JPH09169674A - パラブロモフルオロベンゼンの製造方法 - Google Patents

パラブロモフルオロベンゼンの製造方法

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JPH09169674A
JPH09169674A JP8262275A JP26227596A JPH09169674A JP H09169674 A JPH09169674 A JP H09169674A JP 8262275 A JP8262275 A JP 8262275A JP 26227596 A JP26227596 A JP 26227596A JP H09169674 A JPH09169674 A JP H09169674A
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JP
Japan
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bromination
solvent
carried out
temperature
reaction
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Pending
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JP8262275A
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English (en)
Inventor
Jakob Oren
オレン ジヤコブ
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Bromine Compounds Ltd
Original Assignee
Bromine Compounds Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/10Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of hydrogen atoms
    • C07C17/12Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of hydrogen atoms in the ring of aromatic compounds

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 液体ブロムを使い0℃より低い温度でブロム化が実施さ
れることを特徴とする、フルオロベンゼンのブロム化に
よるパラブロモフルオロベンゼンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フルオロベンゼン
(以後本明細書ではFBと呼ぶ)をブロム化することに
より高収率で高純度のパラブロモフルオロベンゼン(以
後本明細書ではPBFBと呼ぶ)を製造する方法に関す
る。更に詳しくは、本発明は、純度>99.8%のPB
FBを収率98%で製造する方法に関する。
【0002】
【発明の背景】ブロモフルオロベンゼンをいろいろな方
法によって製造することが文献に発表されてきた。例え
ば、鉄屑を触媒として、過剰の液体ブロムを用いたFB
のブロム化は、シーマン等の“芳香族フツ素化合物第V
III報”(G.Schiemann、et al.,
“Aromatic fluorine compou
nds.VIII.Some transformat
ion with PBFB”)がヘミッシェベリヒテ
(Chem.Ber.)64巻、1340頁、1931
年に発表されている。80%のPBFBがこの方法によ
って得られる。
【0003】フェルグソン等の“ハロベンゼンの臭素
化”(L.N.Ferguson etal.,“Br
omination of Halobenzene
s”、J.Am.Chem.Soc.,76巻、125
0頁、1954年)は、AlBrを使い、54−57
℃においてCS中でブロムによるFBのブロム化を行
い、僅か89.1%のPBFBを含む異性体混合物を得
たと発表している。
【0004】日本国特開昭62−221640号および
特開昭62−93244号は、FB、HBr、酸素およ
び窒素のガス状混合物を、190ないし200℃におい
て2時間、Cu−Y型ゼオラィト上で加熱して、転化率
50%でPBFB93ないし98%を得る方法を記載し
ている。
【0005】日本国特開昭63−14742号は、5な
いし40℃において鉄粉の存在でブロムとFB(約1:
2.7)の反応によりFBの低い転化率ながら、オルト
ブロモフルオロベンゼン(以後本明細書ではOBFBと
呼ぶ)1.0%、メタブロモフルオロベンゼン(以後本
明細書ではMBFBと呼ぶ)0.5%およびPBFB9
8.5%の混合物を得ている。これらの異性体の分離を
溶融結晶法で試みて、純度99.8%のPBFBを得た
が、収率は僅かに17.2%であった。
【0006】オラー等は“有機フッ素化合物の製造およ
び検討、第二十四報”、“Thepreparatio
n and examination of orga
nic fluorine compounds.XX
IV.The halogenation of fl
uorobenzene”、J.Chem.Soc.,
1823−9頁、1957年)にBr/FBのモル比
0.8:1を用いたFBのブロム化を発表ており、それ
によると未反応FBを除去してPBFB 98.2%お
よびOBFB 1.8%を含む生成物を収率約90%で
得た。これらの異性体は蒸留によって分離できないので
まだ満足できる結果ではない。この方法はブロム不足で
のFBのブロム化であり、次は反応終了後に未反応FB
を追い出しそして回収する必要がある。また、これらの
条件のもとでは異性体混合物が常に生成する。
【0007】従来の技術によるブロム化不足の反応の主
生成物はPBFBであるが、少量とは言えやはり多すぎ
る量のOBFBおよび或る場合にはMBFBも伴い、そ
して概ね満足できない収率であることが判る。
【0008】この反応において過剰のブロムを使用する
ことが、シュウター等の“プレッソー型の幾つかのフツ
化アミン類”(C.M.Suter et al.,
“Some Fluorineted Amines
of the PressorType”、JACS、
63巻、602−5頁、(1941年)に発表されてい
る。Br/FB比を約1.27にすると、全てのOB
FBおよび或る量のPBFBがジブロモフルオロベンゼ
ン(以後本明細書ではDBFBと呼ぶ)に転化する。こ
の混合物は分留によって分離する。この場合、報告され
た収率はPBFB72%、およびDBFB>20%、そ
して残りは不純物であった。
【0009】従来の技術に満足できない状況から、我々
は、PBFBの純度も収率も改善しようという研究を行
った。反応温度がブロモフルオロベンゼン異性体間の割
合に極めて重要な影響を及ぼすことを、我々は発見し
た。このことから、反応温度を下げることによってPB
FBへの選択率を高めることができた。この反応中にO
BFBは殆ど生成しないので、ジブロム化(後反応(p
ost reaction))によってこのOBFBか
らDBFBへ転化するには極く僅か過剰のブロムで済
む。DBFBは分留によって容易に分離できて、高収率
で高純度のPBFBが生成する。
【0010】FBをブロム化することによって、高収率
で高純度のPBFBを製造する、簡単なかつ経済的な製
造方法を提供することが本発明の1つの目的である。
【0011】面倒な工程を必要とすることなく、粗反応
生成物は直接分留を行い、次に蒸留残渣を次の反応へ移
送する方法を提供することが本発明のもう1つの目的で
ある。
【0012】過剰のブロムを必要とすることなく、即ち
約1のブロムとFBのモル比で実施できるような方法を
提供することが本発明の、尚、別の目的である。
【0013】溶媒が存在しても或いは存在しなくても実
施できるような方法を提供することが本発明の尚、更な
る目的である。
【0014】高価な触媒を必要とすることなく実施でき
るような方法を提供することが本発明の尚、更なる目的
である。
【0015】本発明のこれ以外の目的および効果は説明
が進につれて明らかになろう。
【0016】
【本発明の要約】本発明による方法は、フルオロベンゼ
ンのブロム化を液体ブロムを用いて0℃より低い温度に
おいて実施することが特徴である。溶媒を用いない場合
は0℃と−20℃の間(これより低い温度では凝固が起
こるので)、一方、溶媒を用いる場合は、−20℃と−
60℃の間(この場合、凝固の問題は起こらないが、溶
媒回収を考慮しなければならない)が最も低くて好まし
い温度である。
【0017】ブロム化は、1.01と1.02の間から
成るBr/FBモル比で実施するのが好ましい。使用
する温度が低ければ低いほど、OBFBの生成はそれだ
け少なく、OBFBをDBFBへ転化するのに必要なブ
ロムの僅かではあるが過剰のブロムはそれだけ少なくて
済む。同時に、過剰なブロムが少なければ少ないほど、
DBFBへ転化するPBFBはそれだけ少なく、従っ
て、PBFBの収率はそれだけ高くなる。このようにし
て反応温度は高純度PBFBを高収率で得るために極め
て重要である。
【0018】好ましい触媒はFeClであり、これを
FBに関して0.5ないし2重量%の量で使用する。
【0019】反応は溶媒が存在しなくても実施できる
し、或いはジクロロメタン(DCM)もしくはジブロモ
メタン(DBM)から選ばれる溶媒の存在で実施でき
る。もし、溶媒を使用すれば、溶媒とFBを重量比1:
1で使用する。
【0020】ブロムをFBへ加えるのは、例えば0℃か
ら反応温度までの低い温度でなければならない、そして
選択率を下げるのにつながるあらゆる突発的な昇温を避
けるために、反応混合物の温度を効率のよい冷却によっ
て制御しなければならない。
【0021】
【好ましい実施態様の詳細な説明】本発明の実施態様に
従って、反応は、溶媒が存在することなく実施される。
フルオロベンゼン(FB)を攪拌機付きの反応器へ通
す。FBの0.5ないし2重量%の量でFeClを触
媒として添加する。FBおよびFeClばかりでな
く、ブロムも可能な限り、水分を含まないようにしなけ
ればならない。水分の量は反応体および触媒のそれぞれ
の0.1重量%を最大と見なさなければならない。反応
器を0℃より低い温度まで、そして決めた反応温度の近
くまで冷却するのが望ましい。この後、ほぼ等モル(F
Bに関して)量のブロムが、効果的な攪拌のもとで添加
されると、触媒は反応混合物全体にわたって均一に分配
される。反応器を効果的に冷却することは反応期間中ず
っと続けた後、OBFBをDBFBへ転化するために、
後反応(post reaction)において反応器
を約60℃に加熱する。
【0022】後反応後は、何ら中間的な厄介な作業をす
ることなく、この反応混合物を蒸留にかける。高純度の
PBFBが高収率で得られる。
【0023】
【実施例1】溶媒を使用しないPBFBの製造 FB(1.92kg、20モル)および無水FeCl
粉末(20g)を、効率のよい攪拌機、凝縮器および温
度計が備え付けられ、そしてぜん動式ポンプ(peri
staltic pump)に接続された4リッターの
反応器に入れた。この凝縮器の頂部には反応期間中に発
生するHBrおよびHClを吸収するための水トラップ
(蒸留水2kg)を取り付けた。FB/FeCl混合
物を、−20℃まで冷却した後、ブロム(3.26k
g、20.38モル)を2時間かけてぜん動式ポンプを
経由して添加した。直ちにHBrが発生し始めて温度が
上昇した。添加期間中は温度を−15℃より低く保っ
た。ブロムの全量を添加し終えた後、試料を採取して分
析した。
【0024】反応混合物を攪拌しながら60℃で更に1
時間加熱した後、更に試料を採取して分析した。
【0025】粗生成物は、長さ30cmで直径2.2c
mの、0.5cmのラシヒリング(Raschig r
ing)で充填された塔を用いて大気圧下で蒸留した。
153−155℃において、きれいなPBFB3.4k
gが収率約97%、純度≧99.8%で得られた。
【0026】蒸留残渣はFeCl/FeBr、PB
FBおよびDBFBを含んでいる。この残渣は何ら追加
の触媒を必要とすることなく、FBおよびブロムを添加
することによって更に反応を進めることができる。
【0027】
【実施例2】溶媒を使用したPBFBの製造 FB(0.96kg、10モル)、無水FeCl粉末
(10g)およびDCM(ジクロロメタン、0.96k
g)を、効率のよい攪拌機、凝縮器および温度計が備え
付けられ、そしてぜん動式ポンプに接続された4リッタ
ーの反応器に入れた。この凝縮器の頂部には反応期間中
に発生するHBrおよびHClを吸収するための水トラ
ップ(蒸留水1kg)を取り付けた。FB/FeCl
混合物を、−65℃まで冷却して、ブロム(1.62k
g、10.1モル)を2時間かけてぜん動式ポンプを経
由して添加した。HBrが発生し始めて温度が上昇し
た。添加期間中は温度を−60℃より低く保った。ブロ
ムの全量を添加し終えた後、更に試料を採取して分析し
た。
【0028】反応混合物を攪拌しながら、30℃で更に
2時間加熱した後、更に試料を採取して分析した。
【0029】溶媒は蒸発によって追い出すが再循環のた
めに回収した。
【0030】粗生成物は、長さ30cmで直径2.2c
mの、0.5cmのラシヒリングで充填された塔を用い
て大気圧下で蒸留した。153−155℃においてきれ
いなPBFB 1.72kgが収率約98.3%、純度
≧99.8%で得られた。
【0031】蒸留残渣はFeCl/FeBr、PB
FBおよびDBFBを含んでいて、前述のように更に反
応を行うために再循環できる。
【0032】いろいろな温度で実施した反応の結果を表
1に示している。
【0033】上表のデータによると、最終生成物の純度
を表すPBFB/OBFB比は明らかに反応温度によっ
て決まる。
【0034】本発明の実施態様を例示のつもりで説明し
てきたけれども、本発明の精神から逸脱することなく或
いは特許請求の範囲を超えることなく多くの改良、変形
および翻案によって本発明を当業者が実施できることは
明白であろう。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フルオロベンゼンをブロム化することに
    よってパラブロモフルオロベンゼンを製造する方法にお
    いて、前記ブロム化が、液体ブロムを使い0℃より低い
    温度で実施されることを特徴とする前記方法。
  2. 【請求項2】 前記ブロム化が、0℃より低い温度で実
    施され、溶媒を使わない場合は0と−20℃の間そして
    溶媒を使う場合は−20と−60℃の間の温度で実施さ
    れることが好ましいことを特徴とする請求項1に記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 前記ブロム化が、1.01と1.02の
    間から成るBr/FBのモル比で実施されることを特
    徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記ブロム化が、Br/FBのほぼ等
    モル比で実施されることを特徴とする請求項3に記載の
    方法。
  5. 【請求項5】 前記ブロム化が、触媒の存在で実施され
    ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記触媒が、FeClであることを特
    徴とする請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記触媒がFeClでありかつ、FB
    に関して0.5ないし2重量%の量で使用されることを
    特徴とする請求項5に記載の方法。
  8. 【請求項8】 溶媒が存在することなく実施されること
    を特徴とする請求項1に記載の方法。
  9. 【請求項9】 ジクロロメタン、ジブロモメタン、等の
    中から選ばれる溶媒の存在で実施されることを特徴とす
    る請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記溶媒が、FBと1:1の重量比で
    使用されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記ブロムが、0℃から反応温度まで
    の温度において前記FBに添加されることを特徴とする
    請求項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記反応混合物の温度が、あらゆる著
    しい昇温を避けるために効率のよい冷却によって制御さ
    れることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記ブロム化が、激しい攪拌のもとで
    実施されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  14. 【請求項14】 説明および実施例で実質的に説明され
    るようなフルオロベンゼンの前記ブロム化によるパラブ
    ロモフルオロベンゼンの製造方法。
JP8262275A 1995-08-28 1996-08-27 パラブロモフルオロベンゼンの製造方法 Pending JPH09169674A (ja)

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EP0761627B1 (en) 2000-04-05

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