JPH05339173A - 塩素化剤及び塩素化方法 - Google Patents

塩素化剤及び塩素化方法

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JPH05339173A
JPH05339173A JP16990592A JP16990592A JPH05339173A JP H05339173 A JPH05339173 A JP H05339173A JP 16990592 A JP16990592 A JP 16990592A JP 16990592 A JP16990592 A JP 16990592A JP H05339173 A JPH05339173 A JP H05339173A
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JP
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chlorine
chlorination
reaction
compound
oil
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JP16990592A
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Mahito Soeda
眞日止 副田
Takehiro Shimizu
健博 清水
Shozo Yoshinaga
省三 吉永
Tadataka Ishikawa
維孝 石川
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Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
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Nippon Steel Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 塩素による有機化合物の塩素化を、安全かつ
効率良く行う。 【構成】 ピリジン類、キノリン類等の芳香族化合物を
塩素ガスを溶解させたパーフルオロ化合物からなる塩素
化剤組及びこの塩素化剤を用いて、有機化合物を塩素化
する方法である。 【効果】 塩素を塩素化剤とする有機化合物の塩素化反
応において、塩素ガスを定量的に供給でき、供給速度も
自由にコントロールでき、また、塩素使用量を低減し、
かつ、塩素化反応の選択性を向上させることができる。
また、塩素を液体状態で定常的に反応系内に送入できる
ため、送入量の調節が容易で、かつ、反応原料と本塩素
化剤とを液ー液接触させることができ、反応に関与せず
に反応系を素通りする塩素量を低減することができ、更
に、反応の進行状態に合わせた塩素の供給が可能であっ
て、反応の制御が容易である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は塩素化を効率良く、か
つ、安全に行う方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】各種有機化合物の塩素化物は、医薬、農
薬をはじめ各種の用途に有用である他、中間体としても
有用である。有機塩素化合物の合成手段として、塩素ガ
スを塩素化剤とする反応が多数報告され、工業的に利用
されている。例えば2ーピコリンを四塩化炭素溶液中炭
酸ナトリウムを共存させながら塩素ガスで塩素化する方
法〔USP4,211,873(1980)、Bri
t.P909,080(1962)等〕、2ーメチルキ
ノリンを四塩化炭素溶液中炭酸ナトリウムを共存させな
がら塩素ガスで塩素化する方法〔Brit.P909,
080(1962)〕、あるいは、2ーピコリンの濃塩
酸溶液に光照射してメチル基を塩素化する方法(特開昭
62−36,358号公報)等が報告されている。しか
しながら、これら公知の方法では反応液中に塩素ガスを
吹き込むため、反応基質とガスとの接触効率が反応成績
を左右し、通常、理論量の数倍の塩素ガスを必要とす
る。また、非極性溶媒を用いる反応では、析出する塩酸
塩による塩素ガス吹き込みノズルの閉塞が起こり易いた
め、所定の速度で定量的にガスを吹き込むことが困難で
あるばかりでなく、発熱を伴う反応ではガス流の脈動に
よる異常反応や急激な温度上昇の危険性もある。更に、
過剰の塩素ガスは反応系外に排出されることになり、そ
の処理に多大の費用を要する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機化合物
と塩素とを反応させて塩素化合物を製造するに際し、塩
素の供給を容易にすると共に使用量を削減し、かつ、安
全に塩素化反応を進めることのできる塩素化剤及び塩素
化方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】発明者らは、パーフルオ
ロ化合物への塩素ガス溶解度が極めて大きいことに着目
し、塩素化剤としての利用について鋭意研究を進めた結
果、従来公知の反応に比べて効率良く、かつ、安全に塩
素化反応を行えることを見出し、本発明を完成した。す
なわち、本発明は塩素を溶解させたパーフルオロ化合物
の溶液を塩素化剤として利用するものである。
【0005】使用するパーフルオロ化合物(これはオイ
ル状であることから、以下、オイルともいう)は、鎖状
又は環状炭化水素、鎖状又は環状エーテル、鎖状又は環
状アミン等を完全フッ素化して得られたもので、塩素と
置換されうる水素を分子内に持たず、かつ、広義に液体
と称されるものであればよく、イナートリキッドとして
市販されているものが利用できる。具体的な性状として
は、沸点20℃以上、流動点100℃以下のものから選
択される。塩素化反応温度はー10℃前後から100℃
以上の高温までの温度域で選定されるため、オイルも塩
素化反応温度をもとに適宜選択するが、反応温度より高
い沸点を有するオイルが好適である。
【0006】このようなパ−フルオロ化合物としては、
パ−フルオロメチルシクロヘキサン(76℃;沸点、以
下同じ)、パ−フルオロジメチルシクロヘキサン(10
2℃)、パ−フルオロトリメチルシクロヘキサン(12
5℃)、パ−フルオロ−n−プロピルシクロヘキサン
(125℃)、パ−フルオロデカリン(142℃)、パ
−フルオロ−n−オクタン(103℃)、パ−フルオロ
−n−デカン(134℃)、パ−フルオロヘキサヒドロ
クロマン(118℃)、パ−フルオロ−N−メチルデカ
ヒドロイソキノリン(154℃)、パ−フルオロオクタ
ヒドロキノリジン(129℃)、パ−フルオロ−N−メ
チルオクタヒドロインド−ル(122〜126℃)、パ
−フルオロトリプロピルアミン(130℃、パ−フルオ
ロトリペンチルアミン、パ−フルオロ−N−オクチルモ
ルホリン(185℃)、パ−フルオロ−2,3−ジメチ
ルオクタヒドロイソインド−ル(147℃)等が挙げら
れる他、例えば特公平4−25,019号公報に例示さ
れているようなパ−フルオロ化合物等も挙げられる。そ
して、鎖状及び環状の炭化水素、含窒素複素環化合物、
鎖状アミン並びに含窒素複素環化合物のパ−フルオロ化
合物の沸点と炭素数との関係について調べたところ、化
合物の種類に係わらず炭素数と沸点の間にはよい相関が
あり、炭素数10の化合物は約130〜150℃前後の
沸点を有し、炭素数15の化合物は約210〜220℃
前後の沸点を有し、しかも、これを結んだ直線上に他の
炭素数の化合物もほぼ乗ることが認められている。従っ
て、パ−フルオロ化合物の炭素数から、沸点を推測で
き、反応に適したパ−フルオロ化合物を選択することも
できる。
【0007】塩素ガスの溶解度は、オイルの化学的構造
にあまり依存しないこと、一般的な塩素化条件下ではオ
イルが不活性であること等の特性を持つことから、その
選定に際して特段の制約を受けるものではないが、反応
原料又はこれを不活性溶媒に溶解した溶液の分散を容易
にするため、比重1.6〜2.0のオイルから選択する
ことがよい。このオイルへの塩素の溶解は、塩素ガスを
オイルへ吹き込むことなど公知の方法によって行うこと
ができる。塩素ガスの溶解量は、特に限定するものでは
ないが、経済性及び反応器容積の有効利用の観点から、
飽和濃度又はその近辺とすることが有利である。本発明
の塩素化剤は、このようにして得られるものであり、塩
素を溶解してなるパ−フルオロ化合物の溶液である。
【0008】塩素化される有機化合物は、塩素化可能な
有機化合物であれば差し支えないが、置換可能な水素を
有するものが好ましく、芳香族化合物、特にアルキル側
鎖を持つ芳香族化合物や含窒素複素環化合物が好まし
い。また、塩素化する部分が芳香族核であっても、置換
基のアルキル基であってもよい。このような化合物とし
ては、メチルナフタレン、トルエン、キシレン、エチル
ビフェニル等のアルキル置換芳香族化合物やピリジン
類、キノリン類、イソキノリン類等の含窒素複素環化合
物が好ましいものの一つとして挙げられる。この場合、
塩素化する部位としては、芳香族核であっても、メチル
基等の置換基であってもよい。
【0009】塩素化反応方法としては、例えば四塩化炭
素、酢酸等の公知の溶媒に原料の芳香族化合物を溶解さ
せ、この溶液中に塩素ガスを溶解させたオイルを供給さ
せることにより行うことができる。従って、オイルに塩
素ガスを溶解させるための吸収装置を付加すれば従来公
知の塩素化反応装置を利用できるうえ、オイルと反応物
との分離も反応物が液体であれば液ー液分離で、反応物
が固体であればろ過、遠心分離等従来公知の固液分離装
置で行うことができる。オイルの使用量は反応に必要な
塩素ガス量によって決まる。塩素ガスのオイルへの溶解
度は多くの場合、オイル100ml当たり、20℃で約
500〜1000mlであるから、この溶解度と被塩素
化物の仕込量からオイルの必要量を求めることが可能で
ある。また、反応物とオイルとの分離工程を反応系に組
み込めば、オイルの循環ラインを通じて塩素ガス吸収装
置と反応装置の間でオイルを循環することで、オイルの
使用量を減らすこともできるし、また、反応系外への排
出も防止できる。
【0010】
【作用】塩素ガスのみでなく一般的な気体のオイルへの
溶解は、単なる物理的な溶解であると言われており、ヘ
ンリーの法則に従うとされている。酸素、窒素、水素等
と塩素ガスとでは異なった溶解度を示すが、ガスの分圧
に比例して溶解する点では同様である。反応系内では塩
素ガスの分圧が低いため、反応液中に分散させた塩素ガ
ス溶解オイルから塩素ガスが放出され、基質との反応で
消費される。この際塩素ガスと基質との接触効率が高く
なるため、塩素ガス吹き込み法に比べて少ないガス使用
量で目的を達成できると考えられる。
【0011】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明する。 実施例1〜4 原料としての2ーメチルピリジンと所定量の溶媒との混
合物に、予めオイルに塩素ガスを飽和させた塩素化剤を
滴下し、十分攬拌しながらオイルを分散させて反応させ
た。供給した塩素量は2−メチルピリジンに対し、モル
比で0.5〜1.65倍とした。オイルは沸点153〜
154℃、流動点ー70℃以下、比重1.94のパーフ
ルオロ環状アミン(主成分:パ−フルオロ−N−メチル
デカヒドロイソキノリン)を使用した。50〜95℃で
約4時間反応後、フラスコ内容物を取り出してオイルを
分液した。得られた反応物をガスクロマトグラフ法で分
析し、2ークロロメチルピリジンを定量した。なお、反
応系には溶媒及び添加物として、実施例1、2及び4は
無水酢酸、酢酸ナトリウム及び酢酸を、原料1重量部に
対して、それぞれ1.2〜2重量部、2〜5重量部及び
20〜25重量部添加し、実施例2は四塩化炭素及び炭
酸ナトリウムを、それぞれ0.8重量部及び8重量部添
加した。また、主生成物は2−クロロメチルピリジンで
あった。その他の条件、結果を表1に示す。
【0012】実施例5〜7 実施例1と同様の手順で、2ーメチルキノリンを塩素化
した。反応温度は25〜95℃、反応時間は4〜8時間
であり、オイルは沸点102℃、流動点ー50℃以下、
比重1.77のパーフルオロ環状エーテル(主成分:パ
−フルオロメチルエチルテトラヒドロフラン)を使用し
た。塩素の供給量はモル比で2ーメチルキノリンの1.
65倍とした。なお、反応系には溶媒及び添加物とし
て、実施例1と同様に無水酢酸、酢酸ナトリウム及び酢
酸を添加した。また、主生成物は2−トリクロロメチル
キノリンであった。その他の条件、結果を表1に示す。
【0013】実施例8〜11 実施例1と同様の手順で、実施例8及び9では原料とし
て2,6ージメチルピリジンを使用し、実施例10では
イソキノリンを使用し、実施例11では8ーヒドロキシ
キノリンを使用し、塩素化した。オイルは沸点176
℃、比重1.87のパーフルオロアルキルアミン(主成
分:パ−フルオロテトラブチルアミン)を使用した。な
お、反応系には溶媒及び添加物として、実施例8及び9
では無水酢酸、酢酸ナトリウム及び酢酸を添加し、実施
例10では濃硫酸を添加し、実施例11では酢酸を添加
した。また、主生成物は、実施例8及び9では2,6−
ビスクロロメチルピリジンであり、実施例10では4−
クロロイソキノリンであり、実施例11では5−クロロ
−8−ヒドロキシ−キノリンであった。その他の条件、
結果を表1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】本発明の方法によれば、塩素を塩素化剤
とする有機化合物の塩素化反応において、塩素ガスを定
量的に供給できるばかりでなく、供給速度も自由にコン
トロールできる。また、塩素と反応基質との接触も効率
良く行えるため塩素ガス使用量を低減し、かつ、塩素化
反応の選択性を向上させることが可能である。すなわ
ち、本発明方法によれば塩素を液体状態で定常的に反応
系内に送入できるため送入量の調節が容易であり、液体
状態又は適当な溶媒に溶解させた反応原料と本塩素化剤
とを液ー液接触させることで、目的とする塩素化反応を
進めることができる。また、塩素ガスを吹き込む従来法
に比べて、反応に関与せずに反応系を素通りする塩素ガ
ス量を低減することができる。更に、本塩素化剤の流量
調節が容易であるため、反応の進行状態に合わせた塩素
の供給が可能であり、従って反応の制御も容易である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鎖状若しくは環状の炭化水素、エーテル
    又はアミン等を完全フッ素化して得られた流動点が10
    0℃以下、かつ、沸点が20℃以上のパ−フルオロ化合
    物に塩素を溶解させたことを特徴とする塩素化剤。
  2. 【請求項2】 鎖状若しくは環状の炭化水素、エーテル
    又はアミン等を完全フッ素化して得られた流動点が10
    0℃以下、かつ、沸点が20℃以上のパ−フルオロ化合
    物に塩素を溶解させてなる塩素化剤を用いて塩素化を行
    うことを特徴とする塩素化方法。
JP16990592A 1992-06-05 1992-06-05 塩素化剤及び塩素化方法 Withdrawn JPH05339173A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104610100A (zh) * 2015-01-09 2015-05-13 华东理工大学 一种氮氯型氯化试剂

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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