JPH0873434A - Production of n-fluoropentachloropyridinium salt - Google Patents
Production of n-fluoropentachloropyridinium saltInfo
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- JPH0873434A JPH0873434A JP20883394A JP20883394A JPH0873434A JP H0873434 A JPH0873434 A JP H0873434A JP 20883394 A JP20883394 A JP 20883394A JP 20883394 A JP20883394 A JP 20883394A JP H0873434 A JPH0873434 A JP H0873434A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、N−フルオロペンタク
ロロピリジニウム塩の製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an N-fluoropentachloropyridinium salt.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般式:PRIOR ART General formula:
【化2】 Embedded image
【0003】(式中、X-はブレンステッド酸の共役塩
基を表す。)で示されるN−フルオロペンタクロロピリ
ジニウム塩は、芳香族化合物やアルケン等の不飽和化合
物にフッ素原子を導入する試剤、いわゆるフッ素化剤と
して有用な化合物である(ジャーナル・オブ・ジ・アメ
リカン・ケミカル・ソサエティ(J.Am.Chem.So
c.,112(1990)8563及び特開平2−231
474号公報参照))。The N-fluoropentachloropyridinium salt represented by the formula (wherein X − represents a conjugated base of Bronsted acid) is a reagent for introducing a fluorine atom into an unsaturated compound such as an aromatic compound or an alkene, It is a compound useful as a so-called fluorinating agent (J. Am. Chem. So.
c., 112 (1990) 8563 and JP-A-2-231.
474))).
【0004】従来、N−フルオロペンタクロロピリジニ
ウム塩の有用な製造方法としては、トリフルオロ酢酸や
ペンタフルオロプロピオン酸などの低級ペルフルオロ脂
肪酸中、ペンタクロロピリジンとフッ素(F2)とブレン
ステッド酸又はルイス酸とを反応させる方法が知られて
いる(特開平2−231474号公報参照)。しかしな
がら、溶媒として用いる低級ペルフルオロ脂肪酸は、強
い酸なので毒性が強く、また、金属製反応装置を腐食す
る。さらに、フッ素と低級ペルフルオロ脂肪酸との副反
応により生成するペルフルオロアシルハイポフロリト
(RCOOF:Rはペルフルオロアルキル基を表す)は
下式の反応に従い、容易に分解してガス状のペルフルオ
ロアルカンと二酸化炭素を発生することが知られている
(ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・ソサ
エティ,77(1955)6110): RCOOF → R-F + CO2 Heretofore, as a useful method for producing an N-fluoropentachloropyridinium salt, pentachloropyridine, fluorine (F 2 ), Bronsted acid or Lewis acid in a lower perfluoro fatty acid such as trifluoroacetic acid or pentafluoropropionic acid has been used. A method of reacting with an acid is known (see JP-A-2-231474). However, since the lower perfluoro fatty acid used as a solvent is a strong acid, it is highly toxic and corrodes the metal reactor. Furthermore, perfluoroacyl hypofluorite (RCOOF: R represents a perfluoroalkyl group) produced by a side reaction of fluorine with a lower perfluorofatty acid easily decomposes into a gaseous perfluoroalkane and carbon dioxide according to the reaction of the following formula. (Journal of the American Chemical Society, 77 (1955) 6110): RCOOF → R-F + CO 2
【0005】このことは、反応中に制御不能な急激な体
積膨張が起きることを意味し、ひいては爆発状態を引き
起こす危険性をはらんでいる。従って、低級ペルフルオ
ロ脂肪酸を溶媒として用いる従来法は、工業的に実施し
ようとした場合、反応装置の腐食の問題に加え、安全性
に致命的な欠陥をもっていると言わざるを得ない。This means that an uncontrollable rapid volume expansion occurs during the reaction, and there is a risk of causing an explosion state. Therefore, it cannot be said that the conventional method using a lower perfluoro fatty acid as a solvent has a fatal defect in safety in addition to the problem of corrosion of the reaction device when it is industrially attempted.
【0006】[0006]
【本発明が解決しようとする課題】本発明者らは、これ
ら従来のN−フルオロペンタクロロピリジニウム塩の製
造方法の問題点を解決するため、鋭意、研究を重ねた結
果、強い酸性のペルフルオロ脂肪酸に対し、ヘキサフル
オロイソプロパノールなどのほぼ中性で2級のフルオロ
アルコールは、腐食性の非常に低い、しかも分解によっ
て体積膨張をもたらす危険性のある副生成物を生じない
溶媒として優れたものであることを見い出し、本発明を
完成したものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the problems of these conventional methods for producing N-fluoropentachloropyridinium salts, and as a result, have found that the strongly acidic perfluorofatty acid is used. On the other hand, an almost neutral secondary fluoroalcohol such as hexafluoroisopropanol is an excellent solvent as it has very low corrosiveness and does not produce a by-product which may cause volume expansion due to decomposition. The present invention has been discovered and the present invention has been completed.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、一般式: RfRf′CHOH (I) (式中、RfとRf′は、同一又は異なって、炭素数1〜
4のフルオロアルキル基を表す。)で示されるフルオロ
アルコール中、ペンタクロロピリジンとフッ素(F2)
とブレンステッド酸又はルイス酸とを反応させることを
特徴とする、一般式:In order to solve the above problems, the present invention provides a compound represented by the general formula: RfRf'CHOH (I) (wherein Rf and Rf 'are the same or different and have 1 to 1 carbon atoms).
4 represents a fluoroalkyl group. ), Pentachloropyridine and fluorine (F 2 ) in the fluoroalcohol
And a Bronsted acid or a Lewis acid are reacted with the general formula:
【0008】[0008]
【化3】 [Chemical 3]
【0009】(式中、X-はブレンステッド酸の共役塩
基を表す。)で示されるN−フルオロペンタクロロピリ
ジニウム塩の製造方法を提供するものである。A method for producing an N-fluoropentachloropyridinium salt represented by the formula (wherein X − represents a conjugate base of Bronsted acid) is provided.
【0010】本発明に用いるペンタクロロピリジンは、
既知の化合物であり、工業的に容易に入手できる。The pentachloropyridine used in the present invention is
It is a known compound and easily available industrially.
【0011】フルオロアルコール(I)中のRf及びR
f′としては、CF3、C2F5、C3F7、C4F9、CF2
H、C2F4Hなどが例示でき、フルオロアルコール
(I)の代表例は、ヘキサフルオロイソプロパノール、
オクタフルオロ−2−ブタノ−ル、デカフルオロ−3−
ペンタノールなどであり、これらは容易に入手又は合成
できる。Rf and R in fluoroalcohol (I)
f ′ is CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 4 F 9 , CF 2
H, C 2 F 4 H and the like can be exemplified, and typical examples of the fluoroalcohol (I) are hexafluoroisopropanol,
Octafluoro-2-butanol, decafluoro-3-
Pentanol and the like, which can be easily obtained or synthesized.
【0012】ブレンステッド酸としては、トリフルオロ
メタンスルホン酸、ジフルオロメタンスルホン酸、トリ
クロロメタンスルホン酸、ノナフルオロメタンスルホン
酸、ヘプタフルオロオクタンスルホン酸、フルオロスル
ホン酸、クロロスルホン酸、硫酸、モノメチル硫酸、過
塩素酸等のブレンステッド酸、又は、HBF4、HBCl
3F、HBCl4、HAlF4、HAlCl3F、HPF4、H
PF6、HPCl5F、HAsF4、HAsCl3F、HAs
F6、HAsCl6、HAsCl5F、HSbF4、HSbF6、
HSbCl2F4、HSbCl5F、HSbCl6等のルイス酸と
ハロゲン化水素等との化合物のブレンステッド酸等を例
示することができる。Examples of Bronsted acids include trifluoromethanesulfonic acid, difluoromethanesulfonic acid, trichloromethanesulfonic acid, nonafluoromethanesulfonic acid, heptafluorooctanesulfonic acid, fluorosulfonic acid, chlorosulfonic acid, sulfuric acid, monomethyl sulfuric acid, and permethyl sulfuric acid. Bronsted acid such as chloric acid, or HBF 4 , HBCl
3 F, HBCl 4 , HAlF 4 , HAlCl 3 F, HPF 4 , H
PF 6 , HPCl 5 F, HAsF 4 , HAsCl 3 F, HAs
F 6 , HAsCl 6 , HAsCl 5 F, HSbF 4 , HSbF 6 ,
A Bronsted acid of a compound of a Lewis acid such as HSbCl 2 F 4 , HSbCl 5 F and HSbCl 6 and hydrogen halide can be exemplified.
【0013】ブレンステッド酸を用いる場合の反応温度
は、反応混合物が液体状態を維持できる温度の範囲から
選ぶことができるが、−20℃〜+60℃、さらには、
−10℃〜+40℃の範囲の温度が経済性及び反応の収
率を良好にする点で好ましい。反応を収率を良く行うた
めには、ブレンステッド酸の使用量はペンタクロロピリ
ジン1モルに対し、0.8〜3モルであるが、経済性を
考慮に入れると0.9〜1.5モルが好ましい。The reaction temperature in the case of using Bronsted acid can be selected from the temperature range in which the reaction mixture can maintain the liquid state, but it is -20 ° C to + 60 ° C, and further,
Temperatures in the range of -10 ° C to + 40 ° C are preferable in terms of economic efficiency and good reaction yield. In order to carry out the reaction in good yield, the amount of Bronsted acid used is 0.8 to 3 mol per 1 mol of pentachloropyridine, but it is 0.9 to 1.5 in consideration of economic efficiency. Molar is preferred.
【0014】また、本発明で使用するフッ素はそのまま
用いてもよいが、フッ素の激しい反応を制御するために
不活性ガスを用いて不活性ガスの容量が99%〜25%
である希釈したフッ素ガスを使用するのが好ましい。不
活性ガスとしては、窒素、ヘリウム、アルゴン等を例示
することができる。フッ素の使用量は、フッ素の導入方
法、反応温度、反応装置等により変化するので、ペンタ
クロロピリジンがフッ素と反応して消失するのに必要な
フッ素の量を目安として適宜選択すればよい。Although the fluorine used in the present invention may be used as it is, an inert gas is used to control the vigorous reaction of the fluorine, and the volume of the inert gas is 99% to 25%.
It is preferred to use diluted fluorine gas which is Examples of the inert gas include nitrogen, helium, argon and the like. The amount of fluorine used varies depending on the method of introducing fluorine, the reaction temperature, the reaction apparatus, etc., and thus may be appropriately selected with the amount of fluorine necessary for pentachloropyridine to react with fluorine and disappear.
【0015】また、ルイス酸としては、BF3、BC
l3、AlF3、AlCl3、PF3、PF5、PCl5、As
F3、AsCl3、AsF5、AsCl5、SbF3、SbF5、Sb
Cl2F3、SbCl5、SO3等を例示することができる。
また、これらのルイス酸は種々のエーテルやニトリル化
合物等との錯体として用いてもよい。反応を収率を良く
行うためには、ルイス酸の使用量はペンタクロロピリジ
ン1モルに対し、0.8〜3モルであるが、経済性と収
率を考慮に入れると0.9〜1.5モルが好ましい。ま
た、本反応で使用するフルオロアルコール(I)やフッ素
(F2)の使用形態は前記方法の場合と同様である。反応
温度も前記方法の場合と同様である。The Lewis acids include BF 3 , BC
l 3 , AlF 3 , AlCl 3 , PF 3 , PF 5 , PCl 5 , As
F 3, AsCl 3, AsF 5 , AsCl 5, SbF 3, SbF 5, Sb
Examples include Cl 2 F 3 , SbCl 5 , SO 3 and the like.
Further, these Lewis acids may be used as a complex with various ethers or nitrile compounds. In order to carry out the reaction in good yield, the amount of Lewis acid used is 0.8 to 3 mol per 1 mol of pentachloropyridine, but in consideration of economical efficiency and yield, it is 0.9 to 1 mol. 0.5 mol is preferred. In addition, fluoroalcohol (I) and fluorine used in this reaction
The usage form of (F 2 ) is the same as in the case of the above method. The reaction temperature is the same as in the above method.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上のように、ほぼ中性で2級のフルオ
ロアルコール、特にヘキサフルオロイソプロパノールを
溶媒として用いれば、フッ素化剤として有用なN−フル
オロペンタクロロピリジニウム塩を安全にかつ反応収率
良く、製造することができ、また、反応装置の耐久性が
飛躍的に向上する。さらに、フルオロアルコール類は沸
点が低いので、蒸留により容易に回収できる。従って、
再使用容易である。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, when an almost neutral secondary fluoroalcohol, particularly hexafluoroisopropanol, is used as a solvent, an N-fluoropentachloropyridinium salt useful as a fluorinating agent can be safely and efficiently reacted. Good, it can be manufactured, and the durability of the reactor is dramatically improved. Furthermore, since fluoroalcohols have a low boiling point, they can be easily recovered by distillation. Therefore,
Easy to reuse.
【0017】以下、実施例により本発明を更に詳しく説
明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
【実施例】実施例1 1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロパノール
20ml、ペンタクロロピリジン2.51g(10mmol)及
びトリフルオロメタンスルホン酸1.50g(10mmol)
の混合物を含む容器内に、室温で撹拌しながら、フッ素
(F2)と窒素(N2)の混合ガス(容量比1:9)を30ml
/分の流速で導入した。使用したフッ素のモル数は2
8.5mmolであった)。その後、窒素を流して残存した
フッ素を除去した後、溶媒を留去し、酢酸エチルを加え
た。析出した結晶を濾別し、N−フルオロペンタクロロ
ピリジニウムトリフルオロメタンスルホナート3.10g
を得た(収率74%)。物性値は次に示す如く、標準サ
ンプルと一致した。 融点;122−123℃14 FNMR(重アセトニトリル中CFCl3内部標準);−
48.0ppm(s、N−F)、78.2ppm(s、CF3) マススペクトル(m/z);274、272、270、268
(M+−OSO2CF3) 本反応の実施において、異常反応や爆発は全く起こら
ず、安全に、しかも収率よく目的の生成物を得ることが
できた。用いる溶媒がほぼ中性であるので、金属性反応
装置部分の耐久性が飛躍的に向上した。EXAMPLES Example 1 20 ml of 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropanol, 2.51 g (10 mmol) of pentachloropyridine and 1.50 g (10 mmol) of trifluoromethanesulfonic acid.
Fluorine in a container containing a mixture of
30 ml of a mixed gas of (F 2 ) and nitrogen (N 2 ) (volume ratio 1: 9)
Introduced at a flow rate of / min. The number of moles of fluorine used is 2
It was 8.5 mmol). Then, nitrogen was passed to remove the residual fluorine, the solvent was distilled off, and ethyl acetate was added. Precipitated crystals were filtered off and 3.10 g of N-fluoropentachloropyridinium trifluoromethanesulfonate
Was obtained (yield 74%). The physical properties were in agreement with those of the standard sample as shown below. Melting point: 122-123 ° C. 14 FNMR (CFCl 3 internal standard in deuterated acetonitrile);-
48.0ppm (s, N-F) , 78.2ppm (s, CF 3) Mass spectrum (m / z); 274,272,270,268
In the practice of the (M + -OSO 2 CF 3) This reaction, abnormal reaction or explosion does not occur at all, safe, yet it was possible to obtain a good yield desired product. Since the solvent used is almost neutral, the durability of the metallic reactor part has been dramatically improved.
【0018】実施例2 1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロパノール
20ml、ペンタクロロピリジン2.51g(10mmol)及
び三フッ化ホウ素アセトニトリル錯体1.08g(10mm
ol)の混合物を含む容器内に、室温で撹拌しながら、フ
ッ素(F2)と窒素(N2)の混合ガス(容量比1:9)を3
0ml/分の流速で導入した。使用したフッ素のモル数は
33mmolであった。その後、窒素を流して残存したフッ
素を除去した後、溶媒を留去し、酢酸エチルを加え、析
出した結晶を濾別し、N−フルオロペンタクロロピリジ
ニウムテトラフルオロボラート3.10gを得た(収率9
2%)。物質値は次に示す如く、標準サンプルと一致し
た。 融点;198−200℃(封管中)19 FNMR(重アセトニトリル中CFCl3内部標準);-4
7.6ppm(s、N−F) 152.6ppm(s、BF4) マススペクトル(m/z);293、291、289、287
(M+−BF3) 本反応の実施において、異常反応や爆発は全く起こら
ず、安全に、しかも収率よく目的の生成物を得ることが
できた。用いる溶媒がほぼ中性であるので、金属性反応
装置部分の耐久性が飛躍的に向上した。 Example 2 20 ml of 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropanol, 2.51 g (10 mmol) of pentachloropyridine and 1.08 g (10 mm) of boron trifluoride acetonitrile complex.
ol) in a container containing a mixture of fluorine (F 2 ) and nitrogen (N 2 ) (volume ratio 1: 9) while stirring at room temperature.
It was introduced at a flow rate of 0 ml / min. The number of moles of fluorine used was 33 mmol. Then, nitrogen was flowed to remove residual fluorine, the solvent was distilled off, ethyl acetate was added, and the precipitated crystals were filtered off to obtain 3.10 g of N-fluoropentachloropyridinium tetrafluoroborate ( Yield 9
2%). Material values were in agreement with standard samples as shown below. Melting point; 198-200 ° C. (in sealed tube) 19 FNMR (CFCl 3 internal standard in deuterated acetonitrile); -4
7.6ppm (s, N-F) 152.6ppm (s, BF 4) Mass spectrum (m / z); 293,291,289,287
(M + -BF 3 ) In carrying out this reaction, no abnormal reaction or explosion occurred, and the desired product could be obtained safely and in good yield. Since the solvent used is almost neutral, the durability of the metallic reactor part has been dramatically improved.
Claims (2)
(I) (式中、RfとRf′は、同一又は異なって、炭素数1〜
4のフルオロアルキル基を表す。)で示されるフルオロ
アルコール中、ペンタクロロピリジンとフッ素とブレン
ステッド酸又はルイス酸とを反応させることを特徴とす
る、一般式: 【化1】 (式中、X-はブレンステッド酸の共役塩基を表す。)
で示されるN−フルオロペンタクロロピリジニウム塩の
製造方法。1. A general formula: RfRf'CHOH
(I) (In the formula, Rf and Rf ′ are the same or different and have 1 to
4 represents a fluoroalkyl group. ) In the fluoroalcohol represented by the formula (1), pentachloropyridine, fluorine and Bronsted acid or Lewis acid are reacted with each other. (In the formula, X − represents a conjugate base of Bronsted acid.)
The manufacturing method of the N-fluoro pentachloro pyridinium salt shown by these.
ソプロパノールである請求項1記載の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the fluoroalcohol is hexafluoroisopropanol.
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JP20883394A JP3482704B2 (en) | 1994-09-01 | 1994-09-01 | Method for producing N-fluoropentachloropyridinium salt |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013082901A (en) * | 2011-09-26 | 2013-05-09 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Composition and polymer |
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1994
- 1994-09-01 JP JP20883394A patent/JP3482704B2/en not_active Expired - Fee Related
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