JPS6261930A - 芳香族弗素化合物の製造法 - Google Patents

芳香族弗素化合物の製造法

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JPS6261930A
JPS6261930A JP60199489A JP19948985A JPS6261930A JP S6261930 A JPS6261930 A JP S6261930A JP 60199489 A JP60199489 A JP 60199489A JP 19948985 A JP19948985 A JP 19948985A JP S6261930 A JPS6261930 A JP S6261930A
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fluorocyclohexene
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Shinsuke Fukuoka
伸典 福岡
Masahiro Tojo
正弘 東條
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (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】 (産業上の利用分野) 本発明は、芳香族弗素化合物の新規な製造法に関する。
さらに詳しくは、1−フルオロシクロヘキセン骨格を有
する化合物を脱水素触媒および分子状酸素の存在下に酸
化的に脱水素することを特徴とする芳香族弗素化合物の
製造法に関する。
(従来の技術) 芳香族弗素化合物の製造法としては、従来、アニリン類
のジアゾニウム塩を熱分解する方法(シ−マン法)や、
遊子吸引性置換基を有するクロロベンゼン誘導体を弗化
アルカリ土属金用いて弗素置換する方法(ハロゲン交換
法)や、分子状弗素によるベンゼン類の直接弗素化、あ
るいは比較的複雑な構造を有する化合物に対する単純脱
水素法等が知られている。
しかしながら、これらの方法は、高価な原料を用いるこ
とや、目的生成物である芳香族弗素化合物の収率が低い
という欠点がある。また、ジ−マン法では、不安定で分
解しやすい固体のジアゾニウム塩′fc取り扱わなけれ
ばならないため、工業的に実施するのは困難を伴なう。
直接弗素比法では、きわめて反応性の高い分子状弗素を
使用するという点で危険性が高いばかりでなく、副生成
物も多い。
電子吸引性基金置換基として持つ1−フルオロシクロヘ
キセン骨格を有する比較的構造の複雑な化合物に対する
嚇純な脱水素反応は、従来知られている〔例えば、ベト
ロフら、ケミカル・アブストラクト、第51巻、 73
25 r (1957)]。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、従来の脱水素反応では、反応の選択性が
低いなどの問題点があった。すなわち、1−フルオロシ
クロヘキセン骨格を有する化合物を、脱水素触媒を用す
て単純脱水素反応を行つ九場合、目的とする芳香族弗素
化合物の他に、炭素−弗素結合が開裂した結果生成する
不飽和炭化水素比合物や、不均化反応の結果生成する種
々の飽和炭化水素比合物等が副成する。ま友、炭素−弗
素結合の開裂のため、弗化水素分子が発生する。
IL単純脱水素法では5反応速度を向上させる友めには
高い反応温度全必要とし、そのため、目的とする【ヒ合
物の選択性はさらに低下する。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、上記の欠点を有しない新規な製造法を見
出すため鋭意研究を重ね友結果、無置換の1−フルオロ
シクロヘキセンからフルオロベンゼン1c製造すること
のできる全く新しい方法を見出し、すでに特許出願し友
が、さらに検討を進め几結果、この系に芳香族ニトロ化
合物を共存させることによって、フルオロベンゼンの収
率および選択率が飛躍的に向上することを見出すと共に
、1−フルオロシクロヘキセン以外の置換基を有する1
−フルオロシクロヘキセン誘導体にもこの方法が適用で
き、高収率、高選択率で対応する芳香族弗素化合物を製
造できることも見出し、先に特許出願した。本発明者ら
は、1−フルオロシクロヘキサン骨格を有する化合物か
ら対応する芳香族フッ素rヒ合物を製造することのでき
るこの新しい反応について、さらに研究を進め几結果、
先に提案した方法とは別に、高収率、高選択率で目的と
する芳香族フッ素化合物を製造できる方法を見出し1本
発明を完成するに至つ友。
すなわち、本発明は、脱水素触媒および分子状酸素の存
在下に、一般式(1) (式中b RIeR* aRs JRI JRI ?i
同一でも異なってもよい炭素数1〜5のアルキル基、ア
シル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカル
ボニル基あるいは水素原子を示す。) で表わされる1−フルオロシクロヘキセン骨格を有する
化合物を脱水素することを特徴とする一般弐I Rう t (式中、RI m R1# a、 I R4m g、は
前記に同じ。)で表わされる芳香族弗素1ヒ合物の製造
法に関するものである。
本発明の特徴は、1−フルオロシクロヘキセン骨格を有
する化合物を分子状酸素で酸化的に脱水素することによ
って、芳香族弗素化合物を製造することにある。このよ
うな方法は、今まで全く知られていなかったものである
が、従来の単純な脱水素法と比較して、きわめて高い選
択率で目的とする化合物が収率よ〈得られることが特徴
である。
原料として用いられる1−フルオロシクロヘキセン骨格
を有する化合物としては%前記一般式(1)%式% ヨln、例えば、1−フルオロシクロヘキセン、メチル
−1−フルオロシクロヘキセン(各異性体)、エチル−
1−フルオロシクロヘキセン(各51体)、プロピル−
1−フルオロシクロヘキセン(各異性体) 等(D モ
ノアルキル−1−フルオロシクロヘキセン(各異性体)
類や、ジアルキル−1−フルオロシクロヘキセン(各異
性体)類、トリアルキル−1−フルオロシクロヘキセン
(各異性体)類等のボIJ ’フルキルー1−フルオロ
シクロヘキセン類、アルいは4−アセチル−1−フルオ
ロシクロヘキセン等のアシル−1−フルオロシクロヘキ
セン(各異性体)類、4−メトキシカルボニル−1−フ
ルオロシクロヘキセン等のアルコキシカルボニル−1−
フルオロシクロヘキセン類やアリールオキシカルボニル
−1−フルオロン10ヘキセン類が好ましく用いられる
。さらに好ましくは、1−フルオロシクロヘキセン、4
−フルオロシクロヘキセン−5−カルボン酸アルキルが
用いられる。
このような1−フルオロシクロヘキセン骨格ヲ有する化
合物は、どのような方法で製造され友ものであってもよ
い。
本発明において使用される脱水素触媒としては、本発明
の反応条件において脱水素能を有する触媒であればよく
、特に規定されるものではない。好1しくは、パラジウ
ム、白金、ルテニウム、ニッケル、コバルト、ロジウム
、オスミウム、イリジウム等の白金族金属および白金族
元素を含む化合物の中から選ばれ友少なくとも1種の触
媒が用いられる。さらに好ましくは、パラジウム、白金
、ルテニウム、およびパラジウム、白金、ルテニウム金
倉む化合物の中から選ばれ九少なくとも1種の触媒が用
いられる。ま友、これらの触媒成分は、活性炭、グラフ
ァイト、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、シリカ
−チタニア、チタニア、ジルコニア、硫酸バリウム、炭
酸カルシウム、アスベスト、ベントナイト、ケインウ土
、ポリマー1イオン交換樹脂、ゼオライト、モレキュラ
ーシープ、ケイ酸マグネシウム、マグネシアなどの担体
に担持され友ものであってもより0 金属状態の白金族元素として、例えば、パラジウム、ロ
ジウム、白金、ルテニウム、イリジウムンよびオスミウ
ムなどの金属、これらの金属黒、これらの金属イオンを
含む触媒成分を前記のような担体に担持し友のち、水素
やホルムアルデヒドやヒドラジン等で還元処理したもの
、およびこれらの省属全含む合金あるいは金属間16合
物などが用いられる。−!友、合金あるいは金属間16
合物は、これらの白金族金属同士のものであってもよめ
し、他の元素2例えば、セレン、テルル、イオウ、アン
チモン、ビスマス、銅、銀、金、亜鉛、スズ、バナジウ
ム、鉄、コバルト、ニッケル、水銀、鉛、タリウム、ク
ロム、モリブデン、タングステンなどを含むものであっ
てもよい。
一方、白金族元素を含む化合物としては、例えば、ハロ
ゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩。
ホウ酸塩などの無機塩類;酢酸塩、シュウ酸塩、ギ酸塩
などの有機酸塩類;シアン化物類:水e(ヒ物類;mf
ヒ物類;硫比物類;ニトロ基、シアン基、ハロゲン、シ
ュウ酸イオンなどのアニオン金倉む金属酸塩およびアン
モニア、アミン類、ホスフィ7類、−酸化炭素、キレー
ト配位子などを含む塩ま几は錯体などの金属の錯化合物
類;有機配位子ま友は有機基を有する有機金属比合物類
などがあげられる。
ま之、本発明において使用される分子状酸素とは、純酸
素ま几は酸素を含むものであって、空気でもよいし、あ
るいは空気′または純酸素に反応全阻害しない他のガス
、例えば、屋素、アルゴン、ヘリウム、炭酸ガスなどの
不活性ガスを加えて希釈したものであってもよめ、また
、場合によっては、水素、−酸化炭素、炭化水素、ハロ
ゲン化炭【ヒ水素などのガスを含んでいてもよい。
反応の様式としては、流動床式、固定床式、あるいは攪
拌式等、一般に用いられる方法を使用することができる
。また、流通式、回分式込ずれの方法であってもよい。
1娼反旧圧力は特に制限はなく、原料として用いる1−
フルオロシクロヘキセン骨格を有する化合物は、反応系
において液相、気相、あるbは気液混相のbずれであっ
てもよ−。液相で反応を行う場合は、反応に不活性な溶
媒の存在下に行ってもよい。特に好ましいのは、気相で
反応を実施する場合である。
反応温度は脱水素反応の平衡の点から、また、反応速度
を向上させるためには、高mが有利であるが、副反応等
の問題から、あまり高い温度は好壕しくなめ。本発明に
おいては、反応温度は使用する触媒の種類および用いる
反応の様式等によって異なるが、気相反応の場合には、
通常は80〜5oaC,好ましくは90〜400Cで行
われ。
液相反応の場合には、通常は室温〜400C,好ましく
は50〜300Cで行われる。
また、反応時間は反応温度、触媒の種類、用する原料の
種類等により異なるが、液相反応の場合には、通常は0
.05〜50時間、好ましくは0.1〜20時間が用い
られる。気相流通式反応の場合には、接触時間で表現し
て、通常は0.01〜600秒、好ましくは0.1〜2
00秒が用いられる。
原料として用いる1−フルオロシクロヘキセン骨格を有
する化合物と触媒との量比は、広範囲にとることができ
る。例えば、液相回分式の場合は、通常は反応原料に対
する触媒の重量比で表現して、0.0001〜10の範
囲が用すられ、好ましくは0.001〜0.5の範囲で
使用される。また、例えば。
気相流通式の反応の場合は、上記のような接触時間が満
足されるような触媒量および流速で実施される。
本発明の反応は5次のような式で表わされる。
(式中、R1#馬+ Ra # R4* Rsは前記に
同じ、、)したがって5分子状酸素は1−フルオロシク
ロヘキセン骨格を有する化合物と当量以上用いることが
、反応率を上げる定めKは必要ではあるが、もちろん少
なくてもよい、、ま几5反応系内が爆発限界外となるよ
うに操作すべきである。
ま之、反応原料である1−フルオロシクロヘキセン骨格
を有する化合物と分子状酸素および脱水素触媒の他に、
水蒸気、水素、窒素、ヘリウム、アルゴン等の気体が雰
囲気として反応系に存在していてもよく、脱水素反広に
不活性な有機溶媒ま7’Cはその蒸気が反応系に存在し
ていてもよい。
(実施例) 以下に実施例を示し、本発明を具体的に述べる。
実施例1 内径1.5crIKのガラス表の管状反応器に、1チの
パラジウムkm持し几ベレット状のPd/Sin、 1
0ノを充填し、加熱した。この反応器に、1−フルオロ
シクロヘキセン’t8y′/時のa!にで導入した。
同時に空気を90ゴ/分、窒素を180fRt/分の流
量で導入した。反応は140〜150Cの温度範囲で行
われた。定常状態になった後、反応生成P$lJヲドラ
イアイストラップで補集し、ガスクロマトグラフィーに
よって分析し几結果、1−フルオロシクロヘキセンの反
応率は100%で、フルオロベンゼンが収率85チ2選
択率85%で生成して哨も なお、生成物の同定は、ガスクロマトグラフィーおよび
GC−MSによって行つ九。
実施例2 実施例1と同様な反応器VC,1%のバ2ジウム?担持
したpd/5i015 tを充填し加熱した。この反G
aに、1−フルオロシクロヘキセンに8F/時の流量で
、酸素および2素をそれぞれ31−7分および2001
Rt/分のR,量で導入した。反応は155〜160C
の温度範囲で行われた。反応の結果は、1−フルオロシ
クロヘキセンの反c率u 1o o%で、フルオロベン
ゼンが収率88%、選択率88チで生成してl、rh 
7j 。
実施例5 触媒量全2.51にし、反応温度を180〜190Cに
する以外は、実施例2と同様な方法で反応を行った結果
、1−フルオロシクロヘキセンの反応率は95%で、フ
ルオロベンゼンが収率87チ、選択率92チで生成して
いた。
実施例4 2チの白金を活性炭に担持したPt/C5rを用いる以
外は、実施例2と同様な方法で1−フルオロシクロヘキ
センの脱水素反応を行った結果、1−フルオロシクロヘ
キセンの反応率は48チで。
フルオロベンゼンが収率41%、選択率85チで生成し
てい友。
実施例5 2チのルテニウムをアルミナに担持しfcRu/A7,
0s101を用いる以外は、実施例2と同様な方法で反
応を行った結果% 1−フルオロシクロヘキセンの反応
率は35チで、フルオロベンゼンが収率28チ、選択率
80%で生成していた。
実施例6 4−メトキシカルボニル−1−フルオロシクロヘキセン
23.7 y、 ハ、Fジウム81 r’t−フラスコ
に入れ140〜150Cに加熱した。この反応器の底部
の液中に酸素5チ全含む窒素と酸素の混合ガスを2so
y/分の流量で導入した。6時間後の反応液を分析し次
結果、4−メトキシカルボニル−1−フルオロシクロヘ
キセンの反fE、率td 35チで、4−フルオロ安息
香酸メチルが収率31%、選択率90チで生成してい念
(発明の効果) 実施例から明らかなように、本発明によれば、目的とす
る芳香族フッ素1ヒ合物が高収率、高選択率で製造する
ことができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)脱水素触媒および分子状酸素の存在下に、一般式
    ( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R_1、R_2、R_3、R_4、R_5は同
    一でも異なつてもよい炭素数1〜5のアルキル基、アシ
    ル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボ
    ニル基あるいは水素原子を示す。) で表わされる1−フルオロシクロヘキセン骨格を有する
    化合物を脱水素す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▼(II) (式中、R_1、R_2、R_3、R_4、R_5は前
    記に同じ。)で表わされる芳香族弗素化合物の製造法。
  2. (2)脱水素触媒が白金族金属および白金属元素を含む
    化合物の中から選ばれた少なくとも1種である特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)脱水素触媒がパラジウム、白金、ルテニウム、お
    よびパラジウム、白金、ルテニウムを含む化合物の中か
    ら選ばれた少なくとも1種である特許請求の範囲第2項
    記載の方法。
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