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JP2967168B1 - ペルフルオロ(第二級アミノ基置換アセチルフルオリド)の製造方法 - Google Patents

ペルフルオロ(第二級アミノ基置換アセチルフルオリド)の製造方法

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Publication number
JP2967168B1
JP2967168B1 JP10258903A JP25890398A JP2967168B1 JP 2967168 B1 JP2967168 B1 JP 2967168B1 JP 10258903 A JP10258903 A JP 10258903A JP 25890398 A JP25890398 A JP 25890398A JP 2967168 B1 JP2967168 B1 JP 2967168B1
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JP
Japan
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amino group
secondary amino
fluoride
electrolysis
perfluoro
Prior art date
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JP10258903A
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Inventor
隆 阿部
邦夫 奥原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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.)
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Hydrogenated Pyridines (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)
  • Pyrrole Compounds (AREA)

Abstract

【要約】 【課題】 ペルフルオロ(第二級アミノ基置換アセチル
フルオリド)を、容易に入手しうる化合物から、効率よ
く製造する方法を提供する。 【解決手段】 ペルフルオロ(第二級アミノ基置換アセ
チルフルオリド)を製造する方法において、N−(2−
ヒドロキシエチル)第三級アミンを、液体フッ化水素中
で電解フッ素化することを特徴とする前記の方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、界面活性剤、潤滑
油、撥水撥油剤、農薬、医薬品などの含フッ素製品の合
成中間体や含フッ素プラスチックを得るための単量体な
どの製造原料として有用なペルフルオロ(第二級アミノ
基置換アセチルフルオリド)をN−(2−ヒドロキシル
エチル)第三級アミンを用いて効率よく製造する方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ペルフルオロカルボン酸フルオリ
ドは、例えば、界面活性剤、潤滑油、撥水撥油剤、農
薬、医薬品、高分子単量体などの原料として有用な化合
物であり、通常、電解フッ素化法によって製造されてい
る。ところで、分子中にペルフルオロ第二級アミノ基を
有するトリフルオロ酢酸フルオリドは既知化合物であ
り、種々の有用な含フッ素製品を与えうる合成中間体と
して有用な化合物であるが、従来は、対応する第二級ア
ミノ基を有する酢酸メチルの電解フッ素化により合成さ
れていた(T. Abe, E. Hayashi, H. Babe andH. Fukay
a, J. Fluorine Chem., 48 (1990)257〜279;T. Abe,
E. Hayashi, H.Fukaya and H. Baba, J. Fluorine Chem
istry, 50 (1990)173〜196)。しかしながら、この方法
では、原料となる第二級アミノ基置換酢酸メチルは、1
部のクロロー、またはブロモ酢酸メチルと2部の対応す
る第三級アミンとの反応により調製するために、原料が
割高になることを免れることができなかった。従って、
目的とするペルフルオロ(第二級アミノ基置換アセチル
フルオリド)を経済的に合成するために、より安価で入
手可能な原料をフッ素化することによる合成が望まれて
いた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、各種フッ素
含有製品の合成中間体や原料として有用なペルフルオロ
(第二級アミノ基置換アセチルフルオリド)を、容易に
入手しうる化合物から、効率よく製造する方法を提供す
ることをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、原料として、安価
で汎用性の試薬であるN−(2−ヒドロキシエチル)第
三級アミンを用い、このものを液体フッ化水素中で電解
フッ素化することにより、その課題を解決しうることを
見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明によれば、下記一般式(1)
【化3】 (式中、Rfはペルフルオロ第二級アミノ基を示す)で表
されるペルフルオロ(第二級アミノ基置換アセチルフル
オリド)を製造する方法において、下記一般式(2)
【化4】 (式中、Rは第二級アミノ基を示す)で表されるN−
(2−ヒドロキシエチル)第三級アミンを、液体フッ化
水素中で電解フッ素化することを特徴とする前記の方法
が提供される。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明で反応原料として用いるN
−(2−ヒドロキシエチル)第三級アミンを表す前記一
般式(2)において、そのRは第二級アミノ基を示す
が、この第二級アミノ基には、環式アミノ基及び非環式
アミノ基が包含される。環式アミノ基の場合、その環構
成原子として、窒素原子の他、他のヘテロ原子、例え
ば、酸素や硫黄原子等を含有していてもかまわない。ま
た、その環構成原子数も特に制約されないが、通常は、
5〜6である。このような環式アミノ基を与える環式ア
ミンとしては、ピロリジンや、モルホリン、ピペリジ
ン、N−メチルピペラジン等が挙げられる。また、非環
式アミノ基の場合、ジアルキルアミノ基及びジシクロア
ルキルアミノ基等が包含されるが、それらのアルキル基
の炭素数は、特に制約されないが、1〜8、好ましくは
1〜4である。このような非環式アミノ基としては、
N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基
等が挙げられる。
【0006】本発明により前記一般式(1)のペルフル
オロ(第二級アミノ基置換アセチルフルオリド)を製造
するには、それに対応する前記一般式(2)のN−(2
−ヒドロキシエチル)第三級アミンを液体フッ化水素中
で電解フッ素化する。この場合の電解フッ素化反応で
は、従来電解フッ素化反応で常用されている電解槽を用
いることができる。またこの反応は液体フッ化水素中で
行われ、この際の原料の濃度は1〜80重量%の範囲で
選ばれるが、この濃度が高くなるとタール状物質が生成
しやすくなるので、好ましくは3〜20重量%の範囲で
選ばれる。電流密度は0.01〜10A/dm2、好ま
しくは0.1〜5A/dm2の範囲で選ばれる。この電
流密度が高すぎると電解電力が高くなりすぎて副反応が
生じやすくなる。また、電解温度は−20〜50℃、好
ましくは−10〜20℃の範囲で選ばれる。この温度が
低すぎると電解電圧が高くなりやすく、一方、高すぎる
とフッ化水素の逃散が起こりやすくなる。この電解反応
は通常常圧で行われるが、所望に応じ加圧下で行うこと
もできる。加圧下で行う場合は、フッ化水素の沸点が上
昇するために、反応系の冷却を緩和しうる長所がある。
また、該反応は連続法又はバッチ式のいずれの方式でも
実施することができる。バッチ式で行う場合、反応を完
結させるための電解時間は電流密度や原料の量に左右さ
れるが、一般に、電気量が理論電気量の80〜200%
になるような時間を要して反応を行うのが好ましい。こ
れらの電解フッ素化条件は、使用する原料の種類によっ
て異なるので、目的生成物の収率及び電流効率などを考
慮して適宜選択することが望ましい。また、効率よく電
解フッ素化を行い、目的生成物の収率を向上させるため
に、反応中電解液をかきまぜることが望ましく、そのた
めには、機械的な強制攪拌や、不活性ガスの導入による
かきまぜなどの方法を用いることができる。
【0007】このように得られたペルフルオロ(第二級
アミノ基置換アセチルフルオリド)は、沸点が高い場合
には、ほとんどが電解槽内に残留し、液体フッ化水素中
に溶解せずに分離して2層を形成しているために、電解
終了後ドレインして取り出すことができる。また、一部
のペルフルオロ(第二級アミノ基置換アセチルフルオリ
ド)は、沸点の低い開裂生成物とともに電解槽外に出る
が、フッ化ナトリウムペレット層を通過させてフッ化水
素を除いたのち、冷却トラップで凝縮捕集することがで
きる。
【0008】
【発明の効果】本発明によると、容易に入手しうるN−
(2−ヒドロキシエチル)第三級アミンを電解フッ素化
することにより、第二級アミノ基置換酢酸メチルを原料
として用いた従来の場合と比べると、比肩しうる好収率
で対応するペルフルオロ(第二級アミノ基置換アセチル
フルオリド)が得られる。このものは、界面活性剤、潤
滑油、撥水撥油剤、農薬、医薬品などの含フッ素製品の
合成中間体や含フッ素プラスチックを得るための単量体
の製造原料として有用な化合物である。
【0009】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。なお、電解槽としてはモネルメタル製の
ものを、電極としては、ニッケル板製の陽極7枚と陰極
8枚とを極間距離2mmで交互に配列した、有効陽極面
積が7.5dm2のものを使用した。
【0010】実施例1 無水フッ化水素酸450gを導入し、このものを予備電
解して精製したのち、無水フッ化水素中にN−(2−ヒ
ドロキシエチル)ピロリジン33.3gを溶解した。こ
の電解液を5.9〜6.0Vで211Ahr電解した。
電解電圧は最終的に6.7Vに達した。生成ガスはフッ
化ナトリウム管を通じて随伴するフッ化水素を除いたの
ち、ドライアイス−エタノール浴で−78℃に冷却した
トラップに捕集した。電解終了後、電解槽下部のドレイ
ンコックを開き、フルオロカーボン混合物21.0gを
抜き出した。また、冷却トラップ中にはフルオロカーボ
ン混合物25.9gが捕集された。これらのフルオロカ
ーボン混合物を、ガスクロマトグラフィー〔キャリヤ
ー:He、液相:Fomblin、担体:60〜80メ
ッシュクロモソーブPAW〕〕、IR、19F−NMR、
GC−Massなどにより分析し、既知のデータ(T.Ab
e, E. Hayashi, H. Fukaya and H. Baba, J. Fluorine
Chemistry, 50 (1990)173〜196)と比較したところ、ペ
ルフルオロ(ピロリジノアセチルフルオリド)が19.2
g(収率21.4%)得られた。
【0011】実施例2 無水フッ化水素酸450gを導入し、このものを予備電
解して精製したのち、無水フッ化水素中にN−(2−ヒ
ドロキシエチル)モルホリン40.9gを溶解した。こ
の電解液を5.7〜6.1Vで228Ahr電解した。
電解電圧は最終的に6.8Vに達した。生成ガスの捕集
や分析などは、実施例1と同じように行った。電解終了
後、電解槽下部のドレインコックを開き、フルオロカー
ボン混合物28.1gを抜き出した。また、冷却トラッ
プ中にはフルオロカーボン混合物20.6gが捕集され
た。これらのフルオロカーボン混合物を、GC、IR、
19F−NMR、GC−Massなどにより分析し、既知
のデータ(T. Abe, E. Hayashi, H. Fukaya and H.Bab
a, J. Fluorine Chemistry, 50 (1990)173〜196)と比
較したところ、ペルフルオロ(モルホリノアセチルフル
オリド)が24.0g(収率25.2%)得られた。
【0012】実施例3 無水フッ化水素酸450gを導入し、このものを予備電
解して精製したのち、無水フッ化水素中にN−(2−ヒ
ドロキシエチル)ピペリジン40.9gを溶解した。こ
の電解液を5.7〜6.1Vで251Ahr電解した。
電解電圧は最終的に6.8Vに達した。生成ガスの捕集
や分析などは、実施例1と同じように行った。電解終了
後、電解槽下部のドレインコックを開き、フルオロカー
ボン混合物30.4gを抜き出した。また、冷却トラッ
プ中にはフルオロカーボン混合物20.9gが捕集され
た。これらのフルオロカーボン混合物を、GC、IR、
19F−NMR、GC−Massなどにより分析し、既知
のデータ(T. Abe, E. Hayashi, H. Fukaya and H.Bab
a, J. Fluorine Chemistry, 50 (1990)173〜196)と比
較したところ、ペルフルオロ(ピペリジノアセチルフル
オリド)が16.3g(収率15.9%)得られた。
【0013】実施例4 無水フッ化水素酸450gを導入し、このものを予備電
解して精製したのち、無水フッ化水素中にN−(2−ヒ
ドロキシエチル)ジメチルアミン39.5gを溶解し
た。この電解液を5.9〜6.2Vで279Ahr電解
した。電解電圧は最終的に6.7Vに達した。生成ガス
の捕集や分析などは、実施例1と同じように行った。電
解終了後、電解槽下部のドレインコックを開き、フルオ
ロカーボン混合物1.9gを抜き出した。また、冷却ト
ラップ中にはフルオロカーボン混合物27.9gが捕集
された。これらのフルオロカーボン混合物を、GC、I
R、19F−NMR、GC−Massなどにより分析し、
既知のデータと比較したところ、ペルフルオロ(ジアミ
ノアセチルフルオリド)が13.8g(収率12.5%)
得られた。
【0014】実施例5 無水フッ化水素酸450gを導入し、このものを予備電
解して精製したのち、無水フッ化水素中にN−(2−ヒ
ドロキシエチル)ジエチルアミン40.3gを溶解し
た。この電解液を6.0〜6.3Vで275Ahr電解
した。電解電圧は最終的に6.8Vに達した。生成ガス
の捕集や分析などは、実施例1と同じように行った。電
解終了後、電解槽下部のドレインコックを開き、フルオ
ロカーボン混合物25.4gを抜き出した。また、冷却
トラップ中にはフルオロカーボン混合物19.8gが捕
集された。これらのフルオロカーボン混合物を、GC、
IR、19F−NMR、GC−Massなどにより分析
し、既知のデータと比較したところ、ペルフルオロ(ジ
エチルアセチルフルオリド)が10.8g(収率9.0
%)得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 星野 紹英 (56)参考文献 特開 平10−120664(JP,A) J.Fluorine.Chem., 50(2),173−96(1990) J.Fluorine.Chem., 48(2),257−79(1990) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) CAPLUS(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 (式中、Rfはペルフルオロ第二級アミノ基を示す)で表
    されるペルフルオロ(第二級アミノ基置換アセチルフル
    オリド)を製造する方法において、下記一般式(2) 【化2】 (式中、Rは第二級アミノ基を示す)で表されるN−
    (2−ヒドロキシエチル)第三級アミンを、液体フッ化
    水素中で電解フッ素化することを特徴とする前記の方
    法。
JP10258903A 1998-09-11 1998-09-11 ペルフルオロ(第二級アミノ基置換アセチルフルオリド)の製造方法 Expired - Lifetime JP2967168B1 (ja)

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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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J.Fluorine.Chem.,48(2),257−79(1990)
J.Fluorine.Chem.,50(2),173−96(1990)

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