フッ化カリウム分散液およびそれを用いる含フッ素有機化合物の製造方法
【課題】フッ素化剤としての活性が高いフッ化カリウム分散液を提供すること。
【解決手段】フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒とを混合し、得られる混合物を濃縮することにより得られる実質的にフッ化カリウムと非プロトン性有機溶媒とからなるフッ化カリウム分散液、および、該フッ化カリウム分散液と求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物とを接触させることを特徴とする含フッ素有機化合物の製造方法。
【解決手段】フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒とを混合し、得られる混合物を濃縮することにより得られる実質的にフッ化カリウムと非プロトン性有機溶媒とからなるフッ化カリウム分散液、および、該フッ化カリウム分散液と求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物とを接触させることを特徴とする含フッ素有機化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ化カリウム分散液およびそれを用いる含フッ素有機化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フッ化カリウムは、有機化合物のフッ素化剤として有用である。フッ化カリウムを用いた有機化合物のフッ素化反応は、通常、無機塩が析出した不均一な状態で実施するので、フッ化カリウムの形状によっては反応性が低下することがある。また、フッ化カリウムは吸湿性を有しているが、該フッ素化反応は求核置換反応であり、水分によって反応性が低下することもある。そこで、フッ化カリウム１ｇ当たり０．５〜０．６ｍｌのメタノールを用いてフッ化カリウムのメタノール溶液を調製し、これに４０〜６０ｍｌの芳香族化合物と２〜３ｇの非プロトン性極性溶媒を加えて、蒸留することにより得られるフッ化カリウム分散液を反応に用いる方法が提案された（特許文献１参照。）。しかしながら、かかる方法で得られたフッ化カリウム分散液は、未だそのフッ素化剤としての反応性が十分ではないため、高価な相間移動触媒を用いて反応を実施する必要があり、工業的に実施するためには、さらなる反応性の向上が求められていた。
【０００３】
【特許文献１】特表昭６３−５０２１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような状況の下、本発明者らは、より反応性の高いフッ素化剤を開発すべく、鋭意検討を行ったところ、フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、非プロトン性有機溶媒とを混合し、得られる混合物を濃縮することにより得られる実質的にフッ化カリウムと非プロトン性有機溶媒とからなるフッ化カリウム分散液が、工業的に満足できるフッ素化剤としての反応性を有しており、該フッ化カリウム分散液を用いれば、相間移動触媒を用いることなく、効率よく有機化合物のフッ素化反応が進行することを見出し、本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明は、フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒とを混合し、得られる混合物を濃縮することにより得られる実質的にフッ化カリウムと非プロトン性有機溶媒とからなるフッ化カリウム分散液およびそれを用いる含フッ素有機化合物の製造方法等を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、有機化合物のフッ素化反応に対する反応性が高いフッ化カリウム分散液を容易に得ることができる。該フッ化カリウム分散液を用いれば、高価な相間移動触媒を用いなくても、医農薬および電子材料等の各種化学製品やその合成中間体等として重要な含フッ素有機化合物を効率よく製造できるので、工業的に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
フッ化カリウムとしては、市販のものを用いることもできるし、後述のように水酸化カリウムとフッ化水素とを反応させて用いることもできる。市販のものを用いる場合、その性状は特に限定されない。例えば乾燥品、水和物のいずれも使用できる。
【０００９】
メタノールは、市販のものを用いることができる。無水品のみならず、５重量％程度まで水を含んでいても使用できる。メタノールの使用量は、フッ化カリウムに対し５〜５０重量倍の範囲である。得られる混合物としては、フッ化カリウムがメタノールに完全に溶解した溶液であることが好ましい。かかる溶液を調製するためのメタノールの使用量は、溶解時や使用時の温度および含水量等の条件により異なるが、フッ化カリウムに対して８重量倍以上であることが、より好ましい。
【００１０】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物の調製は、例えば、フッ化カリウムとメタノールとを混合する方法、または、水酸化カリウムとフッ化水素とをメタノール中で混合する方法等が挙げられる。前者の場合、フッ化カリウムとメタノールとの混合順序は特に限定されない。通常、常圧条件下で混合するが、減圧条件もしくは加圧条件下で混合してもよい。混合温度は、通常０〜１００℃、好ましくは２０〜７０℃の範囲である。
【００１１】
水酸化カリウムとフッ化水素とをメタノール中で混合する方法が、コスト面からは好ましい。
【００１２】
水酸化カリウムは、市販のものをそのまま用いることもできるし、乾燥処理した後に用いることもできる。また、任意の方法により製造したものを用いることもできる。その形状は特に限定されず、例えば、片状、錠剤状または棒状であってもよいし、水溶液であっても、アルコール溶液であってもよい。水の含量は少ない方が好ましく、アルコール溶液を用いる場合は、メタノール溶液が好ましい。
【００１３】
フッ化水素は、通常、市販のものを用いることができ、その性状は特に限定されない。フッ化水素ガスまたはフッ化水素酸が使用可能であり、操作性や入手性等の点からは、フッ化水素酸を用いることが好ましい。上記フッ化水素は、市販のものをそのまま用いてもよいし、メタノールや水と混合して用いてもよい。フッ化水素ガスを用いる場合、反応に不活性なガスと混合して用いてもよい。フッ化水素酸を用いる場合、その濃度は、高い方が好ましい。フッ化水素の使用量は、水酸化カリウムに対して、通常０．９〜１．１モル倍、好ましくは０．９９〜１．０１モル倍の範囲である。
【００１４】
水酸化カリウムとフッ化水素とメタノールの混合順序は特に限定されないが、通常、水酸化カリウムとメタノールの混合物に、フッ化水素ガスあるいはフッ化水素酸を加えることが好ましい。通常、常圧条件下で混合するが、減圧条件もしくは加圧条件下で混合してもよい。混合温度は、通常０〜１００℃、好ましくは２０〜７０℃の範囲である。
【００１５】
本発明のフッ化カリウム分散液の製造に用いる溶媒は、非プロトン性有機溶媒であって、後述するメタノール留出除去時の圧力条件下での沸点がメタノールよりも高いものであれば特に限定されず、非極性溶媒を用いてもよいが、後述するフッ素化反応溶媒としてそのまま用いることができる点で、非プロトン性極性溶媒を用いることが好ましい。かかる溶媒は、単独で用いてもよいし、２種以上の混合溶媒として用いてもよい。非プロトン性極性溶媒としては、例えば、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル溶媒；スルホラン、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン等のスルホン溶媒；ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド等のスルホキシド溶媒；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアルキルアミド溶媒；ブチロニトリル、アジポニトリル等のニトリル溶媒；等が挙げられる。好ましくは、スルホン溶媒、スルホキシド溶媒またはアルキルアミド溶媒である。また、非極性溶媒を用いる場合は、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の炭素数６〜８の脂肪族炭化水素溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒；等が挙げられる。
【００１６】
上記メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒の使用量は、フッ化カリウムに対して、通常１重量倍以上であれば本発明の目的は達せられ、その上限は特にないが、あまり多すぎると生産性が低下するため、実用的には２０重量倍以下である。
【００１７】
本発明のフッ化カリウム分散液は、例えば下記（ａ）〜（ｃ）に示す操作方法により製造される。
（ａ）フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、非プロトン性極性溶媒とを混合し、得られた混合物を濃縮する方法
（ｂ）フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、非極性溶媒とを混合し、得られた混合物を濃縮した後、非プロトン性極性溶媒を加え、得られた混合物を濃縮する方法
（ｃ）メタノールの沸点以上の温度条件下、非プロトン性極性溶媒中に、フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物を加えながら濃縮する方法
上記（ａ）〜（ｃ）のうち、反応活性の点において好ましい態様としては（ｃ）の方法が挙げられる。
【００１８】
フッ化カリウム分散液中にメタノールや水を実質的に残存させない目的において、メタノールや水と共沸する溶媒を用いて濃縮してもよい。メタノールや水と共沸する溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒；ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素溶媒；等が挙げられる。
【００１９】
濃縮時の操作圧力は、通常０．７〜２００ｋＰａの範囲であり、操作温度は、通常２０〜２００℃の範囲である。
【００２０】
かくして得られるフッ化カリウム分散液は、実質的にフッ化カリウムと上記非プロトン性有機溶媒からなり、フッ化カリウムの微粉末が非プロトン性有機溶媒中に分散した混合物である。かかるフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの含有量は、通常５〜７０重量％の範囲である。
【００２１】
特に、フッ化カリウムがメタノールに完全に溶解した溶液を用いて調製されたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムは、通常、１次粒子の粒子径が０．１〜５μｍであって、その一部または全てが凝集して体積換算平均粒子径５〜２５μｍの粒子を形成している。
【００２２】
本発明のフッ化カリウム分散液は、フッ素化反応用組成物としての実用性がある。以下、求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物と、本発明のフッ化カリウム分散液とを接触させる有機化合物のフッ素化方法（本明細書において、単に「フッ素化反応」と記することもある。）について詳細に説明する。
【００２３】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物としては、例えば、
置換されていてもよい脂肪族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物；
置換されていてもよい芳香族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物；
置換されていてもよい複素芳香族化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物；
等が挙げられ、本フッ素化反応により、それぞれ対応する、
置換されていてもよい脂肪族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換された有機化合物；
置換されていてもよい芳香族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換された有機化合物；
置換されていてもよい複素芳香族化合物上の少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換された有機化合物；
を与える。
【００２４】
脂肪族炭化水素化合物としては、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、デカン、シクロプロパン、２，２−ジメチルシクロプロパン、シクロペンタン、シクロヘキサン等の直鎖状、分枝鎖状または環状の炭素数１〜２０のアルカンが挙げられる。かかる脂肪族炭化水素化合物上に置換していてもよい基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、４−メチルフェニル基、４−メトキシフェニル基、３−フェノキシフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチルフェニル基、２−ピリジル基等の炭素数５〜２０の置換されていてもよいアリール基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、トリフルオロメトキシ基等の炭素数１〜２０の置換されていてもよいアルコキシ基；フェノキシ基、２−メチルフェノキシ基、４−メチルフェノキシ基、４−メトキシフェノキシ基、３−フェノキシフェノキシ基等の炭素数６〜２０の置換されていてもよいアリールオキシ基；ベンジルオキシ基、４−メチルベンジルオキシ基、４−メトキシベンジルオキシ基、３−フェノキシベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチルベンジルオキシ基等の炭素数７〜２０の置換されていてもよいアラルキルオキシ基；フッ素原子；アセチル基、エチルカルボニル基等の炭素数２〜２０の置換されていてもよいアルキルカルボニル基；ベンゾイル基、２−メチルベンゾイル基、４−メチルベンゾイル基、４−メトキシベンゾイル基等の炭素数７〜２０の置換されていてもよいアリールカルボニル基；ベンジルカルボニル基、４−メチルベンジルカルボニル基、４−メトキシベンジルカルボニル基等の炭素数８〜２０の置換されていてもよいアラルキルカルボニル基；カルボキシ基；等のフッ素化反応に関与しない基が挙げられる。かかる基で置換された脂肪族炭化水素化合物としては、例えばフルオロメタン、トリフルオロメタン、メトキシメタン、エトキシメタン、メトキシエタン、トルエン、４−メトキシトルエン、３−フェノキシトルエン、２，３，５，６−テトラフルオロトルエン、２，３，５，６−テトラフルオロ−パラキシレン、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシトルエン、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチルトルエン、２−プロピルナフタレン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、４−メチルアセトフェノン、フェニルアセトン等が例示される。
【００２５】
芳香族炭化水素化合物としては、例えばベンゼン、ナフタレン等の炭素数６〜２０の芳香族炭化水素化合物が挙げられる。かかる芳香族炭化水素化合物上に置換していてもよい基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、４−メチルフェニル基、４−メトキシフェニル基、３−フェノキシフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチルフェニル基、２−ピリジル基等の炭素数５〜２０の置換されていてもよいアリール基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、トリフルオロメトキシ基等の炭素数１〜２０の置換されていてもよいアルコキシ基；フェノキシ基、２−メチルフェノキシ基、４−メチルフェノキシ基、４−メトキシフェノキシ基、３−フェノキシフェノキシ基等の炭素数６〜２０の置換されていてもよいアリールオキシ基；ベンジルオキシ基、４−メチルベンジルオキシ基、４−メトキシベンジルオキシ基、３−フェノキシベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチルベンジルオキシ基等の炭素数７〜２０の置換されていてもよいアラルキルオキシ基；アセチル基、エチルカルボニル基等の炭素数２〜２０の置換されていてもよいアルキルカルボニル基；ベンゾイル基、２−メチルベンゾイル基、４−メチルベンゾイル基、４−メトキシベンゾイル基等の炭素数７〜２０の置換されていてもよいアリールカルボニル基；ベンジルカルボニル基、４−メチルベンジルカルボニル基、４−メトキシベンジルカルボニル基等の炭素数８〜２０の置換されていてもよいアラルキルカルボニル基；カルボキシ基；スルホンアミド基；シアノ基；アミド基；フッ素原子；等のフッ素化反応に関与しない基が挙げられる。また、これらの基のうち、隣接する２つの基が互いに結合して、その結合炭素原子とともに環を形成していてもよい。かかる基で置換された芳香族炭化水素化合物としては、例えばシアノベンゼン、テレフタロニトリル、イソフタロニトリル、オルソフタロニトリル、フルオロベンゼン、１，４−ジフルオロベンゼン、ベンゼンスルホンアミド、ビフェニル、２−フェニルナフタレン、ジフェニルエーテル、ベンゾフェノン、１，２−ジフェニルエタノン等が挙げられる。
【００２６】
複素芳香族化合物としては、例えばピリジン、キノリン、ピリミジン等の炭素数５〜２０の複素芳香族化合物が挙げられる。かかる複素芳香族化合物上に置換していてもよい基としては、上記した芳香族炭化水素化合物上に置換していてもよい基として例示したフッ素化反応に関与しない基が挙げられる。かかる基で置換された複素芳香族化合物としては、例えば３−メチルピリジン、４−フェニルピリジン等が挙げられる。
【００２７】
求核的にフッ素原子で置換され得る基としては、例えば塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、スルホ基、置換されていてもよいアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよいアリールスルホニルオキシ基、置換されていてもよいアルキルカルボニルオキシ基または置換されていてもよいアリールカルボニルオキシ基等が挙げられる。かかる基を２以上有する場合には、それらは互いに同一であってもよいし、相異なってもよい。
【００２８】
置換されていてもよいアルキルスルホニルオキシ基としては、例えばメタンスルホニルオキシ基、エタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基等が挙げられる。置換されていてもよいアリールスルホニルオキシ基としては、例えばパラトルエンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、１−ナフタレンスルホニルオキシ基等が挙げられる。置換されていてもよいアルキルカルボオキシ基としては、例えばトリフルオロアセトキシ基、ペンタフルオロエチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。置換されていてもよいアリールカルボニルオキシ基としては、例えばテトラフルオロベンゾイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
【００２９】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物としては、例えば１−クロロブタン、１−ブロモブタン、１−ヨードブタン、１−クロロシクロブタン、１−クロロペンタン、１−ブロモペンタン、１−クロロシクロペンタン、１−クロロ−４−ブロモブタン、１−クロロヘキサン、１−ブロモヘキサン、１，６−ジブロモヘキサン、１−クロロヘプタン、１−ブロモヘプタン、２−クロロへプタン、２−ブロモヘプタン、１−クロロオクタン、１−ブロモオクタン、２−クロロオクタン、２−ブロモオクタン、ベンジルクロライド、ベンジルブロマイド、（１−クロロエチル）ベンゼン、（１−ブロモエチル）ベンゼン、４−メトキシベンジルクロライド、４−メチルベンジルブロマイド、３，４，５−トリフルオロベンジルブロマイド、パラトルエンスルホン酸ｎ−ブチル、メタンスルホン酸ｎ−ブチル、パラトルエンスルホン酸ｎ−ペンチル、メタンスルホン酸ｎ−ペンチル、パラトルエンスルホン酸ｎ−ヘキシル、メタンスルホン酸ｎ−ヘキシル、パラトルエンスルホン酸ｎ−ヘプチル、メタンスルホン酸ｎ−ヘプチル、パラトルエンスルホン酸ｎ−オクチル、メタンスルホン酸ｎ−オクチル、トリフルオロ酢酸ｎ−ブチル、テトラフルオロ安息香酸ｎ−ブチル、トリフルオロ酢酸ｎ−オクチル、４−クロロニトロベンゼン、４−ブロモニトロベンゼン、２−クロロニトロベンゼン、２−ブロモニトロベンゼン、２，４−ジクロロニトロベンゼン、２，６−ジクロロニトロベンゼン、３，５−ジクロロニトロベンゼン、４−シアノクロロベンゼン、４−シアノブロモベンゼン、１−クロロ−２，４−ジニトロベンゼン、テトラクロロテレフタロニトリル、テトラクロロイソフタロニトリル、テトラクロロオルソフタロニトリル、１，３−ジクロロ−４，６−ジニトロベンゼン、２−クロロキノリン、２−クロロ−５−ニトロピリジン、２−クロロ−５−トリフルオロメチルピリジン、４，５，６−トリクロロピリミジン等が挙げられる。
【００３０】
かかる求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物と、本発明のフッ化カリウム分散液とを接触させることにより、含フッ素有機化合物が得られる。ここで、求核的にフッ素原子で置換され得る基を２以上有する有機化合物を用いる場合には、それらは相異なる置換基であってもよく、通常、以下のような反応性を示し、最も反応性が高い基のみがフッ素原子に置換されることもあるし、反応条件によっては同一または相異なる２以上の基がフッ素原子に置換されることもある。
【００３１】
置換されていてもよい芳香族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物の場合は、通常、パラ位やオルト位に電子吸引性の基を有する求核的にフッ素原子で置換され得る基が優先的にフッ素原子に置換される。例えば、４−クロロニトロベンゼンの反応において、塩素原子とニトロ基はともに求核的にフッ素原子で置換され得る基であるが、より電子吸引性の高いニトロ基をパラ位に持つ塩素原子が優先的にフッ素原子に置換され、通常は４−フルオロニトロベンゼンが選択的に生成する。もちろん、例えば、本発明のフッ化カリウム分散液を大過剰量用いる等、反応条件を適宜選択すればニトロ基もフッ素原子に置換され、パラジフルオロベンゼンを得ることもできる。
【００３２】
また、置換されていてもよい複素芳香族化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物の場合は、通常、複素芳香環を構成するヘテロ原子に対して、２位、４位または６位の求核的にフッ素原子で置換され得る基が優先的にフッ素原子に置換される。例えば、２−クロロ−３−ニトロピリジンでは、通常、２位のクロル基が置換され２−フルオロ−３−ニトロピリジンが生成する。もちろん、例えば、本発明のフッ化カリウム分散液を大過剰量用いる等、反応条件を適宜選択すればニトロ基もフッ素原子に置換され、２，３−ジフルオロピリジンを得ることもできる。
【００３３】
本発明のフッ化カリウム分散液の使用量は、通常、求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物上のフッ素化反応を所望する基に対し、フッ化カリウムを１モル倍以上含む量であればよい。その上限は特にないが、求核的にフッ素原子で置換され得る基を１つのみ有する場合は、反応効率の観点から好ましくは１．５〜５モル倍である。また、求核的にフッ素原子で置換され得る基を２以上有する場合は、上記反応性の優先順位に基づき、フッ素反応を所望する基が優先的にフッ素原子で置換される範囲で使用量を適宜設定すればよい。
【００３４】
フッ素化反応は、溶媒の存在下に実施する。溶媒としては、通常、本発明のフッ化カリウム分散液に含まれる溶媒をそのまま使用することができるが、フッ素化反応において、それと同一または別種の溶媒を、さらに追加して用いてもよい。かかる溶媒としては、上述の非プロトン性極性溶媒と同一のものが例示される。
【００３５】
接触温度があまり低いとフッ素化反応が進行しにくく、また接触温度があまり高いと原料や生成物の分解等副反応が進行するおそれがあるため、実用的な接触温度は、通常２０〜２５０℃の範囲である。
【００３６】
フッ素化反応は、求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物と、本発明のフッ化カリウム分散液とを接触させることにより実施され、それらの混合順序は特に限定されない。例えば、反応温度条件下で求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物に本発明のフッ化カリウム分散液を加えていってもよいし、その逆でもよい。また、両試剤を同時に混合した後に反応温度を調整してもよい。
【００３７】
フッ素化反応は、常圧条件下で実施してもよいし、加圧条件下で実施してもよい。また、反応の進行は、例えばガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、ＮＭＲ、ＩＲ等の通常の分析手段により確認することができる。
【００３８】
フッ素化反応終了後、得られた反応混合物に、晶析処理や蒸留処理等を施したり、必要に応じて水および／または水と混和しない有機溶媒を加えて抽出処理し、得られる有機層に濃縮処理を施したりすることにより、含フッ素有機化合物を単離することができる。単離した含フッ素有機化合物を、例えば蒸留、カラムクロマトグラフィー等の通常の精製手段によりさらに精製してもよい。
【００３９】
ここで、水と混和しない有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒；ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒；ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒；ジエチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル溶媒；酢酸エチル等のエステル溶媒；等が挙げられる。
【００４０】
かくして得られる含フッ素有機化合物としては、例えば１−フルオロブタン、１−フルオロシクロブタン、１−フルオロペンタン、１−フルオロシクロペンタン、１，４−ジフルオロブタン、１−クロロ−４−フルオロブタン、１−フルオロヘキサン、１，６−ジフルオロヘキサン、１−フルオロヘプタン、２−フルオロへプタン、１−フルオロオクタン、２−フルオロオクタン、ベンジルフルオライド、（１−フルオロエチル）ベンゼン、４−メトキシベンジルフルオライド、４−メチルベンジルフルオライド、３，４，５−トリフルオロベンジルフルオライド、４−フルオロニトロベンゼン、２−フルオロニトロベンゼン、２，４−ジフルオロニトロベンゼン、２，６−ジクロロフルオロベンゼン、３，５−ジフルオロニトロベンゼン、４−シアノフルオロベンゼン、１−フルオロ−２，４−ジニトロベンゼン、テトラフルオロテレフタロニトリル、テトラフルオロイソフタロニトリル、テトラフルオロオルソフタロニトリル、１，３−ジフルオロ−４，６−ジニトロベンゼン、２−フルオロキノリン、２−フルオロ−５−ニトロピリジン、２−フルオロ−５−トリフルオロメチルピリジン、４，６−ジフルオロ−５−クロロ−ピリミジン、４，５，６−トリフルオロピリミジン等が挙げられる。
【００４１】
以下、本発明のフッ素化方法の具体例として、テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドの製造方法について、さらに説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
【００４２】
テトラクロロテレフタル酸ジクロライドと本発明のフッ化カリウム分散液をと接触させれば、通常、テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドが得られる。該生成物は、医農薬原料等として利用できる有用な化合物である（例えば、中国特許公開第１４５８１３７号明細書および特許第２６０６８９２号公報参照。）。
【００４３】
テトラクロロテレフタル酸ジクロライドは、例えば特公平２−１１５７１号公報等に記載の公知の方法により製造することができる。
【００４４】
本発明のフッ化カリウム分散液の使用量は、通常、テトラクロロテレフタル酸ジクロライドに対して、フッ化カリウムを６モル倍以上含む量であればよく、その上限は特にないが、経済的な観点から好ましくは１０モル倍以下の範囲で用いる。
【００４５】
通常の接触温度は上述のとおりであるが、好ましくは１２０〜２００℃の範囲である。
【００４６】
フッ素化反応終了後、例えば減圧蒸留等の通常の単離操作により、テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドを単離することができる。得られたテトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドは、例えば精留等の通常の精製方法により、さらに精製してもよい。
【００４７】
また、得られたテトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドとアルコールとを反応させることにより、テトラフルオロテレフタル酸ジエステルを製造することもできる。以下、該反応をエステル化反応と記載することもある。
【００４８】
テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドは、フッ素化反応により得られる混合物から単離した後に用いてもよいし、フッ素化反応により得られる混合物をそのまま用いてもよい。
【００４９】
アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、シクロヘキサノール等の炭素数１〜６のアルコールが挙げられる。
【００５０】
アルコールとして、例えば式（１）
Ｒ’ＯＨ （１）
（式中、Ｒ’は炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
で示されるアルコールを用いれば、式（２）
（式中、Ｒ’は上記と同一の意味を表す。）
で示されるテトラフルオロテレフタル酸ジエステルが得られる。
【００５１】
Ｒで示される炭素数１〜６のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の直鎖状、分枝鎖状または環状のアルキル基が挙げられる。
【００５２】
アルコールの使用量は特に制限されず、溶媒を兼ねて過剰量用いてもよいが、テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドに対して、通常２〜５０モル倍の範囲である。
【００５３】
テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドとして、フッ素化反応後の混合物をそのまま用いる場合は、有機溶媒を新たに使用することなく実施することができるが、単離されたものを用いる場合は、有機溶媒の存在下に実施することが好ましい。かかる有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒；ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒；ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒；ジエチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル等のエーテル溶媒；酢酸エチル等のエステル溶媒；等が挙げられる。有機溶媒の使用量は、特に限定されない。
【００５４】
エステル化反応は、必要により有機溶媒の存在下に、テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドとアルコールとを混合することにより実施され、その混合順序は特に限定されない。
【００５５】
エステル化反応の温度は特に限定されず、通常０〜１００℃の範囲である。
【００５６】
エステル化反応は、通常、常圧条件下で実施されるが、加圧条件下に実施してもよい。反応の進行は、例えばガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフィー等の通常の分析手段により確認することができる。
【００５７】
エステル化反応終了後、反応混合物に、以下に例示する単離手段を施すことにより、テトラフルオロテレフタル酸ジエステルを単離することができる。なお、反応混合物中には、通常、塩化カリウム等の無機塩が析出するので、必要によりろ過処理等を施し、無機塩を除去した後に単離処理を施すことができる。
【００５８】
＜単離手段例１＞
例えば、反応混合物を濃縮処理し、得られた残渣と水とを混合することにより、テトラフルオロテレフタル酸ジエステルを結晶として析出させることができる。かかる結晶をろ過処理により分取すれば、テトラフルオロテレフタル酸ジエステルを単離することができる。
【００５９】
＜単離手段例２＞
例えば、反応混合物と水とを、必要により水と混和しない有機溶媒の存在下に混合し、分液処理を施すことにより、テトラフルオロテレフタル酸ジエステルを有機層として取り出すこともできる。かかる有機層を濃縮処理すれば、テトラフルオロテレフタル酸ジエステルを単離することができる。ここで、水と混和しない有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒；ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒；ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒；ジエチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル等のエーテル溶媒；酢酸エチル等のエステル溶媒；等が挙げられ、その使用量は特に限定されない。
【００６０】
単離されたテトラフルオロテレフタル酸ジエステルは、例えば晶析、カラムクロマトグラフィー等の通常の精製手段により、さらに精製してもよい。
【００６１】
かくして得られるテトラフルオロテレフタル酸ジエステルとしては、例えば２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチル、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジエチル、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジ（ｎ−プロピル）、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジイソプロピル、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジ（ｎ−ブチル）、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジ（ｔｅｒｔ−ブチル）等が挙げられる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【００６３】
実施例１
還流冷却管を付した５００ｍｌフラスコに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）３０ｇとメタノール４００ｇを仕込み、３０分間加熱還流したところ、フッ化カリウムは完全に溶解した。該溶液にトルエン１００ｇを加え、常圧下、９０〜１００℃で、メタノール／トルエン混合液を２００ｇ留去した。さらにフラスコ内にトルエン１００ｇを加え、さらにメタノール／トルエン混合液を２００ｇ留去した。次いで、フラスコ内にスルホラン１１０ｇを加え、１３０℃に昇温し、メタノール／トルエン混合液を留去した。１４０℃に昇温し、留出液がほとんど出なくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧してトルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド２２ｇと混合した。得られた混合物を１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら３時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。トルエン溶液の一部をサンプリングし、ガスクロマトグラフ質量分析装置を用いて分析したところ、主生成物として２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドが得られ、原料が消失していることを確認した。反応液に、メタノール１５ｇを滴下し、窒素ガスを用いて副生するフッ化水素ガスをフラスコ外へ除きながら、室温で１２時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、水１００ｇを加えた後、炭酸カリウムを３００ｍｇ加えて、水層のｐＨを７に調整した。該混合物を分液処理して得られた有機層をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの収率：８８％
２，３，５−トリフルオロ−６−クロロテレフタル酸ジメチルの収率：８％
ジフルオロ、ジクロロテレフタル酸ジメチルの収率（３異性体合計）：５％
【００６４】
実施例２
還流冷却管を付した２００ｍｌフラスコにスルホラン１１０ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）３０ｇをメタノール３５０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、トルエン５０ｇを加え、メタノール／トルエン混合液を留去した。留出液がほとんど出なくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧してトルエンを留去することによりフッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド２２ｇと混合した。得られた混合物を１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら３．５時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。メタノール１５ｇを滴下し、窒素ガスを用いて副生するフッ化水素ガスをフラスコ外へ除きながら、室温で１２時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、水１００ｇを加えた後、炭酸カリウムを４００ｍｇ加えて、水層のｐＨを７に調整した。該混合物を分液し、得られた有機層をエバポレーター（減圧度１０〜１００ｋＰａ、水浴３０〜５０℃）で濃縮することにより、オイル状の残渣を得た。かかる残渣と水１１０ｇとを混合したところ、混合物から結晶が析出した。エバポレーター（減圧度１０〜１００ｋＰａ、水浴３０〜５０℃）で、該混合物から５ｇ程度の水を留出除去することにより、上記残渣に含まれていたトルエンを共沸除去した。室温まで冷却し、結晶をろ過・乾燥することにより、１７．２ｇの薄黄色結晶を得た。該結晶をガスクロマトグラフィー面積百分率法により分析したところ、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの純度は９３％であった。
単離収率：９３％。
【００６５】
実施例３
還流冷却管を付した２００ｍｌフラスコにスルホラン１１０ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）３０ｇをメタノール３５０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド２２ｇと混合した。得られた混合物を１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら３．５時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。メタノール１５ｇを滴下し、窒素ガスを用いて副生するフッ化水素ガスをフラスコ外へ除きながら、室温で１２時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、水１００ｇを加えた後、炭酸カリウムを６００ｍｇ加えて、水層のｐＨを７に調整した。該混合物を分液し、得られた有機層をエバポレーター（減圧度１０〜１００ｋＰａ、水浴３０〜５０℃）で濃縮することにより、オイル状の残渣を得た。かかる残渣と水１１０ｇとを混合したところ、混合物から結晶が析出した。エバポレーター（減圧度１０〜１００ｋＰａ、水浴３０〜５０℃）で、該混合物から５ｇ程度の水を留出除去することにより、上記残渣に含まれていたトルエンを共沸除去した。室温まで冷却し、結晶をろ過・乾燥することにより、１７．４ｇの薄黄色結晶を得た。該結晶をガスクロマトグラフィー面積百分率法により分析したところ、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの純度は９２％であった。
単離収率：９３％。
【００６６】
実施例４
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）４８０ｍｇとメタノール５ｇを仕込み、３０分間加熱還流したところ、フッ化カリウムは完全に溶解した。該溶液にトルエン５ｇを加え、常圧下、９０〜１００℃で、メタノール／トルエン混合液を留去した。メタノールがほとんど留出しなくなった後、ジメチルスルホン１．７ｇを加え、１４０℃に昇温してトルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド３４０ｍｇと混合した。得られた混合物を１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら２時間保温・攪拌した。反応後、室温まで冷却し、メタノールを１０ｇ加え、析出した結晶を粉砕した後、室温で１時間攪拌した。酢酸エチルを１０ｇ加え、ガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの収率：７５％
２，３，５−トリフルオロ−６−クロロテレフタル酸ジメチルの収率：１２％
ジフルオロ、ジクロロテレフタル酸ジメチルの収率（３異性体合計）：１１％
【００６７】
比較例１
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）９６０ｍｇとメタノール２ｇを加え、３０分還流したが、フッ化カリウムは完全には溶解しなかった。得られた混合物にスルホラン３ｇおよびトルエン３ｇを加え、常圧下１３０℃で、メタノール／トルエン混合液を留去した。メタノールがほとんど留出しなくなった後、１４０℃に昇温し、トルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド６８０ｍｇと混合した。得られた混合物を１５０℃に昇温し、同温度で攪拌しながら４時間保温・攪拌した。反応後、室温まで冷却し、メタノールを５ｇ加え、室温で１時間攪拌した。酢酸エチルを１０ｇ加え、ガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの収率：０％
２，３，５−トリフルオロ−６−クロロテレフタル酸ジメチルの収率：０％
ジフルオロ−ジクロロテレフタル酸ジメチルの収率（３異性体合計）：０％
２−フルオロ−３，５，６−トリクロロテレフタル酸ジメチルの収率：１％
２，３，５，６−テトラクロロテレフタル酸ジメチルの収率：９８％
【００６８】
実施例５
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコにスルホラン２５ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）４．５ｇをメタノール６０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、トルエン１０ｇを加え、メタノール／トルエン混合液を留去した。留出液が常圧ではほとんど出なくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧してトルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、２，４−ジクロロニトロベンゼン５ｇと混合した。得られた混合物を１８０℃に昇温し、同温度で攪拌しながら１０時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，４−ジフルオロニトロベンゼンの収率：９２％
フルオロ、クロロニトロベンゼンの収率（２異性体合計）：８％
【００６９】
実施例６
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコにスルホラン２５ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）４．５ｇをメタノール６０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。該フッ化カリウム分散液中のメタノール残存量をガスクロマトグラフィー面積比較法で分析したところ、スルホランに対して０．０２重量％以下であった。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、２，４−ジクロロニトロベンゼン５ｇと混合した。得られた混合物を１８０℃に昇温し、同温度で攪拌しながら８時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，４−ジフルオロニトロベンゼンの収率：９０％
フルオロ、クロロニトロベンゼンの収率（２異性体合計）：１０％
【００７０】
実施例７
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコにジメチルスルホキシド２５ｇを仕込み、内温 １４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）２．８ｇをメタノール４０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧して、さらにメタノールを留去するとともに、ジメチルスルホキシドを１０ｇ留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、４−クロロニトロベンゼン５ｇと混合した。得られた混合物を１８５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら４時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
４−フルオロニトロベンゼンの収率：９７％
４−クロロニトロベンゼンの回収率：３％
【００７１】
実施例８
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコにＮ−メチル−２−ピロリドン２５ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）２．８ｇをメタノール４０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧して、さらにメタノールを留去するとともに、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを１０ｇ留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、ベンジルブロマイド５．５ｇと混合した。得られた混合物を１２０℃に昇温し、同温度で攪拌しながら４時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
ベンジルフルオライドの収率：９３％
ベンジルブロマイドの回収率：３％
【００７２】
実施例９
５００ｍｌフラスコにメタノール３５０ｇと水酸化カリウム２９．０ｇを仕込み、室温にて攪拌し溶解させた。この溶液に、内温３０℃以下を保持するように冷却攪拌しながら、４７重量％フッ化水素酸２２．０ｇを滴下した。得られた混合物は、均一溶液であった。
還流冷却管を付した２００ｍｌフラスコにスルホラン１１０ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、上記のフッ化カリウム／メタノール溶液を滴下しながら、メタノールと水を留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールと水がほとんど留出しなくなった後、トルエン１０ｇを加え、メタノール／水／トルエン混合液を留去した。留出液がほとんど出なくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧してトルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド２２ｇと混合した。得られた混合物を１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら４時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。メタノール１５ｇを滴下し、窒素ガスを用いて副生するフッ化水素ガスをフラスコ外へ除きながら、室温で１２時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、水１００ｇを加えた後、炭酸カリウムを６００ｍｇ加えて、水層のｐＨを７に調整した。該混合物を分液し、得られた有機層をエバポレーター（減圧度１０〜１００ｋＰａ、水浴３０〜５０℃）で濃縮することにより、オイル状の残渣を得た。かかる残渣と水１１０ｇとを混合したところ、混合物から結晶が析出した。エバポレーター（減圧度１０〜１００ｋＰａ、水浴３０〜５０℃）で、該混合物から５ｇ程度の水を留出除去することにより、上記残渣に含まれていたトルエンを共沸除去した。室温まで冷却し、結晶をろ過・乾燥することにより、１７．６ｇの薄黄色結晶を得た。該結晶をガスクロマトグラフィー面積百分率法により分析したところ、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの純度は８７％であった。
単離収率：８９％。
【００７３】
実施例１０
２００ｍｌフラスコにメタノール５３ｇと水酸化カリウム４．４ｇを仕込み、室温にて攪拌し溶解させた。この溶液に、内温３０℃以下を保持するように冷却攪拌しながら、４７重量％フッ化水素酸３．３ｇを滴下した。得られた混合物は、均一溶液であった。
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコにスルホラン２５ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、上記のフッ化カリウム／メタノール溶液を滴下しながら、メタノールと水を留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールと水がほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールと水を留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、２，４−ジクロロニトロベンゼン５．０ｇと混合した。得られた混合物を１８０℃に昇温し、同温度で攪拌しながら１０時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，４−ジフルオロニトロベンゼンの収率：８９％
フルオロ、クロロニトロベンゼンの収率（２異性体合計）：９％
【００７４】
実施例１１
２００ｍｌフラスコにメタノール３５ｇと水酸化カリウム２．７ｇを仕込み、室温にて攪拌し溶解させた。この溶液に、内温３０℃以下を保持するように冷却攪拌しながら、４７重量％フッ化水素酸２．０ｇを滴下した。得られた混合物は、均一溶液であった。
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコにＮ−メチル−２−ピロリドン２５ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、上記のフッ化カリウム／メタノール溶液を滴下しながら、メタノールと水を留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールと水がほとんど留出しなくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧して、さらにメタノールと水を留去するとともに、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを１０ｇ留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、ベンジルブロマイド５．５ｇと混合した。得られた混合物を１２０℃に昇温し、同温度で攪拌しながら４時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
ベンジルフルオライドの収率：９４％
ベンジルブロマイドの回収率：３％
【００７５】
実施例１２
還流冷却管を付した５００ｍｌフラスコにスルホラン７５ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）１７．８ｇをメタノール２０９ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
１２０ｍｌオートクレーブ反応装置に４，５，６−トリクロロピリミジン１０．３ｇを仕込み、上記フッ化カリウム分散液を加え、密封した。窒素を用いて、室温で内圧０．５ＭＰａに調整した後、内温２２０℃まで加熱し、同温度で１０時間反応させた。反応後の内圧は、２２０℃で０．８２ＭＰａであった。反応混合物を室温まで冷却し、上澄み液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
４，５，６−トリフルオロピリミジンの収率：５０％
４，６−ジフルオロ−５−クロロ−ピリミジンの収率：２６％
【００７６】
実施例１３
還流冷却管を付した２００ｍｌフラスコにスルホラン７０ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（アルドリッチ社から購入；スプレードライ品；商品コード３０７５９９）１３．６ｇと水１．０ｇをメタノール１８０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１４０℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド１０ｇと混合した。得られた混合物を内温１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら３時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン２０ｇを加えた後、室温まで冷却した。反応液にメタノール９．４ｇを滴下し、窒素ガスを用いて副生するフッ化水素ガスをフラスコ外へ除きながら、室温で１時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン５０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの収率：８２％
２，３，５−トリフルオロ−６−クロロテレフタル酸ジメチルの収率：７％
ジフルオロ−ジクロロテレフタル酸ジメチルの収率（３異性体合計）：５％
【００７７】
比較例２
還流冷却管を付した２００ｍｌフラスコに、フッ化カリウム（アルドリッチ社から購入；スプレードライ品；商品コード３０７５９９）１３．６ｇと水１．０ｇを加え、さらにメタノール２０ｇを加えて３０分還流したが、フッ化カリウムは完全には溶解しなかった。得られた混合物にスルホラン７０ｇおよびトルエン２２ｇを加え、常圧下１３０℃で、メタノール／トルエン混合液を留去した。メタノールがほとんど留出しなくなった後、１４０℃に昇温し、トルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１４０℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド１０ｇと混合した。得られた混合物を内温１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら３時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン２０ｇを加えた後、室温まで冷却した。反応液にメタノール９．４ｇを滴下し、窒素ガスを用いて副生するフッ化水素ガスをフラスコ外へ除きながら、室温で１時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン５０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの収率：１％
２，３，５−トリフルオロ−６−クロロテレフタル酸ジメチルの収率：１０％
ジフルオロ−ジクロロテレフタル酸ジメチルの収率（３異性体合計）：４８％
２−フルオロ−３，５，６−トリクロロテレフタル酸ジメチルの収率：１０％
２，３，５，６−テトラクロロテレフタル酸ジメチルの収率：４％
【００７８】
実施例１４
還流冷却管を付した５００ｍｌフラスコにスルホラン３００ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（アルドリッチ社から購入；スプレードライ品；商品コード３０７５９９）５８ｇと水３ｇをメタノール７７２ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの粒子数および体積換算粒度分布を、レーザー センサー テクノロジー社製のインライン式粒度分布・粒子数変化測定システム（ＦＢＲＭ）「Ｄ６００Ｌ」を用いて測定し、粒度分布データを「Ｄ６００Ｌ」に付属のデータ処理システムを用いて取得した。得られた粒度分布データを、図１に示した。体積換算平均粒子径は１９．７μｍであった。
測定終了後、フッ化カリウム分散液を濾過して、得られたフッ化カリウム粒子を酢酸エチル１００ｇで洗浄し、８０℃、１．３ｋＰａの条件で、乾燥した。乾燥したフッ化カリウム粒子を、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着法により前処理し、株式会社日立製作所製の電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）「Ｓ−８００」を用い、加速電圧１０ｋＶの条件で、形態観察を行なったところ、フッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの一次粒子の粒子径は、０．１〜５μｍであった。結果を図５および図６に示した。図５は、撮影倍率が２０００倍のＳＥＭ像であり、図６は、撮影倍率が５０００倍のＳＥＭ像である。
【００７９】
比較例３
還流冷却管を付した５００ｍｌフラスコに、フッ化カリウム（アルドリッチ社から購入；スプレードライ品；商品コード３０７５９９）８３ｇと水５ｇを加え、さらにメタノール１１９ｇを加えて３０分還流したが、フッ化カリウムは完全には溶解しなかった。得られた混合物にスルホラン３００ｇおよびトルエン１３０ｇを加え、常圧下１３０℃で、メタノール／トルエン混合液を留去した。メタノールがほとんど留出しなくなった後、１４０℃に昇温し、トルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの粒子数および体積換算粒度分布を、レーザー センサー テクノロジー社製のインライン式粒度分布・粒子数変化測定システム（ＦＢＲＭ）「Ｄ６００Ｌ」を用いて測定し、粒度分布データを「Ｄ６００Ｌ」に付属のデータ処理システムを用いて取得した。得られた粒度分布データを、図２に示した。体積換算平均粒子径は、２９．７μｍであった。
測定終了後、フッ化カリウム分散液を濾過して、得られたフッ化カリウム粒子を酢酸エチル１５０ｇで洗浄し、８０℃、１．３ｋＰａの条件で、乾燥した。乾燥したフッ化カリウム粒子を、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着法により前処理し、株式会社日立製作所製の電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）「Ｓ−８００」を用い、加速電圧１０ｋＶの条件で、形態観察を行なった。結果を図７に示した。図７は、撮影倍率が２０００倍のＳＥＭ像である。
【００８０】
比較例４
フッ化カリウム（アルドリッチ社から購入；スプレードライ品；商品コード３０７５９９）をスルホランに分散させて、フッ化カリウム分散液を調製した。
得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの粒子数および体積換算粒度分布を、レーザー センサー テクノロジー社製のインライン式粒度分布・粒子数変化測定システム（ＦＢＲＭ）「Ｄ６００Ｌ」を用いて測定し、粒度分布データを「Ｄ６００Ｌ」に付属のデータ処理システムを用いて取得した。得られた粒度分布データを、図３に示した。体積換算平均粒子径は、１２７．２μｍであった。
測定終了後、フッ化カリウム分散液を濾過して、得られたフッ化カリウム粒子を酢酸エチル１５０ｇで洗浄し、８０℃、１．３ｋＰａの条件で、乾燥した。乾燥したフッ化カリウム粒子を、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着法により前処理し、株式会社日立製作所製の電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）「Ｓ−８００」を用い、加速電圧１０ｋＶの条件で、形態観察を行なった。結果を図８に示した。図８は、撮影倍率が１０００倍のＳＥＭ像である。
【００８１】
実施例１５
還流冷却管を付した５００ｍｌフラスコにスルホラン３００ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）５８ｇをメタノール７７２ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの粒子数および体積換算粒度分布を、レーザー センサー テクノロジー社製のインライン式粒度分布・粒子数変化測定システム（ＦＢＲＭ）「Ｄ６００Ｌ」を用いて測定し、粒度分布データを「Ｄ６００Ｌ」に付属のデータ処理システムを用いて取得した。得られた粒度分布データを、図４に示した。体積換算平均粒子径は、２０．２μｍであった。
測定終了後、フッ化カリウム分散液を濾過して、得られたフッ化カリウム粒子を酢酸エチル１５０ｇで洗浄し、８０℃、１．３ｋＰａの条件で、乾燥した。乾燥したフッ化カリウム粒子を、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着法により前処理し、株式会社日立製作所製の電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）「Ｓ−８００」を用い、加速電圧１０ｋＶの条件で、形態観察を行なったところ、フッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの一次粒子の粒子径は、０．１〜５μｍであった。結果を図９および図１０に示した。図９は、撮影倍率が２０００倍のＳＥＭ像であり、図１０は、撮影倍率が５０００倍のＳＥＭ像である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施例１４で得られたフッ化カリウム分散液の体積換算粒度分布を示す図である。
【図２】比較例３で得られたフッ化カリウム分散液の体積換算粒度分布を示す図である。
【図３】比較例４で得られたフッ化カリウム分散液の体積換算粒度分布を示す図である。
【図４】実施例１５で得られたフッ化カリウム分散液の体積換算粒度分布を示す図である。
【図５】実施例１４で得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウム粒子のＦＥ−ＳＥＭ像（撮影倍率２０００倍）である。
【図６】実施例１４で得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウム粒子のＦＥ−ＳＥＭ像（撮影倍率５０００倍）である。
【図７】比較例３で得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウム粒子のＦＥ−ＳＥＭ像（撮影倍率２０００倍）である。
【図８】比較例４で得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウム粒子のＦＥ−ＳＥＭ像（撮影倍率１０００倍）である。
【図９】実施例１５で得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウム粒子のＦＥ−ＳＥＭ像（撮影倍率２０００倍）である。
【図１０】実施例１５で得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウム粒子のＦＥ−ＳＥＭ像（撮影倍率５０００倍）である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ化カリウム分散液およびそれを用いる含フッ素有機化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フッ化カリウムは、有機化合物のフッ素化剤として有用である。フッ化カリウムを用いた有機化合物のフッ素化反応は、通常、無機塩が析出した不均一な状態で実施するので、フッ化カリウムの形状によっては反応性が低下することがある。また、フッ化カリウムは吸湿性を有しているが、該フッ素化反応は求核置換反応であり、水分によって反応性が低下することもある。そこで、フッ化カリウム１ｇ当たり０．５〜０．６ｍｌのメタノールを用いてフッ化カリウムのメタノール溶液を調製し、これに４０〜６０ｍｌの芳香族化合物と２〜３ｇの非プロトン性極性溶媒を加えて、蒸留することにより得られるフッ化カリウム分散液を反応に用いる方法が提案された（特許文献１参照。）。しかしながら、かかる方法で得られたフッ化カリウム分散液は、未だそのフッ素化剤としての反応性が十分ではないため、高価な相間移動触媒を用いて反応を実施する必要があり、工業的に実施するためには、さらなる反応性の向上が求められていた。
【０００３】
【特許文献１】特表昭６３−５０２１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような状況の下、本発明者らは、より反応性の高いフッ素化剤を開発すべく、鋭意検討を行ったところ、フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、非プロトン性有機溶媒とを混合し、得られる混合物を濃縮することにより得られる実質的にフッ化カリウムと非プロトン性有機溶媒とからなるフッ化カリウム分散液が、工業的に満足できるフッ素化剤としての反応性を有しており、該フッ化カリウム分散液を用いれば、相間移動触媒を用いることなく、効率よく有機化合物のフッ素化反応が進行することを見出し、本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明は、フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒とを混合し、得られる混合物を濃縮することにより得られる実質的にフッ化カリウムと非プロトン性有機溶媒とからなるフッ化カリウム分散液およびそれを用いる含フッ素有機化合物の製造方法等を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、有機化合物のフッ素化反応に対する反応性が高いフッ化カリウム分散液を容易に得ることができる。該フッ化カリウム分散液を用いれば、高価な相間移動触媒を用いなくても、医農薬および電子材料等の各種化学製品やその合成中間体等として重要な含フッ素有機化合物を効率よく製造できるので、工業的に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
フッ化カリウムとしては、市販のものを用いることもできるし、後述のように水酸化カリウムとフッ化水素とを反応させて用いることもできる。市販のものを用いる場合、その性状は特に限定されない。例えば乾燥品、水和物のいずれも使用できる。
【０００９】
メタノールは、市販のものを用いることができる。無水品のみならず、５重量％程度まで水を含んでいても使用できる。メタノールの使用量は、フッ化カリウムに対し５〜５０重量倍の範囲である。得られる混合物としては、フッ化カリウムがメタノールに完全に溶解した溶液であることが好ましい。かかる溶液を調製するためのメタノールの使用量は、溶解時や使用時の温度および含水量等の条件により異なるが、フッ化カリウムに対して８重量倍以上であることが、より好ましい。
【００１０】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物の調製は、例えば、フッ化カリウムとメタノールとを混合する方法、または、水酸化カリウムとフッ化水素とをメタノール中で混合する方法等が挙げられる。前者の場合、フッ化カリウムとメタノールとの混合順序は特に限定されない。通常、常圧条件下で混合するが、減圧条件もしくは加圧条件下で混合してもよい。混合温度は、通常０〜１００℃、好ましくは２０〜７０℃の範囲である。
【００１１】
水酸化カリウムとフッ化水素とをメタノール中で混合する方法が、コスト面からは好ましい。
【００１２】
水酸化カリウムは、市販のものをそのまま用いることもできるし、乾燥処理した後に用いることもできる。また、任意の方法により製造したものを用いることもできる。その形状は特に限定されず、例えば、片状、錠剤状または棒状であってもよいし、水溶液であっても、アルコール溶液であってもよい。水の含量は少ない方が好ましく、アルコール溶液を用いる場合は、メタノール溶液が好ましい。
【００１３】
フッ化水素は、通常、市販のものを用いることができ、その性状は特に限定されない。フッ化水素ガスまたはフッ化水素酸が使用可能であり、操作性や入手性等の点からは、フッ化水素酸を用いることが好ましい。上記フッ化水素は、市販のものをそのまま用いてもよいし、メタノールや水と混合して用いてもよい。フッ化水素ガスを用いる場合、反応に不活性なガスと混合して用いてもよい。フッ化水素酸を用いる場合、その濃度は、高い方が好ましい。フッ化水素の使用量は、水酸化カリウムに対して、通常０．９〜１．１モル倍、好ましくは０．９９〜１．０１モル倍の範囲である。
【００１４】
水酸化カリウムとフッ化水素とメタノールの混合順序は特に限定されないが、通常、水酸化カリウムとメタノールの混合物に、フッ化水素ガスあるいはフッ化水素酸を加えることが好ましい。通常、常圧条件下で混合するが、減圧条件もしくは加圧条件下で混合してもよい。混合温度は、通常０〜１００℃、好ましくは２０〜７０℃の範囲である。
【００１５】
本発明のフッ化カリウム分散液の製造に用いる溶媒は、非プロトン性有機溶媒であって、後述するメタノール留出除去時の圧力条件下での沸点がメタノールよりも高いものであれば特に限定されず、非極性溶媒を用いてもよいが、後述するフッ素化反応溶媒としてそのまま用いることができる点で、非プロトン性極性溶媒を用いることが好ましい。かかる溶媒は、単独で用いてもよいし、２種以上の混合溶媒として用いてもよい。非プロトン性極性溶媒としては、例えば、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル溶媒；スルホラン、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン等のスルホン溶媒；ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド等のスルホキシド溶媒；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアルキルアミド溶媒；ブチロニトリル、アジポニトリル等のニトリル溶媒；等が挙げられる。好ましくは、スルホン溶媒、スルホキシド溶媒またはアルキルアミド溶媒である。また、非極性溶媒を用いる場合は、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の炭素数６〜８の脂肪族炭化水素溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒；等が挙げられる。
【００１６】
上記メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒の使用量は、フッ化カリウムに対して、通常１重量倍以上であれば本発明の目的は達せられ、その上限は特にないが、あまり多すぎると生産性が低下するため、実用的には２０重量倍以下である。
【００１７】
本発明のフッ化カリウム分散液は、例えば下記（ａ）〜（ｃ）に示す操作方法により製造される。
（ａ）フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、非プロトン性極性溶媒とを混合し、得られた混合物を濃縮する方法
（ｂ）フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、非極性溶媒とを混合し、得られた混合物を濃縮した後、非プロトン性極性溶媒を加え、得られた混合物を濃縮する方法
（ｃ）メタノールの沸点以上の温度条件下、非プロトン性極性溶媒中に、フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物を加えながら濃縮する方法
上記（ａ）〜（ｃ）のうち、反応活性の点において好ましい態様としては（ｃ）の方法が挙げられる。
【００１８】
フッ化カリウム分散液中にメタノールや水を実質的に残存させない目的において、メタノールや水と共沸する溶媒を用いて濃縮してもよい。メタノールや水と共沸する溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒；ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素溶媒；等が挙げられる。
【００１９】
濃縮時の操作圧力は、通常０．７〜２００ｋＰａの範囲であり、操作温度は、通常２０〜２００℃の範囲である。
【００２０】
かくして得られるフッ化カリウム分散液は、実質的にフッ化カリウムと上記非プロトン性有機溶媒からなり、フッ化カリウムの微粉末が非プロトン性有機溶媒中に分散した混合物である。かかるフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの含有量は、通常５〜７０重量％の範囲である。
【００２１】
特に、フッ化カリウムがメタノールに完全に溶解した溶液を用いて調製されたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムは、通常、１次粒子の粒子径が０．１〜５μｍであって、その一部または全てが凝集して体積換算平均粒子径５〜２５μｍの粒子を形成している。
【００２２】
本発明のフッ化カリウム分散液は、フッ素化反応用組成物としての実用性がある。以下、求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物と、本発明のフッ化カリウム分散液とを接触させる有機化合物のフッ素化方法（本明細書において、単に「フッ素化反応」と記することもある。）について詳細に説明する。
【００２３】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物としては、例えば、
置換されていてもよい脂肪族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物；
置換されていてもよい芳香族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物；
置換されていてもよい複素芳香族化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物；
等が挙げられ、本フッ素化反応により、それぞれ対応する、
置換されていてもよい脂肪族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換された有機化合物；
置換されていてもよい芳香族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換された有機化合物；
置換されていてもよい複素芳香族化合物上の少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換された有機化合物；
を与える。
【００２４】
脂肪族炭化水素化合物としては、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、デカン、シクロプロパン、２，２−ジメチルシクロプロパン、シクロペンタン、シクロヘキサン等の直鎖状、分枝鎖状または環状の炭素数１〜２０のアルカンが挙げられる。かかる脂肪族炭化水素化合物上に置換していてもよい基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、４−メチルフェニル基、４−メトキシフェニル基、３−フェノキシフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチルフェニル基、２−ピリジル基等の炭素数５〜２０の置換されていてもよいアリール基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、トリフルオロメトキシ基等の炭素数１〜２０の置換されていてもよいアルコキシ基；フェノキシ基、２−メチルフェノキシ基、４−メチルフェノキシ基、４−メトキシフェノキシ基、３−フェノキシフェノキシ基等の炭素数６〜２０の置換されていてもよいアリールオキシ基；ベンジルオキシ基、４−メチルベンジルオキシ基、４−メトキシベンジルオキシ基、３−フェノキシベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチルベンジルオキシ基等の炭素数７〜２０の置換されていてもよいアラルキルオキシ基；フッ素原子；アセチル基、エチルカルボニル基等の炭素数２〜２０の置換されていてもよいアルキルカルボニル基；ベンゾイル基、２−メチルベンゾイル基、４−メチルベンゾイル基、４−メトキシベンゾイル基等の炭素数７〜２０の置換されていてもよいアリールカルボニル基；ベンジルカルボニル基、４−メチルベンジルカルボニル基、４−メトキシベンジルカルボニル基等の炭素数８〜２０の置換されていてもよいアラルキルカルボニル基；カルボキシ基；等のフッ素化反応に関与しない基が挙げられる。かかる基で置換された脂肪族炭化水素化合物としては、例えばフルオロメタン、トリフルオロメタン、メトキシメタン、エトキシメタン、メトキシエタン、トルエン、４−メトキシトルエン、３−フェノキシトルエン、２，３，５，６−テトラフルオロトルエン、２，３，５，６−テトラフルオロ−パラキシレン、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシトルエン、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチルトルエン、２−プロピルナフタレン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、４−メチルアセトフェノン、フェニルアセトン等が例示される。
【００２５】
芳香族炭化水素化合物としては、例えばベンゼン、ナフタレン等の炭素数６〜２０の芳香族炭化水素化合物が挙げられる。かかる芳香族炭化水素化合物上に置換していてもよい基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、４−メチルフェニル基、４−メトキシフェニル基、３−フェノキシフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシフェニル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチルフェニル基、２−ピリジル基等の炭素数５〜２０の置換されていてもよいアリール基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、トリフルオロメトキシ基等の炭素数１〜２０の置換されていてもよいアルコキシ基；フェノキシ基、２−メチルフェノキシ基、４−メチルフェノキシ基、４−メトキシフェノキシ基、３−フェノキシフェノキシ基等の炭素数６〜２０の置換されていてもよいアリールオキシ基；ベンジルオキシ基、４−メチルベンジルオキシ基、４−メトキシベンジルオキシ基、３−フェノキシベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシベンジルオキシ基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチルベンジルオキシ基等の炭素数７〜２０の置換されていてもよいアラルキルオキシ基；アセチル基、エチルカルボニル基等の炭素数２〜２０の置換されていてもよいアルキルカルボニル基；ベンゾイル基、２−メチルベンゾイル基、４−メチルベンゾイル基、４−メトキシベンゾイル基等の炭素数７〜２０の置換されていてもよいアリールカルボニル基；ベンジルカルボニル基、４−メチルベンジルカルボニル基、４−メトキシベンジルカルボニル基等の炭素数８〜２０の置換されていてもよいアラルキルカルボニル基；カルボキシ基；スルホンアミド基；シアノ基；アミド基；フッ素原子；等のフッ素化反応に関与しない基が挙げられる。また、これらの基のうち、隣接する２つの基が互いに結合して、その結合炭素原子とともに環を形成していてもよい。かかる基で置換された芳香族炭化水素化合物としては、例えばシアノベンゼン、テレフタロニトリル、イソフタロニトリル、オルソフタロニトリル、フルオロベンゼン、１，４−ジフルオロベンゼン、ベンゼンスルホンアミド、ビフェニル、２−フェニルナフタレン、ジフェニルエーテル、ベンゾフェノン、１，２−ジフェニルエタノン等が挙げられる。
【００２６】
複素芳香族化合物としては、例えばピリジン、キノリン、ピリミジン等の炭素数５〜２０の複素芳香族化合物が挙げられる。かかる複素芳香族化合物上に置換していてもよい基としては、上記した芳香族炭化水素化合物上に置換していてもよい基として例示したフッ素化反応に関与しない基が挙げられる。かかる基で置換された複素芳香族化合物としては、例えば３−メチルピリジン、４−フェニルピリジン等が挙げられる。
【００２７】
求核的にフッ素原子で置換され得る基としては、例えば塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、スルホ基、置換されていてもよいアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよいアリールスルホニルオキシ基、置換されていてもよいアルキルカルボニルオキシ基または置換されていてもよいアリールカルボニルオキシ基等が挙げられる。かかる基を２以上有する場合には、それらは互いに同一であってもよいし、相異なってもよい。
【００２８】
置換されていてもよいアルキルスルホニルオキシ基としては、例えばメタンスルホニルオキシ基、エタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基等が挙げられる。置換されていてもよいアリールスルホニルオキシ基としては、例えばパラトルエンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、１−ナフタレンスルホニルオキシ基等が挙げられる。置換されていてもよいアルキルカルボオキシ基としては、例えばトリフルオロアセトキシ基、ペンタフルオロエチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。置換されていてもよいアリールカルボニルオキシ基としては、例えばテトラフルオロベンゾイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
【００２９】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物としては、例えば１−クロロブタン、１−ブロモブタン、１−ヨードブタン、１−クロロシクロブタン、１−クロロペンタン、１−ブロモペンタン、１−クロロシクロペンタン、１−クロロ−４−ブロモブタン、１−クロロヘキサン、１−ブロモヘキサン、１，６−ジブロモヘキサン、１−クロロヘプタン、１−ブロモヘプタン、２−クロロへプタン、２−ブロモヘプタン、１−クロロオクタン、１−ブロモオクタン、２−クロロオクタン、２−ブロモオクタン、ベンジルクロライド、ベンジルブロマイド、（１−クロロエチル）ベンゼン、（１−ブロモエチル）ベンゼン、４−メトキシベンジルクロライド、４−メチルベンジルブロマイド、３，４，５−トリフルオロベンジルブロマイド、パラトルエンスルホン酸ｎ−ブチル、メタンスルホン酸ｎ−ブチル、パラトルエンスルホン酸ｎ−ペンチル、メタンスルホン酸ｎ−ペンチル、パラトルエンスルホン酸ｎ−ヘキシル、メタンスルホン酸ｎ−ヘキシル、パラトルエンスルホン酸ｎ−ヘプチル、メタンスルホン酸ｎ−ヘプチル、パラトルエンスルホン酸ｎ−オクチル、メタンスルホン酸ｎ−オクチル、トリフルオロ酢酸ｎ−ブチル、テトラフルオロ安息香酸ｎ−ブチル、トリフルオロ酢酸ｎ−オクチル、４−クロロニトロベンゼン、４−ブロモニトロベンゼン、２−クロロニトロベンゼン、２−ブロモニトロベンゼン、２，４−ジクロロニトロベンゼン、２，６−ジクロロニトロベンゼン、３，５−ジクロロニトロベンゼン、４−シアノクロロベンゼン、４−シアノブロモベンゼン、１−クロロ−２，４−ジニトロベンゼン、テトラクロロテレフタロニトリル、テトラクロロイソフタロニトリル、テトラクロロオルソフタロニトリル、１，３−ジクロロ−４，６−ジニトロベンゼン、２−クロロキノリン、２−クロロ−５−ニトロピリジン、２−クロロ−５−トリフルオロメチルピリジン、４，５，６−トリクロロピリミジン等が挙げられる。
【００３０】
かかる求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物と、本発明のフッ化カリウム分散液とを接触させることにより、含フッ素有機化合物が得られる。ここで、求核的にフッ素原子で置換され得る基を２以上有する有機化合物を用いる場合には、それらは相異なる置換基であってもよく、通常、以下のような反応性を示し、最も反応性が高い基のみがフッ素原子に置換されることもあるし、反応条件によっては同一または相異なる２以上の基がフッ素原子に置換されることもある。
【００３１】
置換されていてもよい芳香族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物の場合は、通常、パラ位やオルト位に電子吸引性の基を有する求核的にフッ素原子で置換され得る基が優先的にフッ素原子に置換される。例えば、４−クロロニトロベンゼンの反応において、塩素原子とニトロ基はともに求核的にフッ素原子で置換され得る基であるが、より電子吸引性の高いニトロ基をパラ位に持つ塩素原子が優先的にフッ素原子に置換され、通常は４−フルオロニトロベンゼンが選択的に生成する。もちろん、例えば、本発明のフッ化カリウム分散液を大過剰量用いる等、反応条件を適宜選択すればニトロ基もフッ素原子に置換され、パラジフルオロベンゼンを得ることもできる。
【００３２】
また、置換されていてもよい複素芳香族化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物の場合は、通常、複素芳香環を構成するヘテロ原子に対して、２位、４位または６位の求核的にフッ素原子で置換され得る基が優先的にフッ素原子に置換される。例えば、２−クロロ−３−ニトロピリジンでは、通常、２位のクロル基が置換され２−フルオロ−３−ニトロピリジンが生成する。もちろん、例えば、本発明のフッ化カリウム分散液を大過剰量用いる等、反応条件を適宜選択すればニトロ基もフッ素原子に置換され、２，３−ジフルオロピリジンを得ることもできる。
【００３３】
本発明のフッ化カリウム分散液の使用量は、通常、求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物上のフッ素化反応を所望する基に対し、フッ化カリウムを１モル倍以上含む量であればよい。その上限は特にないが、求核的にフッ素原子で置換され得る基を１つのみ有する場合は、反応効率の観点から好ましくは１．５〜５モル倍である。また、求核的にフッ素原子で置換され得る基を２以上有する場合は、上記反応性の優先順位に基づき、フッ素反応を所望する基が優先的にフッ素原子で置換される範囲で使用量を適宜設定すればよい。
【００３４】
フッ素化反応は、溶媒の存在下に実施する。溶媒としては、通常、本発明のフッ化カリウム分散液に含まれる溶媒をそのまま使用することができるが、フッ素化反応において、それと同一または別種の溶媒を、さらに追加して用いてもよい。かかる溶媒としては、上述の非プロトン性極性溶媒と同一のものが例示される。
【００３５】
接触温度があまり低いとフッ素化反応が進行しにくく、また接触温度があまり高いと原料や生成物の分解等副反応が進行するおそれがあるため、実用的な接触温度は、通常２０〜２５０℃の範囲である。
【００３６】
フッ素化反応は、求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物と、本発明のフッ化カリウム分散液とを接触させることにより実施され、それらの混合順序は特に限定されない。例えば、反応温度条件下で求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物に本発明のフッ化カリウム分散液を加えていってもよいし、その逆でもよい。また、両試剤を同時に混合した後に反応温度を調整してもよい。
【００３７】
フッ素化反応は、常圧条件下で実施してもよいし、加圧条件下で実施してもよい。また、反応の進行は、例えばガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、ＮＭＲ、ＩＲ等の通常の分析手段により確認することができる。
【００３８】
フッ素化反応終了後、得られた反応混合物に、晶析処理や蒸留処理等を施したり、必要に応じて水および／または水と混和しない有機溶媒を加えて抽出処理し、得られる有機層に濃縮処理を施したりすることにより、含フッ素有機化合物を単離することができる。単離した含フッ素有機化合物を、例えば蒸留、カラムクロマトグラフィー等の通常の精製手段によりさらに精製してもよい。
【００３９】
ここで、水と混和しない有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒；ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒；ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒；ジエチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル溶媒；酢酸エチル等のエステル溶媒；等が挙げられる。
【００４０】
かくして得られる含フッ素有機化合物としては、例えば１−フルオロブタン、１−フルオロシクロブタン、１−フルオロペンタン、１−フルオロシクロペンタン、１，４−ジフルオロブタン、１−クロロ−４−フルオロブタン、１−フルオロヘキサン、１，６−ジフルオロヘキサン、１−フルオロヘプタン、２−フルオロへプタン、１−フルオロオクタン、２−フルオロオクタン、ベンジルフルオライド、（１−フルオロエチル）ベンゼン、４−メトキシベンジルフルオライド、４−メチルベンジルフルオライド、３，４，５−トリフルオロベンジルフルオライド、４−フルオロニトロベンゼン、２−フルオロニトロベンゼン、２，４−ジフルオロニトロベンゼン、２，６−ジクロロフルオロベンゼン、３，５−ジフルオロニトロベンゼン、４−シアノフルオロベンゼン、１−フルオロ−２，４−ジニトロベンゼン、テトラフルオロテレフタロニトリル、テトラフルオロイソフタロニトリル、テトラフルオロオルソフタロニトリル、１，３−ジフルオロ−４，６−ジニトロベンゼン、２−フルオロキノリン、２−フルオロ−５−ニトロピリジン、２−フルオロ−５−トリフルオロメチルピリジン、４，６−ジフルオロ−５−クロロ−ピリミジン、４，５，６−トリフルオロピリミジン等が挙げられる。
【００４１】
以下、本発明のフッ素化方法の具体例として、テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドの製造方法について、さらに説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
【００４２】
テトラクロロテレフタル酸ジクロライドと本発明のフッ化カリウム分散液をと接触させれば、通常、テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドが得られる。該生成物は、医農薬原料等として利用できる有用な化合物である（例えば、中国特許公開第１４５８１３７号明細書および特許第２６０６８９２号公報参照。）。
【００４３】
テトラクロロテレフタル酸ジクロライドは、例えば特公平２−１１５７１号公報等に記載の公知の方法により製造することができる。
【００４４】
本発明のフッ化カリウム分散液の使用量は、通常、テトラクロロテレフタル酸ジクロライドに対して、フッ化カリウムを６モル倍以上含む量であればよく、その上限は特にないが、経済的な観点から好ましくは１０モル倍以下の範囲で用いる。
【００４５】
通常の接触温度は上述のとおりであるが、好ましくは１２０〜２００℃の範囲である。
【００４６】
フッ素化反応終了後、例えば減圧蒸留等の通常の単離操作により、テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドを単離することができる。得られたテトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドは、例えば精留等の通常の精製方法により、さらに精製してもよい。
【００４７】
また、得られたテトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドとアルコールとを反応させることにより、テトラフルオロテレフタル酸ジエステルを製造することもできる。以下、該反応をエステル化反応と記載することもある。
【００４８】
テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドは、フッ素化反応により得られる混合物から単離した後に用いてもよいし、フッ素化反応により得られる混合物をそのまま用いてもよい。
【００４９】
アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、シクロヘキサノール等の炭素数１〜６のアルコールが挙げられる。
【００５０】
アルコールとして、例えば式（１）
Ｒ’ＯＨ （１）
（式中、Ｒ’は炭素数１〜６のアルキル基を表す。）
で示されるアルコールを用いれば、式（２）
（式中、Ｒ’は上記と同一の意味を表す。）
で示されるテトラフルオロテレフタル酸ジエステルが得られる。
【００５１】
Ｒで示される炭素数１〜６のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の直鎖状、分枝鎖状または環状のアルキル基が挙げられる。
【００５２】
アルコールの使用量は特に制限されず、溶媒を兼ねて過剰量用いてもよいが、テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドに対して、通常２〜５０モル倍の範囲である。
【００５３】
テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドとして、フッ素化反応後の混合物をそのまま用いる場合は、有機溶媒を新たに使用することなく実施することができるが、単離されたものを用いる場合は、有機溶媒の存在下に実施することが好ましい。かかる有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒；ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒；ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒；ジエチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル等のエーテル溶媒；酢酸エチル等のエステル溶媒；等が挙げられる。有機溶媒の使用量は、特に限定されない。
【００５４】
エステル化反応は、必要により有機溶媒の存在下に、テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドとアルコールとを混合することにより実施され、その混合順序は特に限定されない。
【００５５】
エステル化反応の温度は特に限定されず、通常０〜１００℃の範囲である。
【００５６】
エステル化反応は、通常、常圧条件下で実施されるが、加圧条件下に実施してもよい。反応の進行は、例えばガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフィー等の通常の分析手段により確認することができる。
【００５７】
エステル化反応終了後、反応混合物に、以下に例示する単離手段を施すことにより、テトラフルオロテレフタル酸ジエステルを単離することができる。なお、反応混合物中には、通常、塩化カリウム等の無機塩が析出するので、必要によりろ過処理等を施し、無機塩を除去した後に単離処理を施すことができる。
【００５８】
＜単離手段例１＞
例えば、反応混合物を濃縮処理し、得られた残渣と水とを混合することにより、テトラフルオロテレフタル酸ジエステルを結晶として析出させることができる。かかる結晶をろ過処理により分取すれば、テトラフルオロテレフタル酸ジエステルを単離することができる。
【００５９】
＜単離手段例２＞
例えば、反応混合物と水とを、必要により水と混和しない有機溶媒の存在下に混合し、分液処理を施すことにより、テトラフルオロテレフタル酸ジエステルを有機層として取り出すこともできる。かかる有機層を濃縮処理すれば、テトラフルオロテレフタル酸ジエステルを単離することができる。ここで、水と混和しない有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒；ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒；ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒；ジエチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル等のエーテル溶媒；酢酸エチル等のエステル溶媒；等が挙げられ、その使用量は特に限定されない。
【００６０】
単離されたテトラフルオロテレフタル酸ジエステルは、例えば晶析、カラムクロマトグラフィー等の通常の精製手段により、さらに精製してもよい。
【００６１】
かくして得られるテトラフルオロテレフタル酸ジエステルとしては、例えば２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチル、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジエチル、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジ（ｎ−プロピル）、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジイソプロピル、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジ（ｎ−ブチル）、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジ（ｔｅｒｔ−ブチル）等が挙げられる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【００６３】
実施例１
還流冷却管を付した５００ｍｌフラスコに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）３０ｇとメタノール４００ｇを仕込み、３０分間加熱還流したところ、フッ化カリウムは完全に溶解した。該溶液にトルエン１００ｇを加え、常圧下、９０〜１００℃で、メタノール／トルエン混合液を２００ｇ留去した。さらにフラスコ内にトルエン１００ｇを加え、さらにメタノール／トルエン混合液を２００ｇ留去した。次いで、フラスコ内にスルホラン１１０ｇを加え、１３０℃に昇温し、メタノール／トルエン混合液を留去した。１４０℃に昇温し、留出液がほとんど出なくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧してトルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド２２ｇと混合した。得られた混合物を１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら３時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。トルエン溶液の一部をサンプリングし、ガスクロマトグラフ質量分析装置を用いて分析したところ、主生成物として２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドが得られ、原料が消失していることを確認した。反応液に、メタノール１５ｇを滴下し、窒素ガスを用いて副生するフッ化水素ガスをフラスコ外へ除きながら、室温で１２時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、水１００ｇを加えた後、炭酸カリウムを３００ｍｇ加えて、水層のｐＨを７に調整した。該混合物を分液処理して得られた有機層をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの収率：８８％
２，３，５−トリフルオロ−６−クロロテレフタル酸ジメチルの収率：８％
ジフルオロ、ジクロロテレフタル酸ジメチルの収率（３異性体合計）：５％
【００６４】
実施例２
還流冷却管を付した２００ｍｌフラスコにスルホラン１１０ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）３０ｇをメタノール３５０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、トルエン５０ｇを加え、メタノール／トルエン混合液を留去した。留出液がほとんど出なくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧してトルエンを留去することによりフッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド２２ｇと混合した。得られた混合物を１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら３．５時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。メタノール１５ｇを滴下し、窒素ガスを用いて副生するフッ化水素ガスをフラスコ外へ除きながら、室温で１２時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、水１００ｇを加えた後、炭酸カリウムを４００ｍｇ加えて、水層のｐＨを７に調整した。該混合物を分液し、得られた有機層をエバポレーター（減圧度１０〜１００ｋＰａ、水浴３０〜５０℃）で濃縮することにより、オイル状の残渣を得た。かかる残渣と水１１０ｇとを混合したところ、混合物から結晶が析出した。エバポレーター（減圧度１０〜１００ｋＰａ、水浴３０〜５０℃）で、該混合物から５ｇ程度の水を留出除去することにより、上記残渣に含まれていたトルエンを共沸除去した。室温まで冷却し、結晶をろ過・乾燥することにより、１７．２ｇの薄黄色結晶を得た。該結晶をガスクロマトグラフィー面積百分率法により分析したところ、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの純度は９３％であった。
単離収率：９３％。
【００６５】
実施例３
還流冷却管を付した２００ｍｌフラスコにスルホラン１１０ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）３０ｇをメタノール３５０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド２２ｇと混合した。得られた混合物を１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら３．５時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。メタノール１５ｇを滴下し、窒素ガスを用いて副生するフッ化水素ガスをフラスコ外へ除きながら、室温で１２時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、水１００ｇを加えた後、炭酸カリウムを６００ｍｇ加えて、水層のｐＨを７に調整した。該混合物を分液し、得られた有機層をエバポレーター（減圧度１０〜１００ｋＰａ、水浴３０〜５０℃）で濃縮することにより、オイル状の残渣を得た。かかる残渣と水１１０ｇとを混合したところ、混合物から結晶が析出した。エバポレーター（減圧度１０〜１００ｋＰａ、水浴３０〜５０℃）で、該混合物から５ｇ程度の水を留出除去することにより、上記残渣に含まれていたトルエンを共沸除去した。室温まで冷却し、結晶をろ過・乾燥することにより、１７．４ｇの薄黄色結晶を得た。該結晶をガスクロマトグラフィー面積百分率法により分析したところ、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの純度は９２％であった。
単離収率：９３％。
【００６６】
実施例４
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）４８０ｍｇとメタノール５ｇを仕込み、３０分間加熱還流したところ、フッ化カリウムは完全に溶解した。該溶液にトルエン５ｇを加え、常圧下、９０〜１００℃で、メタノール／トルエン混合液を留去した。メタノールがほとんど留出しなくなった後、ジメチルスルホン１．７ｇを加え、１４０℃に昇温してトルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド３４０ｍｇと混合した。得られた混合物を１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら２時間保温・攪拌した。反応後、室温まで冷却し、メタノールを１０ｇ加え、析出した結晶を粉砕した後、室温で１時間攪拌した。酢酸エチルを１０ｇ加え、ガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの収率：７５％
２，３，５−トリフルオロ−６−クロロテレフタル酸ジメチルの収率：１２％
ジフルオロ、ジクロロテレフタル酸ジメチルの収率（３異性体合計）：１１％
【００６７】
比較例１
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）９６０ｍｇとメタノール２ｇを加え、３０分還流したが、フッ化カリウムは完全には溶解しなかった。得られた混合物にスルホラン３ｇおよびトルエン３ｇを加え、常圧下１３０℃で、メタノール／トルエン混合液を留去した。メタノールがほとんど留出しなくなった後、１４０℃に昇温し、トルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド６８０ｍｇと混合した。得られた混合物を１５０℃に昇温し、同温度で攪拌しながら４時間保温・攪拌した。反応後、室温まで冷却し、メタノールを５ｇ加え、室温で１時間攪拌した。酢酸エチルを１０ｇ加え、ガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの収率：０％
２，３，５−トリフルオロ−６−クロロテレフタル酸ジメチルの収率：０％
ジフルオロ−ジクロロテレフタル酸ジメチルの収率（３異性体合計）：０％
２−フルオロ−３，５，６−トリクロロテレフタル酸ジメチルの収率：１％
２，３，５，６−テトラクロロテレフタル酸ジメチルの収率：９８％
【００６８】
実施例５
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコにスルホラン２５ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）４．５ｇをメタノール６０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、トルエン１０ｇを加え、メタノール／トルエン混合液を留去した。留出液が常圧ではほとんど出なくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧してトルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、２，４−ジクロロニトロベンゼン５ｇと混合した。得られた混合物を１８０℃に昇温し、同温度で攪拌しながら１０時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，４−ジフルオロニトロベンゼンの収率：９２％
フルオロ、クロロニトロベンゼンの収率（２異性体合計）：８％
【００６９】
実施例６
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコにスルホラン２５ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）４．５ｇをメタノール６０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。該フッ化カリウム分散液中のメタノール残存量をガスクロマトグラフィー面積比較法で分析したところ、スルホランに対して０．０２重量％以下であった。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、２，４−ジクロロニトロベンゼン５ｇと混合した。得られた混合物を１８０℃に昇温し、同温度で攪拌しながら８時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，４−ジフルオロニトロベンゼンの収率：９０％
フルオロ、クロロニトロベンゼンの収率（２異性体合計）：１０％
【００７０】
実施例７
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコにジメチルスルホキシド２５ｇを仕込み、内温 １４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）２．８ｇをメタノール４０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧して、さらにメタノールを留去するとともに、ジメチルスルホキシドを１０ｇ留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、４−クロロニトロベンゼン５ｇと混合した。得られた混合物を１８５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら４時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
４−フルオロニトロベンゼンの収率：９７％
４−クロロニトロベンゼンの回収率：３％
【００７１】
実施例８
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコにＮ−メチル−２−ピロリドン２５ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）２．８ｇをメタノール４０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧して、さらにメタノールを留去するとともに、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを１０ｇ留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、ベンジルブロマイド５．５ｇと混合した。得られた混合物を１２０℃に昇温し、同温度で攪拌しながら４時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
ベンジルフルオライドの収率：９３％
ベンジルブロマイドの回収率：３％
【００７２】
実施例９
５００ｍｌフラスコにメタノール３５０ｇと水酸化カリウム２９．０ｇを仕込み、室温にて攪拌し溶解させた。この溶液に、内温３０℃以下を保持するように冷却攪拌しながら、４７重量％フッ化水素酸２２．０ｇを滴下した。得られた混合物は、均一溶液であった。
還流冷却管を付した２００ｍｌフラスコにスルホラン１１０ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、上記のフッ化カリウム／メタノール溶液を滴下しながら、メタノールと水を留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールと水がほとんど留出しなくなった後、トルエン１０ｇを加え、メタノール／水／トルエン混合液を留去した。留出液がほとんど出なくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧してトルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド２２ｇと混合した。得られた混合物を１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら４時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。メタノール１５ｇを滴下し、窒素ガスを用いて副生するフッ化水素ガスをフラスコ外へ除きながら、室温で１２時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、水１００ｇを加えた後、炭酸カリウムを６００ｍｇ加えて、水層のｐＨを７に調整した。該混合物を分液し、得られた有機層をエバポレーター（減圧度１０〜１００ｋＰａ、水浴３０〜５０℃）で濃縮することにより、オイル状の残渣を得た。かかる残渣と水１１０ｇとを混合したところ、混合物から結晶が析出した。エバポレーター（減圧度１０〜１００ｋＰａ、水浴３０〜５０℃）で、該混合物から５ｇ程度の水を留出除去することにより、上記残渣に含まれていたトルエンを共沸除去した。室温まで冷却し、結晶をろ過・乾燥することにより、１７．６ｇの薄黄色結晶を得た。該結晶をガスクロマトグラフィー面積百分率法により分析したところ、２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの純度は８７％であった。
単離収率：８９％。
【００７３】
実施例１０
２００ｍｌフラスコにメタノール５３ｇと水酸化カリウム４．４ｇを仕込み、室温にて攪拌し溶解させた。この溶液に、内温３０℃以下を保持するように冷却攪拌しながら、４７重量％フッ化水素酸３．３ｇを滴下した。得られた混合物は、均一溶液であった。
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコにスルホラン２５ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、上記のフッ化カリウム／メタノール溶液を滴下しながら、メタノールと水を留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールと水がほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールと水を留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、２，４−ジクロロニトロベンゼン５．０ｇと混合した。得られた混合物を１８０℃に昇温し、同温度で攪拌しながら１０時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，４−ジフルオロニトロベンゼンの収率：８９％
フルオロ、クロロニトロベンゼンの収率（２異性体合計）：９％
【００７４】
実施例１１
２００ｍｌフラスコにメタノール３５ｇと水酸化カリウム２．７ｇを仕込み、室温にて攪拌し溶解させた。この溶液に、内温３０℃以下を保持するように冷却攪拌しながら、４７重量％フッ化水素酸２．０ｇを滴下した。得られた混合物は、均一溶液であった。
還流冷却管を付した５０ｍｌフラスコにＮ−メチル−２−ピロリドン２５ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、上記のフッ化カリウム／メタノール溶液を滴下しながら、メタノールと水を留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールと水がほとんど留出しなくなった後、同温度で６ｋＰａまで減圧して、さらにメタノールと水を留去するとともに、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを１０ｇ留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１００℃まで冷却し、ベンジルブロマイド５．５ｇと混合した。得られた混合物を１２０℃に昇温し、同温度で攪拌しながら４時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン１００ｇを加えた後、室温まで冷却した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン１０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
ベンジルフルオライドの収率：９４％
ベンジルブロマイドの回収率：３％
【００７５】
実施例１２
還流冷却管を付した５００ｍｌフラスコにスルホラン７５ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）１７．８ｇをメタノール２０９ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
１２０ｍｌオートクレーブ反応装置に４，５，６−トリクロロピリミジン１０．３ｇを仕込み、上記フッ化カリウム分散液を加え、密封した。窒素を用いて、室温で内圧０．５ＭＰａに調整した後、内温２２０℃まで加熱し、同温度で１０時間反応させた。反応後の内圧は、２２０℃で０．８２ＭＰａであった。反応混合物を室温まで冷却し、上澄み液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
４，５，６−トリフルオロピリミジンの収率：５０％
４，６−ジフルオロ−５−クロロ−ピリミジンの収率：２６％
【００７６】
実施例１３
還流冷却管を付した２００ｍｌフラスコにスルホラン７０ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（アルドリッチ社から購入；スプレードライ品；商品コード３０７５９９）１３．６ｇと水１．０ｇをメタノール１８０ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１４０℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド１０ｇと混合した。得られた混合物を内温１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら３時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン２０ｇを加えた後、室温まで冷却した。反応液にメタノール９．４ｇを滴下し、窒素ガスを用いて副生するフッ化水素ガスをフラスコ外へ除きながら、室温で１時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン５０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの収率：８２％
２，３，５−トリフルオロ−６−クロロテレフタル酸ジメチルの収率：７％
ジフルオロ−ジクロロテレフタル酸ジメチルの収率（３異性体合計）：５％
【００７７】
比較例２
還流冷却管を付した２００ｍｌフラスコに、フッ化カリウム（アルドリッチ社から購入；スプレードライ品；商品コード３０７５９９）１３．６ｇと水１．０ｇを加え、さらにメタノール２０ｇを加えて３０分還流したが、フッ化カリウムは完全には溶解しなかった。得られた混合物にスルホラン７０ｇおよびトルエン２２ｇを加え、常圧下１３０℃で、メタノール／トルエン混合液を留去した。メタノールがほとんど留出しなくなった後、１４０℃に昇温し、トルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
該フッ化カリウム分散液を１４０℃まで冷却し、テトラクロロテレフタル酸ジクロライド１０ｇと混合した。得られた混合物を内温１４５℃に昇温し、同温度で攪拌しながら３時間保温・攪拌した。反応後、１００℃まで冷却し、トルエン２０ｇを加えた後、室温まで冷却した。反応液にメタノール９．４ｇを滴下し、窒素ガスを用いて副生するフッ化水素ガスをフラスコ外へ除きながら、室温で１時間攪拌した。析出した結晶をろ別し、該結晶をトルエン５０ｇで洗浄した。ろ液と洗液を合一し、得られた溶液をガスクロマトグラフィー内部標準法により分析して収率を求めた。
２，３，５，６−テトラフルオロテレフタル酸ジメチルの収率：１％
２，３，５−トリフルオロ−６−クロロテレフタル酸ジメチルの収率：１０％
ジフルオロ−ジクロロテレフタル酸ジメチルの収率（３異性体合計）：４８％
２−フルオロ−３，５，６−トリクロロテレフタル酸ジメチルの収率：１０％
２，３，５，６−テトラクロロテレフタル酸ジメチルの収率：４％
【００７８】
実施例１４
還流冷却管を付した５００ｍｌフラスコにスルホラン３００ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（アルドリッチ社から購入；スプレードライ品；商品コード３０７５９９）５８ｇと水３ｇをメタノール７７２ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの粒子数および体積換算粒度分布を、レーザー センサー テクノロジー社製のインライン式粒度分布・粒子数変化測定システム（ＦＢＲＭ）「Ｄ６００Ｌ」を用いて測定し、粒度分布データを「Ｄ６００Ｌ」に付属のデータ処理システムを用いて取得した。得られた粒度分布データを、図１に示した。体積換算平均粒子径は１９．７μｍであった。
測定終了後、フッ化カリウム分散液を濾過して、得られたフッ化カリウム粒子を酢酸エチル１００ｇで洗浄し、８０℃、１．３ｋＰａの条件で、乾燥した。乾燥したフッ化カリウム粒子を、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着法により前処理し、株式会社日立製作所製の電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）「Ｓ−８００」を用い、加速電圧１０ｋＶの条件で、形態観察を行なったところ、フッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの一次粒子の粒子径は、０．１〜５μｍであった。結果を図５および図６に示した。図５は、撮影倍率が２０００倍のＳＥＭ像であり、図６は、撮影倍率が５０００倍のＳＥＭ像である。
【００７９】
比較例３
還流冷却管を付した５００ｍｌフラスコに、フッ化カリウム（アルドリッチ社から購入；スプレードライ品；商品コード３０７５９９）８３ｇと水５ｇを加え、さらにメタノール１１９ｇを加えて３０分還流したが、フッ化カリウムは完全には溶解しなかった。得られた混合物にスルホラン３００ｇおよびトルエン１３０ｇを加え、常圧下１３０℃で、メタノール／トルエン混合液を留去した。メタノールがほとんど留出しなくなった後、１４０℃に昇温し、トルエンを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの粒子数および体積換算粒度分布を、レーザー センサー テクノロジー社製のインライン式粒度分布・粒子数変化測定システム（ＦＢＲＭ）「Ｄ６００Ｌ」を用いて測定し、粒度分布データを「Ｄ６００Ｌ」に付属のデータ処理システムを用いて取得した。得られた粒度分布データを、図２に示した。体積換算平均粒子径は、２９．７μｍであった。
測定終了後、フッ化カリウム分散液を濾過して、得られたフッ化カリウム粒子を酢酸エチル１５０ｇで洗浄し、８０℃、１．３ｋＰａの条件で、乾燥した。乾燥したフッ化カリウム粒子を、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着法により前処理し、株式会社日立製作所製の電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）「Ｓ−８００」を用い、加速電圧１０ｋＶの条件で、形態観察を行なった。結果を図７に示した。図７は、撮影倍率が２０００倍のＳＥＭ像である。
【００８０】
比較例４
フッ化カリウム（アルドリッチ社から購入；スプレードライ品；商品コード３０７５９９）をスルホランに分散させて、フッ化カリウム分散液を調製した。
得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの粒子数および体積換算粒度分布を、レーザー センサー テクノロジー社製のインライン式粒度分布・粒子数変化測定システム（ＦＢＲＭ）「Ｄ６００Ｌ」を用いて測定し、粒度分布データを「Ｄ６００Ｌ」に付属のデータ処理システムを用いて取得した。得られた粒度分布データを、図３に示した。体積換算平均粒子径は、１２７．２μｍであった。
測定終了後、フッ化カリウム分散液を濾過して、得られたフッ化カリウム粒子を酢酸エチル１５０ｇで洗浄し、８０℃、１．３ｋＰａの条件で、乾燥した。乾燥したフッ化カリウム粒子を、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着法により前処理し、株式会社日立製作所製の電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）「Ｓ−８００」を用い、加速電圧１０ｋＶの条件で、形態観察を行なった。結果を図８に示した。図８は、撮影倍率が１０００倍のＳＥＭ像である。
【００８１】
実施例１５
還流冷却管を付した５００ｍｌフラスコにスルホラン３００ｇを仕込み、内温１４０℃まで昇温した。ここに、フッ化カリウム（ナカライテスク社から購入；商品コード２８６１１−９５）５８ｇをメタノール７７２ｇに溶解させた溶液を滴下しながら、メタノールを留去した。フッ化カリウム／メタノール溶液を全量仕込み、メタノールがほとんど留出しなくなった後、１６０℃／２．７ｋＰａの条件で、さらにメタノールを留去することにより、フッ化カリウム分散液を得た。
得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの粒子数および体積換算粒度分布を、レーザー センサー テクノロジー社製のインライン式粒度分布・粒子数変化測定システム（ＦＢＲＭ）「Ｄ６００Ｌ」を用いて測定し、粒度分布データを「Ｄ６００Ｌ」に付属のデータ処理システムを用いて取得した。得られた粒度分布データを、図４に示した。体積換算平均粒子径は、２０．２μｍであった。
測定終了後、フッ化カリウム分散液を濾過して、得られたフッ化カリウム粒子を酢酸エチル１５０ｇで洗浄し、８０℃、１．３ｋＰａの条件で、乾燥した。乾燥したフッ化カリウム粒子を、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着法により前処理し、株式会社日立製作所製の電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）「Ｓ−８００」を用い、加速電圧１０ｋＶの条件で、形態観察を行なったところ、フッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムの一次粒子の粒子径は、０．１〜５μｍであった。結果を図９および図１０に示した。図９は、撮影倍率が２０００倍のＳＥＭ像であり、図１０は、撮影倍率が５０００倍のＳＥＭ像である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施例１４で得られたフッ化カリウム分散液の体積換算粒度分布を示す図である。
【図２】比較例３で得られたフッ化カリウム分散液の体積換算粒度分布を示す図である。
【図３】比較例４で得られたフッ化カリウム分散液の体積換算粒度分布を示す図である。
【図４】実施例１５で得られたフッ化カリウム分散液の体積換算粒度分布を示す図である。
【図５】実施例１４で得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウム粒子のＦＥ−ＳＥＭ像（撮影倍率２０００倍）である。
【図６】実施例１４で得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウム粒子のＦＥ−ＳＥＭ像（撮影倍率５０００倍）である。
【図７】比較例３で得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウム粒子のＦＥ−ＳＥＭ像（撮影倍率２０００倍）である。
【図８】比較例４で得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウム粒子のＦＥ−ＳＥＭ像（撮影倍率１０００倍）である。
【図９】実施例１５で得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウム粒子のＦＥ−ＳＥＭ像（撮影倍率２０００倍）である。
【図１０】実施例１５で得られたフッ化カリウム分散液中のフッ化カリウム粒子のＦＥ−ＳＥＭ像（撮影倍率５０００倍）である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒とを混合し、得られる混合物を濃縮することにより得られる実質的にフッ化カリウムと非プロトン性有機溶媒とからなるフッ化カリウム分散液。
【請求項２】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物が、フッ化カリウムがメタノールに完全に溶解した溶液である請求項１に記載のフッ化カリウム分散液。
【請求項３】
フッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムが、１次粒子の粒子径が０．１〜５μｍであって、その一部または全てが凝集して体積換算平均粒子径５〜２５μｍの粒子を形成しているフッ化カリウムである請求項２に記載のフッ化カリウム分散液。
【請求項４】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒とを混合し、得られる混合物を濃縮することを特徴とする実質的にフッ化カリウムと非プロトン性有機溶媒とからなるフッ化カリウム分散液の製造方法。
【請求項５】
メタノールの沸点以上の温度条件下、メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒中に、フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物を加えながら濃縮する工程を含む請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
フッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムが、１次粒子の粒子径が０．１〜５μｍであって、その一部または全てが凝集して体積換算平均粒子径５〜２５μｍの粒子を形成しているフッ化カリウムである請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物が、フッ化カリウムがメタノールに完全に溶解した溶液である請求項４〜６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒が、非プロトン性極性溶媒である請求項４〜７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
非プロトン性極性溶媒が、スルホン溶媒またはスルホキシド溶媒である請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物が、水酸化カリウムとフッ化水素とをメタノール中で混合してなる混合物である請求項４〜９のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１１】
フッ化水素が、フッ化水素酸である請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物と請求項１〜３のいずれかに記載のフッ化カリウム分散液とを接触させることを特徴とする含フッ素有機化合物の製造方法。
【請求項１３】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物が、
置換されていてもよい脂肪族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物である請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物が、
置換されていてもよい芳香族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物である請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１５】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物が、
置換されていてもよい複素芳香族化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物である請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１６】
求核的にフッ素原子で置換され得る基が、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、スルホ基、置換されていてもよいアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよいアリールスルホニルオキシ基、置換されていてもよいアルキルカルボニルオキシ基または置換されていてもよいアリールカルボニルオキシ基である請求項１２〜１５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１７】
テトラクロロテレフタル酸ジクロライドと請求項１〜３のいずれかに記載のフッ化カリウム分散液とを接触させることを特徴とするテトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドの製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の製造方法により得られたテトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドとアルコールとを反応させるテトラフルオロテレフタル酸ジエステルの製造方法。
【請求項１９】
４，５，６−トリクロロピリミジンと請求項１〜３のいずれかに記載のフッ化カリウム分散液とを接触させることを特徴とする４，５，６−トリフルオロピリミジンの製造方法。
【請求項２０】
有機化合物をフッ素化するための請求項１〜３のいずれかに記載のフッ化カリウム分散液の使用。
【請求項２１】
有機化合物をフッ素化するための請求項４〜１１のいずれかに記載の製造方法により得られたフッ化カリウム分散液の使用。
【請求項２２】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物と請求項１〜３のいずれかに記載のフッ化カリウム分散液とを接触させることを特徴とする有機化合物のフッ素化方法。
【請求項２３】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物と請求項４〜１１のいずれかに記載の製造方法により得られたフッ化カリウム分散液とを接触させることを特徴とする有機化合物のフッ素化方法。
【請求項２４】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒とを混合し、得られる混合物を濃縮することにより得られる実質的にフッ化カリウムと非プロトン性有機溶媒とからなるフッ素化反応用組成物。
【請求項１】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒とを混合し、得られる混合物を濃縮することにより得られる実質的にフッ化カリウムと非プロトン性有機溶媒とからなるフッ化カリウム分散液。
【請求項２】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物が、フッ化カリウムがメタノールに完全に溶解した溶液である請求項１に記載のフッ化カリウム分散液。
【請求項３】
フッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムが、１次粒子の粒子径が０．１〜５μｍであって、その一部または全てが凝集して体積換算平均粒子径５〜２５μｍの粒子を形成しているフッ化カリウムである請求項２に記載のフッ化カリウム分散液。
【請求項４】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒とを混合し、得られる混合物を濃縮することを特徴とする実質的にフッ化カリウムと非プロトン性有機溶媒とからなるフッ化カリウム分散液の製造方法。
【請求項５】
メタノールの沸点以上の温度条件下、メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒中に、フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物を加えながら濃縮する工程を含む請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
フッ化カリウム分散液中のフッ化カリウムが、１次粒子の粒子径が０．１〜５μｍであって、その一部または全てが凝集して体積換算平均粒子径５〜２５μｍの粒子を形成しているフッ化カリウムである請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物が、フッ化カリウムがメタノールに完全に溶解した溶液である請求項４〜６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒が、非プロトン性極性溶媒である請求項４〜７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
非プロトン性極性溶媒が、スルホン溶媒またはスルホキシド溶媒である請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物が、水酸化カリウムとフッ化水素とをメタノール中で混合してなる混合物である請求項４〜９のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１１】
フッ化水素が、フッ化水素酸である請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物と請求項１〜３のいずれかに記載のフッ化カリウム分散液とを接触させることを特徴とする含フッ素有機化合物の製造方法。
【請求項１３】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物が、
置換されていてもよい脂肪族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物である請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物が、
置換されていてもよい芳香族炭化水素化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物である請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１５】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物が、
置換されていてもよい複素芳香族化合物上の少なくとも１つの水素原子が求核的にフッ素原子で置換され得る基で置換された有機化合物である請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１６】
求核的にフッ素原子で置換され得る基が、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、スルホ基、置換されていてもよいアルキルスルホニルオキシ基、置換されていてもよいアリールスルホニルオキシ基、置換されていてもよいアルキルカルボニルオキシ基または置換されていてもよいアリールカルボニルオキシ基である請求項１２〜１５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１７】
テトラクロロテレフタル酸ジクロライドと請求項１〜３のいずれかに記載のフッ化カリウム分散液とを接触させることを特徴とするテトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドの製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の製造方法により得られたテトラフルオロテレフタル酸ジフルオライドとアルコールとを反応させるテトラフルオロテレフタル酸ジエステルの製造方法。
【請求項１９】
４，５，６−トリクロロピリミジンと請求項１〜３のいずれかに記載のフッ化カリウム分散液とを接触させることを特徴とする４，５，６−トリフルオロピリミジンの製造方法。
【請求項２０】
有機化合物をフッ素化するための請求項１〜３のいずれかに記載のフッ化カリウム分散液の使用。
【請求項２１】
有機化合物をフッ素化するための請求項４〜１１のいずれかに記載の製造方法により得られたフッ化カリウム分散液の使用。
【請求項２２】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物と請求項１〜３のいずれかに記載のフッ化カリウム分散液とを接触させることを特徴とする有機化合物のフッ素化方法。
【請求項２３】
求核的にフッ素原子で置換され得る基を少なくとも１つ有する有機化合物と請求項４〜１１のいずれかに記載の製造方法により得られたフッ化カリウム分散液とを接触させることを特徴とする有機化合物のフッ素化方法。
【請求項２４】
フッ化カリウムおよびその５〜５０重量倍のメタノールを含んでなる混合物と、メタノールよりも沸点が高い非プロトン性有機溶媒とを混合し、得られる混合物を濃縮することにより得られる実質的にフッ化カリウムと非プロトン性有機溶媒とからなるフッ素化反応用組成物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−３１０２８（Ｐ２００８−３１０２８Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１６５１０（Ｐ２００７−１１６５１０）
【出願日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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