JPH1087528A - 4,4’−ビス(クロロメチル)ビフェニルの製造方法 - Google Patents

4,4’−ビス(クロロメチル)ビフェニルの製造方法

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JPH1087528A JP24364596A JP24364596A JPH1087528A JP H1087528 A JPH1087528 A JP H1087528A JP 24364596 A JP24364596 A JP 24364596A JP 24364596 A JP24364596 A JP 24364596A JP H1087528 A JPH1087528 A JP H1087528A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 4,4’−ビス(クロロメチル)ビフェニル
を簡便かつ収率よく得る方法を提供する。 【解決手段】 ホルムアルデヒド、水、硫酸、塩化水素
及び不活性有機溶媒の存在下、相間移動触媒を用いて、
ビフェニルをクロロメチル化する4,4’−ビス(クロ
ロメチル)ビフェニルの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶・機能性樹脂
等の合成中間体として、需要が増大している4,4’−
ビス(クロロメチル)ビフェニルの工業的製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】芳香族誘導体のモノクロロメチル化反応
については古くから検討されている。例えば、井本・垣
内・黄編集「ホルムアルデヒド」朝倉書店(昭和40
年)には、ベンゼン、パラホルムアルデヒドと塩化水素
から、塩化ベンジルが得られることが示されている。そ
して、塩素源としては塩化水素の代わりに塩化チオニル
が使用できること、並びに乾燥食塩粉末を懸濁させ、硫
酸で分解することで塩酸を発生できることが記載されて
いる。また、触媒としては、金属塩化物が有効であり、
特に塩化亜鉛・塩化スズが代表としてあげられている。
【0003】また、特公昭40−3774号公報には、
氷酢酸、乾燥パラホルムアルデヒド(水分5%以下)と
塩化亜鉛及び塩化水素ガスの組合せによる4,4’−ビ
ス(クロロメチル)ビフェニルの製造法が開示されてい
るが、非水反応であるため、ビス(クロロメチル)エー
テルが生成しやすく、また亜鉛廃棄物が多量に発生す
る。
【0004】さらに、特開平3−188029号公報に
は、不活性溶媒中、塩化亜鉛、塩化チオニルとパラホル
ムアルデヒドの組合せによる4,4’−ビス(クロロメ
チル)ビフェニルの製造法が開示されている。この方法
も亜鉛廃棄物が多量発生するので好ましくない。
【0005】硫酸と食塩とを反応系内に添加し、反応器
内で発生させた塩化水素ガスを利用する方法も公知であ
るが、塩化水素ガスの発生効率が低く、かつ塩化水素ガ
スの発生速度を制御することが難しい。ガス発生効率を
上げるために硫酸濃度や反応温度を上げると、ビフェニ
ルの多量化に起因する樹脂状副生物の生成割合が増大
し、ビス(クロロメチル)ビフェニルの収率が低下す
る。
【0006】相間移動触媒を用いた反応に関しては、Ma
urizio Selva、Francesco Trotta,Pietro Tundeの報告
(SYNTHESIS No.11, p1003 (1991)があるが、この報告
では基質がアルキルベンゼンに限定されており、またビ
ス(クロロメチル)化への適用可能性にも言求されてい
ない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、ビス(クロロメチル)エーテルの生成を抑制で
きる水系で、安全かつ高効率で4,4’−ビス(クロロ
メチル)ビフェニルを製造する方法を提供することにあ
る。
【0008】
【問題を解決するための手段】本発明者らは、水系で反
応を円滑に行わせる条件を鋭意検討した結果、不活性有
機溶媒と水の二液相とし、相間移動触媒と硫酸との混合
触媒を用いればよいことを見出し、本発明に至った。
【0009】すなわち、本発明は、塩化水素、水、不活
性有機溶媒及び硫酸と相間移動触媒の存在下、ホルムア
ルデヒド類を用いて、ビフェニルをクロロメチル化する
ことを特徴とする4,4‘−ビス(クロロメチル)ビフ
ェニルの製造方法である。
【0010】本発明に用いる不活性有機溶媒は、ビフェ
ニルが可溶でありかつ反応に不活性であって、水に対し
て非相溶性であれば種類は限定されないが、例えばn−
ヘプタン等のアルカンや、シクロヘキサン等のシクロア
ルカンなどを挙げることができる。そして、これらは反
応温度より高い沸点を有することが好ましい。不活性有
機溶媒の使用量は、ビフェニルの溶解度により異なる
が、通常、ビフェニルに対し重量比1〜15、好ましく
は2〜8である。
【0011】クロロメチル化反応に使用する水の量は、
硫酸と混合した際の硫酸濃度が60〜85重量%となる
ようにすることが好ましい。硫酸濃度が60%より低い
と反応が極端に遅くなり、80%を超えるとメチレン架
橋したビフェニル縮合物やその他の樹脂状副生成物が増
大して収率が低下する。硫酸の使用量は、ビフェニルに
対するモル比が0.2〜10、好ましくは1〜4であ
る。硫酸の使用量が0.2より少ないと反応が極端に遅
くなるか、あるいはクロロメチル化反応が殆ど進まなく
なる。また、硫酸の使用量が10を超えるとビフェニル
縮合物が生成しやすくなり、廃酸量が多くなるため経済
的でない。
【0012】相間移動触媒としては、公知のアンモニウ
ム塩やホスホニウム塩を使用することができるが、好ま
しくはアンモニウム塩であり、更に好ましくは含窒素複
素環化合物とハロゲン化アルキルの4級塩の組合せであ
る。複素環化合物としては、ピリジン、キノリン、イソ
キノリン、ピコリンなどが挙げられる。ハロゲン化アル
キルとしては、炭素鎖長8〜18が好ましく、ハロゲン
種は塩素、臭素が好ましい。また、これらの混合物を相
間移動触媒としてもよい。相間移動触媒の使用量は、通
常、ビフェニルに対するモル比が0.005〜0.5、
好ましくは0.01〜0.35である。
【0013】ホルムアルデヒド類は、ホルムアルデヒド
でもよく、ホルムアルデヒドを反応系内で発生するもの
であってもよく、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、
トリオキサン、ジメチルホルマールなどを挙げることが
できるが、特にパラホルムアルデヒドが好ましい。ホル
ムアルデヒドの使用量は、ホルムアルデヒドとして通
常、ビフェニルに対し、モル比1.5〜10、好ましく
は2.0〜8である。
【0014】また、塩化水素は、塩化水素ガス又は塩酸
として供給するが、塩化水素ガスが好ましい。塩化水素
の供給量は、ビフェニルに対し、モル比1倍以上、好ま
しくは1.5〜5倍量がよい。1倍より少ないと樹脂状
副生物の生成量が増大して、4,4’−ビス(クロロメ
チル)ビフェニルの収率を低下させ、5倍を超えると反
応系外に放散される塩化水素が増すのみで、経済性の点
で好ましくない。
【0015】反応温度は、40〜120℃、好ましくは
60〜90℃であり、反応時間は、通常1〜10時間で
あり、ビフェニルの転化率から決定される。また、反応
圧力は、常圧であっても加圧であってもよいが、常圧が
簡便である。さらに、液相中の水溶液相と有機溶媒相の
比は、1:9〜9:1とすることがよい。
【0016】本発明の反応は液相が2相となるだけでな
く、固・液・気相からなる不均一系となることが多いた
め、反応中は攪拌することが必要である。反応方法は特
に限定されないが、濃硫酸を後から滴下すると脱水反応
が起こり、メチレンで架橋したビフェニルの縮合物が多
く生成する。
【0017】反応終了後は、反応液を冷却、濾過して粗
製品を回収し、これを例えば水洗した後、メタノール等
で再結晶すれば、精製された4,4’−ビス(クロロメ
チル)ビフェニルを得ることができる。なお、精製され
た結晶を得るためには、反応液が高粘度の場合は、適量
のメタノールを加え、全体を濾過する。濾過残のケーキ
を水洗し、硫酸、塩酸、無機塩等を除去した後メタノー
ルで再結晶すると、純度約99%の4,4’−ビス(ク
ロロメチル)ビフェニルの結晶が得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明方法にしたがって、反応液
を攪拌すると有機溶媒は小滴に分散し、ビフェニルがこ
の滴中に溶解、分散する。有機相に溶解した反応基質
と、水相に溶解した塩化水素が、異なる相に分布するた
め、両相を相間移動触媒が移動し、効率的に反応すると
考えられる。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらに限定されない。なお、実施例にお
いて、塩化セチルピリジニウムをCPCと略す。
【0020】実施例1 ビフェニル35g(230mmol)、CPC0.78g
(2.3mmol)、パラホルムアルデヒド15g(460
mmol)、n−ヘプタン90g及び表1に示す濃度と使用
量の硫酸を、攪拌器とコンデンサを付けた500ml丸
底フラスコに仕込み、80℃で塩化水素ガス(ビフェニ
ルに対し4倍モル量)を連続的に吹込みながら、5時間
反応させた。反応結果を表1に示す。なお、表1におい
て、Bpはビフェニル、BCMBpは4,4’−(クロ
ロメチル)ビフェニルを表す。
【0021】
【表1】
【0022】実施例2 ビフェニル77g(500mmol)、CPC1.8g(5
mmol)、パラホルムアルデヒド33g(1.1nmol)、
n−ヘプタン200g及び80%硫酸250gを、撹拌
器とコンデンサーを装着した1リットル丸底フラスコに
仕込み、80℃で塩化水素ガスを連続的に吹き込みなが
ら(吹き込み量=2mol )撹拌し、7時間反応させた。
反応物をガスクロマトグラフ法で分析したところ、ビフ
ェニル転化率は100%、4,4’−ビス(クロロメチ
ル)ビフェニル収率は59.6%であった。
【0023】実施例3 ビフェニル35g(230mmol)、CPC1.75g
(5mmol)、パラホルムアルデヒド15g(460mmo
l)、n−ヘプタン90g及び80%硫酸100gを、
攪拌器とコンデンサを付けた500ml丸底フラスコに
仕込み、80℃で塩化水素ガス(ビフェニルに対し4.
4倍モル量)を連続的に吹込みながら、5時間反応させ
た。ビフェニル転化率は100%、4,4’−ビス(ク
ロロメチル)ビフェニル収率は54%であった。
【0024】実施例4 実施例3とまったく同様のクロロメチル化反応を行い、
反応物を室温まで冷却した後、か性ソーダ水溶液で中和
した。下層に分離した水層を除いた後、固体を含む上層
の有機層に、メタノール100g、粒状か性ソーダ20
gを加えて、2時間、加熱還流させながら反応させた。
反応物を常法に従って処理して、褐色の液体を得た。こ
の液体をガスクロマトグラフで分析したところ、4,
4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニルが26.9g
含まれていた。ビフェニルからの収率は47.1%であ
った。
【0025】比較例1 実施例3において、CPCを除いた以外はまったく同様
にクロロメチル化を行ったところ、ビフェニル転化率は
32.5%、4,4’−ビス(クロロメチル)ビフェニ
ル収率は13.0%しかなかった。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、4,4’−ビス(クロ
ロメチル)ビフェニルを、簡便かつ収率よく得ることが
できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホルムアルデヒド、水、硫酸、塩化水素
    及び不活性有機溶媒の存在下、相間移動触媒を用いて、
    ビフェニルをクロロメチル化することを特徴とする4,
    4’−ビス(クロロメチル)ビフェニルの製造方法。
  2. 【請求項2】 相間移動触媒が、四級アンモニウム塩で
    ある請求項1記載の4,4’−ビス(クロロメチル)ビ
    フェニルの製造方法。
  3. 【請求項3】 不活性有機溶媒が、アルカン又はシクロ
    アルカンである請求項1記載の4,4’−ビス(クロロ
    メチル)ビフェニルの製造方法。
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