JPS60174748A - ペンタクロロニトロベンゼンの製造方法 - Google Patents

ペンタクロロニトロベンゼンの製造方法

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JPS60174748A
JPS60174748A JP2795784A JP2795784A JPS60174748A JP S60174748 A JPS60174748 A JP S60174748A JP 2795784 A JP2795784 A JP 2795784A JP 2795784 A JP2795784 A JP 2795784A JP S60174748 A JPS60174748 A JP S60174748A
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acid
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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】 (i)本発明の分野 本発明は、ペンタクロロニトロベンゼンの製造に関する
【図面の簡単な説明】
ペンタクロロニトロベンゼン(本明細書においてPON
Bということもある)は、現在土壌の殺真菌剤(5oi
l fungicle )として広く使用されている。 これは特に、ボトリテイス(botrytis )、フ
ずリウム(fusarium )、リゾクトニア(rh
izoctonia )およびアンスラフノース(an
thracnose ) Icよって起こされる植物の
病気を抑制するのに有用である。 PONBの製造用として幾つかの方法が公知である。例
えは、1977年5月61日にグリウクス(Breau
x )、二ニーマン(Newman )およびクイy 
ネツ) (Quinnθ11 )に発行された米国特許
明細書第4,026,955号には、かような方法が教
示されている。前記の特許には、特定の温度条件を有す
る三段階においてペンタクロロベンゼンとニトロ化混酸
とを反応させることが教示されている。 1977年11月8日にrイ(Gay )に発行された
米国特許明細書第4,057,590号には、ペンタク
ロロベンゼンと実質的に純粋な硝酸とを反応させること
によるPONB製造のだめの低温度法が開示されている
。また、1979年2月6日にrイに発行された米国特
許明細書第4.138.438号では、ペンタクロロベ
ンゼン、ニトロ化混酸およびHCJの間の別の多工程反
応が教示されている。 1979年4月6日メンデイラタ(MencLirat
ta)に発行された米国特許明細書第4,147.73
2号には、ペンタクロロベンゼンを最初に硫酸と混合し
、次いで濃硝酸を添加する二段階の反応体混合工程を有
する方法が開示されている。 前記の四種の参考文献に開示された方法は、比較的純度
の高いPONBを製造する上で重要な進歩をもたらした
が、必ずしも常に商業用として入手できないペンタクロ
ロベンゼン以外の先駆体を使用して高純度のPONBが
製造できることの必要性は依然として当業界には存在し
ていた。本発明は、本発明の前にはその利用について考
えもしなかった先駆体によって高純度のPONBを製造
する方法に関する。 本発明の簡単な概要 従って本発明は、 (1) 水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムおよびそれ
らの混合物から成る群から選はれる無機塩基の存在下に
ヘキサクロロベンゼン(HEX )と硫化水素ナトリウ
ム(Na5H)とを反応させてペンタクロロチオフェノ
ール(POTP )のナトリウム塩を生成させ、 (11ン このペンタクロロチオフェノールのナトリウ
ム塩と、硝酸および硫酸を含むニトロ化混酸(および、
好ましくは発煙硫酸を形成する二酸化硫黄)とを、約り
5℃〜約110℃で反応させてペンタクロロニド日ベン
ゼンを形成する(但し、硝酸はペンタクロロチオフェノ
ールのモル過剰で存在する) ことを特徴とするペンタクロロニトロベンゼンの製造方
法にある。 本発明の好ましい態様では、POTPのす) IJウム
塩を鉱酸(例えば、aCt)で酸性化してPOTPその
ものを形成し、前記の工程(11)のようにPC!TP
と硝酸とを反応させてPONBを形成している。 前記の工程(1)において溶剤を使用したときに、この
酸性化工程の操作が容易になシ、比較的純粋なPCNB
生成物が得られるようである。 詳細な説明 本発明の重要な利点は、従来のPC!NBの製造方法で
は望ましくない副生物であるヘキサクロロベンゼンを転
化してPONBに戻せることである。かように、望まし
くない、恐らく有害な副生物でおるHEXが有用なPO
liBに転化される。 本発明の方法の第一工程において、NaOHもしくはN
a 2003またはそれらの混合物の存在下にヘキサク
ロロベンゼンとNa5Hとを反応させる。無機塩基とし
てNaOHを使用した場合のこの反応を次式(A):C
6C16+NaH8+NILOH→06(J5SNa+
NILCJ+H20(A)に示す。 無機塩基、NaOHまたはNa2003の使用は転化を
行うのに必要な高価なNa5Hの量を減少させ、非常に
毒性の高い副生物である硫化水素(H2S )の発生を
無くする。 Na8H: HF!Xのモル比は、好ましくは約0.7
5 :1〜約1.25 : 1の範囲内である。さらに
好ましくは約0.9 : f〜約1.1 : 1であり
、最も好ましくは約に1である。 Na5H:無機塩基(NaOH、Na2C!03または
それらの混合物)のモル比は、好ましくは少なくとも約
に1、さらに好ましくは約1:1〜約1.5 : 1で
ある。 この塩形成反応を不活性有機溶剤中で行うのが好ましい
。好適な有機溶剤には、N、N−ジメチルアセトアミド
およびジメチルホルムアミドが含まれる。しかし、溶剤
の存在は本発明にとって必須のものではない。 この反応工程においては任意の適当な反応温度を用いる
ことができる。好ましい範囲は、約り0℃〜約100℃
である。反応時間は使用する温度によって決まるが、好
適な反応時間は、約60分〜約600分の範囲であろう
。しかし、本発明は特定の反応温度または時間に限定さ
れない。 ナトリウム ペンタクロロチオフェルレートを、ニトロ
化媒質中で直接反応させてPCNBを形成させてもよく
、または好ましい態様に従ってHCJ、のような鉱酸で
最初に酸性化してペンタクロロチオフェノールを形成し
てもよい。鉱酸としてH(Jを使用した後者の反応を次
式(B) 06C4SNa + HCI →06CL5 SH+ 
Na(J (B)に示す。 H(J以外の他の鉱酸もこの工程用として使用できる。 これらの酸には、硫酸および燐酸か含まれる。一般に、
添加する鉱酸の量は、笑質的にすべてのこの塩2pc’
rpに転化させるのに十分の量でなけれはならない。 類似の酸性化反応において普通に使用される任意の反応
条件がこの場合も使用できるが、本発明はこの工程用と
して任意の特定の条件に限定されない。 ナトリウム ペンタクロロチオフェルレートまたはペン
タクロロチオフェノールのいずれかを、H2SO,また
は発煙硫酸の存在において硝酸と反応させPONBを形
成する。この反応の正確な機構は知られていないがPO
TPが発煙硫酸の存在下に一つ以上の経路によって硝酸
と反応すると信じられている。次の反応式(0)および
(D):06(J5SH+ 7 HNO3+3 so3
→06C15NO2+ 6 NO2+ 4 H2SO,
・・・・・・・・・・・・(0)o、c15SH+ 3
 HNO3+ SO3−→C6CL5NO2+2NO+
2H2SO4・・・・・・・・・・・・(D)によって
二つの理論づけられた経路を示す。各経路の副生物とし
てNO2およびNOが生成されることが分かる。得られ
た反応混合物中にはNo2およびNoの混合物が存在す
るであろうからPCTPからのPONBの形成は、両反
応機構(0)および(D)および恐らく他の機構によっ
て同時に起るものと信じられる。もちろん、本発明は、
特定の反応機構に限定はされない。 前記に示したようにこの工程用のニトロ化混酸反応体は
、硫酸および硝酸を含む。三酸化硫黄も存在するのが好
ましい(市販の発煙硫酸として)3重要であるとは考え
られないが、PONBの所望の収率を得るためには少な
くとも約帆1:1の硫酸:硝酸の重量比を使用するのが
有利である。最適の収量のこの二種の酸をさらに好まし
くは少なくとも約0.2 : 1 、最も好ましくは約
0.25 : 1〜約1.1 : 1の重”量比で使用
する。また、使用するH2SO,の約1〜約60重量%
、さらに好ましくは少なくとも約10重量%のSO3を
使用するのが望ましい。 PCTPに対してHNO3がモル過剰を有するように十
分なニトロ化混酸を使用すべきである。前記の式(0)
および(D)から分るように理論づけられた反応機構で
はこのモル過剰を必要としている。このモル比は好まし
くは少なくとも約6:1が有利である。さらに好ましく
は、モル比が約10:1〜約40:1になるような十分
な硝酸の使用が望ましい。 このニトロ化混酸を製造するだめの硝酸および硫酸(硫
酸を発煙硫酸に置き換えてもよい)の両者は、できる限
シ最大に濃厚な形態が好ましい。 ニトロ化混酸の部分を構成する硝酸は、 HNO3を少
なくとも約65重量%さらに好ましくは少なくとも約9
0重量%含有する濃硝酸であることが望ましい。硫酸は
、H2SO4を少なくとも約85重量%、さらに好まし
くは95重量%含有する濃厚形態のものが好ましい。 同時に溶剤および触媒の作用をし、反応の間に形成され
る水を吸収するために十分な硫酸が存在することが好ま
しい。特に、その触媒効果の観点からは、硫酸の存在は
、硝酸に陽子を付加し、それによシ硝酸を本発明用とし
て一層活性な物質にしていることが判明した。追加的の
SO3の存在は、収量をより高くシ、比較的高純度の生
成物が得られると信じられているため好ましい。 本発明の最終の反応は、 pc’rpとニトロ化混酸と
を一段階または二段階で互に混合することによって行な
われる。例えば1つの好ましい態様では、−個の反応容
器中においてP、OTPと濃硝酸とを混合し、次いでこ
の混合物に濃硫酸(または発煙硫酸)を添加する。他の
好ましい態様では、 POTPを硝酸と硫酸(または発
煙硫酸)の混合物に添加する。あるいはまた、酸混合物
をPOTPに添加してもよい。しかし、添加の間に所望
の反応温度が維持されている限シ添加の方法は本発明で
は賞賛な特徴ではない。 pc’rpとニトロ化混酸との間の反応は非常に発熱性
である。反応混合物の温度を制御するために、所望の温
度範囲内に温度を十分に制御できる割合でPOTPを酸
に、あるいはこの逆に添加するのが好ましい。外部冷却
があればさらに急速な添加が可能であるが、かような冷
却は必須のものではない。また適切な全般の温度制御を
よシ良好にするために公知の攪拌方法によって反応混合
物を十分混合するのが好ましい。 前記の二段階混合法を使用する場合、反応混合物を約り
5℃〜約65℃の温度に維持するのに十分な割合でpc
’rpを硝酸に、あるいはこの逆で添加するのが好まし
い。約35℃よシ低い温度では、温度制御が困難であシ
、生産速度が適当でないことを含む幾つかの生産上問題
に遭遇する。約65℃を超える初期反応温度では、望ま
しくないヘキサクロロベンゼンの形成を含む副生物の形
成の速度が増加する。従って、この第一段階添加を特定
の範囲内、さらに好ましくは約り5℃〜約60℃内で行
うのが好ましい。第二段階においては、反応混合物を約
55℃〜約100℃に保つのに十分な速度で硫酸または
発煙硫酸rとの得られた反応混合物に添加する。この段
階において約55℃より低い温度は、大部分の商業的の
方式では反応速度が遅すぎるので好ましくない。同様に
反応温度を約100℃よシ高くすることはへキサクロロ
ベンゼンのような望ましくない不純物を形成することに
なる。さらに好ましくは、この第二段階を約り0℃〜約
85℃の温度で行なうことが望ましい。 前記の一段階混合法を使用する場合には、混酸にPOT
Pの添加、あるいはこの逆の添加は、前述したと同様な
理由によって約55℃〜約100℃で行うのが好ましい
。この単段階においては反応を約り0℃〜約85℃の範
囲内で行うのがさらに好ましい。 一段階または二段階混合工程もしくは他の混合方法で行
うか否かに関係なく、前記の反応混合物は、少なくとも
POTPの一部がPONBに転化されるための十分な時
間、前記の温度範囲に維持されなければならない。この
時間の総計は、実質的に全部(すなわち95重量%以上
)のPOTPを転化するのに十分でなければならない。 この所望の転化を達成するために、反応混合物を約15
分〜約180分またはそれ以上反応させることが好まし
い。もちろん、前記の反応時間は、使用する特定の反応
温度および、それぞれ使用するHNO3:POTPおよ
びHNO3: H2BO3のモル比および重量比によっ
て決まる。反応時間を最小にするためには、生成する副
生物量を最小にし、pc’rpを実質的に完全に転化さ
せるような反応温度とモル比および重量比の組合せを利
用することが好ましい。 最終の反応が所望の完成度に達した後に、形成された固
体のPONB結晶を回収してもよく、または他の薬品製
造のだめの追加の化学反応に使用してもよい。生成物の
回収は、濾過、遠心分離、デカンテーションなど任意の
常用の液体/固体分離方法のような任意適当な方法で行
うことができる。 前記の反応が完結後に反応混合物の温度を約り℃〜約3
0℃に冷却し、次いでPONBを反応混合物から分離す
るのが好ましい。好ましい分離方法は濾過である。濾過
に次いで水または任意の他の好適な溶剤で洗浄して残留
物を除去する。あるいはまた、ある例では冷却せずに熱
濾過するのが好ましい。本発明の方法によれば、好まし
くは全PONB生成物の1.0重量%未満のへキサクロ
ロベンゼンの水準の、高純度のPONB生成物が製造さ
れる。 pc’rp分子上にはニトロ基置換用の開放された位置
がないために本発明の方法は、全く予想外であり驚くべ
きことである。−〇Hおよび−(J基は、置換用反応に
おいてそれほど反応性でないと信じられている。しかし
、もしそうであるならば、非常に広範囲の副産物が生成
するはずである。 PCNBを製造する従来技術の方法においては、ペンタ
クロロベンゼン先駆体がその環上にニトロ基と自由に置
換できる一個の開放位置を有する。本発明にはこれはあ
てはまらない。さらに、 HNO3とPCT P化合物
上の一8H基との反応で「スルホン酸基」のような他の
基が形成されることも予想される。 次の例によって本発明をさらに説明する。別記しない限
りすべての部およびパーセントは重量基準である。 例1〜4 ペンタクロロチオフェノールの製造 例1 5Qm/のジメチルホルムアミドにヘキサクロロベンゼ
ン(25,Og、0.088モル)を添加し、次いで7
.4 g(0,096モル)の73%硫化水素ナトリウ
ムおよび7.9 m/ (0,079モル)の40チ水
性水酸化ナトリウムを添加した。攪拌している反応混合
物を85℃に3.0時間熱し、室温にまで冷却し、20
011/の水中に注加した。10分攪拌後、不溶解物を
濾過によシ除去し、濾液を1511Ll(0,18モル
)の浸水性HC1で酸性にした。得られた沈殿を濾過に
よシ集め、1ooyの水で洗浄し、減圧乾燥して理論量
の92チの22.89のペンタクロロチオフェノールを
得た。 例2 50a/のジメチルホルムアミドの代シに501!LI
!のN、N−ジメチルアセトアミドを使用しただけで例
1の実験を繰返した。得られた生成物の1量d2L71
であシ、ペンタクロロチオフェノールの88%収率に相
当する〇 例6 50a/のジメチルホルムの代シに50mのスルホラン
を使用しただけで例1の実験を繰返した。 得られた生成物重量は13.6gであシ、ペンタクロロ
チオフェノールの55チ収率に相当する。 例4 水酸化ナトリウムの代りに炭酸ナトリウム(8,4,9
,0,079モル)を使用しただけで例1の実験を繰返
した。得られた生成物の重量は16.51でアシ、ペン
タクワロチオフエノールの68%収率に相当する。 例5 室温で70%硝酸60.0 gにペンタクロロチオフェ
ノール(10,0#、0.035モル)を添加した。反
応混合物を還流において7時間熱し、次いで室温で16
時間攪拌した。この時点で、40Mの305J発煙硫酸
(硫酸中の30重量%のSo、 )を、温度が55°〜
60℃の間に維持できるような速度で添加した。添加が
完了した後(30分)、反応混合物を108℃で60分
熱した。次いで、反応混合物室温にまで冷却し、濾過し
、生成物を水で洗浄し、減圧乾燥して7.6 N (7
4%収率)の、1チのへキサクロロベンゼン(GO分析
)を含む99.0−のPONBを得た。 例6A 45°〜50℃において、20分間で60.0 Nの9
9%硝酸にペンタクロロチオフェノール(10,0Ii
、0.065モル)を添加し、還流下(55℃)におい
て1.5時間熱した。この時点で、75°〜80℃の温
度を保つような速度で20縦の60重量%の発煙硫酸を
添加した。この添加が完了した後(約60分)、反応混
合物を室温に冷却した。生成物を濾過によって集め、水
で完全に洗浄し、減圧乾燥後、0.17%のへキサクロ
ロベンゼン(Go分析)を含む99.7%のPONB 
8.6g(85%収率)を得た。このワン−ボット、2
一工程法の変動を検討し、これを第1表に要約する。 例7 60.0 gの99チ硝酸に10R1アリコート(al
iquot )の30多発煙硫酸を添加し、その結果6
5℃に温度が上昇した。温度を65℃〜70℃の間に保
つような速度でペンタクロロチオフェノール(10,0
g、0.035モル)を添加し、全添加時間は1.0時
間であった。反応混合物を室温に冷却し、生成物を濾過
によシ集め、水で洗浄し、減圧乾燥した。生成物は、0
.09%のへキサクロロベンゼンを含む98.6%PO
HBとして分析された( Go )8.5 # (82
%収率)であった。このワン−ボット、1一工程法によ
る変動を第■表に要約する。 例8 60.0 gの99チ硝酸に0.5時間の間にペンタク
ロロチオフェノール(10,0g、0.035モル)を
添加し、次いで55℃で0.5時間還流した。この時点
で、10分の間に1Qmlの濃硫酸を添加し、反応混合
物を65°〜70℃で15分熱した。反応混合物を室温
に冷却し、濾過により生成物を集め、水で完全に洗浄後
減圧乾燥して、0.54%のへキサクロロベンゼン(G
o分析)を含む98.6%のPONB 6.511 (
62チ収率)を得た。 例9 100dのDMF中の25.0.9 (0,088モル
)のへキサクロロベンゼンおよび15 g(0,195
モル)の硫化水素ナトリウム(76%純度)から成る反
応混合物を80℃で6時間熱してペンタクロロチオフェ
ノールのナトリウム塩を製造した。 前記の溶剤を減圧蒸留で除去し、得られた残留物(36
,3F )を、65℃に予熱された150gの99%硝
酸に459の60係発煙硫酸の入った溶液に添加した。 水浴冷却によって反応温度釜60〜65℃に維持してい
る間にこの添加を0.5時間で行った。反応混合物を室
温に冷却し、濾過し、残留物を水で洗浄した。減圧乾燥
後、0.26%のへキサクロロベンゼンを含む97%P
ONBと分析された(Gl生成物2L3gを得た。 代理人 浅 村 皓

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) (a) 水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムお
    よびそれらの混合物から成る群から選ばれる無機塩基の
    存在下に、ヘキサクロロベンゼンと硫化水素ナトリウム
    とを反応させてナトリウム ペンタクロロチオフェルレ
    ートを形成し、 (1)) 約65℃〜110℃の温度で該ナトリウムペ
    ンタクロロチオフェルレートと、硝酸および硫酸を含む
    ニトロ化混酸とを反応させてペンタクロロニトロベンゼ
    ンを形成する(但し、前記の硝酸は前記のペンタクロロ
    チオフェノールのモル過剰で存在する)、 ことを特徴とするペンタクロロニトロベンゼンの製造方
    法。 (2) 前記のニトロ化混酸が、三酸化硫黄も含む特許
    請求の範囲第1項に記載の方法。 (3ン 前記の硫化水素ナトリウム:へキサクロロベン
    ゼンのモル比が、約0.75二1〜約1.25 : 1
    である特許請求の範囲第1項に記載の方法。 (4) 前記の硫化水素ナトリウム:無機塩基のモル比
    が、少なくとも約1=1である特許請求の範囲第1項に
    記載の方法。 (5バa)水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムおよびそ
    れらの混合物から成る群から選ばれる無機塩基の存在下
    にヘキサクロロベンゼンと硫化水素ナトリウムとを反応
    させてナトリウムペンタクロロチオフェルレートを形成
    し、 (b) 該ナトリウムペンタクロロテオフエル−トを鉱
    酸で酸性化してペンタクロロチオフェノールを形成し、 (03該ペンタクロロチオフェノールと硝酸とを約り5
    ℃〜約65℃の温度で混合し、(但し、該硝酸は前記の
    ペンタクロロチオ7エ/−ルのモル過剰で存在する)、 (d) 得られた混合物と硫酸とを約り5℃〜約ILI
    O℃で混合しくその際前記の硫酸:前記硝酸の重量比が
    少なくとも0.1 : 1である)、そして、(e) 
    fm記のペンタクロロチオフェノールの少なくトモ一部
    をペンタクロロニトロベンゼンに転化させるのに十分な
    時間、前記の反応混合物を前記の温度範囲内に維持する ことを特徴とするペンタクロロニ)1−ベンゼンの製造
    方法。 (6) 工程(b)における前記の鉱酸が、 HtJで
    ある特許請求の範囲第5項に記載の方法。 (7) 前記の硫化水素ナトリウム二へキサクロロベン
    ゼンのモル比が、約0.75 : 1〜約1゜25:1
    である特許請求の範囲第6]Aに記載の方法。 (8)前記の硫化水素ナトリウム:無機塩基のモル比が
    、少なくとも1:1である特許請求の範囲第7、!Jに
    記載の方法。 (9) 前記のニトロ化混酸が、三酸化硫黄も含む特許
    請求の範囲第8項に記載の方法。 α1(a) 水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび
    それらの混合物から成る群から選ばれる無機塩基の存在
    下にヘキサクロロベンゼンと硫化水素ナトリウムとを反
    応させてナトリウムペンタクロロチオフェルレートを形
    成し、 (b) 前記のナトリウムペンタクロロチオフェルレー
    トを鉱酸で酸性化してペンタクロロチオフェノールを形
    成し、 (C)該ペンタクロロチオフェノールと、硫酸および硝
    酸を含むニトロ化混酸とを約り5℃〜約100℃の温度
    で混合しく前記の硝酸は前記のペンタクロロチオフェノ
    ールのモル過剰で存在し、前記の硫酸:前記の硝酸の重
    量比は少なくとも0.1 : 1である)、前記のペン
    タクロロチオフェノールの少なくとも一部をペンタクロ
    ロニトロベンゼンに転化させるのに十分な時間前記の反
    応混合物を前記の温度範囲内に維持する ことを特徴とするペンタクロロニトロベンゼンの製造方
    法。 Q〃 前記の鉱酸が、H(Jである特許請求の範囲第1
    0項に記載の方法。 (6)前記の硫化水素ナトリウム:前記のへキサクロロ
    ベンゼンのモル比が、約0.75:1〜約1.25=1
    である特許請求の範囲第11項に記載の方法。 α葎 前記の硫化水素ナトリウム:前記の無機塩基のモ
    ル比が、少なくとも約1:1である特許請求の範囲第1
    2項に記載の方法。 α喧 前記のニトロ化混酸が、三酸化硫黄も含む特許請
    求の範囲第16項に記載の方法。
JP2795784A 1982-11-26 1984-02-16 ペンタクロロニトロベンゼンの製造方法 Granted JPS60174748A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/444,757 US4454362A (en) 1982-11-26 1982-11-26 Process for producing pentachloronitrobenzene
US06/461,885 US4461918A (en) 1982-11-26 1983-01-28 Process for producing pentachloronitrobenzene from hexachlorobenzene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60174748A true JPS60174748A (ja) 1985-09-09
JPS6144855B2 JPS6144855B2 (ja) 1986-10-04

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