JP2004269507A - Method for producing fluorine-containing ester compound - Google Patents

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拓也 小野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an ester compound (IV), capable of reducing the using amount of a hydrocarbon-based solvent used in the preparation of the ester compound (IV), and also performed in simple equipment including an apparatus for recovering the hydrocarbon-based solvent from recovered solvent. <P>SOLUTION: This method for producing the fluorine-containing ester compound (IV) expressed by formula (IV) by performing an ester interchange reaction of an ester compound (I) expressed by formula (I) with a benzyl alcohol compound (II) expressed by formula (II) in the presence of the hydrocarbon-based solvent in a reaction pot is provided by distilling off a mixture of methanol or ethanol produced as a by-product in the ester interchange reaction and the hydrocarbon-based solvent to the outside of the reaction pot, bringing the mixture in contact with water and returning the separated hydrocarbon-based solvent to the reaction pot. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、有害生物防除剤の有効成分として有用な含フッ素エステル化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a fluorine-containing ester compound useful as an active ingredient of a pesticidal agent.

式(IV)

Figure 2004269507
(式中、Rはメチル基または炭素数3〜4のアルケニル基を表し、Rは水素原子またはメチル基を表し、Rは、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜3のアルケニル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルコキシル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルキルチオ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルコキシル基が結合したメチル基、水素原子またはハロゲン原子を表す。)
で示されるシクロプロパンカルボン酸 2,3,5,6−テトラフルオロベンジルエステル化合物が有害生物防除剤の有効成分として有用であることが知られており(例えば、特許文献1)、その製造方法としては、特許文献2において、次のエステル化合物(I)と、ベンジルアルコール化合物(II)を炭化水素系反応溶媒の存在下に、反応釜内でエステル交換反応させ、副生したメタノールもしくはエタノールと炭化水素系反応溶媒を反応釜外へ留出させ、同時に、得られた反応混合物中に新たに炭化水素系反応溶媒を加えてさらに反応させる方法が開示されている。 Formula (IV)
Figure 2004269507
(Wherein, R 1 represents a methyl group or an alkenyl group having 3 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 4 has 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom. An alkyl group, an alkenyl group having 2 to 3 carbon atoms which may be substituted by a halogen atom, an alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted by a halogen atom, a carbon atom which may be substituted by a halogen atom Which represents a methyl group, a hydrogen atom or a halogen atom to which an alkylthio group having 1 to 3 carbon atoms or an alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom is bonded.
It is known that cyclopropanecarboxylic acid 2,3,5,6-tetrafluorobenzyl ester compound represented by the formula (1) is useful as an active ingredient of a pesticide (for example, Patent Document 1). In Patent Document 2, a transesterification reaction of the following ester compound (I) and a benzyl alcohol compound (II) in a reaction vessel in the presence of a hydrocarbon-based reaction solvent is carried out in A method is disclosed in which a hydrogen-based reaction solvent is distilled out of a reactor, and at the same time, a hydrocarbon-based reaction solvent is newly added to the obtained reaction mixture to further react.

式(I)

Figure 2004269507
(式中、Rはメチル基または炭素数3〜4のアルケニル基を表し、Rは水素原子またはメチル基を表し、Rはメチル基またはエチル基を表す。) Formula (I)
Figure 2004269507
(In the formula, R 1 represents a methyl group or an alkenyl group having 3 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 3 represents a methyl group or an ethyl group.)

式(II)

Figure 2004269507
(式中、Rは、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜3のアルケニル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルコキシル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルキルチオ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルコキシル基が結合したメチル基、水素原子またはハロゲン原子を表す。) Formula (II)
Figure 2004269507
(Wherein, R 4 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, an alkenyl group having 2 or 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, or a substituent substituted with a halogen atom. C1-C3 alkoxyl group which may be substituted by a halogen atom, C1-C3 alkylthio group optionally substituted by a halogen atom, C1-C3 alkoxyl group which may be substituted by a halogen atom Represents a methyl group, a hydrogen atom or a halogen atom.)

特開2000−63329号公報JP-A-2000-63329 特開2002−167355号公報([0019]〜[0022])JP-A-2002-167355 ([0019] to [0022])

上記方法では、大量の炭化水素系反応溶媒を用いて速やかに副生するアルコールを反応系から除去しなければ、得られるエステル化合物(IV)の純度が低下するおそれがある。また、回収された炭化水素系溶媒(回収溶媒)は、副生したメタノールもしくはエタノールを分離しないまま、次のエステル化合物(IV)の反応に用いることはできず、回収溶媒から副生したメタノールもしくはエタノールを分離するために、反応槽、回収溶媒を凝縮するための凝縮器、該回収溶媒の回収槽に加え、回収溶媒から炭化水素反応溶媒のみを回収する設備が必要であった。さらに、大量の回収溶媒を使用することから、工業的には大容量の前記設備群が必要であった。
本発明の目的は、エステル化合物(IV)の製造に用いられる炭化水素系溶媒の使用量を低減することができ、しかも、回収溶媒から炭化水素系溶媒を回収する設備を含めて、簡便な設備でエステル化合物(IV)を製造する方法を提供することである。
In the above method, unless a large amount of a hydrocarbon-based reaction solvent is used to quickly remove by-produced alcohol from the reaction system, the purity of the obtained ester compound (IV) may be reduced. Further, the recovered hydrocarbon solvent (recovered solvent) cannot be used for the next reaction of the ester compound (IV) without separating the by-produced methanol or ethanol, and methanol or by-produced from the recovered solvent cannot be used. In order to separate ethanol, a reaction tank, a condenser for condensing the recovered solvent, a recovery tank for the recovered solvent, and a facility for recovering only the hydrocarbon reaction solvent from the recovered solvent were required. Further, since a large amount of the recovery solvent is used, a large-capacity facility group is required industrially.
An object of the present invention is to reduce the amount of a hydrocarbon solvent used in the production of an ester compound (IV), and to provide a simple facility including a facility for recovering a hydrocarbon solvent from a recovery solvent. And to provide a method for producing an ester compound (IV).

本発明は、エステル化合物(I)とベンジルアルコール化合物(II)を炭化水素系溶媒の存在下に反応釜内でエステル交換反応させて式(IV)で表される含フッ素エステル化合物を製造する方法であって、エステル交換反応中に副生されるメタノールもしくはエタノールと、炭化水素系溶媒との混合物を反応釜外へ留出させ、該混合物を水と接触させ、分離された炭化水素系溶媒を精留塔内に戻すことを特徴とする含フッ素エステル化合物(IV)の製造方法である。   The present invention provides a method for producing a fluorine-containing ester compound represented by the formula (IV) by subjecting an ester compound (I) and a benzyl alcohol compound (II) to a transesterification reaction in a reaction vessel in the presence of a hydrocarbon solvent. And distilling a mixture of methanol or ethanol by-produced during the transesterification reaction and the hydrocarbon solvent out of the reaction vessel, contacting the mixture with water, and separating the separated hydrocarbon solvent. A method for producing a fluorinated ester compound (IV), which comprises returning the compound to a rectification column.

中でも、エステル交換反応を、式(III)
OLi (III)
(式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
で示されるリチウム化合物存在下にて反応することが好ましい。
Among them, the transesterification reaction is carried out according to the formula (III)
R 5 OLi (III)
(In the formula, R 5 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
The reaction is preferably performed in the presence of a lithium compound represented by

また、混合物が、精留塔を経由して水と接触されることが好ましく、混合物と水との接触及び炭化水素系溶媒の分離を0〜50℃で実施することが好ましい。
炭化水素系溶媒としては、炭素数5〜8の直鎖状脂肪族炭化水素溶媒、炭素数5〜8の分岐状脂肪族炭化水素溶媒、及び炭素数5〜8の脂環式炭化水素溶媒からなる群から選ばれる少なくとも1種の炭化水素系溶媒が好ましい。
Further, the mixture is preferably brought into contact with water via a rectification column, and the contact between the mixture and water and the separation of the hydrocarbon solvent are preferably carried out at 0 to 50 ° C.
Examples of the hydrocarbon-based solvent include a linear aliphatic hydrocarbon solvent having 5 to 8 carbon atoms, a branched aliphatic hydrocarbon solvent having 5 to 8 carbon atoms, and an alicyclic hydrocarbon solvent having 5 to 8 carbon atoms. At least one hydrocarbon solvent selected from the group consisting of

さらに、本発明は、エステル交換反応を行う反応釜(11)と、該反応釜の上部に具備された精留塔(12)と、該精留塔の塔頂部に連結された凝縮器(13)と、該凝縮器の下部に連結された分離器(14)と、該分離器の炭化水素系溶媒の層(15)を該反応釜に還流する配管(17)とを具備する反応装置(10)を用い、エステル化合物(I)とベンジルアルコール化合物(II)を炭化水素系溶媒の存在下に反応釜(11)内でエステル交換反応させ、エステル交換反応中に副生されるメタノールもしくはエタノールと、炭化水素系溶媒との混合物を精留塔(12)を経由して、該混合物を凝縮器(13)にて凝縮させ、分離器(14)で水と接触させ、分離された炭化水素系溶媒の層(15)を精留塔(12)に配管(17)を経由して還流させることを特徴とする含フッ素エステル化合物(IV)の製造方法である。   Further, the present invention provides a reaction vessel (11) for performing a transesterification reaction, a rectification column (12) provided on the upper part of the reaction vessel, and a condenser (13) connected to the top of the rectification column. ), A separator (14) connected to a lower part of the condenser, and a pipe (17) for refluxing the hydrocarbon solvent layer (15) of the separator to the reaction vessel (17). Using 10), the ester compound (I) and the benzyl alcohol compound (II) are subjected to a transesterification reaction in a reaction vessel (11) in the presence of a hydrocarbon-based solvent, and methanol or ethanol by-produced during the transesterification reaction is used. And a mixture with a hydrocarbon solvent via a rectification column (12), the mixture is condensed in a condenser (13), contacted with water in a separator (14), and the separated hydrocarbons The system solvent layer (15) is connected to the rectification column (12) via the pipe (17). A process for producing a fluorinated ester compound (IV), wherein the refluxing Te.

本発明の製造方法によれば、より少ない炭化水素系溶媒しか用いなくとも、得られる含フッ素エステル化合物(IV)の純度は高く、回収溶媒から含フッ素エステル化合物(IV)の製造方法に使用可能な炭化水素系溶媒を回収する工程及び該工程のための設備を具備する必要がない。   According to the production method of the present invention, the purity of the obtained fluorinated ester compound (IV) is high and the fluorinated ester compound (IV) can be used for the production method of the fluorinated ester compound (IV) from the recovered solvent even when using less hydrocarbon solvent. There is no need to provide a process for recovering a suitable hydrocarbon solvent and equipment for the process.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で用いられるエステル化合物(I)中のRで示される炭素数3〜4のアルケニル基としては、例えば、2−メチル−1−プロペニル基、1−プロペニル基及び1−ブテニル基があげられる。
エステル化合物(I)としては、例えば、Rが炭素数3〜4のアルケニル基であり、且つRが水素原子である化合物や、RおよびRが共にメチル基である化合物が挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The alkenyl group having 3-4 carbon atoms represented by R 1 in the ester compound used in the present invention (I), for example, 2-methyl-1-propenyl group, 1-propenyl and 1-butenyl groups are mentioned Can be
Examples of the ester compound (I) include compounds in which R 1 is an alkenyl group having 3 to 4 carbon atoms and R 2 is a hydrogen atom, and compounds in which R 1 and R 2 are both methyl groups. .

エステル化合物(I)の具体例としては、2,2−ジメチル−3−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル、2,2−ジメチル−3−(1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル、2,2−ジメチル−3−(1−ブテニル)シクロプロパンカルボン酸メチル、2,2,3,3−テトラメチルシクロプロパンカルボン酸メチル、2,2−ジメチル−3−(2−メチル−1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸エチル、2,2−ジメチル−3−(1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸エチル、2,2−ジメチル−3−(1−ブテニル)シクロプロパンカルボン酸エチル、および2,2,3,3−テトラメチルシクロプロパンカルボン酸エチルが挙げられる。   Specific examples of the ester compound (I) include methyl 2,2-dimethyl-3- (2-methyl-1-propenyl) cyclopropanecarboxylate and 2,2-dimethyl-3- (1-propenyl) cyclopropanecarboxylate Methyl 2,2-dimethyl-3- (1-butenyl) cyclopropanecarboxylate, methyl 2,2,3,3-tetramethylcyclopropanecarboxylate, 2,2-dimethyl-3- (2-methyl Ethyl-1-propenyl) cyclopropanecarboxylate, ethyl 2,2-dimethyl-3- (1-propenyl) cyclopropanecarboxylate, ethyl 2,2-dimethyl-3- (1-butenyl) cyclopropanecarboxylate, and Ethyl 2,2,3,3-tetramethylcyclopropanecarboxylate.

ベンジルアルコール化合物(II)中のRで示される、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、トリフルオロメチル基があげられ。Rで示される、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜3のアルケニル基としては、例えばビニル基、アリル基、2,2−ジクロロビニル基があげられる。Rで示される、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルコキシル基としては、例えばメトキシ基、トリフルオロメトキシ基があげられる。Rで示される、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルキルチオ基としては、例えばメチルチオ基があげられる。Rで示される、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルコキシル基が結合したメチル基としては、例えばメトキシメチル基があげられる。ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子があげられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, which may be substituted with a halogen atom, represented by R 4 in the benzyl alcohol compound (II) include a methyl group, an ethyl group, and a trifluoromethyl group. Examples of the alkenyl group having 2 to 3 carbon atoms, which may be substituted with a halogen atom, represented by R 4 include a vinyl group, an allyl group, and a 2,2-dichlorovinyl group. Examples of the alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms, which may be substituted with a halogen atom, represented by R 4 include a methoxy group and a trifluoromethoxy group. Examples of the alkylthio group having 1 to 3 carbon atoms, which may be substituted with a halogen atom, represented by R 4 include a methylthio group. Examples of the methyl group represented by R 4 to which an alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom is bonded include a methoxymethyl group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.

ベンジルアルコール化合物(II)の具体例としては、2,3,5,6−テトラフルオロベンジルアルコール、2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンジルアルコール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−クロロベンジルアルコール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−ブロモベンジルアルコール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−メチルベンジルアルコール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−ジフルオロメチルベンジルアルコール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−トリフルオロメチルベンジルアルコール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−ビニルベンジルアルコール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−アリルベンジルアルコール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−(2,2−ジクロロビニル)ベンジルアルコール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−メトキシベンジルアルコール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−ジフルオロメトキシベンジルアルコール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−トリフルオロメトキシベンジルアルコール、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−メチルチオベンジルアルコール、および2,3,5,6−テトラフルオロ−4−メトキシメチルベンジルアルコールが挙げられる。   Specific examples of the benzyl alcohol compound (II) include 2,3,5,6-tetrafluorobenzyl alcohol, 2,3,4,5,6-pentafluorobenzyl alcohol, 2,3,5,6-tetrafluoro -4-chlorobenzyl alcohol, 2,3,5,6-tetrafluoro-4-bromobenzyl alcohol, 2,3,5,6-tetrafluoro-4-methylbenzyl alcohol, 2,3,5,6-tetra Fluoro-4-difluoromethylbenzyl alcohol, 2,3,5,6-tetrafluoro-4-trifluoromethylbenzyl alcohol, 2,3,5,6-tetrafluoro-4-vinylbenzyl alcohol, 2,3,5 2,6-tetrafluoro-4-allylbenzyl alcohol, 2,3,5,6-tetrafluoro-4- (2,2-dichlorovinyl ) Benzyl alcohol, 2,3,5,6-tetrafluoro-4-methoxybenzyl alcohol, 2,3,5,6-tetrafluoro-4-difluoromethoxybenzyl alcohol, 2,3,5,6-tetrafluoro- 4-trifluoromethoxybenzyl alcohol, 2,3,5,6-tetrafluoro-4-methylthiobenzyl alcohol, and 2,3,5,6-tetrafluoro-4-methoxymethylbenzyl alcohol.

式(IV)で示されるエステル化合物としては、例えば、Rが炭素数3〜4のアルケニル基であり、かつ、Rが水素原子である化合物、R、Rが共にメチル基である化合物があげられる。 Examples of the ester compound represented by the formula (IV) include a compound in which R 1 is an alkenyl group having 3 to 4 carbon atoms and R 2 is a hydrogen atom, and both R 1 and R 2 are methyl groups. Compounds.

本発明は、エステル化合物(I)とベンジルアルコール化合物(II)を炭化水素系溶媒の存在下に反応釜内でエステル交換反応させて含フッ素エステル化合物(IV)を製造する方法である。
エステル化合物(I)の使用量は、反応後の分離及び回収を容易に実施するために、ベンジルアルコール化合物(II)の1モルに対して、好ましくは1〜3モルの範囲であり、より好ましくは1〜2モルの範囲である。
The present invention is a method for producing a fluorine-containing ester compound (IV) by subjecting an ester compound (I) and a benzyl alcohol compound (II) to a transesterification reaction in a reaction vessel in the presence of a hydrocarbon solvent.
The amount of the ester compound (I) used is preferably in the range of 1 to 3 mol, more preferably 1 to 3 mol, more preferably 1 mol of the benzyl alcohol compound (II), in order to facilitate separation and recovery after the reaction. Ranges from 1 to 2 moles.

炭化水素系溶媒としては、例えば、ハロゲン化炭化水素類(1,2−ジクロロエタン、モノクロロベンゼン等)、炭素数5〜8の直鎖状または分岐状脂肪族炭化水素類(ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等)、炭素数5〜8の脂環式炭化水素類(シクロヘキサン、シクロヘプタン等)、および芳香族炭化水素類(トルエン、キシレン等)等が挙げられる。
炭化水素系溶媒の使用量は、ベンジルアルコール化合物(II)1重量部に対して、0.5〜100重量部であり、好ましくは1〜10重量部である。有機溶媒を0.5重量部以上使用するとエステル交換反応以外の副反応を抑制する傾向にあることから好ましく、100重量部以下であると、反応槽における容積効率が向上する傾向にあることから好ましい。
Examples of the hydrocarbon solvent include halogenated hydrocarbons (1,2-dichloroethane, monochlorobenzene, etc.), and linear or branched aliphatic hydrocarbons having 5 to 8 carbon atoms (pentane, hexane, heptane, Octane), alicyclic hydrocarbons having 5 to 8 carbon atoms (such as cyclohexane and cycloheptane), and aromatic hydrocarbons (such as toluene and xylene).
The amount of the hydrocarbon solvent to be used is 0.5 to 100 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, per 1 part by weight of the benzyl alcohol compound (II). When the organic solvent is used in an amount of 0.5 part by weight or more, it is preferable because side reactions other than the transesterification reaction tend to be suppressed, and when it is 100 parts by weight or less, the volume efficiency in the reaction tank tends to be improved. .

エステル交換反応は、下記リチウム化合物(III)の存在下に実施することが、該反応の転化率を向上する傾向にあることから好ましい。
OLi (III)
式中、Rで示される炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基があげられる。
リチウム化合物(III)の具体例としては、リチウムメトキシド、リチウムエトキシド、リチウムプロポキシド、リチウムイソプロポキシド、およびリチウム−t−ブトキシドが挙げられる。
リチウム化合物(III)の使用量は、ベンジルアルコール化合物(II)の1モルに対して、通常、0.0001〜0.5モル、好ましくは0.001〜0.1モルの範囲である。
It is preferable to carry out the transesterification reaction in the presence of the following lithium compound (III) because the conversion of the reaction tends to be improved.
R 5 OLi (III)
In the formula, examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 5 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and a t-butyl group.
Specific examples of the lithium compound (III) include lithium methoxide, lithium ethoxide, lithium propoxide, lithium isopropoxide, and lithium-t-butoxide.
The amount of the lithium compound (III) to be used is generally 0.0001 to 0.5 mol, preferably 0.001 to 0.1 mol, per 1 mol of the benzyl alcohol compound (II).

エステル交換反応は、Rに由来するメタノールもしくはエタノール(以下、総称して副生アルコールという)の沸点以上、通常、70〜200℃に加熱して、副生アルコールと炭化水素系溶媒との混合物を反応系外へ除去することによって行われる。
具体的に、実施の一形態である図1の装置図を用いて説明すると、反応装置は、エステル交換反応を行う反応釜(11)と、該反応釜の上部に具備された精留塔(12)と、該精留塔の塔頂部に連結された凝縮器(13)と、該凝縮器の下部に連結された分離器(14)と、該分離器の炭化水素系溶媒の層(15)を該精留塔(12)に還流する配管(17)とを具備する反応装置(10)である。
そして、エステル化合物(I)とベンジルアルコール化合物(II)を炭化水素系溶媒の存在下に反応釜(11)内でエステル交換反応され、エステル交換反応によって生じた副生アルコールは、炭化水素系溶媒との混合物の形態で精留塔(12)を経由して除去される。該混合物は凝縮器(13)にて凝縮される。分離器(14)には水層(16)が予め用意されており、凝縮された混合物は水と接触されたのち、炭化水素系溶媒が層(15)となる。炭化水素系溶媒層(15)は配管(17)を経由して精留塔(12)に還流される。
In the transesterification reaction, the mixture of the by-product alcohol and the hydrocarbon-based solvent is heated at a temperature equal to or higher than the boiling point of methanol or ethanol (hereinafter, collectively referred to as a by-product alcohol) derived from R 3 , usually at 70 to 200 ° C. To the outside of the reaction system.
Specifically, the reaction apparatus will be described with reference to the apparatus diagram of FIG. 1, which is an embodiment. The reaction apparatus includes a reaction vessel (11) for performing a transesterification reaction and a rectification column ( 12), a condenser (13) connected to the top of the rectification column, a separator (14) connected to a lower part of the condenser, and a layer (15) of a hydrocarbon solvent of the separator. ) To the rectification column (12).
Then, the ester compound (I) and the benzyl alcohol compound (II) are transesterified in the reaction vessel (11) in the presence of a hydrocarbon solvent, and the by-product alcohol produced by the transesterification reaction is converted into a hydrocarbon solvent. In the form of a mixture with the rectification column (12). The mixture is condensed in a condenser (13). A water layer (16) is prepared in advance in the separator (14), and after the condensed mixture is brought into contact with water, the hydrocarbon solvent becomes the layer (15). The hydrocarbon solvent layer (15) is returned to the rectification column (12) via the pipe (17).

ここで、精留塔(12)の理論段数は1段以上であればよいが、通常は1〜10段程度であり、好ましくは3〜8段程度である。精留塔(12)は、例えば、棚段式、充填式などの精留塔が挙げられる、中でも充填式がより低沸成分(生成アルコール)の除去効率がよいことから好ましい。
充填式精留塔に用いられる充填物としては、市販品の充填物を使用すればよく、例えば、ラシヒリング、ベルルサドル、ポールリング、インターロックサドル、レッシングリング、テラレット、マクマホンパッキング、キャノンパッキング、ディクソンパッキングなどの不規則充填物や、スルザーBX、メラパック、フレキシパック、ジェムパックなどの規則充填物などがあげられる。
Here, the number of theoretical plates of the rectification column (12) may be one or more, but is usually about 1 to 10 steps, and preferably about 3 to 8 steps. The rectification tower (12) may be, for example, a rectification tower of a tray type, a packed type, or the like. Among them, a packed type is preferable because the efficiency of removing low boiling components (product alcohol) is higher.
As the packing used in the packed rectification column, a commercially available packing may be used.For example, Raschig ring, Berl saddle, Paul ring, Interlock saddle, Lessing ring, Terralet, McMahon packing, Canon packing, Dickson packing And irregularly packed materials such as Sulzer BX, Melapack, Flexipack and Gempack.

凝縮器としては、一般的には、多管円筒式熱交換器や二重管式熱交換器やプレート式熱交換器などの表面式熱交換器が用いられるが、回転型蓄熱式交換器やバルブ切換型蓄熱式交換器などの蓄熱式熱交換器、液体連結間接式熱交換器、直接接触式熱交換器などが挙げられる。   As the condenser, a surface heat exchanger such as a multi-tube cylindrical heat exchanger, a double-tube heat exchanger, or a plate heat exchanger is generally used. Examples include a regenerative heat exchanger such as a valve switching type regenerative heat exchanger, a liquid-connected indirect heat exchanger, and a direct contact heat exchanger.

分離器(14)において、混合液中の副生アルコールは水層に吸収され、炭化水素系溶媒が分離され、炭化水素系溶媒層を形成する。炭化水素系溶媒層は、通常、水層の上部に位置することから、炭化水素系溶媒を精留塔(12)に還流させる配管(17)は分離器(14)の上部に設置される。
また、分離器(14)内部は0〜50℃程度に保持されることが好ましい。0℃以上であると水層の凍結が抑制される傾向にあることから好ましく、50℃以下であると炭化水素系溶媒層中に含まれる副生アルコールの割合が低く、結果としてエステル交換反応の反応速度が向上する傾向にあることから好ましい。
分離器(14)には、冷却器を具備してかかる温度範囲に制御してもよいが、通常は、凝縮器(13)によって混合物が0〜50℃程度に冷却してやればよい。
In the separator (14), the by-product alcohol in the mixed solution is absorbed by the aqueous layer, and the hydrocarbon solvent is separated to form a hydrocarbon solvent layer. Since the hydrocarbon-based solvent layer is usually located above the aqueous layer, a pipe (17) for refluxing the hydrocarbon-based solvent to the rectification column (12) is provided above the separator (14).
Further, the inside of the separator (14) is preferably maintained at about 0 to 50 ° C. When the temperature is 0 ° C or higher, the freezing of the aqueous layer tends to be suppressed, and when the temperature is 50 ° C or lower, the proportion of by-product alcohol contained in the hydrocarbon solvent layer is low, and as a result, the transesterification reaction This is preferable because the reaction rate tends to increase.
The separator (14) may be provided with a cooler to control the temperature in such a range, but usually, the mixture may be cooled to about 0 to 50 ° C by the condenser (13).

以下、製造例により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。尚、反応装置の番号は図1に対応する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Production Examples, but the present invention is not limited to these Examples. The numbers of the reactors correspond to those in FIG.

<エステル交換反応>
(実施例1)
大きさ6mmの充填物(マクマホンパッキング)を900mmの高さに充填した直径80Aの精留塔(12)を有する200Lの反応釜(11)に、2,2−ジメチル−3−(1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル21.6kg、n−ヘプタン106kg、リチウムメトキシド0.11kgを仕込み、溶融させた2,3,5,6−テトラフルオロ−4−メトキシメチルベンジルアルコール27kgを仕込み、96〜103℃に保温しながら、精留塔の塔頂部よりメタノールとn−ヘプタンとの混合物である蒸気を凝縮器(13)により約30℃まで冷却して凝縮した。予め水層(16)が形成された分離器(14)に、凝縮された混合物が流れ込み、分離器(14)内で2相に分離して、上層(炭化水素溶媒層、15)を配管(17)を経由して精留塔(17)の塔頂部に還流し、一方、下層のメタノールを含む水層(16)は分離器(14)内に留めた。上記還流を21時間行った。その後、エステル交換反応マスを冷却し、5%水酸化ナトリウム48kg、次いで、水400kgで洗浄した。その後、反応釜に連続的に水蒸気を導入して、水蒸気蒸留にて不純物を留去した。得られた反応釜内の液を脱水し、有機層38kgを得た。この有機層をガスクロマトグラフにより分析(内部標準法)したところ、2,2−ジメチル−3−(1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸 2,3,5,6−テトラフルオロ−4−メトキシメチルベンジル[以下、目的化合物という]の含量は96.7%であった。この例では、36.7kgの目的化合物を得るために洗浄用などを含めて使用したn−ヘプタンは合計114kgであり、炭化水素系溶媒の使用量は目的化合物37kgに対して僅か 約3倍重量であった。
<Transesterification reaction>
(Example 1)
2,2-dimethyl-3- (1-propenyl) was placed in a 200 L reactor (11) having a rectification tower (12) having a diameter of 80A and filled with a packing material (Macmahon packing) having a size of 6 mm and having a height of 900 mm. ) 21.6 kg of methyl cyclopropanecarboxylate, 106 kg of n-heptane and 0.11 kg of lithium methoxide, and 27 kg of molten 2,3,5,6-tetrafluoro-4-methoxymethylbenzyl alcohol were charged. While maintaining the temperature at 103 ° C., a vapor as a mixture of methanol and n-heptane was cooled to about 30 ° C. by a condenser (13) from the top of the rectification column and condensed. The condensed mixture flows into the separator (14) in which the aqueous layer (16) has been formed in advance, is separated into two phases in the separator (14), and the upper layer (hydrocarbon solvent layer, 15) is connected to the pipe ( The mixture was refluxed to the top of the rectification column (17) via 17), while the lower aqueous layer (16) containing methanol was kept in the separator (14). The reflux was performed for 21 hours. Thereafter, the transesterification mass was cooled and washed with 48 kg of 5% sodium hydroxide and then with 400 kg of water. Thereafter, steam was continuously introduced into the reactor, and impurities were distilled off by steam distillation. The liquid in the obtained reaction vessel was dehydrated to obtain 38 kg of an organic layer. The organic layer was analyzed by gas chromatography (internal standard method) to find that 2,2,3-dimethyl-3- (1-propenyl) cyclopropanecarboxylic acid 2,3,5,6-tetrafluoro-4-methoxymethylbenzyl [ Hereinafter, referred to as the target compound] was 96.7%. In this example, the total amount of n-heptane used for washing and the like to obtain 36.7 kg of the target compound was 114 kg in total, and the amount of the hydrocarbon solvent used was only about 3 times the weight of 37 kg of the target compound. Met.

(実施例2)
実施例1と同じ反応装置(10)に、2,2−ジメチル−3−(1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル6.72kg、n−ヘプタン25.7kg、溶融させた2,3,5,6−テトラフルオロ−4−メチルベンジルアルコール8kg、リチウムメトキシド0.04kgを仕込み、精留塔の塔頂部より留出した95〜105℃に保温しながら、精留塔の塔頂部よりメタノールとn−ヘプタンとの混合物である蒸気を凝縮器(13)により約30℃まで冷却して凝縮した。予め水層(16)が形成された分離器(14)に、凝縮された混合物が流れ込み、分離器(14)内で2相に分離して、上層(炭化水素溶媒層、15)を配管(17)を経由して精留塔(17)の塔頂部に還流し、一方、下層のメタノールを含む水層(16)は分離器(14)内に留めた。上記還流を約9時間還流させた。その後、エステル交換反応マスを冷却し、次いで、水48kgで洗浄した後、水蒸気蒸留して不純物を除去した。次いで、反応釜の液を脱水して、12.8kgの有機層を得た。有機層中の目的化合物の含量は96.4%であった。
この例では、目的化合物12.3kgを得るために、洗浄用などを含めて使用したn−ヘプタン量は合計約35kgであり、目的化合物に対して僅か約3倍重量であった。
(Example 2)
In the same reactor (10) as in Example 1, 6.72 kg of methyl 2,2-dimethyl-3- (1-propenyl) cyclopropanecarboxylate, 25.7 kg of n-heptane, and melted 2,3,5 8 kg of 6-tetrafluoro-4-methylbenzyl alcohol and 0.04 kg of lithium methoxide were charged, and while keeping the temperature at 95 to 105 ° C. distilled from the top of the rectification column, methanol and n were fed from the top of the rectification column. -The vapor, which was a mixture with heptane, was condensed by cooling to about 30 ° C. with a condenser (13). The condensed mixture flows into the separator (14) in which the aqueous layer (16) has been formed in advance, separates into two phases in the separator (14), and connects the upper layer (hydrocarbon solvent layer, 15) to the pipe ( The mixture was refluxed to the top of the rectification column (17) via 17), while the lower aqueous layer (16) containing methanol was kept in the separator (14). The reflux was refluxed for about 9 hours. Thereafter, the transesterification reaction mass was cooled and then washed with 48 kg of water, followed by steam distillation to remove impurities. Next, the liquid in the reaction vessel was dehydrated to obtain 12.8 kg of an organic layer. The content of the target compound in the organic layer was 96.4%.
In this example, in order to obtain 12.3 kg of the target compound, the total amount of n-heptane used for washing and the like was about 35 kg, which was only about 3 times the weight of the target compound.

(比較例1)
500Lの反応釜に2,2−ジメチル−3−(1−プロペニル)シクロプロパンカルボン酸メチル35.78kg、n−ヘプタン143.8kg、リチウムメトキシド0.15kgを仕込み、溶融させた2,3,5,6−テトラフルオロ−4−メトキシメチルベンジルアルコール35.94kgを約5時間かけて滴下した。この間に反応で生成するメタノールをn−ヘプタンと共に系外に留去しながら、かつ釜内のn−ヘプタン量が初期仕込み量とほぼ同じになるようn−ヘプタンを反応釜に注加しながら反応を行った。この5時間の間に加えたn−ヘプタンは68.6kgであった。更に反応を進行させるために釜内温度100〜103℃にてn−ヘプタンと共にメタノールを留去しながら先ほどと同様釜内のn−ヘプタン量がほぼ一定になるようn−ヘプタンを釜内に18時間注加しながら反応を行った。この保温中に使用したn−ヘプタンは466.6kgであった。
反応液を冷却後、5%水酸化ナトリウム水溶液108kgで洗浄し、水324kgで洗浄し、さらに1%塩酸水36kgで洗浄し、更に水72kgで洗浄した。洗浄後の有機層を水蒸気蒸留し、不純物を除去した。次いで、反応釜の液を脱水して、有機層52.8kgを得た。この有機層をガスクロマトグラフにより分析(内部標準法)したところ、目的化合物の含量は96%であった。
この例では、目的化合物50.7kgに対して、洗浄用などを含めて使用したn−ヘプタンの量は、約680kgであり、目的化合物に対して、約13倍重量であった。
尚、反応中に回収されたn−ヘプタンにはメタノールが検出された。
(Comparative Example 1)
In a 500 L reactor, 35.78 kg of methyl 2,2-dimethyl-3- (1-propenyl) cyclopropanecarboxylate, 143.8 kg of n-heptane, and 0.15 kg of lithium methoxide were charged and melted. 35.94 kg of 5,6-tetrafluoro-4-methoxymethylbenzyl alcohol was added dropwise over about 5 hours. During this time, the reaction was carried out while distilling off the methanol produced by the reaction together with n-heptane out of the system and pouring n-heptane into the reactor so that the amount of n-heptane in the kettle was almost the same as the initial charge. Was done. The amount of n-heptane added during the 5 hours was 68.6 kg. In order to further promote the reaction, n-heptane was introduced into the kettle at a temperature of 100 to 103 ° C. while distilling off methanol together with n-heptane so that the amount of n-heptane in the kettle was substantially constant. The reaction was performed while pouring over time. The amount of n-heptane used during the heat retention was 466.6 kg.
After cooling, the reaction solution was washed with 108 kg of a 5% aqueous sodium hydroxide solution, washed with 324 kg of water, further washed with 36 kg of 1% hydrochloric acid, and further washed with 72 kg of water. The organic layer after the washing was subjected to steam distillation to remove impurities. Next, the liquid in the reaction vessel was dehydrated to obtain 52.8 kg of an organic layer. When the organic layer was analyzed by gas chromatography (internal standard method), the content of the target compound was 96%.
In this example, the amount of n-heptane used for washing, etc. was about 680 kg with respect to 50.7 kg of the target compound, which was about 13 times the weight of the target compound.
Note that methanol was detected in n-heptane recovered during the reaction.

本発明は、有害生物防除剤などの農薬、医薬などの薬品、工業薬品等に供せられる含フッ素シクロプロパンカルボン酸ベンジルエステル化合物(含フッ素化合物(IV))の製造方法に用いられ、特に工業的な製造方法として好適である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in a method for producing a fluorinated cyclopropanecarboxylic acid benzyl ester compound (fluorinated compound (IV)) to be used for pesticides such as pest control agents, medicines such as medicines, industrial chemicals, etc. It is suitable as a general manufacturing method.

エステル交換反応に用いられる反応装置の一実施態様である。1 is an embodiment of a reaction device used for a transesterification reaction.

符号の説明Explanation of reference numerals

10 反応槽
11 精留塔
12 凝縮器
13 分液槽
14 分離器
15 炭化水素系溶媒層
16 水層
17 分離器から炭化水素系溶媒を還流する配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Reaction tank 11 Rectification tower 12 Condenser 13 Separation tank 14 Separator 15 Hydrocarbon solvent layer 16 Water layer 17 Pipe for refluxing hydrocarbon solvent from separator

Claims (6)

式(I)
Figure 2004269507
(式中、Rはメチル基または炭素数3〜4のアルケニル基を表し、Rは水素原子またはメチル基を表し、Rはメチル基またはエチル基を表す。)
で表されるエステル化合物(I)と式(II)
Figure 2004269507
(式中、Rは、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜3のアルケニル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルコキシル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルキルチオ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルコキシル基が結合したメチル基、水素原子またはハロゲン原子を表す。)
で表されるベンジルアルコール化合物(II)を炭化水素系溶媒の存在下に反応釜内でエステル交換反応させて式(IV)

Figure 2004269507
(式中、R、R及びRは前記と同じ意味を表す。)
で表される含フッ素エステル化合物(IV)を製造する方法であって、エステル交換反応中に副生されるメタノールもしくはエタノールと、炭化水素系溶媒との混合物を反応釜外へ留出させ、該混合物を水と接触させ、分離された炭化水素系溶媒を反応釜内に戻すことを特徴とする含フッ素エステル化合物(IV)の製造方法。
Formula (I)
Figure 2004269507
(In the formula, R 1 represents a methyl group or an alkenyl group having 3 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 3 represents a methyl group or an ethyl group.)
An ester compound (I) represented by the formula (II)
Figure 2004269507
(Wherein, R 4 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, an alkenyl group having 2 or 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, or a substituent substituted with a halogen atom. C1-C3 alkoxyl group which may be substituted by a halogen atom, C1-C3 alkylthio group optionally substituted by a halogen atom, C1-C3 alkoxyl group which may be substituted by a halogen atom Represents a methyl group, a hydrogen atom or a halogen atom.)
Of the benzyl alcohol compound (II) represented by the formula (IV) in the presence of a hydrocarbon solvent in a reaction vessel

Figure 2004269507
(In the formula, R 1 , R 2 and R 4 represent the same meaning as described above.)
Wherein a mixture of methanol or ethanol by-produced during the transesterification reaction and a hydrocarbon-based solvent is distilled out of the reaction vessel to produce a fluorine-containing ester compound (IV) represented by the formula: A method for producing a fluorinated ester compound (IV), comprising bringing the mixture into contact with water and returning the separated hydrocarbon solvent into the reactor.
エステル交換反応を、式(III)
OLi (III)
(式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
で示されるリチウム化合物存在下にて反応することを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
The transesterification reaction is carried out according to the formula (III)
R 5 OLi (III)
(In the formula, R 5 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
The method according to claim 1, wherein the reaction is performed in the presence of a lithium compound represented by the formula:
混合物が、精留塔を経由して水と接触されることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。   The method according to claim 1, wherein the mixture is brought into contact with water via a rectification column. 混合物と水との接触及び炭化水素系溶媒の分離を0〜50℃で実施することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the contact between the mixture and water and the separation of the hydrocarbon solvent are performed at 0 to 50 ° C. 炭化水素系溶媒として、炭素数5〜8の直鎖状脂肪族炭化水素溶媒、炭素数5〜8の分岐状脂肪族炭化水素溶媒、及び炭素数5〜8の脂環式炭化水素溶媒からなる群から選ばれる少なくとも1種の炭化水素系溶媒を用いることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。   The hydrocarbon solvent includes a linear aliphatic hydrocarbon solvent having 5 to 8 carbon atoms, a branched aliphatic hydrocarbon solvent having 5 to 8 carbon atoms, and an alicyclic hydrocarbon solvent having 5 to 8 carbon atoms. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one hydrocarbon solvent selected from the group is used. エステル交換反応を行う反応釜(11)と、該反応釜の上部に具備された精留塔(12)と、該精留塔の塔頂部に連結された凝縮器(13)と、該凝縮器の下部に連結された分離器(14)と、該分離器の炭化水素系溶媒の層(15)を該反応釜に還流する配管(17)とを具備する反応装置(10)を用い、エステル化合物(I)とベンジルアルコール化合物(II)を炭化水素系溶媒の存在下に反応釜(11)内でエステル交換反応させ、エステル交換反応中に副生されるメタノールもしくはエタノールと、炭化水素系溶媒との混合物を精留塔(12)を経由して、該混合物を凝縮器(13)にて凝縮させ、分離器(14)で水と接触させ、分離された炭化水素系溶媒の層(15)を精留塔(12)内に配管(17)を経由して戻すことを特徴とする含フッ素エステル化合物(IV)の製造方法。   A reaction vessel (11) for performing a transesterification reaction, a rectification tower (12) provided at the top of the reaction vessel, a condenser (13) connected to the top of the rectification tower, and the condenser Using a reactor (10) having a separator (14) connected to the lower part of the reactor and a pipe (17) for refluxing the hydrocarbon solvent layer (15) of the separator to the reaction vessel. The compound (I) and the benzyl alcohol compound (II) are subjected to transesterification in a reaction vessel (11) in the presence of a hydrocarbon solvent, and methanol or ethanol by-produced during the transesterification reaction is added to the hydrocarbon solvent. Is passed through a rectification column (12), the mixture is condensed in a condenser (13), brought into contact with water in a separator (14), and the separated hydrocarbon solvent layer (15) ) Is returned to the rectification tower (12) via the pipe (17). Process for producing a fluorinated ester compound (IV) to.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020158047A1 (en) * 2019-02-01 2020-08-06 住友化学株式会社 Method for producing ester compound

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