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JPH041174A - トリフルオロメタンスルホン酸フッ化物の抽出方法 - Google Patents

トリフルオロメタンスルホン酸フッ化物の抽出方法

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JPH041174A
JPH041174A JP9958790A JP9958790A JPH041174A JP H041174 A JPH041174 A JP H041174A JP 9958790 A JP9958790 A JP 9958790A JP 9958790 A JP9958790 A JP 9958790A JP H041174 A JPH041174 A JP H041174A
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JP
Japan
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trifluoromethanesulfonic acid
solution
acid fluoride
inert solvent
aqueous solution
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JP9958790A
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Yukio Sato
幸生 佐藤
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TOHKEM PROD KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フッ素系不活性溶媒に捕集されたトリフルオ
ロメタンスルホン酸フッ化物の抽出方法に関する。
〔従来技術とその問題点〕
トリフルオロメタンスルホン酸フッ化物は、トリフルオ
ロメタンスルホン酸の工業的製造における中間体であり
、メタンスルホン酸フッ化物またはその塩化物を電解フ
ッ素化することによって得られる。トリフルオロメタン
スルホン酸製造の常法によれば電解フッ素化により得ら
れたトリフルオロメタンスルホン酸フッ化物は、水酸化
カリウム水溶液等のアルカリ溶液との接触によりトリフ
ルオロメタンスルホン酸金属塩に転化され、ついで、該
塩が硫酸により加水分解されて酸を遊離する。
しかし、電解フッ素化により得られるトリフルオロメタ
ンスルホン酸フッ化物(沸点ニー23℃)は、陽極で得
られる同化合物と陰極で得ら九る副生ガス(ハロゲンま
たは水素)との混合物であり、これをそのままアルカリ
溶液と接触させた場合、その大部分が塩に転化すること
なく液外に散逸してしまう。本発明者らは、上記問題点
に鑑み、トリフルオロメタンスルホン酸フッ化物を効率
的に捕集する方法を検討し、同化合物と反応しないフッ
素系溶液と同化合物とを接触させることで、トリフルオ
ロメタンスルホン酸フッ化物の効率的で経済的にも有利
な捕集が達成されることを見出した。さらに、本発明者
らは、フッ素系不活性溶媒に捕集されたトリフルオロメ
タンスルホン酸が、該溶媒とアルカリ金属またはアルカ
リ土類金属の水酸化物または炭酸塩水溶液またはアルコ
ール溶液との接触により、迅速かつ事実上完全に該水溶
液またはアルコール溶液中に抽出されることを見出した
。これにより、電解フツ素化生成ガスよりトリフルオロ
メタンスルホン酸フッ化物を簡便かつ効率的に分離する
ことが可能になった。
〔発明の構成〕
本発明は、トリフルオロメタンスルホン酸フッ化物を含
有するフッ素系不活性溶媒をアルカリ金属またはアルカ
リ土類金属の水酸化物または炭酸塩水溶液またはアルコ
ール溶液と接触させることからなるトリフルオロメタン
スルホン酸フッ化物の抽出方法を提供する。
本発明はさらに、トリフルオロメタンスルホン酸フッ化
物を含有するフッ素系不活性溶媒をアルカリ金属または
アルカリ土類金属の水酸化物または炭酸塩水溶液または
アルコール溶液と向流接触させることからなるトリフル
オロメタンスルホン酸フッ化物の連続抽出方法を提供す
る。
本発明において、フッ素系不活性溶媒とは、トリフルオ
ロメタンスルホン酸と反応せずアルカリ水溶液またはア
ルカリ性アルコール溶液とは混和しないフッ素系不活性
溶媒をいう。フッ素系溶媒は、フッ素を含有し、本発明
の方法を実施する温度・圧力条件下に液体であるものな
らばいずれでもよい。代表的なフッ素系不活性溶媒とし
ては。
ペルフルオロアルカン CnFzn+a (n=6−20) ペルフルオロアルキルアミン (CnFzn+z)3N(n”3−6)ペルフルオロビ
シクロアルカン ペルフルオロシクロアミン ベルフルオロビシクロアミン ベルフルオロモルホリン (n=1−5.Fl−3) ペルフルオロポリエーテル ベルフルオロアダマンタン ベルフルオロシクロエーテル、ペルフルオロビシクロエ
ーテルおよびこれらの混合物がある。
アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物または
炭酸塩の種類は特に限定されないが、好ましくはKOH
,NaOH,LionおよびBa(OH)、、に、CO
,、Li2Co3、より好ましくはKOHである。
アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物または
炭酸塩の水溶液またはアルコール溶液とフッ素系不活性
溶媒との接触方法は、特に限定されない。好ましくは該
水溶液またはアルコール溶液を該溶媒と向流接触させる
〔発明の具体的開示〕
以下、図面を参照して実施例により本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
第1図は、本発明によるトリフルオロメタンスルホン酸
フッ化物の連続抽出方法を説明する概念図である。
捕集工程より移送されてきたトリフルオロメタンスルホ
ン酸フッ化物を含有するフッ素系不活性溶媒は、抽出塔
1の上部より塔内に装入される。
一方、42%KOH水溶液がポンプ手段2により管3を
経て、抽出塔lの下部より塔内に装入される。
一般にフッ素系溶媒は比重が1.6〜1.8程度である
ため、上部より装入された溶媒は、塔内でアルカリ水溶
液と向流的に接触しなから塔底に至る。塔内では攪拌手
段5により攪拌してもよい。また、該溶媒はアルカリ水
溶液に不溶であるからアルカリ水溶液導入口より下の塔
底には溶媒のみが公理される。塔底の溶媒はポンプ手段
等により塔内から取り出し、捕集工程に移送する。抽出
後のアルカリ水溶液は、溶媒導入口より上の基量上部か
らポンプ手段4によりくみ出すか、またはオーバーフロ
ーとして管4を経て貯槽10〜11に装入する。
第1図では2つの貯槽を示しであるが、貯槽の数は任意
である。貯槽内の水溶液は順次加水分解槽に導入され、
濃硫酸と混合されてトリフルオロメタンスルホン酸を遊
離する。水溶液を流出した後の空の貯槽には新たなアル
カリ水溶液が装入され、これより抽出塔に水溶液が移送
される。
〔発明の具体的開示〕
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
失直鰹よ 電解フツ素化槽に、CH,SO,CQ 1.8kgを仕
込み、IA/da”、350A、5−6V、8〜12℃
で電解フッ素化を行なった。通電2時間後から時間あた
りCH35o□CQを192g、無水フッ酸350gを
連続投入した。
生成ガスを、まず、−20℃のシェル−チューブ型コン
デンサーに通し、次に水洗塔に導入し、IFおよびCQ
2を除いた。最後に内径15cmm、 15+uaのテ
ラレットを充填(層高2.Om) シたPP製ガス吸収
管に導入した。
吸収塔上部からペルフルオロ環状エーテル(EFTOp
HEF−LiO2:環状エーテルCs Fs O(Cm
 F? )と04F70(C,Fs)との混合物)を流
量98kg/hrで流し、ガスと向流接触させた。CF
、 502Fを吸収したEF−L102溶液を底部から
抜き出し、連続抽出塔の上段に送った。
連続抽出塔は内径15cm、高さ1.5mのpp製縦型
円筒管で、上、中、下部の5カ所に攪拌羽根を取付けた
シャフトを回転することによって接触効率を高めた。連
続抽出塔の下段から水酸化カリウム水溶液をポンプで送
り、CF、 So、 Fを吸収したEF−L102溶液
と向流接触させた。重液のEF−LiO2を最低部から
抜き出し、シェル−チューブ型コンデンサーで0℃に冷
却した後、ポンプで吸収塔上部に送り返し、吸収液とし
て循環使用した。軽液の水酸化カリウム水溶液は、抽出
塔の最上部から抜き出し、タンクを経由して連続抽出塔
の下段に循環した。水溶液のpHが11以上を保つよう
に適宜水酸化カリウムを追加した。
計96時間、連続電解フッ素化を行ない、さらに系内を
窒素ガスでパージしながら8時間、吸収・抽出操作を継
続した。
以上の操作を終了後、水溶液を濃縮し、晶析して24.
7kgのCF、 SO,Kを得た。
尖m IQの電解フッ素化槽ニcH3sO2cQを40g仕込
み、LA/dm2.17A、5〜6V、8〜13℃で電
解フッ素化を行なった。通電2時間後から時間あたりC
H,5O2CQを9.3gずつ連続投入した。
生成ガスを、まず、−20℃のシェル−チューブ型コン
デンサーに通し、次に水洗塔に導入し、IFおよびcl
l、を除いた。最後に内径5cm、8 X 8mmのラ
ッシヒリングを充填(層高30cm) したテフロン製
ガス吸収塔に導入した。
25%水酸化カリウム水溶液1.44kgとペルフルオ
ロトリブチルアミン(EFTOP@EF−L174 :
 (C4Fl)3N)3.2kgからなる液を3Qのガ
ラス容器に仕込み、攪拌して両液体の境界部分を懸濁さ
せながら、操作温度11−13℃で、下層のEF−11
74をポンプで吸収塔に流量27.6kg/hrで流し
、ガスと向流接触させた。
吸収塔出入口のガス組成をガスクロマトグラフィ(Po
rapak Q、 6m、 80℃→150℃)にて分
析したところ、95%以上のCF35o、 Fガスが吸
収捕集された。
24時間通電を行なった後、電解フッ素化を終了した。
系内の残留ガスをパージするために、窒素ガスを流しな
がらさらに8時間吸収捕集操作を継続した9 全ての操作を終了後、水溶液層とEF−LL74層を分
離した。EF−1174層中からはCF、 5o2Fは
検出されなかった。水溶液層をイオンクロマトグラフィ
で分析したところ、287gのCF35o、 Kを確認
した。
災凰何1 テフロン製回転子を備えた内径2.1cm容積100m
Q水溶液を入れた滴下ロートを取り付け、さらに装置全
体を氷−水で0℃に保った恒温槽に浸した。
電磁攪拌機により、ペルフルオロ−N−メチルキノリン
を攪拌し、浴温と同温になった後滴下ロート中の水酸化
リチウム水溶液を一気にペルフルオロ−N−メチルキノ
リンに加えた。添加後5,10.3060分後にペルフ
ルオロ−N−メチルキノリン中のCF、 5o2Fをガ
スクロマトグラフィー (Silicone KF96
、1.0m、 30℃)で分析したところ、5分以下の
接触時間でペルフルオロ−N−メチルキノリン中のCF
、 So□Fは完全に水溶液中に抽出された。水溶液の
イオンクロマトグラフィー分析により、 0.41gの
CF35o3Liを確認した。
失凰何土 実施例3と同じ円筒容器に、CF35o2F 1.5%
を溶の恒温槽中で行なった他は実施例3と同様の操作を
行なった。
ペルフルオロポリエテルのガスクロマ1グラフイ一分析
(Silicone KF−96,10m、 30→2
50℃)により10分以下の接触時間でペルフルオロポ
リエーテル中のCF、 So、 Fは完全に水溶液に抽
出された。水溶液のイオンクロマトグラフィー分析によ
り0.36gの(CF、 So、 )z Baを検出し
た。
失施五且 実施例3と同じ円筒容器に、 CF、 So□F 1.
3%を溶解したペルフルオロトリペンチルアミン(EF
TOP・EF−L215 ; (C,F、、)、N) 
15mMを仕込んだ。滴下ロートに5%炭酸カリウム水
酸液を入れた他は実施例3と同様の操作を行なった。
ペルフルオロトリペンチルアミンのガスクロマトグラフ
ィー分析(Silicone KF−96,10m、 
3O−)150℃)により、10分以下の接触時間でペ
ルフルオロトリペンチルアミン中のCF、 5o2Fは
完全に水溶液中に抽出された。水溶液のイオンクロマト
グラフィー分析により0.43gのCF、 So、 K
を検出した。
失1舊旦 実施例3と同じ円筒容器に、 CF、 So□F1.3
%を溶解したペルフルオロオクタン(CIIFよ、) 
15m1lを仕込んだ。滴下ロートに1%炭酸リチウム
水酸液を入れた他は実施例3と同様の操作を行なった。
ペルフルオロオクタンのガスクロマトグラフィー分析に
より、15分程度の接触時間でペルフルオロオクタン中
のCF、 5o2Fは完全に水溶液に抽出された。水溶
液のイオンクロマトグラフィー分析により0.34gの
CF350. Liを確認した。
失胤檻J 実施例3と同じ円筒容器に、CF、SO2F 0.9%
を溶解したペルフルオロトリブチルアミン(EFTOP
@ EF−L174 ; (C4FJ3)N) 15m
Ωを仕込んだ。滴下ロートに1%水酸化ナトリウムを溶
解したエチルアルコールを入れ、20℃の恒温槽中で行
なった他は実施例3と同様の操作を行なった。
ペルフルオロトリブチルアミンのガスクロマトグラフィ
ー分析(Silicone KF−96,10m、 3
0−+150℃)により、5分以下の接触時間でペルフ
ルオロトリブチルアミン中のCF、 So□Fは完全に
エチルアルコール溶液に抽出された。エチルアルコール
中のイオンクロマトグラフィー分析により0.34gの
CF、 SO3Naを検出した。
よ蚊桝 実施例3と同じ円筒容器に、 CF、502F 0.9
%を溶解したペルフルオロオクタンを15+nQを仕込
んだ。
滴下ロートに水を入れ20℃の恒温槽中で行なったほか
は実施例3と同様の操作を行なった。
ペルフルオロオクタン中のCF3SO2Fは24時間経
過してもほとんど抽出されなかった。
〔発明の効果〕
溶媒中のフッ化物は速やかにかつ事実上完全に水溶液ま
たはアルコール溶液中に抽出されるため、抽出の済んだ
溶媒は、そのままあるいは簡便な処理の後、トリフルオ
ロメタンスルホン酸フッ化物捕集工程で再使用すること
ができる。このため、捕集と抽出のそれぞれを連続的に
行なうことができフッ素系溶媒の損失も少ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるトリフルオロメタンスルホン酸フ
ッ化物の連続抽出方法の一実施態様を示す説明図。 1・・・抽出塔、10〜11・・・貯槽。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、トリフルオロメタンスルホン酸フッ化物を含有する
    フッ素系不活性溶媒をアルカリ金属またはアルカリ土類
    金属の水酸化物または炭酸塩の水溶液またはアルコール
    溶液と接触させることからなる、トリフルオロメタンス
    ルホン酸フッ化物の抽出方法。 2、第1請求項に記載の抽出方法であって、該フッ素系
    不活性溶媒を連続的に該水酸化物または炭酸塩溶液と向
    流接触させる連続抽出方法。 3、先行するいずれかの請求項に記載の方法であって、
    該フッ素系不活性溶媒が、6〜20個の炭素原子を含む
    ペルフルオロアルカン;9〜20個の炭素原子を含むペ
    ルフルオロアルキルアミン;1以上の複素原子を含むも
    しくは含まないペルフルオロ単環もしくは縮合環化合物
    であって、1〜5個の炭素原子からなる置換基を有しも
    しくは有さず該複素原子が窒素原子もしくは酸素原子で
    あるもの;およびペルフルオロポリエーテルからなる群
    9より選ばれるもの、またはその混合物である方法。 4、先行するいずれかの請求項に記載の方法であって、
    該水酸化物がKOH、NaOH、LiOHおよびBa(
    OH)_2からなる群より選択されるもの、該炭酸塩が
    K_2CO_3およびLi_2CO_3から選択される
    ものである方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0690147A1 (en) * 1994-07-01 1996-01-03 Haldor Topsoe A/S Process for the electrochemical fluorination of a hydrocarbon substratum
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WO2012039024A1 (ja) * 2010-09-21 2012-03-29 三菱マテリアル株式会社 ペルフルオロアルカンスルホニルフロライドの回収方法及び回収装置
CN112778170A (zh) * 2020-12-30 2021-05-11 中船重工(邯郸)派瑞特种气体有限公司 一种制备三氟甲磺酸锂的方法及装置

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