JP2637202B2 - 3−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルクロリド類の製造方法 - Google Patents

3−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルクロリド類の製造方法

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JP2637202B2 JP63307738A JP30773888A JP2637202B2 JP 2637202 B2 JP2637202 B2 JP 2637202B2 JP 63307738 A JP63307738 A JP 63307738A JP 30773888 A JP30773888 A JP 30773888A JP 2637202 B2 JP2637202 B2 JP 2637202B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は式(II) {式(II)中、XおよびYはそれぞれ水素原子またはハ
ロゲン原子を表す。} で示される、3−トリフルオロメチルベンゼンスルホニ
ルクロリド類の製造方法に関する。
3−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルクロリド
類は医薬、農薬あるいは染料等の中間原料として有用な
化合物である。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕
従来、ベンゼン環にトリフルオロメチル基を有する化
合物のクロロスルホニル化反応は、クロロスルホン酸の
みではトリフルオロメチル基が分解する為、収率が低く
なることが知られている。
その為、通常、トリフルオロメチル基を有するベンゾ
トリフルオリド類のクロロスルホン化反応に於いては、
例えば英国特許第1258557号公報では発煙硫酸存在下、
これとクロロスルホン酸との混合液中に原料のベンゾト
リフルオリド類を滴下しながら−50℃〜80℃で反応させ
た後に、多量の氷中に反応液を滴下し、過剰のクロロス
ルホン酸を加水分解した後に有機溶媒で抽出を行う方法
が開示されている。
本発明者らは該公報に開示された実施例の方法に従い
追試した結果、目的生成物の4−クロロ−3−トリフル
オロメチルベンゼンスルホニクロリドは60〜70%の低収
率でしか得られず、さらにジフェニルスルホン類の副生
物が約7%と多量に含まれており精製工程も必要である
ことがわかった。
その為に本発明者らは、改良方法としてベンゾトリフ
ルオリド類のスルホン化では発煙硫酸のみを用いて特定
の温度範囲でスルホン化を行い、引続きクロロスルホン
酸を添加して特定温度範囲で塩素化を行い、反応式
(A) {反応式(A)中、XおよびYはそれぞれ水素原子また
はハロゲン原子を表す。} で示される平衡反応を有利に進め、ジフェニルスルホン
類の副生を抑制し、目的生成物を高純度で得る方法を先
に出願した(特開昭63−104952号)。
しかしながら該方法では、目的生成物のトリフルオロ
メチルベンゼンスルホニルクロリド類を得るために該英
国特許公報同様、後処理として、反応液を氷中に添加す
る為、過剰量のクロロスルホン酸の加水分解及び発煙硫
酸の希釈熱により、目的生成物の分解が生じ、収率が低
下するという技術的欠点があった。
本発明はトリフルオロメチルゼンスルホニルクロリド
類の収率の向上を目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは前記英国特許第1258557号および特開昭6
3−104952号記載の反応液を氷中排出後、抽出する後処
理方法ではなく、前記、反応式(A)に示されるような
平衡反応を利用し、ハロゲノベンゾトリフルオロスルホ
ニルクロリド類の工業的製造方法を鋭意検討した。
その結果、ベンゾトリフルオリド類を発煙硫酸でスル
ホン化を行った後、クロロスルホン酸で塩素化を行う方
法では、前記、反応式(A)で示される平衡反応は約9
割が右側に傾いており、この反応液を氷中添加する際
に、その5〜20%がスルホン酸に分解し収率低下を招い
ていることを見出した。
また、ジフェニルスルホン類の副生成物は、発煙硫酸
とクロロスルホン酸の反応混合液には容易に溶解するが
不活性溶媒等に対する溶解度は小さいことも見出した。
さらに、ベンゾトリフルオリド類をクロロスルホン化反
応させた反応液中より、逐次、不活性溶媒等で抽出を行
う事により、その都度、前記、反応式(A)で示される
反応は右側へ平衡が傾き目的化合物が生成してくること
がわかった。本発明はこれらの知見に基づきなされたも
のである。
すなわち本発明は式(I) {式(I)中、XおよびYはそれぞれ水素原子またはハ
ロゲン原子を表す。} で示されるベンゾトリフルオリド類を発煙硫酸、および
クロロスルホン酸と反応させ、式(II) {式(II)中、XおよびYは前記式(I)と同じ意味で
ある。} で示される、3−トリフルオロメチルベンゼンスルホニ
ルクロリド類を製造する方法に於て、該反応液に直接、
クロロスルホン酸に対し1重量倍以上の不活性溶媒を加
えて抽出することを特徴とする、3−トリフルオロメチ
ルベンゼンスルンホニルクロリド類の製造方法である。
本発明の方法はベンゾトリフルオリド類に発煙硫酸お
よびクロロスルホン酸を添加しクロロスルホン化反応を
行い、反応溶液から直接不活性有機溶媒で繰り返し抽出
することにより前記、反応式(A)で示される平衡反応
をその都度目的化合物生成の方向へと有利に進め、副生
成物の抽出、また目的化合物の分解も抑制でき高収率且
つ高純度で目的化合物を得ることができる。
本発明の一般的実施態様を示すと以下の通りである。
本発明に於ける、クロロスルホン化は次のいずれの方
法でも実施できる。
例えば、ベンゾトリフルオリド類に対しSO3換算で1.0
〜2.0倍モルとなるように20〜80%濃度の発煙硫酸を反
応器に装入し、30〜70℃に温度を保ちながら、ベンゾト
リフルオリド類を0.5〜3時間かけて滴下したスルホン
化反応を行い、次に所定時間保温撹拌することにより得
られたスルホン化反応液に、ベンゾトリフルオリド類に
対し、2〜6倍モルのクロロスルホン酸を、反応温度20
〜60℃に維持して滴下装入し、同温度にて1〜3時間保
温撹拌して反応させる。
あるいは、ベンゾトリフルオリド類に対しSO3換算で
1.0モル以上となるような発煙硫酸とベンゾトリフロリ
ド類に対して2倍モル以上のクロロスルホン酸の混合物
の中にベンゾトリフルオリド類を反応温度−50〜80℃で
滴下し、同温度で2〜15時間保温撹拌して反応させる。
このようにして得た、反応液中に不活性有機溶媒、好
ましくはハロゲン化炭化水素、または脂肪族炭化水素
を、反応に使用したクロロスルホン酸に対し、1〜10重
量倍、好ましくは2〜6重量倍添加し、温度を好ましく
は−10〜60℃に維持しながら、0.1時間〜3時間、好ま
しくは0.2〜1時間撹拌を行った後、0.1〜3時間、好ま
しくは0.5〜2時間静置した後、分液操作により、不活
性有機溶媒層を分離する。
この抽出操作を1〜8回、好ましくは2〜5回繰り返
し行う。
本発明の方法に使用する抽出溶液としては、塩化メチ
レン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタ
ン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタ
ン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、2,2−ジクロロプロ
パン、2,3−ジクロロ−2−メチルプロパン等のハロゲ
ン化炭化水素、n−ヘキサン、シクロヘキサン、3−メ
チルペンタン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素を用いる
ことができるが、これらの溶媒に限定されるものではな
い。またこれらは一種あるいは二種以上を混合して使用
しても差支えない。
抽出の際に用いる不活性溶媒の使用量は、クロロスル
ホン酸に対し、1重量倍未満では、不活性溶媒が反応液
と均一溶液になり、分液せず適当ではない。
また、抽出の際の温度は前記、反応式(A)で示され
る反応が吸熱反応であるため、−10℃より低いと収率の
低下を招き、また60℃を超えると、過剰のクロロスルホ
ン酸によりさらにスルホン化反応を生じ、ジスルホニル
クロリドが副生する傾向となり、さらにはトリフルオロ
メチル基の分解も生じやすくなり、収率の低下を招くの
で好ましくない。
得られた抽出液は、少量の水で水洗し、必要に応じて
乾燥剤等で乾燥させたのち、減圧下有機溶媒を留去する
ことによって、目的生成物の3−トリフルオロベンゼン
スルホニルクロリド類が得られる。
本発明の方法は、このようにして4−ブロモ−3−ト
リフルオロメチルベンゼンスルホニルクロリド、2−ブ
ロモ−5−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルクロ
リド、4−クロロ−3−トリフルオロメチルベンゼンス
ルホニルクロリド、2−クロロ−5−トリフルオロメチ
ルベンゼンスルホニルクロリド、3−トリフルオロメチ
ルベンゼンスルホニルクロリドなどの製造方法に適用で
きるが、特に4−クロロ−3−トリフルオロメチルベン
ゼンスルホニルクロリド、2−クロロ−5−トリフルオ
ロメチルベンゼンスルホニルクロリド、3−トリフルオ
ロメチルベンゼンスルホニルクロリドの製造方法として
好ましい方法である。
〔実施例〕
次に実施例及び比較例を示し、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
実施例−1 60%発煙硫酸20ml(SO3量0.3モル)を500ml四ツ口フ
ラスコに装入し、液温を50℃に保ちながら2−クロロベ
ンゾトリフルオリド36.1g(0.2モル)を1時間を要し滴
下し、さらに同温度にて1時間保温撹拌を行った。
次に、クロロスルホン酸67ml(1.0モル)を50℃から
徐々に滴下し、室温まで冷却しながら滴下終了した。そ
の後、2時間室温で撹拌した。
反応終了後、反応液中に200mlのクロロホルムを添加
し、室温にて0.5時間撹拌を行い、さらに0.5時間静置分
液後、上層のクロロホルム層を分取した。以上の抽出操
作を3回繰り返し行い、得られたクロロホルム層を水50
0mlで2回水洗を行い、塩化カルシウムで乾燥し、減圧
化溶媒留去後4−クロロ−3−トリフルオロメチルベン
ゼンスルホニルクロリド50.9g〔純度99.8%(ガスクロ
マトグラフィー内部標準法による測定結果)、収率91.0
%〕を得た。
実施例−2 60%発煙硫酸33ml(SO3量0.5モル)を500ml四ツ口フ
ラスコに装入し、液温を30℃に保にながら4−クロロベ
ンゾトリフルオリド36.1g(0.2モル)を2時間を要し滴
下したのち、同温度で2時間保温撹拌を行った。
次にクロロスルホン酸67ml(1.0モル)を30℃で滴下
し、同温度で1.5時間保温かきまぜを行った。反応終了
後、反応液中に200mlのn−ヘキサンを添加し、0℃に
て1時間撹拌を行い、さらに0.5時間静置分液後、上層
のn−ヘキサン層を分取した。以上の抽出操作を5回繰
り返し行い、得られたn−ヘキサン層を水600mlで2回
水洗を行い、塩化カルシウムで乾燥後、減圧下溶媒留去
し、2−クロロ−5−トリフルオロメチルベンゼンスル
ホニルクロリド50.2g(純度99.9%、収率89.9%)を得
た。
実施例−3 30%発煙硫酸54ml(SO3量0.4モル)を500ml四ツ口フ
ラスコに挿入し、これに15℃以下に保持しながら1時間
を要し、クロロスルホン酸67ml(1.0モル)を滴下した
のち、反応液を0℃まで冷却後ベンゾトリフルオリド2
9.2g(0.2モル)を2時間を要し滴下した後、反応液の
温度を5〜10℃に保ちながら2時間撹拌を行った。
反応終了後、反応液中に、塩化メチレン200mlを添加
し、40℃にて0.5時間撹拌を行い、さらに1.0時間静置分
液後、上層の塩化メチレン層を分取した。以上の抽出操
作を4回繰り返し行い、得られた塩化メチレン層を水50
0mlで2回洗浄を行った後、塩化カルシウムで乾燥し、
減圧下溶媒留去し、3−トリフルオロメチルベンゼンス
ルホンニルクロリド44.4g(純度99.7%、収率90.5%)
を得た。副生成分ジフェニルスルホンの含有量は0.1%
以下であった。
比較例−1 60%発煙硫酸40ml(SO30.6モル)を300ml、四ツ口フ
ラスコに装入し、40℃を保ちながら2−クロロベンゾト
リフルオリド72.2g(0.4モル)を1時間を要し滴下添加
し、さらに60℃にて1時間保温撹拌を行った。
次に、クロロスルホン酸134ml(2.0モル)を60℃保ち
ながら添加を行い、同温にて2時間保温撹拌を行った。
反応終了後、500gの氷中に反応液を滴下添加し、得ら
れた有機層をクロロホルム200mlで3回抽出を行い、さ
らにこのクロロホルム抽出層を水500mlで2回洗浄した
後、塩化カルシウムで乾燥し、減圧下、溶媒を留去して
4−クロロ−3−トリフルオロメチルベンゼンスルホニ
ルクロリド90.9g(純度99.4%、収率80.9%)を得た。
副生成物であるジフェニルスルホンの含有量は0.4%
であった。
比較例−2 60%発煙硫酸20ml(SO3量0.3モル)を200ml四ツ口フ
ラスコに装入し、さらにクロロスルホン酸67ml(1.0モ
ル)を15℃以下に保持し1時間を要し滴下添加を行っ
た。さらに0℃まで冷却後、2−クロロベンゾトリフル
オリド36.1g(0.2モル)を2時間を要し滴下添加した
後、5〜10℃の温度を保ちながら2時間撹拌を行った。
反応終了後、反応液を500gの氷中に1時間をかけ滴下
添加を行い、得られた有機層を塩化メチレン200mlで4
回抽出した後、さらに塩化メチレン層を水500mlで洗浄
し、塩化カルシウムで乾燥させ、減圧下、溶媒を留去
し、3−トリフルオロメチルベンゼンスルホリルクロリ
ド40.2g(純度90.3%、収率65.0%)を得た。また副生
成物のジフェニルスルホンの含有量は9.2%であった。
〔発明の効果〕
本発明を実施することにより、副成物のジフェニルス
ルホン等の抽出の抑制および目的化合物を高純度且つ高
収率で得ることができる。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式(I) {式(I)中、XおよびYはそれぞれ水素原子またはハ
    ロゲン原子を表す} で示されるベンゾトリフルオリド類を発煙硫酸およびク
    ロロスルホン酸と反応させ、式(II) {式(II)中、XおよびYはそれぞれ水素原子またはハ
    ロゲン原子を表す。} で示される、3−トリフルオロメチルベンゼンスルホニ
    ルクロリド類を製造する方法に於いて、該反応液に直
    接、クロロスルホン酸に対し1重量倍以上の不活性溶媒
    を加えて抽出することを特徴とする、3−トリフルオロ
    メルベンゼンスルホニルクロリド類の製造方法。
  2. 【請求項2】不活性溶媒として、ハロゲン化炭化水素ま
    たは脂肪族炭化水素を用いる請求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】抽出を行う際の温度が−10〜60℃である請
    求項1記載の製造方法。
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