JP7510783B2 - Method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) - Google Patents
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Description
本発明は、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane).
特許文献1には、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法として、トリフルオロピルビン酸フルオリドを原料とし、フッ化セシウム存在下、ジエチレングリコールジメチルエーテル溶剤中、ヘキサフルオロプロピレンオキシドを反応させる方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses a method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) by reacting trifluoropyruvic acid fluoride as a raw material with hexafluoropropylene oxide in the presence of cesium fluoride in a diethylene glycol dimethyl ether solvent.
一方、特許文献2には、ヘキサフルオロプロピレンオキシドとベンゾフェノンとを反応させてトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを製造することが開示されている(特許文献2)。 On the other hand, Patent Document 2 discloses the production of trifluoropyruvic acid fluoride dimer by reacting hexafluoropropylene oxide with benzophenone (Patent Document 2).
パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)から誘導されるパーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)を重合することにより、ポリ[パーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)]を得ることができる。ポリ[パーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)]は、ガス分離膜用樹脂、光ファイバー用透明樹脂等として有望なポリマーである。したがって、かかる有望なポリマーの原料であるパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の新たな製造方法を提供できることは、工業的に望ましい。 Poly[perfluoro(2-methylene-4-methyl-1,3-dioxolane)] can be obtained by polymerizing perfluoro(2-methylene-4-methyl-1,3-dioxolane) derived from perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane). Poly[perfluoro(2-methylene-4-methyl-1,3-dioxolane)] is a promising polymer for use as a resin for gas separation membranes, transparent resin for optical fibers, etc. Therefore, it is industrially desirable to provide a new method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane), which is the raw material for such promising polymers.
そこで本発明者らは、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーやトリフルオロピルビン酸フルオリドを合成原料として、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)を製造することを検討した。この本発明者らの検討の結果、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーやトリフルオロピルビン酸フルオリドを合成原料とする製造方法では、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の収率について改善が望まれることが明らかとなった。 The inventors therefore investigated the production of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) using trifluoropyruvic acid fluoride dimer or trifluoropyruvic acid fluoride as a synthetic raw material. As a result of the inventors' investigations, it became clear that in the production method using trifluoropyruvic acid fluoride dimer or trifluoropyruvic acid fluoride as a synthetic raw material, it is desirable to improve the yield of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane).
以上に鑑み本発明は、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーおよび/またはトリフルオロピルビン酸フルオリドを原料として、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)を良好な収率で製造可能な製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention aims to provide a method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) in good yield using trifluoropyruvic acid fluoride dimer and/or trifluoropyruvic acid fluoride as raw materials.
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、以下の製造方法により、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーおよび/またはトリフルオロピルビン酸フルオリドを原料として、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)を良好な収率で製造することが可能であることを新たに見出した。 As a result of extensive research, the present inventors have newly discovered that it is possible to produce perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) in good yield using trifluoropyruvic acid fluoride dimer and/or trifluoropyruvic acid fluoride as raw materials by the following production method.
即ち、本発明は、以下の通りである。
[1]有機溶剤中、フッ化物存在下、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーおよびトリフルオロピルビン酸フルオリドからなる群から選ばれる少なくとも一種の合成原料と、ヘキサフルオロプロピレンオキシドと、を反応させる反応工程と、
上記反応工程により得られた反応液中の副生物を分解する副生物分解工程と、
上記副生物分解工程後に異性化工程と、
を有する、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[2]上記副生物分解工程は、上記反応液を60℃~90℃の温度で加熱することを含む、[1]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[3]上記副生物分解工程は、閉鎖容器内で行われる、[1]または[2]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[4]上記閉鎖容器内の圧力を脱圧することを含む、[3]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[5]上記反応液を、上記閉鎖容器内でこの容器内の圧力を脱圧しながら60℃~90℃の温度で加熱することを含む、[4]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[6]上記脱圧により上記閉鎖容器内の圧力を1.0MPa未満に制御することを含む、[4]または[5]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[7]上記反応液を上記閉鎖容器内で60℃~90℃の温度で加熱し次いで冷却した後に上記脱圧を行うことを一回以上含む、[4]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[8]上記加熱時の上記閉鎖容器内の圧力は1.0MPa未満である、[7]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[9]上記副生物分解工程は、開放容器内で行われる、[1]または[2]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[10]上記有機溶剤は、エーテル系溶剤である、[1]~[9]のいずれかに記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[11]上記エーテル系溶剤は、ジエチレングリコールジメチルエーテルである、[10]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[12]上記フッ化物は、アルカリ金属フッ化物である、[1]~[11]のいずれかに記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[13]上記アルカリ金属フッ化物は、フッ化セシウムである、[12]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[14]上記反応工程におけるフッ化物の使用量が、上記合成原料のモノマー換算の使用量に対して0.05モル倍量~0.4モル倍量である、[1]~[13]のいずれかに記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[15]上記副生物分解工程および上記異性化工程の一方または両方においてフッ化物を更に添加する、[1]~[14]のいずれかに記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[16]上記反応工程におけるフッ化物の使用量が、上記合成原料のモノマー換算の使用量に対して0.05モル倍量~0.1モル倍量である、[15]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[17]上記反応工程、上記副生物異性化工程および上記異性化反応工程において添加されるフッ化物の合計量は、トリフルオロピルビン酸フルオリド類のモノマー換算の使用量に対して0.1モル倍量~0.4モル倍量である、[15]または[16]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[18]上記反応工程において、有機溶剤中、フッ化物存在下、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーと、ヘキサフルオロプロピレンオキシドと、を反応させることを含む、[1]~[17]のいずれかに記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[19]上記反応工程の前に、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを合成するダイマー合成工程を更に含む、[17]に記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
[20]上記反応工程において、有機溶剤中、フッ化物存在下、トリフルオロピルビン酸フルオリドと、ヘキサフルオロプロピレンオキシドと、を反応させることを含む、[1]~[17]のいずれかに記載のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] A reaction step of reacting at least one synthetic raw material selected from the group consisting of trifluoropyruvic acid fluoride dimer and trifluoropyruvic acid fluoride with hexafluoropropylene oxide in an organic solvent in the presence of a fluoride;
a by-product decomposition step of decomposing the by-products in the reaction solution obtained by the reaction step;
an isomerization step after the by-product decomposition step;
The present invention relates to a method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane).
[2] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [1], wherein the by-product decomposition step comprises heating the reaction solution at a temperature of 60° C. to 90° C.
[3] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [1] or [2], wherein the by-product decomposition step is carried out in a closed vessel.
[4] A method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [3], which comprises releasing the pressure in the closed vessel.
[5] A method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [4], which comprises heating the reaction solution in the closed container at a temperature of 60°C to 90°C while reducing the pressure in the container.
[6] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [4] or [5], comprising controlling the pressure in the closed container to less than 1.0 MPa by depressurizing.
[7] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [4], comprising heating the reaction solution in the closed vessel at a temperature of 60° C. to 90° C., cooling the reaction solution, and then depressurizing the solution one or more times.
[8] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [7], wherein the pressure inside the closed container during the heating is less than 1.0 MPa.
[9] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [1] or [2], wherein the by-product decomposition step is carried out in an open vessel.
[10] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to any one of [1] to [9], wherein the organic solvent is an ether-based solvent.
[11] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [10], wherein the ether solvent is diethylene glycol dimethyl ether.
[12] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to any one of [1] to [11], wherein the fluoride is an alkali metal fluoride.
[13] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [12], wherein the alkali metal fluoride is cesium fluoride.
[14] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to any one of [1] to [13], wherein the amount of fluoride used in the reaction step is 0.05 to 0.4 molar times the amount of the synthesis raw material used in terms of monomer.
[15] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to any one of [1] to [14], further comprising adding a fluoride in one or both of the by-product decomposition step and the isomerization step.
[16] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [15], wherein the amount of fluoride used in the reaction step is 0.05 to 0.1 molar amounts relative to the amount of the synthesis raw material used in terms of monomer.
[17] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [15] or [16], wherein the total amount of fluoride added in the reaction step, the by-product isomerization step, and the isomerization reaction step is 0.1 to 0.4 molar amounts relative to the amount of trifluoropyruvic acid fluorides used in terms of monomer.
[18] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to any one of [1] to [17], comprising reacting trifluoropyruvic acid fluoride dimer with hexafluoropropylene oxide in an organic solvent in the presence of a fluoride in the reaction step.
[19] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to [17], further comprising a dimer synthesis step of synthesizing a trifluoropyruvic acid fluoride dimer before the reaction step.
[20] The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to any one of [1] to [17], comprising reacting trifluoropyruvic acid fluoride with hexafluoropropylene oxide in an organic solvent in the presence of a fluoride in the reaction step.
本発明によれば、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーおよび/またはトリフルオロピルビン酸フルオリドを原料として、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)を良好な収率で製造可能な製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a manufacturing method can be provided that can produce perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) in good yield using trifluoropyruvic acid fluoride dimer and/or trifluoropyruvic acid fluoride as raw materials.
本発明のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法(以下、単に「製造方法」とも記載する。)は、有機溶剤中、フッ化物存在下、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーおよび/またはトリフルオロピルビン酸フルオリドと、ヘキサフルオロプロピレンオキシドと、を反応させる反応工程と、上記反応工程により得られた反応液中の副生物を分解する副生物分解工程と、上記副生物分解工程後に異性化工程と、を有する。
以下、上記製造方法について、更に詳細に説明する。
The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) of the present invention (hereinafter also simply referred to as "production method") comprises a reaction step of reacting trifluoropyruvic acid fluoride dimer and/or trifluoropyruvic acid fluoride with hexafluoropropylene oxide in an organic solvent in the presence of a fluoride, a by-product decomposition step of decomposing by-products in the reaction liquid obtained by the reaction step, and an isomerization step subsequent to the by-product decomposition step.
The above-mentioned production method will now be described in more detail.
[反応工程]
上記製造方法では、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)を製造するための原料として、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー(以下、単に「ダイマー」とも記載する。)および/またはトリフルオロピルビン酸フルオリド(以下、「モノマー」とも記載する。)を使用する。本発明および本明細書において、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーおよびトリフルオロピルビン酸フルオリドからなる群から選ばれる少なくとも一種の合成原料としては、ダイマーのみを用いてもよく、モノマーのみを用いてもよく、ダイマーとモノマーとを任意の割合で混合して用いてもよい。
[Reaction step]
In the above-mentioned production method, trifluoropyruvic acid fluoride dimer (hereinafter also simply referred to as "dimer") and/or trifluoropyruvic acid fluoride (hereinafter also referred to as "monomer") are used as raw materials for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane). In the present invention and this specification, as at least one synthesis raw material selected from the group consisting of trifluoropyruvic acid fluoride dimer and trifluoropyruvic acid fluoride, only the dimer may be used, only the monomer may be used, or the dimer and the monomer may be mixed in any ratio and used.
上記ダイマーとしては、4-フルオロ-5-オキソ-2,4-ビス(トリフルオロメチル)-1,3-ジオキソラン-2-カルボニルフルオリドを例示することができる。4-フルオロ-5-オキソ-2,4-ビス(トリフルオロメチル)-1,3-ジオキソラン-2-カルボニルフルオリドは、下記式1により示すことができる。 An example of the dimer is 4-fluoro-5-oxo-2,4-bis(trifluoromethyl)-1,3-dioxolane-2-carbonyl fluoride. 4-fluoro-5-oxo-2,4-bis(trifluoromethyl)-1,3-dioxolane-2-carbonyl fluoride can be represented by the following formula 1.
上記製造方法は、反応工程の前に、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを合成するダイマー合成工程を有してもよい。ダイマー合成工程で行う反応としては、ヘキサフルオロプロピレンオキシドとベンゾフェノンとの密閉系での反応を例示することができる。かかるダイマー合成工程については、例えば英国特許第1051647号明細書(特許文献2)を参照できる。 The above-mentioned production method may have a dimer synthesis step of synthesizing trifluoropyruvic acid fluoride dimer before the reaction step. An example of the reaction carried out in the dimer synthesis step is a reaction between hexafluoropropylene oxide and benzophenone in a closed system. For such a dimer synthesis step, see, for example, British Patent No. 1051647 (Patent Document 2).
また、ダイマー合成工程で行う反応としては、ヘキサフルオロプロピレンオキシドとアルデヒド類との反応も例示できる。より詳細には、ヘキサフルオロプロピレンオキシドとアルデヒド類を反応させ、ヘキサフルオロプロピレンオキシドへのアルデヒド類付加体を生成させ、更に反応を進めることにより、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを得ることができる。アルデヒド類付加体としては、ヘキサフルオロプロピレンオキシドへのアルデヒド類への付加する様式により、環化型および直鎖型が生成され得る。アルデヒド類付加体としては、下記アルデヒド類付加体1、2または3を挙げることができる。 Another example of the reaction carried out in the dimer synthesis step is the reaction of hexafluoropropylene oxide with aldehydes. More specifically, hexafluoropropylene oxide is reacted with aldehydes to produce an aldehyde adduct to hexafluoropropylene oxide, and the reaction is allowed to proceed further to obtain trifluoropyruvic acid fluoride dimer. As the aldehyde adduct, a cyclized type or a linear type can be produced depending on the manner in which the aldehyde is added to hexafluoropropylene oxide. As the aldehyde adduct, the following aldehyde adduct 1, 2, or 3 can be mentioned.
(上記において、Rは、置換もしくは未置換のアルキル基またはアリール基を示す)。 (In the above, R represents a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group).
ヘキサフルオロプロピレンオキシドとアルデヒド類とを反応させるダイマー合成反応では、耐圧容器に室温以下でヘキサフルオロプロピレンオキシドおよびアルデヒド類を仕込み、まず、0℃~100℃、好ましくは0℃~99℃、より好ましくは0℃~90℃で0.5時間~24時間反応させ、ヘキサフルオロプロピレンオキシドへのアルデヒド類付加体を生成させた後、次いで、100℃以上、好ましくは100℃~200℃、より好ましくは100℃~150℃に昇温し、5時間~48時間反応させることが好ましい。室温とは、例えば20℃~25℃の範囲の温度である。なお、アルデヒド類付加体を生成させる際、アルデヒドをあらかじめ耐圧容器に仕込んでおき、0℃~100℃の温度でヘキサフルオロプロピレンオキシドを0.5時間~24時間かけて連続的または断続的に供給して反応させてもよい。 In the dimer synthesis reaction in which hexafluoropropylene oxide reacts with aldehydes, hexafluoropropylene oxide and aldehydes are charged into a pressure vessel at room temperature or lower, and first reacted at 0°C to 100°C, preferably 0°C to 99°C, more preferably 0°C to 90°C for 0.5 to 24 hours to generate an aldehyde adduct to hexafluoropropylene oxide, and then the temperature is raised to 100°C or higher, preferably 100°C to 200°C, more preferably 100°C to 150°C, and the reaction is preferably performed for 5 to 48 hours. Room temperature is, for example, a temperature in the range of 20°C to 25°C. When generating an aldehyde adduct, the aldehyde may be charged into a pressure vessel in advance, and hexafluoropropylene oxide may be continuously or intermittently supplied at a temperature of 0°C to 100°C for 0.5 to 24 hours to cause the reaction.
アルデヒド類としては、具体的には例えば、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、イソバレルアルデヒド、ピバルアルデヒド、1-アダマンタンカルボアルデヒド、ベンズアルデヒド、2-メチルベンズアルデヒド、3-メチルベンズアルデヒド、4-メチルベンズアルデヒド、2-エチルベンズアルデヒド、3-エチルベンズアルデヒド、4-エチルベンズアルデヒド、2-メトキシベンズアルデヒド、3-メトキシベンズアルデヒド、4-メトキシベンズアルデヒド、2-エトキシベンズアルデヒド、3-エトキシベンズアルデヒド、4-エトキシベンズアルデヒド、2-フルオロベンズアルデヒド、3-フルオロベンズアルデヒド、4-フルオロベンズアルデヒド、2-クロロベンズアルデヒド、3-クロロベンズアルデヒド、4-クロロベンズアルデヒド、2-ブロモベンズアルデヒド、3-ブロモベンズアルデヒド、4-ブロモベンズアルデヒド、1-ナフトアルデヒド、5-メトキシ-1-ナフトアルデヒド、5-クロロ-1-ナフトアルデヒド、2-ナフトアルデヒド、5-メトキシ-2-ナフトアルデヒド、5-クロロ-2-ナフトアルデヒド等が挙げられる。好ましくは、ベンズアルデヒド、2-メチルベンズアルデヒド、3-メチルベンズアルデヒド、4-メチルベンズアルデヒド、2-エチルベンズアルデヒド、3-エチルベンズアルデヒド、4-エチルベンズアルデヒド、2-メトキシベンズアルデヒド、3-メトキシベンズアルデヒド、4-メトキシベンズアルデヒド、2-エトキシベンズアルデヒド、3-エトキシベンズアルデヒド、4-エトキシベンズアルデヒド等が挙げられる。トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの収率等の観点からは、芳香族アルデヒドを使用することが好ましく、電子供与基置換芳香族アルデヒドを使用することがより好ましい。アルデヒド類は、反応に供されるヘキサフルオロプロピレンオキシドに対して、0.8モル倍量~1.2モル倍量使用することが好ましい。 Specific examples of aldehydes include propionaldehyde, butyraldehyde, valeraldehyde, isovaleraldehyde, pivalaldehyde, 1-adamantanecarbaldehyde, benzaldehyde, 2-methylbenzaldehyde, 3-methylbenzaldehyde, 4-methylbenzaldehyde, 2-ethylbenzaldehyde, 3-ethylbenzaldehyde, 4-ethylbenzaldehyde, 2-methoxybenzaldehyde, 3-methoxybenzaldehyde, 4-methoxybenzaldehyde, 2-ethoxybenzaldehyde, 3-ethoxybenzaldehyde, Examples of the aldehyde include 4-ethoxybenzaldehyde, 2-fluorobenzaldehyde, 3-fluorobenzaldehyde, 4-fluorobenzaldehyde, 2-chlorobenzaldehyde, 3-chlorobenzaldehyde, 4-chlorobenzaldehyde, 2-bromobenzaldehyde, 3-bromobenzaldehyde, 4-bromobenzaldehyde, 1-naphthaldehyde, 5-methoxy-1-naphthaldehyde, 5-chloro-1-naphthaldehyde, 2-naphthaldehyde, 5-methoxy-2-naphthaldehyde, and 5-chloro-2-naphthaldehyde. Preferred are benzaldehyde, 2-methylbenzaldehyde, 3-methylbenzaldehyde, 4-methylbenzaldehyde, 2-ethylbenzaldehyde, 3-ethylbenzaldehyde, 4-ethylbenzaldehyde, 2-methoxybenzaldehyde, 3-methoxybenzaldehyde, 4-methoxybenzaldehyde, 2-ethoxybenzaldehyde, 3-ethoxybenzaldehyde, 4-ethoxybenzaldehyde, and the like. From the viewpoint of the yield of trifluoropyruvic acid fluoride dimer, it is preferable to use an aromatic aldehyde, and it is more preferable to use an aromatic aldehyde substituted with an electron donating group. It is preferable to use 0.8 to 1.2 molar amounts of aldehydes relative to the hexafluoropropylene oxide to be subjected to the reaction.
ヘキサフルオロプロピレンオキシドとアルデヒド類との反応は、無溶剤下で実施可能であるが、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、メシチレン、イソプロピルベンゼン、アニソール、クロロベンゼン等の溶剤を一種単独または二種以上を任意の割合で混合して用いてもよい。その際の溶剤の使用量は、反応に供されるヘキサフルオロプロピレンオキシドに対して、0.1質量倍量~5.0質量倍量の範囲とすることができる。上記反応後、室温まで冷却、脱圧の後、アルデヒド類、反応により副生するジフルオロメチル化合物および/または溶剤の混合物からなる層を分離除去することにより、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを得ることができる。上記反応は、耐圧容器内で、3.5MPa以下の条件で行うことが好ましく、1.2MPa以下の条件で行うことがより好ましい。 The reaction of hexafluoropropylene oxide with aldehydes can be carried out without a solvent, but solvents such as toluene, ethylbenzene, xylene, mesitylene, isopropylbenzene, anisole, and chlorobenzene may be used alone or in any combination of two or more. The amount of the solvent used may be in the range of 0.1 to 5.0 times by mass relative to the amount of hexafluoropropylene oxide used in the reaction. After the reaction, the mixture is cooled to room temperature and depressurized, and a layer consisting of a mixture of aldehydes, difluoromethyl compounds by-produced by the reaction, and/or solvent is separated and removed to obtain trifluoropyruvic acid fluoride dimer. The reaction is preferably carried out in a pressure-resistant vessel under conditions of 3.5 MPa or less, more preferably 1.2 MPa or less.
一方、トリフルオロピルビン酸フルオリド(モノマー)は、下記式2により示される。上記製造方法は、反応工程の前に、トリフルオロピルビン酸フルオリドを合成するモノマー合成工程を有していてもよい。モノマー合成工程で行う反応としては、ヘキサフルオロプロピレンオキシドとベンゾフェノンとの常圧流通系での反応を例示することができる。モノマー合成工程については、例えば米国特許第3308107号明細書(特許文献1)を参照できる。 On the other hand, trifluoropyruvic acid fluoride (monomer) is represented by the following formula 2. The above production method may have a monomer synthesis step of synthesizing trifluoropyruvic acid fluoride before the reaction step. An example of the reaction carried out in the monomer synthesis step is the reaction of hexafluoropropylene oxide with benzophenone in a normal pressure flow system. For the monomer synthesis step, see, for example, the specification of U.S. Patent No. 3,308,107 (Patent Document 1).
トリフルオロピルビン酸フルオリドは、沸点が9℃~10℃と低く、常温下では気体である。これに対し、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーは、沸点が72℃であるため常温下で液体である。工業的な取扱いの容易性の観点からは、合成原料としてはトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーが好ましい。 Trifluoropyruvic acid fluoride has a low boiling point of 9°C to 10°C and is a gas at room temperature. In contrast, trifluoropyruvic acid fluoride dimer has a boiling point of 72°C and is a liquid at room temperature. From the viewpoint of ease of industrial handling, trifluoropyruvic acid fluoride dimer is preferred as a synthetic raw material.
反応工程では、上記合成原料を、有機溶剤中、フッ化物存在下、ヘキサフルオロプロピレンオキシドと反応させる。有機溶剤としては、反応に不活性なものであれば特に限定されるものではない。有機溶剤としては、例えば、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、メシチレン等の芳香族系溶剤、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶剤が挙げられる。有機溶媒は、一種単独で使用してもよく、二種以上を任意の割合で混合して使用してもよい。有機溶剤としては、フッ化物の溶解性の観点からは、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶剤を一種単独または二種以上任意の割合で混合して使用することが好ましい。反応に使用する有機溶剤の量は、特に限定されないが、通常、反応に供される合成原料に対して、0.3質量倍量~5.0質量倍量使用することができる。 In the reaction step, the synthetic raw material is reacted with hexafluoropropylene oxide in an organic solvent in the presence of a fluoride. The organic solvent is not particularly limited as long as it is inert to the reaction. Examples of the organic solvent include aromatic solvents such as toluene, ethylbenzene, xylene, and mesitylene, and ether solvents such as ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, and tetraethylene glycol dimethyl ether. The organic solvent may be used alone or in a mixture of two or more in any ratio. From the viewpoint of the solubility of the fluoride, it is preferable to use an ether solvent such as ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, or tetraethylene glycol dimethyl ether alone or in a mixture of two or more in any ratio as the organic solvent. The amount of the organic solvent used in the reaction is not particularly limited, but it can usually be used in an amount of 0.3 to 5.0 times by mass relative to the synthetic raw material to be subjected to the reaction.
反応工程に使用するフッ化物は、フッ化物であれば特に限定されないが、具体的には、例えば、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属フッ化物、フッ化ベリリウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム等のアルカリ土類金属フッ化物、テトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラエチルアンモニウムフルオリド、テトラプロピルアンモニウムフルオリド、テトラ-n-ブチルアンモニウムフルオリド、フェニルトリメチルアンモニウムフルオリド等の有機アンモニウムフルオリド等を挙げることができる。フッ化物は、有機溶剤への溶解性および反応活性の観点から、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、テトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラエチルアンモニウムフルオリド、テトラプロピルアンモニウムフルオリドおよびテトラ-n-ブチルアンモニウムフルオリドからなる群から選択される一種以上が好ましい。フッ化物は、一種単独または二種以上を任意の割合で混合して使用することができる。反応に使用するフッ化物の量は、合成原料(即ち、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーおよび/またはトリフルオロピルビン酸フルオリド)のモノマー換算の使用量に対して、0.025モル倍量~0.50モル倍量の範囲とすることが好ましく、0.05モル倍量~0.4モル倍量とすることがより好ましい。ここで、上記合成原料のモノマー換算の使用量とは、トリフルオロピルビン酸フルオリドモノマーを用いた場合はそのままの使用量を表し、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを用いた場合はダイマーであることから使用量に2を乗じて表す。反応に使用するフッ化物の量は、合成原料としてトリフルオロピルビン酸フルオリドモノマーを使用する場合は、トリフルオロピルビン酸フルオリドモノマーに対して、0.025モル倍量~0.50モル倍量の範囲とすることができる。あまりにも少量の添加では反応が遅く、また大量の使用は経済的でないため、0.05モル倍量~0.4モル倍量使用することが好ましい。合成原料としてトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを使用する場合は、フッ化物の量は、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーに対して、0.05モル倍量~1.00モル倍量の範囲とすることができ、0.1モル倍量~0.8モル倍量とすることがより好ましい。
また、フッ化物は、反応工程のみで添加してもよく、または、反応工程後に行われる後述する副生物分解工程および異性化工程のいずれか一方または両方において更に添加することもできる。後者の場合、反応工程において添加されるフッ化物の量は、上記合成原料のモノマー換算の使用量に対して、0.05モル倍量~0.1モル倍量の範囲とすることが好ましい。上記範囲は、合成原料としてトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを用いる場合については、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーに対するフッ化物の使用量として、0.1モル倍量~0.2モル倍量の範囲と同義である。このようにフッ化物を分割添加することにより、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の収率が向上する場合がある。
反応工程、副生物分解工程および異性化工程において添加されるフッ化物の合計量は、上記合成原料のモノマー換算の使用量に対して、0.1モル倍量~0.4モル倍量とすることが好ましい。反応工程、副生物分解工程および異性化工程において添加されるフッ化物の合計量とは、反応工程および副生物分解工程においてフッ化物が添加される場合には、これら2つの工程において添加されるフッ化物の合計量であり、反応工程および異性化工程においてフッ化物が添加される場合には、これら2つの工程において添加されるフッ化物の合計量であり、反応工程および副生物分解工程においてフッ化物が添加される場合には、これら3つの工程において添加されるフッ化物の合計量である。
The fluoride used in the reaction step is not particularly limited as long as it is a fluoride, but specifically, for example, alkali metal fluorides such as lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, and cesium fluoride, alkaline earth metal fluorides such as beryllium fluoride, magnesium fluoride, calcium fluoride, strontium fluoride, and barium fluoride, and organic ammonium fluorides such as tetramethylammonium fluoride, tetraethylammonium fluoride, tetrapropylammonium fluoride, tetra-n-butylammonium fluoride, and phenyltrimethylammonium fluoride can be mentioned. From the viewpoint of solubility in an organic solvent and reaction activity, the fluoride is preferably one or more selected from the group consisting of sodium fluoride, potassium fluoride, cesium fluoride, tetramethylammonium fluoride, tetraethylammonium fluoride, tetrapropylammonium fluoride, and tetra-n-butylammonium fluoride. The fluoride can be used alone or in a mixture of two or more in any ratio. The amount of fluoride used in the reaction is preferably in the range of 0.025 to 0.50 molar times, more preferably 0.05 to 0.4 molar times, relative to the amount of the synthetic raw material (i.e., trifluoropyruvic acid fluoride dimer and/or trifluoropyruvic acid fluoride) converted into monomer. Here, the amount of the synthetic raw material converted into monomer is the amount used as is when trifluoropyruvic acid fluoride monomer is used, and is expressed by multiplying the amount used by 2 when trifluoropyruvic acid fluoride dimer is used, since it is a dimer. The amount of fluoride used in the reaction can be in the range of 0.025 to 0.50 molar times relative to trifluoropyruvic acid fluoride monomer when trifluoropyruvic acid fluoride monomer is used as the synthetic raw material. If too little is added, the reaction is slow, and if a large amount is used, it is not economical, so it is preferable to use 0.05 to 0.4 molar times. When trifluoropyruvic acid fluoride dimer is used as a synthetic raw material, the amount of fluoride can be in the range of 0.05 to 1.00 molar amounts relative to the trifluoropyruvic acid fluoride dimer, and is more preferably in the range of 0.1 to 0.8 molar amounts.
The fluoride may be added only in the reaction step, or may be further added in either one or both of the by-product decomposition step and the isomerization step, which are carried out after the reaction step. In the latter case, the amount of fluoride added in the reaction step is preferably in the range of 0.05 to 0.1 molar amounts relative to the amount of the synthesis raw material used in terms of monomer. In the case where trifluoropyruvic acid fluoride dimer is used as the synthesis raw material, the above range is synonymous with the range of 0.1 to 0.2 molar amounts of the fluoride used relative to trifluoropyruvic acid fluoride dimer. By adding the fluoride in portions in this manner, the yield of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) may be improved.
The total amount of fluoride added in the reaction step, by-product decomposition step and isomerization step is preferably 0.1 to 0.4 molar times the amount of the above-mentioned synthetic raw material used in terms of monomer. The total amount of fluoride added in the reaction step, by-product decomposition step and isomerization step means the total amount of fluoride added in these two steps when fluoride is added in the reaction step and by-product decomposition step, the total amount of fluoride added in these two steps when fluoride is added in the reaction step and isomerization step, and the total amount of fluoride added in these three steps when fluoride is added in the reaction step and by-product decomposition step.
反応工程に使用するヘキサフルオロプロピレンオキシドの量は、理論的には、反応に供されるトリフルオロピルビン酸フルオリドモノマーに対して、1.00モル倍量以上とすることが好ましく、収率向上の観点からは、1.03モル倍量~1.25モル倍量とすることが好ましい。なお、原料としてトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを使用する場合は、ヘキサフルオロプロピレンオキシドの使用量は、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーに対して、2.00モル倍量以上とすることが好ましく、2.05モル倍量~2.50モル倍量とすることがより好ましい。 Theoretically, the amount of hexafluoropropylene oxide used in the reaction step is preferably 1.00 molar or more relative to the trifluoropyruvic acid fluoride monomer used in the reaction, and from the viewpoint of improving the yield, it is preferably 1.03 to 1.25 molar amounts. When trifluoropyruvic acid fluoride dimer is used as the raw material, the amount of hexafluoropropylene oxide used is preferably 2.00 molar or more relative to the trifluoropyruvic acid fluoride dimer, and more preferably 2.05 to 2.50 molar amounts.
反応工程では、反応に供される各種成分の添加順序は特に限定されるものではないが、合成原料、フッ化物および有機溶剤の混合物を調製し、この混合物にヘキサフルオロプロペンオキシドを添加することが好ましい。例えば、合成原料、フッ化物および有機溶剤の混合物を調製し、この混合物を-20℃~60℃の範囲の温度に調整して、ヘキサフルオロプロピレンオキシドを、0.5時間~48時間かけて添加する。ヘキサフルオロプロピレンオキシドの添加後、反応工程での目的物であってパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)生成のための中間体であるパーフルオロ(3,5-ジメチル-2-オキソ-1,4-ジオキサン)の生成を完結させるために、上記範囲の温度に2時間~24時間保持してもよい。反応工程は、好ましくは耐圧容器内で行うことができる。 In the reaction step, the order of addition of the various components to be reacted is not particularly limited, but it is preferable to prepare a mixture of the synthesis raw materials, fluoride and organic solvent, and add hexafluoropropene oxide to this mixture. For example, a mixture of the synthesis raw materials, fluoride and organic solvent is prepared, and the mixture is adjusted to a temperature in the range of -20°C to 60°C, and hexafluoropropylene oxide is added over 0.5 to 48 hours. After the addition of hexafluoropropylene oxide, the temperature may be kept in the above range for 2 to 24 hours to complete the production of perfluoro(3,5-dimethyl-2-oxo-1,4-dioxane), which is the target product in the reaction step and an intermediate for the production of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane). The reaction step can be preferably carried out in a pressure-resistant vessel.
[副生物分解工程]
上記製造方法では、反応工程後、この工程により得られた反応液の副生物を分解する副生物分解工程が行われる。反応工程での目的物としては、下記式3で表されるパーフルオロ(3,5-ジメチル-2-オキソ-1,4-ジオキサン)を例示でき、目的物はジアステレオマーの混合物として得られてもよい。
[By-product decomposition process]
In the above production method, after the reaction step, a by-product decomposition step is carried out in which the by-product of the reaction solution obtained by this step is decomposed. An example of the target product in the reaction step is perfluoro(3,5-dimethyl-2-oxo-1,4-dioxane) represented by the following formula 3, and the target product may be obtained as a mixture of diastereomers.
一方、反応工程では、目的物に加えて、通常、副生物も生成される。副生物としては、例えば、下記式4で表される化合物を挙げることができる。上記製造方法では、反応工程により得られた反応液を、異性化工程前に副生物分解工程に付す。このことが、異性化工程後に得られるパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の収率を高めることに寄与し得る。 On the other hand, in the reaction process, in addition to the target product, by-products are usually also produced. For example, the compound represented by the following formula 4 can be given as an example of the by-product. In the above production method, the reaction liquid obtained in the reaction process is subjected to a by-product decomposition process before the isomerization process. This can contribute to increasing the yield of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) obtained after the isomerization process.
副生物は、加熱により分解(熱分解)させることができる。反応工程により得られた反応液を、好ましくは60℃~90℃の範囲の温度に加熱することにより、副生物を分解させることができる。なお反応液の加熱温度とは、特記しない限り、反応液の液温をいうものとする。加熱時間は、3時間~48時間とすることが好ましい。本発明において、副生物分解工程では、副生物は一部またはすべてが分解され得る。副生物分解工程において、副生物は少なくとも一部が分解されればよく、すべてが分解されることは必須ではない。 The by-products can be decomposed (thermolyzed) by heating. The reaction liquid obtained in the reaction step can be decomposed by heating the reaction liquid preferably to a temperature in the range of 60°C to 90°C. The heating temperature of the reaction liquid refers to the liquid temperature of the reaction liquid unless otherwise specified. The heating time is preferably 3 hours to 48 hours. In the by-product decomposition step of the present invention, the by-products can be partially or completely decomposed. In the by-product decomposition step, it is sufficient that at least a portion of the by-products is decomposed, and it is not essential that all of the by-products are decomposed.
副生物分解工程は、閉鎖容器内または開放容器内で行うことができる。副生物は熱分解により通常ガス化するため、分解反応の進行に伴い閉鎖容器内の圧力は上昇し得る。副生物の分解反応を良好に進行させる観点からは、閉鎖容器内で分解反応を行う場合には、閉鎖容器内の圧力を脱圧することが好ましい。一態様では、上記反応液を、閉鎖容器内で容器の圧力を脱圧しながら加熱することができる。ここで閉鎖容器内の圧力を、脱圧することにより1.0MPa未満に制御することが好ましく、0.5MPa~0.9MPaの範囲に制御することがより好ましい。「閉鎖容器」とは、容器内の圧力制御が可能な程度に閉鎖されている容器を意味し、完全に密閉されている必要はなく、容器内から外部への通気や容器外から容器内への通気は許容される。例えば、閉鎖容器内から外部へ気体を排出することにより、閉鎖容器内の圧力を脱圧することができる。また、一態様では、上記反応液を閉鎖容器内で60℃~90℃の温度で加熱し次いで冷却した後に容器内の圧力を脱圧することを一回行うかまたは複数回繰り返すことができる。こうして閉鎖容器内の圧力を所定圧力以下に制御することができる。所定圧力とは、1.0MPa未満であることが好ましく、0.5MPa~0.9MPaの範囲であることがより好ましい。かかる態様では、例えば、上記反応液を60℃~90℃の範囲の温度に加熱する際には閉鎖容器内の圧力は脱圧せず、冷却後に脱圧し、再び上記範囲の温度で脱圧せずに加熱することができる。上記冷却により、例えば上記反応液を室温に冷却することができる。
一方、「開放容器」とは、大気に開放された開口を有する容器を意味する。開放容器内で副生物分解工程を実施すれば、副生物の分解物はガス化して開放容器外に排出されるため、分解反応の進行による容器内の圧力上昇を防止または抑制しながら副生物を分解させることができる。
The by-product decomposition step can be carried out in a closed or open container. Since the by-product is usually gasified by pyrolysis, the pressure in the closed container may increase as the decomposition reaction proceeds. From the viewpoint of smoothly proceeding with the decomposition reaction of the by-product, when the decomposition reaction is carried out in a closed container, it is preferable to decompress the pressure in the closed container. In one embodiment, the reaction liquid can be heated in a closed container while decompressing the pressure in the container. Here, it is preferable to control the pressure in the closed container to less than 1.0 MPa by decompression, and it is more preferable to control it to a range of 0.5 MPa to 0.9 MPa. The term "closed container" means a container that is closed to an extent that the pressure in the container can be controlled, and does not need to be completely sealed, and ventilation from the inside of the container to the outside and ventilation from the outside of the container to the inside of the container are allowed. For example, the pressure in the closed container can be decompressed by discharging gas from the inside of the closed container to the outside. In one embodiment, the reaction liquid can be heated in a closed container at a temperature of 60° C. to 90° C., cooled, and then decompressed once or multiple times. In this way, the pressure inside the closed container can be controlled to a predetermined pressure or lower. The predetermined pressure is preferably less than 1.0 MPa, and more preferably in the range of 0.5 MPa to 0.9 MPa. In such an embodiment, for example, when the reaction liquid is heated to a temperature in the range of 60°C to 90°C, the pressure inside the closed container is not released, and the pressure is released after cooling, and the reaction liquid can be heated again at a temperature in the above range without releasing the pressure. By the cooling, for example, the reaction liquid can be cooled to room temperature.
Meanwhile, the term "open vessel" refers to a vessel having an opening open to the atmosphere. When the by-product decomposition process is carried out in an open vessel, the decomposition products of the by-products are gasified and discharged to the outside of the open vessel, so that the by-products can be decomposed while preventing or suppressing a pressure increase in the vessel due to the progress of the decomposition reaction.
[異性化工程]
上記製造方法では、副生物分解工程後に異性化工程が行われる。異性化工程は、パーフルオロ(3,5-ジメチル-2-オキソ-1,4-ジオキサン)を、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)へ異性化反応させる工程である。パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)は、下記式5で表され、ジアステレオマーの混合物として得られてもよい。
[Isomerization step]
In the above production method, an isomerization step is carried out after the by-product decomposition step. The isomerization step is a step of isomerizing perfluoro(3,5-dimethyl-2-oxo-1,4-dioxane) to perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane). Perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) is represented by the following formula 5, and may be obtained as a mixture of diastereomers.
異性化工程において、通常、副生物分解工程後の反応液を、100℃~150℃で4時間~48時間加熱することにより、異性化反応を進行させて異性化を完結させることができる。異性化工程は耐圧容器内で行うことが好ましい。異性化工程を行う容器内の圧力は、0.1MPa~1.0MPaの範囲にすることが好ましい。異性化工程前に副生物を分解除去しておくことは、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の収率向上に寄与し得る。 In the isomerization step, the reaction liquid after the by-product decomposition step is usually heated at 100°C to 150°C for 4 to 48 hours to allow the isomerization reaction to proceed and the isomerization to be completed. The isomerization step is preferably carried out in a pressure-resistant vessel. The pressure inside the vessel in which the isomerization step is carried out is preferably in the range of 0.1 MPa to 1.0 MPa. Decomposing and removing the by-products before the isomerization step can contribute to improving the yield of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane).
異性化工程後、例えば、室温までの冷却および脱圧の後にろ過および上層の有機溶剤層の分離除去を行うことにより、目的物のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)を得ることができる。 After the isomerization step, for example, the mixture can be cooled to room temperature, depressurized, and then filtered and the upper organic solvent layer separated and removed to obtain the desired perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane).
上記製造方法により得られるパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)は、例えば、米国特許3308107号明細書に記載された気相で加熱分解する方法、またはMacromolecules 2005,38,4237-4245に記載されたカルボン酸カリウム塩に変換後、加熱分解する方法により、パーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)へ誘導可能である。 The perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) obtained by the above manufacturing method can be converted to perfluoro(2-methylene-4-methyl-1,3-dioxolane) by, for example, the method of thermal decomposition in the gas phase described in U.S. Patent No. 3,308,107, or the method of converting to a potassium carboxylate salt and then thermal decomposing, described in Macromolecules 2005, 38, 4237-4245.
以下、本発明を実施例により更に説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。以下に記載の温度は、特記しない限り、反応液の液温である。 The present invention will be further explained below with reference to examples. However, the present invention is not limited to the embodiments shown in the examples. The temperatures described below are the liquid temperatures of the reaction liquid unless otherwise specified.
以下の分析では、下記機器を使用した。
19F-NMR:ブルカー社(BRUKER)製AVANCE II 400
In the following analyses, the following instruments were used:
19F -NMR: AVANCE II 400 manufactured by Bruker
1.トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの合成例
耐圧が8MPaの撹拌機を備えたSUS316製10Lオートクレーブに4-メトキシベンズアルデヒド(1.95kg、14.32mol)を仕込み、氷浴上で0℃に冷却の後、これにヘキサフルオロプロピレンオキシド(2.51kg、15.12mol)を添加した。
次いで、上記オートクレーブを密閉した後、攪拌しながら55℃まで加熱し3時間反応を行った後、150℃で8時間反応を行った。55℃および150℃でのオートクレーブ内の最大圧力は、それぞれ0.8MPa、0.7MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却した後、層分離した上層および下層を分液し、粗トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーを得た(淡黄色透明液体、1.92kg)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーが、1.73kg(6.01mol)生成したことを確認した(収率84%、4-メトキシベンズアルデヒド基準)。
1. Synthesis Example of Trifluoropyruvic Acid Fluoride Dimer 4-Methoxybenzaldehyde (1.95 kg, 14.32 mol) was charged into a 10 L SUS316 autoclave equipped with a stirrer having a pressure resistance of 8 MPa, and after cooling to 0° C. on an ice bath, hexafluoropropylene oxide (2.51 kg, 15.12 mol) was added thereto.
Next, the autoclave was sealed, and then heated to 55° C. with stirring to carry out a reaction for 3 hours, and then carried out a reaction for 8 hours at 150° C. The maximum pressures in the autoclave at 55° C. and 150° C. were 0.8 MPa and 0.7 MPa, respectively.
After the reaction was completed, the mixture was cooled to room temperature, and the upper and lower layers were separated to obtain crude trifluoropyruvic acid fluoride dimer (light yellow transparent liquid, 1.92 kg). Quantitative analysis by 19F -NMR using benzotrifluoride as an internal standard confirmed that 1.73 kg (6.01 mol) of trifluoropyruvic acid fluoride dimer was produced (yield 84%, based on 4-methoxybenzaldehyde).
2.パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の合成の実施例・比較例 2. Examples and comparative examples of the synthesis of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane)
[実施例1]
<反応工程>
耐圧が8MPaの撹拌機を備えたSUS316製500mLオートクレーブ(閉鎖容器)に、上記1.で調製したトリフルオロピルビンフルオリド酸ダイマー(140.8g、純分126.9g、0.441mol)、フッ化物としてフッ化セシウム(16.1g、0.106mol)およびジエチレングリコールジメチルエーテル(99.3g、0.740mol)を仕込み、氷浴上で0℃に冷却した。ここで、フッ化物の使用量は、合成原料(トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー)のモノマー換算の使用量に対して0.120モル倍量であり、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの使用量に対して0.240モル倍量である。上記冷却後、ヘキサフルオロプロピレンオキシド(158.1g、0.952mol)を6時間かけて添加した。この間、温度を0~10℃に保った。更に、同温度範囲で4時間保持して熟成した後、反応液の一部をサンプリングした。サンプリング液のNMR分析から、パーフルオロ(3,5-ジメチル-2-オキソ-1,4-ジオキサン)が、2種のジアステレオマーとして生成していることを確認した。
19F-NMR(neat,376MHz)
(異性体1)δ-81.63,-81.78,-82.20,-82.95,-117.24、-126.28。
(異性体2)δ-81.63,-82.20,-82.95,-94.58,-113.72、-128.51。
また、サンプリング液中には上記の他、NMRにおいて少なくとも下記シグナルを示す副生物が検出された。
19F-NMR(neat,376MHz)
δ26.88, 26.75,26.61,26.52,-75.90,-76.19,-76.59,-77.04,-77.44,-79.32,-81.07,-81.32,-81.65,-83.64,-83.92,-84.32,-84.66,-85.09,-85.51,-120.43,-120.56,-120.69,-120.92,-129.75,-129.82,-129.87,-130.33。
[Example 1]
<Reaction process>
In a 500 mL autoclave (closed vessel) made of SUS316 equipped with a stirrer with a pressure resistance of 8 MPa, the trifluoropyruvic acid fluoride dimer (140.8 g, pure content 126.9 g, 0.441 mol) prepared in 1. above, cesium fluoride (16.1 g, 0.106 mol) as a fluoride, and diethylene glycol dimethyl ether (99.3 g, 0.740 mol) were charged and cooled to 0 ° C. on an ice bath. Here, the amount of fluoride used is 0.120 molar times the amount of the synthetic raw material (trifluoropyruvic acid fluoride dimer) used in terms of monomer, and 0.240 molar times the amount of trifluoropyruvic acid fluoride dimer used. After the cooling, hexafluoropropylene oxide (158.1 g, 0.952 mol) was added over 6 hours. During this time, the temperature was kept at 0 to 10 ° C. After further aging for 4 hours at the same temperature range, a part of the reaction solution was sampled, and NMR analysis of the sampled solution confirmed that perfluoro(3,5-dimethyl-2-oxo-1,4-dioxane) was produced as two diastereomers.
19F -NMR (neat, 376MHz)
(Isomer 1) δ -81.63, -81.78, -82.20, -82.95, -117.24, -126.28.
(Isomer 2) δ -81.63, -82.20, -82.95, -94.58, -113.72, -128.51.
In addition to the above, by-products showing at least the following signals in NMR were detected in the sampled solution.
19F -NMR (neat, 376MHz)
δ 26.88, 26.75, 26.61, 26.52, -75.90, -76.19, -76.59, -77.04, -77.44, -79.32, -81.07, -81.32, -81.65, -83.64, -83.92, -84.32, -84.66, -85.09, -85.51, -120.43, -120.56, -120.69, -120.92, -129.75, -129.82, -129.87, -130.33.
<副生物分解工程>
上記反応工程後、上記オートクレーブ(閉鎖容器)を80℃に加熱し、5時間加熱した。この間、圧力が0.9MPaに達した時点で容器内の気体を一部排出して脱圧しながら容器内の圧力を0.9MPa以下に保った。その後、オートクレーブを冷却、脱圧後サンプリングしNMR分析を行ったところ、上記の副生物のシグナルが消失していることが確認された。
<By-product decomposition process>
After the reaction step, the autoclave (closed vessel) was heated to 80° C. and heated for 5 hours. During this time, when the pressure reached 0.9 MPa, the gas in the vessel was partially discharged to depressurize the vessel while maintaining the pressure therein at 0.9 MPa or less. After that, the autoclave was cooled and depressurized, and a sample was taken and subjected to NMR analysis, whereby it was confirmed that the signals of the by-products had disappeared.
<異性化工程>
上記副生物分解工程後、上記オートクレーブを再度120℃まで加熱し、24時間異性化反応を行った。この間のオートクレーブ内の最大圧力は0.8MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却、分液し、粗パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)を得た(淡黄色液体、257.9g)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)は205.4g(0.663mol)生成していた(収率75%、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー基準)。なお、得られた目的物は、2種のジアステレオマーの混合物で、その比は6/4(モル比)であった。
19F-NMR(neat,376MHz)(異性体1)δ23.63,-77.76(d,J=131.6Hz),-80.13,-81.57,-83.56(d,J=135.4Hz),-124.91。(異性体2)δ23.16,-78.45(d,J=131.6Hz),-80.37,-81.56,-84.05(d,J=139.1Hz),-123.72。
<Isomerization step>
After the by-product decomposition step, the autoclave was heated again to 120° C. and the isomerization reaction was carried out for 24 hours. The maximum pressure in the autoclave during this period was 0.8 MPa.
After the reaction was completed, the mixture was cooled to room temperature and separated to obtain crude perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) (light yellow liquid, 257.9 g). In the quantitative analysis by 19 F-NMR using benzotrifluoride as an internal standard, 205.4 g (0.663 mol) of the target perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) was produced (yield 75%, based on trifluoropyruvic acid fluoride dimer). The target product obtained was a mixture of two diastereomers, with a molar ratio of 6/4.
19F -NMR (neat, 376MHz) (isomer 1) δ 23.63, −77.76 (d, J=131.6Hz), −80.13, −81.57, −83.56 (d, J=135.4Hz), −124.91. (Isomer 2) δ 23.16, −78.45 (d, J = 131.6 Hz), −80.37, −81.56, −84.05 (d, J = 139.1 Hz), −123.72.
[比較例1]
実施例1と同様に反応工程を行い、その後、副生物分解工程の操作を行うことなく、実施例1と同様に異性化工程を実施した。120℃で24時間反応させた際の最大圧力は2.8MPaであった。
反応終了後、実施例1と同様の操作にて反応液を分析したところ、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)は183.2g(0.591mol)生成していた(収率67%、トリフルオロメチルピルビン酸フルオリドダイマー基準)。
[Comparative Example 1]
The reaction step was carried out in the same manner as in Example 1, and then, without carrying out the by-product decomposition step, the isomerization step was carried out in the same manner as in Example 1. The maximum pressure during the reaction at 120° C. for 24 hours was 2.8 MPa.
After completion of the reaction, the reaction solution was analyzed in the same manner as in Example 1. It was found that 183.2 g (0.591 mol) of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) was produced (yield 67%, based on trifluoromethylpyruvic acid fluoride dimer).
[比較例2]
実施例1と同様に反応工程を行い、その後、副生物分解工程の操作を行うことなく、実施例1と同様に異性化工程を実施した。但し、異性化工程において、120℃で反応させる際に圧力が0.9MPaに達した時点で一部を脱圧しながら圧力を0.9MPa以下に保った。反応終了後、実施例1と同様の操作にて反応液を分析したところ、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)は77.7g(0.251mol)生成していた。トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー基準の収率は28%と低かった。
[Comparative Example 2]
The reaction step was carried out in the same manner as in Example 1, and then the isomerization step was carried out in the same manner as in Example 1 without carrying out the operation of the by-product decomposition step. However, in the isomerization step, when the pressure reached 0.9 MPa during the reaction at 120°C, the pressure was kept at 0.9 MPa or less while part of the pressure was released. After the reaction was completed, the reaction solution was analyzed by the same operation as in Example 1, and it was found that 77.7 g (0.251 mol) of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) was produced. The yield based on trifluoropyruvic acid fluoride dimer was low at 28%.
[実施例2]
<ダイマー反応工程>
耐圧が8MPaの撹拌機を備えたSUS316製500mLオートクレーブ(閉鎖容器)内で、実施例1と同様に反応工程を行った。
[Example 2]
<Dimer Reaction Step>
The reaction step was carried out in the same manner as in Example 1 in a 500 mL autoclave (closed vessel) made of SUS316 and equipped with a stirrer having a pressure resistance of 8 MPa.
<副生物分解工程>
上記反応工程後、上記オートクレーブ(閉鎖容器)を80℃に加熱した。容器内の圧力が0.9MPaに達した時点で一旦室温まで冷却した。その後、容器内の気体を排出して大気圧まで脱圧した後、容器を閉鎖して再度80℃まで加熱した。容器内の圧力が0.9MPaに達した時点で再度室温まで冷却し、脱圧後、再加熱を行った。即ち、一連の工程の間の最高圧力は0.9Mpaであった。80℃での加熱の合計時間が5時間に達した後、オートクレーブを冷却、脱圧後サンプリングしNMR分析を行ったところ、副生物のシグナルが消失していることが確認された。
<By-product decomposition process>
After the reaction process, the autoclave (closed container) was heated to 80°C. When the pressure in the container reached 0.9 MPa, it was cooled to room temperature. Thereafter, the gas in the container was discharged to depressurize it to atmospheric pressure, and the container was closed and heated again to 80°C. When the pressure in the container reached 0.9 MPa, it was cooled again to room temperature, depressurized, and then reheated. That is, the maximum pressure during the series of steps was 0.9 MPa. After the total heating time at 80°C reached 5 hours, the autoclave was cooled, depressurized, sampled, and subjected to NMR analysis, and it was confirmed that the by-product signal had disappeared.
<異性化工程>
実施例1と同様に異性化反応を行った。反応時のオートクレーブ内の最大圧力は0.8MPaであった。反応終了後、実施例1と同様の操作にて反応液を分析したところ、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)は207.3g(0.669mol)生成していた(収率76%、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー基準)。
<Isomerization step>
An isomerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The maximum pressure in the autoclave during the reaction was 0.8 MPa. After completion of the reaction, the reaction solution was analyzed in the same manner as in Example 1, and it was found that 207.3 g (0.669 mol) of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) was produced (yield 76%, based on trifluoropyruvic acid fluoride dimer).
[実施例3]
<ダイマー反応工程>
耐圧が8MPaの撹拌機を備えたSUS316製500mLオートクレーブ(閉鎖容器)内で、実施例1と同様に反応工程を行った。
[Example 3]
<Dimer Reaction Step>
The reaction step was carried out in the same manner as in Example 1 in a 500 mL autoclave (closed vessel) made of SUS316 and equipped with a stirrer having a pressure resistance of 8 MPa.
<副生物分解工程>
上記オートクレーブ上部口を二重管コンデンサに接続し、コンデンサ出口は大気開放とし、二重管の外管には冷却水を通液した。このオートクレーブ(開放容器)を70℃まで加熱し、大気圧下で12時間加熱を継続した。
<By-product decomposition process>
The upper port of the autoclave was connected to a double-tube condenser, the outlet of the condenser was open to the atmosphere, and cooling water was passed through the outer tube of the double-tube. The autoclave (open vessel) was heated to 70° C. and continued to be heated under atmospheric pressure for 12 hours.
<異性化工程>
副生物分解工程後にコンデンサを外してオートクレーブを閉鎖した後、実施例1と同様に異性化反応を行った。反応時のオートクレーブ内の最大圧力は0.8MPaであった。反応終了後、実施例1と同様の操作にて反応液を分析したところ、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)は191.7g(0.618mol)生成していた(収率70%、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー基準)。
<Isomerization step>
After the by-product decomposition step, the condenser was removed and the autoclave was closed, and then an isomerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The maximum pressure in the autoclave during the reaction was 0.8 MPa. After the reaction was completed, the reaction solution was analyzed in the same manner as in Example 1, and it was found that 191.7 g (0.618 mol) of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) was produced (yield 70%, based on trifluoropyruvic acid fluoride dimer).
[実施例4]
トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー(140.8g、純分126.9g、0.441mol)に代えてトリフルオロピルビン酸フルオリド(133.2g、純分127.0g、0.882mol、米国特許3308107号明細書の記載に従い合成)を用いた以外は実施例1と同様の操作にて反応工程、副生物分解工程および異性化工程を実施した。ここで、フッ化物の使用量は、上記合成原料のモノマー換算の使用量に対して、換言すればトリフルオロピルビン酸フルオリドの使用量に対して、0.120モル倍量である。異性化工程におけるオートクレーブ内の最大圧力は0.7MPaであった。反応終了後、実施例1と同様の操作にて反応液を分析したところ、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)は196.6g(0.634mol)生成していた(収率72%、トリフルオロピルビン酸フルオリド基準)。
[Example 4]
The reaction step, by-product decomposition step and isomerization step were carried out in the same manner as in Example 1, except that trifluoropyruvic acid fluoride (133.2 g, pure content 127.0 g, 0.882 mol, synthesized according to the description of U.S. Patent No. 3,308,107) was used instead of trifluoropyruvic acid fluoride dimer (140.8 g, pure content 126.9 g, 0.441 mol). Here, the amount of fluoride used was 0.120 molar times the amount of the above-mentioned synthetic raw material used in terms of monomer, in other words, the amount of trifluoropyruvic acid fluoride used. The maximum pressure in the autoclave in the isomerization step was 0.7 MPa. After completion of the reaction, the reaction mixture was analyzed in the same manner as in Example 1. It was found that 196.6 g (0.634 mol) of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) was produced (yield 72%, based on trifluoropyruvic acid fluoride).
[実施例5~7]
実施例1と同じ装置を用い、表1に示す条件下にて実施例1と同様の操作にて反応工程、副生物分解工程および異性化工程を実施した。
ここで、各実施例におけるフッ化物の使用量は、合成原料の使用量に対して以下のとおりである。
実施例5については、フッ化物の使用量/合成原料(トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー)のモノマー換算の使用量=0.090モル倍量、フッ化物の使用量/トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの使用量=0.181モル倍量、である。
実施例6については、フッ化物の使用量/合成原料(トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー)のモノマー換算の使用量=0.150モル倍量、フッ化物の使用量/トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの使用量=0.299モル倍量、である。
実施例7については、フッ化物の使用量/合成原料(トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー)のモノマー換算の使用量=0.120モル倍量、フッ化物の使用量/トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの使用量=0.240モル倍量、である。
反応終了後、実施例1と同様の操作にて反応液を分析して求めたパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の収率(トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー基準)を表1に示す。
[Examples 5 to 7]
The reaction step, by-product decomposition step and isomerization step were carried out in the same manner as in Example 1 using the same apparatus as in Example 1 under the conditions shown in Table 1.
The amount of fluoride used in each example relative to the amount of synthetic raw material used is as follows:
In Example 5, the amount of fluoride used/the amount of synthesis raw material (trifluoropyruvic acid fluoride dimer) used in terms of monomer=0.090 molar amount, and the amount of fluoride used/the amount of trifluoropyruvic acid fluoride dimer used=0.181 molar amount.
In Example 6, the amount of fluoride used/the amount of synthesis raw material (trifluoropyruvic acid fluoride dimer) used in terms of monomer=0.150 molar amount, and the amount of fluoride used/the amount of trifluoropyruvic acid fluoride dimer used=0.299 molar amount.
In Example 7, the amount of fluoride used/the amount of synthesis raw material (trifluoropyruvic acid fluoride dimer) used in terms of monomer=0.120 molar amounts, and the amount of fluoride used/the amount of trifluoropyruvic acid fluoride dimer used=0.240 molar amounts.
After completion of the reaction, the reaction mixture was analyzed in the same manner as in Example 1 to determine the yield of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) (based on trifluoropyruvic acid fluoride dimer).
以上の結果を、表1(表1-1、表1-2)に示す。表1中、「HFPO」はヘキサフルオロプロピレンオキシド、「TFPVAF-D」はトリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー、「TFPVAF」はトリフルオロピルビン酸フルオリド、「DEGDME」はジエチレングリコールジメチルエーテルを示す。 The above results are shown in Table 1 (Table 1-1, Table 1-2). In Table 1, "HFPO" stands for hexafluoropropylene oxide, "TFPVAF-D" stands for trifluoropyruvic acid fluoride dimer, "TFPVAF" stands for trifluoropyruvic acid fluoride, and "DEGDME" stands for diethylene glycol dimethyl ether.
表1中の結果から、実施例においてパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)が良好な収率で製造されたことが確認できる。
また、工業的観点からは異性化工程における圧力上昇を抑制できることが好ましいのに対し、副生物分解工程の操作を行うことなく異性化工程を実施した比較例1では、異性化工程において、実施例と比べて圧力が大きく上昇した。一方、副生物分解工程を行うことなく異性化工程を実施し、かつ異性化工程において脱圧を実施した比較例2では、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の収率が実施例と比べて大きく低下した。
From the results in Table 1, it can be confirmed that perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) was produced in good yield in the examples.
Moreover, from an industrial viewpoint, it is preferable to be able to suppress a pressure rise in the isomerization step, whereas in Comparative Example 1, in which the isomerization step was carried out without carrying out the operation of the by-product decomposition step, the pressure rose significantly in the isomerization step as compared to Examples. On the other hand, in Comparative Example 2, in which the isomerization step was carried out without carrying out the by-product decomposition step and depressurization was carried out in the isomerization step, the yield of perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) was significantly reduced as compared to Examples.
[実施例8]
<反応工程>
フッ化物としてフッ化セシウム(12.0g、0.079mol)およびジエチレングリコールジメチルエーテル(74.5g、0.555mol)を用いたこと以外、実施例1と同様に反応工程を行った。ここで、フッ化物の使用量は、合成原料(トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー)のモノマー換算の使用量に対して0.090モル倍量、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの使用量に対して0.179モル倍量である。
[Example 8]
<Reaction process>
Except for using cesium fluoride (12.0 g, 0.079 mol) and diethylene glycol dimethyl ether (74.5 g, 0.555 mol) as the fluoride, the reaction process was carried out in the same manner as in Example 1. Here, the amount of the fluoride used was 0.090 molar times the amount of the synthetic raw material (trifluoropyruvic acid fluoride dimer) used in terms of monomer, and 0.179 molar times the amount of the trifluoropyruvic acid fluoride dimer used.
<副生物分解工程>
上記反応工程後、フッ化セシウム(4.1g、0.027mol)およびジエチレングリコールジメチルエーテル(24.8g、0.185mol)を更に添加した点以外、実施例1と同様に副生物分解工程を実施した。ここでのフッ化物の使用量は、合成原料(トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー)のモノマー換算の使用量に対して、0.031モル倍量、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマーの使用量に対して0.061モル倍量である。
<By-product decomposition process>
After the above reaction step, cesium fluoride (4.1 g, 0.027 mol) and diethylene glycol dimethyl ether (24.8 g, 0.185 mol) were further added, and the by-product decomposition step was carried out in the same manner as in Example 1. The amount of fluoride used here was 0.031 molar times the amount of the synthetic raw material (trifluoropyruvic acid fluoride dimer) used in terms of monomer, and 0.061 molar times the amount of trifluoropyruvic acid fluoride dimer used.
<異性化工程>
上記副生物分解工程後、実施例1と同様に、異性化反応を行った。この間のオートクレーブ内の最大圧力は0.8MPaであった。
反応終了後、室温まで冷却、分液し、粗パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)を得た(淡黄色液体、263.6g)。ベンゾトリフルオリドを内部標準物質として用いた19F-NMRでの定量において、目的物のパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)は210.6g(0.679mol)生成していた(収率77%、トリフルオロピルビン酸フルオリドダイマー基準)。
<Isomerization step>
After the by-product decomposition step, an isomerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The maximum pressure in the autoclave during this reaction was 0.8 MPa.
After the reaction was completed, the mixture was cooled to room temperature and separated to obtain crude perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) (light yellow liquid, 263.6 g). Quantitative analysis by 19F -NMR using benzotrifluoride as an internal standard revealed that 210.6 g (0.679 mol) of the target perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) was produced (yield 77%, based on trifluoropyruvic acid fluoride dimer).
本発明は、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造分野、更にはパーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)を合成原料として得られるパーフルオロ(2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソラン)の製造分野において有用である。 The present invention is useful in the field of manufacturing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane), and further in the field of manufacturing perfluoro(2-methylene-4-methyl-1,3-dioxolane) obtained using perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) as a synthetic raw material.
Claims (16)
前記反応工程により得られた反応液中の副生物を分解する副生物分解工程と、
前記副生物分解工程後に異性化工程と、
を有し、
前記副生物分解工程は、閉鎖容器内で行われ、前記閉鎖容器内の圧力を脱圧することを含み、前記反応液を前記閉鎖容器内で60℃~90℃の温度で加熱し次いで冷却した後に前記脱圧を行うことを一回以上含む、パーフルオロ(2,4-ジメチル-2-フルオロホルミル-1,3-ジオキソラン)の製造方法。 A reaction step of reacting at least one synthetic raw material selected from the group consisting of trifluoropyruvic acid fluoride dimer and trifluoropyruvic acid fluoride with hexafluoropropylene oxide in an organic solvent in the presence of a fluoride;
a by-product decomposition step of decomposing by-products in the reaction solution obtained by the reaction step;
an isomerization step after the by-product decomposition step;
having
The by-product decomposition step is carried out in a closed vessel, and includes releasing the pressure in the closed vessel, and the reaction solution is heated at a temperature of 60° C. to 90° C. in the closed vessel, cooled, and then released at least once .
方法。 The method for producing perfluoro(2,4-dimethyl-2-fluoroformyl-1,3-dioxolane) according to any one of claims 1 to 3 , further comprising controlling the pressure in the closed container to less than 1.0 MPa by depressurizing.
Method.
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