JPS58219163A - フルオロヘテロ環化合物の製法 - Google Patents

フルオロヘテロ環化合物の製法

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JPS58219163A
JPS58219163A JP57102075A JP10207582A JPS58219163A JP S58219163 A JPS58219163 A JP S58219163A JP 57102075 A JP57102075 A JP 57102075A JP 10207582 A JP10207582 A JP 10207582A JP S58219163 A JPS58219163 A JP S58219163A
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Japan
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fluoride
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potassium fluoride
crown
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JP57102075A
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Shoji Yagi
八木 正二
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Kawamura Institute of Chemical Research
DIC Corp
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Kawamura Institute of Chemical Research
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Pyridine Compounds (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、環内に窒素原子を有するフルオロヘテロ環化
合物の製法、更に詳しくは、ハロゲン交換により該フル
オロヘテロ環化合物を製造するための改良された方法に
係るものである。
2−クロルピリジン、2.6−ジクロルピリジンまたは
2.4.6−トリクロルビリミジンのように、環内に窒
素原子を有するヘテロ環化合物の窒素原子に対しα位の
炭素上のハロゲン原子を、ジメチルスルホキシド、ジメ
チルスルホン、テトラメチレンスルホン、ジメチルホル
ムアミドなどの非°プロトン系極性溶媒中で、フッ化ア
ルカリ金属塩とハロゲン交換反応させ、それぞれの出発
化合物に対応するフルオロへテロ環化合物を製造する方
法は既に知られており、いくつかの報告がなされている
〔例えば、G、C,Flnger、Rawl=ence
 D、5tarr、et、al、、J、Org。
Chew、 28.1666  (1963) 、アメ
リカ特許第4031100号、同14071521号、
イギリス特許第1256082号、岡野、金属、松本、
・薬学雑誌虹、1315 (1967)竺、を参照。〕
しかしながら従来の方法は、高い反応温度や長い反応時
間を必要としたり、溶媒の分解や溶媒との副反応を招来
する等の、工業的に不利な点を、一つまたはそれ以上持
っている。また、溶媒に起因する不利な点を回避するた
めに、該ハロゲン交換反応を無溶媒で行う方法も検討さ
れているが、350乃至500℃と極めて高温度が必要
であり、また収率的にも必ずしも満足できる結果とは言
えない。〔例えば、Max M、Boudakian、
J、Heterocycl、Chem、 5.683(
196B)、R,t!、Banks、D、S、Fiel
d and R,N、Haszeldina、J、Ch
em、Soc。
(C) 1967、1B22. J、旧nzke、J、
Fluorine Cheai、 17.385(19
81)等を参照。〕 本発明者は、上記の如き環内に窒素原子を有し、かつそ
のα位の炭素原子がハロゲン置換されたヘテロ環化合物
のハロゲン交換によるフッ素化反応を鋭意研究した結果
、触媒としてクラウン化合物の存在下にフッ化カリウム
と、またはフッ化カリウムとフッ化カリウム以外のアル
カリ金属もしくはアルカリ土類金属のフン化物塩との混
合物を使用することにより、該ハロゲン交換反応が著し
く促進されるため特別な高温が不要となり、また副生成
物の生成も抑制されることを見出し本発明を完成するに
至った。
即ち、本発明は (式中、Xは、C1またはBrであり、Pは、C−R”
またはNであり、 Qは、C−R4またはNであり、 RL 、R2、R3およびR4は、H,アルキル基、ア
ルコキシ基、ケト基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基
、パーフルオロアルキル基、F、 (1!またはBrで
ある。) で表されるハロゲン化へテロ環化合物を、クラウン化合
物を触媒とするハロゲン交換反応により、一般式 (式中、Yは、C−R’またはNであり、Zは、C−R
”またはNであり、 R5、R6、R7およびR8は、H1アルキル基、アル
コキシ基、ケト基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、
パーフルオロアルキル基、F、C1またはBrである。
) で表されるフルオロへテロ環化合物を生成する反応にお
いて、フッ素化剤としてフッ化カリウムまたはフし化カ
リウムとフッ化カリウム以外のアルカリ金属もしく番よ
アルカリ土類金属のフン化物塩との混合物を用いること
を特徴とし、比較的低温での反応性が促進されると共に
、とりわけフ・ノることが可能とされた、環内に窒素原
子を有するフルオロへテロ環化合物の製法と要約される
。以下、とりわけ特徴的なフン化物塩を併用する場合を
中心にして本発明を詳述する。
本発明の原料化合物である一鹸式(I)で表されるノ\
ロゲン化へテロ環化合物は、環内に1個以上の窒素原子
が存在し、かつまた、その窒素原子に一接する炭素原子
の少なくとも1個がCjlまたはBrで置換されたどり
ジン、ピリミジンまたはS−)リアジン誘導体が使用さ
れる。このような一般式(1)で表されるハロゲン化へ
テロ環化合物はよく知られており、商業的に人手できる
か、または公知の方法で製造できる。これらの化合物の
具体例を挙げれ&!次の通りである。
2−クロルピリジン、2.6−ジクロルピリジン、2゜
4.6−トリクロルビリジン、2−クロフレー6−メチ
ルビリジン、2.6−ジクロル−4−シアノピリジン、
2.6−ジクロル−4−ニトロピリジン、2−クロル−
4−)すフルオロメチルビリジン、2,4.6−トリク
ロルビリミジン、2,4,5.6−チトラクロルビリジ
ン、2.4゜6−ドリクロルー1−)リアジン等、ある
いはこれらの化合物の塩素の代りに臭素原子を有する化
合物。
フッ化カリウムとの混合物として用いられるアルカリ金
属またはアルカリ土類金属のフッ化物塩は、フン化リチ
ウム、フッ化ナトリウム、フッ化ルビジウム、フッ化セ
シウム、フッ化ベリリウム、フン化マグネシウム、フッ
化カルシウム、フン化ストロンチウム、フッ化バリウム
などである。これらのうちで特に好適なのはフッ化ナト
リウムである。またこれらのフッ化カリウムをはじめと
するアルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化岩塩
に含有される水分は、反応を遅らせたり、副生成物を生
成しゃすくするので、0.5重量%以下、より好ましく
は0.1重量%以下であることが望ましい。
フン化カリウムおよびフッ化カリウム以外のアルカリ金
属またはアルカリ土類金属のフン化物塩の使用量はこれ
らのフン化物塩の合計1が、原料であるハロゲン化へテ
ロ環化合物中のフッ素原子により置換されるハロゲン胞
子に対して、少なくとも5誓以上が必要であり、上限は
反応系の攪拌などの問題等により自ら制限されるが、よ
り好ましくは1〜3倍当量使用するのが望ましい。また
フッ化カリウムとフッ化カリウム以外のアルカリ金属ま
たはアルカリ土類金属のフン化物塩との混合比(モル比
)は1:3〜3:1好ましくは1:1〜2:1がよい。
、触媒として用いられるクラウン化合物としては、慣用
的に18−クラウン−6と呼ばれる1、  4. 7.
10,13.16−ヘキサオキサシクロオフタテカン、
同じく慣用名15−クラウン−5、ジベンゾ−18−ク
ラウン−6、ジシクロへキシル−18−クラウン−6、
ジベンゾ−24−クラウン−8、ジシクロへキシル−2
4−クラウン−8など、およびこれらのクラウン化合物
の酸素原子のかわりに硫黄または窒素原子を含むクラウ
ン化合物も挙げられるが、18−クラウン−6が特に好
適である。またクラウン化合物の使用量は、原料のハロ
ゲン化へテロ環化合物中のフッ素原子により置換される
ハロゲン原子に対し、0、0 ’05当量以上が望まし
く、より好ましくはo、oi当量以上使用するのが望ま
しい。
反応温度は12゛0乃至230℃の範囲が好ましく、1
50〜200℃のIii圓がさらに望ましい。
反応時間は、原料のハロゲン化へテロ環化合物の4+1
類および他の反応条件により変化するが、3乃至30時
間加熱攪拌することが望ましい。
よf、、□6ア’)fiftkオ2.、ゎやッ1、ヶ、
つ、52   □心スルホン、N、N−ジメチルホルム
アミドなどの非プロトン系極性溶媒を使用することもで
きるが、仁れらの溶媒を使用した場合、溶媒の分解ある
いは溶媒と原料ξたは生成物との反応が起ることもある
ので無溶媒で該ハロゲン交換反応を実施するのが好まし
い、無溶媒の場合には反応終了後、生成物および触媒の
クラウン化合物を溶解しかつ、生成物との分離が容昌な
溶媒、例えばトルエン、塩化メチレンなどを反応混合物
に加えて不溶成分(未反応フッ化アルカリ金属塩、生成
する塩化または臭化アルカリ金属塩等)を濾過により分
離し、蒸留により目的生成物を単離することができる。
蒸留の釜残中には、未反応の原料ハロゲン化へテロ環化
合物および触媒のクラウン化合物が残存しているが、こ
れらはそのまま次の反応に繰返し使用することができる
本発明において、クラウン化合物を触媒とし、フッ化カ
リウムおよびフッ化カリウム以外のアルカリ金属または
アルカリ土類金属のフッ化岩塩とからなる混合物をフッ
素化剤として使用することにより、何故、該ハロゲン交
換反応が促進されるかは、必ずしも明確ではないが、次
のように推測される。該ハロゲン交換反応により生成す
る塩化または臭化カリウムが、触媒であるクラウン化合
物の存在により、共存するフッ化カリウム以外のアルカ
リ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物塩とハロゲン
交換しフッ化カリウムを再生するとともに、カリウム以
外のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩化物また
は臭化物塩を生成する。
この塩化物または臭化物塩の金属カチオン部のクラウン
化合物との錯形成定数がカリウムに比較して小さいため
に、ハロゲン化へテロ環化合物のフッ素イオンによるハ
ロゲン交換反応の系より除外され該ハロゲン交換反応が
促進されると考えられる。換言すれば、本発明の要点は
、該ハロゲン交換反応によって生成する塩化カリウムま
たは臭化カリウムとクラウン化合物との錯形成を抑制す
ることにより、クラウン化合物の触媒活性の低下を防ぐ
点に存すると考えられる。従って前記他のフッ化物塩を
用いることによりクラウン化合物の節約を図ることも可
能となる。因に、文献(J 、J 、Chris te
nsen 、 D、J、Eatough 、 R,M 
、 Izatt、 Chew 、Revs 、 。
74.351 (1974) )によれば、18−クラ
ウン−6のメタノール中25℃での1ogK(Kは錯化
平衡定数)は、K:6.10−。
N7:4.32、C7+’4.62テアル。
然しなから本発明が以上の推定によりいかなる制約を受
けないことは勿論である。
本発明によって得られるフルオロへテロ環化合物として
は、2−フルオロピリジン、2.6−ジフルオロピリジ
ン、2.6−ジフルオロ−4−クロルピリジン、2−フ
ルオロ−6−メチルビリジン、2.6−ジフルオロ−4
−シアノピリジン、2.6−ジフルオロ−4−二トロビ
リジン、2−フルオロ−4−トリフルオロメチルピリジ
ン、2.4゜6−トリフルオロビリミジン、2,4.ロ
ートリフルオロ−5−クロルピリミジン、2,4.ロー
トリフルオロ−8−トリアジン等の、農薬、医薬、染料
等の合成中間体として有用な化合物が例示される。
本発明の方法によれば、クラウン化合物を触媒に、フッ
素化剤としてフッ化カリウムとフッ化カリウム以外のア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物塩との混
合物を用いることにより、それ自体の分解や原料または
生成物との反応を起す懸念がある、比較的高価な非プロ
トン性極性溶媒を使用することなく、比較的低温度、短
時間の条件で、目的物質を高純度で収率よく製造でき、
副生成物はほとんどないか、微量生成されるにすぎない
、またさらに、使用したクラウン化合物は熱的にかなり
安定であり、精製することなくそのまま次の反応に繰返
し使用することができるなど、本発明方法は、工業的な
フルオロへテロ環化合物の製法として多くの優れた利点
を有する。
つぎに本発明を実施例をあげて具体的に説明する。
実施例1 攪拌装置を備えた500m1のモネル製オートクレーブ
に、2,6−ジクロルピリジン74g(0,5モル) 
、18−クラウン−66,6g(0,025モル)、1
50℃、1鶴Hgで10時間減圧乾燥したフッ化カリウ
ム58g(1モル)およびフン化ナトリウム42g(1
モル)を仕込む、オートクレーブ内を窒素で置換した後
、195℃で15時間加熱攪拌した。反応終了後エチル
エーテル20 Qmlを加え、不溶部を濾別し、エーテ
ル柘大後、ウィツトマー分留管を用いて蒸留した。主留
分として、2.6−ジフルオロピリジン47.2g(収
率82%、沸点125.0〜125.5℃)を得た。釜
残12.8 gをGLCで分析したところ次の組成(ピ
ーク面積比)であった。
2.6−ジフルオロピリジン     5.8%2−ク
ロル−6−フルオロピリジン 93.0%2.6−ジク
ロルピリジン      1.2%実施例2 実施ffl 1と同一の装置を用い、2.6−ジクロル
ピリジン74g(0,5モル)、18−クラウン−66
,6g(0,0゛25モル)および実施例1と同様に乾
燥したフン化カリウム116g(2,0モル)を仕込み
、オートクレーブ内を窒素置換した後200℃で15時
間加熱攪拌した0反応終了後エチルエーテル20 Qm
lを加え、不溶部を濾別し、GLCで分析したところ次
の組成であった。
2.6−ジフルオロピリジン    55.3%62−
クロル−6−フルオロピリジン 41.9%2.6−ジ
クロルピリジン      2.8%実実施桝 内容積30m1のパイレックスガラス製アンプル管に、
2.5−ジクロルピリジン3.7 g (0,025モ
ル) 、18−クラウン−60,33g (0,001
25モル)、実施例1と同様に乾燥したフッ化カリウム
2.9g(0,05モル)およびフシ化ナトリウム2.
1g(0,05モル)を仕込み窒素置換後溶封した。こ
れを浴温180℃の油浴中で20時間振盪攪拌した後、
アンプルを開封し、内容物をエチルエーテル50m!で
抽出し、GLCで分析したところ2−フルオロ−5−ク
ロルピリジンが転化率78%で生成していた。
実施例4 内容積30m1のパイレックスガラス製アンプル管に、
2.4.6−ドリクロルビリミジン4.6g(0,02
5モル)18−クラウン−60,5g(0,0019モ
ル)、実施例1と同様に乾燥したフッ化カリウム5.2
g(0,09モル)およびフッ化ナトリウム3.15g
(0,075モル)を仕込み窒素鍍換後溶封した。浴温
185℃の油浴中で15時間振盪攪拌した後、エチルエ
ーテル’l Qmlで抽出し、Gl、C分析した。ピー
ク面積比から算出した組成比は次の通りであった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式 (式中、Xは、(lまたはBrであり、Pは、C−R3
    またはNであり、 Qは、C−R4またはNであり、 R1、R2、R3およびR4は、H,アルキル基、アル
    コキシ基、ケト基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、
    パーフルオロアルキル基、F%CjまたはBrである。 ) で表されるハロゲン化へテロ環化合物を、クラウン化合
    物を触媒とするハロゲン交換反応により、一般式 (式中、Yは、C−R’またはNであり、2は、C−R
    @またはNであり、 R” 、、R6、R’およびR8は、H1アルキル基、
    アルコキシ基、ケト基、フェニル基、シアノ基、ニトロ
    基、パーフルオロアルキル基、F、、CjまたはBrで
    ある。) で表されるフルオロへテロ環化合物を生成する反応にお
    いて、フッ素化剤としてフッ化カリウムまたはフッ化カ
    リウムとフッ化カリウム以外のアルカリ金属もしくはア
    ルカリ土類金属のフッ化物塩との混合物を用いることを
    特徴とするフルオロヘテロ環化合物の製法。 2、フッ素化剤として、フン化カリウムおよびフッ化ナ
    トリウムの混合物を用いる特許請求の範囲第1項記載の
    製法。 3、クラウン化合物として1. 4. 7.10.13
    .16−へキサオキサシクロオクタデカンを用いる特許
    請求の範囲第1または2項記載の製法。 4、溶媒が存在しない状態で反応を行う特許請求の範囲
    w41.2または3項記載の製法。
JP57102075A 1982-06-16 1982-06-16 フルオロヘテロ環化合物の製法 Granted JPS58219163A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5959669A (ja) * 1982-09-02 1984-04-05 アイシ−アイ・オ−ストラリア・リミテイド シクロヘキサン−1,3−ジオン誘導体,その製造方法及び該誘導体を含む除草組成物
US4831148A (en) * 1984-10-10 1989-05-16 Ciba-Geigy Corporation Process for the preparation of fluorinated pyridine derivatives

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US4831148A (en) * 1984-10-10 1989-05-16 Ciba-Geigy Corporation Process for the preparation of fluorinated pyridine derivatives

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