説明

フルオロ界面活性剤の製造方法

本発明は、式(I):RO−CFCF−O−CF−COOX(I)(式中、Rはパーフルオロ(オキシ)アルキル基であり、XはH、一価金属または、それぞれ等しいかまたは異なるRがHまたはC1〜6炭化水素基の、式NRのアンモニウム基である)のパーフルオロオキシカルボキシレートの新規製造方法であって、(A)Rが上に詳述されたものと同じ意味を有し、Eが−CHOH、−COOHおよび−CHOのうちから選択される、式R−O−CFH−CF−O−CH−Eの相当する付加生成物を生成するために、式R−O−CF=CFのパーフルオロビニルエーテルを、エチレングリコール(HO−CHCH−OH)、グリコール酸(HO−CH−COOH)、グリコールアルデヒド(HO−CH−CHO)およびそれらの保護された誘導体のうちから選択されるエチレングリコール誘導体と反応させる工程;(B)官能基Eを好適な化学的構造で任意選択的に保護する工程;(C)前記(保護された)付加生成物をフッ素化して前記相当する過フッ素化付加生成物を生成する工程;(D)前記過フッ素化付加生成物を任意選択的に脱保護して式R−O−CF−CF−O−CF−C(O)Fの相当するアシルフルオリドを生成する工程;(E)式(I)の前記パーフルオロオキシカルボキシレートを生成するために前記アシルフルオリドを加水分解し、任意選択的に、中和する工程を含む方法に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、側鎖に酸素原子を有するフッ素化界面活性剤の改良された製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
フッ素化界面活性剤は、乳化重合法でのポリマー分散液の安定化のためにフルオロポリマー製造において広く使用されている。
【0003】
伝統的に、パーフルオロカルボン酸誘導体が前記方法に商業的に用いられてきたが;これらの物質の使用に関連した環境懸念のために、側鎖に酸素原子を含むフルオロ界面活性剤がこの用途向けにますます注目を集めてきた。それらのうち、Rがパーフルオロ(オキシ)ラジカルである、一般式:RO−CFCF−O−CF−COOXのパーフルオロオキシカルボキシレートが考えられてきた。
【0004】
上に詳述されたような物質を製造するための合成方法のうち、(特許文献1)(E.I.DU PONT DE NEMOURS)1966年9月6日に記載されているようなテトラフルオロエチレンエポキシドのオリゴマー化を挙げることができる。この方法によれば、テトラフルオロエチレンエポキシドが低温で好適なフリーラジカル形成化合物(例えば活性炭)の存在下に重合され、nが0〜10の整数である、一般式:CFCF−O−(CFCF−O)−CFCOFを有するポリエーテルをもたらす。その後の蒸留は重合度が異なる様々な留分を与える:相当する酸または塩は、加水分解および、塩については、塩基との同時のまたはその後の反応によってアシルフルオリド誘導体から得られる。それにもかかわらず、この方法は、ポリエーテル界面活性剤の分布が得られ、その結果単一の特定の目標化合物への収率が低い可能性があり、それを単離するための分離工程が非常に厄介であるという欠点に悩まされる。
【0005】
(特許文献2)(旭硝子株式会社)2006年11月30日は、
(i)式:Q[C(O)−O−(CHCHO)−R]の相当するエステルを生成する式Q(COF)(Qはn価の炭化水素基であり;n≧1である)のフッ素化(ポリ)アシルフルオリドでの、RがC1〜10炭化水素基である、式:R−(O−CHCH−OHの水素化化合物のエステル化;
(ii)式Q[C(O)−O−(CFCFO)−Rの相当する過フッ素化化合物を生成するためのこの後者の全C−H結合のC−F結合への完全フッ素化;
(iii)式F−C(O)−CFO−(CFCFO)k−1−Rのパーフルオロアシル化合物を生成するためのパーフルオロエステルの分解;
(iv)相当するカルボキシレート塩を生成するための加水分解および/または塩基での処理
を含む多段階プロセスによる、Rがパーフルオロアルキル基であり、kが1以上の整数である、式R−(O−CFCFk−1−CF−COOHのパーフルオロカルボキシレートの製造方法を開示している。
【0006】
この方法の主な欠点は、最終パーフルオロカルボキシレートの主鎖を提供する原材料が完全水素化前駆体として最初に提供され、その結果目標化合物への定量的なフッ素化を確実にするために厳しいフッ素化条件が必要とされるので、フッ素化工程におけるフッ素の消費が著しいことである。
【0007】
(非特許文献1)の学術論文は、ヨウ化パーフルオロアルキルエテンの脱ヨウ化水素およびそれからのエチレン性不飽和中間体のその後の酸化によるパーフルオロカルボン酸の製造方法を開示している。
【0008】
(特許文献3)(3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY)2007年12月6日は、式[RO−L−COOi+(式中、Lは線状の部分または完全フッ素化アルキレン基または脂肪族炭化水素基であり、Rは、1個以上の酸素原子で割り込まれた線状の部分または完全フッ素化脂肪族基であり、Xi+は原子価i=1、2または3を有するカチオンを表す)の界面活性剤を開示している。上述の式で包含されるある種の界面活性剤は、ある種のフッ素化オレフィンをアルカリ性媒体中で炭化水素アルコールと反応させ、次に生じたエーテルを酸性条件で分解し、それによって相当するカルボン酸を形成することによって製造することができる。好適なアルコールのうち、メタノール、エタノール、ブタノールが挙げられる。しかしながら、この方法は、完全フッ素化カルボキシレ−トの製造を可能にしない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国特許第3,271,341号明細書
【特許文献2】特開2006−321797号公報
【特許文献3】国際公開第2007/014009号パンフレット
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】WROBLEWSKA、A.ら、Synthesis of technicall useful perfluorocarboxyilc acids.Journal of Fluorine Chemistry、vol.127(2006)、345−350ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
従って、先行技術の欠点を覆すことができる、一般式:RO−CFCF−O−CF−COOXのパーフルオロオキシカルボキシレ−トの新規製造方法を提供する必要性が当該技術分野で感じられた。
【課題を解決するための手段】
【0012】
従って、式(I):
O−CFCF−O−CF−COOX (I)
(式中、Rはパーフルオロ(オキシ)アルキル基であり、XはH、一価金属または、それぞれ等しいかまたは異なるRがHまたはC1〜6炭化水素基の、式NRのアンモニウム基である)
のパーフルオロオキシカルボキシレートの製造方法であって、
(A)Rが上に詳述されたものと同じ意味を有し、Eが−CHOH、−COOHおよび−CHOのうちから選択される、式R−O−CFH−CF−O−CH−Eの相当する付加生成物を生成するために、式R−O−CF=CFのパーフルオロビニルエーテルを、エチレングリコール(HO−CHCH−OH)、グリコール酸(HO−CH−COOH)、グリコールアルデヒド(HO−CH−CHO)およびそれらの保護された誘導体のうちから選択されるエチレングリコール誘導体と反応させる工程;
(B)官能基Eを好適な化学的構造で任意選択的に保護する工程;
(C)前記(保護された)付加生成物をフッ素化して相当する過フッ素化付加生成物を生成する工程;
(D)前記過フッ素化付加生成物を任意選択的に脱保護して式R−O−CF−CF−O−CF−C(O)Fの相当するアシルフルオリドを生成する工程;
(E)式(I)の前記パーフルオロオキシカルボキシレートを生成するためにアシルフルオリドを加水分解し、任意選択的に、中和する工程
を含む方法が本発明の目的である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本出願人は、本明細書によって記載される合成法を用いて、フッ素化工程におけるフッ素消費を著しく低減し、そして目標化合物を高収率で得ることによって目標化合物を合成することが有利にも可能であることを見いだした。
【0014】
式R−O−CF=CFのパーフルオロビニルエーテルで、RはとりわけC1〜6パーフルオロアルキル基または1個以上のカテナリー酸素原子を含むC1〜6パーフルオロオキシアルキル基であることができる。
【0015】
本発明の目的に好適なパーフルオロビニルエーテルの非限定的な例はとりわけ、パーフルオロメチルビニルエーテル(CF−O−CF=CF)、パーフルオロエチルビニルエーテル(CFCF−O−CF=CF)、パーフルオロプロピルビニルエーテル(CFCFCF−O−CF=CF)のうちから選択されるパーフルオロアルキルビニルエーテル;およびCFO−CFCFCFO−CF=CF、CFCFO−CF−O−CF=CF;CFOCFCFO−CF−O−CF=CF;CFO−CF−O−CF=CFのうちから選択されるパーフルオロオキシアルキルビニルエーテルである。
【0016】
パーフルオロエチルビニルエーテルは、フルオロモノマー乳化重合での界面活性剤として特に有用である、Xが上に定義された意味を有する、化合物CFCFO−CFCF−O−CF−COOX(すなわち、式中RがCFCF−である(I))を得ることを可能にするので、特に好ましい。
【0017】
上述のもののうちからのエチレングリコール誘導体の選択は決定的に重要であるわけではないが;ヒドロキシル官能基に加えてこの誘導体中に存在する官能基の化学的性質が、本発明の方法のさらなる工程における保護基の適切な選択を決定するであろう。
【0018】
本発明の第1実施形態によれば、工程(A)でビニルエーテルは、ヒドロキシル付加体(III)を生成するためにエチレングリコールと反応させられる。反応は従って次の通り:
【化1】

(式中、Rは上に定義されたような意味を有する)
スケッチすることができる。付加反応は、典型的には水性反応媒体中で、塩基の存在下に一般に実施される。塩基として、金属水酸化物、アンモニアまたはアミンを挙げることができ、アルカリ性金属水酸化物が好ましい。モノ付加生成物への収率を最大にするために、塩基の量は一般に、ビニルエーテル(II)の1モル当たり1当量の塩基が使用され、その結果統計的に、エチレングリコール分子の1個のヒドロキシル基のみが(II)の二重結合への付加に向けて有利に活性化されるように適応させられる。
【0019】
本発明のこの第1実施形態による工程(B)で、ヒドロキシル付加体(III)の遊離ヒドロキシル基は、相当する保護されたヒドロキシル付加体(IV):
【化2】

(式中、丸で囲んだPは保護基を表す)
を生成するために、フッ素化条件下に安定な好適な保護基で保護される。
【0020】
好ましい保護基のうち、とりわけエステル基を挙げることができる。従って、本実施形態の工程(B)の変形で、ヒドロキシル付加体(III)は好ましくは、式R−CO−X(Xがハロゲンまたは−OH基であり、Rが、任意選択的に(過)フッ素化された、任意選択的に1つ以上の追加の−CO−X基を有する炭化水素基である)のカルボキシル誘導体と次のスキーム:
【化3】

(式中、R、RおよびXは上に定義されたような意味を有する)
で表されるように相当するエステルを生成するために反応させられる。典型的には、カルボニル誘導体R−CO−Xは、過フッ素化モノアシルフルオリドまたは過フッ素化ジアシルフルオリド(すなわち、式中、Xがフッ素であり、Rが、任意選択的に追加の−COF基を含む、パーフルオロカーボン基である化合物)のうちから選択されるであろう。本発明の目的に好適なカルボニル誘導体の非限定的な例はとりわけ、CF−C(O)F、(CFCF−C(O)F、CFCFCFO−CF(CF)CFO−CF(CF)−C(O)F、FC(O)−CF(CF)−O−CF(CF)−C(O)Fである。
【0021】
工程(C)で、この第1実施形態に従って保護されたヒドロキシル付加体(IV)は、次のスキーム:
【化4】

(式中、Rおよび丸で囲んだPは上に定義されたような意味を有する)
に描かれるように、相当する過フッ素化付加生成物を生成するためにフッ素化される。フッ素化は一般に、フッ素源の存在下に、典型的には分子状フッ素の存在下に実施される。直接フッ素化の場合には、フッ化水素捕捉剤(例えばNaF、KF)を、米国特許第4,859,747号明細書(EXFLUOR RESEARCH CORPORATION)1989年8月22日に教示されているように使用することができる。代替手段として、フッ素化は、ABE、T.ら、Preparation、properties、and industrial applications of organofluorine Compounds、R.E.BANKS編、New York:Halsted、1982年、19−43ページによって成し遂げることができる。
【0022】
ヒドロキシル基がエステル部分の形成によって保護されたとき、工程(C)のフッ素化は次の通り:
【化5】

(式中、RおよびRは上に定義されたような意味を有し、Rcfは基Rの過フッ素化等価物であり;Rが過フッ素化されている場合、Rcf=Rであることがまた理解される)
進行する。
【0023】
その後の工程(D)で、この第1実施形態の前記過フッ素化付加生成物(VI)は、式R−O−CF−CF−O−CF−C(O)F:
【化6】

(式中、Rおよび丸で囲んだPは上に定義されたものと同じ意味を有する)
の相当するアシルフルオリドを生成するために脱保護される。相当するアシルフルオリドを生成するための保護基の分解および/または加水分解を可能にする反応条件は一般に、前記保護基の化学的性質に依存するであろう。当業者は、未処理の保護基を脱保護するために好適であろう適切な反応剤および条件を選択するであろう。
【0024】
工程(D)で、ヒドロキシル官能基がエステル部分の形成で保護されたとき、アシルフルオリドはとりわけ、以下:
【化7】

(式中、R、Rcfは上に定義されたような意味を有し;Meはy原子価を有する金属であり、yは1または2である)
で表されるように、金属フッ化物の存在下での、特にNaF、CaF、AgF、CsF、KF、好ましくはKFの存在下での熱分解によって得ることができる。
【0025】
工程(E)でのアシルフルオリド(VIII)の加水分解および、任意選択的に、中和は、RおよびXが上に定義されたような意味を有する、式(I):
【化8】

のパーフルオロオキシカルボキシレ−トを得るために、当業者によく知られている標準方法によって行うことができる。
【0026】
本発明の第2実施形態によれば、工程(A)でビニルエーテルは、アルデヒド付加体(X)を生成するためにグリコールアルデヒド(HO−CH−CHO)と反応させられる。反応は一般に、以下:
【化9】

(式中、Rは上に定義されたような意味を有し、丸で囲んだp’はアルデヒド基のための保護基を表す)
で表されるようにアルデヒド付加体を得るために、グリコールアルデヒドのアルデヒド官能基を事前に保護し、次に前記保護されたグリコールアルデヒドをパーフルオロビニルエーテル(II)と反応させ、最後にアルデヒド官能性を脱保護することによって実施される。
【0027】
(IX)を生成するためのビニルエーテル(II)への付加反応の反応条件下にそれが安定であるという条件で、保護基の選択は特に限定されないが、以下;
【化10】

に描かれるように、環状アセタールの形成によって、より好ましくはエチレングリコールとの反応によってグリコールアルデヒドを保護することが一般に好ましい。保護されたアルデヒド付加体はこの好ましい変形では以下:
【化11】

の式(XI)に従うであろうし、それは、加水分解条件下に、典型的には酸性の水性媒体中で、目標アルデヒド付加体化合物(X)を生成することができる。
【0028】
この第2実施形態の工程(B)で、アルデヒド基は典型的には、以下:
【化12】

(式中、Rは上に定義されたような意味を有し、Xは、好ましくはFおよびClのうちから選択される、ハロゲンであり、Rは炭化水素基、好ましくはC1〜6アルキル基、例えば−CHである)
で表されるように、相当する酸化合物への酸化、およびその後の酸ハロゲン化物へまたはエステルへのどちらかへの変換によって保護される。
【0029】
酸ハロゲン化物(XIII)は一般に、標準方法、例えば相当する酸化合物をチオニルハロゲン化物と反応させることによって得られる。化合物(XIV)を生成するためのエステル化は、塩基性条件下での相当する酸とアルコールとの反応によっておよび/またはそれとアルコレートとの反応によって成し遂げることができる。メタノールまたはアルカリ金属メチレート(例えばCHONa)との反応が好ましい。
【0030】
酸ハロゲン化物(XIII)および/またはエステル(XIV)は有利には、この第2実施形態の方法の工程(C)でフッ素化を受ける。
【0031】
これらの化合物のフッ素化は、当業者によく知られている標準方法によって成し遂げることができる。この後者は、以下のスキーム:
【化13】

(式中、R、RおよびXは上に定義されたものと同じ意味を有し、Rhfは、全てのC−H結合がC−F結合へ変化した、Rの過フッ素化相当品である)
で表されるように、保護されたアルデヒド付加体の主鎖が有利には完全にフッ素化されながら、エステル部分は例えば保持され、アシルハロゲン化物がアシルフルオリドへ変換される適切なフッ素化技法および条件を選択するであろう。
【0032】
本発明の目的に好適な技法の非限定的な例として、とりわけ米国特許第2,519,983号明細書(MINNESOTA MINING & MANUFACTURING COMPANY)1950年8月22日、米国特許第2,713,593号明細書(MINNESOTA MINING & MANUFACTURING COMPANY)1955年7月19日、国際公開第98/50603号パンフレット(MINNESOTA MINING & MANUFACTURING COMPANY)1998年11月12日に記載されているように、Simons電気化学的フッ素化が、および米国特許第4,859,747号明細書(EXFLUOR RESEARCH CORPORATION)1989年8月22日に教示されているように、任意選択的に好適なHF捕捉剤と組み合わせての、元素状フッ素の存在下の、直接フッ素化を挙げることができる。
【0033】
この実施形態の工程(D)で、フッ素化から得られる過フッ素化化合物(例えば化合物XVまたはXVIのような)はアシルフルオリドを生成するために分解される。アシルハロゲン化物としてのアルデヒドの保護の場合には、アシルフルオリドを生成するためのこの基の脱保護はフッ素化条件で直接得られる。エステルとしての保護の場合には、フッ素化からのパーフルオロエステルは一般に、本発明の第1実施形態について既に記載されたようにワークアップされる。
【0034】
アシルフルオリドから式(I)の目標パーフルオロオキシカルボキシレ−トを得るために必要とされるその後の工程における関連化学は、本発明の第1実施形態の記載に関連して既に詳述された。
【0035】
本発明の第3実施形態によれば、工程(A)でビニルエーテルは、酸付加体(XIII)を生成するためにグリコール酸(HO−CH−COOH)と反応させられる:
【化14】

反応は、典型的には水性反応媒体中で、塩基の存在下に典型的には実施される。塩基として、金属水酸化物、アンモニアまたはアミンを挙げることができ、アルカリ性金属水酸化物が好ましい。塩基の量は一般に、以下:
【化15】

(式中、Rは上に定義されたものと同じ意味を有し、Bは、付加工程に使用された塩基の対カチオン(例えばNa、K、NHなど)である)
に描かれるように、グリコール酸の1モル当たり少なくとも2当量の塩基が使用され、その結果、酸性化によって目標の酸(XIII)を生成する、中間のカルボキシレ−ト付加体(XVII)が一般に形成されるように適応させられる。
【0036】
この第3実施形態によるその後の工程の関連化学および変形は、本明細書で言及される、本発明の第2実施形態に関連して既に記載されている。
【0037】
本発明は、ここで以下の実施例に関連してより詳細に記載されるが、その目的は例示的なものであるにすぎず、本発明の範囲を限定することを意図されない。
【実施例】
【0038】
実施例1
エチレングリコールからのCFCF−O−CFCF−O−CFCOONHの合成
【0039】
実施例1(a)パーフルオロエチルビニルエーテルへのエチレングリコールの付加
【化16】

磁気撹拌機、温度計、−75℃に維持された冷却器および2つの滴加漏斗を備えた、4つ口丸底ガラス反応器に、150gのエチレングリコールを導入し;67mlの水中の13.8g(346ミリモル)のNaOHの溶液を次に、0℃の温度を維持しながら加えた。75g(346ミリモル)のパーフルオロエチルビニルエーテル(CF=CF−O−C)をゆっくり加えた。混合物を次に室温で2時間撹拌した。190mlのテトラヒドロフラン(THF)の添加後に、有機相を回収し、MgSO上で乾燥させ、濾過し、分別蒸留によって精製した。沸点=760mmHgで143℃を有する、75モル%の収率に相当する、72gの式(B)の目標化合物を集めた。
【0040】
実施例1(b)アセチルフルオリドでのエステル化による付加体(B)の保護
【化17】

アルコール付加体(B)を200mlのA113に希釈し、16gの粉末NaFを加え;次に温度を0℃に保ちながら、45gのCFCOFを溶液にゆっくり加える。固体HF捕捉剤の除去後に、エステル(C)を回収し、さらなる精製なしにその後のフッ素化に使用した。
【0041】
実施例1(c)エステル(C)のフッ素化
【化18】

(C)の濾過溶液を次に、0〜20℃でフッ素(F:N=20:80に窒素中に希釈された)で処理し;反応をガスクロマトグラフィーで監視した。フッ素化が完了したらすぐに、粗混合物を分別蒸留し、過フッ素化エステル(D)(84g、収率70%)を得た。
【0042】
実施例1(d)パーフルオロエステル(D)の分解
【化19】

パーフルオロエステル(D)を、約100℃の温度でKFでの処理によってCFCOFと化合物(E)とに定量的に分解させ;アシルフルオリド(E)を分別蒸留によって回収した。
【0043】
実施例1(e)アシルフルオリド(E)の加水分解および中和
【化20】

アシルフルオリド(E)を水で相当する酸に定量的に加水分解し;窒素バブリングによるHFの除去後に、混合物を、遊離の酸を回収するために分別蒸留した。前記酸のCHCl溶液を、アンモニウム塩を沈澱させるためにガス状アンモニアと接触させ、アンモニウム塩を濾過および乾燥によって回収した。
【0044】
実施例2
グリコールアルデヒドからのCFCF−O−CFCF−O−CFCOONHの合成
【0045】
実施例2(a)パーフルオロエチルビニルエーテルへのグリコールアルデヒドの付加
【化21】

磁気撹拌機、温度計、−75℃(ドライアイス−イソプロピルアルコール)に維持された冷却器および2つの滴加漏斗を備えた、4つ口丸底ガラス反応器に、室温で60gのグリコールアルデヒド(1.0モル)および62gのエチレングリコール(1.0モル)、引き続いて10gの37%HCl水溶液(0.10モルHCl)を入れ;撹拌下1時間後に、環状アセタール(G)の形成が完了し;反応器をこうして氷水浴で0℃に冷却し、次に44g(1.1モル)のNaOH(固体)と44mlの蒸留水HOとの溶液を半時間で加えた。わずかな発熱後に、0℃で、216g(1.0ミリモル)の(A)をゆっくり加えた。添加の終わりに、反応混合物を20℃に達するに任せ、もう2時間撹拌した。粗混合物をテトラヒドロフラン(THF)で3回抽出した。合わせたTHF抽出液をMgSOで脱水し、濾過し、分別蒸留し、247gの部分水素化エーテル(H)(収率77モル%)を集めた。付加体(H)のアルデヒド基を、酸性条件(希釈HCl)での加水分解によって脱保護し(定量的に)、相当するアルデヒド(J)を得た。
【0046】
実施例2(b)エステル基としてのアルデヒドの保護
【化22】

そのようにして得たアルデヒド(J)を、90℃で4時間過マンガン酸カリウムの塩基性溶液で酸化し;溶液を、MnOを除去するために濾過し、次に37%HCl水溶液でpH=1まで処理した。この酸をCHClでの洗浄、MaSOでの処理、濾過およびCHClの蒸発によって回収した。135gの酸(K)を得た(収率60モル%)。酸を次に、室温でMeONa/MeOH(5%過剰)の溶液で処理し;蒸留後に、134gのエステル(L)を得た(収率95モル%)。
【0047】
実施例2(c)エステル(L)として保護されたアルデヒド付加体のフッ素化
【化23】

エステル(L)を500mlのA113で希釈し、次に窒素で希釈されたフッ素(20:80)を、GCによってHからFへの転化をフォローしながら0〜20℃で撹拌下に導入し;フッ素化が完了したとき、粗混合物を分別蒸留し、130gの過フッ素化エステル(M)を得た(収率72モル%)。
【0048】
実施例2(d)アシルフルオリド(E)を生成するためのエステル(M)の加水分解
【化24】

過フッ素化エステル(M)を、約80℃の温度でKFでの処理によってアシルフルオリド(N)に定量的に分解し;後者のアシルフルオリドを分別蒸留によって回収した。
【0049】
実施例2(e)アシルフルオリド(E)の加水分解および中和
工程実施例1(e)に詳述されたものと同じ手順を、アンモニウム塩(F)を得るために繰り返した。
【0050】
実施例3
グリコール酸からのCFCF−O−CFCF−O−CFCOONHの合成
【0051】
実施例3(a)パーフルオロエチルビニルエーテルへのグリコール酸の付加
【化25】

磁気撹拌機、温度計、−75℃(ドライアイス−イソプロピルアルコール)に維持された冷却器および2つの滴加漏斗を備えた、4つ口丸底ガラス反応器に、76gのグリコール酸(1.0モル)、引き続いて300mlの蒸留水HO中の84g(2.1モル)のNaOH(固体)を入れ;反応器を氷水浴で0℃に冷却した。216g(1.0モル)のCF=CFOCFCFをゆっくり加えた。添加の終わりに反応混合物を20℃に達するに任せ、もう3時間撹拌した。次に好適な量の37%HCl水溶液を、pH=1を達成するまで加えた。酸性化混合物を次にTHFで3回抽出した。合わせたTHF相をMgSOで脱水し、濾過し、酸付加体(K)を回収するために分別蒸留した。215gの部分水素化酸付加体(K)を集めた(収率74モル%)。
【0052】
中間体(K)からアンモニウム塩(F)を得るためにセクション実施例2(b)、実施例2(c)および実施例2(d)で上に詳述されたものと同じ手順に従った。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(I):
O−CFCF−O−CF−COOX (I)
(式中、Rはパーフルオロ(オキシ)アルキル基であり、XはH、一価金属または、それぞれ等しいかまたは異なるRがHまたはC1〜6炭化水素基の、式NRのアンモニウム基である)
のパーフルオロオキシカルボキシレートの製造方法であって、
(A)Rが上に詳述されたものと同じ意味を有し、Eが−CHOH、−COOHおよび−CHOのうちから選択される、式R−O−CFH−CF−O−CH−Eの相当する付加生成物を生成するために、式R−O−CF=CFのパーフルオロビニルエーテルを、エチレングリコール(HO−CHCH−OH)、グリコール酸(HO−CH−COOH)、グリコールアルデヒド(HO−CH−CHO)およびそれらの保護された誘導体のうちから選択されるエチレングリコール誘導体と反応させる工程;
(B)官能基Eを好適な化学的構造で任意選択的に保護する工程;
(C)前記(保護された)付加生成物をフッ素化して前記相当する過フッ素化付加生成物を生成する工程;
(D)前記過フッ素化付加生成物を任意選択的に脱保護して式R−O−CF−CF−O−CF−C(O)Fの相当するアシルフルオリドを生成する工程;
(E)式(I)の前記パーフルオロオキシカルボキシレートを生成するために前記アシルフルオリドを加水分解し、任意選択的に、中和する工程
を含む方法。
【請求項2】
工程(A)で前記ビニルエーテルが次の通り:
【化1】

(式中、Rは請求項1に定義されたような意味を有する)
ヒドロキシル付加体(III)を生成するためにエチレングリコールと反応させられる、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
工程(B)で前記ヒドロキシル付加体(III)のヒドロキシル遊離基が、相当する保護されたヒドロキシル付加体(IV):
【化2】

(式中、丸で囲んだPは保護基を表し、Rは請求項1に定義されたような意味を有する)
を生成するために、フッ素化条件下に安定な好適な保護基で保護される、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
工程(B)で前記ヒドロキシル付加体(III)が、式R−CO−X(Xはハロゲンまたは−OH基であり、Rは、任意選択的に(過)フッ素化されている、任意選択的に1つ以上の追加の−CO−X基を有する、炭化水素基である)のカルボキシル誘導体と次のスキーム:
【化3】

(式中、Rは請求項1に定義されたような意味を有し、RおよびXは上に定義されたような意味を有する)
で表されるように相当するエステルを生成するために反応させられる、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
工程(C)で前記保護されたヒドロキシル付加体(IV)が、次のスキーム:
【化4】

(式中、Rおよび丸で囲んだPは請求項3に定義されたような意味を有する)
に描かれるように、相当する過フッ素化付加生成物を生成するためにフッ素化される、請求項3に記載の方法。
【請求項6】
工程(C)の前記フッ素化が次の通り:
【化5】

(式中、RはおよびRは請求項4に定義されたような意味を有し、Rcfは基Rの過フッ素化等価物であり;Rが過フッ素化されている場合、Rcf=Rであることがまた理解される)
進行する、請求項4に記載の方法。
【請求項7】
その後の工程(D)で、前記過フッ素化付加生成物(VI)が式R−O−CF−CF−O−CF−C(O)Fの相当するアシルフルオリド:
【化6】

(式中、Rおよび丸で囲んだPは請求項5に定義されたものと同じ意味を有する)
を生成するために脱保護される、請求項5に記載の方法。
【請求項8】
工程(D)で、アシルフルオリドが以下:
【化7】

(式中、R、Rcfは請求項6に定義されたような意味を有し;Meはy原子価を有する金属であり、yは1または2である)
で表されるように金属フッ化物の存在下の熱分解によって得られる、請求項6に記載の方法。
【請求項9】
工程(A)で前記ビニルエーテルが、アルデヒド付加体(X)を生成するためにグリコールアルデヒド(HO−CH−CHO)と反応させられる、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
工程(A)の付加反応が、以下:
【化8】

(式中、Rは請求項1に定義されたような意味を有し、丸で囲んだp’はアルデヒド基のための保護基を表す)
で表されるようにアルデヒド付加体を得るために、グリコールアルデヒドのアルデヒド官能基を事前に保護し、次に前記保護されたグリコールアルデヒドをパーフルオロビニルエーテル(II)と反応させ、最後にアルデヒド官能性を脱保護することによって実施される、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
工程(B)で、前記アルデヒド基が、以下:
【化9】

(式中、Rは請求項10に定義されたような意味を有し;Xはハロゲン、好ましくはFおよびClのうちから選択され、Rは炭化水素基、好ましくはC1〜6アルキル基、例えば−CHである)
で表されるように、相当する酸化合物への酸化、およびその後の酸ハロゲン化物へまたはエステルへのどちらかへの変換によって保護される、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
工程(A)で前記ビニルエーテルが、酸付加体(XIII):
【化10】

(式中、Rは請求項1に定義された意味を有する)
を生成するためにグリコール酸(HO−CH−COOH)と反応させられる、請求項1に記載の方法。
【請求項13】
工程(A)の付加反応が、以下:
【化11】

(式中、Rは請求項12に定義されたものと同じ意味を有し、Bは付加工程に使用された塩基の対カチオンである)
に描かれるように、塩基の存在下に実施され、その量が、グリコール酸の1モル当たり少なくとも2当量の塩基が使用されるように適応させられ、その結果中間のカルボキシレート付加体(XVII)が形成され、それが酸性化によって目標の酸(XIII)を生成する、請求項12に記載の方法。

【公表番号】特表2011−527308(P2011−527308A)
【公表日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−517122(P2011−517122)
【出願日】平成21年7月7日(2009.7.7)
【国際出願番号】PCT/EP2009/058536
【国際公開番号】WO2010/003931
【国際公開日】平成22年1月14日(2010.1.14)
【出願人】(508305960)ソルヴェイ・ソレクシス・エッセ・ピ・ア (53)
【Fターム(参考)】