ダイキンのフッ素化テクノロジー - Daum

フッ素化テクノロジー 

CC-23

ダイキンのフッ素化テクノロジー 

 ダイキンでは、ユーザーのみなさまの新しい含フッ素材料の開発をお手伝いす るべく、さまざまなフッ素化剤を取り揃えています。また、将来の工業化のために 独自の工業用フッ素化テクノロジーを用意しています。ダイキンはホタル石から、

これら種々のフッ素化剤を製造していますフッ素の総合メーカーです。フッ素化 に関することは何なりとご相談ください。 

1

1 1

新規化合物探索用フッ素化剤 

クラス最高の有効フッ素含量を誇る強力な求電子フッ素化剤：MEC-31（バルク対応可能） 

実験室で比較的、安全にお使いいただけるダイキンの各種フッ素化剤です。 

MEC-01シリーズは試薬のみの販売ですが、MEC-31、MEC-81、MEC-82はバルク対応が可能です。 

2 工業用フッ素化テクノロジー 

上記の各種フッ素化剤により、有望な新規含フッ素化合物が開発されましたら、ご相談ください。 

ダイキン独自の工業用フッ素化テクノロジーでお応えいたします。 

もっとも安価なフッ素化方法のひとつです。ダイキンでは過激なフッ素ガスの反応性を  コントロールするテクノロジーを有しています。 

求核的および求電子的な反応位置の両方をフッ素化できるユニークなダイキン独自のテクノロジーです。 

2 1

フッ素ガスによる直接フッ素化 

2 2

^{IF5 / Et3N・3HF 錯体によるフッ素化} 

1 2

優れた反応選択性を示す求電子フッ素化剤：MEC-01シリーズ 

1 3

取り扱い易いFアニオンである求核フッ素化剤：MEC-81、MEC-82（バルク対応可能） 

N N F

F

MEC-31

MEC-01

MEC-81 MEC-82

MEC-02 MEC-03 MEC-04B MEC-05

+ +

2(BF₄^-)

N SO₃^- F

+

N SO₃^- F

+

N SO₃^- F

+

N SO₃^- F

+

N SO₃^- F

+ CH₃

H₃C

CH₃

F₃C

F₃C

CF₃

F₃C

CF

₃

CHFCF

₂

N(C

₂

H

₅

)

₂

(C

₂

H

₅

)

₃

N・  3HF

○重量当たりの有効フッ素含量が最も高い強力なフッ素化剤です。分子内の2個のフッ素原子をほとんど同じ反応性で、 

 フッ素化に用いることができます。MEC-31の活性度はおよそMEC-03とMEC-04Bの間に位置します。 

○自己反応性、爆発性のない室温で安定な結晶です。吸湿性もありませんので取り扱い易く、 

 ガラス容器を用いる通常の合成実験に問題なく使用できます。 

○副生する2,2'-ビピリジルのHBF4塩は水溶性なので、希塩酸水溶液等による洗浄操作で取り除くことができ、 

 反応後の分離が容易です。 

○触媒量のトリフルオロメタンスルホン酸ナトリウムを添加剤として加えると、塩交換によりMEC-31の   有機溶媒への溶解度が上がり、反応時間が著しく短縮する場合があります。 

1 1 求電子フッ素化剤：MEC-31（バルク対応可能） 

特 徴 

他の異性体との反応性の比較 

化学名：N,N'-Difluoro-2,2'-bipyridinium Bis(tetrafluoroborate) 化学式：C¹⁰H⁸F¹⁰N²B² 

分子量：367.79  外 観：白色結晶 

融 点：166〜168℃（分解を伴う） 

溶解度：CH³CN 4.7mg/ml（25℃） 

有効フッ素含量：103g/kg  CAS NO.：178439-26-4

MEC-31

N N

F 2(CF3SO3-) F

+ +

N N

F F

2(CF3SO3-)

+ +

2(CF3SO3-) N

N F

+ + F

2(CF3SO3-) N

N F

F + +

N F CF3SO3- +

N

F N

F 2(BF 4 - )

0 0 20 40 60 80 100

5 10 15 20 25

反応時間（hrs） 

フッ素化体aの収率（%） 

50℃でのジケトンのフッ素化速度の比較 

F

O O O

O

CD³CN

"F+"(0.5mmol)

1mmol 50℃  a

N F

CF3SO3- +

N N

F 2(CF3SO3-) F

+ +

2(CF3SO3-) N

N F

+ + F

2(CF3SO3-) N

N F

F + +

N N

F F

2(CF3SO3-)

+ +

 MEC-31は空気中166℃付近で分解し始めます。この温度以上に加熱すると発熱的に分解反応を起こしますので、

高温になるところでの放置、保存は絶対に避けてください。このフッ素化剤の安定性は用いた試料の純度、保存状態、

その他の条件により変化する可能性があります。保存にあたっては、密閉し、冷蔵庫で行うようお願いします。 

フッ素化反応例 

O O F

COOEt O

F

COOEt O

F Ph Ph

O O F

Ph Ph

O O

F F

F

F

F

F

NHCOOEt

NHCOOEt NHCOOEt F

F

F

F AcO

F O

O

O

F F

F N

N

OAc AcO

OAc Et3SiO

+

F

F _OH

OH

OH OH

OH

+ 20mol% NaOTf

20mol% TfOH

OH F

F OH F

conv. 82%

conv. 88%

50mol% NaHCO₃

76% 73%

2BF₄^- 82%

76%

10%

39%

OCH3

+

OH

33%

OH

5%

O

5%

F

F F

32%

48%

51%

OCH3

(a/b=1/1.7)

OCH3 +

OCH3

(a/b=1/1.4) OAc

OAc

OAc

19%

in AcOH

+

F F

F

F +

50mol% NaHCO₃ 46%

82%

conv. 79%

+

72%

10%

+ +

+ reflux, 10min

in CH3CN reflux, 8h in CH3CN

reflux, 8h in CH3CN

in CH3CN reflux, 48h

70¡C, 10min in CH3CN in CH3CN r.t. 30min

in CH3CN in CH3CN

reflux, 8h

in CH3CN in CH3CN

r.t. 10min

conv. 85%

reflux, 9h

in HCOOH reflux, <5min

reflux, 48h

61%

18%

Diastereomer ratio 1:1

NHCOOEt

39%

O O

COOEt

O O COOEt

28% 6%

Ph Ph

O O

reflux, 15min

OH

OH

OH

MEC-31

Umemoto,T. ; Nagayosi,M.;Adachi,K.;Tomizawa,G. J.Org.Chem.,1998,63,3379  MEC-31の反応溶媒としては、アセトニトリルが最も適しています。また、 -プチロラクトンやギ酸は、 

MEC-31をよく溶解し溶媒として適しています。塩化メチレンやジクロロエタン等の無極性ハロゲン溶媒には、 

ほとんど溶解しませんが、触媒量のトリフルオロメタンスルホン酸ナトリウムを添加することにより、有効な場合があります。 

 DMSOやDMFはMEC-31と反応するため反応溶媒には適しません。 

 反応系に触媒量、または当量の酸等を添加することによって、フッ素化の反応性を高めることができます。 

酸等としては、通常の酸（ブレンステッド酸）またはルイス酸が有効です。 

 フッ素化する化合物が、あるいはまたフッ素化された生成物が酸性条件下Fで不安定化する場合、 

添加剤として当量の炭酸水素ナトリウムの共存下にフッ素化を行うことが効果的です。 

○位置および立体選択性に優れた F⁺ の導入試薬。 

 特にフェノール類のオルト位を高選択的にフッ素化することができます。 

○MEC-01シリーズの反応性は、 

 MEC-01<MEC-02<MEC-03<MEC-04B<MEC-05 の順に高くなります。 

 一般に反応性の低い基質には反応性の高いフッ素化剤が、反応性の高い基質には反応性の低いフッ素化剤が、 

 最適の収率をもたらします。フッ素化剤を選ぶことで、さまざまな基質のフッ素化が可能です。 

○取り扱い易く、ガラス容器で反応が可能。 

○反応後の分離が容易。 

 副生するピリジンスルホン酸は水溶性なので、水洗等の操作で容易に取り除くことができます。 

○酸触媒添加により、反応性が高まります。 

特 徴 

1 2 求電子フッ素化剤：MEC-01シリーズ 

MEC-01 MEC-02 MEC-03 MEC-04B MEC-05

N SO₃^- F

C⁷H⁸FNO³S Mw : 205.21 mp : 207~212℃ 

CAS No.147541-01-3

C⁶H⁶FNO³S Mw : 191.18 mp : 203~208℃ 

CAS No.147540-88-3

C⁶H³F⁴NO³S Mw : 245.15 mp : 225~234℃ 

CAS No.147541-08-0

C⁶H³F⁴NO³S Mw : 245.15 mp : 203~206℃ 

CAS No.231285-89-5

C⁷H²F⁷NO³S Mw : 313.15 mp : 172~174℃ 

CAS No.147541-03-5

+

N SO₃^- F

+

N SO₃^- F

+

N SO₃^- F

+

N SO₃^- F

+ CH₃

H₃C

CH₃

F₃C

F₃C

CF₃

F₃C

OH OH OH

F

F

NHCO₂Et NHCO₂Et NHCO₂Et

F

F MEC-04B +

Cl₂CHCH₂Cl, 100℃ 

(88%) (~0%)

+

MEC-04B

Cl₂CHCH₂Cl, reflux

(85%) (7%)

OCOCH₃

i-Pr₃SiO

OCOCH₃

O

F

OCOCH₃

O F MEC-02

CH₂Cl₂, r.t.

(93%, α /β  =1/4) (~0%)

N SO₃^- F

+ R

H⁺（たとえば、 CF₃SO₃H） 

-SO₃H 基は強い電子求引性） 

N SO₃H F

+ R N SO₃^-

F N SO₃H

求核性基質 

フッ素化生成物 

+

+

R R

（ 

 これらのフッ素化剤 MEC-01シリーズは、塩化メチレンやジクロロメタン等の無極性ハロゲン系溶剤には見かけ上、ほ とんど溶解しませんがこれらを溶媒として使用すると、フッ素化剤の活性度を低下させることなく、選択性の高いフッ素化が できます。THFやEt2O等のエーテル系溶媒は、フッ素化剤の活性度を著しく低下させますが、反応性の高い化合物の反応や、

MEC-05のような活性度の高いフッ素化剤を用いる場合には有効です。アセトニトリル等のニトリル系溶媒には比較的よく 溶解するため短時間で反応が完結します。 

 一方、極性溶媒であるDMSOやDMFについては、MEC-01,02はよく溶解するため好ましい溶媒となりますが、活性度の高い MEC-03,04B,05とは激しく反応するため使用できません。また、酸性のヘキサフルオロイソプロパノール（CF³）²CHOHは溶 解度が高く、しかも反応活性を高める好適な反応溶媒として使用できます。 

+ -

MEC-01 MEC-02 MEC-03 MEC-04B MEC-05

R^1,3=CH₃, R^2,4=H R^1,2,4=H, R³=CH₃ R^1,3,4=H, R²=CF₃ R¹=CF₃, R^2,3,4=H R^1,3=CF₃, R^2,4=H

N R³

R⁴ SO₃ R¹

R²

F Me₃SiO

OAc

MEC-02 MEC-03 AcO

OAc O

F O

O

F F

主生成物  少量 

78%

MEC-04B

6a+6b

6F 4F

O

COOEt F

85%

MEC-03 MEC-04B MEC-05

OH F

COOEt O

OH

OH F

OMe OMe

NHCOOEt NHCOOEt

F

F

F OH

OMe

NHCOOEt

CH₂COOMe MEC-04B

MEC-05 MEC-04B

MEC-05 MEC-04B

MEC-05

CH₂COOMe

F CH₃

O O CH₃

O O

F MEC-04B

MEC-05 MEC-01

MEC-01 Ph-S-CH₂F

Ph-S-CH₃ O

COOEt

O^- Na⁺ COOEt F

83%

80%

30% : 53%

( conv. 81%) 69%

r.t. , 1 h in THF

CH2Cl2 CH3CN DMF

r.t.

r.t.

r.t.

30 hr 11 hr 3.5hr

84%

94%

〜 100%

17 / 1 7.5 / 1 8 / 1 6F / 4F 反応溶媒  温度  時間  収率 (NMR)

NaHCO₃ in CH3CN, reflux, 2.2 h

(a/b) (1/2.9)

in CH₃CN_,

reflux, 20 min in CH₃CN:CH₂Cl₂ (1:1),

r.t., 1.5 h

CH3CN THF

reflux   r.t.

20 min 1 hr

86%

83%

反応溶媒  温度  時間  収率 (NMR) MEC-04B

MEC-05

Cl2CHCH2Cl ClCH2CH2Cl

reflux reflux

反応溶媒  温度  時間  収率 (NMR) MEC-04B

MEC-05

85%

58%

7%

9%

I II

OH

OH F

O F F

CH3CN CH2Cl2

reflux   r.t.

1 min 5 min

反応溶媒  温度  時間  収率 (NMR) MEC-04B

MEC-05

I II

+

55%

63%

7%

3%

I II

+

I II

conv.

85%

87%

8 hr 2 hr

TfOH

in CH₂Cl₂

reflux, 5.5 h in Cl₂CHCH₂Cl

reflux, 10 h

100℃ 

100℃ 

 reflux 18 hr 15.5 hr 2 hr MEC-03

MEC-04B MEC-05

Cl2CHCH2Cl Cl2CHCH2Cl CH2Cl2

反応溶媒  温度  時間  conv. 収率 (NMR) 59%

88%

80%

<1%

<1%

2%

I II

OH

F +

I II

71%

89%

88%

+ +

T.Umemoto and G.Tomizawa, J.Org.Chem.,1995,60,6563

○MEC-81はDAST(DiethylaminosulfurTrifluoride)と同様の反応性を示すFアニオンの求核的フッ素化剤です。

CF3CHFCF2N(C2H5)2とCF3CF=CFN(C2H5)2との約3：1の混合物ですが、反応条件下では   両者ともフッ素化に有効です。温和な条件で水酸基をフッ素に置換できます。 

○MEC-82は、無水フッ酸に比べ非常に取り扱い易いHF源で、高沸点の液体です。 

○MEC-81、MEC-82ともにバルク対応が可能です。 

MEC-81; A. Takaoka, H.Iwakiri and N.Ishikawa, Bull.Chem.Soc.Jpn.,1979,52,3377.

反応例 

1 3 求核フッ素化剤：MEC-81、MEC-82

化学名：1,1,2,3,3,3-Hexafluoro-1-diethylamino-propane  化学式：C7H11F6N      分子量：223.16 

外 観：無色透明液体 

沸 点：56℃ / 58mmHg  比 重：1.23  CAS No.309-88-6

MEC-81

化学名：Triethylamine trishydrofluorides  化学式：C⁶H¹⁸F³N      比 重：161.21  外 観：無色液体 

沸 点：70℃ / 15mmHg  比 重：0.989  CAS No.73602-61-6

MEC-82 (C

₂

H

₅

)

₃

N・  3HF CF

₃

CHFCF

₂

N(C

₂

H

₅

)

₂

MEC-81 n-C

₆

H

₁₃

F

n-C₆H₁₃ OH

+ Octene

PhCOF

PhCOOH

PhCHCOOEt

F

PhCHCOOEt

OH

PhCH₂CH₂-OH

PhCH

₂

CH

₂

-F

n-C

₈

H

₁₇

-F

^n-C8H17-OH

n-C₆H₁₃COOH

n-C

₆

H

₁₃

COF

p-HOC₆H₄COOH

p-HOC

₆

H

₄

COF

(87%) (89%)

(66%)

(62%)

(25%)

(73%)

(75%)

(86%)

Et₂O, rt, 20h Et₂O, rt, 2h

Et₂O, rt, 2h Et₂O, rt, 2h

Et₂O, rt, 20h

Et₂O, rt, 20h Et₂O, rt, 20h

C₈H₁₇ F

MeS OH

OH F

Br

Ph(CH₂)₃OMs

Ph(CH

₂

)

₃

F

^{CF3CFHCF2OCH2Cl}

CF

₃

CFHCF

₂

OCH

₂

F

NBS in CH₂Cl₂, 0℃ , 2h Et₃N in CH₃CN, 80℃ , 20h

MeSS⁺Me₂ BF₄^- in CH₂Cl₂, 0℃ 

90℃ , 8h (81%)

(96%) (96%)

(60%)

CF

₃

CHFCF

₂

N(C

₂

H

₅

)

₂

MEC-82

(C

₂

H

₅

)

₃

N・  3HF

 フッ素ガス（F2)は反応性や腐食性が極めて高く、その取り扱いには特殊な技術を必要とします。 

フッ素ガスの工業生産を長年行っているダイキンでは、その取り扱いと反応性の制御に関して  豊富な経験を蓄積しております。 

 一般にはフッ素ガスは、酸化されやすい官能基を含む複雑な化合物のフッ素化には不適切ですが、 

比較的簡単な化合物で活性点（反応点）も明確な場合は工業的にも有用なフッ素化剤として使用することができます。 

 下記にダイキンが保有するフッ素ガスを用いたフッ素化の技術を紹介します。 

ダイキン特許（USP 5569778） 

ダイキン特許（特公昭 63-25570） 

ダイキン特許（特公平 4-78638） 

ダイキン特許（特公昭 62-52749） 

2 1 フッ素ガスによる直接フッ素化 

F

₂

O N HN

O

RCOO Br O

RCOO O

N HN

O

RCOO Br O RCOO

F

1) F

₂

/N

₂

in HF 2) Et

₃

N in MeOH

NH N

NH₂

O N

H N

NH₂

O

1) F

₂

/N

₂ F

in AcOH 2) Et

₃

N in MeOH

Ph COOEt O

Ph COOEt O

F

F

₂

/N

₂

in CH

₃

CN/

CCl

₂

FCClF

₂

COOEt O

COOEt

O O O

F F

O O

Ph Ph

O O

Ph Ph

O O

F F

F

₂

/N

₂

F

₂

/N

₂

F

₂

/N

₂

in CHCl

₃

/H

₂

SO

₄

in CHCl

₃

in CHCl

₃

(71%)

(66%) (96%)

O O

F

F

₂

/N

₂

in CHCl

₃

/H

₂

SO

₄

(87%)

CO₂Et CO₂Et

0℃  0℃ 

0 ℃ 

○5フッ化ヨウ素（IF5）は、その反応性の制御が難しく、これまで通常の有機化合物のフッ素化にはほとんど   使われてきませんでした。しかしながら、IF⁵をEt³N・3HF塩と組み合わせて用いることにより反応の選択性が   格段に向上し、さまざまな有機化合物のフッ素化に適用できることが、北海道大学米田教授により見い出されました。 

 ダイキン工業では、この方法を安価で汎用な工業用フッ素化テクノロジーと位置づけ、 

 さまざまな含フッ素有機材料の工業的合成に応用しています。 

 

○IF⁵ / Et³N・3HF塩を用いたフッ素化において、非常にユニークな点は、下記に示すとおり 

 有機化合物の求核的な反応位置と求電子的な反応位置の両方で、フッ素化反応が進行することです。 

2 2 新規工業用フッ素化テクノロジー  ―IF

⁵

/Et

³

N・3HF錯体によるフッ素化― 

IF / Et

_{5 3}

N ・  3HF

IF

₅

/Et

₃

N-3HF

CH₃(CH₂)₁₃CO₂H

CH

₃

(CH

₂

)

₁₃

COF

ArCH₂OH

ArCH

₂

F

CH₃(CH₂)₉OH

CH

₃

(CH

₂

)

₉

F

(84%)

(~83%)

(32%)

CH

₃

(CH

₂

)

₉

CHFCH

₂

I

NNH₂ F F

R¹ R² NNHR³

R¹ R² F N=NR³

CH₃(CH₂)₉CH=CH₂ , I₂ O

OH F

(70%)

(~80%) (75%)

(~50%)

S O

F F (~82%)

ArSCH₃

ArSCHF

₂

(~50%) OH

R R

F

OH R R

(~50%)

OR

O O

OR

O O

F (70%) S S

C₆H₁₃ F F

C₆H₁₃ (64%)

O R R

F F

Zn, HCl Ar

S O Ar

求電子的な反応位置 

求核的な反応位置 

本  社 〒530-8323  大阪府大阪市北区中崎西二丁目4番12号 梅田センタービル           TEL.（06）6374-4284 

東京支社 〒163-0235  東京都新宿区西新宿2丁目6番1号 新宿住友ビル           TEL.（03）3344-8141

当社は、フッ素化学製品を製造する国内工場で環境マネジメントシステムに関する国際規格ISO14001^＊1の認証と、 

品質保証に関するISO9002^＊2の認証を取得しています。 

＊1.  ISO14001とは、ISO（国際標準化機構）が制定した、環境保全活動に適 用される規格です。当事業部工場は、国際的に認定された認証機関に よって、環境に配慮した活動、製品及びサービスの提供を行っていること が認められました。 

＊2.  ISO9002とは、ISOが制定している品質保証の工場認定制度であり、そ の工場（事業部）で製造された商品の製造・検査等について品質保証 システムを認証するものです。 

取扱い及び保管上の注意 

●取扱いは保護メガネ、保護マスク、保護手袋を着用し、局所排気装  置内で行い、冷暗所に保管してください。 

●取扱い後は、充分に手洗いを行ってください。 

●作業場は禁煙とし、作業の後は顔や手を洗うなどして、フッ素化合  物がタバコに付着しない様に注意してください。 

●廃棄する場合は、産業廃棄物を処理する専門の業者に委託して  ください。 

●詳細については、MSDSをご参照ください。 

化学事業部