JPH0514702B2 - - Google Patents

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JPH0514702B2
JPH0514702B2 JP59172419A JP17241984A JPH0514702B2 JP H0514702 B2 JPH0514702 B2 JP H0514702B2 JP 59172419 A JP59172419 A JP 59172419A JP 17241984 A JP17241984 A JP 17241984A JP H0514702 B2 JPH0514702 B2 JP H0514702B2
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JP
Japan
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potassium fluoride
anhydrous potassium
sulfolane
hours
mixture
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JP59172419A
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JPS6150945A (ja
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Yutaka Yaginuma
Masao Oohashi
Susumu Hyama
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Seimi Chemical Co Ltd
Original Assignee
Seimi Chemical Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は活性なハロゲン原子を有する有機化合
物のフツ素置換反応によるフツ素化方法に関する
ものである。
従来、ハロゲン化ニトロベンゼンのような電子
吸引基を有する芳香族ハロゲン化合物をジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチ
ルピロリドン、ジメチルスルホン、スルホランな
どのような非プロトン性極性溶媒中で、フツ化ア
ルカリ金属塩(主としてフツ化カリウム)と反応
させ、ハロゲン交換によりフルオロベンゼン類を
製造する方法にはG.C.Finger氏らがJ.Am.Chem.
Soc.、78、6034(1956)に報文を発表以来、多数
の文献や特許が知られている。
しかしながら、従来の方法ではフツ化カリウム
は使用前に焙焼、粉砕の必要があるとされ、例え
ば特開昭57−197226号公報では300℃で7時間、
焙焼、粉砕したフツ化カリウムを用いており、特
開昭58−170735号公報では乾燥させた200〜250メ
ツシユのフツ化カリウムを使用しているが、乾燥
雰囲気下にフツ化カリウムを機械的に50μ以下に
粉砕することが工業的に困難であり、安価な市販
の無水フツ化カリウムが、そのまま使用できない
為、工程が煩雑となり、又、経済性の面から一般
市販のフツ化カリウムは工業的原料とはなりにく
いといわれている(例えば特開昭58−65226号公
報)。
これらの欠点を改良する為に石川氏ら
(Chemistry Letters.761.(1981);特開昭58−
65226号公報)はスプレー乾燥法により合成した
微粒子乾燥フツ化カリウムを使用し、好結果を得
ている。最近、これが企業化されスプレー乾燥フ
ツ化カリウムが市販されるようになつたが、従来
の市販の無水フツ化カリウムに比べ高価であるこ
と、又、嵩高い微粉体(3〜5倍)である為、そ
の仕込みに問題が残されている。本発明者らは上
記の従来技術の問題点を解決する目的で鋭意研究
した結果、ハロゲン交換法によるフルオロベンゼ
ン類の製造にはフツ化カリウム中に含まれる微量
の水分は余り影響を与えないこと、市販のボール
ミルによつて市販のフツ化カリウム(粒子径100
〜300μ、含水率0.5〜1%)は容易に湿式粉砕さ
れて、1〜10μの微粒子無水フツ化カリウムを与
え、そのスラリーが該置換反応の反応速度を飛躍
的に増大させ、高収率、高選択率でフルオロベン
ゼン類を与える事実を見い出し、本発明に到達し
た。
即ち、本発明の要旨とするところは、塩素原子
および/または臭素原子と電子吸引性基とを有す
る芳香族化合物を非プロトン性溶媒中のフツ素置
換反応させるフツ素化方法において、フツ素化剤
として不活性溶媒中で湿式粉砕して得られる平均
粒子径30μ以下の微粒子状無水フツ化カリウムの
スラリーを使用することを特徴とするフツ素化方
法である。
本発明における微粒子状無水フツ化カリウムの
スラリーは、不活性溶媒中で通常の無水フツ化カ
リウムを粉砕して得られるものである。粉砕され
た微粒子状の無水フツ化カリウムの平均粒径は
30μ以下であり、特に約1〜10μが好ましい。原
料となる無水フツ化カリウムとしては平均粒径約
50μ以上の無水フツ化カリウム、たとえば平均粒
径100〜300μの工業用無水フツ化カリウムやその
焙焼粉砕物(平均粒径約50〜300μ)を使用しう
る。不活性溶媒の使用量は特に限定されるもので
はないが無水フツ化カリウムに対して約0.3〜5
倍重量が適当である。粉砕方法としてはボールミ
ルによる粉砕が適当であるが、これに限られるも
のではなく、ハンマーミルやコロイドミルなども
使用できる。不活性溶媒としてはフツ素反応用の
非プロトン性溶媒が最も好ましいが場合によつて
は他の溶媒、たとえばベンゼン、トルエン、キシ
レン等の芳香族炭化水素を使用しうる。ボールミ
ルによる粉砕の場合、粉砕時間は目的とする粒径
が得られる限り特に限定されないが、通常1〜6
時間で行ないうる。なお、スラリー中の含水量は
粉砕された無水フツ化カリウムに対して約5.0重
量%以下、特に0.05〜1.5重量%が好ましい。本
発明のフツ素化剤の特徴はハロゲン交換反応が速
く反応時間が短縮される点にあり、従来法に比べ
必要使用量が理論量に近づくとともに、さらにス
ラリーであるため粉体に比べて取り扱いが容易で
あるという特徴も有する。
塩素原子および/または臭素原子と電子吸引性
基とを有する芳香族化合物とは、塩素原子および
臭素原子から選ばれるハロゲン原子を少くとも1
個の電子吸引性基を少くとも1個有するハロゲン
化芳香族化合物であり、特に好ましい化合物はオ
ルト位および/またはパラ位にニトロ基、シアノ
基、カルボキシル基、トリフルオロメチル基など
の電子吸引性基を有するハロゲン化ベンゼンなど
の芳香族化合物である。特に、p−クロルニトロ
ベンゼン、3,4−ジクロルニトロベンゼン、o
−クロルニトロベンゼン、2,4−ジクロルニト
ロベンゼン、2,4−ジニトロクロルベンゼン、
2,4,5−トリクロルニトロベンゼン、その他
のオルト位および/またはパラ位に少なくとも1
個のニトロ基を有するクロルベンゼンが好まし
い。反応溶媒としては前記のような非プロトン性
溶媒、特に非プロトン性極性溶媒が好ましい。
次に本発明を実施例をあげて具体的に説明する
が、本発明なその要旨を越えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。
実施例 1 日本化学陶業株式会社製BH−105型ポツトミ
ル中に市販無水フツ化カリウム70gおよびスルホ
ラン140gを入れ、α−アルミナ製、球状ボール
(外径10mm)を加えて3時間粉砕し、平均粒径約
4.0μの無水フツ化カリウムを含むスラリーを製造
した。得られたスラリーを撹拌機、温度計及び還
流冷却器をつけた500ml三つ口フラスコ中に移し、
次にp−クロルニトロベンゼン157.5g及びスル
ホラン100gを仕込み、235〜240℃で8時間加熱
撹拌した。反応終了後、室温まで冷却しKClを
別し、50mlのクロロホルムでKClケークを洗浄し
た。液及び洗浄液はクロロホルムを留去後、減
圧蒸留するとp−フルオロニトロベンゼン115.7
g(収率82%、純度98.6%、bp96〜99℃/27mm
Hg)が得られた。
高沸点物として未反応原料であるp−クロルニ
トロベンゼン19.1g及びスルホラン211gが回収
された。
実施例 2 実施例1と同様に市販の無水フツ化カリウム64
g及びスルホラン128gをポツトミル中で6時間
粉砕し平均粒径約3.0μの無水フツ化カリウムを含
むスラリーを製造した。このスラリー及びp−ク
ロルニトロベンゼン157.5g、スルホラン112gの
混合物を235〜240℃で9時間加熱撹拌し、同様に
処理するとp−フルオロニトロベンゼン112.9g
(収率80%、純度98.7%)、p−クロルニトロベン
ゼン18.0g及びスルホラン213gが得られた。
実施例 3 実施例2と同様にして128gのスルホランの代
りにトルエン128mlを用いてポツトミル中で6時
間粉砕し平均粒径約4.0μの無水フツ化カリウムを
含むスラリーを製造した。このスラリー及びp−
クロルニトロベンゼン157.5g、スルホラン240g
の混合物をトルエンを留出させながら昇温させ、
235〜240℃で9時間加熱撹拌させた。実施例1と
同様に処理するとp−フルオロニトロベンゼン
113.5g(収率80.4%、純度98.4%)、p−クロル
ニトロベンゼン20g及びスルホラン210gが得ら
れた。
比較例 1 撹拌機、温度計及び還流冷却器をつけた500ml
三つ口フラスコ中に、p−クロルニトロベンゼン
157.5g、市販無水フツ化カリウム64g、スルホ
ラン240g及びトリエン80mlの混合物を撹拌しな
がら昇温し、共沸によつて水分を除去させる為、
トルエンを留出し、235〜240℃で9時間加熱撹拌
した。この時点での転化率は約50.4%であつた。
引き続き合計30時間反応を行ない、反応混合物を
実施例1と同様に処理するとp−フルオロニトロ
ベンゼン111.5g(収率79%、純度98.7%)、p−
クロルニトロベンゼン6.6g及びスルホラン203g
が得られた。
比較例 2 比較例1の反応装置を用いて、あらかじめ市販
無水フツ化カリウムを400℃で5時間焙焼し、乳
鉢で粉砕した平均粒径約170μの無水フツ化カリ
ウム64g、p−クロルニトロベンゼン157.5g及
びスルホラン240gの混合物を235〜240℃で9時
間加熱撹拌した。この時点での転化率は約68.0%
であつた。引き続き合計22時間反応を行ない、反
応混合物は実施例1と同様に処理するとp−フル
オロニトロベンゼン111.7g(収率83%、純度
98.3%)、p−クロルニトロベンゼン6.7g及びス
ルホラン204gが得られた。
比較例 3 比較例2と同様に無水フツ化カリウムとしてス
プレー乾燥KF(商品名クロキヤツトF)64gを用
いてp−クロルニトロベンゼン157.5g及びスル
ホラン240gの混合物を235〜240℃で9時間加熱
撹拌し、p−フルオロニトロベンゼン112.3g
(収率79.6%、純度98.7%)が得られ、p−クロ
ルニトロベンゼン13.0g及びスルホラン217gが
回収された。
実施例4、比較例4 第1図はp−クロルニトロベンゼンをDMSO
還流中で本発明のスラリー(KF70g、
DMSO140g、実施例1と同様にポツトミル中で
6時間粉砕)及び400℃で5時間焙焼し、乳鉢で
すりつぶした無水フツ化カリウム(70g)をそれ
ぞれ反応させた場合の経時変化図である(Aが実
施例、Bが比較例)。反応は撹拌器、還流冷却器、
温度計をつけた四つ口フラスコ中に、p−クロル
ニトロベンゼン157.5g(1モル)、KF70g(1.2
モル)、及びDMSOの総量が234g(3モル)に
なるように仕込み、還流温度190℃で10時間反応
させ、1時間毎にサンプリングし、ガスクロマト
グラフイーにより生成するp−フルオロニトロベ
ンゼン及び原料p−クロルニトロベンゼンを定量
分析した。
実施例 5 日本化学陶業株式会社製B−105型ポツトミル
中に市販無水フツ化カリウム70gおよびスルホラ
ン140gを入れ、α−アルミナ製、球状ボール
(外径10mm)を加えて3時間粉砕した。得られた
スラリーを撹拌機、温度計及び還流冷却器をつけ
た500ml四つ口フラスコに移し、次に3,4−ジ
クロルニトロベンゼン192g及びスルホラン100g
を仕込み、235〜240℃で2時間加熱撹拌した。実
施例1と同様に処理して、3−クロル−4−フル
オロニトロベンゼン146.5g(収率83.5%、純度
98.2%、bp63〜68℃/1mmHg)が得られ高沸点
化合物として、未反応原料3,4−ジクロルニト
ロベンゼン6.9g及びスルホラン214gが回収され
た。
比較例 5 比較例1の反応装置を使用して、3,4−ジク
ロロニトロベンゼン192g、スルホラン240g及び
400℃で5時間焙焼し、乳鉢でつぶした無水フツ
化カリウム70gからなる混合物を235〜240℃で10
時間加熱撹拌した。冷後、反応混合物は同様に処
理し、減圧蒸留すると、3−クロル−4−フルオ
ロニトロベンゼン147.4g(収率84%、純度98.0
%)、未反応原料、3,4−ジクロルニトロベン
ゼン3.1g及びスルホラン213gが得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例4および比較例4におけるp−
クロルニトロベンゼンのp−フルオロニトロベン
ゼンへの転化率の変化を示すグラフである。Aが
本発明のスラリーを用いたもの、Bが焙焼粉砕無
水フツ化カリウムを用いたものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 塩素原子および/または臭素原子と電子吸引
    性基とを有する芳香族化合物を非プロトン性溶媒
    中でフツ素置換反応させるフツ素化方法におい
    て、フツ素化剤として不活性溶媒中で粉砕して得
    られる平均粒子径30μ以下の微粒子状無水フツ化
    カリウムのスラリーを使用することを特徴とする
    フツ素化方法。
JP17241984A 1984-08-21 1984-08-21 フツ素化方法 Granted JPS6150945A (ja)

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JP5250997B2 (ja) * 2006-04-27 2013-07-31 住友化学株式会社 フッ化カリウム分散液およびそれを用いる含フッ素有機化合物の製造方法
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