(トリブチル)ホスホニウムテトラフルオロボレート及びパーフルオロプロポキシビニルエーテルからなる群から選択される少なくとも一種の不純物が含まれ得る。これらの不純物は、リン含有オレフィン化合物塩を塩基と反応させるに先だって必要に応じて再結晶等の精製方法によりその一部又は全部を除去しておいてもよい。
本開示のオレフィン化合物の製造方法は、上記リン含有オレフィン化合物塩A~Dの少なくとも一種のリン含有オレフィン化合物塩を塩基と反応させることにより脱リン化水素したオレフィン化合物を得るオレフィン化合物の製造方法であって、前記反応の温度が50℃以下である。この反応の温度は、塩基との反応に際し、開始から終了まで50℃以下に維持することを意味し、好ましくは15℃以上50℃以下であり、上限値は40℃以下がより好ましい。
本開示の製造方法によれば、トリフルオロエチレン、ペンタフルオロエタン(R-125)、1,1,1,2-テトラフルオロエタン(R-134a)等の副生を抑制して目的物の純度を高めることができるが、上記反応の温度が40℃以下の場合にはこの効果がより得られ易くなる。
本開示の製造方法において、前記反応の圧力は限定的ではないが、0.6MPa以下に設定することが好ましく、-0.1~0MPa程度がより好ましい。かかる圧力範囲に設定することにより、目的物であるオレフィン化合物を含む反応ガスが反応液への溶解を防止又は抑制することができる。なお、本明細書における圧力は、特に断らない限りゲージ圧を意味する。
本開示では、リン含有オレフィン化合物塩を塩基と反応させるに際し、不必要な発熱を抑制するためにリン含有オレフィン化合物塩を溶媒中又は分散媒中で塩基と反応させることが好ましい。これにより反応熱を効率的に除熱しながら反応させることができる。前記溶媒又は分散媒としては、例えば、水、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。また、塩基溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の各種塩基の20~48質量%水溶液などを好適に用いることができる。かかる濃度範囲(特に20~25質量%)の各種塩基を用いることにより、反応熱の除熱効率を高めることができる。
本開示では、リン含有オレフィン化合物塩がリン含有オレフィン化合物塩A及びリン含有オレフィン化合物塩Cの少なくとも一種である場合には、目的物であるオレフィン化合物は下記一般式(5)
〔式中、X1及びX2は、前記と同じである。〕
で表される。
で表される。
また、リン含有オレフィン化合物塩がリン含有オレフィン化合物塩B及びリン含有オレフィン化合物塩Dの少なくとも一種である場合には、目的物であるオレフィン化合物は下記一般式(6)
〔式中、X1,X2及びYは、前記と同じである。〕
で表される。
で表される。
本開示においては、目的物のオレフィン化合物としては、上記一般式(5)及び/又は(6)に含まれる(E)-1,2-ジフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン及び1,1-ジフルオロエチレンからなる群から選択される少なくとも一種が好ましく、特に(E)-1,2-ジフルオロエチレン(R1132(E))であることが好ましい。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示はこれらの例に何ら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
以下、実施例に基づき、本開示の実施形態をより具体的に説明する。但し、本開示は実施例の範囲に限定されるものではない。
実施例1
下記式(7)で示されるリン含有オレフィン化合物塩100質量部を溶媒(水)200質量部に分散させ、48%水酸化ナトリウム水溶液を滴下して反応させた。反応温度は28~50℃の範囲に保ち、反応器内の圧力を0MPa以下に維持し、R1132(E)を製造した。
下記式(7)で示されるリン含有オレフィン化合物塩100質量部を溶媒(水)200質量部に分散させ、48%水酸化ナトリウム水溶液を滴下して反応させた。反応温度は28~50℃の範囲に保ち、反応器内の圧力を0MPa以下に維持し、R1132(E)を製造した。
結果を下記表1に示す。
実施例2
反応温度を22~40℃に保持した以外は実施例1と同様にしてR1132(E)を製造した。結果を下記表1に示す。
反応温度を22~40℃に保持した以外は実施例1と同様にしてR1132(E)を製造した。結果を下記表1に示す。
実施例3
反応温度を20~35℃に保持し、反応器内の圧力を0.36MPa以下に維持した以外は実施例1と同様にしてR1132(E)を製造した。結果を下記表1に示す。
反応温度を20~35℃に保持し、反応器内の圧力を0.36MPa以下に維持した以外は実施例1と同様にしてR1132(E)を製造した。結果を下記表1に示す。
実施例4
反応温度を30℃で一定に保った以外は実施例1と同様にしてR1132(E)を製造した。結果を下記表1に示す。
反応温度を30℃で一定に保った以外は実施例1と同様にしてR1132(E)を製造した。結果を下記表1に示す。
実施例5
反応温度を20~35℃に保持し、20%アンモニア水溶液を使用した以外は実施例1と同様にしてR1132(E)を製造した。結果を下記表1に示す。
反応温度を20~35℃に保持し、20%アンモニア水溶液を使用した以外は実施例1と同様にしてR1132(E)を製造した。結果を下記表1に示す。
比較例1
反応温度を70℃に保持し、溶媒を使用しなかった以外は実施例1と同様にしてR1132(E)を製造した。結果を下記表1に示す。
反応温度を70℃に保持し、溶媒を使用しなかった以外は実施例1と同様にしてR1132(E)を製造した。結果を下記表1に示す。
Claims (6)
- 下記一般式(1)
で表されるリン含有オレフィン化合物塩A、
下記一般式(2)
で表されるリン含有オレフィン化合物塩B、
下記一般式(3)
で表されるリン含有オレフィン化合物塩C、並びに
下記一般式(4)
で表されるリン含有オレフィン化合物塩D、
からなる群から選択される少なくとも一種のリン含有オレフィン化合物塩を塩基と反応させることにより脱リン化水素したオレフィン化合物を得るオレフィン化合物の製造方法であって、
前記反応の温度が50℃以下である、オレフィン化合物の製造方法。 - 前記反応の温度が15℃以上50℃以下である、請求項1に記載のオレフィン化合物の製造方法。
- 前記反応は、前記リン含有オレフィン化合物塩を溶媒中又は分散媒中で反応させる、請求項1又は2に記載のオレフィン化合物の製造方法。
- 前記オレフィン化合物は、(E)-1,2-ジフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、1,3,3,3-テトラフルオロプロペン及び1,1-ジフルオロエチレンからなる群から選択される少なくとも一種である、請求項1~5のいずれかに記載の製造方法。
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