JPS59184149A - ペンタフルオロベンゾニトリルの製造法 - Google Patents

ペンタフルオロベンゾニトリルの製造法

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JPS59184149A
JPS59184149A JP5750083A JP5750083A JPS59184149A JP S59184149 A JPS59184149 A JP S59184149A JP 5750083 A JP5750083 A JP 5750083A JP 5750083 A JP5750083 A JP 5750083A JP S59184149 A JPS59184149 A JP S59184149A
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autoclave
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pentachlorobenzonitrile
alkali metal
pentafluorobenzonitrile
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長尾 保
Hitoshi Ishikawa
仁 石川
Hiroyoshi Horii
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SHINAKITA KASEI KK
Mitsubishi Metal Corp
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SHINAKITA KASEI KK
Mitsubishi Metal Corp
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (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iIk医薬品や液晶の中間体として有用なペン
タフルオロベンゾニトリル(以下、PFBNと記す)の
製造法に関する。
従来PFBNの製造例として、J、 M、Bircha
llらの報告(Journal of Chemica
l 5ociety、 1341 %(1971))が
ある。この報告に記載された方法はペンタクロロベンゾ
ニトリルとアルカリフッ化物との八日グン置換によるも
ので、次の反応に基づ(ものである。
著者らはこの報告において、ペンタクロロベンゾニトリ
ル(以下、PCBNと記す)と大過剰の無水フッ化カリ
ウム(4倍当!−)との混合物をオートクレーブ中、3
50°Cで20時間保持して反応させ、約70cIIの
収率でPFBNが生成したことを述べている。
しかし、この方法は次のような欠点があり、工業的製造
法としては不適である。
(11高価な原料であるPCBNの利用率が低い。
(21MFを大過剰に必要とする。
(3)  生成物の分離に手間がかかる。
本発明者らは上記J0M、 Birchallらの方法
に着目し、その欠点−を解決すべく研究をつづけた結果
、(1)  前記反応生成物中に3クロロ2.4.5.
6テトラフルオロベンゾニトリルまたFi3.5ジクロ
ロ2,4.6トリフル“オ四ベンゾニトリルなどの部分
フツ素化物が相当量台まれることに着目して、これらの
部分フツ素化物の利用を試みた結果、原料利用率の著し
い向上が達成されただけでなく、該部分フツ素化物の添
加がPCBNのフッ素化を促進すること、 (2)反応温度を350°C以上とし、かつMFの微粉
末を用いることにより、MFの添加量を大巾に減少しう
ろこと、 (3)  P F B N−および部分フツ素化物を反
応ゾーンから高温の気体状態で系外に取り出すとい5 
+ty易な回収法を開発したこと、 により、上記の欠点を解決して本発明を完成し、ここに
PFBNの工業的製造法を確立したのである。
すなわち、本発明の要旨とするところは、(1)ペンタ
クロロベンゾニトリルとアルカリ金属フッ化物粉末とを
アルカリ金属フッ素化物/ペンタクロロベンゾニトリル
のモル比が反応atの1〜3倍当量となるように秤取し
、これをオートクレーブ中360〜450°Cで6〜4
0時間反応させ、次いでオートクレーブ内の内容物を高
温の気体状態で排出させてコンデンサーに導き、得られ
た液体を分離蒸溜してペンタフルオロベンゾニトリルを
得ることを特徴とするペンタフルオロベンゾニトリルの
製造法、 (2)  ペンタクロロベンゾニトリルとアルカリ金属
フッ化物粉末に次式で表わされる部分フツ素化物を添加
し、アルカリ金属フッ素化物/(ペンタクロ日ベンゾニ
トリル十部分フッ素化物)のモル比N が反応当量の1〜3倍当量となるように秤取し、このも
のをオートクレーブ中360〜450°Cで6〜40時
間反応させ、次いでオートクレーブ内の内容物を高温の
気体状態で排出させてコンデンサーに導き得られた液体
を分別蒸溜してペンタフルオロベンゾニトリルを分離し
、残余の未反応原料および部分フグ素化物を次のペンタ
フルオロベンゾニトリル製造の際の原料の一部または全
部とすることを特徴とするペンタフルオロベンゾニトリ
ルの製造法、にある。
次いで、本発明を詳述するとともに本発明の構成要件に
ついての限定理由を述べる。
PCBNは融点213°Cの固体粉末で、見かけ比重が
小さめため、オートクレーブに多量充填したい場合な固
体粉末を′たん溶融し1容積を小      1さくし
て用りるとよい。MFとしてはLiF、NaF*KFの
いずれも使用可能であるが、KFは活性がすぐれてbる
ので好適である。これらのMFとPCBNの反応は同−
液または固−気反応と推定されるため、MPの粒度が微
細であることが望まれる。経験的に100メツシユより
粗大な粉末を用いると、PFBNの収率がやや低下する
ことが確められている。
MFとPCBNをオートクレーブに充填する際、必ずし
も両者を混合する必要はな(、PCBNの表面にMPを
配置して昇温すれば、PCBNが溶融して両者は自然に
混合状態となり、反応する。両者のモル比x(X””/
PCBN)は、上述したように1反応当量の1〜3倍当
量、すなわち、5〈X<15の範囲にあることを要し、
好ましくは6(X(10である。Xが5より小であれば
反応は長時間を要し、PFBNの収率低下をきたし、ま
た15より大であれば、もはやPFBNの収率の増加は
みられず、コスト的に不利である。
次に、反応温度は360〜450°Cの範囲にあること
が必要である。反応TI度が360°C未満ではPCB
Nは部分フツ素化物にとどまり、PFBNの収率は低下
し、一方、450°Cを越えると、再利用不能の重合体
の生成や炭化が進行するので不適当である。
なお、反応温度は必ずしもオートクレーブ全体を同一温
度に加熱する必要はな(、オートクレーブ内に別個の2
10〜320°Cの温度ゾーンを設けて、この温度ゾー
ンと本来の360〜450°Cの温扉ゾーンとの間で反
応物を還流させつつ反復反応させることにより、攪拌効
果を良(して反応を促進することも可能で、何れを選ぶ
かは反応物質の充*量との関係で任意に決定される。
また、反応時間は6〜40時間を要し、好ましくは18
〜28時間である。6時間未満では反応の進行が不十分
であり、また40時間を越すと、反応の進行は飽和する
ので、コスト的に不利となる。
以上の反応条件の限定により、従来大過剰に必要とされ
ていたMF使用量を少なくとも30チ以上節減すること
がoT能となった。
次に、反応終了後の生成物の採取法につめて述べる。公
知例では、反応終了後オートクレーブを冷却し、生成物
の一部を気化吸引した後、残部を分別蒸溜することによ
り採取している。しかし。
この工程はオートクレーブの冷却に時間を要し、分別蒸
溜に先立って固液分離を要するなど手間がかかるとbう
欠点がある。
本発明においては反応終了後、オートクレーブ内の圧力
を利用して内部の反応生成物を高温の気体状帳のまま排
出させ、これをコンデンサーに導き、液化することによ
り、反応生成物を取り出すのである。次いで、オートク
レーブ内の圧力が常圧にもどった時点で加熱状態のまま
、真空ポンプを作動させ、オートクレーブ内を数Tor
rまで減圧することにより、オートクレーブ内に残留す
る未反応PCBN、生成したPFBN、その他の部分フ
ツ素化物のはとんと全鴬をコンデンサーに導いて液化さ
せ、取り出すことができる。
本発明では、このように、オートクレーブ中にはMFお
よびMC1のみが残留することになり、生成物の分離と
その後処理が著しく迅速化され、損失も低減されるだけ
でなく、オートクレーブ冷却後のMP、MCtを取り出
す際に臭気もなく、安全上も有利であることが確認され
た。
分離された液体生成物は分別蒸溜の常法に従って容易に
PFBNとその他の部分フツ素化物とに分−m)を少量
含んでいる。これらの部分フツ素化物はさらにKFと反
応させることにより、PFBNに変えることができるが
、興味あることに新規なPCBNとMFの反応に少量の
部分フツ素化物を添加すると、PCBNのフッ素化が促
進されることである。この反応促進がいかなる機構に基
づ(ものであるかは不明であるが、部分フツ素化物の生
成は避けられないのでこれらの部分フツ素化物が原料と
して、または促進剤として再利用できることは大きなメ
リットである。かくして、原料PCBNの利用率は85
〜95%にまで向」ニジ、PF’BNの工業的製造がi
iJ能となったのである。
次に、本発明を実施例を用いてさらに具体的に説明する
が、本発明はその趣旨を越えない限り下記の実施例に限
定されるものではない。
実施例1 1pのオートクレーブに純度99チのペンタ夛ロロベン
ゾニトリル220?、10Gメツシユアンダーの無水フ
ッ化カリウム470?とをよく混合し充填する。仕込み
無水フッ化カリウムとペンタクロロベンゾニトリルのモ
ル比10.0(反応当量の2倍当t)、外部加熱により
430°Cに加温し、38時間保持し、反応を続けた。
オートクレーブの圧力は26 kV/crn2まで上昇
し、その後この圧力を持続した。反応終了後、鋼製蛇管
コンデンサーに接続し、オートクレーブの減圧弁を徐々
に開き、反応物を液状でガラス製吸引瓶に流出させた。
流出反応生成物ft144ff1このものの組成のガス
クロ分析結果はペンタフルオロベンゾニトリル(以下b
”I+と記す)  83.2%、4ケフツ素置換生成物
(以下、F4と記す)13.8%、3ケフツ素置換生成
物(以下、F、と記す)1.4%、その他市会物1.6
優であった。
ペンタフルオロベンゾニトリルの1lli177.69
6とF、、F、を併せての原料からのトータル収率け9
0.6係であった。
実施例2 IAのオートクレーブに純度99チのペンタクロロベン
ゾニトリル261 )とrgs、o係をF493.2憾
およびFsO,7%の組成の部分フッ素化vlJ液体2
8Pとを無水フン化カリウムと混合することなしにオー
トクレーブの下部に充填し、その上に100メツシユア
ンダーの無水フッ化カリウム360?を添加した。MF
/(PCBN+F4+F、)のモル比は6.4(反応当
量の1.28倍)であった。これを実施例1と同様の方
法で加熱し28時間反応させ念。オートクレーブ内の圧
力は最高33kj’/2デ・に違した。反応終了後、実
施例1と同様な方法で反応生成物を液状で回収し念。流
出反応生成物量は+97.5P、  この流出生成物の
ガスクロ分析結果(l″f:F、80.1係、F、17
.8係、  F31.3係その他の重合物0.9係であ
った。F、の収率は76.0係、F、。
F4.F、の原料からのトータル収率ば92.5%であ
った。
実施例3 1.8のオートクレーブに組成F、 8.4%、 F、
 47.6係、F、40.8係からなる液状の部分フッ
素化″吻177.5Fと100メツシユアンダーの無水
フン化カリウムx22t(反応当世の2倍当量)とを仕
込入、360°Cに加熱し8時間反応させ念。オートク
レーブの最高到達圧力は30kp/cvn”であった。
反応終了後、実施例1と同様の方法で反応生成物を液状
で回収した。流出反応生成物量143.1%で、この流
出物のガスクロ分析結果、F、80.5%。
F414.5俤、 F、 taqb、その他重合物3.
8チであった。F、の収率74.5%、 F、 、 F
、 、 F、の原料からのトータル収率は87.9俤で
あった。
実施例4 11のオートクレーブに純度99チのペンタクロロベン
ゾニトリル110g−,100メツシユア 7グーの無
水フッ化リチウム1ost(反応当量の2倍当量)をよ
く混合し充填した。この場合の充填容量は約40係で上
部は空間となっている。オートクレーブの上部を加熱保
温なしとし、電気炉に入れて下部を加温し、400°C
とした。この時のオートクレーブ上部の温度は220〜
250°Cであった。反応時間は19時間でオートクレ
ーブの圧力は12.5 kp/crII”まで上昇し、
その後持続し、反応終了後、実施例1と同様の方法で反
応生成物を液状で回収した。流出反応生成物fは751
で、このものの組成はガスクロ分析の結果、Fs81.
7係、 F、 13.2係’、 F、 2.6係、その
他の重合物2.4憾であった。FMの収率79.5 ’
4 * F5 m F4 e F3の原料からのトータ
ル収率93.3%であった。
以上述べたごとく、本発明の構成をとることによって、 ill  原料PCBNの利用率が向上した。
(2)  原料M、Fの使用鎗が低減された。
(3)生成物の取出しが容易となり迅速化された。
等の効果が得られ、PFBNの工業的生産方法を確立す
ることができた。
特許出願人 三菱金属株式会社(ほか2名)代 理 人
  白  川  義  百         :竪

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ペンタクロロベンゾニトリルとアルカリ金属フッ
    化物粉末とをアルカリ金属フッ素化物/ペンタクロロベ
    ンゾニトリルのモル比が反応当量の1〜3倍当量となる
    ように秤取し、これをオートクレーブ中360〜450
    ’C”’(−6〜400間反応サセ、すいでオートクレ
    ーブ内の内容物を高温の気体状態で排出させてコンデン
    サーに導き、得られた液体を分別蒸溜してペンタフルオ
    ロベンゾニトリルをAることを特徴とするペンタフルオ
    ロベンゾニトリルの製造法。
  2. (2)  ペンタクロロベンゾニトリルとアルカリ金属
    フッ化物粉末に次式で表わされる部分フツ素化物を添加
    し、アルカリ金属フッ素化物/(ペンタクロロベンゾニ
    トリル十部分フッ素(f[+)のモル比N が反応当量の1〜3倍当量となるように秤取し、このも
    のをオートクレーブ中360〜450°Cで6〜40時
    間反応させ、次めでオートクレーブ内の内容物を高温の
    気体状態で排出させてコンデンサーに導き得られた液体
    を分別蒸溜してペンタフルオロベンゾニトリルを分離し
    、残余の未反応原料および部分フツ素化物を次のペンタ
    フルオロベンゾニトリル製造の際の原料の一部または全
    部とすることを特徴とするペンタフルオロベンゾニトリ
    ルの製造法。
  3. (3)前記アルカリ金属フン化物粉末として粒度100
    メツシユアンダーの粉末を用いる特許請求の範囲(11
    または(2)に記載のペンタフルオロベンゾニトリルの
    製造法。
  4. (4)  前記オートクレーブ内に210〜320°C
    の温度ゾーンを設ける特許請求の範囲(1)または(2
    )に記載のペンタフルオロベンゾニトリルの製造法。
JP5750083A 1983-04-01 1983-04-01 ペンタフルオロベンゾニトリルの製造法 Granted JPS59184149A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5200548A (en) * 1984-06-04 1993-04-06 Bayer Aktiengesellschaft 2,4,5-Trihalogeno- and 2,3,4,5-tetrahalogenobenzene derivatives
WO1998008795A1 (fr) * 1996-08-29 1998-03-05 Showa Denko K. K. Benzonitrile et procede pour la preparation d'alcool benzylique

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US6020517A (en) * 1996-08-29 2000-02-01 Showa Denko K.K. Process for production of benzonitrile and benzyl alcohol

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JPH0420908B2 (ja) 1992-04-07

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