JPH03246244A - フルオロフェノール類の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、フルオロフェノール類を製造する方法に関し
、更に詳しくは、工業的規模の製造に好適なフルオロフ
ェノール類を製造する方法に関するものである。

（従来の技術） ｐ−フルオロフェノール等のフルオロフェノール類は、
フッ素を含む医薬や農薬などの重要な合成中間体として
知られている。

このフルオロフェノール類の製造方法としては、例えば
、ジャーナル・オブ・オーガニックケミストリー、２６
巻、４６４１頁、（１９６１年）に開示されているよう
な、フルオロベンゼンを臭素化し、得られたパラフルオ
ロブロモベンゼンに水酸化カリウム等の塩基と反応させ
、臭素原子を水酸基に変換する方法や、特開昭６２−２
９５４４号公報或いは特開昭５０−３６４３１号公報に
開示されているような、フルオロアニリン類をジアゾ化
し、更に加水分解することによりアミノ基を水酸基に変
換する方法等が従来より知られていて、特に特開昭６２
−２９５４４号公報或いは特開昭５０−３６４３１号公
報に開示されている方法は、原料のフルオロアニリン類
が工業的に製造されていて入手が容易であり、フルオロ
アニリン類のジアゾ化、加水分解でフルオロフェノール
類が容易に製造できて安全であるため、工業的製造法と
して好ましいといわれている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来のフルオロフェノール類の製造
方法には解決すべき問題点のあることが指摘されていた
。

即ち、前記ジャーナル・オブ・オーガニックケミストリ
ー記載の方法を実施するには、加圧反応装置が必要であ
り、しかも副生成物が多く、工業的製造法としてはいま
だ十分でないばかりか、出発原料として用いられるフル
オロベンゼンは、フッ素ガスによる直接フッ素化法或い
はアニリンのジ−マン反応によるフッ素化などにより合
成されるので、直接フッ素化法にはフッ素ガス、ジ−マ
ン反応には無水フッ化水素酸というように、危険な化合
物を使用しなければならないという問題点があるのであ
る。

又、特開昭６２−２９５４４号公報に記載されている方
法においては、硫酸銅水溶液中６０〜１６０℃でジアゾ
化物を加水分解する際、硫酸銅を等モル以上使用しなけ
ればならず、又、特開昭５０−３６４３１号公報に記載
されている方法においても、リン酸水溶液中１００〜１
６０℃でジアゾ化物を加水分解する際、リン酸水溶液を
等モル以上使用しなければならず、このようにこれらの
方法は、銅化合物やリン酸などを大量に使用するため、
排水或いは廃棄物などの処理が必要であると共に、工業
的にはコスト高につながるという難点を有していた。

一方、上記先行技術以外にも、例えばオーガニックシン
セシスＣｏ１１ｅｃｔｉｖｅ　Ｖｏｌｕｍｅ　１．４０
４（１９４１）には、ｍ−ニトロアニリンをジアゾ化し
、得られるジアゾニウム塩を加水分解することによりｍ
−ニトロフェノールを製造する方法が記載されているが
、この方法には、ジアゾ化に際し大量の希釈水が必要で
あって操作性に劣るばかりか、大量の水により［酸濃度
が低下し、反応温度を上げることができないためにター
ル分が増え、収率が良好でない他、実際にフルオロフェ
ノール類を製造してみると、収率が良好でないという難
点のあることがわかる。

本発明は、上述した従来の問題点を解決し、安全でしか
も工業的製造に好適なフルオロフェノール類の製造方法
を提供することを目的としてなされた。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明が採用した構成は、−
最大（１） （式中Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、水素原子、ハロゲン原子
又はハロアルキル基を示す、但しＲ１、Ｒ２及びＲ３の
うち少なくとも１以上はフッ素原子を示す、）で表され
るフルオロアニリン類を、希硫酸中でジアゾ化し、得ら
れたジアゾニウム塩を、加熱した硫酸溶液中に、当該硫
酸の濃度を加水分解反応が十分進行する濃度範囲に維持
しつつ滴下して加水分解し、生成した一般式（２） （式中Ｒｓ　、Ｒ２及びＲ３は、前記と同じ置換基を示
す、） で表されるフルオロフェノール類を、水と共沸蒸留して
反応系より分離することを特徴とする。

即ち、本発明の発明者らは、工業的なフルオロフェノー
ル類を製造する方法について研究を重ねたところ、フル
オロアニリン類よりフルオロフェノール類を製造する方
法において、ジアゾ化及びそれに続く加水分解に際し、
ジアゾニウム塩の水溶液を、加水分解反応が十分進行す
る濃度範囲に維持された加熱硫酸水溶液中に滴下しなが
ら加水分解することにより、収率良くフルオロフェノー
ル類が得られ、更に生成したフルオロフェノール類を、
水と共沸蒸留により反応系外に留出すれば、得られたフ
ルオロフェノールの重合が防止でき、且つ、硫酸は繰り
返し使用できるなど優れた効果を発揮することを見いだ
し本発明を完成した。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明において、原料として用いられる一般式（１）で
表わされるフルオロアニリン類は、フルオロニトロベン
ゼン類の還元により容易に合成されるものであり、この
フルオロアニリン類としては、例えば、４−フルオロア
ニリン、３−フルオロアニリン、３，４−ジフルオロア
ニリン、３−クロロ−４−フルオロアニリン、３−ブロ
モ−４−フルオロアニリン、３．４．５−トリフルオロ
アニリン、３．５−ジクロロ−４−フルオロアニリン、
４−フルオロ−３−トリフルオロメチルアニリンなどを
挙げることができる。

但し、２−フルオロアニリン類は、生成したジアゾニウ
ム塩が隣接したフッ素原子の特異的な電子効果により副
反応を起しやすく、低収率であり、本発明で使用する原
料として適切でない。

尚、上記フルオロアニリン類は、対応するフルオロフェ
ノール類を還元することにより、容易に製造することが
できる。

又、ジアゾ化反応は、希硫酸中で行なわれ、その際硫酸
は、原料のフルオロアニリンに対し１〜５当量程度、好
ましくは１〜１．２当量使用する。

ジアゾ化剤としては、ニトロシル硫酸、亜硝酸アルキル
、又は亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウムなどの亜硝酸
塩があげられ、なかでも、亜硝酸ナトリウムの使用が望
ましい、このジアゾ化剤の使用量は、フルオロアニリン
類に対し１〜２当量程度、好ましくは１〜１．１当量で
ある。

反応温度は、−５℃〜室温の範囲、なかでも０〜１０℃
で行なうのが好ましい、又、反応時間については、通常
１〜２時間で十分である。

このようにして調製されたジアゾニウム塩は、あらかじ
め加熱した硫酸水溶液中に滴下することにより容易に加
水分解を受け、フルオロフェノール類を生成する。その
硫酸水溶液の濃度は、５０〜８０重量％、好ましくは５
５〜７０％である。

尚、濃度が５０重量％以下の場合は、反応時間も長く収
率も悪くなり、又、８０重量％以上の場合は、スルホン
化物やタール状物等が副生じ収率が悪くなる。

而して、本発明において、加水分解時の硫酸濃度、ひい
ては反応温度は、反応そのものに大きな影響を与えるも
のであり、本発明では、フルオロフェノール類と水との
共沸蒸留量又は速度を制御することにより、或いは、更
にジアゾニウム塩の滴下量又は速度を制御すること等に
より、硫酸の濃度を加水分解反応が十分進行する濃度範
囲、即ち、５０〜８０重量％、好ましくは５５〜７０重
量％に維持し、これにより反応温度を維持している。

又、硫酸の使用量は、例えば、原料のフルオロアニリン
に対し１．１〜２０倍モルの範囲、好ましくは５．５〜
１０倍モルの範囲である。

更に、生成した式（２）で表されるフルオロフェノール
は本発明の反応条件では速やかに水とともに共沸し系外
に留出するため、反応が終了時少量の分解物を除き有機
物は殆ど残らない、このため、反応終了後の釜に残る硫
酸を回収し、更にこれを用いて新たなジアゾニウム塩の
加水分解を繰り返すことができる。硫酸の回収、再使用
は少なくとも３〜４回は可能であり、この時、フルオロ
フェノールの収率はほぼ一定している。

又、ジアゾニウム塩の分解により、硫酸ナトリウムの副
生を伴うが、このものは回収硫酸中より結晶化し析出す
るので、濾過により容易に除去することができる６反応
温度は水と硫酸の混合比、及びジアゾニウム塩の滴下速
度等により決まり、１００〜１７０℃好ましくは１２０
〜１６０℃であり、反応時間は２〜６時間程度で十分で
ある。

そして、生成したフルオロフェノール類は、共沸蒸留物
より適宜の有機溶媒で抽出し、単離することができる。

尚、この際、塩化ナトリウム等で塩析すれば、抽出ロス
を防ぐことができる。

（発明の効果） 本発明によれば、容易に入手できる３位、４位又は５位
が少なくとも１つ以上フッ素化されたアニリン誘導体を
使用し、ジアゾ化、加水分解を行う、この加水分解反応
は、ジアゾニウム塩の水溶液を加熱硫酸水溶液中に滴下
して行なうものであるが、その際、硫酸濃度を前記説明
した範囲内に維持することにより、反応はスムーズに且
つ高収率に進行する。

又、生成したフルオロフェノール類は、水との共沸蒸留
により反応系外に留出させるので、重合反応が抑えられ
高収率である。

更に本発明は、硫酸銅やリン酸などを使用しないので、
排水や廃棄物などの処理が極めて容易となり、ジアゾ化
反応で使用する希釈水の量を低減させることができるの
で、操作性の面での問題が生じることもなく、しかも加
水分解に使用した硫酸は繰り返し使用できるなど、本発
明はきわめて利用価値の高いフルオロフェノールの製造
法である。

（実施例） 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明す。

実施例１ （ｐ−フルオロフェノールの製造） 撹拌機及び温度計を取り付けた２　００　ｍｌの４ツロ
フラスコ内に、水１００ｍＪ及び９５％硫酸１１゜７ｇ
（０，１１モル）を入れ、氷冷し、０〜５℃で撹拌した
。更に同温度でｐ−フルオロアニリン１１．１ｇ　（０
，１モル）を滴下すると、白色の懸濁液が生成した。

次に、亜硝酸ナトリウム７．２ｇ（０，１０４モル）を
水５０ｍ１に溶解し、６〜９℃で、滴下ロートより加え
、更に０〜５℃で１時間撹拌を続けな。

又、２００　ｍｌの４ツロフラスコを別に用意し、リー
ビッヒ冷却管などの蒸留装置、温度計、撹拌機を取り付
けた後、９５％硫酸６１．９ｇ（０゜６モル）及び水３
１ｍ２を入れ、撹拌しなから油浴上で液温が１５０℃に
なるまで加温した。

この中へ、上記ｐ−フルオロアニリン硫酸塩の水溶液を
２．５時間に亘り、１４０〜１５０℃を維持したままで
滴下した。

生成したｐ−フルオロフェノールは、共沸蒸留により水
とともに流出させた０滴下後、更に蒸留を３０分間続け
た。留出物をジクロロメタン５０ｍ１で４回抽出した後
、有機層をすべて混合し、ガスクロマトグラフィーで分
析したところ、収率は８７．９％であった。（内部標準
物質としてジベンジルを使用した。） 実施例２〜４ 実施例１で釜残として残った硫酸を室温まで冷却すると
、硫酸ナトリウムの結晶が析出した。このものをグラス
ファイバーヂ紙上で吸引濾過し、得られたｒ液に水１０
ｍ２を加え、この回収硫酸を使用した以外は実施例１と
同様に反応を行った。

尚、同様の操作により、硫酸を回収して繰り返し実験を
行った。その結果を表１に示す。

表１ １２〜ｂ 実施例２、実施例４では実施例３で使用した硫酸を回収
して使用した。

比較例 加水分解に用いる硫酸に、９５％硫酸６１．９ｇを水６
９ｇに加え、上記実施例における加水分解用の硫酸より
低濃度としたものを使用し、１１０〜１２０℃で、２時
間反応を行った以外は実施例１と同様にして反応を行っ
た結果、ｐ−フルオロフェノールの収率は７０．１％と
低下した。

実施例５ 温度計、還流冷却管及び撹拌機を備えた３００ｍ２の４
ツロフラスコに、鉄粉２８．０　（０，５モル）、硫酸
第一鉄７水塩２．８ｇ　（０，０１モル）及び水１００
　ｍｅを入れ、撹拌しながら油浴上で９５℃まで昇温し
な、更に同温度で、ｐ−フルオロニトロベンゼン２８．
２ｇ　（０，２モル）を徐々に滴下すると発熱及び還流
が起き、反応温度が１００℃に上昇した。更に３０分滴
下を続け、滴下後２．５時間、同温度で撹拌した。続い
て蒸留装置を取り付けたあと、フラスコ内に水１００ｍ
ｇを入れて、生成したｐ−フルオロアニリンを水と共沸
蒸留した。

次に、９５％硫酸を２２．７ｇ　（０，２２モル）使用
し、これを水２０ｍｊ！で希釈する一方、亜硝酸ナトリ
ウム１４．４ｇ（０，２１モル）を水１００ｍｅに溶解
して使用した以外は、実施例１と同様に反応を行った。

その結果、沸点７４〜７７℃、／ｌｌｍｍＨｇのｐ−フ
ルオロフェノールを１９．５ｇ得た。収率は８６．９％
であった。

実施例６〜８ ｐ−フルオロアニリンを以下のアニリン類に変え、他は
実施例１と同様に反応を行った。その結果を表２に示す
。

表２ 比較例２及び３ ｐ−フルオロアニリンを以下のアニリン類に変え、他は
実施例１と同様に反応を行った。その結果を表３に示す 表３ １）２１他は重合物であった。

比較例４ 共沸蒸留を行なうことなくジアゾニウム塩を加水分解し
たところ、収率は６６．９％に低下した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　一般式（１） ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｒ＿１、Ｒ＿２及びＲ＿３は、水素原子、ハロゲ
   ン原子又はハロアルキル基を示す。但しＲ＿１、Ｒ＿２
   及びＲ＿３のうち少なくとも１以上はフッ素原子を示す
   。） で表されるフルオロアニリン類を、希硫酸中でジアゾ化
   し、得られたジアゾニウム塩を、加熱した硫酸溶液中に
   、当該硫酸の濃度を加水分解反応が十分進行する濃度範
   囲に維持しつつ滴下して加水分解し、生成した一般式（
   ２） ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｒ＿１、Ｒ＿２及びＲ＿３は、前記と同じ置換基
   を示す。） で表されるフルオロフェノール類を、水と共沸蒸留して
   反応系より分離することを特徴とするフルオロフェノー
   ル類の製造方法。 ２　フルオロフェノール類と水との共沸蒸留量又は速度
   を制御することにより、加水分解時の硫酸の濃度を加水
   分解反応が十分進行する濃度範囲に維持することを特徴
   とする請求項１に記載のフルオロフェノール類の製造方
   法。 ３　ジアゾニウム塩の滴下量又は速度及びフルオロフェ
   ノール類と水との共沸蒸留量又は速度を制御することに
   より、加水分解時の硫酸の濃度を加水分解反応が十分進
   行する濃度範囲に維持することを特徴とする請求項１に
   記載のフルオロフェノール類の製造方法。 ４　加水分解反応が十分進行する濃度範囲が、５０〜８
   ０重量％好ましくは５５〜７０重量％であることを特徴
   とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフルオロフェ
   ノール類の製造方法。 ５　前記式（１）で表されるフルオロアニリン類は、対
   応するフルオロフェノール類を還元することにより製造
   したものであることを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れかに記載のフルオロフェノール類の製造方法。 ６　加水分解に使用した硫酸を、別の加水分解に繰り返
   し使用することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
   に記載のフルオロフェノール類の製造方法。