JP7681993B2 - 含フッ素スルホン酸無水物の製造方法 - Google Patents

含フッ素スルホン酸無水物の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7681993B2
JP7681993B2 JP2021039524A JP2021039524A JP7681993B2 JP 7681993 B2 JP7681993 B2 JP 7681993B2 JP 2021039524 A JP2021039524 A JP 2021039524A JP 2021039524 A JP2021039524 A JP 2021039524A JP 7681993 B2 JP7681993 B2 JP 7681993B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flask
fluorine
mill
compound
manufactured
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2021039524A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022139236A (ja
Inventor
光武 中村
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.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
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 Asahi Kasei Corp filed Critical Asahi Kasei Corp
Priority to JP2021039524A priority Critical patent/JP7681993B2/ja
Publication of JP2022139236A publication Critical patent/JP2022139236A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7681993B2 publication Critical patent/JP7681993B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

本発明は、含フッ素スルホン酸無水物の製造方法に関するものである。
従来、含フッ素スルホン酸無水物は、医薬、有機合成等の触媒、又は合成原料として有用に用いられている。
含フッ素スルホン酸無水物の製造方法としては、例えば、トリフルオロメタンスルホン酸に五酸化二リンを添加し、脱水縮合反応をすることで、トリフルオロメタンスルホン酸無水物を生成し、生成したトリフルオロメタンスルホン酸無水物を揮発させて回収する方法が知られている。
しかしながら、脱水縮合反応において副生するメタリン酸(五酸化二リンと水との反応物)は、ガラス状であり、粘度が非常に高く、トリフルオロメタンスルホン酸と五酸化二リンとを含む混合物が反応途中で攪拌ができなくなり(以下、トリフルオロメタンスルホン酸と五酸化二リンとを含む混合物が反応途中で攪拌ができなくなる現象を、「固結」という)、そのため反応が進行せず、また生成したトリフルオロメタンスルホン酸無水物が加熱回収できなくなってしまうため、トリフルオロメタンスルホン酸無水物の収率は、トリフルオロメタンスルホン酸ベースで最大でも60%以下となってしまうことが知られている(特許文献1~7)。
特開平2-268148号公報 特開平9-227498号公報 特開平10-114734号公報 特開2007-145815号公報 特開2007-297359号公報 特開2013-112670号公報 特開2016-47861号公報
特許文献1では、固結したトリフルオロメタンスルホン酸と五酸化二リンとの反応物に、水、又はリン酸を加え、メタリン酸を溶解させ、反応器の攪拌が可能な状態とした上で、再度減圧蒸留を行い、未反応のトリフルオロメタンスルホン酸を回収することで、反応したトリフルオロメタンスルホン酸ベースでのトリフルオロメタンスルホン酸無水物の収率を高める製造方法が開示されている。しかしながら、この方法では、トリフルオロメタンスルホン酸と五酸化二リンとの反応物が固結することを抑制できていない。また、この方法は、反応熱による急激な温度上昇がないように水、又はリン酸を少しずつ添加する必要があり、溶解するまでは攪拌ができない。そのため、添加した水、又はリン酸にメタリン酸が完全に溶解するまで長時間待つ必要があり、工業的観点から見た場合、必ずしも生産性が良いプロセスとは考えにくい。
特許文献2及び特許文献3では、トリフルオロメタンスルホン酸と五酸化二リンとの反応を、フッ素系溶媒中で行うことで、固結を抑制する製造方法が開示されている。しかしながら、固結を抑制するために多量の溶媒を必要とするため、工業的観点から見た場合、必ずしも生産性が良いプロセスとは考えにくい。また、同様の観点から、用いたフッ素溶媒は再利用することが望まれるものの、再利用するために追加の工程が必要となり、プロセスが煩雑となることが考えられる。
特許文献4では、トリフルオロメタンスルホン酸と五酸化二リンとの反応を、五酸化二リンに対して過剰量のトリフルオロメタンスルホン酸を用いることで、固結を抑制する製造方法が開示されている。しかしながら、原料であるトリフルオロメタンスルホン酸は、工業的観点から見た場合、再利用することが望まれるものの、再利用するために追加の工程が必要となり、プロセスが煩雑となることが考えられる。
特許文献5~7では、トリフルオロメタンスルホン酸と五酸化二リンとの反応を、反応容器の容量当たり所定の動力を有する二軸のブレードを具備したニーダー型反応器を用いることにより、メタリン酸による固結状態でも強制的に混錬する製造方法が開示されている。しかしながら、反応容器の容量当たり所定の動力を有する二軸のブレードを具備したニーダー型反応器という特殊な装置を用いる必要があり、より簡便な方法で固結が抑制できるような製造方法が求められている。
本発明者らは、上述の課題を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、含フッ素スルホン酸(1)(以下、「化合物(1)」ともいう。)と、五酸化二リンとを、ジルコニアの共存下で反応させることで、固結を抑制でき、含フッ素スルホン酸無水物(2)(以下、「化合物(2)ともいう。」を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は以下のとおりである。
[1]
下記一般式(2):
(RSOO (2)
(式中、R、飽和若しくは不飽和の脂肪族の炭化水素基であって、該炭化水素基が-CH -を有する場合、該-CH は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子又はケイ素原子を有する構造で置換されていてもよく、前記炭化水素基の有する水素原子のうち前記置換がなされた-CH -の水素以外は全てフッ素原子で置換されており、の炭素数が1~20であり、2つのR同士は同一でも、異なっていてもよい)
で表される含フッ素スルホン酸無水物(2)の製造方法であり、
下記一般式(1):
SOH (1)
(式中、R、飽和若しくは不飽和の脂肪族の炭化水素基であって、該炭化水素基が-CH -を有する場合、該-CH は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子又はケイ素原子を有する構造で置換されていてもよく、前記炭化水素基の有する水素原子のうち前記置換がなされた-CH -の水素以外は全てフッ素原子で置換されており、の炭素数が1~20である)
で表される含フッ素スルホン酸(1)と、
五酸化二リンとを、
ジルコニアの共存下で反応させ、
前記含フッ素スルホン酸(1)の質量(γ)と前記五酸化二リンの質量(δ)との総質量(γ+δ)に対する前記ジルコニアの質量(ε)の比率(ε/(γ+δ))が、0.1~100である
ことを特徴とする、製造方法。
[2]
前記含フッ素スルホン酸(1)の物質量(α)に対する前記五酸化二リンの物質量(β)の比率(β/α)が、0.1~100である、[1]に記載の製造方法。
[3]
反応温度が、-40~300℃である、[1]又は[2]に記載の製造方法。
本発明によれば、含フッ素スルホン酸(1)と、五酸化二リンとの反応における固結を抑制でき、収率よく含フッ素スルホン酸無水物(2)を製造することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本実施形態の製造方法は、
下記一般式(2):
(RSOO (2)
(式中、Rは、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された、飽和若しくは不飽和の脂肪族又は芳香族の炭化水素基であって、該炭化水素基中のエチレン構造は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子又はケイ素原子を有する構造で置換されていてもよく、Rの炭素数が1~20であり、2つのR同士は同一でも、異なっていてもよい)
で表される含フッ素スルホン酸無水物(2)の製造方法であり、
下記一般式(1):
SOH (1)
(式中、Rは、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された、飽和若しくは不飽和の脂肪族又は芳香族の炭化水素基であって、該炭化水素基中のエチレン構造は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子又はケイ素原子を有する構造で置換されていてもよく、Rの炭素数が1~20である)
で表される含フッ素スルホン酸(1)と、
五酸化二リンとを、
ジルコニアの共存下で反応させる
ことを特徴とする。
以下、化合物(1)、五酸化二リン、及びジルコニア、並びに化合物(1)から化合物(2)を製造する際の反応条件等の詳細について説明する。
<含フッ素スルホン酸(1)(化合物(1))>
含フッ素スルホン酸(1)は、下記一般式(1):
SOH (1)
(式中、Rは、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された、飽和若しくは不飽和の脂肪族又は芳香族の炭化水素基であって、該炭化水素基中のエチレン構造は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子又はケイ素原子を有する構造で置換されていてもよく、Rの炭素数が1~20である)
で表される。
含フッ素スルホン酸(1)は、1種単独であっても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
は、後述のとおり、水素原子がフッ素原子で置換された、飽和若しくは不飽和の脂肪族又は芳香族の炭化水素基である。Rは、後述のとおり、水素原子がフッ素原子で置換された、飽和の脂肪族、不飽和の脂肪族、芳香族からなる群から選ばれる少なくとも1つの炭化水素基であってよい。入手又は製造が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、飽和又は不飽和の脂肪族の炭化水素であることが好ましい。
の炭化水素基の水素原子の置換基としては、一般的に用いられる置換基であれば特に限定されないが、具体的に例示するならば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;ニトリル基、メチル基、エチル基、ビニル基、アリル基、1-メチルビニル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、フルオロメチル基等の脂肪族炭化水素基;ベンジル基、フェニル基、ニトリル置換フェニル基、フルオロ化フェニル基等の芳香族炭化水素基;前記脂肪族炭化水素基、及び芳香族炭化水素基がフッ素化された構造を有する基;アミノ基;ニトロ基;スルホ基;水酸基;シリル基;リン酸基;チオール基等が挙げられる。これら置換基は1種単独でも、複数種を組み合わせてもよい。
の炭化水素基が脂肪族部分を有する場合、該炭化水素基のエチレン構造(-CH-)は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子又はケイ素原子を有する構造で置換されていてもよく、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子からなる群から選ばれる少なくとも1つの原子を有する構造で置換されていてよい。
中の炭化水素基のエチレン構造(-CH-)が置換される上記構造は、一般的に用いられる構造であれば特に限定されないが、二価の構造としてよく、具体的に例示するならば、エーテル基(-O-)、カーボネート基(-OCO-)、エステル基(-CO-)、カルボニル基(-CO-)、スルフィド基(-S-)、スルホキシド基(-SO-)、スルホン基(-SO-)、ウレタン基(-NHCO-)等が挙げられる。これらの構造は1種単独でも、複数種を組み合わせてもよい。
の炭素数は、入手又は製造が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、1~20であり、1~10であることが好ましく、1~7であることがより好ましく、1~5であることが特に好ましい。
の有する水素原子の置換によるフッ素原子の数(フッ素原子で置換された炭化水素基中の水素原子の数)は、1以上であれば特に限定されないが、3以上であることが好ましい。化合物(1)の種類によっては、5以上であることがより好ましく、7以上であることがさらに好ましい。化合物(1)及び/又は化合物(2)の耐久性が高いことを求める場合には、脂肪族又は芳香族の炭化水素基の有する水素原子が全てフッ素原子であることが、特に好ましい。
の有する置換されているエチレン構造の数(酸素原子等を有する構造で置換されたエチレン構造の数)は、0~10であってよく、0~7であることがより好ましく、0~5であることがさらに好ましい。
本実施形態では、化合物(1)が、下記一般式(3):
Figure 0007681993000001
(式中、mは0~3の整数、nは1~6の整数)
で表される含フッ素ビニルスルホン酸(3)であることが特に好ましい。
mとしては、入手又は製造が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、0~1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
nとしては、入手又は製造が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、1~4であることが好ましく、2~4であることがより好ましく、2であることがさらに好ましい。
mとnの組み合わせとしては、m=0、n=2であることが、特に好ましい。
上記含フッ素ビニルスルホン酸(3)から製造される化合物(2)の構造は、下記一般式(4):
Figure 0007681993000002
(式中、mは0~3の整数、nは1~6の整数)
で表される。
m及びnは化合物(3)と同様であり、mとしては、入手又は製造が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、0~1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
nとしては、入手又は製造が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、1~4であることが好ましく、2~4であることがより好ましく、2であることがさらに好ましい。
mとnの組み合わせとしては、m=0、n=2であることが、特に好ましい。
含フッ素スルホン酸(1)は、従来公知の方法で製造することもできるし、購入することもできる。
<五酸化二リン>
五酸化二リンは、組成式としては「P」を有する化合物である。しかしながら実際の構造は「P10」で表される化学式を有し、十酸化四リンとも呼ばれる化合物である。また、一般的な呼び方として、酸化リン、五酸化リン、無水リン酸も用いられる。
五酸化二リンの純度としては、一般的に入手可能な純度であれば特に限定されないが、副反応を抑制でき、化合物(2)の収率が向上する傾向があることから、90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましく、97質量%以上であることがさらに好ましく、98質量%以上であることが特に好ましい。
五酸化二リンは、富士フィルム和光純薬株式会社、東京化成工業株式会社、Aldrich社、ナカライテスク株式会社、関東化学株式会社、日本化学工業株式会社、ラサ工業株式会社等から、所望の純度を有する五酸化二リンを購入することができる。
<ジルコニア>
本実施形態におけるジルコニアとは、二酸化ジルコニウム(ZrO)の含有量が50質量%以上である化合物を示す。ジルコニアに含まれる二酸化ジルコニウムの含有量は、副反応を抑制でき、化合物(2)の収率が向上する傾向があることから、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。化合物(1)と、五酸化二リンとの反応において、共存するジルコニアの粉砕が生じにくく、流動性への影響が少ない場合には、二酸化ジルコニウムの含有量は97質量%以上であることがより好ましく、99質量%以上であることが特に好ましい。化合物(1)と、五酸化二リンとの反応において、共存するジルコニアの粉砕が生じ、流動性が変化するような場合には、イットリア安定化ジルコニアを用いることが好ましい。イットリア安定化ジルコニアに含まれる酸化イットリウム(Y)の含有量としては、0質量%を超え、20質量%以下であることが好ましく、1~10質量%であることがより好ましく、3~8質量%であることがさらに好ましい。
なお、ジルコニア中の二酸化ジルコニウムの含有量は、ジルコニアを販売しているメーカからの情報により知ることもできるし、蛍光X線分析、X線回折法分析、ICP発光分光分析、ICP質量分析等の一般的な分析手法により、知ることもできる。二酸化ジルコニウム(ZrO)には、二酸化ハフニウム(HfO)が微量含まれていることが一般的である。そのため、二酸化ジルコニウム(ZrO)の含有量には、二酸化ハフニウム(HfO)の質量%も含めるのが一般的である。
ジルコニアの形状は、一般的に入手可能な形状であれば特に限定されず、球状、紡錘状、棒状、針状、筒状、柱状、鱗片状、薄片状、板状、破砕状のいずれでもよい。化合物(1)と五酸化二リンとジルコニアの混合物、及び反応中における該混合物の流動性が向上する傾向にあり、流動状態における形状の安定性が高い傾向にあることから、本観点を重視するならば、球状のジルコニアであることが好ましい。小さな粒径を有するジルコニアを利用したい場合に、入手が容易であり、経済性に優れる傾向にあることを重視するならば、種々の形状が混在したジルコニアであることが好ましい。
本実施形態において、粒径とは粒子径分布測定装置によって測定される累積平均径(分析対象の粉体の集団の全体積を100%として累積カーブを求めた時、その累積カーブが50%となる点の粒径)である。
ジルコニアの粒径は、一般的に入手可能な粒径であれば特に限定されないが、0.01~1000μmであることが好ましい。
固結を抑制できる傾向にあることから、ジルコニアの粒径は、1000μm以下であることが好ましく、150μm以下であることがより好ましく、60μm以下であることがさらに好ましく、40μm以下であることが特に好ましい。
入手又は製造が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、ジルコニアの粒径は、0.01μm以上であることが好ましく、0.1μm以上であることがより好ましい。ジルコニアの嵩密度が大きくなり、化合物(2)を製造する際に用いる装置の容量が小さく、装置の費用が低くなる傾向にあることから、0.3μm以上であることがさらに好ましく、0.5μm以上であることが特に好ましい。
ジルコニアは、一般的に入手又は製造できるものであれば特に限定されないが、具体的に例示するならば、株式会社ニッカトー製YTZ(登録商標)ボール、及びYTZ(登録商標)-Sボール(いずれのボールに関しても、例えば、直径0.03mm、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.65mm、0.8mm、1.0mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm、2.0mm、2.3mm、3mm、4mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mmの球形が例示できる)、東ソー株式会社製ジルコニア微小ビーズTZ-Bシリーズ、ジルコニア粉末TZシリーズ、共立マテリアル株式会社製高純度ジルコニアKZシリーズ(完全安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア、未安定化ジルコニア)、株式会社比良セラミックス製ジルコニアビーズ、ディ・エス・シィ株式会社製ジルコニアボール、ニイミ産業株式会社製微小ジルコニアビーズNZシリーズ、第一稀元素化学工業株式会社製EP酸化ジルコニウム、SPZ酸化ジルコニウム、DK-3CH酸化ジルコニウム、UEP酸化ジルコニウム、RC-100酸化ジルコニウム、TMZ酸化ジルコニウム、MIZ酸化ジルコニウム、ASR-1酸化ジルコニウム、ASR-2酸化ジルコニウム、ASF-1S酸化ジルコニウム、ASF-2S酸化ジルコニウム、BR-QZ酸化ジルコニウム、BR-3QZ酸化ジルコニウム、BR-12QZ酸化ジルコニウム、BR-90G酸化ジルコニウム、SRP-2酸化ジルコニウム、UEP-100酸化ジルコニウム等が挙げられる。
入手できるジルコニアを粉砕することで、所望の粒径を有するジルコニアを製造することができる。粉砕する方法は、一般的に用いられる方法であれば特に限定されず、湿式でも、乾式でもよく、装置としては、ジョークラッシャー、ジャイトレトリークラッシャー、コーンクラッシャー、インパクトクラッシャー、ロッドミル、ハンマークラッシャー、ロールクラッシャー、カッターミル、自生粉砕機、スタンプミル、石臼型ミル、らいかい機、リングミル、ローラーミル、ジェットミル、ピンミル、回転ミル、振動ミル、遊星ミル、アトライター、ビーズミル等が例示できる。これらの装置は、1種単独でも、複数種を組み合わせて用いてもよい。
粉砕する装置をより具体的に例示するならば、ホソカワミクロン株式会社製ニブラ、フェザミル、ファーマミル、ハンマミル、ハンマブレード、ディスインテグレータ、ラバーチョッパ、ロートプレックス、コンパクトライン、ACMペルベライザ、グラシス、ファインインパクトミル、ビクトリミル、コントラプレックス、リンレックスミル、マイクロパルベライザ、カウンタジェットミル、ミクロンジェット、スーパーミクロンミル、イノマイザ、プルビス、スパイラルジェットミル、ディスパミル、及びハイドロミル、株式会社奈良機械製作所製自由粉砕機、ニューコスモマイザー、マイクロス、スーパークリーンミル、サンプルミル、スーパー自由ミル、ミルボックス、コスモボックス、ハンマーミル、ゴブリン、バリオニクス、ブリオドン、ポルボジーン、及びジーナ、株式会社栗本鐵工所製クロスジェットミル、ポケットジェット、ガジェット、ハイジー、攪拌ミル、VXミル、ローラミル、ボールミル、ロッドミル、K-VIXミル、及びグラニュレータ、杉山重工株式会社製ジョークラッシャー、ラチェットロールクラッシャー、コルゲートロールクラッシャー、ロールクラッシャー、タンデムロールクラッシャー、鬼歯ロールクラッシャー、S字解砕機、4軸解砕機、ファイバーミル、ベベルインパクター、ラジカルインパクター、ボールミル、アトリッションミル、及びキューブローターミル、株式会社西村機械製作所製スーパーパウダーミル、フェアリーパウダーミル、スタンプミル、高速度粉砕機、ハンマークラッシャー、スルートミル、セリューナー、シュレッダー、及びカッターミル、株式会社アーステクニカ製竪形ローラミル、クリプトロンゼプロス、クリプトロンヴェンティ、クリプトロン、クリプトロンエディ、クリプトロンプライム、ジェディ、コンバージミル、オシュロビット、コニビット、及びハンマーミル、日清エンジニアリング株式会社製スーパージェットミル、スーパーローター、及びブレードミル、アシザワ・ファインテック株式会社製ドライスター、シグマドライ、ラボスター、ナノ・ゲッター、ムゲンフロー、及びデルタヴィータ、株式会社セイシン企業製シングルトラックジェットミル、Skジェット・オー・ミル、コジェットシステムα-mkV、サニタリーJOMシリーズ、A-Oジェットミル、インペラーミル、プラネタリーミル、オリエント粉砕機、アトマイザー、ピンミル、及びスパイラルミル、槇野産業株式会社製解枠機、鬼歯クラッシャー、引き裂きクラッシャー、ハンマークラッシャー、マキノ式粉砕機、イクシードミル、ディスクタイプ粉砕機、コロプレックス型粉砕機、コントラプレックス型粉砕機、及びウルトラプレックス型粉砕機、ツカサ工業株式会社製パウカッター、パウクラッシャー、ラインミル、ウェーブミル、及びパウジェット、アイメックス株式会社製イージーナノ、レディーミル、Neo-アルファミル、低温・凍結粉砕ビーズミル、ビスコミル、及びサンドグラインダー、株式会社広島メタル&マシナリー製アペックスミル、ウルトラアペックスミル、ワイド・セパレーター・アペックスミル、デュアルアペックスミル、ウルトラアペックスミルアドバンス、アペックスディスパーサーZERO、及びアペックスLABO、日本コークス工業株式会社製MSCミル、SCミル、SCミルロング、MYミル、アトライタ、トリゴナル、ファインミル、ダイナミックミル、アルケミ、ストリームミル、及びセントリカッター、株式会社井上製作所製マイティーミルマークII、スパイクミル、キーミル、MPミル、MFミル、マイティーミル、ナノソニックミル、3本ロールミルセラミックロール、及び3本ロールミルチルドロール等が挙げられる
ジルコニアは、必要に応じて表面修飾されていてもよい。表面修飾されたジルコニアは、一般的に入手可能なものであってもよいし、表面修飾処理を施してもよい。表面修飾に用いる化合物としては、一般的に用いられる化合物であれば特に限定されないが、ジルコニアに対する吸着能に優れる傾向にあることから、有機スルホン酸、有機燐酸、有機燐酸エステル、カルボン酸等の有機酸、アルコキシシラン化合物(別の名称として、シランカップリング剤、とも呼ばれる化合物)が例示できる。より具体的に有機酸を例示するならば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ドデカンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、ジメチルベンゼンスルホン酸、ビフェニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、デシルベンゼンスルホン酸、ウンデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリデシルベンゼンスルホン酸、テトラデシルベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、アントラセンスルホン酸、フェナントレンスルホン酸、トリブチルホスフェート、ジエチルホスフェート、メチルホスフェート、ブトキシエチルホスフェート、リン酸ビス(ブトキシエチル)エステル、リン酸ジブチルエステル、リン酸ジヘキシルエステル、トリフェニルホスフェート、フェニルホスフェート、燐酸ジメチルフェニルエステル、燐酸ナフチルエステル、ジメチルホスホネート、トリブチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリフェニルホスフィンオキシド、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド、メチルホスホン酸、エチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、ドデシルホスホン酸、フェニルホスホン酸、オクチルフェニルホスホン酸、ドデシルフェニルホスホン酸、ナフタレンホスホン酸、アントラセンホスホン酸、フェナントレンホスホン酸などのホスホン酸、メチルホスフィン酸、エチルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、酢酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ステアリン酸等のアルキルカルボン酸、安息香酸、トルイル酸、ドデシル安息香酸、メトキシ安息香酸、フェノキシ安息香酸ナフタレンカルボン酸、フタル酸、サリチル酸、ドデシル安息香酸、アントラセンカルボン酸、フェナントレンカルボン酸、乳酸、リンゴ酸、アジピン酸が挙げられる。アルコキシシラン化合物を例示するならば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン類、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシアルコキシシラン類、アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノアルコキシシラン類、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルアルコキシシラン類、アクリロキシトリメトキシシラン、アクリロメトキシトリエトキシシラン等のアクリルアルコキシシラン類等が挙げられる。表面修飾に用いる化合物は、1種単独でも、複数種を組み合わせて用いてもよい。
ジルコニアは、1種単独であっても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
化合物(1)と五酸化二リンとを、ジルコニアの共存下反応させる際、必要に応じて、例えば、エーテル化合物、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホ化合物、飽和炭化水素化合物、芳香族炭化水素化合物、ハロゲン化炭化水素化合物、ケトン化合物、エステル化合物、及びフッ素化合物等を添加剤として用いることができる。添加剤は、1種単独であっても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
前記添加剤は、一般的に用いられる化合物であれば特に限定されないが、具体的に例示するならば、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、4-メチルテトラヒドロピラン、シクロペンチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジヘプチルエーテル、ジオクチルエーテル、メチルtert-ブチルエーテル、1,4-ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、エチレングリコールジブチルエーテル、1,2-ジメトキシプロパン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、及びジプロピレングリコールジメチルエーテル等のエーテル化合物、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、2-メチルブチロニトリル、シクロヘキサンカルボニトリル、ベンゾニトリル、及びアジポニトリル等のニトリル化合物、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、テトラメチルウレア、及び1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等のアミド化合物、ジメチルスルホキシド、ジブチルスルホキシド、エチルメチルスルホン、エチルイソプロピルスルホン、スルホラン、及び3-メチルスルホラン等のスルホ化合物、n-ペンタン、n-ヘキサン、イソヘキサン、n-ヘプタン、n-オクタン、イソオクタン、n-ノナン、n-デカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、及びシクロオクタン等の飽和炭化水素化合物、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ナフタリン、テトラリン、及びビフェニル等の芳香族炭化水素化合物、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、塩化エチレン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、ペンタクロロエタン、ヘキサクロロエタン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロプロパン、トリクロロプロパン、塩化イソプロピル、塩化ブチル、塩化ヘキシル、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、クロロトルエン、及びクロロナフタリン等のハロゲン化炭化水素化合物、アセトン、メチルアセトン、エチルメチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルヘキシルケトン、ジエチルケトン、エチルブチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、及びシクロヘキサノン等のケトン化合物、及び酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸ヘキシル、酢酸オクチル、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、及び安息香酸ベンジル等のエステル化合物、フルオロアルキルスルホン酸無水物(C2m+1SOO(m=1~10)、フルオロアルキルスルホン酸エステルC2m+1SOOC2n+1(m=1~10、n=1~10)、ペルフルオロアルカンC2m+2(m=4~20)、ペルフルオロアルキルアミン(C2m+1N(m=2~10)ペルフルオロポリエーテル等のフッ素化合物が挙げられる。
前記添加剤は、必要に応じて、含水量を低減させたものを用いることもできる。
含水量が少ない添加剤は、購入することもできるし、添加剤の含水量を減少させる方法を利用することもできる。添加剤の含水量を減少させる方法としては、一般的に利用できる方法であれば特に限定されないが、例えば、脱水剤を利用する方法、蒸留する方法などが挙げられる。
脱水剤としては、一般的に用いられる脱水剤であれば特に限定されないが、水素化ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、五酸化二リン、活性アルミナ、シリカゲル、及びモレキュラーシーブなどが挙げられる。脱水剤を用いた場合、化合物(1)と五酸化二リンとの反応に影響がなければ脱水剤を含んだ添加剤を利用してもよいし、ろ過などにより脱水剤を含まない添加剤を利用してもよい。脱水剤は、一種単独でも、複数種を組み合わせて用いてもよい。
<化合物(1)の物質量(α)に対する五酸化二リンの物質量(β)の比率(β/α)>
本実施形態において、五酸化二リンの物質量は、141.94g/mol、である。
化合物(1)の物質量(α)に対する五酸化二リンの物質量(β)の比率(β/α)は、未反応の化合物(1)が残ることを抑制できる傾向にあることから、0.1以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましい。化合物(1)の種類によっては、1以上であることがさらに好ましく、2以上であることが特に好ましい。
化合物(1)の物質量(α)に対する五酸化二リンの物質量(β)の比率(β/α)の上限は、特に限定されないが、五酸化二リンの使用量が低減され、化合物(2)を製造する方法の経済性が優れる傾向にあることから、β/αが100以下であることが好ましく、20以下であることがより好ましい。化合物(2)の収量が増える傾向にあり、化合物(2)を製造する方法の経済性が優れる傾向にあることから、β/αが10以下であることがさらに好ましく、5以下であることが特に好ましい。
<化合物(1)の質量(γ)と五酸化二リンの質量(δ)との総質量(γ+δ)に対するジルコニアの質量(ε)の比率(ε/(γ+δ))>
化合物(1)の質量(γ)と五酸化二リンの質量(δ)との総質量(γ+δ)に対するジルコニアの質量(ε)の比率(ε/(γ+δ))は、化合物(1)と五酸化二リンとの反応における固結を抑制できる傾向にあることから、0.1以上であることが好ましく、2.0以上であることがより好ましく、2.5以上であることがさらに好ましく、3.0以上であることが特に好ましい。
化合物(1)の質量(γ)と五酸化二リンの質量(δ)との総質量(γ+δ)に対するジルコニアの質量(ε)の比率(ε/(γ+δ))の上限は、特に限定されないが、ジルコニアの使用量が低減され、化合物(2)を製造する方法の経済性が優れる傾向にあることから、(ε/(γ+δ))が100以下であることが好ましく、50以下であることがより好ましい。化合物(2)の収量が増える傾向にあり、化合物(2)を製造する方法の経済性が優れる傾向にあることから、(ε/(γ+δ))が30以下であることがさらに好ましく、20以下であることが特に好ましい。
<化合物(1)と五酸化二リンとの反応>
化合物(1)と五酸化二リンとの反応温度は、一般的に用いられる反応温度であれば特に限定されないが、化合物(1)と五酸化二リンとの反応性が高まる傾向にあることから、-40℃以上であることが好ましく、-20℃以上であることがより好ましい。同様の観点、及び工業的に温度調整する際の経済性に優れる傾向にあることから、0℃以上であることがさらに好ましく、10℃以上であることが特に好ましい。
化合物(1)と五酸化二リンとの反応温度の上限は、特に限定されないが、化合物(1)の揮発を抑制でき、化合物(2)の収量の安定性が高まる傾向にあることから、300℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがより好ましい。化合物(2)の変質が抑制でき、化合物(2)を製造する方法の経済性が高まる傾向にあることから、200℃以下であることがさらに好ましく、180℃以下であることが特に好ましい。
化合物(1)と五酸化二リンの反応温度は、上記範囲であれば一定である必要はなく、途中で変化させてもよい。
化合物(1)と五酸化二リンとの反応により、化合物(2)が生成する際、化合物(1)と五酸化二リンが反応した反応物となり、その後該反応物から化合物(2)が生成すると推察される。そのため、反応物とする際の反応温度と、反応物から化合物(2)を生成する反応温度とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
反応物とする際の反応温度は、化合物(1)と五酸化二リンとの反応性が高まる傾向にあることから、-40℃以上であることが好ましく、-20℃以上であることがより好ましい。同様の観点、及び工業的に温度調整する際の経済性に優れる傾向にあることから、0℃以上であることがさらに好ましく、10℃以上であることが特に好ましい。化合物(1)と五酸化二リンとの反応を抑制することで、反応熱による化合物(1)の変質を抑制できる傾向にあることから、180℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましく、120℃以下であることがさらに好ましい。
反応物から化合物(2)を生成する反応温度は、化合物(2)の生成が促進される傾向にあることから、80℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましく、120℃以上であることがさらに好ましい。化合物(2)の収量の安定性が高まる傾向にあることから、300℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがより好ましい。化合物(2)の変質が抑制でき、化合物(2)を製造する方法の経済性が高まる傾向にあることから、200℃以下であることがさらに好ましく、180℃以下であることが特に好ましい。
化合物(1)と五酸化二リンとの反応時間は、一般的に用いられる範囲であれば特に限定されないが、化合物(2)の収率の安定性がより高まることから、0.5時間以上であることが好ましく、1時間以上であることがより好ましい。過剰な反応時間としないことで、経済性により優れる製造方法となる傾向にあることから、100時間以下であることが好ましく、同様の観点から50時間以下であることがより好ましく、20時間以下であることがさらに好ましい。
化合物(1)と五酸化二リンとの反応圧力は、通常用いられる範囲であれば特に限定されず、加圧、常圧、減圧いずれであってもよい。化合物(1)の種類によっては、反応温度における蒸気圧が高いため、加圧で反応することが、化合物(1)の揮発を抑制できる傾向にあるため好ましい場合がある。化合物(1)の種類によっては、反応温度における蒸気圧が低いため、常圧で反応することが、経済性に優れる傾向にあるため好ましい場合がある。化合物(2)の種類によっては、反応温度における蒸気圧が低いため、化合物(2)を揮発させ回収する場合、減圧することが好ましい場合がある。化合物(2)の種類によっては、反応温度における蒸気圧が低いため、常圧で反応することが、経済性に優れる傾向にあるため好ましい場合がある。
加圧する場合の圧力上限は、一般的に用いられる範囲であれば特に限定されないが、加圧する装置の複雑性が抑制できる傾向にあることから、100MPaG以下であることが好ましく、1MPaG以下であることがより好ましく、0.4MPaG以下であることがさらに好ましく、0.2MPaG以下であることが特に好ましい。
減圧する場合の圧力下限は、一般的に用いられる範囲であれば特に限定されないが、減圧する装置の複雑性が抑制できる傾向にあることから、0.01PaA以上であることが好ましく、1PaA以上であることがより好ましく、100PaA以上であることがさらに好ましく、500PaA以上であることが特に好ましい。
化合物(1)と五酸化二リンとの反応の圧力は、上記範囲であれば一定である必要はなく、途中で変化させてもよい。
化合物(1)と五酸化二リンとの反応の雰囲気は、通常用いられる雰囲気であれば特に限定されず、通常は大気雰囲気、窒素雰囲気、及びアルゴン雰囲気等が用いられる。これらの中でも、より安全に化合物(2)を製造できる傾向にあることから、窒素雰囲気及びアルゴン雰囲気が好ましい。また、より経済性に優れる製造方法となる傾向にあることから、窒素雰囲気がより好ましい。
反応の雰囲気の大気圧露点は、五酸化二リンの変質を抑制できる傾向にあることから、-10℃以下であることが好ましく、-30℃以下であることがより好ましく、-50℃以下であることがさらに好ましい。
反応雰囲気は、1種単独で用いてもよいし、複数種の反応雰囲気を組み合わせて用いてもよい。
上述の通り、化合物(1)と五酸化二リンとの反応では、化合物(1)と五酸化二リンが反応した反応物となり、その後該反応物から化合物(2)が生成すると推察される。本発明者らは、本反応を詳細に観察した結果、反応物となる際に固結し、仮に固結した反応物を粉砕したとしても、反応物から化合物(2)が生成する際に、再度固結することを見出した。そのため、化合物(1)と五酸化二リンとを反応させ、反応物となる際の固結を抑制できる装置を用いて製造された反応物とした後、ジルコニアを添加することでも、該反応物から化合物(2)を生成する際の固結を抑制することができる。
つまり、化合物(1)と五酸化二リンとを反応させ、反応物とする際にジルコニアを添加してもよく、化合物(1)と五酸化二リンとを反応させ、反応物とした後にジルコニアを添加してもよく、化合物(1)と五酸化二リンとを反応させ、反応物とする際にジルコニアを添加し、反応物とした後にさらにジルコニアを添加してもよい。これらの中でも、化合物(1)と五酸化二リンとが反応し、化合物(2)を生成する反応における固結を常に抑制できる傾向にあり、該反応中での操作の煩雑さが低減する傾向にあることから、化合物(1)と五酸化二リンとを反応させ、反応物とする際にジルコニアを添加する方法が好ましい。
化合物(1)と五酸化二リンとを反応させ、反応物とする際にジルコニアを添加する方法において、化合物(1)、五酸化二リン、ジルコニアを添加する順序は特に限定されないが、化合物(1)と五酸化二リンとの反応による固結をより抑制できる傾向にあることから、化合物(1)とジルコニアとの混合物を五酸化二リンに添加する方法、化合物(1)とジルコニアとの混合物へ五酸化二リンを添加する方法、五酸化二リンとジルコニアとの混合物を化合物(1)に添加する方法、五酸化二リンとジルコニアの混合物へ化合物(1)を添加する方法が、好ましい方法として例示される。
化合物(1)と、五酸化二リンと、ジルコニアとを混合する方法は、一般的に用いられる方法であれば特に限定されないが、混合槽方式(横型、竪型)、攪拌軸数(2軸、3軸、4軸)、攪拌翼形状(例えば、ファン、プロペラ、十字、バタフライ、とんぼ、タービン、ディスクタービン、ディスパ、パドル、傾斜パドル、ヘリカル、ダブルヘリカル、リボン、ストレートブレード、45°ひねりブレード、90°ひねりブレード等)、混合槽へのバッフルの設置等が挙げられる。
より具体的に混合する装置を例示するならば、日本スピンドル製造株式会社製加圧型ニーダー、ワンダーニーダー、混練試験装置ミックスラボ、小容量加圧型ニーダー、MS式小型加圧ニーダー、双腕型ニーダー、バルブ付ニーダー、ニーダールーダー、特殊加圧型ニーダー、減圧式加圧型ニーダー、2軸テーパー押出機、2軸1軸押出機、及びフィーダールーダー、株式会社栗本鐵工所製KRCニーダ、バッチニーダ、加圧ニーダ、エクストルーダ、CDドライヤ、SCプロセッサ、及びCDドライヤ、井上製作所株式会社製BDM2軸ミキサー、バタフライミキサー、CDM同芯2軸ミキサー、ポニーミキサー、トリミックス、プラネタリーミキサー、PDミキサー、ニーダー、フラッシングニーダー、ソルトミリングニーダー、加圧ニーダー、及びKXニーダー、太平洋機工株式会社製パムアペックスミキサ、スーパーダブルミキサ、株式会社西村機械製竪型ミキサー、リボンミキサー、高速パドルミキサー、及びパドルスミキサー、ホソカワミクロン株式会社製バイトミックス、ナウタミキサ、ソリッドエアー、ミクロンサーモプロセッサ、及びトーラスディスク、株式会社奈良機械製作所製パドルドライヤー、シングルパドルドライヤー、ブーノクーラー、マルチフィンプロセッサー、エクストルーダー、及び高速攪拌混合造粒機、株式会社神鋼環境ソリューション製PVミキサー、及びSVミキサー、株式会社大川原製作所製リボコーン、及びフロージェットグラニュレータ、株式会社日本製鋼所製二軸混練押出機、プライミクス株式会社製ハイビスミックス、ハイビスディスパーミックス、及びコンビミックス、株式会社愛工舎製作所製ACMシリーズ、株式会社品川工業所製混合撹拌機、ツインサーボミキサー、エスニーダー、球型ニーダー、球型斜軸ニーダー、及び高速混練造粒機、日本アイリッヒ株式会社製インテンシブミキサー、及びエバクテルム、杉山重工株式会社製アキシャルミキサー、及びヘミスフィアミキサー、カツラギ工業株式会社製真空式攪拌乾燥機、株式会社ヤスジマ製真空式攪拌乾燥機、株式会社エムアイジー製ミキサー、半加圧ニーダ、ニーダールーダー、及び真空押出機等が挙げられる。
ジルコニアの使用量が多い場合、又は粉砕した反応物にジルコニアを添加し、化合物(2)を製造する場合には、前記の装置に加え、株式会社栗本鐵工所製KIDドライヤ、ロートルーバドライヤ、ロータリードライヤ、及びロータリーキルン、株式会社神鋼環境ソリューション製コニカルドライヤー、高砂工業株式会社製電気加熱式ロータリキルン、ガス加熱式ロータリキルン、バッチ式ロータリキルン、デスクトップロータリキルン、真空デスクトップロータリキルン、及び特殊雰囲気+真空ロータリキルン、株式会社大川原製作所製スーパーロータリードライヤー、及びエコドライヤー、杉山重工株式会社製ロータリーキルン、及びダブルコーンミキサー、カツラギ工業株式会社製ダブルコーンドライヤ、株式会社ヤスジマ製ロータリーキルン等も例示できる。
上記混合する装置は、1種単独で用いてもよいし、複数種の混合する装置を組み合わせて用いてもよい。
化合物(1)と、五酸化二リンと、ジルコニアとを同時に混合せず、化合物(1)と五酸化二リンとの組み合わせ、化合物(1)とジルコニアとの組み合わせ、五酸化二リンとジルコニアとの組み合わせのいずれかの組み合わせを、化合物(1)と、五酸化二リンと、ジルコニアとを混合する装置に供給する前に混合する場合には、前記の装置に加え、ホソカワミクロン株式会社製ニブラ、フェザミル、ファーマミル、ハンマミル、ハンマブレード、ディスインテグレータ、ラバーチョッパ、ロートプレックス、コンパクトライン、ACMペルベライザ、グラシス、ファインインパクトミル、ビクトリミル、コントラプレックス、リンレックスミル、マイクロパルベライザ、カウンタジェットミル、ミクロンジェット、スーパーミクロンミル、イノマイザ、プルビス、スパイラルジェットミル、ディスパミル、及びハイドロミル、株式会社奈良機械製作所製自由粉砕機、ニューコスモマイザー、マイクロス、スーパークリーンミル、サンプルミル、スーパー自由ミル、ミルボックス、コスモボックス、ハンマーミル、ゴブリン、バリオニクス、ブリオドン、ポルボジーン、及びジーナ、株式会社栗本鐵工所製クロスジェットミル、ポケットジェット、ガジェット、ハイジー、攪拌ミル、VXミル、ローラミル、ボールミル、ロッドミル、K-VIXミル、及びグラニュレータ、杉山重工株式会社製ジョークラッシャー、ラチェットロールクラッシャー、コルゲートロールクラッシャー、ロールクラッシャー、タンデムロールクラッシャー、鬼歯ロールクラッシャー、S字解砕機、4軸解砕機、ファイバーミル、ベベルインパクター、ラジカルインパクター、ボールミル、アトリッションミル、及びキューブローターミル、株式会社西村機械製作所製スーパーパウダーミル、フェアリーパウダーミル、スタンプミル、高速度粉砕機、ハンマークラッシャー、スルートミル、セリューナー、シュレッダー、及びカッターミル、株式会社アーステクニカ製竪形ローラミル、クリプトロンゼプロス、クリプトロンヴェンティ、クリプトロン、クリプトロンエディ、クリプトロンプライム、ジェディ、コンバージミル、オシュロビット、コニビット、及びハンマーミル、日清エンジニアリング株式会社製スーパージェットミル、スーパーローター、及びブレードミル、アシザワ・ファインテック株式会社製ドライスター、シグマドライ、ラボスター、ナノ・ゲッター、ムゲンフロー、及びデルタヴィータ、株式会社セイシン企業製シングルトラックジェットミル、Skジェット・オー・ミル、コジェットシステムα-mkV、サニタリーJOMシリーズ、A-Oジェットミル、インペラーミル、プラネタリーミル、オリエント粉砕機、アトマイザー、ピンミル、及びスパイラルミル、槇野産業株式会社製解枠機、鬼歯クラッシャー、引き裂きクラッシャー、ハンマークラッシャー、マキノ式粉砕機、イクシードミル、ディスクタイプ粉砕機、コロプレックス型粉砕機、コントラプレックス型粉砕機、及びウルトラプレックス型粉砕機、ツカサ工業株式会社製パウカッター、パウクラッシャー、ラインミル、ウェーブミル、及びパウジェット、アイメックス株式会社製イージーナノ、レディーミル、Neo-アルファミル、低温・凍結粉砕ビーズミル、ビスコミル、及びサンドグラインダー、株式会社広島メタル&マシナリー製アペックスミル、ウルトラアペックスミル、ワイド・セパレーター・アペックスミル、デュアルアペックスミル、ウルトラアペックスミルアドバンス、アペックスディスパーサーZERO、及びアペックスLABO、日本コークス工業株式会社製MSCミル、SCミル、SCミルロング、MYミル、アトライタ、トリゴナル、ファインミル、ダイナミックミル、アルケミ、ストリームミル、及びセントリカッター、株式会社井上製作所製マイティーミルマークII、スパイクミル、キーミル、MPミル、MFミル、マイティーミル、ナノソニックミル、3本ロールミルセラミックロール、及び3本ロールミルチルドロール等も例示できる。
上記混合する装置は、1種単独で用いてもよいし、複数種の混合する装置を組み合わせて用いてもよい。
化合物(1)と、五酸化二リンと、ジルコニアとを混合する装置に化合物(1)を添加する方法としては、自重を利用して添加する方法、加圧して添加する方法、送液ポンプ(例えば、スムーズフローポンプ、モータ駆動定量ポンプ、ソレノイド駆動定量ポンプ、エア駆動ポンプ、ダイナミックバキュームポンプ、チューブポンプ、スラリーポンプ、マグネットポンプ、空気駆動ベローズポンプ、電磁駆動定量ポンプ、回転容積ポンプ等が挙げられる)を用いて添加する方法等が例示できる。化合物(1)を添加する速度の制御性に優れる傾向にあることから、送液ポンプを用いる方法が好ましい。
化合物(1)と、五酸化二リンと、ジルコニアとを混合する装置に五酸化二リン、及び/又はジルコニアを添加する方法としては、自重を利用して添加する方法や、気流を流通させて添加する方法(例えば、吸引式空気輸送、低圧圧送式空気輸送、高圧圧送式空気輸送等が挙げられ、前記空気輸送を乾燥空気輸送、窒素輸送、アルゴン輸送等異なる雰囲気による輸送としてもよい)や、粉体供給機(例えば、スクリューフィーダ、振動式フィーダ、サークルフィーダ、コンベア式フィーダ、オーガ式粉体充填機、計量式粉体供給機、容積式粉体供給機等が挙げられる)を用いて添加する方法等が例示できる。五酸化二リン及び/又はジルコニアを添加する速度の制御性に優れる傾向にあることから、粉体供給機を用いる方法が好ましい。
上述の各装置や添加手段、容器等(例えば、化合物(1)と、五酸化二リンとを反応させる際に用いる装置、化合物(1)、五酸化二リン、及びジルコニアを入れている容器、化合物(1)を添加する際に用いられる送液ポンプ、化合物(2)及び/又はジルコニアを添加する際に用いられる粉体供給機等)、それぞれを接続する配管等について、化合物(1)、化合物(2)、及びジルコニアと接触する場所に用いられる材質としては、一般的に用いられる材質であれば特に限定されないが、金属、金属合金、樹脂、金属と樹脂との複合材、セラミック等が例示される。より具体的に例示するならば、チタン、ニッケル、ジルコニア、白金、炭素鋼、合金鋼、鋳鉄、ステンレス鋼(SUS304、SUS304L、SUS430、SUS410、SUS316、SUS316L、SUS329J1、SUS329J4L等)、ニッケルチタン合金、ニッケルクロムモリブデン合金(インコネル(登録商標)600、625、718、X750等、ハステロイ(登録商標)C-22、C276等)、ニッケル銅合金(モネル(登録商標)400、K、S、H、ニッケルヴァック(登録商標)400、ニコロス(登録商標)400等)、ニッケルコバルトクロムモリブデン合金、ニッケルモリブデン合金(ハステロイ(登録商標)ALLOY B2、B等)、ニッケルコバルト合金、ニッケル鉄合金、ニッケルタングステン合金、コバルトクロム合金、コバルトクロムモリブデン合金(エルギロイ(ELGILOY)、フィノックス(PHYNOX)(登録商標)等)、プラチナ富化ステンレススチール、フッ素系樹脂(テフロン(登録商標)、四フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリビニリデンフルオライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー等)、ポリエーテルエーテルケトン、ポリプロピレン、ポリフェニレンエーテル、ポリアミド6、ポリアミド66、芳香族ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド等が挙げられる。
前記の材質は1種単独でも、複数種を組み合わせて用いてもよい。
<含フッ素スルホン酸無水物(2)(化合物(2))>
下記一般式(2):
(RSOO (2)
(式中、Rは、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された、飽和若しくは不飽和の脂肪族又は芳香族の炭化水素基であって、該炭化水素基中のエチレン構造は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子又はケイ素原子を有する構造で置換されていてもよく、Rの炭素数が1~20であり、2つのR同士は同一でも、異なっていてもよい)
で表される。
含フッ素スルホン酸無水物(2)は、1種単独であっても、複数種の組み合わせであってもよい。
式中、Rの詳細は、含フッ素スルホン酸(1)を表す一般式(1)におけるRと同じとしてよい。
以上のように、本発明は、含フッ素スルホン酸(1)と、五酸化二リンとの反応において、固結を抑制でき、医薬、有機合成等の触媒、又は合成原料として有用な含フッ素スルホン酸無水物(2)を収率よく製造できる。
以下に本実施形態を具体的に説明した実施例を例示する。本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例において使用された分析方法は、以下のとおりである。
<核磁気共鳴分析(NMR):19F-NMRによる分子構造解析>
実施例及び比較例で得られた生成物について、19F-NMRを用いて、下記測定条件にて分子構造解析を行った。
[測定条件]
測定装置:JNM-ECZ400S型核磁気共鳴装置(日本電子株式会社製)
観測核:19
溶媒:重クロロホルム
基準物質:テトラメチルシラン(0.00ppm)
観測周波数:400MHz(H)
パルス幅:6.5μ秒
待ち時間:2秒
積算回数:16回
<核磁気共鳴分析(NMR):H-NMRによる分子構造解析>
実施例及び比較例で得られた生成物について、H-NMRを用いて、下記測定条件にて分子構造解析を行った。
[測定条件]
測定装置:JNM-ECZ400S型核磁気共鳴装置(日本電子株式会社製)
観測核:
溶媒:重クロロホルム
基準物質:テトラメチルシラン(0.00ppm)
観測周波数:400MHz(H)
パルス幅:7.3μ秒
待ち時間:5秒
積算回数:8回
実施例及び比較例で使用した原材料を以下に示す。
[製造例1]
(含フッ素スルホン酸(1)(化合物(1))
特開2019-156782号公報に従い、下記式(5)で表される化合物(5)を製造した。
CF=CFOCFCFSONa (5)
得られた上記式(5)の化合物を用い、国際公開第2020/012913号を参考に、以下の方法により含フッ素スルホン酸(6)(化合物(6))を製造した。
6Lセパラブルフラスコに、化合物(5)(800g、2.67mol)、23質量%硫酸(硫酸(富士フィルム和光純薬株式会社製、試薬特級)と蒸留水(富士フィルム和光純薬株式会社製)から調整)(1.71kg、含まれる硫酸の物質量は4.00mol)を入れ、攪拌した後、シクロペンチルメチルエーテル(富士フィルム和光純薬株式会社製、和光特級)(1.20kg)を加え、1時間攪拌した後、2時間静置した。上相のシクロペンチルメチルエーテル相をフラスコに回収し、45℃に設定したエバポレータに設置し、120rpmで回転させた。徐々に減圧し、最終的に3.0kPaAになるまで減圧し、その後4時間揮発成分を留去した。フラスコに蒸留水(富士フィルム和光純薬株式会社製)(600g)を加え、45℃に設定したエバポレータに設置し、120rpmで回転させた。徐々に減圧し、最終的に3.0kPaAになるまで減圧し、その後2時間揮発成分を留去した。さらに、フラスコに蒸留水(富士フィルム和光純薬株式会社製)(600g)を加え、45℃に設定したエバポレータに設置し、120rpmで回転させた。徐々に減圧し、最終的に3.0kPaAになるまで減圧し、その後1時間揮発成分を留去した。得られた濃縮物の内0.30gを取出し、H-NMRにて分析した結果、シクロペンチルメチルエーテルのピークは検出されなかった。受器を有するリービッヒ冷却管を取付けた撹拌子入りのフラスコに、得られた濃縮物の内391.2gを移し、3回窒素置換した。リービッヒ冷却管に-5℃に設定した冷却水を流通させ、90℃に設定したオイルバスにフラスコを入れ、攪拌し、0.7kPaAまで減圧した。揮発成分の留去を確認し、徐々にオイルバスの設定を130℃まで昇温しながら、留去を確認してから1時間後に、窒素で常圧に戻し、フラスコをオイルバスから外した。フラスコが室温になった後、内容物の質量を測定した結果、320.9gであった。得られた内容物(0.30g)に分析のため、1,2-ジメトキシエタン(富士フィルム和光純薬株式会社製、和光特級、乾燥したモレキュラーシーブ4A 1/16(富士フィルム和光純薬株式会社製)を加え、脱水し、モレキュラーシーブ4A 1/16を除去することにより水分量を調整した。)(1.0g)、ベンゾトリフルオリド(東京化成工業株式会社製)(0.10g)を加え、攪拌した後、19F-NMRにて分析した。結果、下記式(6)で表される含フッ素スルホン酸(6)が、301.5g(1.08mol)得られたことが分かった。
CF=CFOCFCFSOH (6)
前記内容物(0.20g)に分析のため、1,2-ジメトキシエタン(富士フィルム和光純薬株式会社製、和光特級、乾燥したモレキュラーシーブ4A 1/16(富士フィルム和光純薬株式会社製)を加え、脱水し、モレキュラーシーブ4A 1/16を除去することにより水分量を調整した。)(2.0g)を加え、攪拌した後、カールフィッシャー水分計(京都電子工業株式会社製、MKC-710D)を用いて水分量を分析した。結果、前記内容物には、水が17.8g含まれていることが分かった。なお、用いた1,2-ジメトキシエタンの水分量も測定しており、前記内容物の水分量は、用いた1,2-ジメトキシエタンに含まれる水分量を除いて算出した。
上記のようにして得られた内容物を、以下の実施例、比較例等において、「製造例1で得られた含フッ素化合物(6)」、又は「製造例1で得られた化合物(6)」、と表現する。
(五酸化二リン)
・酸化リン(V)(富士フィルム和光純薬株式会社製、和光特級)
(ジルコニア)
・ジルコニアA(第一稀元素化学工業株式会社製、EP酸化ジルコニウム、粒径2.0μm、二酸化ジルコニウム含有量99.9質量%)
・ジルコニアB(第一稀元素化学工業株式会社製、UEP酸化ジルコニウム、粒径0.6μm、二酸化ジルコニウム含有量99.9質量%)
・ジルコニアC(株式会社ニッカトー製、YTZ(登録商標)ボール0.03、粒径30μm、二酸化ジルコニウム含有量95質量%、酸化イットリウム含有量4.9質量%)
・ジルコニアD(株式会社ニッカトー製、YTZ(登録商標)ボール0.05、粒径50μm、二酸化ジルコニウム含有量95質量%、酸化イットリウム含有量4.9質量%)
・ジルコニアE(株式会社ニッカトー製、YTZ(登録商標)ボール0.1、粒径100μm、二酸化ジルコニウム含有量95質量%、酸化イットリウム含有量4.9質量%)
(その他)
・ベンゾトリフルオリド(東京化成工業株式会社製)
・ヘキサフルオロベンゼン(東京化成工業株式会社製)
[実施例1]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(30.8g、217mmol)、ジルコニアA(224g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、20.1g(含フッ素スルホン酸(6)を18.9g(67.9mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、15.0gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、下記一般式(7)で表される含フッ素スルホン酸無水物(7)が、14.6g(27.1mmol、収率79.7%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.36g(1.3mmol)含まれていることも分かった。なお、分析においては、ベンゾトリフルオリドの質量、ベンゾトリフルオリドのCF、含フッ素スルホン酸無水物(7)、及び含フッ素スルホン酸(6)のCFの積分値より、含フッ素スルホン酸無水物(7)、及び含フッ素スルホン酸(6)の質量等を算出した。
(CF=CFOCFCFSOO (7)
19F-NMR:δ(ppm)-85.3(4F)、-112.0(4F)、-116.4(2F)、-123.6(2F)、-139.0(2F)
含フッ素スルホン酸無水物(7)の収率は、下記式(1)により算出した。
含フッ素スルホン酸無水物(7)の収率(%)=含フッ素スルホン酸無水物(7)の物質量/(原料として用いた含フッ素スルホン酸(6)の物質量×0.5)×100 (1)
例えば、本実施例における含フッ素スルホン酸無水物(7)の収率(%)=27.1(mmol)/(67.9(mmol)×0.5)×100=79.7、である。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、β/αは3.2であり、ε/(γ+δ)は4.5であった。
[実施例2]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(23.7g、167mmol)、ジルコニアA(203g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、19.8g(含フッ素スルホン酸(6)を18.6g(66.9mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、13.1gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、12.1g(22.5mmol、収率67.4%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.86g(3.1mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、β/αは2.5であり、ε/(γ+δ)は4.8であった。
[実施例3]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(42.3g、298mmol)、ジルコニアA(279g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、19.6g(含フッ素スルホン酸(6)を18.4g(66.2mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、13.3gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、13.0g(24.1mmol、収率72.9%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.18g(0.7mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、β/αは4.5であり、ε/(γ+δ)は4.6であった。
[実施例4]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(28.7g、202mmol)、ジルコニアA(145g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、19.3g(含フッ素スルホン酸(6)を18.1g(65.2mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、14.2gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、13.9g(25.8mmol、収率79.2%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.24g(0.8mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に14.3g残り、篩を通った物質は164gであった。
本実施例では、β/αは3.1であり、ε/(γ+δ)は3.1であった。
[実施例5]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(15.3g、108mmol)、ジルコニアA(359g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、10.0g(含フッ素スルホン酸(6)を9.40g(33.8mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、6.98gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、6.57g(12.2mmol、収率72.3%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.35g(1.3mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、β/αは3.2であり、ε/(γ+δ)は15であった。
[実施例6]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(31.7g、223mmol)、ジルコニアA(227g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、20.0g(含フッ素スルホン酸(6)を18.8g(67.6mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。140℃・10kPaAを維持したところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、14.7gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、14.2g(26.4mmol、収率78.1%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.39g(1.4mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、β/αは3.3であり、ε/(γ+δ)は4.5であった。
[実施例7]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(30.2g、213mmol)、ジルコニアB(224g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、19.7g(含フッ素スルホン酸(6)を18.5g(66.6mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、15.2gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、14.7g(27.3mmol、収率82.1%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.37g(1.3mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、β/αは3.2であり、ε/(γ+δ)は4.6であった。
[実施例8]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(30.9g、217mmol)、ジルコニアC(226g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、19.5g(含フッ素スルホン酸(6)を18.3g(65.9mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、14.6gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、14.0g(26.0mmol、収率79.0%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.40g(1.4mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、β/αは3.3であり、ε/(γ+δ)は4.6であった。
[実施例9]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(29.7g、209mmol)、ジルコニアD(218g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、20.0g(含フッ素スルホン酸(6)を18.8g(67.6mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、14.5gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、14.0g(26.0mmol、収率77.0%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.36g(1.3mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に35.5g残り、篩を通った物質は218gであった。
本実施例では、β/αは3.1であり、ε/(γ+δ)は4.5であった。
[実施例10]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(31.3g、221mmol)、ジルコニアE(227g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、20.4g(含フッ素スルホン酸(6)を19.2g(68.9mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、15.0gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、14.4g(26.8mmol、収率77.7%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.44g(1.6mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に84.3g残り、篩を通った物質は179gであった。
本実施例では、β/αは3.2であり、ε/(γ+δ)は4.5であった。
[実施例11]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(30.1g、212mmol)、ジルコニアA(145g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、19.6g(含フッ素スルホン酸(6)を18.4g(66.2mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、フラスコをオイルバスから外し、室温に冷却した。フラスコの攪拌を止め、窒素雰囲気の空間内で測り取ったジルコニアA(73.0g)を、フラスコに入れた。攪拌を再開し、フラスコをオイルバスに入れ、オイルバスを90℃に設定して10分攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、14.6gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、14.1g(26.2mmol、収率79.2%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.37g(1.3mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、β/αは3.2であり、ε/(γ+δ)は4.5であった。
[比較例1]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(31.2g、219mmol)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、20.3g(含フッ素スルホン酸(6)を19.1g(68.6mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌したところ、攪拌棒、及びフラスコ内面にフラスコ内容物が付着しており、攪拌できていないことが確認できた。このことから、本比較例では固結したと判定した。
本比較例では、β/αは3.2であった。
[比較例2]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(28.2g、199mmol)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及び製造例1で得られた含フッ素化合物(6)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々に含フッ素化合物(6)を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入した製造例1で得られた含フッ素化合物(6)は、12.0g(含フッ素スルホン酸(6)を11.3g(40.5mmol)含む)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌したところ、攪拌棒、及びフラスコ内面にフラスコ内容物が付着しており、攪拌できていないことが確認できた。このことから、本比較例では固結したと判定した。
本比較例では、β/αは4.9であった。
[参考例1]
メンブレンドライヤー(SMC株式会社製、IDG100SAV4-03)、及びドライカラム(日化精工株式会社製、DC-L4)にて乾燥した空気雰囲気の空間において、半加圧ニーダ(株式会社エムアイジー製、ND-025)に、室温で五酸化二リン(307g、2.16mol)を入れ、2軸を同方向に回転させた(片軸は90rpm、他軸は60rpmに設定した)。製造例1と同様の方法により製造した含フッ素スルホン酸(6)(200g)(含フッ素スルホン酸(6)を188g(676mmol)含む)を徐々に添加し、2時間混練した。装置の回転を止め、内容物を取り出したところ、含フッ素スルホン酸(6)と五酸化二リンとの混練物が粉体として得られた。
本参考例では、β/αは3.2であった。
[参考例2]
メンブレンドライヤー(SMC株式会社製、IDG100SAV4-03)、及びドライカラム(日化精工株式会社製、DC-L4)にて乾燥した空気雰囲気の空間において、混練機(プライミクス株式会社製、2P-03)に、室温で五酸化二リン(161g、1.14mol)、及び製造例1と同様の方法により製造した含フッ素スルホン酸(6)(102g)(含フッ素スルホン酸(6)を95.8g(345mmol)含む)を入れ、公転設定50rpmにて10分間混錬し、公転設定100rpmにて50分間混錬した。装置の回転を止め、内容物を取り出したところ、含フッ素スルホン酸(6)と五酸化二リンとの混練物が粉体として得られた。
本参考例では、β/αは3.3であった。
[参考例3]
メンブレンドライヤー(SMC株式会社製、IDG100SAV4-03)、及びドライカラム(日化精工株式会社製、DC-L4)にて乾燥した空気雰囲気の空間において、連続式二軸混練装置(栗本鐵工所株式会社製、S1KRC)を回転数の設定を200rpmとして運転し、粉体微量定量供給装置(日清エンジニアリング株式会社製フィードコンミューM-030F型)を用いて五酸化二リン(360g/h、2.54mol/h)を供給し、マクロチューブポンプ(東京理化器械株式会社製MP-1000型)を用いて製造例1と同様の方法により製造した含フッ素スルホン酸(6)(221g/h)(含フッ素スルホン酸(6)としては208g/h(747mmol/h))を供給し、混錬した。結果、含フッ素スルホン酸(6)と五酸化二リンとの混練物が粉体として得られた。
本参考例では、β/αは3.4であった。
[実施例12]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに参考例1で製造した混練物(40.0g)(含フッ素スルホン酸(6)を14.9g(53.4mmol)と、五酸化二リン24.3g(171mmol)を含む)、ジルコニアA(88.0g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管を取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌し、オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、12.2gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、11.8g(22.0mmol、収率82.4%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.24g(0.9mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、ε/(γ+δ)は2.3であった。
[実施例13]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに参考例2で製造した混練物(39.9g)(含フッ素スルホン酸(6)を14.5g(52.3mmol)と、五酸化二リン24.5g(173mmol)を含む)、ジルコニアA(85.9g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管を取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌し、オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、11.7gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、11.3g(21.1mmol、収率80.5%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.31g(1.1mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、ε/(γ+δ)は2.2であった。
[実施例14]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに参考例3で製造した混練物(40.1g)(含フッ素スルホン酸(6)を14.4g(51.6mmol)と、五酸化二リン24.9g(175mmol)を含む)、ジルコニアA(90.3g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管を取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌し、オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、11.6gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(7)が、11.2g(20.7mmol、収率80.4%)得られたことが分かった。また、含フッ素スルホン酸(6)が、0.27g(1.0mmol)含まれていることも分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、ε/(γ+δ)は2.3であった。
[比較例3]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに参考例1で製造した混練物(39.2g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管を取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌し、オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌したところ、攪拌棒、及びフラスコ内面にフラスコ内容物が付着しており、攪拌できていないことが確認できた。このことから、本比較例では固結したと判定した。
[比較例4]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに参考例2で製造した混練物(40.5g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管を取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌し、オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌したところ、攪拌棒、及びフラスコ内面にフラスコ内容物が付着しており、攪拌できていないことが確認できた。このことから、本比較例では固結したと判定した。
[比較例5]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに参考例3で製造した混練物(39.7g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管を取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌し、オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌したところ、攪拌棒、及びフラスコ内面にフラスコ内容物が付着しており、攪拌できていないことが確認できた。このことから、本比較例では固結したと判定した。
[実施例15]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(12.9g、90.7mmol)、ジルコニアA(171g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及びトリフルオロメタンスルホン酸(富士フィルム和光純薬株式会社製、和光特級)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々にトリフルオロメタンスルホン酸を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入したトリフルオロメタンスルホン酸は、25.2g(168mmol)であった。オイルバスの設定を90℃として、90kPaAにて、攪拌したところ徐々に留去物が受器に回収された。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、19.9gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(2)が、19.1g(67.8mmol、収率80.7%)得られたことが分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、β/αは0.54であり、ε/(γ+δ)は4.5であった。
[実施例16]
ドライカラム(日化精工株式会社製、DC-A4)にて乾燥した窒素雰囲気の空間において、フラスコに五酸化二リン(14.7g、104mmol)、ジルコニアA(206g)を入れ、攪拌シールを有する半月型攪拌棒、受器を有するリービッヒ冷却管、三方コック、及びノナフルオロ-1-ブタンスルホン酸(東京化成工業株式会社製)の入った滴下ロートを取付け、窒素雰囲気の空間から取り出した。三方コックより乾燥した窒素を導入し、リービッヒ冷却管に-5℃の冷媒を流通させ、リービッヒ冷却管に付属された受器をドライアイスで冷却したエタノールで冷却した。フラスコを40℃に設定したオイルバス(東京理化器械株式会社製、OHB-3100S)に入れ、攪拌しながら、徐々にノナフルオロ-1-ブタンスルホン酸を滴下した。滴下が終了した後、滴下ロート、及び三方コックを外し、ガラス栓を取付けた。この際、フラスコに導入したノナフルオロ-1-ブタンスルホン酸は、30.2g(101mmol)であった。オイルバスの設定を90℃として1時間攪拌した後、140℃・10kPaAとして20分攪拌した。オイルバスの設定を160℃としたところ、徐々に留去物が受器に回収された。留去が遅くなった時点から2kPaAまで徐々に減圧した。留去がなくなったことを確認し、攪拌を停止した。フラスコを窒素で置換した後、オイルバスから外し、リービッヒ冷却管の冷媒の流通を止め、受器をドライアイスで冷却したエタノールから外し、室温に戻した。フラスコからリービッヒ冷却管を外し、フラスコにガラス栓をした後、乾燥した窒素雰囲気の空間へフラスコを移動した。受器の内容物の質量を測定した結果、24.4gであった。受器の内容物(0.30g)、ヘキサフルオロベンゼン(1.30g)、ベンゾトリフルオリド(0.10g)を混合し、19F-NMRにて分析した。分析の結果、含フッ素スルホン酸無水物(2)が、23.3g(40.0mmol、収率79.4%)得られたことが分かった。
乾燥した窒素雰囲気に移動したフラスコの内容物を、目開き11.2mmの篩にかけた。結果、篩上に残った物質はなかった。
本実施例では、β/αは1.0であり、ε/(γ+δ)は4.6であった。
本発明の製造方法によれば、含フッ素スルホン酸(1)と、五酸化二リンとの反応における固結を抑制でき、収率よく含フッ素スルホン酸無水物(2)を製造することができるため、医薬、有機合成等の触媒、又は合成原料として有用である原料の製造において好適に用いることができる。

Claims (3)

  1. 下記一般式(2):
    (RSOO (2)
    (式中、R、飽和若しくは不飽和の脂肪族の炭化水素基であって、該炭化水素基が-CH -を有する場合、該-CH は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子又はケイ素原子を有する構造で置換されていてもよく、前記炭化水素基の有する水素原子のうち前記置換がなされた-CH -の水素以外は全てフッ素原子で置換されており、の炭素数が1~20であり、2つのR同士は同一でも、異なっていてもよい)
    で表される含フッ素スルホン酸無水物(2)の製造方法であり、
    下記一般式(1):
    SOH (1)
    (式中、R、飽和若しくは不飽和の脂肪族の炭化水素基であって、該炭化水素基が-CH -を有する場合、該-CH は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子又はケイ素原子を有する構造で置換されていてもよく、前記炭化水素基の有する水素原子のうち前記置換がなされた-CH -の水素以外は全てフッ素原子で置換されており、の炭素数が1~20である)
    で表される含フッ素スルホン酸(1)と、
    五酸化二リンとを、
    ジルコニアの共存下で反応させ、
    前記含フッ素スルホン酸(1)の質量(γ)と前記五酸化二リンの質量(δ)との総質量(γ+δ)に対する前記ジルコニアの質量(ε)の比率(ε/(γ+δ))が、0.1~100である
    ことを特徴とする、製造方法。
  2. 前記含フッ素スルホン酸(1)の物質量(α)に対する前記五酸化二リンの物質量(β)の比率(β/α)が、0.1~100である、請求項1に記載の製造方法。
  3. 反応温度が、-40~300℃である、請求項1又は2に記載の製造方法。
JP2021039524A 2021-03-11 2021-03-11 含フッ素スルホン酸無水物の製造方法 Active JP7681993B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021039524A JP7681993B2 (ja) 2021-03-11 2021-03-11 含フッ素スルホン酸無水物の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021039524A JP7681993B2 (ja) 2021-03-11 2021-03-11 含フッ素スルホン酸無水物の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022139236A JP2022139236A (ja) 2022-09-26
JP7681993B2 true JP7681993B2 (ja) 2025-05-23

Family

ID=83399398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021039524A Active JP7681993B2 (ja) 2021-03-11 2021-03-11 含フッ素スルホン酸無水物の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7681993B2 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007145815A (ja) 2005-10-25 2007-06-14 Mitsubishi Materials Corp トリフルオロメタンスルホン酸無水物の製造方法。
JP2007297359A (ja) 2006-05-08 2007-11-15 Central Glass Co Ltd フルオロアルキルスルホン酸無水物の製造方法
JP2013112670A (ja) 2011-11-30 2013-06-10 Central Glass Co Ltd フルオロアルカンスルホン酸無水物の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02268148A (ja) * 1989-04-10 1990-11-01 Central Glass Co Ltd 無水トリフルオロメタンスルホン酸の製造方法
US5384421A (en) * 1992-08-21 1995-01-24 Hoechst Celanese Corporation Process for making sodium acylisethionates
JPH08231462A (ja) * 1995-02-27 1996-09-10 Daikin Ind Ltd パーフルオロアルキルカルボン酸フルオライド及びその誘導体の製造方法
JP3169171B2 (ja) * 1996-10-15 2001-05-21 セントラル硝子株式会社 高純度フルオロアルキルスルホン酸無水物の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007145815A (ja) 2005-10-25 2007-06-14 Mitsubishi Materials Corp トリフルオロメタンスルホン酸無水物の製造方法。
JP2007297359A (ja) 2006-05-08 2007-11-15 Central Glass Co Ltd フルオロアルキルスルホン酸無水物の製造方法
JP2013112670A (ja) 2011-11-30 2013-06-10 Central Glass Co Ltd フルオロアルカンスルホン酸無水物の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022139236A (ja) 2022-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3822256B1 (en) Vinylsulfonic anhydride, method for producing same, and method for producing vinylsulfonyl fluoride
ES2639120T3 (es) Procedimiento para la preparación de diisocianatos por fosgenación de suspensiones de diamina
US20090047518A1 (en) Powdery silica composite particles, process of producing same, silica composite particle dispersion, and resin composition
EP2392399B1 (en) Method for producing silica-supported catalyst
WO2018096876A1 (ja) ゾルゲルシリカ粉末、およびその製造方法
JP7681993B2 (ja) 含フッ素スルホン酸無水物の製造方法
US20100255185A1 (en) Method for the production of a conductive polycarbonate composites
JP7655739B2 (ja) 含フッ素スルホン酸無水物の製造方法
JP7684820B2 (ja) 含フッ素スルホン酸無水物の製造方法
JP7681992B2 (ja) 含フッ素スルホン酸無水物の製造方法
CA2861018A1 (en) Low-chloride lipf6
EP2781506B1 (en) Method for producing fluoroalkanesulfonic anhydride
JP5664271B2 (ja) 針状炭酸ストロンチウム粒子の製造方法、及び、針状炭酸ストロンチウム粒子
JP7616917B2 (ja) 含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド又は含フッ素ビニルスルホン酸塩の製造方法、及び分離方法
JP2022141493A (ja) 含フッ素スルホン酸エステルの製造方法
JP7616918B2 (ja) 含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド又は含フッ素ビニルスルホン酸塩の製造方法、及び分離方法
JP2022141494A (ja) 含フッ素スルホン酸エステルの製造方法
JP4618251B2 (ja) トリスルホアルミン酸カルシウムの製造方法及びそれに用いる装置
JP5368031B2 (ja) ポリカーボネート粒状体の連続製造方法
EP3806653B1 (en) Continuous production of an adsorption product of a nitrooxy-functional organic compound
KR102477738B1 (ko) 수지 미립자의 제조 방법, 수지 입자
JP2008508231A (ja) フェノール系抗酸化剤の固体粒子を調製する方法
US20110054120A1 (en) Water dispersion of aromatic polysulfone resin particles
US10087557B2 (en) Method for producing carbon nanofibers
KR20250142910A (ko) 산화세륨 입자의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241015

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20241016

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250313

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250513

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7681993

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150