JP2011526605A - アルケノンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
（ａ）カルボン酸ハロゲン化物を、カルボン酸ハロゲン化物を含有する液体反応媒体中へビニルエーテルを導入することによってビニルエーテルと反応させて、アルケノンのハロゲン化前駆体を形成する工程と、（ｂ）前記前駆体からハロゲン化水素を脱離させてアルケノンを形成する工程とを含む、アルケノンの製造方法。
Description
本発明は、アルケノンエーテルの製造方法に関する。
４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテノン（ＥＴＦＢＯ）などの、ハロゲン化アルケノンエーテルは、例えば、（特許文献１）に開示されているように、化学合成における構成単位である。それらは、前述の米国特許に記載されているように、塩基の存在下に酸塩化物をビニルエーテルと反応させることによって製造することができる。この反応のために、塩基はまた溶媒として過剰に使用されてもよい。
（特許文献２）は、オニウム塩の存在下にビニルエーテルと酸ハロゲン化物または酸無水物とからのアルケノンの製造を開示している。エチルビニルエーテルへのトリフルオロ酢酸無水物付加の場合には、トリフルオロ酢酸無水物を含有する反応媒体へのエチルビニルエーテルの添加およびエチルビニルエーテルを含有する反応媒体へのトリフルオロ酢酸無水物の添加の両方が記載されている。
（特許文献３）はとりわけ、ビニルエーテルへのカルボン酸ハロゲン化物の付加を含むアルケノンの簡略化製造を開示している。実施例では、トリフルオロアセチルクロリドがエチルビニルエーテルに付加させられている。
本発明の目的は、特に製造の選択率および収率に関して、改良されたアルケノンの製造方法であって、それによって、とりわけ、生成物の分離を簡略化することができ、かつ、物質の損失および副生物の廃棄処分の必要性を低減することができる方法を提供することである。
本発明は、その結果、（ａ）カルボン酸ハロゲン化物を、カルボン酸ハロゲン化物を含有する液体反応媒体中へビニルエーテルを導入することよってビニルエーテルと反応させて、アルケノンのハロゲン化前駆体を形成する工程と、（ｂ）前記前駆体からハロゲン化水素を脱離させてアルケノンを形成する工程とを含む、アルケノンの製造方法に関する。
本発明による方法は、式（Ｉ）：Ｒ１−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｈ）＝Ｃ（Ｈ）−ＯＲ２（Ｉ）（式中、Ｒ１は、少なくとも１個のハロゲン原子で任意選択的に置換されているＣ１〜Ｃ１０アルキル基を表すかまたはＲ１はＣＦ３、ＣＦ２Ｃｌ、ＣＦ２Ｈを表し；Ｒ２はアリール、置換アリール、または少なくとも１個のハロゲン原子で任意選択的に置換されているＣ１〜Ｃ１０アルキル基を表す）に相当するアルケノンの製造であって、式（ＩＩ）：Ｒ１−Ｃ（Ｏ）Ｘ（ＩＩ）（式中、Ｘはフッ素、塩素または臭素を表し、Ｒ１は上に与えられた意味を有する）に相当する酸ハロゲン化物を、式（ＩＩＩ）：ＣＨ２＝Ｃ（Ｈ）−ＯＲ２（ＩＩＩ）（式中、Ｒ２は上に与えられた意味を有する）に相当するビニルエーテルと反応させる製造に有利に適用することができる。
Ｒ１は多くの場合フッ素化Ｃ１〜Ｃ４アルキル基である。Ｒ１は好ましくはメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピルまたは少なくとも１個のフッ素原子で置換されたメチル、エチル、ｎ−プロピルもしくはイソプロピルを表す。Ｒ１がメチル、エチルまたは少なくとも１個のフッ素原子で置換されたメチルもしくはエチルを表すことがとりわけ好ましい。ＣＦ３、ＣＦ２Ｈ、ＣＦ２Ｃ１、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７がＲ１として特に好ましい。ＣＦ３、ＣＦ２ＣｌおよびＣＦ２ＨがＲ１としてより特に好ましい。
Ｒ２は、アリール、例えば、フェニル、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、および／またはハロゲン原子で置換されたフェニルから選択することができる。Ｒ２は多くの場合Ｃ１〜Ｃ４アルキル基である。好ましくは、Ｒ２は線状または分岐のＣ１〜Ｃ４アルキル基を表し、特に好ましくはＲ２はメチル、エチル、ｎ−プロピルもしくはイソプロピル、最も好ましくはメチルまたはエチル基を表す。
Ｘは好ましくはフッ素および塩素から選択され、より好ましくはＸは塩素である。
第１の特定の実施形態では、カルボン酸ハロゲン化物は、トリフルオロアセチルクロリドである。
第２の特定の実施形態では、カルボン酸ハロゲン化物は、クロロジフルオロアセチルクロリドである。
第３の特定の実施形態では、カルボン酸ハロゲン化物は、ジフルオロアセチルクロリドである。
第４の特定の実施形態では、カルボン酸ハロゲン化物は、トリフルオロアセチルフルオリドである。
第５の特定の実施形態では、カルボン酸ハロゲン化物は、（トリフルオロアセト）アセチルフルオリドである。
本発明による方法ではおよびそれの特定の実施形態では、液体反応媒体は一般に、反応媒体の総重量に対して少なくとも２０重量％のカルボン酸ハロゲン化物を含有する。好ましくはこの含有率は少なくとも５０重量％である。本発明による方法ではおよびそれの特定の実施形態では、液体反応媒体はカルボン酸ハロゲン化物から必須になってもよい。この液体は一般に、反応媒体の総重量に対して約１００重量％未満、例えば約９９重量％未満のカルボン酸ハロゲン化物を含有する。
別の態様では、液体反応媒体は一般に、反応媒体の総重量に対して少なくとも１重量％のカルボン酸ハロゲン化物を含有する。好ましくはこの含有率は少なくとも５重量％である。この実施形態では、この液体は一般に、反応媒体の総重量に対して約２０重量％未満のカルボン酸ハロゲン化物を含有する。好ましくはこの含有率は１０重量％未満である。好ましくは、この液体は、反応媒体の総重量に対して５〜１０重量％のカルボン酸ハロゲン化物を含有する。この特定の態様はまた、本明細書に記載される本発明による方法の異なる実施形態に適用されてもよい。この特定の態様は、溶媒が使用されるときにとりわけ有利である。
工程（ａ）または（ｂ）の反応は、塩基の存在下に実施することができる。使用されるべき塩基は、例えば、ピリジン、キノリンもしくはピコリンなどの窒素含有複素環化合物；またはトリエチルアミン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリンもしくは４−ジメチルアミノピリジンなどの第三級塩基であってもよい。それらのうち、ピリジン、トリエチルアミン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリンまたは４−ジメチルアミノピリジンが好ましい。それらのうち、ピリジンが特に好ましい。これらの塩基は、単独でかまたは混合物として組み合わせて使用されてもよい。適切な場合、この塩基は、カルボン酸ハロゲン化物の１モル当たり、１．０〜３．０当量、好ましくは１．０５〜１．５当量の量で通常使用される。
工程（ａ）または（ｂ）の反応は、追加の溶媒の存在下に実施することができる。「追加の溶媒」は前記反応の反応体および生成物とは異なる溶媒を意味すると理解される。使用されるべき溶媒は、例えば、ベンゼン、トルエンまたはキシレンなどの芳香族炭化水素、ペンタンまたはヘキサンなどの脂肪族炭化水素；塩化メチレン、クロロホルムまたは二塩化エチレンなどのハロゲン化炭化水素；またはジエチルエーテル、ジブチルエーテルまたはテトラヒドロフランなどのエーテルであってもよい。それらのうち、芳香族炭化水素が好ましい。ベンゼンまたはトルエンがそれらのうちで特に好ましい。これらの溶媒は、単独でまたは混合物として組み合わせて使用されてもよい。適切な場合、溶媒は通常、カルボン酸ハロゲン化物の１重量部当たり、１〜３５重量部、好ましくは３〜１６重量部の量で使用される。
工程（ａ）および（ｂ）の反応の有機生成物、特にアルケノンのハロゲン化前駆体と、好ましくは、アルケノンとをまた、工程（ａ）および／または（ｂ）の反応用の溶媒として使用することができる。
本発明はさらに、アルケノンまたはアルケノンのハロゲン化前駆体を含む液体反応媒体中でカルボン酸ハロゲン化物をビニルエーテルと反応させる工程を含む、アルケノンのハロゲン化前駆体の製造方法に関する。
アルケノン、特にＥＴＦＢＯおよびハロゲン化前駆体、特にＣＥＴＦＢＯ（１，１，１−トリフルオロ−４−クロロ−４−エトキシブタン−２−オン）はカルボン酸ハロゲン化物とビニルエーテルとの反応用の溶媒として有利に使用できることが分かった。
好ましい、一実施形態では、前記反応用の液体反応媒体は、アルケノン、特にＥＴＦＢＯを含む。アルケノンは一般に、反応媒体の総重量に対して５０〜９９重量％、好ましくは６０〜９９重量％、より好ましくは７５〜９９重量％のアルケノンの量で使用される。
この実施形態は、前記反応を開始するために特に有利である。
アルケノンは好ましくは、外部供給源、例えばアルケノンの前回のバッチ製造から反応に提供される追加のアルケノンを含む。この実施形態の一態様では、前記反応は、特に製造プロセスの開始中に、カルボン酸ハロゲン化物を前記アルケノン含有液体反応媒体中へ導入することによって実施される。アルケノンおよびカルボン酸ハロゲン化物を含む液体反応媒体へのビニルエーテルの導入後にアルケノンのハロゲン化前駆体が形成されることによって、一般に、ハロゲン化前駆体とアルケノンとを含有する液体反応媒体が提供される。
この実施形態はまた、ビニルエーテルがカルボン酸ハロゲン化物を含有する反応媒体に加えられない、例えば、ビニルエーテルがアルケノン含有反応媒体に溶解され、カルボン酸ハロゲン化物が次にビニルエーテルとアルケノンとを含有する反応媒体に加えられるという、上記の反応と同じタイプの反応に適用されてもよいことが理解される。
別の実施形態では、カルボン酸ハロゲン化物とビニルエーテルとの反応用の液体反応媒体は、アルケノンのハロゲン化前駆体、特にＣＥＴＦＢＯを含む。ハロゲン化前駆体は一般に、反応媒体の総重量に対して５０〜９９重量％、好ましくは６０〜９９重量％、より好ましくは７５〜９９重量％のハロゲン化前駆体の量で使用される。
本実施形態の好ましい態様では、本方法は連続モードで実施される。連続プロセスでは、液体反応媒体中のアルケノンのハロゲン化前駆体の含有率は一般に、反応媒体の総重量に対して５０〜９９重量％の範囲の、好ましくは６０〜９９重量％の範囲の、より好ましくは７５〜９９重量％の範囲のハロゲン化前駆体に保たれる。これは、定常状態で、例えば連続撹拌タンク型反応器（ＣＳＴＲ）で運転される連続プロセスにとって特に有利である。
好ましい態様では、液体反応媒体の残りはカルボン酸ハロゲン化物を含む。
好ましい、第６の特定の実施形態では、工程（ａ）または（ｂ）の反応は、とりわけ本明細書で前に記載されたようにカルボン酸塩化物が使用されるときに、塩基の実質的なまたは完全な不在下に実施される。
好ましい、第７の特定の実施形態では、工程（ａ）または（ｂ）の反応は、追加の溶媒の実質的なまたは完全な不在下に実施される。
好ましい、第８の特定の実施形態では、工程（ａ）または（ｂ）の反応は好ましくは、本明細書で前に記載されたように、塩基のおよび追加の溶媒の実質的なまたは完全な不在下に実施される。
第６〜第８、特に第８の特定の実施形態は、第１〜第５の特定の実施形態のいずれかと有利に組み合わせることができる。
本発明による方法の第６〜第８の特定の実施形態で、「実質的な不在」は典型的には、反応混合物の総重量に対して１重量％以下、より特に０．５重量％以下の塩基および／または溶媒の任意の含有率を意味する。「完全な不在」はこれに関連して典型的には、反応混合物への塩基および／または溶媒の任意の添加が全く行われなかったプロセスを意味する。典型的には「完全な不在」は、塩基および／または溶媒が反応混合物のＧＣで全く検出できないことを意味する。
特に本発明による方法の第６〜第８の特定の実施形態は、反応の出発原料および生成物とは異なる成分の実質的な不在にもかかわらず、反応が選択的に進行し、分離が制限によって容易にされるので、必要ならば、アルケノンのハロゲン化前駆体および特に所望のアルケノンの特に効率的な単離を可能にする。
本発明による方法ではおよびそれの特定の実施形態では、酸ハロゲン化物対ビニルエーテルのモル比は好ましくは０．８〜１．２、特に好ましくは０．８：１〜約１である。最も好ましくは、このモル比は約１である。
本発明による方法ではおよびそれの特定の実施形態では、ビニルエーテルは一般に、カルボン酸ハロゲン化物の１モル当たり０．０１〜２モル／時間の速度で液体反応媒体中へ導入される。好ましくはこの速度は、カルボン酸ハロゲン化物の１モル当たり０．５〜１．５モル／時間である。カルボン酸ハロゲン化物の１モル当たり約１モル／時間の速度が良好な結果を与えた。
本発明による方法およびその特定の実施形態は、バッチ式にまたは連続的に実施することができる。
本発明による方法ではおよびその特定の実施形態では、特に連続プロセスでは液体反応媒体中のビニルエーテルの濃度を制御することがとりわけ有益である。一般に、この濃度は、液体反応媒体の総重量に対して５重量％未満である。多くの場合液体反応媒体中のビニルエーテルの濃度は、液体反応媒体の総重量に対して１重量％以下である。好ましくは、この濃度は、液体反応媒体の総重量に対して０．５重量％以下である。一般に、この濃度は、液体反応媒体の総重量に対して少なくとも０．１重量％である。
ビニルエーテルの濃度の制御はクロロエーテル、ポリマー物質などの他の望まれない化合物の形成を特に回避し、アルケノンの収率および純度を向上させることが分かった。
本発明はその結果また、液体反応媒体中でカルボン酸ハロゲン化物を連続的にビニルエーテルと反応させる工程を含む、アルケノンのハロゲン化前駆体の製造方法であって、液体反応媒体中のビニルエーテルの濃度が制御され、好ましくは本明細書で前に開示された範囲中に維持される方法に関する。
本発明はまた、液体反応媒体中でカルボン酸ハロゲン化物をビニルエーテルと反応させる工程を含む、アルケノンのハロゲン化前駆体の製造方法であって、反応媒体が乱流状態にある方法に関する。
この特有の実施形態による方法は一般に、反応を０℃〜４０℃、好ましくは１０℃〜３０℃、より好ましくは２５℃に等しいかまたは約２５℃、最も好ましくは２０℃に等しいかまたは約２０℃の温度で実施する工程を含む。
この特有の実施形態では、反応媒体の乱流状態は、例えば、撹拌、流れ抵抗を通しての反応媒体の通過、不活性ガスなどのガス泡の導入による反応媒体の混合から選択される操作によって達成することができる。
反応媒体での撹拌は、タービンもしくは攪拌機などの内部撹拌を用いて、または反応器の外部の再循環パイプを用いて実現されてもよい。
流れ抵抗の典型的な例は例えば、ガラスリングおよびラシヒ（Ｒａｓｃｈｉｇ）リングなどの反応器中に置くことができる成形体である。
本方法が連続モードで実施されるときに特に有利である、この特有の実施形態の特定の態様では、ビニルエーテルおよびカルボン酸ハロゲン化物は、内部供給管および外部供給管を有する同心ノズルを通して液体反応媒体中へ導入されてもよい。この態様では、ビニルエーテルは好ましくは内部供給管を通して供給され、カルボン酸ハロゲン化物は好ましくは外部供給管を通して供給される。
意外にも、液体反応媒体に乱流状態を生み出すことによって、ホットスポットが前記反応媒体中で実質的に回避され、それによってアルケノンのハロゲン化前駆体のおよびこの前駆体から得られるアルケノンの収率および純度を向上させ得ることが分かった。
本発明の目的のためには、用語「ホットスポット」は具体的には、反応が実施される温度より実質的に高い温度を有する反応媒体のゾーンを意味する。「実質的により高い温度」は、液体反応媒体の平均温度より少なくとも５℃、多くの場合少なくとも１０℃高い温度と理解される。
この特有の実施形態による方法では、反応は好ましくは連続撹拌タンク型反応器（ＣＳＴＲ）で実施される。
特定の態様では前記連続撹拌タンク型反応器はプラグフロー型反応器と組み合わせられる。その場合、一般に、液体反応媒体の少なくとも一部は、連続撹拌タンク型反応器から抜き出され、プラグフロー型反応器でさらなる反応にかけられる。この場合、ＣＳＴＲ反応器は通常乱流状態にあるが、プラグフロー型反応器は乱流または層流状態にあることができる。
ＣＳＴＲの特定の実施形態には、１個以上の円筒形または球形タンクからなる反応器であって、液体反応媒体の乱流状態が上記の方法のいずれかによって生み出される反応器が含まれる。２個以上のＣＳＴＲ反応器、例えば２、３または４個の反応器が使用されるとき、ビニルエーテルを各反応器に供給するためにビニルエーテルの供給物を分けることが有利である。
プラグフロー型反応器の特定の実施形態は、供給物が一端に入り、他端を出る円筒形管の形態にある。
本発明による方法は、その特定の実施形態において、この特有の実施形態による工程（ａ）の反応を実施することを好ましくは含む。
本発明による方法およびその特定の実施形態は、工程（ａ）の反応を第１温度で実施することと工程（ｂ）を第１温度より高い第２温度で実施することとを一般に含む。
第１温度は、一般に５０℃未満、多くの場合４０℃未満、好ましくは３０℃以下である。一態様では、この温度は好ましくは約−２５℃以下である。第１温度は、一般に少なくとも−５０℃、多くの場合−４０℃以上、好ましくは−３０℃以上である。
第２温度は、一般に少なくとも５０℃、多くの場合６０℃以上、好ましくは７０℃以上である。第２温度は、一般に１５０℃未満、多くの場合１００℃未満、好ましくは約８０℃以下である。
本発明による方法およびその特定の実施形態は、工程（ａ）の反応を第１圧力で実施形態することと工程（ｂ）を第１圧力より低い第２圧力で実施することとを一般に含む。
第１圧力は一般に、反応媒体を液体状態に維持するために選択される。例えば、トリフルオロアセチルクロリドが酸ハロゲン化物として使用される場合、第１圧力は有利には、約−２５℃以下の反応温度で大気圧である。第１圧力は有利には、２０〜３０℃の反応温度で約４バール以上、好ましくは約５バール(絶対)〜約１０バール以下である。
第２圧力は好ましくは、反応媒体からの少なくともアルケノンの分別蒸留を可能にするために選択される。典型的な第２圧力は１〜約１０−３バール(絶対)である。
本方法がバッチ式に実施されるときに有利である、本発明による方法の一実施形態およびその特定の実施形態では、工程（ａ）および（ｂ）は、同じ反応ゾーン、例えば、蒸留塔が上にある容器中で実施される。
本方法がバッチ式に実施されるときに有利である、本発明による方法の別の実施形態およびその特定の実施形態では、その工程（ａ）は第１反応ゾーンで実施され、工程（ｂ）は、第１反応ゾーンとは異なる第２反応ゾーンで実施される。
第１反応ゾーンは多くの場合、任意選択的に撹拌されるタンク型反応器である。第２反応ゾーンは、例えば、蒸留塔であることができる。
好ましい、第９の特定の実施形態では、本発明による方法は、工程（ｂ）で生成したアルケノンをハロゲン化水素、未反応カルボン酸ハロゲン化物および未反応ハロゲン化前駆体（ならびに微量のポリマー物質）から分離する工程と、任意選択的にカルボン酸ハロゲン化物を工程（ａ）におよびハロゲン化前駆体を工程（ｂ）にリサイクルする工程とをさらに含む。
蒸留、特に分別蒸留が、特に工程（ｂ）の反応混合物から、アルケノンを分離するための分離技法として好ましい。
本発明はさらに、次の工程：
（ａ）本明細書で前に開示された方法のいずれかかまたはそれらの組み合わせに従って好ましくはカルボン酸ハロゲン化物とビニルエーテルとからの製造による、アルケノンのハロゲン化前駆体を提供する工程、
（ｂ）瞬間熱分解、真空熱分解および不活性ガスでのストリッピング下の熱分解から選択される熱分解処理によって前記前駆体からハロゲン化水素を脱離させてアルケノンを形成する工程と
を含む、アルケノンの製造方法に関する。
（ａ）本明細書で前に開示された方法のいずれかかまたはそれらの組み合わせに従って好ましくはカルボン酸ハロゲン化物とビニルエーテルとからの製造による、アルケノンのハロゲン化前駆体を提供する工程、
（ｂ）瞬間熱分解、真空熱分解および不活性ガスでのストリッピング下の熱分解から選択される熱分解処理によって前記前駆体からハロゲン化水素を脱離させてアルケノンを形成する工程と
を含む、アルケノンの製造方法に関する。
本発明の目的のためには、用語「瞬間熱分解」は、液体反応媒体が短時間加熱されるプロセスを意味する。瞬間熱分解のための典型的な加熱時間は１時間未満、特に３０分未満、好ましくは約１５分である。一般に、加熱時間は１秒超、多くの場合１５秒超である。
本実施形態による方法の特定の態様では、瞬間熱分解は、−２０℃〜１４０℃の範囲の温度および３０秒〜１時間の範囲の期間で、好ましくは０℃〜１３０℃の範囲の温度および３０秒〜３０分の範囲の期間で、より好ましくは２０℃〜１２０℃の範囲の温度および３０秒〜２０分の範囲の期間で行われる。
熱分解または瞬間熱分解は任意選択的に、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス流れでのストリッピング下に実施することができる。
本発明の目的のためには、用語「ストリッピング」は、１つ以上の成分、特にＨＣｌがガス流れによって液体反応媒体から除去される物理的分離プロセスを特に意味する。液体およびガス流れは、並流または向流方向を有することができる。
適切な場合、ストリッピングは有利には窒素流れで実施される。
この実施形態による方法は、熱分解を−２０℃〜１４０℃、好ましくは６０〜１３０℃の温度で、例えば８０℃に等しいかまたは約８０℃で、より好ましくは１２０℃に等しいかまたは約１２０℃で実施する工程を一般に含む。
熱分解または瞬間熱分解は減圧下に実施されてもよい。その場合、減圧は好ましくは１００〜６００ミリバールである。
本明細書に開示される異なる方法および実施形態は、アルキルビニルエーテルとトリフルオロ酢酸ハロゲン化物とからの、特にトリフルオロアセチルクロリドとエチルビニルエーテルとからのクロロトリフルオロアルコキシブタノンの製造およびトリフルオロアルコキシブテノン、特にＥＴＦＢＯを形成するためのその後の脱離に最も好ましいやり方で適用されることが理解される。
本明細書に開示される異なる方法および実施形態は、アルキルビニルエーテルとジフルオロ酢酸ハロゲン化物とからの、特にジフルオロアセチルクロリドとエチルビニルエーテルとからのクロロジフルオロアルコキシブタノンの製造およびジフルオロアルコキシブテノン、特にＥＤＦＢＯを形成するためのその後の脱離に最も好ましいやり方で適用されることが理解される。
本明細書で以下の実施例は、本発明を例示することを意図されるが、それを限定しない。
これらの実施例ではおよび本明細書の全体にわたって、用いられる省略形は次の通り定義される：ＴＦＡＣはトリフルオロアセチルクロリドであり、ＥＶＥはエチルビニルエーテルであり、ＣＥＴＦＢＯは４−クロロ−４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブタン−２−オンであり、ＥＴＦＢＯはエトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンである。
実施例１：４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンの２工程製造
工程（ａ）
Ｐｔ１００内部温度計を備えた、ドライアイス冷却器で囲まれた１００ｍｌの３つ口フラスコに、６６，２４ｇ（０．５モル）のトリフルオロアセチルクロリドを−３０℃で濃縮させた。３６．０６ｇ（０．５モル）のエチルビニルエーテルを１時間にわたって滴加した。滴加後に、さらなる０．５モルのトリフルオロアセチルクロリドを加えた。サンプルのＧＣは、４−クロロ−４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブタン−２−オンのほぼ定量的な収率を示した。
工程（ａ）
Ｐｔ１００内部温度計を備えた、ドライアイス冷却器で囲まれた１００ｍｌの３つ口フラスコに、６６，２４ｇ（０．５モル）のトリフルオロアセチルクロリドを−３０℃で濃縮させた。３６．０６ｇ（０．５モル）のエチルビニルエーテルを１時間にわたって滴加した。滴加後に、さらなる０．５モルのトリフルオロアセチルクロリドを加えた。サンプルのＧＣは、４−クロロ−４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブタン−２−オンのほぼ定量的な収率を示した。
工程（ｂ）
上記の工程（ａ）の反応後に、フラスコを室温に温め、減圧下に分別蒸留にかけた。第１留分（Ｂ．Ｐ．４７ミリバールで５９．３〜６６．４℃）は、４−クロロ−４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブタン−２−オンと４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンとの混合物を含有し、それを、さらなる４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンを与えるために再蒸留することができた。第２留分（Ｂ．Ｐ．３０ミリバールで６６．４〜７０℃）は、純粋なエトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オン（Ｅ／Ｚ比９８．５：１．５）を含有した。単離収率は、理論収率の９７．５％であった。
上記の工程（ａ）の反応後に、フラスコを室温に温め、減圧下に分別蒸留にかけた。第１留分（Ｂ．Ｐ．４７ミリバールで５９．３〜６６．４℃）は、４−クロロ−４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブタン−２−オンと４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンとの混合物を含有し、それを、さらなる４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンを与えるために再蒸留することができた。第２留分（Ｂ．Ｐ．３０ミリバールで６６．４〜７０℃）は、純粋なエトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オン（Ｅ／Ｚ比９８．５：１．５）を含有した。単離収率は、理論収率の９７．５％であった。
実施例２：乱流条件および溶媒としてのＥＴＦＢＯ下の４−クロロ−４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブタン−２−オンおよび４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンの製造
一般的な手順：前の合成によって得られた、純粋なＥＴＦＢＯを再循環システムの流れ部分に入れ、チラーを使用して冷却した。この再循環システムは、２０Ｌのフラスコ、別の蒸留塔の上に置かれた１０ｍｍガラスラシヒリングを充填した２つの１メートル蒸留塔、循環ポンプ（１５００Ｌ／時間）、それぞれ３ｍパス長さ（直径１．５ｃｍ）の３つの管型反応器を含む。再循環システムで所望の温度に達したらすぐに、ガス状または液体トリフルオロアセチルクロリド（１５ｋｇ／時間；１１３．２モル／時間）を、第１の３ｍ反応器の直前に乱流循環で導入し、次に小モル過剰のエチルビニルエーテル（ＴＦＡＣ／ＥＶＥ＝１：１．０１）を第１の３ｍ反応器の後に加えた。リサイクル装置の２０Ｌのフラスコ中のレベルを、膜ポンプを使用して物質を第２装置へポンプ送液することによって一定に保った。４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オン（ＥＴＦＢＯ）への４−クロロ−４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブタン−２−オン（ＣＥＴＦＢＯ）の熱分解に役立つこの第２装置は、１０ｍｍガラスラシヒリングを充填した３つの１メートル蒸留塔と除去付き冷却器とを持った１００ＬのＰｆａｕｄｌｅｒセラミック容器を含む。ＨＣｌを失うことによるＥＴＦＢＯへのＣＥＴＦＢＯの転化は、セラミック容器が満ちているときにはバッチ式熱分解によって、またはリサイクル装置からのＣＥＴＦＢＯ流れの連続供給によってかのどちらかで行われる。精密蒸留を蒸留塔で連続的またはバッチ式でさらに実施した。
一般的な手順：前の合成によって得られた、純粋なＥＴＦＢＯを再循環システムの流れ部分に入れ、チラーを使用して冷却した。この再循環システムは、２０Ｌのフラスコ、別の蒸留塔の上に置かれた１０ｍｍガラスラシヒリングを充填した２つの１メートル蒸留塔、循環ポンプ（１５００Ｌ／時間）、それぞれ３ｍパス長さ（直径１．５ｃｍ）の３つの管型反応器を含む。再循環システムで所望の温度に達したらすぐに、ガス状または液体トリフルオロアセチルクロリド（１５ｋｇ／時間；１１３．２モル／時間）を、第１の３ｍ反応器の直前に乱流循環で導入し、次に小モル過剰のエチルビニルエーテル（ＴＦＡＣ／ＥＶＥ＝１：１．０１）を第１の３ｍ反応器の後に加えた。リサイクル装置の２０Ｌのフラスコ中のレベルを、膜ポンプを使用して物質を第２装置へポンプ送液することによって一定に保った。４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オン（ＥＴＦＢＯ）への４−クロロ−４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブタン−２−オン（ＣＥＴＦＢＯ）の熱分解に役立つこの第２装置は、１０ｍｍガラスラシヒリングを充填した３つの１メートル蒸留塔と除去付き冷却器とを持った１００ＬのＰｆａｕｄｌｅｒセラミック容器を含む。ＨＣｌを失うことによるＥＴＦＢＯへのＣＥＴＦＢＯの転化は、セラミック容器が満ちているときにはバッチ式熱分解によって、またはリサイクル装置からのＣＥＴＦＢＯ流れの連続供給によってかのどちらかで行われる。精密蒸留を蒸留塔で連続的またはバッチ式でさらに実施した。
実施例２ａ：
再循環システムを純粋なＥＴＦＢＯで満たし、１０℃の温度に冷却した。一般的な手順に従って、ＴＦＡＣおよびＥＶＥを、それぞれ、１２．４モル／時間および１２．８モル／時間の速度で導入した。リサイクル装置のトップで毎時採取されたＧＣサンプルは、ＴＦＡＣとＥＶＥとからの完全な反応を示し、それによってＣＥＴＦＢＯ濃度はＥＴＦＢＯ濃度の低下と共に連続的に増加した。ＴＦＡＣおよびＥＶＥの連続的な導入を８時間の間ずっと実施し、物質を全てセラミック容器に集めた。熱分解を、窒素流れ下に８０℃で実施し、これに、分別蒸留を続けて、理論収率の８７％の単離収率でおよび９８％の純度（シス＋トランス異性体）で４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンを得た。
再循環システムを純粋なＥＴＦＢＯで満たし、１０℃の温度に冷却した。一般的な手順に従って、ＴＦＡＣおよびＥＶＥを、それぞれ、１２．４モル／時間および１２．８モル／時間の速度で導入した。リサイクル装置のトップで毎時採取されたＧＣサンプルは、ＴＦＡＣとＥＶＥとからの完全な反応を示し、それによってＣＥＴＦＢＯ濃度はＥＴＦＢＯ濃度の低下と共に連続的に増加した。ＴＦＡＣおよびＥＶＥの連続的な導入を８時間の間ずっと実施し、物質を全てセラミック容器に集めた。熱分解を、窒素流れ下に８０℃で実施し、これに、分別蒸留を続けて、理論収率の８７％の単離収率でおよび９８％の純度（シス＋トランス異性体）で４−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンを得た。
実施例２ｂ：
実施例２ａと同じ手順に従ったが、再循環システムを２０℃の温度に保った。エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンが理論収率の８７％の単離収率でおよび９８％の純度（シス＋トランス異性体）で得られた。
実施例２ａと同じ手順に従ったが、再循環システムを２０℃の温度に保った。エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンが理論収率の８７％の単離収率でおよび９８％の純度（シス＋トランス異性体）で得られた。
実施例３：熱分解処理によるＥＴＦＢＯへのＣＥＴＦＢＯの転化
一般的な手順：実施例１で上に記載されたように、工程（ａ）の反応後に、還流冷却器を備えたフラスコを、油浴を使用することによって所望の温度に加熱した。熱分解または瞬間熱分解を異なる条件下に：異なる温度で、不活性ガス流れありもしくはなしで、または減圧下に行った。ＥＴＦＢＯへのＣＥＴＦＢＯの転化の後にＧＣ分析を行った。反応混合物の組成が一定のままであったとき、生じた反応混合物を減圧での蒸留（７０℃、２０ミリバール）にさらにかけてエトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンを得た。実験データを表１にまとめる。熱分解時間は、その後に反応混合物の組成が一定のままであった時間を意味する。
一般的な手順：実施例１で上に記載されたように、工程（ａ）の反応後に、還流冷却器を備えたフラスコを、油浴を使用することによって所望の温度に加熱した。熱分解または瞬間熱分解を異なる条件下に：異なる温度で、不活性ガス流れありもしくはなしで、または減圧下に行った。ＥＴＦＢＯへのＣＥＴＦＢＯの転化の後にＧＣ分析を行った。反応混合物の組成が一定のままであったとき、生じた反応混合物を減圧での蒸留（７０℃、２０ミリバール）にさらにかけてエトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−ブテン−２−オンを得た。実験データを表１にまとめる。熱分解時間は、その後に反応混合物の組成が一定のままであった時間を意味する。
Claims (36)
- （ａ）カルボン酸ハロゲン化物を、前記カルボン酸ハロゲン化物を含有する液体反応媒体へビニルエーテルを導入することよってビニルエーテルと反応させて、前記アルケノンのハロゲン化前駆体を形成する工程と、（ｂ）前記前駆体からハロゲン化水素を脱離させて前記アルケノンを形成する工程とを含む、アルケノンの製造方法。
- 式（Ｉ）：Ｒ１−Ｃ（Ｏ）−Ｃ（Ｈ）＝Ｃ（Ｈ）−ＯＲ２（Ｉ）（式中、Ｒ１は、少なくとも１個のハロゲン原子で任意選択的に置換されているＣ１〜Ｃ１０アルキル基を表すかまたはＲ１はＣＦ３Ｃ（Ｏ）ＣＨ２を表し；Ｒ２はアリール、置換アリール、または少なくとも１個のハロゲン原子で任意選択的に置換されているＣ１〜Ｃ１０アルキル基を表す）に相当するアルケノンの製造のための、請求項１に記載の方法であって、式（ＩＩ）：Ｒ１−Ｃ（Ｏ）Ｘ（ＩＩ）（式中、Ｘはフッ素、塩素または臭素を表し、Ｒ１は上に与えられた意味を有する）に相当する酸ハロゲン化物を、式（ＩＩＩ）：ＣＨ２＝Ｃ（Ｈ）−ＯＲ２（ＩＩＩ）（式中、Ｒ２は上に与えられた意味を有する）に相当するビニルエーテルと反応させる方法。
- Ｒ１がフッ素化Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、好ましくはＣＦ３基である、請求項２に記載の方法。
- Ｒ２がＣ１〜Ｃ４アルキル基、好ましくはメチルまたはエチル基である、請求項２または３に記載の方法。
- 前記カルボン酸ハロゲン化物がトリフルオロアセチルクロリドである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
- 前記液体反応媒体が２０重量％から、好ましくは５０％から約１００重量％未満のカルボン酸ハロゲン化物を含有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
- 前記液体反応媒体がカルボン酸ハロゲン化物から必須になる、請求項６に記載の方法。
- 前記液体反応媒体が１重量％から、好ましくは５％から約２０重量％未満のカルボン酸ハロゲン化物を含有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ビニルエーテルが、カルボン酸ハロゲン化物の１モル当たり０．０１〜２モル／時間の速度で前記液体反応媒体中へ導入される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
- 工程（ａ）の前記反応が塩基の実質的な不在下に実施される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
- 工程（ａ）の前記反応を第１温度で実施することと、工程（ｂ）を前記第１温度より高い第２温度で実施することとを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
- 工程（ａ）が第１反応ゾーンで実施され、工程（ｂ）が前記第１反応ゾーンとは異なる第２反応ゾーンで実施される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第１反応ゾーンが任意選択的に撹拌されるタンク型反応器であり、前記第２反応ゾーンが蒸留塔である、請求項１２に記載の方法。
- バッチ式で実施される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
- 連続的に実施される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
- さらに、工程（ｂ）で生成した前記アルケノンエーテルを、ハロゲン化水素、未反応カルボン酸ハロゲン化物および未反応ハロゲン化前駆体から分離する工程を含み、カルボン酸ハロゲン化物を工程（ａ）におよびハロゲン化前駆体を工程（ｂ）にリサイクルする工程を任意選択的に含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
- アルケノンまたは前記アルケノンのハロゲン化前駆体を含む液体反応媒体中でカルボン酸ハロゲン化物をビニルエーテルと反応させる工程を含む、アルケノンのハロゲン化前駆体の製造方法。
- 前記液体反応媒体が、前記液体反応媒体の総重量に対して５０〜９９重量％、好ましくは６０〜９９重量％、より好ましくは７５〜９９重量％の前記アルケノンを含有する、請求項１７に記載の方法。
- 前記液体反応媒体が、前記液体反応媒体の総重量に対して５０〜９９重量％の前記ハロゲン化前駆体を含有する、請求項１７に記載の方法。
- 連続モードで運転され、かつ、前記液体反応媒体中のハロゲン化前駆体の濃度が請求項１８または１９に従った範囲に好ましくは維持される、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の方法。
- 液体反応媒体中でカルボン酸ハロゲン化物をビニルエーテルと反応させる工程を含み、かつ、前記反応媒体が乱流状態にある、アルケノンのハロゲン化前駆体の製造方法。
- 前記乱流状態が、撹拌、流れ抵抗を通しての前記反応媒体の通過、ガス泡の導入による前記反応媒体の混合から選択される操作によって達成される、請求項２１に記載の方法。
- 前記ビニルエーテルおよび前記カルボン酸ハロゲン化物が、内部供給管および外部供給管を有する同心ノズルを通して前記液体反応媒体中へ導入され、前記ビニルエーテルが前記内部供給管を通して供給され、前記カルボン酸ハロゲン化物が前記外部供給管を通して供給される、請求項２１または２２に記載の方法。
- 連続的に実施される、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
- 前記乱流状態がホットスポットの形成を回避するのに十分である、請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応が０℃〜４０℃の温度で実施される、請求項２１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応が連続撹拌タンク型反応器で実施される、請求項２１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
- 前記液体反応媒体の少なくとも一部を抜き出す工程と、前記一部をプラグフロー型反応器でさらに反応させる工程とをさらに含む、請求項２１〜２７のいずれか一項に記載の方法。
- 工程（ａ）が請求項２１〜２８のいずれか一項に記載の方法に従って実施される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
- （ａ）アルケノンのハロゲン化前駆体を提供する工程と、
（ｂ）瞬間熱分解、真空熱分解および不活性ガスでのストリッピング下の熱分解から選択される熱分解処理によって前記前駆体からハロゲン化水素を脱離させてアルケノンを形成する工程と
を含む、アルケノンの製造方法。 - 前記熱分解が−２０℃〜１４０℃の温度で実施される、請求項３０に記載の方法。
- 前記熱分解が窒素でのストリッピング下に実施される、請求項３１に記載の方法。
- 前記熱分解が１００〜６００ミリバールの減圧下に実施される、請求項３１に記載の方法。
- 前記熱分解が−２０℃〜１４０℃の範囲の温度および３０秒〜１時間の期間で行われる瞬間熱分解である、請求項３３に記載の方法。
- 前記瞬間熱分解がガス流れ下に実施される、請求項３４に記載の方法。
- 前記瞬間熱分解が減圧下に実施される、請求項３４に記載の方法。
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