JPH0328429B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0328429B2 JPH0328429B2 JP57129879A JP12987982A JPH0328429B2 JP H0328429 B2 JPH0328429 B2 JP H0328429B2 JP 57129879 A JP57129879 A JP 57129879A JP 12987982 A JP12987982 A JP 12987982A JP H0328429 B2 JPH0328429 B2 JP H0328429B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluoroolefin
- epoxidizing
- ion
- reaction
- hypochlorite
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Epoxy Compounds (AREA)
Description
本考案は、フルオロオレフインのエポキシ化方
法に関するものである。さらに詳しく言えば、次
亜塩素酸塩を酸化剤として使用し、一般式〔〕
で表わされるフルオロオレフインをエポキシ化す
る方法に関するものである。
〔一般式〔〕において、X1,X2,X3及びX4
は、(a)フツ素原子、(b)炭素数20以下のパーフルオ
ロアルキル基、及び、(c)−CF2Y(Yは、ハロゲ
ン原子及びエーテル結合の少なくとも一種を含有
するか、又は含有しない炭素数が20以下の炭化水
素基である。ただし、Yはパーフルオロアルキル
基はとらない。)より選ばれる置換基である。た
だし、X1,X2,X3及びX4の置換基のうち、少な
くともひとつは一般式〔〕に示されている炭素
−炭素二重結合に直接結合した−CF2−基を有
し、一般式〔〕で表わされるフルオロオレフイ
ン中に含まれる炭素数は4から25の間である。
又、X1,X2,X3及びX4はたがいに連結して環状
化合物を形成していてもよい。〕
当該フルオロオレフインエポキシドは、非常に
反応性に富み、各種の含フツ素化合物の合成中間
体として重要であり、又、それ自身も高分子化合
物の原料となり得る重要な物質である。
一般に、フルオロオレフインエポキシドはフル
オロオレフインのエポキシ化反応により製造され
得るが、フルオロオレフインはプロピレンのよう
な炭化水素系オレフインや塩化アリルのような塩
素化炭化水素系オレフインとは非常に異なつた化
学的性質を有するため、フルオロオレフインをプ
ロピレンや塩化アリルと同様の方法でエポキシ化
する事は困難である。
例えば、プロピレン、塩化アリルとも、クロル
ヒドリンを経由してアルカリにより閉環するクロ
ルヒドリン法でエポキシ化される。これに対して
フルオロオレフインをクロルヒドリン法でエポキ
シ化しようとした場合には、クロルヒドリンが不
安定でカルボニル化合物へ分解するため、フルオ
ロオレフインエポキシドに誘導する事はできな
い。
したがつて、フルオロオレフインのエポキシ化
方法としては、これまで、炭化水素系オレフイン
や塩素化炭化水素系オレフインのエポキシ化方法
とは異なる各種の方法が提案されてきたが、いず
れも工業的に有利なフルオロオレフインエポキシ
ドの製造法とは言えない。
従来、米国特許3358003号明細書に記載されて
いる、アルカリ性過酸化水素の媒質中においてフ
ルオロオレフインをフルオロオレフインエポキシ
ドに酸化する方法、あるいは特公昭45−11683号
公報に記載されている、不活性溶媒の存在下にお
いてフルオロオレフインを酸素でフルオロオレフ
インエポキシドに酸化する方法等が代表的なフル
オロオレフインエポキシド製造方法として知られ
ている。しかしながら、これらのいずれの方法で
も反応の制御が難しく、生成フルオロオレフイン
エポキシドの分解抑制が困難であつたり、あるい
は、多量の副生成物が生成するなどして、高収率
でフルオロオレフインエポキシドを得る事はでき
ない。さらに、これらの方法ではフルオロオレフ
イン転化率を高くするとフルオロオレフインエポ
キシド選択率が低下してしまうので、フルオロオ
レフインを有効に用いるためには、低フルオロオ
レフイン転化率で反応を止め、未反応のフルオロ
オレフインをフルオロオレフインエポキシドより
分離回収して再使用する必要がある。ところが、
一般にフルオロオレフインの沸点とフルオロオレ
フインエポキシドの沸点は非常に近接しており、
両者を蒸留分離する事は困難であるので、その分
離のためには特殊な分離操作が必要とされる。そ
の例としては、例えば、フルオロオレフインと臭
素を反応させて高沸点のジブロム体にしてフルオ
ロオレフインエポキシドと分離する方法、あるい
は、米国特許3326780号、米国特許4134796号明細
書等に記載されている抽出蒸留分離法等が提案さ
れているが、いずれも繁雑な分離方法であり、フ
ルオロオレフインエポキシドの製造コストを大幅
に増加させるものである。
一方、次亜塩素酸塩を用いる酸化方法として、
次亜塩素酸塩水溶液にアセトニトリル、ジグライ
ム等の極性溶媒を添加した系でフルオロオレフイ
ンよりフルオロオレフインエポキシドが生成する
事が知られている〔IZV.AKAD.NAUK.SSSR,
SER.KHIM.,79,(11)2509〕が、本発明者ら
がこの方法を検討したところ、フルオロオレフイ
ンエポキシドの選択率が低く、高収率を得る事は
できなかつた。この原因としては、この反応系が
極性溶媒とアルカリ性の次亜塩素酸塩水溶液との
均一混合系であるので、生成したフルオロオレフ
インエポキシドが容易にアルカリ性条件下で水と
反応して分解するためと思われる。又、この方法
では反応後に反応系から極性溶媒を回収するとい
う面倒な工程も必要である。以上の点から、この
反応方法も実用的なフルオロオレフインエポキシ
ド製造技術にはなり得ない。
本発明者らは、このような従来方法の欠点を克
服し、フルオロオレフインより簡単に、かつ高収
率でフルオロオレフインエポキシドを製造する方
法を見い出すべく鋭意検討した結果、次亜塩素酸
塩を酸化剤として使用し、第4級アンモニウム
塩、第4級ホスホニウム塩、第4級アルソニウム
塩、及び次亜塩素酸塩中のカチオンに対する親油
性錯化剤より選ばれる少なくとも一種の触媒の存
在下で、水相と有機相の二相系で反応を行なうと
フルオロオレフインより高収率でフルオロオレフ
インエポキシドが得られる事を見い出し、本発明
を完成させた。
すなわち、本発明は、水相中に溶解又は懸濁し
た次亜塩素酸塩を酸化剤として使用し、無機塩基
の存在下又は不在下で一般式〔〕
〔一般式〔〕において、X1,X2,X3及びX4
は、(a)フツ素原子、(b)炭素数20以下のパーフルオ
ロアルキル基、及び、(c)−CF2Y(Yは、ハロゲ
ン原子及びエーテル結合の少なくとも一種を含有
するか、又は含有しない炭素数が20以下の炭化水
素基である。ただし、Yはパーフルオロアルキル
基はとらない。)より選ばれる置換基である。た
だし、X1,X2,X3及びX4の置換基のうち、少な
くともひとつは一般式〔〕に示されている炭素
−炭素二重結合に直接結合した−CF2−基を有
し、一般式〔〕で表わされるフルオロオレフイ
ン中に含まれる炭素数は4から25の間である。
又、X1,X2,X3及びX4はたがいに連結して環状
化合物を形成していてもよい。〕
で表わされるフルオロオレフインをエポキシ化す
るにあたり、(a′)第4級アンモニウム塩、(b′)
第4級ホスホニウム塩、(c′)第4級アルソニウ
ム塩、又は(d′)次亜塩素酸塩中のカチオンに対
する親油性錯化剤より選ばれる少なくとも一種の
触媒の存在下で、水相と有機相の二相系で反応を
行なう事を特徴とする新規なフルオロオレフイン
のエポキシ化方法を提供するものである。(以後、
一般式〔〕で表わされるフルオロオレフインを
単にフルオロオレフインと、又、一般式〔〕で
表わされるフルオロオレフインより誘導されるフ
ルオロオレフインエポキシドを単にフルオロオレ
フインエポキシドと略称する。)
本発明の二相系反応においては、実質的にほと
んどすべてのフルオロオレフイン及び生成フルオ
ロオレフインエポキシドは有機相中に含まれてい
る。本発明の方法によれば、フルオロオレフイン
の転化率を高くしても、高選択率でフルオロオレ
フインエポキシドが得られるが、その理由として
は、生成フルオロオレフインエポキシドがアルカ
リ性の水溶液と異なつた相中に存在するので、ア
ルカリ性水溶液と接触する事によるフルオロオレ
フインエポキシドの分解が起こりにくいためと思
われる。したがつて、本発明の方法によれば、フ
ルオロオレフイン転化率を高くする事により繁雑
なフルオロオレフインとフルオロオレフインエポ
キシドの分離工程やフルオロオレフインのリサイ
クル工程を省略する事も可能である。
反応後、有機相と水相は分離され、有機相から
蒸留等の分離操作によりフルオロオレフインエポ
キシドは容易に単離される。又、フルオロオレフ
インエポキシドが除去された残存有機相中には、
触媒が含まれており、この残存有機相はそのまま
反応に循環再使用する事ができるので、溶媒や触
媒の回収が非常に簡単である。
以上のように、本発明の方法では、高収率でフ
ルオロオレフインエポキシドが得られ、かつ製造
工程が非常に簡単になる。したがつて、本発明の
方法を実施する際には反応装置の建設費ならびに
運転コストが安くなり、非常に経済的なフルオロ
オレフインエポキシド製造プロセスが可能とな
る。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の方法では、一般式〔〕
〔一般式〔〕において、X1,X2,X3及びX4
は、(a)フツ素原子、(b)炭素数20以下のパーフルオ
ロアルキル基、及び、(c)−CF2Y(Yは、ハロゲ
ン原子及びエーテル結合の少なくとも一種を含有
するか、又は含有しない炭素数が20以下の炭化水
素基である。ただし、Yはパーフルオロアルキル
基はとらない。)より選ばれる置換基である。た
だし、X1,X2,X3及びX4の置換基のうち、少な
くともひとつは一般式〔〕に示されている炭素
−炭素二重結合に直接結合した−CF2−基を有
し、一般式〔〕で表わされるフルオロオレフイ
ン中に含まれる炭素数は4から25の間である。
又、X1,X2,X3及びX4はたがいに連結して環状
化合物を形成していてもよい。〕
で表わされるフルオロオレフインが使用される。
一般式〔〕中に含まれる置換又は非置換炭化
水素基Yは、本発明の方法におけるアルカリ性条
件下、及び次亜塩素酸塩存在下において安定に存
在し得るもの、あるいは本発明の反応条件下で変
性しても本発明の反応を妨げないものであれば、
特にそれ以上の制限はなく、各種の置換又は非置
換炭化水素基が使用し得るが、実用的に価値のあ
るものとしては、ハロゲン原子及びエーテル結合
の少なくとも一種を含有するか、又は含有しない
炭素数が20以下の炭化水素基が挙げられる。ただ
し、Yはパーフルオロアルキル基はとらない。
又、一般式〔〕のフルオロオレフイン中に含
まれるパーフルオロアルキル基の長さについて
は、特に制限はないが、実質的に有用なものとし
ては炭素数が20以下のものが挙げられる。
本発明の方法に用いられるフルオロオレフイン
の例としては、例えば、パーフルオロ−2−ブテ
ン、パーフルオロ−1−ブテン、パーフルオロ−
2−ペンテン、パーフルオロ−1−ヘキセン、パ
ーフルオロ−2−ヘキセン、パーフルオロヘプテ
ン−1、パーフルオロノネン−1、パーフルオロ
ドデセン−1、パーフルオロオクタデセン−1、
パーフルオロ−4−メチルペンテン−2、パーフ
ルオロ−4−メチル−ペンテン−3、パーフルオ
ロ−4,6−ジメチルヘプテン−4、パーフルオ
ロ−2−メチル−3−イソプロピルペンテン−
3、パーフルオロシクロペンテン、パーフルオロ
シクロヘキセン等のパーフルオロオレフイン、
4,5−ジクロロパーフルオロ−1−ペンテン、
5,6−ジクロロパーフルオロ−1−ヘキセン、
6,7−ジクロロパーフルオロ−1−ヘプテン、
9,10−ジクロロパーフルオロ−1−デセン、
4,6,7−トリクロロパーフルオロ−1−ヘプ
テン等のクロロフルオロオレフイン、4−ブロモ
パーフルオロブテン−1、5,6−ジブロモパー
フルオロ−1−ヘキセン等のブロモフルオロオレ
フイン、4−ヨードパーフルオロブテン−1等の
ヨードフルオロオレフイン、パーフルオロ−1,
5−ヘキサジエン、パーフルオロ−1,7−オク
タジエン等のパーフルオロジエン、ω−ヒドロパ
ーフルオロヘキセン−1、ω−ヒドロパーフルオ
ロオクテン−1等のω−ヒドロパーフルオロオレ
フイン、1,1,2,3,3−ペンタフルオロ−
1−ブテン等のポリフルオロオレフイン、パーフ
ルオロアリル基とビニル基の両方を有するポリフ
ルオロジエン、パーフルオロ−n−プロポキシ
基、パーフルオロ−i−プロポキシ基あるいはヘ
キサフルオロプロピレンオキシドのオリゴマーに
由来するパーフルオロアルコキシ基等のパーフル
オロアルコキシ基を含有するフルオロオレフイ
ン、4−パーフルオロビニルオキシパーフルオロ
−1−ブテン等のパーフルオロビニルオキシ基含
有フルオロオレフイン等が挙げられる。
本発明に用いられる次亜塩素酸塩の例として
は、例えば、次亜塩素酸リチウム、次亜塩素酸ナ
トリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸ルビ
ジウム、次亜塩素酸セシウム等のアルカリ金属
塩、あるいは、次亜塩素酸マグネシウム、次亜塩
素酸カルシウム、次亜塩素酸ストロンチウム、次
亜塩素酸バリウム等のアルカリ土類金属塩等が挙
げられる。その中でも、特に次亜塩素酸ナトリウ
ムと次亜塩素酸カルシウムは、漂白剤、殺菌剤等
の用途向けに工業的に大量生産されており、安価
で入手できるので、本発明の方法に用いる次亜塩
素酸塩として適している。次亜塩素酸塩は、市販
品をそのまま使用してもよいし、無機塩基と塩素
ガスから調製したもの、あるいは、無機塩化物の
無隔膜電解により調製したものを使用してもよ
い。
本発明においては、当該次亜塩素酸金属塩は主
に水相に溶解させて使用されるが、その濃度につ
いては特に制限は無い。通常は有効塩素濃度とし
て0.5%から25%の範囲が望ましく、特に好まし
くは1%から20%の範囲である。有効塩素濃度が
あまり低すぎる場合には大量の水相を取り扱う必
要があり、経済的に不利である。又、有効塩素濃
度が高すぎる場合には次亜塩素酸塩が不安定とな
り、取り扱いにくくなる。
当該次亜塩素酸金属塩とフルオロオレフインの
比は、任意に選択できるが、実質的な反応成績を
得るためには、通常はフルオロオレフイン1モル
に対し、次亜塩素酸イオンとして0.5グラム当量
から30グラム当量の範囲より選ばれ、望ましくは
0.8グラム当量から10グラム当量の範囲より選ば
れ、特に望ましくは1グラム当量から5グラム当
量の範囲より選ばれる。
本発明の方法は、無機塩基の存在下あるいは不
在下のいずれの条件下でも実施し得るが、無機塩
基存在下の方が良好な反応成績が得られる場合が
多い。無機塩基の第1の効果は、フルオロオレフ
イン転化率を上げても高いフルオロオレフインエ
ポキシド選択率が得られるようになる事である。
したがつて、フルオロオレフインエポキシド選択
率を大きく損なう事なく、フルオロオレフイン転
化率を上げて残存フルオロオレフイン量を少なく
する事ができるので、繁雑なフルオロオレフイン
とフルオロオレフインエポキシドの分離工程無し
で、高純度のフルオロオレフインエポキシドが高
収率で得られるようになる。無機塩基の第2の効
果は、次亜塩素酸塩とフルオロオレフインの比を
低くしても好成績が得られるようにする事でな
る。無機塩基の不在下、あるいは、ごく少量の無
機塩基の存在下では、次亜塩素酸塩とフルオロオ
レフインの比を低くすると、フルオロオレフイン
エポキシド選択率が低下し、又、反応途中で残存
有効塩素濃度が低下するためフルオロオレフイン
転化率が頭打ちになつたりするので、好成績を得
るためには、大過剰の次亜塩素酸塩の存在下で反
応を行なう必要があつた。しかしながら、特定量
以上の無機塩基の存在下で本発明の方法を実施す
る場合には、次亜塩素酸塩使用量は少なくてもよ
いので、次亜塩素酸塩コストの軽減、反応装置の
コンパクト化、及び排水処理コストの軽減が可能
になる。
本発明の方法に用いられる無機塩基の例として
は、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化
セシウム等のアルカリ金属水酸化物、あるいは、
水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸
化バリウム等のアルカリ土類金属水酸化物等が挙
げられる。これらの無機塩基は、完全に水相に溶
解していてもよいし、又、一部が水相に溶解せず
固相で存在していてもかまわない。各種無機塩基
の中で、特に水酸化ナトリウムが価格、水への溶
解度、取り扱いやすさ等の点で本発明の方法に適
している。
本発明の方法に使用される無機塩基の量は任意
に設定できるが、実質的な効果を得るためには、
反応に使用されるフルオロオレフイン1モルあた
り0.1グラム当量以上が使用される。無機塩基は
全量を反応の初期から反応系中に存在させておい
てもよいし、又、場合によつては反応の途中で適
宜添加していつてもよい。
本発明の方法に用いられる触媒としては、第4
級アンモニウム塩、第4級ホスホニウム塩、第4
級アルソニウム塩、及び、次亜塩素酸中のカチオ
ンに対する親油性錯化剤が挙げられる。これらの
触媒は、有機相に親和性を有するものである事が
望ましい。
本発明の方法に用いられる第4級アンモニウム
塩としては、例えば、一般式〔〕で表わされる
ような各種の第4級アンモニウム塩が挙げられ
る。
ただし、〔〕式中、R1,R2,R3及びR4はた
がいに同じか、又は異なつてそれぞれ反応条件下
に不活性な官能基で置換されているか、あるいは
置換されていない炭化水素基を表わす。この炭化
水素基の種類、長さは使用する溶剤、要求される
反応速度等に応じて適宜選択される。炭化水素基
の種類としては、例えば、アルキル基、アルケニ
ル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、
アリール基、アラアルキル基、アルケニルアリー
ル基等が使用され、特に好ましくはアルキル基、
アリール基、アラアルキル基等が使用される。
又、炭化水素基の長さは、R1,R2,R3及びR4に
含まれる炭素数の合計としては通常は第4級アン
モニウムイオン1個あたり4個から100個の範囲
より選ばれ、好ましくは8個から70個の範囲より
選ばれ、特に好ましくは10個から50個の範囲より
選ばれる。上記炭化水素基に置換して使用できる
不活性官能基は、反応条件に応じて制限される
が、通常はハロゲン、アシル基、カルボキシル
基、エステル基、ニトリル基、アルコキシル基等
が使用される。なお、〔〕式においてR1,R2又
はR1,R2,R3がたがいに連結して含窒素複素環
を形成する事もあるし、R1,R2,R3あるいはR4
が高分子化合物の一部であつてもかまわない。
第4級アンモニウムイオンの例としては、例え
ば、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラ−
n−プロピルアンモニウムイオン、テトラ−n−
ブチルアンモニウムイオン、トリ−n−オクチル
メチルアンモニウムイオン、セチルトリメチルア
ンモニウムイオン、ベンジルトリメチルアンモニ
ウムイオン、ベンジルトリエチルアンモニウムイ
オン、セチルベンジルメチルアンモニウムイオ
ン、セチルピリジニウムイオン、n−ドデシルピ
リジニウムイオン、フエニルトリメチルアンモニ
ウムイオン、フエニルトリエチルアンモニウムイ
オン、N−ベンジルピコリニウムイオン、ペンタ
メトニウムイオン、ヘキサメトニウムイオン等が
挙げられる。
〔〕式中の陰イオンXには、特に制限はな
く各種の陰イオンが使用できるが、通常はハロゲ
ンイオン、ハロゲンイオン以外の各種鉱酸イオ
ン、有機酸イオン、水酸イオン等が使用される。
陰イオンXの例としては、例えば、塩素イオ
ン、臭素イオン、沃素イオン、弗素イオン、硫酸
水素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、リン酸イ
オン、過塩素酸イオン、水酸イオン、酢酸イオ
ン、安息香酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオ
ン、p−トルエンスルホン酸イオン等が挙げられ
るが、特に好ましいのは塩素イオン、硫酸水素イ
オン、水酸イオンである。
本発明の方法に用いられる第4級ホスホニウム
塩としては、例えば、一般式〔〕で表わされる
ような各種の第4級ホスホニウム塩が挙げられ
る。
ただし、〔〕式中、R5,R6,R7及びR8はた
がいに同じか、又は異なつてそれぞれ反応条件下
に不活性な官能基で置換されているか、あるいは
置換されていない炭化水素基を表わす。この炭化
水素基の種類、長さは使用する溶剤、要求される
反応速度等に応じて適宜選択される。炭化水素基
の種類としては、例えば、アルキル基、アルケニ
ル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、
アリール基、アラアルキル基、アルケニルアリー
ル基等が使用され、特に好ましくはアルキル基、
アリール基、アラアルキル基等が使用される。
又、炭化水素基の長さは、R5,R6,R7及びR8に
含まれる炭素数の合計として通常は第4級ホスホ
ニウムイオン1個あたり4個から100個の範囲よ
り選ばれ、好ましくは8個から70個の範囲より選
ばれ、特に好ましくは10個から50個の範囲より選
ばれる。上記炭化水素基に置換して使用できる不
活性官能基は、反応条件に応じて制限されるが、
通常はハロゲン、アシル基、カルボキシル基、エ
ステル基、ニトリル基、アルコキシル基等が使用
される。なお、〔〕式においてR5,R6又はR5,
R6,R7がたがいに連結して複素環を形成する事
もあるし、R5,R6,R7あるいはR8が高分子化合
物の一部であつてもかまわない。
第4級ホスホニウムイオンの例としては、例え
ば、テトラエチルホスホニウムイオン、テトラ−
n−ブチルホスホニウムイオン、トリ−n−オク
チルエチルホスホニウムイオン、セチルトリエチ
ルホスホニウムイオン、セチルトリ−n−ブチル
ホスホニウムイオン、n−ブチルトリフエニルホ
スホニウムイオン、n−アミルトリフエニルホス
ホニウムイオン、n−ヘキシルトリフエニルホス
ホニウムイオン、n−ヘプチルトリフエニルホス
ホニウムイオン、メチルトリフエニルホスホニウ
ムイオン、ベンジルトリフエニルホスホニウムイ
オン、テトラフエニルホスホニウムイオン等が挙
げられる。
〔〕式中の陰イオンYには、特に制限はな
く各種の陰イオンが使用できるが、通常はハロゲ
ンイオン、ハロゲンイオン以外の各種鉱酸イオ
ン、有機酸イオン等が使用される。
陰イオンYの例としては、例えば、塩素イオ
ン、臭素イオン、沃素イオン、弗素イオン、硫酸
水素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、リン酸イ
オン、過塩素酸イオン、p−トルエンスルホン酸
イオン等が挙げられるが、特に好ましいのは塩素
イオン、臭素イオンである。
本発明の方法に用いられる第4級アルソニウム
塩としては、有機層に親和性を有し、かつ第4級
アルソニウムイオンが、本発明の反応条件下で安
定に存在し得るものであればよい。その例として
は。例えば、テトラフエニルアルソニウムクロラ
イド、トリフエニルメチルアルソニウムクロライ
ド、テトラフエニルアルソニウムプロマイド、あ
るいはそれらの高分子誘導体等が挙げられる。
本発明の方法に使用される次亜塩素酸塩中のカ
チオンに対する親油性錯化剤は、当該カチオンを
錯化する能力と、有機相との親和性を兼ね備えた
ものであればよいが、当然、本発明の反応条件下
で安定な構造でなければならない。
本発明の方法に使用される親油性錯化剤として
は、上記の要件を満たすものであればよく、非常
に広範な種類の化合物が挙げられる。以下に、本
発明の方法に使用される親油性錯化剤の例を示す
が、これらに限定されるものではない。
(i) 大環状ポリエーテル;大環状ポリエーテル
は、通称「クラウンエーテル」(例えば、
Pedersen,J.Amer.Chem.Soc.,89,2495,
7017(1967))と呼ばれており、アルカリ金属イ
オンやアルカリ土類金属イオンに対して強い配
位能を示す事が知られている。「クラウンエー
テル」の大部分は、一般式〔〕あるいはその
置換体として表わされ、その例としては、
(n=4〜20、m=1〜n、lm=2〜4
(lmはl1からloまでのn個の数値を表わし、
夫々が2,3又は4である。)
例えば、Pedersenの命名法に従えば、18−
クラウン−6、ジシクロヘキシル−18−クラウ
ン−6、ジベンゾ−18−クラウン−6、ベンゾ
−15−クラウン−5、ジベンゾ−15−クラウン
−5、ジベンゾ−21−クラウン−7、ジペンゾ
−24−クラウン−8、ジベンゾ−30−クラウン
−10、ジシクロヘキシル−24−クラウン−8等
が挙げられる。
(ii) 大環状アミノエーテル;大環状アミノエーテ
ルの例としては、双環性アミノエーテルと単環
性アミノエーテルが挙げられる。
双環性アミノエーテルは、通称「クリプタン
ド」(例えば、Lehn,Tetrahedron Lett.,
2885,2889(1969))と呼ばれており、アルカリ
金属イオンやアルカリ土類金属イオンに対して
非常に強い配位能を示す事が知られている。
「クリプタンド」の大部分は一般式〔〕ある
いはその置換体として表わされ、
その例としては、例えば、以下のようなもの
が挙げられる。
The present invention relates to a method for epoxidizing fluoroolefins. More specifically, using hypochlorite as an oxidizing agent, the general formula []
The present invention relates to a method for epoxidizing a fluoroolefin represented by [In general formula [], X 1 , X 2 , X 3 and X 4
is (a) a fluorine atom, (b) a perfluoroalkyl group having 20 or less carbon atoms, and (c) -CF 2 Y (Y contains or contains at least one of a halogen atom and an ether bond). A hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms (with the exception that Y is not a perfluoroalkyl group). However, at least one of the substituents of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 has a -CF 2 - group directly bonded to the carbon-carbon double bond shown in the general formula [], The number of carbon atoms contained in the fluoroolefin represented by the general formula [] is between 4 and 25.
Moreover, X 1 , X 2 , X 3 and X 4 may be linked to each other to form a cyclic compound. ] The fluoroolefin epoxide is highly reactive and is important as an intermediate for the synthesis of various fluorine-containing compounds, and is itself an important substance that can be used as a raw material for polymeric compounds. In general, fluoroolefin epoxides can be produced by the epoxidation reaction of fluoroolefins, but fluoroolefins have very different chemical properties from hydrocarbon olefins such as propylene and chlorinated hydrocarbon olefins such as allyl chloride. Therefore, it is difficult to epoxidize fluoroolefin in the same manner as propylene or allyl chloride. For example, both propylene and allyl chloride are epoxidized by the chlorohydrin method, in which the ring is closed with an alkali via chlorohydrin. On the other hand, when attempting to epoxidize fluoroolefin by the chlorohydrin method, chlorohydrin is unstable and decomposes into carbonyl compounds, so it cannot be converted into fluoroolefin epoxide. Therefore, various methods have been proposed for epoxidizing fluoroolefins that are different from those for hydrocarbon olefins and chlorinated hydrocarbon olefins, but none of them are industrially advantageous. This cannot be said to be a method for producing fluoroolefin epoxide. Conventionally, a method of oxidizing fluoroolefin to fluoroolefin epoxide in an alkaline hydrogen peroxide medium as described in U.S. Pat. A method of oxidizing fluoroolefin to fluoroolefin epoxide with oxygen in the presence of is known as a typical method for producing fluoroolefin epoxide. However, in any of these methods, it is difficult to control the reaction, it is difficult to suppress the decomposition of the produced fluoroolefin epoxide, or a large amount of by-products are produced, making it difficult to obtain the fluoroolefin epoxide in high yield. I can't do anything. Furthermore, in these methods, when the fluoroolefin conversion rate is increased, the fluoroolefin epoxide selectivity decreases, so in order to use the fluoroolefin effectively, the reaction must be stopped at a low fluoroolefin conversion rate, and the unreacted fluoroolefin must be removed. It is necessary to separate and recover the fluoroolefin epoxide and reuse it. However,
In general, the boiling points of fluoroolefin and fluoroolefin epoxide are very close to each other.
Since it is difficult to separate the two by distillation, a special separation operation is required for the separation. Examples include a method in which fluoroolefin and bromine are reacted to form a dibromine with a high boiling point and separated from fluoroolefin epoxide, or the extraction method described in US Pat. No. 3,326,780, US Pat. No. 4,134,796, etc. Distillation separation methods and the like have been proposed, but all of them are complicated separation methods and significantly increase the production cost of fluoroolefin epoxide. On the other hand, as an oxidation method using hypochlorite,
It is known that fluoroolefin epoxide is produced from fluoroolefin in a system in which a polar solvent such as acetonitrile or diglyme is added to an aqueous hypochlorite solution [IZV.AKAD.NAUK.SSSR,
SER.KHIM., 79 , (11) 2509], but when the present inventors investigated this method, the selectivity of fluoroolefin epoxide was low and it was not possible to obtain a high yield. This is because the reaction system is a homogeneous mixture of a polar solvent and an alkaline hypochlorite aqueous solution, so the produced fluoroolefin epoxide easily reacts with water and decomposes under alkaline conditions. Seem. Furthermore, this method requires a troublesome step of recovering the polar solvent from the reaction system after the reaction. From the above points, this reaction method also cannot be a practical technology for producing fluoroolefin epoxide. The inventors of the present invention have conducted intensive studies to overcome the drawbacks of conventional methods and to find a method for producing fluoroolefin epoxide more easily than fluoroolefin and with a higher yield. in the presence of at least one catalyst selected from quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, quaternary arsonium salts, and lipophilic complexing agents for cations in hypochlorite, The present inventors have discovered that fluoroolefin epoxide can be obtained in higher yield than fluoroolefin when the reaction is carried out in a two-phase system consisting of an aqueous phase and an organic phase, and the present invention has been completed. That is, the present invention uses hypochlorite dissolved or suspended in an aqueous phase as an oxidizing agent, and in the presence or absence of an inorganic base, the general formula [] [In general formula [], X 1 , X 2 , X 3 and X 4
is (a) a fluorine atom, (b) a perfluoroalkyl group having 20 or less carbon atoms, and (c) -CF 2 Y (Y contains or contains at least one of a halogen atom and an ether bond). A hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms (with the exception that Y is not a perfluoroalkyl group). However, at least one of the substituents of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 has a -CF 2 - group directly bonded to the carbon-carbon double bond shown in the general formula [], The number of carbon atoms contained in the fluoroolefin represented by the general formula [] is between 4 and 25.
Moreover, X 1 , X 2 , X 3 and X 4 may be linked to each other to form a cyclic compound. ] In epoxidizing the fluoroolefin represented by (a') a quaternary ammonium salt, (b')
in the presence of at least one catalyst selected from a quaternary phosphonium salt, (c') a quaternary arsonium salt, or (d') a lipophilic complexing agent for the cation in the hypochlorite. The present invention provides a novel method for epoxidizing fluoroolefins, which is characterized in that the reaction is carried out in a two-phase system of organic phases. (Hereafter,
The fluoroolefin represented by the general formula [] is simply referred to as fluoroolefin, and the fluoroolefin epoxide derived from the fluoroolefin represented by the general formula [] is simply referred to as fluoroolefin epoxide. ) In the two-phase system reaction of the present invention, substantially all of the fluoroolefin and produced fluoroolefin epoxide are contained in the organic phase. According to the method of the present invention, fluoroolefin epoxide can be obtained with high selectivity even if the conversion rate of fluoroolefin is increased. This is thought to be because the presence of fluoroolefin epoxide makes it difficult for fluoroolefin epoxide to decompose when it comes into contact with an alkaline aqueous solution. Therefore, according to the method of the present invention, by increasing the fluoroolefin conversion rate, it is also possible to omit the complicated process of separating fluoroolefin and fluoroolefin epoxide and the process of recycling fluoroolefin. After the reaction, the organic phase and the aqueous phase are separated, and the fluoroolefin epoxide is easily isolated from the organic phase by a separation operation such as distillation. In addition, in the remaining organic phase from which the fluoroolefin epoxide has been removed,
It contains a catalyst, and the remaining organic phase can be recycled and reused in the reaction as it is, making it very easy to recover the solvent and catalyst. As described above, in the method of the present invention, fluoroolefin epoxide can be obtained in high yield, and the manufacturing process is extremely simple. Therefore, when carrying out the method of the present invention, the construction and operation costs of the reactor are reduced, and a very economical process for producing fluoroolefin epoxide is made possible. The present invention will be explained in more detail below. In the method of the present invention, the general formula [] [In general formula [], X 1 , X 2 , X 3 and X 4
is (a) a fluorine atom, (b) a perfluoroalkyl group having 20 or less carbon atoms, and (c) -CF 2 Y (Y contains or contains at least one of a halogen atom and an ether bond). A hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms (with the exception that Y is not a perfluoroalkyl group). However, at least one of the substituents of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 has a -CF 2 - group directly bonded to the carbon-carbon double bond shown in the general formula [], The number of carbon atoms contained in the fluoroolefin represented by the general formula [] is between 4 and 25.
Moreover, X 1 , X 2 , X 3 and X 4 may be linked to each other to form a cyclic compound. ] A fluoroolefin represented by the following is used. The substituted or unsubstituted hydrocarbon group Y contained in the general formula [] is one that can stably exist under alkaline conditions and in the presence of hypochlorite in the method of the present invention, or under the reaction conditions of the present invention. If it does not interfere with the reaction of the present invention even if modified with
There are no further restrictions and various substituted or unsubstituted hydrocarbon groups may be used, but those of practical value include carbon atoms containing or not containing at least one of a halogen atom and an ether bond. Examples include hydrocarbon groups having a number of 20 or less. However, Y does not include a perfluoroalkyl group. Further, there is no particular restriction on the length of the perfluoroalkyl group contained in the fluoroolefin of the general formula [], but those having 20 or less carbon atoms are exemplified as substantially useful ones. Examples of fluoroolefins used in the method of the present invention include, for example, perfluoro-2-butene, perfluoro-1-butene, perfluoro-
2-pentene, perfluoro-1-hexene, perfluoro-2-hexene, perfluoroheptene-1, perfluorononene-1, perfluorododecene-1, perfluorooctadecene-1,
Perfluoro-4-methylpentene-2, perfluoro-4-methyl-pentene-3, perfluoro-4,6-dimethylheptene-4, perfluoro-2-methyl-3-isopropylpentene-
3. Perfluoroolefins such as perfluorocyclopentene and perfluorocyclohexene;
4,5-dichloroperfluoro-1-pentene,
5,6-dichloroperfluoro-1-hexene,
6,7-dichloroperfluoro-1-heptene,
9,10-dichloroperfluoro-1-decene,
Chlorofluoroolefins such as 4,6,7-trichloroperfluoro-1-heptene, bromofluoroolefins such as 4-bromoperfluorobutene-1, 5,6-dibromoperfluoro-1-hexene, 4-iodoperfluoro iodofluoroolefins such as butene-1, perfluoro-1,
Perfluorodienes such as 5-hexadiene and perfluoro-1,7-octadiene, ω-hydroperfluoroolefins such as ω-hydroperfluorohexene-1 and ω-hydroperfluorooctene-1, 1,1,2, 3,3-pentafluoro-
Polyfluoroolefins such as 1-butene, polyfluorodienes having both perfluoroallyl groups and vinyl groups, perfluoro-n-propoxy groups, perfluoro-i-propoxy groups, or perfluoropropylene oxide oligomers. Examples include fluoroolefins containing perfluoroalkoxy groups such as fluoroalkoxy groups, and fluoroolefins containing perfluorovinyloxy groups such as 4-perfluorovinyloxyperfluoro-1-butene. Examples of the hypochlorite used in the present invention include alkali metals such as lithium hypochlorite, sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, rubidium hypochlorite, and cesium hypochlorite. salts, or alkaline earth metal salts such as magnesium hypochlorite, calcium hypochlorite, strontium hypochlorite, and barium hypochlorite. Among them, especially sodium hypochlorite and calcium hypochlorite, which are industrially mass-produced for use as bleaches, disinfectants, etc., and can be obtained at low cost. Suitable as chlorate. As the hypochlorite, a commercially available product may be used as is, one prepared from an inorganic base and chlorine gas, or one prepared by non-diaphragm electrolysis of an inorganic chloride may be used. In the present invention, the metal hypochlorite salt is mainly used dissolved in the aqueous phase, but there is no particular restriction on its concentration. Usually, the effective chlorine concentration is preferably in the range of 0.5% to 25%, particularly preferably in the range of 1% to 20%. If the available chlorine concentration is too low, it is necessary to handle a large amount of aqueous phase, which is economically disadvantageous. Furthermore, if the available chlorine concentration is too high, hypochlorite becomes unstable and difficult to handle. The ratio of the hypochlorite metal salt and fluoroolefin can be selected arbitrarily, but in order to obtain substantial reaction results, the ratio is usually from 0.5 gram equivalent of hypochlorite ion to 1 mole of fluoroolefin. selected from a range of 30 gram equivalents, preferably
It is selected from the range of 0.8 gram equivalent to 10 gram equivalent, particularly preferably selected from the range of 1 gram equivalent to 5 gram equivalent. Although the method of the present invention can be carried out either in the presence or absence of an inorganic base, better reaction results are often obtained in the presence of an inorganic base. The first effect of the inorganic base is that a high fluoroolefin epoxide selectivity can be obtained even when the fluoroolefin conversion rate is increased.
Therefore, it is possible to increase the fluoroolefin conversion rate and reduce the amount of residual fluoroolefin without significantly impairing the fluoroolefin epoxide selectivity, so high purity can be obtained without the complicated separation process of fluoroolefin and fluoroolefin epoxide. of fluoroolefin epoxide can be obtained in high yield. The second effect of the inorganic base is that it allows good results to be obtained even at a low ratio of hypochlorite to fluoroolefin. In the absence of an inorganic base or in the presence of a very small amount of inorganic base, lowering the ratio of hypochlorite to fluoroolefin will reduce the fluoroolefin epoxide selectivity, and the remaining available chlorine concentration will decrease during the reaction. Since the fluoroolefin conversion rate may reach a plateau due to a decrease in the fluoroolefin conversion rate, it has been necessary to carry out the reaction in the presence of a large excess of hypochlorite in order to obtain good results. However, when carrying out the method of the present invention in the presence of a specific amount or more of an inorganic base, the amount of hypochlorite used may be small, reducing the cost of hypochlorite and making the reactor more compact. This makes it possible to reduce wastewater treatment costs. Examples of inorganic bases used in the method of the present invention include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide;
Examples include alkaline earth metal hydroxides such as calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide. These inorganic bases may be completely dissolved in the aqueous phase, or a portion may not be dissolved in the aqueous phase and may exist in the solid phase. Among various inorganic bases, sodium hydroxide is particularly suitable for the method of the present invention in terms of price, solubility in water, ease of handling, etc. Although the amount of inorganic base used in the method of the present invention can be set arbitrarily, in order to obtain a substantial effect,
0.1 gram equivalent or more is used per mole of fluoroolefin used in the reaction. The entire amount of the inorganic base may be present in the reaction system from the beginning of the reaction, or in some cases, it may be added as appropriate during the reaction. The catalyst used in the method of the present invention is
grade ammonium salt, quaternary phosphonium salt, quaternary
class arsonium salts, and lipophilic complexing agents for the cations in hypochlorous acid. It is desirable that these catalysts have an affinity for the organic phase. Examples of the quaternary ammonium salt used in the method of the present invention include various quaternary ammonium salts represented by the general formula []. However, in [Formula], R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and are each substituted with a functional group that is inert under the reaction conditions, or are unsubstituted hydrocarbons. represents a group. The type and length of this hydrocarbon group are appropriately selected depending on the solvent used, the required reaction rate, etc. Types of hydrocarbon groups include, for example, alkyl groups, alkenyl groups, cycloalkyl groups, cycloalkenyl groups,
Aryl groups, aralkyl groups, alkenylaryl groups, etc. are used, particularly preferably alkyl groups,
Aryl groups, aralkyl groups, etc. are used.
In addition, the length of the hydrocarbon group is usually selected from the range of 4 to 100 carbons per quaternary ammonium ion, as the total number of carbons contained in R 1 , R 2 , R 3 and R 4 . , preferably selected from the range of 8 to 70 pieces, particularly preferably selected from the range of 10 to 50 pieces. The inert functional group that can be used to replace the above hydrocarbon group is limited depending on the reaction conditions, but halogen, acyl group, carboxyl group, ester group, nitrile group, alkoxyl group, etc. are usually used. In addition, in the formula [], R 1 , R 2 or R 1 , R 2 , R 3 may be linked to each other to form a nitrogen-containing heterocycle, or R 1 , R 2 , R 3 or R 4
may be part of the polymer compound. Examples of quaternary ammonium ions include, for example, tetraethylammonium ion, tetra-
n-propylammonium ion, tetra-n-
Butylammonium ion, tri-n-octylmethylammonium ion, cetyltrimethylammonium ion, benzyltrimethylammonium ion, benzyltriethylammonium ion, cetylbenzylmethylammonium ion, cetylpyridinium ion, n-dodecylpyridinium ion, phenyltrimethylammonium ion, Examples include phenyltriethylammonium ion, N-benzylpicolinium ion, pentamethonium ion, hexamethonium ion, and the like. [] The anion X in the formula is not particularly limited and various anions can be used, but usually halogen ions, various mineral acid ions other than halogen ions, organic acid ions, hydroxide ions, etc. are used. . Examples of the anion X include chloride ion, bromide ion, iodide ion, fluoride ion, hydrogen sulfate ion, sulfate ion, nitrate ion, phosphate ion, perchlorate ion, hydroxide ion, acetate ion, and benzoic acid. ion, benzenesulfonate ion, p-toluenesulfonate ion, etc., but particularly preferred are chloride ion, hydrogen sulfate ion, and hydroxide ion. Examples of the quaternary phosphonium salt used in the method of the present invention include various quaternary phosphonium salts represented by the general formula []. However, in the [formula], R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are the same or different and are each substituted with a functional group that is inert under the reaction conditions, or are unsubstituted hydrocarbons. represents a group. The type and length of this hydrocarbon group are appropriately selected depending on the solvent used, the required reaction rate, etc. Types of hydrocarbon groups include, for example, alkyl groups, alkenyl groups, cycloalkyl groups, cycloalkenyl groups,
Aryl groups, aralkyl groups, alkenylaryl groups, etc. are used, particularly preferably alkyl groups,
Aryl groups, aralkyl groups, etc. are used.
In addition, the length of the hydrocarbon group is usually selected from the range of 4 to 100 per quaternary phosphonium ion as the total number of carbons contained in R 5 , R 6 , R 7 and R 8 , The number is preferably selected from the range of 8 to 70, particularly preferably selected from the range of 10 to 50. The inert functional groups that can be used to replace the above hydrocarbon groups are limited depending on the reaction conditions, but
Usually, halogen, acyl group, carboxyl group, ester group, nitrile group, alkoxyl group, etc. are used. In addition, in the formula [], R 5 , R 6 or R 5 ,
R 6 and R 7 may be linked to each other to form a heterocycle, and R 5 , R 6 , R 7 or R 8 may be part of a polymer compound. Examples of quaternary phosphonium ions include, for example, tetraethylphosphonium ion, tetra-
n-Butylphosphonium ion, tri-n-octylethylphosphonium ion, cetyltriethylphosphonium ion, cetyltri-n-butylphosphonium ion, n-butyltriphenylphosphonium ion, n-amyltriphenylphosphonium ion, n-hexyltriphenylphosphonium ion, n-heptyltriphenylphosphonium ion, methyltriphenylphosphonium ion, benzyltriphenylphosphonium ion, tetraphenylphosphonium ion, and the like. The anion Y in the formula [] is not particularly limited and various anions can be used, but usually halogen ions, various mineral acid ions other than halogen ions, organic acid ions, etc. are used. Examples of the anion Y include chloride ion, bromide ion, iodide ion, fluoride ion, hydrogen sulfate ion, sulfate ion, nitrate ion, phosphate ion, perchlorate ion, p-toluenesulfonate ion, etc. However, particularly preferred are chlorine ion and bromide ion. The quaternary arsonium salt used in the method of the present invention may be any salt that has affinity for the organic layer and allows quaternary arsonium ions to exist stably under the reaction conditions of the present invention. . As an example. Examples include tetraphenylarsonium chloride, triphenylmethylarsonium chloride, tetraphenylarsonium bromide, and polymer derivatives thereof. The lipophilic complexing agent for the cation in the hypochlorite used in the method of the present invention may be any agent as long as it has both the ability to complex the cation and an affinity for the organic phase. , the structure must be stable under the reaction conditions of the present invention. The lipophilic complexing agent used in the method of the invention may include a very wide variety of compounds as long as they meet the above requirements. Examples of lipophilic complexing agents used in the method of the present invention are shown below, but are not limited thereto. (i) Macrocyclic polyethers; macrocyclic polyethers are commonly known as “crown ethers” (e.g.
Pedersen, J.Amer.Chem.Soc., 89 , 2495,
7017 (1967)) and is known to exhibit strong coordination ability for alkali metal ions and alkaline earth metal ions. Most of the "crown ethers" are represented by the general formula [ ] or its substituted products, examples of which are: (n = 4 to 20, m = 1 to n, lm = 2 to 4 (lm represents n numbers from l 1 to l o ,
Each is 2, 3 or 4. ) For example, according to Pedersen's nomenclature, 18−
Crown-6, dicyclohexyl-18-crown-6, dibenzo-18-crown-6, benzo-15-crown-5, dibenzo-15-crown-5, dibenzo-21-crown-7, dipenzo-24-crown- 8, dibenzo-30-crown-10, dicyclohexyl-24-crown-8, and the like. (ii) Macrocyclic amino ethers; Examples of macrocyclic amino ethers include bicyclic amino ethers and monocyclic amino ethers. Bicyclic aminoethers are commonly known as "cryptands" (e.g., Lehn, Tetrahedron Lett.,
2885, 2889 (1969)), and is known to exhibit extremely strong coordination ability for alkali metal ions and alkaline earth metal ions.
Most of the "cryptands" are represented by the general formula [ ] or its substitution products, Examples include the following:
単環性アミノエーテルの例としては、一般式
〔〕あるいはその置換体として表わされるも
のが挙げ
(r=0,1,2;s=0,1,2;R9,R10
=H又は炭素原子数1から80までの置換あるい
は非置換炭化水素基)
られる。その具体例を以下に示す。
(iii) ポリエチレングリコールあるいはポリエチレ
ングリコール誘導体;ポリエチレングリコール
は、いろいろの種類のポリエチレングリコール
が使用できるが、重合度10以上のものが望まし
い。
ポリエチレングリコール誘導体の例として
は、一般式〔〕あるいは〔〕で表わされる
化合物及びその置換体、エチレンオキシドと他
のモノマーとの共重合体、ポリエチレングリコ
ール構造を含有する界面活性剤等が挙げられ
る。
R11O(−CH2−CH2−O−)tH 〔〕
(t≧5;R11=炭素原子数1から80までの置
換あるいは非置換炭化水素基)
R12O(−CH2−CH2−O−)uR13 〔〕
(u≧3;R12,R13=炭素原子数1から80
までの置換あるいは非置換炭化水素基)
一般式〔〕あるいは一般式〔〕で表わさ
れるポリエチレングリコール誘導体としては、
例えば、以下のようなものが挙げられる。
エチレンオキシドと他のモノマーとの共重合
体の例としては、エチレンオキシド−プロピレ
ンオキシドブロツクコポリマーが挙げられる。
ポリエチレングリコール構造を含有する界面
活性剤の例としては、例えば、ポリオキシエチ
レンアルキルチオエーテル、ポリオキシエチレ
ンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレ
ンアルキルフエニルエーテル硫酸エステル塩、
ポリオキシエチレンカルボン酸エステル、ポリ
オキシエチレン型アルキロールアミド、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル等が挙げられ
る。
(iv) ポリビニルピロリドンあるいは、ポリビニル
ピロリドン誘導体;ポリビニルピロリドン誘導
体としては、例えば、ビニルピロリドンと他の
モノマーとの共重合体が挙げられる。
(v) 一般式〔〕で表わされるアミンオキシドあ
るいはその置換体;
R14R15R16N→O 〔〕
(R14,R15,R16は炭化水素基で、R14,
R15,R16に含まれる炭素原子の数の合計が12
以上。R14とR15あるいは、R14,R15とR16がた
がいに連結して含窒素複素環を形成してもよ
い。)
その例としては、例えば、トリ−n−オクチ
ルアミンオキシド、4−(5−ノニル)ピリジ
ン−N−オキシド等が挙げられる。
(vi) 大環状ポリエーテル、大環状アミノエーテ
ル、ポリエチレングリコール、ポリエチレング
リコール誘導体及びそれらの置換体の酸素原子
の一部が窒素原子含有基、イオウ原子含有基、
あるいはリン原子含有基等で置換された化合
物。
その例としては、例えば、以下のような化合
物が挙げられる。
以上、本発明の方法に使用され得る各種親油
性錯化剤の例を示したが、これ以外にも、金属
カチオンに対する配位能を有するカルボニル
基、スルフイニル基、スルホニル基、ホスホリ
ル基、エーテル基、アミノ基、ピリジン環、イ
ミダゾール環、フラン環等の官能基を含有する
各種の化合物が使用可能であり、提示した錯化
剤の例に限定されるものではない。又、これら
の親油性錯化剤が高分子化合物や各種不溶性担
体に、共有結合を含む各種担持方法で担持され
たものであつてもかまわない。
本発明の方法に用いられる触媒の量は、触媒の
構造、溶媒の種類、反応温度、要求される反応速
度等に応じて適宜選択されるが、通常は使用され
る次亜塩素酸イオン1グラム当量に対し、0.0001
モルから10モルの範囲より選ばれ、特に好ましく
は、0.001モルから1モルの範囲より選ばれる。
触媒の量が少なすぎると、実質的な反応速度が得
られず、又、多すぎると反応速度が速すぎて反応
を制御する事が困難になつたり、触媒のコスト負
担が大きくなつたりして経済的に不利である。
本発明の反応は、水相と有機相の二相系で行な
われる。この場合の有機層はフルオロオレフイン
を含有して水相と異なつた相を形成しておればよ
く、特にそれ以上の制限はなく、例えば、主りフ
ルオロオレフイン自身からなる相である事も出
来、あるいは水に難溶性の触媒とフルオロオレフ
インからなる相である事も出来、さらには、水相
に対し実質的に不混和性あるいは難混和性の不活
性溶剤とフルオロオレフインからなる相である事
も出来る。
又、本発明の方法を実施する際には、実質的に
大部分のフルオロオレフインを含有する有機相
と、次亜塩素酸金属塩を含有する水相があればよ
いのであつて、この系にそれ以外の他の相があつ
てもかまわない。例えば、有機相が相溶性の低い
2種類の媒質よりなり二相を形成していたり、あ
るいは触媒が不溶性の担体に担持されていて第三
相を形成しているような場合でも本発明の方法を
行なう事が出来る。
本発明の方法に用いられる有機相用の有機溶媒
としては、水相に対して実質的に不混和性、ある
いは難混和性の不活性溶剤が使用される。その例
としては、例えば、n−ヘキサン、n−オクタ
ン、n−デカン等の脂肪族炭化水素類;シクロヘ
キサン、メチルシクロヘキサン、デカリン等の脂
環式炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン
等の芳香族炭化水素類;ジイソプロピルエーテ
ル、ジ−n−ブチルエーテル等のエーテル類;塩
化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2
−ジクロロエタン、クロルベンゼン等の塩素化炭
化水素類;1,2−ジクロロ−1,1,2,2−
テトラフルオロエタン、フルオロトリクロルメタ
ン、1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリ
フルオロエタン、1,1,2,2−テトラクロロ
−1,2−ジフルオロエタン等のクロロフルオロ
カーボン類;パーフルオロシクロブタン、パーフ
ルオロジメチルクロブタン、パーフルオロヘキサ
ン、パーフルオロオクタン、パーフルオロデカ
ン、ヘキサフルオロベンゼン等のペルフルオロカ
ーボン類;あるいはこれらの混合溶媒等が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。有機
溶媒を選択する際には、フルオロオレフインやフ
ルオロオレフインエポキシドに対する溶解度、反
応に使用される触媒に対する溶解度、水相との相
分離性、反応圧力や反応温度等の反応条件等を考
慮して適当な有機溶媒が選ばれる。上記の各種溶
媒の中でも、クロロフルオロカーボン類やペルフ
ルオロカーボン類等の含フツ素化合物がフルオロ
オレフイン及びフルオロオレフインエポキシドの
溶解度が高く、かつ、水との相溶性が低いので、
本発明の方法に適しており、又、塩素化炭化水素
類は、一般に触媒に対する溶解性が高いので本発
明の方法に適している。
有機相と水相の容積比は反応方法、反応条件等
に応じて任意に選択できるが、有機相は通常は水
相の0.05倍から20倍が望ましく、特に望ましくは
0.2倍から5倍の範囲である。
本発明を実施する場合の反応温度は、触媒の
量、反応液組成、要求反応速度等に応じて決定さ
れるが、通常は−25℃から80℃の範囲が使用さ
れ、望ましくは−20℃から60℃の範囲が使用さ
れ、特に望ましくは−18℃から40℃の範囲が使用
される。反応温度が低すぎると実質的な反応速度
が得られなかつたり、場合によつては水相が凍つ
て反応が出来なくなつたりする。又、反応温度が
高すぎるとフルオロオレフインエポキシドの分解
が顕著になり、フルオロオレフインエポキシド選
択率が低下する。
本発明を実施する場合の反応圧力は、フルオロ
オレフイン及びフルオロオレフインエポキシドを
含む有機相を液相に保つた十分の圧力であれば特
にそれ以上の制限はない。したがつて、反応圧力
は有機相の種類、組成によつて選択されるが、通
常は1気圧から20気圧の範囲が望ましい。
本発明の二相系反応を実施する方法としては、
バツチ法、半流通法及び流通法のいずれの反応方
法も可能である。
以下に、実施例及び比較例で本発明をさらに詳
しく説明するが、かかる説明は何ら本発明を限定
するものではない。
実施例 1
フツ素樹脂でコーテイングした撹拌子が入つた
内容量50mlの耐圧びんに、1,1,2−トリクロ
ロ−1,2,2−トリフルオロエタン(以後、F
−113と略称する)18ml、0.6gの水酸化ナトリウ
ムを含む有効塩素濃度12%の次亜塩素酸ナトリウ
ム水溶液20ml、パーフルオロ−1−ベプテン3.5
g(10ミリモル)及び触媒としてトリ−n−オク
チルメチルアンモニウムクロライド(以後
TOMACと略称する)0.12g(0.3ミリモル)を
充填する。次に、この反応液を0℃に冷やした
後、マグネチツクスターラーにより反応容器内の
撹拌子を回転させ反応液を混合して反応を開始す
る。反応中は反応温度を0℃に保つ。1時間後に
撹拌子の回転を止め反応液を静止して水相とF−
113相を分離させ、F−113相中に含まれるパーフ
ルオロ−1−ヘプテンと1,2−エポキシパーフ
ルオロヘプタンをガスクロマトグラフイーにより
定量したところ、パーフルオロ−1−ヘプテンの
転化率81%、1,2−エポキシパーフルオロヘプ
タンの選択率72%であつた。
比較例 1
実施例1と同様の反応を、触媒のTOMACを
使用しないで行なつた。その結果、1,2−エポ
キシパーフルオロヘプタンの生成は痕跡量であつ
た。
実施例 2
実施例1と同様の操作を行なうが、次亜塩素酸
ナトリウム水溶液のかわりに、有効塩素含有量65
%の高度サラシ粉(主成分は次亜塩素酸カルシウ
ム)4.6gを含む水溶液20mlを使用し、反応温度
20℃、反応時間30分で反応を行なつたところ、パ
ーフルオロ−1−ヘプテンの転化率71%、1,2
−エポキシパーフルオロヘプタンの選択率62%で
あつた。
実施例 3〜9
実施例1と同様の反応をTOMACのかわりに
各種オニウム塩0.12gを使用して行なつた。その
結果を表1に示す。 Examples of monocyclic aminoethers include those represented by the general formula [] or its substituted products. (r=0,1,2; s=0,1,2; R 9 , R 10
=H or a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 80 carbon atoms). A specific example is shown below. (iii) Polyethylene glycol or polyethylene glycol derivative; various types of polyethylene glycol can be used, but those with a degree of polymerization of 10 or higher are preferable. Examples of polyethylene glycol derivatives include compounds represented by the general formula [] or [] and substituted products thereof, copolymers of ethylene oxide and other monomers, surfactants containing a polyethylene glycol structure, and the like. R 11 O(-CH 2 -CH 2 -O-) t H [] (t≧5; R 11 = substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 80 carbon atoms) R 12 O(-CH 2 - CH 2 −O−) u R 13 [] (u≧3; R 12 , R 13 = number of carbon atoms 1 to 80
(substituted or unsubstituted hydrocarbon groups up to) As polyethylene glycol derivatives represented by general formula [] or general formula [],
Examples include the following: Examples of copolymers of ethylene oxide and other monomers include ethylene oxide-propylene oxide block copolymers. Examples of surfactants containing a polyethylene glycol structure include polyoxyethylene alkyl thioether, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkyl ether sulfate salt, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate salt,
Examples include polyoxyethylene carboxylic acid ester, polyoxyethylene type alkylolamide, polyoxyethylene alkyl ether, and the like. (iv) Polyvinylpyrrolidone or polyvinylpyrrolidone derivative; Examples of polyvinylpyrrolidone derivatives include copolymers of vinylpyrrolidone and other monomers. (v) Amine oxide or its substituted product represented by the general formula []; R 14 R 15 R 16 N→O [] (R 14 , R 15 , R 16 are hydrocarbon groups, R 14 ,
The total number of carbon atoms contained in R 15 and R 16 is 12
that's all. R 14 and R 15 or R 14 , R 15 and R 16 may be linked to each other to form a nitrogen-containing heterocycle. ) Examples thereof include tri-n-octylamine oxide, 4-(5-nonyl)pyridine-N-oxide, and the like. (vi) Macrocyclic polyethers, macrocyclic aminoethers, polyethylene glycol, polyethylene glycol derivatives, and substituents thereof, in which some of the oxygen atoms are nitrogen atom-containing groups, sulfur atom-containing groups,
Or a compound substituted with a phosphorus atom-containing group, etc. Examples include the following compounds. Examples of various lipophilic complexing agents that can be used in the method of the present invention have been shown above, but other examples include carbonyl groups, sulfinyl groups, sulfonyl groups, phosphoryl groups, and ether groups that have coordination ability for metal cations. , an amino group, a pyridine ring, an imidazole ring, a furan ring, and other functional groups can be used, and the complexing agent is not limited to the examples presented. Further, these lipophilic complexing agents may be supported on a polymer compound or various insoluble carriers by various supporting methods including covalent bonding. The amount of the catalyst used in the method of the present invention is appropriately selected depending on the structure of the catalyst, the type of solvent, the reaction temperature, the required reaction rate, etc., but usually 1 gram of hypochlorite ion is used. 0.0001 for equivalent weight
The amount is selected from the range of mol to 10 mol, particularly preferably from the range of 0.001 mol to 1 mol.
If the amount of catalyst is too small, a substantial reaction rate cannot be obtained, and if it is too large, the reaction rate is too fast, making it difficult to control the reaction or increasing the cost of the catalyst. Economically disadvantageous. The reaction of the present invention is carried out in a two-phase system consisting of an aqueous phase and an organic phase. In this case, the organic layer only needs to contain fluoroolefin and form a phase different from the aqueous phase, and there are no particular restrictions beyond that. Alternatively, it may be a phase consisting of a catalyst that is poorly soluble in water and a fluoroolefin, or furthermore, it may be a phase consisting of a fluoroolefin and an inert solvent that is substantially immiscible or poorly miscible with the aqueous phase. I can do it. Furthermore, when carrying out the method of the present invention, it is sufficient to have an organic phase containing substantially most of the fluoroolefin and an aqueous phase containing the metal hypochlorite; It does not matter if there are other phases. For example, the method of the present invention can be applied even when the organic phase is composed of two types of media with low compatibility to form a two-phase structure, or when the catalyst is supported on an insoluble carrier to form a third phase. It is possible to do this. As the organic solvent for the organic phase used in the method of the present invention, an inert solvent that is substantially immiscible or poorly miscible with the aqueous phase is used. Examples include aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, n-octane, and n-decane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, and decalin; and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene. Hydrocarbons; Ethers such as diisopropyl ether and di-n-butyl ether; methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2
-Chlorinated hydrocarbons such as dichloroethane and chlorobenzene; 1,2-dichloro-1,1,2,2-
Chlorofluorocarbons such as tetrafluoroethane, fluorotrichloromethane, 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane, 1,1,2,2-tetrachloro-1,2-difluoroethane; perfluoro Examples include, but are not limited to, perfluorocarbons such as cyclobutane, perfluorodimethylclobutane, perfluorohexane, perfluorooctane, perfluorodecane, and hexafluorobenzene; or mixed solvents thereof. When selecting an organic solvent, consider the solubility for fluoroolefin and fluoroolefin epoxide, solubility for the catalyst used in the reaction, phase separation from the aqueous phase, and reaction conditions such as reaction pressure and reaction temperature. A suitable organic solvent is selected. Among the various solvents mentioned above, fluorine-containing compounds such as chlorofluorocarbons and perfluorocarbons have high solubility in fluoroolefin and fluoroolefin epoxide, and low compatibility with water.
Chlorinated hydrocarbons are also suitable for the process of the invention because they generally have a high solubility in the catalyst. The volume ratio of the organic phase to the aqueous phase can be arbitrarily selected depending on the reaction method, reaction conditions, etc., but the organic phase is usually preferably 0.05 to 20 times the aqueous phase, and particularly preferably.
It ranges from 0.2 times to 5 times. The reaction temperature when carrying out the present invention is determined depending on the amount of catalyst, reaction liquid composition, required reaction rate, etc., but is usually in the range of -25°C to 80°C, preferably -20°C. to 60°C, particularly preferably from -18°C to 40°C. If the reaction temperature is too low, a substantial reaction rate may not be obtained or, in some cases, the aqueous phase may freeze, making it impossible to carry out the reaction. On the other hand, if the reaction temperature is too high, the decomposition of the fluoroolefin epoxide becomes significant, and the selectivity of the fluoroolefin epoxide decreases. The reaction pressure when carrying out the present invention is not particularly limited as long as it is a pressure sufficient to keep the organic phase containing the fluoroolefin and the fluoroolefin epoxide in a liquid phase. Therefore, the reaction pressure is selected depending on the type and composition of the organic phase, but is usually preferably in the range of 1 atm to 20 atm. As a method for carrying out the two-phase reaction of the present invention,
Any of the batch method, semi-flow method, and flow method can be used. EXAMPLES The present invention will be explained in more detail below using Examples and Comparative Examples, but these explanations are not intended to limit the present invention in any way. Example 1 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane (hereinafter referred to as F
-113) 18 ml, 20 ml of an aqueous solution of sodium hypochlorite with an effective chlorine concentration of 12% containing 0.6 g of sodium hydroxide, 3.5 perfluoro-1-beptene
g (10 mmol) and tri-n-octylmethylammonium chloride (hereinafter
(abbreviated as TOMAC) 0.12 g (0.3 mmol). Next, this reaction solution is cooled to 0° C., and then a magnetic stirrer is used to rotate a stirrer in the reaction container to mix the reaction solution and start the reaction. The reaction temperature is maintained at 0°C during the reaction. After 1 hour, the rotation of the stirrer was stopped, the reaction solution was kept stationary, and the aqueous phase and F-
When the 113 phase was separated and the perfluoro-1-heptene and 1,2-epoxy perfluoroheptane contained in the F-113 phase were quantified by gas chromatography, the conversion rate of perfluoro-1-heptene was 81%; The selectivity for 1,2-epoxy perfluoroheptane was 72%. Comparative Example 1 A reaction similar to Example 1 was carried out without using TOMAC as a catalyst. As a result, only a trace amount of 1,2-epoxy perfluoroheptane was produced. Example 2 The same operation as in Example 1 is carried out, but instead of the sodium hypochlorite aqueous solution, an effective chlorine content of 65
Using 20 ml of an aqueous solution containing 4.6 g of high-grade salashi powder (the main component is calcium hypochlorite), the reaction temperature was
When the reaction was carried out at 20°C for 30 minutes, the conversion rate of perfluoro-1-heptene was 71%, 1,2
- The selectivity of epoxy perfluoroheptane was 62%. Examples 3 to 9 Reactions similar to those in Example 1 were carried out using 0.12 g of various onium salts in place of TOMAC. The results are shown in Table 1.
【表】
実施例 10〜14
実施例1と同様の反応を、F−113のかわりに
クロロホルムを使用し、又、触媒として各種ポリ
エーテル類を使用して行なつた。その結果を表2
に示す。
実施例 15
実施例1と同様の反応を、触媒として非イオン
性界面活性剤ポリオキシエチレンオレイルエーテ
ル(日本油脂株式会社製、H.L.B.16.6)0.12gを
使用して行なつた。3時間後の反応成績は、パー
フルオロ−1−ヘプテンの転化率62%、1,2−
エポキシパーフルオロヘプタンの選択率63%であ
つた。
実施例 16
実施例10と同様の反応を、触媒としてポリビニ
ルピロリドン(平均分子量40000)0.36gを使用
して行なつた。3時間後の反応成績は、パーフル
オロ−1−ヘプテンの転化率58%、1,2−エポ
キシパーフルオロヘプタンの選択率65%であつ
た。[Table] Examples 10 to 14 Reactions similar to those in Example 1 were carried out using chloroform instead of F-113 and various polyethers as catalysts. Table 2 shows the results.
Shown below. Example 15 A reaction similar to Example 1 was carried out using 0.12 g of a nonionic surfactant polyoxyethylene oleyl ether (manufactured by NOF Corporation, HLB16.6) as a catalyst. The reaction results after 3 hours were 62% conversion of perfluoro-1-heptene and 1,2-heptene.
The selectivity for epoxy perfluoroheptane was 63%. Example 16 A reaction similar to Example 10 was carried out using 0.36 g of polyvinylpyrrolidone (average molecular weight 40,000) as a catalyst. The reaction results after 3 hours were that the conversion of perfluoro-1-heptene was 58% and the selectivity of 1,2-epoxy perfluoroheptane was 65%.
【表】【table】
【表】
実施例 17
実施例1と同様の反応をパーフルオロ−1−ヘ
プテンのかわりにパーフルオロ−2−ブテン2.0
g(10ミリモル)を使用して行なつた。その結
果、パーフルオロ−2−ブテンの転化率78%、
2,3−エポキシパーフルオロブタンの選択率84
%であつた。
実施例 18
実施例1と同様の反応をパーフルオロ−1−ヘ
プテンのかわりにパーフルオロシクロペンテン
2.12g(10ミリモル)を使用して行なつた。その
結果、パーフルオロシクロペンテンの転化率83
%、パーフルオロ−1,2−エポキシシクロペン
タンの選択率81%であつた。
実施例 19
実施例1と同様の反応をパーフルオロ−1−ヘ
プテンのかわりに5,6−ジクロロパーフルオロ
−1−ヘキセン3.33g(10ミリモル)を使用して
行なつた。その結果、5,6−ジクロロパーフル
オロ−1−ヘキセンの転化率76%、1,2−エポ
キシ−5,6−ジクロロパーフルオロヘキサンの
選択率63%であつた。
実施例 20
実施例1と同様の反応をパーフルオロ−1−ヘ
プテンのかわりにω−ヒドロパーフルオロ−1−
オクテン3.44g(10ミリモル)を使用して行なつ
た。その結果、ω−ヒドロパーフルオロ−1−オ
クテンの転化率71%、1,2−エポキシ−ω−ヒ
ドロパーフルオロオクタンの選択率61%であつ
た。
実施例 21
実施例1と同様の反応をパーフルオロ−1−ヘ
プテンのかわりにパーフルオロ−1,5−ヘキサ
ジエン2.62g(10ミリモル)を使用して行なつ
た。その結果、パーフルオロ−1,5−ヘキサジ
エンの転化率73%、1,2−エポキシパーフルオ
ロ−5−ヘキセンの選択率12%であつた。
実施例 22
実施例1と同様の反応をパーフルオロ−1−ヘ
プテンのかわりに7,8−ジブロモパーフルオロ
−1−オクテン5.22g(10ミリモル)を使用して
行なつた。その結果、7,8−ジブロモパーフル
オロ−1−オクテンの転化率71%、1,2−エポ
キシ−7,8−ジブロモパーフルオロオクタンの
選択率63%であつた。
実施例 23
実施例1同様の反応をパーフルオロ−1−ヘプ
テンのかわりに5,6−ジブロモパーフルオロ−
1−ヘキセン4.22g(10ミリモル)を使用して行
なつた。その結果、5,6−ジブロモパーフルオ
ロ−1−ヘキセンの転化率81%、1,2−エポキ
シ−5,6ジブロモパーフルオロヘキサンの選択
率57%であつた。
実施例 24
実施例1と同様の反応をパーフルオロ−1−ヘ
プテンのかわりにパーフルオロ−4−メチルペン
テン−2 3.00g(10ミリモル)を使用して行な
つた。その結果、パーフルオロ−4−メチルペン
テン−2の転化率68%、パーフルオロ−2,3−
エポキシ−4−メチルペンタンの選択率56%であ
つた。
実施例 25
実施例1と同様の反応をパーフルオロ−1−ヘ
プテンのかわりに1,1,2,3,3,4−ヘキ
サフルオロ−4−クロロ−1−ブテン0.50g
(2.5ミリモル)を使用して行なつた。その結果、
1,2−エポキシ−1,1,2,3,3,4−ヘ
キサフルオロ−4−クロロブタンの生成がGC−
MS分析法(ガスクロマトグラフイー・質量分析
法)で確認された。
実施例 26
実施例1と同様の反応をパーフルオロ−1−ヘ
プテンのかわりに、1,1,2,3,3−ペンタ
フルオロ−1−ブテン0.37g(25.ミリモル)を
使用して行なつた。その結果、1,2−エポキシ
−1,1,2,3,3−ペンタフルオロブタンの
生成がGC−MS分析法(ガスクロマトグラフイ
ー・質量分析法)で確認された。
実施例 27
実施例1と同様の反応をパーフルオロ−1−ヘ
プテンのかわりに4−パーフルオロビニルオキシ
パーフルオロ−1−ブテン0.56g(2ミリモル)
を使用した行なつた。その結果、12−エポキシ−
4−パーフルオロビニルオキシパーフルオロブタ
ンの生成がGC−MS分析法(ガスクロマトグラ
フイー・質量分析法)で確認された。[Table] Example 17 The same reaction as in Example 1 was carried out using 2.0% perfluoro-2-butene instead of perfluoro-1-heptene.
g (10 mmol). As a result, the conversion rate of perfluoro-2-butene was 78%,
Selectivity of 2,3-epoxy perfluorobutane 84
It was %. Example 18 The same reaction as in Example 1 was carried out using perfluorocyclopentene instead of perfluoro-1-heptene.
2.12 g (10 mmol) was used. As a result, the conversion rate of perfluorocyclopentene was 83
%, and the selectivity for perfluoro-1,2-epoxycyclopentane was 81%. Example 19 A reaction similar to Example 1 was carried out using 3.33 g (10 mmol) of 5,6-dichloroperfluoro-1-hexene in place of perfluoro-1-heptene. As a result, the conversion rate of 5,6-dichloroperfluoro-1-hexene was 76%, and the selectivity of 1,2-epoxy-5,6-dichloroperfluorohexane was 63%. Example 20 The same reaction as in Example 1 was carried out using ω-hydroperfluoro-1-instead of perfluoro-1-heptene.
It was carried out using 3.44 g (10 mmol) of octene. As a result, the conversion rate of ω-hydroperfluoro-1-octene was 71%, and the selectivity of 1,2-epoxy-ω-hydroperfluorooctane was 61%. Example 21 A reaction similar to Example 1 was carried out using 2.62 g (10 mmol) of perfluoro-1,5-hexadiene in place of perfluoro-1-heptene. As a result, the conversion rate of perfluoro-1,5-hexadiene was 73%, and the selectivity of 1,2-epoxyperfluoro-5-hexene was 12%. Example 22 A reaction similar to Example 1 was carried out using 5.22 g (10 mmol) of 7,8-dibromoperfluoro-1-octene in place of perfluoro-1-heptene. As a result, the conversion of 7,8-dibromoperfluoro-1-octene was 71%, and the selectivity of 1,2-epoxy-7,8-dibromoperfluorooctane was 63%. Example 23 The same reaction as Example 1 was carried out using 5,6-dibromoperfluoro-1-heptene instead of perfluoro-1-heptene.
It was carried out using 4.22 g (10 mmol) of 1-hexene. As a result, the conversion rate of 5,6-dibromoperfluoro-1-hexene was 81%, and the selectivity of 1,2-epoxy-5,6 dibromoperfluorohexane was 57%. Example 24 A reaction similar to Example 1 was carried out using 3.00 g (10 mmol) of perfluoro-4-methylpentene-2 instead of perfluoro-1-heptene. As a result, the conversion rate of perfluoro-4-methylpentene-2 was 68%, and perfluoro-2,3-
The selectivity for epoxy-4-methylpentane was 56%. Example 25 The same reaction as in Example 1 was carried out using 0.50 g of 1,1,2,3,3,4-hexafluoro-4-chloro-1-butene instead of perfluoro-1-heptene.
(2.5 mmol). the result,
The production of 1,2-epoxy-1,1,2,3,3,4-hexafluoro-4-chlorobutane is GC-
Confirmed by MS analysis (gas chromatography/mass spectrometry). Example 26 The same reaction as in Example 1 was carried out using 0.37 g (25. mmol) of 1,1,2,3,3-pentafluoro-1-butene instead of perfluoro-1-heptene. Ta. As a result, the production of 1,2-epoxy-1,1,2,3,3-pentafluorobutane was confirmed by GC-MS analysis (gas chromatography/mass spectrometry). Example 27 The same reaction as in Example 1 was carried out using 0.56 g (2 mmol) of 4-perfluorovinyloxyperfluoro-1-butene instead of perfluoro-1-heptene.
This was done using . As a result, 12-epoxy-
The production of 4-perfluorovinyloxyperfluorobutane was confirmed by GC-MS analysis (gas chromatography/mass spectrometry).
Claims (1)
化剤として使用し、無機塩基の存在下又は不在下
で一般式〔〕 〔一般式〔〕において、X1,X2,X3及びX4
は、(a)フツ素原子、(b)炭素数20以下のパーフルオ
ロアルキル基、及び、(c)−CF2Y(Yは、ハロゲ
ン原子及びエーテル結合の少なくとも一種を含有
するか、又は含有しない炭素数が20以下の炭化水
素基である。ただし、Yはパーフルオロアルキル
基はとらない。)より選ばれる置換基である。た
だし、X1,X2,X3及びX4の置換基のうち、少な
くともひとつは一般式〔〕に示されている炭素
−炭素二重結合に直接結合した−CF2−基を有
し、一般式〔〕で表わされるフルオロオレフイ
ン中に含まれる炭素数は4から25の間である。
又、X1,X2,X3及びX4はたがいに連結して環状
化合物を形成していてもよい。〕 で表わされるフルオロオレフインをエポキシ化す
るにあたり、(a′)第4級アンモニウム塩、(b′)
第4級ホスホニウム塩、(c′)第4級アルソニウ
ム塩、又は、(d′)次亜塩素酸塩中のカチオンに
対する親油性錯化剤より選ばれる少なくとも一種
の触媒の存在下で、水相と有機相の二相系で反応
を行なう事を特徴とするフルオロオレフインのエ
ポキシ化方法。 2 一般式〔〕で表わされるフルオロオレフイ
ン1モルに対し、0.1グラム当量以上の無機塩基
の存在下で反応を行なう事を特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のフルオロオレフインのエポキ
シ化方法。 3 無機塩基が水酸化ナトリウムである事を特徴
とする特許請求の範囲第2項記載のフルオロオレ
フインのエポキシ化方法。 4 次亜塩素酸塩として、次亜塩素酸ナトリウム
又は/及び次亜塩素酸カルシウムを使用する事を
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のフルオロ
オレフインのエポキシ化方法。 5 第4級アンモニウムイオンに含まれる炭素原
子の数が第4級アンモニウムイオン1個あたり6
個から100個の範囲内である第4級アンモニウム
塩を用いる事を特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のフルオロオレフインのエポキシ化方法。 6 第4級ホスホニウムイオンに含まれる炭素原
子の数が第4級ホスホニウムイオン1個あたり6
個から100個の範囲内である第4級ホスホニウム
塩を用いる事を特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のフルオロオレフインのエポキシ化方法。 7 第4級アルソニウム塩として、テトラアリー
ルアルソニウム塩、又は、トリアリールアルキル
アルソニウム塩を用いる事を特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のフルオロオレフインのエポキ
シ化方法。 8 酸化剤として次亜塩素酸のアルカリ金属塩又
は/及び次亜塩素酸のベリリウムを除くアルカリ
土類金属塩を使用し、触媒としてアルカリ金属イ
オン又は/及びベリリウムを除くアルカリ土類金
属イオンに対する親油性錯化剤を使用する事を特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のフルオロオ
レフインのエポキシ化方法。 9 親油性錯化剤が大環状ポリエーテルである事
を特徴とする特許請求の範囲第8項記載のフルオ
ロオレフインのエポキシ化方法。 10 親油性錯化剤が大環状アミノエーテルであ
る事を特徴とする特許請求の範囲第8項記載のフ
ルオロオレフインのエポキシ化方法。 11 親油性錯化剤がポリエチレングリコールあ
るいはポリエチレングリコール誘導体である事を
特徴とする特許請求の範囲第8項記載のフルオロ
オレフインのエポキシ化方法。 12 親油性錯化剤がポリビニルピロリドンある
いは、ポリビニルピロリドン誘導体である事を特
徴とする特許請求の範囲第8項記載のフルオロオ
レフインのエポキシ化方法。[Claims] 1. Using hypochlorite dissolved or suspended in an aqueous phase as an oxidizing agent, in the presence or absence of an inorganic base, the general formula [] [In general formula [], X 1 , X 2 , X 3 and X 4
is (a) a fluorine atom, (b) a perfluoroalkyl group having 20 or less carbon atoms, and (c) -CF 2 Y (Y contains or contains at least one of a halogen atom and an ether bond). A hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms (with the exception that Y is not a perfluoroalkyl group). However, at least one of the substituents of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 has a -CF 2 - group directly bonded to the carbon-carbon double bond shown in the general formula [], The number of carbon atoms contained in the fluoroolefin represented by the general formula [] is between 4 and 25.
Moreover, X 1 , X 2 , X 3 and X 4 may be linked to each other to form a cyclic compound. ] In epoxidizing the fluoroolefin represented by (a') a quaternary ammonium salt, (b')
In the presence of at least one catalyst selected from a quaternary phosphonium salt, (c') a quaternary arsonium salt, or (d') a lipophilic complexing agent for the cation in the hypochlorite, the aqueous phase A method for epoxidizing fluoroolefins, which is characterized by carrying out the reaction in a two-phase system consisting of an organic phase and an organic phase. 2. The method for epoxidizing a fluoroolefin according to claim 1, wherein the reaction is carried out in the presence of an inorganic base of 0.1 gram equivalent or more per mole of the fluoroolefin represented by the general formula []. 3. The method for epoxidizing a fluoroolefin according to claim 2, wherein the inorganic base is sodium hydroxide. 4. The method for epoxidizing fluoroolefins according to claim 1, characterized in that sodium hypochlorite and/or calcium hypochlorite is used as the hypochlorite. 5 The number of carbon atoms contained in the quaternary ammonium ion is 6 per quaternary ammonium ion.
2. The method for epoxidizing a fluoroolefin as claimed in claim 1, characterized in that a quaternary ammonium salt having a concentration of 1 to 100 is used. 6 The number of carbon atoms contained in the quaternary phosphonium ion is 6 per quaternary phosphonium ion.
2. The method for epoxidizing a fluoroolefin according to claim 1, characterized in that the quaternary phosphonium salt is used in a range of from 1 to 100. 7. The method for epoxidizing a fluoroolefin according to claim 1, characterized in that a tetraaryl arsonium salt or a triarylalkyl arsonium salt is used as the quaternary arsonium salt. 8 Using an alkali metal salt of hypochlorous acid or/and an alkaline earth metal salt other than beryllium of hypochlorous acid as an oxidizing agent, and using an alkali metal ion or/and an alkaline earth metal ion other than beryllium as a catalyst. A method for epoxidizing a fluoroolefin according to claim 1, characterized in that an oil-based complexing agent is used. 9. The method for epoxidizing a fluoroolefin according to claim 8, wherein the lipophilic complexing agent is a macrocyclic polyether. 10. The method for epoxidizing fluoroolefins according to claim 8, wherein the lipophilic complexing agent is a macrocyclic aminoether. 11. The method for epoxidizing fluoroolefins according to claim 8, wherein the lipophilic complexing agent is polyethylene glycol or a polyethylene glycol derivative. 12. The method for epoxidizing fluoroolefins according to claim 8, wherein the lipophilic complexing agent is polyvinylpyrrolidone or a polyvinylpyrrolidone derivative.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57129879A JPS5920277A (en) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | Epoxidation of fluoroolefin |
| EP83107106A EP0100488B1 (en) | 1982-07-26 | 1983-07-20 | Fluoroepoxides and a process for production thereof |
| DE8383107106T DE3369988D1 (en) | 1982-07-26 | 1983-07-20 | Fluoroepoxides and a process for production thereof |
| US07/069,745 US4965379A (en) | 1982-07-26 | 1987-07-06 | Fluoroepoxides and a process for production thereof |
| US07/442,373 US5055601A (en) | 1982-07-26 | 1989-11-28 | Fluoroepoxides and a process for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57129879A JPS5920277A (en) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | Epoxidation of fluoroolefin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5920277A JPS5920277A (en) | 1984-02-01 |
| JPH0328429B2 true JPH0328429B2 (en) | 1991-04-19 |
Family
ID=15020576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57129879A Granted JPS5920277A (en) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | Epoxidation of fluoroolefin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5920277A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0639467B2 (en) * | 1983-07-20 | 1994-05-25 | 旭化成工業株式会社 | Method for epoxidation of fluoroallyl compound |
| JPH04338380A (en) * | 1991-05-14 | 1992-11-25 | Shin Etsu Chem Co Ltd | New fluorine-containing epoxy compound |
| JP4570788B2 (en) * | 1999-05-04 | 2010-10-27 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | Polyfluorinated epoxides and related polymers and methods of production |
| JP5621296B2 (en) * | 2010-03-30 | 2014-11-12 | ダイキン工業株式会社 | Method for producing 3-halo-pentafluoropropylene oxide |
-
1982
- 1982-07-26 JP JP57129879A patent/JPS5920277A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5920277A (en) | 1984-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1220216A (en) | Process for the production of hexafluoropropylene oxide | |
| EP0100488B1 (en) | Fluoroepoxides and a process for production thereof | |
| JP4733109B2 (en) | Improved catalytic process for the preparation of epoxides from alkenes | |
| US3536733A (en) | Method for the preparation of halogenated epoxides | |
| JPS63198641A (en) | Manufacture of fluorohalogenated ether from fluoroxy compound and halogenated olefin as starting substances | |
| JP5778684B2 (en) | Method for producing divinylarene dioxide | |
| US4325874A (en) | Process for producing alkylene carbonates | |
| JPH0328429B2 (en) | ||
| JPS58172387A (en) | Manufacture of 2,2-dicyclohexenylpropane diepoxide | |
| JPH0329074B2 (en) | ||
| JPS6411021B2 (en) | ||
| JPH0330593B2 (en) | ||
| EP0414569A2 (en) | Three-liquid-phase epoxidation of perfluoroolefins | |
| US4261906A (en) | Process for making vicinal epoxides | |
| Hung et al. | The chemistry of fluorinated dioxoles and dioxolanes. 3. Fluorinated dioxolane olefins and epoxides | |
| JPH0639467B2 (en) | Method for epoxidation of fluoroallyl compound | |
| GB2056983A (en) | Preparation of alkylene carbonates from olefins | |
| US20050222440A1 (en) | Catalytic process for the preparation of epoxides from alkenes | |
| JPH0113709B2 (en) | ||
| JP4058142B2 (en) | Method for producing fluorinated iodoethane | |
| JPS58113187A (en) | Preparation of hexafluoropropylene oxide | |
| JPH0952886A (en) | Method for producing hexafluoropropylene oxide | |
| JPS5839676A (en) | Method for producing olefin oxide | |
| JPH01193257A (en) | Production of hexafluoropropylene oxide | |
| JPS58134086A (en) | Synthetic method of hexafluoropropylene oxide |