JPH1077240A - ２−クロロ−４−フルオロフェノールを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２−クロロ−４−フルオロフェノールを選択
性及び収率よく製造できる工業的製造法を提供する。 【解決手段】 ４−フルオロフェノールの塩素ガスを用
いた塩素化による２−クロロ−４−フルオロフェノール
の製造において、溶媒としてクロロベンゼン類を用いて
反応を実施することを特徴とする２−クロロ−４−フル
オロフェノールの製造方法。 【効果】 上記の方法によれば、副生成物である２,６
−ジクロロ−４−フルオロフェノールの生成を効率よく
抑制でき、極めて選択性よくかつ高収率で目的とする２
−クロロ−４−フルオロフェノールを得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４−フルオロフェ
ノールを溶媒としてクロロベンゼン類を用いて塩素ガス
と反応させ、２−クロロ−４−フルオロフェノールを製
造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２−クロロ−４−フルオロフェノールは
農薬の中間原料として有用な化合物であり、例えばこの
ものから誘導されるオキサゾリジンジオン誘導体（特開
昭６２−１７４０６５、１６７７１３号公報）やテトラ
ヒドロフタルイミド誘導体（特開平４−１６４０６７号
公報）は優れた除草活性を有するものである。

【０００３】フェニル環の塩素化反応は非常に古くから
知られているが、反応性に富むフェノール類の塩素化反
応では、水酸基のオルト及びパラ位塩素化の位置選択性
の欠如が反応をより困難なものにしている。従って、パ
ラ位にフッ素原子を有する４−フルオロフェノール(I)
の塩素化では、如何にして２箇所あるオルト位の一方の
みを選択的に塩素化し、２,６−ジクロロ−４−フルオ
ロフェノール(III)の生成を抑制しつつ、目的とする２
−クロロ−４−フルオロフェノール(II)を選択性及び収
率よく製造するかが最大の課題であった。

【０００４】

【化１】

【０００５】２−クロロ−４−フルオロフェノールの製
造方法として、塩素化反応以外の手法を用いる方法も含
め多くの製造方法が従来より知られているが、通常の塩
素化条件下で塩素化され得るクロロベンゼン類を溶媒と
して用いた例はこれまで知られていない。塩化スルフリ
ルあるいは塩素ガス等の塩素化剤を用いた４−フルオロ
フェノールの塩素化方法としては、［Ａ］アミン存在下
に塩化スルフリルを塩素化剤として用いる方法（特開昭
５９−２５３４４号公報）、［Ｂ］硫酸酸性条件下に塩
酸／過酸化水素水で塩素化する方法（特開昭６２−２２
３１４０号公報）、［Ｃ］水酸化ナトリウム水溶液中で
次亜塩素酸ナトリウム等を塩素化剤として塩素化する方
法（Ｚｈ. Ｏｂｓｈｃｈ. Ｋｈｉｍ.,３７, ２４８６
（１９６７）、ＵＳＳＲ−１５４２５０号公報、特開昭
６２−２３８２２６号公報）、［Ｄ］無触媒下に塩素ガ
スを用いて塩素化する方法（特公昭６３−６２４９７号
公報）、［Ｅ］水の存在下に塩素ガスあるいは塩化スル
フリルを用いて塩素化する方法（特開平３−９９０３３
号公報）などが知られている。

【０００６】しかしながら、Ａの方法は位置選択性は高
いものの反応で副生する亜硫酸ガスの廃ガス処理の問題
がある。Ｂの方法は取り扱いにくい過酸化水素を用い、
さらに使用する硫酸の廃液処理の問題がある。Ｃの方法
では、高濃度の次亜塩素酸アルカリ金属塩水溶液の入手
が困難であり、低濃度での反応を余儀なくされ、反応の
容積効率が低い。また、反応収率も８０％前後であり、
必ずしも効率の良い方法とは言えない。以上のＡ、Ｂ、
Ｃの３つの方法に対して、強力な塩素化剤である塩素ガ
スを用いる方法は、反応の効率はよいものの、反応の位
置選択性に解決すべき問題点を残している。すなわち、
Ｄの方法は、選択性の低下をもたらす微量不純物（鉄や
コバルト等の金属イオン）が反応系に混入しないように
反応容器や反応溶媒の使用に注意を払う必要があり、０
〜１８５℃で反応を実施するものとされている。また、
上記公報中には反応温度や溶媒による効果は全く開示さ
れておらず、むしろ、温度を低くし、溶媒を用いた実施
例では選択性、収率ともに低下している。実際にこの方
法を試みたところ、下記比較例に示した通り、必ずしも
選択性はよくなく、ジクロロ体(III)の生成を抑えるこ
とはできず、工業的に有利であるとは言えない（比較例
−１〜３）。また、Ｅの方法は、Ｄの方法の様に反応容
器や反応溶媒の使用に注意を払う必要がなく、また、Ｄ
の方法で用いた塩化水素分離用の効率のよい還流冷却器
も必要としないものの、ジクロロ体(III)の生成を完全
に抑制することはできない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安価
な塩素ガスを用いて、４−フルオロフェノールのオルト
位の一方のみを選択的に塩素化し、２,６−ジクロロ−
４−フルオロフェノールの生成を抑制しつつ、目的とす
る２−クロロ−４−フルオロフェノールを選択性及び収
率よく製造する方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは２−クロロ
−４−フルオロフェノールの工業的製造方法に関して鋭
意検討した結果、強力な塩素化力を示す塩素ガスを用い
た４−フルオロフェノールの塩素化における位置選択性
は、用いる溶媒により大きく影響を受けることを明かと
し、特にクロロベンゼン等の溶媒で反応を行うことによ
り、ジクロロ体の副生が抑制でき、目的とする２−クロ
ロ−４−フルオロフェノールが選択性及び収率よく得ら
れることを見いだし、本発明を完成した。

【０００９】すなわち本発明は、４−フルオロフェノー
ルを塩素ガスと反応させ２−クロロ−４−フルオロフェ
ノールを製造する方法において、溶媒としてクロロベン
ゼン類を用いて反応を行うことを特徴とする２−クロロ
−４−フルオロフェノールの製造方法を提供するもので
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の方法において溶媒として
使用し得るクロロベンゼン類としては、クロロベンゼ
ン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｐ
−ジクロロベンゼン、１,２,３−トリクロロベンゼン、
１,２,４−トリクロロベンゼン、１,３,５−トリクロロ
ベンゼン等を例示することができる。中でも凝固点が低
いクロロベンゼンは、適当な沸点を有していることから
回収も容易であり、毒性はベンゼンより低く、さらに反
応の選択性がよい点で特に好ましい。

【００１１】溶媒は、原料の４−フルオロフェノールが
常温では固体であることから、その反応温度において反
応系が液状を呈する程度の量を使用することにより、反
応を気液反応として実施することができる点で好まし
い。通常、４−フルオロフェノールに対して１０重量％
以上用いることが反応効率の点で好ましい。

【００１２】さらに、反応温度に関しては特に制限はな
く、−３０〜１５０℃で実施することができるが、低温
では溶液の粘性が高く、塩素ガスの拡散効率が低下し、
選択性の低下をもたらす傾向があることから、０〜８０
℃の範囲で実施することが好ましい。

【００１３】なお、塩素ガスの使用量は、４−フルオロ
フェノールに対して等モル供給すればよく、等モル以下
では原料が残存し、当然ながら大過剰の塩素ガスは選択
性の低下をもたらす。

【００１４】以下、実施例及び比較例により本発明をさ
らに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。

【００１５】

【実施例】

実施例−１

【００１６】

【化２】

【００１７】ドライアイスコンデンサーを装備した三ッ
口フラスコ(50cc)に、４−フルオロフェノール(5.6g,
0.05mol)とクロロベンゼン(1.4g)を加え、十分撹拌しな
がら塩素ガス(1200mL)を室温で導入した。反応液をキャ
ピラリーカラムガスクロマトグラム（ＣＣＧＣ）で分析
し、残存原料に見合う少量の塩素ガスをさらに導入し、
反応を終了させた。反応液をＣＣＧＣで分析したとこ
ろ、生成物の組成は２−クロロ−４−フルオロフェノー
ル(98.45%)、２,６−ジクロロ−４−フルオロフェノー
ル(1.45%)および未反応原料の４−フルオロフェノール
(0.10%)であった。他の高次塩素化生成物の生成は認め
られなかった。

【００１８】実施例−２

【００１９】

【化３】

【００２０】撹拌機とドライアイスコンデンサーを装備
した三ッ口フラスコ(300cc)に、４−フルオロフェノー
ル(112g, 1.0mol)とクロロベンゼン(28g)を加え、十分
撹拌しながら塩素ガスを室温で導入した。塩素ガスの導
入にともなって反応温度は５０℃程度まで上昇した。反
応の進行は随時ＣＣＧＣでモニターしながら、約１モル
量の塩素ガスを導入した後、さらに残存原料に見合う量
の塩素ガスを導入して反応を終了させた。反応液をＣＣ
ＧＣで分析したところ、生成物の組成比は２−クロロ−
４−フルオロフェノール(98.29%)、２,６−ジクロロ−
４−フルオロフェノール(0.98%)および未反応原料の４
−フルオロフェノール(0.32%)であった。他の高次塩素
化生成物の生成は認められなかった。

【００２１】実施例−３

【００２２】

【化４】

【００２３】撹拌機とドライアイスコンデンサーを装備
した三ッ口フラスコ(1000cc)に、４−フルオロフェノー
ル(280g, 2.5mol) とクロロベンゼン(70mL)を入れ、氷
水浴（約５℃）中で冷却しながら充分撹拌しながら、反
応液に塩素ガスを一定流量で約２時間かけて導入した。
反応の進行は随時キャピラリーカラムガスクロマトグラ
ム（ＣＣＧＣ）でモニターしながら、約等モル量の塩素
ガスを導入した後、さらに残存原料に見合う量の塩素ガ
スを導入して反応を終了させた。反応液のＣＣＧＣ分析
による生成物の組成比は、２−クロロ−４−フルオロフ
ェノール(97.03%)、２,６−ジクロロ−４−フルオロフ
ェノール(2.04%)および未反応原料の４−フルオロフェ
ノール(0.93%)であった。また他の高次塩素化生成物の
生成は認められなかった。

【００２４】実施例−４

【００２５】

【化５】

【００２６】ドライアイスコンデンサーを装備した三ッ
口フラスコ(200cc)に、４−フルオロフェノール(56g,
0.5mol)とクロロベンゼン(14mL)を加え、油浴中で約５
０℃に加熱して反応液を均一溶液とした。加温すること
なくそのままの温度で約等モル量の塩素ガスを十分撹拌
しながら導入した後、反応液をＣＣＧＣで分析し、残存
原料に見合う量の塩素ガスをさらに導入して反応を終了
させた。反応液のＣＣＧＣ分析による生成物の組成比
は、２−クロロ−４−フルオロフェノール(97.34%)、
２,６−ジクロロ−４−フルオロフェノール(1.34%)およ
び未反応原料の４−フルオロフェノール(1.23%)であっ
た。他の高次塩素化生成物の生成は認められなかった。

【００２７】比較例−１

【００２８】

【化６】

【００２９】ドライアイスコンデンサーを装備した二ッ
口フラスコ(100cc)に、４−フルオロフェノール(6.0g,
0.054mol)及び塩化メチレン(5mL)を加え、反応液を室温
（約２５℃）に保ちながら塩素ガス(1200mL)を約３０分
かけて導入した。反応液をＣＣＧＣで分析し、さらに残
存原料に見合う少量の塩素ガスを導入し、反応を終了さ
せた。生成物の組成比は、２−クロロ−４−フルオロフ
ェノール(98.21%)、２,６−ジクロロ−４−フルオロフ
ェノール(1.66%)および未反応原料の４−フルオロフェ
ノール(0.13%)であった。また他の高次塩素化生成物の
生成は認められなかった。

【００３０】比較例−２

【００３１】

【化７】

【００３２】ドライアイスコンデンサーを装備した二ッ
口フラスコ(100cc)に、４−フルオロフェノール(6.0g,
0.054mol)を加え、反応液を５０℃に保ちながら塩素ガ
ス(1200mL)を約３０分かけて導入した。反応液をＣＣＧ
Ｃで分析し、さらに残存原料に見合う少量の塩素ガスを
導入し、反応を終了させた。反応混合物をＣＣＧＣで分
析したところ、生成物の組成比は２−クロロ−４−フル
オロフェノール(91.54%)、２,６−ジクロロ−４−フル
オロフェノール(5.57%)および未反応原料の４−フルオ
ロフェノール(2.89%)であった。

【００３３】比較例−３

【００３４】

【化８】

【００３５】ドライアイスコンデンサーを装備した二ッ
口フラスコ(100cc)に、４−フルオロフェノール(6.0g,
0.054mol)を加え、反応液を９０℃に保ちながら塩素ガ
ス(1200mL)を約３０分かけて導入した。反応液をＣＣＧ
Ｃで分析し、さらに残存原料に見合う少量の塩素ガスを
導入し、反応を終了させた。反応混合物をＣＣＧＣで分
析したところ、生成物の組成比は２−クロロ−４−フル
オロフェノール(91.47%)、２,６−ジクロロ−４−フル
オロフェノール(5.21%)および未反応原料の４−フルオ
ロフェノール(3.32%)であった。

【００３６】なお、上記実施例及び比較例におけるCCGC
分析に基づく生成物の組成比を表１にまとめて示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】本発明の方法によれば、選択性よく目的
とする２−クロロ−４−フルオロフェノールを高収率で
製造することができ、さらに得られた２−クロロ−４−
フルオロフェノールは原料及び副生成物の含有量が低い
ため、何ら精製工程を経ることなく次の工程に供するこ
とができ、経済性の点から極めて有利である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４−フルオロフェノールを塩素ガスと反
   応させ２−クロロ−４−フルオロフェノールを製造する
   方法において、溶媒としてクロロベンゼン類を用いて反
   応を行うことを特徴とする２−クロロ−４−フルオロフ
   ェノールの製造方法。
2. 【請求項２】 クロロベンゼン類がクロロベンゼンであ
   る請求項１記載の製造方法。