JPH0751538B2 - 含窒素ペルフルオロアルキルブロミドの製造方法 - Google Patents

含窒素ペルフルオロアルキルブロミドの製造方法

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JPH0751538B2
JPH0751538B2 JP4078887A JP7888792A JPH0751538B2 JP H0751538 B2 JPH0751538 B2 JP H0751538B2 JP 4078887 A JP4078887 A JP 4078887A JP 7888792 A JP7888792 A JP 7888792A JP H0751538 B2 JPH0751538 B2 JP H0751538B2
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bromide
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由夫 早川
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/60Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by condensation or addition reactions, e.g. Mannich reaction, addition of ammonia or amines to alkenes or to alkynes or addition of compounds containing an active hydrogen atom to Schiff's bases, quinone imines, or aziranes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D265/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one nitrogen atom and one oxygen atom as the only ring hetero atoms
    • C07D265/281,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines
    • C07D265/301,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines not condensed with other rings

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  • Fireproofing Substances (AREA)
  • Fire-Extinguishing Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、含窒素ペルフルオロア
ルキルブロミドの製造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
はハロン系消火剤、トランス油や電気絶縁油への難燃性
添加剤やX線造影剤などとして有用な含窒素ペルフルオ
ロアルキルブロミド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に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、ペルフルオロアルキルブロミド類
は、ペルフルオロアルキル基と臭素との結合が比較的弱
く、過酸化物により、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。
さらに、それ自体、ハロン系消火剤、トランス油や電気
絶縁油への難燃性添加剤、あるいはX線造影剤などとし
ても有用である。
【0003】ところで、最近、地球環境問題として、オ
ゾン層を保護するために難分解性のフロンやハロンの全
面的な使用禁止の規制に伴い、それらの代替品の開発が
活発に行われている。現在、ガス系消火薬剤として広く
用いられている難分解性のハロンの代替品としては、該
ハロンのもつ優れた性能を保持するとともに、オゾン層
のある成層圏にまで到達しないように、対流圏において
適当に分解する性質を有することが必要である。
【0004】このような分解性を有する代替ハロンとし
て、ペルフルオロ化合物に水素原子を導入することによ
り、適当な分解性を付与したヒドロフルオロブロモカー
ボン(HFBC)やヒドロフルオロカーボン(HFC)
が開発されている。しかしながら将来的には、オゾン層
の保護とともに地球の温暖化対策の決め手(新世代ハロ
ン)として、ヘテロ原子を導入することにより分解性を
付与したフッ素化合物の開発が提案されている[「化学
総説」、No.11、第94ページ(1991年)]。
【0005】含窒素ペルフルオロアルキルブロミドは、
代替ハロンとして要求される諸特性を満たしていること
から、新しいガス系消火剤(第三世代ハロン)として期
待され、注目されている。このような含窒素ペルフルオ
ロアルキルブロミドの製造方法としては、これまで、N
−ブロモ−ビス(トリフルオロメチル)アミンとテトラ
フルオロエチレンとを25℃において長時間太陽光に露
光してペルフルオロ(N,N−ジメチル−2−ブロモエ
チルアミン)を製造する方法[「ジャーナル・オブ・ケ
ミカル・ソサエティ(J.Chem.Soc.)」、1
965年、第6141ページ]、N−ブロモ−ビス(ト
リフルオロメチル)アミンとヘキサフルオロプロペンと
を100℃において24時間反応させることによりペル
フルオロ(N,N−ジメチル−2−ブロモプロピルアミ
ン)を製造する方法[「ジャーナル・オブ・アメリカン
・ケミカル・ソサエティ(J.Am.Chem.So
c.)」、第80巻、第3604ページ]及び[「ジャ
ーナル・オブ・ケミカル・ソサエティ(J.Chem.
Soc.)」、1965年、第6141ページ]及び含
窒素ペルフルオロカルボン酸フルオリドと臭化リチウム
とを、200〜500℃の温度において反応させること
により含窒素ペルフルオロアルキルブロミドを製造する
方法(特開平2−262539号公報)などが知られて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、界面活性
剤、農薬、医薬品などの合成中間体として、あるいはハ
ロン系消火剤、トランス油や電気絶縁油への難燃性添加
剤、さらにはX線造影剤などとして有用な含窒素ペルフ
ルオロアルキルブロミドを入手容易な原料から、高収率
で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。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは含窒素ペル
フルオロアルキルブロミドについて、鋭意研究を重ねた
結果、原料として含窒素ペルフルオロカルボン酸ブロミ
ドを用い、これを紫外線照射下に脱カルボニル化反応さ
せることにより、収率よく含窒素ペルフルオロアルキル
ブロミドが得られることを見出し、この知見に基づいて
本発明を完成するに至った。
【0008】すなわち、本発明は、一般式
【化3】 (式中のRf及びRf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、両者は直接に、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い)で表わされる含窒素ペルフル
オロカルボン酸ブロミドを、紫外線照射下に脱カルボニ
ル化させることを特徴とする、一般式
【化4】 (式中のRf及びRfはそれぞれ前記と同じ意味を
もつ)で表わされる含窒素ペルフルオロアルキルブロミ
ドの製造方法を提供するものである。
【0009】前記一般式(II)で表わされる目的化合
物の含窒素ペルフルオロアルキルブロミドの多くは、文
献未載の新規な化合物であって、該一般式(II)中の
Rf及びRf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い。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、六員環又は七員環など
の複素環を形成していてもよい。
【0010】前記一般式(II)中のRf・Rf
−として表わされるペルフルオロジアルキルアミノ基の
具体例としては、例えば
【化5】 (ただし、n及びmは1〜5の整数である)で表わされ
る基などを挙げることができる。
【0011】本発明方法において出発原料として用いら
れる前記一般式(I)のペルフルオロ(アルキルアミノ
基置換酢酸ブロミド)は、例えば、一般式
【化6】 (式中のR及びRはそれぞれ同じ意味をもつ)で表
わされるN,N−ジアルキルアミノ酢酸のエステル又は
酸ハライドを、フッ化水素中において電解フッ素化する
ことにより相当する含窒素ペルフルオロカルボン酸フル
オリドを得、次いでこのものと臭化リチウムとを、23
0〜270℃の範囲の温度で加熱処理することにより容
易に得ることができる。
【0012】本発明方法における脱カルボニル化反応
は、前記一般式(I)で示される含窒素ペルフルオロカ
ルボン酸ブロミドに紫外線を照射することによって行う
ことができる。使用される紫外線は400nm以下の波
長をもつものであればよく、特に制限されず、光が透過
すべき物質の透過特性に応じて適宜選べばよいが、通常
は250〜370nmの範囲の波長をもつ紫外線が用い
られる。
【0013】この反応を行わせるための光源としては一
般に市販されている各種の水銀アーク灯が利用でき、反
応装置としては光源が反応容器の内部に挿入設置された
内部照射型のものが特に好ましく利用される。反応を完
了させるために必要とされる照射時間は、使用する光源
の種類、反応体と光源との距離、出力に対する反応体の
モル比、反応体の種類、系の希釈の有無、かきまぜ条件
などに依存するが、その反応の完結時間は、反応の進行
中に反応混合物を分析(GC及びIR)することにより
容易に確認できる。なお、この反応系の温度、圧力は反
応の進行にとって重要な因子とはならないが、好ましく
は反応混合物が液相となる温度、圧力とするのが望まし
く、通常反応温度は−80〜100℃の範囲で、反応圧
力は1気圧〜数気圧の範囲で選ばれる。
【0014】本発明方法を実施するに際しては、必ずし
も反応溶媒を使用する必要はないが、反応系のかきまぜ
効果を向上させる目的で反応溶媒を使用してもよい。そ
の場合、使用量については特に制限はないが、反応溶媒
としては、不活性であり、しかも目的生成物の沸点を考
慮して、反応終了後に反応生成物を蒸留などで容易に分
離精製できるペルフルオロヘキサン、ペルフルオロオク
タン、1,1,3−トリクロロトフルオロエタンなどの
フッ素系溶剤の中から適宜選び用いるのが有利である。
【0015】
【発明の効果】本発明によると、容易に入手しうるペル
フルオロ(ジアルキルアミノ基置換酢酸ブロミド)を、
紫外線照射下において脱カルボニル化反応させることに
より、収率よく高純度の含窒素ペルフルオロアルキルブ
ロミドを得ることができ、このものは、例えばガス系消
火剤として用いられる代替ハロンとして、また含フッ素
製品の合成中間体として有用である。
【0016】
【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。
【0017】実施例1 直径30mm、長さ200mm、厚さ2.0mmの石英
管中に、ペルフルオロ(N,N−ジメチルアミノアセチ
ルブロミド)(沸点66〜67℃、純度86.7%)7
6.8gをアルゴン雰囲気下で仕込んだ。揮発成分を捕
集するため、この石英管の上端から−78℃で冷却した
トラップに接続し、さらにそのトラップの末端を、窒素
ガスを流したT字管につないで湿気より保護した。この
石英管に理科学用石英管ランプ(100W)を25mm
の距離に設置して、250〜370nmの紫外線照射を
378時間行ったところ、冷却トラップには無色透明の
液体14.2gと石英管中にはオレンジ色の液体57.
4gが得られた。これらの反応生成物のGC分析による
結果、仕込んだ原料のペルフルオロ(N,N−ジメチル
アミノアセチルブロミド)が減少するのと反比例して、
それよりも低沸点の化合物が単一生成物として生成して
いることが確認された。該化合物(33.4g)は室温
では無色透明の揮発性の化合物であり、19F−NM
R、IR、MSなどで分析による結果、ビス(トリフル
オロメチル)ブロモジフルオロメチルアミンと決定され
た。仕込んだペルフルオロ(N,N−ジメチルアミノア
セチルブロミド)を基準にするとその収率は91.9%
であった。該化合物は新規化合物であり、該化合物の沸
点は等圧指示器による蒸気圧測定の結果、40.6℃
(外挿値)であった。以下に該化合物の赤外吸収スペク
トルデータ、核磁気共鳴スペクトルデータ及び質量分析
データを示す。
【0018】IRデータ(cm−1) 1399〜1414(w)、1354(vs)、132
4(vs),1271(ms)、1219(s),11
70(ms),1061(s),1016(w),99
7(s),861(s),766(ms),742(m
s),664(w),634(w),554(w)
【0019】19F−NMRデータ
【化7】 ケミカルシフト(CFCl基準) −55.0ppm (triplet) −28.2 (heptet) カップリングコンスタント(Hz) −=13.6
【0020】質量分析データ m/e 202 [M−Br] 129及び131 CF 114 C 69 CF
【0021】実施例2 原料として、ペルフルオロ(モルホリノアセチルブロミ
ド)を用い、内部照射型の光化学反応装置で反応を行っ
た以外はほぼ実施例1と同様に実験を行った。すなわ
ち、内部挿入型の高圧水銀灯(400W)の付属した光
化学反応容器(200ml)に、アルゴン雰囲気下、ペ
ルフルオロ(モルホリノアセチルブロミド)(純度8
9.9%、沸点105℃/490mmHg)246.5
gを仕込んだ。反応容器は外部より水冷により冷却し
た。揮発成分を捕集するため、この石英管の上端から−
78℃で冷却したトラップに接続し、さらにそのトラッ
プの末端を、窒素ガスを流したT字管につないで湿気よ
り保護した。250〜370nmの紫外線照射を168
時間行ったところ、反応容器中にはオレンジ色の液体2
16.8gと冷却トラップには空気中で発煙する無色透
明の液体9.5gが得られた。これらの反応生成物をG
C、19F−NMR、Massスペクトルなどによる分
析の結果、ペルフルオロ(N−ブロモメチルモルホリ
ン)と固定される物質201.9gが得られた。仕込ん
だペルフルオロ(モルホリノアセチルブロミド)を基準
にするとその収率はほぼ定量的であった。該化合物は新
規化合物であり、物理化学的性質として沸点77.0〜
78.5℃、n 201.3197,d 201.94
13を有する室温では透明の液体である。以下に該化合
物の赤外吸収スペクトルデータ、核磁気共鳴スペクトル
データ及び質量分析データを示す。
【0022】IRデータ(cm−1) 1409(w),1339(ms),1304(s),
1230(vs),1182(s),1160(s),
1132(w),1102(w),1087(w),1
016(m),1000(m),936(ms),81
7(w),790(ms),660(w),626
(w)
【0023】19F−NMRデータ
【化8】 ケミカルシフト −85.5ppm (singlet) −92.7 (triplet) −25.9 (pentet) カップリングコンスタント(Hz)−=16.1
【0024】質量分析データ m/e 340及び342 [M−F] 280 [M−Br] 164 C 129及び131 CFBr 119 C 114 C 100 C 69 CF
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07D 223/06 227/06 241/04 265/30 // A61K 49/04 J A62D 1/08 7416−2E C09K 21/10 C10M 133/06 9159−4H 133/38 9159−4H C10N 20:00 A 40:14 40:16 (72)発明者 馬場 甫 愛知県名古屋市名東区平和が丘一丁目70番 地 (56)参考文献 特開 平2−262539(JP,A) 特開 平2−262540(JP,A) CHEMISCHE BERICHT E,VOL.115 NO.10 P.3334− 3339(1982)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 【化1】 (式中のRf及びRf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、両者は直接に、あるいは酸素原子又は窒素原子介し
    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い) で表わされる含窒素ペルフルオロカルボン酸ブロミド
    を、紫外線照射下に脱カルボニル化させることを特徴と
    する、一般式 【化2】 (式中のRf及びRfはそれぞれ前記と同じ意味を
    もつ) で表わされる含窒素ペルフルオロアルキルブロミドの製
    造方法。
JP4078887A 1992-02-28 1992-02-28 含窒素ペルフルオロアルキルブロミドの製造方法 Expired - Lifetime JPH0751538B2 (ja)

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JPH06122658A JPH06122658A (ja) 1994-05-06
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