WO2012132900A1 - １，３－ジフルオロアセトンの製造方法 - Google Patents

１，３－ジフルオロアセトンの製造方法 Download PDF

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difluoroacetone
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dfip
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英明 井村
正宗 岡本
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/30—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with halogen containing compounds, e.g. hypohalogenation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/006—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds comprising organic radicals, e.g. TEMPO

Definitions

  • the present invention relates to 1,3-difluoroacetone (herein described) by oxidation of 1,3-difluoroisopropanol (herein referred to as “1,3-DFIP”) catalyzed by a polycyclic compound.
  • 1,3-DFIP 1,3-difluoroisopropanol
  • 1,3-difluoroacetone is a useful compound as a raw material for medical and agricultural chemicals.
  • 1,3-difluoroacetone can be produced by oxidizing 1,3-difluoroisopropanol, such as KMnO 4 / CuSO 4 (Non-patent Document 1), Na 2 Cr 2 O 7 .2H 2 O / H 2.
  • a method based on O, H 2 SO 4 (Non-patent Document 2) is known.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a method for oxidizing alcohols using a heterocyclic polycyclic compound such as AZADO or 1-Me-AZADO as a catalyst, but fluorine-containing isopropanol such as 1,3-DFIP. There is no description on the oxidation of.
  • an object of the present invention is to provide an efficient method for producing 1,3-DFA with high selectivity.
  • the present inventors diligently studied to solve the above-mentioned problems. From the molecular structure theory, when the hydrogen atom of the methyl group of isopropanol is replaced with a fluorine atom, the energy level of HOMO-LUMO is lowered, so that it is difficult to oxidize. As expected, when 1,3-DFIP was oxidized on an AZADO catalyst, it was found that 1,3-DFA could be synthesized simply and efficiently, and the present invention was completed.
  • the present invention is as follows.
  • invention 1 A method for producing 1,3-difluoroacetone, comprising a step of oxidizing 1,3-difluoroisopropanol with an oxidizing agent in the presence of a polycyclic compound represented by the following formula (1).
  • N—O represents N—O., N—OH, or N + ( ⁇ O)
  • X ⁇ X ⁇ represents F ⁇ , Cl ⁇ , Br ⁇ , I ⁇ , ClO 2 ⁇ , ClO 4 ⁇ , IO 4 ⁇ , NO 2 ⁇ , NO 3 ⁇ , SO 4 2 ⁇ , BF 4 ⁇ , PF 6 ⁇ , SbCl 5 ⁇ , SbF 6 ⁇ , XeF 2 ⁇ , (CF 3 SO 2 ) 2 N ⁇ , CH 3 CO 2 ⁇ , CF 3 CO 2 ⁇ , 4-CH 3 C 6 H 4 SO 2 O ⁇ or CF 3 SO 2 O - represents a).
  • invention 2 The method for producing 1,3-difluoroacetone according to Invention 1, wherein the polycyclic compound is 2-azaadamantane N-oxyl or 1-methyl-2-azaadamantane N-oxyl.
  • Invention 3 Invention 1 or wherein the oxidizing agent is one or more compounds selected from trichloroisocyanuric acid, N-chlorosuccinimide, trichloromelamine, hexachloromelamine, hypochlorous acid or a salt thereof, and potassium persulfate or a double salt thereof 2.
  • the oxidizing agent is one or more compounds selected from trichloroisocyanuric acid, N-chlorosuccinimide, trichloromelamine, hexachloromelamine, hypochlorous acid or a salt thereof, and potassium persulfate or a double salt thereof 2.
  • invention 4 The method for producing 1,3-difluoroacetone according to any one of inventions 1 to 3, wherein the oxidizing agent is trichloroisocyanuric acid.
  • 1,3-difluoroacetone can be produced almost selectively and in high yield by efficiently oxidizing under mild conditions without requiring toxic heavy metal oxides.
  • 1,3-DFIP can be oxidized to 1,3-DFA using a polycyclic compound as a catalyst and oxidized with an oxidizing agent.
  • the polycyclic compound used as a catalyst in the production method of the present invention is a polycyclic compound represented by the formula (1).
  • R 1 represents an electron donating group which may be the same or different from each other
  • N—O represents N—O., N—OH, or N + ( ⁇ O) X.
  • - represents, X represents a monovalent anion.
  • the electron donating group include a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxy group, an alkyl group (sometimes referred to as “R”), and an alkoxy group.
  • X ⁇ is F ⁇ , Cl ⁇ , Br ⁇ , I ⁇ , ClO 2 ⁇ , ClO 4 ⁇ , IO 4 ⁇ , NO 2 ⁇ , NO 3 ⁇ , SO 4 2 ⁇ , BF 4 ⁇ , PF 6 ⁇ , SbCl 5.
  • -, SbF 6 -, XeF 2 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, CH 3 CO 2 -, CF 3 CO 2 -, 4-CH 3 C 6 H 4 SO 2 O - or CF 3 SO 2 O - represents a.
  • the alkyl group refers to a linear, branched or cyclic alkyl group, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylpropyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 2,2 -Dimethylpropyl group, n-hexyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 1,3-dimethylbutyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, Specific examples include an undecyl group, a dodecyl group, and the like
  • a group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a methyl group is more preferable.
  • annular alkyl group the monocyclic or complex ring structure from a 3-membered ring to a 6-membered ring can be formed.
  • the ring may be optionally substituted with an alkyl group.
  • cyclopropyl group 1-methylcyclopropyl group, 2-methylcyclopropyl group, 2,2-dimethylcyclopropyl group, 2,2,3,3-tetramethylcyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group 2-methylcyclopentyl group, 3-methylcyclopentyl group, cyclohexyl group, 2-methylcyclohexyl group, 3-methylcyclohexyl group, 4-methylcyclohexyl group, bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl group, etc. Specific examples thereof include those having a cyclopentyl ring, a cyclohexyl ring or a norbornene ring.
  • the alkoxy group is represented by RO using the alkyl group (R).
  • a preferable alkoxy group includes a methoxy group.
  • Particularly preferred polycyclic compounds include 2-azaadamantan N-oxyl (AZADO) or 1-methyl-2-azaadamantan N-oxyl (1-methyl-2-AZADO).
  • 1-Me-AZADO can be produced by a method described in International Publication No. 2006/001387.
  • Commercially available products such as AZADO, 1-Me-AZADO, and 1,3-dimethyl-AZADO can also be obtained.
  • AZADO, 1-Me-AZADO, and 1,3-dimethyl-AZADO can also be obtained.
  • it may be supported on zeolite or silica gel, or may be incorporated in a polymer.
  • oxidizing agent examples include trichloroisocyanuric acid, tribromocyanuric acid, N-chlorosuccinimide, N-bromosuccinimide, trichloromelamine, tribromomelamine, hexachloromelamine, hexabromomelamine, hypochlorous acid or a salt thereof, hypobromite Or a salt thereof, potassium persulfate or a double salt thereof (Oxone DuPont), dichlorodimethylhydantoin, chlorine, or bromine. Of these, trichloroisocyanuric acid and dichlorodimethylhydantoin are preferred.
  • 1,3-difluoroisopropanol produced by a known method can be used, and for example, it can be easily synthesized by reacting epichlorohydrin with KF ⁇ HF in a crown ether solvent.
  • the production method of the present invention is carried out in the presence or absence of a solvent, but is preferably carried out in the presence of a solvent.
  • the starting material 1,3-DFIP or the target compound 1,3-DFA can also be used as a solvent.
  • the solvent may be an organic solvent alone, water alone, or a mixed system of water and organic, but an organic solvent is preferable because 1,3-DFA can be easily separated from the solvent.
  • the solvent can be used as long as it has appropriate solubility of raw materials and catalysts, separability from products, stability against oxidation reaction, and the like.
  • Water, cellosolves eg, methoxyethanol, ethoxyethanol, etc.
  • aprotic polar organic solvents eg, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, tetramethylurea, sulfolane, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylimidazolide
  • ethers eg diethyl ether, diisopropyl ether, t-butyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc.
  • aliphatic hydrocarbons eg pentane, hexane, c-hexane, octane, decane, decalin, petroleum ether, etc.
  • Aromatic hydrocarbons benzene, chlorobenzene
  • aliphatic hydrocarbons eg, pentane, hexane, c-hexane, etc.
  • aromatic hydrocarbons toluene, xylene, mesitylene, etc.
  • halogenated hydrocarbons eg, chloroform, dichloromethane, dichloroethane, etc.
  • a fluorine-based solvent such as trifluoromethylbenzene or (o-, m- or p-) bistrifluorobenzene.
  • dichloromethane is preferred.
  • 1,3-DFIP as a raw material and 1,3-DFA as a product can be used.
  • the concentration of the starting material 1,3-DFIP in the solvent is preferably 1 to 99% by mass, and more preferably 5 to 50% by mass, except when 1,3-DFIP is used as the solvent.
  • a pH adjusting agent may be added.
  • the pH adjusting agent is not particularly limited, and examples thereof include sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, potassium carbonate, sodium carbonate and the like.
  • the pH of the reaction solution is preferably controlled from acidic to weakly alkaline. The strong alkali condition is not preferable because a dimer may be generated or an intramolecular deHF reaction may occur and a monofluoro compound may be by-produced.
  • the reaction temperature is ⁇ 50 ° C. to + 100 ° C., preferably ⁇ 50 ° C. to + 50 ° C., more preferably 0 ° C. to 20 ° C. If it is less than ⁇ 50 ° C., the reaction may be slow, and if it is + 100 ° C. or more, the reaction control becomes difficult or a side reaction may occur, which is not preferable.
  • the reaction can be carried out at normal pressure (atmospheric pressure), but it can also be carried out at 0.001 to 10 MPa as necessary. Usually, normal pressure is preferably performed at room temperature.
  • the reaction time is not necessarily constant depending on the reaction conditions, but is usually 1 minute to 100 hours, preferably 5 minutes to 24 hours.
  • the method of adding the reaction reagent and auxiliary materials is not particularly limited, and in the case of a very small scale, 1,3-DFIP, an oxidizing agent, a catalyst, a solvent, etc. can be simultaneously charged and reacted. However, it is preferable to add an oxidizing agent sequentially or continuously according to the progress of the reaction because the reaction can be controlled and is safe.
  • the progress of the reaction can be determined by monitoring the consumption of starting materials or the increase in products by gas chromatography, 1 H-NMR or 19 F-NMR.
  • 1,3-DFA can be taken out from the reaction mixture in the reactor by using a general organic chemistry method. Solvent evaporation, extraction, distillation, filtration, decantation, column chromatography It can be isolated by a conventional purification operation such as
  • the reaction mixture is distilled as it is or after adding water to the reaction mixture under reduced pressure. There is no limit to the amount of water added.
  • the pressure during vacuum distillation can be 3000 to 70000 Pa, depending on the distillation apparatus.
  • the distillation temperature of the 1,3-DFA fraction during distillation (the top temperature of the distillation column) is 90 ° C. or less under the pressure conditions. When the distillation temperature is adjusted to 30 to 75 ° C. by controlling the distillation pressure, decomposition of 1,3-difluoroacetone is sufficiently suppressed and industrial operation is facilitated.
  • Distillate may contain water in addition to 1,3-difluoroacetone.
  • a general organic synthesis purification method may be used, and there is no particular limitation.
  • a solid desiccant is added to adsorb moisture to the desiccant.
  • a general-purpose desiccant such as anhydrous calcium chloride, zeolite, or anhydrous magnesium sulfide may be used.
  • the low boiling point solvent it is preferable to use ethers such as diethyl ether and tertiary butyl methyl ether because the solvent can be easily distilled off.
  • the amount of the catalyst (polycyclic compound) used in the production method of the present invention is preferably 0.01 mol% to 50 mol%, more preferably 0.1 mol% to 10 mol%, relative to 1,3-DFIP. It is.
  • the amount of the oxidizing agent used in the production method of the present invention is 1 mol% to 100 mol%, preferably 1 mol% to 50 mol% with respect to 1,3-DFIP.
  • Example 1 In a 300 mL four-necked flask equipped with a condenser cooled by dry ice and a thermometer, 9.61 g (0.1 mol) of 1,3-difluoroisopropyl alcohol (1,3-DFIP), 200 mL of dichloromethane, p as an internal standard substance -Trifluoromethylbenzotrifluoride (PTF-TFM) 7.16 g (0.03 mol) was added, and the mixture was immersed in an ice-water bath and stirred and cooled.
  • TPF-TFM Trifluoromethylbenzotrifluoride
  • the production method of the present invention can be applied to industrial production of 1,3-DFA.

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Abstract

　本発明の１，３－ジフルオロアセトンの製造方法は、式（１）で表される多環式化合物の存在下、１，３－ジフルオロイソプロパノールを酸化剤で酸化する工程を含む。該製造方法では、効率よく１，３－ジフルオロアセトンを製造することができる。（式中、Ｒ1は互いに同一でも異なっていてもよい電子供与基を表し、Ｎ－ＯはＮ－Ｏ・を表すか、Ｎ－ＯＨを表すか、またはＮ+（＝Ｏ）Ｘ-を表し、Ｘ-はＦ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＣｌＯ2 -、ＣｌＯ4 -、ＩＯ4 -、ＮＯ2 -、ＮＯ3 -、ＳＯ4 2-、ＢＦ4 -、ＰＦ6 -、ＳｂＣｌ5 -、ＳｂＦ6 -、ＸｅＦ2 -、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、ＣＨ3ＣＯ2 -、ＣＦ3ＣＯ2 -、４－ＣＨ3Ｃ6Ｈ4ＳＯ2Ｏ-またはＣＦ3ＳＯ2Ｏ-を表す。）

Description

１，３－ジフルオロアセトンの製造方法
　本発明は、多環式化合物を触媒とする１，３－ジフルオロイソプロパノール（本明細書において、「１，３－ＤＦＩＰ」ということがある。）の酸化による１，３－ジフルオロアセトン（本明細書において、「１，３－ＤＦＡ」ということがある。）の製造方法に関する。
　１，３－ジフルオロアセトンは医農薬原料として有用な化合物である。１，３－ジフルオロアセトンは、１，３－ジフルオロイソプロパノールを酸化して製造することができ、ＫＭｎＯ4／ＣｕＳＯ4（非特許文献１）や、Ｎａ2Ｃｒ2Ｏ7・２Ｈ2Ｏ／Ｈ2Ｏ，Ｈ2ＳＯ4（非特許文献２）による方法が知られている。
　アルコールのケトン、アルデヒドなどへの酸化にこれらの重金属を使用する方法は環境への影響が懸念され、最近、触媒として２，２，６，６－テトラメチルピペリジン Ｎ－オキシル（本明細書において、「ＴＥＭＰＯ」ということがある。）（非特許文献３、特許文献３）や、２－アザアダマンタン Ｎ－オキシル（本明細書において、「ＡＺＡＤＯ」ということがある。）または１－メチル－ＡＺＡＤＯ（本明細書において、「１－Ｍｅ－ＡＺＡＤＯ」ということがある。）（特許文献１、２）などのヘテロ環式化合物を用いる酸化が提案されている。
国際公開第２００６／００１３８７号パンフレット 国際公開第２００９／１４５３２３号パンフレット 特開平９－１６９６８５
Synthesis (1994) (7), 701-2 Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1: Organic and Bio-Organic Chemistry(1995),(7),889-93 J. Org. Chem. Vol.52, No.12, 1987, p.2559-2562
　特許文献１、２には、ＡＺＡＤＯまたは１－Ｍｅ－ＡＺＡＤＯなどのヘテロ環多環式化合物を触媒として、アルコール類を酸化する方法が記載されているが、１，３－ＤＦＩＰなどの含フッ素イソプロパノールの酸化に関する記述はない。
　非特許文献３、特許文献３のＴＥＭＰＯを触媒として用いる方法は、反応が十分には速くなく、触媒量を多く必要とする上に、満足しうる収量を得るには実質的に等モル以上のトリクロロイソシアヌル酸を必要とする。
　そこで、本発明は、選択率のよい、効率的のよい１，３－ＤＦＡの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討したところ、分子構造理論からはイソプロパノールのメチル基の水素原子をフッ素原子で置き換えると、ＨＯＭＯ－ＬＵＭＯのエネルギーレベルが低下するので酸化しにくくなると予想されたが、１，３－ＤＦＩＰをＡＺＡＤＯ触媒上で酸化すると、簡便かつ効率的に、１，３－ＤＦＡを合成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は次の通りである。
　［発明１］
　下記式（１）で表される多環式化合物の存在下、１，３－ジフルオロイソプロパノールを酸化剤で酸化する工程を含む、１，３－ジフルオロアセトンの製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （式中、Ｒ1は互いに同一でも異なっていてもよい電子供与基を表し、Ｎ－ＯはＮ－Ｏ・を表すか、Ｎ－ＯＨを表すか、またはＮ+（＝Ｏ）Ｘ-を表し、Ｘ-はＦ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＣｌＯ2 -、ＣｌＯ4 -、ＩＯ4 -、ＮＯ2 -、ＮＯ3 -、ＳＯ4 2-、ＢＦ4 -、ＰＦ6 -、ＳｂＣｌ5 -、ＳｂＦ6 -、ＸｅＦ2 -、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、ＣＨ3ＣＯ2 -、ＣＦ3ＣＯ2 -、４－ＣＨ3Ｃ6Ｈ4ＳＯ2Ｏ-またはＣＦ3ＳＯ2Ｏ-を表す。）
　［発明２］
　多環式化合物が、２－アザアダマンタン Ｎ－オキシルまたは１－メチル－２－アザアダマンタン Ｎ－オキシルである、発明１の１，３－ジフルオロアセトンの製造方法。
　［発明３］
　酸化剤が、トリクロロイソシアヌル酸、Ｎ－クロロスクシンイミド、トリクロロメラミン、ヘキサクロロメラミン、次亜塩素酸またはその塩、および過硫酸カリウムまたはその複塩から選ばれた１種以上の化合物である、発明１または２の１，３－ジフルオロアセトンの製造方法。
　［発明４］
　酸化剤が、トリクロロイソシアヌル酸である、発明１～３の何れかの１，３－ジフルオロアセトンの製造方法。
　本発明によれば、有毒な重金属酸化物を必要とせずに、穏和な条件において効率よく酸化し、１，３－ジフルオロアセトンをほぼ選択的に高収率で製造することができる。
　以下、本発明を詳細に説明する。
　本発明の製造方法では、多環式化合物を触媒として、１，３－ＤＦＩＰを酸化剤で酸化して１，３－ＤＦＡとすることができる。
　本発明の製造方法で触媒として用いる多環式化合物は、式（１）で表される多環式化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 式（１）中、Ｒ1は互いに同一でも異なっていてもよい電子供与基を表し、Ｎ－ＯはＮ－Ｏ・を表すか、Ｎ－ＯＨを表すか、またはＮ+（＝Ｏ）Ｘ-を表し、Ｘは一価のアニオンを表す。電子供与基としては、水素原子、フッ素原子、ヒドロキシ基、アルキル基（「Ｒ」と表すことがある。）、アルコキシ基などが挙げられる。Ｘ-はＦ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＣｌＯ2 -、ＣｌＯ4 -、ＩＯ4 -、ＮＯ2 -、ＮＯ3 -、ＳＯ4 2-、ＢＦ4 -、ＰＦ6 -、ＳｂＣｌ5 -、ＳｂＦ6 -、ＸｅＦ2 -、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、ＣＨ3ＣＯ2 -、ＣＦ3ＣＯ2 -、４－ＣＨ3Ｃ6Ｈ4ＳＯ2Ｏ-またはＣＦ3ＳＯ2Ｏ-を表す。
　アルキル基は、直鎖状、分岐状または環状のアルキル基をいい、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルプロピル基、１，１－ジメチルプロピル基、１，２－ジメチルプロピル基、２，２－ジメチルプロピル基、ｎ－ヘキシル基、１－メチルペンチル基、２－メチルペンチル基、１，１－ジメチルブチル基、１，３－ジメチルブチル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等が具体例として挙げられ、これらのうち炭素数１～３であるのが好ましく、メチル基であるのがより好ましい。また、環状のアルキル基としては、３員環から６員環までの単環または複合環構造を形成することができる。また、環はアルキル基によって任意に置換されていてもよい。例えば置換基としてシクロプロピル基、１－メチルシクロプロピル基、２－メチルシクロプロピル基、２，２－ジメチルシクロプロピル基、２，２，３，３－テトラメチルシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、２－メチルシクロペンチル基、３－メチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、２－メチルシクロヘキシル基、３－メチルシクロヘキシル基、４－メチルシクロヘキシル基、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン－２－イル基等が具体例として挙げられ、これらのうち、シクロペンチル環、シクロへキシル環またはノルボルネン環を有するものが好ましい。
　アルコキシ基は、前記アルキル基（Ｒ）を用いてＲＯで表される。好ましいアルコキシ基としては、メトキシ基が挙げられる。
　特に好ましい多環式化合物としては、２－アザアダマンタン Ｎ－オキシル（ＡＺＡＤＯ）または１－メチル－２－アザアダマンタン Ｎ－オキシル（１－メチル－２－ＡＺＡＤＯ）が挙げられる。
　これらの多環式化合物の製造方法は、国際公開第２００９／１４５３２３号パンフレット等に記載され、例えば、１－Ｍｅ－ＡＺＡＤＯは、国際公開第２００６／００１３８７号パンフレット記載の方法で製造することができる。また、ＡＺＡＤＯ、１－Ｍｅ－ＡＺＡＤＯ、１，３－ジメチル－ＡＺＡＤＯなどは市販品を入手することもできる。触媒を回収容易にするため、ゼオライト、シリカゲルに担持されたものでも良いし、ポリマーに組み込まれたものでも良い。
　酸化剤としては、トリクロロイソシアヌル酸、トリブロモシアヌル酸、Ｎ－クロロスクシンイミド、Ｎ－ブロモスクシンイミド、トリクロロメラミン、トリブロモメラミン、ヘキサクロロメラミン、ヘキサブロモメラミン、次亜塩素酸またはその塩、次亜臭素酸またはその塩、過硫酸カリウムまたはその複塩（オキソン（Oxone）デュポン社）、ジクロロジメチルヒダントイン、塩素、または臭素などが挙げられる。これらのうち、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロジメチルヒダントインが好ましい。
　１，３－ジフルオロイソプロパノールは、公知の方法で製造したものが使用でき、例えば、クラウンエーテル溶媒中で、エピクロロヒドリンとＫＦ・ＨＦとを反応させて容易に合成可能である。
　本発明の製造方法は、溶媒の存在下または不存在下で行うが、溶媒の存在下で行うことが好ましい。出発原料である１，３－ＤＦＩＰまたは目的化合物である１，３－ＤＦＡを溶媒として使用することもできる。溶媒は有機溶媒単独、水単独、水と有機の混合系でもよいが、１，３－ＤＦＡと溶媒との分離が容易であるので有機溶媒が好ましい。
　溶媒としては、原料、触媒の適度な溶解度、生成物との分離性、酸化反応に対する安定性等があれば使用できる。水、セロソルブ類（例えばメトキシエタノール、エトキシエタノール等）、非プロトン性極性有機溶媒類（例えばジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、テトラメチルウレア、スルホラン、Ｎ－メチルピロリドン、N,N-ジメチルイミダゾリジノン等）、エーテル類（例えばジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ｔ－ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等）、脂肪族炭化水素類（例えばペンタン、ヘキサン、ｃ－ヘキサン、オクタン、デカン、デカリン、石油エーテル等）、芳香族炭化水素類（ベンゼン、クロロベンゼン、ｏ－ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン等）、ハロゲン化炭化水素類（例えばクロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素等）、フッ素系溶媒（例えばトリフルオロメチルベンゼンまたは（ｏ－、ｍ－またはｐ－）ビストリフルオロベンゼン等）、低級脂肪族酸エステル（例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等）、アルコキシアルカン類（例えばジメトキシエタン、ジエトキシエタン等）及びニトリル類（例えばアセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等）、カルボン酸（例えば酢酸等）等の溶媒が挙げられる。これらの内で、脂肪族炭化水素類（例えばペンタン、ヘキサン、ｃ－ヘキサン等）、芳香族炭化水素類（トルエン、キシレン、メシチレン、等）、ハロゲン化炭化水素類（例えばクロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン等）、フッ素系溶媒（例えばトリフルオロメチルベンゼンまたは（ｏ－、ｍ－またはｐ－）ビストリフルオロベンゼン等）が好ましい。また、その中でも、ジクロロメタンが好ましい。さらに、原料である１，３－ＤＦＩＰ、生成物である１，３－ＤＦＡを使用することもできる。
　出発原料である１，３－ＤＦＩＰの溶媒中の濃度は、１，３－ＤＦＩＰを溶媒として用いる場合以外は、好ましくは１～９９質量％であり、５～５０質量％がより好ましい。
　本発明の製造方法において、pＨ調整剤を添加することもできる。pＨ調整剤としては、特に限定されないが、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素カリウム、リン酸二水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムなどがあげられる。反応液は酸性から弱アルカリ性にpH制御することが好ましい。強アルカリ条件とするのは、二量体が生成し、または、分子内脱ＨＦ反応が生じてモノフルオロ化合物が副生する虞があるので好ましくない。
　反応温度は、－５０℃～＋１００℃であり、－５０℃～＋５０℃が好ましく、０℃から２０℃がより好ましい。－５０℃未満では反応が遅くなることがあり、＋１００℃以上では、反応制御が困難となり、または副反応がおこることがあり好ましくない。反応は、常圧（大気圧）で行えるが、必要に応じて、０．００１～１０ＭＰａでも実施できる。通常は、室温で、常圧が行なうのが好ましい。
　反応時間は反応条件により必ずしも一定しないが、通常１分～１００時間であり、好ましくは５分～２４時間である。
　本発明の製造方法では、反応試剤、副資材の添加の方法は特に限られず、非常に小さなスケールの場合、１，３－ＤＦＩＰ、酸化剤、触媒、溶媒等を同時に仕込んで反応することも可能であるが、反応の進行に応じて、逐次的または連続的に酸化剤を添加することは反応のコントロールができ、安全であるので好ましい。
　反応の進行はガスクロマトグラフ、1Ｈ－ＮＭＲまたは19Ｆ－ＮＭＲで出発原料の消費または生成物の増加を監視して知ることができる。反応の完了後、反応器内の反応混合物から１，３－ＤＦＡを取り出すには、一般的な有機化学の手法を用いればよく、溶媒の留去、抽出、蒸留、濾過、デカント、カラムクロマトグラフィー等の通常の精製操作により、単離することができる。
　例えば、次の様な蒸留により行うことができる。反応混合物をそのまま、または反応混合物に水を添加したのち減圧条件下で蒸留する。添加する水の量に制限はない。減圧蒸留を行う際の圧力は、蒸留装置に依存するが３０００～７００００Ｐａで行える。蒸留時の１，３－ＤＦＡ留分の留出温度（蒸留塔の塔頂温度）は前記圧力条件下では、９０℃以下である。蒸留時の圧力を調節して留出温度を３０～７５℃とすると、１，３－ジフルオロアセトンの分解が十分抑制され、かつ工業的な操作も容易となる。
　留出物には１，３－ジフルオロアセトンの他に水を含むことがある。この水を除くためには、一般的な有機合成の精製の手法を用いればよく、特に限定されない。例えば固体の乾燥剤を添加して水分を乾燥剤に吸着させる。乾燥剤としては、無水塩化カルシウム、ゼオライト、無水硫化マグネシウムなど、汎用の乾燥剤を用いれば良い。また低沸点溶媒としては、ジエチルエーテル、ターシャリーブチルメチルエーテルなどのエーテル類を使用すると、溶媒留去を行い易く好ましい。
　本発明の製造方法で用いる触媒（多環式化合物）の量は、１，３－ＤＦＩＰに対して好ましくは０．０１モル％～５０モル％、より好ましくは０．１モル％～１０モル％である。
　本発明の製造方法で用いる酸化剤の量としては、１，３－ＤＦＩＰに対して１モル％～１００モル％、好ましくは、１モル％～５０モル％である。
　以下に、実施例を以て本発明を説明するが、本発明はこれらの実施態様に限られない。
　［実施例１］
　ドライアイスで冷却したコンデンサーと温度計を備えた３００ｍL四つ口フラスコに、１，３－ジフルオロイソプロピルアルコール（１，３－ＤＦＩＰ）９．６１ｇ（０．１ｍｏｌ）、ジクロロメタン２００ｍＬ、内部標準物質としてｐ－トリフルオロメチルベンゾトリフルオライド（ＰＴＦ－ＴＦＭ）７．１６ｇ（０．０３ｍｏｌ）を加え、氷水浴に浸して攪拌、冷却した。ＡＺＡＤＯ ０．０２４ｇ（０．１６ｍｏｌ％）を加え均一溶解した時、19Ｆ－ＮＭＲ測定したところ、１，３－ＤＦＩＰ／ＰＴＦ－ＴＦＭ比（モル比）が０．８４８１であった。その後２．５時間に亘り、トリクロロイソシアヌル酸（ＴＣＣＡ）１７．６１ｇ（０．０７６ｍｏｌ）を１．８０～２．０８ｇずつ９回に分けて添加した。ＴＣＣＡ添加終了後、室温で３０分熟成したのち、ガスクロマトグラフ分析したところ、１，３－ＤＦＩＰの変換率は９９．３％であった。反応液を19Ｆ－ＮＭＲ測定したところ、１，３－ＤＦＩＰの変換率は９９．１％であった。１，３－ジフルオロアセトン（１，３－ＤＦＡ）／ＰＴＦ－ＴＦＭ比が０．８２８９で１，３－ＤＦＡ収率が９６．８％であった。モノフルオロアセトンは認められなかった。
［19Ｆ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3、標準物質ＣＣｌ3Ｆ）］
１，３－ＤＦＩＰ：－２３４．２ｐｐｍ（２Ｆ、ｄｔ、ＪＦ－Ｈ＝４８．８Ｈｚ、ＪＦ－Ｈ＝１８．３Ｈｚ）
１，３－ＤＦＡ：－２３９．６ｐｐｍ（２Ｆ、ｔ、ＪＦ－Ｈ＝４５．８Ｈｚ）
ＰＴＦ－ＴＦＭ：－６３．６ｐｐｍ（６Ｆ、ｓ）
　［比較例１］
　コンデンサーを備えた、５０ｍＬ二口フラスコに、１，３－ＤＦＩＰ０．４８ｇ（０．００５ｍｏｌ）、ジクロロメタン２０ｍＬ、２，２，６，６－テトラメチルピペリジン Ｎ－オキシル（ＴＥＭＰＯ）０．００８ｇ（１ｍｏｌ％）、ＴＣＣＡ１．２２ｇ（０．００５３ｍｏｌ）を添加し、室温下、６時間攪拌したのち、ガスクロマトグラフ分析したところ、１，３－ＤＦＡの収率は６９％であった。
　本発明の製造方法は、１，３－ＤＦＡの工業的製造に適用できる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し適宜変更、改良可能であることはいうまでもない。

Claims (4)

  1. 式（１）で表される多環式化合物の存在下、１，３－ジフルオロイソプロパノールを酸化剤で酸化する工程を含む、１，３－ジフルオロアセトンの製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式中、Ｒ1は互いに同一でも異なっていてもよい電子供与基を表し、Ｎ－ＯはＮ－Ｏ・を表すか、Ｎ－ＯＨを表すか、またはＮ+（＝Ｏ）Ｘ-を表し、Ｘ-はＦ-、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＣｌＯ2 -、ＣｌＯ4 -、ＩＯ4 -、ＮＯ2 -、ＮＯ3 -、ＳＯ4 2-、ＢＦ4 -、ＰＦ6 -、ＳｂＣｌ5 -、ＳｂＦ6 -、ＸｅＦ2 -、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、ＣＨ3ＣＯ2 -、ＣＦ3ＣＯ2 -、４－ＣＨ3Ｃ6Ｈ4ＳＯ2Ｏ-またはＣＦ3ＳＯ2Ｏ-を表す。）
  2. 多環式化合物が、２－アザアダマンタン Ｎ－オキシルまたは１－メチル－２－アザアダマンタン Ｎ－オキシルである、請求項１に記載の１，３－ジフルオロアセトンの製造方法。
  3. 酸化剤が、トリクロロイソシアヌル酸、Ｎ－クロロスクシンイミド、４－メチルモルホリンＮ－オキシド、トリクロロメラミン、ヘキサクロロメラミン、次亜塩素酸またはその塩、および過硫酸カリウムまたはその複塩から選ばれた１種以上の化合物である、請求項１または２に記載の１，３－ジフルオロアセトンの製造方法。
  4. 酸化剤が、トリクロロイソシアヌル酸である、請求項１～３の何れか１項に記載の１，３－ジフルオロアセトンの製造方法。
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