(57)【要約】  本出願は、２−アルコキシプロピオニルフルオリドと金属炭酸塩とを、無水条件下、攪拌床反応器内で、中間体カルボキシレートの脱炭酸温度よりも高温で反応させることによってフッ素化ビニルエーテルを製造する、フッ素化ビニルエーテルの製造方法を提供する。本方法は、溶媒の非存在下で実施される。記載された方法で、高純度のフッ素化ビニルエーテルをハイスループット方式で得ることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素化２−アルコキシプロピオニルフルオリドと金属炭酸塩とからフッ素化ビニルエーテル類をハイスループット調製するための方法であって、
ａ）金属炭酸塩を攪拌床反応器に無水条件下で入れることと、
ｂ）前記金属炭酸塩を攪拌し、また前記金属炭酸塩を中間体カルボキシレートの脱炭酸温度よりも高温に維持しながら、２−アルコキシプロピオニルフルオリドを前記攪拌床反応器に供給してフッ素化ビニルエーテルを生成すること、
を含み、
その際、前記方法が溶媒の非存在下で実施される方法。
【請求項２】
水素化物付加副生成物が、フッ素化ビニルエーテルのモル数を基準として０．５ｍｏｌ％未満で形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
フッ素化ビニルエーテルの回収をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記金属炭酸塩が、炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
プロピオニルフルオリドの供給速度、金属炭酸塩、反応温度、攪拌速度、又はこれらの組み合わせから選択される変数を調節することによりフッ素化ビニルエーテルの収率を最適化することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
攪拌床反応器から、未反応の２−アルコキシプロピオニルフルオリドを再利用することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記２−アルコキシプロピオニルフルオリドが一般式Ｘ−（Ｏ−Ｙ）a−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ
（式中、ＸはＣnＦ2n+1（式中ｎは１〜１０である）、ＦＳＯ2（ＣmＦ2m）（式中ｍは１〜１０である）およびＦＣＯ（ＣdＦ2d）（式中ｄは１〜１０である）から成る群から選択され、ＹはＣpＦ2p（式中ｐは１〜１０である）およびＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2から成る群から選択され、またａは０〜１０である）
で表される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記２−アルコキシプロピオニルフルオリドが、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−［ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2−Ｏ］aＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＦＳＯ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、又はＦＣＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦから選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記フッ素化ビニルエーテルが、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−［ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2−Ｏ］aＣＦ＝ＣＦ2、ＦＳＯ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、又はＣＨ3ＯＣＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2から選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記金属炭酸塩が、粉末金属炭酸塩である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記金属炭酸塩の上に不活性ガスを流しながら、少なくとも２時間、前記炭酸塩を２５０℃で加熱することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
２−アルコキシプロピオニルフルオリドの供給速度を有効供給速度に調節することをさらに含み、その際、前記有効供給速度は、前記２−アルコキシプロピオニルフルオリドの９５ｍｏｌ％がフッ素化ビニルエーテルに変換される速度である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記２−アルコキシプロピオニルフルオリドが、大気条件下において液体である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記攪拌速度が、未反応の金属炭酸塩が２−アルコキシプロピオニルフルオリドに連続的にさらされるように調節される、請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記金属炭酸塩が、２−アルコキシプロピオニルフルオリドからフッ素化ビニルエーテルへの変換を最大にするように選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項１６】
所望のフッ素化ビニルエーテルを不純物から単離することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記２−アルコキシプロピオニルフルオリドが、
ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦである、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記フッ素化ビニルエーテルが、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2である、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記２−アルコキシプロピオニルフルオリドが、
ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦである、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記フッ素化ビニルエーテルが、
ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2である、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記２−アルコキシプロピオニルフルオリドが、
ＦＳＯ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦである、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記フッ素化ビニルエーテルが、
ＦＳＯ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2である、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
金属炭酸塩を、攪拌床反応器内で、無水、無溶媒条件下で、２−アルコキシプロピオニルフルオリドと反応させることを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素化ビニルエーテル類及びフッ素化ビニルエーテル類の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フッ素化ビニルエーテル類は、他のフッ素化モノマー類と共重合して工業的に有用な高分子材料を製造できる原材料として知られている。例えば、フッ素化ビニルエーテル類は、他のモノマー類と共重合して、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとの共重合体）、過フッ素化ゴム材料、及び変性ＰＴＦＥのような材料を形成することができる。
【０００３】
フッ素化ビニルエーテル合成方法の様々な例が利用できる。これらの方法としては、金属炭酸塩の固定床、乾燥した金属炭酸塩を充填し管内を運動するスクリューブレードを備えた管状反応器、及び金属炭酸塩の流動床での、２−アルコキシプロピオニルフルオリドの反応が挙げられる。さらに、可能な方法としては、反応物質を中間体の分解温度よりも低温で混合し、第２段階で温度を上げてフッ素化ビニルエーテルを得る２段階プロセスが挙げられる。この２段階の低速加熱方法は、溶媒及び／又は触媒量のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドの存在下でも実施してもよい。溶媒を用いる方法は、対応する無溶媒での方法よりも大きな割合で不必要な副生成物（例えば、フッ素化ビニルエーテルのＨＦ付加物）が得られる傾向があるにもかかわらず、広く使用されている。
【０００４】
その他の方法は、３−置換２−アルコキシプロピオニルフルオリド類（その際、３位の置換基はＣｌ、Ｂｒ又はＩを包含する）を利用してきた。これらは、脱炭酸されて、（２−アルコキシプロピオニルフルオリド類が３位で過フッ素化されている場合に有利である）五又は六員環生成物よりもビニルエーテルを優先的に生成する。これらの反応は、一般に、反応溶媒としてのテトラグリム中で実施される。
【０００５】
さらなる例では、金属炭酸塩類を使用せず、代わりにシロキサン類を２−アルコキシプロピオニルフルオリド類又はカルボン酸無水物類と反応させてフルオロビニルエーテル類を得てきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本明細書において、２−アルコキシプロピオニルフルオリドからフッ素化ビニルエーテル類をハイスループット調製する方法の必要性があることが認識される。特に、このような方法は、フッ素化ビニルエーテルのＨＦ付加のような、望ましくない反応副生成物を有利に最少にするであろう。さらに、費用及び環境廃棄を考慮すると、無溶媒でのフッ素化ビニルエーテル類調製方法が好都合である。最後に、本明細書に記載の方法は、例えば、流動床法はその実施に費用及びリスクを追加するという追加のプロセス変数が存在するという理由から、流動床法よりも好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
簡単に述べると、本説明は、２−アルコキシプロピオニルフルオリド及び金属炭酸塩からフッ素化ビニルエーテル類をハイスループット調製するための方法に関する。当該方法は、金属炭酸塩を無水条件下で攪拌床反応器に入れることを含む。当該方法はさらに、２−アルコキシプロピオニルフルオリドを前記攪拌床反応器に入れること及び前記金属炭酸塩を中間体カルボキシレートの脱炭酸温度よりも高温に維持してフッ素化ビニルエーテルを製造することを含む。本明細書に記載の方法は、溶媒の非存在下で実施される。
【０００８】
本方法のその他の特徴及び利点は、以下の発明を実施するための最良の形態及び特許請求の範囲により明らかとなるであろう。上記の本開示の原理の要約は、本方法の例示されるすべての実施態様またはすべての実施に関して説明することを意図するものではない。以下の詳細な説明は、本明細書に開示される原理を使用した、ある好ましい実施態様を特により詳細に例示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、フッ素化２−アルコキシプロピオニルフルオリドからフッ素化ビニルエーテル類をハイスループット調製するための方法である。好適な２−アルコキシプロピオニルフルオリド供給物としては、一般式Ｘ−（Ｏ−Ｙ）a−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ（式中ＸはＣnＦ2n+1（式中ｎは１〜１０である）、ＦＳＯ2（ＣmＦ2m）（式中ｍは１〜１０である）、及びＦＣＯ（ＣdＦ2d）（式中ｄは１〜１０である）から成る群から選択され、ＹはＣpＦ2p（式中ｐは１〜１０である）、及びＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2から成る群から選択され、及びａは０〜１０である）によって与えられるものが挙げられる。特に、好適な２−アルコキシプロピオニルフルオリド類は、以下を包含する：ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−［ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2−Ｏ］aＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ（式中、ａは上記の定義による）、ＦＳＯ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ、及びＦＣＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ。大気条件（２９８℃、０．１ＭＰａ（１ａｔｍ））において気相である２−アルコキシプロピオニルフルオリド化合物も好適であるが、２−アルコキシプロピオニルフルオリド化合物は大気条件で液体であってもよい。
【００１０】
本発明の方法に好適な金属炭酸塩類としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及びこれらの組み合わせが挙げられる。本方法の１つの態様において、金属炭酸塩類は無水であってもよい。無水金属炭酸塩を調製又は提供するいかなる好適な方法も、本発明の方法に使用されてもよい。無水金属炭酸塩類は、例えば、金属炭酸塩の上又は金属炭酸塩を通して窒素又はアルゴンのような不活性ガスを流しながら、少なくとも２時間、該金属炭酸塩を２５０℃に加熱することによって提供されてもよい。これは、大気圧で又は減圧下で実施されてもよい。本発明の方法に特に適するよう、上記の無水金属炭酸塩を攪拌反応器内で調製してもよい。反応器を攪拌することは、金属炭酸塩の新たな表面を継続的に露出することを可能にし、及び水の損失を促進する。好適な金属炭酸塩類としては、粉末金属炭酸塩類が挙げられる。
【００１１】
攪拌床反応器は、本明細書に記載の方法での使用に好適である。特定の攪拌速度又は攪拌方法は要求されないが、本明細書に記載の方法に関与する化学反応は化学量論的であるという事実に留意すべきである。すなわち、１ｍｏｌの２−アルコキシプロピオニルフルオリドがフッ素化ビニルエーテルに変換する度に、１ｍｏｌの金属炭酸塩が消費される。そのため、金属炭酸塩床の攪拌に使用する攪拌方法及び装置を、未反応の金属炭酸塩が２−アルコキシプロピオニルフルオリドに継続的にさらされるように選択することが重要である。未反応の金属炭酸塩を継続的に露出することによって、当該方法は、例えば、未反応の２−アルコキシプロピオニルフルオリドの量を減少してもよく、反応速度を増大してもよく、不必要な副反応を最小限に抑えてもよく、又はこれらのいくつかの組み合わせをなすことがある。
【００１２】
１つの態様において、本明細書に記載の方法は、金属炭酸塩を攪拌床反応器内に入れることを含む。攪拌床反応器は、本明細書に記載の方法を実行するのに都合のよいいかなる設計であってもよい。別の態様において、当該方法はさらに、金属炭酸塩を、２−アルコキシプロピオニルフルオリドが金属炭酸塩に接触したときに形成される中間体カルボキシレートの脱炭酸温度よりも高温に維持することを含む。好ましくは、攪拌床反応器は広範な温度を達成する能力を備えるべきである。好適な温度範囲としては、２５〜５００℃、より好適には１００〜３００℃が挙げられる。さらに、攪拌床反応器の設計は、２−アルコキシプロピオニルフルオリドを反応器に攪拌しながら供給することを考慮に入れるべきである。２−アルコキシプロピオニルフルオリドは、液体又は気体として供給されてもよい。２−アルコキシプロピオニルフルオリドは、金属炭酸塩を中間体カルボキシレートの脱炭酸温度よりも高温に維持しながら、攪拌床反応器に供給されてもよい。
【００１３】
２−アルコキシプロピオニルフルオリドを、中間体カルボキシレートの脱炭酸温度よりも高温で攪拌床反応器に供給することによって、フッ素化ビニルエーテルが製造される。本説明の範囲を制限することを意図するものではないが、反応式は次のように考えられる：
Ｘ−（Ｏ−Ｙ）a−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ＋Ｍ2ＣＯ3（熱）→Ｘ−（Ｏ−Ｙ）a−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2＋２ＭＦ＋２ＣＯ2
（式中、ＸはＣnＦ2n+1（式中ｎは１〜１０である）、ＦＳＯ2（ＣmＦ2m）（式中ｍは１〜１０である）、及びＦＣＯ（ＣdＦ2d）（式中ｄは１〜１０である）から成る群から選択され、ＹはＣpＦ2p（式中ｐは１〜１０である）、及びＣＦ（Ｃ3）ＣＦ2から成る群から選択され、ａは０〜１０であり、及びＭはナトリウム又はカリウムから選択される。）
本明細書に記載の方法は、溶媒の非存在下で発生する。したがって、記載の方法は、水素化物付加物のような望ましくない副生成物の原因になると考えられる、グリム溶媒のような非プロトン性溶媒の必要性を排除する。水素化物付加物は、例えば、式Ｘ−（Ｏ−Ｙ）aＯＣＦＨ−ＣＦ3（式中、Ｘ、Ｙ及びａは上の定義による）を有する化合物であってもよい。水素化物付加物は、溶媒からの残留水分の結果生じると考えられる。本明細書に記載の方法に溶媒が不在であることは、溶媒の存在時に金属炭酸塩類による２−アルコキシプロピオニルフルオリド類の脱炭酸中に発生することがある発泡によって生じる潜在的問題も排除する。
【００１４】
本明細書に記載の方法は、１ポット合成という利点も提供する。詳しくは、先行技術の方法は、２−アルコキシプロピオニルフルオリドを苛性水溶液で滴定した後、濃縮された下側のフッ素化金属酸塩水溶液を相分離し、続いて水分を除去するためにある時間真空乾燥した後、温度を脱炭酸温度よりも高温に上げ、その後でしかフッ素化ビニルエーテルが得られない２段階プロセスを必要とする。特に、先行技術の方法の中間体フッ素化金属塩類は、攪拌が困難となりうる。本明細書に記載の方法は、中間体フッ素化金属塩を形成しないことによって、又はいかなる実質的な程度にも生じないことによって、このような攪拌の問題を排除することがある。そのため、金属炭酸塩は、使用される２−アルコキシプロピオニルフルオリドを超えるｍｏｌ％で存在してもよい。したがって、反応器内の固体の大部分は、過剰な金属炭酸塩及び金属フッ化物副生成物であると考えられ、これは攪拌がはるかに容易であり、先行技術の方法の中間体フッ素化金属塩類が呈した加工上の問題が存在しない。
【００１５】
本発明の方法によって製造できるビニルエーテル類としては、例えば、一般式Ｘ−（Ｏ−Ｙ）a−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2（式中ＸはＣnＦ2n+1（式中ｎは１〜１０である）、ＦＳＯ2（ＣmＦ2m）（式中ｍは１〜１０である）、及びＦＣＯ（ＣdＦ2d）（式中ｄは１〜１０である）から成る群から選択され、ＹはＣpＦ2p（式中ｐは１〜１０である）、及びＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2から成る群から選択され、及びａは０〜１０である）によって与えられるものが挙げられる。本発明の方法によって製造できる特定のビニルエーテル類としては、例えば、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−［ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2−Ｏ］aＣＦ＝ＣＦ2（式中、ａは上記の定義による）、ＦＳＯ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2、及びＣＨ3ＯＣＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2が挙げられる。
【００１６】
該方法は、ビニルエーテルをほぼ排他的に生じ、水素化物付加物を、好ましくは０．５ｍｏｌ％未満発生することがある。本明細書に記載の方法から溶媒を排除すること、及び当該方法を無水条件下で実施することによって、本発明の方法は、ビニルエーテル生成物と０．５ｍｏｌ％未満の水素化物付加物とを生成してもよい。
【００１７】
当該方法は、０．５ｍｏｌ％未満の水素化物付加物を生じることがあるが、当該方法はさらに、反応不純物からの所望のビニルエーテルを孤立されることを含んでもよい。単離の具体的な方法は、きわめて重要なわけではなく、当該技術者に一般に認識されているいかなる好適な分離法でも満足であろう。本発明の方法に特に好適な単離方法の例は、例えば、反応混合物の蒸留又は反応混合物の分画を含んでもよい。
【００１８】
当該方法は、フッ素化ビニルエーテルの回収をさらに含んでもよい。回収法はきわめて重要ではないが、例えば、ガス状フッ素化ビニルエーテル生成物の凝縮又は液体フッ素化ビニルエーテル生成物の蒸留を含んでもよい。本明細書に記載の方法は大気圧で実施されてもよいが、減圧下でも実施されてもよい。減圧を使用する場合、好適な回収法は、フッ素化ビニルエーテル生成物の低温捕捉を包含してもよい。
【００１９】
反応器への２−アルコキシプロピオニルフルオリドの供給速度は、フッ素化ビニルエーテルの収率を最適化するように制御されてもよい。該反応は本質的に化学量論的であることから、供給速度は、攪拌された反応器内の未反応の金属炭酸塩量の減少に対応するよう、反応の間終始調節されてもよい。金属炭酸塩と添加される２−アルコキシプロピオニルフルオリドとの間の接触時間を最大にするという目標に関連して、攪拌速度も、本明細書に記載の方法の間、終始最適化されてもよい。特に、最適な反応条件を提供するため、供給速度と攪拌速度の組み合わせの調節がなされてもよい。供給速度は、例えば、攪拌床反応器の大きさ、使用する金属炭酸塩の量、攪拌速度、及び攪拌床反応器内に残された未反応の金属炭酸塩の割合に依存するであろう。本明細書に記載の範囲より高い又は低い供給速度が検討され、本明細書に記載されているもののような反応条件及び変数の個別の詳細に基づいて選択されてもよい。１つの実施形態において、当該方法はさらに、２−アルコキシプロピオニルフルオリドの供給速度を有効供給速度に調節することを含み、その際前記有効供給速度は、２−アルコキシプロピオニルフルオリドの９５ｍｏｌ％がフッ素化ビニルエーテルに変換される速度である。
【００２０】
別の態様において、反応器の温度は、フッ素化ビニルエーテルの収率を最適化するように制御されてもよい。ある２−アルコキシプロピオニルフルオリドとある金属炭酸塩との特定の組み合わせは、反応条件を最適化するために反応器の温度の調節を必要としてもよい。このような最適化は、例えば、反応速度の最大化、不要な副反応（例えば、水素化物付加物の生成のような）の最小化、２−アルコキシプロピオニルフルオリドの熱分解の最小化、及びこれらの組み合わせに基づいてもよい。
【００２１】
個別の反応変数のすべてを同時に最適化することは不可能な可能性があることを認識して、本明細書に記載された方法の特定の実施形態の実施で所望の処理量に基づいて、反応変数の任意の組み合わせを調節してもよいことを認識すべきである。
【００２２】
さらに別の態様において、当該方法は、未反応の２−アルコキシプロピオニルフルオリドを反応器に戻して再利用することをさらに含んでもよい。２−アルコキシプロピオニルフルオリドは対応するフッ素化ビニルエーテルに定量的に変換されることが好ましいが、製造の流れにおいて、いくらかの未反応の２−アルコキシプロピオニルフルオリドが攪拌床反応器内に存在してもよい。この場合、未反応の２−アルコキシプロピオニルフルオリドを、所望のフッ素化ビニルエーテルに変換するため反応器に戻して再利用することが望ましいことがある。
【００２３】
本発明の範囲及び本明細書に記載の方法の原則から逸脱することなく、当業者には本発明の種々の変更形態および変形形態が明らかになると考えられ、本方法は、以上に述べた例示的な実施形態及び以下の実施例に不当に制限されるものでないことは理解されるべきである。
【実施例】
【００２４】
他に言及のない限り、全ての試薬はウィスコンシン州ミルウォーキー（Milwaukee）のアルドリッチ・ケミカル株式会社（Aldrich Chemical Co）から得た若しくは入手可能であり、又は既知の方法によって合成してもよい。使用したポンプは、ミネソタ州アップルバレー（Apple Valley）のクロムテック社（Chrom Tech, Inc.）からのＩＳＯ−１００イソクラチック・ポンプ（Isocratic Pump）で、流量は０．０１〜１０ｍＬ／ｍｉｎであった。
【００２５】
実施例１．Ｋ2ＣＯ3とペルフルオロメトキシプロポキシプロポニルフルオリドとの反応
２Ｌの樹脂製フラスコに機械的攪拌機、蒸留オーバーヘッド及びフラスコの底へ向かう０．３２ｃｍ（０．１２５インチ）ステンレス鋼製供給ラインを設置した。炭酸カリウム粉末（１７１ｇ、１．２４ｍｏｌ）を投入し、反応器のヘッドスペースにわずかな窒素を流し、低速攪拌しながら２時間２４０℃に加熱した。炭酸ナトリウムの乾燥後、窒素を停止し、添加するペルフルオロメトキシプロポキシプロポニルフルオリド（米国特許番号６，４８２，９７９に記載されている酸フッ化物を米国特許番号４，７４９，５２６に記載されているヘキサフルオロプロピレンオキシドと反応させて調製）ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ（２０５ｇ、０．５ｍｏｌ）を供給ラインを通じて１時間かけて添加した。酸フッ化物の添加中、ＣＯ2ガスが発生し、１５２ｇのペルフルオロメトキシプロピルビニルエーテルＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2が下流で回収され、粗収率は８９．４％であった。フッ素及びプロトンＮＭＲで、前記化合物が変換率９８％で同定され、８７．６％の最終収率が与えられた。（収率０．５％の水素化物副生成物が生じた。ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦＨＣＦ3）
実施例２．Ｎａ2ＣＯ3とペルフルオロメトキシプロポキシプロピオニルフルオリドとの反応
反応は、炭酸ナトリウム粉末（９２ｇ、０．８７ｍｏｌ）を使用した点及び１９８ｇ、０．５ｍｏｌのペルフルオロメトキシプロポキシプロピオニルフルオリドＣＦ３−Ｏ−ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＦを４５分間かけて２８０℃で添加した点を除いて、実施例１と同様に実施し、変換率７６％の粗生成物１５１ｇが得られ、最終収率は６９％であった。フッ素及びプロトンＮＭＲで化合物を同定した。（収率０．５％の水素化物副生成物が生じた。ＣＦ３−Ｏ−ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−Ｏ−ＣＦＨＣＦ３）
実施例３Ｎａ2ＣＯ3とペルフルオロブトキシスルホニルフルオリドプロピオニルフルオリドとの反応
反応は、炭酸ナトリウム粉末（６０ｇ、０．５７ｍｏｌ）を使用した点及び１００ｇ、０．２２４ｍｏｌのペルフルオロブトキシスルホニルフルオリドプロピオニルフルオリドＦＳＯ2ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＦ（米国特許番号６，６２４，３２８に記載の通りに調製）を１時間かけて２５０℃で添加した点を除いて実施例１と同様に実施し、酸フッ化物からビニルエーテルＦＳＯ2ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2への変換率７４％の粗生成物が７７ｇ得られ、フッ素及びプロトンＮＭＲで低濃度の水素化物が検出された。未反応の酸フッ化物は再利用できる。
【００２６】
実施例４Ｋ2ＣＯ3とペルフルオロブトキシスルホニルフルオリドプロピオニルフルオリドとの反応
反応は、炭酸カリウム粉末（８３ｇ、０．６ｍｏｌ）を使用した点及び１４５ｇ、０．３３ｍｏｌのペルフルオロブトキシスルホニルフルオリドプロピオニルフルオリドＦＳＯ2ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＦを３０分かけて２５０℃で添加した点を除いて実施例３と同様に実施し、酸フッ化物からビニルエーテルへの変換率１８％の粗生成物９０ｇが得られ、フッ素及びプロトンＮＭＲで低濃度の水素化物が検出された。
【００２７】
比較例１：溶媒系の反応
４０Ｌの反応器に炭酸ナトリウム（３６００ｇ、３４ｍｏｌ）及び８．２kgのジグリムを投入した。このスラリーを攪拌及び真空加熱し、いくらかのジグリムを蒸留して系を乾燥した。窒素を使用して真空を破り、反応器温度を７８℃に設定した。ペルフルオロメトキシプロポキシプロポニルフルオリドＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ（８２００ｇ、２０．６ｍｏｌ）を２時間かけて上記温度で添加したところ、ＣＯ2ガスを発生した。発泡を最小限に抑えるため、１時間保持した後で温度を漸増式に上昇し、最終温度の１４５℃に設定した。この結果、脱炭酸でＣＯ2が生じ、ペルフルオロメトキシプロピルビニルエーテルＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2が蒸留除去された。生成物を中和、水洗及び蒸留して、３０６０ｇを回収し、最終収率４５％がＧＣＭＳにより確認された。（収率１４％の水素化物副生成物が生じた。ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦＨＣＦ3）
比較例２：２段階プロセス
１Ｌの丸底フラスコに、機械的攪拌機、添加漏斗及び凝縮器を設置した。３３％苛性溶液を、水酸化カリウム（１５４ｇ、２．３ｍｏｌ）及び３１２ｇの水から作製した。ペルフルオロメトキシプロポキシプロポニルフルオリドＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＦ（４６４ｇ、１．１６ｍｏｌ）の１時間かけての添加は発熱性であった。下側のフッ素性化学物質相は６１７ｇで、固体が７４％であり、フッ素性化学物質酸塩の収率は９０％であった。水性フッ素性化学物質酸塩１００ｇを５００ｍＬの丸底フラスコに入れ、１５２℃、１５ｍｍにて４時間真空乾燥した。すべての水が除去された後、真空を破り、固体を２７５℃に加熱した。脱炭酸によりＣＯ2及び３３．６ｇのペルフルオロメトキシプロピルビニルエーテルＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦ＝ＣＦ2が生成され、最終収率は５９．４％であった。生成物をＧＣＭＳで確認した。（収率６．２％の水素化物副生成物が生じた。ＣＦ3−Ｏ−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2−Ｏ−ＣＦＨＣＦ3）
【国際調査報告】
2009500330.tif 000002
2009500330.tif 000003