JP2005225814A - ４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの蒸留方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 医農薬中間体として有用な４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの蒸留精製を、熱分解を防ぎ収率良く行う方法、及び４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの熱安定化方法、並びにその組成物を提供することを課題とする。
【解決手段】 ４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して０．１〜５０重量％のエチレングリコール類（但し、モノエチレングリコールを除く。以下、ＥＧ類と記載。）を添加することにより、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの熱分解を防ぐことができることを見出すと共に、このＥＧ類を含有する４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの組成物を蒸留すると、熱分解を起こす事無く、しかも収率良く４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの蒸留精製できる。
【選択図】 なし
【解決手段】 ４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して０．１〜５０重量％のエチレングリコール類（但し、モノエチレングリコールを除く。以下、ＥＧ類と記載。）を添加することにより、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの熱分解を防ぐことができることを見出すと共に、このＥＧ類を含有する４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの組成物を蒸留すると、熱分解を起こす事無く、しかも収率良く４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの蒸留精製できる。
【選択図】 なし
Description
本発明は、医農薬中間体として有用な４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの蒸留方法に関する。
本発明の４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールは、例えば特許文献１に記載の、除草剤Ｎ−ベンジル−２−（４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノキシ）ブタン酸アミドの重要中間体である。
この４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールは、例えば特許文献２に記載の方法に従って製造することができるが、その精製方法としては、蒸留による精製法（特許文献３）及びシリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製法（特許文献４）が知られている。
工業的な製法という観点からすると、特許文献４に記載されているようなシリカゲルカラムクロマトグラフィーでの精製法は、多量の有機溶媒を必要とし、その操作も煩雑であることから好ましくない。このため、蒸留による精製法が工業的な精製法として用いられる。しかし、蒸留による単離精製の場合、しばしば問題となるのは化合物の熱安定性である。
工業的な大規模スケールでの製造を考慮した場合、蒸留操作にかかる時間が長くなり、化合物の熱安定性は、熱分解による単離収率の低下並びに熱分解物による装置の腐食等に伴う安全性に関わる大きな問題となる。
本発明者らは、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの熱安定性について、同化合物が掲載されている公知技術（特許文献３，特許文献５，非特許文献１）について調査を行ったが、熱安定性に関わる記載は全く無かった。このため、同化合物の熱安定性に関して検討したところ、熱安定性が低く熱分解を起こす事を確認し（比較例１参照）、蒸留精製に問題があることがわかった。
特公平６−５７６８４号公報
特開平１０−１９５００７号公報
特開昭５１−１２５２４５号公報
国際公開第９８／１２１８４号パンフレット
特開平３−２４６２４４号公報
Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．，１９８２，２５，ｐ．１０９７
「化学大辞典」，第４巻，共立出版株式会社，１９８９年８月，ｐ．９３
この４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールは、例えば特許文献２に記載の方法に従って製造することができるが、その精製方法としては、蒸留による精製法（特許文献３）及びシリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製法（特許文献４）が知られている。
工業的な製法という観点からすると、特許文献４に記載されているようなシリカゲルカラムクロマトグラフィーでの精製法は、多量の有機溶媒を必要とし、その操作も煩雑であることから好ましくない。このため、蒸留による精製法が工業的な精製法として用いられる。しかし、蒸留による単離精製の場合、しばしば問題となるのは化合物の熱安定性である。
工業的な大規模スケールでの製造を考慮した場合、蒸留操作にかかる時間が長くなり、化合物の熱安定性は、熱分解による単離収率の低下並びに熱分解物による装置の腐食等に伴う安全性に関わる大きな問題となる。
本発明者らは、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの熱安定性について、同化合物が掲載されている公知技術（特許文献３，特許文献５，非特許文献１）について調査を行ったが、熱安定性に関わる記載は全く無かった。このため、同化合物の熱安定性に関して検討したところ、熱安定性が低く熱分解を起こす事を確認し（比較例１参照）、蒸留精製に問題があることがわかった。
即ち本発明は、医農薬中間体として有用な４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの蒸留精製を、熱分解を防ぎ収率良く行う方法、及び４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの熱安定化方法、並びにその組成物を提供することを課題とする。
本発明者らは、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して０．１〜５０重量％のエチレングリコール類（但し、モノエチレングリコールを除く。以下、ＥＧ類と記載。）を添加することにより、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの熱分解を防ぐことができることを見出すと共に、このＥＧ類を含有する４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの組成物を蒸留すると、熱分解を起こす事無く、しかも収率良く４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの蒸留精製できることを見出し本発明を完成した。
本発明によれば、医農薬中間体として有用な４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの熱安定化が達成されると共に、同化合物の蒸留精製を、熱分解を防ぎ収率良く行うことができる。また、本発明において添加されるＥＧ類は、その沸点が４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに比べて著しく高いため（ジエチレングリコール：沸点１３３℃／１３ｍｍＨｇ（非特許文献２参照）、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール：沸点８４℃／１５ｍｍＨｇ（特許文献３参照））、蒸留装置中に釜残として４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールを殆ど残す事無く充分な蒸留ができ、更に、添加されたＥＧ類は、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールと容易に分離回収できる利点を有する。
本発明の４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの熱安定化方法は、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して０．１〜５０重量％のＥＧ類を添加することにより行われる。
ここで４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールは、例えば特許文献２に記載の方法に従って、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルアニリンから合成される。
ここで４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールは、例えば特許文献２に記載の方法に従って、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルアニリンから合成される。
ＥＧ類としては、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールよりその沸点が高いもの（沸点８４℃／１５ｍｍＨｇ以上）であれば特に限定されることはなく、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ヘプタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコールや平均分子量１００〜２０００のポリエチレングリコール等のモノエチレングリコールを除くエチレングリコール類が挙げられるが、好ましくはジエチレングリコール、平均分子量２００、４００及び１０００のポリエチレングリコールである。
４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールへのＥＧ類の添加量は、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して０．１〜５０重量％である。
４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールへのＥＧ類の添加量は、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して０．１〜５０重量％である。
ＥＧ類を含有する上記の４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの組成物を蒸留することで、熱分解を防ぎ収率良く４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールを蒸留精製することができる。
この蒸留精製は、減圧下或いは常圧下にて行うことができるが、通常、減圧下である。
また、大気中、或いは、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことができる。
この蒸留精製は、減圧下或いは常圧下にて行うことができるが、通常、減圧下である。
また、大気中、或いは、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことができる。
ここで使用される蒸留装置としては、その機能を有すれば特に限定されないが、通常、工業的に用いられる減圧蒸留装置を用いることができる。
これら蒸留装置に用いられる素材としては、精製する４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールへの金属溶出等の汚染を生じないものが好ましく、ガラス、ＳＵＳ（ステンレス）等が挙げられる。
これら蒸留装置に用いられる素材としては、精製する４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールへの金属溶出等の汚染を生じないものが好ましく、ガラス、ＳＵＳ（ステンレス）等が挙げられる。
減圧蒸留において、減圧度は特に制限されないが、添加されるＥＧ類と分離する必要があることから、１．０×１０４〜２．０×１０４Ｐａであり、温度範囲は１００〜１５０℃である。
（１）４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの熱安定性試験
［実施例１］
窒素雰囲気下、２５ｍｌフラスコに４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール１０ｇを加え、これに平均分子量４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００）１ｇ（４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して１０重量％）を添加して、攪拌しながら１２０℃にて加熱した。６８時間後、高速液体クロマトグラフィーにて４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールを定量したところ、回収率は９６．０％であった。
［実施例１］
窒素雰囲気下、２５ｍｌフラスコに４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール１０ｇを加え、これに平均分子量４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００）１ｇ（４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して１０重量％）を添加して、攪拌しながら１２０℃にて加熱した。６８時間後、高速液体クロマトグラフィーにて４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールを定量したところ、回収率は９６．０％であった。
［比較例１］
窒素雰囲気下、２５ｍｌフラスコに４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール１０ｇを加え、１２０℃にて加熱した。１４時間後、高速液体クロマトグラフィーにて４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールを定量したところ、回収率は３４．７％であった。
以下、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの量、加熱温度及び時間、平均分子量４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００）の添加量を変化させ、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの回収率を比較した結果（実施例１〜４、比較例１及び２）を下表１に示す。
窒素雰囲気下、２５ｍｌフラスコに４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール１０ｇを加え、１２０℃にて加熱した。１４時間後、高速液体クロマトグラフィーにて４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールを定量したところ、回収率は３４．７％であった。
以下、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの量、加熱温度及び時間、平均分子量４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００）の添加量を変化させ、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの回収率を比較した結果（実施例１〜４、比較例１及び２）を下表１に示す。
注）ＦＨＢＴＦ ：４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール
ＰＥＧ４００ ：平均分子量４００ポリエチレングリコール
ＰＥＧの添加量 ：ＦＨＢＴＦに対して１０重量％
ＰＥＧ４００ ：平均分子量４００ポリエチレングリコール
ＰＥＧの添加量 ：ＦＨＢＴＦに対して１０重量％
（１−１）ＥＧ類の種類の検討
［実施例５］
窒素雰囲気下、２５ｍｌフラスコに４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール１０ｇを加え、これに平均分子量２００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２００）１ｇ（４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して１０重量％）を添加して、攪拌しながら１６０℃にて加熱した。２４時間後、高速液体クロマトグラフィーにて４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールを定量したところ、回収率は９５．４％であった。
［実施例５］
窒素雰囲気下、２５ｍｌフラスコに４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール１０ｇを加え、これに平均分子量２００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２００）１ｇ（４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して１０重量％）を添加して、攪拌しながら１６０℃にて加熱した。２４時間後、高速液体クロマトグラフィーにて４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールを定量したところ、回収率は９５．４％であった。
［比較例３］
窒素雰囲気下、２５ｍｌフラスコに４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール２．５ｇを加え、攪拌しながら１６０℃にて加熱した。３時間後、高速液体クロマトグラフィーにて４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールを定量したところ、回収率は３２．７％であった。なお、熱分解の進行により大量のガスが発生する共に内容物の固化も観測された。
窒素雰囲気下、２５ｍｌフラスコに４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール２．５ｇを加え、攪拌しながら１６０℃にて加熱した。３時間後、高速液体クロマトグラフィーにて４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールを定量したところ、回収率は３２．７％であった。なお、熱分解の進行により大量のガスが発生する共に内容物の固化も観測された。
実施例５における平均分子量２００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２００）をその他のＥＧ類に代えて、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの回収率を比較した結果（実施例５〜９、比較例３）を下表２に示す。
注）ＦＨＢＴＦ ：４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール
ＰＥＧ２００ ：平均分子量２００のポリエチレングリコール
ＰＥＧ４００ ：平均分子量４００のポリエチレングリコール
ＰＥＧ１０００ ：平均分子量１０００のポリエチレングリコール
ＤＥＧ ：ジエチレングリコール
ＥＧ類の添加量 ：ＦＨＢＴＦに対して１０重量％
加熱温度 ：１６０℃
ＰＥＧ２００ ：平均分子量２００のポリエチレングリコール
ＰＥＧ４００ ：平均分子量４００のポリエチレングリコール
ＰＥＧ１０００ ：平均分子量１０００のポリエチレングリコール
ＤＥＧ ：ジエチレングリコール
ＥＧ類の添加量 ：ＦＨＢＴＦに対して１０重量％
加熱温度 ：１６０℃
（１−２）ＥＧ類の添加量の検討
実施例５における平均分子量２００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２００）の添加量及び加熱時間を種々変化させて、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの回収率を比較した結果（実施例５、９〜１２、比較例３）を下表３に示す。
実施例５における平均分子量２００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ２００）の添加量及び加熱時間を種々変化させて、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの回収率を比較した結果（実施例５、９〜１２、比較例３）を下表３に示す。
注）ＦＨＢＴＦ：４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール
ＰＥＧ２００の添加量 ：ＦＨＢＴＦに対して１０重量％
ＰＥＧ２００の添加量 ：ＦＨＢＴＦに対して１０重量％
（２）４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの蒸留試験
大規模スケールでの蒸留においては、釜中の４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールが長時間加熱される。この状況を再現しＥＧ類の添加効果を見るため、以下の試験を行った。
［実施例１３］
常圧下、１００ｍｌフラスコに４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール５０ｇを加え、これに平均分子量４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００）５ｇ（４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して１０重量％）を添加して、攪拌しながら１６０℃にて加熱した。６時間後、このフラスコに蒸留塔を接続して、減圧蒸留（１２０〜１３０℃／１３０〜１５０ｔｏｒｒ、油浴温度１６０〜１８０℃）を行った。
なお、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの高速液体クロマトグラフィーによる定量及び純度の測定を加熱前、加熱６時間後、蒸留後（蒸留物）に行った。その結果を下表４に示す。
大規模スケールでの蒸留においては、釜中の４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールが長時間加熱される。この状況を再現しＥＧ類の添加効果を見るため、以下の試験を行った。
［実施例１３］
常圧下、１００ｍｌフラスコに４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール５０ｇを加え、これに平均分子量４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００）５ｇ（４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して１０重量％）を添加して、攪拌しながら１６０℃にて加熱した。６時間後、このフラスコに蒸留塔を接続して、減圧蒸留（１２０〜１３０℃／１３０〜１５０ｔｏｒｒ、油浴温度１６０〜１８０℃）を行った。
なお、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの高速液体クロマトグラフィーによる定量及び純度の測定を加熱前、加熱６時間後、蒸留後（蒸留物）に行った。その結果を下表４に示す。
注）ＦＨＢＴＦ：４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール
［実施例１４］
常圧下、１００ｍｌフラスコに４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール５０ｇを加え、これに平均分子量４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００）５ｇ（４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して１０重量％）を添加して、攪拌しながら１６０℃にて加熱した。２４時間後、このフラスコに蒸留塔を接続して、減圧蒸留（１２０〜１３０℃／１３０〜１５０ｔｏｒｒ、油浴温度１６０〜１８０℃）を行った。
なお、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの高速液体クロマトグラフィーによる定量及び純度の測定を加熱前、加熱２４時間後、蒸留後（蒸留物）に行った。その結果を下表５に示す。
常圧下、１００ｍｌフラスコに４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール５０ｇを加え、これに平均分子量４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００）５ｇ（４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して１０重量％）を添加して、攪拌しながら１６０℃にて加熱した。２４時間後、このフラスコに蒸留塔を接続して、減圧蒸留（１２０〜１３０℃／１３０〜１５０ｔｏｒｒ、油浴温度１６０〜１８０℃）を行った。
なお、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの高速液体クロマトグラフィーによる定量及び純度の測定を加熱前、加熱２４時間後、蒸留後（蒸留物）に行った。その結果を下表５に示す。
注）ＦＨＢＴＦ：４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール
［実施例１５］
実施例１４で用いた平均分子量４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００）５ｇを平均分子量２００のポリエチレングリコオール（ＰＥＧ２００）５ｇに代えた他は全て実施例１５と同様に行った。その結果を下表６に示す。
実施例１４で用いた平均分子量４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００）５ｇを平均分子量２００のポリエチレングリコオール（ＰＥＧ２００）５ｇに代えた他は全て実施例１５と同様に行った。その結果を下表６に示す。
注）ＦＨＢＴＦ：４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノール
Claims (5)
- エチレングリコール類（但し、モノエチレングリコールを除く）の存在下、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールを蒸留する蒸留方法。
- エチレングリコール類（但し、モノエチレングリコールを除く）の使用量が、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して０．１〜５０重量％である請求項１記載の蒸留方法。
- エチレングリコール類（但し、モノエチレングリコールを除く）を添加する、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの熱安定化方法。
- エチレングリコール類（但し、モノエチレングリコールを除く）の使用量が、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して０．１〜５０重量％である請求項３記載の４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの熱安定化方法。
- ４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールに対して０．１〜５０重量％のエチレングリコール類（但し、モノエチレングリコールを除く）を含有する４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェノールの組成物。
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