JPS6358161B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6358161B2 JPS6358161B2 JP56013002A JP1300281A JPS6358161B2 JP S6358161 B2 JPS6358161 B2 JP S6358161B2 JP 56013002 A JP56013002 A JP 56013002A JP 1300281 A JP1300281 A JP 1300281A JP S6358161 B2 JPS6358161 B2 JP S6358161B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound
- fluorine
- group
- compounds
- membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
本発明は−SO2X基(Xはハロゲン,水素,金
属イオンまたは有機陽イオンである)を有する含
ふつ素化合物を、金属カルボニル化合物と接触さ
せる処理方法に関し、変性した含ふつ素化合物を
効率よく得る簡便な方法を提供するものである。
従来、含ふつ素化合物は、低分子化合物にあつ
ては溶剤,界面活性剤等として用いられ、また高
分子化合物にあつてはエンジニヤリングプラスチ
ツク,機能性高分子として広範に、その特異な耐
熱性,耐薬品性、低い表面エネルギー等の特性を
生かして利用されている。特に近年、イオン性の
電荷を有する含ふつ素化合物が界面活性剤,多孔
性隔膜,イオン交換樹脂,イオン交換膜等の分野
で、その特異な機能ともあいまつて極めて活発に
研究されている。
このような電荷を有する含ふつ素化合物におい
て、広く利用されている官能基としてはスルホン
酸基,リン酸基,カルボン酸基,フエノール性水
酸基,解離しうる水素原子を有する酸アミド結
合,パーフルオロの3級の炭素に結合したOHな
どが用いられている。特に、この中でも最も一般
的で、安定なものはスルホン酸基である。かかる
スルホン酸基を有する低分子の含ふつ素化合物と
してはパーフルオロカーボン系の界面活性剤,ス
ルホン酸基を有するフルオロビニル化合物,特に
パーフルオロビニルエーテル化合物等が広く知ら
れている。また高分子の含ふつ素化合物としては
スルホン酸基とふつ素原子を結合した高分子化合
物、特にパーフルオロカーボン系の化合物が知ら
れ、具体的にはdu pont社のNafionという商品名
で知られるパーフルオロ(3,6―ジオキサ―4
―メチル―7―オクテンスルホニルフルオライ
ド)とテトラフルオロエチレンの共重合体を加水
分解して高分子膜状物,粒状物,液状物としたも
のがある。
しかして、上記した如きスルホン酸基を有する
含ふつ素化合物において、特にふつ素原子が結合
した炭素原子に結合したスルホン酸基は、その特
性として極めて強い酸となり、謂ゆる超強酸に属
するものである。かかる特性は非常に好ましい場
合もあるが、場合によつては好ましくない場合も
ある。そのためにこのようなスルホン酸基をより
酸強度の低いカルボン酸基に変換することが種々
試みられ、一部企業化されている。例えば、高分
子膜状物の場合についてはスルホン酸基の前駆体
であるスルホニルハライド基を還元剤と反応させ
て、スルフイン酸として、更に還元反応を進めて
カルボン酸とする方法(特開昭52―24176,特開
昭52―24177など)、スルホニルクロライドなどの
官能基を有するパーフルオロ化合物をよう素化合
物と反応させて−CF2Iとしてカルボン酸とする
方法(特開昭53―125974)、スルホニルハライド
基を有する化合物をヒドラジンと反応させてスル
フイン酸として、更にカルボン酸に変換する方法
(特開昭53―132094)、スルホニルハライド基を有
するパーフルオロ化合物を有機化合物の存在下に
酸化処理して、カルボン酸基とするもの(特開昭
53―132069,54―83982)、或いはスルホニルクロ
ライド基を有する化合物をアミン類と反応させて
カルボン酸基とする方法(特開昭54―21478,54
―41287,54―43191,54―64090)等広く知られ
ている。これらの方法はいずれもスルホン酸基を
カルボン酸基へ転換する優れた方法であるが、反
応の多くには一般に加熱下に反応を進行させるこ
とが多く、特に転換率を上げるためには加熱処理
したり、更に付加的な反応を必要とする場合が多
い。したがつて、エネルギー価値の高騰の今日、
より少ないエネルギーで効率よく化学反応を進行
させることが必要であり、より簡便な、より効率
の高い方法が要望される。
本発明者らは、スルホン酸基のカルボン酸への
変換について鋭意研究を重ねた結果、金属カルボ
ニル化合物を用いることによつて、極めて穏やか
な条件下で反応を進行させることが出来る新規な
方法を見出し、本発明を完成したものである。さ
らに、本発明は単にスルホン酸基をカルボン酸基
に変換するということのみでなく、金属カルボニ
ル化合物、或いはそれの変性化合物を共存した含
ふつ素化合物が新しい機能性物質として利用さ
れ、極めて有用な方法である。したがつて、本発
明によれば、−SO2X基(Xはハロゲン,水素,
金属イオンまたは有機陽イオンである)を有する
含ふつ素化合物を、金属カルボニル化合物と接触
させることを特徴とする含ふつ素化合物の処理方
法が提供される。
本発明における−SO2X基を有する含ふつ素化
合物としては、高分子化合物,低分子化合物にか
かわりなく用いられる。特に、本発明の方法は、
前記したふつ素原子が結合した炭素原子に結合し
たスルホン酸基の如き、(―CFY)―oSO2Xまたは
−O(―CFY)―oSO2X(Yはハロゲン,水素;Xは
ハロゲン,水素,金属イオン或いは有機イオン;
nは1〜20の正の整数)を結合して有する含ふつ
素化合物の高分子化合物,低分子化合物に対して
特に有効である。
さらに本発明の方法は金属カルボニル化合物を
含ふつ素化合物に適用する場合、特に高分子化合
物において極めて有効である。即ち、この金属カ
ルボニル化合物は、その理由は不明であるが、含
ふつ素系化合物に対して非常に強い親和性を有し
ており、特に低い表面エネルギを有する含ふつ素
系高分子化合物に対して、該化合物に著しく速や
かに浸透していき、結合している官能基−SO2X
と反応して該高分子化合物を変性してしまうので
ある。
本発明の含ふつ素化合物に結合している−
SO2X基は、該基のXがハロゲン,水素,金属イ
オン或いは有機陽イオンであれば特に制限され
ず、Xとしてのハロゲンは一般にCl,Br,I,
F;金属イオンとしてはNa+,K+など、また有
機陽イオンとして一般に
The present invention relates to a treatment method in which a fluorine-containing compound having a -SO 2 X group (X is a halogen, hydrogen, metal ion, or organic cation) is brought into contact with a metal carbonyl compound. It provides a simple and easy way to obtain the desired results. Conventionally, fluorine-containing compounds have been widely used as solvents, surfactants, etc. for low-molecular compounds, and as engineering plastics and functional polymers for high-molecular compounds due to their unique heat resistance. It is used to take advantage of its properties such as , chemical resistance, and low surface energy. Particularly in recent years, fluorine-containing compounds having ionic charges have been extremely actively researched in the fields of surfactants, porous diaphragms, ion exchange resins, ion exchange membranes, etc., in conjunction with their unique functions. In such charged fluorine-containing compounds, widely used functional groups include sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, carboxylic acid groups, phenolic hydroxyl groups, acid amide bonds with dissociable hydrogen atoms, and perfluorinated fluorine-containing compounds. OH bonded to the tertiary carbon is used. In particular, the most common and stable group among these is the sulfonic acid group. As such low molecular fluorine-containing compounds having a sulfonic acid group, perfluorocarbon surfactants, fluorovinyl compounds having a sulfonic acid group, particularly perfluorovinyl ether compounds, and the like are widely known. In addition, as polymeric fluorine-containing compounds, polymeric compounds in which a sulfonic acid group and a fluorine atom are bonded are known, especially perfluorocarbon-based compounds. Fluoro(3,6-dioxer-4
-Methyl-7-octensulfonyl fluoride) and tetrafluoroethylene are hydrolyzed to form polymer membranes, granules, and liquids. Therefore, in the above-mentioned fluorine-containing compounds having a sulfonic acid group, the sulfonic acid group bonded to the carbon atom to which the fluorine atom is bonded has the property of being an extremely strong acid, and does not belong to the so-called super strong acids. be. While such properties may be highly desirable in some cases, they may also be undesirable in other cases. To this end, various attempts have been made to convert such sulfonic acid groups into carboxylic acid groups with lower acid strength, and some of these have been commercialized. For example, in the case of a polymer membrane, a method is used in which a sulfonyl halide group, which is a precursor of a sulfonic acid group, is reacted with a reducing agent to form sulfinic acid, which is then further reduced to form a carboxylic acid (JP-A-52 -24176, JP-A-52-24177, etc.), a method of reacting a perfluoro compound having a functional group such as sulfonyl chloride with an iodine compound to form a carboxylic acid as -CF 2 I (JP-A-53-125974), A method in which a compound having a sulfonyl halide group is reacted with hydrazine to convert it into sulfinic acid and then into a carboxylic acid (JP-A-53-132094), a method in which a perfluoro compound having a sulfonyl halide group is oxidized in the presence of an organic compound. and those with carboxylic acid groups (JP-A-Sho)
53-132069, 54-83982), or a method of reacting a compound having a sulfonyl chloride group with amines to form a carboxylic acid group (JP-A-54-21478, 54
-41287, 54-43191, 54-64090), etc. are widely known. All of these methods are excellent methods for converting sulfonic acid groups to carboxylic acid groups, but many of the reactions generally proceed under heating, and in particular heat treatment is required to increase the conversion rate. In many cases, additional reactions may be required. Therefore, in today's era of soaring energy values,
It is necessary to allow chemical reactions to proceed efficiently with less energy, and a simpler and more efficient method is desired. As a result of extensive research into the conversion of sulfonic acid groups into carboxylic acids, the present inventors have discovered a new method that allows the reaction to proceed under extremely mild conditions by using a metal carbonyl compound. The heading completes the invention. Furthermore, the present invention is not limited to simply converting a sulfonic acid group to a carboxylic acid group, but also utilizes a fluorine-containing compound containing a metal carbonyl compound or a modified compound thereof as a new functional substance, which is extremely useful. It's a method. Therefore, according to the present invention, -SO 2 X group (X is halogen, hydrogen,
Provided is a method for treating a fluorine-containing compound, which comprises contacting a fluorine-containing compound having a metal ion or an organic cation) with a metal carbonyl compound. The fluorine-containing compound having an -SO2X group in the present invention can be used regardless of whether it is a high molecular compound or a low molecular compound. In particular, the method of the invention
Such as the sulfonic acid group bonded to the carbon atom to which the above-mentioned fluorine atom is bonded, (-CFY)- o SO 2 X or -O(-CFY) - o SO 2 X (Y is halogen, hydrogen; , hydrogen, metal ions or organic ions;
It is particularly effective for high-molecular compounds and low-molecular compounds of fluorine-containing compounds, in which n is a positive integer of 1 to 20). Further, the method of the present invention is extremely effective when applying a metal carbonyl compound to a fluorine-containing compound, particularly in a polymer compound. In other words, although the reason is unknown, this metal carbonyl compound has a very strong affinity for fluorine-containing compounds, and has a particularly strong affinity for fluorine-containing polymer compounds with low surface energy. , it penetrates into the compound extremely quickly, and the bonded functional group −SO 2
The polymer compound is modified by reacting with the polymer. Bonded to the fluorine-containing compound of the present invention -
The SO 2
F: Metal ions such as Na + and K + , and organic cations generally
【式】(RはH,ア
ルキル基またはアリール基)などが一般に好まし
い。具体的に(―CFY)―o−SO2Xまたは−O(―
CFY)―oSO2X(Yはハロゲンまたは水素;nは1
〜20の正の整数)なる官能基として、例示すると
−O(―CF2)―oSO2Cl,−O(―CF2)―oSO2F,−O
(―
CF2)―oSO2Br,−O(―CF2)―oSO2I,−O(―CF2)
―o
SO2H,−O(―CF2)―oSO2Na,−O(―CFCl−CF2
)―oSO2Cl,[Formula] (R is H, an alkyl group or an aryl group) etc. are generally preferred. Specifically (-CFY)- o -SO 2 X or -O(-
CFY) - o SO 2 X (Y is halogen or hydrogen; n is 1
-O(-CF 2 )- o SO 2 Cl, -O(-CF 2 )- o SO 2 F, -O
(-
CF 2 )― o SO 2 Br, -O (―CF 2 )― o SO 2 I, -O (―CF 2 )
― o
SO 2 H, −O(—CF 2 )— o SO 2 Na, −O(—CFCl−CF 2
)― o SO 2 Cl,
【式】【formula】
【式】(―CF2)―o
SO2Cl
などといつた構造を有するものが好適である。
また本発明の含ふつ素化合物とは、上記官能基
を結合していれば、低分子化合物,高分子化合
物,或いはオリゴマーの別なく適用することが出
来る。例えば分子量の低いものとして
CH3OCF2SO2Xがある。なお、含ふつ素化合物
はパーフルオロ化合物に限定されるものではな
く、部分的にふつ素原子が結合した化合物にも勿
論有効である。しかし、本発明の有効性は上述し
たように、特に表面エネルギーの低いパーフルオ
ロ化合物或いはそれに近い化合物で、且つ高分子
化合物の場合に発揮される。具体的には、テトラ
フルオロエチレン,パーフルオロアルキルビニル
エーテル,三弗化―塩化エチレン,三弗化エチレ
ン,パーフルオロエチレンオキサイド,パーフル
オロプロピレンオキサイド,パーフルオロブタジ
エン,ふつ化ビニル,ふつ化ビニリデン,六弗化
プロピレン,CF2=CFO(―CF2)―oOCF=CF2,
CF2=CF(―CF2)―oCF=CF2(nは2〜24の正の整
数),[Formula] (-CF 2 )- o One having a structure such as SO 2 Cl is preferable. Further, the fluorine-containing compound of the present invention may be a low molecular compound, a high molecular compound, or an oligomer, as long as the above-mentioned functional group is bonded. For example, as a low molecular weight
There is CH 3 OCF 2 SO 2 X. Note that the fluorine-containing compound is not limited to perfluoro compounds, and of course, compounds to which fluorine atoms are partially bonded are also effective. However, as mentioned above, the effectiveness of the present invention is particularly exhibited in the case of perfluorinated compounds or compounds close to it having low surface energy, and in the case of high molecular compounds. Specifically, tetrafluoroethylene, perfluoroalkyl vinyl ether, trifluoroethylene chloride, trifluoroethylene, perfluoroethylene oxide, perfluoropropylene oxide, perfluorobutadiene, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, and hexafluoride. Propylene chloride, CF 2 = CFO (-CF 2 )- o OCF = CF 2 ,
CF 2 = CF (-CF 2 ) - o CF = CF 2 (n is a positive integer from 2 to 24),
【式】(Rf:パーフルオロアル
キル基)等とパーフルオロアルキルビニルエーテ
ルスルホニルハライド,パーフルオロアルキレン
スルホニルハライドなどの共重合物など、或いは
パーフルオロアルキルビニルエーテルスルホニル
ハライドの単独重合物、それらの重合物,共重合
物の部分加水分解物などが有用である。更に具体
的にはテトラフルオロエチレンとパーフルオロ
(3,6―ジオキサ―4―メチル―7―オクテン
スルホニルハライド)の共重合物、或いは部分加
水分解物などであるが、これに限定されるもので
はない。
次に、本発明で用いられる金属カルボニル化合
物としては、従来公知の金属カルボニル化合物が
何ら制限なく用いられる。即ち、COと金属との
化合物が何ら制限されず、具体的に例示すると
Cr(CO)3;Cr(CO)6;(ArH)Cr(CO)3(アレーン
トリカルボニルクロム錯体類);Mo(CO)6;〔Mo
(CO)3(C5H5)〕2;HMO(CO)3(C5H5);W
(CO)6;[Formula] Copolymers of (R f : perfluoroalkyl group), perfluoroalkyl vinyl ether sulfonyl halide, perfluoroalkylene sulfonyl halide, etc., or homopolymers of perfluoroalkyl vinyl ether sulfonyl halides, polymers thereof, Partial hydrolysates of copolymers are useful. More specifically, it is a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoro(3,6-dioxa-4-methyl-7-octensulfonyl halide) or a partial hydrolyzate, but is not limited thereto. do not have. Next, as the metal carbonyl compound used in the present invention, conventionally known metal carbonyl compounds can be used without any restriction. In other words, there are no restrictions on the compounds of CO and metals, and specific examples include:
Cr(CO) 3 ; Cr(CO) 6 ; (ArH)Cr(CO) 3 (arene tricarbonyl chromium complexes); Mo(CO) 6 ; [Mo
(CO) 3 (C 5 H 5 )〕 2 ;HMO(CO) 3 (C 5 H 5 );W
(CO) 6 ;
【式】(ジフエルカ ルベン錯体);[Formula] (Zihueruka Rubene complex);
【式】(フエ ニルカルベン錯体);[Formula] (Hue nylcarbene complex);
【式】
Fe(CO)5;NaHFe(CO)4;〔(CH3)4N〕〔HFe
(CO)4〕;
KHFe(CO)4;K2Fe(CO)4;Na2Fe(CO)4・1/2
Dioxane;Na2Fe(CO)5;Fe2(CO)9;Fe3
(CO)12;H2Fe(CO)4;H2Fe3(CO)11;NaHFe
(CO)4;KHFe(CO)4;Na2Fe(CO)4;
[Formula] Fe(CO) 5 ; NaHFe(CO) 4 ; [(CH 3 ) 4 N] [HFe
(CO) 4 〕; KHFe(CO) 4 ;K 2 Fe(CO) 4 ;Na 2 Fe(CO) 4・1/2 Dioxane;Na 2 Fe(CO) 5 ;Fe 2 (CO) 9 ;Fe 3
(CO) 12 ; H 2 Fe (CO) 4 ; H 2 Fe 3 (CO) 11 ; NaHFe
(CO) 4 ; KHFe(CO) 4 ; Na 2 Fe(CO) 4 ;
【式】R(CO)5;
CO2(CO)8;CoH(CO)4;NaCo(CO)4;Co2
(CO)6(RC≡CR′)R,R′はアルキル,アリル,
水素を示す。;〔ヘキサカルボニル―μ―(アセチ
レン)2コバルト〕;RCCo3(CO)9〔ノナカルボニ
ル(アルキリジン)3コバルト〕;Co(CO)2(η
−C5H5)〔ジカルボニル(η―シクロペンタジエ
ニル)コバルト〕;Rh6(CO)16(ヘキサデカカルボ
ニル6ロジウム);Rh4(CO)12(ドデカカルボニル
4ロジウム)〔Rh(CO)2Cl〕2(ジ―μ―クロロテ
トラカルボニル2ロジウム);(CH3)4N〔Rh
(CO)4〕;
[Formula] R(CO) 5 ; CO 2 (CO) 8 ; CoH (CO) 4 ; NaCo (CO) 4 ; Co 2
(CO) 6 (RC≡CR′) R and R′ are alkyl, allyl,
Indicates hydrogen. ; [hexacarbonyl-μ-(acetylene) 2 cobalt]; RCCo 3 (CO) 9 [nonacarbonyl (alkylidine) 3 cobalt]; Co(CO) 2 (η
-C 5 H 5 ) [dicarbonyl (η-cyclopentadienyl) cobalt]; Rh 6 (CO) 16 (hexadecacarbonyl 6-rhodium); Rh 4 (CO) 12 (dodecacarbonyl 4-rhodium) [Rh (CO) ) 2 Cl] 2 (di-μ-chlorotetracarbonyl dirhodium); (CH 3 ) 4 N [Rh
(CO) 4 〕;
【式】Ir4(CO)12;[Formula] Ir 4 (CO) 12 ;
【式】Ni(CO)4;
Fe(CO)4I2;(NH4)2〔Fe(CO)4〕;Mg〔Fe
(CO)4〕;Ca〔Fe(CO4)〕;〔Co(NH3)6〕H2〔Fe
(CO)4〕2;(HgX)2〔Fe(CO)4〕;Fe(CO)4X2;Fe
(CO)2X2;Fe(CO)5X2;Fe3(CO)9X6(Xはハロ
ゲン)或いはアルカリ金属アマルガム、例えば、
Fe(CO)4Na2;鉄アンミンカルボン化合物、例え
ばFe(CO)3(NH3)2,Fe(CO)8(C5H5N)2,Fe2
(CO)4(NH2CH2CH2NH2)3;鉄カルボンのO―
フエナントロリン化合物など;メルカプトトリカ
ルボニル鉄、例えば〔Fe(CO)3SR〕(Rはアルキ
ル基またはアリール基);ビスシクロペンタジエ
ニルテトラカルボニルジ鉄;(C6H5)Fe(CO)4Fe
(C6H5);ペンタシアノカルボニル鉄;M3′〔Fe
(CN)5CO〕;Fe2(CO)8S2;(CO)3FeSFe(CO);
(CO)3FeSFe(CO)2SFe(CO)3;Fe2(CO)8Se2な
ど鉄カルボニルが用いられる。更にはH〔Co
(CO)4〕;Mn〔Co(CO)4)o(Mはn価の金属);Co
(CO)5CH3OH;〔Co2(CO)I2〕;K3〔Co(CO)
(CN)5〕などが好適に用いられるが、これらに限
定されるものでなく、金属カルボニル化合物なら
何ら制限なく用いられる。
本発明においてこれらの金属カルボニル化合物
を用いるときは、該カルボニル化合物が液体であ
る場合、固体である場合、気体である場合のそれ
ぞれによつて反応する態様は異なるし、また反応
させる含ふつ素化合物が低分子化合物,高分子化
合物等によつて異なる。また反応させる含ふつ素
化合物が液体,気体,固体等の違いによつて反応
させる態様も異なる。したがつて、各々の場合に
ついて適宜、最良のものを選択すればよい。さら
にカルボニル化合物はそのまま用いてもよいし、
溶媒に溶解或いは分散させた状態で反応させても
よい。反応の圧力は常圧以下から200Kg/cm2以上
の加圧下に於いても行うことが出来る。反応温度
は溶液状態で反応させるときは含ふつ素化合物,
金属カルボニル化合物,或いは適宜溶媒を用いる
ときには該溶媒のいづれか一つが溶液状態を保つ
ている温度で、金属カルボニル或いは含ふつ素化
合物が分解しない温度以下で実施される。気体状
態で反応させるときは、金属カルボニル化合物の
蒸気圧を高くするため、含ふつ素化合物が分解し
ない程度で高温で実施してもよい。一般には金属
カルボニル化合物の特有の触媒作用を考慮して、
−50〜250℃の間で反応させるのが望ましく、特
に10〜150℃範囲の温やかな条件で反応させるの
が望ましい。
上記した金属カルボニル化合物のうち特に望ま
しいのは、鉄カルボニル化合物類である。溶媒は
用いてもよく用いなくともよい。用いる溶媒とし
ては、一般に金属カルボニル化合物と反応しない
有機,無機の溶媒が望ましい。更に望ましくは金
属カルボニル化合物が良く溶解する溶媒で且つ含
ハロゲン系のものが望ましいが、分散状態で反応
させてもよい。また溶媒としては二種以上の溶媒
を混合した系でもよいし、或いは適宜、有機,無
機の酸,塩基を添加してもいいが、望ましいのは
酸添加系であり、反応速度が早い。
特に本発明の方法は含ふつ素化合物が高分子化
合物の場合、特にパーフルオロ化合物に有用であ
る。即ち、含ふつ素高分子化合物への金属カルボ
ニル化合物の親和性,浸透性が大きいことが、反
応を極めて早く円滑に進めることが出来るのであ
る。さらに、含ふつ素化合物に対して強い親和性
を有する有機溶媒を共存させることによつて、一
層反応が円滑に進行する。
本発明において−SO2X基を結合して有する含
ふつ素化合物と金属カルボニル化合物を接触させ
ることによつて、含ふつ素化合物にどのような反
応が生起しているのか明らかではないが、種々の
分析の結果スルホニルハライド基が消失し新らた
にカルボン酸基が生成している。更に、特に含ふ
つ素高分子化合物に本発明の反応を実施すると、
高分子化合物の種類にもよるが、現在充分に解析
し得ない他の反応も生起していると思われる。ど
のような反応機構によつて、特にスルホニルハラ
イドが消失し、カルボン酸基が生成するのか不明
であるが、金属カルボニル基に特有の強い触媒作
用によつて発生するものと思われる。
本発明において含ふつ素化合物と金属カルボニ
ル化合物を接触させたあとは、必要に応じて処理
された含ふつ素化合物を精製し、金属カルボニル
化合物,用いた溶媒などを除去する。なお含ふつ
素高分子化合物の場合には、金属カルボニル化合
物が該高分子化合物内へ著しく浸透し、且つ、金
属カルボニル化合物は不安定であるため、高分子
中で金属或いは金属酸化物に転化する場合があ
る。このようなときには酸或いは酸と有機溶媒の
混合物で洗滌抽出除去すればよい。或いは金属カ
ルボニル化合物が含ふつ素高分子化合物内に浸透
したまま、或いは該高分子化合物の表層部、表面
上に存在したままでも使用目的に支障がなければ
抽出除去する必要はない。また金属カルボニル化
合物またはその分解生成物が有するその特有の触
媒作用を積極的に利用していく場合には、むしろ
積極的に含ふつ素高分子体内,表層部あるいは表
面上に存在させた状態で使用すればよい。
具体的には、このような金属カルボニル化合物
で処理した含ふつ素高分子化合物を触媒として利
用する場合、例えば有機合成に於ける触媒として
用いるときは、有機含ふつ素系固体酸として或い
はその塩、例えば貴金属等をイオン交換させたも
のと、金属カルボニル或いは金属酸化物との相乗
作用による特異な触媒作用がある。或いは処理さ
れた含ふつ素高分子化合物を膜状物として、電極
反応の隔膜として用いる場合には、膜表面上に存
在する貴金属或いは金属酸化物の特異な電気化学
的な触媒作用が発揮される。即ち、本発明の処理
方法によつて得られた含ふつ素化合物は含ふつ素
化合物に於ける独得の化学反応によつて、新しい
官能基が導入されると同時に、特に高分子化合物
にあつては、金属カルボニル化合物を除去して変
性された高分子化合物本来の特性を利用すること
も出来るし、金属カルボニル及びその変性化合物
の共存下に特異な機能を発揮することも出来るの
である。
以下の実施例によつて本発明の内容を具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例によつて何ら
拘束されるものではない。
実施例 1
テトラフルオロエチレンとパーフルオロ(3,
6―ジオキサ―4―メチル―7―オクテンスルホ
ニルフルオライド)の共重合物で、加水分解して
スルホン酸基としたときの交換容量が0.91ミリ当
量/g乾燥膜(H型)である高分子膜状物で厚み
が2ミルのものが2枚の間にポリテトラフルオロ
エチレンの平織布(400デニールの糸をタテ・ヨ
コともに50本/inchで織つたもの)をはさんで融
着し、一枚の膜状物とし、更にこの上に2ミルの
同じフイルムを融着して、樹脂部分が6ミルの高
分子膜状物とした。
次いで、これはカ性カリウム,ジメチルスルホ
キシドおよび水の三成分系からなる浴で加水分解
してスルホニルフルオライド基をスルホン酸カリ
ウム基に変換した。この膜を1N塩酸中に浸漬し
てスルホン酸カリウム基をスルホン酸基に変換し
て後、120℃に加熱して減圧乾燥したのちステン
レス製の膜の片面だけ反応出来る反応装置に組み
込んで140℃に加熱し、更に減圧したのち、140℃
に加熱した五塩化リンの蒸気を膜の一方の膜面に
50cmHgの量導入し、140℃に60分間放置して反
応させた。次いで五塩化リン蒸気を窒素ガスと置
換したのち、膜をとり出し水洗し一部を切りとつ
て乾燥後、膜表面を反射赤外吸収スペクトルで観
察したところ、スルホン酸型の膜に見られた1060
cm-1の吸収は消失し、1420cm-1にスルホニルクロ
ライド基特有の吸収が見られた。尚この膜を純水
中で煮沸し、0.5N−KCl中で電気抵抗を測定した
ところ350Ω−cm2(25℃,1000サイクル交流によ
る)であつた。他方、五塩化リンと反応させる前
のスルホン酸型の膜の電気抵抗は同じ条件で測定
して4.9Ω−cm2であつた(25℃で1000サイクル交
流による測定)。またクリスタルバイオレツトを
水とイソプロピルアルコールの混合溶液に溶解し
た液に、これらの膜を浸漬したところ、スルホン
酸型の膜は全く均一に染色されたが、五塩化リン
と反応させた膜は膜の一方の面のみ25ミクロンに
わたつて染色されなかつた。
上記の五塩化リンで処理した膜を鉄ペンタカル
ボニルFe(CO)5を満たして窒素でシールした反応
容器中に浸漬し、室温で2日間放置して後、メタ
ノールで充分に洗滌し、次いで減圧乾燥したの
ち、メタノールと水の1:1の混合溶液中に10%
となるようにカ性ソーダを溶解した加水分解浴中
に8時間浸漬して未反応のスルホニルクロライド
基をスルホン酸に変換した。更にこの膜を4.0規
定の塩酸とメタノールの1:1の混合溶液で洗滌
後、再びメタノール―水―カ性ソーダの加水分解
浴に浸漬してイオン交換膜とした。ところでこの
Fe(CO)5で処理した膜を反応後、メタノールで洗
滌し、直ちに減圧乾燥後に赤外反射スペクトルを
測定した結果、約3400cm-1のところに吸収が見ら
れた他に1420cm-1のスルホニルクロライドの吸収
は消失し新らたにスルホン酸のナトリウム塩に相
当する1630cm-1および1780cm-1にカルボン酸基に
帰属する強い吸収が見られた。更に、この膜を塩
酸―メタノール溶液で洗滌したところ2000cm-1の
吸収は消失し、1630cm-1の吸収は弱くなつた。
ここで得られた膜状物を食塩電解に供した。即
ち、塩素化塩化ビニルで出来た二室式の食塩電解
セルに組込んで、陽極液としては4.5規定の食塩
水で、キレート性イオン交換樹脂によつて硬度成
分を0.1ppm以下に除去したものを用いた。陰極
室からは7.5N−NaOHを純水で添加しながら定
常的に取得した。電流密度は30A/dm2,電解温
度は85℃で電解時の有効通電面積は0.5dm2であつ
た。定常状態になつたあと分析したところ、
7.5N−NaOHを取得して電流効率96%で、苛性
ソーダ中のNaClの量は50%NaOH換算で46ppm
で電解電圧は3.68Vであつた。1ケ月後にも全く
性能の変化は認められなかつた。
他方、スルホン酸基を有する膜をそのままFe
(CO)5の中に浸漬し、メタノール洗滌,メタノー
ルと水の1:1の溶液中に溶解したカ性ソーダ溶
液への浸漬,更にメタノールと4.0規定塩酸の混
合溶液での洗滌,更に加水分解浴へ浸漬して、ス
ルホニルクロライド基を有する膜に対して処理し
たと全く同じ処理を施して、同様に食塩電解を同
一の条件で実施した。7.5N−NaOHを取得して
電流効率は52%であり、苛性ソーダ中のNaClの
量は320ppm(50%NaOH換算)で、電解電圧は
3.5Vであつた。
実施例 2
実施例1で用いてスルホニルクロライド基を有
する高分子膜状物を第1表に示す各種の溶媒に溶
解した鉄カルボニル化合物の溶液中に浸漬して接
触・反応させ、次いで実施例1と同様にメタノー
ル洗滌,乾燥脱気,塩酸―メタノール混合溶液で
の洗滌,加水分解浴への浸漬をやつたのち、赤外
吸収スペクトルの測定、及び実施例1と同じセ
ル、同条件下で食塩電解を実施した。
尚、赤外吸収スペクトルは加水分解処理後更に
塩酸―メタノール混合溶液に浸漬して後、測定し
た。[Formula] Ni(CO) 4 ; Fe(CO) 4 I 2 ; (NH 4 ) 2 [Fe(CO) 4 ]; Mg[Fe
(CO) 4 ]; Ca [Fe (CO 4 )]; [Co (NH 3 ) 6 ] H 2 [Fe
(CO) 4 〕 2 ; (HgX) 2 〔Fe(CO) 4 〕; Fe(CO) 4 X 2 ; Fe
(CO) 2X2 ;Fe(CO) 5X2 ; Fe3 (CO) 9X6 (X is halogen ) or alkali metal amalgam, e.g.
Fe(CO) 4 Na 2 ; Iron amminecarboxylic compounds, such as Fe(CO) 3 (NH 3 ) 2 , Fe(CO) 8 (C 5 H 5 N) 2 , Fe 2
(CO) 4 (NH 2 CH 2 CH 2 NH 2 ) 3 ;O- of iron carvone
Phenanthroline compounds, etc.; iron mercaptotricarbonyl, for example [Fe(CO) 3 SR] (R is an alkyl group or an aryl group); biscyclopentadienyltetracarbonyl diiron; (C 6 H 5 )Fe(CO) 4Fe
(C 6 H 5 ); pentacyanocarbonyl iron; M 3 ′ [Fe
(CN) 5 CO]; Fe 2 (CO) 8 S 2 ; (CO) 3 FeSFe(CO);
Iron carbonyls such as (CO) 3 FeSFe(CO) 2 SFe(CO) 3 ;Fe 2 (CO) 8 Se 2 are used. Furthermore, H[Co
(CO) 4 ];M n [Co(CO) 4 ) o (M is n-valent metal); Co
(CO) 5 CH 3 OH; [Co 2 (CO) I 2 ]; K 3 [Co (CO)
(CN) 5 ] and the like are preferably used, but the compound is not limited thereto, and any metal carbonyl compound can be used without any restriction. When these metal carbonyl compounds are used in the present invention, the mode of reaction differs depending on whether the carbonyl compound is liquid, solid, or gas, and the fluorine-containing compound to be reacted is different. differs depending on the low-molecular compound, high-molecular compound, etc. Furthermore, the manner in which the reaction is carried out differs depending on whether the fluorine-containing compound to be reacted is liquid, gas, solid, or the like. Therefore, the best one may be selected as appropriate for each case. Furthermore, the carbonyl compound may be used as is,
The reaction may be carried out in a state where it is dissolved or dispersed in a solvent. The reaction can be carried out under pressures ranging from below normal pressure to above 200 kg/cm 2 . When reacting in a solution state, the reaction temperature is
When a metal carbonyl compound or an appropriate solvent is used, the reaction is carried out at a temperature at which either one of the solvents remains in a solution state, and at a temperature below which the metal carbonyl or fluorine-containing compound does not decompose. When the reaction is carried out in a gaseous state, in order to increase the vapor pressure of the metal carbonyl compound, the reaction may be carried out at a high temperature to the extent that the fluorine-containing compound does not decompose. In general, taking into account the unique catalytic action of metal carbonyl compounds,
It is preferable to carry out the reaction between -50 and 250°C, particularly under warm conditions in the range of 10 to 150°C. Among the metal carbonyl compounds mentioned above, iron carbonyl compounds are particularly desirable. A solvent may or may not be used. The solvent used is preferably an organic or inorganic solvent that generally does not react with the metal carbonyl compound. More preferably, the solvent is a halogen-containing solvent that dissolves the metal carbonyl compound well, but the reaction may be carried out in a dispersed state. The solvent may be a mixture of two or more kinds of solvents, or an organic or inorganic acid or base may be added as appropriate, but an acid-added system is preferable because the reaction rate is fast. In particular, the method of the present invention is useful when the fluorine-containing compound is a high molecular compound, especially a perfluoro compound. That is, the high affinity and permeability of the metal carbonyl compound to the fluorine-containing polymer compound allows the reaction to proceed extremely quickly and smoothly. Furthermore, by coexisting an organic solvent that has a strong affinity for the fluorine-containing compound, the reaction proceeds even more smoothly. In the present invention, it is not clear what kind of reaction occurs in the fluorine-containing compound by bringing the metal carbonyl compound into contact with the fluorine-containing compound having a -SO 2 X group bonded, but various reactions occur. As a result of the analysis, the sulfonyl halide group disappeared and a new carboxylic acid group was generated. Furthermore, when the reaction of the present invention is carried out particularly on a fluorine-containing polymer compound,
Although it depends on the type of polymer compound, other reactions that cannot be fully analyzed at present are also likely occurring. Although it is unclear what kind of reaction mechanism causes the disappearance of the sulfonyl halide and the production of carboxylic acid groups, it is thought that the reaction occurs due to the strong catalytic action peculiar to metal carbonyl groups. In the present invention, after the fluorine-containing compound and the metal carbonyl compound are brought into contact, the treated fluorine-containing compound is purified as necessary to remove the metal carbonyl compound, the used solvent, and the like. In the case of a fluorine-containing polymer compound, the metal carbonyl compound significantly penetrates into the polymer compound, and since the metal carbonyl compound is unstable, it is converted into a metal or metal oxide in the polymer. There are cases. In such a case, it may be removed by washing and extraction with an acid or a mixture of an acid and an organic solvent. Alternatively, even if the metal carbonyl compound permeates into the fluorine-containing polymer compound or remains present on the surface layer of the polymer compound, it is not necessary to extract and remove it as long as it does not interfere with the intended use. In addition, when actively utilizing the unique catalytic action of metal carbonyl compounds or their decomposition products, it is preferable to actively make them exist within, in the surface layer, or on the surface of the fluorine-containing polymer. Just use it. Specifically, when using a fluorine-containing polymer compound treated with such a metal carbonyl compound as a catalyst, for example, when using it as a catalyst in organic synthesis, it is used as an organic fluorine-containing solid acid or as a salt thereof. For example, there is a unique catalytic effect due to the synergistic effect of ion-exchanged noble metals and metal carbonyls or metal oxides. Alternatively, when a treated fluorine-containing polymer compound is used in the form of a membrane as a diaphragm for electrode reactions, the unique electrochemical catalytic action of the noble metal or metal oxide present on the membrane surface is exerted. . That is, in the fluorine-containing compound obtained by the treatment method of the present invention, new functional groups are introduced by the unique chemical reaction in the fluorine-containing compound, and at the same time, especially in the case of high molecular compounds, It is possible to utilize the inherent properties of a modified polymer compound by removing the metal carbonyl compound, and it is also possible to exhibit a unique function in the coexistence of a metal carbonyl compound and its modified compound. The content of the present invention will be specifically explained with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples. Example 1 Tetrafluoroethylene and perfluoro(3,
A copolymer of 6-dioxa-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride), which has an exchange capacity of 0.91 meq/g dry film (H type) when hydrolyzed to form a sulfonic acid group. A polytetrafluoroethylene plain-woven fabric (400 denier threads woven at a rate of 50 threads/inch both vertically and horizontally) was sandwiched between two membrane-like materials with a thickness of 2 mils and fused together. This was made into a single film-like material, and a 2 mil of the same film was further fused thereon to form a polymeric film-like material with a resin portion of 6 mil. This was then hydrolyzed in a bath consisting of a ternary system of caustic potassium, dimethyl sulfoxide, and water to convert the sulfonyl fluoride groups to potassium sulfonate groups. This membrane was immersed in 1N hydrochloric acid to convert the potassium sulfonate groups into sulfonic acid groups, heated to 120℃ and dried under reduced pressure, and then incorporated into a reaction device capable of reacting only one side of the stainless steel membrane at 140℃. After heating to 140℃ and further reducing the pressure.
The vapor of phosphorus pentachloride heated to
A quantity of 50 cmHg was introduced, and the mixture was left to react at 140°C for 60 minutes. Next, after replacing the phosphorus pentachloride vapor with nitrogen gas, the membrane was taken out, washed with water, a portion was cut, and after drying, the membrane surface was observed using a reflection infrared absorption spectrum, and it was found that it was a sulfonic acid type membrane. 1060
The absorption at cm -1 disappeared, and an absorption characteristic of sulfonyl chloride groups was observed at 1420 cm -1 . This membrane was boiled in pure water and its electrical resistance was measured in 0.5N-KCl and found to be 350Ω-cm 2 (at 25° C. and 1000 cycles of alternating current). On the other hand, the electrical resistance of the sulfonic acid type membrane before reacting with phosphorus pentachloride was 4.9 Ω-cm 2 when measured under the same conditions (measured by 1000 cycles of alternating current at 25° C.). Furthermore, when these membranes were immersed in a solution of crystal violet dissolved in a mixed solution of water and isopropyl alcohol, the sulfonic acid type membranes were dyed completely uniformly, but the membranes reacted with phosphorus pentachloride were stained completely. Only one side of the sample was unstained over 25 microns. The above membrane treated with phosphorus pentachloride was immersed in a reaction vessel filled with iron pentacarbonyl Fe(CO) 5 and sealed with nitrogen, left at room temperature for 2 days, thoroughly washed with methanol, and then depressurized. After drying, 10% in a 1:1 mixed solution of methanol and water.
The sample was immersed for 8 hours in a hydrolysis bath in which caustic soda was dissolved to convert unreacted sulfonyl chloride groups into sulfonic acid. Further, this membrane was washed with a 1:1 mixed solution of 4.0N hydrochloric acid and methanol, and then immersed again in a methanol-water-caustic soda hydrolysis bath to obtain an ion exchange membrane. By the way, this
After the reaction, the membrane treated with Fe(CO) 5 was washed with methanol, immediately dried under reduced pressure, and then its infrared reflection spectrum was measured. As a result, absorption was observed at approximately 3400 cm -1 and sulfonyl at 1420 cm -1 . The chloride absorption disappeared and new strong absorptions attributed to carboxylic acid groups were observed at 1630 cm -1 and 1780 cm -1 corresponding to the sodium salt of sulfonic acid. Furthermore, when this membrane was washed with a hydrochloric acid-methanol solution, the absorption at 2000 cm -1 disappeared and the absorption at 1630 cm -1 became weaker. The membrane-like material obtained here was subjected to salt electrolysis. That is, it is installed in a two-chamber salt electrolysis cell made of chlorinated vinyl chloride, and the anolyte is 4.5N salt water, with hardness components removed to 0.1 ppm or less using a chelating ion exchange resin. was used. From the cathode chamber, 7.5N-NaOH was constantly added while adding pure water. The current density was 30 A/dm 2 , the electrolysis temperature was 85° C., and the effective current-carrying area during electrolysis was 0.5 dm 2 . When analyzed after reaching a steady state,
Obtained 7.5N−NaOH with a current efficiency of 96%, and the amount of NaCl in caustic soda was 46ppm in terms of 50% NaOH.
The electrolytic voltage was 3.68V. No change in performance was observed even after one month. On the other hand, the membrane with sulfonic acid groups was directly coated with Fe.
(CO) 5 , washing with methanol, immersion in a caustic soda solution dissolved in a 1:1 solution of methanol and water, further washing with a mixed solution of methanol and 4.0N hydrochloric acid, and further hydrolysis. The membrane was immersed in a bath and subjected to exactly the same treatment as the membrane having sulfonyl chloride groups, and salt electrolysis was similarly carried out under the same conditions. 7.5N−NaOH was obtained, the current efficiency was 52%, the amount of NaCl in the caustic soda was 320ppm (50% NaOH conversion), and the electrolysis voltage was
It was 3.5V. Example 2 The polymer film having a sulfonyl chloride group used in Example 1 was immersed in a solution of an iron carbonyl compound dissolved in the various solvents shown in Table 1 for contact and reaction, and then in Example 1 After carrying out methanol washing, dry deaeration, washing with a hydrochloric acid-methanol mixed solution, and immersion in a hydrolysis bath in the same manner as in Example 1, infrared absorption spectra were measured, and sodium chloride was washed in the same cell as in Example 1 under the same conditions. Electrolysis was performed. Incidentally, the infrared absorption spectrum was measured after the hydrolysis treatment and further immersion in a mixed solution of hydrochloric acid and methanol.
【表】【table】
【表】 実施例 3 パーフルオロカーボン系化合物【table】 Example 3 Perfluorocarbon compounds
【式】を、五塩化
リン10部をオキシ塩化リン100部に溶解した溶液
中に分散させ、110℃で8時間加熱還流した。次
いで沈降したパーフルオロカーボン系化合物を分
離したのち、減圧脱気後、水洗し、スルホニルク
ロライドを有する化合物とした。これを赤外吸収
スペクトルで分析したところ、1420cm-1に明らか
にスルホニルクロライド基−SO2XClに相当する
吸収が認められた。次いで、これを四塩化炭素中
に入れ、鉄ペンタカルボニルを四塩化炭素10部に
対して1部加えて還流を8時間行つたのち、該化
合物を分離して精製し、赤外吸収スペクトルを測
定したところ、1420cm-1の吸収は完全に消失し、
1790cm-1にカルボン酸基−COOHに相当する新し
い吸収が観察された。
実施例 4
テトラフルオロエチレンとパーフルオロ(3,
6―ジオキサ―4―メチル―7―オクテンスルホ
ニルフルオライド)の共重合物で加水分解したと
きの交換容量が0.83ミリ当量/グラム乾燥樹脂
(H型)の粒状物で100〜300メツシユのものを用
いた。即ち、スルホニルフルオライド型のこの粒
状物を水―ジメチルスルホキシド―KOHの混合
溶液中に分散し、スルホニルフルオライド基を加
水分解してスルホン酸カリウムに変換した。次い
で、この粒状物を1N−HCl中に浸漬して酸型に
変換したのち、オキシ塩化リン10部に五塩化リン
2部を分散した中に入れて、110℃で加熱還流し
てスルホン酸基をスルホニルクロライド基に変換
した。ここで反応した樹脂を130℃で80Kg/cm2の
圧力でプレス成型してフイルムとして赤外吸収ス
ペクトルを測定した。
同じフイルム成型,赤外吸収スペクトル測定の
操作を上記共重合物及び加水分解物についても実
施した。その結果、共重合物そのものでは1470cm
-1に見られた吸収が、加水分解後は1060cm-1に新
しい吸収が見られると同時に1470cm-1の吸収は消
失した。更に五塩化リン―オキシ塩化リンで反応
させたものについては1420cm-1の吸収が新らたに
見られ、1060cm-1の吸収は消失した。
このスルホニルクロライド型の樹脂を、1,
1,2―トリクロロトリフロロエタン10部に鉄ペ
ンタカルボニル1部を溶解した中に分散し、アル
ゴン雰囲気にして一夜放置後、8時間還流を行な
つた。冷却後アルゴン雰囲気で濾別し、減圧脱
気・1N−HClとメタノールの1:1の液で充分
に洗滌後、8%のカ性ソーダのメタノール溶液中
に16時間浸漬して本発明の処理を施した含ふつ素
化合物を得た。この樹脂を再び1N−HClとメタ
ノールの1:1の液に平衡にして酸型にして同様
にフイルムとして赤外吸収スペクトルを測定した
ところ、処理前に見られた1420cm-1の吸収は消失
し、1790cm-1に新しい吸収が見られた。次いでこ
の樹脂の交換容量を測定したところ、強酸性のイ
オン交換基の量は殆んど検出されず、弱酸性の陽
イオン交換容量が0.83ミリ当量/グラム乾燥樹脂
(H型)と定量出来た。尚、交換容量の測定は常
法に従つて行なつたが、溶媒としてはメタノール
と水の1:1の混合溶液を用いてイオン交換速度
を早めて行なつた。
実施例 5
実施例4で用いたテトラフルオロエチレンとパ
ーフルオロ(3,6―ジオキサ―4―メチル―7
―オクテンスルホニルフルオライド)の共重合物
をスルホニルクロライド型に変換したものと用い
た。これを第2表に示す各種の金属カルボニル化
合物の中に浸漬してメタノール1N塩酸で洗滌し
て酸型にしたのち、赤外吸収スペクトルと弱酸性
及び強酸性のイオン交換容量を測定した。測定ま
での反応及び反応後の減圧・脱気・水洗及び加水
分解処理等は実施例4と同一条件で行なつた。[Formula] was dispersed in a solution of 10 parts of phosphorus pentachloride dissolved in 100 parts of phosphorus oxychloride, and heated under reflux at 110°C for 8 hours. Next, the precipitated perfluorocarbon compound was separated, degassed under reduced pressure, and washed with water to obtain a compound containing sulfonyl chloride. When this was analyzed by infrared absorption spectrum, an absorption clearly corresponding to the sulfonyl chloride group -SO 2 XCl was observed at 1420 cm -1 . Next, this was placed in carbon tetrachloride, 1 part of iron pentacarbonyl was added to 10 parts of carbon tetrachloride, refluxed for 8 hours, the compound was separated and purified, and the infrared absorption spectrum was measured. As a result, the absorption of 1420cm -1 completely disappeared,
A new absorption corresponding to carboxylic acid group -COOH was observed at 1790 cm -1 . Example 4 Tetrafluoroethylene and perfluoro(3,
When hydrolyzed with a copolymer of 6-dioxa-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride, the exchange capacity is 0.83 milliequivalents/gram dry resin (H type) granules with 100 to 300 meshes. Using. That is, this sulfonyl fluoride type particulate material was dispersed in a mixed solution of water-dimethylsulfoxide-KOH, and the sulfonyl fluoride group was hydrolyzed to convert it into potassium sulfonate. Next, this granular material was immersed in 1N HCl to convert it into an acid form, and then placed in a dispersion of 2 parts of phosphorus pentachloride in 10 parts of phosphorus oxychloride, and heated under reflux at 110°C to remove the sulfonic acid group. was converted into a sulfonyl chloride group. The reacted resin was press-molded at 130° C. and a pressure of 80 kg/cm 2 to form a film, and its infrared absorption spectrum was measured. The same film forming and infrared absorption spectrum measurement operations were also carried out for the above copolymer and hydrolyzate. As a result, the copolymer itself was 1470 cm
After hydrolysis, a new absorption was observed at 1060 cm -1 and at the same time the absorption at 1470 cm -1 disappeared. Furthermore, in the reaction between phosphorus pentachloride and phosphorus oxychloride, a new absorption at 1420 cm -1 was observed, and the absorption at 1060 cm -1 disappeared. This sulfonyl chloride type resin is 1,
The mixture was dispersed in 1 part of iron pentacarbonyl dissolved in 10 parts of 1,2-trichlorotrifluoroethane, left overnight in an argon atmosphere, and then refluxed for 8 hours. After cooling, it was filtered in an argon atmosphere, degassed under reduced pressure, thoroughly washed with a 1:1 solution of 1N-HCl and methanol, and then immersed in a methanol solution of 8% caustic soda for 16 hours to undergo the treatment of the present invention. A fluorine-containing compound was obtained. When this resin was again equilibrated in a 1:1 solution of 1N-HCl and methanol to the acid form and the infrared absorption spectrum was measured as a film, the absorption at 1420 cm -1 observed before treatment disappeared. , a new absorption was observed at 1790 cm -1 . Next, when the exchange capacity of this resin was measured, almost no amount of strongly acidic ion exchange groups was detected, and the weakly acidic cation exchange capacity was determined to be 0.83 meq/g dry resin (H type). . The exchange capacity was measured according to a conventional method, but a 1:1 mixed solution of methanol and water was used as the solvent to increase the ion exchange rate. Example 5 Tetrafluoroethylene and perfluoro(3,6-dioxa-4-methyl-7) used in Example 4
-Octenesulfonyl fluoride) was converted into a sulfonyl chloride type. This was immersed in various metal carbonyl compounds shown in Table 2 and washed with methanol and 1N hydrochloric acid to form an acid form, and then the infrared absorption spectrum and weakly acidic and strongly acidic ion exchange capacities were measured. The reaction up to the measurement and the post-reaction depressurization, degassing, water washing, hydrolysis treatment, etc. were carried out under the same conditions as in Example 4.
【表】
実施例 6
第3表に示す含ふつ素化合物を鉄ペンタカルボ
ニルの中に分散或いは溶解して、アルゴン雰囲気
下において、48時間,40℃で撹拌反応させた。次
いで、鉄ペンタカルボニルを減圧除去して、残渣
を1N−HClで充分にくり返し洗滌後、充分に水
洗してKBr錠剤法によつて赤外吸収スペクトル
を測定した。[Table] Example 6 The fluorine-containing compounds shown in Table 3 were dispersed or dissolved in iron pentacarbonyl, and reacted with stirring at 40°C for 48 hours in an argon atmosphere. Next, iron pentacarbonyl was removed under reduced pressure, and the residue was thoroughly washed repeatedly with 1N HCl and then with water, and an infrared absorption spectrum was measured by the KBr tablet method.
【表】【table】
【表】
実施例 7
次式の構造を有する0.15mmの厚みの高分子膜状
物で、これにポリテトラフルオロエチレンの平織
布を加熱
融着圧入したものを用いて次の反応を行なつ
た。Rh2(OOCCH3)41部,1―プロパノール60
部,40%テトラフルオロホウ酸2部を加え混合し
て、これに一酸化炭素ガスをゆつくり吹き込んで
75〜80℃に24時間撹拌下に保つた後冷却すること
によつて、橙黄色の結晶が得られた。これは赤外
吸収スペクトルその他からRh6(CO)16であること
が分つた。これを濾別乾燥後、再びクロロホルム
中に飽和になるまで溶解した。
次いで、この溶液中に上記の高分子膜状物を5
時間,25℃で浸漬後、取り出して風乾した。これ
を10%NaOHの水とメタノールの1:1混合溶
液中に16時間室温で浸漬した。これによつて膜内
の未反応の−SO2Cl,−COClをスルホン酸ソー
ダ,カルボン酸ソーダに変換した。この膜を再び
水洗・風乾をしたのち、150℃で酸素雰囲気で8
時間加熱した。この膜をX線マイクロアナライザ
ーによつてルテニウムの分布を膜の断面について
調べたところ、膜の表層部(両面)約10ミクロン
のところにのみ分布していた。そして、特に表面
に多量に存在していた。
この膜を用いて実施例1と同様の装置及び条件
で飽和食塩水の電気分解を実施した結果を第4表
に示す。また第4表には本発明の処理を施してい
ないイオン交換膜についても同じ条件で飽和食塩
水の電気分解を実施した。即ち、前記の0.15mmの
厚みを有する−SO2Clと−COClの官能基を有す
る高分子膜状物を10%NaOHの水とメタノール
の1:1の混合溶液中に16時間室温で浸漬して、
カルボン酸ソーダとスルホン酸ソーダをイオン交
換基とするイオン交換膜を製造して、本発明の膜
と比較した。[Table] Example 7 A 0.15 mm thick polymer membrane having the structure of the following formula was heated with a polytetrafluoroethylene plain woven fabric. The following reaction was carried out using the fused and press-fitted material. Rh 2 (OOCCH 3 ) 4 1 part, 1-propanol 60
1 part, 2 parts of 40% tetrafluoroboric acid were added and mixed, and carbon monoxide gas was slowly blown into this.
Orange-yellow crystals were obtained by keeping at 75-80° C. under stirring for 24 hours and then cooling. This was determined to be Rh 6 (CO) 16 based on infrared absorption spectra and other findings. This was filtered, dried, and then dissolved again in chloroform until saturated. Next, 55% of the above polymer film-like material was added to this solution.
After soaking at 25°C for an hour, it was taken out and air-dried. This was immersed in a 1:1 mixed solution of 10% NaOH in water and methanol for 16 hours at room temperature. As a result, unreacted -SO 2 Cl and -COCl in the membrane were converted into sodium sulfonate and sodium carboxylate. After washing this membrane again with water and air drying, it was heated to 150°C in an oxygen atmosphere for 8 hours.
heated for an hour. When this film was examined for the distribution of ruthenium in the cross section of the film using an X-ray microanalyzer, it was found that ruthenium was distributed only in the surface layer (both sides) at a distance of about 10 microns. It was present in large quantities, especially on the surface. Table 4 shows the results of electrolysis of saturated saline using this membrane using the same equipment and conditions as in Example 1. Table 4 also shows that ion exchange membranes not treated according to the present invention were subjected to electrolysis of saturated saline under the same conditions. That is, the above-mentioned 0.15 mm-thick polymer membrane containing -SO 2 Cl and -COCl functional groups was immersed in a 1:1 mixed solution of water and methanol containing 10% NaOH for 16 hours at room temperature. hand,
An ion exchange membrane having sodium carboxylate and sodium sulfonate as ion exchange groups was manufactured and compared with the membrane of the present invention.
【表】【table】
【表】【table】
Claims (1)
ンまたは有機陽イオンである)を有する含ふつ素
化合物を、金属カルボニル化合物と接触させるこ
とを特徴とする含ふつ素化合物の処理方法。 2 −SO2X基が(―CFY)―oSO2X基(Xは上記と
同じ、Yはハロゲンまたは水素、nは1〜20正の
整数である)として結合する含ふつ素化合物を用
いる特許請求の範囲第1項記載の処理方法。 3 −SO2X基が−O(―CFY)―oSO2X基(X,Y
およびnは上記と同じである)として結合する含
ふつ素化合物を用いる特許請求の範囲第1項記載
の処理方法。 4 −SO2X基を有する含ふつ素化合物が高分子
化合物である特許請求の範囲第1項記載の処理方
法。 5 含ふつ素化合物がパーフルオロカーボン系高
分子物である特許請求の範囲第1項または第2項
記載の処理方法。 6 含ふつ素化合物がパーフルオロカーボン系高
分子膜状物である特許請求の範囲第5項記載の処
理方法。 7 −SO2X基がスルホニルクロライド基である
特許請求の範囲第1項記載の処理方法。 8 金属カルボニル化合物が鉄カルボニル化合物
類である特許請求の範囲第1項記載の処理方法。[Claims] A fluorine-containing compound characterized in that a fluorine-containing compound having a 1 -SO 2 X group (X is a halogen, hydrogen, a metal ion, or an organic cation) is brought into contact with a metal carbonyl compound. How to process compounds. 2 - Using a fluorine-containing compound in which the -SO 2 X group is bonded as a (-CFY) - o SO 2 A treatment method according to claim 1. 3 -SO 2 X group is -O(-CFY)- o SO 2
and n are the same as above). 4. The treatment method according to claim 1, wherein the fluorine - containing compound having a X group is a polymer compound. 5. The treatment method according to claim 1 or 2, wherein the fluorine-containing compound is a perfluorocarbon polymer. 6. The treatment method according to claim 5, wherein the fluorine-containing compound is a perfluorocarbon polymer film. 7. The treatment method according to claim 1, wherein the -SO2X group is a sulfonyl chloride group. 8. The treatment method according to claim 1, wherein the metal carbonyl compound is an iron carbonyl compound.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56013002A JPS57128703A (en) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Treating method of fluorine-containing compound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56013002A JPS57128703A (en) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Treating method of fluorine-containing compound |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57128703A JPS57128703A (en) | 1982-08-10 |
| JPS6358161B2 true JPS6358161B2 (en) | 1988-11-15 |
Family
ID=11820970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56013002A Granted JPS57128703A (en) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Treating method of fluorine-containing compound |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57128703A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3952453B2 (en) * | 2002-03-29 | 2007-08-01 | Agcセイミケミカル株式会社 | Method for producing fluorine-containing polymer having sulfonic acid type group |
| JP4189632B2 (en) * | 2002-06-14 | 2008-12-03 | ダイキン工業株式会社 | Method for producing fluorine-containing fluorosulfonylalkyl vinyl ether |
| US10093761B2 (en) | 2010-12-17 | 2018-10-09 | 3M Innovative Properties Company | Fluorine-containing polymer comprising a sulfinate-containing molecule |
-
1981
- 1981-02-02 JP JP56013002A patent/JPS57128703A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57128703A (en) | 1982-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1212498A (en) | Polymers having acid functionality | |
| US4012303A (en) | Trifluorostyrene sulfonic acid membranes | |
| CA1171385A (en) | Cation exchange membrane of flurorinated polymer for an electrolysis | |
| US4610762A (en) | Method for forming polymer films having bubble release surfaces | |
| US6649703B2 (en) | Cross-linked sulphonated polymers and their preparation process | |
| US4386987A (en) | Electrolytic cell membrane/SPE formation by solution coating | |
| JP6043728B2 (en) | Liquid composition of fluorinated anion exchange polymer | |
| JP2001522376A (en) | Crosslinkable bisulfonyl derivatives and their use for the preparation of ion exchange membranes | |
| JP7355039B2 (en) | Perfluoropolymers, liquid compositions, solid polymer electrolyte membranes, membrane electrode assemblies, and solid polymer water electrolyzers | |
| EP2750229A1 (en) | Solid polymer electrolyte membrane, and membrane electrode assembly for use in solid polymer fuel cell | |
| WO2021250576A1 (en) | Process for recycling a solid article including a fluorinated polymer | |
| US4266036A (en) | Recovery of polymeric cation exchange materials for reuse by converting by reaction to the precursor form | |
| US4294943A (en) | Process for preparing fluorine-containing polymers having carboxyl groups | |
| EP2882705B1 (en) | Allyl-bearing fluorinated ionomers | |
| CA1126443A (en) | Fluorinated ion exchange polymer containing carboxylic groups, and process for making same | |
| JPS59122520A (en) | Anion exchange membrane having excellent durability | |
| JPS6358161B2 (en) | ||
| US4584071A (en) | Process for electrolysis of brine with iodide impurities | |
| CN104885272B (en) | The manufacture method of ionic polymers film | |
| US4366262A (en) | Method for catalyzed conversion of perfluorocarbon cationic exchange functionality with SF4 | |
| JPS61185507A (en) | Method for producing anion exchanger | |
| CA1139780A (en) | Fluorinated ion exchange polymer containing carboxylic groups, and process for making same | |
| CA1142693A (en) | Fluorinated ion exchange polymer containing carboxylic groups, and process for making same | |
| JPS6031216B2 (en) | Manufacturing method of cation exchange membrane | |
| JPS5817493B2 (en) | Improved ion exchange membrane and method for manufacturing the same |