JP2826576B2 - 2―クロルテレフタロイルクロライドの製法 - Google Patents

2―クロルテレフタロイルクロライドの製法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶媒の不存在下に塩化第二鉄を触媒として
用いてテレフタロイルクロライドを制御しつつ塩素化す
ることによつて2−クロルテレフタロイルクロライドを
直接製造する方法に関する。
要するに本発明によれば、テレフタロイルクロライド
を無水環塩素化触媒の存在下に塩素と反応させることを
含んでなる2−クロルテレフタロイルクロライドの製造
法が提供される。反応混合物が所望の量のモノクロル生
成物を含有した時、混合物を室温まで冷却し、2−クロ
ルテレフタロイルクロライドを単離する。
文献は一般にいくつかの2−クロルテレフタロイルク
ロライドの製造法を教示している。例えば1937年3月24
日付けの仏国特許第810,595号は、塩化チオニル試剤を
用いるクロルテレフタル酸のクロルテレフタロイルクロ
ライドへの転化を開示している。1981年12月29日付けの
米国特許第4,308,216号は芳香族酸例えばクロルテレフ
タル酸のクロルフタロイルクロライドへのホスゲン処理
を開示している。これらの方法に対する出発化合物クロ
ルテレフタル酸及びその前駆物質クロル−p−キシレン
は商業的な量で市販されておらず、これらの方法のいく
つかの適用に対する有用性を制限する。
三酸化硫黄及びヨウ素触媒を含有するクロルスルホン
酸の溶液中におけるテレフタロイルクロライドの直接的
な塩素化は、2,3,5,6−テトラクロルフタロイルクロラ
イドの製造において教示されている。この方法のモノク
ロル成分は非常に少量でしか生成しない。ノブロツク
(Knoblock)の特許願に関する1974年9月3日付けの米
国特許第3,833,652号の実施例1、第1表を参照。
ベンゾイルクロライドのモノ塩素化はジャーナル・オ
ブ・ケミカル・ソサイエテイー(Journal of Chemical
Society)、121、2510(1922)に記述されている。この
方法においては、完全に乾燥した塩素の定常流を、少量
の無水塩化第二鉄を含む塩化ベンゾイル中にバブリング
させる。塩化ベンゾイルは唯一つの官能性酸クロライド
基を有し、そのままで容易にモノクロライドに転化され
る。ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソ
サイエティー(Journal of the American Chemical Soc
iety)、70、3518(1948)において、イソフタロイルク
ロライドは95〜100℃下に塩化第二鉄触媒でモノ塩素化
され、そしてテレフタロイルクロライドはそのテトラク
ロル生成物に塩素化される。イソフタロイルクロライド
の場合、第一の塩素は両酸クロライド基に対してメタ置
換され、そしてその結果環が不活性化され、斯くして高
モノ塩素化が可能となる。
仏国特許第1,267,055号は2,3,5,6−テトラクロルテレ
フタル酸ジメチルの製造において、塩化第二鉄を塩素化
触媒として教示している。
本発明は、溶融したテレフタロイルクロライドを、無
水の環塩素化触媒の存在下、2−クロルテレフタロイル
クロライド約30〜41重量%及び好ましくは35〜38%の反
応混合物を製造するのに十分な時間及び温度において、
塩素との反応的接触下に置くことを含んでなる該2−ク
ロルテレフタロイルクロライドの製造法に関する。
この反応温度は120〜180℃、好ましくは140〜160℃の
範囲に維持される。反応時間は8〜17時間、好ましくは
約10時間である。本発明の好適な具体例において、環塩
素化触媒は、反応混合物の0.1重量%以上、更に好まし
くは0.5重量%で存在する塩化第二鉄である。好ましく
は反応混合物を攪拌しながら室温まで冷却し、次いで液
固相を分離する テレフタロイルクロライドの直接塩素化において、第
一の塩素は酸クロライド基の1つに対してオルト置換さ
れる。このベンゼン環はベンゾイルクロライド及びイソ
フタロイルクロライドが塩素化される時よりも不活性で
なくなり、斯くして第二の塩素は更に速く反応し、即ち
反応は迅速に進行して多塩素化生成物を生成する。今や
本発明の方法により、テレフタロイルクロライドを直接
塩素化してモノクロル生成物2−クロルテレフタロイル
クロライドを有用な量で製造する方法が発見された。本
発明の方法を実施するに当つて、ジクロルテレフタロイ
ルクロライドは驚くことに25重量%以下の量でしか生成
しない。
第1図は、塩素化中及び反応混合物の溶融結晶化後の
母液中の3成分、(1)テレフタロイルクロライド、
(2)2−クロルテレフタロイルクロライド及び(3)
ジクロテレフタロイルクロライド異性体の合計、の組成
を示す3元系図である。線(A)は全液体反応混合物の
塩素化中の組成を表わし、線(B)は反応混合物の結晶
化後の液相組成を表わし、そして線(C)は試料のタイ
(tie)線である。
本発明に対する反応物源は特に厳密でない。市販品級
のテレフタロイルクロライド及び無水塩化第二鉄で満足
である。反応物中の水分の存在は所望の生成物の収率を
低下させるから、反応物成分は無水に保つべきである。
塩素化はかなり広い温度範囲にわたつて起こる。2−
クロルテレフタロイルクロライドの許容しうる収量は12
0〜180℃、好ましくは140〜160℃の範囲の温度で達成さ
れる。この範囲の下端以下の場合には、塩素化は遅すぎ
て経済的でない。高温は反応速度を増加させるが、分解
及び反応の生成は上端温度を限界とする。120〜180℃の
範囲内の温度は得られる2−クロルテレフタロイルクロ
ライドの割合に殆んど又は全然影響しない。
本発明の方法を行なう場合、溶融したテレフタロイル
クロライドを環塩素化触媒の存在下に8〜17時間、更に
好ましくは約10時間塩素と接触させる。塩素化温度が低
くなればなる程時間は長くなる。反応中、単一相(液
相)が存在する。
本方法に、用いる触媒は、典型的な環塩素化触媒であ
り、好ましくは無水塩化第二鉄である。0.1%以上、好
ましくは0.5重量%の濃度の塩化第二鉄が使用される。
塩化第二鉄の濃度が低ければ反応時間が長くなりすぎて
実際的でない。存在する塩化第二鉄の上限は、未溶解の
塩化第二鉄が触媒として有効でないから、塩化第二鉄の
テレフタロイルクロライドへの限定された溶解度によつ
て決まる。
反応時間を調節することの必要性は第1図から明らか
である。反応混合物が2−クロルテレフタロイルクロラ
イド約30〜41%を含有した時、好ましくは反応混合物が
2−クロルテレフタロイルクロライド約35〜38%を含有
した時に塩素化を停止する。この点を越えると、ジクロ
ルテレフタロイルクロライドのパーセントは急速に増大
し、一方所望のモノクロル生成物のパーセントは非常に
少ししか増大しない。2−クロルテレフタロイルクロラ
イドが一度生成すると、2−クロルテレフタロイルクロ
ライドが出発物質のテレフタロイルクロライドよりも迅
速に塩素化するから反応が進行する傾向が強くなる。
反応混合物中に所望の量の2−クロルテレフタロイル
クロライドが得られた時、全体を撹拌しながら室温まで
冷却させる。冷却中、結晶が生成する。分離した固相は
テレフタロイルクロライドに富み、真空過のような標
準的な分離法によつて除去される。これらの固体は更に
塩素化のために更なるテレフタロイルクロライドと共に
反応容器に循環させることができる。液体液は反応物
中の2−クロルテレフタロイルクロライド及び反応物を
過する時の温度に依存して2−クロルテレフタロイル
クロライドを60%まで含有する。過中の2−クロルテ
レフタロイルクロライドは一連の蒸留によつて精製する
ことができる。例えば10mmHg下、6″ビグロウ・カラム
を通しての粗蒸留により、塩化第二鉄及びいずれかの高
沸点副生物を除去する。
2−クロルテレフタロイルクロライド生成物は、この
留出物から、50段のオールダーシヨウ(Oldershaw)ふ
るい棚段塔又はその同等物を通して回分式又は連続式で
真空蒸留することによつて単離することができる。回分
式蒸留の場合、初留はテレフタロイルクロライドを、い
くらかの2−クロルテレフタロイルクロライドと共に含
む。この留出物は更なる塩素化のために反応容器に循環
することができる。次の留出物は所望の生成物を含有す
る。この蒸留での釜残はジクロルテレフタロイルクロラ
イド異性体及び少量の生成物を含有する。
連続式真空蒸留の場合には、系へ2回通すことが必要
である。1回目の通流において、テレフタロイルクロラ
イドがいくらかの生成物と共に搭頂から取り出され、そ
して濃縮された生成物が搭底から除去される。2回目の
通流では、2−クロルテレフタロイルクロライドが搭頂
から除去され、いくらかの生成物を含有するジクロルテ
レフタロイルクロライド異性体が搭底から除去される。
各の場合搭底物は捨てられる。連続式真空蒸留からの生
成物組成物は96%以上又はそれに等しい2−クロルテレ
フタロイルクロライド、4%以下のテレフタロイルクロ
ライド及び0.5%以下のジクロテレフタロイルクロライ
ド異性体である。回分式蒸留の場合、生成物留分は蒸留
中に変化する。一緒にした生成物留分は連続式蒸留と同
一の品質であろう。
最終生成物の純度はガスクロマトグラフイーで測定さ
れる。
本発明の方法が連続式で行ないうることは同業者には
明白であろう。
本発明の方法によつて製造される2−クロルテレフタ
ロイルクロライドは芳香族ポリアミド及び他の単量体例
えば繊維及びフイルムの製造に使用しうるポリエステル
の製造における単量体として有用である。
実施例1 攪拌機、濃縮器、温度表示計、液中への気体導入口、
苛性スクラバーへ通気された濃縮器、及びジヤケツトへ
の加熱又は冷却媒体を備えた100ガロンのガラスをライ
ニングした反応釜に、 フレーク状のテレフタロイルクロライド 750ポンド 無水塩化第二鉄 3ポンド を仕込んだ。
ジヤケツトへの低圧流を適用することによつてテレフ
タロイルクロライドを溶融した。攪拌を開始し、反応物
を135℃に加熱した。塩素を液体中に8〜10ポンド/時
の速度で15時間供給した。ガラスクロマトグラフイーで
決定した反応物の組成は、この時点において テレフタロイルクロライド 63% 2−クロルテレフタロイルクロライド 31% ジクロルテレフタロイルクロライド 6% であつた。
これを90℃まで冷却し、ドラム中へ放出させ、数日間
にわたつて室温まで冷却した。
冷却中、放出物は液体及び固体画分に分離した。2−
クロルテレフタロイルクロライドは液相中に濃縮され
た。この液体を固体画分から分離した。液体310ポンド
が回収できた。これはガスクロマトグラフイーで決定し
て テレフタロイルクロライド 19重量% 2−クロルテレフタロイルクロライド 67重量% ジクロルテレフタロイルクロライド 13重量% の組成を有した。
この液を真空下に回分式で蒸留した:最初に6″ビ
グロウカラムを通して塩化第二鉄及び他の高沸点物を除
去し、そして第2に50段のオルダーシヨウカラムを通し
て2−クロルテレフタロイルクロライドを低沸点テレフ
タロイルクロライド及び高沸点ジクロルテレフタロイル
クロライドから分離した。
塩素化中に生成する2−クロルテレフタロイルクロラ
イドに基づく収率は58%であつた。
実施例2 マントルヒーター、攪拌機、温度計、液中への気体導
入口、及び苛性スクラバーへ通気された凝縮器を備えた
2の丸底四ツ口フラスコに、90〜100℃で溶融した テレフタロイルクロライド 1377g 無水塩化第二鉄 7g を仕込んだ。
反応物を攪拌し、150℃まで加熱した。次いで温度を1
40〜150℃に維持しつつ塩素を10時間にわたつて液体中
に165cc/分で添加した。ガスクロマトグラフイーで決定
した組成は、その時点において テレフタロイルクロライド 57重量% 2−クロルテレフタロイルクロライド 30重量% ジクロルテレフタロイルクロライド 13重量% であつた。
この反応物を攪拌せずに室温まで冷却した。反応物は
結晶化し、これを過して 固相 577g 液相 606g=405cc を得た。
この液相の組成はガスクロマトグラフイーで決定し
て、 テレフタロイルクロライド 25 % 2−クロルテレフタロイルクロライド 60.5% ジクロルテレフタロイルクロライド 14.5% であつた。この液相を8℃まで冷却し、再び過した。
これは524g=350ccを与え、その組成は テレフタロイルクロライド 17% 2−クロルテレフタロイルクロライド 66% ジクロルテレフタロイルクロライド 17% であつた。
本発明の特徴及び態様は以下の通りである。
1.溶融したテレフタロイルクロライドを、無水の環塩素
化触媒の存在下、2−クロルテレフタロイルクロライド
約30〜41重量%の反応混合物を製造するのに十分な時間
及び温度において、塩素との反応的接触下に置くことを
含んでなる該2−クロルテレフタロイルクロライドの製
造法。
2.温度を120〜180℃の範囲に8〜17時間の範囲の期間維
持する上記1の方法。
3.温度を140〜160℃の範囲に約10時間の期間維持する上
記1の方法。
4.生成する反応混合物が2−クロルテレフタロイルクロ
ライド35〜38重量%の範囲にある上記1の方法。
5.環塩素化触媒が反応混合物の0.1重量%より多く存在
する塩化第二鉄である上記1の方法。
6.環塩素化触媒が反応混合物の約0.5重量%で存在する
塩化第二鉄である上記1の方法。
7.反応混合物を室温まで冷却せしめる上記1の方法。
【図面の簡単な説明】
第1図は、塩素化中及び反応混合物の溶融結晶化後の母
液中の3成分、(1)テレフタロイルクロライド、
(2)2−クロルテレフタロイルクロライド及び(3)
ジクロルテレフタロイルクロライド異性体の合計、の組
成を示す3元系図である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 63/72 C07C 51/62 CA(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融したテレフタロイルクロライドを、溶
    媒の不存在下及び無水の環塩素化触媒の存在下、8〜17
    時間の範囲の時間及び120〜180℃の範囲の温度におい
    て、塩素との反応的接触下に置き、ジクロルテレフタロ
    イルクロライド異性体、未反応のテレフタロイルクロラ
    イド及び30〜41重量%の2−クロルテレフタロイルクロ
    ライドを含む反応混合物を製造することを特徴とする2
    −クロルテレフタロイルクロライドの製造法。
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