JP2001158754A - テトラフルオロベンゼンジメタノールの製造方法 - Google Patents

テトラフルオロベンゼンジメタノールの製造方法

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JP2001158754A
JP2001158754A JP34016399A JP34016399A JP2001158754A JP 2001158754 A JP2001158754 A JP 2001158754A JP 34016399 A JP34016399 A JP 34016399A JP 34016399 A JP34016399 A JP 34016399A JP 2001158754 A JP2001158754 A JP 2001158754A
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tetrafluorobenzene
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Hideo Miyata
英雄 宮田
Kohei Morikawa
宏平 森川
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Showa Denko KK
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    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
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Abstract

(57)【要約】 【課題】農薬、医薬などの製造原料、中間体などとして
有用なテトラフルオロベンゼンジメタノールあるいはテ
トラフルオロベンゼンジカルバルデヒドを工業的に有用
に製造する方法を提供する。 【解決手段】テトラフルオロジシアノベンゼンをニッケ
ル、パラジウム、白金、ルテニウム及びコバルトからな
る群より選ばれた1種以上の金属を触媒として水及び酸
の存在下で水素により還元しテトラフルオロベンゼンジ
カルバルデヒドとし、次いで還元することによりテトラ
フルオロベンゼンジメタノールを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、農薬、医薬などの
製造原料、中間体などとして有用なテトラフルオロベン
ゼンジメタノール、あるいはテトラフルオロベンゼンジ
カルバルデヒドの製造方法に関する。特にこれらの化合
物は優れた殺虫作用を有するシクロプロパンカルボン酸
エステル類の製造中間体として有用である。
【0002】
【従来の技術】テトラフルオロベンゼンジメタノールの
シクロプロパンカルボン酸エステル類は高い殺虫活性を
持つことが知られている(特開平1−238555号公
報など)。テトラフルオロベンゼンジメタノールの製造
方法としては、例えば、英国特許公開第2127013
号公報には2,3,5,6−テトラフルオロテレフタル
酸クロライドをNaBH4で還元する方法が開示されて
いる。米国特許第4189589号、4178293号
公報には2,3,4,5−テトラフルオロフタル酸をジ
ボランで還元する方法が開示されている。また、特開平
1−238555号公報には2,3,5,6−テトタフ
ルオロトルエンをn−ブチルリチウム存在下でヨウ化メ
チルと反応させて2,3,5,6−テトラフルオロキシ
レンとした後、メチル基を臭素化、アセチル化、加水分
解して2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンジメタ
ノールを製造することが開示されている。これらの方法
は高価な還元剤を使用したり、工程が長いなどの点から
工業的に有利な方法とは言い難い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的のひとつ
は、農薬、医薬などの製造原料、中間体などとして有用
なテトラフルオロベンゼンジメタノールあるいはテトタ
フルオロベンゼンジカルバルデヒドを工業的に有用に製
造する方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、式
(1)
【化1】 で示されるテトラフルオロジシアノベンゼンをそのシア
ノ基をアルデヒド基に還元することにより式(2)
【0005】
【化2】 で示されるテトラフルオロベンゼンジカルバルデヒドを
得、次いで得られたテトラフルオロベンゼンジカルバル
デヒドをそのアルデヒド基をヒドロキシメチル基に還元
することにより式(3)
【0006】
【化3】 で示されるテトラフルオロベンゼンジメタノールを製造
する方法が提供される。また、上記のシアノ基のアルデ
ヒド基への還元をニッケル、パラジウム、白金、ルテニ
ウム及びコバルトからなる群より選ばれた1種以上の金
属を触媒として水及び酸の存在下で水素により行う上記
のテトラフルオロベンゼンジメタノールの製造方法が提
供される。さらに、上記のシアノ基のアルデヒド基への
還元を銅を含む化合物(例えば、銅塩)によって処理さ
れたスポンジニッケル系触媒を用いる上記のテトラフル
オロベンゼンジメタノールの製造方法が提供される。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明を詳しく説明する。式
(2)のテトラフルオロベンゼンジカルバルデヒドは、
水及び酸の存在下、水素還元により反応式(4)
【化4】 に従い製造することができる。本反応はさらに触媒の存
在下に行われる。触媒としてはニッケル、パラジウム、
白金、ルテニウム及びコバルトからなる群より選ばれる
金属からなる金属触媒が用いられる。この場合、金属は
1種以上であればよい。特に、ニッケル触媒が好ましく
使用することができる。触媒は金属そのままでも、担持
触媒の形でも使用することができる。担体としては活性
炭、シリカ、アルミナ等が使用できる。好ましい触媒の
具体例としてはスポンジニッケル触媒が挙げられる。触
媒の添加量に特に制限はないが、上記の式(1)のテト
ラフルオロジシアノベンゼンに対して0.5質量パーセ
ント以上の触媒を用いることが好ましく、特に1〜60
質量パーセントが好ましい。
【0008】また、反応式(4)で示される反応に用い
られる酸としては、硫酸、塩酸、リン酸、ギ酸、酢酸、
モノクロル酢酸、ジクロル酢酸、トリフルオロ酢酸等が
用いられる。酸の使用量に特に制限はないが、式(1)
のテトラフルオロジシアノベンゼンに対して1倍モル以
上の酸を用いることが好ましい。また、反応式(4)で
示される反応に用いられる水は、式(1)のテトラフル
オロジシアノベンゼンに対して2倍モル以上(酸が水溶
液であれば、その水分量を含む。)必要となるが、反応
を円滑に進めるためには小過剰から大過剰用いることが
好ましい。
【0009】本反応の溶媒としては、メタノール、エタ
ノール、2−プロパノール等の炭素数1から4のアルコ
ール類、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン等の
炭素数4から6のエーテル類、酢酸、ギ酸等の炭素数1
から3のカルボン酸類または水、などを用いることがで
きる。
【0010】また、本反応には助触媒の添加が有効であ
り、選択率の向上をもたらす。助触媒としては鉛、カド
ミウム、アンチモン、ビスマス、亜鉛、鉄、銅、スズな
どが使用される。好ましくは銅または銅を含む化合物で
ある。例えば、特公平3−57094、3−57095
号公報にベンゾニトリル類を酸の存在下、銅塩溶液で処
理したスポンジニッケル系触媒を用いて還元するベンズ
アルデヒド類の製造方法が開示されているが、本反応に
おいても有効である。
【0011】助触媒の添加法については、助触媒を含む
溶液(例えば、銅塩溶液)を金属触媒(例えば、スポン
ジニッケル触媒)を展開する際に添加してもよいし、還
元反応を行う前の金蔵触媒(例えば、スポンジニッケル
触媒)を含む溶媒中に添加してもよい。また、金属触媒
(例えば、スポンジニッケル触媒)を助触媒を含む溶液
に添加してもよく、この場合は溶解させても懸濁させて
もよい。助触媒の添加量は、触媒及び助触媒の種類のも
よるが、一般的には触媒の0.1〜50質量%が適当で
ある。反応形式は特に限定されるものではないが、触媒
懸濁流通式、固定床流通式、トリクルヘッド、あるいは
回分式等の方法が採用される。
【0012】反応温度は特に限定されるものではない
が、常温から200℃付近の温度で実施することが好ま
しい。また、水素供給方法には特に制限はなく、反応液
に吹き込んでも、気相部に流通あるいは間欠的に供給し
てもかまわない。また、窒素等の不活性ガスとともに混
合ガスとして供給することも可能である。水素分圧は減
圧から加圧下の範囲で実施することができる。本発明に
よると、テトラフルオロジシアノベンゼンは核置換のフ
ッ素原子は水素還元されず、シアノ基がアルデヒド基に
高選択的に還元される。
【0013】反応によって得られた式(2)のテトラフ
ルオロベンゼンジカルバルデヒドは、触媒を濾過、遠心
分離、沈降分離等の操作により分離した後、溶媒を留去
することにより単離できる。次に、アルデヒド基をヒド
ロキシメチル基に還元する場合は、上記の単離されたテ
トラフルオロベンゼンジカルバルデヒドをそのまま次の
工程に使用することも可能である。あるいは、触媒を分
離した反応終了液を続く工程に供給し、アルデヒド基を
ヒドロキシメチル基に変換する反応を実施することもで
きる。
【0014】上記の反応により製造された式(2)のテ
トラフルオロベンゼンジカルバルデヒドは、反応式
(5)
【化5】 の還元反応により式(3)のテトラフルオロベンゼンジ
メタノールに変換される。本反応はニッケル、パラジウ
ム、白金、ルテニウム、コバルト等の金属触媒が用いら
れる。特にニッケル触媒が好ましく使用することができ
る。触媒は金属そのままでも、担持触媒の形でも使用す
ることができる。担体としては活性炭、シリカ、アルミ
ナ等が使用できる。好ましい触媒の具体例としてはスポ
ンジニッケル触媒が挙げられる。
【0015】本反応には溶媒は必須ではないが、トルエ
ン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、メタノ
ール、エタノール、2−プロパノール等の炭素数1〜4
のアルコール類、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフ
ラン等の炭素数4〜6のエーテル類、酢酸、ギ酸等の炭
素数1〜3のカルボン酸類を溶媒として用いることがで
きる。特にトルエン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水
素系溶媒、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン等
の炭素数4〜6のエーテル類が好ましく使用される。反
応形式は特に限定されるものではないが、触媒懸濁流通
式、固定床流通式、トリクルヘッド、あるいは回分式等
の方法が採用される。
【0016】反応温度は特に限定されるものではない
が、常温から200℃付近の温度で実施することが好ま
しい。また、還元水素圧力は特に限定されるものではな
いが、好ましくは1MPa以下で実施される。反応によ
って得られた式(3)のテトラフルオロベンゼンジメタ
ノールは、触媒を濾過、遠心分離、沈降分離等の操作に
より分離した後、溶媒を留去する等の手段にによって単
離することができる。
【0017】
【実施例】以下に実施例により本発明を説明する。ただ
し、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。 実施例1 容積100ccの冷却管付きガラス反応容器に、メタノ
ール13.0g、水13.4g、ギ酸11.6g、テト
ラフルオロテレフタロニトリル2.00g、スポンジニ
ッケル0.5gを仕込み、気相部を水素ガスにより充分
置換した後、冷却管頭頂部に水素球を取り付け、50℃
で4時間半攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィー
により分析したところ、テトラフルオロテレフタルアル
デヒドの収率は32.5%であった。
【0018】実施例2 酢酸銅一水和物0.4gを添加した以外は実施例1と同
様な操作を行った。テトラフルオロテレフタルアルデヒ
ドの収率は41.0%であった。この反応液より触媒を
濾過し、減圧下で溶媒を留去し固形物を得た。この固形
物を100ccのステンレス製オートクレーブに移し、
1,4−ジオキサン20g、スポンジニッケル0.1g
を仕込み、気相部を水素ガスにより充分置換した後0.
5MPa(ゲージ圧力)に加圧した。圧力0.5MPa
を維持しながら水素を供給し続け、120℃で攪拌を継
続した。水素の吸収は3時間後に停止した。反応液をガ
スクロマトグラフィーにより分析したところ、テトラフ
ルオロテレフタロニトリルの転化率は100%であり、
テトラフルオロテレフタロニトリル基準の2,3,5,
6−テトラフルオロベンゼンジメタノールの収率は3
8.0%であった。この反応液より触媒を濾過し、溶媒
を減圧下留去することで固形物を得た。この固形物にト
ルエン20gを加えて還流下で1時間攪拌後、濾過によ
り白色の結晶0.76gを得た。
【0019】
【発明の効果】本発明により式(3)のテトラフルオロ
ベンゼンジメタノールまたはテトラフルオロベンゼンジ
カルバルデヒドを工業的に有利な方法により製造するこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C07B 61/00 300 B01J 23/74 321X Fターム(参考) 4H006 AA02 AC11 AC41 AC45 BA05 BA20 BA21 BA25 BA26 BA28 BA32 BA35 BA36 BA37 BA55 BA61 BB14 BB17 BB24 BC31 BE20 BE60 FC50 FE11 FE73 FE74 4H039 CA60 CA62 CB20 CB30

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テトラフルオロジシアノベンゼンのシアノ
    基をアルデヒド基に還元し、、次いでアルデヒド基をヒ
    ドロキシメチル基に還元することを特徴とするテトラフ
    ルオロベンゼンジメタノールの製造方法。
  2. 【請求項2】シアノ基のアルデヒド基への還元をニッケ
    ル、パラジウム、白金、ルテニウム及びコバルトからな
    る群より選ばれた1種以上の金属を触媒として水及び酸
    の存在下で水素により行う請求項1に記載のテトラフル
    オロベンゼンジメタノールの製造方法。
  3. 【請求項3】シアノ基のアルデヒド基への還元を銅塩で
    処理されたスポンジニッケル系触媒を用いる請求項2に
    記載のテトラフルオロベンゼンジメタノールの製造方
    法。
  4. 【請求項4】テトラフルオロジシアノベンゼンがテトラ
    フルオロテレフタロニトリルであり、テトラフルオロベ
    ンゼンジメタノールが2,3,5,6−テトラフルオロ
    ベンゼンジメタノールである請求項1乃至3のいずれか
    に記載のテトラフルオロベンゼンジメタノールの製造方
    法。
  5. 【請求項5】テトラフルオロジシアノベンゼンをニッケ
    ル、パラジウム、白金、ルテニウム及びコバルトからな
    る群より選ばれた1種以上の金属を触媒として水及び酸
    の存在下で水素により還元することを特徴とするテトラ
    フルオロベンゼンジカルバルデヒドの製造方法。
  6. 【請求項6】触媒が銅塩で処理されたスポンジニッケル
    系触媒である請求項5に記載のテトラフルオロベンゼン
    ジカルバルデヒドの製造方法。
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