JPH0717547B2 - 1,1−ジフルオロシクロヘキサンの製造法 - Google Patents

1,1−ジフルオロシクロヘキサンの製造法

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JPH0717547B2
JPH0717547B2 JP61187814A JP18781486A JPH0717547B2 JP H0717547 B2 JPH0717547 B2 JP H0717547B2 JP 61187814 A JP61187814 A JP 61187814A JP 18781486 A JP18781486 A JP 18781486A JP H0717547 B2 JPH0717547 B2 JP H0717547B2
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正弘 東條
伸典 福岡
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旭化成工業株式会社
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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は1,1−ジフルオロシクロヘキサンの新規な製造
法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来1,1−ジフルオロシクロヘキサンはシクロヘキサノ
ンと四フツ化イオウとの反応〔ジヤーナル・オブ・オー
ガニツク・ケミストリー(J.Org.Chem.)、36巻、818頁
(1971)〕や、シクロヘキサノンと六フツ化モリブデン
との反応〔テトラヘドロン(Tetrahedron)、27巻、396
5頁(1971)〕、あるいは1−クロロシクロヘキセンと
フツ化水素との反応〔ヘルベチカ・ヒミカ・アクタ(He
lvetica Chimica Acta)、46巻、1818頁(1963)〕によ
つて合成されている。
〔従来技術の問題点〕
しかしながら従来の方法にはいくつかの欠点があつた。
例えば、四フツ化イオウや六フツ化イオウを用いる方法
では、これらのフツ素化試剤の合成が極めて厳しい反応
条件を必要とし工業的に実施することが困難である。例
えば四フツ化イオウ(沸点−40℃)を製造するために通
常、ハステロイCのオートクレーブへイオウとフツ化ナ
トリウムと塩素を仕込んだ後に長時間高温(最終的には
225〜250℃)に保つて反応を行つた後に反応混合物を低
温で蒸留して精製しなければならない〔ジヤーナル・オ
ブ・ジ・アメリカン・ケミカル・ソサエテイー(J.Am.C
hem.Soc.)82巻、539頁(1960)〕。またこれらのフツ
素化試剤では含有されるフツ素原子のうち実際にシクロ
ヘキサン環に導入されるものは半分以下にすぎない。四
フツ化イオウとシクロヘキサノンの反応を例にとれば下
式(II)に示すように 四フツ化イオウはシクロヘキサノンのフツ素化によりフ
ツ化チオニルへ転化するが、このものはもはやフツ素化
反応の活性をもつていない。工業的に1,1−ジフルオロ
シクロヘキサンを製造する場合には、高価なフツ素原子
を回収することが必要であり、したがって前出のフツ化
チオニルから原料である四フツ化イオウを再び合成せね
ばならない。しかしそのためには、フツ化チオニルをア
ルカリ加水分解することによりアルカリ金属フツ化物を
製造した後に前述の四フツ化イオウ製造工程の原料の一
部とするという極めて複雑な回収工程を必要とする。六
フツ化モリブデンとシクロヘキサノンの反応により1,1
−ジフルオロシクロヘキサンを製造する場合にも同様に
複雑な回収工程を必要とし、回収工程により生成するア
ルカリ金属フツ化物の量は四フツ化イオウの場合よりも
さらに多い。また四フツ化イオウを用いる反応では耐圧
反応容器を必要とし、六フツ化イオウを用いる方法では
重金属であるモリブデンの回収が問題である。
1,1−ジフルオロシクロヘキサンを製造する従来技術の
一つは1−クロロシクロヘキセンとフツ化水素との反応
により行うものであり比較的温和な反応条件により反応
が進行するが、収率は良くない。また原料として用いる
1−クロロシクロヘキセンは通常、高価な塩素化試剤で
ある五塩化リンとシクロヘキサノンから製造されるた
め、工業的には実施しにくい。
〔発明の構成〕
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、1,1−ジフルオロ
シクロヘキサンを製造する新規な方法を見出すに至つ
た。すなわち本発明は1,1−ビス(トリフルオロアセト
キシ)シクロヘキサンをフツ化水素と反応させることに
より1,1−ジフルオロシクロヘキサンを得る方法を提供
するものである。
本反応は上式(III)に示すように、1,1−ビス(トリフ
ルオロアセトキシ)シクロヘキサン1モルが、2モルの
フツ化水素と反応することにより1,1−ジフルオロシク
ロヘキサン1モルとトリフルオロ酢酸2モルとを生成す
る。反応生成物である1,1−ジフルオロシクロヘキサン
とトリフルオロ酢酸は蒸留等の通常の分離操作により簡
単に精製することができる。
本反応で原料として用いる1,1−ビス(トリフルオロア
セトキシ)シクロヘキサンは、どのような方法で製造さ
れたものでもよい。好ましい方法としては例えば本発明
者らが見出した、下式(IV)で示すシクロヘキサノンと
トリフルオロ酢酸無水物との反応によつて製造する方法
がある。
この方法では高収率・高選択率で1,1−ビス(トリフル
オロアセトキシ)シクロヘキサンを製造することがで
き、先に出願した。
本発明において使用されるフツ化水素とは、フツ化水素
を含有するものであればどのような組成のものでもよ
い。通常はフツ化水素あるいはフツ化水素とアミンの混
合物が用いられ、好ましくは無水フツ化水素あるいは無
水フツ化水素とアミンの混合物が用いられる。
本発明において使用されるフツ化水素は通常水含有量が
10重量%以下、好ましくは3重量%以下、さらに好まし
くは1重量%以下のものが使用される。
本発明でフツ化水素と混合して用いることのできるアミ
ンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルア
ミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、シクロヘキ
シルアミン等の脂肪族一級アミン類;ジメチルアミン、
ジエチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、
ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、モルホリン、
ピペリジン、ピペラジン、ジシクロヘキシルアミン等の
脂肪族二級アミン類;トリメチルアミン、トリエチルア
ミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリシ
クロヘキシルアミン、1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕オ
クタン(DABCO)等の脂肪族三級アミン;アニリン、ジ
フエニルアミン、トリフエニルアミン等の芳香族アミン
類;ピリジン、2−ピコリン、3−ピコリン、4−ピコ
リン、キノリン、メチルキノリン類、メラミン等の含窒
素芳香族化合物などがあげられる。特にブチルアミン、
シクロヘキシルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミ
ン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、アニリン、
ピリジン、ピコリン類、メラミンが好ましく用いられ
る。
本反応において使用することのできるフツ化水素−アミ
ン混合物とは前述のフツ化水素とアミンを混合したもの
を指すが、この組成はアミンに対するフツ化水素分子の
モル比で表わして、通常0.1〜100、好ましくは1〜50の
ものが用いられる。
本発明においては反応速度を上げる目的で酸を触媒とし
て添加することも好ましい方法である。このような酸と
しては、ギ酸、フルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、トリフ
ルオロ酢酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢
酸等のカルボン酸類;メタンスルホン酸、トリフルオロ
メタンスルホン酸、トリクロロメタンスルホン酸、パラ
トルエンスルホン酸等のスルホン酸類;塩酸、硫酸等の
鉱酸類;三フツ化ホウ素、塩化アルミニウム、フツ化ア
ルミニウム、三塩化チタン、四塩化チタン、三塩化鉄、
三フツ化鉄等のルイス酸類などが挙げられる。本発明で
は反応が進行するにつれて副生物としてトリフルオロ酢
酸が生成してくるため、トリフルオロ酢酸を酸触媒とし
て使用することは反応混合物の分離を容易にするため特
に好ましい。
また副生してくるトリフルオロ酢酸も触媒として作用す
るため、添加する酸触媒の量も少なくてよい。
本発明においてはまたフツ化セシウム、フツ化ルビジウ
ム、フツ化カリウム、フツ化ナトリウム等の金属フツ化
物を添加することもできる。
本反応は無溶媒で行うこともできるが、反応に悪影響を
及ぼさない溶媒を用いることもできる。例えば、ジエチ
ルエーテル、テトラヒドロフライ、ビフエニルエーテル
などのエーテル類;塩化メチレン、クロロホルム、四塩
化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラク
ロロエタン、フロン類などのハロゲン化炭化水素類;ク
ロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香
族炭化水素類;ヘキサン、オクタン、デカン等の脂肪族
炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族
炭化水素類;シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類など
が使用される。
本反応において使用される1,1−ビス(トリフルオロア
セトキシ)シクロヘキサンと、フツ化水素との量比は、
フツ化水素分子の1,1−ビス(トリフルオロアセトキ
シ)シクロヘキサンに対するモル比で表わして、通常0.
1〜2000、好ましくは2〜1000が用いられる。
本反応において酸触媒を添加する場合、その量は使用す
る酸触媒の酸性度によつても変わるが、使用する酸触媒
の1,1−ビス(トリフルオロアセトキシ)シクロヘキサ
ンに対するモル比で表わして、通常0.0001〜1、好まし
くは0.001〜0.1で充分である。
本反応を行なう場合の反応温度及び反応時間は用いる原
料とフツ化水素の量比、触媒の有無及び種類、溶媒の有
無などにより異なるが、通常−76℃〜150℃、5分〜100
時間であり、好ましくは−40℃〜100℃、5分〜50時間
である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、従来、合成の容易でなかつた1,1−ジ
フルオロシクロヘキサンを高収率・高選択率で得ること
ができる。
〔実施例〕
以下に実施例を示し、本発明を具体的に述べる。
実施例1 予め系内を窒素置換した反応器へ無水フツ化水素−ピリ
ジン混合物(フツ化水素含量70重量%)600g(フツ化水
素を21モル含有)を入れ、−30℃まで冷却した後、攪拌
しながら1,1−ビス(トリフルオロアセトキシ)シクロ
ヘキサン154g(0.50モル)とトリフルオロ酢酸2.3g(0.
02モル)を添加した。攪拌を行ないつつ反応温度を−30
℃に2時間保つた後、徐々に加温することにより1時間
で20℃まで昇温し、さらに20℃に2時間保つた。
反応混合物へ氷水を800g加えた後、水酸化ナトリウム水
溶液で中和し、エーテルで有機物を抽出した。有機層か
らエーテルを留去した後に蒸留により沸点99〜100℃の
1,1−ジフルオロシクロヘキサン58g(収率98%)を得
た。生成物の同定はプロトンNMR、IR、マススペクトル
等により行なつた。
実施例2 1,1−ビス(トリフルオロアセトキシ)シクロヘキサン
添加時の反応温度を0℃とした他は実施例1と同一反応
条件下に行なつた結果、1,1−ジフルオロシクロヘキサ
ン56g(収率93%)を得た。
実施例3 予め系内を窒素置換した還流冷却器付き反応器へ無水フ
ツ化水素500g(25モル)を入れ、−30℃まで冷却した
後、攪拌しながら1,1−ビス(トリフルオロアセトキ
シ)シクロヘキサン154g(0.50モル)とトリフルオロ酢
酸2.3g(0.02モル)を添加した。攪拌しつつ反応温度を
−30℃に1時間保つた後、徐々に加温することにより1
時間で20℃まで昇温し、さらに20℃に3時間保つた。
反応混合物をそのまま蒸留することにより第1の留分と
してフツ化水素480g、第2の留分としてトリフルオロ酢
酸110g、第3の留分として1,1−ジフルオロシクロヘキ
サン57g(収率95%)を得た。
実施例4 予め系内を窒素置換した還流冷却器付き反応器へ無水フ
ツ化水素100g(5モル)を入れ、−30℃まで冷却した
後、攪拌しながら1,1−ビス(トリフルオロアセトキ
シ)シクロヘキサン30.8g(0.10モル)を添加した。攪
拌しつつ反応温度を−30℃に1時間保つた後、徐々に加
温することにより1時間で30℃まで昇温し、さらに30℃
に8時間保つた。
反応混合物を蒸留することにより、1,1−ジフルオロシ
クロヘキサン10g(収率83%)を得た。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式(1)で示される1,1−ビス(トリフル
    オロアセトキシ)シクロヘキサンをフッ化水素と反応さ
    せることを特徴とする1,1−ジフルオロシクロヘキサン
    の製造法。
JP61187814A 1986-08-12 1986-08-12 1,1−ジフルオロシクロヘキサンの製造法 Expired - Lifetime JPH0717547B2 (ja)

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