(57)【要約】【課題】工業的に入手し得るジフルオロメチル基を有する化合物を用い、極端な温度条件を必要としないことから大量生産に適用できるα，α−ジフルオロアセトフェノン類の製造方法を提供する。【解決手段】  一般式（１）    【化１】2011088841.tif 000008（式中、Ｒはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基または含フッ素アルキル基を表し、ｎは０〜２の整数を表す。）で表される芳香族化合物を触媒の存在下ジフルオロ酢酸フルオライドと反応させる一般式（２）    【化２】2011088841.tif 000009で表されるα，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
2011088841.tif 000006
（式中、Ｒはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基または含フッ素アルキル基を表し、ｎは０〜２の整数を表す。）で表される芳香族化合物を触媒の存在下ジフルオロ酢酸フルオライドと反応させる一般式（２）
【化２】
2011088841.tif 000007
で表されるα，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法。
【請求項２】
触媒がルイス酸である請求項１に記載のα，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法。
【請求項３】
ルイス酸が塩化アルミニウムまたは臭化アルミニウムである請求項２に記載のα，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法。
【請求項４】
触媒がフッ化水素である請求項１に記載のα，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法。
【請求項５】
ジフルオロ酢酸フルオライドが、ＣＨＦ2ＣＦ2ＯＲ’（Ｒ’は、一価の有機基を表す。）で表される１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを熱分解して得られた熱分解生成物である請求項１〜４のいずれか１項に記載のα，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医農薬中間体、反応試剤として使用されるα，α−ジフルオロアセトフェノン類の製造方法に関し、芳香環水素のジフルオロ酢酸フルオライドによる置換反応に関する。
【背景技術】
【０００２】
α，α−ジフルオロアセトフェノン類の製造方法としては、（１）臭化マグネシウムフェニルにジフルオロ酢酸エチルを作用させる、（２）α−ジアゾアセトフェノンとＣＦ3ＯＦとの反応で１０％  のＰｈＣＯＣＨＦＯＣＦ3とともに  １４％  ＰｈＣＯＣＨＦ2を得る、（３）塩化アルミを触媒としてジフルオロメチルアシルトリアゾールをベンゼン中で還流して得る、（４）アルゴン雰囲気ｏ−ＭｅＣ６Ｈ４Ｌｉをエーテル中  −７５℃でＦ2ＣＨＣＯＮＥｔ2と反応させると６５．７％  ｏ−ＭｅＣ6Ｈ4ＣＯＣＨＦ2が得られ、同様にｐ−異性体が得られる、（５）２，５−ジフルオロブロモベンゼンにエチルリチウムを作用させて調製したエーテル中のリチウム体にジフルオロ酢酸を作用させて４０％の  ２，５−Ｆ2Ｃ6Ｈ3ＣＯＣＨＦ2を得る、（６）ＡｌＣｌ3を触媒として二硫化炭素中ベンゼンとクロロジフルオロ酢酸クロライドから得る、（７）１，１，２，２−テトラフルオロエチルベンゼンまたはその核置換体を硫酸水溶液と反応させ水蒸気蒸留して得る方法など多くの方法が提案されている。
【０００３】
また、芳香族化合物とフルオロカルボン酸ハライドを塩化アルミニウムなどのルイス酸触媒またはフッ化水素などの酸を用いてフリーデルクラフトアシル化する方法は広く行われている。フルオロカルボン酸ハライドに関しては、フルオロ酢酸クロライド、トリフルオロ酢酸クロライドなどの酸クロライドや（ＣＦ3−ＣＦ2−ＣＦ2−Ｏ−）（ＣＦ3）ＦＣＣＯＦなどの比較的分子量の大きい酸フルオライド（非特許文献１）の酸フルオライドについても報告がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Journal of Fluorine Chemistry, 14(3), 243-52; 1979
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
α，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法は各種に亘るものの工業的に適用するには必ずしも満足できるものとは言いがたい。例えば、上記の例では、原料または中間体が大量に入手または取り扱うのに困難であるもの、有機金属化合物を用いるため著しい低温を要するもの、引火性有毒の副資材を使用することなどに起因するいずれかの改良事項が見出せる。
【０００６】
そこで、本発明では、工業的に入手し得るジフルオロメチル基を有する化合物を用い、極端な温度条件を必要としないことから大量生産に適用できるα，α−ジフルオロアセトフェノン類の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、芳香族化合物にアシル基を導入する方法としてフルーデルクラフツ反応によるアシル化について先行文献を探索したところ、トリフルオロ酢酸クロライド、フルオロ酢酸クロライドなどのフルオロカルボン酸クロライドを原料とする含フッ素アセチル基を導入する方法は見出せたが、ジフルオロアセチル基については対応する酸クロライドの導入例は認められなかった。さらに、酸フルオライドによる含フッ素アセチル基の導入について探索してもジフルオロ酢酸フルオライドなどの低分子量の含フッ素カルボン酸フルオライドの使用例はなかった。
【０００８】
この様な低分子量の含フッ素カルボン酸フルオライドの使用例のない理由は明確ではないものの、かかる情況の下、低分子量の含フッ素カルボン酸フルオライドであるジフルオロ酢酸フルオライドを塩化アルミニウムなどのルイス酸を触媒として芳香族化合物へ反応させると意外にもα，α−ジフルオロアセトフェノン類を収率よく製造できることを見出し、本発明に至った。
【０００９】
すなわち、本発明は次の通りである。
［発明１］式（１）
【００１０】
【化１】
2011088841.tif 000002
【００１１】
（式中、Ｒはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基または含フッ素アルキル基を表し、ｎは０〜２の整数を表す。）で表される芳香族化合物を触媒の存在下ジフルオロ酢酸フルオライドと反応させる一般式（２）
【００１２】
【化２】
2011088841.tif 000003
【００１３】
で表されるα，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法。
［発明２］触媒がルイス酸である発明１のα，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法。
［発明３］ルイス酸が塩化アルミニウムまたは臭化アルミニウムである発明２のα，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法。
［発明４］触媒がフッ化水素である発明１のα，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法。
［発明５］ジフルオロ酢酸フルオライドが、ＣＨＦ2ＣＦ2ＯＲ’（Ｒ’は、一価の有機基を表す。）で表される１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを熱分解して得られた熱分解生成物である発明１〜４のいずれかのα，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の方法は、大量生産の可能なジフルオロ酢酸フルオライドをジフルオロアセチル基のビルディングブロックとすることからα，α−ジフルオロアセトフェノンを大規模に生産できる上、収率のよい製造方法である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、一般式（１）
【００１６】
【化３】
2011088841.tif 000004
【００１７】
（式中、Ｒはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基または含フッ素アルキル基を表し、ｎは０〜２の整数を表す。）で表される芳香族化合物を触媒の存在下ジフルオロ酢酸フルオライドと反応させる一般式（２）
【００１８】
【化４】
2011088841.tif 000005
【００１９】
で表されるα，α−ジフルオロアセトフェノンの製造方法である。
【００２０】
一般式（２）で表されるα，α−ジフルオロアセトフェノンのジフルオロアセチル基は、少なくとも一個の置換基Ｒに対しｐ−（パラ）位に優先的に導入される。
【００２１】
本発明に用いる置換ベンゼンは公知の方法で製造したものを使用できる。また、工業製品または市販品として入手できるものでよい。一般式（１）のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。アルキル基としては、置換基を有することもある炭素数１〜８のアルキル基、アルキル基を置換基として有することもあるシクロアルキル基を挙げることができ、低級アルキル基がより好ましい。本明細書において「アルキル基」は、別途限定がない限り、直鎖状、分岐状、および環状を併せ称する。低級アルキル基とは、炭素数１〜４の直鎖または分岐状のアルキル基および炭素数３〜７の脂環式基をいう。
【００２２】
置換基を有することもある炭素数１〜８のアルキル基としては、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、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基を例として挙げることができ、低級アルキル基としては、具体的には、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、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基などを挙げることができる。
【００２３】
アルキル基を置換基として有することもあるシクロアルキル基としては、シクロブチル基、シクロペンチル基、２−メチルシクロペンチル基、３−メチルシクロペンチル基、２−エチルシクロペンチル基、３−エチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、２−メチルシクロヘキシル基、３−メチルシクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、２−エチルシクロヘキシル基、３−エチルシクロヘキシル基、４−エチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、２−メチルシクロヘプチル基、３−メチルシクロヘプチル基、３−メチルシクロヘプチル基、４−メチルシクロヘプチル基などを挙げることができる。
【００２４】
含フッ素アルキル基として、炭素数１〜８が好ましく、炭素数１〜４がより好ましい。具体的には、含フッ素アルキル基としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロフルオロメチル基、クロロジフルオロメチル基、ブロモジフルオロメチル基、ジブロモフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル基、ｎ−ヘキサフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基などを例として挙げることができる。これらのうち、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基が好ましく、トリフルオロメチル基、ジフルオロメチル基がより好ましい。
【００２５】
これらのうち、Ｒとしては、フッ素原子または塩素原子、置換基を有することもある炭素数１〜４のアルキル基または含フッ素アルキル基が好ましい。
【００２６】
本発明に用いる芳香族化合物としては、具体的には、ベンゼン、フルオロベンゼン、クロルベンゼン、ブロモベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、ｎ−プロピルベンゼン、キュメン、ｎ−ブチルベンゼン、ｓ−ブチルベンゼン、ｔ−ブチルベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン、ペンタフルオロエチルベンゼン、２，２，２−トリフルオロエチルベンゼン、ｎ−ヘプタフルオロプロピルベンゼン、ｉ−ヘプタフルオロプロピルベンゼン、α−トリフルオロメチル−β，β，β−トリフルオロエチルベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ジフルオロベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ジクロロベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ジブロモベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−キシレン、メシチレン、ジュレン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ビストリフルオロメチルベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−フルオロトルエン、ｏ−、ｍ−、ｐ−クロロトルエン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ブロモトルエン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ヨードトルエン、ｏ−、ｍ−、ｐ−フルオロエチルベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−クロロエチルベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ブロモエチルベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ヨードエチルベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ブロモヨードベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−クロロヨードベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−フルオロヨードベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ブロモフルオロベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−クロロフルオロベンゼン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ブロモクロロベンゼンなどが挙げられる。
【００２７】
これらの芳香族化合物は、可能な限り水分の含有量の低いものを使用するのが好ましい。そのためには、脱水蒸留、ゼオライト、五酸化リン、シリカゲルなどの固体吸着剤による脱水などを使用に先立ち施すのが好ましい。ゼオライトとしては、天然品または合成品であってもよく、３Ａ、４Ａ、５Ａ、１０Ｘ、１３Ｙまたはその他の結晶形でよいが、４Ａ型が好ましい。
【００２８】
ジフルオロ酢酸フルオライドは、どの様な方法で製造されたものであってよい。例えば、（１）ジフルオロ酢酸を五酸化リンや塩化チオニルなどと反応させてからフッ化カリウムなどの金属フッ化物でフッ素化させる方法、（２）ＣＨＦ2ＣＦ2ＯＲで表される１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを三酸化硫黄とフルオロ硫酸の存在下で分解させる方法（J. Am. Chem. Soc., 1956 78, 2608-10）、（３）１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンをハロゲン化アンチモン、ハロゲン化チタンなどの触媒存在下で反応させる方法（特開平８−５３３８８号）、（４）１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを、触媒の存在下に熱分解させてジフルオロ酢酸フルオライドを製造する方法（特開２００７−８９３０号）が知られている。
【００２９】
本発明の方法では、ジフルオロ酢酸フルオライドは、１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンを、触媒の存在下に熱分解させて得られたものが好ましく用いられる。この反応は、以下の式で表わされる。
【００３０】
ＣＨＦ2ＣＦ2ＯＲ’  →  ＣＨＦ2ＣＯＦ  ＋  Ｒ’Ｆ
この反応の出発原料である一般式ＣＨＦ2ＣＦ2ＯＲ’（Ｒ’は、一価の有機基を表す。）で表される１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンのＲ’は脱離基であるので特に限定されないが、分岐を有することもある炭素数１〜８のアルキル基、アルキル基を置換基として有することもあるシクロアルキル基、含フッ素アルキル基、アリール基、アラルキル基を挙げることができ、これらのうちアルキル基または含フッ素アルキル基が好ましく、アルキル基がより好ましく、低級アルキル基がさらに好ましい。
【００３１】
分岐を有することもある炭素数１〜８のアルキル基としては、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、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基を例として挙げることができ、低級アルキル基としては、具体的には、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、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基が該当する。
【００３２】
アルキル基を置換基として有することもあるシクロアルキル基としては、シクロブチル基、シクロペンチル基、２−メチルシクロペンチル基、３−メチルシクロペンチル基、２−エチルシクロペンチル基、３−エチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、２−メチルシクロヘキシル基、３−メチルシクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、２−エチルシクロヘキシル基、３−エチルシクロヘキシル基、４−エチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、２−メチルシクロヘプチル基、３−メチルシクロヘプチル基、３−メチルシクロヘプチル基、４−メチルシクロヘプチル基などを挙げることができる。
【００３３】
アリール基としては、フェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、２，３−ジメチルフェニル基、２，４−ジメチルフェニル基、２，５−ジメチルフェニル基、２，６−ジメチルフェニル基、３，４−ジメチルフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、３，６−ジメチルフェニル基、２−メトキシフェニル基、３−メトキシフェニル基、４−メトキシフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基などを例として挙げることができる。
【００３４】
含フッ素アルキル基としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロフルオロメチル基、クロロジフルオロメチル基、ブロモフルオロメチル基、ジブロモフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル基、ｎ−ヘキサフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基などを例として挙げることができる。
【００３５】
アラルキル基としては、フェネチル基、２−メチルフェニルメチル基、３−メチルフェニルメチル基、４−メチルフェニルメチル基、２，３−ジメチルフェニルメチル基、２，４−ジメチルフェニルメチル基、２，５−ジメチルフェニルメチル基、２，６−ジメチルフェニルメチル基、３，４−ジメチルフェニルメチル基、３，５−ジメチルフェニルメチル基、３，６−ジメチルフェニルメチル基、４−エチルフェニルメチル基、４−（ｎ−プロピル）メチルフェニルメチル基、４−（ｎ−ブチル）メチルフェニルメチル基などを例として挙げることができる。
【００３６】
１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンは、公知の製造方法で得ることができる。例えば、アルコール（Ｒ’ＯＨ）とテトラフルオロエチレンを塩基の存在下に反応させる方法で合成できる。
【００３７】
具体的には、メタノールとテトラフルオロエチレンとを水酸化カリウムの存在下に反応させる方法により１−メトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンが合成できる（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７３，１３２９（１９５１））。
【００３８】
本発明において使用できる含フッ素エーテルの具体例としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。
１−メトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＣＨＦ2ＣＦ2ＯＭｅ）、１−エトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＣＨＦ2ＣＦ2ＯＥｔ）、１−（ｎ−プロポキシ）−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−イソプロポキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−（ｎ−ブトキシ）−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−（ｓ−ブトキシ）−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−（ｔ−ブトキシ）−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−トリフルオロメトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−ジフルオロメトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−（２，２，２−トリフルオロエトキシ）−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−ペンタフルオロエトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−（２，２，２，３，３−ペンタフルオロプロポキシ）−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１−ヘキサフルオロイソプロポキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンなどを挙げることができる。
【００３９】
本発明にかかる熱分解に使用する触媒は固体触媒であり、特開平８−９２１６２号公報に記載された金属酸化物、金属フッ素化酸化物を触媒として使用できる。触媒としてはさらにリン酸塩も使用できる。リン酸塩は、担体に担持されたものであってもよい。
リン酸としては、オルトリン酸、ポリリン酸、メタリン酸のいずれであってもよい。ポリリン酸としては、ピロリン酸などが挙げられる。リン酸塩は、これらのリン酸の金属塩である。取り扱いが容易であるのでオルトリン酸であるのが好ましい。リン酸塩とは、これらのリン酸の金属塩をいうが、本明細書では金属が水素原子に置換した酸をも金属塩というものとする。
【００４０】
リン酸塩としては、特に限定されないが、水素、アルミニウム、ホウ素、アルカリ土類金属、チタン、ジルコニウム、ランタン、セリウム、イットリウム、希土類金属、バナジウム、ニオブ、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケルからなる群より選ばれた、少なくとも１種の金属のリン酸塩が挙げれる。好ましくは、主成分としてリン酸アルミニウム、リン酸セリウム、リン酸ホウ素、リン酸チタン、リン酸ジルコニウム、リン酸クロムなどである。副成分の金属を含むことも好ましい。具体的な副成分としてはセリウム、ランタン、イットリウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル等が好ましいが、セリウム、鉄、イットリウムがより好ましい。これらのうちで、さらに好ましくは、リン酸アルミニウム、リン酸セリウムおよびこれら二種からなるリン酸塩である。
【００４１】
触媒の調製方法に特に制限はなく、市販のリン酸塩をそのまま使っても良いし、一般的な沈殿方法でも良い。沈殿方法の具体的な調製方法としては、例えば、金属の硝酸塩（複数の原料塩の場合はそれぞれの原料塩の溶液を調製する）とリン酸の混合水溶液に、希釈アンモニア水を滴下してｐＨを調節して沈殿させ、必要に応じて熟成放置する。その後、水洗し、洗浄水の電導度などで十分に水洗したことを確認する。場合によっては、スラリーの一部を取り含有するアルカリ金属を測定する。次いで濾過し乾燥する。乾燥する温度に特に制限はない。好ましくは８０℃〜１５０℃がよい。さらに好ましくは１００℃〜１３０℃である。得られた乾燥体は粉砕し粒度を揃えるか、さらに粉砕し成型する。その後、２００℃〜１５００℃の条件で空気や窒素雰囲気で焼成する。好ましくは４００〜１３００℃、さらに好ましくは５００℃〜９００℃で焼成を行うことがよい。
【００４２】
焼成時間は温度にもよるが１時間〜５０時間程度で、好ましくは２時間〜２４時間程度である。焼成処理は、リン酸塩の安定化に必要な処理であるので、上記の温度範囲より低温で処理を行ったり、処理時間が短い場合は、反応初期において十分に触媒活性を示さないことがある。また、上記の温度範囲以上でまたは長時間焼成処理を行うことは、過剰な加熱エネルギーを要するだけでなく、触媒の結晶化を引き起こすことがあるので好ましくない。
【００４３】
主成分以外の金属成分の添加の操作は、金属塩で行うことが好ましく、前記金属の硝酸塩、塩化物、酸化物、リン酸塩などが好ましい。中でも、硝酸塩が調製しやすく好ましい。添加量に特に制限はないが、一般にはリン１グラム原子に対し１グラム原子以下であり、好ましくは０．５グラム原子以下である。より好ましくは０．３グラム原子以下である。これらの金属成分の添加は、触媒調製時に行っても良く、また、触媒焼成後のリン酸塩に行っても良い。得られた触媒は、金属塩の種類及び調製方法や条件により物性が異なる。触媒は、そのまま使用してよいが、担体に担持した状態で使用することも可能である。担体としては、アルミナ、チタニア、ジルコニア、硫酸ジルコニア（ＺｒＯ（ＳＯ4））
などの金属酸化物などの金属酸化物、炭化珪素、窒化珪素、活性炭等が挙げられるが、比表面積の大きい活性炭は特に好ましい。
【００４４】
リン酸またはリン酸塩を坦持した活性炭は、リン酸に浸漬して含浸させ、またはスプレーにより被覆もしくは吸着させたものを乾燥させて調製できる。化合物を担持させる場合、担持させる化合物の溶液を含浸させ、またはスプレーにより被覆もしくは吸着させたものを乾燥させて調製できる。また、その化合物の溶液を含浸させ、またはスプレーにより被覆もしくは吸着させた活性炭に対し第二の化合物を作用させて活性炭表面で沈殿反応等を生じさせることで最初の化合物と異なる化合物を担持することもできる。また、先に述べた、リン酸塩の調整方法を活性炭などの担体の存在下で行うことでもリン酸塩担持触媒を調製することができる。具体例として実施例にリン酸アルミニウム担持活性炭を示す。
【００４５】
活性炭は、木材、木炭、椰子殻炭、パーム核炭、素灰等を原料とする植物系、泥炭、亜炭、褐炭、瀝青炭、無煙炭等を原料とする石炭系、石油残滓、オイルカーボン等を原料とする石油系または炭化ポリ塩化ビニリデン等の合成樹脂系等のいずれのものでもよい。これら市販の活性炭から選択し使用することができ、例えば、瀝青炭から製造された活性炭（東洋カルゴン製ＢＰＬ粒状活性炭）、椰子殻炭（日本エンバイロケミカルズ製粒状白鷺ＧＸ、ＳＸ、ＣＸ、ＸＲＣ、東洋カルゴン製ＰＣＢ）等が挙げられるが、これらに限定されない。形状、大きさも通常粒状で用いられるが、球状、繊維状、粉体状、ハニカム状等反応器に適合すれば通常の知識範囲の中で使用することができる。
【００４６】
熱分解反応の担体として使用する活性炭は比表面積の大きな活性炭が好ましい。活性炭の比表面積は、市販品の規格の範囲で十分であるが、それぞれ４００ｍ2／ｇ〜３０００ｍ2／ｇであり、８００ｍ2／ｇ〜２０００ｍ2／ｇが好ましい。さらに活性炭を担体に用いる場合、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基性水溶液に常温付近で１０時間程度またはそれ以上の時間浸漬するか、活性炭を触媒担体に使用する際に通常行われる硝酸、塩酸、フッ酸等の酸による前処理を施し、予め担体表面の活性化ならびに灰分の除去を行うことが望ましい。
【００４７】
また、本発明の酸化物などの担体は、金属成分と酸素以外の他の原子を含んでいてもよく、他の原子としては、フッ素原子、塩素原子等が好ましい。たとえば、部分フッ素化アルミナ、部分塩素化アルミナ、部分フッ素化塩素化アルミナ、部分フッ素化ジルコニア、部分フッ素化チタニア等であってもよい。酸化物触媒中の塩素原子やフッ素原子の割合は、特に限定されない。
【００４８】
本明細書および特許請求の範囲においては、特に限定されない限り、前記のように部分的にフッ素化、塩素化などされたアルミナ、ジルコニアなどの酸化物を「アルミナ」、「ジルコニア」などの酸化物名称で表示する。
【００４９】
これらの担体としては、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、およびチタニア（ＴｉＯ2）および硫酸ジルコニアならびにこれらの部分フッ素化酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属酸化物触媒が好ましく、アルミナおよび部分フッ素化アルミナが反応性および触媒寿命の点でさらに好ましい。
【００５０】
これらの部分フッ素化酸化物はジフルオロ酢酸フルオライド合成触媒の担体として使用できると共に、触媒として使用することもできる。触媒としての調製、前処理、使用等は、本明細書において担体としての調製、前処理、使用等についての説明がそのままあるいは技術常識に従って適宜変更して適用することができる。すなわち、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、チタニア（ＴｉＯ2）などの金属酸化物を触媒として使用等する際には、金属化合物等が担持された担持触媒と同様に取り扱えばよい。
【００５１】
触媒は、通常は粒子または造粒体の形態で用いられる。粒子または造粒体の直径（いずれも、「粒径」ということがある。）は、特に限定されず、通常は、２０μｍ〜１０ｍｍ程度である。また、触媒が塩素原子やフッ素原子を含む場合、金属酸化物の表面のみに塩素原子やフッ素原子が存在していてもよい。
【００５２】
触媒は、使用の前に予めフッ化水素、フッ素化炭化水素またはフッ素化塩素化炭化水素などの含フッ素化合物と接触させて部分フッ素化しておき、反応中の触媒の組成変化、短寿命化、異常反応などを防止することが有効である。
【００５３】
特にフッ化水素で処理することで反応の活性を著しく高めることができる。フッ化水素によるフッ素化処理は、少なくとも本発明にかかる反応の反応温度よりも高い温度において、フッ化水素と接触させることで行うのが好ましい。具体的には、リン酸塩単体の場合、２００〜７００℃程度であり、２５０〜６００℃程度が好ましく、３００〜５５０℃がより好ましい。一方、酸化物または活性炭等を担体とする担持触媒の場合、２００〜６００℃程度であり、２５０〜５００℃程度が好ましく、３００〜４００℃がより好ましい。いずれも２００℃未満では処理に時間を要し、最高温度範囲を超えて処理を行うことは、過剰な加熱エネルギーを要するので好ましくない。また、処理時間は、処理温度とも関係するので限定できないが、１時間〜１０日程度、好ましくは、３時間〜３日間程度である。
【００５４】
リン酸を担持しない活性炭の場合、フッ化水素処理を施しても、殆ど活性を示さないが、リン酸処理をした活性炭にフッ化水素処理を行うと、同じ反応条件で、転化率：９６．１％、選択率：９８．０％という触媒活性を示した。このことからも、フッ化水素処理の効果は容易に見て取ることができる。
【００５５】
さらに、反応に先立って、活性化処理を施すのが好ましい。活性化処理としては、２５０℃〜３００℃程度の窒素気流中で充分に脱水し、ジクロロジフルオロメタン、クロロジフルオロメタンなどの有機フッ素化合物、またはフッ化水素、三フッ化塩素などの気体もしくは触媒処理状態で十分な蒸気圧を示す無機フッ素化合物で活性化させるのが好ましい。これらのうちフッ化水素が特に好ましい。この活性化処理によって、触媒の表面または全体に、フッ素原子を含む活性な触媒が生成すると考えられる。
【００５６】
また、熱分解の原料である１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＣＨＦ2ＣＦ2ＯＲ’）のＲ’が炭素数２以上の基である場合、生成したＲ’Ｆが反応領域において分解してフッ化水素を発生することが推測されるが、これが触媒の活性を高める効果を示すことがある。
【００５７】
熱分解反応は、気相流通連続方式が最も好ましい形式として推奨されるが、これに限定されない。反応器の形式は固定床タイプまたは流動床タイプが好ましく、反応器の寸法・形状は、反応物の量等に応じて適宜変更できる。
【００５８】
熱分解においては、当該反応条件で不活性なガスを存在させてもよい。不活性ガスとしては、窒素または希ガス類が挙げられ、扱いやすさおよび入手しやすさ等の点から、窒素またはヘリウムが好ましい。不活性ガスを存在させる場合の量は、特に限定されないが、多すぎる場合には回収率が下がる恐れがあるため、通常の場合、原料の１−アルコキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンの供給速度よりも少ない量が好ましい。
【００５９】
熱分解の反応温度は、触媒の種類および原料によって異なる。通常１００〜４００℃であり、１５０〜３５０℃程度が好ましく、１８０〜２８０℃がさらに好ましい。反応温度が１００℃未満では転化率が低くなる傾向があり好ましくない。反応温度が４００℃を超えると反応装置に過酷な耐熱性が必要となり、過剰な加熱エネルギーを要するので経済的に好ましくない。
【００６０】
反応時間（接触時間）は通常０．１〜３００秒であり、０．５〜２００秒が好ましく、１〜６０秒がより好ましい。反応時間が短すぎる場合にも、転化率が低くなる恐れがあり、一方、長すぎると生産性が低下するのでそれぞれ好ましくない。反応圧力は、特に限定されず、常圧、減圧、または加圧のいずれであってもよい。０．０５〜０．５ＭＰａ（０．５〜５気圧）程度が好ましく、通常は、操業が容易な大気圧近傍の圧力が好ましい。
【００６１】
触媒は、経時的にコーキングが発生することがあり、触媒の活性が低下することがある。活性の低下した触媒は、２００℃〜１２００℃、好ましくは、４００℃〜８００℃において、酸素と接触させることで容易に活性を再生させることができる。酸素処理は反応管に装填したまま又は外部の装置に装填して行うのが簡便である。そこへ酸素を流通させて行う。酸素の流通方法としては他のガスが共存してもよく、窒素で希釈した空気または空気が経済的に好ましい。また、塩素、フッ素等の酸化力のある気体も使用できる。
【００６２】
熱分解反応においては、目的とするジフルオロ酢酸フルオライドの他に、副生成物としてフッ化アルキル（Ｒ’Ｆ）やフッ化アルキルがさらに分解した化合物が生成する。例えば、フッ化アルキルとしてフッ化エチルが生成する場合、エチレンとフッ化水素となることがある。反応によって得られる副生成物を含む粗生成物は、精製処理をしないでフッ化アルキルを含んだまま本発明のジフルオロ酢酸フルオライド原料として使用することもでき、主としてフッ化アルキルを除去して得られる粗生成物を使用することもでき、さらに精製して高純度にしたジフルオロ酢酸フルオライドを使用することもでき、あるいはこれらの各種精製程度の異なるガスを冷却または圧縮して容器に保存することもできる。ジフルオロ酢酸フルオライドの精製は蒸留により行うことができる。
【００６３】
本発明の方法は、ルイス酸などの酸触媒の存在下に行う。ルイス酸としては、ＡｌＣｌ3、ＳｂＣｌ5、ＦｅＣｌ3、ＴｅＣｌ2、ＳｎＣｌ4、ＴｉＣｌ4、ＴｅＣｌ4、ＢｉＣｌ3、ＺｎＣｌ2またはその一部または全部の塩素が臭素またはフッ素で置換したもの、ＢＦ3などが挙げられる。また、フッ化水素、硫酸、五酸化リン、リン酸も使用できる。これらのうち、塩化アルミニウム、臭化アルミニウムが特に好ましい。
【００６４】
本発明の方法においては、芳香族化合物とジフルオロ酢酸フルオライドの反応は等モル反応であるので、通常、芳香族化合物の１モルに対して、ジフルオロ酢酸フルオライドを０．０１〜１００モル使用し、０．１〜１０モルが好ましく、０．３〜３モルがより好ましい。１００モルを超えてジフルオロ酢酸フルオライドを使用しても過剰量は反応に関与しないので無駄であり、廃棄物としての処理が必要となるので好ましくない。過剰の芳香族化合物はジフルオロ酢酸フルオライドまたは触媒の溶媒として機能するので、ジフルオロ酢酸フルオライドに対して過剰の芳香族化合物を使用することができるが、０．０１モル未満では芳香族化合物の転化率が低く生産性に劣ることとなるので好ましくなく避けた方がよい。
【００６５】
本発明の方法においては、生成するα，α−ジフルオロアセトフェノンの１モルに対し、触媒としてのルイス酸を１モル以上使用する。触媒としてのルイス酸は、通常、芳香族化合物またはジフルオロ酢酸フルオライドのうちの少量側成分の１モルに対して１〜５モルを使用し、１〜３モルが好ましく、１〜２モルがより好ましい。１モル未満では反応の進行が遅い上に転化率が十分に上がらず、５モルを超えると生成物の回収でのロスが多く好ましくない。フッ化水素は溶媒としても機能し、ルイス酸に任意の量を添加することができる。
【００６６】
本発明の方法においては、溶媒を用いることもできる。特に反応温度条件で固体の置換ベンゼンを反応原料とする場合には必要であるが、液体の芳香族化合物の場合にも使用することができる。この様な溶媒としては、反応に影響を与えない溶媒であればいずれのものでもよい。例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、二硫化炭素などが溶媒として使用することができる。これら溶媒のなかでも、副生成物の産生を抑制し、目的化合物の収率の向上に、芳香族炭化水素類がより好ましく、ジクロロメタンまたはジクロロエタンが好ましい。
【００６７】
本発明の方法は、−７８〜１００℃で行うが、−２０〜３０℃が好ましい。−７８℃未満での実施は冷却に特別な装置が必要であり、１００℃では副反応が起こり収率を下げるので好ましくない。反応圧力には依存しないので、任意の圧力下で行えるが、通常、０．１〜１ＭＰａ程度で行えばよい。反応時間は、反応温度、装置規模、触媒量に依存するが、通常、１０分〜３０時間程度とし、３０分〜１０時間程度がスループット、操作の容易さの点から好ましい。
【００６８】
本発明の方法により生成したα，α−ジフルオロアセトフェノンは反応混合物から塩化アルミニウムを用いる反応の後処理として一般的に行われる方法により精製することができる。通常、反応混合物に水を加えて触媒の活性を停止して水層へ移行させ、目的生成物を有機層として取得する。有機層はさらに飽和塩水溶液や水で洗浄することもできる。この液を塩化カルシウムやゼオライトで乾燥する。また、溶媒を含む場合は蒸留し、さらに、精密蒸留することで高純度の目的生成物を得ることができる。
【００６９】
本反応の方法は、流通式、バッチ式であってよいが、通常、バッチ式で槽式反応器を用いるのが好ましい。反応器は、ステンレス鋼、モネル（登録商標）、インコネル（登録商標）、ハステロイ（登録商標）、フッ素樹脂またはこれらでライニングされた容器が好ましい。ジフルオロ酢酸フルオライドは沸点が２℃であるので、密閉できる耐圧容器であるのが好ましく、または、還流塔などの留出を防止する手段を備えるのが好ましい。
【００７０】
次に、本発明の方法をバッチ式で行う場合について説明するが、流通式を採用する場合に適宜反応条件、操作を変更することは当業者にとって容易になしうる。
【００７１】
反応器に所定量の触媒および芳香族化合物を攪拌しながら仕込み不活性ガスで置換した後所定温度まで冷却し、そこへ所定量の一部として少量（塩化アルミニウム触媒１モル当たり０．５〜５モル程度）のジフルオロ酢酸フルオライドを導入し、そのまま１０分〜５時間程度攪拌を継続してから、反応に必要な所定量のジフルオロ酢酸フルオライドを添加する。その後室温（２５℃）としてそのまま２〜３０時間反応を継続する。その後、反応生成物を、水を仕込んだ容器に投入し有機層を得る。有機層に食塩水や酸性炭酸ナトリウムの飽和水溶液で洗浄し、さらに水で洗浄する。乾燥後蒸留により目的のα，α−ジフルオロアセトフェノンを得ることができる。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明について実施例を以て説明するが、これは本発明の実施態様を限定するものではない。
【００７３】
実施例においては、ジフルオロ酢酸エチル、エタノール、ジフルオロ酢酸などの有機成分組成はＦＩＤ式ガスクロマトグラフ（ＧＣ）により、フッ化水素などの無機酸含有量はイオンクロマトグラフ（ＩＣ）で測定した無機イオン濃度から、水分はカールフィッシャー（ＫＦ）法により測定した。
【００７４】
[合成例1]
アルドリッチ製リン酸アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）を５ｍｍφ×５ｍｍＬのペレットに打錠成形し、窒素気流中７００℃で５時間焼成して、リン酸アルミニウム触媒を調製した。これを気化器付ステンレス製反応管（内径３７．１ｍｍφ×５００ｍｍＬ）に２００ｃｃ充填した。窒素１５ｃｃ／分を流しながら反応管を外部に設けた電気炉で加熱した。触媒の温度が５０℃に達した時に、フッ化水素（ＨＦ）を０．６ｇ／分の速度で気化器を通して導入した。ＨＦを流通させたまま、３００℃までゆっくりと昇温し、３００℃で５時間保持した後、ヒーター設定温度を２００℃に下げ、２００℃になった時点で、ＨＦの流通を止め、窒素流量を２００ｃｃ／分に増やして２時間保持した後、１−メトキシ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＥ−２５４ｐｃ）を０．１３ｇ／分の速度で、気化器を通して導入した。３０分後窒素を止めて、ＨＦＥ−２５４ｐｃのみを流通させ、定常状態時にガスサンプリングし、ガスクロマトグラフで分析したところ、転化率９９．８％で、定量的にＣＨＦ２ＣＯＦとＣＨ３Ｆが生成していた。この粗ガスをドライアイストラップで捕集後、蒸留によりＣＨＦ２ＣＯＦを単離した。
【００７５】
［実施例１］
エタノール・ドライアイスで冷却し出口側を窒素でシールした凝縮器、吹き込み管、温度計を備えた容量５００ｃｃの３口ＰＦＡ製フラスコに、無水塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3、２０．５ｇ、０．１５３ｍｏｌ）とベンゼン（５５．７ｇ，  ０．７１５ｍｏｌ）を仕込み、スターラーで攪拌しながら外部から氷冷した。先ず、触媒を活性化させるために所定量の１０分の１に相当するＣＨＦ2ＣＯＦを導入した。すなわち、窒素置換後吹き込み管を通して、０．１ｇ／分の速度で、合成例１で得た精製ＣＨＦ2ＣＯＦガス（０．９８ｇ、０．０１ｍｏｌ）を導入し、１時間攪拌をそのまま継続した。その後、残りのＣＨＦ2ＣＯＦ（９．０３ｇ、０．０９２ｍｏｌ）を０．１ｇ／分の速度で供給した。供給終了後、氷浴をはずして室温（約２５℃）にゆっくり戻し２時間反応を継続した。反応液をサンプリングしてガスクロマトグラフ（ＦＩＤ検出器）で、分析したところ、粗収率は９６面積％（ＣＨＦ2ＣＯＦ基準）であった。そこで、反応器に氷（５０ｇ）と水（９９ｇ）を添加して有機層５９．３ｇを回収した。この水層（１６８．３ｇ）にジイソプロピルエーテル（８６．６ｇ）を加えて有機物を抽出した。この抽出液（８５．７ｇ）と有機層（５９．３ｇ）を合わせ、飽和酸性炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）水で洗浄した。この有機層（１４４．２ｇ）を水（１０６．０ｇ）で洗浄し、１５６．１ｇの粗生成物を得、ＭｇＳＯ4で乾燥後、減圧蒸留し、目的化合物である２，２−ジフルオロ−１−フェニルエタノン（２，２−ｄｉｆｌｕｏｒｏ−１−ｐｈｅｎｙｌｅｔｈａｎｏｎｅ）を単離収率７１％で得た。
【００７６】
［実施例２］
ベンゼンの代わりにクロロベンゼン（８０．５ｇ、０．７１５ｍｏｌ）、ＡｌＣｌ3（２０．５ｇ、０．１５３ｍｏｌ）を用いて実施例１と同様に実験した。その結果、反応直後の粗収率（ＣＨＦ2ＣＯＦ基準）は３７面積％、目的化合物である１−（４−クロロフェニル）−２，２−ジフルオロエタノン（１−（４−ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）−２，２−ｄｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈａｎｏｎｅ）を単離収率１９％で得た。
【００７７】
［実施例３］
ベンゼンの代わりにトルエン（６５．９ｇ、０．７１５ｍｏｌ）を用いて実施例１と同様に実験した。その結果、反応直後の粗収率（ＣＨＦ2ＣＯＦ基準）は９６ＧＣ％、目的化合物である２，２−ジフルオロ−１−ｐ−トリルエタノン（２，２−ｄｉｆｌｕｏｒｏ−１−ｐ−ｔｏｌｙｌｅｔｈａｎｏｎｅ）を単離収率６７％で得た。
【００７８】
［実施例４］
ベンゼンの代わりにオルトキシレン（７５．９ｇ、０．７１５ｍｏｌ）を用いて実施例１と同様に実験した。その結果、反応直後の粗収率（ＣＨＦ2ＣＯＦ基準）は８９面積％、目的化合物である１−（３，４−ジメチルフェニル）−２，２−ジフルオロエタノン（１−（３，４−ｄｉｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−２，２−ｄｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈａｎｏｎｅ）を単離収率６１％で得た。
【００７９】
［実施例５］
合成例１で生成したＨＦＥ−２５４ｐｃの熱分解物を蒸留精製せずに、フッ化メチルを含んだ粗ガスをそのまま使用する以外、実施例１と同様に実験を行った。１０．０ｇの精製ＣＨＦ2ＣＯＦの代わりに、１３．２ｇのＨＦＥ−２５４ｐｃを熱分解した粗ガスを空冷用のスパイラル管を通して、ＣＨＦ2ＣＯＦを単離せずにそのまま吹き込んだ。その結果、反応終了後の粗収率（ＣＨＦ2ＣＯＦ基準）は９５面積％、２，２−ジフルオロ−１−フェニルエタノンを単離収率６６％で得た。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
医農薬中間体として有用なα，α−ジフルオロアセトフェノンを工業的規模で供給することができる。