JPH03236363A - α―ペルフルオロアルキルアクリロニトリルの製造方法 - Google Patents

α―ペルフルオロアルキルアクリロニトリルの製造方法

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JPH03236363A
JPH03236363A JP3315790A JP3315790A JPH03236363A JP H03236363 A JPH03236363 A JP H03236363A JP 3315790 A JP3315790 A JP 3315790A JP 3315790 A JP3315790 A JP 3315790A JP H03236363 A JPH03236363 A JP H03236363A
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Toshio Kubota
俊夫 久保田
Norihisa Iijima
飯島 典久
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばポジ型レジスト、プラスチック光ファ
イバーの被覆材等に用いられる機能性フッ素ポリマーの
原料等として有用である、αペルフルオロアルキルアク
リル酸の原料等として有用なα−ペルフルオロアルキル
アクリロニトリルの製造方法に関するものである。
〔従来の技術] 従来、α−ペルフルオロアルキルアクリロニトリルの製
造方法としては、α−ヒドロキシ−αトリフルオロメチ
ルプロピオニトリルを酢酸によりアセチル化し、収率7
0%でα−アセチル−αトリフルオロメチルプロピオニ
トリルを合威し、これを500°Cで加熱脱水し、収率
65%(第一段反応からの通算収率45.5%)でα−
トリフルオロメチルアクロニトリルを合成する方法が知
られている〔MJ、Buxton、 M、5tacey
 andJ、C。
Tatlow;J、Chem、Soc、 367 (1
954) )。
しかしながら、この方法は工程が長く、高温を要し、し
かも通算収率が45.5%と低く、工業的合成には適し
ていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明者等は、α−ペルフルオロアルキルアクリロニト
リルを、工程数が少なく、高温を必要とせず短時間に製
造でき、かつ常に高収率で得ることが出来る方法につき
鋭意検討した結果、本発明を完成した。
(ロ)発明の構成 〔課題を解決する為の手段〕 本発明は五酸化リンの存在下に、下記−数式〔1) Rf CH,−C−CN    (I) ○H で示されるα−ヒドロキシ−α−ペルフルオロアルキル
プロピオニトリルを脱水することを特徴とする下記−形
式〔■〕 Rf CH2=C−CN   (II〕 で示されるα−ペルフルオロアルキルアクリロニトリル
の製造方法である。
(ただし、Rfは炭素数1〜4のペルフルオロアルキル
基である。) 一般式(If)で表される化合物(II)において、基
RfはC7F2.、、、(ただし、nは1〜4の整数で
ある)(以下間し)で示される基であり、その具体例と
してはα−トリフルオロメチルアクリロニトリルが挙げ
られる。
本発明における出発原料である一般式CI)で表わされ
る化合物N〕は既知の化合物であり、(Darrall
 Sn+ith、M、5tacey and J、C,
Taltow;J。
Chem、Soc、  2329 (1951) ) 
、好ましい具体例としては、α−ヒドロキシ−α−トリ
フルオロメチルプロピオニトリル等が挙げられる。
本発明において脱水剤として機能する五酸化リン(以下
脱水剤と称する)と、化合物〔I〕の反応系への供給割
合は、化合物〔131モルに対し、脱水剤1/3〜1モ
ルが好ましい。1/3モル未満では反応速度が遅くなり
、収率の低下にっながる恐れがあり、1モルを超えると
経済的に有利とは言い難くなる。
本発明の好ましい実施態様としては、脱水剤を予じめ反
応器に仕込み、無溶媒下において、化合物(I)を所望
供給量で適下し、発生した気体状の化合物[II)を冷
却、取得する方法が挙げられる。この時生成した水は脱
水剤と反応し、リン酸となって反応器に残る。
化合物(I)の反応系への供給速度は好ましくは0.0
5〜0.25g/秒である。0.05g/秒未満では反
応時間が長くなり過ぎ、0.25g/秒を超えると収率
の低下につながる恐れがある。
本発明は、上記のように無溶媒下で行うことによって、
生成物を気体として反応系から容易に分離出来るので、
この無溶媒法が最適であるが、反応溶媒を用いることも
可能である。例えば沸点100″C以上の非水系溶媒(
例えばテトラクロロエチレン)を使用出来るが、その場
合には生成した化合物〔■〕は溶媒中に溶解し、気体と
して系外に流出しないので、化合物〔■〕を取得するた
めには精留操作が必要となる他、脱水剤とこれに由来す
るリン酸からなるスラリーを反応溶媒から分離する操作
も要求される。
化合物〔1)の脱水反応を行う際の反応温度は100〜
180°Cが好ましい。100 ’C未満では反応速度
が遅くなる可能性があり、180″Cを越えると収率が
低下する恐れがある。
反応は化合物〔IIの滴下完了後、例えば反応系の温度
が140″Cの場合は30分程度、110″Cの場合は
2時間程度で完結する。
本発明の製造方法は、更にジヒドロキシベンゼン類を添
加することにより、収率を格段に向上することが出来る
ジヒドロキシベンゼン類としては0−ジヒドロキシベン
ゼン(カテコール)、p−ジヒドロキシベンゼン(ハイ
ドロキノン)等が挙げられる。ジヒドロキシベンゼン類
の添加量は化合物〔131モルを基準として0.05〜
1モル%が好ましい。
0.05モル%未満では収率の低下を招く恐れがあり、
また1モル%を超えて用いると反応系の粘度が増大し、
気体状の化合物〔■〕の発生が抑制され、収率の低下に
つながる恐れがある。ジヒドロキシベンゼン類は予め脱
水剤に混入させて用いるのが望ましい。
本発明において気体状で発生した目的物である化合物(
II)は、冷却手段例えばり−ビッヒ冷却器で液化され
、これを単蒸留で精製することにより、または溶媒から
分離精製することにより取得出来る。
本発明により製造された化合物[II)は、例えば希硫
酸で加水分解することにより、容易にβヒドロキシ−α
−ペルフルオロアルキルプロピオン酸となり(M、W、
Buxton、M、5tacey and J、C。
Tatlow;J、Chem、 Soc、 367 (
1954) ) 、この化合物は加熱等によりα−ペル
フルオロ・アルキルアクリル酸となる。
α−ペルフルオロアルキルアクリル酸はポジ型レジスト
およびプラスチック光ファイバーのさや材等に使用され
る機能性フッ素ポリマーの原料として有用な化合物であ
る。
〔実施例および応用例〕
以下、本発明を実施例および応用例に基づいて具体的に
説明する。
〔実施例1〕 リービッヒ冷却器、温度計及び滴下ロートを備えた三ツ
ロ技付き丸底フラスコに、五酸化リン99.4g(0,
7モル)を入れ、該フラスコをオイルハスに入れ、ハス
温度を120〜130″Cに昇温した。
次に滴下ロートにα−ヒドロキシ−α−トリフルオロメ
チルプロピオニトリル139g(1モル)を入れ、滴下
速度0.2g/秒で滴下し、12分後に滴下を完了した
。滴下と同時に反応が開始し、反応生成物のガスの発生
が始まった。発生したガスをリービッヒ冷却器で液化し
、凝縮液を取得した。
滴下完了後、同温度で2時間保持した所、ガス発生が停
止し、反応が完了した。
生成取得した凝縮液について通常の単蒸留を行い、液状
の目的生成物を得た。
得られた生成物の収量は72.6g(0,6モル)であ
り、収率は60%であった。
この生成物は沸点、核磁気共鳴スペクトル(’HNMR
スペクトル、”FNMRスペクトル)及び質量分析スペ
クトル(MSスペクトル)で測定した結果、α−トルフ
ルオロメチルアクリロニトリルであることが確認された
沸点ニア8°C ’ HN M Rスペクトル(CCI4 ): 6.4
3〜6.90ppm(2H,m)19FNMRスペクト
ル(neat) :  11.92ppm  (s) MSスペクトル:親ピーク121(m/e)〔実施例2
〕 五酸化リン単独の代わりに、五酸化リン99.4g(0
,7モル)と0−ジヒドロキシベンゼン(カテコール)
66■(α−ヒドロキシ−α−トリフルオロメチルプロ
ピオニトリル1モルを基準とするモル%は0.06モル
%)を入れ、バス温度160〜170°Cに昇温した以
外は実施例1と同様にして反応を行った。
α−ヒドロキシ−α−トリフルオロメチルプロピオニト
リルの滴下完了後、前記温度で30分保持した所、ガス
発生が停止した。以下実施例[l]と同様にして目的物
を取得した。
得られた生成物の収量は111.3 g (0,92モ
ル)で、収率は92%であり、この生成物は核磁気共鳴
スペクトル (’HNMRスペクトル、19FNMRス
ペクトル)及び質量分析スペクトル(MSスペクトル)
で測定した結果、α−トルフルオロメチルアクリロニト
リルであることが確認された。
〔応用例:α−トリフルオロメチルアクリル酸の合成〕
還流冷却器、温度計及び滴下ロートを備えた三ツロ丸底
フラスコに、実施例2で得たα−トリフルオロメチルア
クリロニトリル4.69gr (38,8ミリモル)、
濃硫酸8 cc及び水100 ccを入れ、該フラスコ
を120″Cの温浴に入れ、マグネチックスターラーで
撹拌した。次いで同温度で5時間還流し、加水分解し、
この反応混合物から大部分の水を黄発除去し、エーテル
で抽出した後、エーテル層に乾燥硫酸マグネシウムを加
え、1時間撹拌した。次いで水和硫酸マグネシウムを濾
過することにより残存した水分を除去した後、加熱によ
りエーテルを除去し、シロップ状の目的生成物を得た。
生成物の収量は5.70g(36,1ミリモル)であり
、収率は93%であった。
この生成物は沸点、 ’HNMRスペクトル、9FNM
Rスペクトル、赤外線吸収スペクトル(IR吸収スペク
トル)及びMSスペクトルで測定した結果、β−ヒドロ
キシ−α−トリフルオロメチルプロピオン酸であること
が確認された。
沸点:97’C/25(1)Hg HNMRスペクトル(neat) : 3.00〜3.73ppm(L H,M) + 3
.80〜4.30ppm(2H,d、J=5.0H2)
7.13ppm  (2H,s) qFNMRスペクトル(neat) ニー10.90ppm(d、J=7.1Hz  )(R
吸収スペクトル(neat) :3700〜2750cr’ (OH)、1720cm
−’ (C=O) 、1170cm−’ (C−F) MSスペクトル:親ピーク158(m/e)上記で得ら
れたβ−ヒドロキシ−α−トリフルオロメチルプロピオ
ン酸5.70g(36,15リモル)を加熱し、温度1
10°Cにおいて、2時間還流することにより脱水した
生成したスラリー状生成物を35111IIIHgの減
圧下86°Cで減圧蒸肖し、結晶状の生成物を得た。結
晶状生成物の収量は4.55g(32,5ミリモル)で
あり、収率は90%であった。
得られた結晶状生成物について、沸点、’HNMRスペ
クトル、”FNMRスペクトル、IR吸収スペクトル及
びMSスペクトルで測定した結果、この物質はα−トリ
フルオロメチルアクリル酸であることが確認された。
沸点:86°C/ 35 mmHg ’HNMRスペクトル(CCI4”) : 6.50〜7.00ppm(2H,M)、11.6
8ppm(L H,s ) 9FNMRスペクトル(CC14) :   12.66ppm(s) IR吸収スペクトル(CCt、 > : 3700〜2800cm−’ (OH)、1720
C′m−’ (C=O) 、1160cm−’ (CF
) MSスペクトル:親ビーク140(m/e)(ハ)発明
の効果 α−ペルフルオロアルキルアクリル酸は機能性フッ素ポ
リマーの原料等として有用であるが、本発明によれば、
その原料として使用されるα−ペルフルオロアルキルア
クリロニトリルを、−工程で、高温を必要とすることな
く、短時間で、しかも常に高収率で製造することが出来
、安価で工業的生産性に優れた製造方法である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、五酸化リンの存在下に、下記一般式〔 I 〕▲数式
    、化学式、表等があります▼〔 I 〕 で示されるα−ヒドロキシ−α−ペルフルオロアルキル
    プロピオニトリルを脱水することを特徴とする下記一般
    式〔II〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔II〕 で示されるα−ペルフルオロアルキルアクリロニトリル
    の製造方法。 (ただし、式〔 I 〕および〔II〕においてRfは炭素
    数1〜4のペルフルオロアルキル基である。)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1623969A4 (en) * 2003-03-26 2006-09-20 Tosoh F Tech Inc ALPHA-PENTAFLUOROETHYLACRYLIC ACID DERIVATIVE AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME
JP2008133288A (ja) * 2000-12-20 2008-06-12 Hydro Quebec ガラス転移点Tgが低く、ビニリデンのフッ化物を主成分とし、フッ化スルフォン酸基を含むニトリル化合物の重合体で、架橋することのできるエラストマー、及びその製法

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