JPS5935375B2 - モノクロルカルボン酸クロライドの製造法 - Google Patents

モノクロルカルボン酸クロライドの製造法

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JPS5935375B2
JPS5935375B2 JP5239679A JP5239679A JPS5935375B2 JP S5935375 B2 JPS5935375 B2 JP S5935375B2 JP 5239679 A JP5239679 A JP 5239679A JP 5239679 A JP5239679 A JP 5239679A JP S5935375 B2 JPS5935375 B2 JP S5935375B2
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acid chloride
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昌彬 市野
章雄 江川
鉄三 宮崎
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Daicel Chemical Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/54Preparation of carboxylic acid anhydrides
    • C07C51/56Preparation of carboxylic acid anhydrides from organic acids, their salts, their esters or their halides, e.g. by carboxylation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/58Preparation of carboxylic acid halides
    • C07C51/60Preparation of carboxylic acid halides by conversion of carboxylic acids or their anhydrides or esters, lactones, salts into halides with the same carboxylic acid part

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  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモノクロルカルボン酸を出発原料とし、該酸無
水物を経由してモノクロルカルボン酸クロライドを合成
するという新規なモノクロルカルボン酸クロライドの製
造方法を提供するものである。
モノクロルカルボン酸クロライド、特にモノクロル酢酸
クロライドは農薬及び医薬の合成原料として有用な化合
物である。モノクロル酢酸クロライドの製法に関しては
従来から多数の特許及び文献が報告されており、大別す
ると、(ハ モノクロル酢酸法、(2)アセチルクロラ
イド法、(3)其の他に分けられる。
(1)のモノクロル酢酸法ではモノクロル酢酸クロライ
ドはモノクロル酢酸に各種塩素供与剤、例えば、ホスゲ
ン、チオニルクロライド等を作用させ、この際場合によ
れば触媒を使用することによつて製造される。この方法
はこれ等工業的に入手し難い塩素供与剤を化学量論量で
使用する必要があり、又、これ等塩素化剤や触媒が製品
中に残留した場合には製品の価値を低下させる等の欠点
がある。(2)のアセチルクロライド法ではモノクロル
酢酸クロライドはアセチルクロライドを塩素等で直接、
塩素化することによつて製造される。この方法は副生し
た塩化水素ガスが原料のアセチルクロライドを同伴して
系外へ留去されるため、この回収を工夫する必要があり
、又、塩素化の際の宿命である、分離精製が困難なジク
ロル体の副生が避けられないので、製品の価値を低下さ
せる等の欠点がある。(3)の其の他の方法としては、
有機溶媒中でケテンガスと塩素ガスとを反応させること
によつて製造する方法等があるが、いずれも工業的製造
方法としては充分なものとは言い難い。
本発明者らはかかる従来法のもつ欠点のないモノクロル
カルボン酸クロライド、特にモノクロル酢酸クロライド
の製法につき検討を重ねた結果、従来法と全く異なる方
法で、純度の高いモノクロルカルボン酸クロライドが容
易に得られることを見い出し、本発明を完成した。
本発明者らはモノクロルカルボン酸と無水酢酸との反応
生成物を中間体として、モノクロルカルボン酸クロライ
ドが得られる新規な製造法の可能性に初めて着目し、こ
れまで検討されていなかつたこの分野に検討を進め、結
論へと導いた。
即ち、本発明はこの中から新たに発見した二つの工程、
即ち、反応により生成する酢酸を留去させつつ、モノク
ロルカルボン酸と無水酢酸とを反応させることによりモ
ノクロルカルボン酸無水物を主体とする反応生成物が容
易に得られること(以下、第一工程という)及びこの反
応生成物を水の不存在下に塩化水素と反応させることに
よりモノクロルカルボン酸クロライドが得られること(
以下、第二工程という)を組合わせて成るモノクロルカ
ルボン酸クロライドの新規な優れた製造方法である。従
来カルボン酸と無水酢酸との反応により、酢酸一カルボ
ン酸無水物が生じ、更に不均化反応よりカルボン酸無水
物が生じることは知られていた。しかしながら、本発明
の対象とするモノクロルカルボン酸については無水酢酸
との反応は従来知られておらず、この反応による1次生
成物として可能性のある酢酸一クロルカルボン酸無水物
、2次生成物として可能性のあるクロルカルボン酸無水
物の熱安定性等の性状についても知られるところがなか
つた。又、本発明の第二工程であるクロルカルボン酸基
を含む酸無水物と塩化水素との反応によるモノクロルカ
ルボン酸クロライドの生成についてはその実現性につい
ては全く知られておらず、ましてモノクロルカルボン酸
クロライドの製造法としては提案されたことは全くなか
つた。本発明の方法によれば、高純度(99%以上)且
つ、高収率(93〜96%)でモノクロルカルボン酸ク
ロライドが得られ、又副生するモノクロルカルボン酸が
リサイクル使用され、該反応に無関係な第3物質の添加
がないため、産業廃棄物が極めて少ない。特に原料のモ
ノクロルカルボン酸から来る以外は、目的とするモノク
ロルカルボン酸クロライドと分離精製が困難である多個
クロル体の生成が全くない。むしろ、その理由は明確で
ないが、本発明者らの実験結果では製品中の多個クロル
体は原料中のそれよりも減少する等、多くの利点が発揮
されるので、その工業的製法としての価値は極めて大き
い。本発明が適用され得るモノクロルカルボン酸クロラ
イドとしては塩素化された2−5個の炭素数を有する飽
和脂肪族カルボン酸例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸
等のクロライドであり、この場合、クロル置換体として
は原則的には塩素原子が付加する炭素原子の位置を問わ
ないが、α一位の炭素原子に付加するモノクロル置換体
が好ましい。
工業上、特に重要なモノクロルカルボン酸クロライドは
例えば、モノクロル酢酸クロライド、αモノクロルプロ
ピオン酸クロライドである。以下クロルカルボン酸とは
モノクロルカルボン酸を意味する。本発明の工程に用い
られる反応条件は通常下記の第1表記載の条件から選ば
れる。
但し、第1表に記載の条件は好ましい実施態様を例示し
たに過ぎず、圧力は所定温度の蒸気圧で決まり、又装置
は原則的には上記反応型式に用いられる全ての装置が使
用され得る。
無水酢酸及び塩化水素は化学量論量よりも過剰に使用す
ることが好ましいし、これが反応の完結度及び収率の向
上につながる。
反応温度は150℃以下に押えることが肝要であり、そ
の理由はクロル置換体、この場合特にクロルカルボン酸
無水物が高温下では若干熱安定性に欠けるため、一部不
揮発性タール分に変化することが避けられないので、こ
の副生を出来るだけ防ぐためである。主原料であるクロ
ルカルボン酸の品質はクロルカルボン酸中の多個クロル
体含有量が製品となるクロルカルボン酸クロライドに約
半分に減少はするが引継がれるため、製品品質の要求度
に応じて予め原料の品質を高めておく必要がある。第一
工程で得られる粗クロルカルボン酸無水物はそのまま、
第二工程に供しうる。
本発明者らの実験結果では粗クロルカルボン酸無水物を
蒸留すると、その熱不安定性のため=部タール化し、却
つて収率の低下(一般に約5%程度)を招く。本発明の
好ましい実施態様は例えば、次の通りである。先ず、第
一工程においては、前記反応条件下、クロルカルボン酸
と無水酢酸とを供給し、加熱する。
精留(段数10N.RR−3−5程度)を掛けながら副
生する酢酸及び過剰の無水酢酸を留出させて、反応を進
行させ、反応の完結は蒸留塔々頂温度の上昇で確認され
る。中間体−として得られるクロルカルボン酸無水物は
反応罐に残留し、そのまま次工程へ廻される。次いで、
第二工程においては、前記反応条件下、前工程で得られ
たクロルカルボン酸無水物の粗液を加熱した後、塩化水
素ガスを連続的に導入する。
未反応の塩化水素及び生成するクロルカルボン酸クロラ
イドを留出させて、反応を進行させ、反応の完結は気泡
塔塔頂温度の上昇で確認される。副生するクロルカルボ
ン酸は気泡塔に残留し、蒸留精製することなく、第一工
程へリサイクル使用し得る。得られた留出液は未反応の
塩化水素、クロルカルボン酸及びクロルカルボン酸クロ
ライドの各成分の分圧に相当する組成であり、これを減
圧下、精留(段数10〜20N.RR−2程度)して、
精クロルカルボン酸クロライド(純度99%以上)を得
ることが出来る。
この際、クロルカルボン酸とクロルカルボン酸クロライ
ドとが反応し、クロルカルボン酸無水物と塩化水素とを
副生する逆反応が名旺??Iされるが、副生したクロル
カルボン酸無水物ぱ再び第:」】番へリサイクルされう
るため、損失とはならない。
しかし、この逆反応及び前記したクロル置換体がもつ不
安定性から来るタール分の副生を出来るだけ押えるため
、高温を避け、速かに処理することが肝要である。逆反
応を押えるためには、第二工程での反応と製品蒸留とを
同時に行なう方法、即ち、クロルカルボン酸無水物と塩
化水素とを連続的に供給、反応させ、生成するクロルカ
ルボン酸クロライドを連続的に精留留去させると言つた
反応蒸留方式を採用することがより好ましい。本発明の
方法は第一工程及び第二工程共、(半)回分式に限らず
、連続式にも実施し得る。
この場合も又、モノクロル置換体がもつ不安定性から来
る熱分解を押えるためにも、滞留時間の短い後者の連続
式を採用することが好ましい。次に本発明を実施例によ
り、更に詳細に説明する。
なお、組成及び成績の評価方法はガスクロマトグラフ分
析値に依つた。実施例 1 モノクロル酢酸無水物の合成(第一工程)直径4CTI
1、段数10段の蒸留塔を付した21?.四ツロフラス
コに、モノクロル酢酸(純度99%、ジクロル酢酸1%
)、21677(22.9モル)及び無水酢酸1404
V(13.8モル)を仕込む。
減圧下300〜150mmHg、反応温度100〜15
0℃で1時間還流させた後、還流比3〜5で副生した酢
酸及び過剰に仕込んだ無水酢酸を系外に留去する。反応
の間、ほぼ理論量の酢酸1369vが留去されてから、
無水酢酸2007が留去される。罐残物として、粗モノ
クロル酢酸無水物(純度96%)20007が得られる
。モノクロル酢酸に対する収率は98%である。モノク
ロル酢酸クロライドの合成(第二工程)上部に冷却器、
留出配管を付した直径8c1rL、長さ20CTnの気
泡塔に、第一工程で得られた粗モノクロル酢酸無水物(
純度96%)16607(9.32モル)を仕込む。
反応温度120〜125℃に保ち、下部から塩化水素ガ
スを速度64N1/Hrで6.5時間(18.6モル)
吹込むと、未反応の塩化水素及び副生したモノクロル酢
酸と共に、モノクロル酢酸クロライドが留出配管を通じ
て系外へ留去される。留出温度は115〜120℃であ
る。留出物として、粗モノクロル酢酸クロライド(純度
90%、モノクロル酢酸7%)11117が得られる。
モノクロル酢酸無水物に対する収率は95%である。又
気泡塔内に粗モノクロル酢酸(純度88%、不揮発性タ
ール分5%)8997が残留される。次に、段数10段
の蒸留塔を用いて、この粗モノクロル酢酸クロライドを
減圧下200韮Hg、精留(RR−1〜2)し、精モノ
クロル酢酸クロライド(純度99%、ジクロル酢酸クロ
ライド0.5%)907Vが得られる。
罐残物として、モノクロル酢酸無水物(純度98%)1
437が残留され、このモノクロル酢酸無水物は塩化水
素との反応へ再循環される。実施例 2 d−モノクロルプロピオン酸無水物の合成(第一工程)
モノクロル酢酸及び無水酢酸の代りに、d−モノクロル
プロピオン酸(純度98%、α・α−ジクロルプロピオ
ン酸2%)985y(9,08モル)及び無水酢酸61
2y(5.99モル)を使用し、実施例1と同じ方法で
処理する。
留出した酢酸と無水酢酸との合計は7007である。反
応罐に残留した粗d−モノクロルプロピオン酸無水物(
純度97%)は885yであり、d−モノクロルプロピ
オン酸に対する収率は98%である。d−モノクロルプ
ロピオン酸クロライドの合成(第二工程)粗α−モノク
ロル酢酸無水物及び塩化水素の代りに、第二工程で得ら
れた粗α−モノクロルプロピオン酸無水物(純度97%
)8857(4.37モル)及び塩化水素ガス43N1
/Hr×4.5Hr(8.64モル)を使用し、実施例
1と同じ方法で処理する。
留出温度は100〜105℃である。留出した粗d−モ
ノクロルプロピオン酸クロライド(純度91%、d−モ
ノクロルプロピオン酸6%)は5807であり、α−モ
ノクロルプロピオン酸無水物に対する収率は95%であ
る。又、気泡塔内に残留した粗α−モノクロルプロピオ
ン酸(純度90%)は440tである。次に実施例1と
同じ方法で精留し、精α−モノクロルプロピオン酸クロ
ライド(純度98.5%、α・α−ジクロルプロピオン
酸クロライド1.0%)436Vが得られる。
蒸発罐に残留したd−モノクロルプロピオン酸無水物(
純度96%)は1157である。実施例 3 α−モノクロル酪酸無水物の合成(第一工程)モノクロ
ル酢酸及び無水酢酸の代りに、d−モノクロル酪酸(純
度98%、d・α−ジクロル酪酸2%)22707(1
8.2モル)及び無水酢酸1224y(12,0モル)
を使用し、実施例1と同じ方法で処理する。
留出した酢酸と無水酢酸の合計は13847である。反
応罐に残留した粗d−モノクロル酪酸無水物(純度96
%)は21047であり、α−モノクロル酪酸に対する
収率は98%である。α−モノクロル酪酸クロライドの
合成(第二工程)粗d−モノクロル酢酸無水物及び塩化
水素の代りに、第一工程で得られた粗α−モノクロル酪
酸無水物(純度96%)2104y(8.89モル)及
び塩化水素ガス66.5N1/Hr×6Hr(17.8
モル)を使用し、実施例1と同じ方法で処理する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 モノクロル置換された2〜5個の炭素数を有する飽
    和脂肪族カルボン酸と無水酢酸とを、反応によつて生成
    する酢酸を留去させつつ反応させる第一工程と第一工程
    の生成物を水の不存在下に塩化水素と反応させる第二工
    程とより成るモノクロルカルボン酸クロライドの製造法
JP5239679A 1979-04-27 1979-04-27 モノクロルカルボン酸クロライドの製造法 Expired JPS5935375B2 (ja)

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