JPS63203636A - ハロゲン化芳香族化合物のフツ素化方法 - Google Patents

ハロゲン化芳香族化合物のフツ素化方法

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JPS63203636A
JPS63203636A JP62035880A JP3588087A JPS63203636A JP S63203636 A JPS63203636 A JP S63203636A JP 62035880 A JP62035880 A JP 62035880A JP 3588087 A JP3588087 A JP 3588087A JP S63203636 A JPS63203636 A JP S63203636A
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JP
Japan
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aromatic compound
halogenated aromatic
compound
reaction
fluorine
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JP62035880A
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English (en)
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Seisaku Kumai
清作 熊井
Takashi Seki
隆司 関
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

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】 [産業上の利用分野] 本発明は、医薬、農薬等の中間体として有用なるフッ素
化芳香族化合物を得るための/\ロゲン化芳香族化合物
のフッ素化方法に関するものである。
[従来の技術1 ハロゲン化芳香族化合物にアルカリ金属フッ化物を作用
させて塩素や臭素原子等のハロゲン原子−をフッ素原子
と交換させるフッ稟化反応は古くから知られている。こ
れらの反応は、一般的には、ジメチルスルホキシド、ス
ルホラン等の非プロトン性極性溶媒中で行われる。また
、反応速度を高めるために、4級アンモニウム塩やホス
ホニウム塩笠の化合物を添加している例もある。
[発明の解決しようとする問題点1 ベンゼン環にニトロ基、シアノ基又は、トリフルオロメ
チル基等のような電子吸引基を有するハロゲン化芳香族
化合物は、電子吸引基に対してオルト位又は、バラ位の
ハロゲン原子が活性化されているため、非プロトン性極
性溶媒中、KFと反応しハロゲン原子のフッ素置換が起
こることはよく知られている。しかしながら、電子吸引
基が存在しない場合には、フッ素置換は困難とされてい
る。このような活性の小さいハロゲン原子をフッ素置換
しようという場合には、4級アンモニウム塩やホスホニ
ウム塩の存在下にKFでフッ素置換すると反応速度が向
上するということも知られている。しかしながら、アン
モニウム塩は、 150℃以Eの温度では分解するため
これ以上の温度でのフッ素化反応には使用することがで
きない、ホスホニウム塩は200℃まで使用可能である
が、アンモニウム塩より添加効果は小さく、活性の低い
ハロゲン原子をフッ素置換することは困難であるなど欠
点がある。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、従来技術が有していた反応速度が小さいこと
、高温で反応することができないという問題点を解決す
べくなされたものであり、フッ素原子以外のハロゲン原
子を少なくとも1個有するハロゲン化芳香族化合物の前
記ハロゲン原子をアルカリ金属フッ化物を用いてフッ素
置換せしめるハロゲン化芳香族化合物のフッ素化方法に
於て、前記フッ素置換反応を下記一般式(I)で示され
るピリジニウム化合物の存在下に行うことを特徴とする
ハロゲン化芳香族化合物のフッ素化方法に関するもので
ある。
(式中R1は3級アミノ基、R2は炭素数3以上のアル
キル基を示す、) 出発原料のハロゲン化芳香族化合物は、芳香核に少なく
とも1つの塩素、臭素等のフッ素原子以外のハロゲン原
子を有する化合物である。
特に少なくとも1個の塩素原子及び/または臭素原子を
有する誘導体が好ましい、このハロゲン化芳香族化合物
は、フッ素原子以外のハロゲン原子と共に少なくとも1
個のフッ素原子を有していてもよい、電子吸引基として
は、例えばニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、トリ
フルオロメチル基等がある1本発明の特徴は、これら電
子吸引基のない化合物であっても容易にフッ素化が可能
な点である。このようなハロゲン化芳香族化合物の具体
例は、1,2.3−トリクロロベンゼン等のクロロベン
ゼン類、メタクロロベンゾニトリル等のクロロベンゾニ
トリル類。
3.4−ジクロロベンゾトリフルオリド、 2,3,4
.5−テトラクaロベンゾトリフルオリド等のクロロベ
ンゾニリルオリド類、3.4−ジクロロニトロベンゼン
、 2,3.4−トリクロロニトロベンゼン等のニトロ
ベンゼン類等を挙げることができる。
本発明により、ハロゲン化芳香族化合物のフッ素原子以
外のハロゲン原子がフッ素原子に置換される。フッ素原
子以外のハロゲン原子を2個以上有する場合、その1個
のみをフッ素層Fに置換することも、2個以E全部をフ
ッ素原子に置換することもできる。フッ素置換の程度は
1反応温度1反応時間、その他のフッ素化条件により調
部することができる。
本発明に用いるピリジニウム化合物は、下記一般式(I
)で表すことができる。
式中R1は3級アミ7基、R2は炭素数3以とのアルキ
ル基を示す、R1は好ましくは を表す、但し、)73.)74はそれぞれアルキル基を
表すかまたはR3とR4で環を形成してもよい。
R3,R11がそれぞれアルキル)&を表す場合、それ
は炭J数1〜12のフルキレン基が適ちである、特に 
1〜6のアルキル基が好ましい、この場合、R3,R4
は同一のアルキル基であることが特に好ましい、 R3
とR4で環を形成する場合、それは窒素原子と共に5〜
7員環の複素環を形成する炭素a4〜6のフルキレン基
が好ましく、特にピペリジン環を形成するペンタメチレ
ン基が好ましい、さらに、この複素環を形成するアルキ
レンツ人には、アルキル基等の置換基を有していてもよ
い、また、R2は炭素数4〜12.特に5〜8の分岐状
、または直鎖状アルキル基が好ましい。
本発明において添加するピリジニウム化合物はTetr
ahedron Letters、 25.3383(
1984)に報告されている方法によって得ることがで
きる0例えば、以下の反応により得ることができる。
昆 ?H3 CHiS03CI2G−CH3 昆 フッ素化反応は無溶媒あるいは非プロトン性極性溶媒体
中、前記一般式CI)で示されるピリジニウム化合物の
存在下、ハロゲン化芳香族化合物にアルカリ金属フッ化
物を作用させて行うことができる。溶媒としては、ジメ
チルスルホキシド、スルホラン、トメチル−2−ピロリ
ドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホン、アセ
トニトリル、ヘキサメチルホスホルトリアミド、ベンゾ
ニトリル等を用いることができる。アルカリ金属フッ化
物としては、取扱が容易で実用と商業的に容易に入手で
きるフッ化カリウム、特にスプレー乾燥した微粒子状フ
ッ化カリウムが好ましい、フッ化カリウムの使用九」は
ハロゲン化芳香族化合物のフッ素置換するべきハロゲン
原子に対し、0.5〜10倍、好ましくは1.1〜2倍
モルの範囲が過ちである。前記一般式(I)で示される
ピリジニウム化合物の使用埴は、原料のハロゲン化芳香
族化合物に対し0.001−1.0重量部、好ましくは
、0.01〜0.1重縫部が適当である。
本発明の反応温度は、100〜300℃の範囲が適当で
あり、好ましくは130〜250℃の反応温度が望まし
い0水反応の反応圧力は、常圧あるいは、 「l熱発生
圧力下、更に窒素のような不活性ガスによる加圧下で行
ってもよい0反応時間は1反応器度および原料によって
異なるが、2〜50時間が適当である。
一般にハロゲン交換反応は、できるだけ無水の条件下で
行うことが反応速度を高めるため、また副反応を避ける
ために好ましい0水反応で用いるフッ化カリウム、溶媒
等はいずれも吸湿性が高いため、反応前に十分に脱水す
ることが好ましい0本発明方法に従って得た反応生成物
から、ろ過、溶媒留去、抽出、蒸留等の通常の分離操作
を経て、容易に極めて高収率で目的物質のフッ素化芳香
族化合物を得ることができる。
以下、本発明の実施例についてさらに具体的に説明する
[実施例] 実施例1 2001オートクレーブに1.2.3−トリクロロベン
ゼン50g (Q、275mol)とスプレー乾燥フッ
化カリウム50g (0,882鳳o1)とN−ネオペ
ンチル−4−(N’ 、N’−ジメチルアミノ)−ピリ
ジニウムクロリド2.5g、  これに溶媒としてスル
ホラン100gを仕込、激しく攪拌しながら210℃で
30時間反応させた0反応液をガスクロで分析したとこ
ろ、原料の反応率30%、l、3−ジクロロ−2−フル
オロベンゼンへの選択率91%であった。
比較例1 トネオペンチルー4−(N’ 、N’−ジメチルアミノ
)−ピリジニウムクロリドを添加しないこと以外は実施
例1と同様の条件で反応器に仕込、激しく攪拌しながら
、 250℃で30時間反応させた0反応液をガスクロ
で分析したところ、原料の反応率は1%以下であった。
実施例2 還流コンデンサーを備えた2001ガラス反応器に、メ
タクロロベンゾニトリル20g(0,145mal)、
スプレー乾燥K F 1B、9g(0,291mol)
 、スルホラン50g、トネオペンチルー4−(N’ 
、N’−ジメチルアミノ)−ピリジニウムクロリド1g
を仕込。
230℃で10時間反応させた0反応液をガスクロで分
析したところ、原料の反応率35%、メタフルオロベン
ゾニトリルへの選択率89%であった。
実施例3 2001オートクレーブに3,4−ジクロロベンゾトリ
フルオリド50g (0,2329mol)、スプレー
乾燥K F27g(0,488mol) 、 スルホラ
ン100g、トネオペンチルー4−(N’ 、N’−ジ
メチルアミノ)−ピリジニウムクロリド2gを仕込、激
しく攪拌しながら、180℃で15時間反応させた0反
応液をガスクロで分析したところ、3,4−ジフルオロ
ベンゾトリ7オリドへの選択率22%、残りは3−ジク
ロロ−4−フルオロベンゾトリフルオリドであった。
実施例4 2001 オートクレーブに2.3,4.5−テトラク
ロロベンゾトリフルオリド20g (0,070mal
)、スプレー乾燥K F 24.5g(0,422s+
ol) 、スルホラン50g 、ネオペンチル−4−(
N’ 、N’−ジメチルアミノ)−ピリジニウムクロリ
ド2gを仕込、激しく攪拌しながら 180℃で9時間
反応させた0反応液をガスクロで分析したところ、原料
の反応率 100%、2,3L4,5−テトラクロロベ
ンゾトリフルオリドへの選択率14%、5−クロロ−2
,3,4−トリフルオロベンゾリフルオリドへの選択率
43%、3.5−ジクロロ−2,4−ジフルオロベンゾ
トリフルオリドへの選択率11%であった。
実施例5 還流コンデンサーを備えた2001ガラス製反応器に3
,4−ジクロロニトロベンゼン50g、スプレー乾燥K
 F20g 、 N−(2−エチル−ヘキシルアミノ)
−4−(N’ 、N’−ジメチル)−ピリジニウムクロ
リド265g、それにスルホランIQOgを仕込、激し
く攪拌しながら 190℃で15時間反応させた0反応
液をガスクロで分析したところ、原料の反応4<tt 
 10(1%、3,4−ジフルオロ乎トロベンゼンへの
選択率は23%、3−クロロ−4−フルオロニトロベン
ゼンへの選択率は52%であった。
実施例6 還流コンデンサーを備えた2001ガラス製反応器に2
.3.4−)ジクロロニトロベンゼン50g、スプレー
乾燥K F2O,、N−ネオペンチル−4−(N’ 、
N’−ジブチルアミノ)−ピリジニウムクロリド2.5
g、それにスルホラン100gを仕込、激しく攪拌しな
がら150℃で12時間反応させた0反応液をガスクロ
で分析したところ、原料の反応率t* too%、 2
,3.4−)リフルオロニトロベンゼンへの選択率1s
%、3−クロロ−2,4−ジフルオロニトロベンゼンへ
の選択率は、46%であった。
比較例2 トネオペンチルー(N’、N’−ジメチルアミノ)−ピ
リジニウムクロリドをテトラブチルホスホニウムクロリ
ドに代えた以外は、実施例3と同様の条件で反応器に仕
込、激しく攪拌しながら、185℃で15時間反応させ
た0反応液をガスクロで分析したところ3,4−ジフル
オロベンゾトリフルオリドへの選択率2%、残りは3−
クロロートフルオロベンゾトリフルオリドであった。
比較例3 N−(2−エチル−ヘキシルアミノ)−4−(N’ 、
N’ジメチル)ピリジニウムクロリドをテトラメチルホ
スホニウムクロリドに代えた以外は、実施例5と同様の
条件で反応器に仕込、激しく攪拌しながら、 150℃
で10時間反応させた0反応液をガスクロで分析したと
ころ、主生成物は3−クロロ−4−フルオロニトロベン
ゼンであす、3.4−ジフルオロニトロベンゼンへの選
択率は1%以下であった。さらに反応温度を 190℃
まで上げ、反応を続けたが、これ以E反応は進行しなか
った。
[発明の効果1 本発明におけるピリジニウム化合物は、耐熱性が高いた
めに分解することなく200℃以上におけるフッ素化反
応が可能であり、それだけ収率の高いフッ素化反応を実
施することができる。さらに、従来の4級アンモニウム
塩やホスホニウム塩等に比べ、極めてフッ素化活性が高
く、高収率でフッ素化物を得ることができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 フッ素原子以外のハロゲン原子を少なくとも1個有する
    ハロゲン化芳香族化合物の前記ハロゲン原子をアルカリ
    金属フッ化物を用いてフッ素置換せしめるハロゲン化芳
    香族化合物のフッ素化方法に於て、前記フッ素置換反応
    を下記一般式( I )で示されるピリジニウム化合物の
    存在下に行うことを特徴とするハロゲン化芳香族化合物
    のフッ素化方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼−−−−−( I ) (式中R^1は3級アミノ基、R^2は炭素数3以上の
    アルキル基を示す。)
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0506200A1 (en) * 1991-03-27 1992-09-30 Dowelanco A process for the preparation of o-chlorofluorobenzene
CN107311869A (zh) * 2017-06-14 2017-11-03 浙江解氏新材料股份有限公司 3,4,5‑三氟硝基苯的制备方法
CN107325001A (zh) * 2017-06-14 2017-11-07 浙江解氏新材料股份有限公司 2,3,4‑三氟硝基苯的制备方法

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