JPS63126845A - ハイポフルオライト及びビスーハイポフルオライト、並びにその製造方法 - Google Patents

ハイポフルオライト及びビスーハイポフルオライト、並びにその製造方法

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JPS63126845A
JPS63126845A JP62224216A JP22421687A JPS63126845A JP S63126845 A JPS63126845 A JP S63126845A JP 62224216 A JP62224216 A JP 62224216A JP 22421687 A JP22421687 A JP 22421687A JP S63126845 A JPS63126845 A JP S63126845A
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アントニオ・マルラッチーニ
ジォルジオ・グリエルモ
アレッサンドロ・マラクリダ
ラムベルト・ロベルティ
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Syensqo Specialty Polymers Italy SpA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07C309/00Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof

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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】 本発明は、弗素とそれぞれ1個若しくは2個の弗化アシ
ル基:     0 C を有する出発化合物との反応によるハイポフルオライド
及びヒス−ハイポフルオライドの改良製造方法、並びに
製造される化合物に関するものである。
この方法は、弗化スルホニル基−3O2Fを有しかつ次
式: %式%() [式中、Rfは1〜4個の炭素原子を有するペルフルオ
ロアルキレン基若しくはフルオロクロルアルキレン基で
あり、特に式: %式% −CFCで−、−CF−から選択される]■ CF2Cε により示される七ノーハイポフルオライドを製造するの
に特に適している。
式(1)のハイポフルオライドを製造するための出発化
合物は対応の弗化アシル: FO2SJ−C であり、これはSO3とフルオロオレフィン(若しくは
フルオロクロルオレフィン)との反応に基づく公知方法
にしたがって、或いはスルトンを発生させかつ次いでこ
のスルトン環の開環を特にアルカリ弗化物若しくはアミ
ンのような塩基性触媒の存在下で行なう電気化学的合成
により容易に製造することができる[アンゲバンテ・ヘ
ミ−、インターナショナル・エディジョン、第2巻(1
972′)%第7号、第583頁及び米国特許第4,4
66.881号]。
ざらに、本発明による方法は、一般式:%式%() [式中、R′ fは特に1〜8個の炭素原子を有するペ
ルフルオロアルキレン−CF2−1−CF2 CF2−
などであるか又はこれは特に1〜10個の炭素原子を有
しかつ −CF20CF2 CF2−若しくは (−CF20−CF2 CF2−>2から選択されるペ
ルフルオロアルキレン基を示すコのペルフルオロアルカ
ン テル も特に適している。
出発化合物は対応の弗化アシル: C−R’ f−C F          F である。
これは一般に、幻1応のジカルボン酸の電気化学的弗素
化により、或いは溶剤中でのKFとの反応により対応の
塩化物から製造されるrJ.A.C。
S.  (89)第12巻、第2841〜2843頁]
。出発化合物としてはマロニル及びスクシ丘ルの酸二弗
化物に特に興味がある。R′ fがエーテル基である化
合物の場合、これらの先駆体は分別蒸留によってC2 
F4光酸化法で得られたペルフルオロポリエーテル混合
物から得ることができる。
どスーハイボフルオライトの製造については極めて少な
い引例しか技術文献に含まれていない。
特に、J.+1.プラガーによるJ.O.C。
(1966年2月)、第392頁における「直接的弗素
化による1,3−ビス(フルオロオキシ)ペルフルオロ
プロパン及びその他の酸素含有化合物ゴと題する論文は
、気体弗素とOH基を有する弗素化化合物との反応を記
載しており、この反応は化合F20F F2 F20F をも生ずるか、その収率は2%であってその他に2%の
モノ−ハイポフルオライドを伴う。この方法は実用的興
味を持たないことが明らかである。
本発明の方法は、工業規模で用いうる連続法によって上
記種類のハイボフルオライI・及びビス−ハイポフルオ
ライドを高収率で(qることを可能にする。
本発明による方法は、気相にて弗素と式:%式% 又は式: C−R’  f−C F             F のアシル弗化物とを、必要に応じ理論量に対し小過剰の
弗素と共に0〜60℃の範囲の温度、好ましくは20〜
30℃の温度にてアル−カリ若しくはアルカリ土類金属
、好ましくはに,Rb,Cs及びBaから選択される弗
化物(特にCSIご)からなりかつ好ましくは金属上に
支持され或いは金属と混合してなる固定触媒の存在下に
反応させることがらなっている。
使用する触媒の粒度は好ましくは250〜500μの範
囲であり、かつ磨砕によって得ることができる。いずれ
の場合にも、粒度は固定床を得るように選択される。
好ましくは、触媒を数mm程度の寸法を有する金属粒子
と混合する。この金属は、たとえばQu。
Ni,Fe若しくはAlとして反応器の熱交換を容易化
させることができる。
さらに触媒は、本出願人による従前の特許出願(記載さ
れたように、好ましくは金属材料(担持することができ
る。特に、触媒の製造方法は、小片若しくは粒子の°形
状(ビーズ状、小円筒状など)を有する酸化銅(CuO
若しくはCu2O又はその混合物)を窒素希釈された水
素による還元に200〜500℃、好ましくは250〜
350℃の温度でか(プで、上記特許出願に示されたよ
うな多孔質性と特定表面とを有する金属銅キャリヤを得
ることからなっている。次いで、このキャリヤにアルカ
リ弗化物溶液、特に弗化セシウム溶液を含浸させる。一
般に、キャリヤ上に固定しうるCsFのωは約10重量
%までのようにがなり高い。ざらに、3%の量は良好な
触媒を与える。最後に、使用した溶剤を減圧蒸発によっ
て除去する。
このように製造された触媒は、極めて長い連続操作の後
にさえ満足しうる高収率を示す。事実、数日間使用した
後に、これは認めうる劣化を示さない。ざらに、再生が
必要となった場合にも、たとえば200〜300 ’C
の温度の水素流によって同じ反応器で極めて筒中に達成
することができる。
高発熱性及び高反応速度により、一般により容易な温度
制御には試薬をたとえば窒素若しくはヘリウムのような
適切な不活性ガスにより、或いは蒸気状態かつ反応条件
下で不活性なりロルフルオロ炭化水素(特にC2F4 
Cで21.C2Fs C乏〉によって試薬を希釈覆るこ
とが推奨される。
反応は大気圧に等しい又はそれより高い圧力で行なうこ
とができる。
反応は極めて短い接触時間、一般に1分間以内で生ずる
。変換は実質的に完結し、かつハイポフルオライドの収
率は極めて高く、一般に95%以上である。
公知のように、ハイポフルオライドは弗素化オレフィン
と反応してエーテルを生成することができ、これらのエ
ーテルはその後の反応によって弗素化ビニルエーテルを
生成する。これらの弗素化ビニルエーテルは、式(I>
の化合物から得られた場合、すなわちスルホニル基を有
する場合、高分子物質(樹脂)の製造に単1体として使
用することができ、これらは不溶性の酸触媒として或い
はイオン交換膜若しくはダイヤフラムを製造する際の材
料として有用である。
一般式(II)のごスーハイポフルオライトは、上記し
たように、両ハイポフルオライド基を有する弗素化オレ
フィンとの反応により対応のビ、スービニルエーテル(
ジグリシジルエーテル)を製造する際に用いることがで
きる。
ビニルエーテルを製造するだめのフルオロオレフィンと
の反応に際し、不活性希釈剤を若干含有する反応混合物
を直接に使用することができる。
何故なら、出発化合物の変換が一般に完全でありかつハ
イポフルオライドの収率が極めて高いがらである。
本発明の方法による幾種かの化合物は新規であり、特許
RfカCF Ce  HL/ < バーCF−である式
(I>の種類のもの:F20g R’fが一〇F20−CF2 CF2−若しくは(−C
F20−CF2 CF−2−>2である式(II)の種
類のものが挙げられる。
以下、本発明による方法を、限定はしないが説明の目的
で可能な実施例につき説明する。
例  1 1−フルオロオキシ−2(フルオロスルホニル)−テ1
〜ラフルAロエタンの製造 直径50mmかつ可使容積500cm3を有し、銅チッ
プを350gのCSFと混合して製造され、窒素流中に
て350℃で4時間乾燥させ、磨砕し、かつ無水環境中
で篩分【プした触媒が充填されているAl51316ス
チ一ル反応器へ、1/1/1のモル比にお(プるN2 
/F2 /FO25−CF2−C(0)Fよりなるガス
混合物を12Nf2/hの全流速(各試薬につぎ触媒1
g当り5xlO−4モル/h)にて1.1気圧の圧力で
連続供給した。この試薬混合物は予めHF、820など
存在しうる不純物(アルコール類)から精製した。反応
器内の温度は恒温浴によって+20℃に維持した。流出
するガス混合物は、IR分光光度法、NMRF19及び
法度滴定法により分析してFO2S−CF2−CF20
Fの存在を示した。変換率及び収率は約100%であっ
た。
NMR分析は、ハイポフルオライドの典型的な信号(C
FCj3に関するδ: +15CI)pm) ヲ示し、
895cm−1におけるIRバンドはハイポフルオライ
ドに典型的であった。
試薬の変換及び収′率は、10時間の試験後にも変化せ
ずに保たれた。
例  2 例1の反応器中へ、1/2/1のモル比におけるN2 
/F2 /FO25−CF2−C(0) Fよりなるガ
ス混合物を8Nj2/hの全流速(触媒1g当たり5x
lO−4モル/hのF2及び触媒1g当たり2.りXl
0−4モル/hのFO2S−CF2−C(0)F)かつ
1.1気圧の圧力にて連続供給した。反応器内の温度は
恒温浴によって+30℃に維持した。
流出覆る混合物をTR分光光度分析及び法度滴定分析に
かcプだところ、FO2S−CF2−〇 (0)Fから
FO25−CF2−CF20Fへの完全変換を示した;
事実、6,8迦と7JIJnとの間のIRバンドが存在
し、かつその強度は未変化に保たれた(−3O2Fの典
型的バンド)。5.3iJmと5.5tmとの間のバン
ド(COFの典型的バンド)は全く存在せず、基−CF
20Fに典型的な新たなバイトが出現した: ν(OF
> = 895cm−1゜例3 例1の反応器中へ、1/2/1の試薬モル比におけるN
2 /F2 /FO25−CF−C(0) F「 CF3 よりなるガス混合物を8Nj2/hの全流速にて1.1
気圧の圧力で連続供給した。反応器内の温度は恒温浴に
よって+20℃に維持した。
流出する混合物をTR分光光度分析及び法度滴定分析に
かけたところ、 FO25−CF2−C(0)Fから ■ CF3 FO25−CF−CF20Fへの完全変換を示しCF3 た; 事実、6.8Mと7t1!IIとの間のIRバン
ドが存在しかつその強度は未変化に保たれた(−3O2
Fの典型的バンド)。5.3脚と5.51I!rIとの
間のバンド(COFの典型的バンド)は全く存在せず、
かつ−〇F20Fに寄与する約887Cm−1を中心と
した新たなバンドが出現した。
NMR分析はハイポフルオライドの典型的信号を示した
(CFCffiaに関するδ: +157.7Dt)m
 )。
例4 例1の反応器中へ、215/1の試薬モル比におけるN
2 /F2 /FOC−CF2−CF2−COFよりな
るガス混合物を81!/hの全流速かつ1.1気圧の圧
力にて連続供給した。反応器内の温度は恒温浴により+
20℃に維持した。
流出する混合物は、TR分光光度分析及び法度滴定分析
にかけたところ、 FOC−CF2−CF2−COFから FOCF2−CF2−CF2−CF20Fへの良好な変
換を示した。事実、5.3IJ!rIと5.51IIn
との間のIRバンド(COFの典型的バンド)は殆んど
存在せず、かつ基−CF20Fに典型的な新たなバンド
が出現した。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)それぞれ式: ( I )FSO_2−R_f−CF_2OF及び(II)
    FOCF_2−R′f−CF_2OF[式中、R_fは
    1〜4個の炭素原子を有するペルフルオロアルキレン若
    しくはペルフルオロクロルアルキレンであり、かつR′
    は1〜10個の炭素原子を有するペルフルオロアルキレ
    ン若しくはペルフルオロオキシアルキレンである] のハイポフルオライト及びビス−ハイポフルオライトを
    製造するに際し、それぞれ式: ▲数式、化学式、表等があります▼ 及び ▲数式、化学式、表等があります▼ の酸弗化物を気相中にて弗素と反応させ、この反応をK
    、Rb、Cs若しくはBaの弗化物からなりかつ好まし
    くは金属材料に支持されて固定触媒床の形態で反応器中
    に配置された触媒の存在下に0〜60℃にて連続的に行
    なうことを特徴とするハイポフルオライト及びビス−ハ
    イポフルオライトの製造方法。
  2. (2)R_fが−CF_2−、−CF_2CF_2−、
    ▲数式、化学式、表等があります▼ である式( I )のハイポフルオライト、及びR′_f
    が−CF_2−、−CF_2CF_2−、−CF_2O
    CF_2CF_2−若しくは (−CF_2O−CF_2CF_2−)_2である式(
    II)のハイポフルオライトを製造する特許請求の範囲第
    1項記載の方法。
  3. (3)試薬を、たとえば窒素若しくはヘリウムのような
    不活性ガスにより、或いは反応条件下にて不活性である
    クロルフルオロ炭化水素の蒸気により希釈する特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
  4. (4)R_fが−CFCl−である式( I )の化合物
  5. (5)R_fが▲数式、化学式、表等があります▼であ
    る式( I )の化合物。
  6. (6)R′_fが−CF_2O−CF_2CF_2−で
    ある式(II)の化合物。
  7. (7)R′_fが(−CF_2O−CF_2CF_2−
    )_2である式(II)の化合物。
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