JP5060098B2 - Method for producing biphenyl derivative - Google Patents

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Description

本発明は、ビフェニル誘導体の製造方法に関し、さらに詳しくは、工業的に優れたビフェニル誘導体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a biphenyl derivative, and more particularly, to an industrially superior method for producing a biphenyl derivative.

ビフェニル誘導体は、有機化学・高分子化学分野で広く用いられる化合物であり、ファインケミカル、医農薬原料、樹脂・プラスチック原料、電子情報材料、光学材料など、工業用途として多岐にわたる分野で有用な化合物である。   Biphenyl derivatives are compounds that are widely used in the fields of organic chemistry and polymer chemistry, and are useful in a wide range of industrial applications, such as fine chemicals, raw materials for pharmaceuticals and agricultural chemicals, raw materials for resins and plastics, electronic information materials, and optical materials. .

ビフェニル誘導体の製造方法としては、芳香族ハロゲン化物を出発基質とすることが知られている。特許文献1はニッケル触媒存在下で、芳香族塩素化物のグリニャール試薬と芳香族臭素化物とを反応させる方法を提案している。一方、非特許文献1及び2は、芳香族ヨウ素化物又は芳香族臭素化物をマグネシウムと反応させ、グリニャール試薬に転化した後、塩化鉄(III)触媒を用い、酸化剤の共存下、グリニャール試薬同士をカップリングさせる製造方法を提案している。   As a method for producing a biphenyl derivative, it is known that an aromatic halide is used as a starting substrate. Patent Document 1 proposes a method of reacting an aromatic chlorinated Grignard reagent with an aromatic bromide in the presence of a nickel catalyst. On the other hand, Non-Patent Documents 1 and 2 show that after an aromatic iodide or aromatic bromide is reacted with magnesium and converted to a Grignard reagent, an iron (III) chloride catalyst is used, and in the presence of an oxidizing agent, Grignard reagents Proposes a manufacturing method for coupling the.

しかし、特許文献1に記載された方法では、グリニャール試薬と反応させる基質が芳香族塩素化物になった場合、ビフェニル誘導体の収率は低く、工業的に適用できるものではなかった。また、非特許文献1及び2に記載された製造方法は、出発基質として反応性が高いものの、高価な芳香族ヨウ素化物又は芳香族臭素化物を使用するため、製造されたビフェニル誘導体も高価なものとなってしまっていた。
特開昭63−295520号公報(実施例1,2,3,4) オーガニック・レターズ(ORGANIC LETTERS) Vol.7,No.3 (2005),491−493 オーガニック・レターズ(ORGANIC LETTERS) Vol.7,No.10 (2005),1943−1946
However, in the method described in Patent Document 1, when the substrate to be reacted with the Grignard reagent is an aromatic chlorinated product, the yield of the biphenyl derivative is low and it cannot be applied industrially. In addition, although the production methods described in Non-Patent Documents 1 and 2 have high reactivity as a starting substrate, an expensive aromatic iodide or aromatic bromide is used, so that the produced biphenyl derivative is also expensive. It had become.
JP 63-295520 A (Examples 1, 2, 3, 4) ORGANIC LETTERS Vol.7, No.3 (2005), 491-493 ORGANIC LETTERS Vol.7, No.10 (2005), 1943-1946

本発明の目的は、安価で容易に入手可能な原料を使用することにより工業的に生産性に優れたビフェニル誘導体の製造方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the manufacturing method of the biphenyl derivative which was industrially excellent in productivity by using the cheaply and easily available raw material.

本発明のビフェニル誘導体の製造方法は、下記一般式(1)で示されるビフェニル誘導体の製造方法において、下記一般式(2)で示されるベンゼン誘導体の塩素原子をマグネシウム金属と反応させ、グリニャール試薬に転化し、該グリニャール試薬同士を触媒存在下でカップリング反応させることを特徴とする。   The method for producing a biphenyl derivative of the present invention is a method for producing a biphenyl derivative represented by the following general formula (1), wherein a chlorine atom of a benzene derivative represented by the following general formula (2) is reacted with magnesium metal to form a Grignard reagent. The Grignard reagent is converted into a coupling reaction in the presence of a catalyst.

Figure 0005060098
(ただし、Aは、トリフルオロメチル基を表し、nは、1〜4の整数とする。)
Figure 0005060098
(However, A represents a trifluoromethyl group, and n is an integer of 1 to 4.)

Figure 0005060098
(ただし、Aは、トリフルオロメチル基を表し、nは、1〜4の整数とする。)
Figure 0005060098
(However, A represents a trifluoromethyl group, and n is an integer of 1 to 4.)

本発明のビフェニル誘導体の製造方法は、安価な芳香族塩素化物を出発基質として使用することから、低コストでグリニャール試薬を中間体として生成することができ、このグリニャール試薬同士をカップリング反応させることにより効率的にビフェニル誘導体を高い生産性の下に製造することができる。   Since the method for producing a biphenyl derivative of the present invention uses an inexpensive aromatic chlorinated compound as a starting substrate, a Grignard reagent can be produced as an intermediate at a low cost, and the Grignard reagents are coupled to each other. Thus, the biphenyl derivative can be efficiently produced with high productivity.

以下に本発明の詳細を記載する。
本発明のビフェニル誘導体の製造方法は、下記一般式(2)で示されるベンゼン誘導体を出発基質とする。
Details of the present invention will be described below.
The method for producing a biphenyl derivative of the present invention uses a benzene derivative represented by the following general formula (2) as a starting substrate.

Figure 0005060098
(ただし、Aは、トリフルオロメチル基を表し、nは、1〜4の整数とする。)
Figure 0005060098
(However, A represents a trifluoromethyl group, and n is an integer of 1 to 4.)

前記式(2)において、nは、1〜4の整数であり、好ましくは1である。nが1のときに、より安価な出発基質が使用でき、さらに本反応において置換基による立体的な反応阻害効果が少ないためより効率的に反応が進行するからである。   In said Formula (2), n is an integer of 1-4, Preferably it is 1. This is because when n is 1, a cheaper starting substrate can be used, and further, the reaction proceeds more efficiently because there is little steric reaction inhibiting effect due to substituents in this reaction.

出発基質の具体例としては、o−クロロベンゾトリフルオライド、m−クロロベンゾトリフルオライド、p−クロロベンゾトリフルオライド、ジ(トリフルオロメチル)−クロロベンゼン、トリ(トリフルオロメチル)−クロロベンゼン、テトラ(トリフルオロメチル)−クロロベンゼンなどが挙げられ、中でも好ましいのは、o−クロロベンゾトリフルオライド、m−クロロベンゾトリフルオライド、p−クロロベンゾトリフルオライドである。 Specific examples of starting substrates include o-chlorobenzotrifluoride, m-chlorobenzotrifluoride, p-chlorobenzotrifluoride, di (trifluoromethyl) -chlorobenzene, tri (trifluoromethyl) -chlorobenzene, tetra (tri fluoromethyl) - etc. chlorobenzene as emissions. Among them preferred are, o- chlorobenzoyl trifluoride, m- chloro benzotrifluoride, a p- chlorobenzotrifluoride Rye de.

本発明において、前記式(2)のベンゼン誘導体の塩素原子をマグネシウム金属と反応させて、グリニャール試薬に転化する。グリニャール試薬への転化反応は、特に制限されることなく、公知の転化反応を利用することができる。   In the present invention, the chlorine atom of the benzene derivative of the formula (2) is reacted with magnesium metal to be converted into a Grignard reagent. The conversion reaction to the Grignard reagent is not particularly limited, and a known conversion reaction can be used.

マグネシウム金属は、特に限定されないが、粉末状のものを用いることが好ましい。
グリニャール試薬に転化する反応は、脱水された系で行われる。脱水した溶媒を用いること或いは安価なグリニャール試薬を添加し、水を除去することが好ましい。
The magnesium metal is not particularly limited, but it is preferable to use a powdery one.
The reaction to convert to a Grignard reagent is performed in a dehydrated system. It is preferable to use a dehydrated solvent or add an inexpensive Grignard reagent to remove water.

また、マグネシウム金属の表面酸化皮膜をとり、反応性を高めるため、ヨウ素、臭素或いは、これらを含む安価な化合物を添加するとよい。このような化合物の例としては、ヨウ化メチル、臭化メチル、ヨウ化エチル、臭化エチル等が好ましく挙げられる。   In addition, iodine, bromine, or an inexpensive compound containing these may be added to increase the reactivity by taking a magnesium oxide surface oxide film. Preferred examples of such compounds include methyl iodide, methyl bromide, ethyl iodide, ethyl bromide and the like.

本発明の製造方法において、グリニャール試薬同士のカップリング反応に用いられる触媒は、Fe、Ag、Cu、Co、Zn、Ni、Pd金属またはその化合物が好ましく挙げられ、化合物としては、これら金属の塩化物、臭化物、ヨウ化物、フッ化物、酢酸塩、アセチルアセトナート塩、炭酸塩、水酸化物、硝酸塩が好ましく用いられる。中でも塩化第一鉄(II)、塩化第二鉄(III)、臭化第一鉄、臭化第二鉄が好ましい。   In the production method of the present invention, the catalyst used for the coupling reaction between Grignard reagents is preferably Fe, Ag, Cu, Co, Zn, Ni, Pd metal or a compound thereof, and the compound is a chloride of these metals. , Bromide, iodide, fluoride, acetate, acetylacetonate, carbonate, hydroxide, and nitrate are preferably used. Of these, ferrous chloride (II), ferric chloride (III), ferrous bromide, and ferric bromide are preferable.

また、触媒の使用量は、出発基質1モルに対し、0.01モル%〜20モル%を用いるのが好ましく、0.05モル%〜10モル%がさらに好ましい。触媒の使用量を上記の範囲とすることにより、カップリング反応を効率良くかつ経済的に行うことができる。   The catalyst is preferably used in an amount of 0.01 mol% to 20 mol%, more preferably 0.05 mol% to 10 mol%, relative to 1 mol of the starting substrate. By making the usage-amount of a catalyst into said range, a coupling reaction can be performed efficiently and economically.

本発明の製造方法は、カップリング反応を酸化剤の共存下で行うことが好ましい。酸化剤共存下では、カップリング反応で還元された触媒が容易に酸化され、再生されるため、触媒のターンオーバー数が向上し、反応収率が向上するからである。   In the production method of the present invention, the coupling reaction is preferably performed in the presence of an oxidizing agent. This is because in the presence of an oxidizing agent, the catalyst reduced by the coupling reaction is easily oxidized and regenerated, so that the turnover number of the catalyst is improved and the reaction yield is improved.

酸化剤としては、金属を酸化できるものであれば、特に限定されるものではないが、取り扱いおよび生成物との分離の観点から、ハロゲン化脂肪族炭化水素が好ましく、炭素数1〜5のハロゲン化脂肪族炭化水素がより好ましい。具体的には、クロロメタン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ブロモメタン、ジブロモメタン、トリブロモメタン、テトラブロモメタン、クロロエタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン、ペンタクロロエタン、ヘキサクロロエタン、ブロモエタン、ジブロモエタン、トリブロモエタン、テトラブロモエタン、クロロプロパン、ジクロロプロパン、トリクロロプロパン、クロロブタン、ジクロロブタン、クロロペンタン、ジクロロペンタン、ブロモプロパン、ジブロモプロパン、トリブロモプロパン、ブロモクロロメタン、ブロモクロロエタンなどが挙げられる。中でも好ましいのは、クロロメタン、ジクロロメタン、クロロエタン、ジクロロエタン、ジクロロプロパン、ブロモメタン、ジブロモメタン、ブロモエタン、ジブロモエタン、ジブロモプロパンであり、さらに好ましくは、ジクロロプロパンである。   The oxidizing agent is not particularly limited as long as it can oxidize metals, but from the viewpoint of handling and separation from products, halogenated aliphatic hydrocarbons are preferred, and halogens having 1 to 5 carbon atoms. More preferred are aliphatic hydrocarbons. Specifically, chloromethane, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, bromomethane, dibromomethane, tribromomethane, tetrabromomethane, chloroethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, tetrachloroethylene, pentachloroethane, hexachloroethane, bromoethane, dibromoethane , Tribromoethane, tetrabromoethane, chloropropane, dichloropropane, trichloropropane, chlorobutane, dichlorobutane, chloropentane, dichloropentane, bromopropane, dibromopropane, tribromopropane, bromochloromethane, bromochloroethane and the like. Of these, chloromethane, dichloromethane, chloroethane, dichloroethane, dichloropropane, bromomethane, dibromomethane, bromoethane, dibromoethane, and dibromopropane are preferable, and dichloropropane is more preferable.

また、酸化剤の使用量は、出発基質1モルに対し、0.1モル倍量〜5モル倍量用いるのが好ましく、0.2モル倍量〜3モル倍量がより好ましい。0.1モル倍量より少ないと酸化剤による触媒再生の効果が少なく、5モル倍量よりも多いと、未反応の酸化剤が残存し、目的物の単離精製で負荷がかかり、非効率的である。   The amount of the oxidizing agent used is preferably 0.1 mol times to 5 mol times, more preferably 0.2 mol times to 3 mol times based on 1 mol of the starting substrate. If the amount is less than 0.1 mol, the effect of catalyst regeneration by the oxidant is small. If the amount is more than 5 mol, the amount of unreacted oxidant remains, which is inefficient in isolating and purifying the target product. Is.

本発明の製造方法に用いる溶媒は、反応を効率よく進行させることができるものであれば、いずれの溶媒でも任意に選択できるが、好ましくは、グリニャール試薬が生成しやすいエーテル系溶媒が好ましい。溶媒の具体例としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、シクロプロピルメチルエーテル、メチル−ターシャリーブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。中でも好ましいのは、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、シクロプロピルメチルエーテル、メチル−ターシャリーブチルエーテルである。   As the solvent used in the production method of the present invention, any solvent can be arbitrarily selected as long as the reaction can proceed efficiently. Preferably, an ether solvent that can easily generate a Grignard reagent is preferable. Specific examples of the solvent include diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, cyclopropylmethyl ether. Methyl-tertiary butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, benzene, toluene, xylene and the like. Of these, diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, cyclopropyl methyl ether, and methyl tertiary butyl ether are preferable.

また、溶媒の使用量については、前記式(2)で示されるベンゼン誘導体、グリニャール試薬および生成物の溶解性やスラリー濃度または反応液の性状に応じ、任意の量で構わないが、好ましくは、前記式(2)で示されるベンゼン誘導体に対し、0.5〜100モル倍量である。0.5モル倍量未満だと、グリニャール試薬の収率が低くなり、100モル倍量を超えると生産性が悪く、非経済的なプロセスとなる。   The solvent may be used in any amount depending on the solubility of the benzene derivative represented by the formula (2), the Grignard reagent, and the product, the slurry concentration, or the properties of the reaction solution. The amount is 0.5 to 100 mole times the benzene derivative represented by the formula (2). If the amount is less than 0.5 mole times, the yield of the Grignard reagent will be low, and if it exceeds 100 mole times, the productivity will be poor and an uneconomic process will occur.

本発明の製造方法において、カップリング反応の反応温度は、45〜100℃が好ましく、55〜70℃がさらに好ましい。反応温度が45℃より低いと、反応がほとんど進行せず、例え反応が進行したとしても、途中で停止することがあり、また反応温度が100℃を超えると、グリニャール試薬が反応する前に分解することがあり好ましくない。   In the production method of the present invention, the reaction temperature of the coupling reaction is preferably 45 to 100 ° C, more preferably 55 to 70 ° C. If the reaction temperature is lower than 45 ° C, the reaction hardly proceeds. Even if the reaction proceeds, the reaction may stop halfway. If the reaction temperature exceeds 100 ° C, the Grignard reagent will decompose before reacting. This is not preferable.

本発明の製造方法において、カップリング反応の際に、目的とする下記一般式(1)で示されるビフェニル誘導体と共に、下記一般式(3)で示されるハロゲン化ビフェニル誘導体が副生することから、ビフェニル誘導体を含む組成物が得られる。   In the production method of the present invention, during the coupling reaction, together with the target biphenyl derivative represented by the following general formula (1), a halogenated biphenyl derivative represented by the following general formula (3) is by-produced, A composition comprising a biphenyl derivative is obtained.

Figure 0005060098
(ただし、Aは、トリフルオロメチル基を表し、nは、1〜4の整数とする。)
Figure 0005060098
(However, A represents a trifluoromethyl group, and n is an integer of 1 to 4.)

Figure 0005060098
(ただし、Aは、トリフルオロメチル基を表し、Xは、ハロゲン原子を表し、nは、1〜4の整数、a及びbは、整数でありaとbの合計が1〜8とする。)
Figure 0005060098
(However, A represents a trifluoromethyl group , X represents a halogen atom, n is an integer of 1 to 4, a and b are integers, and the sum of a and b is 1 to 8. )

本発明の製造方法によって得られたビフェニル誘導体を含む組成物は、前記式(3)で示されるハロゲン化ビフェニル誘導体の含量が20重量%以下であることが好ましく、0.01重量%〜20重量%がより好ましい。ハロゲン化ビフェニル誘導体が20重量%を超えると、ファインケミカル、医農薬原料、樹脂・プラスチック原料、電子情報材料、光学材料などの原料として用いると、最終製品の品質低下を引き起こすからである。すなわち、最終製品の純度低下、着色、強度低下、光学特性低下などの品質上の問題が発生し好ましくない。   In the composition containing the biphenyl derivative obtained by the production method of the present invention, the content of the halogenated biphenyl derivative represented by the formula (3) is preferably 20% by weight or less, and 0.01% by weight to 20% by weight. % Is more preferable. This is because when the halogenated biphenyl derivative exceeds 20% by weight, the quality of the final product is deteriorated when used as a raw material for fine chemicals, raw materials for medicines and agricultural chemicals, resin / plastic raw materials, electronic information materials, optical materials and the like. That is, it is not preferable because quality problems such as a decrease in purity of the final product, coloring, a decrease in strength, and a decrease in optical characteristics occur.

従って、本発明の製造方法において、副生するハロゲン化ビフェニル誘導体の含量が多い場合には、得られたカップリング反応液からハロゲン化ビフェニル誘導体の分離除去操作を行い、その含量をできる限り少なくし、目的のビフェニル誘導体を単離することが好ましい。単離方法は、蒸留精製法、晶析法、抽出法、シリカ等によるカラム分離、擬似移動床吸着分離法などが好ましく挙げられ、いずれの単離方法を用いてもよいが、なかでも蒸留精製がより好ましい。また、これら単離方法のうち複数の方法を組み合わせて精製し、さらに純度を高めることもできる。   Therefore, in the production method of the present invention, when the content of the by-produced halogenated biphenyl derivative is large, the halogenated biphenyl derivative is separated and removed from the obtained coupling reaction solution, and the content is reduced as much as possible. Preferably, the desired biphenyl derivative is isolated. Preferred examples of the isolation method include a distillation purification method, a crystallization method, an extraction method, column separation using silica and the like, and a simulated moving bed adsorption separation method, and any of the isolation methods may be used. Is more preferable. Moreover, it can also refine | purify combining several methods among these isolation methods, and can also raise purity.

本発明において、反応液中に、活性なマグネシウム等が残存している可能性があることから、反応液に水又は酸性水を加え、反応で生成したマグネシウム塩を水相に除去した後、得られた油相から、ビフェニル誘導体を単離する方法が好ましい。例えば、蒸留精製法は、単蒸留、精留、減圧蒸留、常圧蒸留のいずれを用いても構わないが、好ましくは、減圧蒸留が用いられる。蒸留精製において、目的のビフェニル誘導体よりハロゲン化ビフェニル誘導体の方が高沸点であるため、ビフェニル誘導体を留出させ、ハロゲン化ビフェニル誘導体をできる限り留出させずに、缶残等に残すなどの蒸留操作が必要である。   In the present invention, since active magnesium or the like may remain in the reaction solution, water or acidic water is added to the reaction solution, and the magnesium salt produced in the reaction is removed to the aqueous phase, and then obtained. A method of isolating the biphenyl derivative from the obtained oil phase is preferred. For example, as the distillation purification method, any of simple distillation, rectification, vacuum distillation, and atmospheric distillation may be used, but vacuum distillation is preferably used. In distillation purification, since the halogenated biphenyl derivative has a higher boiling point than the target biphenyl derivative, distillation such as distilling the biphenyl derivative, leaving the halogenated biphenyl derivative as little as possible and leaving it in the can residue, etc. Operation is required.

本発明の製造方法は、いずれかの単離方法で、得られたビフェニル誘導体中のハロゲン化ビフェニル誘導体含量を0.01重量%〜20重量%にすることが好ましく、さらに好ましくは0.01重量%〜5重量%とするとよい。ハロゲン化ビフェニル誘導体含量を上記の範囲内とすることにより、ビフェニル誘導体を原料とする最終製品の純度、着色、強度、光学特性などの品質を維持することができる。   In the production method of the present invention, the content of the halogenated biphenyl derivative in the biphenyl derivative obtained by any of the isolation methods is preferably 0.01 wt% to 20 wt%, more preferably 0.01 wt%. % To 5% by weight. By setting the content of the halogenated biphenyl derivative within the above range, it is possible to maintain the quality, such as purity, coloring, strength, and optical properties, of the final product using the biphenyl derivative as a raw material.

本発明の製造方法により得られたビフェニル誘導体は、多岐にわたる分野で種々の化合物へ変換することが可能であり、安価かつ効率よく工業的に得られることの意義は大きい。   The biphenyl derivative obtained by the production method of the present invention can be converted into various compounds in various fields, and it is highly significant that it can be obtained industrially at low cost and efficiently.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to this.

以下の実施例及び比較例で用いている試薬類のメーカーグレードは、記載のない限りいずれも1級レベル以上に相当するものである。   The manufacturer grades of the reagents used in the following examples and comparative examples all correspond to the first grade level or more unless otherwise specified.

実施例1
テトラヒドロフラン143.6g(1.99mol;nacalai tesque社製)、マグネシウム粉末16.1g(0.664mol;中央工産社製)、を温度計付き反応器に投入し、系内を窒素置換しながら、撹拌した。ターシャリー-ブチルマグネシウムクロライド2g(0.017mol;東京化成社製)を添加し、系内の水分を除去した。次にo−クロロベンゾトリフルオライド10g(0.0554mol;MITENI社製)を投入し、続いて、臭化エチル2g(0.018mol;nacalai tesque社製)を加えた。暫く撹拌し、発熱が起こることを確認した。次に反応液温度35〜50℃に保ちながら、o−クロロベンゾトリフルオライド90g(0.499mol)を滴下した。滴下終了後、45℃で3時間撹拌しながら、熟成した。グリニャール試薬の収率は91%であった。
Example 1
Tetrahydrofuran 143.6 g (1.99 mol; manufactured by nacalai tesque) and magnesium powder 16.1 g (0.664 mol; manufactured by Chuo Kosan Co., Ltd.) were charged into a reactor equipped with a thermometer, and the system was purged with nitrogen. Stir. Tertiary-butylmagnesium chloride 2 g (0.017 mol; manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added to remove moisture in the system. Next, 10 g of o-chlorobenzotrifluoride (0.0554 mol; manufactured by MITENI) was added, and then 2 g of ethyl bromide (0.018 mol; manufactured by nacalai tesque) was added. After stirring for a while, it was confirmed that exotherm occurred. Next, 90 g (0.499 mol) of o-chlorobenzotrifluoride was added dropwise while maintaining the reaction solution temperature at 35 to 50 ° C. After completion of dropping, the mixture was aged with stirring at 45 ° C. for 3 hours. The yield of Grignard reagent was 91%.

次に、塩化鉄(III)2.70g(0.0166mol;和光純薬社製)にテトラヒドロフラン3g(0.04mol)を加えた液に、1,2−ジクロロエタン65g(0.664mol;nacalai tesque社製)を加え、触媒含有溶液を調製した。これを上記グリニャール試薬溶液に、反応液温度45〜60℃に保ちながら滴下し、カップリング反応を行った。滴下終了後、65℃で3時間反応を行った。反応終了後、冷却し、反応液を水に展開し、ジエチルエーテル(nacalai tesque社製、特級)で油層を抽出し、これに内部標準物質であるアセトフェノン(nacalai tesque社製、特級)を加えて、ガスクロマトグラフィー法(カラム:GLサイエンス社製:イナートキャップ1 長さ60m×径0.25mm、膜厚0.40μm)で分析した。o−クロロベンゾトリフルオライドに対する2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルの収率は69%であった。また、副生したクロロ2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルは、2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルに対して、11重量%であった。 Next, 65 g (0.664 mol; nacalai tesque) of 1,2-dichloroethane was added to a solution obtained by adding 3 g (0.04 mol) of tetrahydrofuran to 2.70 g (0.0166 mol; manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) of iron (III) chloride. The catalyst-containing solution was prepared. This was dropped into the Grignard reagent solution while maintaining the reaction solution temperature at 45 to 60 ° C. to carry out a coupling reaction. After completion of dropping, the reaction was carried out at 65 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, it is cooled, the reaction solution is developed into water, the oil layer is extracted with diethyl ether (manufactured by nacalai tesque, special grade), and the internal standard substance acetophenone (manufactured by nacalai tesque, special grade) is added thereto. The gas chromatography method (column: manufactured by GL Science Inc .: inert cap 1 length 60 m × diameter 0.25 mm, film thickness 0.40 μm) was analyzed. The yield of 2,2'- di ( trifluoromethyl ) biphenyl based on o-chlorobenzotrifluoride was 69%. Further, by-produced chloro 2,2′- di ( trifluoromethyl ) biphenyl was 11% by weight based on 2,2′- di ( trifluoromethyl ) biphenyl.

実施例2
実施例1において、触媒を塩化鉄(III)から鉄(III)アセチルアセトナート5.86g(0.0166mol;和光純薬社製)に変更した以外は、実施例1と同様に反応を行った。o-クロロベンゾトリフルオライドに対する2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルの収率は48%であった。また、副生したクロロ2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルは、ジ(2,2′−トリフルオロメチルビフェニルに対して、6.7重量%であった。
Example 2
In Example 1, the reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was changed from iron (III) chloride to 5.86 g (0.0166 mol; manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) of iron (III) acetylacetonate. . The yield of 2,2'- di ( trifluoromethyl ) biphenyl based on o-chlorobenzotrifluoride was 48%. The by-produced chloro 2,2′- di ( trifluoromethyl ) biphenyl was 6.7% by weight relative to di ( 2,2′-trifluoromethyl ) biphenyl.

実施例8
実施例1において、1,2−ジクロロエタンを1,2−ジブロモエタン124.7g(0.664mol;和光純薬社製)に変更した以外は、実施例1と同様に反応を行った。o−クロロベンゾトリフルオライドに対する2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルの収率は38%であった。また、副生したブロモジ(2,2′−トリフルオロメチルビフェニルは、2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルに対して、29重量%であった。
Example 8
In Example 1, the reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 1,2-dichloroethane was changed to 124.7 g (0.664 mol; manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) of 1,2-dibromoethane. The yield of 2,2′- di ( trifluoromethyl ) biphenyl based on o-chlorobenzotrifluoride was 38%. Further, by- produced bromodi ( 2,2′-trifluoromethyl ) biphenyl was 29% by weight based on 2,2′- di ( trifluoromethyl ) biphenyl.

実施例4
実施例1において、1,2−ジクロロエタンを1,2−ジクロロプロパン75.0g(0.664mol;和光純薬社製)に変更した以外は、実施例1と同様に反応を行った。o−クロロベンゾトリフルオライドに対する2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルの収率は72%であった。また、副生したクロロ2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルは、2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルに対して、8.5重量%であった。
Example 4
In Example 1, the reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that 1,2-dichloroethane was changed to 75.0 g (0.664 mol; manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) of 1,2-dichloropropane. The yield of 2,2'- di ( trifluoromethyl ) biphenyl based on o-chlorobenzotrifluoride was 72%. The by-produced chloro 2,2′- di ( trifluoromethyl ) biphenyl was 8.5% by weight based on 2,2′- di ( trifluoromethyl ) biphenyl.

実施例5
実施例4において、塩化鉄(III)2.70g(0.0166mol;和光純薬社製)にテトラヒドロフラン3g(0.04mol)を加えた液に、1,2−ジクロロプロパン75.0g(0.664mol;和光純薬社製)を加えた触媒含有溶液へ反応液温度を45〜60℃に保ちながら、グリニャール試薬溶液を滴下した以外は、実施例4と同様に反応を行った。o−クロロベンゾトリフルオライドに対する2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルの収率は73%であった。また、副生したクロロ2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルは、2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルに対して、1.7重量%であった。
Example 5
In Example 4, 75.0 g of 1,2-dichloropropane (0.04 mol) was added to a solution obtained by adding 3 g (0.04 mol) of tetrahydrofuran to 2.70 g (0.0166 mol; manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) of iron (III) chloride. The reaction was carried out in the same manner as in Example 4 except that the Grignard reagent solution was added dropwise to the catalyst-containing solution to which 664 mol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added while maintaining the reaction solution temperature at 45-60 ° C. The yield of 2,2'- di ( trifluoromethyl ) biphenyl based on o-chlorobenzotrifluoride was 73%. The by-produced chloro 2,2′- di ( trifluoromethyl ) biphenyl was 1.7% by weight based on 2,2′- di ( trifluoromethyl ) biphenyl.

実施例6
実施例1において、o−クロロベンゾトリフルオライドをm−クロロベンゾトリフルオライド(MITENI社製)に変更した以外は、実施例1と同様に反応を行った。m−クロロベンゾトリフルオライドに対する3,3′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルの収率は41%であった。また、副生したクロロ3,3′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルは、3,3′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルに対して、10.5重量%であった。
Example 6
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that o-chlorobenzotrifluoride was changed to m-chlorobenzotrifluoride (manufactured by MITENI) in Example 1. The yield of 3,3′- di ( trifluoromethyl ) biphenyl based on m-chlorobenzotrifluoride was 41%. Further, by-produced chloro 3,3′- di ( trifluoromethyl ) biphenyl was 10.5% by weight based on 3,3′- di ( trifluoromethyl ) biphenyl.

比較例1
テトラヒドロフラン143.6g(1.99mol;nacalai tesque社製)、マグネシウム粉末16.1g(0.664mol;中央工産社製)、を温度計付き反応器に投入し、系内を窒素置換しながら、撹拌した。ターシャリー-ブチルマグネシウムクロライド2g(0.017mol;東京化成社製)を添加し、系内の水分を除去した。次にo−クロロベンゾトリフルオライド10g(0.0554mol;MITENI社製)を投入し、続いて、臭化エチル2g(0.018mol;nacalai tesque社製)を加えた。暫く撹拌し、発熱が起こることを確認した。次に反応液温度35〜50℃に保ちながら、o−クロロベンゾトリフルオライド90g(0.499mol)を滴下した。滴下終了後、45℃で3時間撹拌しながら、熟成した。グリニャール試薬の収率は91.0%であった。
Comparative Example 1
Tetrahydrofuran 143.6 g (1.99 mol; manufactured by nacalai tesque) and magnesium powder 16.1 g (0.664 mol; manufactured by Chuo Kosan Co., Ltd.) were charged into a reactor equipped with a thermometer, and the system was purged with nitrogen. Stir. Tertiary-butylmagnesium chloride 2 g (0.017 mol; manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added to remove moisture in the system. Next, 10 g of o-chlorobenzotrifluoride (0.0554 mol; manufactured by MITENI) was added, and then 2 g of ethyl bromide (0.018 mol; manufactured by nacalai tesque) was added. After stirring for a while, it was confirmed that exotherm occurred. Next, 90 g (0.499 mol) of o-chlorobenzotrifluoride was added dropwise while maintaining the reaction solution temperature at 35 to 50 ° C. After completion of dropping, the mixture was aged with stirring at 45 ° C. for 3 hours. The yield of Grignard reagent was 91.0%.

次に、無水塩化ニッケル3.59g(0.028mol;nacalai tesque社製)をテトラヒドロフラン30gに溶かした溶液を上記グリニャール試薬溶液に、液温40℃で保持しながら、ゆっくりと投入した。次に、反応温度60℃に保ちながらo−クロロベンゾトリフルオライド100gを滴下した。反応終了後、実施例1と同様にしてガスクロマトグラフィー法で分析した。o−クロロベンゾトリフルオライドに対する2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルの収率は2%であった。また、クロロ2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルの副生は認められなかった。 Next, a solution prepared by dissolving 3.59 g (0.028 mol; manufactured by nacalai tesque) of anhydrous nickel chloride in 30 g of tetrahydrofuran was slowly added to the Grignard reagent solution while maintaining the liquid temperature at 40 ° C. Next, 100 g of o-chlorobenzotrifluoride was added dropwise while maintaining the reaction temperature at 60 ° C. After completion of the reaction, analysis was performed by gas chromatography in the same manner as in Example 1. The yield of 2,2'- di ( trifluoromethyl ) biphenyl with respect to o-chlorobenzotrifluoride was 2%. Further, no by-product of chloro 2,2'- di ( trifluoromethyl ) biphenyl was observed.

実施例
実施例1で得られた反応液100gを300mlの分液ロートに入った3%塩酸水溶液100gに投入し、室温で30分間良く混合し、30分静置した。静置後、分液して、油相78.3gを取得した。そして、この油相を減圧下で単蒸留した。初留カット後、真空度1.33kPaの条件下、100〜130℃での留出分17.3gを取得した。取得した留出液中の2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルの濃度は95.6重量%であり、クロロ2,2′−ジ(トリフルオロメチルビフェニルの濃度は3.5重量%であった。
Example 7
100 g of the reaction solution obtained in Example 1 was added to 100 g of 3% aqueous hydrochloric acid solution in a 300 ml separatory funnel, mixed well at room temperature for 30 minutes, and allowed to stand for 30 minutes. After standing, liquid separation was performed to obtain 78.3 g of an oil phase. Then, this oil phase was simply distilled under reduced pressure. After the initial distillation cut, 17.3 g of a distillate at 100 to 130 ° C. was obtained under a vacuum degree of 1.33 kPa. The concentration of 2,2'- di ( trifluoromethyl ) biphenyl in the obtained distillate was 95.6% by weight, and the concentration of chloro 2,2'- di ( trifluoromethyl ) biphenyl was 3.5% by weight. %Met.

Claims (7)

下記一般式(1)で示されるビフェニル誘導体の製造方法において、下記一般式(2)で示されるベンゼン誘導体の塩素原子をマグネシウム金属と反応させ、グリニャール試薬に転化し、該グリニャール試薬同士を触媒存在下でカップリング反応させるビフェニル誘導体の製造方法。
Figure 0005060098
(ただし、Aは、トリフルオロメチル基を表し、nは、1〜4の整数とする。)
Figure 0005060098
(ただし、Aは、トリフルオロメチル基を表し、nは、1〜4の整数とする。)
In the method for producing a biphenyl derivative represented by the following general formula (1), the chlorine atom of the benzene derivative represented by the following general formula (2) is reacted with magnesium metal to convert it into a Grignard reagent, and the Grignard reagents are present in a catalyst. A method for producing a biphenyl derivative which undergoes a coupling reaction below.
Figure 0005060098
(However, A represents a trifluoromethyl group, and n is an integer of 1 to 4.)
Figure 0005060098
(However, A represents a trifluoromethyl group, and n is an integer of 1 to 4.)
前記式(2)において、前記置換基Aの数nが1である請求項1に記載のビフェニル誘導体の製造方法。   The method for producing a biphenyl derivative according to claim 1, wherein the number n of the substituents A is 1 in the formula (2). 前記触媒が、Fe、Ag、Cu、Co、Zn、Ni、Pdから選ばれる少なくとも1つの金属又はその化合物である請求項1又は2に記載のビフェニル誘導体の製造方法。   The method for producing a biphenyl derivative according to claim 1 or 2, wherein the catalyst is at least one metal selected from Fe, Ag, Cu, Co, Zn, Ni, and Pd or a compound thereof. 前記カップリング反応が、酸化剤の共存下で行われる請求項1〜3のいずれかに記載のビフェニル誘導体の製造方法。   The method for producing a biphenyl derivative according to claim 1, wherein the coupling reaction is performed in the presence of an oxidizing agent. 前記酸化剤が、ハロゲン化脂肪族炭化水素である請求項4に記載のビフェニル誘導体の製造方法。   The method for producing a biphenyl derivative according to claim 4, wherein the oxidizing agent is a halogenated aliphatic hydrocarbon. 前記カップリング反応の反応温度が、45〜100℃である請求項1〜5のいずれかに記載のビフェニル誘導体の製造方法。   The method for producing a biphenyl derivative according to any one of claims 1 to 5, wherein a reaction temperature of the coupling reaction is 45 to 100 ° C. 前記ビフェニル誘導体を蒸留精製し、下記一般式(3)で示されるハロゲン化ビフェニル誘導体の含有量を0.01重量%〜20重量%とする請求項に記載のビフェニル誘導体の製造方法。
Figure 0005060098
(ただし、Aは、トリフルオロメチル基を表し、Xは、ハロゲン原子を表し、nは、1〜4の整数、a及びbは、整数でありaとbの合計が1〜8とする。)
The method for producing a biphenyl derivative according to claim 5 , wherein the biphenyl derivative is purified by distillation, and the content of the halogenated biphenyl derivative represented by the following general formula (3) is 0.01 wt% to 20 wt%.
Figure 0005060098
(However, A represents a trifluoromethyl group , X represents a halogen atom, n is an integer of 1 to 4, a and b are integers, and the sum of a and b is 1 to 8. )
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