JPH0637437B2 - 含窒素ペルフルオロアルキルヨ―ジド及びその製造方法 - Google Patents

含窒素ペルフルオロアルキルヨ―ジド及びその製造方法

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JPH0637437B2
JPH0637437B2 JP1082727A JP8272789A JPH0637437B2 JP H0637437 B2 JPH0637437 B2 JP H0637437B2 JP 1082727 A JP1082727 A JP 1082727A JP 8272789 A JP8272789 A JP 8272789A JP H0637437 B2 JPH0637437 B2 JP H0637437B2
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iodide
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は新規な含窒素ペルフルオロアルキルヨージド及
び含窒素ペルフルオロアルキルヨージドを製造するため
の新規な方法に関するものである。さらに詳しくいえ
ば、本発明は、例えば界面活性剤、農薬、医薬品などの
フッ素含有製品の合成中間体として、あるいはヨウ素光
解離レーザーの素材などとして有用な含窒素ペルフルオ
ロアルキルヨージド及びこのものを容易に入手しうる原
料を用いて、高収率で経済的有利に製造する方法及びそ
の方法により得られる新規化合物に関するものである。
従来の技術 従来、ペルフルオロアルキルヨージド類は、ペルフルオ
ロアルキル基とヨウ素との結合が比較的弱く、熱や光に
より容易にその結合が開裂することから、ペルフルオロ
アルキル基を導入するための化合物として知られてお
り、例えば界面活性剤、農薬、医薬品などのフッ素含有
製品の合成原料として用いられている。
ところで、ペルフルオロアルキルヨージドの1種である
ペルフルオロ(N,N−ジアルキルアミノ)基をもつペル
フルオロアルキルヨージドにおいては、ペルフルオロア
ルキル基の中にかさ高いペルフルオロアルキルアミノ基
をもつため、これをビルディングブロックとして、他の
化合物に導入することにより、低表面エネルギー特性や
非結晶性などの機能性を付与することが可能である。し
たがって、新素材として含窒素ペルフルオロアルキルヨ
ージドが容易に入手可能であれば、該機能性を付与する
ための材料としての需要増が期待できる。
ペルフルオロアルキルヨージドの製造方法としては、こ
れまでN−ヨウ化ビス(トリフルオロメチルアミン)と
ペルフルオロプロぺンとの混合物に10日間紫外線照射
してペルフルオロ(ジメチルアミノ−2−ヨードプロパ
ン)を得る方法が知られている〔「ジャーナル・オブ・
ザ・ケミカル・ソサエティ(J.Chem.Soc.)」、(C)、1
971巻、第3833ページ〕。
しかしながら、この方法は反応時間が長い上に低収率
で、しかも原料が入手困難なため得られる化合物が制限
されるという欠点があり、工業的方法としては不適当で
ある。
発明が解決しようとする課題 本発明は、種々の含フッ素化合物の合成原料やヨウ素光
解離レーザー(ソーラーポンプトレーザー)の新素材と
して有用な新規化合物を包含する各種含窒素ペルフルオ
ロアルキルヨージドを容易に入手しうる原料を用いて、
簡単な操作で収率よく製造する方法を提供することを目
的としてなされたものである。
課題を解決するための手段 本発明者らは、有用な有用なペルフルオロアルキル化合
物を製造するための新規な方法を開発するために鋭意研
究を重ねた結果、原料としてペルフルオロアルキルアミ
ノ基を含有するペルフルオロカルボン酸フルオリドとヨ
ウ化リチウムとを用い、この混合物を加熱処理すること
により、種々の用途に適した新規なペルフルオロアルキ
ルヨージドが得られることを見い出し、この知見に基づ
いて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、
一般式 (式中のR1f及びR2fは、それぞれ同一又はたがいに異な
る炭素数1〜5のペルフルオロアルキル基であって、そ
れらは直接にあるいは酸素原子又は窒素原子を介して結
合し、両者が結合している窒素原子とともに複素環を形
成していてもよく、nは1〜3の整数である) で表される含窒素ペルフルオロカルボン酸フルオリドと
ヨウ化リチウムとを、150〜400℃の温度において反応さ
せることを特徴とする、一般式 (式中のR1fR2f及びnは前記と同じ意味をもつ) で表される含窒素ペルフルオロアルキルヨージドの製造
方法を提供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
前記一般式(I)中のR1f及びR2fは、それぞれ炭素数1〜
5のペルフルオロアルキル基であり、それらは同一であ
ってもよいし、たがいに異なっていてもよく、また直接
にあるいは酸素原子又は窒素原子を介して結合し、両者
が結合している窒素原子とともに五員環、六員環又は七
員環の複素環を形成していていてもよい。すなわち、該
一般式(I)における の例としては、以下のものがある。
(ただし、m及びlは1〜5の整数である) また、前記一般式(I)における としては、 が挙げられる。
本発明方法で原料化合物として用いられる一般式(I)
の含窒素ペルフルオロカルボン酸フルオリドは、例え
ば、一般式 (式中のR1及びR2は、それぞれ同一又はたがいに異なる
炭素数1〜5のアルキル基であって、それらは、また直
接にあるいは酸素原子又は窒素原子を介して結合し、両
者が結合している窒素原子とともに複素環を形成してい
てもよく、nは前記と同じ意味をもつ) で表されるN,N-(ジアルキルアミノ)基置換カルボン酸
のエステル又は酸ハライドを、フッ化水素中において電
解フッ素化することにより、容易に製造することができ
る。
本発明方法においては、前記一般式(I)で表される含
窒素ペルフルオロカルボン酸フルオリドとヨウ化リチウ
ムとを、単に150〜400℃、好ましくは180〜230℃の範囲
の温度で加熱処理することにより、前記一般式(II)の
含窒素ペルフルオロアルキルヨージドを容易に製造する
ことができる。前記温度が150℃未満では転化率が低す
ぎて実用的でないし、400℃を超えると分解などの副反
応が生じるようになり、好ましくない。反応時間は処理
温度によって左右され一概に定めることはできないが、
一般に10秒ないし24時間程度である。
該ヨウ化リチウムとしては、無水物も水和物も用いるこ
とができるが、特に無水物が好適である。また、その使
用量は、フルオロカルボニル基に対し、化学量論的にや
や過剰量であることが好ましい。
さらに、この反応は減圧下、大気圧下、加圧下のいずれ
の圧力下においても行うことができるし、またバッチ式
又は連続式のいずれの方法も可能である。また、該反応
においては、反応形態に応じて、窒素、ヘリウム、アル
ゴン、二酸化炭素などの不活性ガスや、ヨウ化リチウム
と反応しないペルフルオロカーボンなどの不活性液体を
希釈剤として用いてもよい。この場合、希釈倍率として
は、100倍以下が好ましい。
該反応を連続式にて行う場合には、所定温度に保持され
たヨウ化リチウム充填層に、原料の含窒素ペルフルオロ
カルボン酸フルオリドを連続的に供給して反応させるこ
とにより、容易に相当する含窒素ペルフルオロアルキル
ヨージドを得ることができる。反応容器の材質について
は特に制限はないが、通常ステンレス製のものやハステ
ロイ製のものが用いられる。また、該充填層の形式につ
いては特に制限はなく、固定床、移動床、流動床など、
いずれの形式のものも用いることができる。本発明方法
によれば、従来の方法では得られなかった新規な環式含
窒素ペルフルオロアルキルヨージド、すなわち一般式 (式中のXは酸素原子又はジフルオロメチレン基、mは
0又は1、nは1〜3の整数である) で表される環式含窒素ペルフルオロアルキルヨージドを
得ることができるが、このような新規化合物を提供する
ことも本発明の目的の1つである。このような新規化合
物の例としては、ペルフルオロ〔1−ピロリジノ)エチ
ルヨージド〕、ペルフルオロ〔1−(ピペリジノ)エチ
ルヨージド〕、ペルフルオロ〔1−(モノホリノ)エチ
ルヨージド〕、ペルフルオロ(N−ヨウ化メチルピロリ
ジン)、ペルフルオロ(N−ヨウ化メチルピペリジン)、
ペルフルオロ(N−ヨウ化メチルモルホリン)、ペルフ
ルオロ(1−モルホリノ−2−ヨードプロパン)などを
挙げることができる。
発明の効果 本発明方法によると、新規な含窒素ペルフルオロアルキ
ルヨージド類を、容易に入手しうる原料から、極めて簡
単なプロセスにより効収率で得ることができるので、該
方法は含窒素ペルフルオロアルキルヨージド類の工業的
製法として有用である。
また一般式(III)の環式含窒素ペルフルオロアルキルヨ
ージド類は文献未載の新規化合物であって、界面活性
剤、農薬、医薬品などのフッ素含有製品の合成原料とし
て工業的価値の極めて高いものである。さらに該化合物
で、ペルフルオロ〔1−(環式アルキルアミノ基)置換
エチルヨージド〕に属する化合物の中でペルフルオロ
〔1−(ピペリジノ)エチルヨージド〕は紫外線吸収極
大が長波数側にシフトしており(λmax293nm)、ヨウ素
光解離レーザー(ソーラーポンプトレーザー)としての
利用が可能である。
実施例 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。
実施例1 原料としてN,N-ジメチルアミノ酢酸メチルを電解フッ素
化して得た生成物をそのまま用いた。この生成物には、
ペルフルオロ(N,N−ジメチルアミノアセチルフルオリ
ド)が62.5wt%含まれていた。
まず、無水ヨウ化リチウム4.64gを含む75m容量の
ステンレス製反応容器に前記フルオロカーボン混合物9.
39g〔この中にペルフルオロ−(N,N−ジメチルアミノア
セチルフルオリド)5.87gを含有〕を仕込み、脱気後180
℃で約7時間反応させた。反応生成物は、まず−195℃
及び-78℃の冷却トラップを用いて分別凝縮により2つ
の留分に分離した。−78℃に凝縮した化合物をガスク
ロマトグラフィー〔キャリヤー:He、液相:1,6−ビ
ス(1,1,12−トリヒドロペルフルオロドデシルオキシ)
ヘキサン、担体:60〜80メッシュクロモソーブPA
W〕、IR、19F−NMR,Mass,元素分析(炭素)などによ
り分析したところ、ペルフルオロ〔(N,N−ジメチルアミ
ノ)ヨウ化メタン〕4.54gが得られた。その収率は消費
された原料に基づくと74モル%であった。
前記ペルフルオロ〔N,N−ジメチルアミノ)ヨウ化メタ
ン〕は新規化合物で、沸点56.5〜57.0℃、▲n20 D▼1.3
310、▲d20 4▼2.0685であり、室温では薄い紫色の液体
であった。
該化合物の分光学的データは次のようである。19 FNMRデータ (CF3)2N CF2I ケミカルシフト(ppm:CFCl3基準) −54.6 (triplet) −19.8 (heptet) カップリングコンスタント(Hz) −=13.4 質量分析データ m/e 310 [M−F]+ 222 C2F3NI+ 202 (CF3)2NCF2 + 実施例2 原料としてモルホリノ酢酸メチルを電解フッ素化して得
た生成物を用いた以外は、実施例1と同様の方法で反応
を行った。
すなわち、フルオロカーボン混合物5.02g〔この中にペ
ルフルオロ(モルホリノアセチルフルオリド)4.22gを
含有〕を無水ヨウ化リチウム2.01gとを180℃で約6時間
反応させ、実施例1と同様に分析したところ、ペルフル
オロ(N−ヨウ化メチルモルホリン)3.62gが得られ
た。その収率は仕込んだ原料に基づくと69モル%であ
った。
前記ペルフルオロ(N−ヨウ化メチルモルホリン)は新規
化合物で、その物性値は沸点108.0〜109.0℃、▲n20 D
▼1.3522、▲d20 4▼2.1211であった。
実施例3 原料として、2−ピペリジノプロピオン酸メチルを電解
フッ素化して得た生成物を用いた以外は、実施例1と同
様の方法で反応を行った。
フルオロカーボン混合物5.03g[この中にペルフルオロ
[2−(ピペリジノ)プロピオニルフルオリド]3.47gと
ペルフルオロ[2−(メチルピロリジノ)プロピオニルフ
ルオリド0.68gを含有]と無水ヨウ化リチウム1.69gを18
0℃で約6時間反応させ、実施例1と同様に分析したと
ころ、生成物中にペルフルオロ〔1−(ピペリジノ)エ
チルヨージド〕(2.10g)とペルフルオロ〔1−(メチルピ
ロリジノ)エチルヨージド〕(0.63g)が含まれていた。
前記ペルフルオロ〔1−(ピペリジノ)エチルヨージ
ド〕及びペルフルオロ〔1−(メチルピロリジノ)エチ
ルヨージド〕の収率は、仕込んだ原料基準でそれぞれ5
1モル%及び78モル%であった。
前記ペルフルオロ〔1−(ピペリジノ)エチルヨージ
ド〕は、新規化合物で、沸点140.0〜140.5℃、▲n20 D
▼1.3527、▲d20 4▼2.1313であり、その紫外線吸収極
大はλmax293nmを示し、その値はヨウ素光解離レーザー
(ソーラーポンプトレーザー)素材として注目されてい
るペルフルオロ(t−ブチルヨージド)のそれに匹敵す
る。なお、数種の含窒素ペルフルオロアルキルヨージド
のUV測定の結果を表に示した。
実施例4 原料として、3−(ジエチルアミノ)プロピオン酸メチ
ルを電解フッ素化して得た生成物を用いた以外は、実施
例1と同様の方法で反応を行った。
すなわち、フルオロカーボン混合物4.92g〔この中にペ
ルフルオロ[3−ジエチルアミノ)プロピオニルフルオ
リド]3.17gを含有)]と無水ヨウ化リチウム1.68gとを
180℃で約18時間反応させたところ、透明紫色の反応
混合物4.55gが得られた。このものをチオ硫酸ナトリウ
ム水溶液(約5wt%)で洗浄したところ、無色透明の液
体(4.38g)になったが、徐々に薄い桜色に着色していっ
た。実施例1と同様に分析したところ、この中にペルフ
ルオロ〔2−(ジエチルアミノ)エチルヨージド〕2.75g
収率72モル%)が含まれていた。
該化合物は新規化合物で、その物性値は沸点125.5〜12
6.5℃、▲n20 D▼1.3344、▲d20 4▼2.0914であった。
実施例5 原料として、3−モルホリノイソ酪農メチルを電解フッ
素化して得た生成物を用いた以外は、実施例1と同様の
方法で反応を行った。
すなわち、フルオロカーボン混合物5.00g〔この中にペ
ルフルオロ(3−モルホリノイソブチリルフルオリド3.
89gを含有〕と無水ヨウ化リチウム1.57gとを180℃で6
時間半反応させ、得られた液体をチオ硫酸ナトリウム水
溶液で洗浄して精製した。このものを実施例1と同様に
分析したところ、ペルフルオロ(1−モルホリノ−2−
ヨードプロパン)3.50gが(収率76モル%)含まれて
いた。
該化合物は新規化合物で、沸点144.0〜145.0℃、▲n20
D▼1.3482、▲d20 4▼2.1357の物性を有していた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07D 265/30

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (式中のXは酸素原子又はジフルオロメチレン基、mは
    0又は1、nは1〜3の整数である) で表わされる環式含窒素ペルフルオロアルキルヨージ
    ド。
  2. 【請求項2】一般式 (式中のR1f及びR2fは、それぞれ同一又はたがいに異な
    る炭素数1〜5のペルフルオロアルキル基であって、そ
    れらは直接にあるいは酸素原子又は窒素原子を介して結
    合し、両者が結合している窒素原子とともに複素環を形
    成していてもよく、nは1〜3の整数である) で表わされる含窒素ペルフルオロカルボン酸フルオリド
    とヨウ化リチウムとを、150〜400℃の温度において反応
    させることを特徴とする、一般式 (式中のR1f、R2f及びnは前記と同じ意味をもつ) で表わされる含窒素ペルフルオロアルキルヨージドの製
    造方法。
JP1082727A 1989-03-31 1989-03-31 含窒素ペルフルオロアルキルヨ―ジド及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH0637437B2 (ja)

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