WO2022186271A1 - 含フッ素化合物の製造方法及び表面処理剤の製造方法 - Google Patents

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好廷 野村
誠人 宇野
光 大野
卓也 岩瀬
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    • B01J27/128Halogens; Compounds thereof with iron group metals or platinum group metals

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a fluorine-containing compound and a method for producing a surface treatment agent.
  • Fluorine compounds are used in a variety of fields such as agricultural chemicals, medicines, and functional materials, and there is a demand for synthesizing diverse structures by simpler methods.
  • Patent Document 1 discloses a method for producing a fluorine-containing compound, in which a perfluoroalkyl bromide is added to an olefin compound by a radical reaction.
  • Non-Patent Document 1 discloses a compound represented by the following formula as an electrophilic perfluoroalkylating agent.
  • R f is n ⁇ C m F 2m+1 , Tf is SO 2 CF 3 , and R is H or F;
  • Example 1A of Patent Document 2 describes the reaction of CF 3 (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2 -I with hexylmagnesium chloride in the presence of isoprene in tetrahydrofuran (THF).
  • Patent Literature 1 is not suitable for synthesizing compounds having a carbon-carbon double bond because it reacts with olefins, and the types of electrophiles are limited. Also, the product can undergo further radical reactions and undergo telomerization, resulting in the formation of various by-products.
  • the electrophilic perfluoroalkylating agent of Non-Patent Document 1 requires multiple steps for synthesis, resulting in a low yield and being expensive as an electrophilic agent.
  • the method of Patent Document 2 has a problem that the longer the perfluoroalkyl chain and the larger the molecular weight, the lower the reactivity. It is considered that this is because the perfluoroalkyl chain becomes longer and the solubility in the solvent decreases.
  • the present invention provides a method for producing a fluorine-containing compound in which a fluorine-containing compound is produced in a good yield under relatively mild reaction conditions using an easily available compound, and a fluorine-containing compound obtained by the production method.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a surface treatment agent using
  • the present invention provides a method for producing a fluorine-containing compound and a method for producing a surface treatment agent having the following constitutions [1] to [10].
  • [1] Formula (C1) or (C2) below, including reacting a compound represented by formula (A1) or (A2) below with a compound represented by formula (B1) below; A method for producing a fluorine-containing compound.
  • G 1 is a monovalent group having a (poly)oxyfluoroalkylene chain
  • G2 is a divalent group having a (poly)oxyfluoroalkylene chain
  • L 1 , L 2 and L 3 are each independently a single bond or a divalent organic group
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 11 is a hydrocarbon group
  • a compound represented by the following formula (A1) or (A2), a compound represented by the following formula (B2), and a compound represented by the following formula (B3) are reacted, A method for producing a fluorine-containing compound represented by the following formula (C1) or (C2).
  • G 1 is a monovalent group having a (poly)oxyfluoroalkylene chain
  • G2 is a divalent group having a (poly)oxyfluoroalkylene chain
  • L 1 , L 2 and L 3 are each independently a single bond or a divalent organic group
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1
  • At least one of L 1 -CR 1 R 2 , L 2 -CR 3 R 4 and L 3 -CR 5 R 6 is (CR 7 R 8 -CR 9 R 10 ) n1 ;
  • R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are each independently a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; When there are multiple 8 , R 9 or R 10 , the R 7 , R 8 , R 9 or R 10 may be the same or different, n1 is an integer from 1 to 20; [5] At least one of the L 1 -CR 1 R 2 , the L 2 -CR 3 R 4 and the L 3 -CR 5 R 6 is represented by (CH 2 CH 2 ) n2 , [ 1] A method for producing a fluorine-containing compound according to any one of [4]. However, in the formula, n2 is an integer of 1-20.
  • R 11 is represented by the following formula (D1).
  • R 21 is a single bond or an optionally fluorine atom-containing alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, and when there are a plurality of R 21 , the R 21 may be the same or different
  • R 22 is a hydrogen atom or an optionally fluorine atom-containing alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and when there are multiple R 22 s, the R 22s may be the same or different.
  • R 23 is a single bond or an alkylene group having 1 to 19 carbon atoms, a is an integer of 1 to 3, * is a bond.
  • a fluorine-containing compound represented by the formula (C1) or (C2) is produced by the production method according to any one of [1] to [9], and a reactive silyl is added to the fluorine-containing compound.
  • a method for producing a fluorine-containing compound in which a fluorine-containing compound is produced under relatively mild reaction conditions using an easily available compound, and a surface treatment using the fluorine-containing compound obtained by the production method A method for producing an agent can be provided.
  • (A1) is referred to as compound (A1).
  • Compounds and the like represented by other formulas are also in accordance with these.
  • (Poly)oxyfluoroalkylene is a generic term for oxyfluoroalkylene and polyoxyfluoroalkylene.
  • a fluoroalkyl group is a collective term for a perfluoroalkyl group and a partial fluoroalkyl group.
  • a perfluoroalkyl group means a group in which all hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with fluorine atoms.
  • a partial fluoroalkyl group is an alkyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms and which has one or more hydrogen atoms. That is, a fluoroalkyl group is an alkyl group having one or more fluorine atoms.
  • "Reactive silyl group” is a general term for hydrolyzable silyl groups and silanol groups (Si-OH), and "hydrolyzable silyl group” is a group that can be hydrolyzed to form a silanol group. means.
  • Organic group means a hydrocarbon group which may have a substituent and which may have a heteroatom or other bond in the carbon chain.
  • hydrocarbon group is an aliphatic hydrocarbon group (straight-chain alkylene group, branched alkylene group, cycloalkylene group, etc.), an aromatic hydrocarbon group (phenylene group, etc.) and a group consisting of combinations thereof.
  • a “surface layer” means a layer formed on the surface of a substrate. " ⁇ " indicating a numerical range means that the numerical values before and after it are included as lower and upper limits.
  • the method for producing a fluorine-containing compound of the present invention comprises an organic halogen compound having a (poly)oxyfluoroalkylene chain (compound (A1), compound (A2)), or (poly)oxy
  • a compound having a (poly)oxyfluoroalkylene chain is obtained by a coupling reaction of an organomagnesium compound having a fluoroalkylene chain (compound (A3), compound (A4)) with a specific organomagnesium compound or an organic halogen compound.
  • This is a suitable production method capable of introducing any substituent.
  • a compound having a (poly)oxyfluoroalkylene chain is used as a reaction substrate. It is presumed that the solubility is improved and the reactivity is increased by using the compound having an ether chain, while the compound having a long-chain perfluoroalkyl group is poorly soluble and the reaction is difficult to progress. According to this production method, even for a compound having a (poly)oxyfluoroalkylene chain with a relatively high molecular weight (long chain), the reaction efficiency is high, and the yield of the target product can be increased while suppressing the reaction temperature and reaction time. can be raised.
  • a compound having a (poly)oxyfluoroalkylene chain with a molecular weight of 200 to 30,000 can be suitably produced.
  • a fluorine-containing compound having a molecular weight of 1,000 to 30,000 can be produced favorably.
  • a first method for producing a fluorine-containing compound of the present invention comprises reacting a compound represented by the following formula (A1) or (A2) with a compound represented by the following formula (B1).
  • G 1 is a monovalent group having a (poly)oxyfluoroalkylene chain
  • G2 is a divalent group having a (poly)oxyfluoroalkylene chain
  • L 1 , L 2 and L 3 are each independently a single bond or a divalent organic group
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 11 is a hydrocarbon group
  • the compound (C1) or the compound (C2) is produced by a coupling reaction between the compound (A1) or the compound (A2), which is an organic halogen compound, and the compound (B1), which is an organomagnesium compound. It is a method of synthesizing. Although the reaction route of this reaction is partly presumed, I of compound (A1) or compound (A2) and MgR 12 of compound (B1) undergo an exchange reaction in the reaction system (in the solvent), resulting in the second reaction described later. Compound (A3) or compound (A4) and compound (B2) in the production method of (A3) or compound (B2) are produced, and the coupling reaction proceeds to synthesize compound (C1) or compound (C2).
  • the monovalent group having a (poly)oxyfluoroalkylene chain in G 1 has —O— at the terminal that bonds to L 1 (CR 1 R 2 when L 1 is a single bond), or has 2 carbon atoms It is a fluoroalkyl group having —O— between the carbon-carbon atoms of the above carbon chain, or including both of them. From the standpoint of ease of production, etc., G1 preferably has a structure represented by the following formula ( G1-1 ).
  • R f0 is a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • R f1 is a fluoroalkylene group having 1 carbon atoms
  • R f2 is a fluoroalkylene group having 2 carbon atoms
  • R f3 is a fluoroalkylene group having 3 carbon atoms
  • R f4 is a fluoroalkylene group having 4 carbon atoms
  • R f5 is a fluoroalkylene group having 5 carbon atoms
  • R f6 is a fluoroalkylene group having 6 carbon atoms
  • R f7 is a fluoroalkylene group having 1
  • m1 + m2 + m3 + m4 + m5 + m6 is an integer of 1 to 200, that is, G 1 is a polyoxyfluoroalkylene from the viewpoint of water and oil repellency and fingerprint removability. Chains are preferred.
  • the bonding order of (R f1 O) to (R f6 O) in formula (G1-1) is arbitrary.
  • m1 to m6 in formula (G1-1) represent the number of (R f1 O) to (R f6 O), respectively, and do not represent the arrangement.
  • (R f5 O) m5 indicates that the number of (R f5 O) is m5, and does not indicate the block arrangement structure of (R f5 O) m5 .
  • the order of (R f1 O) to (R f6 O) does not represent the order of bonding of the respective units.
  • the end of G 1 that binds to L 1 (CR 1 R 2 if L 1 is a single bond) is —O—.
  • the terminal bonded to L 1 (CR 1 R 2 when L 1 is a single bond) of G 1 is a carbon atom (terminal carbon atom of R f7 ).
  • the fluoroalkylene group having 3 to 6 carbon atoms may be a linear fluoroalkylene group or a fluoroalkylene group having a branched or ring structure.
  • R f1 examples include -CF 2 - and -CHF-.
  • R f2 examples include -CF 2 CF 2 -, -CHFCF 2 -, -CHFCHF-, -CH 2 CF 2 -, and -CH 2 CHF-.
  • R f3 include -CF 2 CF 2 CF 2 -, -CF 2 CHFCF 2 -, -CF 2 CH 2 CF 2 -, -CHFCF 2 CF 2 -, -CHFCHFCF 2 -, -CHFCHFCHF-, - CHFCH2CF2- , -CH2CF2CF2- , -CH2CHFCF2- , -CH2CH2CF2- , -CH2CF2CHF- , -CH2CHFCHF- , -CH2CH2 _ _ CHF-, -CF(CF 3 )-CF 2 -, -CF(CHF 2 )-CF 2 -, -CF(CH 2 F)-CF 2 -, -CF(CH 3 )-CF 2 -, -CF (CF 3 )-CHF-, -CF(CHF 2 )-CHF-, -CF(CH 2 F)-CHF-, -CF(CH 3 )-CF
  • R f4 include -CF 2 CF 2 CF 2 -, -CHFCF 2 CF 2 CF 2 -, -CH 2 CF 2 CF 2 -, -CF 2 CHFCF 2 CF 2 -, -CHFCHFCF 2CF2- , -CH2CHFCF2CF2- , -CF2CH2CF2CF2- , -CHFCH2CF2CF2- , -CH2CH2CF2CF2- , -CHFCF2CHFCF2 _ _ _ _ _ _ _ _ - - -, -CH 2 CF 2 CHFCF 2 -, -CF 2 CHFCHFCF 2 -, -CHFCHFCHFCF 2 -, -CH 2 CHFCHFCF 2 -, -CF 2 CH 2 CHFCF 2 -, -CHFCH 2 CHFCF 2 -, -CH 2 CH 2CHFCF2- , -CF2CH2CH2CF2- , -
  • R f5 include -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, -CHFCF 2 CF 2 CF 2 -, -CH 2 CHFCF 2 CF 2 CF 2 -, -CF 2 CHFCF 2 CF 2 —, —CHFCHFCF 2 CF 2 CF 2 —, —CF 2 CH 2 CF 2 CF 2 —, —CHFCH 2 CF 2 CF 2 CF 2 —, —CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 CF 2 —, -CF2CF2CHFCF2CF2- , -CHFCF2CHFCF2CF2- , -CH2CF2CHFCF2CF2- , -CH2CF2CF2CF2CH2- , -cycloC5F8- _ _ _ _ _ _ _ _ etc.
  • R f6 include -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2 CHFCHFCF 2 CF 2 -, -CHFCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, -CHFCHFCHFCHFCHFCHF- , -CHFCF 2 CF 2 CF 2 CH 2 -, -CH 2 CF 2 CF 2 CF 2 CH 2 -, -cycloC 6 F 10 - and the like.
  • R f0 and R f7 are the same as those listed above for R f1 to R f6 .
  • -cycloC 4 F 6 - means a perfluorocyclobutanediyl group, a specific example of which is a perfluorocyclobutane-1,2-diyl group.
  • -cycloC 5 F 8 - means a perfluorocyclopentanediyl group, and specific examples thereof include a perfluorocyclopentane-1,3-diyl group.
  • -cycloC 6 F 10 - means a perfluorocyclohexanediyl group, a specific example of which is a perfluorocyclohexane-1,4-diyl group.
  • G1 is superior in water and oil repellency, abrasion resistance, and fingerprint stain removability. It preferably has a structure represented by (F3).
  • (R f1 O) m1 ⁇ (R f2 O) m2 formula (F1) (R f2 O) m2 ⁇ (R f4 O) m4 formula (F2) (R f3 O) m3 formula (F3)
  • the symbols in formulas (F1) to (F3) are the same as in formula (G1-1).
  • the bonding order of (R f1 O) and (R f2 O) and (R f2 O) and (R f4 O) is arbitrary.
  • (R f1 O) and (R f2 O) may be alternately arranged
  • (R f1 O) and (R f2 O) may be arranged in blocks, or may be randomly arranged.
  • m1 is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 40, even more preferably 1 to 30, and particularly preferably 1 to 20.
  • m2 is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 40, even more preferably 1 to 30, and particularly preferably 1 to 20.
  • m2 is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 40, still more preferably 1 to 30, and particularly preferably 1 to 20.
  • m4 is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 40, even more preferably 1 to 30, and particularly preferably 1 to 20.
  • m3 is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 40, even more preferably 1 to 30, and particularly preferably 1 to 20.
  • the divalent group having a (poly)oxyfluoroalkylene chain in G 2 is L 2 or L 3 (when L 2 or L 3 is a single bond, CR 3 R 4 or CR 5 R 6 ) a fluoroalkylene group in which the two ends bound to ) each independently have -O-, or have -O- between carbon-carbon atoms in a carbon chain having 2 or more carbon atoms, or a combination thereof be.
  • G2 preferably has a structure represented by the following formula ( G2-1 ).
  • G 2 when m0 is 0, one end of G 2 that binds to L 2 (CR 3 R 4 when L 2 is a single bond) is a carbon atom (any one of the terminal carbon atoms of R f1 to R f7 ); be.
  • m0 and m7 are each independently 0 or 1.
  • m1+m2+m3+m4+m5+m6 is an integer of 1 to 200, that is, G2 is a polyoxyfluoroalkylene from the viewpoint of water/oil repellency and fingerprint removability. Chains are preferred.
  • G2 has excellent water and oil repellency, abrasion resistance, and fingerprint stain removability. It preferably has a structure represented by formula (F6). -(O) m0 -(R f1 O) m1 -(R f2 O) m2 formula (F4) -(O) m0 -(R f2 O) m2 -(R f4 O) m4 Formula (F5) -(O) m0 -(R f3 O) m3 formula (F6)
  • the symbols in formulas (F4) to (F6) are the same as in formula (G2-1) above.
  • the bonding order of (R f1 O) and (R f2 O) and (R f2 O) and (R f4 O) is arbitrary.
  • (R f1 O) and (R f2 O) may be alternately arranged
  • (R f1 O) and (R f2 O) may be arranged in blocks, or may be randomly arranged.
  • m1 is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 40, even more preferably 1 to 30, and particularly preferably 1 to 20.
  • m2 is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 40, even more preferably 1 to 30, and particularly preferably 1 to 20.
  • m2 is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 40, even more preferably 1 to 30, and particularly preferably 1 to 20.
  • m4 is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 40, even more preferably 1 to 30, and particularly preferably 1 to 20.
  • m3 is preferably 1 to 50, more preferably 1 to 40, even more preferably 1 to 30, and particularly preferably 1 to 20.
  • the ratio of fluorine atoms in the (poly)oxyfluoroalkylene chain in G 1 and G 2 [ ⁇ number of fluorine atoms / (number of fluorine atoms + number of hydrogen atoms) ⁇ ⁇ 100 (%)] is water and oil repellency and fingerprint removal 40% or more is preferable, 50% or more is more preferable, and 60% or more is still more preferable from the viewpoint of excellent properties.
  • the molecular weight of the (poly)oxyfluoroalkylene chain portion is preferably 200 to 30,000, more preferably 600 to 25,000, even more preferably 1,000 to 20,000, from the viewpoint of abrasion resistance.
  • L 1 , L 2 and L 3 are each independently a single bond or a divalent organic group.
  • the organic groups for L 1 , L 2 and L 3 include hydrocarbon groups which may have a substituent and which may have a heteroatom or other bond (B 1 ) in the carbon chain.
  • the hydrocarbon group include aliphatic hydrocarbon groups (straight-chain alkylene groups, branched alkylene groups, cycloalkylene groups, etc.), aromatic hydrocarbon groups (phenylene groups, etc.), groups consisting of combinations thereof, and the like. be done.
  • the above aliphatic hydrocarbon group may have a double bond or triple bond in the carbon chain.
  • Combinations include, for example, groups in which an alkylene group and an arylene group are directly linked via a heteroatom or other bond.
  • substituent that the hydrocarbon group may have include a halogen atom, a hydroxy group, an amino group, a nitro group, a sulfo group, and the like, and a halogen atom is preferable from the viewpoint of the stability of the compound in the present production method.
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.
  • heteroatoms or other bonds include -C(O)NR 26 -, -C(O)O-, -C(O)-, -O-, -NR 26 -,- S—, —OC(O)O—, —NHC(O)O—, —NHC(O)NR 26 —, —SO 2 NR 26 —, —Si(R 26 ) 2 —, —OSi(R 26 ) 2- , -Si(CH 3 ) 2 -Ph-Si(CH 3 ) 2 -, divalent organopolysiloxane residues and the like.
  • R 26 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group, and Ph is a phenylene group.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group of R 26 is preferably 1 to 3, particularly preferably 1 to 2, from the standpoint of ease of production of the present compound.
  • L 1 , L 2 and L 3 include a single bond, an optionally substituted alkylene group R 28 , an optionally substituted alkylene group R 28 and the above B 1 Combinations (eg, -R 28 -B 1 -, -B 1 -R 28 -B 1 -, -R 28 -B 1 -R 28 -) and the like are included.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • Alkyl groups include linear or branched alkyl groups. Examples of the substituent that the alkyl group may have include a halogen atom, a hydroxy group, an amino group, a nitro group, a sulfo group, and the like, and a halogen atom is preferable from the viewpoint of the stability of the compound in this production method. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.
  • the halogen atom is preferably a fluorine atom from the viewpoint of stability.
  • optionally substituted alkyl groups include CH 3 —, CH 2 F—, CHF 2 —, CF 3 —, CH 3 CH 2 —, CF 3 CH 2 —, CF 3 CF 2 - , CH3CH2CH2- , CF3CH2CH2- , CF3CF2CH2- , CF3CF2CF2- , CH3CH ( CH3 )- , CF3CH ( CH3 ) -, CF3CH ( CF3 )-, CF3CF ( CF3 ) - , CH3CH2CH2CH2- , CF3CF2CF2CF2- , CH3CH2CH ( -CH2CH 3 )- , CF3CF2CF ( -CF3 ) - , CH3CH2CH2CH ( -CH2CH3 )- , CF3CF2CF2CF2- , CH3CH2CH
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 may be the same or different.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are preferably hydrogen atoms from the viewpoint of reactivity.
  • L at least one of 1 -CR 1 R 2 , L 2 -CR 3 R 4 and L 3 -CR 5 R 6 has a structure represented by (CR 7 R 8 -CR 9 R 10 ) n1 is preferred.
  • R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are each independently a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms;
  • the R 7 , R 8 , R 9 or R 10 may be the same or different, n1 is an integer from 1 to 20;
  • compound (A1) is represented by the following formula (A1a).
  • compound (A2) is represented by the following formula (A2a).
  • R 9 and R 10 are hydrogen atoms, that is, (CR 7 R 8 —CR 9 R 10 ) n1 is a group represented by (CR 7 R 8 —CH 2 ) n1 . is preferably In (CR 7 R 8 —CH 2 ) n1 , the bond of “CH 2 ” bonds to X 1 , X 2 or X 3 of compound (A1) or compound (A2).
  • Compound (A1) and compound (A2) have a structure of “—CH 2 —X 11 ” (where X 11 is X 1 , X 2 or X 3 ), so that the coupling reactivity in this production method improves.
  • the halogen atoms for X 1 , X 2 , and X 3 include fluorine, chlorine, bromine, and iodine atoms, and iodine atoms are preferred from the viewpoint of further improving reactivity.
  • (CR 7 R 8 —CH 2 ) n1 include CH 2 CH 2 , CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 , CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 , CH(—CH 3 )CH 2 , CH(--CF 3 )CH 2 , CH(--CH 2 F)CH 2 , CH(--CHF 2 )CH 2 , C(--CH 3 )(--CH 3 )CH 2 , C(--CF 3 ) ( -CF3 ) CH2 , C ( -CH2CH3 )(- CH2CH3 ) CH2 , C ( -CF2CF3 )(- CF2CF3 ) CH2 , C ( -CH2CH 2CH3 ) ( - CH2CH2CH3 ) CH2 , C ( -CF2CF3 )(- CF2CF3 ) CH2 , C ( -CH2CH 2CH3 ) ( - CH2CH2CH3 ) CH2 , C (
  • R 7 is a hydrogen atom
  • R 8 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably both R 7 and R 8 are hydrogen atoms. That is, at least one of L 1 -CR 1 R 2 , L 2 -CR 3 R 4 and L 3 -CR 5 R 6 in compound (A1) or compound (A2) is (CH 2 CH 2 ) preferably has the structure represented by n2 .
  • n2 is an integer of 1 to 20, preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6.
  • Preferred specific examples of compound (A1) and compound (A2) include the following.
  • n11 to n28 represent the number of repeating units, each independently being an integer of 1 to 200.
  • the compound (A1) and the compound (A2) can be prepared, for example, by reacting the compounds represented by the following formulas (A1-2) and (A2-2) with triphenylphosphine and iodomethane to iodine them, It can be produced by a method of reacting with phenylphosphine and iodine to iodine. Moreover, you may use the commercial item which has a desired structure.
  • G 1 -L 1 -CR 1 R 2 -OH Formula (A1-2) HO-CR 3 R 4 -L 2 -G 2 -L 3 -CR 5 R 6 -OH Formula (A2-2)
  • symbol in a formula is as above-mentioned.
  • the compound represented by the following formula (A1-3) is obtained by adding an initiator, a metal catalyst, an organic catalyst, etc., and ethylene to the following formula (A1-4). It can also be produced by reacting in addition.
  • G 1 -L 1 -X 1 formula (A1-4) The initiator, metal catalyst, and organic catalyst can be appropriately selected from known ones and used.
  • initiators include azo initiators, organic peroxides, redox initiators, and the like.
  • metal catalysts include simple metals such as copper and iron, copper acetate, and copper chloride.
  • triethoxyphosphine etc. are mentioned as an organic catalyst.
  • other olefinic compounds may be used in place of ethylene in order to obtain compound (A1) having the desired structure.
  • R 11 is a substituent to be introduced into the compound (A1) and the compound (A2), and is appropriately selected and used according to the intended use of the resulting compound (C1) and compound (C2). be able to.
  • the hydrocarbon group for R 11 may have a substituent and may have a heteroatom or other bond (B 1 ) in the carbon chain.
  • Examples of the hydrocarbon group include aliphatic hydrocarbon groups (straight-chain alkyl groups, branched alkyl groups, cycloalkyl groups, etc.), aromatic hydrocarbon groups (phenyl groups, etc.), groups consisting of combinations thereof, and the like. be done.
  • the above aliphatic hydrocarbon group may have a double bond or triple bond in the carbon chain.
  • Combinations include, for example, groups in which an alkylene group and an aryl group are directly linked via a heteroatom or other bond.
  • substituent that the hydrocarbon group may have include a halogen atom, a hydroxy group, an amino group, a nitro group, a sulfo group, and the like, and a halogen atom is preferable from the viewpoint of the stability of the compound in this production method.
  • a halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and the like.
  • Specific examples of the heteroatom or other bond are the same as those listed for B1 above.
  • R 11 is preferably an alkyl group having a double bond.
  • R 11 is an alkyl group having a double bond
  • R 11 among others, a substituent represented by the following formula (D1) is preferable.
  • R 21 is a single bond or an optionally fluorine atom-containing alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, and when there are a plurality of R 21 , the R 21 may be the same or different
  • R 22 is a hydrogen atom or an optionally fluorine atom-containing alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and when there are multiple R 22 s, the R 22s may be the same or different.
  • R 23 is a single bond or an alkylene group having 1 to 19 carbon atoms
  • a is an integer of 1 to 3
  • * is a bond.
  • a group represented by (CH 2 ⁇ CH—R 21 —) is a group represented by CH 2 ⁇ CH—CH 2 —
  • a group represented by CH 3 CH ⁇ CH— is included. You can stay.
  • a in the group represented by (CH 2 ⁇ CH—R 21 —) a is 2 or more, each group may be the same or different.
  • R 21 may have 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms.
  • R 12 is a halogen atom or a hydrocarbon group which may have a substituent or heteroatom.
  • the halogen atom for R 12 is preferably a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and more preferably a chlorine atom or a bromine atom.
  • Examples of the hydrocarbon group for R 12 are the same as those for R 11 above.
  • R 12 may be introduced in place of R 11 in the reaction in the present production method, for example, compounds (C3) to (C6) below may be produced.
  • G 1 -L 1 -CR 1 R 2 -R Formula 12 (C3) R 11 -CR 3 R 4 -L 2 -G 2 -L 3 -CR 5 R 6 -R Formula 12 (C4)
  • symbol in a formula is as above-mentioned.
  • R 11 and R 12 By using substituents having the same structure for R 11 and R 12 , the by-products (C3) to (C5) are the same compounds as the compound (C1) or (C2). By making R 12 a substituent that is less reactive than R 11 , the formation of the by-products (C3) to (C5) can be suppressed.
  • R 11 — is a substituent represented by R 31 —CH 2 — (where R 31 is a hydrocarbon group)
  • R 12 — is R 31 —CR 32 R 33 — (where R 31 is a hydrocarbon group).
  • R 32 and R 33 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group, at least one of which is an alkyl group. be introduced.
  • Suitable specific examples of the compound (B1) include the following.
  • R12 is as described above.
  • Compound (B1) can be produced, for example, by reacting the following formula (B1-1) with metallic magnesium and, if necessary, the following formula (B1-2). Moreover, you may use the commercial item which has a desired structure.
  • R 11 is as described above
  • R 12a is a hydrocarbon group which may have a substituent or heteroatom
  • X 5 is a halogen atom.
  • a compound (B1) in which R 12 is a halogen atom is obtained by reacting the compound (B1-1) with metallic magnesium. Furthermore, by using the compound (B1-2), the compound (B1) in which R 12 is a hydrocarbon group can be obtained.
  • the amount of compound (B1) used is from 1 equivalent to 30 equivalents with respect to the total number of X 1 to X 3 possessed by compound (A1) or compound (A2), from the viewpoint of improving the yield of the desired product. Equivalents are preferred, 1.2 to 20 equivalents are more preferred, and 1.5 to 10 equivalents are even more preferred.
  • the transition metal compound can be appropriately selected from known catalysts and used.
  • the transition metal compound is preferably a compound containing an element of Groups 3 to 12 of the periodic table as a transition metal, and more preferably a compound containing an element of Groups 8 to 11 of the periodic table.
  • As the group 8 to group 11 elements it is preferable to include one or more elements selected from copper, nickel, palladium, and cobalt, and more preferably copper.
  • the copper may be any compound with zero valence, monovalence, divalence, or trivalence. Complex salts are preferred. Copper chloride is more preferable from the viewpoint of availability. Both CuCl and CuCl 2 can be suitably used as copper chloride. Copper chloride may be an anhydride or a hydrate, but an anhydride of copper chloride is more preferable from the viewpoint of catalytic ability.
  • the nickel When the transition metal compound contains nickel, the nickel may be a 0valent, monovalent, divalent, or trivalent compound. A salt or complex salt of is preferred.
  • Nickel chloride NiCl 2
  • Nickel chloride is more preferable from the viewpoint of availability. Nickel chloride may be either an anhydride or a hydrate, but nickel chloride anhydride is more preferable from the viewpoint of catalytic ability.
  • the palladium may be either a zero-valent compound or a divalent compound, but from the viewpoint of catalytic ability and stability, a salt or complex salt of 0-valent or divalent palladium is preferable.
  • a salt or complex salt of 0-valent or divalent palladium is preferable.
  • tris(dibenzylideneacetone)dipalladium (Pd 2 (dba) 3 ) and palladium acetate (Pd(OAc) 2 ) are more preferable in terms of availability.
  • Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium and palladium acetate may be either anhydrides or hydrates. objects are more preferred.
  • the cobalt may be any compound of zero valence, monovalence, divalence, and trivalence. Complex salts are preferred. Furthermore, divalent cobalt chloride (CoCl 2 ) is more preferable from the viewpoint of availability. Cobalt chloride may be an anhydride or a hydrate, but from the viewpoint of catalytic ability, cobalt chloride anhydride is more preferable.
  • the amount of the transition metal compound used is, for example, 0.05 to 50 equivalents, preferably 0.1 to 30 equivalents, more preferably 0.15 equivalents, relative to the total number of I in compound (A1) or compound (A2). ⁇ 20 equivalents.
  • a transition metal compound serving as a catalyst may be used in combination with a ligand, if necessary.
  • a ligand improves the yield of the desired product.
  • the ligand does not have to be used.
  • the ligand include 1,3-butadiene, tricyclohexylphosphine, 1,1-bis(diphenylphosphino)ferrocenephenylpropyne, tetramethylethylenediamine (TMEDA) and the like.
  • TEDA tetramethylethylenediamine
  • the amount used is 0.01 to 2.0 equivalents with respect to the total number of I in compound (A1) or compound (A2) from the viewpoint of improving the yield of the target product. Preferred is 0.1 to 1.2 equivalents.
  • the reaction of this production method is usually carried out in a solvent.
  • the solvent can be appropriately selected and used from solvents capable of dissolving the compound (A1) or the compound (A2) and the compound (B1).
  • the solvent may be a single solvent or a mixed solvent in which two or more are combined.
  • the solvent is not particularly limited as long as it is inert to the reaction, and among the solvents inert to the reaction, ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran (THF), and dioxane have an affinity for the ether chain. tetrahydrofuran is more preferred because it has a high property.
  • a fluorine-based solvent is more preferable, and a mixed solvent obtained by combining the ether solvent and a fluorine-based solvent is further used. preferable.
  • fluorine-based solvents examples include hydrofluorocarbons (1H,4H-perfluorobutane, 1H-perfluorohexane, 1,1,1,3,3-pentafluorobutane, 1,1,2,2,3,3, 4-heptafluorocyclopentane, 2H,3H-perfluoropentane, etc.), hydrochlorofluorocarbons (3,3-dichloro-1,1,1,2,2-pentafluoropropane, 1,3-dichloro-1,1 , 2,2,3-pentafluoropropane (HCFC-225cb), etc.), hydrofluoroethers (CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H (AE-3000)), (perfluorobutoxy)methane, (perfluorobutoxy)ethane etc.), hydrochlorofluoroolefins ((Z)-1-chloro-2,3,3,4,4,5,5-heptafluoro-1-pentene (
  • the above method (II) is preferable from the viewpoint of suppressing by-products and improving the yield of the resulting compound (C1) or compound (C2).
  • reaction temperature of compound (A1) or compound (A2) and compound (B1) may be appropriately adjusted according to the combination of compound (A1) or compound (A2) and compound (B1). For example, it may be -20°C to 66°C (boiling point of tetrahydrofuran), preferably 25°C to 60°C.
  • a second method for producing a fluorine-containing compound of the present invention comprises reacting a compound represented by the following formula (A3) or (A4) with a compound represented by the following formula (B2).
  • G 1 -L 1 -CR 1 R 2 -MgR Formula 12 (A3) R 12 Mg-CR 3 R 4 -L 2 -G 2 -L 3 -CR 5 R 6 -MgR Formula 12 (A4) R 11 -X 4 formula (B2) G 1 -L 1 -CR 1 R 2 -R 11 Formula (C1) R 11 -CR 3 R 4 -L 2 -G 2 -L 3 -CR 5 R 6 -R 11 Formula (C2)
  • X 4 is a halogen atom, and preferred embodiments are the same as X 1 to X 3 .
  • the other symbols in the formula are the same as those described in the first manufacturing method, and the preferred embodiments are also the same.
  • compound (C1) or compound (C2) is synthesized by a coupling reaction between compound (A3) or compound (A4), which is an organomagnesium compound, and compound (B2), which is an organohalogen compound.
  • compound (A3) and (A4) having a (poly)oxyfluoroalkylene chain are organomagnesium compounds
  • the compound (B2) having a substituent R11 to be introduced is an organohalogen compound.
  • the compound (A3) and the compound (A4) are, for example, the following formulas (A3-2) and (A4-2), respectively, metallic magnesium, and optionally the following formula (B1-2). It can be manufactured by Moreover, you may use the commercial item which has a desired structure.
  • G 1 -L 1 -CR 1 R 2 -X Formula 6 (A3-2) X 7 -CR 3 R 4 -L 2 -G 2 -L 3 -CR 5 R 6 -X 8 Formula (A4-2) R 12a -X 9 formula (B1-2)
  • X 6 to X 9 are each independently a halogen atom, and other symbols in the formula are as described above.
  • Preferred specific examples of compound (A3) and compound (A4) include the following.
  • R 12 is as described above, n30 to n47 represent the number of repeating units and are each independently an integer of 1 to 200.
  • the compound (B2) can be obtained, for example, by reacting a compound represented by the following formula (B2-2) with triphenylphosphine and iodomethane to iodine it, or by reacting it with triphenylphosphine and iodine to iodine it.
  • B2-2 a compound represented by the following formula
  • triphenylphosphine and iodine to iodine it.
  • R 11 -OH Formula (B2-2) R 11 in the formula is as described above.
  • Suitable specific examples of the compound (B2) include the following.
  • the solvent, catalyst, raw material ratio, reaction temperature, etc. in the second production method can be the same as in the first production method, and the preferred embodiments are also the same.
  • the third method for producing the fluorine-containing compound of the present invention comprises a compound represented by the following formula (A1) or (A2), a compound represented by the following formula (B2), and a compound represented by the following formula (B3).
  • a method for producing a fluorine-containing compound represented by the following formula (C1) or (C2) comprising reacting with a compound obtained by G 1 -L 1 -CR 1 R 2 -X 1 Formula (A1) X 2 -CR 3 R 4 -L 2 -G 2 -L 3 -CR 5 R 6 -X 3 Formula (A2) R 11 -X 4 formula (B2) R 14 -CR 15 R 16 -MgR 12 Formula (B3) G 1 -L 1 -CR 1 R 2 -R 11 Formula (C1) R 11 -CR 3 R 4 -L 2 -G 2 -L 3 -CR 5 R 6 -R 11 Formula (C2)
  • each symbol in the formula is as described above, and each of R 14 , R 15 and R 16 is independently a hydrogen atom, or may have a substituent and may have a hetero atom. is a good hydrocarbon group.
  • Examples of the hydrocarbon group for R 14 , R 15 and R 16 include the same groups as those described above for R 11 . Among them, from the viewpoint of facilitating the exchange reaction between X 4 of the compound (B2) and MgR 12 of the compound (B3), at least two of R 14 , R 15 and R 16 may have a substituent heteroatom. It is preferably a hydrocarbon group which may have A direct coupling reaction with the compound (A1) or the compound (A2) can be suppressed by bonding the carbon atom directly bonded to Mg to two or more alkyl groups.
  • the solvent, catalyst, ratio of raw materials, reaction temperature, etc. in the third production method can be the same as in the first production method, and preferred embodiments are also the same.
  • compound (C1) or compound (C2) having various substituents introduced into the (poly)oxyfluoroalkylene chain can be obtained by the first to third production methods.
  • Fluorine-containing compounds have excellent properties such as low refractive index, low dielectric constant, water and oil repellency, heat resistance, chemical resistance, chemical stability, and transparency. It can be used in a wide variety of fields such as optical materials and surface treatment agents.
  • a surface treatment agent can also be produced by introducing a reactive silyl group into the compound (C1) or compound (C2) obtained by the first to third production methods.
  • a fluorine-containing compound having a (poly)oxyfluoroalkylene chain and a hydrolyzable silyl group can form a surface layer exhibiting high lubricity, water and oil repellency, etc. on the surface of a substrate, and is therefore suitable as a surface treatment agent. Used.
  • a method for introducing a reactive silyl group into the compound (C1) or (C2) may be appropriately selected according to the substituents of the compound (C1) or the compound (C2).
  • compound (C1) or compound (C2) when compound (C1) or compound (C2) has a double bond, it can be introduced by subjecting the double bond to a hydrosilylation reaction with compound (E1) or (E2) below.
  • R 40 is an alkyl group, and when there are multiple R 40 , the R 40 may be the same or different, L is a hydrolyzable group or a hydroxyl group, multiple L may be the same or different, R 41 is an alkyl group, and when there are multiple R 41 , the R 41 may be the same or different, R 42 is an alkyl group, a phenyl group or an alkoxy group, two R 42 may be the same or different, c is 2 or 3, k is 2 or 3, p is an integer of 0 to 5, and when p is 2 or more, two or more (OSi(R 42 ) 2 ) may be the same or different.
  • Compound (E2) can be produced, for example, by
  • n6 to n10 represent the number of repeating units, each independently being an integer of 1 to 200.
  • a reactive silyl group is a group in which either or both of a hydrolyzable group and a hydroxyl group are bonded to a silicon atom.
  • a hydrolyzable group is a group that becomes a hydroxyl group through a hydrolysis reaction. That is, a hydrolyzable silyl group becomes a silanol group (Si—OH) through a hydrolysis reaction.
  • the silanol groups further undergo an intermolecular dehydration condensation reaction to form Si--O--Si bonds.
  • the silanol group undergoes a dehydration condensation reaction with the hydroxyl group (substrate-OH) on the surface of the substrate to form a chemical bond (substrate-O-Si).
  • Hydrolyzable groups include, for example, alkoxy groups, halogen atoms, acyl groups, and isocyanate groups.
  • alkoxy group an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms is preferable.
  • a chlorine atom is preferable as the halogen atom.
  • an alkoxy group or a halogen atom is preferable from the viewpoint of ease of production.
  • an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is preferable from the viewpoint of less outgassing during application and excellent storage stability of the present compound, and when long-term storage stability of the present compound is required.
  • An ethoxy group is particularly preferred, and a methoxy group is particularly preferred when the reaction time after coating the substrate with the surface treatment agent is shortened.
  • the substrate examples include substrates that are required to be imparted with water and oil repellency. For example, it is placed on other articles (e.g., a stylus), a base material that may be used in contact with a person's fingers, a base material that may be held with a person's fingers during operation, or another article (e.g., a mounting table).
  • substrates that may be Materials for the substrate include metal, resin, glass, sapphire, ceramic, stone, and composite materials thereof. The glass may be chemically strengthened.
  • a base film such as a SiO 2 film may be formed on the surface of the substrate.
  • touch panel substrates, display substrates, and spectacle lenses are suitable, and touch panel substrates are particularly suitable.
  • Glass or transparent resin is preferable as the material for the touch panel substrate.
  • the base material are glass or resin films used for exterior parts (excluding display parts) of devices such as mobile phones (e.g., smartphones), personal digital assistants (e.g., tablet terminals), game machines, and remote controllers.
  • a surface treatment agent containing such a fluorine-containing compound has the ability to prevent deterioration of water and oil repellency even when the surface layer is repeatedly rubbed with fingers (rubbing resistance), and can easily remove fingerprints adhered to the surface layer by wiping. It is suitable for applications that require long-term maintenance of the performance (fingerprint smudge removability), for example, as a surface treatment agent for members constituting the surface touched by the finger of the touch panel, eyeglass lenses, and displays of wearable terminals.
  • Examples 1 to 20 are examples.
  • Example 2 to 20 Compound (1-2) was produced in the same manner as in Example 1 except that in Synthesis Example 1-7 of Example 1 above, various conditions were changed as shown in Table 1 below.
  • the equivalent weight is based on compound (1-1).
  • the raw material conversion rate is the rate at which the compound (1-1) is converted, and the target product selectivity is the target compound (1-2) among the compounds converted from the compound (1-1). is the rate selected.
  • the ligand can be used within a suitable equivalent range as described above with respect to compound (1-1).
  • fluorine-containing compounds used in various fields such as agricultural chemicals, medicines, and functional materials can be synthesized under relatively mild reaction conditions using easily available compounds. Further, for example, by using the compound (B1) having a carbon-carbon double bond, a double bond can be easily added to the compound (A1) or the compound (A2), and various compounds can be synthesized. A compound useful also as a raw material can be obtained.

Abstract

入手容易な化合物を用いて、比較的温和な反応条件で含フッ素化合物を製造する含フッ素化合物の製造方法、及び、当該製造方法にて得られた含フッ素化合物を用いた表面処理剤の製造方法の提供を目的とする。 下記式(A1)又は式(A2)で表される化合物と、下記式(B1)で表される化合物とを反応させることを含む、下記式(C1)又は式(C2)で表される含フッ素化合物の製造方法。 G1-L1-CR1R2-X1 式(A1) X2-CR3R4-L2-G2-L3-CR5R6-X3 式(A2) R11-MgR12 式(B1) G1-L1-CR1R2-R11 式(C1) R11-CR3R4-L2-G2-L3-CR5R6-R11 式(C2) ただし、式中の各符号は明細書に記載のとおりである。

Description

含フッ素化合物の製造方法及び表面処理剤の製造方法
 本発明は、含フッ素化合物の製造方法及び表面処理剤の製造方法に関する。
 フッ素化合物は、農薬、医薬、機能性材料など多様な分野で用いられており、多様な構造をより簡易な方法で合成することが求められている。
 フルオロアルキル基にアルキル基が結合した構造を有する化合物の合成方法に関し、種々の検討がなされている。
 例えば特許文献1には、オレフィン化合物にペルフルオロアルキルブロミドをラジカル反応で付加する、含フッ素化合物の製造方法が開示されている。
 また、非特許文献1には、求電子性ペルフルオロアルキル化剤として、下式で表される化合物が開示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 ただし、Rはn-C2m+1、TfはSOCF、RはH又はFである。
 また、特許文献2の実施例1Aには、テトラヒドロフラン(THF)中、イソプレンの存在下における、CF(CF(CH-Iと、ヘキシルマグネシウムクロリドとの反応が記載されている。
特開2018-43940号公報 国際公開第2018/228975号
Teruo Umemoto, "Electrophilic Perfluoroalkylating Agents", Chem. Rev. 1996, 96, 1757-1777
 上記特許文献1の手法は、オレフィンが反応するため、炭素‐炭素二重結合を有する化合物の合成には不適であり、また、求電子剤の種類が限定される。また生成物が更にラジカル反応してテロメリゼーションし得るため、多種の副生物が生成される。
 また上記非特許文献1の求電子性ペルフルオロアルキル化剤は合成に多段階の工程が必要であり、収率が低くなり、また求電子剤として高価なものであった。
 また特許文献2の手法は、ペルフルオロアルキル鎖が長くなり分子量が大きくなる程反応性が低下するという問題があった。これはペルフルオロアルキル鎖が長くなり溶媒への溶解性が低下するためと考えられる。
 本発明は、入手容易な化合物を用いて、比較的温和な反応条件で含フッ素化合物を良好な収率で製造する含フッ素化合物の製造方法、及び、当該製造方法にて得られた含フッ素化合物を用いた表面処理剤の製造方法の提供を目的とする。
 本発明は、下記[1]~[10]の構成を有する含フッ素化合物の製造方法及び表面処理剤の製造方法を提供する。
[1] 下記式(A1)又は式(A2)で表される化合物と、下記式(B1)で表される化合物とを反応させることを含む、下記式(C1)又は式(C2)で表される含フッ素化合物の製造方法。
 G-L-CR-X                 式(A1)
 X-CR-L-G-L-CR-X      式(A2)
 R11-MgR12                     式(B1)
 G-L-CR-R11                式(C1)
 R11-CR-L-G-L-CR-R11     式(C2)
 ただし、式中、
 Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基であり、
 Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基であり、
 L、L及びLは、各々独立に、単結合又は2価の有機基であり、
 R、R、R、R、R及びRは、各々独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基であり、
 R11は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であって、R11が複数ある場合、当該R11は互いに同一であっても異なっていてもよく、
 R12は、ハロゲン原子、又は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、
 X、X及びXは、各々独立に、ハロゲン原子である。
[2] 下記式(A3)又は式(A4)で表される化合物と、下記式(B2)で表される化合物とを反応させることを含む、下記式(C1)又は式(C2)で表される含フッ素化合物の製造方法。
 G-L-CR-MgR12              式(A3)
 R12Mg-CR-L-G-L-CR-MgR12 式(A4)
 R11-X                        式(B2)
 G-L-CR-R11                式(C1)
 R11-CR-L-G-L-CR-R11     式(C2)
 ただし、式中、
 Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基であり、
 Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基であり、
 L、L及びLは、各々独立に、単結合又は2価の有機基であり、
 R、R、R、R、R及びRは、各々独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基であり、
 R11は、各々独立に、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であって、R11が複数ある場合、当該R11は互いに同一であっても異なっていてもよく、
 R12は、ハロゲン原子、又は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であって、R12が複数ある場合、当該R12は互いに同一であっても異なっていてもよく、
 Xは、ハロゲン原子である。
[3] 下記式(A1)又は式(A2)で表される化合物と、下記式(B2)で表される化合物と、下記式(B3)で表される化合物とを反応させることを含む、下記式(C1)又は式(C2)で表される含フッ素化合物の製造方法。
 G-L-CR-X                 式(A1)
 X-CR-L-G-L-CR-X     式(A2)
 R11-X                      式(B2)
 R14-CR1516-MgR12              式(B3)
 G-L-CR-R11               式(C1)
 R11-CR-L-G-L-CR-R11    式(C2)
 ただし、式中、
 Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基であり、
 Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基であり、
 L、L及びLは、各々独立に、単結合又は2価の有機基であり、
 R、R、R、R、R及びRは、各々独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基であり、
 R11は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であって、R11が複数ある場合、当該R11は互いに同一であっても異なっていてもよく、
 R12は、ハロゲン原子、又は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、
 R14、R15及びR16は、各々独立に、水素原子、又は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、
 X、X、X及びXは、各々独立に、ハロゲン原子である。
[4] 前記L-CR、前記L-CR、及び前記L-CRのうち、少なくとも一つが、(CR-CR10n1で表される、[1]~[3]のいずれかの含フッ素化合物の製造方法。
 ただし、式中、R、R、R及びR10は、各々独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基であり、R、R、R又はR10が複数ある場合、当該R、R、R又はR10は互いに同一であっても異なっていてもよく、
 n1は1~20の整数である。
[5] 前記L-CR、前記L-CR、及び前記L-CRのうち、少なくとも一つが、(CHCHn2で表される、[1]~[4]のいずれかの含フッ素化合物の製造方法。
 ただし、式中、n2は1~20の整数である。
[6] 前記R11が下記式(D1)で表される、[1]~[5]のいずれか一項に記載の含フッ素化合物の製造方法。
 (CH=CH-R21-)(R22-)3-aC-R23-* 式(D1)
 ただし、式中、
 R21は単結合、又は炭素数1~18のフッ素原子を有していてもよいアルキレン基であり、R21が複数ある場合、当該R21は互いに同一であっても異なっていてもよく、
 R22は、水素原子、又は炭素数1~10のフッ素原子を有していてもよいアルキル基であり、R22が複数ある場合、当該R22は互いに同一であっても異なっていてもよく、
 R23は、単結合、又は炭素数1~19のアルキレン基であり、
 aは、1~3の整数であり、
 *は結合手である。
[7] 前記X、X、X及びXのうち、少なくとも一つがヨウ素原子である、[1]~[6]のいずれか一項に記載の含フッ素化合物の製造方法。
[8] 前記反応を遷移金属化合物存在下で行う、[1]~[7]のいずれか一項に記載の含フッ素化合物の製造方法。
[9] 前記遷移金属化合物がCu、Ni、Pd及びCoより選択される1種以上の元素を含む、[8]に記載の含フッ素化合物の製造方法。
[10] [1]~[9]のいずれか一項に記載の製造方法により前記式(C1)又は式(C2)で表される含フッ素化合物を製造し、当該含フッ素化合物に反応性シリル基を導入する、表面処理剤の製造方法。
 本発明により、入手容易な化合物を用いて、比較的温和な反応条件で含フッ素化合物を製造する含フッ素化合物の製造方法、及び、当該製造方法にて得られた含フッ素化合物を用いた表面処理剤の製造方法を提供できる。
 本明細書において、式(A1)で表される化合物を化合物(A1)と記す。他の式で表される化合物等もこれらに準ずる。
 「(ポリ)オキシフルオロアルキレン」とは、オキシフルオロアルキレンとポリオキシフルオロアルキレンとの総称である。
 フルオロアルキル基とは、ペルフルオロアルキル基とパーシャルフルオロアルキル基とを合わせた総称である。ペルフルオロアルキル基とは、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換された基を意味する。またパーシャルフルオロアルキル基とは、水素原子の1個以上がフッ素原子で置換され、かつ、水素原子を1個以上有するアルキル基である。すなわちフルオロアルキル基は1個以上のフッ素原子を有するアルキル基である。
 「反応性シリル基」とは、加水分解性シリル基及びシラノール基(Si-OH)の総称であり、「加水分解性シリル基」とは、加水分解反応してシラノール基を形成し得る基を意味する。
 「有機基」とは、置換基を有していてもよく、炭素鎖中にヘテロ原子又は他の結合を有してもよい炭化水素基を意味する。「炭化水素基」とは、脂肪族炭化水素基(直鎖アルキレン基、分岐を有するアルキレン基、シクロアルキレン基等)、芳香族炭化水素基(フェニレン基等)及びこれらの組み合わせからなる基である。
 「表面層」とは、基材の表面に形成される層を意味する。
 数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
[含フッ素化合物の製造方法]
 本発明の含フッ素化合物の製造方法(以下、本製造方法とも記す)は、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する有機ハロゲン化合物(化合物(A1)、化合物(A2))、又は、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する有機マグネシウム化合物(化合物(A3)、化合物(A4))と、特定の有機マグネシウム化合物又は有機ハロゲン化合物とをカップリング反応することで、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する化合物に任意の置換基を導入することができる好適な製造方法である。
 本製造方法では、反応基質として(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する化合物を用いている。長鎖のペルフルオロアルキル基を有する化合物では難溶性により反応が進みにくいところ、エーテル鎖を有する化合物を用いることにより溶解性が向上し反応性が高くなっていると推定される。
 本製造方法によれば、比較的高分子量(長鎖)の(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する化合物であっても、反応効率が高く、反応温度や反応時間を抑えながら目的物の収率を上げることができる。例えば、本製造方法によれば、分子量200~30,000の(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する化合物であっても、目的物を好適に製造することができる。また、本製造方法によれば、例えば、分子量1,000~30,000の含フッ素化合物を好適に製造することができる。
 以下、このような本製造法に属する3つの製造方法についてより詳細に説明する。
<第1の製造方法>
 本発明の含フッ素化合物の第1の製造方法は、下記式(A1)又は式(A2)で表される化合物と、下記式(B1)で表される化合物とを反応させることを含む、下記式(C1)又は式(C2)で表される含フッ素化合物の製造方法である。
 G-L-CR-X               式(A1)
 X-CR-L-G-L-CR-X    式(A2)
 R11-MgR12                   式(B1)
 G-L-CR-R11              式(C1)
 R11-CR-L-G-L-CR-R11  式(C2)
 ただし、式中、
 Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基であり、
 Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基であり、
 L、L及びLは、各々独立に、単結合又は2価の有機基であり、
 R、R、R、R、R及びRは、各々独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基であり、
 R11は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であって、R11が複数ある場合、当該R11は互いに同一であっても異なっていてもよく、
 R12は、ハロゲン原子、又は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、
 X、X及びXは、各々独立に、ハロゲン原子である。
 上記第1の製造方法は、有機ハロゲン化合物である化合物(A1)又は化合物(A2)と、有機マグネシウム化合物である化合物(B1)とのカップリング反応により、化合物(C1)又は化合物(C2)を合成する方法である。
 なお本反応の反応経路は推定の部分もあるが、化合物(A1)又は化合物(A2)のIと、化合物(B1)のMgR12が反応系(溶媒中)で交換反応し、後述する第2の製造方法における化合物(A3)又は化合物(A4)と、化合物(B2)を生じつつ、カップリング反応が進行して、化合物(C1)又は化合物(C2)が合成されるものと推定される。
 Gにおける(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基は、L(Lが単結合の場合は、CR)に結合する末端に-O-を有するか、炭素数2以上の炭素鎖の炭素-炭素原子間に-O-を有するか、又はこれらの両方を含むフルオロアルキル基である。製造の容易性などの点から、Gは下式(G1-1)で表される構造が好ましい。
 Rf0O-[(Rf1O)m1(Rf2O)m2(Rf3O)m3(Rf4O)m4(Rf5O)m5(Rf6O)m6]-(Rf7m7-   式(G1-1)
 ただし、
 Rf0は、炭素数1~20のフルオロアルキル基であり、
 Rf1は、炭素数1のフルオロアルキレン基であり、
 Rf2は、炭素数2のフルオロアルキレン基であり、
 Rf3は、炭素数3のフルオロアルキレン基であり、
 Rf4は、炭素数4のフルオロアルキレン基であり、
 Rf5は、炭素数5のフルオロアルキレン基であり、
 Rf6は、炭素数6のフルオロアルキレン基であり、
 Rf7は、炭素数1~6のフルオロアルキレン基であり、
 m1、m2、m3、m4、m5、m6は、それぞれ独立に0又は1以上の整数を表し、m7は0又は1の整数であり、m1+m2+m3+m4+m5+m6は1~200の整数である。得られる化合物(C1)を表面処理剤又はその原料として用いる場合には、撥水撥油性や指紋除去性などの点から、m1+m2+m3+m4+m5+m6が1~200の整数、即ち、Gが、ポリオキシフルオロアルキレン鎖であることが好ましい。
 なお、式(G1-1)における(Rf1O)~(Rf6O)の結合順序は任意である。
式(G1-1)のm1~m6は、それぞれ、(Rf1O)~(Rf6O)の個数を表すものであり、配置を表すものではない。例えば、(Rf5O)m5は、(Rf5O)の数がm5個であることを表し、(Rf5O)m5のブロック配置構造を表すものではない。同様に、(Rf1O)~(Rf6O)の記載順は、それぞれの単位の結合順序を表すものではない。
 m7が0のとき、GのL(Lが単結合の場合は、CR)に結合する末端は-O-である。m7が1のとき、GのL(Lが単結合の場合は、CR)に結合する末端は炭素原子(Rf7の末端の炭素原子)である。
 また上記炭素数3~6のフルオロアルキレン基は、直鎖フルオロアルキレン基であってもよく、分岐、または環構造を有するフルオロアルキレン基であってもよい。
 Rf1の具体例としては、-CF-、-CHF-が挙げられる。
 Rf2の具体例としては、-CFCF-、-CHFCF-、-CHFCHF-、-CHCF-、-CHCHF-などが挙げられる。
 Rf3の具体例としては、-CFCFCF-、-CFCHFCF-、-CFCHCF-、-CHFCFCF-、-CHFCHFCF-、-CHFCHFCHF-、-CHFCHCF-、-CHCFCF-、-CHCHFCF-、-CHCHCF-、-CHCFCHF-、-CHCHFCHF-、-CHCHCHF-、-CF(CF)-CF-、-CF(CHF)-CF-、-CF(CHF)-CF-、-CF(CH)-CF-、-CF(CF)-CHF-、-CF(CHF)-CHF-、-CF(CHF)-CHF-、-CF(CH)-CHF-、-CF(CF)-CH-、-CF(CHF)-CH-、-CF(CHF)-CH-、-CF(CH)-CH-、-CH(CF)-CF-、-CH(CHF)-CF-、-CH(CHF)-CF-、-CH(CH)-CF-、-CH(CF)-CHF-、-CH(CHF)-CHF-、-CH(CHF)-CHF-、-CH(CH)-CHF-、-CH(CF)-CH-、-CH(CHF)-CH-、-CH(CHF)-CH-などが挙げられる。
 Rf4の具体例としては、-CFCFCFCF-、-CHFCFCFCF-、-CHCFCFCF-、-CFCHFCFCF-、-CHFCHFCFCF-、-CHCHFCFCF-、-CFCHCFCF-、-CHFCHCFCF-、-CHCHCFCF-、-CHFCFCHFCF-、-CHCFCHFCF-、-CFCHFCHFCF-、-CHFCHFCHFCF-、-CHCHFCHFCF-、-CFCHCHFCF-、-CHFCHCHFCF-、-CHCHCHFCF-、-CFCHCHCF-、-CHFCHCHCF-、-CHCHCHCF-、-CHFCHCHCHF-、-CHCHCHCHF-、-cycloC-などが挙げられる。
 Rf5の具体例としては、-CFCFCFCFCF-、-CHFCFCFCFCF-、-CHCHFCFCFCF-、-CFCHFCFCFCF-、-CHFCHFCFCFCF-、-CFCHCFCFCF-、-CHFCHCFCFCF-、-CHCHCFCFCF-、-CFCFCHFCFCF-、-CHFCFCHFCFCF-、-CHCFCHFCFCF-、-CHCFCFCFCH-、-cycloC-などが挙げられる。
 Rf6の具体例としては、-CFCFCFCFCFCF-、-CFCFCHFCHFCFCF-、-CHFCFCFCFCFCF-、-CHFCHFCHFCHFCHFCHF-、-CHFCFCFCFCFCH-、-CHCFCFCFCFCH-、-cycloC10-などが挙げられる。
 また、Rf0及びRf7の具体例としては、上記Rf1~Rf6で挙げられたものと同様のものが挙げられる。
 ここで、-cycloC-は、ペルフルオロシクロブタンジイル基を意味し、その具体例としては、ペルフルオロシクロブタン-1,2-ジイル基が挙げられる。-cycloC-は、ペルフルオロシクロペンタンジイル基を意味し、その具体例としては、ペルフルオロシクロペンタン-1,3-ジイル基が挙げられる。-cycloC10-は、ペルフルオロシクロヘキサンジイル基を意味し、その具体例としては、ペルフルオロシクロヘキサン-1,4-ジイル基が挙げられる。
 得られる化合物(C1)を表面処理剤又はその原料として用いる場合には、Gは撥水撥油性、耐摩擦性、指紋汚れ除去性により優れる点から、中でも、下式(F1)~下式(F3)で表される構造を有することが好ましい。
  (Rf1O)m1-(Rf2O)m2         式(F1)
  (Rf2O)m2-(Rf4O)m4         式(F2)
  (Rf3O)m3                 式(F3)
 ただし、式(F1)~式(F3)の各符号は、前記式(G1-1)と同様である。
 式(F1)及び式(F2)において、(Rf1O)と(Rf2O)、(Rf2O)と(Rf4O)の結合順序は各々任意である。例えば(Rf1O)と(Rf2O)が交互に配置されてもよく、(Rf1O)と(Rf2O)が各々ブロックに配置されてもよく、またランダムであってもよい。式(F3)においても同様である。
 式(F1)において、m1は1~50が好ましく、1~40がより好ましく、1~30が更に好ましく、1~20が特に好ましい。またm2は1~50が好ましく、1~40がより好ましく、1~30が更に好ましく、1~20が特に好ましい。
 式(F2)において、m2は1~50が好ましく、1~40がより好ましく、1~30が更に好ましく、1~20が特に好ましい。またm4は1~50が好ましく、1~40がより好ましく、1~30が更に好ましく、1~20が特に好ましい。
 式(F3)において、m3は1~50が好ましく、1~40がより好ましく、1~30が更に好ましく、1~20が特に好ましい。
 Gにおける(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基は、式(A2)において、L又はL(L又はLが単結合の場合は、CR又はCR)に結合する2つの末端が各々独立に-O-を有するか、炭素数2以上の炭素鎖の炭素-炭素原子間に-O-を有するか、又はこれらの組み合わせであるフルオロアルキレン基である。製造の容易性などの点から、Gは下式(G2-1)で表される構造が好ましい。
 -(O)m0-[(Rf1O)m1(Rf2O)m2(Rf3O)m3(Rf4O)m4(Rf5O)m5(Rf6O)m6]-(Rf7m7-   式(G2-1)
 ただし、m0は0又は1の整数であり、Rf1、Rf2、Rf3、Rf4、Rf5、Rf6、Rf7、m1、m2、m3、m4、m5、m6、及びm7は、前記Gにおけるものと同様である。なお、式(G2-1)における(Rf1O)~(Rf6O)の結合順序は任意であり、前記式(G1-1)で説明したとおりである。
 m7が0のとき、GのL(Lが単結合の場合は、CR)に結合する片側末端は-O-である。m7が1のとき、GのL(Lが単結合の場合は、CR)に結合する片側末端は炭素原子(Rf7の末端の炭素原子)である。また、m0が1のとき、GのL(Lが単結合の場合は、CR)に結合する片側末端は-O-である。m0が0のとき、GのL(Lが単結合の場合は、CR)に結合する片側末端は炭素原子(Rf1~Rf7のいずれかの末端の炭素原子)である。なお、m0とm7は各々独立に0又は1である。
 得られる化合物(C2)を表面処理剤又はその原料として用いる場合には、撥水撥油性や指紋除去性などの点から、m1+m2+m3+m4+m5+m6が1~200の整数、即ち、Gが、ポリオキシフルオロアルキレン鎖であることが好ましい。
 得られる化合物(C2)を表面処理剤又はその原料として用いる場合には、Gは、撥水撥油性、耐摩擦性、指紋汚れ除去性により優れる点から、中でも、下式(F4)~下式(F6)で表される構造を有することが好ましい。
  -(O)m0-(Rf1O)m1-(Rf2O)m2      式(F4)
  -(O)m0-(Rf2O)m2-(Rf4O)m4      式(F5)
  -(O)m0-(Rf3O)m3             式(F6)
 ただし、式(F4)~式(F6)の各符号は、前記式(G2-1)と同様である。
 式(F4)及び式(F5)において、(Rf1O)と(Rf2O)、(Rf2O)と(Rf4O)の結合順序は各々任意である。例えば(Rf1O)と(Rf2O)が交互に配置されてもよく、(Rf1O)と(Rf2O)が各々ブロックに配置されてもよく、またランダムであってもよい。式(F6)においても同様である。
 式(F4)において、m1は1~50が好ましく、1~40がより好ましく、1~30が更に好ましく、1~20が特に好ましい。またm2は1~50が好ましく、1~40がより好ましく、1~30が更に好ましく、1~20が特に好ましい。
 式(F5)において、m2は1~50が好ましく、1~40がより好ましく、1~30が更に好ましく、1~20が特に好ましい。またm4は1~50が好ましく、1~40がより好ましく、1~30が更に好ましく、1~20が特に好ましい。
 式(F6)において、m3は1~50が好ましく、1~40がより好ましく、1~30が更に好ましく、1~20が特に好ましい。
 G及びGにおける(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖中のフッ素原子の割合[{フッ素原子数/(フッ素原子数+水素原子数)}×100(%)]は、撥水撥油性及び指紋除去性に優れる点から、40%以上が好ましく、50%以上がより好ましく、60%以上が更に好ましい。
 また、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖部分の分子量は、耐摩耗性の点から、200~30,000が好ましく、600~25,000がより好ましく、1,000~20,000が更に好ましい。
 L、L及びLは、各々独立に、単結合又は2価の有機基である。L、L及びLにおける有機基としては、置換基を有していてもよく、炭素鎖中にヘテロ原子又は他の結合(B)を有してもよい炭化水素基が挙げられる。
 当該炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基(直鎖アルキレン基、分岐を有するアルキレン基、シクロアルキレン基等)、芳香族炭化水素基(フェニレン基等)及びこれらの組み合わせからなる基などが挙げられる。上記脂肪族炭化水素基は炭素鎖中に二重結合又は三重結合を有していてもよい。組み合わせとしては、例えばアルキレン基とアリーレン基が直接、ヘテロ原子又は他の結合を介して連結した基などが挙げられる。
 炭化水素基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、スルホ基などが挙げられ、本製造方法における化合物の安定性の点から、ハロゲン原子が好ましい。上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。
 ヘテロ原子又は他の結合(B)の具体例としては、-C(O)NR26-、-C(O)O-、-C(O)-、-O-、-NR26-、-S-、-OC(O)O-、-NHC(O)O-、-NHC(O)NR26-、-SONR26-、-Si(R26-、-OSi(R26-、-Si(CH-Ph-Si(CH-、2価のオルガノポリシロキサン残基などが挙げられる。ただし、R26は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基であり、Phは、フェニレン基である。本化合物の製造容易性の点から、R26のアルキル基の炭素数は、1~3が好ましく、1~2が特に好ましい。
 L、L及びLの具体例としては、単結合、置換基を有していてもよいアルキレン基R28、置換基を有していてもよいアルキレン基R28と上記Bとの組み合わせ(例えば、-R28-B-、-B-R28-B-、-R28-B-R28-)などが挙げられる。
 R、R、R、R、R及びRは、各々独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基である。アルキル基は、直鎖又は分岐のアルキル基が挙げられる。アルキル基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、スルホ基などが挙げられ、本製造方法における化合物の安定性の点から、ハロゲン原子が好ましい。上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。中でも、上記ハロゲン原子としては、安定性の点から、フッ素原子が好ましい。置換基を有していてもよいアルキル基の具体例としては、CH-、CHF-、CHF-、CF-、CHCH-、CFCH-、CFCF-、CHCHCH-、CFCHCH-、CFCFCH-、CFCFCF-、CHCH(CH)-、CFCH(CH)-、CFCH(CF)-、CFCF(CF)-、CHCHCHCH-、CFCFCFCF-、CHCHCH(-CHCH)-、CFCFCF(-CFCF)-、CHCHCHCH(-CHCH)-、CFCFCFCF(-CFCF)-などが挙げられる。なお、R、R、R、R、R及びRの置換基を有していてもよいアルキル基は互いに同一であっても異なっていてもよい。
 R、R、R、R、R及びRは、反応性の点から、水素原子であることが好ましい。
 本製造方法においては、原料の合成の容易性や、化合物(A1)、化合物(A2)と化合物(B2)との反応性などの点から、化合物(A1)又は化合物(A2)中の、L-CR、L-CR、及びL-CRのうち、少なくとも一つが、(CR-CR10n1で表される構造を有すことが好ましい。
 ただし、式中、R、R、R及びR10は、各々独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基であり、R、R、R又はR10が複数ある場合、当該R、R、R又はR10は互いに同一であっても異なっていてもよく、
 n1は1~20の整数である。
 例えば、L-CRが(CR-CR10n1の場合、化合物(A1)は下式(A1a)で表される。また例えば、L-CR及びL-CRが(CR-CR10n1の場合、化合物(A2)は下式(A2a)で表される。なお、後述する化合物(A3)、化合物(A4)、化合物(C1)、化合物(C2)などもこれに準ずる。
  G-(CR-CR10n1-X       式(A1a)
  X-(CR10-CRn1-L-G-(CR-CR10n1-X 式(A2a)
 R、R、R及びR10におけるアルキル基は、前記R~Rにおけるものと同様である。中でも反応性の点からは、R及びR10が水素原子であること、即ち、(CR-CR10n1が(CR-CHn1で表される基であることが好ましい。なお、(CR-CHn1において、「CH」の結合手は、化合物(A1)又は化合物(A2)のX、X、またはXと結合する。化合物(A1)及び化合物(A2)が「-CH-X11」(ただし、X11はX、X、またはX)の構造を有することにより、本製造方法におけるカップリングの反応性が向上する。
 X、X、及びXにおけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、反応性がより向上する点からヨウ素原子が好ましい。
 (CR-CHn1の具体例としては、CHCH、CHCHCHCH、CHCHCHCHCHCH、CH(-CH)CH、CH(-CF)CH、CH(-CHF)CH、CH(-CHF)CH、C(-CH)(-CH)CH、C(-CF)(-CF)CH、C(-CHCH)(-CHCH)CH、C(-CFCF)(-CFCF)CH、C(-CHCHCH)(-CHCHCH)CH、C(-CFCFCF)(-CFCFCF)CH、C(-CHCHCHCH)(-CHCHCHCH)CH、C(-CFCFCFCF)(-CFCFCFCF)CH、C(-CHCHCHCHCH)(-CHCHCHCHCH)CH、C(-CFCFCFCFCF)(-CFCFCFCFCF)CH、C(-CHCHCHCHCHCH)(-CHCHCHCHCHCH)CH、C(-CFCFCFCFCFCF)(-CFCFCFCFCFCF)CH、などが挙げられる。
 更に、本製造方法においては、原料の合成の容易性や、化合物(A1)、化合物(A2)と化合物(B2)との反応性などの点から、特にRが水素原子であり、Rが水素原子またはメチル基であることが好ましく、RおよびRが共に水素原子であることがより好ましい。即ち、化合物(A1)又は化合物(A2)中の、L-CR、L-CR、及びL-CRのうち、少なくとも一つが、(CHCHn2で表される構造を有することが好ましい。ただしn2は1~20の整数であり、1~12が好ましく、1~6がより好ましい。
 化合物(A1)及び化合物(A2)の好適な具体例としては、以下のものなどが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 ただし、n11~n28は繰り返し単位数を表し、各々独立に、1~200の整数である。
 化合物(A1)及び化合物(A2)は、例えば、下式(A1-2)及び下式(A2-2)で表される化合物をトリフェニルホスフィン及びヨードメタンと反応させてヨード化する方法や、トリフェニルホスフィン及びヨウ素と反応させてヨード化する方法などにより製造できる。また、所望の構造を有する市販品を用いてもよい。
  G-L-CR-OH            式(A1-2)
  HO-CR-L-G-L-CR-OH 式(A2-2)
 ただし、式中の各符号は前述のとおりである。
 また、化合物(A1)の合成の一例として、下式(A1-3)で表される化合物などは、下式(A1-4)に、開始剤、金属触媒、有機触媒等と、エチレンとを加えて反応させることで製造することもできる。
  G-L-CHCH-X   式(A1-3)
  G-L-X          式(A1-4)
 なお、上記開始剤、金属触媒、有機触媒は、公知のものの中から適宜選択して使用することができる。開始剤としては、例えば、アゾ系開始剤、有機過酸化物、レドックス開始剤などが挙げられる。金属触媒としては、例えば銅、鉄などの金属単体や、酢酸銅、塩化銅などが挙げられる。また、有機触媒としてはトリエトキシホスフィンなどが挙げられる。
 また、所望の構造を有する化合物(A1)を得るために、エチレンの代わりに他のオレフィン化合物を用いてもよい。
 化合物(B1)においてR11は、化合物(A1)及び化合物(A2)に導入される置換基であり、得られる化合物(C1)、化合物(C2)の用途等に応じて、適宜選択して用いることができる。
 R11における炭化水素基は、置換基を有していてもよく、炭素鎖中にヘテロ原子又は他の結合(B)を有してもよい炭化水素基が挙げられる。
 当該炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基(直鎖アルキル基、分岐を有するアルキル基、シクロアルキル基等)、芳香族炭化水素基(フェニル基等)及びこれらの組み合わせからなる基などが挙げられる。上記脂肪族炭化水素基は炭素鎖中に二重結合又は三重結合を有していてもよい。組み合わせとしては、例えばアルキレン基とアリール基が直接、ヘテロ原子又は他の結合を介して連結した基などが挙げられる。
 炭化水素基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、スルホ基などが挙げられ、本製造方法における化合物の安定性の点から、ハロゲン原子が好ましい。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。
 ヘテロ原子又は他の結合の具体例としては、前記Bで挙げたものと同様のものが挙げられる。
 得られる化合物(C1)又は化合物(C2)を原料として更に他の置換基を導入する場合には、一例として、R11が二重結合を有するアルキル基であることが好ましい。R11が二重結合を有するアルキル基であることにより、本製造方法の副反応を抑えつつ、他の置換基を導入しやすい二重結合が導入された化合物(C1)又は化合物(C2)を好適に得ることができる。
 このようなR11としては、中でも、下記式(D1)で表される置換基が好ましい。
 (CH=CH-R21-)(R22-)3-aC-R23-*   式(D1)
 ただし、式中、
 R21は単結合、又は炭素数1~18のフッ素原子を有していてもよいアルキレン基であり、R21が複数ある場合、当該R21は互いに同一であっても異なっていてもよく、
 R22は、水素原子、又は炭素数1~10のフッ素原子を有していてもよいアルキル基であり、R22が複数ある場合、当該R22は互いに同一であっても異なっていてもよく、
 R23は、単結合、又は炭素数1~19のアルキレン基であり、
 aは、1~3の整数であり、
 *は結合手である。
 (CH=CH-R21-)で表される基は、異性化した構造を含んでいてもよい。例えば、(CH=CH-R21-)で表される基が、CH=CH-CH-で表される基である場合は、CHCH=CH-で表される基を含んでいてもよい。
また、(CH=CH-R21-)で表される基のaが2以上である場合は、それぞれの基は同一でもよく異なっていてもよい。
 R21の炭素数は1~18であればよく、1~8が好ましい。
 R12は、ハロゲン原子、又は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基である。
 R12におけるハロゲン原子としては、反応性の点から、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が好ましく、中でも塩素原子又は臭素原子がより好ましい。
 R12における炭化水素基は、上記R11と同様のものが挙げられる。なおR12が炭化水素基である場合、本製造方法における反応において、R11の代わりにR12が導入されることがあり、例えば、下記化合物(C3)~(C6)などが生成し得る。
  G-L-CR-R12               式(C3)
  R11-CR-L-G-L-CR-R12    式(C4)
  R12-CR-L-G-L-CR-R12    式(C5)
  R11-R12                     式(C6)
 ただし、式中の各符号は、前述のとおりである。
 この点に関しては、以下のように対応することができる。
 R11とR12を同一構造の置換基とすることで、上記副生物である化合物(C3)~(C5)は、化合物(C1)又は(C2)と同一化合物となる。
 R12をR11よりも反応性の低い置換基とすることで、上記副生物である化合物(C3)~(C5)の生成を抑制できる。例えば、R11-をR31-CH-(ただしR31は炭化水素基)で表される置換基とし、R12-をR31-CR3233-(ただしR31は炭化水素基であり、R32及びR33は各々独立に水素原子又はアルキル基であって、少なくとも一方がアルキル基である)で表される置換基とすることで、本製造方法による反応においてR11が優位に導入される。
 また、化合物(C3)~(C6)が生じる場合において、必要に応じてカラムクロマトグラフィー等による分離を行ってもよく、更に化合物(C1)又は(C2)の用途に応じて、化合物(C3)~(C6)を含む混合物のまま用いてもよい。
 これらは化合物(C1)又は化合物(C2)の用途に応じて適宜選択すればよい。
 化合物(B1)の好適な具体例としては、以下のものなどが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 ただし、R12は前述のとおりである。
 化合物(B1)は、例えば、下式(B1-1)と金属マグネシウムと、更に必要に応じて下式(B1-2)とを反応させることにより製造できる。また、所望の構造を有する市販品を用いてもよい。
 R11-X       式(B1-1)
 R12a-X       式(B1-2)
 ただし、R11は前述のとおりであり、R12aは、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。
 化合物(B1-1)と金属マグネシウムとを反応させることで、R12がハロゲン原子の化合物(B1)が得られる。更に化合物(B1-2)を用いることで、R12が炭化水素基の化合物(B1)が得られる。
 本製造法において、化合物(B1)の使用量は、目的物の収率向上の観点から、化合物(A1)又は化合物(A2)が有するX~Xの総数に対して、1当量から30当量が好ましく、1.2当量から20当量がより好ましく、1.5当量から10当量がさらに好ましい。
 遷移金属化合物は公知の触媒の中から適宜選択して用いることができる。遷移金属化合物としては、遷移金属として周期表3族~12族の元素を含む化合物が好ましく、中でも、8族~11族元素を含む化合物が好ましい。8族~11族元素としては、中でも、銅、ニッケル、パラジウム、コバルトより選択される1種以上の元素を含むことが好ましく、更に銅を含むことがより好ましい。
 遷移金属化合物が銅を含む場合、当該銅は0価、1価、2価、3価のいずれの化合物であってもよいが、触媒能の点から中でも1価又は2価の銅の塩又は錯塩が好ましい。更に入手の容易性などの点から、塩化銅がより好ましい。塩化銅は、CuCl、CuClのいずれも好適に用いることができる。なお、塩化銅は無水物であっても水和物であってもよいが、触媒能の点から、塩化銅無水物がより好ましい。
 遷移金属化合物がニッケルを含む場合、当該ニッケルは0価、1価、2価、3価のいずれの化合物であってもよいが、触媒能及び安定性の点から中でも0価又は2価のニッケルの塩又は錯塩が好ましい。更に入手の容易性などの点から、塩化ニッケル(NiCl)がより好ましい。なお、塩化ニッケルは無水物であっても水和物であってもよいが、触媒能の点から、塩化ニッケル無水物がより好ましい。
 遷移金属化合物がパラジウムを含む場合、当該パラジウムは0価、2価のいずれの化合物であってもよいが、触媒能及び安定性の点から中でも0価又は2価のパラジウムの塩又は錯塩が好ましい。更に入手の容易性などの点から、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(Pd(dba))及び酢酸パラジウム(Pd(OAc))がより好ましい。なお、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム及び酢酸パラジウムは無水物であっても水和物であってもよいが、触媒能の点から、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム無水物及び酢酸パラジウム無水物がより好ましい。
 遷移金属化合物がコバルトを含む場合、当該コバルトは0価、1価、2価、3価のいずれの化合物であってもよいが、触媒能の点から中でも2価又は3価のコバルトの塩又は錯塩が好ましい。更に入手の容易性などの点から、2価の塩化コバルト(CoCl)がより好ましい。なお、塩化コバルトは無水物であっても水和物であってもよいが、触媒能の点から、塩化コバルト無水物がより好ましい。
 遷移金属化合物の使用量は、化合物(A1)又は化合物(A2)が有するIの総数に対して、例えば、0.05~50当量、好ましくは0.1~30当量、さらに好ましくは0.15~20当量である。
 本製造方法の反応においては、必要に応じて触媒となる遷移金属化合物に配位子(リガンド)を組み合わせて用いてもよい。配位子を用いることで目的物の収率が向上する。一方、本製造方法においては配位子を用いなくても十分な収率が得られるため、当該配位子は使用しなくてもよい。
 上記配位子としては、例えば、1,3-ブタジエン、トリシクロヘキシルホスフィン、1,1-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセンフェニルプロピン、テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)などが挙げられる。配位子を使用する場合、使用量は目的物の収率向上の点から、化合物(A1)又は化合物(A2)が有するIの総数に対して、0.01~2.0当量用いることが好ましく、0.1~1.2当量がより好ましい。
 また本製造方法の反応は、通常、溶媒中で行われる。溶媒は、化合物(A1)又は化合物(A2)及び化合物(B1)を溶解し得る溶媒の中から適宜選択して用いることができる。溶媒は、1種単独で又は2種以上を組み合わせた混合溶媒であってもよい。
 例えば、溶媒としては反応に不活性な溶媒であれば特に限定されず、反応に不活性な溶媒としては、中でも、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン等のエーテル系溶媒がエーテル鎖との親和性が高いため好ましく、テトラヒドロフランがより好ましい。
 また、化合物(A1)及び化合物(A2)のように比較的フッ素原子含有量の高い化合物には、フッ素系溶媒がより好ましく、前記エーテル系溶媒と、フッ素系溶媒とを組み合わせた混合溶媒が更に好ましい。
 フッ素系溶媒としては、例えば、ハイドロフルオロカーボン類(1H,4H-ペルフルオロブタン、1H-ペルフルオロヘキサン、1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン、2H,3H-ペルフルオロペンタン等)、ハイドロクロロフルオロカーボン類(3,3-ジクロロ-1,1,1,2,2-ペンタフルオロプロパン、1,3-ジクロロ-1,1,2,2,3-ペンタフルオロプロパン(HCFC-225cb)等)、ハイドロフルオロエーテル類(CFCHOCFCFH(AE-3000))、(ペルフルオロブトキシ)メタン、(ペルフルオロブトキシ)エタン等)、ハイドロクロロフルオロオレフィン類((Z)-1-クロロ-2,3,3,4,4,5,5-ヘプタフルオロ-1-ペンテン(HCFO-1437dycc(Z)体)、(E)-1-クロロ-2,3,3,4,4,5,5-ヘプタフルオロ-1-ペンテン(HCFO-1437dycc(E)体)、(Z)-1-クロロ-2,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(HCFO-1233yd(Z)体)、(E)-1-クロロ-2,3,3-トリフルオロ-1-プロペン(HCFO-1233yd(E)体)等)、含フッ素芳香族化合物類(ペルフルオロベンゼン、m-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン(SR-ソルベント)、p-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン等)等が挙げられる。中でも、フッ素系溶媒としては、ハイドロフルオロエーテル類(例えばCFCHOCFCFH(AE-3000))が好ましい。
 第1の製造方法では、例えば、
 (I):化合物(A1)又は化合物(A2)を含む溶液を準備し、遷移金属化合物と、必要に応じて配位子を添加した後、別途調製した化合物(B1)を添加する方法;
 (II):化合物(B1)と、遷移金属化合物と、必要に応じて配位子を含む溶液を準備した後、化合物(A1)又は化合物(A2)を徐々に添加する方法;等が挙げられる。副生物を抑制し、得られる化合物(C1)又は化合物(C2)の収率を向上する点からは、上記(II)の方法が好ましい。
 化合物(A1)又は化合物(A2)と、化合物(B1)との反応温度は、化合物(A1)又は化合物(A2)と、化合物(B1)との組み合わせに応じて適宜調整すればよい。例えば、-20℃~66℃(テトラヒドロフランの沸点)とすればよく、25℃~60℃が好ましい。
<第2の製造方法>
 本発明の含フッ素化合物の第2の製造方法は、下記式(A3)又は式(A4)で表される化合物と、下記式(B2)で表される化合物とを反応させることを含む、下記式(C1)又は式(C2)で表される含フッ素化合物の製造方法である。
 G-L-CR-MgR12             式(A3)
 R12Mg-CR-L-G-L-CR-MgR12 式(A4)
 R11-X                      式(B2)
 G-L-CR-R11              式(C1)
 R11-CR-L-G-L-CR-R11  式(C2)
 ただし、Xはハロゲン原子であり、好ましい態様はX~Xと同様である。また式中の他の各符号は、前記第1の製造方法で述べたものと同様であり、好ましい態様も同様である。
 第2の製造方法は、有機マグネシウム化合物である化合物(A3)又は化合物(A4)と、有機ハロゲン化合物である化合物(B2)とのカップリング反応により、化合物(C1)又は化合物(C2)を合成する方法である。なお、第2の製造方法は(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する化合物(A3)及び化合物(A4)が有機マグネシウム化合物であり、導入される置換基R11を有する化合物(B2)が有機ハロゲン化合物である点が、第1の製造方法と相違する。以下、第2の製造方法について説明するが、前記第1の製造方法と共通する内容についてはここでの説明は省略する。
 化合物(A3)及び化合物(A4)は、例えば、下式(A3-2)及び下式(A4-2)のそれぞれと金属マグネシウム、更に必要に応じて下式(B1-2)とを反応させることにより製造できる。また、所望の構造を有する市販品を用いてもよい。
  G-L-CR-X             式(A3-2)
  X-CR-L-G-L-CR-X   式(A4-2)
  R12a-X      式(B1-2)
 ただし、X~Xは各々独立にハロゲン原子であり、式中の他の各符号は、前述したとおりである。
 化合物(A3)及び化合物(A4)の好適な具体例としては、以下のものなどが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 ただし、R12は前述のとおりであり、n30~n47は繰り返し単位数を表し、各々独立に、1~200の整数である。
 化合物(B2)は、例えば、下式(B2-2)で表される化合物をトリフェニルホスフィン及びヨードメタンと反応させてヨード化する方法や、トリフェニルホスフィン及びヨウ素と反応させてヨード化する方法などにより製造できる。また、所望の構造を有する市販品を用いてもよい。
  R11-OH          式(B2-2)
 ただし、式中のR11は前述のとおりである。
 化合物(B2)の好適な具体例としては、以下のものなどが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 第2の製造方法における溶媒、触媒、原料の比率、反応温度等は、前記第1の製造方法と同様のものとすることができ、好ましい態様も同様である。
<第3の製造方法>
 本発明の含フッ素化合物の第3の製造方法は、下記式(A1)又は式(A2)で表される化合物と、下記式(B2)で表される化合物と、下記式(B3)で表される化合物とを反応させることを含む、下記式(C1)又は式(C2)で表される含フッ素化合物の製造方法である。
  G-L-CR-X               式(A1)
  X-CR-L-G-L-CR-X   式(A2)
  R11-X                     式(B2)
  R14-CR1516-MgR12             式(B3)
  G-L-CR-R11              式(C1)
  R11-CR-L-G-L-CR-R11   式(C2)
 ただし、式中の各符号は前述したとおりであって、R14、R15及びR16は、各々独立に、水素原子、又は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基である。
 第3の製造方法は、様々な反応経路が推定されるが、主反応は、まず、化合物(B2)のXと化合物(B3)のMgR12の交換反応が生じ、次いで、化合物(A1)又は化合物(A2)とのカップリング反応が進行して、化合物(C1)又は化合物(C2)が合成されるものと推定される。
 以下、第3の製造方法について説明するが、前記第1又は第2の製造方法と共通する内容についてはここでの説明は省略する。
 R14、R15、R16における炭化水素基としては、前記R11と同様のものが挙げられる。中でも化合物(B2)のXと化合物(B3)のMgR12の交換反応が生じやすくなる観点から、R14、R15、R16のうち少なくとも2つが置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であることが好ましい。Mgに直接結合する炭素原子が、2以上のアルキル基と結合することで、化合物(A1)又は化合物(A2)と直接カップリング反応することを抑制できる。
 第3の製造方法における溶媒、触媒、原料の比率、反応温度等は、前記第1の製造方法と同様のものとすることができ、好ましい態様も同様である。
 以上説明したように、第1~第3の製造方法により(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖に各種置換基が導入された化合物(C1)又は化合物(C2)が得られる。含フッ素化合物は、低屈折率、低誘電率、撥水・撥油性、耐熱性、耐薬品性、化学的安定性、透明性等の諸特性に優れており、電気・電子材料、半導体材料、光学材料、表面処理剤等の多種多様な分野に利用できる。
 また、第1~第3の製造方法により得られた化合物(C1)又は化合物(C2)に反応性シリル基を導入することで、表面処理剤を製造することもできる。(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖と加水分解性シリル基とを有する含フッ素化合物は、高い潤滑性、撥水撥油性等を示す表面層を基材の表面に形成できるため、表面処理剤に好適に用いられる。
 化合物(C1)又は(C2)に反応性シリル基を導入する方法は、化合物(C1)又化合物は(C2)が有する置換基に応じて適宜選択すればよい。一例として、化合物(C1)又は化合物(C2)が二重結合を有する場合には、当該二重結合と、下記化合物(E1)又は(E2)とヒドロシリル化反応することで導入できる。
 HSi(R403-c(L) 式(E1)
 HSi(R413-k[-(OSi(R42-O-Si(R403-c(L) 式(E2)
 ただし、式中、
 R40はアルキル基であり、R40が複数ある場合、当該R40は同一であっても異なっていてもよく、
 Lは、加水分解性基又は水酸基であり、複数あるLは同一であっても異なっていてもよく、
 R41は、アルキル基であり、R41が複数ある場合、当該R41は同一であっても異なっていてもよく、
 R42は、アルキル基、フェニル基又はアルコキシ基であり、2個のR42は同一であっても異なっていてもよく、
 cは、2又は3であり、
 kは、2又は3であり、
 pは、0~5の整数であり、pが2以上の場合、2以上の(OSi(R42)は同一であっても異なっていてもよい。
 なお、化合物(E2)は、例えば、国際公開第2019/208503号の明細書に記載の方法によって製造できる。
 化合物(C1)及び(C2)において、R11が前記式(D1)で表される基である場合、下記式で表される表面処理剤などが得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 なお、式中のn6~n10は繰り返し単位数を表し、各々独立に、1~200の整数である。
 反応性シリル基は、加水分解性基及び水酸基のいずれか一方又は両方がケイ素原子に結合した基である。加水分解性基は、加水分解反応によって水酸基となる基である。すなわち、加水分解性シリル基は、加水分解反応によってシラノール基(Si-OH)となる。シラノール基は、さらに分子間で脱水縮合反応してSi-O-Si結合を形成する。また、シラノール基は、基材の表面の水酸基(基材-OH)と脱水縮合反応して、化学結合(基材-O-Si)を形成する。
 加水分解性基としては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、アシル基、イソシアナート基が挙げられる。アルコキシ基としては、炭素数1~6のアルコキシ基が好ましい。ハロゲン原子としては、塩素原子が好ましい。
 加水分解性基としては、製造の容易性の点から、アルコキシ基又はハロゲン原子が好ましい。加水分解性基としては、塗布時のアウトガスが少なく、本化合物の保存安定性に優れる点から、炭素数1~4のアルコキシ基が好ましく、本化合物の長期の保存安定性が必要な場合にはエトキシ基が特に好ましく、基材への表面処理剤のコーティング後の反応時間を短時間とする場合にはメトキシ基が特に好ましい。
 基材としては、撥水撥油性の付与が求められている基材が挙げられる。例えば、他の物品(例えばスタイラス)や人の手指を接触させて使用することがある基材、操作時に人の手指で持つことがある基材、他の物品(例えば載置台)の上に置くことがある基材が挙げられる。
 基材の材料としては、金属、樹脂、ガラス、サファイア、セラミック、石、これらの複合材料が挙げられる。ガラスは化学強化されていてもよい。基材の表面にはSiO膜等の下地膜が形成されていてもよい。
 基材としては、タッチパネル用基材、ディスプレイ用基材、メガネレンズが好適であり、タッチパネル用基材が特に好適である。タッチパネル用基材の材料としては、ガラス又は透明樹脂が好ましい。
 また、基材としては、携帯電話(例えばスマートフォン)、携帯情報端末(例えばタブレット端末)、ゲーム機、リモコン等の機器における外装部分(表示部を除く)に使用する、ガラス又は樹脂フィルムも好ましい。
 このような含フッ素化合物を含む表面処理剤は、表面層が指で繰り返し摩擦されても撥水撥油性が低下しにくい性能(耐摩擦性)及び拭き取りによって表面層に付着した指紋を容易に除去できる性能(指紋汚れ除去性)が長期間維持されることが求められる用途、例えば、タッチパネルの指で触れる面を構成する部材、メガネレンズ、ウェアラブル端末のディスプレイの表面処理剤として好適に用いられる。
 以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、例1~20が実施例である。
[例1]
[合成例1-1:化合物(1-1)の合成]
 国際公開2013/121984号の実施例11に記載の方法に従い、下記化合物(1-1)を得た。
 CF-O-(CFCFO-CFCFCFCFO)(CFCFO)-CFCFCF-CHCHI ・・・式(1-1)
 繰り返し単位数nの平均値は13である。
[合成例1-2:化合物(2-1)の合成]
 DiethylDiallylmalonate(60.0g)、塩化リチウム(23.7g,559mmol)、水(6.45g,360mmol)、ジメチルスルホキシド(263g)を加え、160℃で撹拌した。室温まで冷却した後、水を加え、酢酸エチルで抽出した。ヘキサンを有機層に加え、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後、溶媒を留去することで、下記化合物(2-1)を39.5g得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 化合物(2-1)のNMRスペクトル;
 H-NMR(400MHz,Chloroform-d) δ(ppm):(ddt,J=17.1,10.1,7.0Hz,2H),5.06~4.94(m,4H),4.09(q,J=7.1Hz,2H),2.47(ddd,J=14.0,8.0,6.1Hz,1H),2.33(dt,J=14.9,7.5Hz,2H),2.22(dt,J=14.1,6.5Hz,2H),1.21(t,J=7.1Hz,3H).
[合成例1-3:化合物(2-2)の合成]
 THF(260mL)、ジイソプロピルアミン(29.8mL)を加えた後、溶液を-78℃まで冷却した。n-ブチルリチウムヘキサン溶液(2.76M,96.6mL)を加え、0℃まで昇温した。撹拌した後、-78℃まで冷却し、リチウムジイソプロピルアミド(LDA)のTHF溶液を調製した。上記化合物(2-1)(39.5g)をTHF溶液に加え、撹拌した後、臭化アリル(24.1mL)を加えた。0℃に昇温し、1M塩酸(100mL)を加え、THFを減圧留去した。ジクロロメタンで抽出した後、硫酸ナトリウムを加えた。ろ過後、溶媒を留去し、シリカゲルを用いたフラッシュカラムクロマトグラフィーを行うことで、化合物(2-2)を45.0g得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 化合物(2-2)のNMRスペクトル;
 H-NMR(400MHz,Chloroform-d) δ(ppm):5.74~5.62(m,3H),5.04(dd,J=13.6,1.9Hz,6H),4.10(q,J=7.1Hz,2H),2.29(d,J=7.4Hz,6H),1.22(t,J=7.1Hz,3H).
[合成例1-4:化合物(2-3)の合成]
 上記化合物(2-2)(45.0g)をTHF(620mL)に溶解させ、0℃に冷却した。水素化リチウムアルミニウムのTHF溶液(104mL)を加え、撹拌した。水、15%水酸化ナトリウム水溶液を加え、室温で撹拌した後、ジクロロメタンで希釈した。ろ過後、溶媒を留去し、シリカゲルを用いたフラッシュカラムクロマトグラフィーを行うことで、下記化合物(2-3)を31.3g得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 化合物(2-3)のNMRスペクトル;
 H-NMR(400MHz,Chloroform-d) δ(ppm):5.90~5.76(m,3H),5.10~5.02(m,6H),3.38(s,2H),2.03(dt,J=7.5,1.2Hz,6H),1.45(s,1H).
[合成例1-5:化合物(3-1)の合成]
 アセトニトリル(380mL)、前記化合物(2-3)(31.3g)、トリフェニルホスフィン(64.3g)、四塩化炭素(33.9g)を加え、90℃で撹拌した。濃縮後、酢酸エチル/ヘキサンを加え撹拌した。ろ過、濃縮後、蒸留によって、下記化合物(3-1)を28.2g得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 化合物(3-1)のNMRスペクトル;
 H-NMR(400MHz,Chloroform-d) δ(ppm):5.83~5.67(m,3H),5.16~5.01(m,6H),3.32(s,2H),2.05(dt,J=7.5,1.1Hz,6H).
[合成例1-6:化合物(3-2)の合成]
 マグネシウム(2.36g)にTHF(35mL)、ヨウ素(0.180g)を加えて、室温で撹拌した。前記化合物(3-1)(14.0g)のTHF(35mL)溶液を加え、加熱還流することで、下記化合物(3-2)の溶液(0.80M)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 化合物(3-2)のNMRスペクトル;
 H-NMR(400MHz,Chloroform-d) δ(ppm):5.88(m,3H),5.11(m,6h),1.85(m,6h),1.22(s,2h).
[合成例1-7:化合物(1-2)の合成]
 前記化合物(1-1)(1.03g)を脱水THF(5ml)へと懸濁させて、塩化銅(0.0025g)を加えて室温で、攪拌した。当該混合溶液に対して、17wt%に調整した前記化合物(3-2)(0.31g)をゆっくりと滴下後、55℃で攪拌した。混合溶液を室温まで冷却後、水を加え、AE3000(5ml)で抽出した後、硫酸ナトリウムを加えた。ろ過後、溶媒を留去した。シリカゲルを用いたフラッシュカラムクロマトグラフィーを行うことで、化合物(1-2)を含む混合物を得た。NMR測定により化合物(1-2)が選択率84%で得られたことを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 化合物(1-2)のNMRスペクトル;
 H-NMR(400MHz,Chloroform-d) δ(ppm):5.80(ddt,J=20.3,9.3,7.4Hz,3H),5.01(dd,J=13.5,1.7Hz,6H),2.13~2.01(m,2H),1.97(d,J=7.5Hz,6H),1.67~1.55(m,2H),1.27~1.18(m,2H).
 19F-NMR(376MHz,Chloroform-d) δ(ppm):-55.25,-82.83,-88.06,-90.16(d,J=8.1 Hz),-114.18,-125.26,-126.59.
[例2~20]
 上記例1の合成例1-7において、下記表1に示されるように各種条件を変更した以外は、例1と同様にして、化合物(1-2)を製造した。
 なお、当量は化合物(1-1)を基準としている。原料転化率とは、化合物(1-1)が転化される率であり、目的物選択率とは、化合物(1-1)から転化される化合物のうち、目的の化合物(1-2)が選択される率である。リガンドは、化合物(1-1)に対して、上述したような好適な当量の範囲で使用することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 なお表1中の略号等は以下の通りである。
Pd(dba):トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム
Pd(OAc):酢酸パラジウム
PCy:トリシクロヘキシルホスフィン
dppf:1,1’-フェロセンジイル-ビス(ジフェニルホスフィン),
AE3000:CFCHOCFCF
THF:テトラヒドロフラン
 本発明によれば、農薬、医薬、機能性材料など多様な分野で用いられる含フッ素化合物を、入手容易な化合物を用いて、比較的温和な反応条件で合成することができる。また、例えば炭素-炭素二重結合を有する化合物(B1)を用いることで、化合物(A1)又は化合物(A2)に容易に二重結合を付加することができ、様々な化合物を合成するための原料としても有用な化合物を得ることができる。
 この出願は、2021年3月5日に出願された日本出願特願2021-35322を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (10)

  1.  下記式(A1)又は式(A2)で表される化合物と、下記式(B1)で表される化合物とを反応させることを含む、下記式(C1)又は式(C2)で表される含フッ素化合物の製造方法。
     G-L-CR-X 式(A1)
     X-CR-L-G-L-CR-X 式(A2)
     R11-MgR12 式(B1)
     G-L-CR-R11 式(C1)
     R11-CR-L-G-L-CR-R11 式(C2)
     ただし、式中、
     Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基であり、
     Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基であり、
     L、L及びLは、各々独立に、単結合又は2価の有機基であり、
     R、R、R、R、R及びRは、各々独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基であり、
     R11は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であって、R11が複数ある場合、当該R11は互いに同一であっても異なっていてもよく、
     R12は、ハロゲン原子、又は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、
     X、X及びXは、各々独立に、ハロゲン原子である。
  2.  下記式(A3)又は式(A4)で表される化合物と、下記式(B2)で表される化合物とを反応させることを含む、下記式(C1)又は式(C2)で表される含フッ素化合物の製造方法。
     G-L-CR-MgR12 式(A3)
     R12Mg-CR-L-G-L-CR-MgR12 式(A4)
     R11-X  式(B2)
     G-L-CR-R11 式(C1)
     R11-CR-L-G-L-CR-R11 式(C2)
     ただし、式中、
     Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基であり、
     Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基であり、
     L、L及びLは、各々独立に、単結合又は2価の有機基であり、
     R、R、R、R、R及びRは、各々独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基であり、
     R11は、各々独立に、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であって、R11が複数ある場合、当該R11は互いに同一であっても異なっていてもよく、
     R12は、ハロゲン原子、又は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であって、R12が複数ある場合、当該R12は互いに同一であっても異なっていてもよく、
     Xは、ハロゲン原子である。
  3.  下記式(A1)又は式(A2)で表される化合物と、下記式(B2)で表される化合物と、下記式(B3)で表される化合物とを反応させることを含む、下記式(C1)又は式(C2)で表される含フッ素化合物の製造方法。
     G-L-CR-X 式(A1)
     X-CR-L-G-L-CR-X 式(A2)
     R11-X 式(B2)
     R14-CR1516-MgR12 式(B3)
     G-L-CR-R11 式(C1)
     R11-CR-L-G-L-CR-R11 式(C2)
     ただし、式中、
     Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する1価の基であり、
     Gは、(ポリ)オキシフルオロアルキレン鎖を有する2価の基であり、
     L、L及びLは、各々独立に、単結合又は2価の有機基であり、
     R、R、R、R、R及びRは、各々独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基であり、
     R11は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であって、R11が複数ある場合、当該R11は互いに同一であっても異なっていてもよく、
     R12は、ハロゲン原子、又は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、
     R14、R15及びR16は、各々独立に、水素原子、又は、置換基を有していてもよくヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基であり、
     X、X、X及びXは、各々独立に、ハロゲン原子である。
  4.  前記L-CR、前記L-CR、及び前記L-CRのうち、少なくとも一つが、(CR-CR10n1で表される、請求項1~3のいずれか一項に記載の含フッ素化合物の製造方法。
     ただし、式中、R、R、R及びR10は、各々独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基であり、R、R、R又はR10が複数ある場合、当該R、R、R又はR10は互いに同一であっても異なっていてもよく、
     n1は1~20の整数である。
  5.  前記L-CR、L-CR、及び前記L-CRのうち、少なくとも一つが、(CHCHn2で表される、請求項1~4のいずれか一項に記載の含フッ素化合物の製造方法。
     ただし、式中、n2は1~20の整数である。
  6.  前記R11が下記式(D1)で表される、請求項1~5のいずれか一項に記載の含フッ素化合物の製造方法。
     (CH=CH-R21-)(R22-)3-aC-R23-* 式(D1)
     ただし、式中、
     R21は単結合、又は炭素数1~18のフッ素原子を有していてもよいアルキレン基であり、R21が複数ある場合、当該R21は互いに同一であっても異なっていてもよく、
     R22は、水素原子、又は炭素数1~10のフッ素原子を有していてもよいアルキル基であり、R22が複数ある場合、当該R22は互いに同一であっても異なっていてもよく、
     R23は、単結合、又は炭素数1~19のアルキレン基であり、
     aは、1~3の整数であり、
     *は結合手である。
  7.  前記X、X、X及びXのうち、少なくとも一つがヨウ素原子である、請求項1~6のいずれか一項に記載の含フッ素化合物の製造方法。
  8.  前記反応を遷移金属化合物存在下で行う、請求項1~7のいずれか一項に記載の含フッ素化合物の製造方法。
  9.  前記遷移金属化合物がCu、Ni、Pd及びCoより選択される1種以上の元素を含む、請求項8に記載の含フッ素化合物の製造方法。
  10.  請求項1~9のいずれか一項に記載の製造方法により前記式(C1)又は式(C2)で表される含フッ素化合物を製造し、当該含フッ素化合物に反応性シリル基を導入する、表面処理剤の製造方法。
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