JPH05506664A - 1,4―ビス―(4―フルオロベンゾイル)―ベンゼンの製造方法 - Google Patents

1,4―ビス―(4―フルオロベンゾイル)―ベンゼンの製造方法

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JPH05506664A JP91509088A JP50908891A JPH05506664A JP H05506664 A JPH05506664 A JP H05506664A JP 91509088 A JP91509088 A JP 91509088A JP 50908891 A JP50908891 A JP 50908891A JP H05506664 A JPH05506664 A JP H05506664A
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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】 1.4−ビス−(4−フルオロベンゾイル)−ベンゼンの製造方法本発明は、テ レフタロイルクロリドとフルオロベンセンとを70°C以下の反応温度において 塩化アルミニウムまたは臭化アルミニウムの添加の下に反応せしめることによっ て高い収率および純度において、1.4−ビス(4−フルオロヘン1イル)ベン センを製造するための改善された製造方法に関する。
1.4−ビス(4−フルオロベンゾイル)ベンゼンは、例えば、ポリエーテルケ トスルホン、ポリエーテルケトンまたは積層材料のような高性能プラスチックの 製造用の有用な出発原料である。
フッ化水素/三フッ化ホウ素混合物(ドイツ特許出願公開第3.806.656 号)またはポリフッ素化アルカンスルホン酸(ドイツ特許出願公開第3.807 .623号)のような新規なフリーデル−クラフッ触媒の使用にもかかわらず、 塩化アルミニウムはフルオロベンゼンおよびテレフタロイルクロリドよりの1. 4−ビス−(4−フルオロベンゾイル)−ベンゼンの製造用の触媒としてなお大 きな重要性を存する。なんとなれば、それは低廉で、比較的取扱いが容易であり そしてその毒物学的ならびに生懸学的性質に関して十分に検討されているからで ある。
アトウッド(T、 E、 Atwood、 Polymer 22.1096( +981))によれば、塩化アルミニウムの存在下におけるフルオロベンゼンお よびテレフタロイルクロリドよりの1゜4−ビス(4−フルオロベンゾイル)ベ ンゼンの製造は、原理的に知られており、その際、実験的な詳細については、英 国特許第1.139.296号に記載された1、4−ビス−(4−クロロベンゾ イル)ベンゼンの製造方法が参照される。その場合、過剰のクロロベンゼンは、 テレフタロイルクロリドおよび塩化アルミニウムと130℃(クロロベンゼンの 沸点)において6時間の間に13 : 1.0 : 2.3のモル比て反応する 。収率および純度は、そこに記載されていない。
同様に、ドイツ特許出願公開第3.531.837号には、AlCl2を用いる フルオロベンゼンおよびテレフタロイルクロリドよりの1,4−ビス−(4−フ ルオロベンゾイル)ベンゼンの製造が記載されている。その例1においては、前 に述べた英国特許第1、139.296号において使用されたモル比と実際上同 じモル比が使用されている。
もちろん、この場合例1によれば、塩化アルミニウムは、フルオロベンゼン中に 懸濁されそして次にフルオロベンゼン中に溶解されたテレフタロイルクロリドが 計量添加され、その際反応混合物の温度は、60°Cから85°C(フルオロベ ンセンの沸騰温度)に上昇する。
上記のドイツ特許出願公開第3.531.837号の方法においては、反応はフ ルオロベンゼンの沸点において少なくとも部分的に行われる。もとより1.4− ビス−(4−フルオロベンゾイル)ベンゼンについての収率および純度は、評価 することができない。何となれば存在する粗生成物(1225g)より多くの生 成物(1250g)が、精製後に得られるからである。
ハーゲンローザー(Hergeurother)らは、米国特許第4.820. 791号、ジャーナル・才ブ・ポリマー・サインス、パートA、重合体の化学( J、 Po1. Sci、、 PartA、 Polymer Chemist ry 25. +093(1987)およびニー・シー・ニス、ポリマーブレバ レーンヨン(ACS、 Polymer Prepr、 28.92(1987 )において、】、4−ビス(4−フルオロベンゾイル)ベンゼンは、AlCl3 の存在下にテレフタロイルクロリドおよびフルオロベンセンから得られることが 実験的詳細にわたることなく記載している。これらの後者の文献による収率は、 技術的に不十分であって218.5ないし219.5°Cの融点において88% である。
当発明者自身の調査は、上に記載されたAlCl□法によれば、1.4−ビス( 4−フルオロベンゾイル)ヘンセンは、高性能の重合体のための出発化合物に対 する高い要求に合致しない純度でしか得られない(比較例3および6参照)こと を示している。上記の条件下に、すなわちフリーデル−クラフッ反応の間にフル オロベンセンは、AlCl3によってクロロベンセンに変換される。このことは また約85°Cの温度においてA I CI 、てフルオロベンセンが処理され るモデル実験においても立証される(例4参照)。生成されたクロロベンゼンは 、これが再循環される前に費用のかかる精留によって精製されなければ、過剰の フルオロベンゼンを富有する。次の反応において、このクロロベンセンは、不可 避的にフルオロベンセンと類似的にテレフタロイルクロリドと反応する。次に、 1.4−ビス(4−フルオロベンゾイル)ベンゼン、1−(4−クロロベンゾイ ル)−4−(4−フルオロベンゾイル)ヘンセンおよび1.4〜ヒス(壮クロロ ベンゾイル)ベンゼンの混合物か生成物として得られ、その塩素含有ビスベンゾ イルベンゼン含量は、フルオロベンゼン中のクロロベンゼンの量と共に増加する (例5ないし7参照)。
フッ素化ビスベンゾイルベンゼンを製造するためのこの重要な事実は、従来記載 された製造方法においては認められず、従ってまた考慮もされなかったが、ポリ エーテルケトンまたはポリエーテルケトスルホンをもたらすべき親核的重縮合反 応は、公知のような塩素置換芳香族化合物とζ比較してより容易にそして選択的 に進行しそして従って塩素含有基剤による均一な連鎖合成は、かくして妨げられ ることがある。
上記のAlCl s法におけるもう一つの副生成物として1−(2−フルオロベ ンゾイル)−4−(4−フルオロベンゾイル)ベンゼンが同定されつる。HPL C測定法を使用して、粗生成物中の望ましくない異性体の含量は、約85℃の反 応温度において約4.4重量%に達することが示される。この異性体は、複雑な 方法で分離し、次いで処分しなければならない(例3参照)。
ヨーロッパ特許出願公開第178.184号(特に例4ないし6参照)およびヨ ーロッパ特許出願公開第262.919号によれば、触媒として使用されるルイ ス酸を比較的大過剰において使用しそしてルイス塩基を添加してその活性を改善 することによって、示された問題を解決することが試みられる。しかしながら、 このことは必要な割合を超えて廃水の汚染を更に付加することを意味する。更に 、多くとも87%の単離収率は、工業的に極めて不満足なものである。少なくと も約172日にわたる反応の開始時において使用されるく0°Cの温度は、冷却 用エネルギーの極めて高い費用を必要とする。少なくとも約1日という長い反応 時間は、工業的用途には極めて不利である。ヨーロッパ特許出願公開第178. 184号(例4ないし6)およびヨーロッパ特許出願公開第262.919号に おいて常に使用された溶剤ジクロロエタンまたはジクロロメタンは、毒物学的に 許容されず、そして工業的規模においては複雑な方法で再循環されまたは処分さ れなければならない。
1.4−ビス−(4−フルオロベンゾイル)ベンゼンから得られるプラスラック の高品質の用途には、できうる限り高い結晶性が必要とされるので、この目的に 使用される出発原料は、高い一般的純度に加つるに、>99.5%の異性体純度 をも存しなければならない。従って、生態学的ならびに経済的理由から(処分し なければならない廃棄物の回避)、粗生成物中の副次的成分の含量ができつる限 り低くなり、そして非常に高い収率か達成され、そして、AlCl3および補助 成分は、できつる限り低くなるような量で使用される。
本発明者らは、この度、フルオロベンセンとテレフタロイルクロリドとの混合物 にAlCl□または、41Brpを70°C以下の温度において計量添加するこ とにより、例4および6に従って予期しなければならないようなフルオロベンセ ンからのクロロベンセンまたはブロモベンゼンの生成を実質的に完全に抑制しう ろことを見出した。
従って、本発明の対象は、テレフタロイルクロリドとフルオロベンゼンとの混合 物に、塩化アルミニウムまたは臭化アルミニウムを、約25°Cないし約68° C、好ましくは約35°Cないし約65°Cの温度において計量添加し、そして 上記混合物を反応せしめることによって、テレフタロイルクロリドとフルオロベ ンセンとを塩化アルミニウムまたは臭化アルミニウムの存在下に70°C以下の 温度において極めて良好な収率て1.4−ビス−(4−フルオロベンゾイル)ベ ンゼンを製造する方法である。
反応温度を還流条件から70°C以下の温度まで低下させることによって、反応 時間をあまり延長させることなく、1−(2〜フルオロベンゾイル)−4−(4 −フルオロベンゾイル)ベンゼンの含量の明らかな減少がもたらされる。しかし ながら、実際上反応か終了した際に、塩化水素ガスを追出し1.また異性体の割 合を損なうことなく反応混合物の流動性を増大させることができる。
通常、フルオロベンゼンは、テレフタロイルクロリド1モル当り約7ないし約2 0モル、好ましくは約10ないし約16モルの量で使用される。フルオロベンゼ ンをより大過剰に使用することもてきるが、それは経済的考慮からもはや存利な ことではない。過剰のフルオロヘンセンは、定量的に回収されつる。
AIChまたはAler+はテレフタロイルクロリド1モル当り約1.8ないし 約3モル、好ましくは約1.9ないし約2.7モル、そして特に好ましくは約2 .0ないし2.5モルの量で使用される。
反応は、例えば保護ガスの雰囲気で保護することによって、大気中の湿分の排除 下に、常圧、減圧(真空)または高められた圧力の下で実施される。
仕上げは、それ自体公知の方法で、反応混合物の加水分解により、好ましくは反 応混合物を水中に導入することにより、そして次いで過剰のフルオロベンセンの 留去および水性相からの固体生成物の除去によって行われる。しかしながら、ま ず粗生成物を除去し、そして次に過剰のフルオロベンゼンを相分離によって回収 することもできる。
本発明による方法の特別な利点は、1.4−ビス(4−フルオロベンゾイル)ベ ンセンかすてに極めて高純度の粗生成物として(≦220°Cという融点は、米 国特許第4、820.791号に従って再結晶によって得られる生成物に比較し てすでに約l′Cも高い)そして実際上定量的収量で得られるということである 。
60°Cの反応温度における1−(2−フルオロベンゾイル)−4−(4−フル オロベンゾイル)ベンゼンの含量は、反応を還流条件下で実施した場合の4.4 重量%の代りに約2.2重量%にすぎない。再結晶によってもほとんど分離でき ない1−(4−クロロベンゾイル)−4−(4−フルオロベンゾイル)ベンゼン またはI−(4〜ブロモベンゾイル)−4−(4−フルオロベンゾイル)ベンゼ ン(例7参照)が、この粗生成物中には検出されない。触媒へのルイス塩基の添 加または溶媒の使用は不必要である。
簡単な蒸留または相分離によって回収されるフルオロベンゼンは、乾燥後再使用 されうる。反応中にクロロベンゼンまたはブロモベンゼンは、実際上生成されな いので、芳香族化合物の複雑な精留は不必要である。従って、再循環中にフルオ ロベンセンにおけるクロロベンゼンまたはブロモベンゼンの富有化は起らない。
かくして、1−(4−クロロベンゾイル)−4−(4−フルオロベンゾイル)ベ ンゼンおよび1.4−ビス(4−クロロベンゾイル)ベンゼンまたは対応するモ ノブロモおよびジブロモ化合物の生成は排除される。
ヨーロッパ特許出願公開第178.184号の結果(例7参照、AlC1zの存 在下−15°Cないし室温における溶媒としてのジクロロエタン中の反応、反応 時間約1日、1.4−ビス(4−フルオロベンゾイル)ベンゼンの収率83%、  l H−NMRによる純度80%)を考慮すれば、反応温度を同時に約70° C以下の値まで低下させながら塩化アルミニウムを計量添加することによって、 AlC1j法における分離の困難な副生成物である1−(2−フルオロベンゾイ ル)−4−(4−フルオロベンゾイル)ベンゼンおよび1−(4−クロロベンゾ イル)−4−(フルオロベンゾイル)ベンゼンの含量が明らかに減少し、そして それにもかかわらず実際上定l的な収量が得られるということは、極めて驚異的 なことであるに違いない。
本発明による方法を使用することによって、粗生成物がすてに高純度においてそ してほとんど定量的な収率で得られるという1.4−ビス(4−フルオロベンゾ イル)ベンゼンの経済的な方法が達成された。当該生成物の合成は、また安全の 点で高度の、従って費用のかさむことなく工業的規模でも実施されつる(ドイツ 特許出願公開第3.806.656号によルHF/BF、法およびドイツ特許出 願公開第3.807.623号によるポリフルオロアルカンスルホン酸性参照) 。同様に、再結晶の前のフルオワベンゼンの費用のかかる精留もまた省略されつ る。
本発明による方法を以下の実施例によってそれに限定されることなくより詳細に 説明する。これらの例において用いられた略語は、以下のとおりである GC・ ガスクロマトグラフィー; GC/MS−質量分光法と組合されたガスクロマト グラフィー ; GCSA=GC表面積: FID=水素炎イオン化検出器、  HPLC=高性能クロマトグラフィー 、 p、 p−BFB=1.4−ビス( 4−フルオロヘン1イル)ベンゼン: o、 p−BFB=1−(2−フルオロ ベンゾイル)−4−(4−フルオロベンゾイル)ベンゼン、 CIFB=1−( 4−クロロベンゾイル)−4−(4−フルオロベンゾイル)ベンセン; HA= 4−(4−フルオロベンゾイル)安息香酸。
o、 p−BFBおよびCIFBは、比較の目的で別途に製造された(例8およ び9)。
例1 フルオロベンセン577g中子レフタロイルクロリド101.5gの溶液中に、 AlCl。
140、0gを60°Cにおいて1.5時間の間均−に計量添加する。ガスの発 生が止むまで撹拌を継続する(約2時間)。この均質な濃黄色の反応混合物を水 11に添加する。反応容器内に付着している反応混合物の残渣をフルオロベンゼ ン102gを使用して洗滌する。加水分解混合物からフルオロベンセン579g  (クロロペンセン含i、約0.001重1%)を留去する。白色の沈殿物を分 離した後、中性になるまて水l!を用いて洗滌し、そして80°C/100mb arにおいて乾燥することによって、1.4−ヒス(4−フルオロベンゾイル) ベンゼン160.1g(テレフタロイルクロリドを基準にして理論量の99%) を得る。融点220°C; o、 p−BFBの含量2.2重量%、I(Ao、 4重1%、CIFB検出されず(HPLC,IC検出、外部標準)。
2Nの水酸化ナトリウム溶液と共に十分に撹拌しそしてクロロヘンセンから再結 晶することによって、1.4−ビス=(4−フルオロベンゾイル)ベンゼン15 4.0g (テレフタロイルクロリドを基準にして理論量の96%)(含量:> 99.5重量%、 HPLC1外部標準)が得られる。
例2 フルオロベンゼン577gおよびテレフタロイルクロリドio1.5gの溶液中 にAlCl3140.0gを25°Cないし30°Cにおいて1.5時間にわた って計量添加する。この混合物をガスの発生が止むまで30°Cにおいて撹拌を 継続しく約3時間)そして次いて例1に記載のように仕上げを行う。水酸化ナト リウム溶液による処理および再結晶の前に、1,4−ビス(4−フルオロベンゾ イル)ベンゼン154.9g (テレフタロイルクロリドを基準にして理論量の 96%)が得られる。
融点221°C; o、 p−BFBの含量1.7重量%。
例3(比較例) 例2と類似方法でテレフタロイルクロリド101.5gをフルオロベンセン57 7gおよびAlCl5140.0gと83°Cないし85°Cにおいて反応せし める。粗生成物の収量は、158、1gである。o、p−BFB 4.4重量% 。
例4(モデル実験) フルオロベンゼン100g中にAlC1z 20gを懸濁し、そしてこの混合物 を85°Cないし90°Cにおいて5,5時間撹拌する。揮発性成分のGC/M S分析によれば、反応生成物としてフルロベンゼン(38SA%、FID)のほ かに、クロロベンゼン(37SA%、FID)および若干の他の部分的に塩素を 、部分的にフッ素を含有するフルオロベンゼンの変換生成物が、25%の全含量 で得られる。
例5(モデル実験) 例2と類似方法でテレフタロイルクロリドlo1.5gをフルオロベンゼン28 8.3gおよびクロロベンゼン337.7gおよびAlC1z 140.0gと 60°Cないし85°Cにおいて反応せしめる。160.8gの粗生成物が得ら れ、このものは、I(PLC分析によれば、p、 p−BFB66.6重量%、 CIFB25.8重量%および1.4−ビス(4−クロロベンゾイル)ベンゼン 5.9重量%を含有する。
例6(比較例) フルオロベンゼン577gおよびAlC1z 140.0gの混合物にテレフタ ロイルクロリドlot、 5gを70°Cないし75°Cにおいて滴加する。ガ スの発生か止むまでこの温度において撹拌し、そして次に例1に記載のように仕 上げを行う。粗生成物の収量は、157、9gである。o、 p−BEBの含量 2.6重量%、CIFB 0.025重量%、HAo、5重量%(HPLC1外 部標?!り。
定量的に回収された過剰のクロロ△、ンセンの含量は、0.5%(GC3A)で ある。
例7(比較例) 例2と類似方法でテレフタロイルクロリド101.5gを約60°Cにおいてフ ルオロヘンセン288.3g (精留を行うことなくフルオロベンゼンを反復し て再循環した後のクロロヘンセレ含量(3,9GC3A%、FID)と反応せし める。例2と類似方法で仕上げを行いそして2Nの水酸化ナトリウム溶液と共に 十分に撹拌した後に、粗生成物158、4gか得られ、このものは、p、 p− BFBのほかになおo、 p−BFB 2.2重量%およびCIFB O,1重 1%を含有する。クロロベンゼンからの再結晶により、0.2重量%のo、 p −BFB含量および0.1重量%のCIFB含量(HPLC1外部標準)を有す るp、 p−BFBをテレフタロイルクロリドを基準にして理論量の95%の収 率てもたらす。
例8(比較化合物の製造) トルエン553gおよびAlCl3140gの混合物に4−クロロベンゾイルク ロリド175gを約70°Cにおいて滴加する。HCIの発生が止んだ後に、反 応混合物を水11に添加し、そして得られた固体を分離し、そしてエタノール/ トルエン(501重量部)から再結晶する。4−クロロ−4−メチルベンゾフェ ノン112.7g (融点129°Cないし130°C; 4.4゛−異性体の 含量> 99.5GC3A%)が得られる。これから酸化によって4−(4−ク ロロベンゾイル)安息香酸(融点256°Cないし258°C)が95%の収率 て得られる。二の酸は、ホスゲン化によって塩酸化物に変換される。フルオロベ ンセン250.0g中に溶解された4−(4−クロロベンゾイル)ベンゾイルク ロリド97.7gをフルオロベンゼン254.5g l!1−AIClz 49 .0gとの混合物に60°Cないし85℃において滴加する。ガスの発生が止ん だ後に、反応混合物を水0.51に添加し、そして過剰のフルオロベンゼンを留 去した後に、沈殿物を分離し、中性になるまで洗滌しそしてクロロベンゼンから 再結晶する。1−(4−クロロベンゾイル)−4−(4−フルオロベンゾイル) ベンゼンの収量 54.0g(融点211℃ないし212°C)。
例9(比較化合物の製造) 例8ど類似方法で2−フルオロベンゾイルクロリドおよびトルエンとAlCl3 とから定量的収量で粗生成物が得られ、このものは、GCによれば2−フルオロ −4゛−メチルヘンシフエノン90%、2,2′−異性体8%および2,3−異 性体2%を含有する。
エタノールから再結晶することにより、融点73°Cないし74°Cの2−フル オロ−4−メチルヘンシフエノンが得られる。この化合物は、例8と類似方法で 酸塩化物に変換され、この酸塩化物は、過剰のフルオロベンゼン中のAlC1z によって、4−(2−フルオロベンゾイル)−4(4−フルオロベンゾイル)ベ ンゾイルクロリドを基準にして98%の収率て1−(2−フルオロベンゾイル) −4−(4−フルオロベンゾイル)ベンセン(融点133°C; HPLCによ る純度:97.4%)が得られる。その後の精製は、エタノールより再結晶する ことによって可能である。
要約畜 6. 補正の内容 手続補正書 平成5年4月23日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 テレフタロイルクロリドとフルオロベンゼンとを塩化アルミニウムまたは臭化ア ルミニウムの存在下に反応せしめることにより1.4−ビス−(4−フルオロベ ンゾイル)−ベンゼンを製造する方法において、テレフタロイルクロリドとフル オロベンゼンとの混合物に塩化アルミニウムまたは臭化アルミニウムを約25℃ ないし約68℃の温度において計量添加し、そしてこの混合物を上記温度におい て反応せしめることを特徴とする上記1.4−ビス−(4−フルオロベンゾイル )−ベンゼンの製造方法。 2.約35℃ないし約65℃の温度で実施することを特徴とする第1項による方 法。 3.塩化アルミニウムまたは臭化アルミニウムをテレフタロイルクロリド1モル 当り約1.8ないし約3.0モルの量で使用することを特徴とする第1項および 第2項のいずれかによる方法。 4.塩化アルミニウムまたは臭化アルミニウムをテレフタロイルクロリド1モル 当り約1.9モルないし約2.7モルの量で使用することを特徴とする第1〜3 項のいずれかによる方法。 5.塩化アルミニウムまたは臭化アルミニウムをテレフタロイルクロリド1モル 当り約2.0ないし約2.5モルの量で使用することを特徴とする第1〜4項の いずれかによる方法。 6.フルオロベンゼンをテレフタロイルクロリド1モル当り約7モルないし約2 0モルの量で使用することを特徴とする第1〜5項のいずれかによる方法。 7.フルオロベンゼンをテレフタロイルクロリド1モル当り約10モルないし約 16モルの量で使用することを特徴とする第1〜6項のいずれかによる方法。 8.常圧、過圧または減圧(真空)において実施することを特徴とする第1〜7 項のいずれかによる方法。
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