JP2008162902A

JP2008162902A - ジフルオロ酢酸エステルの製造方法

Info

Publication number: JP2008162902A
Application number: JP2006351155A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Nishinomiya; 孝之西宮; Akihiro Fukui; 章博福井; Satoru Okamoto; 覚岡本; Satoru Yoshikawa; 悟吉川; Yasuo Hibino; 泰雄日比野
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-07-17
Also published as: WO2008078479A1

Abstract

【課題】入手容易な原料から、工業的に有利かつ効率的な方法で、医農薬の中間体および機能性中間体として有用なジフルオロ酢酸エステルの製造方法を提供する。
【解決手段】式

で表される１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン［式中、Ｒ¹ は炭素数１〜２０の直鎖または分岐鎖のアルキル基を示す。］を、炭素数１〜２０のアルコール、及び金属水酸化物もしくは金属アルコキシドと反応させてジフルオロ酢酸金属塩を得、得られたジフルオロ酢酸金属塩を、酸の存在下、炭素数１〜１０のアルコールと反応させ、ジフルオロ酢酸エステルを得る。
本発明の製造方法によれば、従来技術と比べて短工程で、簡便かつ工業的規模で製造できる。
【選択図】なし

Description

本発明は、医農薬の中間体および機能性材料の中間体等として有用なジフルオロ酢酸エステルの製造方法に関する。

酢酸エステルの製造方法として、酢酸とアルコールの脱水縮合による方法が古くから知られている。一方、フッ素原子を持つ酢酸エステルについても、従来と同様の、すなわちフッ素原子のない酢酸エステルの製造方法と同じ方法で製造しているのが一般的であった。例えば、本発明の対象となるジフルオロ酢酸エステルの製造法に関しては、非特許文献１にジフルオロ酢酸とアルコールを酸触媒の存在下で反応させる方法が開示されている。

しかしながら、原料のジフルオロ酢酸は高価で、かつ製造が難しいことから、工業的に好ましい手法とはいえなかったため、別の化合物を用いての製造研究がなされてきた。その例として、例えば非特許文献２ではジクロロ酢酸メチルエステルをＫＦなどのフッ化物でフッ素化してジフルオロ酢酸メチルエステルを得る製造方法が、また、特許文献１や非特許文献３では、本発明の原料である１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを用いた従来技術として、１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンをアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の金属酸化物触媒の存在下、気相反応させてジフルオロ酢酸フルオリド（ＨＣＦ₂ＣＯＦ）とし、さらにアルコール類を反応させてジフルオロ酢酸エステル（ＨＣＦ₂ＣＯＯＲ。Ｒは炭素数１〜４のアルキル基）とする方法が開示されている。
特開平８−９２１６２号公報Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．７２、１８６０頁、１９５０年Ｒｅｃ．Ｔｒａｖ．ｃｈｉｍ．，６５巻、４２７、１９４７年ＲｅｐｏｒｔｓＲｅｓ．Ｌａｂ．ＡｓａｈｉＧｌａｓｓＣｏ．，ｌｔｄ．，Ｖｏｌ．４７、６９−７９頁、１９９７年

ジフルオロ酢酸エステルを製造する方法として、従来から多く知られている方法が、必ずしも容易なものではなかった。

非特許文献２の方法では、取扱いが比較的困難なフッ素化剤を使用しなくてはならず、その上、反応後の無機塩等の廃棄物が多く副生することから、大規模での製造には必ずしも有利とは言えなかった。

一方、特許文献１や非特許文献３の方法では、非特許文献１及び非特許文献２とは異なり、目的のジフルオロ酢酸エステルを製造する方法として、入手しやすい１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを原料として用い、高い選択率で対応するエステルが得られることから、非常に有用な方法である。しかしながら、１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを、金属酸化物触媒を用いて気相反応させ、いったん別の化合物（ジフルオロ酢酸フルオリド）に誘導しなくてはならず、さらに、このジフルオロ酢酸フルオリド自身、ガスである為に取扱いに関してはいくぶん難があることや、反応温度が１００℃〜３００℃、反応温度が１２時間と、高温かつ長時間で反応させる必要があった。さらに目的のエステルを得る為に、さらにアルコールを反応させなくてはならないなど、多段階の工程が必要でもあることからも、必ずしも工業的に好ましい手法とは言えない。

このようなことから、ジフルオロ酢酸エステルを得るために、より工業的に有利かつ効率的な方法で、ジフルオロ酢酸エステルを製造する方法が求められていた。

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、工業的に容易に入手しうる、式［１］で表される１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン

［式中、Ｒ¹ は炭素数１〜２０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す。］
を出発原料として、工業的かつ容易に、目的物であるジフルオロ酢酸エステルの製造方法を見出し、本発明を完成した。

本発明の製造方法は、以下の工程からなる、ジフルオロ酢酸エステルの製造方法である。
第１工程：式［１］で表される１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを炭素数１〜２０のアルコール、及び金属水酸化物もしくは金属アルコキシドと反応させ、ジフルオロ酢酸金属塩を得る工程。
第２工程：第１工程で得られたジフルオロ酢酸金属塩を、酸の存在下、炭素数１〜１０のアルコールと反応させ、ジフルオロ酢酸エステルを得る工程。

第１工程については、１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを用い、炭素数１〜２０のアルコール、及び金属水酸化物もしくは金属アルコキシドと反応させることにより、ジフルオロ酢酸塩を高選択的に得ることが可能となった。

これまでに、フッ素原子を持たないアルコキシアルカン化合物に対して、本発明と同様に対応する酢酸塩を製造する技術は知られていなかった。例えば、１−アルコキシエタンに対して、炭素数１〜２０のアルコール、及び金属水酸化物もしくは金属アルコキシドを反応させても、反応は進行せず、対応する酢酸塩は全く得られない（後述の参考例１を参照）。

一方、本発明の原料である１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンは、炭素原子にフッ素原子が存在する。このフッ素原子の強い電子求引性のため、α位の炭素原子に結合している水素原子の反応性は、フッ素原子を持たないそれと比べて、異なる反応性を示すことから、従来のアルコキシアルカン化合物の基質とは異なり、副反応を誘発する傾向も大きく、対応するジフルオロ酢酸塩を製造するのは極めて困難であると予想された。

ところが発明者らは、このようなフッ素原子を持つ反応基質にアルコール及び金属水酸化物等を反応させたところ、副生成物がまったく得られず、目的とするジフルオロ酢酸塩を容易に製造できるという驚くべき知見を得た。

第２工程については、第１工程で得られたジフルオロ酢酸塩を酸存在下、炭素数１〜１０のアルコールと反応させる（第２工程）ことで、ジフルオロ酢酸エステルを、簡便かつ高収率で得ることができる知見も得た。

なお、第２工程を以下の工程、
第２ａ工程：第１工程で得られたジフルオロ酢酸金属塩を、加水分解させて、ジフルオロ酢酸を得る工程。
第２ｂ工程：第２ａ工程で得られたジフルオロ酢酸を、酸の存在下、炭素数１〜１０のアルコールと反応させ、ジフルオロ酢酸エステルを得る工程。

を経由することでも、ジフルオロ酢酸エステルを製造することが可能であるが、第２工程ではジフルオロ酢酸塩を酸存在下、炭素数１〜１０のアルコールと反応させることで、第２ａ工程及び第２ｂ工程を経由せずに一段階でジフルオロ酢酸エステルを製造できることから、本工程では製造時間の大幅な簡略化が可能となった。

なお、本出願人は、本明細書における第１工程の内容を、ジフルオロ酢酸塩の製造方法として、既に出願している（特願２００６−２１２７０６号、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００６／３１５４８４号）。本発明では、この第１工程の方法を用いて、さらにジフルオロ酢酸エステルの製造方法に展開させることで、従来、それの製造方法と比べて容易に供給することが可能となった。該目的物を工業的規模で効率良く製造する上で非常に優れた方法である。

すなわち本発明は、以下の［発明１］〜［発明７］に記載する、ジフルオロ酢酸エステルの製造方法を提供する。
［発明１］以下の工程からなる、ジフルオロ酢酸エステルの製造方法。
第１工程：式［１］で表される１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを炭素数１〜２０のアルコール、及び金属水酸化物もしくは金属アルコキシドと反応させ、ジフルオロ酢酸金属塩を得る工程。
第２工程：第１工程で得られたジフルオロ酢酸金属塩を、酸の存在下、炭素数１〜１０のアルコールと反応させ、ジフルオロ酢酸エステルを得る工程。
［発明２］ジフルオロ酢酸金属塩を得る（第１工程）際、金属水酸化物が水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種である、発明１に記載の方法。
［発明３］ジフルオロ酢酸金属塩を得る（第１工程）際、金属アルコキシドがナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウムｎ−プロポキシド、カリウムｎ−プロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、カリウムイソプロポキシドよりなる群から選ばれる少なくとも１種である、発明１に記載の方法。
［発明４］ジフルオロ酢酸金属塩を得る（第１工程）際、アルコールがメタノールであり、金属水酸化物が水酸カリウムであり、ジフルオロ酢酸金属塩がジフルオロ酢酸カリウムである、発明１乃至発明３の何れかに記載の方法。
［発明５］ジフルオロ酢酸エステルを得る（第２工程）際、酸が無機酸であることを特徴とする、発明１に記載の方法。
［発明６］無機酸が塩酸、硫酸、又はリン酸である、発明５に記載の方法。
［発明７］ジフルオロ酢酸エステルを得る（第２工程）際、酸が硫酸であり、アルコールがメタノールであり、ジフルオロ酢酸エステルがジフルオロ酢酸メチルエステルである、発明１乃至発明６の何れかに記載の方法。

入手容易な医農薬の中間体および機能性材料の中間体として有用なジフルオロ酢酸エステルを、入手の容易な１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンから、従来技術と比べて短工程で、簡便かつ工業的規模で製造できるという効果を奏する。

以下、本発明につき、さらに詳細に説明する。本発明では１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを炭素数１〜２０のアルコールおよび、金属水酸化物もしくは金属アルコキシドと反応させ、ジフルオロ酢酸金属塩を得（第１工程）、第１工程で得られたジフルオロ酢酸金属塩を、酸の存在下、炭素数１〜１０のアルコールと反応させ、ジフルオロ酢酸エステルを得る（第２工程）工程によってなる。

まず、本発明での第１工程について説明する。原料である１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンは、公知の化合物であり、対応するアルコール化合物（Ｒ¹ ＯＨ）とテトラフルオロエチレンとを塩基の存在下に反応させる方法で合成できる（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７３，１３２９（１９５１））。

本反応で用いられる、１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンのＲ¹としては、炭素数１〜２０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示すが、この中で、炭素数１〜１０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が、生成物の有用性や、共存させることの効果が特に顕著であることから好ましく、さらに好ましくは炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖のアルキル基である。具体的には、１−メトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−エトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−（ｎ−プロポキシ）−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−イソプロポキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−（ｎ−ブトキシ）−１，１，２，２−テトラフルオロエタン等が挙げられるが、これらの中で比較的製造が容易な１−メトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＥ−２５４ｐｃ）が好ましい。

本工程で用いられる炭素数１〜２０のアルコールとしては、ＲＯＨで表されるアルコールが挙げられ、Ｒとしては、炭素数１〜２０の直鎖、分岐鎖、あるいは環状のアルキル基（ここで水素原子の一部または全てはハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）で置換されていても良い）、又はアリール基（ここで水素原子の一部または全てはハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）で置換されて良い）が挙げられる。

この中で、炭素数１〜１０の直鎖、分岐鎖、あるいは環状のアルコールが、生成物の有用性や、共存させることの効果が特に顕著であることから好ましく、さらに好ましくは炭素数１〜６の直鎖、分岐鎖、あるいは環状のアルコールである。

具体的には、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ヘキサノール、トリフルオロエタノール、ヘキサフルオロプロパノール、フェノール、アニソール、メチルフェノール、ニトロフェノール、桂皮アルコール等を使用できるが、好ましくは、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、フェノールが、さらに好ましくはメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールである。

金属水酸化物としては、反応を効率的に進ませる金属水酸化物であれば特に限定されない。水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましく、水酸化カリウムが特に好ましい。

金属アルコキシドとしては、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウムｎ−プロポキシド、カリウムｎ−プロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、カリウムイソプロポキシドよりなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましく、カリウムメトキシドが特に好ましい。

本工程の反応は、１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンと炭素数１〜２０のアルコールおよび金属水酸化物と反応させることにより、ジフルオロ酢酸金属塩を得る工程であるが、好ましい組合せを示せば、以下の反応式であらわされる。

本工程は１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン１モルにつきアルコールは１モル反応するが、アルコール量を過剰に仕込み、コスト的に高い１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンの消費量が多くなるように調整するのが工業的に有利である。

１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン及びアルコールのモル比は、１：０．５〜１：２００が用いられ、好ましくは１：１〜１：１００、さらに好ましくは１：１〜１：２０で、反応の進行とともに消費される金属水酸化物および１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを追加することができる。

本工程は、反応試剤としてアルコールを使用しており、これが溶媒としても機能できることから、通常は他の溶媒を使用する必要はないが、本発明においては、溶媒、中でも、非プロトン性極性溶媒を反応系内に加えることで反応速度を上昇させることができる。本反応で用いる非プロトン性極性溶媒としては、特に限定されないが、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ニトロメタン、アセトニトリル、ヘキサメチルホスホリックトリアミド（ＨＭＰＡ）、グライム、ジグライム、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、１，４−ジオキサン等の溶媒が挙げられるが、中でもジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等を好適に用いることができる。

溶媒の使用量としては、１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン１モルに対して通常０．０５〜１倍モル、好ましくは０．１〜０．３倍モルの範囲から適宜選択される。

金属水酸化物あるいは金属アルコキシドは、例えばＫＯＨでは化学量論的には１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン１モルにつき３モル反応するが、過剰に添加した場合反応系において生成、析出するジフルオロ酢酸金属塩が金属水酸化物あるいは金属アルコキシドとともに析出する可能性が高まり、精製が困難になることから化学量論以上の添加は特に必要ない。

反応圧力は特に限定されないが、反応圧力としては、０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａ（絶対圧。以下、本明細書にて同じ。）であり、好ましくは、０．１ＭＰａ〜０．６ＭＰａである。本発明においては、０．１ＭＰａ〜０．６ＭＰａという温和な圧力条件でも目的とするジフルオロ酢酸金属塩を製造することができる。

反応温度は特に制限されないが、比較的穏和な温度条件で行うことができ、０℃〜１００℃の範囲であり、好ましくは２０℃〜８０℃、更に好ましくは３０℃〜７０℃がよい。反応温度が低すぎると反応が進行せず、高すぎると副反応の確率が高まるため、経済的に好ましくない。

本工程は１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンに金属水酸化物を飽和させた液体状のアルコールを連続的に導入する半連続方式、金属水酸化物を飽和させた液体状のアルコールに１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを連続的に導入する半連続方式、または全ての原料を一括して反応器に仕込むバッチ式で行う等、特に限定されない。また、金属水酸化物を飽和したアルコール及び１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンをともに反応器に導入し、生成物を連続的に抜き出す連続式で製造することができる。

反応器は、耐熱性とフッ素やフッ化水素、塩化水素等に対する耐食性を有する材質で作られれば良く、ステンレス鋼、インコネル、ハステロイなどが好ましい。また、これらの金属でライニングされた材料で作ることもできる。

また、本反応における１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンは、常温、常圧条件下、沸点が低いため（５０℃以下）、反応温度が高いと気化することがある。その場合は、耐圧反応容器を用い、容器を密閉して前述の圧力の条件下、前述したバッチ式にて反応を行うことができる。

ジフルオロ酢酸金属塩の精製処理の方法としては、特に限定されない。生成するジフルオロ酢酸塩は、１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンへの溶解度が低く、反応の進行とともに比較的溶解性が高いメタノール濃度が低下すると、反応液中にＫＦとともに不溶性の固形混合物として析出する。固形混合物は通常のろ過操作を組み合わせることにより容易に分離できる。固形混合物からジフルオロ酢酸金属塩を単離するには、ＫＦとの溶解度の相違を利用して、一旦メタノール、エタノール等の良溶媒に溶解し、エーテル、ヘキサン等の貧溶媒を添加して析出、分離することができる。

本工程の原料である１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンは公知の方法で製造できるが、例えば、耐圧反応器に所定量のメタノール及び金属水酸化物を仕込み、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）を一定量導入して１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを一旦生成させた後に、本発明における方法にて反応を進行させることによりジフルオロ酢酸金属塩を製造することもできる。

次に、第２工程について説明する。本工程では、第１工程で得られたジフルオロ酢酸金属塩を、酸の存在下、炭素数１〜１０のアルコールと反応させることで、ジフルオロ酢酸エステルを得ることができる。

本工程で用いられるアルコールとしては、Ｒ²ＯＨで表されるアルコールが挙げられ、Ｒ²としては、炭素数１〜１０の直鎖又は分岐鎖を有するアルキル基を表し、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられる。

この中で、炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖を有するアルキル基が、生成物の有用性や、共存させることの効果が特に顕著であることから好ましく、さらに好ましくは炭素数１〜４の直鎖又は分岐鎖を有するアルキル基である。具体的には、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、ｉｓｏ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｉｓｏ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等を挙げることができるが、好ましくは、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、さらに好ましくはメタノール、エタノールである。

本工程の反応は、無溶媒で行っても溶媒中で行ってもよい。溶媒を使用する場合、溶媒としては、反応基質そのものを使用できる他、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、エチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類、アセトニトリルなどのニトリル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）などの酸アミド類、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホランなどの含硫黄化合物等が使用することができる。

本工程においては、反応試剤としてアルコールを用いており、これらが反応試剤だけでなく、溶媒としても機能できることから、通常は特に他の溶媒を使用する必要はない。溶媒の使用量としては、ジフルオロ酢酸金属塩に対して通常０．５〜２０倍容量、好ましくは１〜１５倍容量の範囲から適宜選択される。

酸について特別な制限はないが、水に１ｍｏｌ・ｄｍ^-3の濃度で溶解した際、反応系内のｐＨが４以下、より好ましくはｐＨが２以下になるまで添加することが好ましい。ｐＨが４より大きい場合、反応が完全に終了せず、ジフルオロ酢酸アルキルエステルの収率が低下することから、好ましくない。

使用する酸としては具体的には塩酸、臭化水素酸、硫酸、発煙硫酸、無水硫酸（三酸化硫黄）、リン酸等の無機酸が挙げられる。その中でも塩酸、硫酸およびリン酸が好ましく、特に塩酸および硫酸がより好ましい。酸処理する際の量や温度については特別の制限はなく、当業者が適宜最適化できる。

反応温度（内部の液体の温度）は−５０℃〜９０℃の範囲で可能であるが、−４０℃〜６０℃が冷却の負荷がかからず、温度制御も容易であるから、好ましい。中でも、−３０℃〜４０℃の範囲で反応を行うことは、本発明の特に好ましい態様である。

−５０℃未満であると、過酷な冷却条件を必要とすることから、好ましくない。また、一方、９０℃を超えると、副生物が生じやすく、また過剰な加熱はエネルギー効率が悪く、経済性の面からも好ましくない。また、反応時間は１〜４８時間が好ましい。
反応終了後、該目的物を洗浄、抽出、蒸留等の通常の手段により、ジフルオロ酢酸エステルを得ることができる。

前述の第１工程において、得られたジフルオロ酢酸金属塩は、塩酸、硫酸等の酸を用いて加水分解させることにより、容易にジフルオロ酢酸にすることもできるが、続く第２工程を以下の工程、
第２ａ工程：第１工程で得られたジフルオロ酢酸金属塩を、加水分解させて、ジフルオロ酢酸を得る工程。
第２ｂ工程：第２ａ工程で得られたジフルオロ酢酸を、酸の存在下、炭素数１〜１０のアルコールと反応させ、ジフルオロ酢酸エステルを得る工程。

とすることでも、ジフルオロ酢酸エステルを製造することが可能である。また、第２ａ工程の反応終了後、該目的物を一旦単離精製し、その後に次の第２ｂ工程を行ってもよく、第２ａ工程の後、単離精製をせずに続けて第２ｂ工程を行っても良い（スキーム１参照）。

しかしながら、第２ａ工程終了後に得られるアルカリ水酸化物と水を含んだジフルオロ酢酸は、精製においても取り扱いが難しく、一方、第２ｂ工程において、水が反応系内に存在すると反応が進行しにくくなることから、第２ａ工程より単離精製をせずに続けて第２ｂ工程を行った場合に関しても、生産性にいくぶん難がある。

このことから、第２工程を経由する製造工程が、一段階でジフルオロ酢酸エステルを製造できることにより、製造時間の大幅な短縮や精製における負荷の軽減、そして収率低下を避けることができることから、極めて有用な方法である。

以下に本発明を、例を挙げて具体的に説明するが、これらによって本発明は限定されるものではない。

（第１工程：ジフルオロ酢酸カリウムの製造）
ステンレス鋼製２００ｍｌ耐圧反応器にメタノール１１５．２ｇ（３．６ｍｏｌ）、１−メトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＥ−２５４ｐｃ）１５．１ｇ（０．１１４ｍｏｌ）、水酸化カリウム１１．１ｇ（０．１９８ｍｏｌ）を仕込んだ。反応器を５０℃に保ち１６時間反応した（変換率１００％）。反応器を氷水中で冷却後、析出した塩を減圧ろ過し、エーテルで洗浄した。真空乾燥後ジフルオロ酢酸カリウムとフッ化カリウムの混合物１１．９ｇを回収した。

分液ロートに回収したジフルオロ酢酸カリウムとフッ化カリウムの混合物を全量入れ、希塩酸を加えて酸性水溶液にした。調製した酸性水溶液からジフルオロ酢酸をジエチルエーテルで抽出、乾燥後、ジエチルエーテルを留去した。得られたジフルオロ酢酸を水酸化カリウム／メタノール溶液にて中和後ろ過し、エーテルで洗浄した。乾燥後ジフルオロ酢酸カリウム７．９ｇが得られた。１−メトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを基準としたジフルオロ酢酸カリウムの収率は５１．７％であった。

なお、第１工程に記載の実験を、試薬の量、温度、時間、そして処理等、全て同一の条件で複数回実施し、ジフルオロ酢酸カリウム８５ｇを得た（純度９８．５％）。続いて、このジフルオロ酢酸カリウムを続く第２工程、及び後述の実施例２の第２工程に用いた。
（第２工程：ジフルオロ酢酸メチルエステルの製造）
ジムロート冷却管、温度計および滴下ロートを備えた２００ｍｌ四つ口フラスコに、第１工程で得られたジフルオロ酢酸カリウム（純度９８．５％）２７．０ｇ（０．２ｍｏｌ）及びメチルアルコール６４．０ｇ（２．０ｍｏｌ）および滴下ロートに９６％硫酸２０．４ｇ（０．２ｍｏｌ）を仕込み、攪拌しながら氷浴にて冷却し内温を５℃以下に冷却した。滴下ロートより硫酸の滴下を開始し、反応を開始した。内温を５℃以下に保ちながら、硫酸２０．４ｇを０．５時間掛けて滴下した。硫酸の滴下終了後、内温を２０〜２５℃を保ちながら２４時間反応を継続した。この時の反応液の組成はＮＭＲ分析から、目的物であるジフルオロ酢酸メチルエステルが９４．５％、原料であるジフルオロ酢酸が５．５％であった。

反応終了後、回収した反応液を、水１００ｍｌに飽和食塩水１００ｍｌを混合した食塩水中に添加した。分離してきたジフルオロ酢酸メチルエステルを分液し、水洗浄をし、洗浄後のジフルオロ酢酸メチルエステルに硫酸マグネシウムを加え、攪拌後濾過をした。濾液により純度９９．９％のジフルオロ酢酸メチルエステルが重量５．１ｇ得られた。この時の原料のジフルオロ酢酸カリウムからの収率は２３．１％であった。

（第１工程：ジフルオロ酢酸カリウムの製造）
第１工程に関しては、前述の実施例１の第１工程にて得られたジフルオロ酢酸カリウム８５ｇ（純度９８．５％）の一部を、続く第２工程に用いた。
（第２工程：ジフルオロ酢酸メチルエステルの製造）
ジムロート冷却管、温度計および滴下ロートを備えた２００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られたジフルオロ酢酸カリウム（純度９８．５％）２７．０ｇ（０．２ｍｏｌ）及びメチルアルコール６４．０ｇ（２．０ｍｏｌ）および滴下ロートに９６％硫酸４０．８ｇ（０．４ｍｏｌ）を仕込み、攪拌しながら氷浴にて冷却し内温を５℃以下に冷却した。滴下ロートより硫酸の滴下を開始し、反応を開始した。内温を５℃以下に保ちながら、硫酸４０．８ｇを１時間掛けて滴下した。硫酸の滴下終了後、内温を２０〜２５℃を保ちながら１時間反応を継続した。この時の反応液の組成はＮＭＲ分析から、目的物であるジフルオロ酢酸メチルエステルが９８．１％、原料であるジフルオロ酢酸が２．１％であった。

反応終了後、回収した反応液を、水１００ｍｌに飽和食塩水１００ｍｌを混合した食塩水中に添加した。分離してきたジフルオロ酢酸メチルエステルを分液し、水洗浄をし、洗浄後のジフルオロ酢酸メチルエステルに硫酸マグネシウムを加え、攪拌後濾過をした。濾液により純度９９．９％のジフルオロ酢酸メチルエステルが重量６．９ｇ得られた。この時の原料のジフルオロ酢酸カリウムからの収率は３１．４％であった。
［参考例１］（酢酸カリウムの製造）
１−メトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンの代わりに１−メトキシエタンを用いた他は、実施例１と温度、条件等、同様に行ったが、反応が全く進行せず、酢酸塩は得られなかった（変換率０％）。

このように、反応は進行せず、対応する酢酸塩は全く得られないことがわかる。

［参考例２］（ジフルオロ酢酸カリウムの製造）
ステンレス鋼製１００ｍｌ耐圧反応器にメタノール１４．６０ｇ（０．４５６ｍｏｌ）、１−メトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＥ−２５４ｐｃ）３．０１ｇ（０．０２２８ｍｏｌ）、水酸化カリウム１．１１ｇ（０．０１９８ｍｏｌ）を仕込んだ。反応器を５０℃に保ち８時間反応を行った（変換率１００％）。反応器を氷水中で冷却後、析出した塩を減圧ろ過し、エーテルで洗浄した。真空乾燥後ジフルオロ酢酸カリウムとフッ化カリウムの混合物０．４２ｇ（０．００３１ｍｏｌ）を回収した。この回収したジフルオロ酢酸カリウムとフッ化カリウムの混合物のモル比をイオンクロマトグラフィーにより測定したところ、ジフルオロ酢酸カリウム：フッ化カリウム＝１：２であった（なお、参考例２では単離精製は行っていない）。

前述の参考例１と比べて、１−メトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを用いた場合には、反応が良好に進行していることがわかる。

Claims

以下の工程からなる、ジフルオロ酢酸エステルの製造方法。
第１工程：式［１］で表される１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン

［式中、Ｒ¹ は炭素数１〜２０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す。］
を炭素数１〜２０のアルコール、及び金属水酸化物もしくは金属アルコキシドと反応させ、ジフルオロ酢酸金属塩を得る工程。
第２工程：第１工程で得られたジフルオロ酢酸金属塩を、酸の存在下、炭素数１〜１０のアルコールと反応させ、ジフルオロ酢酸エステルを得る工程。
ジフルオロ酢酸金属塩を得る（第１工程）際、金属水酸化物が水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載の方法。
ジフルオロ酢酸金属塩を得る（第１工程）際、金属アルコキシドがナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウムｎ−プロポキシド、カリウムｎ−プロポキシド、ナトリウムイソプロポキシド、カリウムイソプロポキシドよりなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載の方法。
ジフルオロ酢酸金属塩を得る（第１工程）際、アルコールがメタノールであり、金属水酸化物が水酸カリウムであり、ジフルオロ酢酸金属塩がジフルオロ酢酸カリウムである、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の方法。
ジフルオロ酢酸エステルを得る（第２工程）際、酸が無機酸であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
無機酸が塩酸、硫酸、又はリン酸である、請求項５に記載の方法。
ジフルオロ酢酸エステルを得る（第２工程）際、酸が硫酸であり、アルコールがメタノールであり、ジフルオロ酢酸エステルがジフルオロ酢酸メチルエステルである、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の方法。