JPH07165637A - 1− ブロモ− 3,5− ジフルオロベンゼンの製造方法 - Google Patents
1− ブロモ− 3,5− ジフルオロベンゼンの製造方法Info
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- JPH07165637A JPH07165637A JP6243093A JP24309394A JPH07165637A JP H07165637 A JPH07165637 A JP H07165637A JP 6243093 A JP6243093 A JP 6243093A JP 24309394 A JP24309394 A JP 24309394A JP H07165637 A JPH07165637 A JP H07165637A
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- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
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Abstract
製造方法 【構成】 1- ブロモ -2,4- ジフルオロベンゼンま
たは1- ブロモ -2,4- ジフルオロベンゼンと1- ブ
ロモ -2,6- ジフルオロベンゼンとの混合物を、ペン
タジル型の酸性ゼオライトを用いて異性化することを特
徴とする。 【効果】 公知の方法の欠点を取除いて1- ブロモ -
3,5- ジフルオロベンゼンを簡単な方法で提供し、そ
の際副生成物の生成を回避しかつ環境への汚染を低く抑
えることができる。
Description
ジフルオロベンゼンを製造する方法に関する。
は、医薬を製造するための前駆物質である。
- ジフルオロベンゼンは、以下の方法によって製造され
うる: 1.2,4- ジフルオロアニリンを臭素化し、次いでN
aNO2 を用いてジアゾ化し、そして酸性溶液中で次亜
リン酸を用いて脱アミノ化する方法。
びリトル(A. Roe, W. F. Little)は、1- ブロモ -3,
5- ジフルオロベンゼンを60%の収率で得ている(J.
Org. Chem.20(1955)1577/1590参
照)。クルーゼら(L. I. Kruse et al.)は、1- ブロモ
-3,5- ジフルオロベンゼン57%の全収率を達成し
ている〔J. Org. Med., 29(1986)887/88
9および J. Org. Med., 30(1987)486/4
94参照〕。米国特許第5,157,169号には、1
- ブロモ -3,5- ジフルオロベンゼンの70%の収率
が記載されている。
して高価な出発物質が失われる。この方法は多くの工程
よりなり、そして特にジアゾ化および脱アミノ化の工程
においては結合生成物としての酸および塩が生成する。
従って、この方法は、1- ブロモ -3,5- ジフルオロ
ベンゼンを大規模に製造するためにはあまり適当ではな
い。 2.m- ジフルオロベンゼンの光化学的臭素化による方
法。
(E. S. E. Owen) は、この方法によれば、他のブロモジ
フルオロベンゼン異性体10%およびより高度に臭素化
されたジフルオロベンゼン43%のほかに、1- ブロモ
-3,5- ジフルオロベンゼン19%が生成されること
を記載している。この方法においては、1- ブロモ -
3,5- ジフルオロベンゼンの生成は、選択性が低い。
は、m- ジフルオロベンゼンの直接的臭素化によっては
得られない。この反応によれば、選択的に1- ブロモ -
2,4- ジフルオロベンゼンが生成される。 3.1- ブロモ -2,4- ジフルオロベンゼンの異性化
による方法。
は、1- ブロモ -2,4- ジフルオロベンゼンは、アル
カリ金属の塩基、好ましくはアルカリ金属アミド、およ
び例えばポリエーテルのような大環状化合物の存在下に
異性化される。
環状化合物は、複雑な構造を有し、従って非常に高価で
ある。それらは反応後に回収されない。生成物を精製す
るためには、塩基性反応混合物は、中和されなければな
らないので、塩の生成をもたらす。1- ブロモ -3,5
- ジフルオロベンゼンの63%という低い収率および高
い原料費のゆえに、この方法はあまり経済的ではない。
17:170951n参照)には、アルカリ金属t- ブ
トキシドまたはハロゲン化アルミニウムの存在下におけ
る1- ブロモ -2,4- ジフルオロベンゼンの異性化が
記載されている。この方法もまた追加的な、塩を形成す
る中和工程を必要とする。1- ブロモ -3,5- ジフル
オロベンゼンの収率は、41.4%にすぎない。
を製造するために使用されるその他の原料は、文献に記
載されていない。
取除いて1- ブロモ -3,5- ジフルオロベンゼンを簡
単な工業的方法で提供し、その際、副生成物を回避しか
つ環境への汚染を低く抑えるような方法の開発に対する
要望があった。
-2,4- ジフルオロベンゼンまたは1- ブロモ -2,
4- ジフルオロベンゼンと1- ブロモ -2,6- ジフル
オロベンゼンとの混合物をペンタジル型(pentasil typ
e) の酸性ゼオライト上で異性化することを特徴とす
る、1- ブロモ -3,5- ジフルオロベンゼンを製造す
る方法によって達成される。
性ゼオライト上におけるジ- およびトリクロロベンゼン
の異性化が記載されている。この方法は、一般に、多ハ
ロゲン化単環芳香族化合物に適用されるべきことが記載
されており、その際、ハロゲンとしてはフッ素、塩素、
臭素およびヨウ素が挙げられている。上記発明によるゼ
オライトとしては、その細孔中にエダクトおよび生成物
が拡散しうるいかなるゼオライトでも適しているといえ
る。
度、特開昭58−144330号の開示とは異なって、
酸性ゼオライトは、一般に、多ハロゲン化単環式芳香族
化合物の異性化に触媒作用をせしめるには適していない
ことを見出した。特開昭58−144330号には、モ
ルデナイト形のゼオライトは、ジ- およびトリクロロベ
ンゼンについてしか記録されていない多ハロゲン化単環
式芳香族化合物の異性化にも好適であることが記載され
ているが、1- ブロモ -2,4- ジフルオロベンゼンの
異性化には全く適していないことが判明した。酸性モル
デナイトは、HBrの脱離および臭素交換(transbromin
ation)のような望ましくない副反応に導くことが多い。
かくして、酸性モルデナイトの使用は、75%の選択率
において10%という低い転化率でしかm- ジフルオロ
ベンゼンおよびジフルオロジブロモベンゼンをもたらさ
ない。更に、特開昭58−144330号の教示は、す
べてのハロゲン化芳香族化合物に妥当するわけではな
い。芳香環上のフッ素原子は固定的であるので、m- ジ
フルオロベンゼンのようにもっぱらフッ素で置換された
化合物は、異性化され得ない〔パルジロスらの論文(J.
Pardillos et al., J. Am. Chem. Soc. 112(199
0)1313/1318)参照〕。
1- ブロモ -2,4- ジフルオロベンゼンから1- ブロ
モ -3,5- ジフルオロベンゼンへの異性化に好適であ
ろうとは予想しうることではなかった。ペンタジル型(p
entasil type) のゼオライトがこの種の異性化に極めて
適しているということは、全く驚異的なことである。ハ
ロゲン化芳香族化合物の異性化について記載された分子
内機作は起らないので〔パルジロスらの論文(J. Pardil
los et al., J. Am. Chem. Soc., 112(1990)
1313/1318)参照〕、1- ブロモ -2,6- ジ
フルオロベンゼンが1- ブロモ -3,5- ジフルオロベ
ンゼンへと異性化されうることは、特に驚くべきことで
ある。すなわち、1- ブロモ -2,4- ジフルオロベン
ゼンと1- ブロモ -2,6- ジフルオロベンゼンとの混
合物が反応に使用された場合には、m- ジフルオロベン
ゼンおよびジブロモジフルオロベンゼンの生成への選択
率は、6%の転化率において93%である。
ペンタジル型のゼオライトは、その細孔の開口部が10
個の四面体原子によって形成されている中程度の細孔の
ゼオライトに属する。四面体原子は、酸素原子によって
四面体状に取巻かれているAlおよびSiの原子であ
る。これらの四面体は、共通の酸素原子を介して結合さ
れており、そして細孔および空隙の網目である結晶構造
を形成する。ペンタジルの特徴は、いわゆるペンタジル
単位から構成されうる構造である。全部のペンタジル構
造のうちの最後の2種の構成員は、ZSM- 5(MFI
構造)およびZSM- 11(MEL構造)である。ペン
タジルの結晶構造は、例えば、ヤコブスおよびマーテン
ス共著「高シリカゼオライトの合成」エルセヴィアー・
サイエンス・パブリッシャー社、1989年刊(P. A.
Jacobs and J. A. Martens,"Synthesis of High-Silica
Zeolites", Elsevier Science Publishers, 198
9)に記載されている。
ゼオライトを使用することがブロモジフルオロベンゼン
の異性化に良い結果を与えた。本発明によるゼオライト
のSiO2 /Al2 O3 比が22ないし200、好まし
くは24ないし100である場合に有利であることも立
証された。
用する水熱合成によって製造されうる。結晶後、ゼオラ
イトは濾別されそして乾燥される。合成が有機テンプレ
ート(template)の存在下に実施された場合には、それは
次に細孔から有機化合物を除去するために、酸化雰囲気
中で、好ましくは空気中で、カ焼されなければならな
い。(テンプレートを有しない型(template-free form)
は、アミン類のアルキルアンモニウムまたはアルキルホ
スホニウムイオンを含有しない)。
価または三価の金属陽イオンまたはアンモニウムイオン
またはプロトンと交換される。これらのうちで、NH4
+ またはH+ とのイオン交換が特に極めて好ましい。こ
の酸変性は、そうしなければゼオライトがいかなる触媒
的効果を示さないので必要とされる。アルカリ金属イオ
ンの少なくとも50%、好ましくは少なくとも90%を
上記の他のイオンと交換することが有利である。これら
のゼオライトは、200ないし800℃、好ましくは4
00ないし500℃において脱水し(そしてNH4 + 型
の場合にはアンモニアの除去する)ことによって触媒的
に活性な形態に変換される。
に用いるためには、結合剤を用いずに圧縮されるかある
いは結合剤を使用して適当な適用形態に、例えば押出し
物の形態にされる。適当な結合剤は、特にアルミニウム
の酸化物、水酸化物またはヒドロキシクロライドおよび
ケイ素、チタンおよびジルコニウムの酸化物および粘土
物質である。
好ましくは275ないし450℃である。本発明による
方法は、不連続的(回分的)または連続的に実施されう
る。
簡単に実施されうる。反応温度が反応体および生成物の
沸点温度より高いので、反応は、同様に高い反応圧力に
おいて実施される。
ト状になった触媒は、原料混合物中に懸濁されうる。原
料混合物/触媒の重量比は、1:1から1000:1、
好ましくは5:1から50:1まだ変動しうる。反応
は、触媒に対して不活性である溶媒の存在下または溶媒
の不存在下に実施されうるが、溶媒の不存在下における
異性化が好ましい。反応時間は、反応温度および達成さ
れるべき転化の程度に応じて約1時間ないし12時間で
ありうる。
動床のようなこの目的に適したいかなる装置において実
施されうる。固定床反応器が工業的操作に関して最も簡
単である。触媒は、ペレットの形態で反応器内に導入さ
れ、そして1- ブロモ -2,4- ジフルオロベンゼンま
たはブロモジフルオロベンゼン異性体の混合物がその上
に通される。
スの存在下に実施されうる。水素の存在は、ジブロモジ
フルオロベンゼンのような高沸点生成物の生成を減少せ
しめそして触媒の使用寿命を向上せしめるという効果を
有しうる。
ットル当り≦供給原料)によって特徴づけられる触媒処
理は、0.1ないし5h-1、好ましくは0.2ないし2
h-1の範囲内で変動しうる。
留によって分離されうる。反応中に痕跡量で生成される
HBrおよびHFは、蒸留に先立って水またはアルカリ
性溶液で洗滌することによって除去されるか、さもなけ
れば低沸点留分としてのm-ジフルオロベンゼンと一緒
に直接に分離されうる。m- ジフルオロベンゼンは、臭
素化に再使用されうる。3種のジフルオロベンゼン異性
体のうちで、1- ブロモ -3,5- ジフルオロベンゼン
は、最も沸点の低い異性体として分離されうる。1- ブ
ロモ -3,5- ジフルオロベンゼンが分離された後に1
- ブロモ -2,6- ジフルオロベンゼンとより高沸点の
生成物とそしてことにより少量の1- ブロモ -3,5-
ジフルオロベンゼンが1- ブロモ -2,4- ジフルオロ
ベンゼンとは別に残存する。この留分は、異性化に直接
に再循環されるかまたは更に蒸留することによって高沸
点生成物から分離することができる。未転化の1- ブロ
モ-2,4- ジフルオロベンゼンおよび異性化の間に生
成された副生成物を再循環せしめることによって、1-
ブロモ -3,5- ジフルオロベンゼンの高収率を達成す
ることが可能になる。
く本発明による方法を更に詳細に例示するものである。
定床流通反応器(fixed bed flowreactor)において大気
圧下で実施される。電熱炉によって加熱することができ
る石英ガラス製反応器 (内径20mm)内に、触媒(ゼ
オライト含量80%、Al 2 O3 バインダー20%、粒
径(1ないし2mm)を導入し、1- ブロモ -2,4-
ジフルオロベンゼンを頂部から計量添加し、そして反応
生成物を反応器出口において凝縮せしめる。LHSV
は、0.5-1である。キャリヤーガスを使用する場合に
は、流量は3L/hである。反応に先立って、ゼオライ
トは、窒素内で500℃において乾燥される。
よって分析される。各種の触媒を用いた異性体から得ら
れた結果を表1に要約して示す。
ベンゼン生成への選択率 S2,6 :1- ブロモ -2,6- ジフルオロベンゼン生成
への選択率 SDFB :m- ジフルオロベンゼン生成への選択率 SHB :高沸点成分、とりわけジブロモジフルオロベン
ゼンへの選択率 例7およびC3:これらの実験は、例1ないし6と同様
にして実施された。1- ブロモ -2,4- ジフルオロベ
ンゼン87%、1- ブロモ -2,6- ジフルオロベンゼ
ン12%およびジブロモフルオロベンゼン1%を含有す
る混合物が使用される。
内で、触媒〔HZSM- 5(SiO2 /Al2 O3 =2
7)80%、Al2 O3 バインダー20%、粒度1ない
し2mm、400℃で予備乾燥されたもの〕5重量%の
存在下に、1- ブロモ -2,4-ジフルオロベンゼン1
70gを320℃に1時間加熱する。圧力は、約25b
arである。得られた転化率は29%であり、そして1
- ブロモ -3,5- ジフルオロベンゼン、1- ブロモ -
2,6- ジフルオロベンゼン、m- ジフルオロベンゼン
およびジブロモフルオロベンゼンの生成への選択率は、
それぞれ73mol%、17mol%および4mol%
である。
- ジフルオロベンゼン170gを使用ずみの触媒と共に
再び320℃に1時間加熱する。転化率は、21%に低
下し、そして1- ブロモ -3,5- ジフルオロベンゼ
ン、1- ブロモ -2,6- ジフルオロベンゼン、m- ジ
フルオロベンゼンおよびジブロモフルオロベンゼンの生
成への選択率は、それぞれ80mol%、8mol%、
9mol%および3mol%であることが判明する。
Claims (10)
- 【請求項1】 1- ブロモ -2,4- ジフルオロベンゼ
ンまたは1- ブロモ-2,4- ジフルオロベンゼンと1-
ブロモ -2,6- ジフルオロベンゼンとの混合物をペ
ンタジル型の酸性ゼオライト上で異性化することを特徴
とする1- ブロモ -3,5- ジフルオロベンゼンの製造
方法。 - 【請求項2】 使用されたゼオライトがZSM- 5の結
晶構造を有する請求項1による方法。 - 【請求項3】 使用されたゼオライトのSiO2 /Al
2 O3 比が22ないし200、特に24ないし100で
ある請求項1または2による方法。 - 【請求項4】 陽イオンの少なくとも90%がプロトン
またはアンモニウムイオンである請求項1ないし3のう
ちのいずれか一つによる方法。 - 【請求項5】 反応温度が250ないし500℃、特に
275ないし450℃である請求項1ないし4のうちの
いずれか一つによる方法。 - 【請求項6】 反応が固定床流通反応器内で連続的に実
施される請求項1ないし5のうちのいずれか一つによる
方法。 - 【請求項7】 反応がガス、好ましくは水素の存在下に
実施される請求項1ないし6のうちのいずれか一つによ
る方法。 - 【請求項8】 空間速度が毎時触媒1リットル当り供給
原料の0.1ないし5リットル、特に0.2ないし2リ
ットルである請求項1ないし7のうちのいずれか一つに
よる方法。 - 【請求項9】 反応圧力が大気圧に等しい請求項1ない
し8のうちのいずれか一つによる方法。 - 【請求項10】 回分的な異性化においては供給原料混
合物/触媒の重量比が1:1ないし1000:1、特に
5:1ないし50:1である請求項1ないし5のうちの
いずれか一つによる方法。
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