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JP7523365B2 - Method for producing fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride - Google Patents

Method for producing fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride Download PDF

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JP7523365B2
JP7523365B2 JP2021004249A JP2021004249A JP7523365B2 JP 7523365 B2 JP7523365 B2 JP 7523365B2 JP 2021004249 A JP2021004249 A JP 2021004249A JP 2021004249 A JP2021004249 A JP 2021004249A JP 7523365 B2 JP7523365 B2 JP 7523365B2
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JP
Japan
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fluorine
compound
trifluoromethyl
benzonitrile
vinyl sulfonic
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Application number
JP2021004249A
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英城 伊達
光武 中村
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Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
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Publication date
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Description

本発明は、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリドの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride.

従来、燃料電池用隔膜、燃料電池用触媒バインダーポリマー、食塩電解用隔膜等の主要成分として、下記一般式(5)で表されるフッ素系高分子電解質(5)が主に採用されている。

Figure 0007523365000001
(pは0~6の整数、qは1~6の整数)
一般式(5)で表されるフッ素系高分子電解質は、下記一般式(6)で表される含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(6)とテトラフルオロエチレン(TFE)との共重合体をケン化反応及び酸処理を施すことによって製造できることが知られている。
Figure 0007523365000002
(pは0~6の整数、qは1~6の整数)
上記一般式(6)で表される含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(6)の製造方法として、
下記一般式(1):
Figure 0007523365000003
(式中、mは0~3の整数、nは1~6の整数)
で表される含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)と、
フッ化水素、金属フッ化物、4級アンモニウムフルオリド、及び4級ホスホニウムフルオリドからなる群より選択される1種以上であるフッ素化剤とを、
接触・混合させることにより、下記一般式(4):
Figure 0007523365000004
(式中、mは0~3の整数、nは1~6の整数)
で表される含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(4)を製造方法が開示されている(特許文献1)。 Conventionally, a fluoropolymer electrolyte (5) represented by the following general formula (5) has been mainly used as a main component of a membrane for a fuel cell, a catalyst binder polymer for a fuel cell, a membrane for salt electrolysis, and the like.
Figure 0007523365000001
(p is an integer from 0 to 6, and q is an integer from 1 to 6)
It is known that a fluorine-containing polymer electrolyte represented by the general formula (5) can be produced by subjecting a copolymer of fluorine-containing vinylsulfonic acid fluoride (6) represented by the following general formula (6) and tetrafluoroethylene (TFE) to a saponification reaction and an acid treatment.
Figure 0007523365000002
(p is an integer from 0 to 6, and q is an integer from 1 to 6)
The method for producing the fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (6) represented by the above general formula (6) includes the following steps:
The following general formula (1):
Figure 0007523365000003
(wherein m is an integer from 0 to 3, and n is an integer from 1 to 6).
A fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) represented by the formula:
a fluorinating agent which is at least one selected from the group consisting of hydrogen fluoride, a metal fluoride, a quaternary ammonium fluoride, and a quaternary phosphonium fluoride;
By contacting and mixing, a compound represented by the following general formula (4):
Figure 0007523365000004
(wherein m is an integer from 0 to 3, and n is an integer from 1 to 6).
A method for producing a fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (4) represented by the following formula (JP-A-2003-133633) is disclosed.

国際公開第2020/012913号International Publication No. 2020/012913

特許文献1では、m=0、n=2である含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)と、フッ化ナトリウム、又はフッ化カリウムとを、アセトニトリル存在下で反応させることで、m=0、n=2である含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(4)を製造する方法が開示されているものの、より高い収率が求められている。 Patent Document 1 discloses a method for producing fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (4) where m = 0 and n = 2 by reacting fluorine-containing vinyl sulfonic acid anhydride (1) where m = 0 and n = 2 with sodium fluoride or potassium fluoride in the presence of acetonitrile, but a higher yield is required.

本発明者らは、上述の課題を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)(以下、「化合物(1)」ともいう。)と、アルカリ金属フッ化物(2)(以下、「化合物(2)」ともいう。)とを、含フッ素ニトリル化合物(3)(以下、「化合物(3)」ともいう。)の存在下で反応させることで、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research aimed at solving the above-mentioned problems, the present inventors discovered that the above-mentioned object can be achieved by reacting a fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) (hereinafter also referred to as "compound (1)") with an alkali metal fluoride (2) (hereinafter also referred to as "compound (2)") in the presence of a fluorine-containing nitrile compound (3) (hereinafter also referred to as "compound (3)"), and thus completed the present invention.

即ち、本発明は以下のとおりである。
[1]
下記一般式(4):

Figure 0007523365000005
(式中、mは0~3の整数、nは1~6の整数)
で表される含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(4)の製造方法であり、
下記一般式(1):
Figure 0007523365000006
(式中、mは0~3の整数、nは1~6の整数)
で表される含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)と、
下記一般式(2):
MF (2)
(式中、Mは、Li、Na、K、Rb、又はCsである。)
で表されるアルカリ金属フッ化物(2)とを、
下記一般式(3):
CN (3)
(式中、Rは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されている脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基であり、炭素数は1~20である。)
で表される含フッ素ニトリル化合物(3)の存在下で反応させる
ことを特徴とする、製造方法。
[2]
前記含フッ素ニトリル化合物(3)において、置換されているフッ素原子の数が、1~5個である、[1]に記載の製造方法。
[3]
前記含フッ素ニトリル化合物(3)において、Rは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されている芳香族炭化水素基である、[1]又は[2]に記載の製造方法。
[4]
前記含フッ素ニトリル化合物(3)が、m-フルオロベンゾニトリル、2,3-ジフルオロベンゾニトリル、2,3,4-トリフルオロベンゾニトリル、2,3,6-トリフルオロベンゾニトリル、2-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2-フルオロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2-フルオロ-5-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、3-フルオロ-5-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2,3,4,5-テトラフルオロベンゾニトリル、フルオロアセトニトリル、ジフルオロアセトニトリル、2-フルオロベンゾニトリル、2,4,5-トリフルオロベンゾニトリル、o-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、ペンタフルオロベンゾニトリルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、[1]~[3]のいずれかに記載の製造方法。 That is, the present invention is as follows.
[1]
The following general formula (4):
Figure 0007523365000005
(wherein m is an integer from 0 to 3, and n is an integer from 1 to 6).
The present invention relates to a method for producing a fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (4) represented by the following formula:
The following general formula (1):
Figure 0007523365000006
(wherein m is an integer from 0 to 3, and n is an integer from 1 to 6).
A fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) represented by the formula:
The following general formula (2):
Midfielder (2)
(In the formula, M is Li, Na, K, Rb, or Cs.)
and an alkali metal fluoride (2) represented by
The following general formula (3):
RfCN (3)
(In the formula, Rf is an aliphatic hydrocarbon group substituted with at least one fluorine atom or an aromatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)
The production method according to claim 1, characterized in that the reaction is carried out in the presence of a fluorine-containing nitrile compound (3) represented by the following formula:
[2]
The method according to [1], wherein the number of fluorine atoms substituted in the fluorine-containing nitrile compound (3) is 1 to 5.
[3]
The process according to [1] or [2], wherein in the fluorine-containing nitrile compound (3), R f is an aromatic hydrocarbon group substituted with at least one fluorine atom.
[4]
The process according to any one of [1] to [3], wherein the fluorine-containing nitrile compound (3) is at least one selected from the group consisting of m-fluorobenzonitrile, 2,3-difluorobenzonitrile, 2,3,4-trifluorobenzonitrile, 2,3,6-trifluorobenzonitrile, 2-fluoro-3-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2-fluoro-4-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2-fluoro-5-(trifluoromethyl)benzonitrile, 3-fluoro-5-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2,3,4,5-tetrafluorobenzonitrile, fluoroacetonitrile, difluoroacetonitrile, 2-fluorobenzonitrile, 2,4,5-trifluorobenzonitrile, o-(trifluoromethyl)benzonitrile, and pentafluorobenzonitrile.

本発明によれば、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(4)を収率よく製造することができる。 According to the present invention, fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (4) can be produced in good yield.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 The following describes in detail the form for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as the "present embodiment"). However, the present invention is not limited to the present embodiment below, and can be carried out in various modifications within the scope of the gist of the present invention.

本実施形態の製造方法は、
下記一般式(4):

Figure 0007523365000007
(式中、mは0~3の整数、nは1~6の整数)
で表される含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(4)の製造方法であり、
下記一般式(1):
Figure 0007523365000008
(式中、mは0~3の整数、nは1~6の整数)
で表される含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)と、
下記一般式(2):
MF (2)
(式中、Mは、Li、Na、K、Rb、又はCsである。)
で表されるアルカリ金属フッ化物(2)とを、
下記一般式(3):
CN (3)
(式中、Rは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されている脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基であり、炭素数は1~20である。)
で表される含フッ素ニトリル化合物(3)の存在下で反応させる
ことを特徴とする。 The manufacturing method of this embodiment is as follows:
The following general formula (4):
Figure 0007523365000007
(wherein m is an integer from 0 to 3, and n is an integer from 1 to 6).
The present invention relates to a method for producing a fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (4) represented by the following formula:
The following general formula (1):
Figure 0007523365000008
(wherein m is an integer from 0 to 3, and n is an integer from 1 to 6).
A fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) represented by the formula:
The following general formula (2):
Midfielder (2)
(In the formula, M is Li, Na, K, Rb, or Cs.)
and an alkali metal fluoride (2) represented by
The following general formula (3):
RfCN (3)
(In the formula, Rf is an aliphatic hydrocarbon group substituted with at least one fluorine atom or an aromatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)
The reaction is carried out in the presence of a fluorine-containing nitrile compound (3) represented by the following formula:

以下、化合物(1)、(2)、及び(3)、並びに化合物(1)から化合物(4)を製造する際の反応条件等の詳細について説明する。 The following provides details about compounds (1), (2), and (3), as well as the reaction conditions for producing compound (4) from compound (1).

<含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)(化合物(1))>
含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)は、下記一般式(1):

Figure 0007523365000009
(式中、mは0~3の整数、nは1~6の整数)
で表される。
含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)は、1種単独であっても、複数種を組み合わせて用いてもよい。 <Fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) (compound (1))>
The fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) is represented by the following general formula (1):
Figure 0007523365000009
(wherein m is an integer from 0 to 3, and n is an integer from 1 to 6).
It is expressed as:
The fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) may be used alone or in combination of two or more kinds.

mとしては、入手又は製造が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、0~1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
nとしては、入手又は製造が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、1~4であることが好ましく、2~4であることがより好ましく、2であることがさらに好ましい。
mとnの組み合わせとしては、m=0、n=2であることが、特に好ましい。
As m, 0 to 1 is preferable, and 0 is more preferable, since it is easily available or produced and tends to be economical.
As n, it is preferable that n is 1 to 4, more preferably 2 to 4, and even more preferably 2, because n is easily available or produced and tends to be economical.
A particularly preferred combination of m and n is m=0 and n=2.

含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)の製造方法としては、特に限定されず、従来公知の方法で製造することができる。例えば、国際公開第2020/012913号に記載の方法により、製造することができる。 The method for producing the fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) is not particularly limited, and it can be produced by a conventionally known method. For example, it can be produced by the method described in WO 2020/012913.

<アルカリ金属フッ化物(2)(化合物2)>
アルカリ金属フッ化物(2)は、下記一般式(2):
MF (2)
(式中、Mは、Li、Na、K、Rb、又はCsである。)
で表される。
アルカリ金属フッ化物(2)は、1種単独であっても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
<Alkali Metal Fluoride (2) (Compound 2)>
The alkali metal fluoride (2) is represented by the following general formula (2):
Midfielder (2)
(In the formula, M is Li, Na, K, Rb, or Cs.)
It is expressed as:
The alkali metal fluoride (2) may be used alone or in combination of two or more kinds.

Mとしては、含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)とアルカリ金属フッ化物(2)との反応性が高まる傾向にあり、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリドの収率が高まる傾向にあることから、K、Rb、又はCsであることが好ましい。入手が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、K、又はCsがより好ましく、同様の観点からKがさらに好ましい。 M is preferably K, Rb, or Cs, since the reactivity of the fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) with the alkali metal fluoride (2) tends to be increased, and the yield of fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride tends to be increased. K or Cs is more preferred, since they tend to be easily available and economically advantageous, and K is even more preferred from the same viewpoint.

化合物(2)は、必要に応じて、含水量を低減させたものを用いることもできる。
化合物(2)の含水量を低減させる方法としては、一般的に利用できる方法であれば特に限定されないが、加熱する方法、真空下で加熱する方法、乾燥ガス流通下で加熱する方法等が挙げられる。
加熱する温度は、化合物(2)の含水量を低減できる温度であれば特に限定されないが、化合物(2)の分解を抑制できる傾向にあることから、600℃以下であることが好ましい。過剰な加熱を抑制し、より経済性に優れる傾向にあることから、300℃以下であることがより好ましく、同様の観点から250℃以下であることがさらに好ましく、200℃以下であることが特に好ましい。また、含水量の低減が促進する傾向にあることから、100℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがより好ましく、150℃以上であることがさらに好ましい。
乾燥ガスとしては、一般的に用いられる乾燥ガスであれば特に限定されず、乾燥空気、乾燥窒素等が挙げられる。
Compound (2) having a reduced water content can also be used, if necessary.
The method for reducing the water content of compound (2) is not particularly limited as long as it is a commonly available method, and examples of the method include a method of heating, a method of heating under vacuum, and a method of heating under a dry gas flow.
The heating temperature is not particularly limited as long as it is a temperature that can reduce the water content of compound (2), but since there is a tendency to suppress decomposition of compound (2), it is preferably 600° C. or less. Since excessive heating is suppressed and there is a tendency to be more economical, it is more preferably 300° C. or less, and from the same viewpoint, it is even more preferably 250° C. or less, and particularly preferably 200° C. or less. In addition, since there is a tendency to promote reduction of the water content, it is preferably 100° C. or more, more preferably 120° C. or more, and even more preferably 150° C. or more.
The dry gas is not particularly limited as long as it is a commonly used dry gas, and examples of the dry gas include dry air and dry nitrogen.

<含フッ素ニトリル化合物(3)(化合物(3)>
含フッ素ニトリル化合物(3)は、下記一般式(3):
CN (3)
(式中、Rは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されている脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基であり、炭素数は1~20である。)
で表される。
含フッ素ニトリル化合物(3)は、1種単独であっても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
<Fluorine-containing nitrile compound (3) (compound (3))>
The fluorine-containing nitrile compound (3) is represented by the following general formula (3):
RfCN (3)
(In the formula, Rf is an aliphatic hydrocarbon group substituted with at least one fluorine atom or an aromatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)
It is expressed as:
The fluorine-containing nitrile compound (3) may be used alone or in combination of two or more kinds.

含フッ素ニトリル化合物(3)のRは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されている。一般的に利用可能な含フッ素ニトリル化合物(3)が有するフッ素原子の数であれば、置換されているフッ素原子の数(フッ素原子で置換された炭化水素基中の水素原子の数)は特に限定されないが、1~20であることが好ましい。入手が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、フッ素原子の数は、1~10であることがより好ましく、同様の観点から、1~5であることがさらに好ましい。含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)とアルカリ金属フッ化物(2)との反応性が高まる傾向にあり、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリドの収率が高まる傾向にあることから、フッ素原子の数は、3~5であることが好ましく、同様の観点から、5であることが特に好ましい。 Rf of the fluorine-containing nitrile compound (3) is substituted with at least one fluorine atom. The number of substituted fluorine atoms (the number of hydrogen atoms in the hydrocarbon group substituted with fluorine atoms) is not particularly limited as long as it is the number of fluorine atoms possessed by a generally available fluorine-containing nitrile compound (3), but is preferably 1 to 20. Since it is easily available and tends to be economically excellent, the number of fluorine atoms is more preferably 1 to 10, and from the same viewpoint, it is even more preferably 1 to 5. Since the reactivity of the fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) with the alkali metal fluoride (2) tends to increase and the yield of the fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride tends to increase, the number of fluorine atoms is preferably 3 to 5, and from the same viewpoint, it is particularly preferably 5.

含フッ素ニトリル化合物(3)のRは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されている脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基である。含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)とアルカリ金属フッ化物(2)との反応性が高まる傾向にあり、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリドの収率が高まる傾向にあることから、少なくとも1つのフッ素原子で置換されている芳香族炭化水素基であることがより好ましい。
含フッ素ニトリル化合物(3)のRは、フッ素原子と異なる置換基を有していてもよい。フッ素原子と異なる置換基としては、一般的に利用される置換基であれば特に限定されないが、例えば、塩素原子、臭素原子等のフッ素原子以外のハロゲン原子、ニトリル基(-CN)、エーテル基(-O-)、カーボネート基(-OCO-)、エステル基(-CO-)、カルボニル基(-CO-)、スルフィド基(-S-)、スルホキシド基(-SO-)、スルホン基(-SO-)、及びウレタン基(-NHCO-)等が挙げられる。
Rf of the fluorine-containing nitrile compound (3) is an aliphatic hydrocarbon group substituted with at least one fluorine atom, or an aromatic hydrocarbon group. It is more preferably an aromatic hydrocarbon group substituted with at least one fluorine atom, since the reactivity of the fluorine-containing vinylsulfonic anhydride (1) with the alkali metal fluoride (2) tends to be increased and the yield of the fluorine-containing vinylsulfonic acid fluoride tends to be increased.
R f of the fluorine-containing nitrile compound (3) may have a substituent other than a fluorine atom. The substituent other than a fluorine atom is not particularly limited as long as it is a commonly used substituent, and examples thereof include a halogen atom other than a fluorine atom, such as a chlorine atom or a bromine atom, a nitrile group (-CN), an ether group (-O-), a carbonate group (-OCO 2 -), an ester group (-CO 2 -), a carbonyl group (-CO-), a sulfide group (-S-), a sulfoxide group (-SO-), a sulfone group (-SO 2 -), and a urethane group (-NHCO 2 -).

含フッ素ニトリル化合物(3)のRの炭素数は、一般的に利用される炭素数であれば特に限定されないが、1~20であることが好ましい。入手が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、上記炭素数は、1~10であることがより好ましい。含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)とアルカリ金属フッ化物(2)との反応性が高まる傾向にあり、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリドの収率が高まる傾向にあることから、炭素数は、6~10であることがさらに好ましく、6又は7であることが特に好ましい。 The number of carbon atoms in Rf of the fluorine-containing nitrile compound (3) is not particularly limited as long as it is a commonly used carbon number, but is preferably 1 to 20. Since it tends to be easily available and economically superior, the number of carbon atoms is more preferably 1 to 10. Since the reactivity of the fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) with the alkali metal fluoride (2) tends to be increased and the yield of the fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride tends to be increased, the number of carbon atoms is further preferably 6 to 10, and particularly preferably 6 or 7.

含フッ素ニトリル化合物(3)としては、例えば、p-フルオロベンゾニトリル、2,4-ジフルオロベンゾニトリル、2,5-ジフルオロベンゾニトリル、2,6-ジフルオロベンゾニトリル、2,4,6-トリフルオロベンゾニトリル、2,3,5,6-テトラフルオロベンゾニトリル、3-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、p-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、3,5-ビス(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、3-フルオロ-4-メチルベンゾニトリル、5-フルオロ-2-メチルベンゾニトリル、2-フルオロ-6-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、3-フルオロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、4-フルオロ-2-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、4-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、5-フルオロ-2-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、トリフルオロアセトニトリル、ペンタフルオロプロピオニトリル、ヘプタフルオロブチロニトリル、ノナフルオロバレロニトリル、ウンデカフルオロヘキサンニトリル、トリデカフルオロヘプタンニトリル、ペンタデカフルオロオクタンニトリル、ヘプタデカフルオロノナンニトリル、ノナデカフルオロデカンニトリル、テトラフルオロイソフタロニトリル、テオタフルオロフタロニトリル、テトラフルオロテレフタロニトリル、2-フルオロ-4-メチルベンゾニトリル、4-フルオロ-3-メチルベンゾニトリル、2,3-ジフルオロ-4-ヒドロキシベンゾニトリル、2,4-ジフルオロ-3-メチルベンゾニトリル、2,6-ジフルオロ-3-ニトロベンゾニトリル、2-クロロ-5-シアノベンゾニトリル、3-クロロ-4-シアノベンゾニトリル、2-クロロ-5-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、4-クロロ-2,6-ジフルオロベンゾニトリル、2,6-ジクロロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、4-ブロモ-2,6-ジフルオロベンゾニトリル、2-ブロモ-5-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2-アミノ-5-シアノベンゾニトリル、5-アミノ-2-シアノベンゾトリフルオリド、4-アミノ-2,5-ジフルオロベンゾニトリル、4-シアノ-3-ニトロベンゾニトリル、4-シアノ-3-(トリフルオロメチル)アセタニリド、(2-シアノ-4-(トリフルオロメチル)フェニル)ボロン酸、(3-シアノ-5-(トリフルオロメチル)フェニル)ボロン酸、(4-シアノ-3-(トリフルオロメチル)フェニル)ボロン酸、(3-シアノ-2,4-ジフルオロフェニル)ボロン酸、2-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-4-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2-(5,5-ジメチル-1,3,2-ジオキサボリナン-2-イル)-6-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2-メトキシ-5-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、4-メトキシ-3-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、4-ヒドロキシ-2-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、4-ヒドロキシ-3-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、m-フルオロベンゾニトリル、2,3-ジフルオロベンゾニトリル、2,3,4-トリフルオロベンゾニトリル、2,3,6-トリフルオロベンゾニトリル、2-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2-フルオロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2-フルオロ-5-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、3-フルオロ-5-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2,3,4,5-テトラフルオロベンゾニトリル、フルオロアセトニトリル、ジフルオロアセトニトリル、2-フルオロベンゾニトリル、2,4,5-トリフルオロベンゾニトリル、o-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、ペンタフルオロベンゾニトリルが挙げられる。 Examples of the fluorine-containing nitrile compound (3) include p-fluorobenzonitrile, 2,4-difluorobenzonitrile, 2,5-difluorobenzonitrile, 2,6-difluorobenzonitrile, 2,4,6-trifluorobenzonitrile, 2,3,5,6-tetrafluorobenzonitrile, 3-(trifluoromethyl)benzonitrile, p-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2,4-bis(trifluoromethyl)benzonitrile, 3,5-bis(trifluoromethyl)benzonitrile, 3-fluoro-4-methylbenzonitrile, 5-fluoro-2-methylbenzonitrile, 2-fluoro-6-(trifluoromethyl)benzonitrile, 3-fluoro-4-(trifluoromethyl)benzonitrile, 4-fluoro-2-(trifluoromethyl)benzonitrile, 4-fluoro-3-(trifluoromethyl)benzonitrile, 5-fluoro-2-(trifluoromethyl)benzonitrile, trifluoro Acetonitrile, pentafluoropropionitrile, heptafluorobutyronitrile, nonafluorovaleronitrile, undecafluorohexanenitrile, tridecafluoroheptanenitrile, pentadecafluorooctanenitrile, heptadecafluorononanenitrile, nonadecafluorodecanenitrile, tetrafluoroisophthalonitrile, tetrafluorophthalonitrile, tetrafluoroterephthalonitrile, 2-fluoro-4-methylbenzonitrile, 4-fluoro-3-methylbenzonitrile, 2,3-difluoro-4-hydroxybenzonitrile, 2,4-difluoro-3-methylbenzonitrile, 2,6-difluoro-3-nitrobenzonitrile, 2-chloro-5-cyanobenzonitrile, 3-chloro-4-cyanobenzonitrile, 2-chloro-5-(trifluoromethyl)benzonitrile, 4-chloro-2,6-difluorobenzonitrile, 2,6-dichloro-4-(trifluoromethyl)benzonitrile, benzonitrile, 4-bromo-2,6-difluorobenzonitrile, 2-bromo-5-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2-amino-5-cyanobenzonitrile, 5-amino-2-cyanobenzotrifluoride, 4-amino-2,5-difluorobenzonitrile, 4-cyano-3-nitrobenzonitrile, 4-cyano-3-(trifluoromethyl)acetanilide, (2-cyano-4-(trifluoromethyl)phenyl)boronic acid, (3-cyano-5 -(trifluoromethyl)phenyl)boronic acid, (4-cyano-3-(trifluoromethyl)phenyl)boronic acid, (3-cyano-2,4-difluorophenyl)boronic acid, 2-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-4-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2-(5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaborinan-2-yl)-6-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2-methoxy-5-(trifluoromethyl)phenyl)boronic acid, (4-cyano-3-(trifluoromethyl)phenyl)boronic acid, (3-cyano-2,4-difluorophenyl)boronic acid, 2-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-4-(trifluoromethyl)benzonitrile, (fluoromethyl)benzonitrile, 4-methoxy-3-(trifluoromethyl)benzonitrile, 4-hydroxy-2-(trifluoromethyl)benzonitrile, 4-hydroxy-3-(trifluoromethyl)benzonitrile, m-fluorobenzonitrile, 2,3-difluorobenzonitrile, 2,3,4-trifluorobenzonitrile, 2,3,6-trifluorobenzonitrile, 2-fluoro-3-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2-fluoro-4-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2-fluoro-5-(trifluoromethyl)benzonitrile, 3-fluoro-5-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2,3,4,5-tetrafluorobenzonitrile, fluoroacetonitrile, difluoroacetonitrile, 2-fluorobenzonitrile, 2,4,5-trifluorobenzonitrile, o-(trifluoromethyl)benzonitrile, and pentafluorobenzonitrile.

入手が容易であり、経済性に優れる傾向にあることから、m-フルオロベンゾニトリル、2,3-ジフルオロベンゾニトリル、2,3,4-トリフルオロベンゾニトリル、2,3,6-トリフルオロベンゾニトリル、2-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2-フルオロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2-フルオロ-5-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、3-フルオロ-5-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2,3,4,5-テトラフルオロベンゾニトリル、フルオロアセトニトリル、ジフルオロアセトニトリル、2-フルオロベンゾニトリル、2,4,5-トリフルオロベンゾニトリル、o-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、ペンタフルオロベンゾニトリルが好ましい。含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)とアルカリ金属フッ化物(2)との反応性が高まる傾向にあり、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリドの収率が高まる傾向にあることから、フルオロアセトニトリル、ジフルオロアセトニトリル、2-フルオロベンゾニトリル、2,4,5-トリフルオロベンゾニトリル、o-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、ペンタフルオロベンゾニトリルがより好ましく、2-フルオロベンゾニトリル、2,4,5-トリフルオロベンゾニトリル、o-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、ペンタフルオロベンゾニトリルがさらに好ましく、ペンタフルオロベンゾニトリルが特に好ましい。 Because they are easily available and tend to be economical, m-fluorobenzonitrile, 2,3-difluorobenzonitrile, 2,3,4-trifluorobenzonitrile, 2,3,6-trifluorobenzonitrile, 2-fluoro-3-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2-fluoro-4-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2-fluoro-5-(trifluoromethyl)benzonitrile, 3-fluoro-5-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2,3,4,5-tetrafluorobenzonitrile, fluoroacetonitrile, difluoroacetonitrile, 2-fluorobenzonitrile, 2,4,5-trifluorobenzonitrile, o-(trifluoromethyl)benzonitrile, and pentafluorobenzonitrile are preferred. Since the reactivity of the fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) with the alkali metal fluoride (2) tends to increase and the yield of the fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride tends to increase, fluoroacetonitrile, difluoroacetonitrile, 2-fluorobenzonitrile, 2,4,5-trifluorobenzonitrile, o-(trifluoromethyl)benzonitrile, and pentafluorobenzonitrile are more preferred, 2-fluorobenzonitrile, 2,4,5-trifluorobenzonitrile, o-(trifluoromethyl)benzonitrile, and pentafluorobenzonitrile are even more preferred, and pentafluorobenzonitrile is particularly preferred.

化合物(3)は、必要に応じて、含水量を低減させたものを用いることもできる。
含水量が少ない化合物(3)は、購入することもできるし、化合物(3)の含水量を減少させる方法を利用することもできる。化合物(3)の含水量を減少させる方法としては、一般的に利用できる方法であれば特に限定されないが、例えば、脱水剤を利用する方法、蒸留する方法等が挙げられる。
脱水剤としては、一般的に用いられる脱水剤であれば特に限定されないが、水素化ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、五酸化二リン、活性アルミナ、シリカゲル、及びモレキュラーシーブ等が挙げられる。脱水剤を用いた場合、化合物(1)と化合物(2)との反応に影響がなければ脱水剤を含んだ化合物(3)を利用してもよいし、ろ過等により脱水剤を含まない化合物(3)を利用してもよい。
Compound (3) having a reduced water content can also be used, if necessary.
Compound (3) having a low water content can be purchased, or a method for reducing the water content of compound (3) can be used. The method for reducing the water content of compound (3) is not particularly limited as long as it is a commonly available method, and examples thereof include a method using a dehydrating agent, a distillation method, and the like.
The dehydrating agent is not particularly limited as long as it is a commonly used dehydrating agent, and examples thereof include sodium hydride, magnesium sulfate, sodium sulfate, calcium sulfate, calcium chloride, zinc chloride, calcium oxide, magnesium oxide, diphosphorus pentoxide, activated alumina, silica gel, molecular sieves, etc. When a dehydrating agent is used, a compound (3) containing a dehydrating agent may be used as long as it does not affect the reaction between compound (1) and compound (2), or a compound (3) that is free of a dehydrating agent by filtration or the like may be used.

含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)と、アルカリ金属フッ化物(2)とを、含フッ素ニトリル化合物(3)の存在下で反応させる際、必要に応じて、例えば、エーテル化合物、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホ化合物、飽和炭化水素化合物、芳香族炭化水素化合物、ハロゲン化炭化水素化合物、アルコール化合物、ケトン化合物、エステル化合物、及び水等を添加剤として用いることができる。 When reacting the fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) with the alkali metal fluoride (2) in the presence of the fluorine-containing nitrile compound (3), additives such as ether compounds, nitrile compounds, amide compounds, sulfo compounds, saturated hydrocarbon compounds, aromatic hydrocarbon compounds, halogenated hydrocarbon compounds, alcohol compounds, ketone compounds, ester compounds, and water can be used as necessary.

前記添加物は、一般的に用いられる化合物であれば特に限定されないが、具体的に例示するならば、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、4-メチルテトラヒドロピラン、シクロペンチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジヘプチルエーテル、ジオクチルエーテル、メチルtert-ブチルエーテル、1,4-ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、エチレングリコールジブチルエーテル、1,2-ジメトキシプロパン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、及びジプロピレングリコールジメチルエーテル等のエーテル化合物、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、2-メチルブチロニトリル、シクロヘキサンカルボニトリル、ベンゾニトリル、及びアジポニトリル等のニトリル化合物、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、テトラメチルウレア、及び1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等のアミド化合物、ジメチルスルホキシド、ジブチルスルホキシド、エチルメチルスルホン、エチルイソプロピルスルホン、スルホラン、及び3-メチルスルホラン等のスルホ化合物、n-ペンタン、n-ヘキサン、イソヘキサン、n-ヘプタン、n-オクタン、イソオクタン、n-ノナン、n-デカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、及びシクロオクタン等の飽和炭化水素化合物、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ナフタリン、テトラリン、及びビフェニル等の芳香族炭化水素化合物、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、塩化エチレン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、ペンタクロロエタン、ヘキサクロロエタン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロプロパン、トリクロロプロパン、塩化イソプロピル、塩化ブチル、塩化ヘキシル、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、クロロトルエン、及びクロロナフタリン等のハロゲン化炭化水素化合物、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、シクロヘキサノール、及びベンジルアルコール等のアルコール化合物、アセトン、メチルアセトン、エチルメチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルヘキシルケトン、ジエチルケトン、エチルブチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、及びシクロヘキサノン等のケトン化合物、及び酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸ヘキシル、酢酸オクチル、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、及び安息香酸ベンジル等のエステル化合物が挙げられる。 The additive is not particularly limited as long as it is a commonly used compound, but specific examples include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 4-methyltetrahydropyran, cyclopentyl methyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, dipentyl ether, dihexyl ether, diheptyl ether, dioctyl ether, methyl tert-butyl ether, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, ethylene glycol dibutyl ether, 1,2-dimethoxypropane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol isopropyl methyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, and triethylene glycol dimethyl ether. ether compounds such as glycol butyl methyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, and dipropylene glycol dimethyl ether; nitrile compounds such as acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, 2-methylbutyronitrile, cyclohexanecarbonitrile, benzonitrile, and adiponitrile; amide compounds such as N,N-dimethylformamide, N,N-diethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylacetamide, N-methylpyrrolidone, tetramethylurea, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone; sulfo compounds such as dimethyl sulfoxide, dibutyl sulfoxide, ethyl methyl sulfone, ethyl isopropyl sulfone, sulfolane, and 3-methylsulfolane; saturated hydrocarbon compounds such as n-octane, isooctane, n-nonane, n-decane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane; aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, diethylbenzene, isopropylbenzene, naphthalene, tetralin, and biphenyl; halogenated hydrocarbon compounds such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, ethylene chloride, trichloroethane, tetrachloroethane, pentachloroethane, hexachloroethane, dichloroethylene, trichloroethylene, tetrachloroethylene, dichloropropane, trichloropropane, isopropyl chloride, butyl chloride, hexyl chloride, chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, chlorotoluene, and chloronaphthalene; methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butadiene, butyl chloride ... alcohol compounds such as n-butanol, isobutanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol, cyclohexanol, and benzyl alcohol; ketone compounds such as acetone, methylacetone, ethylmethylketone, methylpropylketone, methylbutylketone, methylisobutylketone, methylhexylketone, diethylketone, ethylbutylketone, dipropylketone, diisobutylketone, and cyclohexanone; and ester compounds such as ethylacetate, propylacetate, butylacetate, isobutylacetate, pentylacetate, hexylacetate, octylacetate, cyclohexylacetate, methylpropionate, ethylpropionate, butylpropionate, methylbenzoate, ethylbenzoate, propylbenzoate, butylbenzoate, and benzylbenzoate.

前記添加剤は、必要に応じて、含水量を低減させたものを用いることもできる。
含水量が少ない添加剤は、購入することもできるし、添加剤の含水量を減少させる方法を利用することもできる。添加剤の含水量を減少させる方法としては、一般的に利用できる方法であれば特に限定されないが、例えば、脱水剤を利用する方法、蒸留する方法等が挙げられる。
脱水剤としては、一般的に用いられる脱水剤であれば特に限定されないが、水素化ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、五酸化二リン、活性アルミナ、シリカゲル、及びモレキュラーシーブ等が挙げられる。脱水剤を用いた場合、化合物(1)と化合物(2)との反応に影響がなければ脱水剤を含んだ添加剤を利用してもよいし、ろ過等により脱水剤を含まない添加剤を利用してもよい。
The additives may have a reduced water content, if necessary.
Additives with low water content can be purchased, or a method for reducing the water content of the additive can be used. The method for reducing the water content of the additive is not particularly limited as long as it is a generally available method, and examples thereof include a method using a dehydrating agent, a distillation method, and the like.
The dehydrating agent is not particularly limited as long as it is a commonly used dehydrating agent, and examples thereof include sodium hydride, magnesium sulfate, sodium sulfate, calcium sulfate, calcium chloride, zinc chloride, calcium oxide, magnesium oxide, diphosphorus pentoxide, activated alumina, silica gel, molecular sieve, etc. When a dehydrating agent is used, an additive containing a dehydrating agent may be used as long as it does not affect the reaction between compound (1) and compound (2), or an additive that does not contain a dehydrating agent after filtration or the like may be used.

<化合物(1)の物質量(α)に対する化合物(2)の物質量(β)の比率(β/α)>
化合物(1)の物質量(α)に対する化合物(2)の物質量(β)の比率(β/α)は、化合物(4)の収量が増える傾向にあり、化合物(4)を製造する方法の経済性が優れる傾向にあることから、0.5以上であることが好ましく、0.8以上であることがより好ましい。未反応の化合物(1)が残ることを抑制できる傾向にあることから、1以上であることがさらに好ましい。
<Ratio (β/α) of the amount of substance (β) of compound (2) to the amount of substance (α) of compound (1)>
The ratio (β/α) of the amount of substance (β) of compound (2) to the amount of substance (α) of compound (1) is preferably 0.5 or more, more preferably 0.8 or more, since the yield of compound (4) tends to increase and the economic efficiency of the method for producing compound (4) tends to be excellent, and further preferably 1 or more, since the amount of unreacted compound (1) tends to be suppressed.

化合物(1)の物質量(α)に対する化合物(2)の物質量(β)の比率(β/α)の上限は、特に限定されないが、化合物(2)の使用量が低減され、化合物(4)を製造する方法の経済性が優れる傾向にあることから、β/αが10以下であることが好ましく、同様の観点から、β/αが7以下であることがより好ましく、β/αが5以下であることがさらに好ましい。 The upper limit of the ratio (β/α) of the amount of substance (β) of compound (2) to the amount of substance (α) of compound (1) is not particularly limited, but since the amount of compound (2) used is reduced and the method for producing compound (4) tends to be more economical, it is preferable that β/α is 10 or less, and from the same viewpoint, it is more preferable that β/α is 7 or less, and even more preferable that β/α is 5 or less.

<化合物(1)の質量(γ)に対する化合物(3)の質量(δ)の比率(δ/γ)>
化合物(1)の質量(γ)に対する化合物(3)の質量(δ)の比率(δ/γ)は、化合物(1)と化合物(2)との反応性が高まる傾向にあることから、0.5以上であることが好ましく、同様の観点から、δ/γが1以上であることがより好ましく、δ/γが1.5以上であることがさらに好ましい。上記比率(δ/γ)の下限は、1.8以上、2.0以上、2.2以上、2.4以上に設定してもよい。
<Ratio (δ/γ) of the mass (δ) of compound (3) to the mass (γ) of compound (1)>
The ratio (δ/γ) of the mass (δ) of compound (3) to the mass (γ) of compound (1) is preferably 0.5 or more since the reactivity between compound (1) and compound (2) tends to increase, and from the same viewpoint, δ/γ is more preferably 1 or more, and further preferably δ/γ is 1.5 or more. The lower limit of the ratio (δ/γ) may be set to 1.8 or more, 2.0 or more, 2.2 or more, or 2.4 or more.

化合物(1)の質量(γ)に対する化合物(3)の質量(δ)の比率(δ/γ)の上限は、特に限定されないが、化合物(3)の使用量が低減され、化合物(4)を製造する方法の経済性が優れる傾向にあることから、δ/γが20以下であることが好ましく、同様の観点から、δ/γが15以下であることがより好ましく、δ/γが10以下であることがさらに好ましい。上記比率(δ/γ)の上限は、8以下、6以下、4以下に設定してもよい。 The upper limit of the ratio (δ/γ) of the mass (δ) of compound (3) to the mass (γ) of compound (1) is not particularly limited, but since the amount of compound (3) used is reduced and the method for producing compound (4) tends to be more economical, it is preferable that δ/γ is 20 or less, and from the same viewpoint, it is more preferable that δ/γ is 15 or less, and further more preferable that δ/γ is 10 or less. The upper limit of the above ratio (δ/γ) may be set to 8 or less, 6 or less, or 4 or less.

<化合物(1)と化合物(2)との反応>
化合物(1)と化合物(2)との反応温度は、一般的に用いられる反応温度であれば特に限定されないが、化合物(1)と化合物(2)との反応性が高まる傾向にあることから、-40℃以上であることが好ましく、-20℃以上であることがより好ましい。同様の観点、及び工業的に温度調整する際の経済性に優れる傾向にあることから、0℃以上であることがさらに好ましく、10℃以上であることが特に好ましい。
<Reaction of Compound (1) and Compound (2)>
The reaction temperature of compound (1) and compound (2) is not particularly limited as long as it is a reaction temperature that is generally used, but since the reactivity of compound (1) and compound (2) tends to be increased, the temperature is preferably −40° C. or higher, and more preferably −20° C. or higher. From the same viewpoint and since the temperature tends to be economically advantageous when adjusting the temperature industrially, the temperature is further preferably 0° C. or higher, and particularly preferably 10° C. or higher.

化合物(1)と化合物(2)との反応温度の上限は、特に限定されないが、化合物(3)の揮発を抑制できる傾向にあることから、150℃以下であることが好ましく、100℃以下がより好ましい。化合物(1)と化合物(2)との副反応を抑制でき、化合物(4)の収率が高まる傾向にあることから、80℃以下であることがさらに好ましく、60℃以下であることが特に好ましい。
化合物(1)と化合物(2)の反応温度は、上記範囲であれば一定である必要はなく、途中で変化させてもよい。
The upper limit of the reaction temperature between compound (1) and compound (2) is not particularly limited, but is preferably 150° C. or lower, more preferably 100° C. or lower, since this tends to suppress volatilization of compound (3). It is further preferably 80° C. or lower, particularly preferably 60° C. or lower, since this tends to suppress a side reaction between compound (1) and compound (2) and increase the yield of compound (4).
The reaction temperature of the compound (1) and the compound (2) does not need to be constant so long as it is within the above range, and may be changed during the reaction.

化合物(1)と化合物(2)との反応時間は、一般的に用いられる範囲であれば特に限定されないが、化合物(4)の収率の安定性がより高まることから、0.5時間以上であることが好ましく、1時間以上であることがより好ましい。過剰な反応時間としないことで、経済性により優れる製造方法となる傾向にあることから、100時間以下であることが好ましく、同様の観点から50時間以下であることがより好ましく、20時間以下であることがさらに好ましい。 The reaction time between compound (1) and compound (2) is not particularly limited as long as it is within a commonly used range, but is preferably 0.5 hours or more, and more preferably 1 hour or more, because this increases the stability of the yield of compound (4). Avoiding an excessive reaction time tends to result in a more economical production method, so it is preferably 100 hours or less, and from the same viewpoint, it is more preferably 50 hours or less, and even more preferably 20 hours or less.

化合物(1)と化合物(2)との反応圧力は、通常用いられる範囲であれば特に限定されず、通常は大気圧下で反応が行われる。ただし、化合物(3)の種類によっては、標準状態での蒸気圧が高いため、化合物(3)を液化させ、再利用しない場合には、大気圧以上の加圧を行うことが有効な手段である。化合物(3)を液化させ、再利用する場合には、大気圧以下の減圧であってもよい。
化合物(1)と化合物(2)との反応の圧力は、上記範囲であれば一定である必要はなく、途中で変化させてもよい。
The reaction pressure of compound (1) and compound (2) is not particularly limited as long as it is within the range of normal use, and the reaction is usually carried out under atmospheric pressure. However, depending on the type of compound (3), the vapor pressure at standard conditions is high, so if compound (3) is liquefied and not reused, pressurization at atmospheric pressure or higher is an effective means. If compound (3) is liquefied and reused, reduced pressure below atmospheric pressure may be used.
The pressure for the reaction of compound (1) and compound (2) does not need to be constant so long as it is within the above range, and may be changed during the reaction.

化合物(1)と化合物(2)との反応の雰囲気は、通常用いられる雰囲気であれば特に限定されず、通常は大気雰囲気、窒素雰囲気、及びアルゴン雰囲気等が用いられる。これらの中でも、より安全に化合物(4)を製造できる傾向にあることから、窒素雰囲気及びアルゴン雰囲気が好ましい。また、より経済性に優れる製造方法となる傾向にあることから、窒素雰囲気がより好ましい。
反応雰囲気は、1種単独で用いてもよいし、複数種の反応雰囲気を組み合わせて用いてもよい。
The atmosphere for the reaction of compound (1) and compound (2) is not particularly limited as long as it is a commonly used atmosphere, and usually, air atmosphere, nitrogen atmosphere, argon atmosphere, etc. are used. Among these, nitrogen atmosphere and argon atmosphere are preferred because they tend to produce compound (4) more safely. In addition, nitrogen atmosphere is more preferred because they tend to be a more economical production method.
The reaction atmosphere may be used alone or in combination of a plurality of reaction atmospheres.

化合物(1)、(2)、(3)を添加する順序は特に限定されないが、化合物(1)と化合物(2)との反応は発熱反応であり、特に化合物(1)、(2)、(3)の使用量が多い場合には、副反応を抑制できる傾向にあることから、化合物(1)と化合物(3)との混合物を化合物(2)に徐々に添加する方法、化合物(1)と化合物(3)との混合物へ化合物(2)を徐々に添加する方法、化合物(2)と化合物(3)との混合物を化合物(1)に徐々に添加する方法、化合物(2)と化合物(3)の混合物へ化合物(1)を徐々に添加する方法が、好ましい方法として例示される。これらの中でも、局所的な発熱反応が抑制でき、副反応を抑制できる傾向にあることから、化合物(2)と化合物(3)との混合物を化合物(1)に徐々に添加する方法、化合物(2)と化合物(3)の混合物へ化合物(1)を徐々に添加する方法がより好ましい。 The order of adding compounds (1), (2), and (3) is not particularly limited, but the reaction between compound (1) and compound (2) is an exothermic reaction, and since side reactions tend to be suppressed, particularly when the amounts of compounds (1), (2), and (3) used are large, the following methods are preferred: a method of gradually adding a mixture of compounds (1) and (3) to compound (2), a method of gradually adding compound (2) to a mixture of compounds (1) and (3), a method of gradually adding a mixture of compounds (2) and (3) to compound (1), and a method of gradually adding compound (1) to a mixture of compounds (2) and (3). Among these, the method of gradually adding a mixture of compounds (2) and (3) to compound (1) and the method of gradually adding compound (1) to a mixture of compounds (2) and (3) are more preferred, since they tend to suppress local exothermic reactions and side reactions.

以上のように、本発明は、従来よりも燃料電池用隔膜、燃料電池用触媒バインダーポリマー、食塩電解用隔膜等の主要成分であるフッ素系高分子電解質の原料として有用である含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(4)を収率よく製造することができる。 As described above, the present invention can produce fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (4) in a higher yield than conventional methods, which is useful as a raw material for fluorine-based polymer electrolytes, which are a main component of membranes for fuel cells, catalyst binder polymers for fuel cells, membranes for salt electrolysis, etc.

以下に本実施形態を具体的に説明した実施例を例示する。本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。 The following are examples that specifically explain this embodiment. The present invention is not limited to the following examples as long as they do not exceed the gist of the invention.

実施例及び比較例において使用された分析方法は、以下のとおりである。 The analytical methods used in the examples and comparative examples are as follows:

<核磁気共鳴分析(NMR):19F-NMRによる分子構造解析>
実施例及び比較例で得られた生成物について、19F-NMRを用いて、下記測定条件にて分子構造解析を行った。
[測定条件]
測定装置:JNM-ECZ400S型核磁気共鳴装置(日本電子株式会社製)
観測核:19
溶媒:重クロロホルム
基準物質:テトラメチルシラン(0.00ppm)
観測周波数:400MHz(H)
パルス幅:6.5μ秒
待ち時間:2秒
積算回数:16回
<Nuclear Magnetic Resonance Analysis (NMR): Molecular Structure Analysis by 19 F-NMR>
The products obtained in the examples and comparative examples were subjected to molecular structure analysis using 19 F-NMR under the following measurement conditions.
[Measurement condition]
Measurement device: JNM-ECZ400S nuclear magnetic resonance device (manufactured by JEOL Ltd.)
Observed nucleus: 19F
Solvent: deuterated chloroform Standard substance: tetramethylsilane (0.00 ppm)
Observation frequency: 400MHz ( 1H )
Pulse width: 6.5 μsec Waiting time: 2 sec Number of integrations: 16

実施例及び比較例で使用した原材料を以下に示す。 The raw materials used in the examples and comparative examples are listed below.

[製造例1]
(含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)(化合物(1))
特開2019/156782号公報に従い、下記式(7)で表される化合物(7)を製造した。
CF=CFOCFCFSONa (7)
得られた上記式(7)の化合物を用い、国際公開第2020/012913号に従い、下記式(8)で表される化合物(8)を製造した。
(CF=CFOCFCFSOO (8)
得られた化合物(8)は、純度が96重量%であり、下記式(9)で表される化合物(9)を4重量%含んでいた。
CF=CFOCFCFSOH (9)
[Production Example 1]
(Fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) (compound (1))
According to JP 2019/156782 A, compound (7) represented by the following formula (7) was produced.
CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 3 Na (7)
Using the obtained compound of formula (7) above, a compound (8) represented by the following formula (8) was produced according to WO 2020/012913.
(CF 2 = CFOCF 2 CF 2 SO 2 ) 2 O (8)
The obtained compound (8) had a purity of 96% by weight and contained 4% by weight of compound (9) represented by the following formula (9).
CF2 = CFOCF2CF2SO3H ( 9 )

(アルカリ金属フッ化物(2)(化合物(2))
・フッ化リチウム(富士フィルム和光純薬株式会社製、試薬特級)
・フッ化ナトリウム(富士フィルム和光純薬株式会社製、試薬特級)
・フッ化カリウム(富士フィルム和光純薬株式会社製、試薬特級)
・フッ化ルビジウム(Aldrich社製、純度99.8%)
・フッ化セシウム(富士フィルム和光純薬株式会社製、試薬特級)
(Alkali Metal Fluoride (2) (Compound (2))
・Lithium fluoride (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, special grade reagent)
- Sodium fluoride (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, special grade reagent)
・Potassium fluoride (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, special grade reagent)
Rubidium fluoride (Aldrich, purity 99.8%)
・Cesium fluoride (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, special grade reagent)

(含フッ素ニトリル化合物(3)(化合物(3))
・フルオロアセトニトリル(東京化成工業株式会社製。以下、「FAN」ともいう。乾燥したモレキュラーシーブ4A 1/16(富士フィルム和光純薬株式会社製)を加え、脱水し、モレキュラーシーブ4A 1/16を除去することにより含水量を調整した。)
・ジフルオロアセトニトリル(富士フィルム和光純薬株式会社製。以下、「DFAN」ともいう。乾燥したモレキュラーシーブ4A 1/16(富士フィルム和光純薬株式会社製)を加え、脱水し、モレキュラーシーブ4A 1/16を除去することにより含水量を調整した。)
・2-フルオロベンゾニトリル(東京化成工業株式会社製。以下、「2FBN」ともいう。乾燥したモレキュラーシーブ4A 1/16(富士フィルム和光純薬株式会社製)を加え、脱水し、モレキュラーシーブ4A 1/16を除去することにより含水量を調整した。)
・2,4,5-トリフルオロベンゾニトリル(富士フィルム和光純薬株式会社製。以下、「TFBN」ともいう。乾燥したモレキュラーシーブ4A 1/16(富士フィルム和光純薬株式会社製)を加え、脱水し、モレキュラーシーブ4A 1/16を除去することにより含水量を調整した。)
・o-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル(富士フィルム和光純薬株式会社製。以下、「TFMBN」ともいう。乾燥したモレキュラーシーブ4A 1/16(富士フィルム和光純薬株式会社製)を加え、脱水し、モレキュラーシーブ4A 1/16を除去することにより含水量を調整した。)
・ペンタフルオロベンゾニトリル(東京化成工業株式会社製。以下、「PFBN」ともいう。乾燥したモレキュラーシーブ4A 1/16(富士フィルム和光純薬株式会社製)を加え、脱水し、モレキュラーシーブ4A 1/16を除去することにより含水量を調整した。)
(Fluorine-containing nitrile compound (3) (compound (3))
Fluoroacetonitrile (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter also referred to as "FAN"). The water content was adjusted by adding dried molecular sieve 4A 1/16 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), dehydrating, and removing the molecular sieve 4A 1/16.)
Difluoroacetonitrile (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hereinafter also referred to as "DFAN"). The water content was adjusted by adding dried molecular sieve 4A 1/16 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), dehydrating, and removing the molecular sieve 4A 1/16.)
2-Fluorobenzonitrile (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter also referred to as "2FBN"). The water content was adjusted by adding dried molecular sieve 4A 1/16 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), dehydrating, and removing the molecular sieve 4A 1/16.)
2,4,5-trifluorobenzonitrile (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.; hereinafter also referred to as "TFBN"). The water content was adjusted by adding dried molecular sieve 4A 1/16 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), dehydrating, and removing the molecular sieve 4A 1/16.)
o-(trifluoromethyl)benzonitrile (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.; hereinafter also referred to as "TFMBN"). The water content was adjusted by adding dried molecular sieve 4A 1/16 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), dehydrating, and removing the molecular sieve 4A 1/16.)
Pentafluorobenzonitrile (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter also referred to as "PFBN". The water content was adjusted by adding dried molecular sieve 4A 1/16 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), dehydrating, and removing the molecular sieve 4A 1/16.)

(その他)
・2,2,2-トリフルオロエタノール(東京化成工業株式会社製)
・1,2-ジメトキシエタン(富士フィルム和光純薬株式会社製、試薬特級)
(others)
2,2,2-trifluoroethanol (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
・1,2-dimethoxyethane (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent)

[実施例1]
試験管(Radley Discovery Technologies社製、RP98059、RP98062)に、攪拌子とフッ化カリウム(0.17g、2.89mmol)を入れ、加熱冷却攪拌装置(東京理化器械株式会社製、PPM-5512型、冷却する際には外部より冷却水を循環させた)に設置し、真空下150℃で5時間乾燥させ、室温に戻し、窒素雰囲気とした。加熱冷却攪拌装置を40℃に設定し、試験管にフルオロアセトニトリル(1.93g)を加え、攪拌した。続いて製造例1で製造した化合物(8)(1.00g、化合物(8)が0.96g(1.78mmol)と化合物(9)が0.04g(0.14mmol)からなる)を添加した。さらに1時間攪拌した後、室温に戻した。分析のため、1,2-ジメトキシエタン(2.00g)、2,2,2-トリフルオロエタノール(0.10g)を加え、攪拌した。得られた反応混合物を、ろ過し、ろ液を19F-NMRにて分析した。分析の結果、下記一般式(10)で表される含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.36g、生成物質量:1.29mmol、生成率:72.2%)。なお、分析においては、2,2,2-トリフルオロエタノールの質量、2,2,2-トリフルオロエタノールのCF及び含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)のCFの積分値より、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)の生成量等を算出した。また、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)の生成率は、下記式(1)により算出した。
含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)の生成率(%)=含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)の物質量/化合物(8)の物質量×100 (1)
例えば、本実施例における含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)の生成率(%)=1.29(mmol)/1.78(mmol)×100=72.2、である。
また、本実施例では、β/αは1.6であり、δ/γは1.9であった。
CF=CFOCFCFSOF (10)
19F-NMR:δ(ppm)42.31(1F)、-86.42(2F)、-114.36(2F)、-116.60(1F)、-123.87(1F)、-139.00(1F)
[Example 1]
A stirrer and potassium fluoride (0.17 g, 2.89 mmol) were placed in a test tube (Radley Discovery Technologies, RP98059, RP98062), placed in a heating/cooling stirrer (Tokyo Rikakikai Co., Ltd., PPM-5512 type, cooling water was circulated from the outside when cooling), dried under vacuum at 150° C. for 5 hours, returned to room temperature, and placed in a nitrogen atmosphere. The heating/cooling stirrer was set to 40° C., and fluoroacetonitrile (1.93 g) was added to the test tube and stirred. Subsequently, compound (8) (1.00 g, consisting of 0.96 g (1.78 mmol) of compound (8) and 0.04 g (0.14 mmol) of compound (9)) produced in Production Example 1 was added. After stirring for another hour, the temperature was returned to room temperature. For the analysis, 1,2-dimethoxyethane (2.00 g) and 2,2,2-trifluoroethanol (0.10 g) were added and stirred. The obtained reaction mixture was filtered, and the filtrate was analyzed by 19 F-NMR. As a result of the analysis, it was found that fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (10) represented by the following general formula (10) was produced (production amount: 0.36 g, product mass: 1.29 mmol, production rate: 72.2%). In the analysis, the production amount of fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (10) was calculated from the mass of 2,2,2-trifluoroethanol, the integral value of CF3 of 2,2,2-trifluoroethanol, and the integral value of CF2 of fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (10). In addition, the production rate of fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (10) was calculated by the following formula (1).
Production rate (%) of fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (10)=amount of substance of fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (10)/amount of substance of compound (8)×100 (1)
For example, the production rate (%) of the fluorine-containing vinylsulfonic acid fluoride (10) in this example is 1.29 (mmol)/1.78 (mmol)×100=72.2.
In this embodiment, β/α was 1.6, and δ/γ was 1.9.
CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F (10)
19 F-NMR: δ (ppm) 42.31 (1F), -86.42 (2F), -114.36 (2F), -116.60 (1F), -123.87 (1F), -139.00 (1F)

[実施例2]
フルオロアセトニトリルをジフルオロアセトニトリル(1.99g)とした以外は、実施例1と同様の方法により含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)を製造した。分析の結果、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.37g、生成物質量:1.31mmol、生成率:73.5%)。
また、本実施例では、β/αは1.6であり、δ/γは2.0であった。
[Example 2]
Except for using difluoroacetonitrile (1.99 g) instead of fluoroacetonitrile , fluorinated vinylsulfonic acid fluoride (10) was produced in the same manner as in Example 1. Analysis revealed that fluorinated vinylsulfonic acid fluoride (10) was produced (amount produced: 0.37 g, product mass: 1.31 mmol, production rate: 73.5%).
In this embodiment, β/α was 1.6, and δ/γ was 2.0.

[実施例3]
フルオロアセトニトリルを2-フルオロベンゾニトリル(2.03g)とした以外は、実施例1と同様の方法により含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)を製造した。分析の結果、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.41g、生成物質量:1.47mmol、生成率:82.5%)。
また、本実施例では、β/αは1.6であり、δ/γは2.0であった。
[Example 3]
Except for using 2-fluorobenzonitrile (2.03 g) instead of fluoroacetonitrile, fluorinated vinylsulfonic acid fluoride (10) was produced in the same manner as in Example 1. Analysis revealed that fluorinated vinylsulfonic acid fluoride (10) was produced (amount produced: 0.41 g, product mass: 1.47 mmol, production rate: 82.5%).
In this embodiment, β/α was 1.6, and δ/γ was 2.0.

[実施例4]
フルオロアセトニトリルを2,4,5-トリフルオロベンゾニトリル(2.45g)とした以外は、実施例1と同様の方法により含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)を製造した。分析の結果、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.43g、生成物質量:1.54mmol、生成率:86.5%)。
また、本実施例では、β/αは1.6であり、δ/γは2.4であった。
[Example 4]
Except for using 2,4,5-trifluorobenzonitrile (2.45 g) instead of fluoroacetonitrile, fluorinated vinylsulfonic acid fluoride (10) was produced in the same manner as in Example 1. Analysis revealed that fluorinated vinylsulfonic acid fluoride (10) was produced (amount produced: 0.43 g, product mass: 1.54 mmol, production rate: 86.5%).
In this embodiment, β/α was 1.6, and δ/γ was 2.4.

[実施例5]
フルオロアセトニトリルをo-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル(2.30g)とした以外は、実施例1と同様の方法により含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)を製造した。分析の結果、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.44g、生成物質量:1.55mmol、生成率:87.1%)。
また、本実施例では、β/αは1.6であり、δ/γは2.3であった。
[Example 5]
Except for using o-(trifluoromethyl)benzonitrile (2.30 g) instead of fluoroacetonitrile, fluorinated vinylsulfonic acid fluoride (10) was produced in the same manner as in Example 1. Analysis revealed that fluorinated vinylsulfonic acid fluoride (10) was produced (amount produced: 0.44 g, product mass: 1.55 mmol, production rate: 87.1%).
In this embodiment, β/α was 1.6, and δ/γ was 2.3.

[実施例6]
フルオロアセトニトリルをペンタフルオロベンゾニトリル(2.80g)とした以外は、実施例1と同様の方法により含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)を製造した。分析の結果、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.46g、生成物質量:1.65mmol、生成率:92.3%)。
また、本実施例では、β/αは1.6であり、δ/γは2.8であった。
[Example 6]
Except for using pentafluorobenzonitrile (2.80 g) instead of fluoroacetonitrile, fluorinated vinylsulfonic acid fluoride (10) was produced in the same manner as in Example 1. Analysis revealed that fluorinated vinylsulfonic acid fluoride (10) was produced (amount produced: 0.46 g, product mass: 1.65 mmol, production rate: 92.3%).
In this embodiment, β/α was 1.6, and δ/γ was 2.8.

[実施例7]
フッ化カリウムをフッ化リチウム(0.08g、2.89mmol)とした以外は、実施例6と同様の方法により含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)を製造した。分析の結果、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.41g、生成物質量:1.45mmol、生成率:81.3%)。
また、本実施例では、β/αは1.6であり、δ/γは2.8であった。
[Example 7]
Except for using lithium fluoride (0.08 g, 2.89 mmol) instead of potassium fluoride, fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (10) was produced in the same manner as in Example 6. Analysis revealed that fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (10) was produced (amount produced: 0.41 g, product mass: 1.45 mmol, production rate: 81.3%).
In this embodiment, β/α was 1.6, and δ/γ was 2.8.

[実施例8]
フッ化カリウムをフッ化ナトリウム(0.12g、2.89mmol)とした以外は、実施例6と同様の方法により含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)を製造した。分析の結果、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.42g、生成物質量:1.49mmol、生成率:83.6%)。
また、本実施例では、β/αは1.6であり、δ/γは2.8であった。
[Example 8]
Except for using sodium fluoride (0.12 g, 2.89 mmol) instead of potassium fluoride, fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (10) was produced in the same manner as in Example 6. Analysis revealed that fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (10) was produced (amount produced: 0.42 g, product mass: 1.49 mmol, production rate: 83.6%).
In this embodiment, β/α was 1.6, and δ/γ was 2.8.

[実施例9]
フッ化カリウムをフッ化ルビジウム(0.30g、2.89mmol)とした以外は、実施例6と同様の方法により含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)を製造した。分析の結果、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.47g、生成物質量:1.67mmol、生成率:93.5%)。
また、本実施例では、β/αは1.6であり、δ/γは2.8であった。
[Example 9]
Except for using rubidium fluoride (0.30 g, 2.89 mmol) instead of potassium fluoride, fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (10) was produced in the same manner as in Example 6. Analysis revealed that fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (10) was produced (amount produced: 0.47 g, product mass: 1.67 mmol, production rate: 93.5%).
In this embodiment, β/α was 1.6, and δ/γ was 2.8.

[実施例10]
フッ化カリウムをフッ化セシウム(0.44g、2.89mmol)とした以外は、実施例6と同様の方法により含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)を製造した。分析の結果、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.47g、生成物質量:1.68mmol、生成率:94.1%)。
また、本実施例では、β/αは1.6であり、δ/γは2.8であった。
[Example 10]
Except for using cesium fluoride (0.44 g, 2.89 mmol) instead of potassium fluoride, fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (10) was produced in the same manner as in Example 6. Analysis revealed that fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (10) was produced (amount produced: 0.47 g, product mass: 1.68 mmol, production rate: 94.1%).
In this embodiment, β/α was 1.6, and δ/γ was 2.8.

[実施例11]
フッ化カリウムの使用量を0.11g(1.93mmol)とした以外は、実施例6と同様の方法により含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)を製造した。分析の結果、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.45g、生成物質量:1.61mmol、生成率:90.1%)。
また、本実施例では、β/αは1.1であり、δ/γは2.8であった。
[Example 11]
Except for changing the amount of potassium fluoride used to 0.11 g (1.93 mmol), fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (10) was produced in the same manner as in Example 6. As a result of analysis, it was found that fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (10) was produced (amount produced: 0.45 g, product mass: 1.61 mmol, production rate: 90.1%).
In this embodiment, β/α was 1.1, and δ/γ was 2.8.

[実施例12]
フッ化カリウムの使用量を0.50g(8.67mmol)とした以外は、実施例6と同様の方法により含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)を製造した。分析の結果、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.47g、生成物質量:1.66mmol、生成率:93.2%)。
また、本実施例では、β/αは4.9であり、δ/γは2.8であった。
[Example 12]
Except for changing the amount of potassium fluoride used to 0.50 g (8.67 mmol), fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (10) was produced in the same manner as in Example 6. As a result of analysis, it was found that fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (10) was produced (amount produced: 0.47 g, product mass: 1.66 mmol, production rate: 93.2%).
In this embodiment, β/α was 4.9, and δ/γ was 2.8.

[実施例13]
ペンタフルオロベンゾニトリルの使用量を9.33gとし、加熱冷却攪拌装置を60℃に設定した以外は、実施例6と同様の方法により含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)を製造した。分析の結果、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.46g、生成物質量:1.64mmol、生成率:91.8%)。
また、本実施例では、β/αは1.6であり、δ/γは9.3であった。
[Example 13]
Fluorine-containing vinylsulfonic acid fluoride (10) was produced in the same manner as in Example 6, except that the amount of pentafluorobenzonitrile used was 9.33 g and the heating/cooling stirrer was set to 60° C. As a result of analysis, it was found that fluorine-containing vinylsulfonic acid fluoride (10) was produced (amount produced: 0.46 g, product mass: 1.64 mmol, production rate: 91.8%).
In this embodiment, β/α was 1.6, and δ/γ was 9.3.

[実施例14]
試験管(Radley Discovery Technologies社製、RP98059、RP98062)に、攪拌子とフッ化カリウム(0.50g、8.67mmol)を入れ、加熱冷却攪拌装置(東京理化器械株式会社製、PPM-5512型、冷却する際には外部より冷却水を循環させた)に設置し、真空下150℃で5時間乾燥させ、室温に戻し、窒素雰囲気とした。加熱冷却攪拌装置を10℃に設定し、試験管にペンタフルオロベンゾニトリル(2.80g)を加え、攪拌した。続いて製造例1で製造した化合物(8)(1.00g、化合物(8)が0.96g(1.78mmol)と化合物(9)が0.04g(0.14mmol)からなる)を添加した。さらに4時間攪拌した後、室温に戻した。分析のため、1,2-ジメトキシエタン(2.00g)、2,2,2-トリフルオロエタノール(0.10g)を加え、攪拌した。得られた反応混合物を、ろ過し、ろ液を19F-NMRにて分析した。分析の結果、下記一般式(10)で表される含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)が生成していた(生成量:0.47g、生成物質量:1.67mmol、生成率:93.7%)。
また、本実施例では、β/αは4.9であり、δ/γは2.8であった。
[Example 14]
A stirrer and potassium fluoride (0.50 g, 8.67 mmol) were placed in a test tube (Radley Discovery Technologies, RP98059, RP98062), placed in a heating/cooling stirrer (Tokyo Rikakikai Co., Ltd., PPM-5512 type, cooling water was circulated from the outside when cooling), dried under vacuum at 150° C. for 5 hours, returned to room temperature, and placed in a nitrogen atmosphere. The heating/cooling stirrer was set to 10° C., and pentafluorobenzonitrile (2.80 g) was added to the test tube and stirred. Subsequently, compound (8) (1.00 g, consisting of 0.96 g (1.78 mmol) of compound (8) and 0.04 g (0.14 mmol) of compound (9)) produced in Production Example 1 was added. After stirring for another 4 hours, the temperature was returned to room temperature. For analysis, 1,2-dimethoxyethane (2.00 g) and 2,2,2-trifluoroethanol (0.10 g) were added and stirred. The resulting reaction mixture was filtered, and the filtrate was analyzed by 19 F-NMR. As a result of the analysis, it was found that fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (10) represented by the following general formula (10) was produced (production amount: 0.47 g, product mass: 1.67 mmol, production rate: 93.7%).
In this embodiment, β/α was 4.9, and δ/γ was 2.8.

[比較例1]
比較例として、国際公開第2020/012913号の実施例5を示す。該実施例においては、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)の生成率は、60.2%、であった。また、β/αは1.6であり、δ/γは4.2であった。
[Comparative Example 1]
As a comparative example, Example 5 of International Publication No. 2020/012913 is shown. In this example, the production rate of fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (10) was 60.2%. In addition, β/α was 1.6, and δ/γ was 4.2.

[比較例2]
比較例として、国際公開第2020/012913号の実施例6を示す。該実施例においては、含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(10)の生成率は、64.1%、であった。また、β/αは1.5であり、δ/γは4.2であった。
[Comparative Example 2]
As a comparative example, Example 6 of WO 2020/012913 is shown. In this example, the production rate of fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (10) was 64.1%. In addition, β/α was 1.5, and δ/γ was 4.2.

本発明の製造方法によれば、従来よりも収率よく含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(4)を製造することができるため、各種フッ素含有化合物、イオン交換樹脂、イオン交換膜、食塩電解膜、燃料電池膜、レドックスフロー電池用膜、水電解用膜等の原料の製造において好適に用いることができる。 The production method of the present invention allows the production of fluorine-containing vinyl sulfonic acid fluoride (4) in a higher yield than conventional methods, and can therefore be suitably used in the production of raw materials for various fluorine-containing compounds, ion exchange resins, ion exchange membranes, salt electrolysis membranes, fuel cell membranes, membranes for redox flow batteries, membranes for water electrolysis, etc.

Claims (4)

下記一般式(4):
Figure 0007523365000010
(式中、mは0~3の整数、nは1~6の整数)
で表される含フッ素ビニルスルホン酸フルオリド(4)の製造方法であり、
下記一般式(1):
Figure 0007523365000011
(式中、mは0~3の整数、nは1~6の整数)
で表される含フッ素ビニルスルホン酸無水物(1)と、
下記一般式(2):
MF (2)
(式中、Mは、Li、Na、K、Rb、又はCsである。)
で表されるアルカリ金属フッ化物(2)とを、
下記一般式(3):
CN (3)
(式中、Rは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されている脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基であり、炭素数は1~20である。)
で表される含フッ素ニトリル化合物(3)の存在下で反応させる
ことを特徴とする、製造方法。
The following general formula (4):
Figure 0007523365000010
(wherein m is an integer from 0 to 3, and n is an integer from 1 to 6).
The present invention relates to a method for producing a fluorinated vinyl sulfonic acid fluoride (4) represented by the following formula:
The following general formula (1):
Figure 0007523365000011
(wherein m is an integer from 0 to 3, and n is an integer from 1 to 6).
A fluorine-containing vinyl sulfonic anhydride (1) represented by the formula:
The following general formula (2):
Midfielder (2)
(In the formula, M is Li, Na, K, Rb, or Cs.)
and an alkali metal fluoride (2) represented by
The following general formula (3):
RfCN (3)
(In the formula, Rf is an aliphatic hydrocarbon group substituted with at least one fluorine atom or an aromatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)
The production method according to claim 1, characterized in that the reaction is carried out in the presence of a fluorine-containing nitrile compound (3) represented by the following formula:
前記含フッ素ニトリル化合物(3)において、置換されているフッ素原子の数が、1~5個である、請求項1に記載の製造方法。 The method according to claim 1, wherein the number of fluorine atoms substituted in the fluorine-containing nitrile compound (3) is 1 to 5. 前記含フッ素ニトリル化合物(3)において、Rは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されている芳香族炭化水素基である、請求項1又は2に記載の製造方法。 3. The process according to claim 1 or 2, wherein in the fluorine-containing nitrile compound (3), Rf is an aromatic hydrocarbon group substituted with at least one fluorine atom. 前記含フッ素ニトリル化合物(3)が、m-フルオロベンゾニトリル、2,3-ジフルオロベンゾニトリル、2,3,4-トリフルオロベンゾニトリル、2,3,6-トリフルオロベンゾニトリル、2-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2-フルオロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2-フルオロ-5-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、3-フルオロ-5-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、2,3,4,5-テトラフルオロベンゾニトリル、フルオロアセトニトリル、ジフルオロアセトニトリル、2-フルオロベンゾニトリル、2,4,5-トリフルオロベンゾニトリル、o-(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル、ペンタフルオロベンゾニトリルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1~3のいずれか一項に記載の製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the fluorine-containing nitrile compound (3) is at least one selected from the group consisting of m-fluorobenzonitrile, 2,3-difluorobenzonitrile, 2,3,4-trifluorobenzonitrile, 2,3,6-trifluorobenzonitrile, 2-fluoro-3-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2-fluoro-4-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2-fluoro-5-(trifluoromethyl)benzonitrile, 3-fluoro-5-(trifluoromethyl)benzonitrile, 2,3,4,5-tetrafluorobenzonitrile, fluoroacetonitrile, difluoroacetonitrile, 2-fluorobenzonitrile, 2,4,5-trifluorobenzonitrile, o-(trifluoromethyl)benzonitrile, and pentafluorobenzonitrile.
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