JPH04506356A - Method for producing fluorobenzene and fluorotoluene - Google Patents
Method for producing fluorobenzene and fluorotolueneInfo
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 フルオロベンゼンおよびフルオロトルエンの製造方法本発明は、対応するフルオ ロベンズアルデヒドから場合によっては置換されたフルオロベンゼンおよび/ま たは場合によっては置換されたフルオロトルエンを製造する方法に関する。場合 によっては置換されたフルオロベンゼンおよびフルオロトルエンは、例えば医薬 生成物の製造における重要な中間体である。[Detailed description of the invention] Method for producing fluorobenzene and fluorotoluene The present invention provides a method for producing fluorobenzene and fluorotoluene. from lobenzaldehyde to optionally substituted fluorobenzene and/or or optionally substituted fluorotoluenes. case Fluorobenzenes and fluorotoluenes, which may be substituted by It is an important intermediate in the production of products.
従来、フルオロベンゼンは、対応する場合によっては置換されたアニリンからジ アゾ化および続いてのジアゾ基のフッ素による置換によって製造された。すなわ ち、アニリン塩酸塩のジアゾ化、得られた塩化ベンゼンジアゾニウムのテトラフ ルオロホウ酸塩への変換および続いて加熱によるフルオロベンゼンの合成は、ず っと以前から知られている〔バルブ(G、 Ba1z)およびジーマン(G、 Schiema曲)による論文(Ber、 60 (1927) 1186.1 188);フラッドによる論文(D、 T、Flood。Traditionally, fluorobenzene was prepared from the corresponding optionally substituted aniline. It was prepared by azotization and subsequent substitution of the diazo group with fluorine. Sunawa First, diazotization of aniline hydrochloride, and the resulting tetraphthalate of benzenediazonium chloride. Synthesis of fluorobenzene by conversion to fluoroborate followed by heating is It has been known for a long time [Bulb (G, Ba1z) and Zman (G, Schiema music) (Ber, 60 (1927) 1186.1 188); Paper by Flood (D., T., Flood.
Org、 5ynth、 Co11. Vol、II (1943) 295参 照)。1.3−ジフルオロベンゼンは、類似方法でベンゼン−1,3−ビスジア ゾニウムテトラフルオロボレートを加熱することによって出発化合物としてのI −フェニレンジアミンに関して31%の収率において得られた(ジーマン(G、 Schiemann)およびビラルスキー(R,Pillarsky)による 論文(Ber、 62 〔1929) 3035−3043. 特に3039) 参照〕。フッ化アンモニウムかあるいは第三アミンまたはジメチルスルホキシド の存在下における無水のフッ化水素中の3−フルオロアニリンのジアゾ化は、同 様に1.3−ジフルオロベンゼンをもたらした。収率は、46ないし73%と記 載された(米国特許第4.075.252号および同第4.096.196号参 照)、。Org, 5ynth, Co11. Vol. II (1943) 295 (see). 1,3-difluorobenzene can be converted to benzene-1,3-bisdia in a similar manner. I as starting compound by heating zonium tetrafluoroborate -obtained in a yield of 31% with respect to phenylene diamine (Ziemann (G, Schiemann) and Pillarsky (R, Pillarsky) Paper (Ber, 62 [1929) 3035-3043. Especially 3039) reference〕. Ammonium fluoride or tertiary amine or dimethyl sulfoxide The diazotization of 3-fluoroaniline in anhydrous hydrogen fluoride in the presence of Similarly, 1,3-difluorobenzene was obtained. Yields are reported as 46-73%. (see U.S. Pat. Nos. 4.075.252 and 4.096.196) (See),.
p−フェニレンジアミンから1,4−ジフルオロベンゼンを製造する場合にも、 同様に低い収率(27ないし40%)がバルブ(G、 Ba1z)およびビラル スキー(R,Pillarsky) (上記引用書)によって得られている。Also when producing 1,4-difluorobenzene from p-phenylenediamine, Similarly low yields (27 to 40%) were obtained for valve (G, Ba1z) and viral. It has been obtained by R. Pillarsky (cited above).
テトラフルオロホウ酸塩の代りに置換ベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホス フェートの熱分解は、多くの場合、対応するフルオロベンゼンの、より高いかし かし経済的にはなお満足すべきものでない収率しかもたらさなかった〔ラサフオ ードら(K、 G、 Rutherford et at、、 J、 Org、 CheIL26 (1961) 5149−5152)Q 照〕。Substituted benzenediazonium hexafluorophos instead of tetrafluoroborate Thermal decomposition of phenates often results in higher oxidation of the corresponding fluorobenzene. However, the yields were still economically unsatisfactory. (K, G, Rutherford et at, J, Org, CheIL26 (1961) 5149-5152)Q Light].
フッ素 トルエンは、類似方法で対応するC−メチル置換アニリンから得られる 。Fluorine toluene is obtained from the corresponding C-methyl substituted aniline in an analogous manner. .
白金族の金属を含有する触媒上での芳香族アルデヒドの脱カルボニル化は、スモ リック(J、 Smolik)およびクラウス(M、 Kraus)によって記 載された(Cal feet。Decarbonylation of aromatic aldehydes over catalysts containing platinum group metals Written by J. Smolik and M. Kraus. (Cal feet.
Czech、 Chem、 Commun、37 (1972) 3042−3 051参照)。Czech, Chem, Commun, 37 (1972) 3042-3 051).
対応するフルオロベンズアルデヒドからゼオライト触媒上での接触脱カルボニル 化によってフルオロベンゼンを製造することも提案された(ドイツ特許出願第3 824141、2号参照)。フルオロベンズアルデヒドからのフルオロトルエン の製造は、この方法によりフルオロメチルベンズアルデヒドから出発することに よってのみ可能である。Catalytic decarbonylation of the corresponding fluorobenzaldehydes over zeolite catalysts It was also proposed to produce fluorobenzene by chemical reaction (German patent application No. 3). 824141, No. 2). Fluorotoluene from fluorobenzaldehyde can be produced starting from fluoromethylbenzaldehyde using this method. Only then is it possible.
本発明によって今やフルオロベンズアルデヒドから選択的にフルオロベンゼンま たはフルオロトルエンを製造することが可能である。With the present invention, fluorobenzene can now be selectively used from fluorobenzaldehyde. or fluorotoluene.
本発明の対象は、一般式(I[)(請求の範囲第1項参照)(上式中、RJ2お よびR1は、互いに独立して水素、フッ素、塩素および/またはC,−CS−ア ルキルを表し、その際これらの基のうちの少なくとも1個はフッ素であり、モし てSlおよびS2は互いに独立して水素および/または塩素のような芳香核にお ける電子密度を減少せしめる基、しかし好ましくは水素である)で表されるベン ズアルデヒドを、メイヤー/メンデレーエフによる周期表の第■〜■副族の少な くとも1種の遷移金属よりなり水素で処理することにより活性化された触媒上で 150ないし600°Cにおいて反応せしめることにより、式(K 請求の範囲 第1項参照)(上式中、XはHまたはメチル基を表わしモしてR’、 R”、 R”、 S’およびS!は前記の意味を育する)で表される化合物を得るという 方法である。反応がキャリヤーガスを用いないかまたは反応に関与する化合物に 対して反応条件において不活性であるキャリヤーガスを用いて実施される場合に は、なかんずく対応するフルオロベンゼンへの脱カルボニルが行われるが、一方 キャリャーガスとして水素が用いられる場合には、とりわけ対応するフルオロト ルエンへの水素化が起る。フルオロベンズアルデヒドからフルオロトルエンを製 造するためには、水素の存在を必要とする。The subject of the present invention is the general formula (I[) (see claim 1) (in the above formula, RJ2 and and R1 are each independently hydrogen, fluorine, chlorine and/or C,-CS-a fluorine, in which at least one of these radicals is fluorine; In this case, Sl and S2 are independently linked to aromatic nuclei such as hydrogen and/or chlorine. (but preferably hydrogen) Zualdehyde is listed as one of the subgroups of the Mayer/Mendeleev periodic table. on a catalyst made of at least one transition metal and activated by treatment with hydrogen. By reacting at 150 to 600°C, formula (K) (See Section 1) (In the above formula, X represents H or a methyl group, and R', R'', R'', S' and S! have the above meanings). It's a method. If the reaction does not use a carrier gas or the compounds involved in the reaction as opposed to when carried out with a carrier gas that is inert under the reaction conditions. is decarbonylated inter alia to the corresponding fluorobenzene, while If hydrogen is used as carrier gas, especially the corresponding fluorocarbon Hydrogenation to luene takes place. Producing fluorotoluene from fluorobenzaldehyde In order to produce hydrogen, the presence of hydrogen is required.
本発明による方法に適した触媒は、第■ないし■副族の1種またはそれ以上の元 素、すなわちマンガン、レニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジ ウム、パラジウム、オスミウム、イリジウムまたは白金、好ましくは白金および /またはコバルトおよび/または白金およびレニウムを含有する。それらは、A 1.0. 、シリカゲルまたは活性炭のような担体に適用されつる。含浸、イオ ン交換またはその他の通常の方法によって第■ないしWNg族の元素を配量され ているすべての通例のゼオライトもまた使用されつる。本発明に従って使用され た触媒は、有利には成形物または押出物の形で使用される。流動床触媒もまた使 用されつる。Catalysts suitable for the process according to the invention contain one or more elements of subgroups 1 to 2. elements such as manganese, rhenium, iron, cobalt, nickel, ruthenium, and um, palladium, osmium, iridium or platinum, preferably platinum and Contains cobalt and/or platinum and rhenium. They are A 1.0. , applied to a carrier such as silica gel or activated carbon. Impregnation, io The elements of group Ⅰ to WNg are dosed by carbon exchange or other conventional methods. All the usual zeolites are also used. used according to the invention The catalysts are preferably used in the form of molded or extrudates. Fluidized bed catalysts can also be used. Used vine.
本発明による方法は、好ましくは180ないし440°Cの温度において実施さ れる。The method according to the invention is preferably carried out at a temperature of 180 to 440°C. It will be done.
それは液体相ならびに好ましくはガス相において実施されつる。気相反応におい ては、窒素またはCa6のようなキャリヤーガスは、なかんずくフルオロトルエ ンの製造が意図される場合には水素もまた混合されつる。It can be carried out in the liquid phase as well as preferably in the gas phase. Gas phase reaction odor Carrier gases such as nitrogen or Ca6, inter alia, fluorotoluene Hydrogen may also be mixed in if the production of hydrogen is intended.
全圧は、一般に0.1ないし100バール、好ましくは1ないし20バールであ る。The total pressure is generally between 0.1 and 100 bar, preferably between 1 and 20 bar. Ru.
しかしながら、特に好ましくは、大気圧においてないしはガス状の出発物質が例 えば固定触媒を通して供給されることから生ずる逆圧において操作される。However, particular preference is given to using starting materials at atmospheric pressure or in gaseous form. For example, it is operated at counterpressure resulting from being fed through a fixed catalyst.
触媒の負荷(時間当り触媒の単位重量当りの出発物質の単位重量−デイメンジョ ン: h”’−=WHSV=Weight−Hourly−Space−Vel ocity)は、好ましくは0,1ないし10h−1である。Catalyst loading (unit weight of starting material per unit weight of catalyst per hour - dimension) h”’-=WHSV=Weight-Hourly-Space-Vel ocity) is preferably 0.1 to 10h-1.
反応帯域を出るガス混合物は、通常の物質分離方法、例えば分別凝縮を用いる冷 却によって精製されうる。しかしながら、好ましくは所望の反応生成物は、蒸留 によって純粋な形で得られる。The gas mixture leaving the reaction zone is cooled using conventional material separation methods, e.g. fractional condensation. It can be purified by cooling. However, preferably the desired reaction product is distilled obtained in pure form by
以下の実施例において、Uは変換率を、5oreは1.3−ジフルオロベンゼン の選択率を、そして5OFTは2.4−ジフルオロトルエンの選択率を意味する 。In the following examples, U is the conversion rate and 5ore is 1,3-difluorobenzene. and 5OFT means the selectivity of 2,4-difluorotoluene. .
実施例 例1)ないし5)30mmの直径および60011mの長さを有する管状反応器 内に、白金的0.5重量%およびレニウム約0.3重量%を担体としての酸化ア ルミニウム上に含有する市販の触媒34g(50ml)を充填した。加熱された 触媒床上に水素(25A /h)および2,4−ジフルオロベンズアルデヒド( 14n+l/h)を導いた。反応生成物を冷却しそして凝縮した留分をガスクロ マトグラフィーによって分析した。次の結果が得られた: 例 T/”CIJ/% 5oys 5ort例6)例1に記載された装置におい て、そこに記載された触媒を水素を用いて350°Cにおいて3時間処理し、そ して次に例1の試験を水素の代りに同じ量の窒素を用いて440°Cにおいて繰 返した。その際、50%の変換率において実際上もっばら1,3−ジフルオロベ ンゼンが生成された(SDFI =99%)。Example Examples 1) to 5) Tubular reactor with a diameter of 30 mm and a length of 60011 m 0.5% by weight of platinum and about 0.3% by weight of rhenium as carriers. 34 g (50 ml) of commercially available catalyst contained on aluminum was charged. heated Hydrogen (25 A/h) and 2,4-difluorobenzaldehyde ( 14n+l/h). The reaction product is cooled and the condensed fraction is subjected to gas chromatography. Analyzed by matography. The following results were obtained: Example T/”CIJ/% 5oys 5ortExample 6) In the apparatus described in Example 1 The catalyst described therein was treated with hydrogen at 350°C for 3 hours; Then the test of Example 1 was repeated at 440°C using the same amount of nitrogen instead of hydrogen. I returned it. At a conversion rate of 50%, virtually all 1,3-difluorocarbons was produced (SDFI = 99%).
例7)ないし9)例1ないし6において使用された触媒の代りに、担体としての SiO□上にパラジウム約0.5重量%を含有する触媒を使用し、そしてその他 は例1ないし5に準じて操作して下記の結果が得られた:例 T/”CU/% S o v s So F t例10) 20mmの直径および600mmの長 さを育する管状反応器に、微細粉末状のコバルト50重量%およびγ−AbO* 50重量%を押出して直径2III11の押出し物を形成せしめることによって 製造された触媒を充填し、そして水素を用いて300°Cにおいて3時間処理し た。400℃および0.5h−’のWHSVにおいてキャリヤーガスとして窒素 を使用した場合には(151/h) 、 2.4−ジフルオロベンズアルデヒド の45%の変換率において、1.3−ジフルオロベンゼンが痕跡量の2.4−ジ フルオロトルエンと共に99%の選択率をもって得られた。Examples 7) to 9) Instead of the catalysts used in Examples 1 to 6, Using a catalyst containing about 0.5% by weight of palladium on SiO□, and other The following results were obtained by operating according to Examples 1 to 5: Example T/”CU/% S ov s So FtExample 10) Diameter of 20mm and length of 600mm 50% by weight of finely powdered cobalt and γ-AbO* by extruding 50% by weight to form an extrudate of diameter 2III11. The prepared catalyst was loaded and treated with hydrogen for 3 hours at 300°C. Ta. Nitrogen as carrier gas at 400 °C and 0.5 h-' WHSV When using (151/h), 2,4-difluorobenzaldehyde At 45% conversion of 1,3-difluorobenzene, traces of 2,4-difluorobenzene It was obtained with a selectivity of 99% together with fluorotoluene.
例11)ないし14)キャリヤーガスとして窒素の代りに水素を用いて(151 /h)例10に記載された試験を繰返すことにより、下記の数値を得た:例 T /”CU/% S□s 5D11+3 350 25 18 80 +4 460 28 23 68 例15)ないし17)例1Oに記載された管状反応器Iこロジウム1重量%を含 有する押出物状のロジウム−ゼオライト触媒20m lを充填した。この触媒は 、ゼオライトH−ZSM 5(SiOt/Al202=90)カラRhC15− XHtO(38%Rh)を用いてイオン交換シ、次いで110℃において乾燥し 、350℃においてか焼しそして続いて水素で350°Cにおいて3時間処理す ることによって製造されたものであった。次に、2.4−ノフルオローベンズア ルデヒドを毎時水素流lSl中10m1の割合で反応器内に導入した。Examples 11) to 14) Using hydrogen instead of nitrogen as carrier gas (151 /h) By repeating the test described in Example 10, the following values were obtained: Example T /”CU/% S□s 5D11+3 350 25 18 80 +4 460 28 23 68 Examples 15) to 17) Tubular reactor I as described in Example 1O containing 1% by weight of rhodium 20ml of extruded rhodium-zeolite catalyst was charged. This catalyst is , Zeolite H-ZSM 5 (SiOt/Al202=90) Color RhC15- Ion exchange using XHtO (38% Rh) and then drying at 110 °C. , calcination at 350°C and subsequent treatment with hydrogen for 3 hours at 350°C. It was manufactured by Next, 2,4-nofluorobenza The aldehyde was introduced into the reactor at a rate of 10 ml per hour in a hydrogen stream of 1Sl.
その際、以下の結果が得られた: 例 T/”Ctj/% 5ots 5OFT+6 420 94 94 6 1744θ 94 55 5 例18)ないし20)例15ないし17において使用された触媒の代りに、γ− Altos上にロジウム2.5重量%を含有する触媒を使用し、そしてその他の 点では例15ないし17と同様に操作し、次の結果を得た:例 T/”CU/% S、、、 SO,?様に操作した場合には、370℃において窒素流中での2 .4−ジフルオロ−ベンズアルデヒドの反応の際に1.3−ジフルオロベンゼン が選択的に得られる。The following results were obtained: Example T/”Ctj/% 5ots 5OFT+6 420 94 94 6 1744θ 94 55 5 Examples 18) to 20) Instead of the catalyst used in Examples 15 to 17, γ- Using a catalyst containing 2.5% by weight rhodium on Altos and other The procedure was carried out in the same manner as in Examples 15 to 17, and the following results were obtained: Example T/”CU/% S,, SO,? 2 in a nitrogen stream at 370°C. .. 1,3-difluorobenzene during the reaction of 4-difluoro-benzaldehyde can be obtained selectively.
例22)ないし25)例10に記載された管状反応器に白金−ゼオライド触媒2 0m1を充填した。この触媒は、ゼオライトH−ZSM 5(Si02/AIt Oz”90)100gから水300m l中の塩化テトラミン白金(II) 1 .65gの溶液で含浸し、次いで110℃において乾燥し、350“Cにおいて 4時間か焼し、そして続いて水を用いて350℃において3時間処理することに よって製造されたものであった。次に、2.4−ジフルオロベンゼン1 ルデヒ ドを151の水素流中毎時10II11の割合で反応器に導入した。その際、次 の結果が得られた; 例 T/”CU/% 5ors SDF?例26) 50Mの直径および600 mmの長さを有する管状反応器内に担体としての活性炭上のロジウム51i量% を含有する粒状触媒20m lを充填した。2.4−ジフルオロベンズアルデヒ ドを165℃において151!の窒素流中毎時15m1の割合で反応器に導入し た。その際、1.3−ジフルオロ−ベンゼンが40%の変換率において99%の 選択率をもって得られた。Examples 22) to 25) Platinum-zeolide catalyst 2 was added to the tubular reactor described in Example 10. 0ml was filled. This catalyst is made of zeolite H-ZSM 5 (Si02/AIt Tetramine platinum(II) chloride in 300 ml of water from 100 g of oz”90) 1 .. Impregnated with 65g of solution, then dried at 110°C and at 350"C. Calcined for 4 hours and subsequently treated with water at 350° C. for 3 hours. Therefore, it was manufactured. Next, 2,4-difluorobenzene 1 was introduced into the reactor at a rate of 10 II 11 per hour in a stream of 151 hydrogen. At that time, the following The results were obtained; Example T/”CU/% 5ors SDF?Example 26) Diameter of 50M and 600 Rhodium 51i amount % on activated carbon as a support in a tubular reactor with a length of mm 20 ml of granular catalyst containing . 2.4-difluorobenzaldehye 151 at 165℃! into the reactor at a rate of 15 ml per hour in a nitrogen stream of Ta. In this case, 1,3-difluoro-benzene was converted to 99% at 40% conversion. obtained with selectivity.
例27)ないし29)例1に記載された管状反応器内にそこで挙げられた白金− レニウム触媒20a+1を配量した。次に2−クロロ−6−フルオロ−ベンズア ルデヒドを157の水素流中に毎時10o+1の割合で反応器に導入した。その 際、次の結果が得られScrm = 1−クロロ−3−フルオロ−ベンゼンにつ いての選択率SeF? = 2−クロロ−6−フルオロ−トルエンについての選 択率例30)例1において記載されたような試験装置において担体としての酸化 アルミニウム上にニッケル約st量%を含有する触媒を使用した場合には、47 0℃の温度において0,78h−’のWHSVおよび15I!/hの水素−キャ リヤガス流においてほとんられた。Examples 27) to 29) Platinum contained therein in the tubular reactor described in Example 1. Rhenium catalyst 20a+1 was metered in. Then 2-chloro-6-fluoro-benzaa The aldehyde was introduced into the reactor at a rate of 10 o+1 per hour in a stream of 157 hydrogen. the In this case, the following results were obtained for Scrm = 1-chloro-3-fluoro-benzene. The selection rate SeF? = Selection for 2-chloro-6-fluoro-toluene Selectivity Example 30) Oxidation as a carrier in a test device as described in Example 1 When using a catalyst containing about st% nickel on aluminum, 47 WHSV of 0,78 h-' and 15I at a temperature of 0 °C! /h of hydrogen-ca It was destroyed in the rear gas flow.
補正書の写しく翻訳文)提出書 (特許法第184条の8) 平成4年4月23日Copy and translation of written amendment) Submission form (Article 184-8 of the Patent Act) April 23, 1992
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