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技術 トリフルオロメタンスルホニルクロリドの製造方法

出願人 セントラル硝子株式会社
発明者 濱名孝徳坂井繁則川島忠幸森馨
出願日 1999年3月16日 (21年11ヶ月経過) 出願番号 1999-070601
公開日 2000年9月26日 (20年4ヶ月経過) 公開番号 2000-264871
状態 特許登録済
技術分野 有機低分子化合物及びその製造 触媒を使用する低分子有機合成反応
主要キーワード トリフルオロメタンスルホニルクロリド 結晶析出 機能材料 未反応原料 高選択的 生産性 生成量 導入管
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この項目の情報は公開日時点(2000年9月26日)のものです。
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課題

トリフルオロメタンスルホニルクロリドを製造するにあたり、従来法と比較して操作性および生産性を向上させ、非常に効率よくトリフルオロメタンスルホニルクロリドを製造することができる方法を提供する。

解決手段

オキシ塩化リン[POCl3]の存在下、トリフルオロメタンスルホン酸[CF3SO3H]を三塩化リンおよび塩素[PCl3+Cl2]と常圧下で反応させることにより、トリフルオロメタンスルホニルクロリド[CF3SO2Cl]を製造する。

効果

本発明の製造方法により、医薬品、農薬、各種機能材料などを製造する際の原料などとして有用な化合物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリドを容易に、高選択的かつ高収率で製造することができる。

概要

背景

概要

トリフルオロメタンスルホニルクロリドを製造するにあたり、従来法と比較して操作性および生産性を向上させ、非常に効率よくトリフルオロメタンスルホニルクロリドを製造することができる方法を提供する。

オキシ塩化リン[POCl3]の存在下、トリフルオロメタンスルホン酸[CF3SO3H]を三塩化リンおよび塩素[PCl3+Cl2]と常圧下で反応させることにより、トリフルオロメタンスルホニルクロリド[CF3SO2Cl]を製造する。

本発明の製造方法により、医薬品、農薬、各種機能材料などを製造する際の原料などとして有用な化合物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリドを容易に、高選択的かつ高収率で製造することができる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

オキシ塩化リン[POCl3]の存在下、トリフルオロメタンスルホン酸[CF3SO3H]を三塩化リンおよび塩素[PCl3+Cl2]と常圧下で反応させることを特徴とするトリフルオロメタンスルホニルクロリド[CF3SO2Cl]の製造方法。

請求項2

三塩化リンおよび塩素の添加量をトリフルオロメタンスルホン酸1モルに対して0.5〜2.0モルとすることを特徴とする請求項1記載のトリフルオロメタンスルホニルクロリドの製造方法。

請求項3

三塩化リンおよび塩素の添加量をトリフルオロメタンスルホン酸1モルに対して0.8〜1.2モルとすることを特徴とする請求項1記載のトリフルオロメタンスルホニルクロリドの製造方法。

請求項4

オキシ塩化リンの添加量をトリフルオロメタンスルホン酸に対して0.2〜3.0倍量(容量)とすることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のトリフルオロメタンスルホニルクロリドの製造方法。

請求項5

オキシ塩化リンの添加量をトリフルオロメタンスルホン酸に対して0.8〜2.0倍量(容量)とすることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のトリフルオロメタンスルホニルクロリドの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、トリフルオロメタンスルホニルクロリドの製造方法に関するものである。トリフルオロメタンスルホニルクロリドは、医薬品、農薬、各種機能材料などを製造する際の原料などとして有用な化合物である。

発明が解決しようとする課題

0002

従来、トリフルオロメタンスルホニルクロリドを製造する方法としては、以下の反応式で示されるように、トリフルオロメタンスルホン酸五塩化リンと反応させることにより製造する方法が知られている。

0003

0004

しかしながら、この製造方法においては、原料として使用される五塩化リンが固体であることから、その添加方法が問題となる。すなわち、五塩化リンを添加する際の作業性が非常に悪く、工業的にトリフルオロメタンスルホニルクロリドを製造する方法としては適当ではない。

課題を解決するための手段

0005

そこで、上記のような問題点を解決することを目的として本発明者らが鋭意検討を行った結果、トリフルオロメタンスルホン酸を五塩化リンの代わりに三塩化リンおよび塩素と反応させることにより、トリフルオロメタンスルホニルクロリドを容易に、高選択的かつ高収率で製造することができることを見出し、本発明に到達した。

0006

すなわち、本発明は、オキシ塩化リン[POCl3]の存在下、トリフルオロメタンスルホン酸[CF3SO3H]を三塩化リンおよび塩素[PCl3+Cl2]と常圧下で反応させることを特徴とするトリフルオロメタンスルホニルクロリド[CF3SO2Cl]の製造方法である。

0007

以下、本発明のトリフルオロメタンスルホニルクロリドの製造方法について、詳細に説明する。

0008

本発明のトリフルオロメタンスルホニルクロリドの製造方法においては、トリフルオロメタンスルホン酸[CF3SO3H]を三塩化リンおよび塩素[PCl3+Cl2]と反応させることにより、以下の反応式にしたがってトリフルオロメタンスルホニルクロリド[CF3SO2Cl]が製造される。

0009

0010

本発明においては、添加する三塩化リンと塩素のモル比は、1:1付近とするのがよい。

0011

本発明における三塩化リンおよび塩素の添加量は、トリフルオロメタンスルホン酸1モルに対して2モル以下とするのが好ましく、より好ましくは0.5〜2.0モルである。トリフルオロメタンスルホン酸に対する三塩化リンおよび塩素のモル比を大きくすると、それに伴って原料である三塩化リンが多量に残存し、その後の精製工程に負荷がかかる原因となるため、好ましくない。トリフルオロメタンスルホン酸に対する三塩化リンおよび塩素のモル比が2.0を越えたあたりで、目的生成物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリドの収量がほとんど増加しなくなるため、効率よく反応を行うためには、トリフルオロメタンスルホン酸に対する三塩化リンおよび塩素のモル比は、2.0以下としたほうがよい。また、トリフルオロメタンスルホン酸に対する三塩化リンおよび塩素のモル比が小さい場合には、それに伴って副生成物であるトリフルオロメタンスルホン酸無水物[(CF3SO2)2O]の生成量が増加し、目的生成物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリドの収率が低下する原因となるため、好ましくない。トリフルオロメタンスルホン酸に対する三塩化リンおよび塩素のモル比が0.5を下回ったあたりで、目的生成物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリドの収率が50%以下となるため、効率よく反応を行うためには、トリフルオロメタンスルホン酸に対する三塩化リンおよび塩素のモル比は、0.5以上としたほうがよい。上記のような理由から、より効率よく反応を行うには、0.8〜1.2モルとするのがさらに好ましい。

0012

本発明においては、まず、トリフルオロメタンスルホン酸と三塩化リンとオキシ塩化リン[POCl3]を仕込み、次いで塩素を導入した後に加圧下で反応を行う。オキシ塩化リンを添加せずに塩素を導入した場合、塩素導入時にトリフルオロメタンスルホン酸と三塩化リンが反応することにより生成する中間体結晶として析出する。この結晶析出により、撹拌が不充分になる場合および塩素の導入管閉塞が起こる場合があり、反応に支障をきたす。そこで、オキシ塩化リンを添加して結晶を溶解することにより、撹拌が良好、かつ、塩素導入管の閉塞を回避できる反応系となる。

0013

本発明におけるオキシ塩化リンの添加量は、トリフルオロメタンスルホン酸に対して3倍量(容量)以下とするのが好ましく、より好ましくは0.2〜3倍量(容量)である。トリフルオロメタンスルホン酸に対するオキシ塩化リンの量を多くすると、撹拌および塩素の導入は良好となるが、目的生成物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリドの生産量が低下する原因となるため、好ましくない。また、トリフルオロメタンスルホン酸に対するオキシ塩化リンの量が少なすぎると、結晶析出により撹拌および塩素の導入に支障をきたすため、好ましくない。上記のような理由から、さらに好ましくは、0.8〜2倍量(容量)である。

0014

本発明においては、塩素を導入する際には発熱を伴うため、導入時の温度は、50℃以下とするのが好ましく、より好ましくは10〜30℃である。

0015

また、反応温度は、60〜100℃とするのが好ましいが、反応をより効率よく進行させるためには、70〜90℃がより好ましい。反応をより効率よく進行させるためには、内圧の上昇が停止した後、さらに1〜2時間反応させることが好ましく、それにより目的生成物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリドを高選択的かつ高収率で得ることができる。

0016

本発明においては、上記の反応によりトリフルオロメタンスルホニルクロリドとオキシ塩化リンが生成する。さらに、トリフルオロメタンスルホン酸無水物が副生する場合もあるが、これらは未反応原料であるトリフルオロメタンスルホン酸および反応前にあらかじめ添加してあるオキシ塩化リンを含めて、反応終了後蒸留することにより容易に分離・精製することができる。したがって、本発明においては、目的生成物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリドを非常に容易に、かつ、効率よく得ることができるため、従来の製造方法と比較して操作性および生産性が非常によくなるという利点がある。

発明を実施するための最良の形態

0017

以下、実施例により本発明の実施の形態を具体的に説明する。

0018

実施例1
トリフルオロメタンスルホン酸200.5g(1.3モル)に三塩化リン221.3g(1.6モル)を仕込んだ。次いで、オキシ塩化リン148.7g(0.97モル)を水冷下、添加した。塩素70.0g(1.0モル)を20〜45℃で導入した。塩素導入後、70℃まで加温し、4時間還流した。反応終了後、蒸留し、トリフルオロメタンスルホニルクロリド87.5g(収率:38.9%)を得た。

0019

沸点:25〜35℃
トリフルオロメタンスルホニルクロリドを留去した後、減圧蒸留し、トリフルオロメタンスルホン酸無水物58.6g(収率31.1%)を得た。

0020

沸点:42〜50℃/140〜150mmHg
実施例2
トリフルオロメタンスルホン酸200.0g(1.3モル)に三塩化リン183.5g(1.3モル)を仕込んだ。次いで、オキシ塩化リン202.9g(1.3モル)を水冷下、添加した。塩素95.0g(1.3モル)を22〜32℃で導入した。塩素導入後、75℃まで加温し、4時間還流した。反応終了後、蒸留し、トリフルオロメタンスルホニルクロリド201.1g(収率:89.6%)を得た。

0021

沸点:25〜38℃
トリフルオロメタンスルホニルクロリドを留去した後、減圧蒸留し、トリフルオロメタンスルホン酸無水物11.5g(収率6.1%)を得た。

0022

沸点:45〜50℃/150mmHg
実施例3
トリフルオロメタンスルホン酸150.3g(1.0モル)に三塩化リン137.8g(1.0モル)を仕込んだ。次いで、オキシ塩化リン298.8g(1.9モル)を水冷下、添加した。塩素80.0g(1.1モル)を20〜31℃で導入した。塩素導入後、81℃まで加温し、4時間還流した。反応終了後、蒸留し、トリフルオロメタンスルホニルクロリド151.2g(収率:89.7%)を得た。

0023

沸点:25〜35℃
トリフルオロメタンスルホニルクロリドを留去した後、減圧蒸留し、トリフルオロメタンスルホン酸無水物9.3g(収率6.6%)を得た。

0024

沸点:42〜50℃/145mmHg

発明の効果

0025

本発明の製造方法により、医薬品、農薬、各種機能材料などを製造する際の原料などとして有用な化合物であるトリフルオロメタンスルホニルクロリドを容易に、高選択的かつ高収率で製造することができる。

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