JPH06219998A - Production of fluorinated organic quaternary ammonium salt - Google Patents

Production of fluorinated organic quaternary ammonium salt

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JPH06219998A
JPH06219998A JP22518591A JP22518591A JPH06219998A JP H06219998 A JPH06219998 A JP H06219998A JP 22518591 A JP22518591 A JP 22518591A JP 22518591 A JP22518591 A JP 22518591A JP H06219998 A JPH06219998 A JP H06219998A
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quaternary ammonium
hydrofluoric acid
ammonium salt
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organic quaternary
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Abstract

PURPOSE:To easily obtain the subject compound in high yield and high purity and in a one step reaction at a low cost by allowing a halogenated organic quaternary ammonium salt to react with hydrofluoric acid anhydride. CONSTITUTION:A halogenated organic quaternary ammonium salt expressed by the formula R<1>R<2>R<3>R<4>NX (R<1>, R<2>, R<3> and R<4> are alkyl or aralkyl; X is chlorine, bromine or iodine) is allowed to react with hydrofluoric acid anhydride to produce a fluorinated organic quaternary ammonium salt expressed by the formula R<1>R<2>R<3>R<4>NF AH2O (A is >0 integer).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【産業上の利用分野】本発明は、フッ素化有機第四級ア
ンモニウム塩の製造方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a fluorinated organic quaternary ammonium salt.

【0002】[0002]

【従来技術とその問題点】フッ素化有機第四級アンモニ
ウム塩は、有機化合物の合成において、相間移動触媒、
フッ素化剤、および保護基として使われているシリル基
等の脱離剤として極めて有用な化合物であり、近年多方
面への応用が検討されている。
PRIOR ART AND ITS PROBLEMS Fluorinated organic quaternary ammonium salts are used as phase transfer catalysts in the synthesis of organic compounds.
It is a compound that is extremely useful as a fluorinating agent and a releasing agent for the silyl group used as a protecting group, and its application to various fields has been studied in recent years.

【0003】この中でも、特にテトラ−n−ブチルアン
モニウムフロライドは、その反応性、取扱の容易さなど
からこのフッ素化有機第四級アンモニウム塩の中でも最
も広く利用されている。
Of these, tetra-n-butylammonium fluoride is most widely used among the fluorinated organic quaternary ammonium salts because of its reactivity and easy handling.

【0004】このフッ素化有機第四級アンモニウム塩を
合成する方法は、一般に、原料として四級アンモニウム
臭化物、塩化物またはヨウ化物のいわゆるハロゲン化有
機第四級アンモニウム塩(この場合、フッ素を含まな
い)を用い、 (1)水溶液中で、このハロゲン化有機第四級アンモニ
ウム塩と酸化銀とを反応させてハロゲン化銀を沈澱とし
て除去し、四級アンモニウム水酸化物を合成した後に、
これをフッ酸水溶液中で中和する(J.Am.Che
m.Soc.,87,3048(1965),Bul
l.Chem.Soc.,Jpn.,54,3717
(1981)参照); (2)上記四級アンモニウム水酸化物を電解法で合成す
る(特開昭63−109183号公報参照); (3)有機溶媒中で、ハロゲン化有機第四級アンモニウ
ム塩とフッ化カリウムとを反応させてハロゲン交換を行
なう(J.Org.Chem.,54,4827(19
89)参照); (4)ハロゲン化有機第四級アンモニウム塩とアジ化ナ
トリウムとを反応させてテトラアルキルアジ化物を合成
し、これを硫酸と反応させ、ついでフッ化カリウムを用
いてハロゲン交換反応を行なう(Synthesis,
27,953(1983),Synthetic Co
mmunication,17,521(1987)参
照);等の方法に大別される。
This method of synthesizing a fluorinated organic quaternary ammonium salt is generally carried out by using a so-called halogenated organic quaternary ammonium salt of quaternary ammonium bromide, chloride or iodide as a raw material (in this case, fluorine-free). (1) After reacting the organic halide quaternary ammonium salt with silver oxide in an aqueous solution to remove the silver halide as a precipitate and synthesize a quaternary ammonium hydroxide,
This is neutralized in an aqueous solution of hydrofluoric acid (J. Am. Che.
m. Soc. , 87, 3048 (1965), Bul
l. Chem. Soc. , Jpn. , 54, 3717
(See (1981)); (2) The above quaternary ammonium hydroxide is synthesized by an electrolysis method (see JP-A-63-109183); (3) Halogenated organic quaternary ammonium salt in an organic solvent. And potassium fluoride are reacted to perform halogen exchange (J. Org. Chem., 54, 4827 (19
89)); (4) A halogenated organic quaternary ammonium salt is reacted with sodium azide to synthesize a tetraalkyl azide, which is reacted with sulfuric acid, and then a halogen exchange reaction using potassium fluoride. (Synthesis,
27, 953 (1983), Synthetic Co.
mmunication, 17, 521 (1987)); and the like.

【0005】しかし、これらの方法には、それぞれ以下
のような問題点が存在する。すなわち、(1)の反応
は、高価な銀を使用するために価格が高くなり、工業用
に大量に使用する用途には適さない。(2)の反応は、
専用の大型設備を必要とする。(3)の反応は、原料中
に含まれているハロゲン元素が生成物中に残留し易く、
また、反応収率はアルコール系の溶媒(特にメタノー
ル)を用いた場合が良いが、一般に、アルコール系の溶
媒は生成物中に残留しやすく、本来固体であるべき化合
物がゼリー状になる、あるいは、純度が低下する。
(4)の反応は、工程が複雑になり、さらに使用するア
ジ化ナトリウムは爆発性が高く危険である。
However, each of these methods has the following problems. That is, the reaction of (1) is not suitable for use in a large amount for industrial use because the price is high due to the use of expensive silver. The reaction of (2) is
Large dedicated equipment is required. In the reaction (3), the halogen element contained in the raw material easily remains in the product,
In addition, the reaction yield is better when an alcohol solvent (particularly methanol) is used, but in general, the alcohol solvent is likely to remain in the product, and the originally solid compound becomes jelly-like, or , The purity decreases.
The reaction of (4) complicates the process, and the sodium azide used is highly explosive and dangerous.

【0006】[0006]

【問題解決に至る知見】本発明者らは、上記の問題を改
良すべくフッ素化有機第四級アンモニウム塩の製造方法
について鋭意研究する過程で、フッ化水素が、他のハロ
ゲン化水素に比べてはるかに高い、0℃以上の沸点を有
することに着目した。そして、(1)これまで、金属フ
ッ化物によってしか行なわれなかったハロゲン交換が、
一般式(I)で示される化合物と無水フッ酸との反応に
よっても可能であること、(2)この際、従来法では、
難溶性金属塩として生成物から除去していたハロゲン
を、ハロゲン化水素(気体)の形で反応系から除去する
ことが可能であること、さらに、この結果、(3)意外
にも、前記一般式(II)で示されるハロゲン化有機第
四級アンモニウム塩と無水フッ酸との反応により、高収
率かつ高純度で、しかも、製造コストの低い1段の反応
で容易に目的物が得られることを見出し本発明を完成す
るに至った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved In the course of intensive studies on the method for producing a fluorinated organic quaternary ammonium salt in order to improve the above-mentioned problems, the present inventors have found that hydrogen fluoride is better than other hydrogen halides. Attention was paid to the fact that it has a much higher boiling point of 0 ° C or higher. And, (1) the halogen exchange, which has been performed only by the metal fluoride so far, is
It is also possible by reacting the compound represented by the general formula (I) with hydrofluoric acid anhydride, (2) At this time, in the conventional method,
It is possible to remove the halogen, which has been removed from the product as a poorly soluble metal salt, from the reaction system in the form of hydrogen halide (gas), and as a result, (3) surprisingly, the above general By the reaction of the halogenated organic quaternary ammonium salt represented by the formula (II) with hydrofluoric acid anhydride, the target product can be easily obtained in a high yield and high purity in a one-step reaction with a low production cost. This has led to the completion of the present invention.

【0007】[0007]

【発明の構成】すなわち、本発明は、 (1) 一般式 R1234NF・AH2O (I) (式中、R1、R2、R3、R4は、各々同一または異なる
アルキル基またはアラルキル基であり、Aは0以上の整
数)で示されるフッ素化有機第四級アンモニウム塩の製
造方法であって、一般式 R1234NX (II) (式中、R1、R2、R3、R4は前記に同じであり、Xは
塩素、臭素またはヨウ素である)で示されるハロゲン化
有機第四級アンモニウム塩と無水フッ酸とを反応させる
ことからなる方法; (2) 請求項1に記載の方法であって、無水フッ酸の
使用量が、一般式(II)で示される化合物に対して、
3倍モル以上30倍モル以下であることを特徴とする方
法; (3) 請求項1に記載の方法であって、一般式(I
I)に示される化合物と無水フッ酸との反応後、過剰の
無水フッ酸を加熱、減圧、気体吹込みまたはそれらの組
み合わせによって除去し、次いで残留する無水フッ酸を
中和によって除去することを特徴とする方法; (4) 請求項1に記載の方法であって、一般式(I
I)で示される化合物と無水フッ酸との反応において、
反応温度が−85℃以上150℃以下であることを特徴
とする方法; (5) 請求項1に記載の方法であって、一般式(I)
で示される化合物が、一般式 (C494NF・AH2O (III) (式中、Aは前記に同じ)で示されるテトラ-n-ブチル
アンモニウムフロライドであることを特徴とする方法;
を提供する。
That is, the present invention includes: (1) General formula R 1 R 2 R 3 R 4 NF.AH 2 O (I) (wherein R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are respectively A method for producing a fluorinated organic quaternary ammonium salt represented by the same or different alkyl group or aralkyl group, wherein A is an integer of 0 or more, and having the general formula R 1 R 2 R 3 R 4 NX (II) (Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same as described above, and X is chlorine, bromine or iodine), and a halogenated organic quaternary ammonium salt is reacted with anhydrous hydrofluoric acid. (2) The method according to claim 1, wherein the amount of hydrofluoric anhydride used is based on the compound represented by the general formula (II):
3 times or more and 30 times or less moles; (3) The method according to claim 1, wherein the formula (I)
After the reaction of the compound shown in I) with hydrofluoric acid anhydride, excess hydrofluoric acid anhydride is removed by heating, reduced pressure, gas blowing or a combination thereof, and then residual hydrofluoric acid anhydride is removed by neutralization. (4) The method according to claim 1, wherein the general formula (I
In the reaction of the compound represented by I) with hydrofluoric anhydride,
A reaction temperature is −85 ° C. or higher and 150 ° C. or lower; (5) The method according to claim 1, wherein the compound is represented by the general formula (I):
The compound represented by the formula is tetra-n-butylammonium fluoride represented by the general formula (C 4 H 9 ) 4 NF.AH 2 O (III) (wherein A is the same as above). how to;
I will provide a.

【0008】[0008]

【発明の具体的開示】以下、本発明の方法につきさらに
詳しく説明する。本発明において、原料として使用され
る一般式(II)で示されるハロゲン化有機第四級アン
モニウム塩は、多くの種類が工業的に容易に入手が可能
であり、また、その製造方法についても多数の報告がな
されている(例えば、特開昭59−27854号)。本
発明においては、市販の、または必要に応じて合成した
ハロゲン化有機第四級アンモニウム塩のいずれをも用い
ることができる。アンモニウム塩に含まれるアルキル基
およびアラルキル基は特に限定されない。これらの基の
一部がフッ酸と反応する可能性を有する場合には、該当
部分を常法にしたがい保護して用いればよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The method of the present invention will be described in more detail below. In the present invention, many kinds of the halogenated organic quaternary ammonium salt represented by the general formula (II) used as a raw material are industrially easily available, and many production methods thereof are also available. Has been reported (for example, JP-A-59-27854). In the present invention, any of halogenated organic quaternary ammonium salts which are commercially available or synthesized as required can be used. The alkyl group and aralkyl group contained in the ammonium salt are not particularly limited. When a part of these groups has a possibility of reacting with hydrofluoric acid, the corresponding part may be protected and used according to a conventional method.

【0009】本発明において使用する無水フッ酸の水分
含有量は、通常、無水フッ酸として使用されている程度
のものであればよい。好ましくは3重量%以下、さらに
好ましくは0.5重量%以下である。反応により生成す
るハロゲン化水素が、無水フッ酸に含まれる水分に溶解
して目的とする生成物中に不純物として残留するため、
使用する無水フッ酸中の水分量は可能な限り低い方が望
ましい。
The water content of the hydrofluoric acid used in the present invention may be such that it is generally used as hydrofluoric acid. It is preferably 3% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less. Hydrogen halide produced by the reaction is dissolved in water contained in hydrofluoric anhydride and remains as an impurity in the intended product,
The water content in the hydrofluoric acid used is preferably as low as possible.

【0010】無水フッ酸と一般式(II)で示されるハ
ロゲン化有機第四級アンモニウム塩とのモル比(無水フ
ッ酸/ハロゲン化有機第四級アンモニウム塩)は、好ま
しくは3〜30である。モル比が3未満であると、反応
の進行が遅く、また、生成物中に残留する原料のハロゲ
ンが多くなる。モル比が30を超えてもそれ以下の場合
と比べて大きな相違がない反面、過剰のフッ酸を除去す
るために労力を必要とする。最も好ましいモル比は7〜
15の範囲内である。
The molar ratio of anhydrous hydrofluoric acid and the halogenated organic quaternary ammonium salt represented by the general formula (II) (hydrofluoric acid anhydride / halogenated organic quaternary ammonium salt) is preferably 3 to 30. . When the molar ratio is less than 3, the progress of the reaction is slow, and the amount of halogen as a raw material remaining in the product increases. When the molar ratio exceeds 30, there is no great difference as compared with the case where the molar ratio is less than 30, but labor is required to remove the excess hydrofluoric acid. The most preferable molar ratio is 7-
It is within the range of 15.

【0011】反応溶媒としては、無水フッ酸そのものを
用いることが好ましい。この場合、無水フッ酸は、反応
剤と溶媒の両方の効果を併せ持つ。他の溶媒を使用する
と、溶媒の分離に余計な手間がかかる他、反応によって
生成したハロゲン化水素が溶媒に溶解して不純物として
残留することになりやすい。
As the reaction solvent, it is preferable to use hydrofluoric acid itself. In this case, hydrofluoric anhydride has the effects of both a reactant and a solvent. If another solvent is used, it takes extra time to separate the solvent, and the hydrogen halide produced by the reaction tends to dissolve in the solvent and remain as an impurity.

【0012】無水フッ酸と一般式(II)で示されるハ
ロゲン化有機第四級アンモニウム塩との反応態様は、特
に限定されない。通常、(1)ハロゲン化有機第四級ア
ンモニウム塩中に無水フッ酸を滴下する;(2)無水フ
ッ酸中にハロゲン化有機第四級アンモニウム塩を添加す
る;(3)容器を冷却し、ハロゲン化有機第四級アンモ
ニウム塩と無水フッ酸とを混合し、徐々に加温する;等
の方法を用いることができる。このうち、(1)または
(3)、特に(1)の方法が好ましい。(2)の方法で
は、ハロゲン化有機第四級アンモニウム塩が液相の無水
フッ酸と反応する前に、容器内に揮発している無水フッ
酸蒸気と反応して、ゼリー状となり添加が困難になるこ
とがあるためである。
The reaction mode of the hydrofluoric acid anhydride and the halogenated organic quaternary ammonium salt represented by the general formula (II) is not particularly limited. Usually, (1) hydrofluoric acid anhydride is dropped into the halogenated organic quaternary ammonium salt; (2) halogenated organic quaternary ammonium salt is added into the anhydrous hydrofluoric acid; (3) the container is cooled, A method such as mixing a halogenated organic quaternary ammonium salt and hydrofluoric acid anhydride and gradually heating the mixture can be used. Of these, the method (1) or (3), especially the method (1), is preferable. In the method (2), the halogenated organic quaternary ammonium salt reacts with the anhydrous hydrofluoric acid vapor that has volatilized in the container before it reacts with the liquid phase hydrofluoric acid anhydride, resulting in a jelly-like form, which makes addition difficult. This is because sometimes it becomes.

【0013】反応温度は、通常−80℃〜150℃、好
ましくは0℃〜60℃の範囲で行なう。この反応温度
は、ハロゲン化有機第四級アンモニウム塩の種類によっ
て変化する。具体的には、一般式(II)で示される化
合物において、Xが塩素の場合には、生成する塩化水素
の沸点が−85℃であるので、それ以上の温度が、同様
にXが臭素の場合には、−66.7℃、Xがヨウ素の場
合には、−35.4℃以上の温度にすることが好まし
い。さらに、反応によって生成するフッ素化有機第四級
アンモニウム塩は、高温で分解するものが多いため、そ
の分解温度以下で反応を行なうことが好ましい。具体的
には、一般式(I)で示される化合物において、R12
34が全てメチル基であるテトラメチルアンモニウム
フロライドを合成するときには、30℃以下、同様に一
般式(III)で示されるテトラ−n−ブチルアンモニ
ウムフロライドを合成するときには、70℃以下で反応
させることが好ましい。
The reaction temperature is usually -80 ° C to 150 ° C, preferably 0 ° C to 60 ° C. The reaction temperature varies depending on the type of halogenated organic quaternary ammonium salt. Specifically, in the compound represented by the general formula (II), when X is chlorine, the boiling point of hydrogen chloride produced is −85 ° C., so that the temperature higher than that is the same as when X is bromine. In this case, the temperature is preferably −66.7 ° C., and when X is iodine, the temperature is preferably −35.4 ° C. or higher. Furthermore, many of the fluorinated organic quaternary ammonium salts produced by the reaction decompose at high temperatures, so it is preferable to carry out the reaction at or below the decomposition temperature. Specifically, in the compound represented by the general formula (I), R 1 R 2
When synthesizing tetramethylammonium fluoride in which all R 3 R 4 are methyl groups, it is 30 ° C. or lower, and similarly, when synthesizing tetra-n-butylammonium fluoride represented by the general formula (III), 70 ° C. or lower. It is preferable to react with.

【0014】しかし、反応温度を生成するハロゲン化水
素の沸点以上にしなくても、反応液に気体を吹き込む、
あるいは反応容器を減圧にする等の操作を行なうことに
よって生成するハロゲン化水素を除去することが可能で
ある。この場合、吹き込む気体は、ハロゲン化有機第四
級アンモニウム塩および無水フッ酸と反応しないもので
あればよく、具体的な例としては、アルゴン、ヘリウ
ム、窒素、空気等が挙げられる。ここで、吹込む気体中
の水分量は特に限定されないが、気体中に水分が存在す
ると、生成するハロゲン化水素が水分中に溶け込み、生
成物中に残留しやすいので、可能な限り脱水したものを
用いることが好ましい。一般的には、通常市販されてい
るボンベをそのまま使用するか、あるいは、硫酸トラッ
プ、シリカゲル管等を通過させて脱水したものを用いれ
ば問題ない。
However, gas is blown into the reaction solution even if the reaction temperature is not higher than the boiling point of hydrogen halide.
Alternatively, it is possible to remove the hydrogen halide produced by performing an operation such as reducing the pressure in the reaction vessel. In this case, the gas to be blown may be any gas that does not react with the halogenated organic quaternary ammonium salt and anhydrous hydrofluoric acid, and specific examples thereof include argon, helium, nitrogen and air. Here, the amount of water in the gas to be blown is not particularly limited, but if water is present in the gas, the hydrogen halide produced will dissolve into the water and tend to remain in the product, so dehydrated as much as possible Is preferably used. In general, there is no problem if a commercially available cylinder is used as it is, or a tank dehydrated by passing through a sulfuric acid trap, a silica gel tube or the like is used.

【0015】また、一般式(II)で示されるハロゲン
化有機第四級アンモニウム塩と無水フッ酸との反応後、
過剰の無水フッ酸は、ハロゲン化水素を除去したときと
同様に加熱、減圧、気体の吹込み、およびそれらを組み
合わせることによって除去される。この場合、一般に過
剰に存在する無水フッ酸を完全には除去できないため、
その後中和反応を必要とする。この中和反応は、反応生
成物を適当な溶媒に溶解した後に、アルカリを加えるこ
とによって行なわれる。ここで用いられる溶媒は、反応
生成物および無水フッ酸と反応せず、また反応生成物を
溶解するものであればよく、具体的な例としては、水、
テトラヒドロフラン、アセトニトリル、メタノールおよ
びその混合溶液などが挙げられる。
Further, after the reaction between the halogenated organic quaternary ammonium salt represented by the general formula (II) and hydrofluoric acid anhydride,
Excess hydrofluoric acid is removed by heating, depressurizing, blowing gas, and combining them as in the case of removing hydrogen halide. In this case, since the hydrofluoric acid anhydride, which is generally present in excess, cannot be completely removed,
Then a neutralization reaction is required. This neutralization reaction is carried out by dissolving the reaction product in a suitable solvent and then adding an alkali. The solvent used here may be one that does not react with the reaction product and anhydrous hydrofluoric acid and dissolves the reaction product, and specific examples include water,
Tetrahydrofuran, acetonitrile, methanol and a mixed solution thereof and the like can be mentioned.

【0016】一方、中和に要するアルカリは特に限定さ
れないが、一般にフッ素化有機第四級アンモニウム塩よ
り塩基性が弱い化合物では、反応時に生成する酸性フッ
素化化合物を中和することが困難となる。具体的な中和
剤の例としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、
炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、
水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛等の無機
塩基および水酸化テトラメチルアンモニウムなどの有機
塩基が挙げられる。中和反応において、使用される溶媒
として水を使用した場合、用いる中和剤は、水酸化カル
シウム、炭酸カルシウムなどの、生成するフッ素化物塩
が水に難溶性のものが好ましい。これは生成したフッ化
物塩を濾過によって容易に分離することができるからで
ある。
On the other hand, although the alkali required for neutralization is not particularly limited, it is generally difficult to neutralize the acidic fluorinated compound produced during the reaction with a compound having a weaker basicity than the fluorinated organic quaternary ammonium salt. . Specific examples of the neutralizing agent include potassium hydroxide, sodium hydroxide,
Sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate,
Examples thereof include inorganic bases such as calcium hydroxide, calcium carbonate and zinc carbonate, and organic bases such as tetramethylammonium hydroxide. When water is used as the solvent used in the neutralization reaction, the neutralizing agent used is preferably one in which the resulting fluorinated salt such as calcium hydroxide or calcium carbonate is poorly soluble in water. This is because the produced fluoride salt can be easily separated by filtration.

【0017】一方、炭酸カリウム等の、反応によって副
生するフッ化物塩が水に易溶性の中和剤を用いた場合に
は、それを分離するために、一般に水と混合し、かつフ
ッ化物塩を溶解しない有機溶媒と混合することによっ
て、沈澱としてフッ化物塩を分離することが可能であ
る。この中和反応における中和点の調整は正確に行なう
必要がある。中和点より酸性のままであれば、フッ化水
素、および酸性フッ素化化合物が生成物中に残留し、ま
た、塩基性になると有機第四級アンモニウム水酸化物が
生成する。中和反応後は、過剰の溶媒を除去するか、あ
るいは、目的物をその溶媒中から晶析させるなどの操作
を行なうことによってフッ素化有機第四級アンモニウム
塩を得ることできる。
On the other hand, when a fluoride salt by-produced by the reaction, such as potassium carbonate, uses a neutralizing agent which is easily soluble in water, it is generally mixed with water to separate it, and the fluoride is mixed. By mixing the salt with an organic solvent that does not dissolve it is possible to separate the fluoride salt as a precipitate. The neutralization point in this neutralization reaction must be adjusted accurately. If it remains acidic from the neutralization point, hydrogen fluoride and an acidic fluorinated compound remain in the product, and if it becomes basic, an organic quaternary ammonium hydroxide is produced. After the neutralization reaction, the fluorinated organic quaternary ammonium salt can be obtained by removing excess solvent or by crystallization of the desired product from the solvent.

【0018】一般に、このフッ素化有機第四級アンモニ
ウム塩は、結晶水を持ったものが安定であるが、中和反
応時に溶媒として水を使用した場合には、結晶水は、溶
媒として用いた水から与えられる。一方、中和反応時に
有機溶媒を使用した場合には、結晶水は等量の水を加え
ることによって与えられる。また、水を用いない、ある
いは結晶水塩を脱水することによって、無水塩を合成す
ることも可能である。以下に実施例をもって本発明を具
体的に説明する。
Generally, this fluorinated organic quaternary ammonium salt is stable when it has water of crystallization, but when water is used as the solvent during the neutralization reaction, the water of crystallization is used as the solvent. Given from water. On the other hand, when an organic solvent is used during the neutralization reaction, water of crystallization is provided by adding an equal amount of water. Further, it is also possible to synthesize an anhydrous salt without using water or by dehydrating a crystalline water salt. The present invention will be specifically described below with reference to examples.

【0019】[0019]

【実施例1】磁気攪拌装置を備えた500mlテフロン
ボトルに、臭化テトラ−n−ブチルアンモニウム16
1.0g(0.50mol)を入れ、窒素雰囲気下、テ
フロン製の滴下濾斗から無水フッ酸150.0g(7.
5mol)を、室温で30分かけて滴下した。滴下終了
後、そのままの温度で2時間攪拌した後、反応液に窒素
ガスを吹き込みながらさらに40℃まで加温して3時間
攪拌した。その後、この反応液を水500mlに注ぎ込
み、ついで炭酸カルシウムを添加して中和した。中和
後、生成した沈澱を濾過により分離し、得られた濾液を
減圧下で濃縮することによって白色固体154.4gを
得た。得られた固体の融点は、62℃であった。この固
体の水分量を、カールフィッシャー水分測定器(京都電
子工業株式会社:MKA−3P型)で測定することによ
り、結晶水量を算出した。生成物は、(C494NF
・3H2Oであった(収率98%)。また、純度および
残留する臭素量をイオンクロマトグラフィー(安部商事
株式会社製:Dionex2000i型)によるF-
Br-イオンの定量分析を行なうことによって算出し
た。F-イオン濃度から求めた純度は97.5%であっ
た。また、残留する臭素量は、18ppmであった。
EXAMPLE 1 Tetra-n-butylammonium bromide 16 was added to a 500 ml Teflon bottle equipped with a magnetic stirrer.
1.0 g (0.50 mol) was added, and under a nitrogen atmosphere, from a dropping funnel made of Teflon, 150.0 g (7.
5 mol) was added dropwise at room temperature over 30 minutes. After completion of the dropping, the mixture was stirred for 2 hours at the same temperature, then heated to 40 ° C. while blowing nitrogen gas into the reaction solution, and stirred for 3 hours. Then, this reaction liquid was poured into 500 ml of water, and then calcium carbonate was added to neutralize. After neutralization, the formed precipitate was separated by filtration, and the obtained filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain 154.4 g of a white solid. The melting point of the obtained solid was 62 ° C. The amount of water of crystallization was calculated by measuring the water content of this solid with a Karl Fischer water content meter (Kyoto Electronics Industry Co., Ltd .: MKA-3P type). The product is (C 4 H 9 ) 4 NF
It was 3H 2 O (yield 98%). Further, the purity and the amount of residual bromine were measured by ion chromatography (Abe Shoji Co., Ltd .: Dionex 2000i type) F ,
It was calculated by performing a quantitative analysis of Br ions. The purity determined from the F ion concentration was 97.5%. The amount of residual bromine was 18 ppm.

【0020】[0020]

【実施例2】磁気攪拌装置を備え、内部をテフロンコー
ティングした100mlステンレス容器に、ヨウ化テト
ラエチルアンモニウム25.7g(0.10mol)を
入れた。その中に、テフロン製の滴下濾斗から無水フッ
酸20g(1.0mol)を、10℃にて20分かけて
滴下した。滴下終了後、そのままの温度で2時間攪拌し
た後、水浴で30℃に加温しながら反応容器を減圧にす
ることによって、生成したヨウ化水素および過剰の無水
フッ酸を除去した。ついで、この反応液を水50mlに
注ぎ込み、炭酸水素ナトリウムで中和した。その後、こ
の水溶液を減圧下で濃縮し、テトラヒドロフラン300
ml中に注ぎ込んだ。生成したフッ化ナトリウムを濾過
した後、減圧下で乾燥することによってテトラエチルア
ンモニウムフロライド(C254NF・2H2Oの白色
固体18.3g(収率99%)を得た。
Example 2 25.7 g (0.10 mol) of tetraethylammonium iodide was placed in a 100 ml stainless steel container equipped with a magnetic stirrer and having a Teflon coating inside. 20 g (1.0 mol) of hydrofluoric acid anhydride was added dropwise thereto at 10 ° C. over 20 minutes from a Teflon dropping funnel. After completion of the dropping, the mixture was stirred for 2 hours at the same temperature, and then the reaction vessel was depressurized while heating to 30 ° C. in a water bath to remove the produced hydrogen iodide and excess hydrofluoric acid. Then, the reaction solution was poured into 50 ml of water and neutralized with sodium hydrogen carbonate. Then, the aqueous solution was concentrated under reduced pressure to obtain tetrahydrofuran 300
Poured into ml. The produced sodium fluoride was filtered and then dried under reduced pressure to obtain 18.3 g (yield 99%) of a white solid of tetraethylammonium fluoride (C 2 H 5 ) 4 NF.2H 2 O.

【0021】[0021]

【実施例3】磁気攪拌装置を備えた100mlテフロン
ボトルをあらかじめドライアイス-メタノール浴で十分
に冷却し、塩化テトラメチルアンモニウム10.9g
(0.10mol)、無水フッ酸16.0g(0.80
mol)を入れ、徐々に加温して2時間で20℃まで上
昇させた。その後、そのままの温度で乾燥空気を吹き込
みながら2時間攪拌した後、この反応液を水50mlに
注ぎ込み、水酸化テトラメチルアンモニウムの105水
溶液で中和した。このとき、中和に要した水酸化テトラ
メチルアンモニウム水溶液は400.9gであった。こ
の水溶液を減圧下で濃縮することによってテトラメチル
アンモニウムフロライド(CH34NF・4H2Oの白
色固体90.0gを得た。(融点41℃)水酸化テトラ
メチルアンモニウムの使用量を除外すると、反応収率は
95%であった。
Example 3 A 100 ml Teflon bottle equipped with a magnetic stirrer was sufficiently cooled in advance with a dry ice-methanol bath, and 10.9 g of tetramethylammonium chloride was added.
(0.10 mol), 16.0 g (0.80) of anhydrous hydrofluoric acid
(mol) was added, and the mixture was gradually heated to 20 ° C. in 2 hours. Then, after stirring for 2 hours at that temperature while blowing dry air, the reaction solution was poured into 50 ml of water and neutralized with an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide 105. At this time, the amount of the tetramethylammonium hydroxide aqueous solution required for neutralization was 400.9 g. The aqueous solution was concentrated under reduced pressure to obtain 90.0 g of a white solid of tetramethylammonium fluoride (CH 3 ) 4 NF.4H 2 O. (Melting point 41 ° C.) The reaction yield was 95%, excluding the amount of tetramethylammonium hydroxide used.

【0022】[0022]

【実施例4】氷-水で十分に冷却した実施例3と同様の
装置に無水フッ酸12.0g(0.60mol)を入
れ、攪拌しながら臭化テトラオクチルアンモニウム5
4.7g(0.10mol)を20分かけて添加した。
添加終了後、室温で2時間攪拌した後、60℃に加温し
ながらさらに3時間攪拌した。攪拌終了後、この反応液
を10%の水を含んだテトラヒドロフランに注ぎ込み、
炭酸ナトリウムで中和した。中和後、生成したフッ化ナ
トリウムを濾過で除去した後、濾液を減圧下で濃縮する
ことによってテトラオクチルアンモニウムフロライド
(C8174NF・3H2Oのオイル状液体53.9g
を得た(収率100%)。
Example 4 12.0 g (0.60 mol) of hydrofluoric acid anhydride was placed in the same device as in Example 3 sufficiently cooled with ice-water, and tetraoctyl ammonium bromide 5 was added while stirring.
4.7 g (0.10 mol) was added over 20 minutes.
After the addition was completed, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours and then further stirred for 3 hours while warming to 60 ° C. After completion of stirring, the reaction solution was poured into tetrahydrofuran containing 10% water,
Neutralized with sodium carbonate. After neutralization, the formed sodium fluoride was removed by filtration, and the filtrate was concentrated under reduced pressure to give tetraoctyl ammonium fluoride (C 8 H 17 ) 4 NF.3H 2 O oily liquid 53.9 g.
Was obtained (yield 100%).

【0023】[0023]

【実施例5】実施例3と同様の装置を用い、その中にa
liquat336(アルドリッチ製試薬)40.40
g(0.10mol)を入れ、室温下でテフロン製の滴
下濾斗より無水フッ酸24.0g(1.20mol)を
30分かけて滴下した。滴下終了後、乾燥空気を吹き込
みながら70℃まで加温して2時間攪拌した。攪拌終了
後、反応液を水に注ぎ込み、水酸化カルシウムで中和し
た。生成したフッ化カルシウムを濾過で除去した後、濾
液を減圧下で濃縮することによってモノメチルトリオク
チルアンモニウムフロライドのオイル状液体38.7g
を得た(収率100%)。
[Embodiment 5] An apparatus similar to that of Embodiment 3 is used, in which a
liquat336 (Aldrich reagent) 40.40
g (0.10 mol) was added, and 24.0 g (1.20 mol) of hydrofluoric acid anhydride was added dropwise from a dropping funnel made of Teflon over 30 minutes at room temperature. After completion of dropping, the mixture was heated to 70 ° C. while being blown with dry air and stirred for 2 hours. After completion of stirring, the reaction solution was poured into water and neutralized with calcium hydroxide. After removing the produced calcium fluoride by filtration, the filtrate was concentrated under reduced pressure to give an oily liquid of monomethyltrioctyl ammonium fluoride (38.7 g).
Was obtained (yield 100%).

【0024】[0024]

【実施例6】原料として、塩化モノメチルトリヘキサデ
シルアンモニウム79.3g(0.10mol)を用い
た以外は、実施例5と同様の操作を行なった。モノメチ
ルトリヘキサデシルアンモニウムフロライドのオイル状
液体69.9gを得た(収率96%)。
Example 6 The same operation as in Example 5 was carried out except that 79.3 g (0.10 mol) of monomethyltrihexadecyl ammonium chloride was used as a raw material. 69.9 g of an oily liquid of monomethyltrihexadecyl ammonium fluoride was obtained (yield 96%).

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式 R1234NF・AH2O (I) (式中、R1、R2、R3、R4は、各々同一または異なる
アルキル基またはアラルキル基であり、Aは0以上の整
数)で示されるフッ素化有機第四級アンモニウム塩の製
造方法であって、一般式 R1234NX (II) (式中、R1、R2、R3、R4は前記に同じであり、Xは
塩素、臭素またはヨウ素である)で示されるハロゲン化
有機第四級アンモニウム塩と無水フッ酸とを反応させる
ことからなる方法。
1. A compound represented by the general formula R 1 R 2 R 3 R 4 NF.AH 2 O (I) (wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different alkyl groups or aralkyl groups, respectively). And A is an integer greater than or equal to 0), and a method for producing a fluorinated organic quaternary ammonium salt represented by the general formula R 1 R 2 R 3 R 4 NX (II) (wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same as above, and X is chlorine, bromine or iodine), and a hydrofluoric acid anhydride is reacted with the halogenated organic quaternary ammonium salt.
【請求項2】 請求項1に記載の方法であって、無水フ
ッ酸の使用量が、一般式(II)で示される化合物に対
して、3倍モル以上30倍モル以下であることを特徴と
する方法。
2. The method according to claim 1, wherein the amount of hydrofluoric anhydride used is 3 times or more and 30 times or less with respect to the compound represented by the general formula (II). And how to.
【請求項3】 請求項1に記載の方法であって、一般式
(II)に示される化合物と無水フッ酸との反応後、過
剰の無水フッ酸を加熱、減圧、気体吹込みまたはそれら
の組み合わせによって除去し、次いで残留する無水フッ
酸を中和によって除去することを特徴とする方法。
3. The method according to claim 1, wherein after the reaction of the compound represented by the general formula (II) with hydrofluoric acid anhydride, excess hydrofluoric acid anhydride is heated, decompressed, gas-blended or A method comprising removing by a combination, and then removing residual hydrofluoric acid by neutralization.
【請求項4】 請求項1に記載の方法であって、一般式
(II)で示される化合物と無水フッ酸との反応におい
て、反応温度が−85℃以上150℃以下であることを
特徴とする方法。
4. The method according to claim 1, wherein in the reaction of the compound represented by the general formula (II) with hydrofluoric acid anhydride, the reaction temperature is −85 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. how to.
【請求項5】 請求項1に記載の方法であって、一般式
(I)で示される化合物が、一般式 (C494NF・AH2O (III) (式中、Aは前記に同じ)で示されるテトラ-n-ブチル
アンモニウムフロライドであることを特徴とする方法。 【0001】
5. The method according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (I) is represented by the general formula (C 4 H 9 ) 4 NF.AH 2 O (III) (wherein A is The same as the above), which is tetra-n-butylammonium fluoride. [0001]
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