JPS62114939A - Production of fluorobenzene derivative - Google Patents

Production of fluorobenzene derivative

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JPS62114939A
JPS62114939A JP25547885A JP25547885A JPS62114939A JP S62114939 A JPS62114939 A JP S62114939A JP 25547885 A JP25547885 A JP 25547885A JP 25547885 A JP25547885 A JP 25547885A JP S62114939 A JPS62114939 A JP S62114939A
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JP
Japan
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fluoride
metal fluoride
reaction
solvent
dinitro
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Application number
JP25547885A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuki Takemoto
一樹 武元
Jiyunko Ichihara
潤子 市原
Akishizu Hanabusa
花房 昭静
Takashi Ando
安藤 喬志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the titled compound useful as an intermediate for medicines, agricultural chemicals, etc., in good yield, by fluorinating a benzene derivative with a specific fluorinating agent without using a reaction solvent to substitute 1-2Cl or Br atoms in the benzene nucleus with 1-2 F atoms. CONSTITUTION:A benzene derivative expressed by formula I [X is nitro or cyano; Y is Cl or Br; n is 1 or 2; m is 1-(6-n)], e.g. 1,3-dinitro-4,6- dichlorobenzene, is reacted with a fluorinating agent, e.g. alkali metal fluoride such as KF, etc., or alkaline earth metal fluoride such as CaF2, etc, without a solvent at room temperature <= 300 deg.C, preferably 100-250 deg.C for 5-20hr under ordinary pressure to afford the aimed fluorobenzene derivative expressed by formula II [p is n; q is 0-(6-n-p)], e.g. 1,3-dinitro-4,6-difluorobenzene, etc. EFFECT:The aimed compound can be industrially and advantageously produced without problems of recovering the reaction solvent, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、医農薬等の中間体として有用なフルオロベン
ゼン誘導体を製造する方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for producing fluorobenzene derivatives useful as intermediates for medicines and agrochemicals.

〈従来の技術〉 ニトロ基またはシアノ基で活性化されたベンゼン環上の
塩素原子あるいは臭素原子を、アルカリ金属フッ化物で
ハロゲン交換させてフッ素化する方法は、古くから研究
されており、多くの文献が発表されている。
<Prior art> The method of fluorinating a chlorine or bromine atom on a benzene ring activated with a nitro group or a cyano group by halogen exchange with an alkali metal fluoride has been studied for a long time, and many methods have been used. Literature has been published.

例えば、極性高沸点溶媒であるスルホランを用いてフル
オロニトロベンゼンを製造する方法は、特開昭58−1
70735号明細書中に記載がある。
For example, a method for producing fluoronitrobenzene using sulfolane, a polar high-boiling solvent, was published in JP-A-58-1
It is described in the specification of No. 70735.

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、従来知られている極性高沸点溶媒を用いるフッ
素化反応では、溶媒の回収、溶媒の乾燥あるいは精製の
必要があり、工業的製法としては必ずしも有利な方法と
はいえない。
<Problems to be solved by the invention> However, in the conventionally known fluorination reactions using polar high-boiling solvents, it is necessary to recover the solvent, dry or purify the solvent, and this is not necessarily advantageous as an industrial production method. It cannot be called a method.

〈問題点を解決するだめの手段〉 本発明者らは、ニトロ基またはシアノ基で活性化された
ベンゼン誘導体のフッ素反応を無溶媒で、かつ出来るだ
け温和な条件下で行う方法について検討した結果、フッ
素化剤としてアルカリ金属フッ化物またはアルカリ土類
金属のいずれか一方を使用した場合には該反応は極めて
遅いが、その両者を併用した場合には無溶媒下において
フッ素化が進行し、収率よく目的物が得られることを見
出し、本発明に至った。
<Means to Solve the Problem> The present inventors have investigated a method for conducting a fluorine reaction of a benzene derivative activated with a nitro group or a cyano group without a solvent and under as mild conditions as possible. When either an alkali metal fluoride or an alkaline earth metal is used as a fluorinating agent, the reaction is extremely slow, but when both are used together, fluorination proceeds in the absence of a solvent, resulting in a high yield. It was discovered that the desired product could be obtained with high efficiency, leading to the present invention.

すなわち本発明は、一般式(I) 〔ただし、Xはニトロ基またはシアノ基を示す。That is, the present invention provides general formula (I) [However, X represents a nitro group or a cyano group.

Yは塩素原子または臭素原子を示す。nは1または2、
mは1〜(6−n)の整数を示す。〕で表されるベンゼ
ン誘導体に、無溶媒下で、アルカリ金属フッ化物および
アルカリ土類金属フッ化物を反応させることを特徴とす
る一般式(It)〔ただし、Xはニトロ基またはシアノ
基を示す。
Y represents a chlorine atom or a bromine atom. n is 1 or 2,
m represents an integer of 1 to (6-n). [However, X represents a nitro group or a cyano group] [wherein X represents a nitro group or a cyano group] .

Yは塩素原子または臭素原子を示す。nは1または2、
Pは1または2、qは(1〜(6−n−p)の整数を示
す。〕 で示されるフルオロベンゼン誘導体の製造法を提供する
ものである。
Y represents a chlorine atom or a bromine atom. n is 1 or 2,
P represents 1 or 2, and q represents an integer of 1 to (6-n-p).

本発明において、原料であるベンゼン誘導体としては、
例えばo−クロロニトロベンゼン、p−クロロニトロベ
ンゼン、1,3−ジニトロ−4゜6−ジクロロベンゼン
、3.4−ジクロロニトロベンゼン、2,6−シクロロ
ペンゾニトリルなどが例示される。
In the present invention, the benzene derivative as a raw material is as follows:
Examples include o-chloronitrobenzene, p-chloronitrobenzene, 1,3-dinitro-4°6-dichlorobenzene, 3,4-dichloronitrobenzene, and 2,6-cyclopenzonitrile.

本発明に用いるアルカリ金属フッ化物としては、フッ化
ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウムなどが例
示され、好ましいものとして、フッ化カリウムとフッ化
セシウムが挙げられる。またアルカリ土類金属フッ化物
としては、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フ
ッ化ストロンチウム、フッ化バリウムなどが例示され、
好ましいものとしては、フッ化カルシウムが挙げられる
Examples of the alkali metal fluoride used in the present invention include sodium fluoride, potassium fluoride, and cesium fluoride, with potassium fluoride and cesium fluoride being preferred. Examples of alkaline earth metal fluorides include magnesium fluoride, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride, etc.
Preferable examples include calcium fluoride.

アルカリ金属フッ化物に対するアルカリ土類金属フッ化
物の使用量は、通常触媒量から5倍モルであるが、好ま
しくは0.5〜3倍モルである。
The amount of alkaline earth metal fluoride used relative to the alkali metal fluoride is usually 5 times the catalytic amount by mole, but preferably 0.5 to 3 times the mole amount.

また、アルカリ金属フッ化物の使用量は、出発原料であ
るベンゼン誘導体に対して、通常0.2モル当量から大
過剰、好ましくは063モル当量〜3モル当量である。
The amount of alkali metal fluoride used is usually 0.2 molar equivalent to a large excess, preferably 0.63 molar equivalent to 3 molar equivalent, relative to the benzene derivative as the starting material.

反応は通常常圧下で行われ、反応温度は、室温〜300
℃、好ましくは100〜250℃である。
The reaction is usually carried out under normal pressure, and the reaction temperature ranges from room temperature to 300℃.
℃, preferably 100 to 250℃.

反応時間は一般的には5〜20時間である。The reaction time is generally 5 to 20 hours.

〈発明の効果〉 かくして、本発明の方法によれば、原料ベンゼン誘導体
におけるベンゼン核に結合している塩素原子または臭素
原子のうちの1〜2個がフッ素原子に置換され、目的と
する前記一般式(I)で示されるフルオロベンゼン誘導
体を収率よく得ることができ、しかも本発明の方法は反
応溶媒を使用しないため、反応溶媒の回収等の問題もな
く、工業的製法として非常に有利となる。
<Effects of the Invention> Thus, according to the method of the present invention, one or two of the chlorine atoms or bromine atoms bonded to the benzene nucleus in the raw benzene derivative are replaced with fluorine atoms, and the desired general The fluorobenzene derivative represented by formula (I) can be obtained in good yield, and since the method of the present invention does not use a reaction solvent, there are no problems such as recovery of the reaction solvent, making it very advantageous as an industrial production method. Become.

〈実施例〉 以下実施例により本発明を説明する。<Example> The present invention will be explained below with reference to Examples.

実施例1 1.3−ジニトロ−4,6−シクロロベンセ′ン10 
g (42,2mmole)、フッ化カリウム7.4g
(127、4mmole)、およびフッ化カルシウム6
.6g(84,5mmole)を混合し、140〜15
0t:で9時間攪拌した。反応復水にあけ、トルエン−
酢酸エチル(重量比2:1)で抽出、濾過、濃縮して、
1.3−’;ニトロー4.6−ジフルオロベンゼンの結
晶7.9g(融点71.5〜73℃、収率91.7%)
を得た。
Example 1 1,3-dinitro-4,6-cyclobenzene 10
g (42.2 mmole), potassium fluoride 7.4 g
(127,4 mmole), and calcium fluoride 6
.. Mix 6g (84,5mmole), 140-15
The mixture was stirred at 0t: for 9 hours. Pour into reaction condensate and add toluene.
Extract with ethyl acetate (2:1 weight ratio), filter, and concentrate.
1.3-'; 7.9 g of nitro-4,6-difluorobenzene crystals (melting point 71.5-73°C, yield 91.7%)
I got it.

尚、比較のためにフッ素化剤としてフッ化カルシウムの
みを18 g (230mmole)使用する以外は上
記と同様の反応を試みたが、殆ど反応が進行しなかった
For comparison, a reaction similar to the above was attempted except that 18 g (230 mmole) of calcium fluoride alone was used as the fluorinating agent, but the reaction hardly proceeded.

また、同様にしてフッ化カリウムのみを12.8g (
220,4mmole)用いて反応を行った場合、反応
は完全に終了せず、1,3−ジニトロ−4,6−シフル
オロニトロベンゼンの収率は60%であった。
Similarly, 12.8g of potassium fluoride (
220.4 mmole), the reaction did not complete completely and the yield of 1,3-dinitro-4,6-cyfluoronitrobenzene was 60%.

実施例2 0−クロロニトロベンゼン150g(0,95mole
) 、フッ化カリウム18.4 g (0,32mol
e)およびフッ化カルシウム49.5 g (0,63
mole)を混合し、240〜245℃で6時間攪拌し
た。
Example 2 150 g of 0-chloronitrobenzene (0.95 mole
), potassium fluoride 18.4 g (0.32 mol
e) and calcium fluoride 49.5 g (0,63
mole) and stirred at 240-245°C for 6 hours.

反応後水にあけ、トルエンで抽出、濾過、濃縮して14
4gの油状物質を得た。得られた油状物質144 gl
!taし、0−フルオロニトロベンゼン23.5g (
bpl 1g、5〜119℃/ 30 mmHg、)を
得、o−クロロニトロベンゼン107.8g(bp13
6〜137℃/ 30 mmHg)を回収した。
After the reaction, pour into water, extract with toluene, filter, and concentrate.
4 g of oil was obtained. 144 g of oil obtained
! 23.5 g of 0-fluoronitrobenzene (
bpl 1 g, 5-119 °C/30 mmHg, ) was obtained, and o-chloronitrobenzene 107.8 g (bp 13
6-137°C/30 mmHg) was collected.

このときの0−クロロニトロベンゼンの反応率は28.
1%であり、消費された0−クロロニトロベンセンに対
する0−フルオロニトロベンゼンの収率は62.2%で
あった。
The reaction rate of 0-chloronitrobenzene at this time was 28.
1%, and the yield of 0-fluoronitrobenzene based on the consumed 0-chloronitrobenzene was 62.2%.

比較のため、フッ化カリウム55.2g(0,95mo
le)およびフッ化カルシウム74.2g(0,95m
ole)をそれぞれ単独で使用し、上記と同様に反応さ
せたが0−フルオロニトロベンゼンはほとんど得られず
、原料である。−クロロニトロベンゼンを99%以上回
収した。
For comparison, 55.2 g of potassium fluoride (0.95 mo
le) and calcium fluoride 74.2 g (0.95 m
ole) was used alone and reacted in the same manner as above, but almost no 0-fluoronitrobenzene was obtained, which is a raw material. -More than 99% of chloronitrobenzene was recovered.

実施例3 2.6−ジクロロベンゾニトリル 17.2g(0、1
mole) 、フッ化カリウム14 g (0,24m
ole)およびフッ化カルシウム9.4 g (0,1
2mole)を混合し、225〜240℃で7時間攪拌
した。反応後水にあけ、トルエンで抽出、濾過した。ト
ルエン層を水洗後濃縮し、さらに清潔を行って、2゜6
−シフルオロベンゾニトリル0.9g(bp53℃15
mmHg)および2−クロロ−6−フルオロベンゾニト
リル7.0g(bp63〜65℃15mml1g)を得
、清潔残渣より、2,6−シクロロペンゾニトリル6.
3gを回収した。
Example 3 2.6-dichlorobenzonitrile 17.2g (0,1
mole), potassium fluoride 14 g (0.24 m
ole) and calcium fluoride 9.4 g (0,1
2 mole) and stirred at 225-240°C for 7 hours. After the reaction, the mixture was poured into water, extracted with toluene, and filtered. The toluene layer was washed with water, concentrated, and further cleaned to give a
-cyfluorobenzonitrile 0.9g (bp53℃15
mmHg) and 2-chloro-6-fluorobenzonitrile (7.0 g (bp 63-65°C, 15 mm/1 g)), and from the clean residue, 2,6-cyclopenzonitrile 6.
3g was recovered.

このときの2.6−ジクロロベンゾニトリルの反応率は
63.3%であり、消費された2、6−ジクロロベンゾ
ニトリルに対する収率は、2,6−ジフルオロベンゾニ
トリル10.2%、2−クロロ−6−フルオロベンゾニ
トリル71.0%であった。
The reaction rate of 2,6-dichlorobenzonitrile at this time was 63.3%, and the yield based on the consumed 2,6-dichlorobenzonitrile was 10.2% of 2,6-difluorobenzonitrile, 2- The content of chloro-6-fluorobenzonitrile was 71.0%.

比較のため、フッ化カリウム20.9g(0,36mo
le)およびフッ化カルシウム28.1g(0,36m
ole)をそれぞれ単独で使用し、上記と同様に反応さ
せたが、反応はほとんど進行しなかった。
For comparison, 20.9 g of potassium fluoride (0.36 mo
le) and calcium fluoride 28.1 g (0.36 m
ole) was used alone and reacted in the same manner as above, but the reaction hardly proceeded.

実施例4 3.4−ジクロロニトロベンゼン10g(52mmo 
le)、フッ化カリウム6、1 g (0,1mole
)およびフッ化カルシウム4.1 g (52mmol
e)を混合し、235〜240℃で6時間攪拌した。反
応後水にあけ、トルエンで抽出、め過、濃縮して、9.
8gの油状物質を得た。薄溝を行って、3−クロロ−4
−フルオロニトロベンゼン0.8g(bp95〜96℃
15mml1g)を得、3,4−ジクロロニトロベンゼ
ン8.2g (bp 110〜112℃15mml1g
)を回収した。
Example 4 3.4-dichloronitrobenzene 10 g (52 mmo
le), potassium fluoride 6.1 g (0.1 mole
) and calcium fluoride 4.1 g (52 mmol
e) was mixed and stirred at 235-240°C for 6 hours. After the reaction, pour into water, extract with toluene, filter, and concentrate.9.
8 g of oil was obtained. 3-chloro-4 by making a thin groove
- 0.8 g of fluoronitrobenzene (bp 95-96°C
15 mml1g) was obtained, and 8.2g of 3,4-dichloronitrobenzene (bp 110-112℃15 mml1g) was obtained.
) were collected.

このときの3.4−ジクロロニトロベンゼンの反応率は
18%であり、消費された3、4−ジクロロニトロベン
ゼンに対する収率は48.6%であった。
The reaction rate of 3,4-dichloronitrobenzene at this time was 18%, and the yield based on the consumed 3,4-dichloronitrobenzene was 48.6%.

比較のため、フッ化カリウム8.9g(153mmol
e)およびフッ化カルシウム11.9g(152mmo
le)をそれぞれ単独で使用し、上記と同様に反応させ
たが、反応はほとんど進行しなかった。
For comparison, 8.9 g (153 mmol) of potassium fluoride
e) and calcium fluoride 11.9 g (152 mmo
le) was used alone and reacted in the same manner as above, but the reaction hardly proceeded.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 〔ただし、Xはニトロ基またはシアノ基を示す。 Yは塩素原子または臭素原子を示す。nは1または2、
mは1〜(6−n)の整数を示す。〕で表されるベンゼ
ン誘導体に、無溶媒下で、アルカリ金属フッ化物および
アルカリ土類金属フッ化物を反応させることを特徴とす
る一般式(II)▲数式、化学式、表等があります▼(I
I) 〔ただし、Xはニトロ基またはシアノ基を示す。 Yは塩素原子または臭素原子を示す。nは1または2、
Pは1または2、qは0〜(6−n−p)の整数を示す
。〕 で表されるフルオロベンゼン誘導体の製造法。
(1) General formula (I) ▲Mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) [However, X represents a nitro group or a cyano group. Y represents a chlorine atom or a bromine atom. n is 1 or 2,
m represents an integer of 1 to (6-n). General formula (II), which is characterized by reacting a benzene derivative represented by ] with an alkali metal fluoride and an alkaline earth metal fluoride in the absence of a solvent ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (I
I) [However, X represents a nitro group or a cyano group. Y represents a chlorine atom or a bromine atom. n is 1 or 2,
P represents 1 or 2, and q represents an integer of 0 to (6-n-p). ] A method for producing a fluorobenzene derivative represented by
(2)アルカリ金属フッ化物およびアルカリ土類金属フ
ッ化物として、フッ化カリウムとフッ化カルシウムを用
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のフ
ルオロベンゼン誘導体の製造法。
(2) The method for producing a fluorobenzene derivative according to claim 1, characterized in that potassium fluoride and calcium fluoride are used as the alkali metal fluoride and alkaline earth metal fluoride.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996020168A1 (en) * 1994-12-28 1996-07-04 Dowelanco Solventless process for making 2,6-difluorobenzonitrile
CN106748796A (en) * 2016-12-29 2017-05-31 南京理工大学 The method for preparing the dinitro benzene of 1,5 difluoro 2,4
CN111957063A (en) * 2020-09-03 2020-11-20 常州新日催化剂有限公司 Trapping device and process for 3, 4-dichlorobenzonitrile production

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