(57)【要約】【課題】トリブロモ酢酸ハライドを工業的に効率よく得る。【解決手段】本発明のトリブロモ酢酸ハライドの製造法は、トリブロモ酢酸とハロゲン化剤とを有機溶媒中で反応させてトリブロモ酢酸ハライドを生成させる工程を含む。有機溶媒の使用量は、トリブロモ酢酸１００重量部に対して５０重量部以上が好ましい。反応温度は、好ましくは６５〜８０℃程度である。上記製造法は、反応混合物から有機溶媒を８０℃以下の温度で留去し、蒸留残渣としてトリブロモ酢酸ハライドを得る工程を含んでいてもよい。この製造法によれば、不純物としての脱臭素体の含有量が２重量％以下であるトリブロモ酢酸ハライドを得ることができる。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリブロモ酢酸とハロゲン化剤とを有機溶媒中で反応させてトリブロモ酢酸ハライドを生成させる工程を含むトリブロモ酢酸ハライドの製造法。
【請求項２】
トリブロモ酢酸１００重量部に対して有機溶媒を５０重量部以上用いる請求項１記載のトリブロモ酢酸ハライドの製造法。
【請求項３】
トリブロモ酢酸とハロゲン化剤とを６５〜８０℃の温度で反応させる請求項１又は２記載のトリブロモ酢酸ハライドの製造法。
【請求項４】
トリブロモ酢酸として、トリブロモ酢酸の脱臭素体の含有量が０．５重量％以下であるトリブロモ酢酸を使用する請求項１〜３の何れかの項に記載のトリブロモ酢酸ハライドの製造法。
【請求項５】
反応混合物から有機溶媒を８０℃以下の温度で留去し、蒸留残渣としてトリブロモ酢酸ハライドを得る工程を含む請求項１記載のトリブロモ酢酸ハライドの製造法。
【請求項６】
不純物としての脱臭素体の含有量が２重量％以下であるトリブロモ酢酸ハライド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬、農薬、写真薬、感光剤等の精密化学品の合成中間体などとして有用なトリブロモ酢酸ハライド、及びトリブロモ酢酸ハライドの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トリブロモ酢酸ハライドの製造法として、トリブロモ酢酸とハロゲン化チオニルとを反応させる方法が知られている。例えば、特開平１１−３２２５９３号公報には、トリブロモ酢酸と１．１モル倍の塩化チオニルとをジメチルホルムアミドを触媒として還流下に反応させたのち、常圧蒸留により過剰の塩化チオニルを留去し、次いで減圧蒸留により塩化トリブロモアセチル（＝トリブロモ酢酸クロリド）を得る方法が開示されている。しかし、この方法は目的物の収率が５６％と低く、工業的製法として十分満足できる方法とは言えない。また、得られるトリブロモ酢酸ハライド中には臭素原子が水素原子に置換した脱臭素体が不純物として多く含まれており、これを精密化学品の合成原料として用いると、精密化学品の品質、特性に重大な悪影響を及ぼす場合がある。なお、試薬として市販されているトリブロモ酢酸クロリドの純度は９７％であり、不純物として脱臭素体が３重量％程度含まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的はトリブロモ酢酸ハライドを工業的に効率よく得る方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、脱臭素体の含有量の少ない高純度のトリブロモ酢酸ハライドと、その製造法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討の結果、トリブロモ酢酸とハロゲン化剤とを有機溶媒中で反応させると、対応するトリブロモ酢酸ハライドが高い収率で生成し、高純度のトリブロモ酢酸ハライドを効率よく製造できることを見出し、本発明を完成した。
【０００５】
すなわち、本発明は、トリブロモ酢酸とハロゲン化剤とを有機溶媒中で反応させてトリブロモ酢酸ハライドを生成させる工程を含むトリブロモ酢酸ハライドの製造法を提供する。有機溶媒の使用量は、トリブロモ酢酸１００重量部に対して５０重量部以上が好ましい。反応温度は好ましくは６５〜８０℃程度である。トリブロモ酢酸として、トリブロモ酢酸の脱臭素体の含有量が０．５重量％以下のものを使用するのが好ましい。
【０００６】
上記製造法は、反応混合物から有機溶媒を８０℃以下の温度で留去し、蒸留残渣としてトリブロモ酢酸ハライドを得る工程を含んでいてもよい。
【０００７】
本発明は、また、不純物としての脱臭素体の含有量が２重量％以下であるトリブロモ酢酸ハライドを提供する。
【０００８】
なお、本明細書において、脱臭素体とは、トリブロモ酢酸又はトリブロモ酢酸ハライドのトリブロモアセチル基の臭素原子が１以上水素原子に置換した化合物を意味する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の製造法は、トリブロモ酢酸とハロゲン化剤とを有機溶媒中で反応させてトリブロモ酢酸ハライドを生成させる工程を含んでいる。
【００１０】
原料として用いるトリブロモ酢酸としては、その脱臭素体の含有量が０．５重量％以下［トリブロモ酢酸の脱臭素体とトリブロモ酢酸との重量比（前者／後者）が０．５／９９．５以下］、特に０．２重量％以下であるものが好ましい。脱臭素体の含有量の高いトリブロモ酢酸を反応に用いると、製品トリブロモ酢酸ハライド中にその脱臭素体が多く混入しやすくなる。
【００１１】
ハロゲン化剤としては、ハロゲン化反応に通常用いられるものであればよく、例えば、塩化チオニル、ホスゲン、塩化オキザリル、ジクロロトリフェニルホスホラン、塩化ベンゾイル、塩化フタロイル、ピロカテキルホスホ三塩化物、四塩化炭素＋トリフェニルホスフィン、１−ジメチルアミノ−１−クロロ−２−メチルプロペン、三塩化リン、五塩化リン等の塩素化剤；臭化チオニル、臭化オキザリル、ジブロモトリフェニルホスホラン、臭化ベンゾイル、臭化フタロイル、ピロカテキルホスホ三臭化物、四臭化炭素＋トリフェニルホスフィン、１−ジメチルアミノ−１−ブロモ−２−メチルプロペン、三臭化リン、五臭化リン、トリブロモボラン＋アルミナなどの臭素化剤などが挙げられる。これらの中でも、代表的なハロゲン化剤には、塩化チオニル、臭化チオニルなどのハロゲン化チオニル等が含まれる。
【００１２】
ハロゲン化剤の使用量は、トリブロモ酢酸１モルに対して、例えば０．９〜２モル、好ましくは０．９〜１．５モル、さらに好ましくは０．９５〜１．２モル程度である。ハロゲン化剤の使用量が少なすぎると反応混合物中に未反応トリブロモ酢酸が残存し、逆に多すぎると、副反応の増大、目的物の収率の低下、反応後の後処理の煩雑化などの問題が生じやすくなる。
【００１３】
有機溶媒としては、反応を損なわない溶媒であれば特に限定されず、例えば、ペンタン、ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素；塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素；アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル；酢酸エチルなどのエステル；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサンなどの鎖状又は環状エーテル；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン；Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）などのアミド又はウレア系溶媒；スルホランなどのイオウ原子含有溶媒；これらの混合溶媒などが挙げられる。なお、反応を損なわない範囲で、溶媒として水を併用してもよい。これらの中でも、脂肪族炭化水素や芳香族炭化水素などの炭化水素、ニトリル、エーテルなどが好ましく、特にトルエン等の芳香族炭化水素が好適である。特に、６０Ｔｏｒｒ（８ｋＰａ）における沸点が８０℃以下の有機溶媒が好ましい。このような有機溶媒を用いると、溶媒を留去することにより該溶媒とトリブロモ酢酸ハライドとを極めて容易に分離することが可能となる。
【００１４】
有機溶媒の使用量は、反応液の攪拌等の操作性や反応性を損なわない範囲で適宜選択できるが、一般には、トリブロモ酢酸１００重量部に対して、５０重量部以上（例えば、５０〜１０００重量部程度）、好ましくは１００重量部以上（例えば、１００〜８００重量部程度）、さらに好ましくは１５０重量部以上（例えば、１５０〜５００重量部程度）である。有機溶媒の量が少なすぎると、トリブロモ酢酸が固体であり且つ溶媒に溶解しにくいことから攪拌が困難になり、これを回避するためにハロゲン化剤の量を増加すると、副反応の増大、目的物の収率の低下、反応後の後処理の煩雑化などの問題が生じやすくなる。また、有機溶媒の量が多すぎると、反応速度が遅くなるとともに、溶媒の回収にコストがかかるという問題が生じやすい。
【００１５】
反応には、反応速度を速くするため触媒を用いてもよい。触媒としては、ハロゲン化チオニル等のハロゲン化剤を用いてハロゲン化する際に通常用いられる触媒を使用できる。代表的な触媒にはＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ピリジン、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド等が含まれる。触媒の使用量は、トリブロモ酢酸１００重量部に対して、例えば０．００１〜３０重量部、好ましくは０．１〜１０重量部、さらに好ましくは１〜５重量部程度である。
【００１６】
反応温度は、反応を損なわない範囲で適宜選択できるが、一般には１０〜１２０℃、好ましくは４０〜９０℃、さらに好ましくは６５〜８０℃（特に７０〜８０℃）程度である。反応温度が低すぎると、反応速度が遅くなりやすい。また、反応温度が高すぎると、トリブロモ酢酸ハライドの脱臭素体等の副生物が生成しやすくなる。これらの副生物は、簡単な精製によっては完全に除去することが困難なため、トリブロモ酢酸ハライドを用いて医薬品等の精密化学品に誘導する際、前記副生物由来の不純物が製品の純度や性能に悪影響を及ぼす場合がある。反応は、常圧下、加圧下、減圧下の何れで行うこともできる。
【００１７】
反応は、回分式、半回分式、連続式の何れの方式で行うこともできる。この反応では通常ガス（例えば、ハロゲン化チオニル等を用いた場合にはハロゲン化水素及び二酸化硫黄）が副生するので、このガスの急激な発生を抑制するためには、トリブロモ酢酸とハロゲン化剤のうち少なくとも一方を系内に逐次添加して反応を行うのが好ましい。本発明の好ましい態様では、トリブロモ酢酸と有機溶媒の混合液中に、ハロゲン化剤又はハロゲン化剤と有機溶媒の混合液を逐次添加して反応を進行させる。逐次添加は間欠添加、連続添加の何れであってもよい。また、触媒として、ＤＭＦ等を用いる場合には、触媒とトリブロモ酢酸とはニートで接触すると副反応が生じて収率が低下するので、これらは溶媒中で接触させるのが好ましい。例えば、触媒の有機溶媒溶液中にトリブロモ酢酸を加えるか、トリブロモ酢酸の有機溶媒溶液中に触媒を添加する。
【００１８】
反応器としては、トリブロモ酢酸やトリブロモ酢酸ハライド、副生する酸性成分に腐食されない材質のもの［例えば、ガラス製、グラスライニングしたもの、テフロン（登録商標）コーティングしたもの］を用いるのが好ましい。金属製の反応器を用いると反応器の腐食が起こるだけでなく、反応条件によっては脱臭素体が増加する場合がある。また、塩化チオニルや塩化オキザリルなどを用いた場合には、反応を通じて二酸化硫黄や塩化水素などの酸性の気体が発生するので、これを排出し、無害化する方法を講じるのが好ましい。例えば、反応器内に窒素やアルゴンなどの不活性ガスを流通させ、酸性ガスを含む排出ガスをアルカリ水と接触させる手法がある。
【００１９】
反応液中のトリブロモ酢酸ハライドの定量は、例えば、反応液を抜き取り、これにメタノールを加えて生成したトリブロモ酢酸ハライドをメチルトリブロモアセテートに転化し、これを高速液体クロマトグラフィーで分析することにより行うことができる。
【００２０】
反応液は遮光することにより長期間保存できる。例えば、反応液を遮光保存すると、例えば１ヶ月経過しても、外観的にも組成的にも何ら変化を生じない。遮光しない場合には、脱臭素体が増加し、外観が黒っぽく変化する。
【００２１】
反応終了後、反応で副生したハロゲン化水素及び二酸化硫黄、並びに反応溶媒（有機溶媒）を留去することにより、蒸留残渣としてトリブロモ酢酸ハライドを得ることができる。反応溶媒等を留去する際の温度（液温）は、特に制限されないが、温度が高すぎると操作中に前記脱臭素体等が生成するため、好ましくは８０℃以下（例えば２０〜８０℃）、さらに好ましくは７５℃以下（例えば２０〜７５℃）、特に好ましくは７０℃以下（例えば４０〜７０℃）である。脱溶媒操作は目的物が留出しない圧力−温度で行えばよく、常圧下、減圧下の何れで行ってもよい。
【００２２】
トリブロモ酢酸ハライドはアルコールやアミンなどの求核剤と反応して、エステルやアミドなどのトリブロモ酢酸誘導体を与える。上記反応溶媒がこの利用に支障がない溶媒であれば、脱溶媒を行わずに次反応に用いてもよいし、任意に濃縮して次反応に用いることもできる。
【００２３】
本発明の方法では、高い収率でトリブロモ酢酸ハライドが生成するので、反応溶媒等を留去するだけで、純度の高いトリブロモ酢酸ハライドを取得できるが、必要に応じて蒸留、抽出、カラムクロマトグラフィーその他の方法により精製してもよい。
【００２４】
本発明の方法によれば、不純物としての脱臭素体の含有量が２重量％以下［トリブロモ酢酸ハライドの脱臭素体とトリブロモ酢酸ハライドとの重量比（前者／後者）が２／９８以下］であるトリブロモ酢酸ハライドを得ることができる。前記含有量は、好ましくは１．６重量％以下である。また、本発明の方法によれば、不純物としてのＳＯｘの含有量が１重量％以下であるトリブロモ酢酸ハライドを得ることができる。
【００２５】
こうして得られるトリブロモ酢酸ハライド又はその溶液を保存する場合には、室温以下（特に５℃以下）の温度で、遮光下に保存するのが好ましい。このような条件で保存すると、例えば１ヶ月間又はそれ以上保存しておいても、外観及び組成に変化が生じない。遮光しない場合（特に高温保存の場合）には脱臭素体が増加し、外観が黒っぽく変化しやすい。
【００２６】
本発明の方法により得られるトリブロモ酢酸ハライドは、医薬、農薬、写真薬、感光剤等の精密化学品の合成中間体などとして使用できる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の製造法によれば、トリブロモ酢酸ハライドを工業的に効率よく製造することができる。また、脱臭素体の含有量の少ない高純度のトリブロモ酢酸ハライドを得ることができる。
また、本発明のトリブロモ酢酸ハライドは脱臭素体の含有量が少ないので、精密化学品の中間原料として好適に使用できる。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００２９】
実施例１
１Ｌのガラス製の反応容器に、トリブロモ酢酸２００ｇ（０．６７モル）（トリブロモ酢酸の脱臭素体の含有量０．２重量％）、トルエン４００ｇ、及びＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４．９ｇを入れた。この混合液（スラリー）に、攪拌下、塩化チオニル８８．２ｇ（０．７４モル）を２時間かけて滴下した。この間、液温を７５〜８０℃に調整した。反応液は次第に均一溶液となった。さらに同温度で２時間熟成した後、液温を７０℃以下に保持しながら、減圧下（１２０〜８０Ｔｏｒｒ＝１６〜１０．６ｋＰａ）にトルエン及び副生揮発成分を留去することにより、トリブロモ酢酸クロリド（純度９２．６重量％、トルエン５．７重量％含む）を２１３ｇ得た。反応収率は９９．６％、一貫収率は９２．７％であった。なお、トリブロモ酢酸クロリド中には、脱臭素体（ジブロモ酢酸クロリド）が１．４重量％含まれていた。
【００３０】
比較例１
トルエンを用いない以外は実施例１と同様の操作を行い、トリブロモ酢酸クロリドを得た。反応収率は６６．０％、一貫収率は５９．１％であった。なお、トリブロモ酢酸クロリド中には、脱臭素体（ジブロモ酢酸クロリド）が２．１重量％含まれていた。