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JP4457212B2 - Method for producing fluorine-containing ether - Google Patents
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JP4457212B2 - Method for producing fluorine-containing ether - Google Patents

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Description

本発明は含フッ素エーテル化合物の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a fluorine-containing ether compound.

含フッ素有機化合物は高分子材料、冷媒、洗浄剤、発泡剤、医薬、農薬等、工業的に幅広く用いられている。その中でも、含フッ素エーテル化合物は、フロン代替物質として、冷媒、洗浄剤、発泡剤等の用途が期待されている。
例えば、本発明の対象とする前記一般式(4)R1CFZOR2で表される含フッ素エーテルのうち、R1=F、R2=CH3、Z=Fのもの(CF3OCH3)、及びR1=CF3、R2=CH3、Z=Fのもの(C2F5OCH3)は、環境に対する影響の少ない、新たな冷媒としての用途が期待されている(非特許文献1)。また、R1=C3F7、R2=CH3、Z=Fのもの(C4F9OCH3)は洗浄剤として工業化されている。
Fluorine-containing organic compounds are widely used industrially for polymer materials, refrigerants, cleaning agents, foaming agents, pharmaceuticals, agricultural chemicals and the like. Among them, the fluorinated ether compound is expected to be used as a refrigerant substitute, a refrigerant, a cleaning agent, a foaming agent and the like.
For example, among the fluorine-containing ethers represented by the general formula (4) R 1 CFZOR 2 to be the subject of the present invention, those of R 1 = F, R 2 = CH 3 and Z = F (CF 3 OCH 3 ) , And R 1 = CF 3 , R 2 = CH 3 , and Z = F (C 2 F 5 OCH 3 ) are expected to be used as new refrigerants with little environmental impact (Non-Patent Documents) 1). R 1 = C 3 F 7 , R 2 = CH 3 and Z = F (C 4 F 9 OCH 3 ) are industrialized as cleaning agents.

従来、これらの含フッ素エーテルは、(i)ペルフルオロ酸ハロゲン化物またはペルフルオロケトン、(ii)フッ化カリウム等の金属フッ化物塩及び(iii)ジメチル硫酸、パラトルエンスルホン酸メチル等のアルキル化剤を、ジグライム、ジメチルホルムアミドなどの有機溶媒中で反応させることにより製造されていた(非特許文献2)。   Conventionally, these fluorine-containing ethers include (i) perfluoro acid halides or perfluoro ketones, (ii) metal fluoride salts such as potassium fluoride, and (iii) alkylating agents such as dimethyl sulfate and methyl paratoluenesulfonate. , Diglyme, dimethylformamide, and other organic solvents (Non-Patent Document 2).

しかし、この方法で用いる有機溶媒は揮発性があって蒸気を発生するため、近年、環境負荷低減の観点からこれらを用いない含フッ素エーテルの製造方法が求められている。   However, since the organic solvent used in this method is volatile and generates steam, in recent years, there has been a demand for a method for producing a fluorinated ether that does not use these from the viewpoint of reducing the environmental load.

また、他の含フッ素エーテルの製造方法としては、含フッ素不飽和エーテルをフッ素化することによる含フッ素エーテルの製造方法が知られており、たとえばフッ素化剤として高次金属フッ化物や二フッ化キセノンを用いてフッ素化する方法(特許文献1)、フッ素ガスを用いる方法(特許文献2)が提案されているが、これらの方法で用いるフッ素化剤は高価であり、また上記と同様に揮発性溶媒を用いる必要があるので環境汚染の問題を生じるといった難点があった。   As another method for producing a fluorine-containing ether, a method for producing a fluorine-containing ether by fluorinating a fluorine-containing unsaturated ether is known. For example, as a fluorinating agent, a higher-order metal fluoride or difluoride is used. A method of fluorination using xenon (Patent Document 1) and a method using fluorine gas (Patent Document 2) have been proposed. However, the fluorinating agent used in these methods is expensive and is volatile as described above. Since it is necessary to use an organic solvent, there has been a problem of causing environmental pollution problems.

J. Fluorine Chem., 101 (2000) 215.J. Fluorine Chem., 101 (2000) 215. 「 ECO INDUSTRY」1;10月号、p5、1996年)"ECO INDUSTRY" 1; October issue, p5, 1996) 特開2000−191578号公報JP 2000-191578 A 米国特許第5741950号明細書US Pat. No. 5,741,950

本発明は、上記従来技術の事情に鑑みなされたものであって、揮発性の有機溶媒を用いることなく、含フッ素エーテルを環境に優しくかつ効率よく製造できる方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances of the above prior art, and an object thereof is to provide a method capable of producing a fluorine-containing ether in an environmentally friendly and efficient manner without using a volatile organic solvent.

本発明者は、含フッ素エーテルを製造する方法について鋭意研究を重ね、揮発性のないイオン性液体を溶媒として用いることにより含フッ素エーテルを収率よく合成できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明によれば、以下の発明が提供される。
[1](i)ペルフルオロカルボン酸ハロゲン化物またはペルフルオロケトン、(ii)アルキル化剤及び(iii)フッ素化剤を溶媒中で反応させて含フッ素エーテルを製造する方法において、溶媒として非揮発性のイオン性液体を用いることを特徴とする含フッ素エーテルの製造方法。
[2](i)ペルフルオロカルボン酸ハロゲン化物またはペルフルオロケトンが、下記一般式(1)
R1(CO)X1 (1)
(式中、R1はフッ素原子または分岐していてもよいペルフルオロアルキル基を示し、X1はハロゲン原子または分岐していてもよいペルフルオロアルキル基を示す。)
で表される化合物であり、
(ii)アルキル化剤が下記一般式(2)
R2X2 (2)
(式中、R2は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、X2はp-CH3C6H4SO3、CH3SO3、CF3SO3、R2OSO3、I、またはBrを示す)
で表される化合物であり、
(iii)フッ素化剤が下記一般式(3)
MF (3)
(Mはアルカリ金属を示す)
で表される化合物であり、含フッ素エーテルが下記一般式(4)
R1CFZOR2 (4)
(式中、R1、R2は前記と同じ。Zは、X1がハロゲン原子の場合はフッ素であり、X1が分岐していてもよいペルフルオロアルキル基の場合はX1と同じ)
で表される化合物であることを特徴とする上記[1]に記載の含フッ素エーテルの製造方法。
[3]イオン性液体が下記一般式(5)又は一般式(6)で表され、融点が100℃以下のイオン性液体であることを特徴とする上記[1]又は[2]何れかに記載の含フッ素エーテルの製造方法。

Figure 0004457212

(式中、R3、R4、R5、R6、R7は水素または置換基を有していてもよいアルキル基をY-は陰イオンを示す。)
Figure 0004457212

(式中、R8、R9、R10、R11、R12、R13は水素または置換基を有していてもよいアルキル基を示し、Y-は陰イオンを示す。)
[4]イオン性液体が上記一般式(5)(R3 = CH3、R4 = H、R5= CH3またはn-C4H9、R6 = R7 = H、Y- = BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -、または(CF3SO2)2N-)で表される化合物であることを示す特徴とする(1)または(2)に記載の含フッ素エーテルの製造方法。 The inventor has conducted extensive research on a method for producing a fluorinated ether, found that the fluorinated ether can be synthesized in a high yield by using a non-volatile ionic liquid as a solvent, and completed the present invention. It was.
That is, according to the present invention, the following inventions are provided.
[1] In a method for producing a fluorinated ether by reacting (i) a perfluorocarboxylic acid halide or perfluoroketone, (ii) an alkylating agent and (iii) a fluorinating agent in a solvent, A method for producing a fluorinated ether, comprising using an ionic liquid.
[2] (i) Perfluorocarboxylic acid halide or perfluoroketone is represented by the following general formula (1)
R 1 (CO) X 1 (1)
(In the formula, R 1 represents a fluorine atom or an optionally branched perfluoroalkyl group, and X 1 represents a halogen atom or an optionally branched perfluoroalkyl group.)
A compound represented by
(Ii) The alkylating agent is represented by the following general formula (2)
R 2 X 2 (2)
(Wherein R 2 represents an alkyl group which may have a substituent, and X 2 represents p-CH 3 C 6 H 4 SO 3 , CH 3 SO 3 , CF 3 SO 3 , R 2 OSO 3 , I or Br)
A compound represented by
(Iii) The fluorinating agent is represented by the following general formula (3)
MF (3)
(M represents an alkali metal)
The fluorine-containing ether is represented by the following general formula (4):
R 1 CFZOR 2 (4)
(Wherein, R 1, R 2 are as .Z as above, if X 1 is a halogen atom is fluorine, in the case of perfluoroalkyl group which may X 1 is branched same as X 1)
The method for producing a fluorinated ether according to [1] above, wherein the compound is represented by the formula:
[3] Either of the above [1] or [2], wherein the ionic liquid is an ionic liquid represented by the following general formula (5) or general formula (6) and having a melting point of 100 ° C. or lower. The manufacturing method of fluorine-containing ether of description.
Figure 0004457212

(Wherein R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are hydrogen or an alkyl group which may have a substituent, and Y represents an anion.)
Figure 0004457212

(In the formula, R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 and R 13 represent hydrogen or an alkyl group which may have a substituent, and Y represents an anion.)
[4] The ionic liquid is represented by the above general formula (5) (R 3 = CH 3 , R 4 = H, R 5 = CH 3 or nC 4 H 9 , R 6 = R 7 = H, Y = BF 4 , PF 6 , CF 3 SO 3 , or (CF 3 SO 2 ) 2 N ), which is a compound represented by (1) or (2), Method.

本発明の含フッ素エーテルの製造方法は、揮発性の有機溶媒を用いる必要がないのでジグライム、ジメチルホルムアミドなど揮発性溶媒を使用する従来法に比べ、環境負荷を著しく低減することができ、しかも所望とする含フッ素エーテルを簡便かつ収率よく合成することができる。溶媒が揮発しないため、溶媒と所望とする含フッ素エーテルとの分離も容易である。また本方法で得られる含フッ素エーテルは冷媒等として有用である。   The method for producing a fluorinated ether of the present invention does not require the use of a volatile organic solvent, and therefore can significantly reduce the environmental burden compared to conventional methods using volatile solvents such as diglyme and dimethylformamide, and is desirable. It is possible to synthesize the fluorine-containing ether with a high yield. Since the solvent does not volatilize, it is easy to separate the solvent from the desired fluorine-containing ether. Moreover, the fluorine-containing ether obtained by this method is useful as a refrigerant or the like.

本発明は、(i)ペルフルオロカルボン酸ハロゲン化物またはペルフルオロケトン(ii)アルキル化剤及び(iii)フッ素化剤を溶媒中で反応させて含フッ素エーテルを製造する方法において、溶媒として非揮発性のイオン性液体を用いることを特徴とする。   The present invention relates to a process for producing a fluorinated ether by reacting (i) a perfluorocarboxylic acid halide or perfluoroketone (ii) an alkylating agent and (iii) a fluorinating agent in a solvent. An ionic liquid is used.

本発明の合成反応は、典型的には下記反応式Iで示すことができる。
反応式I

Figure 0004457212
The synthesis reaction of the present invention can typically be represented by the following reaction formula I.
Reaction formula I
Figure 0004457212

前記一般式(1)において、R1はフッ素または分岐していてもよいペルフルオロアルキル基を示すが、この場合のペルフルオロアルキル基としては、特に制限はなく、いかなる直鎖あるいは分岐状ペルフルオロアルキル基を用いることができるが、その炭素数は通常20個以下、好ましくは10個以下、さらに好ましくは5個以下である。このような基としては、具体的には、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ノナフルオロブチル基、ペルフルオロイソブチル基、ペルフルオロ−sec−ブチル基、ペルフルオロ−t−ブチル基、ウンデカフルオロペンチル基、ペルフルオロイソペンチル基、ペルフルオロ−2−メチルブチル基、ペルフルオロ−1−メチルブチル基、等のアルキル基が挙げられる。 In the general formula (1), R 1 represents fluorine or a perfluoroalkyl group which may be branched. In this case, the perfluoroalkyl group is not particularly limited, and any linear or branched perfluoroalkyl group may be used. The number of carbon atoms is usually 20 or less, preferably 10 or less, and more preferably 5 or less. Specific examples of such groups include, for example, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, heptafluoropropyl group, perfluoroisopropyl group, nonafluorobutyl group, perfluoroisobutyl group, perfluoro-sec-butyl group, perfluoro group. Examples thereof include alkyl groups such as -t-butyl group, undecafluoropentyl group, perfluoroisopentyl group, perfluoro-2-methylbutyl group, and perfluoro-1-methylbutyl group.

また、前記一般式(1)において、X1はハロゲン原子または分岐していてもよいペルフルオロアルキル基を示すが、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素が挙げられる。分岐していてもよいペルフルオロアルキル基としては、特に制限はなく、いかなる直鎖あるいは分岐状ペルフルオロアルキル基を用いることができるが、その炭素数は通常20個以下、好ましくは10個以下、さらに好ましくは5個以下である。具体的には、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ノナフルオロブチル基、ペルフルオロイソブチル基、ペルフルオロ−sec−ブチル基、ペルフルオロ−t−ブチル基、ウンデカフルオロペンチル基、ペルフルオロイソペンチル基、ペルフルオロ−2−メチルブチル基、ペルフルオロ−1−メチルブチル基、等のアルキル基が挙げられる。 In the general formula (1), X 1 represents a halogen atom or a perfluoroalkyl group which may be branched. Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine. The perfluoroalkyl group which may be branched is not particularly limited, and any linear or branched perfluoroalkyl group can be used, but the carbon number is usually 20 or less, preferably 10 or less, more preferably Is 5 or less. Specifically, for example, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, heptafluoropropyl group, perfluoroisopropyl group, nonafluorobutyl group, perfluoroisobutyl group, perfluoro-sec-butyl group, perfluoro-t-butyl group, Examples thereof include alkyl groups such as a decafluoropentyl group, a perfluoroisopentyl group, a perfluoro-2-methylbutyl group, and a perfluoro-1-methylbutyl group.

前記一般式(2)において、R2は置換基を有していてもよいアルキル基を示すが、この場合のアルキル基としては、特に制限はなく、いかなる直鎖あるいは分岐状アルキル基を用いることができるが、その炭素数は通常20個以下、好ましくは10個以下、さらに好ましくは5個以下である。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、1−メチルブチル基、等のアルキル基が挙げられる。
また、置換基としては、当該反応に関与しない基であればいずれのものであってよく、例えば、置換あるいは未置換アリール基、ニトロ基、シアノ基、アルコキシ基、アルキルまたはアリールスルホニル基、フッ素、塩素などが挙げられる。
In the general formula (2), R 2 represents an alkyl group which may have a substituent. In this case, the alkyl group is not particularly limited, and any linear or branched alkyl group may be used. The number of carbon atoms is usually 20 or less, preferably 10 or less, and more preferably 5 or less. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, pentyl group, isopentyl group, 2-methylbutyl group, 1-methylbutyl group , And the like.
The substituent may be any group as long as it does not participate in the reaction. For example, a substituted or unsubstituted aryl group, nitro group, cyano group, alkoxy group, alkyl or arylsulfonyl group, fluorine, Examples include chlorine.

前記一般式(2)において、X2はp-CH3C6H4SO3、CH3SO3、CF3SO3、R2OSO3、I、またはBrを示す。 In the general formula (2), X 2 represents p-CH 3 C 6 H 4 SO 3 , CH 3 SO 3 , CF 3 SO 3 , R 2 OSO 3 , I, or Br.

前記一般式(3)において、MFはアルカリ金属フッ化物を示すが、具体的にはフッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化ルビジウム、フッ化セシウムが挙げられ、好ましくはフッ化カリウム及びフッ化カリウムであり、さらに好ましくはスプレードライしたフッ化カリウムが好ましい。   In the general formula (3), MF represents an alkali metal fluoride, and specific examples include sodium fluoride, potassium fluoride, rubidium fluoride, and cesium fluoride, preferably potassium fluoride and potassium fluoride. More preferably, spray-dried potassium fluoride is preferred.

前記一般式(4)において、R1は前記一般式(1)におけるR1と同じであり、R2は前記一般式(2)におけるR2と同じであり、Zは、X1がハロゲン原子の場合はフッ素であり、X1が分岐していてもよいペルフルオロアルキル基の場合は前記一般式(1)におけるX1と同じである。 In the general formula (4), R 1 is the same as R 1 in the general formula (1), R 2 is the same as R 2 in the general formula (2), Z, X 1 is a halogen atom In the case of X, it is fluorine, and when X 1 is a perfluoroalkyl group which may be branched, it is the same as X 1 in the general formula (1).

本発明においては、前記したようにかかる合成反応の溶媒としてはイオン性流体を用いることが必要である。ここで、イオン性流体とは、陽イオンと陰イオンからなる塩でありながら、室温付近で溶融状態にある、すなわち液状であり、蒸気圧が無いため蒸発しない流体を意味する。   In the present invention, it is necessary to use an ionic fluid as a solvent for such a synthesis reaction as described above. Here, the ionic fluid means a fluid that is a salt composed of a cation and an anion but is in a molten state near room temperature, that is, in a liquid state and does not evaporate because it has no vapor pressure.

かかる作用を有するイオン性流体であれば、その構造について特に制限はないが、その融点は100℃以下、好ましくは80℃以下、さらに好ましくは75℃以下が好ましい。本発明で好ましく使用されるイオン性流体としては、例えば、下記一般式(5)または下記一般式(6)で示される化合物を挙げることができる。

Figure 0004457212

Figure 0004457212
The structure of the ionic fluid having such an action is not particularly limited, but its melting point is 100 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower, more preferably 75 ° C. or lower. Examples of the ionic fluid preferably used in the present invention include compounds represented by the following general formula (5) or the following general formula (6).
Figure 0004457212

Figure 0004457212

上記一般式において、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13は水素または置換基を有していてもよいアルキル基を示すが、この場合のアルキル基としては、イオン性液体の融点が100℃以下になるものであれば特に制限はなく、いかなる直鎖あるいは分岐状アルキル基を用いることができるが、その炭素数は通常20個以下、好ましくは10個以下、さらに好ましくは5個以下である。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、1−メチルブチル基、等のアルキル基が挙げられる。
また、置換基としては、当該反応に関与しない基であればいずれのものであってよく、例えば、置換あるいは未置換アリール基、ニトロ基、シアノ基、アルコキシ基、アルキルまたはアリールスルホニル基、フッ素、塩素などが挙げられる。
In the above general formula, R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 are hydrogen or alkyl optionally having a substituent The alkyl group in this case is not particularly limited as long as the ionic liquid has a melting point of 100 ° C. or lower, and any linear or branched alkyl group can be used. The number is usually 20 or less, preferably 10 or less, more preferably 5 or less. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, pentyl group, isopentyl group, 2-methylbutyl group, 1-methylbutyl group , And the like.
The substituent may be any group as long as it does not participate in the reaction. For example, a substituted or unsubstituted aryl group, nitro group, cyano group, alkoxy group, alkyl or arylsulfonyl group, fluorine, Examples include chlorine.

Y-は陰イオンを示し、特に制限はないが、具体的には、BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)2N-、p-C6H4SO3 -、SbF5 -、CH3SO3 -、F(HF)n -、ハロゲン化物イオンなどが例示される。
この中でも、一般式(5)において、R3 = CH3、R4 = H、R5= CH3またはn-C4H9、R6 = R7 = H、Y- = BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -、または(CF3SO2)2N-)であるようなイオン性液体が好ましい。
これらのイオン性液体は、揮発性がなく、含フッ素エーテルを製造する際にその蒸気を発生することがないので環境に悪影響を与えない。また、イオン性液体は蒸発することが無いため、生成物は蒸留によりイオン性液体と容易に分離される。
Y represents an anion and is not particularly limited. Specifically, BF 4 , PF 6 , CF 3 SO 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , pC 6 H 4 SO 3 , SbF 5 , CH 3 SO 3 , F (HF) n , halide ions and the like.
Among them, in the general formula (5), R 3 = CH 3 , R 4 = H, R 5 = CH 3 or nC 4 H 9 , R 6 = R 7 = H, Y = BF 4 , PF 6 An ionic liquid such as CF 3 SO 3 or (CF 3 SO 2 ) 2 N ) is preferred.
These ionic liquids are not volatile and do not generate vapor when producing a fluorinated ether, and therefore do not adversely affect the environment. Also, since the ionic liquid does not evaporate, the product is easily separated from the ionic liquid by distillation.

イオン性流体溶媒の使用量に特に制限はないが、原料1mmolに対し通常0.1ml〜20ml、好ましくは0.2ml〜10ml、さらに好ましくは0.5ml〜5mlである。   Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of an ionic fluid solvent, It is 0.1 ml-20 ml normally with respect to 1 mmol of raw materials, Preferably it is 0.2 ml-10 ml, More preferably, it is 0.5 ml-5 ml.

また、 前記一般式(2)のアルキル化剤の量は、前記一般式(1)の含フッ素カルボニル化合物に対して通常等量以上、好ましくは1.1〜2等量、さらに好ましくは1.2〜1.5等量である。 The amount of the alkylating agent of the general formula (2) is usually equal to or more than that of the fluorinated carbonyl compound of the general formula (1), preferably 1.1 to 2 equivalents, more preferably 1. 2 to 1.5 equivalents.

前記一般式(3)のフッ素化剤の量は、前記一般式(1)の含フッ素カルボニル化合物に対して通常等量以上、好ましくは1.2〜3等量、さらに好ましくは1.5〜2等量である。   The amount of the fluorinating agent of the general formula (3) is usually equal to or greater than the fluorine-containing carbonyl compound of the general formula (1), preferably 1.2 to 3 equivalents, more preferably 1.5 to 2 equivalents.

反応条件は含フッ素カルボニル化合物、アルキル化剤、フッ素化剤、及びイオン性液体の種類と量によって適宜選択されるが、反応温度が通常室温〜150℃、好ましくは40℃〜100℃の範囲である。   The reaction conditions are appropriately selected depending on the type and amount of the fluorinated carbonyl compound, the alkylating agent, the fluorinating agent, and the ionic liquid. is there.

また、反応時間は含フッ素カルボニル化合物、アルキル化剤、フッ素化剤、及びイオン性液体の種類と量、さらに反応温度などで異なるが、通常1〜50時間、好ましくは5〜30時間の範囲である。 The reaction time varies depending on the type and amount of the fluorinated carbonyl compound, alkylating agent, fluorinating agent, and ionic liquid, and the reaction temperature, but is usually in the range of 1 to 50 hours, preferably 5 to 30 hours. is there.

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by the following examples.

実施例1
ストップバルブとステンレススチール反応管よりなる反応容器にジメチル硫酸((CH3O)2SO2)308mg(2.44mmol)、フッ化カリウム185mg(スプレードライ品、3.18mmol)、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート(EMIM+PF6 -、EMIM+は前記構造式(5)でR3がエチル基、R5がメチル基、R4、R6、R7が水素、Y-がPF6 -のもの。以下、同様の構造のものをEMIM+Y-と示す)1mlを入れ、ここに真空ラインを用いて−196℃でトリフルオロ酢酸フルオリド(CF3(CO)F)2.04mmolを加えた。これを70℃まで温度を上げ、20時間反応を行った。真空ラインを用いて粗生成物を蒸留し、メチルペンタフルオロエチルエーテル(C2F5OCH3)1.94mmol(95%)を得た。生成物はIR、1H−NMRスペクトル、19F−NMRスペクトルで分析し、確認した。
Example 1
In a reaction vessel composed of a stop valve and a stainless steel reaction tube, 308 mg (2.44 mmol) of dimethyl sulfate ((CH 3 O) 2 SO 2 ), 185 mg of potassium fluoride (spray-dried product, 3.18 mmol), 1-ethyl-3 - methylimidazolium hexafluorophosphate (EMIM + PF 6 -, EMIM + is the structural formula (5) R 3 is an ethyl group, R 5 is a methyl group, R 4, R 6, R 7 is hydrogen, Y - There PF 6 -. things and the same with EMIM + Y having the structure - to show) put 1 ml, here using a vacuum line -196 ° C. with trifluoroacetic acid fluoride (CF 3 (CO) F) 2 .04 mmol was added. This was heated to 70 ° C. and reacted for 20 hours. The crude product was distilled using a vacuum line to obtain 1.94 mmol (95%) of methyl pentafluoroethyl ether (C 2 F 5 OCH 3 ). The product was analyzed and confirmed by IR, 1H-NMR spectrum and 19F-NMR spectrum.

実施例2
ジメチル硫酸の代わりにメチルパラトルエンスルフォナート(p-CH3C6H4SO3CH3)を用いて実施例1と同様に反応を行い、C2F5OCH3を94%の収率で得た。
Example 2
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 using methyl paratoluene sulfonate (p-CH 3 C 6 H 4 SO 3 CH 3 ) instead of dimethyl sulfate, and C 2 F 5 OCH 3 was obtained in a yield of 94%. Got in.

実施例3
1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート(EMIM+PF6 -)の代わりに1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート(EMIM+BF4 -)を用いて実施例2と同様に反応を行いC2F5OCH3を93%の収率で得た。
Example 3
Similar to Example 2 except that 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMIM + BF 4 ) was used instead of 1-ethyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (EMIM + PF 6 ). To obtain C 2 F 5 OCH 3 in a yield of 93%.

実施例4
1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート(EMIM+PF6 -)の代わりに1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビストリフルオロメチルスルフォニルイミデート(EMIM+(CF3SO2)2N-)を用いて実施例2と同様に反応を行い、C2F5OCH3を84%の収率で得た。
Example 4
Instead of 1-ethyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (EMIM + PF 6 ), 1-ethyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethylsulfonyl imidate (EMIM + (CF 3 SO 2 ) 2 N ) To give C 2 F 5 OCH 3 in a yield of 84%.

実施例5
1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート(EMIM+PF6 -)の代わりに1−エチル−3−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルフォナート(EMIM+CF3SO3 -)を用いて実施例2と同様に反応を行い、C2F5OCH3を78%の収率で得た。
Example 5
Performed using 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (EMIM + CF 3 SO 3 ) instead of 1-ethyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (EMIM + PF 6 ) Reaction was carried out in the same manner as in Example 2 to obtain C 2 F 5 OCH 3 in a yield of 78%.

実施例6
1−エチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェート(EMIM+PF6 -)の代わりに1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート(BMIM+BF4 -、BMIM+は前記構造式(1)でR4がブチル基のもの)を用いて実施例2と同様に反応を行い、C2F5OCH3を39%の収率で得た。
Example 6
Instead of 1-ethyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (EMIM + PF 6 ), 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BMIM + BF 4 , BMIM + represents the structural formula (1) ) And R 4 is a butyl group), and the reaction was carried out in the same manner as in Example 2 to obtain C 2 F 5 OCH 3 in a yield of 39%.

実施例7
トリフルオロ酢酸フルオリド(CF3(CO)F)の代わりにフッ化カルボニル(COF2)を用いて実施例1と同様に反応を行い、CF3OCH3を91%の収率で得た。
Example 7
Reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using carbonyl fluoride (COF 2 ) instead of trifluoroacetic acid fluoride (CF 3 (CO) F) to obtain CF 3 OCH 3 in a yield of 91%.

実施例8
トリフルオロ酢酸フルオリド(CF3(CO)F)の代わりにペンタフルオロプロピオン酸フルオリド(CF3CF2(CO)F)を用いて実施例1と同様に反応を行い、CF3CF2CF2OCH3を42%の収率で得た。
Example 8
A reaction was conducted in the same manner as in Example 1 by using the pentafluoro propionic acid fluoride (CF 3 CF 2 (CO) F) instead of trifluoroacetic acid fluoride (CF 3 (CO) F) , CF 3 CF 2 CF 2 OCH 3 was obtained in 42% yield.

Claims (1)

(i)下記一般式(1)で表されるペルフルオロカルボン酸ハロゲン化物またはペルフルオロケトン、
R 1 (CO)X 1 (1)
(式中、R 1 はフッ素原子または分岐していてもよいペルフルオロアルキル基を示し、X 1 はハロゲン原子または分岐していてもよいペルフルオロアルキル基を示す。)
(ii)下記一般式(2)で表されるアルキル化剤
R 2 X 2 (2)
(式中、R 2 は、アリール基、ニトロ基、シアノ基、アルコキシ基、アルキルまたはアリールスルホニル基、フッ素、および塩素からなる群から選択された置換基を有していてもよいアルキル基を示し、X 2 はp-CH 3 C 6 H 4 SO 3 、CH 3 SO 3 、CF 3 SO 3 、R 2 OSO 3 、I、またはBrを示す)
及び
(iii)下記一般式(3)で表されるフッ素化剤
MF (3)
(Mはアルカリ金属を示す)
を溶媒中で反応させて
下記一般式(4)で表される含フッ素エーテルを製造する方法において、
R 1 CFZOR 2 (4)
(式中、R 1 、R 2 は前記と同じ。Zは、X 1 がハロゲン原子の場合はフッ素であり、X 1 が分岐していてもよいペルフルオロアルキル基の場合は当該ペルフルオロアルキル基である。)
溶媒として、下記一般式(5)で表される、非揮発性のイオン性液体を用いることを特徴とする含フッ素エーテルの製造方法。
Figure 0004457212
(式中、R 3 はCH 3 、R 5 はC 2 H 5 またはn-C 4 H 9 であり、R 4 、R 6 、R 7 は水素であり、Y - はBF 4 - 、PF 6 - 、CF 3 SO 3 - 、または(CF 3 SO 2 ) 2 N - から選ばれた陰イオンを示す。)
(I) a perfluorocarboxylic acid halide or perfluoroketone represented by the following general formula (1) :
R 1 (CO) X 1 ( 1)
(In the formula, R 1 represents a fluorine atom or an optionally branched perfluoroalkyl group, and X 1 represents a halogen atom or an optionally branched perfluoroalkyl group.)
(Ii) An alkylating agent represented by the following general formula (2)
R 2 X 2 (2)
(In the formula, R 2 represents an alkyl group which may have a substituent selected from the group consisting of an aryl group, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group, an alkyl or arylsulfonyl group, fluorine, and chlorine. , X 2 represents p-CH 3 C 6 H 4 SO 3 , CH 3 SO 3 , CF 3 SO 3 , R 2 OSO 3 , I, or Br)
And (iii) fluorinating agent represented by the following general formula (3)
MF (3)
(M represents an alkali metal)
Is reacted in a solvent ,
In the method for producing a fluorinated ether represented by the following general formula (4) ,
R 1 CFZOR 2 (4)
(Same .Z wherein the R 1, R 2 is said, if X 1 is a halogen atom is fluorine, in the case of perfluoroalkyl group which may X 1 is branched is in the perfluoroalkyl group .)
A non-volatile ionic liquid represented by the following general formula (5) is used as a solvent.
Figure 0004457212
(Wherein R 3 is CH 3 , R 5 is C 2 H 5 or nC 4 H 9 , R 4 , R 6 , R 7 are hydrogen, Y is BF 4 , PF 6 , CF An anion selected from 3 SO 3 or (CF 3 SO 2 ) 2 N is shown.)
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