JP5003072B2 - ３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法 - Google Patents
３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、医薬・農薬の中間体として、また含フッ素重合体等の機能性材料の製造原料または合成中間体として有用な、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法に関する。
３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製法について、種々の報告が行われている。
非特許文献１には３，３，３−トリフルオロプロペンを硝酸水銀（II）と氷酢酸などを用いて３，３，３−トリフルオロ−１−プロパノールへと誘導し、これをクロム酸ナトリウムにより３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドに酸化する方法が開示されている。また特許文献２において、３，３，３−トリフルオロプロペンをパラジウム塩の存在下、水と反応させることで３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。非特許文献２にはヨウ化トリフルオロメチルをエチルビニルエーテルに付加させ、加水分解することによって３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。特許文献３においては、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンを、パラジウム塩と酢酸ナトリウム、そして氷酢酸を用いて酢酸３，３，３−トリフルオロプロペニルへと変換し、これを加水分解することによって３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。
特許文献４においては、アルキル ３，３，３−トリフルオロプロペニルエーテルを、ヨウ化水素酸水溶液を用いて加水分解して３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。
特許文献５では１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンを、Ｒが炭素数１〜４のアルコール（ＲＯＨ）中で金属アルコキシドと反応させ、ＣＦ3ＣＨ＝ＣＨＯＲもしくはＣＦ3ＣＨ（ＯＲ）2へと変換し、引き続いて、炭素数が３〜１６のアルカン酸の存在下に加水分解して３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。特許文献１では、酢酸ビニルへの塩化トリフルオロメタンスルホニルの付加により、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロピルアセテートを製造し、これを硫酸で加水分解して３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。
また、非特許文献３では、トリフルオロメチル基含有エナミンであるジメチル−［１−（２−トリフルオロメチル−３，３，３−トリフルオロプロペニル）］アミンを硫酸マグネシウム水和物存在下２８日間反応させて３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法が開示されている。
特表２００３−５２２７４３号公報
特開昭６３−６３６３３号公報
米国特許５，７７７，１８４号明細書
米国特許２，７１５，１４４号明細書
米国特許６，１１１，１３９号明細書
Journal of Fluorine Chemistry、第３０巻、１５３頁〜１５８頁 １９８５年（オランダ国）
Zhurnal OrganicheskoiKhimii、第２５巻、第７号、１３７６頁〜１３８０頁 １９８９年（ソ連）
Izvestiya Akademii Nauk、SeriyaKhimicheskaya、第５号、１０６９頁〜１０７１頁 １９９７年（ロシア国）
非特許文献１の方法は水銀やクロム酸等有害な薬品を使用し、特許文献２及び特許文献３の方法は高価なパラジウム塩を大量に必要とする。非特許文献２の方法も、高価なヨウ化トリフルオロメチルを使用し、特許文献４の方法は、加水分解の際に腐食性が高く取扱いが困難なヨウ化水素酸を使用しているばかりでなく、目的の３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドと等モルの不要なヨウ化アルキル（ヨウ化メチル等）を副生する。特許文献１の方法は、高価な塩化トリフルオロメタンスルホニルを必要とする。非特許文献３の方法は、トリフルオロメチル基含有エナミン類を３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドに変換している数少ない例であるが、反応に２８日間もかかるうえ、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドが主生成物ではないという問題がある。
一方、特許文献５の方法は、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンを出発原料とし、これを３，３，３−トリフルオロメチルビニルエーテル（以下「ビニルエーテル」とも呼ぶ）に変換した上で、加水分解して３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを得ている点で、本願発明と共通する。
元来、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンに対して、鎖状アルコール（メタノール等）を、KOH等の塩基の存在下で反応させ、「ビニルエーテル」を得る方法は米国特許2739987号において報告されている（式（ａ））。
しかしながら、この方法で得られた「ビニルエーテル」を、続いてＨＣｌ等の無機酸を触媒として加水分解する（式（ｂ））と、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドは、５０％を有意に下回る収率でしか得られないという難点があった。
この低収率は、加水分解の際に副生した「アルコール」が、原料の「ビニルエーテル」と反応して、「３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドのアセタール体」（以下「アセタール」ともいう）を生成する副反応（式（ｃ））が存在し、これが優勢となることが主因である。
この副反応（ｃ）は、加水分解（ｂ）に先立って行われるビニルエーテル化（ａ）において「過剰量のアルコール」が用いられ、それが系内に残存している場合に、一層顕著となり、目的物の収率を大幅に低下させていた。
この問題点を解決するために、特許文献５では、「ビニルエーテル」を加水分解する際、「炭素数３〜１６のアルカン酸」を「アルコールの受容体」として系内に共存させる方法を提示している。すなわち、上記式（ｂ）の加水分解を行う際「炭素数３〜１６のアルカン酸」を共存させることによって、副生アルコールが当該アルカン酸によって捕捉され、上記副反応（ｃ）が大幅に抑制されることが見出された。この結果、目的物の収率が有意に向上し、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンから約７０％の収率で、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドが得られることが開示されている。
しかしながら、特許文献５の方法では「炭素数３〜１６のアルカン酸」は、アルコールの「受容体」として用いられるため、「ビニルエーテル」と等モル〜過剰量が必要であり、生産性を低下させる原因となっていた。さらに、目的の３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドと等モル以上の、不要なアルカン酸エステルを副生するという問題もある。これらのアルカン酸の中でも、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの収率を向上させる効果に優れる、炭素数６以上の長鎖アルカン酸（例えばヘキサン酸）は高価であるという難点もあった。
このように、従来の３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法は、大規模での生産にあたっては、なお改善すべき点があり、より効率的な方法が求められていた。
本発明者らは、上記の問題点に鑑み、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの工業的製造に適した方法を見出すべく、鋭意検討を行った。その結果、式［１］で表されるベンジルビニルエーテル
（式［１］中、Ｒは、フェニル基または、Ｒ1で表される置換基を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基から選ばれる基を表す。）を表す。）
を原料とし、これを、アレニウス酸、ルイス酸から選ばれる触媒の存在下、加水分解すると、高い収率で３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドが生成する（以下、この加水分解反応のことを「第２工程」とも呼ぶ。）ことを見出し、上記課題が解決することを見出した。
を原料とし、これを、アレニウス酸、ルイス酸から選ばれる触媒の存在下、加水分解すると、高い収率で３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドが生成する（以下、この加水分解反応のことを「第２工程」とも呼ぶ。）ことを見出し、上記課題が解決することを見出した。
本発明は、加水分解を受ける「ビニルエーテル」のビニル基側と酸素原子（−Ｏ−）を挟んで反対側にある官能基が「ベンジル基（ＲＣＨ2−）」（ここでＲの意味は前記に同じ）骨格を有する点に特徴がある。すなわち、該「ベンジル基（ＲＣＨ2−）」が結合した「ビニルエーテル類」を、アレニウス酸またはルイス酸を触媒として加水分解すると、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドが生成するが、同時に副生するベンジルアルコール（RCH2OH）は、意外にも、原料である「ベンジルビニルエーテル」との間に、「アセタール」を有意には生成しない（下記）ことを発明者らは見出した。
この結果として、特許文献５で採用されている「炭素数３〜１６のアルカン酸」を「アルコール受容体」として多量に用いる必要がなく、「触媒量のアレニウス酸またはルイス酸」のみを用いることによって、５０％を顕著に上回る収率で該加水分解を起こすことができ、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造できることが明らかとなった。
しかも、ここで用いられる触媒としては、塩酸、硫酸、塩化鉄などのごく安価なアレニウス酸またはルイス酸を好適に採用できるため、特許文献５に開示された方法に比較して、経済的に格段に有利に、しかも生産性よく、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造できることとなった。
発明者らはまた、この第２工程の加水分解反応を、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドが留分として留出するに十分な温度で行い、生成する３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを、反応進行と同時に、連続的または逐次的に留出させる方法により、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを特に円滑に、高収率で得ることが可能なことも見出した。
さらに、該加水分解反応で副生したベンジルアルコール類（RCH2OH）は、上記の副反応によって消費されることがほとんどないため、反応系内（釜残）に安定な形で残存することを確認した。このベンジルアルコール類の沸点は、目的物３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドよりも有意に高いため、第２工程終了後の反応液から収率よく分離、回収できることが見出された（このベンジルアルコール（RCH2OH）の分離、回収工程のことを、本明細書では「第３工程」とも呼ぶ。）。この第３工程で回収されたベンジルアルコールは、次バッチのベンジルビニルエーテル合成に再使用することができる。
さらに本発明者らは、上記第２工程（加水分解工程）の原料である、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルが、工業的に入手が容易な、式［２］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン
（式［２］中、Ｘはハロゲン（フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）を表す。）
を出発原料として、容易に製造できることも見出した。
を出発原料として、容易に製造できることも見出した。
すなわち、式［２］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンを、塩基性物質の共存下、式［３］で表されるベンジルアルコール
（式［３］中、（式［１］中、Ｒは、フェニル基または、Ｒ1で表される置換基を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。）
と反応させると、上記、式［１］で表されるベンジルビニルエーテル（新規化合物）が収率よく生成することを確認した（以下、この、ベンジルビニルエーテルを生成する工程を「第１工程」とも呼ぶ。）。
と反応させると、上記、式［１］で表されるベンジルビニルエーテル（新規化合物）が収率よく生成することを確認した（以下、この、ベンジルビニルエーテルを生成する工程を「第１工程」とも呼ぶ。）。
ここで、第１工程の原料である１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンの内、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンは、ＨＣＦＣ−１２３３とも呼ばれ、Ｅ体の化合物（ＨＣＦＣ−１２３３ｔ）、Ｚ体の化合物（ＨＣＦＣ−１２３３ｃ）、もしくはこれらの混合物を意味し、何れも工業的に安価に入手でき、好適に使用できる。
このように、「第１工程」、「第２工程」、「第３工程」を適宜組み合わせて実施することによって、安価な原料を出発物質として目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを特に有利に製造できることとなった。
なお、本出願人は、上記、式［２］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンを出発原料とし、これをピペリジン等の「環状２級アミン」と反応させて、トリフルオロメチル基含有エナミンを得、次いで該トリフルオロメチル基含有エナミンを加水分解して３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを得る方法につき、既に出願している（特願２００４−３１０８８０号）。この方法も優れた方法であるが、発明の実施に不可欠な「環状２級アミン」が高価であったり、副生する「環状２級アミン」の塩から「環状２級アミン」を回収することが容易でないという問題があった。これに対して本願発明では「環状２級アミン」を必要とせず、なおかつ反応に用いられるベンジルアルコールを回収し、再使用することが可能であるため、経済的にはるかに有利である。
本発明の第１工程、第２工程及び第３工程の関係を図示すると、次のスキームのようになる。
すなわち本願発明は、次の［発明１］〜［発明９］を骨子とし、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造する方法および、それを製造するための中間体（新規化合物）を提供する。
［発明１］
式［１］で表されるベンジルビニルエーテル
式［１］で表されるベンジルビニルエーテル
（式［１］中、Ｒはフェニル基または、Ｒ1で表される置換基を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。）
を、アレニウス酸、ルイス酸から選ばれる触媒の存在下、加水分解することを特徴とする、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
を、アレニウス酸、ルイス酸から選ばれる触媒の存在下、加水分解することを特徴とする、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
［発明２］
発明１において、Ｒがフェニル基であることを特徴とする、発明１に記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
発明１において、Ｒがフェニル基であることを特徴とする、発明１に記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
［発明３］
発明１または発明２において、触媒が、硫酸、塩酸、塩化鉄(III)、塩化銅(II)、塩化アルミニウム、塩化スズ(IV)、塩化チタンから選ばれる触媒であることを特徴とする、発明１または発明２に記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
発明１または発明２において、触媒が、硫酸、塩酸、塩化鉄(III)、塩化銅(II)、塩化アルミニウム、塩化スズ(IV)、塩化チタンから選ばれる触媒であることを特徴とする、発明１または発明２に記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
［発明４］
発明１乃至発明３の何れかにおいて、触媒の量が、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルに対して、０．００５当量〜０．５当量であることを特徴とする、発明１乃至発明３の何れかに記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
発明１乃至発明３の何れかにおいて、触媒の量が、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルに対して、０．００５当量〜０．５当量であることを特徴とする、発明１乃至発明３の何れかに記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
［発明５］
発明１乃至発明４の何れかにおいて、加水分解を、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドが留分として留出するに十分な温度で行い、生成した３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを、反応進行と同時に、連続的または逐次的に留出させる方法により、行うことを特徴とする、発明１乃至発明４の何れかに記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
発明１乃至発明４の何れかにおいて、加水分解を、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドが留分として留出するに十分な温度で行い、生成した３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを、反応進行と同時に、連続的または逐次的に留出させる方法により、行うことを特徴とする、発明１乃至発明４の何れかに記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
［発明６］
発明１乃至発明５の何れかにおいて、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルが、式［２］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン
発明１乃至発明５の何れかにおいて、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルが、式［２］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン
（式［２］中、Ｘはハロゲン（フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）を表す。）
を、塩基性物質の共存下、式［３］で表されるベンジルアルコール
を、塩基性物質の共存下、式［３］で表されるベンジルアルコール
（式［３］中、Ｒはフェニル基または、Ｒ1で表される置換基を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。）
と反応させて得たものであることを特徴とする、発明１乃至発明５の何れかに記載の３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
と反応させて得たものであることを特徴とする、発明１乃至発明５の何れかに記載の３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
［発明７］
発明１乃至発明６の何れかにおいて、加水分解の結果得られた反応混合物から、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを留去した後の蒸留残渣をさらに蒸留して、式［３］で表されるベンジルアルコールを回収することを特徴とする、発明１乃至発明６の何れかに記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
発明１乃至発明６の何れかにおいて、加水分解の結果得られた反応混合物から、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを留去した後の蒸留残渣をさらに蒸留して、式［３］で表されるベンジルアルコールを回収することを特徴とする、発明１乃至発明６の何れかに記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
［発明８］
次の反応工程を含む、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
［第１工程］：式［２］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン
次の反応工程を含む、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
［第１工程］：式［２］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン
（式［２］中、Ｘはハロゲン（フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）を表す。）
を、塩基性物質の共存下、式［３］で表されるベンジルアルコール
を、塩基性物質の共存下、式［３］で表されるベンジルアルコール
（式［３］中、Ｒはフェニル基または、Ｒ1で表される置換基を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。）と反応させて、式［１］で表されるベンジルビニルエーテル
（式［１］中、Ｒはフェニル基または、Ｒ1で表される置換基を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。）を得る工程。
[第２工程］：前記［第１工程］で得られた、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルを、該ベンジルビニルエーテル当たり０．００５当量〜０．５当量の、アレニウス酸、ルイス酸から選ばれる触媒の存在下）、加水分解し、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを得る工程。
［第３工程］：前記［第２工程］の結果得られた反応混合物から、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを留去した後の蒸留残渣をさらに蒸留して、式［３］で表されるベンジルアルコールを回収する工程。
[第２工程］：前記［第１工程］で得られた、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルを、該ベンジルビニルエーテル当たり０．００５当量〜０．５当量の、アレニウス酸、ルイス酸から選ばれる触媒の存在下）、加水分解し、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを得る工程。
［第３工程］：前記［第２工程］の結果得られた反応混合物から、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを留去した後の蒸留残渣をさらに蒸留して、式［３］で表されるベンジルアルコールを回収する工程。
［発明９］
式［１］で表されるベンジルビニルエーテル。
式［１］で表されるベンジルビニルエーテル。
（式［１］中、Ｒはフェニル基または、Ｒ1で表される置換基を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。）
本発明によれば、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルを出発物質として、触媒量のアレニウス酸またはルイス酸を使用する加水分解によって、５０％を有意に上回る収率で３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを製造できる（第２工程）。また、該加水分解反応で副生したベンジルアルコール（RCH2OH）は、反応系内から高収率で回収でき、次のバッチに再利用できる（第３工程）。さらに、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルは、安価に入手できる式［２］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンとベンジルアルコールから容易に製造できる（第１工程）。
以下、本発明につき、さらに詳細に説明する。
本願各発明（発明１〜発明９）を構成する共通の化合物は、式［１］で表されるベンジルビニルエーテル（新規化合物）である。そして、発明１〜発明８の重要な特徴は、加水分解（第２工程）の原料として、このベンジルビニルエーテルを用いることにある。ここで、該ベンジルビニルエーテルの官能基Ｒは、フェニル基または、Ｒ1で表される置換基
を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。Ｒ1におけるアルキル基、アルコキシ基としては、炭素数１〜６のものが好ましく、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基が挙げられる。またＲ1におけるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の何れであってもよい。またＲ1で表される置換基は、同一のものまたは異なるものが複数個存在していてもよい。具体的にＲとしては、非置換のフェニル基の他、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、３，５−キシリル基、２−エチルフェニル基、３−エチルフェニル基、４−エチルフェニル基、２−クロロフェニル基、３−クロロフェニル基、４−クロロフェニル基等が挙げられる。
を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。Ｒ1におけるアルキル基、アルコキシ基としては、炭素数１〜６のものが好ましく、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基が挙げられる。またＲ1におけるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の何れであってもよい。またＲ1で表される置換基は、同一のものまたは異なるものが複数個存在していてもよい。具体的にＲとしては、非置換のフェニル基の他、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、３，５−キシリル基、２−エチルフェニル基、３−エチルフェニル基、４−エチルフェニル基、２−クロロフェニル基、３−クロロフェニル基、４−クロロフェニル基等が挙げられる。
しかしながら、Ｒとしては非置換のフェニル基のものが、安価であり、反応性にも優れるので特に好ましい。すなわち、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルとしては、次式に表されるベンジル（３−トリフルオロメチル）ビニルエーテル（１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン）
を用いることが、特に好ましい。
ここで、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルとしては、どの様な方法で製造されたものでも、第２工程の反応に使用可能であるが、式［２］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンを出発原料として、第１工程の方法で製造することが特に好ましい。
また、第２工程の反応で副生したベンジルアルコール（RCH2OH）は、第２工程終了の後、第３工程の方法によって反応系内から分離、回収することが望ましい。
本明細書では、以下、第１工程、第２工程、第３工程の順に説明を行う。
まず、第1工程について説明する。第１工程は、式［２］で表される１−ハロゲノ−３
，３，３−トリフルオロプロペンを、塩基性物質の共存下、式［３］で表されるベンジルアルコールと反応させて、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルを得る工程である。
，３，３−トリフルオロプロペンを、塩基性物質の共存下、式［３］で表されるベンジルアルコールと反応させて、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルを得る工程である。
式［２］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンのハロゲンＸとしては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素であり、これらの何れも用いることができる。このうちＸが塩素である１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンは、工業的にＨＣＦＣ−１２３３として入手できるため、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンを用いることが好ましい。１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンには、Ｅ体（ＨＣＦＣ−１２３３ｔ）、Ｚ体（ＨＣＦＣ−１２３３ｃ）があるが、これらの何れも好適に使用でき、これらの混合物も好ましく用いることができる。Ｅ体を原料として用いた場合は、生成する式［１］で表されるビニルエーテルも主生成物はＥ体となる。一方、Ｚ体を原料として用いた場合は、生成する式［１］で表わされるビニルエーテルも主生成物はＺ体となる。
第１工程に用いる、式［３］で表されるベンジルアルコールは、第１工程の目的物である、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルの種類に対応して選択される。具体的には、ベンジルアルコール、メチルベンジルアルコール、エチルベンジルアルコール、クロロベンジルアルコール等を挙げることができる。この中で非置換のベンジルアルコールが最も安価で入手が容易であり、第２工程（加水分解）における反応性も高いため、特に好ましい。
第１工程において、ベンジルアルコールの使用量に特別な制限はないが、１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン１．０モルに対して、通常１．０モル〜１０．０モルであり、１．０モル〜７．０モルが好ましく、１．０モル〜４．０モルが特に好ましい。しかし、ベンジルアルコールが１０．０モルを超えると、生産性及び経済性の観点から好ましくない。
第１工程の反応には、反応時に生成するハロゲン化水素を中和し、化学平衡を生成物側に移動させるために、塩基性物質が必須である。塩基性物質が存在しないと、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルは有意に生成しない。塩基性物質の種類には特別な制限はないが、無機塩基が好ましく、そのような無機塩基としては水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、水酸化カルシウム、水酸化リチウムを例示することができる。中でも、安価な水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが特に好ましい。有機塩基（メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、ピペリジン、メチルピリジン、ジメチルピリジン、アニリンなど）であっても反応は進行するが、比較的高価であること、反応後の精製に負荷がかかるなどの理由から、無機塩基の方が好ましい。塩基性物質の使用量に特別な制限はないが、１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン１．０モルに対して通常１．０モル〜１０．０モルであり、１．０モル〜６．０モルが好ましく、１．０モル〜４．０モルが特に好ましい。１０．０モルを超えて用いても反応性に影響することはないが、生産性及び経済性の観点から好ましくない。一方、塩基性物質が１．０モル未満であると、ベンジルビニルエーテルへの変換率が低下し、反応終了後にベンジルビニルエーテルを単離精製しにくくなるという問題も生じるため、好ましくない。
第１工程においては、塩基性物質の反応系への溶解度を上げる目的で、水を添加することができ、通常はそれが好ましい。水の使用量は、塩基性物質１ｇに対して０．０１ｇ〜２ｇが好ましく、０．１ｇ〜１ｇが特に好ましい。
第１工程においては、反応の進行を促進させる目的で、相関移動触媒を添加することができる。相間移動触媒の種類に制限はないが、クラウンエーテル類、四級アンモニウム塩、ホスホニウム塩等が好適に用いられる。具体的には、１８−クラウン−６−エーテル、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムブロミド等を例示することができる。相関移動触媒の使用量に特別な制限はないが、通常、１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン１００重量部に対して０．０１重量部〜３０重量部であり、０．１重量部〜１５重量部が好ましく、０．５重量部〜１０重量部が特に好ましい。３０重量部以上用いても反応性に影響することはないが、生産性及び経済性の観点から好ましくない。但し後述の実施例１からも明らかなように、第１工程の反応において、相間移動触媒は必須ではなく、相間移動触媒が存在しない場合であっても、反応は十分な選択率、速度で進行する場合も多い。
第１工程の反応温度は、通常、０℃〜２００℃、好ましくは２０℃〜１５０℃で、さらに好ましくは３０℃〜１００℃の範囲である。
第１工程の反応は、オートクレーブ等の耐圧反応器中で行っても良いが、通常は大気中、大気圧下で行われる。原料の１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン、目的物であるベンジルビニルエーテルはどちらも空気中で安定であるので、通常は、空気中開放下で反応を行えばよい。
第１工程の反応時間については特に制限はなく、ガスクロマトグラフィー等で反応の進行状況を確認し、終点に近づいたことを確認した後、反応工程を終了することが好ましい。これにより、式［１］で表されるビニルエーテルを含む反応混合物を得ることができる。
得られた反応混合物は、精製処理を行わずに第２工程の原料として用いることもできるが、精製により未反応の原料や副生物を除去してから、第２工程に供することもできる。
精製処理を行う場合、その方法は特に限定されないが、第１工程が終了した反応系から、析出している無機塩等の固体を濾別後、水洗・二層分離を行い、「ビニルエーテルに未反応のアルコールが混合した有機層」を得る方法、または、第１工程が終了した反応系から、析出している無機塩等の固体を濾別後、単蒸留（粗蒸留）を行い「ビニルエーテルに未反応のアルコールが混合した留分」を得る方法が好適に採用できる。
先に記したように、アルコールとして「ベンジルアルコール」を用いた場合には、続く第２工程（加水分解）において、遊離のアルコールと、ベンジルビニルエーテルとの間の「アセタール生成反応」は抑制される。したがって、第１工程が終了した後の精製処理は粗精製で十分であり、過剰のアルコールを系内から完全に除去する必要はない。
次いで、第２工程について説明する。第２工程は、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルを、アレニウス酸、ルイス酸から選ばれる触媒の存在下、加水分解し、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを得る工程である。
第２工程のベンジルビニルエーテルとしては、式［１］に定義される各種化合物が使用可能である。中でもＲが非置換フェニルである、１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペンが特に好ましい。
これらのベンジルビニルエーテルは、上記にて説明した第１工程の方法で製造したものを用いることが経済的に特に好ましい。しかし、必ずしもこれに限定されず、他の方法で製造したものを第２工程の原料として使用することは妨げられない。
第２工程（加水分解）に用いられる触媒は、アレニウス酸またはルイス酸から選ばれる少なくとも一種の触媒である。ここで「アレニウス酸」とは、プロトンを解離する性質を持つ化学種をいい、一般に、水に０．１ｍｏｌ・ｄｍ-3の濃度で溶解した場合にｐＨが６以下になる物質（酸）をいう。中でも塩酸、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フッ化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、リン酸、珪酸、ホウ酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、クロトン酸など、「強酸」もしくは「中程度の酸」として分類される酸が好ましい。中でも塩酸と硫酸は、安価であり、かつ触媒としての活性の高いため、特に好ましい。なお、硝酸、過塩素酸、塩素酸、過マンガン酸、クロム酸等の、強酸化性を有する酸は、加水分解の触媒としての機能は有し、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを生成するが、得られた目的物を酸化して３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を生ずることがあるため、好ましくない。
一方、「ルイス酸」とは、電子対を受容する空軌道を持つ原子を有する化学種をいう。遷移金属の酸化物、遷移金属錯体などがこれに該当する。具体的には、Ａｇ+、Ｉ+、ＳＯ3、ＳＯ2、ＢＦ3，ＢＣｌ3、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3）、ＡｌＢｒ3、塩化鉄(III)（ＦｅＣｌ3）、ＦｅＢｒ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯ、メタロセン（フェロセン、コバルトセン、ニッケロセンなど）、Ｃｕ2Ｏ、ＣｕＯ、塩化銅(II)（ＣｕＣｌ2）、ＳｂＣｌ5、塩化スズ(IV)（ＳｎＣｌ4）、塩化チタン（ＴｉＣｌ4）、ＰｄＣｌ2、Ｐｄ（ＯＣＯＣＨ3）2などが該当する。これらの中でも、塩化鉄(III)（ＦｅＣｌ3）が、触媒活性が高く、安価であるため、特に好ましい。
なお、上記触媒は、単独で用いることもできるが、複数のものを併用することもできる。「塩化鉄(III)／塩酸」の併用は、中でも特に好ましいものとして挙げられる。この「塩化鉄(III)／塩酸」の併用触媒を用いると、特に穏和な条件（比較的低い温度）で反応が進行する傾向がある。
触媒の使用量は、式［１］で表されるビニルエーテルに対して、通常０．０００１当量〜０．８当量、好ましくは０．００５当量〜０．５当量、更に好ましくは、０．０１当量〜０．３当量である。ここで、当量数とは、「触媒のモル数」を「触媒の価数」で割った値を表す。なお「触媒の価数」とは、アレニウス酸の場合は、その酸の価数（例えば塩酸は１価、硫酸は２価）を意味し、ルイス酸の場合は、空軌道を持つ原子の持つ価数（例えばＦｅＣｌ3の場合３価、ＦｅＯの場合２価、Ｃｕ2Ｏの場合１価）を意味する。なお、複数の触媒を併用する場合は、全ての触媒の当量数の合計値を上記の数値として考えればよい。「遷移金属触媒」と「アレニウス酸触媒」を併用する場合、両者の量の比率には特別の制限はないが、一般に「アレニウス酸触媒」に比べて「遷移金属触媒」は少量で済むことが多い。例えば「アレニウス酸触媒」１当量あたりの「遷移金属触媒」を０．０１〜０．５当量とすることは、好ましい態様の１つである。
第２工程（加水分解）に用いる水の量（触媒が水溶液として用いられる場合は、溶媒としての水を加えた総量）は、ベンジルビニルエーテル１モルに対して通常１モル〜２０モル、好ましくは１モル〜２０モル、さらに好ましくは１モル〜５モルである。水の量が２０モルより多い場合には、生産性等の面から経済的に不利となる。また、水の量が１モルより少ない場合には、目的とする反応が遅くなるのみならず、ジベンジルエーテルが副生しやすくなり、ベンジルアルコールの回収率低下を招くので、好ましくない。
第２工程の反応温度（反応器内部の液相部の温度）は、使用する触媒の種類にもよるが、通常５０℃〜１５０℃であり、好ましくは７０℃〜１３０℃の範囲である。例えば、濃硫酸を触媒とする場合には、１００℃〜１２０℃の範囲が特に好ましく、「塩化鉄(III)／35％塩酸」混合触媒を使用する場合には、７０℃〜１００℃の範囲が特に好ましい。なお、反応を通じて一定温度を保ってもよいが、反応初期には比較的低い温度で反応を行い、反応が進行するにつれて、徐々に昇温していくこともできる。
第２工程の反応は、大気圧、加圧下、減圧下の何れでも行うことができるが、大気圧で行うことが最も簡便であるため、好ましい。
得られた３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドは、水が共存した条件では比較的安定であるが「遷移金属化合物」の存在下、空気と接触すると、空気中の酸素によって酸化され、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を生成することがある。したがって、第２工程の触媒として「遷移金属からなる触媒（ＦｅＣｌ3，ＦｅＢｒ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｕ2Ｏなど）」を用いた場合は、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの酸素による酸化を防止するために、不活性ガス（窒素、ヘリウムなど）中で加水分解を行った方が良い。一方、第２工程の加水分解を塩酸、硫酸などのアレニウス酸を触媒として行う場合は、不活性ガス中のみならず、大気中でも好ましく行うことができる。
第２工程の反応形態に特別な制限はないが、原料である式［１］で表されるベンジルビニルエーテルと触媒と水を逐次的に、もしくは連続的に混合するのが、反応の制御が容易であり、好ましい。
特に、第２工程の反応を目的物３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドが留分として留出するに十分な温度（少なくとも該化合物の沸点以上の温度）で行い、生成した３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを、反応進行と同時に、連続的に留出させる方法は好ましい。この方法によれば、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを反応進行と同時に、円滑に回収できるばかりでなく、目的物を絶えず系外に除去しているため、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの生成平衡を、より目的物側に傾けることができ、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドをより高い収率で得ることができる。なお、目的物３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドは、原料である式［１］で表されるベンジルビニルエーテルや、式［２］で表されるベンジルアルコールに比較して、沸点が十分に低く、これらとの共沸も起こさない。
この点、大気圧下、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの沸点以上の温度で第２工程の反応を行い、生成した３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを連続的に、もしくは逐次的に留分として留出させる方法（後述の実施例１〜３を参照）は特に好ましい態様である。
第２工程の加水分解が進行するにつれ、反応系内（釜残中）には、副生したベンジルアルコールが増加するが、既に述べたように、ベンジルアルコールが増加しても、未反応のベンジルビニルエーテルとの間で「アセタール」を生成しにくいため、このような手法をとっても、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの収率低下を招くことはない。
もっとも、例えば還流条件下で第２工程の反応を行い、反応が終了した後に蒸留を行って３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを回収する態様も妨げられるものではない（実施例４）。
反応時間については特に制限はなく、ガスクロマトグラフィー等で反応の進行状況を確認し、終点に近づいたことを確認した後、反応工程を終了することが好ましい。
次いで、第３工程について説明する。第３工程は、第２工程によって生成した３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを留分として留去した後、引き続き蒸留により、副生したベンジルアルコールを回収する工程である。
３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを蒸留回収した後、常圧にてベンジルアルコールが留出する温度（ベンジルアルコールの沸点：２０３℃〜２０５℃）以上に加熱するか、または減圧下に対応する温度まで加熱することにより、ベンジルアルコールを回収することができる。既に述べたように、ベンジルアルコールは加水分解の反応系（すなわち、水の存在下）では、「アセタール」を形成しにくいため、後述の実施例１〜２に示すように、ごく高い収率でベンジルアルコールを回収することが可能である。
［実施例］
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、これらの実施態様に限られない。ここで、組成分析値の「％」とは、生成物を直接ガスクロマトグラフィーによって測定して得られた組成の「面積％」を表す。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、これらの実施態様に限られない。ここで、組成分析値の「％」とは、生成物を直接ガスクロマトグラフィーによって測定して得られた組成の「面積％」を表す。
（第１工程）ドライアイスとアセトンで冷却した、１００ｍＬステンレス鋼製オートクレーブに、予めベンジルアルコール３７．２ｇ（０．３４ｍｏｌ）と水６．２ｇにＫＯＨ１９ｇ（０．３４ｍｏｌ）を溶解させた溶液及び（１Ｚ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン２２．５ｇ（０．１７ｍｏｌ）を仕込んだ。２２℃付近まで昇温した後、１時間攪拌し、その後、７０℃で１２時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、ベンジルアルコール４９．５％、原料の（１Ｚ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン０．５％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン４５．０％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン５．０％であった。
析出した塩を濾別後、フラッシュ蒸留（粗蒸留）により９０℃〜１１０℃／２．７ｋＰａの留分を集め、５４ｇの混合物を得た。この混合物をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、ベンジルアルコール４９．７％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン４５．３％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン５．０％であった。
（第２工程）得られた混合物５４ｇをマグネチックスターラー、温度計、蒸留塔、冷却管、受けフラスコを備えたガラス製１００ｍｌ三口フラスコに仕込み、これに水１．３ｇ（０．０７ｍｏｌ）、３５％塩酸２．７ｇ(０．０２６ｍｏｌ)を加え、反応温度１００℃〜１２０℃で加熱撹拌した。留出してくる沸点５５℃〜５７℃の留分を集め、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド（収量１３．８ｇ、第２工程のみの収率：９１．７％、第１工程と第２工程を合わせた総合収率：収率７１．７％、純度９９％）を得た。
（第３工程）３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの留出が終了した後、更に蒸留を続け、ベンジルアルコール（回収量２６ｇ、回収率７０％）を回収した。
［物性データ］
（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン：
1H-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)δ(ppm)：4.67 (1H, m), 4.98 (2H, s), 6.38 (1H, d,J=6.8 Hz), 7.35 (5H, m).
19F-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3，CFCl3)δ(ppm)：−57.92 (3F, d, J=6.3 Hz)
（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン：
1H-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)δ(ppm)：4.81 (2H, s), 5.06 (1H, dq, J=12.6, 6.3Hz), 7.12 (1H, dq, J=12.6, 2.0 Hz), 7.35 (5H, m).
19F-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3，CFCl3)δ(ppm)：−59.81 (3F, d, J=6.3 Hz)
３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド：
1H-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)δ(ppm)：3.62 (3H, s), 4.92 (1H, dq, J=13.2, 6.4 Hz), 7.08 (1H, dq, J=13.2, 2.0 Hz).
19F-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3，CFCl3)δ(ppm)：−59.59 (3F, d, J=6.4 Hz)
（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン：
1H-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)δ(ppm)：4.67 (1H, m), 4.98 (2H, s), 6.38 (1H, d,J=6.8 Hz), 7.35 (5H, m).
19F-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3，CFCl3)δ(ppm)：−57.92 (3F, d, J=6.3 Hz)
（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン：
1H-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)δ(ppm)：4.81 (2H, s), 5.06 (1H, dq, J=12.6, 6.3Hz), 7.12 (1H, dq, J=12.6, 2.0 Hz), 7.35 (5H, m).
19F-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3，CFCl3)δ(ppm)：−59.81 (3F, d, J=6.3 Hz)
３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド：
1H-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)δ(ppm)：3.62 (3H, s), 4.92 (1H, dq, J=13.2, 6.4 Hz), 7.08 (1H, dq, J=13.2, 2.0 Hz).
19F-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3，CFCl3)δ(ppm)：−59.59 (3F, d, J=6.4 Hz)
（第１工程）ドライアイスとアセトンで冷却した、１００ｍＬステンレス鋼製オートクレーブに、予めベンジルアルコール３７．２ｇ（０．３４ｍｏｌ）と水６．２ｇにＫＯＨ１９ｇ（０．３４ｍｏｌ）を溶解させた溶液、（１Ｚ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン２２．５ｇ（０．１７ｍｏｌ）、及び１８−クラウン−６−エーテル０．５６ｇを仕込んだ。２２℃付近まで昇温した後、１時間攪拌し、その後、７０℃で１２時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、ベンジルアルコール５０％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン４４．８％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン５．２％であった。
析出した塩を濾別後、フラッシュ蒸留により９０℃〜１１０℃／２．７ｋＰａの留分を集め、５３．５ｇの混合物を得た。この混合物をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、ベンジルアルコール４９．９％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン４４．９％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン５．２％であった。
（第２工程）得られた混合物５３．５ｇをマグネチックスターラー、温度計、蒸留塔、冷却管、受けフラスコを備えたガラス製１００ｍｌ三口フラスコに仕込み、これに水６．２ｇ（０．３４ｍｏｌ）、ＦｅＣｌ3 １．４ｇ(０．００８６ｍｏｌ)を加え、反応温度１００℃〜１２０℃で加熱撹拌した。留出してくる沸点５５℃〜５７℃の留分を集め、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド（収量１２ｇ、第２工程のみの収率：８０．８％、第１工程と第２工程を合わせた総合収率：収率６２．４％、純度９９％）を得た。
（第３工程）３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの留出が終了した後、更に蒸留を続け、ベンジルアルコール（回収量３１ｇ、回収率８３％）を回収した。
（第１工程、第２工程）
（第１工程）ドライアイスとアセトンで冷却した、１０００ｍＬステンレス鋼製オートクレーブに、予めベンジルアルコール４１５ｇ（３．８４ｍｏｌ）と水１３８ｇにＫＯＨ３２３ｇ（５．７７ｍｏｌ）を溶解させた溶液及び（１Ｅ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン５００ｇ（３．８３ｍｏｌ）、及びテトラブチルアンモニウムブロミド１２．５ｇを仕込んだ。２２℃付近まで昇温した後、１時間攪拌し、その後、８０℃で２４時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、ベンジルアルコール３．２％、原料の（１Ｅ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン４．２％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン８６．３％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン４．４％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジベンジルオキシプロパン１．３％であった。
（第１工程）ドライアイスとアセトンで冷却した、１０００ｍＬステンレス鋼製オートクレーブに、予めベンジルアルコール４１５ｇ（３．８４ｍｏｌ）と水１３８ｇにＫＯＨ３２３ｇ（５．７７ｍｏｌ）を溶解させた溶液及び（１Ｅ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン５００ｇ（３．８３ｍｏｌ）、及びテトラブチルアンモニウムブロミド１２．５ｇを仕込んだ。２２℃付近まで昇温した後、１時間攪拌し、その後、８０℃で２４時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、ベンジルアルコール３．２％、原料の（１Ｅ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン４．２％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン８６．３％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン４．４％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジベンジルオキシプロパン１．３％であった。
析出した塩を濾別後、フラッシュ蒸留により８１℃〜８５℃／２ｋＰａの留分を集め、６４３ｇの混合物を得た。この混合物をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、ベンジルアルコール２．５％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン９２．４％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン４．６％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジベンジルオキシプロパン０．１％であった。
（第２工程）得られた混合物６４３ｇをマグネチックスターラー、温度計、蒸留塔、冷却管、受けフラスコを備えたガラス製１０００ｍｌ三口フラスコに仕込み、これに水６９ｇ（３．８３ｍｏｌ）、９８％硫酸 １５．５ｇ(０．１５５ ｍｏｌ)を加え、反応温度１００℃〜１２０℃で加熱撹拌した。留出してくる沸点５５℃〜５７℃の留分を集め、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド（収量３００ｇ、第２工程のみの収率：８６．８％、第１工程と第２工程を合わせた総合収率：収率７０％、純度９９％）を得た。
以上のように、実施例１〜３においては、第２工程（加水分解）を、生成する３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを順次留分として留出させる方法で行ったが、第２工程単独の目的物の単離収率は８０．８〜９１．７％に達した。また、実施例１〜２では、第２工程の反応後に、ベンジルアルコールの回収を行っているが、８０％を超える回収率でベンジルアルコールを回収できることも可能であることが判明した。
（第２工程）
実施例３と同様の方法で得られた混合物３４ｇ（成分組成：ベンジルアルコール２．５％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン９２．７％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン４．７％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジベンジルオキシプロパン０．１％）をマグネチックスターラー、温度計、還留冷却管を備えたガラス製１００ｍｌ三口フラスコに仕込み、これに水１．５ｇ（０．０８ｍｏｌ）、９８％硫酸 ０．６７ｇ(０．００７ ｍｏｌ)を加え、反応温度１００℃で２時間加熱撹拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、目的の３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド６６．２％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン１％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン０．４％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジベンジルオキシプロパン１．４％、ベンジルアルコール１６％、ジベンジルエーテル３．８％、その他１１．２％であった。還留冷却管を蒸留塔及び受けフラスコに付け替え、留出してくる沸点５５℃〜５７℃の留分を集め、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド（収量１０ｇ、収率：５３．９％、純度９９％）を得た。
実施例３と同様の方法で得られた混合物３４ｇ（成分組成：ベンジルアルコール２．５％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン９２．７％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン４．７％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジベンジルオキシプロパン０．１％）をマグネチックスターラー、温度計、還留冷却管を備えたガラス製１００ｍｌ三口フラスコに仕込み、これに水１．５ｇ（０．０８ｍｏｌ）、９８％硫酸 ０．６７ｇ(０．００７ ｍｏｌ)を加え、反応温度１００℃で２時間加熱撹拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、目的の３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド６６．２％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン１％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン０．４％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジベンジルオキシプロパン１．４％、ベンジルアルコール１６％、ジベンジルエーテル３．８％、その他１１．２％であった。還留冷却管を蒸留塔及び受けフラスコに付け替え、留出してくる沸点５５℃〜５７℃の留分を集め、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド（収量１０ｇ、収率：５３．９％、純度９９％）を得た。
このように、実施例４では、第２工程（加水分解）を、還流条件下で行い、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの蒸留単離は、反応終了後に行った。この場合、第２工程の収率は、実施例１〜３の方法に比べやや低めであるが、収率は約５４％に達し、この方法でも、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを主生成物として製造できることが判る。
（第２工程）
実施例３と同様の方法で第１工程の反応を行い、得られた混合物７００ｇ（３.４７ｍｏｌ）（ガスクロマトグラフ組成：ベンジルアルコール０.４％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン８９.５％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン５．０％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジベンジルオキシプロパン１.８％、その他の化合物３.３% ）をマグネチックスターラー、温度計、蒸留塔、冷却管、受けフラスコを備えたガラス製１０００ｍｌ三口フラスコに仕込み、５℃に冷却した。
実施例３と同様の方法で第１工程の反応を行い、得られた混合物７００ｇ（３.４７ｍｏｌ）（ガスクロマトグラフ組成：ベンジルアルコール０.４％、（１Ｅ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン８９.５％、（１Ｚ）１−ベンジルオキシ−３，３，３−トリフルオロプロペン５．０％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジベンジルオキシプロパン１.８％、その他の化合物３.３% ）をマグネチックスターラー、温度計、蒸留塔、冷却管、受けフラスコを備えたガラス製１０００ｍｌ三口フラスコに仕込み、５℃に冷却した。
反応器中を窒素で置換し、別途調製した３５％塩酸水７２.３ｇ（０.６９４ｍｏｌ、０.２当量）、塩化鉄(III) ５.７ｇ(０．０３４７ ｍｏｌ、０.０１当量)の混合液を発熱に注意しながら滴下し、１５分間攪拌した。その後、反応温度を７０℃〜１００℃に昇温し、窒素ガス雰囲気下、加熱撹拌を行いながら、沸点５５℃〜５７℃の留分を集めた。この結果、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド３９９ｇ（純度９８.８％）を得た。第２工程のみの収率は９０.４％であった。
本発明によれば、安価で入手できる原料から、少ない工程数で簡便に、しかも良好な収率で、医薬・農薬の中間体として、また含フッ素重合体等の機能性材料の製造原料または合成中間体として有用な、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを工業的規模で製造できる。
Claims (9)
- 式［１］で表されるベンジルビニルエーテル
（式［１］中、Ｒは、フェニル基または、Ｒ1で表される置換基を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。）を、アレニウス酸、ルイス酸から選ばれる触媒の存在下、加水分解することを特徴とする、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。 - 請求項１において、Ｒがフェニル基であることを特徴とする、請求項１に記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
- 請求項１または請求項２において、触媒が、硫酸、塩酸、塩化鉄(III)、塩化銅(II)、塩化アルミニウム、塩化スズ(IV)、塩化チタンから選ばれる触媒であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
- 請求項１乃至請求項３の何れかにおいて、触媒の量が、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルに対して、０．００５当量〜０．５当量であることを特徴とする、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
- 請求項１乃至請求項４の何れかにおいて、加水分解を、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドが留分として留出するに十分な温度で行い、生成した３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを、反応進行と同時に、連続的または逐次的に留出させる方法により、行うことを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
- 請求項１乃至請求項５の何れかにおいて、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルが、式［２］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン
（式［２］中、Ｘはハロゲン（フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）を表す。）
を、塩基性物質の共存下、式［３］で表されるベンジルアルコール
（式［３］中、Ｒは、フェニル基または、Ｒ1で表される置換基を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。）
と反応させて得たものであることを特徴とする、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。 - 請求項１乃至請求項６の何れかにおいて、加水分解の結果得られた反応混合物から、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを留去した後の蒸留残渣をさらに蒸留して、式［３］で表されるベンジルアルコールを回収することを特徴とする、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
- 次の反応工程を含む、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドの製造方法。
［第１工程］：式［２］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペン
（式［２］中、Ｘはハロゲン（フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）を表す。）
を、塩基性物質の共存下、式［３］で表されるベンジルアルコール
（式［３］中、Ｒは、フェニル基または、Ｒ1で表される置換基を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。）
と反応させて、式［１］で表されるベンジルビニルエーテル
（式［１］中、Ｒは、フェニル基または、Ｒ1で表される置換基を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。）を得る工程。
［第２工程］：前記［第１工程］で得られた、式［１］で表されるベンジルビニルエーテルを、該ベンジルビニルエーテル当たり０．００５当量〜０．５当量の、アレニウス酸、ルイス酸から選ばれる触媒の存在下、加水分解し、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを得る工程。
［第３工程］：前記第２工程の結果得られた反応混合物から、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを留去した後の蒸留残渣をさらに蒸留して、式［３］で表されるベンジルアルコールを回収する工程。 - 式［１］で表されるベンジルビニルエーテル。
（式［１］中、Ｒはフェニル基または、Ｒ1で表される置換基を有するフェニル基（ただしＲ1は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基から選ばれる基を表す。）を表す。）
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