JPH0251896B2 - - Google Patents

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JPH0251896B2
JPH0251896B2 JP62227468A JP22746887A JPH0251896B2 JP H0251896 B2 JPH0251896 B2 JP H0251896B2 JP 62227468 A JP62227468 A JP 62227468A JP 22746887 A JP22746887 A JP 22746887A JP H0251896 B2 JPH0251896 B2 JP H0251896B2
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JP
Japan
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butyric acid
perfluoro
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dialkylamino
fluoride
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JP62227468A
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Takashi Abe
Eiji Hayashi
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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  • Hydrogenated Pyridines (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)
  • Pyrrole Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は新規なペルフルオロカルボン酸フルオ
リド及びその製造方法に関するものである。さら
に詳しくいえば、本発明は、例えば界面活性剤、
農薬、医薬品などの含フツ素製品や、含フツ素高
分子単量体などの合成中間体として有用なペルフ
ルオロ(3−ジアルキルアミノ−n−酪酸フルオ
リド)及びその方法に関するものである。 従来の技術 ある種のペルフルオロカルボン酸フルオリドは
公知であり、例えば界面活性剤、潤滑油、撥水・
撥油剤、高分子化合物製造用単量体などの原料と
して用いうることが知られている。 これらの公知のペルフルオロカルボン酸フルオ
リドは、主として電解フツ素化法により製造され
ているが、それ以外の方法として、ペルフルオロ
アルキルヨージドとSO3又はClSO3Hとの反応
(フランス特許第1343661号明細書、米国特許第
3238240号明細書)、ペルフルオロアルキル塩化ビ
ニリデンの酸化反応(特開昭60−188345号公報)
などの方法も知られている。 しかしながら、分子中にヘテロ原子として窒素
原子を含有するペルフルオロカルボン酸フルオリ
ドとしては、わずかにペルフルオロ(N,N−ジ
メチルグリシンフルオリド)〔「ジヤーナル・オ
ブ・アメリカン・ケミカル・ソサエテイ(J.
Amer.Chem.Soc.)」第80巻、第1889ページ
(1959年)〕、ペルフルオロ(β−アルキルアミノ
プロピオニルフルオリド(米国特許第3471484号
明細書)、ペルフルオロ(α−アルキルアミノプ
ロピオニルフルオリド)(特開昭60−103042号、
同60−166888号)が知られているにすぎないた
め、各種使用目的に応じたペルフルオロカルボン
酸フルオリドの選択範囲が制限されるのを免れな
かつた。 発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、界面活性剤、農薬、医薬など
の中間体として好適な新規ペルフルオロ(3−ジ
アルキルアミノ−n−酪酸フルオリド)を提供
し、ペルフルオロカルボン酸フルオリドを利用し
て得られる各種製品の原料の選択可能な範囲をさ
らに拡大することにある。 問題点を解決するための手段 本発明者らは、新規なペルフルオロカルボン酸
フルオリドを開発するために鋭意研究を重ねた結
果、3−ジアルキルアミノ−n−酪酸の反応性誘
導体を液体フツ化水素中において電解フツ素化す
れば、対応する新規なペルフルオロ(3−ジアル
キルアミノ−n−酪酸フルオリド)が比較的好収
率で得られ、このものは、従来のペルフルオロカ
ルボン酸フルオリドと同様の用途に供しうること
を見い出し、この知見に基づいて本発明をなすに
至つた。 すなわち、本発明は、一般式 (式中のR1とR2はそれぞれ炭素数1〜5のペル
フルオロアルキル基であり、両者は直接に、ある
いは酸素原子又は窒素原子を介して結合し、両者
が結合している窒素原子とともに五員環、六員環
又は七員環の複素環を形成していてもよい) で表わされるペルフルオロ(3−ジアルキルアミ
ノ−n−酪酸フルオリド)を提供するものであ
り、このものは、本発明に従えば、一般式 (式中のR1′とR2′はそれぞれ炭素数1〜5のアル
キル基であり、両者は直接に、あるいは酸素原子
又は窒素原子を介して結合し、両者が結合してい
る窒素原子とともに五員環、六員環又は七員環を
形成していてもよい) で表わされる3−ジアルキルアミノ−n−酪酸の
反応性誘導体を、液体フツ化水素中において電解
処理することにより、製造することができる。 以下、本発明を詳細に説明する。 前記一般式()で表わされる本発明のペルフ
ルオロ(3−ジアルキルアミノ−n−酪酸フルオ
リド)は文献未載の新規化合物であつて、該式中
のペルフルオロジアルキルアミノ基
【式】)の例としては、
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】 (ただし、n及びmは1〜5の整数である) などを挙げることができる。 本発明においては、前記一般式()で表わさ
れるペルフルオロ(3−ジアルキルアミノ−n−
酪酸フルオリド)の原料として、前記一般式
()で表わされる3−ジアルキルアミノ−n−
酪酸の反応性誘導体が用いられる。この反応性誘
導体としては、例えば酸ハライド、低級アルキル
エステル、酸無水物、無置換若しくはN−モノ、
ジアルキル置換酸アミドなどを挙げることができ
る。 これらの反応性誘導体の中では、入手しやすさ
や、電解処理においてタール様生成物の少ないな
どの点から、3−(N,N−ジアルキルアミノ)−
n−酪酸メチルエステルが好適である。この3−
(N,N−ジアルキルアミノ)−n−酪酸メチルエ
ステルは、例えばペリング(Perring)の方法
〔「ジヤーナル・オブ・オルガニツク・ケミストリ
ー(J.Org.Chem.)」第18巻、第901ページ(1933
年)〕に従つて対応するジアルキルアミン又は環
状アミンとクロトン酸メチルとを付加反応させる
ことにより、高収率で得ることができる。 本発明における電解フツ素化反応においては、
従来電解フツ素化反応で慣用されている電解槽を
用いることができる。また該反応は液体フツ化水
素中で行われ、この際原料の3−ジアルキルアミ
ノ−n−酪酸の反応性誘導体の濃度は、低すぎる
と実用的でないし、高すぎるとタール状物質が生
成しやすいので、通常1〜80重量%、好ましくは
3〜20重量%の範囲で選ばれる。電流密度は、通
常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
解電圧が高くなりすぎて副反応が起こしやすくな
る。また、電解温度は、低すぎると電解電圧が高
くなりすぎ、一方高すぎるとフツ化水素の逃散が
起こりやすくなるので、通常−20〜50℃、好まし
くは−10〜20℃の範囲で選ばれる。 この電解反応は通常常圧で行われるが、所望に
応じ加圧下に行うこともできる。加圧下に行う
と、フツ化水素の沸点が上昇するので、反応系の
冷却を緩和しうるという利点がある。また、該反
応を行うには連続式又はバツチ式のいずれの方法
も用いることができる。 これをバツチ式で行う場合、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%
になるような範囲に調節するのが好ましい。 これらの電解フツ素化条件は、使用する原料の
種類によつて異なるので、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のがよい。
また、効率よく電解フツ素化を行い、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
制かくはんや、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。 このようにして得られたペルフルオロ(3−ジ
アルキルアミノ−n−酪酸フルオリド)は、その
ものの沸点が比較的低い場合には(約40〜100℃
程度)、電解の際の生成ガスとともに電解槽外に
出てくることがある。このような場合には、生成
ガスを、例えばフツ化ナトリウムのペレツト層な
どを通過させてフツ化水素を除去したのち、冷却
トラツプで目的生成物を捕集することができる。
また、該ペルフルオロ(3−ジアルキルアミノ−
n−酪酸フルオリド)の沸点が高い場合には(約
100℃以上)、大部分のものは電解槽に残留し、液
体フツ化水素に溶解せず、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。 このような電解フツ素化反応により、前記一般
式()で表わされる3−ジアルキルアミノ−n
−酪酸の反応性誘導体から、通常それぞれに対応
する前記一般式()で表わされるペルフルオロ
(3−ジアルキルアミノ−n−酪酸フルオリド)
が得られる。すなわち、一般式()における
R1′、R2′は、通常次に示すように対応する一般式
()のR1、R2に変化する。 (式中のn及びmは前記と同じ意味をもつ) このようにして、原料化合物のアルキル基に対
応するペルフルオロアルキル基をもつた含窒素ペ
ルフルオロカルボン酸フルオリドが得られる。 発明の効果 本発明によると、容易に入手しうる3−ジアル
キルアミノ−n−酪酸の反応性誘導体を電解フツ
素化することにより、好収率で新規なペルフルオ
ロ(3−ジアルキルアミノ−n−酪酸フルオリ
ド)が得られる。このものは、例えば界面活性
剤、農薬、医薬品などの含フツ素製品や含フツ素
高分子化合物用単量体などの合成中間体として有
用である。 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つてなんら限定さ
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、ニツケル板製の陽極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。 実施例 1 電解槽に無水フツ化水素酸450mlを導入し、予
備電解により微量の不純物を除去した。次いで3
−(N,N−ジメチルアミノ)−n−酪酸メチルエ
ステル40.9gを電解槽に加え、陽極電流密度
3.3A/dm2、浴温7〜9℃、電解電圧6.1〜6.2V
で263Ahr電解を行つた。電解電圧は最終的に
7.1Vに達した。 生成ガスはフツ化ナトリウム管を通じて随伴す
るフツ化水素を除いたのち、−78℃に冷却したト
ラツプに捕集したところ、フルオロカーボン混合
物33.6gが得られた。また、電解後に、電解槽下
部のドレインコツクを開いて、セルドレイン化合
物として高沸点フルオロカーボン18.7gを抜き出
した。次に、これらに少量のペレツト状のモレキ
ユラーシーブ4Aを加えて残存するフツ化水素を
除去したのち、ガスクロマトグラフイー〔キヤリ
ヤー:He、液相:1,6−ビス(1,1,12−
トリヒドロペルフルオロドデシルオキシ)ヘキサ
ン、担体:60〜80メツシユクロモソーブPAW〕、
IR、19FNMR、Mass、元素分析(炭素)などに
より分析したところ、ペルフルオロ〔3−(N,
N−ジメチルアミノ)−n−酪酸フルオリド〕が
16.6g(収率16.9モル%、以下%はすべてモル%
である)得られた。この際、同時に環化生成物と
してペルフルオロ〔3−(N,N−ジメチルアミ
ノ)オキソラン〕も少量生成した。 前記ペルフルオロ〔3−(N,N−ジメチル)−
n−酪酸フルオリド〕は新規化合物で、そのメチ
ルエステルとしての物性は沸点125〜126℃、n20 D
1.3067、d20 41.6843であり、その赤外吸収スペクト
ル特性吸収は
【式】に基づく吸収がνc=p 1788cm-1にある。 実施例 2 3−(ジエチルアミノ)−n−酪酸メチルエステ
ル40.6gを用い、電解電圧が6.6〜6.7Vで8.4Vに
達するまで249Ahr電解を行つた以外は、実施例
1と同様の条件及び方法で電解フツ素化を行つ
た。電解終了後、電解槽下部のドレインコツクを
開きフルオロカーボン混合物23.6gを得た。ま
た、冷却トラツプ中に、フルオロカーボン混合物
24.8gが捕集された。これらを実施例1と同様な
方法で処理し分析したところ、ペルフルオロ〔3
−(ジエチルアミノ)−n−酪酸フルオリド〕5.2
g(収率4.7%)が得られた。 ペルフルオロ〔3−(ジエチルアミノ)−n−酪
酸フルオリド)は新規化合物で、そのメチルエス
テルとしての物性は沸点159〜160℃、n20 D1.3142、
d20 41.7508であり、その赤外吸収スペクトル特性
吸収は
【式】に基づく吸収νc=p1788cm-1に ある。 実施例 3 3−(ピロリジノ)−n−酪酸メチルエステル
40.3gを用い、電解電圧が6.4〜6.5Vで7.0Vに達
するまで221Ahr電解を行つた以外は、実施例1
と同様の条件及び方法で電解フツ素化を行つた。
電解後、セルドレイン化合物として45.1g、及び
冷却トラツプ中に13.0gのフルオロカーボン混合
物を得た。これらを実施例1と同様な方法で処理
し分析したところ、ペルフルオロ〔3−(ピロリ
ジノ)−n−酪酸フルオリド)が20.5g(収率
21.2%)得られた。また、この際、同時に環化生
成物としてペルフルオロ〔3−(ピロリジノ)オ
キソラン〕も少量生成した。 ペルフルオロ〔3−(ピロリジノ)−n−酪酸フ
ルオリド〕は新規化合物で、そのメチルエステル
としての物性は沸点151〜153℃、n20 D1.3220、d20 D
1.7444であり、その赤外吸収スペクトル特性吸収
【式】に基づく吸収がνc=p1788cm-1に ある。 実施例 4 3−(モルホリノ)−n−酪酸メチルエステル
40.7gを用い、電解電圧が5.9〜6.1Vで7.0Vに達
するまで228Ahr電解を行つた以外は、実施例1
と同様の条件及び方法で電解フツ素化を行つた。
電解後、セルドレイン化合物として34.1g、及び
冷却トラツプ中の凝集物として12.6gのフルオロ
カーボン混合物を得た。これらを実施例1と同様
の方法で処理し、分析したところ、ペルフルオロ
〔3−(モルホリノ)−n−酪酸フルオリド〕が
12.6g(収率13.5%)得られた。また、この他に
環化生成物としてペルフルオロ〔3−(モルホリ
ノ)オキソラン)も少量得られた。 ペルフルオロ〔3−(モルホリノ)−n−酪酸フ
ルオリド)は新規化合物であり、そのメチルエス
テルとしての物性は沸点160〜163℃、n20 D1.3248、
d20 41.7671であり、その赤外吸収スペクトル特性
吸収は
【式】に基づく吸収がνc=p1793cm-1 にある。 実施例 5 3−(ピペリジノ)−n−酪酸メチルエステル
40.3gを用い、電解電圧が6.1〜6.3Vで6.5Vに達
するまで243Ahr電解を行つた以外は、実施例1
と同様の条件及び方法で電解フツ素化を行つた。
電解後、セルドレイン化合物として50.8g及び冷
却トラツプ中の凝集物として8.6gのフルオロカ
ーボン混合物を得た。これらを実施例1と同様の
方法で処理し分析したところ、ペルフルオロ〔3
−(ピペリジノ)−n−酪酸フルオリド)が21.1g
(収率21.0%)得られた。また、この際同時に環
化生成物としてペルフルオロ〔3−(ピペリジノ)
オキソラン〕も少量得られた。 ペルフルオロ〔3−(ピペリジノ)−n−酪酸フ
ルオリド)は新規化合物であり、そのメチルエス
テルとしての物性は沸点167〜168℃、n20 D1.3271、
d20 41.7958であり、その赤外吸収スペクトル特性
吸収は
【式】に基づく吸収がνc=p1788cm-1 にある。 実施例 6 3−(ヘキサメチレンイミノ)−n−酪酸メチル
エステル40.5gを用い、電解電圧が6.5〜6.6Vで
8.0Vに達するまで243Ahr電解を行つた以外は、
実施例1と同様の条件及び方法で電解フツ素化を
行つた。電解後、セルドレイン化合物として55.2
g、及び冷却トラツプ中の凝集物として8.2gの
フルオロカーボン混合物を得た。これらを実施例
1と同様な方法で処理分析したところ、目的物の
ペルフルオロ〔3−(ヘキサメチレンイミノ)−n
−酪酸フルオリド〕12.9g(収率12.4%)、とと
もに環の異性化したペルフルオロ〔3−(メチル
ピペリジノ)−n−酪酸フルオリド〕15.3g(収
率14.7%)が得られた。 ペルフルオロ〔3−(ヘキサメチレンイミノ)−
n−酪酸フルオリド〕は新規化合物であり、その
メチルエステルとしての物性は沸点186〜188℃、
n20 D1.3332、d20 41.8162であり、その赤外吸収スペ
クトル特性吸収は
【式】に基づく吸収が νc=p1791cm-1にある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 (式中のR1とR2はそれぞれ炭素数1〜5のペル
    フルオロアルキル基であり、両者は直接に、ある
    いは酸素原子又は窒素原子を介して結合し、両者
    が結合している窒素原子とともに五員環、六員環
    又は七員環の複素環を形成していてもよい) で表わされるペルフルオロ(3−ジアルキルアミ
    ノ−n−酪酸フルオリド)。 2 一般式 (式中のR1′とR2′はそれぞれ炭素数1〜5のアル
    キル基であり、両者は直接に、あるいは酸素原子
    又は窒素原子を介して結合し、両者が結合してい
    る窒素原子とともに五員環、六員環又は七員環を
    形成していてもよい) で表わされる3−ジアルキルアミノ−n−酪酸の
    反応性誘導体を、液体フツ化水素中において電解
    処理することを特徴とする、一般式 (式中のR1とR2はそれぞれ炭素数1〜5のペル
    フルオロアルキル基であり、両者は直接に、ある
    いは酸素原子又は窒素原子を介して結合し、両者
    が結合している窒素原子とともに五員環、六員環
    又は七員環の複素環を形成していてもよい) で表わされるペルフルオロ(3−ジアルキルアミ
    ノ−n−酪酸フルオリド)の製造方法。
JP62227468A 1987-09-10 1987-09-10 Novel nitrogen-containing perfluorocarboxylic fluoride and its preparation Granted JPS6470450A (en)

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JPS6470450A JPS6470450A (en) 1989-03-15
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US5266724A (en) * 1990-09-04 1993-11-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fluorine-containing compounds
JP2002145846A (ja) * 2000-11-09 2002-05-22 Mitsui Chemicals Inc アミノ酸フロリド誘導体の製造法
FR3067347B1 (fr) * 2017-06-09 2020-07-24 Arkema France 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane de haute purete, son procede de fabrication et utilisation

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