生命科学関連特許情報
| タイトル： | 特許公報(B2)_塩化ｏ−クロロメチルベンゾイルの製造方法 |
| 出願番号： | 2001543485 |
| 年次： | 2011 |
| IPC分類： | C07C 51/58,C07C 63/70,C07B 61/00 |
特許情報キャッシュ
スタム，アルミン ゲッツ，ロランド ゲッツ，ノルベルト ヘンケルマン，ヨーヒム クノイペル，ハインツ−ヨセフ ウルフ，ベルンド JP 4674029 特許公報(B2) 20110128 2001543485 20001127 塩化ｏ−クロロメチルベンゾイルの製造方法 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 508020155 ＢＡＳＦ ＳＥ 平木 祐輔 100091096 藤田 節 100118773 石井 貞次 100096183 スタム，アルミン ゲッツ，ロランド ゲッツ，ノルベルト ヘンケルマン，ヨーヒム クノイペル，ハインツ−ヨセフ ウルフ，ベルンド DE 199 58 601.2 19991206 20110420 C07C 51/58 20060101AFI20110331BHJP C07C 63/70 20060101ALI20110331BHJP C07B 61/00 20060101ALN20110331BHJP JPC07C51/58C07C63/70C07B61/00 300 C07C 51/58 C07C 63/70 CAplus(STN) CASREACT(STN) REGISTRY(STN) 特開平０８−０４０９７６（ＪＰ，Ａ） 特開平０６−１２８１８８（ＪＰ，Ａ） 国際公開第９７／０１２８５４（ＷＯ，Ａ１） 国際公開第９９／０１６７４３（ＷＯ，Ａ１） 欧州特許出願公開第００５８３５８９（ＥＰ，Ａ１） 9 EP2000011814 20001127 WO2001042183 20010614 2003516374 20030513 9 20071113 上村 直子 【０００１】本発明は、式Ｉ：【化４】（式中、Ｒ1〜Ｒ4は、同一でも異なっていてもよく、水素、Ｃ1-Ｃ4アルキル、ハロゲンまたはトリフルオロメチルである）で表される塩化o-クロロメチルベンゾイルを製造する方法であって、式II：【化５】（式中、Ｒ1〜Ｒ4は上記の通りである）で表されるベンゾ縮合ラクトンを、気体もしくは液体ホスゲン、そのダイマーまたはトリマーと反応させることからなる上記方法に関するものである。【０００２】塩化o-クロロメチル置換ベンゾイルは、例えば、EP-A 460 575、EP-A 463 488、WO-A 95/18789、WO-A 95/21154およびWO-A 97/15552に記載されるような、殺虫剤として活性のある化合物を製造するための重要な中間体である。【０００３】塩化o-クロロメチル置換ベンゾイルは、例えば、ベンゾ縮合ラクトンを塩化チオニルまたはホスゲンと反応させることにより製造することができる。【０００４】EP-A 676 389は、触媒の存在下で、塩化チオニルを用いてベンゾ縮合ラクトンから塩化o-クロロメチルベンゾイルを製造することについて記載している。完全な転化率を達成するためには、160〜170℃の反応温度が必要であるが、この温度では、塩化チオニルはすでに部分的に分解され、その結果やっかいな副生成物を形成してしまう。【０００５】WO-A 99/16743は、塩化チオニルとの前記反応を、第四級アンモニウム塩およびルイス酸の存在下、90〜100℃で実施している。しかし、第四級アンモニウム塩は環境上の観点から問題があり、また次のような技術的不利益がある。それは、昇華のために、製造プラントの一部が詰まってしまう可能性があることである。さらに、第四級アンモニウム塩は吸湿性であるため、水を吸収して、塩素化剤の大量消費をもたらす可能性がある。さらにまた、第四級アンモニウム塩は、塩化o-クロロメチルベンゾイルの蒸留精製を妨げる。【０００６】塩素化剤として塩化チオニルを用いて反応を行うと、後処理または中和を必要とする二酸化硫黄が合成中の副生成物として形成されるため不利である。用いる塩素化剤がホスゲンであれば、副生成物は、処分する必要がない二酸化炭素だけである。【０００７】EP-A 583 589は、触媒の存在下、170〜180℃でベンゾ縮合ラクトンをホスゲン化することによる塩化o-クロロメチルベンゾイルの製造方法について記載している。塩化チオニルと対照的に、ホスゲンはこの条件下で熱安定性であるが、関係する高温でのホスゲンと凝縮器内のその滞留量の取扱いは、安全予防措置の強化が必要となるため一層困難になる。さらに、この条件下において、反応生成物は高熱ストレス下にあり、部分的に分解を生じることがある。【０００８】WO 97/12854では、トリアリールホスフィンオキシドを反応用の特別のタイプの触媒として使用しており、そのために塩化水素の使用を省くことができるが、これは、極めて高い反応温度およびその結果必要となる安全対策に関して、反応条件を向上させるものではない。【０００９】本発明の目的は、上記の欠点がなく、なおかつ高い収率を提供する、塩化o-クロロメチルベンゾイルを製造するための、工業的規模で実施できる経済的な方法を提供することである。【００１０】この目的は、触媒量のルイス酸および触媒量のホスゲン化触媒の存在下で、ホスゲン、そのダイマーおよびトリマーとの反応を行うことからなる、冒頭に述べた方法によって達成できることがわかった。【００１１】出発物質としては、式II：【化６】（Ｒ1〜Ｒ4は、同一でも異なってもよく、水素（H）、Ｃ1-Ｃ4アルキル、ハロゲン（フッ素、塩素、臭素またはヨウ素）またはトリフルオロメチルである）で表されるベンゾ縮合ラクトン（フタリド）を使用する。非置換フタリドを使用することが好ましい。【００１２】使用する塩素化剤としては、気体または液体ホスゲンが好ましい。さらに、ホスゲンのダイマー（トリクロロメチルクロロホルメート、「ジホスゲン」）またはトリマー（ビストリクロロメチルカルボネート、「トリホスゲン」）またはこれら塩素化剤の混合物を使用することもできる。【００１３】適当なホスゲン化触媒は、特に窒素化合物およびリン化合物である。例えば、N,N-二置換ホルムアミド、ヘキサアルキルグアニジニウム塩、トリアルキルホスフィンまたはトリアリールホスフィン（アリール部分が置換されていてもよい）、トリアルキルホスフィンオキシドまたはトリアリールホスフィンオキシド（アリール部分が置換されていてもよい）、N-置換イミダゾールおよび置換または非置換ピリジンが考えられる。特に好ましいものとして、式IIIa：【化７】（Ｒは、水素またはメチルである）で表されるピリジン、および式IIIb：【化８】（Ｒ'〜Ｒ'''は同一でも異なっていてもよく、かつＣ1-Ｃ10アルキル、または非置換もしくはＣ1-Ｃ10アルキル置換フェニルであり、指数ｎは０または１である）で表されるホスフィンオキシドが挙げられる。3-メチルピリジン（β−ピコリン）および非置換トリフェニルホスフィンオキシドが好ましいものである。【００１４】液体トリアルキルホスフィンオキシドを使用すると、特に、技術的な利点がある（固体を取り扱う必要がなく、精製中の蒸留残留物の排出がより容易である）。例えば、Cyanex（登録商標）の商標名で入手できるトリＣ6-Ｃ8アルキルホスフィンオキシド（例えば、Cyanamide社からのCyanex 923）は、ここで使用するのに適している。ホウ酸トリ（Ｃ1-Ｃ4アルキル）やホウ酸などのルイス酸と組み合わせた液体トリアルキルホスフィンオキシドが特に有用であるとわかった。【００１５】一般的に、ホスゲン化触媒は使用するベンゾ縮合ラクトンの量に基づいて、0.1〜20モル％、好適には1〜10モル％の量で添加する。【００１６】適当なルイス酸はホウ素化合物、例えば、特にBF3、BCl3、またはこれらと酸素化合物、硫黄化合物もしくは窒素化合物との複合体、ホウ酸トリ（Ｃ1-Ｃ4アルキル）およびホウ酸（H3BO3）自体である。さらに、AlCl3、二塩化アルキルアルミニウムおよび塩化ジアルキルアルミニウム、ならびにゼオライト型の不均一系ルイス酸のアルミノシリケート（alumosilicate）が適している。特に好ましいものとして、BF3、BCl3およびこれらとエーテル（特にジエチルエーテル）、水（二水和物）、アルコール（特にメタノール）、硫化物（特に硫化ジメチル）およびアミン（特にエチルアミン）との複合体が挙げられる。例えば、BF3エーテラートおよびBF3二水和物が特に適している。【００１７】使用するルイス酸で特に好ましいものは、ホウ酸またはホウ酸トリ（Ｃ1-Ｃ4アルキル）である。この方法は、並外れた収率を与え、かつ反応混合物がフッ化物イオンを含まないという利点をもつ。ルイス酸としてBF3を使用する類似の反応と比較して、装置全体を単純化することができる。【００１８】ルイス酸は、使用するベンゾ縮合ラクトン量に基づいて、0.1〜20モル％、好適には0.5〜5モル％の量で添加する。【００１９】本発明の方法のさらに好適な実施形態において、使用する触媒は、ルイス酸とホスゲン化触媒との予め形成された複合体である。一般的に、この複合体は、使用するベンゾ縮合ラクトンの量に基づいて、0.1〜20モル％の濃度で使用する。使用する触媒として好ましいものは、BF3とメチル置換ピリジンとの複合体であり、特に好ましいものはBF3-β-ピコリン複合体である。【００２０】所望ならば、開環を促進するために、ホスゲンの導入と平行して塩化水素を導入することができる。しかし、合成中に塩化水素を導入することは、なるべく避けたほうがよい。【００２１】さらに、不均一系ルイス酸触媒（例えば、交換可能なカチオンの一部または全部がプロトンで置換されているホージャサイト型ゼオライト）を利用することが有利であるかもしれない。不均一系触媒反応は固定床で行うことができるという利点がある。使用するベンゾ縮合ラクトンの量に基づいて、0.01〜10重量％、好適には0.1〜1重量％の量の不均一系触媒を使用する。【００２２】反応温度は、一般的に110〜200℃、好適には130〜160℃である。【００２３】本発明の方法は、溶媒の不在下で実施することが好ましい。しかし、ホスゲンに対して不活性である溶媒を添加することが可能である。不活性溶媒としては、芳香族炭化水素（例えばトルエン、o-、m-もしくはp-キシレン、またはこれらの混合物）、塩素化芳香族炭化水素（例えばクロロベンゼンもしくはジクロロベンゼン）、または環状炭酸エステル（例えば炭酸エチレンもしくは炭酸プロピレン）がある。【００２４】本発明の方法は、連続的にまたはバッチ式で行うことができる。【００２５】以下の実施例は、本発明の方法をより詳細に説明するためのものである。【００２６】すべての実施例に共通する一般的方法の説明：高効率凝縮器のバッテリーを装備した、二重ジャケット付きの１Ｌ反応器からなるホスゲン化装置において、それぞれの場合に、2モル（268ｇ）のフタリドを最初に投入し、問題の触媒系とともに溶融した。140℃になるまで加熱し、次に、ホスゲンが消費されなくなるまで（内部温度の低下からわかる）気体ホスゲンを導入した。次に、この混合物を140℃で１時間攪拌し、次いで過剰なホスゲンを100℃で窒素により除去した。選択した実施例では、生成物を1mbar、93〜95℃で分別蒸留することにより分離した。【００２７】実施例１触媒として、9.3ｇ（0.1モル、5モル％）のβ-ピコリン（3-メチル-ピリジン）と7.9ｇ（0.04モル、2モル％）のBF3-ジエチルエーテル複合体（「BF3-エーテラート」）を添加した。140〜145℃において、８時間かけて、合計218ｇ（2.18モル）の気体ホスゲンを導入した。過剰なホスゲンを除去した後の反応流出物（387ｇ）は、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）面積95％の塩化o-クロロメチルベンゾイルおよびＧＣ面積2.5％の未反応フタリドを含んでいた。粗製流出物を蒸留し、純度97％の塩化o-クロロメチルベンゾイル350ｇ（理論の93％）を得た。【００２８】実施例２392ｇ（3モル）のフタリドを、14ｇ（0.15モル）のβ-ピコリンおよび12ｇ（0.06モル）のBF3エーテラートとともに、140℃になるまで加熱した。140〜145℃において、合計342ｇ（3.42モル）の気体ホスゲンを導入した。さらに１時間反応させた後、窒素を用いて過剰のホスゲンを除去した。反応流出物（572ｇ）は、ＧＣ面積97％の塩化o-クロロメチルベンゾイルおよびＧＣ面積1％のフタリドを含んでいた。【００２９】実施例３予め調製した、BF3-β-ピコリン複合体20ｇからなる触媒を添加した。６時間かけて、合計230ｇ（2.3モル）の気体ホスゲンを導入した。過剰のホスゲンを除去した後の反応流出物（391ｇ）は、ＧＣ面積97.2％の塩化o-クロロメチルベンゾイルおよびＧＣ面積0.7％のフタリドを含んでいた。粗製流出物を蒸留し、純度98.8％の塩化o-クロロメチルベンゾイル334ｇ（理論の88％）を得た。【００３０】実施例４2モルのフタリド（268ｇ）を、27.8ｇのトリフェニルホスフィリンオキシド（TPPO）（0.1モル）および1ｇのHYゼオライトGE 1967とともに最初に投入した。140〜149℃において、８時間かけて、合計231ｇ（2.31モル）の気体ホスゲンを導入した。140℃でさらに１時間攪拌した後、窒素を用いて過剰のホスゲンを除去した。流出物（403ｇ）は、ＧＣ面積78％の塩化o-クロロメチルベンゾイルおよびＧＣ面積6.8％のフタリドを含んでいた。【００３１】実施例５2モルのフタリド（268ｇ）を、27.8ｇのTPPO（0.1モル）および7.9ｇ（0.04モル）のBF3エーテラートとともに最初に投入した。140〜150℃において、８時間かけて、合計233ｇ（2.33モル）の気体ホスゲンを導入した。140℃でさらに１時間攪拌した後、窒素を用いて過剰のホスゲンを除去した。流出物（415ｇ）は、ＧＣ面積88.4％の塩化o-クロロメチルベンゾイルおよびＧＣ面積0.1％のフタリドを含んでいた。粗製流出物の分別蒸留により、純度99.8％の塩化o-クロロメチルベンゾイル363ｇ（理論の96％）を得た。【００３２】実施例６268ｇ（2モル）のフタリド、9.3ｇ(0.1モル)のβ-ピコリンおよびの0.1モルのBCl3キシレン溶液50mlを最初に投入した。140〜150℃において、８時間かけて、合計200ｇ（2モル）の気体ホスゲンを導入した。次いでこの混合物を140℃でもう１時間攪拌した。窒素を用いて過剰のホスゲンを除去すると、ＧＣ面積77.2％の塩化o-クロロメチルベンゾイルおよび10.9％の未反応フタリドを含む流出物398ｇが得られた。【００３３】実施例７268ｇ（2モル）のフタリド、9.3ｇ(0.1モル)のβ-ピコリンおよび3.1ｇ（0.05モル）の結晶質ホウ酸（Riedel de Haen）を最初に投入した。140〜150℃において、７時間かけて、合計245ｇ（2.45モル）の気体ホスゲンを導入した。次いでこの混合物を140℃でもう１時間攪拌した。窒素を用いて過剰のホスゲンを除去すると、ＧＣ面積96％の塩化o-クロロメチルベンゾイルおよび1.4％の未反応フタリドを含む流出物380ｇが得られた。粗製流出物の分別蒸留により、純度が97％を上回る塩化o-クロロメチルベンゾイル340ｇ（理論の90％）を得た。【００３４】実施例８268ｇ（2モル）のフタリド、27.8ｇ(0.1モル)のTPPOおよび3.1ｇ（0.05モル）の結晶質ホウ酸（Riedel de Haen）を最初に投入した。140〜150℃において、５時間45分かけて、合計247ｇ（2.47モル）の気体ホスゲンを導入した。次いでこの混合物を140℃でもう１時間攪拌した。窒素を用いて過剰のホスゲンを除去すると、ＧＣ面積88％の塩化o-クロロメチルベンゾイルおよび0.7％の未反応フタリドを含む流出物411ｇが得られた。粗製流出物の分別蒸留により、純度98.5％の塩化o-クロロメチルベンゾイル358ｇ（理論の94％）を得た。【００３５】実施例９268ｇ（2モル）のフタリド、27.8ｇ(0.1モル)のTPPOおよび5.2ｇ（0.05モル）のホウ酸トリメチル（Aldrich）を最初に投入した。140〜150℃において、７時間かけて、合計256ｇ（2.56モル）の気体ホスゲンを導入した。次いでこの混合物を140℃でもう１時間攪拌した。窒素を用いて過剰のホスゲンを除去すると、ＧＣ面積87.6％の塩化o-クロロメチルベンゾイルおよび1.1％の未反応フタリドを含む流出物410ｇが得られた。【００３６】実施例１０2モルのフタリド、34.8ｇ(0.1モル)のCyanex 923（Cyanamid）および3.1ｇ（0.05モル）のホウ酸を最初に投入した。141〜150℃において、４時間かけて、合計257ｇ（2.57モル）のホスゲンを導入した。この混合物を140℃でもう１時間攪拌し、窒素を用いて過剰のホスゲンを除去した。417ｇの粗製流出物を分別蒸留にかけた。これにより、純度98.7％の塩化o-クロロメチルベンゾイル352ｇ（理論の93％）を得た。【００３７】実施例１１2モルのフタリド、34.8ｇ(0.1モル)のCyanex 923（Cyanamid）および5.2ｇ（0.05モル）のホウ酸トリメチルを最初に投入した。141〜150℃において、６時間かけて、合計244ｇ（2.44モル）のホスゲンを導入した。次いでこの混合物を140℃でもう１時間攪拌し、窒素を用いて過剰のホスゲンを除去した。411ｇの粗製流出物を分別蒸留した。これにより、純度97.7％の塩化o-クロロメチルベンゾイル357ｇ（理論の94％）を得た。【００３８】WO-A 99/16743と比較した比較例Ｉ一般的な実験手順にしたがい、触媒混合物として、9.1ｇの塩化トリエチルベンジルアンモニウム（TEBA）（0.04モル、2モル％）および7.9ｇのBF3エーテラート（0.04モル、2モル％）を使用した。初期の反応温度を95〜100℃（３時間）、次いで140℃として、11時間かけて合計45ｇ（0.45モル）の気体ホスゲンを導入した。140℃でもう１時間反応させ、ホスゲンを除去した後、粗製流出物は、たったＧＣ面積7.7％の塩化o-クロロメチルベンゾイルおよび91％の未反応フタリドを含んでいた。【００３９】比較例Ｉからは、WO 99/16743で好ましいとされた条件下では、ホスゲン化反応を実施できないことがわかる。【００４０】EP-A 583 589と比較した比較例II2モルのフタリドを、18.6ｇのβ-ピコリン(0.24モル、10モル％)とともに最初に投入した。142〜152℃において、10時間かけて209ｇ（2.1モル）の気体ホスゲンと154ｇの気体HClとを平行して導入した。さらにもう１時間攪拌し、過剰のホスゲンを除去した後、反応流出物（380ｇ）は86％の塩化o-クロロメチルベンゾイルおよび6％の未反応フタリドを含んでいた。【００４１】比較例IIからは、ルイス酸を添加しないと、反応は比較的低い収率で非常にゆっくり進行し、さらに、より多くのホスゲン化触媒を必要とすることがわかる。 式Ｉ：（式中、Ｒ1〜Ｒ4は、同一でも異なっていてもよく、水素、Ｃ1-Ｃ4アルキル、ハロゲンまたはトリフルオロメチルである）で表される塩化o-クロロメチルベンゾイルを製造する方法であって、式II：（式中、Ｒ1〜Ｒ4は上記の通りである）で表されるベンゾ縮合ラクトンを、気体もしくは液体ホスゲン、そのダイマーまたはトリマーと反応させることからなり、該反応を触媒量のルイス酸および触媒量のホスゲン化触媒の存在下で行うこと、並びに前記ホスゲン化触媒として、式IIIaで表されるピリジンまたは式IIIbで表されるホスフィン（オキシド）：（式IIIaにおいて、Ｒは水素またはメチルであり、式IIIｂにおいて、Ｒ'〜Ｒ'''は同一でも異なってもよく、かつＣ1-Ｃ10アルキルまたは非置換もしくはＣ1-Ｃ4アルキル置換フェニルであり、指数ｎは０または１である）を使用することを特徴とする、上記方法。 ルイス酸として、ホウ素化合物を使用する、請求項１に記載の方法。 ルイス酸として、配位形態の三フッ化ホウ素または三塩化ホウ素を使用する、請求項２に記載の方法。 ルイス酸として、ホウ酸またはホウ酸トリＣ1-Ｃ4アルキルを使用する、請求項２に記載の方法。 ルイス酸として、ゼオライト型のアルミノシリケートを使用する、請求項１に記載の方法。 ラクトンIIに基づいて、0.1〜20モル％濃度のルイス酸を使用する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。 触媒として、0.1〜20モル％のルイス酸とホスゲン化触媒の複合体を使用する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 ホスゲン化触媒として、3-メチルピリジン（β-ピコリン）、トリフェニルホスフィンオキシドまたは液体トリアルキルホスフィンオキシドを使用する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。 ラクトンIIに基づいて、0.1〜20モル％のホスゲン化触媒を使用する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。