JPH0363545B2 - - Google Patents

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JPH0363545B2
JPH0363545B2 JP56142550A JP14255081A JPH0363545B2 JP H0363545 B2 JPH0363545 B2 JP H0363545B2 JP 56142550 A JP56142550 A JP 56142550A JP 14255081 A JP14255081 A JP 14255081A JP H0363545 B2 JPH0363545 B2 JP H0363545B2
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acid
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sulfate
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Miraueru Hansu
Shuerutofuegeru Ueruneru
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C305/00Esters of sulfuric acids
    • C07C305/02Esters of sulfuric acids having oxygen atoms of sulfate groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton
    • C07C305/04Esters of sulfuric acids having oxygen atoms of sulfate groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton being acyclic and saturated
    • C07C305/10Esters of sulfuric acids having oxygen atoms of sulfate groups bound to acyclic carbon atoms of a carbon skeleton being acyclic and saturated being further substituted by singly-bound oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C305/00Esters of sulfuric acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/20Processes
    • C25B3/23Oxidation

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  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (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】
ペルフルオル化した有機化合物には種々の特殊
分野での予備−、中間−および最終生成物があ
る。オリゴマーのペルフルオル化ビニル化合物は
例えば極めて高い耐薬品性および耐熱性を有する
価値ある潤滑油および滑性物質である。高分子の
(重合体の)この種の化合物は化学的に且つ熱的
に安定な被覆材およびシーリング材として、更に
塩基性または酸性の基も存在している場合にはエ
ラストマーとして、(例えば電解セル膜の為の)
イオン交換体等として重要である。 この種の用途目的の為の単量体ペルフルオル化
ビニル化合物は例えば米国特許第3282875号明細
書から公知である。該米国特許明細書に記載の化
合物は、式 〔式中、RfはFまたは(C1〜C10)−ペルフル
オル−アルキル基を、YはFまたはCF3を、nは
1〜3の整数をそしてMはF、OH、アミノ基、
OMe(Meはアルカリ金属または四級アンモニウ
ム基である。)である。〕 で表わされる。 これらの化合物(M=弗素)は、化合物 または (Me′=アルカリ金属) を(200〜600℃のもとで)熱分解することによつ
て製造することができる。この熱分解の際に次の
反応が生ずる: 熱分解の為に用いる化合物は米国特許第
3301893号明細書の対象であり、ペルフルオル化
フルオルスルホニル−カルボン酸フルオライドと
ペルフルオル−エチレンオキサイド(またはその
誘導体)とから製造される。これは次の具体例で
表わし得る。 しかしこの方法には、原料として用いるペルフ
ルオル化フルオルスルホニル−カルボン酸フルオ
ライドを、製造の際に爆発性混合物を形成し得る
スルトン類を介してしか製造できないという欠点
を有している〔ケミカル・アンド・エンジニアリ
ング・ニユーズ(Chemical&Engineering
News)49,22巻,第3頁(1971)〕。ペルフルオ
ル化フルオルスルホニル酢酸の製造は、例えば次
の反応に基づいている: この場合、SO3とスルトンとの混合物が、次の
反応を起し得るので不安定である: 他のペルフルオル化ビニルエーテルがドイツ特
許出願公開第2708677号明細書から公知である。 この化合物は、式 〔式中、Rfは二官能性の(C1〜C10)−ペルフ
ルオル基であり、R=アルキル基、m=0または
1、n=1〜5である。〕 で表わされる。 この化合物の製造は、相応する酸フルオライド とアルカリ金属カルボナート(例えばNa2CO3
とを反応させることによつて得られる次式の化合
(Me′=アルカリ金属) を熱分解することによつて行なう。 この熱分解の為の原料化合物の一部分はドイツ
特許出願公開第2751050号明細書に記載の方法に
従つて入手し得る: 式中、Aは場合によつてはエーテル結合を有し
ている二官能性の(C1〜C10)−ペルフルオル基
(例えば
【式】基)を、Rはアルキ ル基を、pは0または1をそしてqは1〜8を意
味する。 しかしながらこの方法は一様に所望の化合物を
もたらすのではなく、3種類の誘導体の混合物を
もたらす。合せて約30%までに成り得る分離が困
難な異性体半エステルおよびジエステルは、ペル
フルオル化ビニルエーテルをもたらす別の合成に
用いることができない。 実際に、同じ化合物がドイツ特許出願公開第
2817366号明細書にも開示されており、そこに記
載の化学式は以下の通りである: 〔式中、R=(C1−C6)−アルキル、 n=0−6である。〕 この化合物は次の様に製造される: この方法は、原料化合物がCH3O−CF2−CF2
−COOCH3の場合にのみ実用的に重要である。
このものからSO3との反応の際に化学量論的な量
で生ずる副生成物CH3O−SO2Fは高い毒性の化
合物であり、その危険性はジメチル−スルフアー
トおよび類似のメチル化剤に匹敵し得る〔ケミカ
ル・アンド・エンジニアリング・ニユーズ
(Chem.Eng.News)56、第37巻、第56頁
(1978)〕。
【式】基を有している初めに記した ペルフルオル化スルホニル−フルオライドの他
に、
【式】なる構造単位を有して いるペルフルオル化フルオル−スルフエート化合
物も公知に成つている。この種のペルフルオル化
フルオル−スルフアート化合物は、例えばフルオ
ルスルホン酸とアルカリ金属フルオルスルホナー
トとの混合物中において白金電極の使用下に1−
H−ペルフルオルアルカンを陽極酸化することに
よつて製造することができる〔J.C.S.Chem.
Comm.1978,118頁〕: 例えば、 C5F11CF2H−2e ――――――――――→ HSO3F/KSO3F C5F11CF2−O−SO2F。 この反応は恐らく、中間で生ずるペルオキシ−
ジスルフアリル−ジフルオライドFSO2−O−O
−SO2Fを通つて進行する。 この種のフルオルスルフアート化合物は、例え
ば数日間の間にアルコールと次の様に反応し得る
(Izv.Akad.Nuak.SSSR,Ser.Khim.1974,英語
版、第441/42頁参照): しかしながらこのペルフルオル化フルオルスル
フアート化合物は従来にはまだ特別な意味を持つ
ていなかつた。 ペルフルオル化有機生成物が非常に重要であり
且つ公知方法が技術的安全性の問題または収率を
低下させる副反応を伴なつているので、特に、更
に別の官能基をも有しているペルフルオル化ビニ
ルエーテルを製造する為に、爆発の危険のある中
間段階を通らずに進行し且つ所望の生成物だけを
単一的にもたらし且つまた毒性の副生成物を発生
させない合理的な改善された方法を開発すること
が課題である。 この課題は本発明に従つて、新規の二官能性ペ
ルフルオル化合物、即ち一般式() 〔式中、Aはハロゲン原子(殊にClまたはF、
特にF)またはOR基(但し、Rはアルキル−、
アリール−またはアルアルキル基(殊に10個まで
のC−原子を有するも、特にCH3またはC2H5
である。 を、 mは1〜10(殊に1〜8、特に1〜6)をそし
て nは0〜2、殊に0または1を意味する。〕 で表わされるω−フルオル−スルフアート−ペル
フルオルカルボン酸誘導体を用いることによつて
解決できた。 Aがハロゲンの場合、化合物はω−フルオル−
スルフアート−ペルフルオルカルボン酸ハロゲン
化物であり、AがORの場合にはω−フルオルス
ルフアート−ペルフルオルカルボン酸エステルで
ある。 式()のエステル(即ち、A=OR)から出
発する場合には相応する二官能性ビニルエーテル
は、同時に出願した特公平2−24810号の方法に
従つて弗素化アルカリ金属の存在下に分解しそし
て、後続のCOF2の解離を伴なうヘキサフルオル
−プロペン−オキシドとの反応によつて公知のよ
うに得られる: 式()の化合物は本発明に従つて、 (a) 式() 〔式中、A′はハロゲン原子でありそしてmお
よびnは式()におけるのと同じ意味を有す
る。〕 で表わされるω−H−ペルフルオルカルボン酸ハ
ロゲン化物を、フルオル−スルホン酸とアルカリ
−フルオルスルホナートとより成る電解液中にお
いて、陽極材料としての白金族の金属(オスミウ
ム、イリジウム、白金)および/またはガラス状
炭素の使用および通常の―電解条件下に安定な―
陰極材料の使用下に電解し、その際に生ずる式
() 〔式中、A′はにおけるのと同じ意味を有し
そしてmおよびnは式()および()におけ
るのと同じ意味を有する。〕 で表わされるω−フルオルスルフアート−ペルフ
ルオルカルボン酸−ハロゲン化物を単離しそして (b) 式() ROH 〔式中、Rは式()の所に記した意味を有す
る。〕 で表わされる有機系ヒドロキシル化合物にてエス
テル化してA=ORの式()で表わされるω−
フルオルスルフアートペルフルオルカルボン酸誘
導体とする、 ことによつて製造できる。 (a)および(b)の両方の段階を実質的な複雑さなしに
成功したことは、 (a) 式()のω−H−ペルフルオルカルボン酸
ハロゲン化物の酸ハロゲン化物基が電気分解の
際に攻撃されずそしてそれ故に変化しないの
で、および (b) エステル化の段階にフルオルスルフアート基
の反応が生じないので、 驚ろくべきことである。後者は、特にIzw.
Akad.Nauk.SSSR,Ser.Khim.1974、英語版、第
441/42頁から公知に成つている、ペルフルオル
化ω−フルオルスルフアート化合物とアルコール
とから相応するエステルをもたらす反応を考える
に、全く予期できなかつた。 本発明の方法の為の原料化合物―要するに、式
()のω−H−ペルフルオルカルボン酸ハロゲ
ン化物―は、例えば以下の公知の方法に従つて得
ることができる: 1 ジヤーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカ
ル・ソサイテイ(J.Am.Chem.Soc.)74
(1952)、第1426頁: アンモニアとテトラフルオルエチレンとから
酢酸銅の存在下に先ず次式のトリアジン誘導体
を製造し: 次で苛性ソーダ水溶液と一緒に加熱することに
よつてジフルオル酢酸のナトリウム塩HCF2
COONaに転化する。このものから公知の方法
に従つて式()の酸ハロゲン化物(m=1お
よびn=0)を得る。 2 米国特許第2559629号明細書: ポリフルオルアルカノールを過マンガン酸塩で
酸化することによる脂肪族ポリフルオルカルボン
酸およびその塩の製造: H(CX2CX2oCH2OH酸化 ――→ H(CX2CX2oCOOH 但し、XはCl、Fであり、xの少なくとも半分
はFであり、nは1〜3である。 この酸化反応の為の原料化合物はエチレン誘導
体CX2=CX2とメタノールとから製造される。得
られた遊離酸から公知の方法で酸ハロゲン化物を
得る。全てのX基がFであるこの化合物は、mが
整数でそしてnが0である式()の化合物であ
る。 3 ジヤーナル・オブ・オーガニツク・ケミスト
リ(J.Org.Chem.)第42巻No.25(1977)4055: この文献には、殊に以下の反応が記されてい
る: この反応系列の終りの3種の化合物は全て式
()の化合物である。式()に含まれる他の
化合物も全く同様に得ることができる。 本発明の方法の電気分解段階(a)は、原則として
例えばJ.C.S.Chem.Comm.1978118から公知の様
に実施する。 基礎電解質を調整する為には、最も簡単には、
容易に入手し得るアルカリ金属塩素化物、例えば
LiCl,NaClまたはKClを、場合によつては蒸留
による精製に委ねたフルオルスルホン酸FSO3H
に溶解し、その際に遊離する塩化水素を溶液から
漏れ出させるかあるいは乾燥窒素ガス流の導入に
よつて追い出す。電解質中のアルカリ金属スルホ
ナートの濃度には臨界がなく、1当り約0.05〜
約3モルの範囲内にあつてもよい。 式()の出発化合物を基礎電解質中に溶解ま
たは分散させ、その際基礎電解質に対して約60重
量%までの化合物()を使用することができ
る。 電解の為の陽極材料としては白金または白金族
の金属(OS,Ir,Pt)並びに約90重量%までの他
の貴金属(特にイリジウム)を含有している白金
合金および/またはガラス様炭素が適している。
最後に挙げた材料は、電解条件下で特に耐蝕性で
あるので陽極材料として特に有利である。 陰極材料はこの方法にとつて制限がない。それ
故に原則としては、こゝでの支配電解条件下での
み多少安定でありさえすれば、可能な全ての公知
陰極材料を使用できる。例えば白金、銅、特殊鋼
およびガラス様炭素が適している。 陽極と陰極との面積比は一般に約1:1以上、
殊に約5:1〜約10:である。 その他の点では電解を最も簡単には区分されて
ないセル中で実施し、その際に規格の実験室用ビ
ーカー・セルも用いることができる。 用いる電流密度は合目的には約10〜150mA・
cm-2、殊に約20〜80mA・cm-2である。電解温度
は約0〜100℃、殊に約20〜約40℃である。 電解終了後に反応生成物を電解混合物から蒸留
または場合によつてはデカンテーシヨンによつて
分離する。残留する電解質相は新鮮なフルオルス
ルホン酸を補充した後に次のバツチの為に繰返え
し用いることができる。 こうして得られた式()のω−フルオルスル
フエート−ペルフルオルカルボン酸ハロゲン化物
は分別蒸留によつて更に精製することができる。
若干の場合には、蒸留法でフルオルスルホン酸を
完全に分離除去することが因難である。次でフル
オルスルホン酸不含のω−フルオルスルフエート
−ペルフルオルカルボン酸ハロゲンニド()
を、例えば、粗生成物をNaF(A′=Fの場合)で
処理しそして次に注意深く蒸留することによつて
得ることができる。しかしながら僅かな割合のフ
ルオルスルホン酸は一般に後続のエステル化段階
で害に成らない。 有機系ヒドロキシル化合物、特にメタノールま
たはエタノールでのエステル化は、原則として、
例えばメチレンクロライドの如き不活性溶剤の存
在下または不存在下に公知の方法で実施する。こ
の場合ω−フルオルスルフアート−ペルフルオル
カルボン酸ハロゲン化物()とヒドロキシル化
合物()とは約1:1〜約1:1.5の割合で用
いるのが合目的である。ヒドロキシル化合物を更
に過剰に用いることも可能であるが、それによる
特別な利益はない。 エステル化にとつて、反応成分をいかなる順序
で一緒にするかは実際上も重要ではない。しかし
ながらハロゲン化物()を不活性溶剤中に予め
入れておきそして同じ溶剤または希釈剤にヒドロ
キシル化合物()を溶解した溶液と冷却下に混
合するのが有利である。この場合、いずれの時に
も、バツチの均一で充分な混合を達成する為に良
好に撹拌するようできるだけ注意するべきであ
る。 バツチの内部温度は反応の間、約−80〜+70
℃、殊に約−20〜+40℃、特に約0〜+20℃に保
持するのが合目的である。 A′=Fの場合には、エステル化の際に硼珪酸
塩ガラスを攻撃する弗化水素酸が生じるので、
かゝる場合には反応を耐弗化水素酸性の材料より
成る容器中で実施するのが有利である。 反応の終了後に、生じたハロゲン化水素酸を例
えば水での洗浄によつて除去し並びに有機相を乾
燥させそして蒸留する。 本発明の方法の最終生成物(A=ORの式
()のエステル)は、純粋な状態で高い安定性
を示す殆んど無色の液体である。 式()の本発明の新規化合物は、公知のよう
に価値ある化学的に且つ熱的に安定である潤滑剤
および滑剤、被覆材およびシーリング材、エラス
トマー、イオン交換体等に加工し得る別の官能基
を有した自体公知のペルフルオル化ビニルエーテ
ルへの新規の簡単な道を切開いた。 本発明の化合物()によつて可能と成つた自
体公知のペルフルオル化ビニルエーテルへのルー
トの、公知のルートに比較しての長所は、以下の
比較によつて明らかに成る。但し、共通の簡単な
基礎化合物からペルフルオル化ビニルエーテルま
でのルートを全部示すのでなく、全ての共通のビ
ニルエーテル−予備生成物(ペルフルオル化ジカ
ルボン酸フルオライドエステル)までだけを示
す。
【表】
【表】 * 本発明者等の実験で得られた収率。
この場合、次のことを考慮するべきである: (a) 用いるCF2=CF2の量は決めていなかつたの
で、表記の収率はCF2=CF2に対応するもので
はない。更に、この反応の場合には少なくとも
12%の収率で副生成物が生ずる。 (b) 第2段階でのFOC−CF2−COOCH3の収率は
FOC−CF2−COOCH3/CH3−O−SO2F混合
物についてガスクロマトグラフイーによつて測
定してある。高い毒性のフルオルスルホン酸メ
チルエステルの分離除去は、該混合物をNaF
上に案内することによつて約400℃のもとで実
施する。この分離除去は不完全である。精製し
たFOC−CF2−COOCH3についての収率はもは
や記してない。 従来技術に従うこのルートは比較的簡単に思わ
れるに拘わらず、本発明によつて可能となつたル
ートに比較して、特に、高い毒性のCH3OSO2F
が不可避的に生ずるので好ましくない。
【表】
【表】
【表】 このルートは、複雑で且つ収率が悪い為に本発
明によつて可能と成つたルートに比べてはるかに
劣つている。 本発明の方法は比較的に簡単に実施できること
および常に高収率であることで卓越している。 それ故に本発明は、当該技術分野において著し
い進歩を示している。 以下の実施例によつて本発明を更に詳細に説明
する。 A=ハロゲンの式()の化合物の製造 実施例 1 フルオルスルフアート−ジフルオルアセチルフ
ルオリド(F−SO2−O−CF2−COF)の製
造: 電解装置は、外側冷却ジヤケツトおよびふたを
備えた約80mmの内径、250mmの高さの円筒状容器
である。 セルのふたの上に、還流冷却器として有効なド
ライ・アイス冷却器を取り付ける。更にセルのふ
たには、ガス導入管、温度計および電極の為の電
流導線を案内するスリガラス開口が備えられてい
る。セルの底から約20mmの距離に、セルのふたに
固定されている白金製綱より成る円筒状電極(直
径60mm:高さ100mm;メツシユ巾約1mm)がある。
白金製綱より成る第2番目の円筒(直径20mm;高
さ100mm)が、同様にセルのふたに保持された陰
極を形成している。撹拌手段としてはセルの底に
PTFEで被覆されたマグネツト棒を用いる。セル
の冷却は、不活性冷却媒体例えばペルクロルエチ
レンまたはトリフルオルトリクロルエタンを冷却
循環することによつて行なう。装置の、冷却媒体
と接触する全ての部分がガラス、白金または
PTFEより成る。基礎電解質としては、次のよう
に製造されるフルオルスルホン酸にカリウム−フ
ルオルスルホナートを溶解した溶液を用いる: セル中に25g(0.33モル)の純粋な塩化カリウ
ムを予め入れて置きそして500gの蒸留フルオル
スルホン酸とゆつくり混和し、その際に強く泡立
ちながら塩化水素が漏れ出す。無色の溶液が生じ
る。このものから、乾燥窒素の導入によつて残留
塩化水素を除き、次で8Aの電流強度のもとで3
〜5時間予備電気分解する。 上記に従つて得られた基礎電解質中に、8Aの
電流強度および25〜30℃の温度のもとで12時間に
亘つて250g(2.55モル)のガス状ジフルオルア
セチルフルオライド(CHF2COF)を撹拌下に導
入する。次で250gのフルオルスルホン酸を再び
添加した後に電気分解を8Aの電流強度のもとで
12時間継続させ、その際にセル電圧は初めの約
6Vから約12〜15Vに上昇する。 0.5mの充填塔で電解混合物を精留する際に、
約13重量%のフルオルスルホン酸および87重量%
のフルオルスルフアート−ジフルオルアセチルフ
ルオライドより成る沸点40〜42℃の438gの生成
物が得られる。 19F−NMR(CDCl3)※+50.04(1F,−O−SO2
−F); +15.3(1F,−CO−F);−77.2(2F,−CF2); IR(ガス・スペクトル):5.25μ(C=0);6.70μ
(S=0)。 用いたジフルオルアセチル−フルオライドに対す
る収率は理論値の77%である。 * 全ての19FNMR−スペクトルの為にCFCl3
内部規準として用いる。 実施例 2 3−フルオルスルフアート−ペルフルオルプロ
パン酸フルオライド(F−SO2−O−CF2
CF2−COF)の製造 実施例1に記載の如き電解セルを使用しそして
実施例1の如く500gのフルオルスルホン酸と25
gの塩化カリウムとより成る基礎電解質の製造後
に395g(2.67モル)の3−H−ペルフルオルプ
ロパン酸フルオライド(H−CF2CF2−COF)を
8Aの電流強度および20〜25℃の温度のもとで12
時間電気分解する。次で5Aのもとで更に24時間
電気分解する。その際にセル電圧は徐々に約8V
から20Vに上昇する。電極を単に切り換えること
によつて電圧が再び始めの値に低下する。電解終
了後、通過電気量は216A.時である。電解混合物
から160℃の溜液温度まで蒸留することによつて、
55〜78℃の沸点の585gの蒸留液が得られる。続
いて0.5mの充填塔で精留した場合に、70重量%
の3−フルオルスルフアート−ペルフルオルプロ
パン酸フルオライドと30重量%のフルオルスルホ
ン酸とより成る53〜50℃の沸点の120gの留分が
得られる。次の60〜61℃の沸点の留分には、420
gの約98%のフルオルスルフアート−ペルフルオ
ルプロパン酸フルオライドが含まれている。収率
は、用いた原料に関して、理論値の74%である。19 F−NMR(CDCl3):+51.9(1F,−O−SO2F);
+25.9(1F,−CO−F);−84.8(2F,−O−
CF2);−119.8 (2F,−CF2). IR(ガス・スペクトル):5.28μ(C=O),6.67μ
(S=O). 実施例 3 5−フルオルスルフアート−ペルフルオルペン
タン酸フルオライド(F−SO2−O−CF2
CF2−CF2−CF2−COF)の製造: 実施例1の如き電解セルを使用しそして、実施
例1に記載の如く、500gのフルオルスルホン酸
と25gの塩化カリウムとより成る基礎電解質の製
造後に、410g(1.65モル)の5−H−n−ペル
フルオルペンタン酸フルオライド(H−CF2
CF2−CF2−CF2−COF)を8Aの電流強度のもと
で8時間電解し、次で120gのフルオルスルホン
酸の添加後に更に12時間5Aのもとで電解する。 電解温度は約20〜25℃である。次で、電解混合
物からデカンテーシヨンによつて弗素化有機物相
として487gの粗生成物を分離除去し、そして電
解相から160℃の溜液温度までの蒸留によつて更
に沸点56〜89℃の82gの残留粗生成物を追い出
す。一緒にした粗生成物を0.5mの充填塔で精製
することによつて、65gの出発物質の他に、95重
量%の5−フルオルスルフアート−ペルフルオル
ペンタン酸フルオライドと5重量%のフルオルス
ルホン酸とより成る沸点99〜101℃の生成物344g
が得られる。19 F−NMR(CDCl3):+51.5(1F,O−SO2
F);+25.8(1F,−COF);−82.9(2F,−O−
CF2);−118.0(2F,−CF2);−122.3(2F,−
CF2);−124.1(2F,−CF2−) IR(ガス−スペクトル):5.3μ(C=O);6.65μ(

=O) 収率は、反応した5−H−n−ペンタフルオル
ペンタン酸フルオライドに関して、理論値の71%
である。 実施例 4 5−フルオルスルフアート−ペルフルオルペン
タン酸クロライド(F−SO2−O−CF2−CF2
−CF2−CF2−COCl)の製造: 実施例1に記載した如く準備した電解装置は、
冷却用ジヤケツト、温度計、ガス導入管およびド
ライ・アイス冷却器を備えた60mmの内径、約100
mmの高さの円筒状ガラス製容器より成る。 白金製綱の代りに陽極として、ガラス様炭素製
板(100×20×3mm)を用いる。 陰極として直径3mmのガラス様炭素製棒を用
い、陽極板に対して約15mmの間隔を置いて配置す
る。 基礎電解質はフルオルスルホン酸にカリウム−
フルオルスルホナートを溶した溶液より成る。こ
の溶液は、12.5g(0.165モル)の純粋の塩化カ
リウムに250gの蒸留フルオルスルホン酸を徐々
に添加しそして乾燥窒素流で塩化水素を追い出す
ことによつて製造する。次にこの溶液を2Aの電
流強度のもとで予備電解する。 117g(0.44モル)の5−H−ペルフルオルペ
ンタン酸クロライドの添加後に、2Aの電流強度
および20〜25℃の温度のもとで44A・時の通過電
気量に達するまで電解する。セル電圧は15〜19V
である。 電解の終了後に反応混合物から弗素化有機物相
をデカンテーシヨンによつて分離しそして0.5m
の充填塔で分別蒸留する。53g(理論値の33%)
の5−H−フルオルスルフアート−ペルフルオル
−ペンタン酸クロライド(沸点120〜121℃)が得
られる。19 F−NMR(CDCl3):+52.0(1F,O−SO2
F);−82.4(2F,−O−CF2);−112.3(2F,−CF2
−COCl);−120.7(2F,−CF2−);−123.3(2F,
−CF2−). 実施例 5 8−フルオルスルフアート−ペルフルオル−2
−メチル−3−オクサ−オクタン酸フルオライ
ド(F−SO2−O−(CF25−O−CF(CF3)−
COFの製造 実施例4に記載の電解装置を使用しそして実施
例4に記載の如く250gのフルオルスルホン酸と
12.5gの塩化カリウムとより成る基礎電解質を製
造した後に、139.4g(0.34モル)の8−H−ペ
ルフルオル−2−メチル−3−オクサ−オクタン
酸フルオライド(H−(CF25−O−CF(CF3
COF)を2Aの電流強度、12〜13Vのセル電圧お
よび20〜25℃の温度のもとで52A・時の通過電気
量まで電解する。 電解混合物からデカンテーシヨンによつて182
gのフルオル化有機物相を分離する。0.5m−充
填塔で分別蒸留した後に、138.9g(理論値の81
%)の8−フルオルスルフエート−ペルフルオル
−2−メチル−3−オクサ−オクタン酸フルオラ
イド(沸点147〜148℃)が得られる。19 −NMR(CDCl3):+50.9(1F,−O−SO2
F);+26.6(1F,−CO−F);−78.6(1F,d,
Jgem=150Hz);−82.5(3F,−CF3);−83.6(2F,
−SO2−O−CF2−);86.2(1F,d.Jgem=150
Hz);−123.0(2F,−CF2−);−125.3(2F,−CF2
−);−126.0(2F,−CF2−);−131.3(1F,−CF
−). 実施例 6 6−フルオルスルフアート−ペルフルオル−2
−メチル−3−オクサ−ヘキサン酸フルオライ
ド(F−SO2−O−(CF23−O−CF(CF3)−
COF)の製造 実施例4に記載された如き電解装置を使用する
が、円筒状白金電極(陽極:直径40mm、高さ40
mm;陰極:直径12mm、高さ40mm)を使用する。 250gのフルオルスルホン酸と12.5gの塩化カ
リウムより成る基礎電解質を製造した後に166g
(0.50モル)の6−H−ペルフルオル−2−メチ
ル−3−オクサ−ヘキサン酸フルオライドを2A
の電流強度、5〜6Vのセル電圧および20〜25℃
の温度のもとで50A・時の通過電気量まで電解す
る。電解終了後に弗素化有機物相をデカンテーシ
ヨンによつて分離しそして0.5m−充填塔で分別
蒸留する。146g(理論値の68%)の6−フルオ
ルスルフアート−ペルフルオル−2−メチル−3
−オクサ−ヘキサン酸フルオライド(沸点112〜
114℃)が得られる。19 F−NMR(CDCl3):+50.6(1F,−O−SO2
F);+26.3(1F,−CO−F);−78.2(1F,d,
Jgem=150Hz);−81.8(3F,−CF3);−83.4(2F,
−SO2−O−CF2−);−85.9/1F,d.Jgem=150
Hz);−128.1(2F,−CF2−);−130.7(1F,−CF
−) 実施例 7 7−フルオルスルフエート−ペルフルオルヘプ
タン酸クロライド(FSO2−O−(CF26
COF)の製造 実施例4に記載の如き電解装置を使用する。基
礎電解質は、250gのフルオルスルホン酸を14.6
g(0.25モル)の塩化ナトリウムに徐々に添加し
そして塩化水素を乾燥窒素流で追い出すことによ
つて製造した、フルオルスルホン酸にナトリウム
−フルオルスルホン酸を溶解した溶液より成る。
2Aの電流強度のもとで5時間予備電解した後に
43g(0.124モル)の7−H−ペルフルオルヘプ
タン酸フルオライドを添加しそして2Aの電流強
度および13〜16Vのセル電圧のもとで電解する。
次で電解混合物を30cmの充填塔で分別蒸留する。
この場合、123〜158℃の沸点を有し且つ二つの層
より成る16gの留分が得られる。この留分を再び
蒸留することによつて、沸点129〜131℃の同様に
二つの層の留分が得られる。このものを分液ロー
ト中で−18℃に冷却しそして分離する。下の層と
して35.5g(理論値の64%)の7−フルオルスル
フアート−ペルフルオルヘプタン酸フルオライド
が得られる。19 F−NMR(CDCl3):+50.87(1F,OSO2F);+
25.28(1F,−COF);−83.41(2F,−CF2−O−);
−118.41(2F,−CF2−);−121.98(2F,CF2);−
122.38(2F,CF2);−122.87(2F,CF2);−
124.92(2F,CF2). A=ORの式()の化合物の製造: 実施例 8 フルオルスルフアート−ジフルオル酢酸メチル
エステル(FSO2−O−CF2−COOCH3) 87重量%のフルオルスルフアート−ジフルオル
酢酸フルオライド(Δ=0.9モル)と17重量%のフ
ルオルスルホン酸との203gの混合物を200mlのメ
チレンクロライドに溶解する。+5℃に冷却し、
次で62mlのメチレンクロライドに49g(1.55モ
ル)のメタノールを溶した溶液を滴加する。内部
温度を氷冷却によつて+10℃以下に保持する。こ
のバツチを室温で1時間、後撹拌する。この反応
混合物を各300mlの水にて3回洗浄しそして硫酸
ナトリウムで乾燥させる。 良好な塔での蒸留で、沸点119〜120℃の153.5
g(82%)のメチルエステルが得られる。 分析値 計算 C17.31 H1.45 F27.39 S15.41 測定 C17.35 H1.55 F27.45 S15.651 H−NMR(CDCl3):4.02(s)19 F−NMR(CDCl3):+49.9(−O−SO2F),−
76.8(CF2) IR(neat):5.55μ(C=O),6.75μ(S=O) 実施例 9 3−フルオルスルフアート−テトラフルオル−
プロパン酸−メチルエステル(FSO2−O−
CF2−CF2−COOCH3) 120mlのメチレンクロライドに147.6g(0.60モ
ル)の3−フルオルスルフアートペルフルオルプ
ロパン酸フルオライドを溶解した5℃に冷却され
た溶液に、29g(0.9モル)のメタノールと35ml
のメチレンクロライドとより成る混合物を、内部
温度が+10℃を超えないように滴加する。その際
に氷で冷却する。このバツチを1時間室温で後撹
拌する。この反応混合物を各200mlの水にて3回
洗浄しそして硫酸ナトリウムで乾燥させる。良好
な塔での蒸留にて沸点75〜76℃(100mm)の133g
(86%)のメチルエステルが得られる。 分析値 計算値C18.61 H1.17 F36.80 S12.42 測定値C18.50 G1.20 F37.05 S12.651 H−NMR(CDCl3):4.03(s)19 F−NMR(CDCl3):+50.7(−OSO2F),−85(−
O−CF2),−120.1(−CF2−CO−) IR(neat):5.59μ(C=O),6.72(S=O) 実施例 10 3−フルオルスルフアート−テトラフルオルプ
ロパン酸エチルエステル(FSO2−O−CF2
CF2−COOC2H5) バツチ:123g(0.5モル)の3−フルオルスルフ
アート−テトラフルオルプロパン酸フルオライ
ドを100mlのメチレンクロライドに溶解した溶
液、 36.8g(0.8モル)のエタノールを40mlのメチ
レンクロライドに溶解した溶液。 反応はメチルエステルについて実施例9に記し
た如く実施する。84℃(100mm)の沸点を有した
109g(77%)のエチルエステルが得られる。 分析:計算値 C22.07 H1.85 F34.90 S11.78 測定値 C22.00 H1.80 F34.80 S11.901 H−NMR(CDCl3).1.04(t,J=7.2Hz.3H),
4.45(q,J=7.2Hz,2H)19 F−NMR(CDCl3):+50.8(−O−SO2F),−
84.5(−O−CF2),−119.9(−CF2−CO−) IR(neat):5.6μ(C=O),6.73μ(S=O) 実施例 11 5−フルオルスルフアート−オクタフルオルペ
ンタン酸メチルエステル(FSO2−O−CF2
CF2−CF2−CF2−COOCH3) 100mlのメチレンクロライドに150g(0.43モ
ル)の5−フルオルスルフアート−ペルフルオル
プロパン酸フルオライドを溶解した溶液に、26g
(0.81モル)のメタノールと30mlのメチレンクロ
ライドとの混合物を5℃のもとで滴加する。この
バツチはアイス・バツチで冷却しなければならな
い。 このバツチを1時間室温で後冷却する。次にこ
の混合物を各200mlの水で3回洗浄しそして硫酸
ナトリウムで乾燥させる。良好な塔での蒸留に
て、沸点86〜87℃(50mm)の134g(86%)のメ
チルエステルが得られる。 分析:計算値 C20.12 H0.84 F47.74 S8.95 測定値 C20.05 H0.80 F47.35 S9.251 H−NMR(CDCl3):3.96(s)19 F−NMR(CDCl3);+51.5(−O−SO2F),−
82.6(−O−CF2),−118(−CF2−CO−),−
122.4(−CF2−),−124(−CF2−) IR(neat):5.59μ(C=O),6.69(S=O) 実施例 12 5−フルオルスルフアート−オクタフルオル−
ペンタン酸メチルエステル(FSO2−O−CF2
−CF2−CF2−CF2−COOCH3) バツチ:30mlのメチレンクロライドに36g(0.1
モル)の5−フルオルスルフアート−オクタフ
ルオル−ペンタン酸クロライドを溶解した溶
液、 10mlのメチレンクロライドに4.8g(0.15モル)
のメタノールを溶解した溶液。 反応は実施例10に記載した如く実施する。30g
(84%)のメチルエステルが得られる。 実施例 13 7−フルオルスルフアート−ペルフルオルヘプ
タン酸メチルエステル(FSO2−O−(CF26
COOCH3) 40g(0.089モル)の7−フルオルスルフアー
ト−ペルフルオルヘプタン酸フルオライドと75ml
のメチレンクロライドとの混合物に、30mlのメチ
レンクロライドに7.3g(0.23モル)のメタノー
ルを溶解した溶液を氷冷却下に滴加する。内部温
度は+10℃を超えるべきでない。このバツチを2
時間室温で後撹拌しそして硫酸ナトリウムで乾燥
させる。充填での蒸留で沸点96℃(22mm)の7−
フルオルスルフアート−ペルフルオルヘプタン酸
メチルエステル29.6g(72%)が得られる。 分析:計算値C20.97 H0.66 F53.91 S7.00 測定値C20.7 H0.6 F54.0 S6.71 H−NMR(CDCl3):3.98(s)19 F−NMR(CDCl3):+50.7(1F,−OSO2F),−
83.23(2F,−CF2−O−),−118.72(2F,−CF2
CO−),−122.34(4F,2xCF2),−123.0(2F,
CF2),−124.9(2F,CF2) IR(neat):5.59μ(CO),6.70μ(SO) 実施例 14 5−フルオルスルフアート−ペルフルオル−2
−メチル−3−オクサヘキサン酸メチルエステ
22g(0.053モル)の6−フルオルスルフアー
トペルフルオル−2−メチル−3−ククサ−ヘキ
サン酸フルオライドおよび30mlのメチレンクロラ
イドを約+5℃に冷却する。この二相混合物に冷
却下に、30mlのメチレンクロライドに25g
(0.078モル)のメタノールを溶解した溶液を滴加
する。内部温度を、反応の間5〜10℃に保持す
る。このバツチを室温で2時間撹拌し、次に水で
数回洗浄する。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥処
理しそして蒸留する。158〜161℃(760mmHg)の
沸点を有する18g(80%)のメチルエステルが得
られる。 分析:計算値 C19.82 H0.71 F49.27 S7.56 測定値 C20.00 H0.70 F48.65 S7.751 H−NMR(CDCl3):3.97(s)19 F−NMR(CDCl3):+51.34(−OSO2F),−78.2
(1F,−O−CF2−,Jgem=150Hz),−81.8
(CF3),−83.1(−CF2−O−SO2−),−85.4(1F,
−O−CF2−,Jgem=150Hz)−127.8(CF2),−
131.3(CF) IR(neat):5.6μ(C=O),6.72μ(S=O) 実施例 15 8−フルオルスルフアートペルフルオル−2−
メチル−3−オクサ−オクタン酸メチルエステ
126.5g(0.25モル)のω−フルオルスルフア
ート−ペルフルオル−2−メチル−2−オクサ−
オクタン酸フルオライドおよび100mlのメチレン
クロライドを約+5℃に冷却する。この二相混合
物に撹拌下に、30mlのメチレンクロライドに24g
(0.75モル)のメタノールを溶解した溶液を滴加
する。内部温度を冷却下に5〜10℃に保持する。
このバツチを1時間室温で後撹拌し、次に水で数
回洗浄する。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させ
そして蒸留する。80℃(10mmHg)の沸点を有す
る102g(79%)のメチルエステルが得られる。 分析:計算値 C20.62 H0.58 F54.37 S6.12 測定値 C20.55 H0.55 F54.15 S6.301 H−NMR(CDCl3)3.95(s)19 F−NMR(CDCl3)+51.3(−O−SO2F),−78.1
(1F,−O−CF2,Jgem=147Hz),−82(CF3),
−82.6(−SO2−O−CF2),−85(1F,−O−
CF2,Jgem=147Hz),−122(CF2),−124.3
(CF2),−125.1(CF2),−131.3(CF) IR(neat):5.58μ(C=O),6.7(S=O)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式() [式中、Aはハロゲン原子またはOR基(但
    し、Rはアルキル−、アリール−またはアルアル
    キル基である。)を意味し、 mは1〜10をそして nは0〜2を意味する。] で表されるω−フルオル−スルフアート−ペルフ
    ルオルカルボン酸誘導体。 2 式()中、AがClまたはFまたは、Rが10
    個までの炭素原子を有するアルキル−、アリール
    −またはアルアルキル基であるOR基であり、m
    が1〜8でありそしてnが0〜2である特許請求
    の範囲第1項記載のω−フルオル−スルフアート
    −ペルフルオルカルボン酸誘導体。 3 式()中、AがFまたは、RがCH3または
    C2H5−であるOR基であり、mが1〜6でありそ
    してnが0または1である特許請求の範囲第1項
    または第2項記載のω−フルオル−スルフアート
    −ペルフルオルカルボン酸誘導体。 4 一般式() [式中、Aはハロゲン原子またはOR基(但
    し、Rはアルキル−、アリール−またはアルアル
    キル基である。)を意味し、 mは1〜10をそして nは0〜2を意味する。] で表されるω−フルオル−スルフアート−ペルフ
    ルオルカルボン酸誘導体を製造するに当たつて、 (a) 式() [式中、A′はハロゲン原子でありそしてmお
    よびnは式()におけるのと同じ意味を有す
    る。] で表されるω−H−ペルフルオルカルボン酸ハロ
    ゲン化物を、フルオル−スルホン酸とアルカリ金
    属−フルオルスルホナートとより成る電解質中に
    おいて、陽極材料として白金または白金族の金属
    および/またはガラス状炭素の使用および通常の
    −但し、電解条件下に安定な−陰極材料の使用下
    に電解し、その際に生じる式() [式中、A′は式()におけるのと同じ意味
    を有しそしてmおよびnは式()におけるのと
    同じ意味を有する。] で表されるω−フルオルスルフアート−ペルフル
    オルカルボン酸−ハロゲン化物を単離しそして (b) 式() ROH… () [式中、Rは式()の所に記した意味を有す
    る。] で表される有機系ヒドロキシル化合物にてエステ
    ル化してA=ORの式(1)で表されるω−フルオル
    スルフアート−ペルフルオルカルボン酸誘導体と
    する、 ことを特徴とする、上記の誘導体の製造方法。
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