JPH08245542A - 2,4−ジクロロ−5−フルオロベンゾニトリル及び2,6−ジクロロ−3−フルオロベンゾニトリルの製造法 - Google Patents

2,4−ジクロロ−5−フルオロベンゾニトリル及び2,6−ジクロロ−3−フルオロベンゾニトリルの製造法

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JPH08245542A
JPH08245542A JP8068967A JP6896796A JPH08245542A JP H08245542 A JPH08245542 A JP H08245542A JP 8068967 A JP8068967 A JP 8068967A JP 6896796 A JP6896796 A JP 6896796A JP H08245542 A JPH08245542 A JP H08245542A
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JP
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dichloro
fluorotoluene
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fluorobenzonitrile
ammonia
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JP8068967A
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Ferdinand Hagedorn
フエルデイナンド・ハゲドルン
Helmut Dr Fiege
ヘルムート・フイーゲ
Reinhard Dr Lantzsch
ラインハルト・ランチユ
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00Preparation of carboxylic acid nitriles
    • C07C253/24Preparation of carboxylic acid nitriles by ammoxidation of hydrocarbons or substituted hydrocarbons
    • C07C253/28Preparation of carboxylic acid nitriles by ammoxidation of hydrocarbons or substituted hydrocarbons containing six-membered aromatic rings, e.g. styrene

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 2,4−ジクロロ−5−フルオロベンゾニト
リル及び2,6−ジクロロ−3−フルオロベンゾニトリ
ルの製造法 【解決手段】 経済的に有効な方法で分離できないが、
それぞれ対応するベンゾニトリルを得るために反応させ
うる2,4−ジクロロ−5−フルオロトルエン及び2,6
−ジクロロ−3−フルオロトルエンの混合物を、本発明
に従い混合物の形でアンモ酸化に供し、次いで同業者に
は公知の方法によりこのベンゾニトリルの段階でそれら
を分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、2,4−ジクロロ−5−フルオ
ロトルエン及び2,6−ジクロロ−3−フルオロトルエ
ンの混合物を、一緒にアンモ酸化して2,4−ジクロロ
−5−フルオロベンゾニトリル及び2,6−ジクロロ−
3−フルオロベンゾニトリルの混合物に転化し、次いで
これを同業者には公知の方法で純粋なニトリルに分離す
るという該ベンゾニトリルの製造法に関する。
【0002】言及したニトリルは、製薬及び植物保護剤
に対する有用な中間体である(ヨーロッパ特許第609
734)。
【0003】2,4−ジクロロ−5−フルオロベンゾニ
トリルの製造には、すでに種々の合成経路が記載されて
いる。即ち2,4−ジクロロ−5−フルオロ安息香酸
の、触媒量のジメチルホルムアミドの存在下における塩
化チオニルとの反応が開示されている。次いで得られる
酸クロライドのアンモニアとの反応で対応する酸アミド
を得、これをオキシ塩化リンで脱水して関連するベンゾ
ニトリルとする(ヨーロッパ特許第433124号)。
更に1,3−ジクロロ−4−フルオロベンゼンの臭素化
で1−ブロモ−2,4−ジクロロ−5−フルオロベンゼ
ンを製造し、次いでこれをシアン化銅(I)と反応させ
て所望のニトリルとする方法も公知である(ヨーロッパ
特許第500083号)。2,4−ジクロロ−5−フル
オロニトロベンゼンをそのアミノ化合物に還元し、続い
てこれを、ジアゾ化及びサンドマイヤー反応後に、シア
ン化物と反応させてニトリルとする別の合成法はCN第
1,031,074号に記述されている(C.A.113
(1990),77918qを参照)。最後にヨーロッ
パ特許第431373号は、2,4−ジクロロ−フルオ
ロベンゼンを四塩化炭素によってトリクロロメチル化
し、このようにして得た置換ベンゾトリクロライドを水
性アンモニアと反応させてニトリルとする合成法を記述
している。
【0004】すべて上述した合成法は、いくつかの場合
には深刻である欠点、例えば高価な出発原料、臭素、シ
アン化銅又は四塩化炭素の取扱い難さ、或いは多段の反
応工程、或いは所望のニトリルの回収を困難にする希釈
溶液での処理、或いは特殊な製造工程による不経済性を
伴う。
【0005】2,6−ジクロロ−3−フルオロベンゾニ
トリルの場合、3−クロロ−2,4−ジフルオロ−ニト
ロベンゼンを、反応媒体としてのジメチルホルムアミド
中においてシアン化物と反応させて2位の弗素原子との
置換による2−クロロ−3−フルオロ−6−ニトロ−ベ
ンゾニトリルを製造し、これを190℃でのニトロ基の
塩素化分解により所望のニトリルに転化するという非常
に複雑な合成法だけが従来報告されている。特に、言及
した反応工程の最後は、用いる装置が物質で高度に汚染
されるから、工業的に有望な方法と見なすことができな
い[特公平3−90057号(1991)、C.A.
15(1991)、182866kを参照]。
【0006】それ故に、本発明の目的は簡単で、工業的
に及び経済的に有利な、2つの異性体ニトリルの製造法
を提供することである。独国公開特許第4340859
号に従い、m−フルオロトルエンの二重核塩素化によっ
て容易に製造することのできる2,4−ジクロロ−5−
フルオロトルエン及び2,6−ジクロロ−3−フルオロ
トルエンは、これらの沸点差があまり小さいために分留
で分離することが実質的に不可能である。今回所望のジ
クロロ−フルオロベンゾニトリルの混合物は言及したジ
クロロ−フルオロトルエン混合物のアンモ酸化によって
得られること、またこのニトリルの混合物は同業者には
公知の方法で分離できる、即ち所望のニトリルが個々に
単離しうることが発見された。
【0007】本発明は、2,4−ジクロロ−5−フルオ
ロトルエン及び2,6−ジクロロ−3−フルオロトルエ
ンの混合物を、アンモ酸化触媒の存在下350〜550
℃の温度において、ジクロロ−フルオロトルエン:アン
モニア:空気:水蒸気=1:1〜3:7.5〜15:0
〜10のモル比でアンモニア、空気及び水蒸気と気相で
反応させて、2,4−ジクロロ−5−フルオロベンゾニ
トリル及び2,6−ジクロロ−3−フルオロベンゾニト
リルの混合物を製造し、次いでこの混合物を同業者には
公知の方法で分離する、該ベンゾニトリルの製造法に関
する。
【0008】言及したジクロロ−フルオロトルエンの混
合物は、いずれの異性体比においても本発明に従うアン
モ酸化に使用することができる。好ましくは2,4−ジ
クロロ−5−フルオロトルエン60〜90%及び2,6
−ジクロロ−3−フルオロトルエン40〜10%の混合
物が使用される。
【0009】更に好適な態様では、アンモ酸化は水蒸気
の存在下に行われる。この時出発物質のモル比はジクロ
ロ−フルオロトルエン:アンモニア:空気:水蒸気=
1:1.1〜1.5:7.5〜15:5〜10である。
【0010】アンモ酸化に使用しうる触媒は同業者には
公知である。この目的には、例えばモリブデン、ビスマ
ス、バナジウム又はクロムの化合物を、適当ならば更な
る添加剤と共に、活性化された酸性担体物質、例えばホ
ウ素リン酸化物及び/又はリン酸スズ及び/又は珪酸及
び/又はアルミナ上に担持させた触媒が使用される[独
国特許第1189976号及び第1770841号]。
更に適当な触媒はリン酸バナジウムを含む[F.G.マ
ーチン(Martin)、エアランゲン(Erlangen)198
9;DD256129]。これら及び同様のアンモ酸化
触媒は、例えば他の核ハロゲン化トルエン例えばクロロ
トルエン及びジクロロトルエンの反応にすでに使用され
ている。
【0011】アンモ酸化の温度は350〜550℃、好
ましくは400〜530℃の範囲である。これは中でも
選択した触媒の性質に依存する。例えばMoBiで活性
化された接触触媒は上述した温度のいくらか高い方の温
度を用いる必要があり、一方V含有触媒は上述した温度
範囲の低い方で十分活性がある。
【0012】アンモ酸化中に生成する生成物の混合物は
主に2つのニトリル、不完全に反応したジクロロ−フル
オロトルエン及び反応水から本質的になる。これに対し
て使用されなかったアンモニア及び酸素も存在する。有
用な有機物質、即ちジクロロ−フルオロベンゾニトリル
及びジクロロ−フルオロトルエンは、水蒸気蒸留によっ
ていずれかに存在する不純物から容易に分離することが
でき、水の除去後に精留に供せられる。この方法では、
ジクロロ−フルオロトルエン含有物が先ず留出し、これ
は反応に返送することができる。
【0013】続く残りの2つのニトリルの分離は、同業
者には公知の方法に従い、例えば分留、溶液結晶化、又
は溶融結晶化、並びに分取用クロマトグラフィーにより
行われる。好ましくは分留又は結晶化がそのような分離
法として用いられる。分留を使用する場合、これは好ま
しくは真空下に行われる。例えば140ミリバールの圧
力下において、2,4−ジクロロ−5−フルオロベンゾ
ニトリルは170.3℃の沸点で得られ、一方2,6−ジ
クロロ−3−フルオロベンゾニトリルは同一の圧力下に
182.2℃で沸とうする。このようにして両ニトリル
は99%以上の純度で単離することができる。同様に、
アンモ酸化から得られる混合物を、未反応のジクロロ−
フルオロトルエンを除去しないで所望のジクロロ−フル
オロベンゾニトリルの1つの種結晶で処理し、このよう
にして得られるジクロロ−フルオロベンゾニトリルの結
晶を濾過によって回収する、好ましくは2,4−ジクロ
ロ−5−フルオロトルエンを種結晶で回収する。
【0014】
【実施例】実施例1 モル比約1:3;13.5:10のジクロロ−フルオロ
トルエン、アンモニア、空気及び水からなるガス混合物
を、500〜530℃の温度において、反応管中に配置
された酸化モリブデン3.5%及び酸化ビスマス4.5%
で活性化したホウ素リン酸化物/リン酸スズ/珪酸担体
物質の、粒子径0.25mmを有する触媒粒子170m
l上を通過させた。詳細には、毎分ジクロロ−フルオロ
トルエン(d=1.36g/ml)1.1g、アンモニア
0.26g、空気2l及び水1.1gを通流させた。上に
示した温度において、反応を流動床で行わせた。反応管
を出る蒸気を凝縮させ、メタノール及び水で洗浄した。
得られた溶液をジクロロ−フルオロトルエン及びジクロ
ロ−フルオロベンゾニトリルの含量についてガスクロマ
トグラフィーで分析した。
【0015】520℃の反応温度において、55%(=
選択率)まで反応したジクロロ−フルオロトルエンに基
づいて、収率は(数回の反応結果として)理論収量の8
1〜85%であった。
【0016】実施例2 実施例1に詳述した方法に従ってジクロロ−フルオロト
ルエン混合物のアンモ酸化を行い、反応器を出る反応混
合物をトルエン及び水で洗浄した。水相を分離した後、
トルエン相をガラス環(φ4mm)を充填した長さ40
cmの銀鏡塔で蒸留した。トルエンの留去後、未反応の
ジクロロ−フルオロトルエンの混合物を、41℃の塔頂
温度、1.2〜1.4ミリバールの真空及び1:1の還流
比で得た。残留するニトリルの混合物を、改良された分
離機能を有する塔(理論段数約40)を通して真空下及
び還流比10:1で分留した。140ミリバールにおい
て99.7%の2,4−ジクロロ−5−フルオロ−ベンゾ
ニトリルが沸点170.3℃で、また99.2%の2,6
−ジクロロ−3−フルオロベンゾニトリルが沸点18
2.2℃で得られた。
【0017】実施例3 組成2,4−ジクロロ−5−フルオロトルエン23.7
%、2,6−ジクロロ−3−フルオロトルエン11.4
%、2,4−ジクロロ−5−フルオロベンゾニトリル5
7.9%、及び2,6−ジクロロ−3−フルオロベンゾニ
トリル4.3%の液体混合物に、室温で>99%の2,4
−ジクロロ−5−フルオロベンゾニトリルの結晶の種を
入れた。短時間後に、多量のしっかりした結晶が生成し
た。これは濾別後に更に溶媒で洗浄しないで97%の
2,4−ジクロロ−5−フルオロベンゾニトリル(G
C)であることが判明した。これは不純物として2,4
−ジクロロ−5−フルオロトルエン1.7%及び2,6−
ジクロロ−3−フルオロベンゾニトリルを僅かに0.2
%(残りは未固定)依然として含有した。
【0018】実施例4 実施例1に記述したように、バナジルホスフェート20
%、ホウ素リン酸化物20%、ピロリン酸スズ(IV)
20%及びSiO40%の混合物からなる粒径0.2
5μmの触媒粒子中に、ガス混合物を470℃で通じ
た。反応ガスが反応管を出た後、これをメタノール及び
水で洗浄し、得られた溶液を分析した(GC)。ジクロ
ロ−フルオロトルエン混合物の70%転化率において、
ジクロロ−フルオロベンゾニトリルの収率はその転化率
に基づいて75%(=選択率)であることがわかった。
【0019】本発明の特徴と態様は以下の通りである: 1.2,4−ジクロロ−5−フルオロトルエン及び2,6
−ジクロロ−3−フルオロトルエンの混合物を、アンモ
酸化触媒の存在下350〜550℃の温度において、ジ
クロロ−フルオロトルエン:アンモニア:空気:水蒸気
=1:1〜3:7.5〜15:0〜10のモル比でアン
モニア、空気及び水蒸気と気相で反応させて、2,4−
ジクロロ−5−フルオロベンゾニトリル及び2,6−ジ
クロロ−3−フルオロベンゾニトリルの混合物を製造
し、次いでこの混合物を同業者には公知の方法で分離す
る、該ベンゾニトリルの製造法。
【0020】2.2,4−ジクロロ−5−フルオロトル
エン60〜90%及び2,6−ジクロロ−6−フルオロ
トルエン40〜10%の混合物を用いる上記1の方法。
【0021】3.ジクロロ−フルオロトルエン異性体混
合物を、m−フルオロトルエンの二重核塩素化で得られ
る状態で用いる上記1の方法。
【0022】4.アンモ酸化を400〜530℃の温度
範囲で行う上記1の方法。
【0023】5.反応をジクロロ−フルオロトルエン:
アンモニア:空気:水蒸気=1:1.1〜1.5:7.5
〜15:5〜10のモル比で行う上記1の方法。
【0024】6.2つのニトリルの混合物を蒸留又は結
晶化で分離する上記1の方法。
【0025】7.未反応のジクロロ−フルオロトルエン
及び言及したジクロロ−フルオロベンゾニトリルを含有
する反応混合物において、2,4−ジクロロ−5−フル
オロベンゾニトリルを結晶化させ、これを結晶化物とし
て分離する上記6の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラインハルト・ランチユ ドイツ42115ブツペルタール・アムブツシ ユホイスヘン51

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2,4−ジクロロ−5−フルオロトルエ
    ン及び2,6−ジクロロ−3−フルオロトルエンの混合
    物を、アンモ酸化触媒の存在下350〜550℃の温度
    において、ジクロロ−フルオロトルエン:アンモニア:
    空気:水蒸気=1:1〜3:7.5〜15:0〜10の
    モル比でアンモニア、空気及び水蒸気と気相で反応させ
    て、2,4−ジクロロ−5−フルオロベンゾニトリル及
    び2,6−ジクロロ−3−フルオロベンゾニトリルの混
    合物を製造し、次いでこの混合物を同業者には公知の方
    法で分離する、該ベンゾニトリルの製造法。
JP8068967A 1995-03-07 1996-03-01 2,4−ジクロロ−5−フルオロベンゾニトリル及び2,6−ジクロロ−3−フルオロベンゾニトリルの製造法 Pending JPH08245542A (ja)

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DE19507912.4 1995-03-07
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US5670694A (en) 1997-09-23
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CZ68896A3 (en) 1996-09-11

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