JPS625425B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は２−ハロゲノ−５−トリフルオロメチ
ル−ピリジンの製法に関する。ここに「ハロゲ
ノ」とは、フルオロおよび／またはクロロをいう
ものとする。 ２−ハロゲノ−５−トリフルオロメチル−ピリ
ジンは、除草剤の中間体として有用である。たと
えば、これより誘導されたトリメチルピリドキシ
フエノキシプロピオン酸エチルは、大豆などの広
葉作物に害を与えることなく禾本科雑草を枯殺す
ることのできる除草剤として利用できる。 ところで、従来、ベンゾトリクロライドを五フ
ツ化アンチモンと反応させてベンゾトリフルオラ
イドを製造する方法が知られている。従つて、こ
れと同様に、２−クロロ−５−トリクロロメチル
−ピリジンを五フツ化アンチモンと反応させれば
２−ハロゲノー５−トリフルオロメチル−ピリジ
ンが得られるであろうことは、一見予想できると
ころである。しかしながら、五フツ化アンチモン
の如きフツ化化合物をフツ素化剤とする方法は、
反応後に固体の塩化化合物が残り、これの取扱い
が面倒である。 これまで、２−クロロ−５−トリクロロメチル
−ピリジンをフツ化水素と反応させて２−ハロゲ
ノ−５−トリフルオロメチル−ピリジンを製造す
る方法は知られていない。クロロアルカンまたは
クロロフルオロアルカンをフツ化水素と固体フツ
素化触媒たとえばフツ化鉄（）、フツ化アルミ
ニウムまたはクロム（）オキシフルオライド触
媒の存在下に高温で反応させて、クロロフルオロ
アルカンまたはフルオロアルカンを製造するため
のフツ素化反応は知られているが、２−クロロ−
５−トリクロロメチル−ピリジンの如き塩基性物
質をフツ化アルミニウムなど前記フツ素化触媒の
ルイス酸の存在下に高温で接触させることは、こ
れらの触媒の変質が予想されるので、当業者にと
つては実行し難いところである。 本発明の目的は、２−クロロ−５−トリクロロ
メチル−ピリジンから２−ハロゲノ−５−トリフ
ルオロメチル−ピリジンを製造するに当り、固体
の残渣を残さない製造法を提供するにあり、かゝ
る目的は２−クロロ−５−トリクロロメチル−ピ
リジンとフツ化水素を固体フツ素化触媒の存在下
に反応させることによつて達成される。この方法
によれば、フツ化水素は塩化水素となるなど、生
成物は液体または気体であつて、取扱いの面倒さ
が解消される。 本発明方法においては、固体フツ素化触媒が使
用される。固体フツ素化触媒とは、クロロアルカ
ンまたはクロロフルオロアルカンをフツ化水素と
高温たとえば150〜500℃で反応させてその化合物
の塩素をフツ素に置換する働きを有する触媒であ
つて固体のものをいい、例を挙げるとフツ化アル
ミニウムまたはクロム（）オキシフルオライド
もしくはこれらの混合物ないしはフツ化アルミニ
ウムに担持したクロム（）オキシフルオライド
である。 クロム（）オキシフルオライドは、クロロア
ルカンのフツ素化触媒として公知であり、フツ化
クロム（）またはその水和物を約500℃におい
て酸素や空気で処理するか、酸化クロム（）ま
たはその水和物を350〜450℃においてフツ化水素
で処理することにより得られる。あるいは活性炭
に塩化クロム（）を担持し、350〜450℃でフツ
化水素で処理しても得られる。フツ化アルミニウ
ムに担持したクロム（）オキシフルオライド
は、フツ化アルミニウムに酸化クロム（）を含
浸させて還元した後にフツ化水素気流中350〜450
℃で処理することにより得られる。フツ化アルミ
ニウム、クロム（）オキシフルオライドまたは
フツ化アルミニウムに担持したクロム（）オキ
シフルフライドは、クロロアルカンまたはクロロ
フルオロアルカンのフツ素化反応の触媒として公
知であり、かゝるフツ素化反応に使用できるもの
は何れも本発明において使用できる。 本発明において前記触媒を使用するときは、反
応温度は、250〜400℃が好ましい。最も好ましい
のは、270〜350℃である。250℃より低いとき
は、反応率が低く、400℃よりも高いときは、触
媒の寿命上好ましくない。 本発明においては、原料の反応体である２−ク
ロロ−５−トリクロロメチル−ピリジンおよびフ
ツ化水素の仕込み割合は、任意でよい。何れか入
手し易い方を過剰に仕込むなり、生成物である２
−フルオロ−５−トリフルオロメチル−ピリジン
または２−クロロ−５−トリフルオロメチル−ピ
リジンの何れを優勢に製造するかにより定めれば
よい。２−クロロ−５−トリクロロメチル−ピリ
ジンに対しフツ化水素を通常３〜30モルの割合
で、好ましくは５〜20モルの割合で反応させるの
が、未反応の２−クロロ−５−トリクロロメチル
−ピリジンを残さず、フツ化水素を余りに多量に
回収する必要がない点で好ましい。また、触媒の
長寿命化をはかるためには、フツ化水素の過剰が
よい。また、２−クロロ−５−トリクロロメチル
−ピリジンを反応帯へ導入するのを導入するのを
容易にするため、これをフツ化水素の溶液として
使用してもよい。 反応圧力は、特に制限はない。通常、１気圧な
いし５気圧である。接触時間も特に制限はない。
触媒を使用する場合、空間速度を100〜10000hr^-1
程度にするのがよい。 本発明において、２−クロロ−５−トリクロロ
メチル−ピリジンを反応帯へ導入するには、これ
を不活性溶媒の溶液として行うことができる。こ
れにより、常温で固体である２−クロロ−５−ト
リクロロメチル−ピリジン（融点51〜54℃）を常
温で液体の形にして、仕込みを容易にすることが
できるのみならず、触媒の寿命の増大をもたら
す。なお、この場合使用する不活性溶媒がフツ化
水素と相溶性を有しないものであるときは、生成
物である２−ハロゲノ−５−トリフルオロメチル
−ピリジンは、フツ化水素と塩を形成するため、
当該目的物と当該不活性溶媒の分離を極めて容易
に行うことができる。ここにおいて不活性溶媒と
は、フツ化水素と前記触媒上でほとんど反応せ
ず、２−クロロ−５−トリクロロメチル−ピリジ
ンを溶解し、本発明に係る反応を妨害しない有機
液体である。不活性溶媒であつてフツ化水素と相
溶性を有しないものの具体例を挙げると、３，４
−ジクロロ−ベンゾトリフルオライド、トリクロ
ロトリフルオロエタン、トリフルオロメチルベン
ゼン、Ｐ−クロロ−ベンゾトリフルオライド、ｏ
−クロロ−ベンゾトリフルオライド、２−フルオ
ロ−５−トリフルオロメチル−ピリジンなどがあ
る。 以下代表的な触媒の調製例および実施例を挙げ
て本発明を説明する。 フツ化アルミニウム触媒の調製例：− 粒径2.8〜４mmの活性アルミナ（住友化学工業
株式会社製KH）40ｇを電気炉内に保持された内
径19mm、長さ1mのハステロイＣ製反応管に充填
した後、窒素気流中、200℃に加熱し、その温度
で窒素流速150ml／分、フツ化水素流速300ml／分
で３時間処理した。次いで窒素とフツ化水素の混
合ガス気流中、350℃に加熱し、その温度で２時
間保持した後、フツ化水素を止め、窒素気流中で
冷却した。得られたフツ化アルミニウム触媒量は
62ｇであつた。 Ｘ線回折によりβ−A1F₃およびγ−A1F₃が含
まれていることがわかつた。得られた触媒を触媒
Ａとする。 クロム（）オキシフルオライド触媒の調製：− フツ化クロム（）・三水和物粉末を直径３
mm、高さ６mmの円柱状ペレツトに成形し、フツ化
アルミニウム触媒調製と同様の反応管にペレツト
60ｇを充填し、空気気流（流速300ml／分）中、
４時間かけて500℃に昇温し、その温度で１時間
保持した。次いで、空気気流を窒素気流に代え、
600℃に昇温し、その温度で４時間保持した後、
温度を350℃に下げ、窒素流速150ml／分、フツ化
水素流速300ml／分で３時間処理した。得られた
クロム（）オキシフルオライド触媒は48ｇであ
り、その組成はほぼCrOFであつて、Ｘ線回折で
は無定形であつた。得られた触媒を触媒Ｂとす
る。 フツ化アルミニウム担持クロム触媒の調製：− 触媒A50ｇを200ml二口フラスコに仕込み真空
に引きながら、20重量％酸化クロム水溶液50ｇを
滴加した。常圧にもどして30分間放置した後、上
澄液を除去し、100℃で一夜乾燥した。乾燥後、
前２例と同様の反応管に仕込み、窒素気流中、
250℃に加熱し、その温度で２時間保持した後、
500℃に昇温し、更に２時間保持した。次いで、
350℃に降温した後、窒素流速150ml／分、フツ化
水素300ml／分で２時間処理した。得られた触媒
は約1.8重量％のクロム化合物を含んでいた。得
られた触媒を触媒Ｃとする。 実施例 １〜４ 内径19mm、長さ１ｍのハステロイＣ製反応管に
第１表に示す触媒50ｇを充填した反応帯に、同じ
く第１表に示す反応温度および１気圧の反応圧力
で、フツ化水素を400ml／分（STP）でおよび２
−クロロ−５−トリクロロメチル−ピリジンの
３，４−ジクロロ−ベンゾトリフルオライド30重
量％溶液を1.0ｇ／分で６時間通じて反応させ
た。なお、空間速度は、602hr^-1であつた。排出
物は、水洗塔に導いた。 反応終了後、水洗塔底部に沈降した有機層を液
液分離により分離した。これは、３，４−ジクロ
ロ−ベンゾトリフルオライドおよび少量の目的物
から成るものであつた。水洗塔の水層および洗浄
に用いた水を水酸化ナトリウムで中和して、有機
物を沈降させ、先に分離した有機層を加えて、中
和しながらはげしく撹拌した後、有機層を液々分
離した。 次いで、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥
し、蒸留により沸点120〜157℃の留分を採取し
た。マススペクトログラフイー、核磁気共鳴分
析、赤外線分光分析およびガスクロマトグラフイ
ー分析の結果、何れの実施例の生成物も２−クロ
ロ−５−トリフルオロメチル−ピリジン、２−フ
ルオロ−５−トリフルオロメチル−ピリジンおよ
び微量の３，４−ジクロロ−ベンゾトリフルオラ
イドから成るものであつた。

【表】 実施例５および６ 触媒を製造した装置に触媒Ａを50ｇ充填した反
応帯に、反応温度350℃、反応圧力１気圧でフツ
化水素200ml／分（STP）および２−クロロ−５
−トリクロロメチル−ピリジンの第２表に示した
溶媒の10重量％溶液１ｇ／分を６時間供給した。
排出物は、約25℃に保持されたポリエチレン製空
塔に導き、更に排出する気体は、水およびアルカ
リ水溶液に吸収した。反応後、空塔に捕集された
液体は、２相を形成し、上層は、ハロゲノ−トリ
フルオロメチル．ピリジン（30重量％）およびフ
ツ化水素（70重量％）からほとんど成つていた。
下層は、溶媒から成り、目的物はガスクロマトグ
ラフイ分析によれば見出されなかつた。上層を
液々分離し、80℃に加熱して、フツ化水素を除去
した後、室温に冷却し、水を加えて、アルカリで
中和した。これから、液々分離により得た下層の
有機物は、ガスクロマトグラフイ分析の結果、微
量の溶媒を含む目的物であつた。上層の水層部の
フツ素イオン、塩素イオンの分析結果から、フツ
化水素、塩化水素はほとんどないことが分つた。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２−クロロ−５−トリクロロメチル−ピリジ
   ンとフツ化水素を、フツ化アルミニウムおよびク
   ロム（）オキシフルオライドならびにこれらの
   混合物ならびにフツ化アルミニウムに担持したク
   ロム（）オキシフルオライドから成る群から選
   ばれた固体フツ素化触媒の存在下に反応させて２
   −ハロゲノ−５−トリフルオロメチル−ピリジン
   を得ることを特徴とするハロゲノ−トリフルオロ
   メチル−ピリジンの製法。 ２ 250〜400℃で反応させる特許請求の範囲第１
   項記載の製法。 ３ ２−クロロ−５−トリクロロメチル−ピリジ
   ン１モルに対しフツ化水素３〜30モルの割合で使
   用する特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   製法。 ４ ２−クロロ−５−トリクロロメチル−ピリジ
   ンをフツ化水素の溶液として反応帯に導入する特
   許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の製法。