JP3444477B2 - トリフルオロメタンスルホニルクロリドの製造方法 - Google Patents

トリフルオロメタンスルホニルクロリドの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トリフルオロメタ
ンスルホニルクロリドの製造方法に関するものである。
トリフルオロメタンスルホニルクロリドは、医薬品、農
薬、各種機能材料などを製造する際の原料などとして有
用な化合物である。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】従来、トリフルオロメ
タンスルホニルクロリドを製造する方法としては、以下
の反応式で示されるように、トリフルオロメタンスルホ
ン酸を五塩化リンと反応させることにより製造する方法
が知られている。
【0003】
【化1】CF3SO3H+PCl5→CF3SO2Cl+P
OCl3+HCl しかしながら、この製造方法においては、原料として使
用される五塩化リンが固体であることから、その添加方
法が問題となる。すなわち、五塩化リンを添加する際の
作業性が非常に悪く、工業的にトリフルオロメタンスル
ホニルクロリドを製造する方法としては適当ではない。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、上記のような問
題点を解決することを目的として本発明者らが鋭意検討
を行った結果、トリフルオロメタンスルホン酸を五塩化
リンの代わりに三塩化リンおよび塩素と反応させること
により、トリフルオロメタンスルホニルクロリドを容易
に、高選択的かつ高収率で製造することができることを
見出し、本発明に到達した。
【0005】すなわち、本発明は、予め系中に存在させ
オキシ塩化リン[POCl3]の存在下、トリフルオ
ロメタンスルホン酸[CF3SO3H]を三塩化リンおよ
び塩素[PCl3+Cl2]と加圧下で反応させることを
特徴とするトリフルオロメタンスルホニルクロリド[C
3SO2Cl]の製造方法である。
【0006】以下、本発明のトリフルオロメタンスルホ
ニルクロリドの製造方法について、詳細に説明する。
【0007】本発明のトリフルオロメタンスルホニルク
ロリドの製造方法においては、トリフルオロメタンスル
ホン酸[CF3SO3H]を三塩化リンおよび塩素[PC
3+Cl2]と反応させることにより、以下の反応式に
したがってトリフルオロメタンスルホニルクロリド[C
3SO2Cl]が製造される。
【0008】
【化2】CF3SO3H+PCl3+Cl2→CF3SO2
l+POCl3+HCl 本発明においては、添加する三塩化リンと塩素のモル比
は、1:1付近とするのがよい。
【0009】本発明における三塩化リンおよび塩素の添
加量は、トリフルオロメタンスルホン酸1モルに対して
2モル以下とするのが好ましく、より好ましくは0.5
〜2.0モルである。トリフルオロメタンスルホン酸に
対する三塩化リンおよび塩素のモル比を大きくすると、
それに伴って原料である三塩化リンが多量に残存し、そ
の後の精製工程に負荷がかかる原因となるため、好まし
くない。トリフルオロメタンスルホン酸に対する三塩化
リンおよび塩素のモル比が2.0を越えたあたりで、目
的生成物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリド
の収量がほとんど増加しなくなるため、効率よく反応を
行うためには、トリフルオロメタンスルホン酸に対する
三塩化リンおよび塩素のモル比は、2.0以下としたほ
うがよい。また、トリフルオロメタンスルホン酸に対す
る三塩化リンおよび塩素のモル比が小さい場合には、そ
れに伴って副生成物であるトリフルオロメタンスルホン
酸無水物[(CF3SO22O]の生成量が増加し、目
的生成物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリド
の収率が低下する原因となるため、好ましくない。トリ
フルオロメタンスルホン酸に対する三塩化リンおよび塩
素のモル比が0.5を下回ったあたりで、目的生成物で
あるトリフルオロメタンスルホニルクロリドの収率が5
0%以下となるため、効率よく反応を行うためには、ト
リフルオロメタンスルホン酸に対する三塩化リンおよび
塩素のモル比は、0.5以上としたほうがよい。上記の
ような理由から、より効率よく反応を行うには、0.8
〜1.2モルとするのがさらに好ましい。
【0010】本発明においては、まず、トリフルオロメ
タンスルホン酸と三塩化リンとオキシ塩化リン[POC
3]を仕込み、次いで塩素を導入した後に加圧下で反
応を行う。オキシ塩化リンを添加せずに塩素を導入した
場合、塩素導入時にトリフルオロメタンスルホン酸と三
塩化リンが反応することにより生成する中間体が結晶と
して析出する。この結晶析出により、撹拌が不充分にな
る場合および塩素の導入管の閉塞が起こる場合があり、
反応に支障をきたす。そこで、オキシ塩化リンを添加し
て結晶を溶解することにより、撹拌が良好、かつ、塩素
導入管の閉塞を回避できる反応系となる。
【0011】本発明におけるオキシ塩化リンの添加量
は、トリフルオロメタンスルホン酸に対して3倍量(容
量)以下とするのが好ましく、より好ましくは0.2〜
3倍量(容量)である。トリフルオロメタンスルホン酸
に対するオキシ塩化リンの量を多くすると、撹拌および
塩素の導入は良好となるが、目的生成物であるトリフル
オロメタンスルホニルクロリドの生産量が低下する原因
となるため、好ましくない。また、トリフルオロメタン
スルホン酸に対するオキシ塩化リンの量が少なすぎる
と、結晶析出により撹拌および塩素の導入に支障をきた
すため、好ましくない。上記のような理由から、さらに
好ましくは、0.8〜2倍量(容量)である。
【0012】本発明においては、塩素を導入する際には
発熱を伴うため、導入時の温度は、50℃以下とするの
が好ましく、より好ましくは10〜30℃である。
【0013】また、反応温度は、60〜100℃とする
のが好ましいが、反応をより効率よく進行させるために
は、70〜90℃がより好ましい。反応をより効率よく
進行させるためには、内圧の上昇が停止した後、さらに
1〜2時間反応させることが好ましく、それにより目的
生成物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリドを
高選択的かつ高収率で得ることができる。
【0014】本発明においては、上記の反応によりトリ
フルオロメタンスルホニルクロリドとオキシ塩化リンが
生成する。さらに、トリフルオロメタンスルホン酸無水
物が副生する場合もあるが、これらは未反応原料である
トリフルオロメタンスルホン酸および反応前にあらかじ
め添加してあるオキシ塩化リンを含めて、反応終了後に
蒸留することにより容易に分離・精製することができ
る。したがって、本発明においては、目的生成物である
トリフルオロメタンスルホニルクロリドを非常に容易
に、かつ、効率よく得ることができるため、従来の製造
方法と比較して操作性および生産性が非常によくなると
いう利点がある。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明の実施
の形態を具体的に説明する。
【0016】
【実施例】実施例1 トリフルオロメタンスルホン酸150.0g(1.0モ
ル)に三塩化リン137.3g(1.0モル)を仕込ん
だ。氷冷下、オキシ塩化リン306.7g(2.0モ
ル)を添加した。次いで、塩素70.9g(1.0モ
ル)を7〜14℃で導入した。塩素導入後、導入部と排
気部のバルブを閉めた後、80℃まで加温した。加温2
時間後に内圧2.8kg/cm2まで上昇した。80℃
で4時間反応した後、冷却した。10℃まで冷却し、撹
拌を停止した後、塩化水素をパージした。反応液を蒸留
し、トリフルオロメタンスルホニルクロリド101.4
g(収率:60.2%)を得た。
【0017】沸点:25〜35℃実施例2 トリフルオロメタンスルホン酸105.0g(0.7モ
ル)に三塩化リン96.1g(0.7モル)を仕込ん
だ。氷冷下、オキシ塩化リン161.0g(1.05モ
ル)を添加した。次いで、塩素49.7g(0.7モ
ル)を13〜20℃で導入した。塩素導入後、導入部と
排気部のバルブを閉めた後、80℃まで加温した。加温
2時間後に内圧2.5kg/cm2まで上昇した。80
℃で4時間反応した後、冷却した。15℃まで冷却し、
撹拌を停止した後、塩化水素をパージした。反応液を蒸
留し、トリフルオロメタンスルホニルクロリド77.9
g(収率:66.1%)を得た。
【0018】沸点:25〜31℃
【0019】
【発明の効果】本発明の製造方法により、医薬品、農
薬、各種機能材料などを製造する際の原料などとして有
用な化合物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリ
ドを容易に、高選択的かつ高収率で製造することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許2732398(US,A) 化学大辞典編集委員会,化学大辞典3 縮刷版,日本,共立出版株式会社, 1960年 9月30日,第618頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 309/80 C07C 303/02 BEILSTEIN(STN)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】予めオキシ塩化リン[POCl 3 ]を存在
    させた系中において、トリフルオロメタンスルホン酸
    [CF3SO3H]を三塩化リンおよび塩素[PCl3
    Cl2]と加圧下で反応させることを特徴とするトリフ
    ルオロメタンスルホニルクロリド[CF3SO2Cl]の
    製造方法。
  2. 【請求項2】三塩化リンおよび塩素の添加量をトリフル
    オロメタンスルホン酸1モルに対して0.5〜2.0モ
    ルとすることを特徴とする請求項1記載のトリフルオロ
    メタンスルホニルクロリドの製造方法。
  3. 【請求項3】三塩化リンおよび塩素の添加量をトリフル
    オロメタンスルホン酸1モルに対して0.8〜1.2モ
    ルとすることを特徴とする請求項1記載のトリフルオロ
    メタンスルホニルクロリドの製造方法。
  4. 【請求項4】予め系中に添加するオキシ塩化リンの量を
    トリフルオロメタンスルホン酸に対して0.2〜3.0
    倍量(容量)とすることを特徴とする請求項1〜請求項
    3のいずれかに記載のトリフルオロメタンスルホニルク
    ロリドの製造方法。
  5. 【請求項5】予め系中に添加するオキシ塩化リンの量を
    トリフルオロメタンスルホン酸に対して0.8〜2.0
    倍量(容量)とすることを特徴とする請求項1〜請求項
    3のいずれかに記載のトリフルオロメタンスルホニルク
    ロリドの製造方法。
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