３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法
【課題】医農薬中間体及び機能性材料中間体として有用な３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法を提供する。
【解決手段】４−フルオロトルエンを出発原料として、これを次の工程に付して上記目的化合物に誘導する。
第１工程：４−フルオロベンゾトリクロリドにフッ化水素（ＨＦ）を反応させ、４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る工程。
第２工程：４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素（Ｃｌ2）を反応させ、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る工程。
【解決手段】４−フルオロトルエンを出発原料として、これを次の工程に付して上記目的化合物に誘導する。
第１工程：４−フルオロベンゾトリクロリドにフッ化水素（ＨＦ）を反応させ、４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る工程。
第２工程：４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素（Ｃｌ2）を反応させ、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医農薬中間体及び機能性材料中間体として有用な３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドは、医薬、農薬の中間体として有用な化合物である。
【０００３】
３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法は、これまで数多くの文献で開示されている。従来の方法として、特許文献１及び２に、３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドをジメチルスルホキシド(ＤＭＳＯ)溶媒中において、フッ化カリウムを加え、反応系を無水に保ち、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る方法が記載されている（スキーム１）。
【０００４】
【化５】
【０００５】
また、特許文献３において、４−ハロゲノ−３−ニトロベンゾトリフルオリドを非プロトン性極性溶媒中で、フッ化カリウムによりフッ素化して４−フルオロ−３−ニトロベンゾトリフルオリドを得、次いでＨＦトラップ剤及び脱水剤存在下でニトロ基を塩素ガスにより塩素置換し、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る方法が記載されている。（スキーム２）
【０００６】
【化６】
【特許文献１】特開昭５９／１３９３２９号公報
【特許文献２】特開平２／２１８６２９号公報
【特許文献３】特開昭６１／１２６０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び２の方法では、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの異性体である４−クロロ−３−フルオロベンゾトリフルオリドが生成し、選択率が低下してしまう。さらに該異性体の沸点が目的物と近い為、精製操作が難しく純度を上げることが難しい。
【０００８】
また、フッ素化剤であるフッ化カリウムや非プロトン性極性溶媒であるジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどが用いられているが、例えば、特許文献１では、フッ化カリウムとの反応後に多量の塩化カリウムが副生する為、廃棄物の処理にも手間がかかり、また、目的生成物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを溶媒から分離するために、反応温度を高温（１７０〜２４０℃）に保ち、減圧下で留去する必要がある。また、当該文献の方法では、反応系内を無水条件下にすることが望ましく、原料、溶媒を予めベンゼンやトルエンなどの共弗蒸留により脱水を行い、反応液を実質的に無水にする必要があることからも、工業スケールで製造する際に負荷がかかる。
【０００９】
上述の様に、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造に関しては、反応工程において使用する溶媒やフッ素化剤など廃液処理の問題点があり、より簡便な製造方法の確立が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。この結果、工業的に入手容易な４−フルオロトルエンを出発物質とし、安価である塩素やフッ素水素を用いてそれぞれ塩素化、フッ素化を行うことにより、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを高選択率かつ高収率で得ることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち本発明は、以下の［発明１］−［発明４］に記載する、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法を提供する。
［発明１］
以下の工程を含む、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法。
【００１２】
第１工程：式［１］で表される４−フルオロベンゾトリクロリド
【００１３】
【化７】
【００１４】
にフッ化水素（ＨＦ）を反応させ、式［２］で表される４−フルオロベンゾトリフルオリド
【００１５】
【化８】
【００１６】
を得る工程。
第２工程：第１工程で得られた、４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素（Ｃｌ2）を反応させ、式[３]で表される３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリド
【００１７】
【化９】
【００１８】
を得る工程。
［発明２］
第１工程で得られた、４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素（Ｃｌ2）を反応させる（第２工程）際に、ヨウ素（Ｉ2）を共存させることにより反応を行うことを特徴とする、発明１に記載の方法。
［発明３］
式[１]で表される４−フルオロベンゾトリクロリドが、式[４]で表される４−フルオロトルエン
【００１９】
【化１０】
【００２０】
に、塩素（Ｃｌ2）を反応させることにより得られることを特徴とする、発明１又は２に記載の方法。
［発明４］
発明３の方法で得られた４−フルオロベンゾトリクロリドを、精製せずにそのまま第１工程に用いることを特徴とする、発明１乃至３の何れかに記載の方法。
【００２１】
本発明者らは、式［１］で表される４−フルオロベンゾトリクロリドにフッ化水素を反応させると、高収率で３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが得られる（第１工程）という知見を得た。
【００２２】
第１工程の出発原料である４−フルオロベンゾトリクロリドは、４−フルオロトルエンを塩素化することにより容易に製造することができる。
【００２３】
本発明の目的化合物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを製造するためには、４−フルオロベンゾトリクロリドに対し塩素化を行い、次に得られた３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドに対しフッ素化を行うことにより、簡便かつ良好に得られるものと考えられる。
【００２４】
しかしながら、４−フルオロベンゾトリクロリドに対し塩素化反応を行った場合、塩素化の際の目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドが生成すると共に、副生成物である３、４−ジクロロベンゾトリクロリドが多量に生成し、続いて３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドにフッ素化を行っても、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの収率や選択率が低下するという問題点があった（以下のスキーム３参照）。
【００２５】
【化１１】
【００２６】
そこで、本発明では、スキーム３の工程とは異なる方法として、塩素化とフッ素化の工程を入れ換える、すなわち、式［１］で表される４−フルオロベンゾトリクロリドに対しフッ素化を行い（第１工程）、得られた式［２］で表される４−フルオロベンゾトリフルオリドに対して塩素化を行う（第２工程）ことで、副生成物が殆ど生成せずに、高選択率かつ高収率で目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを得るという、優れた知見を見出した（スキーム４）。
【００２７】
【化１２】
【００２８】
また、本発明の第２工程は、第１工程で得られた、式［２］で表される４-フルオロベンゾトリフルオリドを塩素化する工程であるが、触媒を好適な条件下で反応させ、さらに反応系内にヨウ素（Ｉ2）を共存させることによって、第２工程の生成物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの収率を大幅に向上させることも見出した。
【００２９】
このように、本発明は３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを工業的規模で効率良く製造する上で非常に優れた方法である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、工業用原料として入手の容易な４−フルオロトルエンから、良好な収率で医農薬中間体として、有用な３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを工業的規模で、高収率で製造するための方法を提供する。また、本発明は無溶媒で行うことができ、経済性、操作性の観点で優れており、従来技術よりも格段に有利に製造できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明につき、さらに詳細に説明する。本発明では、式［１］で表される４−フルオロベンゾトリクロリドにフッ化水素を反応させ、式［２］で表される４−フルオロベンゾトリフルオリドを得（第１工程。なお、本明細書において「フッ素化工程」とも言う）、第１工程で得られた式［２］で表される４−フルオロベンゾトリフルオリドを塩素（Ｃｌ2）と反応させ、式［３］で表される３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る（第２工程。なお、本明細書において「塩素化工程」とも言う）工程によってなる。
【００３２】
本発明は、式［３］で表される３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法を必須の要素とし、第１工程の出発原料である４−フルオロベンゾトリクロリドを製造する工程として、式[４]で表される４−フルオロトルエンに、塩素（Ｃｌ2）を反応させる（以下、本明細書にて「Ａ工程」とも言う）工程を加えることによってなる（スキーム５参照）。
【００３３】
【化１３】
【００３４】
まず、Ａ工程について説明する。Ａ工程は、４−フルオロトルエンに塩素（Ｃｌ2）を反応させることで、４−フルオロベンゾトリクロリドを得る工程である。
【００３５】
本工程における反応器としては、ガラス、又はガラスやフッ素樹脂などでライニングされた反応容器が好適に採用される。ステンレス鋼、鉄などが内壁となっている反応容器の場合も反応自体は進行するが、金属が塩化物に交換され（Ｆｅの場合、ＦｅＣｌ3）、これがルイス酸触媒となりフリーデルクラフト型の副反応を起こし、ベンゼン核にＣｌが直接結合した化合物が生成することがあるので、可能な限り、ガラス、またはフッ素樹脂などでライニングされた反応容器を用いたほうがよい。
【００３６】
反応方法は特に限定されず、流通系またはバッチ式あるいは半バッチ式で行うことができる。例を挙げれば、予め反応容器に仕込まれた４−フルオロトルエンに塩素ガスを吹き込むことで行うのが一般的であり、好適に採用される。反応に伴い発生する塩化水素ガスは、未反応の塩素ガスとともに、反応容器から排出させ、水、アルカリ性水溶液などでトラップすることができる。
【００３７】
本反応を進行させるためにはラジカル開始剤、例えば、２，２'−アゾビス(４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル)、２，２'−アゾビス(２，４−ジメチルバレロニトリル)、(１−フェニルエチル)アゾジフェニルメタン、２，２'−アゾビスイソブチロニトリル、２，２'−アゾビスイソブチル酸ジメチル、１，１'−アゾビス(１−シクロヘキサンカルボニトリル)、２，２'−アゾビス(２−メチルプロパン)、２，２'−アゾビス(２−アミジノプロパン)２塩酸塩、４，４'−アゾビス(４−シアノペンタン酸)等のアゾ系化合物、過酸化ベンゾイル、過酸化ドデカノイル、過酸化ジラウロイル、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ジ−ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチル−クミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、イソブチリルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイドなどの過酸化物などのラジカル開始剤、赤燐、五塩化燐、三塩化燐、トリフェニルフォスフィン、亜リン酸トリフェニルなどの燐化合物などが使用され、また、光を照射することで行われる。さらにこれらのラジカル開始の手法を適宜組み合わせて用いても良い。また上記ラジカル開始剤を添加しなくとも、高温（概ね１６０℃以上）に加熱することで、系内にラジカルが発生し、同様のラジカル反応を起こすことも可能である。
【００３８】
触媒は通常、原料１モルに対して０．０００１〜１モル添加するが、０．００１〜０．１モルが好ましく、０．００１〜０．０５モルがより好ましい。触媒は反応の進行状況を観察して、適宜追加することもできる。ラジカル開始剤の量が原料１モルに対して０．０００１モル未満では反応が途中で停止しやすく、収率が低下する恐れがあるため好ましくなく、１モルを超えると経済的に好ましくない。また、触媒は必要に応じて、反応の途中で追加することもできる。
【００３９】
本塩素化反応の実施に際して光照射を行う場合の光源は高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、各種ハロゲン灯、タングステンランプ、発光ダイオードからなる群より選ばれる少なくとも一種であるが、これらのうち高圧水銀ランプ、タングステンランプが好ましい。
【００４０】
本発明の塩素化は、原料基質に１．５原子のＣｌが導入されるまでは比較的反応が速く、その後の塩素化は遅くなる傾向がある。このため、反応の初期（塩素化度が概ね１．５〜２の範囲の値（例えば１．６）となるまで）は触媒の種類により異なるが、比較的低温（通常３０〜１５０℃、好ましくは５０〜１３０℃、特に好ましくは６０〜８０℃）で行い、この温度で反応が進行しにくくなったら、より高い温度（通常１４０〜３００℃、好ましくは１５０〜２５０℃、特に好ましくは１６０〜２３０℃）で行うことが効果的である。ここで「塩素化度」とは、その時点における反応混合物の組成から計算される、芳香環１個あたりに導入された塩素原子数の平均値を意味する。
【００４１】
塩素化反応は発熱を伴うので反応温度は外部から加熱または冷却するとともに塩素導入速度を変化させたり、または塩素ガスを不活性ガスで希釈することで調節することができる。反応圧力は反応に殆ど影響を及ぼさないので特に加圧することは必要がなく、通常０．０５〜１ＭＰａ（絶対圧基準。以下、本明細書において同じ。）であり、０．１〜０．３ＭＰａで行うことができる。
【００４２】
反応に使用する塩素量は、フルオロトルエン１モルに対し３モル以上であればよいが、おおよそ３〜６モル程度であり、反応装置あるいは反応操作を最適化することで３〜４モル程度とすることができる。最適化は反応条件を設定するとともに、塩素化反応が気−液接触反応であることから、接触効率を高めるための慣用の手段、例えば、ガスの導入速度の調節、撹拌装置、ガス吹き込み装置、スパージャーなどの使用、または多段塩素化反応装置による方法を適宜採用することは有効である。
【００４３】
また、４−フルオロトルエンの塩素化は、溶媒の存在下で行うこともできるが、反応原料の４−フルオロトルエンは液体であり、また、生成物の４−フルオロベンゾトリクロリドも液体であり、かつ塩素や触媒を十分に溶解させ、溶媒の役割を兼ねるので、敢えて別途溶媒を使用する必要はなく、その方が経済的にも好ましい。
【００４４】
塩素化反応で得られる４−フルオロベンゾトリクロリドは、通常、未完全反応体である４−フルオロベンザルクロリドを不純物として随伴している。これらの不純物はカラムクロマトグラフィー等の精製処理により分離することもできるが、本発明では第１工程後の蒸留にて十分に分離が可能となるので、本発明の利点を生かすためにも、４−フルオロトルエンを塩素化し、得た反応混合物は敢えて精製せずに、そのまま第１工程（フッ素化反応）の原料として用いる方が好ましい。
【００４５】
以下、第１工程について説明する。第１工程は、Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリドをフッ化水素（ＨＦ）と反応させ、４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る工程である。
【００４６】
本工程は、フッ素化反応で慣用される金属ハロゲン化物、例えば、五塩化アンチモン、四塩化スズなどを触媒として使用することもできるが、無触媒でもよい。触媒を用いると０℃以上の温度で反応し、反応が速くなるので例えば、室温以下で行うが必要となることがある等、反応操作が困難となるなど好ましくない場合がある。無触媒の場合、反応温度は通常０〜２００℃であり、２０〜１２０℃が好ましい。０℃未満では反応が遅く、２００℃を以上では分解も起こることがあり、４−フルオロベンゾトリフルオリドの収率、純度を低下させるので好ましくない。また、フッ化水素の蒸気圧が高くなりすぎるため好ましくない。
【００４７】
本工程は、４−フルオロベンゾトリクロリド１モルに対しフッ化水素を通常は３〜２０モル、好ましくは３〜１５モルを、さらに好ましくは４〜１０モルを使用する。３モル未満では収率が低下するので好ましくなく、また２０モル以上用いると、反応性の上では問題ないが、フッ化水素の量が増えることにより生産性を悪くするなどの工業的な問題が生じるので好ましくない。
【００４８】
フッ素化反応は、モネル、ハステロイ、ニッケルまたはこれらの金属やポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロポリエーテル樹脂などのフッ素樹脂でライニングされた耐圧容器中で攪拌機を使用して行われ、バッチ式反応、連続式反応または半連続式反応の形式が採られる。
【００４９】
反応圧力は通常０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａであり、０．５ＭＰａ〜１０ＭＰａが好ましく、１ＭＰａ〜５ＭＰａが特に好ましい。反応圧力は１０ＭＰａ以上でも反応性の上では問題ないが、過大な装置が必要となり好ましくない。また、０．１ＭＰａ（常圧）未満では、上述した反応温度でフッ化水素が液化せず反応が進まないことがあり好ましくない。
【００５０】
以上のことから、特に好ましい反応温度と反応圧力の組み合わせは２０℃〜１２０℃、１ＭＰａ〜５ＭＰａである。
【００５１】
フッ素化反応を行う際には、不活性な溶媒を使用することもできる。その様な溶媒としては、例えば、トルエン、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオリド、１，４−ビストリフルオロメチルベンゼンなどが挙げられる。しかし、本工程の原料、生成物ともに液体であり、溶媒が存在しなくとも反応は円滑に進むので、経済性、操作性の観点から、無溶媒の方が好ましい。
【００５２】
第１工程の反応で得られた反応物は通常の方法で後処理できる。すなわち、未反応のフッ化水素を分離除去した後、水洗、アルカリ性水溶液（炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液など）での洗浄を行い、フッ化水素を系内から除去する。その後、乾燥剤等で水分を除去することもできる。
【００５３】
このようにして得た反応物はそのまま第２工程の原料として用いることもできるが、第１工程終了時の反応混合物中の各成分は、お互いの分離が特に容易であるので、蒸留等の精製を行って、純度の高い４−フルオロベンゾトリフルオリドを単離し、第２工程の原料に供することが特に好ましい。
【００５４】
蒸留を行う場合には、通常、前記の後処理によってフッ化水素を除去したものを用いる。この場合、蒸留塔の材質には制限はなく、ガラス製のもの、ステンレス製のもの、四フッ化エチレン樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ＰＦＡ樹脂、ガラスなどを内部にライニングしたもの等を、用いることができる。蒸留塔の中には、充填剤を詰めることもできる。この蒸留に要求される段数に制限はないが、３〜５０段が好ましく、さらに好ましくは５〜３０段である。
【００５５】
以下、第２工程について説明する。第２工程は、４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素（Ｃｌ2）を反応させ、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る工程である。
【００５６】
本工程において、用いる反応容器は、ステンレス鋼、鉄、ガラス、又はガラスやフッ素樹脂などでライニングされた反応容器が好適に採用される。
【００５７】
反応方法は特に限定されず、流通系またはバッチ式あるいは半バッチ式で行うことができる。例を挙げれば、予め反応容器に仕込まれた４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素ガスを吹き込むことで行うのが一般的であり、好適に採用される。反応に伴い発生する塩化水素ガスは、未反応の塩素ガスとともに、反応領域から排出させ、水、アルカリ性水溶液などでトラップすることができる。
【００５８】
本工程は触媒を使用することができる。使用される触媒としては、ルイス酸として知られる、鉄（Ｆｅ）を含む触媒、アンチモンを含む触媒、アルミニウムを含む触媒等、公知のものが使用できる。例えば入手の容易な塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）、塩化アルミニウム、五塩化アンチモン、四塩化スズ等を使用するのが好ましい。
【００５９】
触媒は通常、原料１モルに対して０．００１〜１モル添加するが、０．０１〜０．５モルが好ましく、０．０１〜０．１モルがより好ましい。触媒は反応の進行状況を観察して、適宜追加することもできる。触媒の量が原料１モルに対して０．００１モル未満では反応が途中で停止しやすく、収率が低下する恐れがあるため好ましくなく、１モル以上では経済的に好ましくない。また、触媒は必要に応じて、反応の途中で追加することもできる。
【００６０】
反応温度は通常−２０〜１５０℃で行うが、−１０〜１００℃が好ましく、０〜８０℃が特に好ましい。
【００６１】
また、本工程は、溶媒の存在下で行うこともできる。溶媒を用いる場合、使用される溶媒としては原料および生成物を溶解することができ、塩素化反応で不活性な溶媒であり、さらに生成物と充分な沸点差を有することが好ましく、例えば、四塩化炭素、クロロホルム、テトラクロロエタン、モノクロロベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、モノブロモベンゼン、ジブロモベンゼン、２，３−、２，４−、２，５−、２，６−、３，４−、３，５−ジクロロベンゾトリフルオリド、３，４，５−トリクロロベンゾトリフルオリドまたはビストリフルオロメチルベンゼン、アセトニトリル、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ヘキサメチルリン酸トリアミド（ＨＭＰＡ）等の非プロトン性極性溶媒などが挙げられる。
【００６２】
反応溶媒の使用量としては、特に制限はないが、４−フルオロベンゾトリフルオリド１モルに対して０．１Ｌ（リットル）以上を使用すればよく、通常は０．１〜２０Ｌが好ましく、特に０．１〜１０Ｌがより好ましい。
【００６３】
しかし、４−フルオロベンゾトリフルオリドは液体であり、また、生成物の３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドも反応条件下において液体であり、かつ塩素化剤を十分に溶解させることで溶媒の役割を兼ねることから、敢えて別途溶媒を使用する必要はなく、その方が工業的にも負荷がかからず、経済的にも好ましい。
【００６４】
本工程は前述した触媒と共に、助触媒としてヨウ素（Ｉ2）を共存させることで、高い選択率で該目的物を得ることができる。ここで助触媒とは、触媒の活性または選択性を増大させるために少量添加される物質をいう。
【００６５】
助触媒の添加量は、４−フルオロベンゾトリフルオリド１モルに対し、０．００１〜１モル、好ましくは０．０１〜０．５モル、さらに好ましくは０．０５〜０．３モルである。触媒量が０．００１モルよりも少ないと助触媒の効果が弱くなる為、反応にそれほど影響を与えないことが多く、一方、１モルよりも多いと反応の進行について問題はないが、反応速度、収率の点でメリットはなく、後処理操作が煩雑になるので好ましくない。
【００６６】
なお、本工程は前述の触媒、及び助触媒の量を好適な条件下で反応させることで、高選択率かつ高収率で該目的物を得ることが可能である。例えば、実施例に示すように、触媒を４−フルオロベンゾトリフルオリド１モルに対し０．０１〜０．１モル、助触媒を４−フルオロベンゾトリフルオリド１モルに対し０．０５〜０．３モルの条件下で反応を行うことは本工程において好ましい態様の一つである。
【００６７】
塩素化反応は発熱を伴うので反応温度は外部から加熱または冷却するとともに塩素導入速度を変化させたり、または塩素ガスを不活性ガスで希釈することで調節することができる。反応圧力は反応に殆ど影響を及ぼさないので特に加圧することは必要がなく、通常０．０５〜１ＭＰａであり、０．１〜０．３ＭＰａで行うことができる。
【００６８】
反応に使用する塩素量は、４−フルオロベンゾトリフルオリド１モルに対し１モル以上であればよいが、おおよそ１〜４モル程度であり、反応装置あるいは反応操作を最適化することで１〜２モル程度とすることができる。最適化は反応条件を設定するとともに、塩素化反応が気−液接触反応であることから、接触効率を高めるための慣用の手段、例えば、ガスの導入速度の調節、撹拌装置、ガス吹き込み装置、スパージャーなどの使用、または多段塩素化反応装置による方法を適宜採用することは有効である。
【００６９】
第２工程の反応で得られた反応物は、通常の方法で後処理できる。すなわち、水洗、アルカリ性水溶液（炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液など）での洗浄を行い、塩素、塩化水素を系内から除去する。その後、乾燥剤等で水分を除去することもできる。
【００７０】
このようにして得た反応物は蒸留等の精製を行って、純度の高い３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを単離することができる。
【００７１】
蒸留を行う場合には、通常、前記の後処理によって塩素。塩化水素を除去したものを用いる。この場合、蒸留塔の材質には制限はなく、ガラス製のもの、ステンレス製のもの、四フッ化エチレン樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ＰＦＡ樹脂、ガラスなどを内部にライニングしたもの等を、用いることができる。蒸留塔の中には、充填剤を詰めることもできる。この蒸留に要求される段数に制限はないが、５〜１００段が好ましく、さらに好ましくは１０〜５０段である。
【００７２】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより限定されない。ここで、組成分析値の「％」とは、反応混合物を直接ガスクロマトグラフィー（ＧＣ。特に記述のない場合、検出器はＦＩＤ）によって測定して得られた組成の「面積％」を表す。
【実施例１】
【００７３】
Ａ工程：４−フルオロベンゾトリクロリドの製造
【００７４】
【化１４】
【００７５】
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた５００ｍｌ四つ口フラスコに４−フルオロトルエン：２１８．０ｇ（２．０ｍｏｌ）及び２，２’−アゾビスブチロニトリル（ＡＩＢＮ）：１．６６ｇ（０．２５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約１．０ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を６５〜７０℃に保ちながら、塩素ガスを３時間供給した。その結果、反応液の塩素化度は１．６４となった。
【００７６】
その後、内温を１６０℃に上げ、さらに８時間反応を継続した。反応継続後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である４−フルオロベンゾトリクロリドが９９．０％、未完全塩素化体である４−フルオロベンザルクロリドが０．７％であった。回収した反応液の重量は４１０．０ｇであり、原料の４−フルオロトルエンからの収率は９６．０％であった。この反応液（塩素化混合物）は精製することなく、続くフッ素化工程（第１工程）に使用した。
第１工程：４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
【００７７】
【化１５】
【００７８】
攪拌機、圧力調整弁を備えた冷却還流管、熱電対、圧力計、サンプリング管を備えた金属製１Ｌオートクレーブに、Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリド４０８．７ｇ（１．９１ｍｏｌ）及び無水フッ化水素３２０．６ｇ（１６．０３ｍｏｌ）を仕込み密閉とし、撹拌しながら内温を６０℃に昇温し、反応を開始した。内圧が１．９〜２．０ＭＰａになるように圧力調整弁を調整し、反応の進行と共に発生する塩化水素を圧力調整弁から系外へ放出しながら２時間反応した。この時の反応液（有機相）の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である４−フルオロベンゾトリフルオリドが９９．５％であった。この他に、未完全フッ素化体である４−クロロジフルオロメチルフルオロベンゼンが０．２％であった。
【００７９】
反応終了後、回収した反応液を、水洗浄、炭酸水素ナトリウム水溶液洗浄、さらに水洗浄した。洗浄後の反応液に硫酸マグネシウムを加え、攪拌後濾過をした。濾液で得られた反応液の重量は２９６．２ｇであった。
【００８０】
得られたフッ素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【００８１】
この蒸留によって温度１０２〜１０３℃の留分を分取したところ、純度９９．９％の目的物が２７７．０ｇ得られた。原料の塩素化物からの総合収率は８７．２％であった。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
【００８２】
【化１６】
【００８３】
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：８．１ｇ（５．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：０．６４ｇ（０．５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を６０〜６５℃に保ちながら、塩素ガスを９時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが８６．９％、その他、原料である４−フルオロベンゾトリフルオリドが０．９％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが７．２％、その他未確認物質の合計が５．０であった。回収した反応液の重量は１８０．７ｇであった。
【００８４】
得られた核塩素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【００８５】
この蒸留によって７２００〜６２００Ｐａ、温度５８〜６１℃の留分を分取したところ、純度９９．１％の目的物が１３９．９ｇ得られた。原料の４−フルオロベンゾトリフルオリドからの収率は７０．５％であった。
【実施例２】
【００８６】
Ａ工程：４−フルオロベンゾトリクロリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた５００ｍｌ四つ口フラスコに４−フルオロトルエン：２１８．０ｇ（２．０ｍｏｌ）及び２，２’−アゾビスブチロニトリル（ＡＩＢＮ）：１．６６ｇ（０．２５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約１．０ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を６５〜７２℃に保ちながら、塩素ガスを３時間供給した。その結果、反応液の塩素化度は１．６６となった。
【００８７】
その後、内温を１８０℃に上げ、さらに７時間反応を継続した。反応継続後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である４−フルオロベンゾトリクロリドが９９．３％、未完全塩素化体である４−フルオロベンザルクロリドが０．４％であった。回収した反応液の重量は４０９．４ｇであり、原料の４−フルオロトルエンからの収率は９５．９％であった。この反応液（塩素化混合物）は精製することなく、続くフッ素化（第１工程）に使用した。
第１工程：４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
攪拌機、圧力調整弁を備えた冷却還流管、熱電対、圧力計、サンプリング管を備えた金属製１Ｌオートクレーブに、Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリド４０９．１ｇ（１．９２ｍｏｌ）及び無水フッ化水素２４０．１ｇ（１２．００ｍｏｌ）を仕込み密閉とし、撹拌しながら内温を４０℃に昇温し、反応を開始した。内圧が１．９〜２．０ＭＰａになるように圧力調整弁を調整し、反応の進行と共に発生する塩化水素を圧力調整弁から系外へ放出しながら２時間反応した。この時の反応液（有機相）の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である４−フルオロベンゾトリフルオリドが９８．９％であった。この他に、未完全フッ素化体である４−クロロジフルオロメチルフルオロベンゼンが０．５％であった。
【００８８】
反応終了後、回収した反応液を、水洗浄、炭酸水素ナトリウム水溶液洗浄、さらに水洗浄した。洗浄後の反応液に硫酸マグネシウムを加え、攪拌後濾過をした。濾液で得られた反応液の重量は２９１．１ｇであった。
【００８９】
得られたフッ素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【００９０】
この蒸留によって温度１０２〜１０３℃の留分を分取したところ、純度９９．９％の目的物が２６７．５ｇ得られた。原料の塩素化物からの総合収率は８５．１％であった。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第２工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：８．１ｇ（５．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：０．６４ｇ（０．５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を３８〜４１℃に保ちながら、塩素ガスを８時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが９１．２％、その他、原料である４−フルオロベンゾトリフルオリドが０．６％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが２．４％、その他未確認物質の合計が５．８％であった。回収した反応液の重量は１８５．８ｇであった。
【００９１】
得られた核塩素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【００９２】
この蒸留によって７０００〜６０００Ｐａ、温度５７〜６１℃の留分を分取したところ、純度９９．３％の目的物が１５１．８ｇ得られた。原料の４−フルオロベンゾトリフルオリドからの収率は７６．５％であった。
【実施例３】
【００９３】
Ａ工程：４−フルオロベンゾトリクロリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた５００ｍｌ四つ口フラスコに４−フルオロトルエン：２１８．０ｇ（２．０ｍｏｌ）及び２，２’−アゾビスブチロニトリル（ＡＩＢＮ）：１．６６ｇ（０．２５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約１．０ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を６５〜７０℃に保ちながら、塩素ガスを３時間供給した。その結果、反応液の塩素化度は１．６９となった。
【００９４】
その後、内温を２００℃に上げ、さらに５時間反応を継続した。反応継続後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である４−フルオロベンゾトリクロリドが９８．８％、未完全塩素化体である４−フルオロベンザルクロリドが０．９％であった。回収した反応液の重量は４０６．３ｇであり、原料の４−フルオロトルエンからの収率は９５．２％であった。この反応液（塩素化混合物）は精製することなく、続く第１工程に使用した。
第１工程：４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
攪拌機、圧力調整弁を備えた冷却還流管、熱電対、圧力計、サンプリング管を備えた金属製１Ｌオートクレーブに、Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリド４０７．９ｇ（１．９１ｍｏｌ）及び無水フッ化水素１６１．６ｇ（８．０８ｍｏｌ）を仕込み密閉とし、撹拌しながら内温を４０℃に昇温し、反応を開始した。内圧が１．９〜２．０ＭＰａになるように圧力調整弁を調整し、反応の進行と共に発生する塩化水素を圧力調整弁から系外へ放出しながら２時間反応した。この時の反応液（有機相）の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である４−フルオロベンゾトリフルオリドが９９．１％であった。この他に、未完全フッ素化体である４−クロロジフルオロメチルフルオロベンゼンが０．３％であった。
【００９５】
反応終了後、回収した反応液を、水洗浄、炭酸水素ナトリウム水溶液洗浄、さらに水洗浄した。洗浄後の反応液に硫酸マグネシウムを加え、攪拌後濾過をした。濾液で得られた反応液の重量は２９０．０ｇであった。
【００９６】
得られたフッ素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【００９７】
この蒸留によって温度１０２〜１０３℃の留分を分取したところ、純度９９．９％の目的物が２６９．１ｇ得られた。原料の塩素化物からの総合収率は８５．９％であった。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：８．１ｇ（５．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：０．６４ｇ（０．５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を１８〜２２℃に保ちながら、塩素ガスを８時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが８８．２％、その他、原料である４−フルオロベンゾトリフルオリドが１．０％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが１．３％、その他未確認物質の合計が９．５％であった。回収した反応液の重量は１８７．６ｇであった。
【００９８】
得られた核塩素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【００９９】
この蒸留によって６９００〜６３００Ｐａ、温度５８〜６０℃の留分を分取したところ、純度９９．３％の目的物が１５１．８ｇ得られた。原料の４−フルオロベンゾトリフルオリドからの収率は７４．４％であった。
【実施例４】
【０１００】
Ａ工程、及び第１工程については実施例１と同様に行った。第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリドを用い、以下の第２工程を行った。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：８．１ｇ（５．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：１．２８ｇ（１．０ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を４０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を３８〜４０℃に保ちながら、塩素ガスを５時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４フルオロベンゾトリフルオリドが９１．７％、その他、原料である４−フルオロベンゾトリフルオリドが０．４％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが２．４％、その他未確認物質の合計が５．５％であった。回収した反応液の重量は１８７．６ｇであった。
【０１０１】
得られた核塩素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【０１０２】
この蒸留によって７２００〜６４００Ｐａ、温度５８〜６１℃の留分を分取したところ、純度９９．６％の目的物が１５３．５ｇ得られた。原料の４−フルオロベンゾトリフルオリドからの収率は７７．４％であった。
【実施例５】
【０１０３】
Ａ工程、及び第１工程については実施例１と同様に行った。第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリドを用い、以下の第２工程を行った。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：８．１ｇ（５．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：２．５６ｇ（２．０ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を４０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を３６〜４１℃に保ちながら、塩素ガスを４時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが９２．３％、その他、原料である４−フルオロベンゾトリフルオリドが０．１％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが２．４％、その他未確認物質の合計が５．２％であった。回収した反応液の重量は１９０．４ｇであった。
【０１０４】
得られた核塩素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【０１０５】
この蒸留によって６６００〜６４００Ｐａ、温度５６〜６０℃の留分を分取したところ、純度９９．３％の目的物が１５７．９ｇ得られた。原料の４−フルオロベンゾトリフルオリドからの収率は７９．６％であった。
【実施例６】
【０１０６】
Ａ工程、及び第１工程については実施例１と同様に行った。第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリドを用い、以下の第２工程を行った。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：８．１ｇ（５．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：３．８４ｇ（２．０ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を４０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を３６〜４２℃に保ちながら、塩素ガスを４時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが９２．２％、その他、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが２．５％、その他未確認物質の合計が５．３％であった。回収した反応液の重量は１８８．９ｇであった。
【０１０７】
得られた核塩素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
この蒸留によって７０００〜６２００Ｐａ、温度５６〜６０℃の留分を分取したところ、純度９９．６％の目的物が１５５．２ｇ得られた。原料の４−フルオロベンゾトリフルオリドからの収率は７８．２％であった。
【実施例７】
【０１０８】
Ａ工程、及び第１工程については実施例１と同様に行った。第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリドを用い、以下の第２工程を行った。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：３．２ｇ（２．０ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を６０〜６２℃に保ちながら、塩素ガスを６時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが３４．７％、その他、原料である４−フルオロベンゾトリフルオリドが６０．７％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが３．６％、その他未確認物質の合計が１．０であった。
［参考例１］
Ａ工程については実施例１と同様に行った。Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリドを用い、以下の塩素化を行った。
３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドの製造
【０１０９】
【化１７】
【０１１０】
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコにＡ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリド：２１３．５ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：３．２ｇ（２．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：０．６４ｇ（０．５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を５８〜６０℃に保ちながら、塩素ガスを４時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドが５２．０％、その他、目的物が加水分解後塩素化された３−クロロ−４−フルオロベンゾイルクロライドが６．４％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリクロリドが８．６％、フッ素置換された３，４−ジフルオロベンゾトリクロリドが５．９％、構造未確認のトリフルオロ体が５．０％、過塩素化体の合計が７．５％、その他未確認物質の合計が１４．６であった。
［参考例２］
Ａ工程については実施例１と同様に行った。Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリドを用い、以下の塩素化を行った。
３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコにＡ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリド：２１３．５ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：３．２ｇ（２．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：０．６４ｇ（０．５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を４０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を３８〜４３℃に保ちながら、塩素ガスを４時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドが４７．６％、その他、目的物が加水分解後塩素化された３−クロロ−４−フルオロベンゾイルクロライドが７．５％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリクロリドが８．０％、フッ素置換された３，４−ジフルオロベンゾトリクロリドが８．１％、構造未確認のトリフルオロ体が３．５％、過塩素化体の合計が７．５％、その他未確認物質の合計が１６．７であった。
［参考例３］
Ａ工程については実施例１と同様に行った。Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリドを用い、以下の塩素化を行った。
３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコにＡ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリド：２１３．５ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：３．２ｇ（２．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：０．６４ｇ（０．５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を２０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を１９〜２１℃に保ちながら、塩素ガスを４時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドが５１．２％、その他、目的物が加水分解後塩素化された３−クロロ−４−フルオロベンゾイルクロライドが８．８％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリクロリドが１２．４％、フッ素置換された３，４−ジフルオロベンゾトリクロリドが７．９％、構造未確認のトリフルオロ体が３．５％、過塩素化体の合計が５．８％、その他未確認物質の合計が１０．４であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医農薬中間体及び機能性材料中間体として有用な３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドは、医薬、農薬の中間体として有用な化合物である。
【０００３】
３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法は、これまで数多くの文献で開示されている。従来の方法として、特許文献１及び２に、３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドをジメチルスルホキシド(ＤＭＳＯ)溶媒中において、フッ化カリウムを加え、反応系を無水に保ち、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る方法が記載されている（スキーム１）。
【０００４】
【化５】
【０００５】
また、特許文献３において、４−ハロゲノ−３−ニトロベンゾトリフルオリドを非プロトン性極性溶媒中で、フッ化カリウムによりフッ素化して４−フルオロ−３−ニトロベンゾトリフルオリドを得、次いでＨＦトラップ剤及び脱水剤存在下でニトロ基を塩素ガスにより塩素置換し、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る方法が記載されている。（スキーム２）
【０００６】
【化６】
【特許文献１】特開昭５９／１３９３２９号公報
【特許文献２】特開平２／２１８６２９号公報
【特許文献３】特開昭６１／１２６０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び２の方法では、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの異性体である４−クロロ−３−フルオロベンゾトリフルオリドが生成し、選択率が低下してしまう。さらに該異性体の沸点が目的物と近い為、精製操作が難しく純度を上げることが難しい。
【０００８】
また、フッ素化剤であるフッ化カリウムや非プロトン性極性溶媒であるジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどが用いられているが、例えば、特許文献１では、フッ化カリウムとの反応後に多量の塩化カリウムが副生する為、廃棄物の処理にも手間がかかり、また、目的生成物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを溶媒から分離するために、反応温度を高温（１７０〜２４０℃）に保ち、減圧下で留去する必要がある。また、当該文献の方法では、反応系内を無水条件下にすることが望ましく、原料、溶媒を予めベンゼンやトルエンなどの共弗蒸留により脱水を行い、反応液を実質的に無水にする必要があることからも、工業スケールで製造する際に負荷がかかる。
【０００９】
上述の様に、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造に関しては、反応工程において使用する溶媒やフッ素化剤など廃液処理の問題点があり、より簡便な製造方法の確立が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。この結果、工業的に入手容易な４−フルオロトルエンを出発物質とし、安価である塩素やフッ素水素を用いてそれぞれ塩素化、フッ素化を行うことにより、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを高選択率かつ高収率で得ることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち本発明は、以下の［発明１］−［発明４］に記載する、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法を提供する。
［発明１］
以下の工程を含む、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法。
【００１２】
第１工程：式［１］で表される４−フルオロベンゾトリクロリド
【００１３】
【化７】
【００１４】
にフッ化水素（ＨＦ）を反応させ、式［２］で表される４−フルオロベンゾトリフルオリド
【００１５】
【化８】
【００１６】
を得る工程。
第２工程：第１工程で得られた、４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素（Ｃｌ2）を反応させ、式[３]で表される３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリド
【００１７】
【化９】
【００１８】
を得る工程。
［発明２］
第１工程で得られた、４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素（Ｃｌ2）を反応させる（第２工程）際に、ヨウ素（Ｉ2）を共存させることにより反応を行うことを特徴とする、発明１に記載の方法。
［発明３］
式[１]で表される４−フルオロベンゾトリクロリドが、式[４]で表される４−フルオロトルエン
【００１９】
【化１０】
【００２０】
に、塩素（Ｃｌ2）を反応させることにより得られることを特徴とする、発明１又は２に記載の方法。
［発明４］
発明３の方法で得られた４−フルオロベンゾトリクロリドを、精製せずにそのまま第１工程に用いることを特徴とする、発明１乃至３の何れかに記載の方法。
【００２１】
本発明者らは、式［１］で表される４−フルオロベンゾトリクロリドにフッ化水素を反応させると、高収率で３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが得られる（第１工程）という知見を得た。
【００２２】
第１工程の出発原料である４−フルオロベンゾトリクロリドは、４−フルオロトルエンを塩素化することにより容易に製造することができる。
【００２３】
本発明の目的化合物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを製造するためには、４−フルオロベンゾトリクロリドに対し塩素化を行い、次に得られた３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドに対しフッ素化を行うことにより、簡便かつ良好に得られるものと考えられる。
【００２４】
しかしながら、４−フルオロベンゾトリクロリドに対し塩素化反応を行った場合、塩素化の際の目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドが生成すると共に、副生成物である３、４−ジクロロベンゾトリクロリドが多量に生成し、続いて３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドにフッ素化を行っても、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの収率や選択率が低下するという問題点があった（以下のスキーム３参照）。
【００２５】
【化１１】
【００２６】
そこで、本発明では、スキーム３の工程とは異なる方法として、塩素化とフッ素化の工程を入れ換える、すなわち、式［１］で表される４−フルオロベンゾトリクロリドに対しフッ素化を行い（第１工程）、得られた式［２］で表される４−フルオロベンゾトリフルオリドに対して塩素化を行う（第２工程）ことで、副生成物が殆ど生成せずに、高選択率かつ高収率で目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを得るという、優れた知見を見出した（スキーム４）。
【００２７】
【化１２】
【００２８】
また、本発明の第２工程は、第１工程で得られた、式［２］で表される４-フルオロベンゾトリフルオリドを塩素化する工程であるが、触媒を好適な条件下で反応させ、さらに反応系内にヨウ素（Ｉ2）を共存させることによって、第２工程の生成物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの収率を大幅に向上させることも見出した。
【００２９】
このように、本発明は３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを工業的規模で効率良く製造する上で非常に優れた方法である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、工業用原料として入手の容易な４−フルオロトルエンから、良好な収率で医農薬中間体として、有用な３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを工業的規模で、高収率で製造するための方法を提供する。また、本発明は無溶媒で行うことができ、経済性、操作性の観点で優れており、従来技術よりも格段に有利に製造できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明につき、さらに詳細に説明する。本発明では、式［１］で表される４−フルオロベンゾトリクロリドにフッ化水素を反応させ、式［２］で表される４−フルオロベンゾトリフルオリドを得（第１工程。なお、本明細書において「フッ素化工程」とも言う）、第１工程で得られた式［２］で表される４−フルオロベンゾトリフルオリドを塩素（Ｃｌ2）と反応させ、式［３］で表される３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る（第２工程。なお、本明細書において「塩素化工程」とも言う）工程によってなる。
【００３２】
本発明は、式［３］で表される３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法を必須の要素とし、第１工程の出発原料である４−フルオロベンゾトリクロリドを製造する工程として、式[４]で表される４−フルオロトルエンに、塩素（Ｃｌ2）を反応させる（以下、本明細書にて「Ａ工程」とも言う）工程を加えることによってなる（スキーム５参照）。
【００３３】
【化１３】
【００３４】
まず、Ａ工程について説明する。Ａ工程は、４−フルオロトルエンに塩素（Ｃｌ2）を反応させることで、４−フルオロベンゾトリクロリドを得る工程である。
【００３５】
本工程における反応器としては、ガラス、又はガラスやフッ素樹脂などでライニングされた反応容器が好適に採用される。ステンレス鋼、鉄などが内壁となっている反応容器の場合も反応自体は進行するが、金属が塩化物に交換され（Ｆｅの場合、ＦｅＣｌ3）、これがルイス酸触媒となりフリーデルクラフト型の副反応を起こし、ベンゼン核にＣｌが直接結合した化合物が生成することがあるので、可能な限り、ガラス、またはフッ素樹脂などでライニングされた反応容器を用いたほうがよい。
【００３６】
反応方法は特に限定されず、流通系またはバッチ式あるいは半バッチ式で行うことができる。例を挙げれば、予め反応容器に仕込まれた４−フルオロトルエンに塩素ガスを吹き込むことで行うのが一般的であり、好適に採用される。反応に伴い発生する塩化水素ガスは、未反応の塩素ガスとともに、反応容器から排出させ、水、アルカリ性水溶液などでトラップすることができる。
【００３７】
本反応を進行させるためにはラジカル開始剤、例えば、２，２'−アゾビス(４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル)、２，２'−アゾビス(２，４−ジメチルバレロニトリル)、(１−フェニルエチル)アゾジフェニルメタン、２，２'−アゾビスイソブチロニトリル、２，２'−アゾビスイソブチル酸ジメチル、１，１'−アゾビス(１−シクロヘキサンカルボニトリル)、２，２'−アゾビス(２−メチルプロパン)、２，２'−アゾビス(２−アミジノプロパン)２塩酸塩、４，４'−アゾビス(４−シアノペンタン酸)等のアゾ系化合物、過酸化ベンゾイル、過酸化ドデカノイル、過酸化ジラウロイル、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ジ−ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチル−クミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、イソブチリルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイドなどの過酸化物などのラジカル開始剤、赤燐、五塩化燐、三塩化燐、トリフェニルフォスフィン、亜リン酸トリフェニルなどの燐化合物などが使用され、また、光を照射することで行われる。さらにこれらのラジカル開始の手法を適宜組み合わせて用いても良い。また上記ラジカル開始剤を添加しなくとも、高温（概ね１６０℃以上）に加熱することで、系内にラジカルが発生し、同様のラジカル反応を起こすことも可能である。
【００３８】
触媒は通常、原料１モルに対して０．０００１〜１モル添加するが、０．００１〜０．１モルが好ましく、０．００１〜０．０５モルがより好ましい。触媒は反応の進行状況を観察して、適宜追加することもできる。ラジカル開始剤の量が原料１モルに対して０．０００１モル未満では反応が途中で停止しやすく、収率が低下する恐れがあるため好ましくなく、１モルを超えると経済的に好ましくない。また、触媒は必要に応じて、反応の途中で追加することもできる。
【００３９】
本塩素化反応の実施に際して光照射を行う場合の光源は高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、各種ハロゲン灯、タングステンランプ、発光ダイオードからなる群より選ばれる少なくとも一種であるが、これらのうち高圧水銀ランプ、タングステンランプが好ましい。
【００４０】
本発明の塩素化は、原料基質に１．５原子のＣｌが導入されるまでは比較的反応が速く、その後の塩素化は遅くなる傾向がある。このため、反応の初期（塩素化度が概ね１．５〜２の範囲の値（例えば１．６）となるまで）は触媒の種類により異なるが、比較的低温（通常３０〜１５０℃、好ましくは５０〜１３０℃、特に好ましくは６０〜８０℃）で行い、この温度で反応が進行しにくくなったら、より高い温度（通常１４０〜３００℃、好ましくは１５０〜２５０℃、特に好ましくは１６０〜２３０℃）で行うことが効果的である。ここで「塩素化度」とは、その時点における反応混合物の組成から計算される、芳香環１個あたりに導入された塩素原子数の平均値を意味する。
【００４１】
塩素化反応は発熱を伴うので反応温度は外部から加熱または冷却するとともに塩素導入速度を変化させたり、または塩素ガスを不活性ガスで希釈することで調節することができる。反応圧力は反応に殆ど影響を及ぼさないので特に加圧することは必要がなく、通常０．０５〜１ＭＰａ（絶対圧基準。以下、本明細書において同じ。）であり、０．１〜０．３ＭＰａで行うことができる。
【００４２】
反応に使用する塩素量は、フルオロトルエン１モルに対し３モル以上であればよいが、おおよそ３〜６モル程度であり、反応装置あるいは反応操作を最適化することで３〜４モル程度とすることができる。最適化は反応条件を設定するとともに、塩素化反応が気−液接触反応であることから、接触効率を高めるための慣用の手段、例えば、ガスの導入速度の調節、撹拌装置、ガス吹き込み装置、スパージャーなどの使用、または多段塩素化反応装置による方法を適宜採用することは有効である。
【００４３】
また、４−フルオロトルエンの塩素化は、溶媒の存在下で行うこともできるが、反応原料の４−フルオロトルエンは液体であり、また、生成物の４−フルオロベンゾトリクロリドも液体であり、かつ塩素や触媒を十分に溶解させ、溶媒の役割を兼ねるので、敢えて別途溶媒を使用する必要はなく、その方が経済的にも好ましい。
【００４４】
塩素化反応で得られる４−フルオロベンゾトリクロリドは、通常、未完全反応体である４−フルオロベンザルクロリドを不純物として随伴している。これらの不純物はカラムクロマトグラフィー等の精製処理により分離することもできるが、本発明では第１工程後の蒸留にて十分に分離が可能となるので、本発明の利点を生かすためにも、４−フルオロトルエンを塩素化し、得た反応混合物は敢えて精製せずに、そのまま第１工程（フッ素化反応）の原料として用いる方が好ましい。
【００４５】
以下、第１工程について説明する。第１工程は、Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリドをフッ化水素（ＨＦ）と反応させ、４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る工程である。
【００４６】
本工程は、フッ素化反応で慣用される金属ハロゲン化物、例えば、五塩化アンチモン、四塩化スズなどを触媒として使用することもできるが、無触媒でもよい。触媒を用いると０℃以上の温度で反応し、反応が速くなるので例えば、室温以下で行うが必要となることがある等、反応操作が困難となるなど好ましくない場合がある。無触媒の場合、反応温度は通常０〜２００℃であり、２０〜１２０℃が好ましい。０℃未満では反応が遅く、２００℃を以上では分解も起こることがあり、４−フルオロベンゾトリフルオリドの収率、純度を低下させるので好ましくない。また、フッ化水素の蒸気圧が高くなりすぎるため好ましくない。
【００４７】
本工程は、４−フルオロベンゾトリクロリド１モルに対しフッ化水素を通常は３〜２０モル、好ましくは３〜１５モルを、さらに好ましくは４〜１０モルを使用する。３モル未満では収率が低下するので好ましくなく、また２０モル以上用いると、反応性の上では問題ないが、フッ化水素の量が増えることにより生産性を悪くするなどの工業的な問題が生じるので好ましくない。
【００４８】
フッ素化反応は、モネル、ハステロイ、ニッケルまたはこれらの金属やポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロポリエーテル樹脂などのフッ素樹脂でライニングされた耐圧容器中で攪拌機を使用して行われ、バッチ式反応、連続式反応または半連続式反応の形式が採られる。
【００４９】
反応圧力は通常０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａであり、０．５ＭＰａ〜１０ＭＰａが好ましく、１ＭＰａ〜５ＭＰａが特に好ましい。反応圧力は１０ＭＰａ以上でも反応性の上では問題ないが、過大な装置が必要となり好ましくない。また、０．１ＭＰａ（常圧）未満では、上述した反応温度でフッ化水素が液化せず反応が進まないことがあり好ましくない。
【００５０】
以上のことから、特に好ましい反応温度と反応圧力の組み合わせは２０℃〜１２０℃、１ＭＰａ〜５ＭＰａである。
【００５１】
フッ素化反応を行う際には、不活性な溶媒を使用することもできる。その様な溶媒としては、例えば、トルエン、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオリド、１，４−ビストリフルオロメチルベンゼンなどが挙げられる。しかし、本工程の原料、生成物ともに液体であり、溶媒が存在しなくとも反応は円滑に進むので、経済性、操作性の観点から、無溶媒の方が好ましい。
【００５２】
第１工程の反応で得られた反応物は通常の方法で後処理できる。すなわち、未反応のフッ化水素を分離除去した後、水洗、アルカリ性水溶液（炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液など）での洗浄を行い、フッ化水素を系内から除去する。その後、乾燥剤等で水分を除去することもできる。
【００５３】
このようにして得た反応物はそのまま第２工程の原料として用いることもできるが、第１工程終了時の反応混合物中の各成分は、お互いの分離が特に容易であるので、蒸留等の精製を行って、純度の高い４−フルオロベンゾトリフルオリドを単離し、第２工程の原料に供することが特に好ましい。
【００５４】
蒸留を行う場合には、通常、前記の後処理によってフッ化水素を除去したものを用いる。この場合、蒸留塔の材質には制限はなく、ガラス製のもの、ステンレス製のもの、四フッ化エチレン樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ＰＦＡ樹脂、ガラスなどを内部にライニングしたもの等を、用いることができる。蒸留塔の中には、充填剤を詰めることもできる。この蒸留に要求される段数に制限はないが、３〜５０段が好ましく、さらに好ましくは５〜３０段である。
【００５５】
以下、第２工程について説明する。第２工程は、４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素（Ｃｌ2）を反応させ、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを得る工程である。
【００５６】
本工程において、用いる反応容器は、ステンレス鋼、鉄、ガラス、又はガラスやフッ素樹脂などでライニングされた反応容器が好適に採用される。
【００５７】
反応方法は特に限定されず、流通系またはバッチ式あるいは半バッチ式で行うことができる。例を挙げれば、予め反応容器に仕込まれた４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素ガスを吹き込むことで行うのが一般的であり、好適に採用される。反応に伴い発生する塩化水素ガスは、未反応の塩素ガスとともに、反応領域から排出させ、水、アルカリ性水溶液などでトラップすることができる。
【００５８】
本工程は触媒を使用することができる。使用される触媒としては、ルイス酸として知られる、鉄（Ｆｅ）を含む触媒、アンチモンを含む触媒、アルミニウムを含む触媒等、公知のものが使用できる。例えば入手の容易な塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）、塩化アルミニウム、五塩化アンチモン、四塩化スズ等を使用するのが好ましい。
【００５９】
触媒は通常、原料１モルに対して０．００１〜１モル添加するが、０．０１〜０．５モルが好ましく、０．０１〜０．１モルがより好ましい。触媒は反応の進行状況を観察して、適宜追加することもできる。触媒の量が原料１モルに対して０．００１モル未満では反応が途中で停止しやすく、収率が低下する恐れがあるため好ましくなく、１モル以上では経済的に好ましくない。また、触媒は必要に応じて、反応の途中で追加することもできる。
【００６０】
反応温度は通常−２０〜１５０℃で行うが、−１０〜１００℃が好ましく、０〜８０℃が特に好ましい。
【００６１】
また、本工程は、溶媒の存在下で行うこともできる。溶媒を用いる場合、使用される溶媒としては原料および生成物を溶解することができ、塩素化反応で不活性な溶媒であり、さらに生成物と充分な沸点差を有することが好ましく、例えば、四塩化炭素、クロロホルム、テトラクロロエタン、モノクロロベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、モノブロモベンゼン、ジブロモベンゼン、２，３−、２，４−、２，５−、２，６−、３，４−、３，５−ジクロロベンゾトリフルオリド、３，４，５−トリクロロベンゾトリフルオリドまたはビストリフルオロメチルベンゼン、アセトニトリル、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ヘキサメチルリン酸トリアミド（ＨＭＰＡ）等の非プロトン性極性溶媒などが挙げられる。
【００６２】
反応溶媒の使用量としては、特に制限はないが、４−フルオロベンゾトリフルオリド１モルに対して０．１Ｌ（リットル）以上を使用すればよく、通常は０．１〜２０Ｌが好ましく、特に０．１〜１０Ｌがより好ましい。
【００６３】
しかし、４−フルオロベンゾトリフルオリドは液体であり、また、生成物の３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドも反応条件下において液体であり、かつ塩素化剤を十分に溶解させることで溶媒の役割を兼ねることから、敢えて別途溶媒を使用する必要はなく、その方が工業的にも負荷がかからず、経済的にも好ましい。
【００６４】
本工程は前述した触媒と共に、助触媒としてヨウ素（Ｉ2）を共存させることで、高い選択率で該目的物を得ることができる。ここで助触媒とは、触媒の活性または選択性を増大させるために少量添加される物質をいう。
【００６５】
助触媒の添加量は、４−フルオロベンゾトリフルオリド１モルに対し、０．００１〜１モル、好ましくは０．０１〜０．５モル、さらに好ましくは０．０５〜０．３モルである。触媒量が０．００１モルよりも少ないと助触媒の効果が弱くなる為、反応にそれほど影響を与えないことが多く、一方、１モルよりも多いと反応の進行について問題はないが、反応速度、収率の点でメリットはなく、後処理操作が煩雑になるので好ましくない。
【００６６】
なお、本工程は前述の触媒、及び助触媒の量を好適な条件下で反応させることで、高選択率かつ高収率で該目的物を得ることが可能である。例えば、実施例に示すように、触媒を４−フルオロベンゾトリフルオリド１モルに対し０．０１〜０．１モル、助触媒を４−フルオロベンゾトリフルオリド１モルに対し０．０５〜０．３モルの条件下で反応を行うことは本工程において好ましい態様の一つである。
【００６７】
塩素化反応は発熱を伴うので反応温度は外部から加熱または冷却するとともに塩素導入速度を変化させたり、または塩素ガスを不活性ガスで希釈することで調節することができる。反応圧力は反応に殆ど影響を及ぼさないので特に加圧することは必要がなく、通常０．０５〜１ＭＰａであり、０．１〜０．３ＭＰａで行うことができる。
【００６８】
反応に使用する塩素量は、４−フルオロベンゾトリフルオリド１モルに対し１モル以上であればよいが、おおよそ１〜４モル程度であり、反応装置あるいは反応操作を最適化することで１〜２モル程度とすることができる。最適化は反応条件を設定するとともに、塩素化反応が気−液接触反応であることから、接触効率を高めるための慣用の手段、例えば、ガスの導入速度の調節、撹拌装置、ガス吹き込み装置、スパージャーなどの使用、または多段塩素化反応装置による方法を適宜採用することは有効である。
【００６９】
第２工程の反応で得られた反応物は、通常の方法で後処理できる。すなわち、水洗、アルカリ性水溶液（炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液など）での洗浄を行い、塩素、塩化水素を系内から除去する。その後、乾燥剤等で水分を除去することもできる。
【００７０】
このようにして得た反応物は蒸留等の精製を行って、純度の高い３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドを単離することができる。
【００７１】
蒸留を行う場合には、通常、前記の後処理によって塩素。塩化水素を除去したものを用いる。この場合、蒸留塔の材質には制限はなく、ガラス製のもの、ステンレス製のもの、四フッ化エチレン樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ＰＦＡ樹脂、ガラスなどを内部にライニングしたもの等を、用いることができる。蒸留塔の中には、充填剤を詰めることもできる。この蒸留に要求される段数に制限はないが、５〜１００段が好ましく、さらに好ましくは１０〜５０段である。
【００７２】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより限定されない。ここで、組成分析値の「％」とは、反応混合物を直接ガスクロマトグラフィー（ＧＣ。特に記述のない場合、検出器はＦＩＤ）によって測定して得られた組成の「面積％」を表す。
【実施例１】
【００７３】
Ａ工程：４−フルオロベンゾトリクロリドの製造
【００７４】
【化１４】
【００７５】
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた５００ｍｌ四つ口フラスコに４−フルオロトルエン：２１８．０ｇ（２．０ｍｏｌ）及び２，２’−アゾビスブチロニトリル（ＡＩＢＮ）：１．６６ｇ（０．２５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約１．０ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を６５〜７０℃に保ちながら、塩素ガスを３時間供給した。その結果、反応液の塩素化度は１．６４となった。
【００７６】
その後、内温を１６０℃に上げ、さらに８時間反応を継続した。反応継続後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である４−フルオロベンゾトリクロリドが９９．０％、未完全塩素化体である４−フルオロベンザルクロリドが０．７％であった。回収した反応液の重量は４１０．０ｇであり、原料の４−フルオロトルエンからの収率は９６．０％であった。この反応液（塩素化混合物）は精製することなく、続くフッ素化工程（第１工程）に使用した。
第１工程：４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
【００７７】
【化１５】
【００７８】
攪拌機、圧力調整弁を備えた冷却還流管、熱電対、圧力計、サンプリング管を備えた金属製１Ｌオートクレーブに、Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリド４０８．７ｇ（１．９１ｍｏｌ）及び無水フッ化水素３２０．６ｇ（１６．０３ｍｏｌ）を仕込み密閉とし、撹拌しながら内温を６０℃に昇温し、反応を開始した。内圧が１．９〜２．０ＭＰａになるように圧力調整弁を調整し、反応の進行と共に発生する塩化水素を圧力調整弁から系外へ放出しながら２時間反応した。この時の反応液（有機相）の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である４−フルオロベンゾトリフルオリドが９９．５％であった。この他に、未完全フッ素化体である４−クロロジフルオロメチルフルオロベンゼンが０．２％であった。
【００７９】
反応終了後、回収した反応液を、水洗浄、炭酸水素ナトリウム水溶液洗浄、さらに水洗浄した。洗浄後の反応液に硫酸マグネシウムを加え、攪拌後濾過をした。濾液で得られた反応液の重量は２９６．２ｇであった。
【００８０】
得られたフッ素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【００８１】
この蒸留によって温度１０２〜１０３℃の留分を分取したところ、純度９９．９％の目的物が２７７．０ｇ得られた。原料の塩素化物からの総合収率は８７．２％であった。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
【００８２】
【化１６】
【００８３】
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：８．１ｇ（５．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：０．６４ｇ（０．５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を６０〜６５℃に保ちながら、塩素ガスを９時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが８６．９％、その他、原料である４−フルオロベンゾトリフルオリドが０．９％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが７．２％、その他未確認物質の合計が５．０であった。回収した反応液の重量は１８０．７ｇであった。
【００８４】
得られた核塩素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【００８５】
この蒸留によって７２００〜６２００Ｐａ、温度５８〜６１℃の留分を分取したところ、純度９９．１％の目的物が１３９．９ｇ得られた。原料の４−フルオロベンゾトリフルオリドからの収率は７０．５％であった。
【実施例２】
【００８６】
Ａ工程：４−フルオロベンゾトリクロリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた５００ｍｌ四つ口フラスコに４−フルオロトルエン：２１８．０ｇ（２．０ｍｏｌ）及び２，２’−アゾビスブチロニトリル（ＡＩＢＮ）：１．６６ｇ（０．２５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約１．０ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を６５〜７２℃に保ちながら、塩素ガスを３時間供給した。その結果、反応液の塩素化度は１．６６となった。
【００８７】
その後、内温を１８０℃に上げ、さらに７時間反応を継続した。反応継続後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である４−フルオロベンゾトリクロリドが９９．３％、未完全塩素化体である４−フルオロベンザルクロリドが０．４％であった。回収した反応液の重量は４０９．４ｇであり、原料の４−フルオロトルエンからの収率は９５．９％であった。この反応液（塩素化混合物）は精製することなく、続くフッ素化（第１工程）に使用した。
第１工程：４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
攪拌機、圧力調整弁を備えた冷却還流管、熱電対、圧力計、サンプリング管を備えた金属製１Ｌオートクレーブに、Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリド４０９．１ｇ（１．９２ｍｏｌ）及び無水フッ化水素２４０．１ｇ（１２．００ｍｏｌ）を仕込み密閉とし、撹拌しながら内温を４０℃に昇温し、反応を開始した。内圧が１．９〜２．０ＭＰａになるように圧力調整弁を調整し、反応の進行と共に発生する塩化水素を圧力調整弁から系外へ放出しながら２時間反応した。この時の反応液（有機相）の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である４−フルオロベンゾトリフルオリドが９８．９％であった。この他に、未完全フッ素化体である４−クロロジフルオロメチルフルオロベンゼンが０．５％であった。
【００８８】
反応終了後、回収した反応液を、水洗浄、炭酸水素ナトリウム水溶液洗浄、さらに水洗浄した。洗浄後の反応液に硫酸マグネシウムを加え、攪拌後濾過をした。濾液で得られた反応液の重量は２９１．１ｇであった。
【００８９】
得られたフッ素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【００９０】
この蒸留によって温度１０２〜１０３℃の留分を分取したところ、純度９９．９％の目的物が２６７．５ｇ得られた。原料の塩素化物からの総合収率は８５．１％であった。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第２工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：８．１ｇ（５．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：０．６４ｇ（０．５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を３８〜４１℃に保ちながら、塩素ガスを８時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが９１．２％、その他、原料である４−フルオロベンゾトリフルオリドが０．６％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが２．４％、その他未確認物質の合計が５．８％であった。回収した反応液の重量は１８５．８ｇであった。
【００９１】
得られた核塩素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【００９２】
この蒸留によって７０００〜６０００Ｐａ、温度５７〜６１℃の留分を分取したところ、純度９９．３％の目的物が１５１．８ｇ得られた。原料の４−フルオロベンゾトリフルオリドからの収率は７６．５％であった。
【実施例３】
【００９３】
Ａ工程：４−フルオロベンゾトリクロリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた５００ｍｌ四つ口フラスコに４−フルオロトルエン：２１８．０ｇ（２．０ｍｏｌ）及び２，２’−アゾビスブチロニトリル（ＡＩＢＮ）：１．６６ｇ（０．２５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約１．０ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を６５〜７０℃に保ちながら、塩素ガスを３時間供給した。その結果、反応液の塩素化度は１．６９となった。
【００９４】
その後、内温を２００℃に上げ、さらに５時間反応を継続した。反応継続後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である４−フルオロベンゾトリクロリドが９８．８％、未完全塩素化体である４−フルオロベンザルクロリドが０．９％であった。回収した反応液の重量は４０６．３ｇであり、原料の４−フルオロトルエンからの収率は９５．２％であった。この反応液（塩素化混合物）は精製することなく、続く第１工程に使用した。
第１工程：４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
攪拌機、圧力調整弁を備えた冷却還流管、熱電対、圧力計、サンプリング管を備えた金属製１Ｌオートクレーブに、Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリド４０７．９ｇ（１．９１ｍｏｌ）及び無水フッ化水素１６１．６ｇ（８．０８ｍｏｌ）を仕込み密閉とし、撹拌しながら内温を４０℃に昇温し、反応を開始した。内圧が１．９〜２．０ＭＰａになるように圧力調整弁を調整し、反応の進行と共に発生する塩化水素を圧力調整弁から系外へ放出しながら２時間反応した。この時の反応液（有機相）の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である４−フルオロベンゾトリフルオリドが９９．１％であった。この他に、未完全フッ素化体である４−クロロジフルオロメチルフルオロベンゼンが０．３％であった。
【００９５】
反応終了後、回収した反応液を、水洗浄、炭酸水素ナトリウム水溶液洗浄、さらに水洗浄した。洗浄後の反応液に硫酸マグネシウムを加え、攪拌後濾過をした。濾液で得られた反応液の重量は２９０．０ｇであった。
【００９６】
得られたフッ素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【００９７】
この蒸留によって温度１０２〜１０３℃の留分を分取したところ、純度９９．９％の目的物が２６９．１ｇ得られた。原料の塩素化物からの総合収率は８５．９％であった。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：８．１ｇ（５．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：０．６４ｇ（０．５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を１８〜２２℃に保ちながら、塩素ガスを８時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが８８．２％、その他、原料である４−フルオロベンゾトリフルオリドが１．０％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが１．３％、その他未確認物質の合計が９．５％であった。回収した反応液の重量は１８７．６ｇであった。
【００９８】
得られた核塩素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【００９９】
この蒸留によって６９００〜６３００Ｐａ、温度５８〜６０℃の留分を分取したところ、純度９９．３％の目的物が１５１．８ｇ得られた。原料の４−フルオロベンゾトリフルオリドからの収率は７４．４％であった。
【実施例４】
【０１００】
Ａ工程、及び第１工程については実施例１と同様に行った。第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリドを用い、以下の第２工程を行った。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：８．１ｇ（５．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：１．２８ｇ（１．０ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を４０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を３８〜４０℃に保ちながら、塩素ガスを５時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４フルオロベンゾトリフルオリドが９１．７％、その他、原料である４−フルオロベンゾトリフルオリドが０．４％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが２．４％、その他未確認物質の合計が５．５％であった。回収した反応液の重量は１８７．６ｇであった。
【０１０１】
得られた核塩素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【０１０２】
この蒸留によって７２００〜６４００Ｐａ、温度５８〜６１℃の留分を分取したところ、純度９９．６％の目的物が１５３．５ｇ得られた。原料の４−フルオロベンゾトリフルオリドからの収率は７７．４％であった。
【実施例５】
【０１０３】
Ａ工程、及び第１工程については実施例１と同様に行った。第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリドを用い、以下の第２工程を行った。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：８．１ｇ（５．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：２．５６ｇ（２．０ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を４０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を３６〜４１℃に保ちながら、塩素ガスを４時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが９２．３％、その他、原料である４−フルオロベンゾトリフルオリドが０．１％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが２．４％、その他未確認物質の合計が５．２％であった。回収した反応液の重量は１９０．４ｇであった。
【０１０４】
得られた核塩素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
【０１０５】
この蒸留によって６６００〜６４００Ｐａ、温度５６〜６０℃の留分を分取したところ、純度９９．３％の目的物が１５７．９ｇ得られた。原料の４−フルオロベンゾトリフルオリドからの収率は７９．６％であった。
【実施例６】
【０１０６】
Ａ工程、及び第１工程については実施例１と同様に行った。第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリドを用い、以下の第２工程を行った。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：８．１ｇ（５．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：３．８４ｇ（２．０ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を４０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を３６〜４２℃に保ちながら、塩素ガスを４時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが９２．２％、その他、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが２．５％、その他未確認物質の合計が５．３％であった。回収した反応液の重量は１８８．９ｇであった。
【０１０７】
得られた核塩素化反応液はＤｉｘｓｏｎパッキンを充填した３０ｃｍの蒸留塔で蒸留精製した。
この蒸留によって７０００〜６２００Ｐａ、温度５６〜６０℃の留分を分取したところ、純度９９．６％の目的物が１５５．２ｇ得られた。原料の４−フルオロベンゾトリフルオリドからの収率は７８．２％であった。
【実施例７】
【０１０８】
Ａ工程、及び第１工程については実施例１と同様に行った。第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリドを用い、以下の第２工程を行った。
第２工程：３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコに第１工程で得られた４−フルオロベンゾトリフルオリド：１６４．０ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：３．２ｇ（２．０ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を６０〜６２℃に保ちながら、塩素ガスを６時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドが３４．７％、その他、原料である４−フルオロベンゾトリフルオリドが６０．７％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリフルオリドが３．６％、その他未確認物質の合計が１．０であった。
［参考例１］
Ａ工程については実施例１と同様に行った。Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリドを用い、以下の塩素化を行った。
３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドの製造
【０１０９】
【化１７】
【０１１０】
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコにＡ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリド：２１３．５ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：３．２ｇ（２．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：０．６４ｇ（０．５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を６０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を５８〜６０℃に保ちながら、塩素ガスを４時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドが５２．０％、その他、目的物が加水分解後塩素化された３−クロロ−４−フルオロベンゾイルクロライドが６．４％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリクロリドが８．６％、フッ素置換された３，４−ジフルオロベンゾトリクロリドが５．９％、構造未確認のトリフルオロ体が５．０％、過塩素化体の合計が７．５％、その他未確認物質の合計が１４．６であった。
［参考例２］
Ａ工程については実施例１と同様に行った。Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリドを用い、以下の塩素化を行った。
３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコにＡ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリド：２１３．５ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：３．２ｇ（２．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：０．６４ｇ（０．５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を４０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を３８〜４３℃に保ちながら、塩素ガスを４時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドが４７．６％、その他、目的物が加水分解後塩素化された３−クロロ−４−フルオロベンゾイルクロライドが７．５％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリクロリドが８．０％、フッ素置換された３，４−ジフルオロベンゾトリクロリドが８．１％、構造未確認のトリフルオロ体が３．５％、過塩素化体の合計が７．５％、その他未確認物質の合計が１６．７であった。
［参考例３］
Ａ工程については実施例１と同様に行った。Ａ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリドを用い、以下の塩素化を行った。
３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドの製造
ジムロート冷却管、温度計、塩素吹き込み管を備えた３００ｍｌ四つ口フラスコにＡ工程で得られた４−フルオロベンゾトリクロリド：２１３．５ｇ（１．０ｍｏｌ）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ3）：３．２ｇ（２．０ｍｏｌ％）及びヨウ素（Ｉ2）：０．６４ｇ（０．５ｍｏｌ％）を仕込み、攪拌しながら内温を２０℃に昇温し、塩素ガスを約０．２５ｍｏｌ／Ｈｒの速度で導入し、反応を開始した。内温を１９〜２１℃に保ちながら、塩素ガスを４時間供給した。その結果、反応後の反応液の組成はガスクロマトグラフィーの分析から、目的物である３−クロロ−４−フルオロベンゾトリクロリドが５１．２％、その他、目的物が加水分解後塩素化された３−クロロ−４−フルオロベンゾイルクロライドが８．８％、芳香環のフッ素基が塩素に置換された３，４−ジクロロベンゾトリクロリドが１２．４％、フッ素置換された３，４−ジフルオロベンゾトリクロリドが７．９％、構造未確認のトリフルオロ体が３．５％、過塩素化体の合計が５．８％、その他未確認物質の合計が１０．４であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法。
第１工程：式［１］で表される４−フルオロベンゾトリクロリド
【化１】
にフッ化水素（ＨＦ）を反応させ、式［２］で表される４−フルオロベンゾトリフルオリド
【化２】
を得る工程。
第２工程：第１工程で得られた、４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素（Ｃｌ2）を反応させ、式[３]で表される３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリド
【化３】
を得る工程。
【請求項２】
第１工程で得られた、４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素（Ｃｌ2）を反応させる（第２工程）際に、ヨウ素（Ｉ2）を共存させることにより反応を行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
式[１]で表される４−フルオロベンゾトリクロリドが、式[４]で表される４−フルオロトルエン
【化４】
に、塩素（Ｃｌ2）を反応させることにより得られることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
請求項３の方法で得られた４−フルオロベンゾトリクロリドを、精製せずにそのまま第１工程に用いることを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【請求項１】
以下の工程を含む、３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリドの製造方法。
第１工程：式［１］で表される４−フルオロベンゾトリクロリド
【化１】
にフッ化水素（ＨＦ）を反応させ、式［２］で表される４−フルオロベンゾトリフルオリド
【化２】
を得る工程。
第２工程：第１工程で得られた、４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素（Ｃｌ2）を反応させ、式[３]で表される３−クロロ−４−フルオロベンゾトリフルオリド
【化３】
を得る工程。
【請求項２】
第１工程で得られた、４−フルオロベンゾトリフルオリドに塩素（Ｃｌ2）を反応させる（第２工程）際に、ヨウ素（Ｉ2）を共存させることにより反応を行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
式[１]で表される４−フルオロベンゾトリクロリドが、式[４]で表される４−フルオロトルエン
【化４】
に、塩素（Ｃｌ2）を反応させることにより得られることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
請求項３の方法で得られた４−フルオロベンゾトリクロリドを、精製せずにそのまま第１工程に用いることを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
【公開番号】特開２０１０−１３３８８（Ｐ２０１０−１３３８８Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７４０８３（Ｐ２００８−１７４０８３）
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（０００００２２００）セントラル硝子株式会社 (1,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（０００００２２００）セントラル硝子株式会社 (1,198)
【Ｆターム（参考）】
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