(57)【要約】      （修正有）【課題】安価で入手容易な化合物を製造原料とし、短い反応工程で、安全性の高い反応による、２，３−ジフルオロ−１−ハロゲノベンゼンの製造方法を提供する。【解決手段】一般式（Ｉ）2004175747.tif 000007（式中、Ｘは塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子のハロゲン原子を表す。）で表される１−ハロゲノ−２，３−ジフルオロベンゼンの製造方法であって、１，２−ジフルオロベンゼンをｔ−ブチル化して３，４−ジフルオロ−１−ｔ−ブチルベンゼンとし、これをハロゲン化剤を用いてハロゲン化した後、脱ｔ−ブチル化することを特徴とする当該方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）
【化１】
2004175747.tif 000006
（式中、Ｘは塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子のハロゲン原子を表す。）で表される１−ハロゲノ−２，３−ジフルオロベンゼンの製造方法であって、１，２−ジフルオロベンゼンをｔ−ブチル化して３，４−ジフルオロ−１−ｔ−ブチルベンゼンとし、これをハロゲン化剤を用いてハロゲン化した後、脱ｔ−ブチル化することを特徴とする当該方法。
【請求項２】
一般式（Ｉ）においてＸが臭素原子またはヨウ素原子である請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
一般式（Ｉ）においてＸが臭素原子である請求項１記載の製造方法。
【請求項４】
ハロゲン化剤として臭素を用いる請求項３記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示材料等の電子材料や機能性材料または医農薬や香料、各種添加剤の製造中間体として有用な、１−ハロゲノ−２，３−ジフルオロベンゼンの製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１−ハロゲノ−２，３−ジフルオロベンゼンは液晶表示材料等の電子材料や機能性材料または医農薬や香料、各種添加剤およびそれらの製造中間体として有用であり、製造中間体としての重要性が増大している。
【０００３】
１−ハロゲノ−２，３−ジフルオロベンゼンの公知の製造方法は以下の製造スキームに示すような安価な２−フルオロアニリンを原料とするものである。（一般式（Ｉ）においてＸが臭素原子の場合）（非特許文献１参照）
【化２】
2004175747.tif 000002
【０００４】
即ち、２−フルオロアニリンの４位をニトロ化し、次いで２位を臭素化することにより２−ブロモ−４−ニトロ−６−フルオロアニリンを得る。これをジアゾ化した後フッ素化（シーマン反応）させることにより３−ブロモ−４，５−ジフルオロベンゼンを得て、このニトロ基をアミノ基に還元後、ジアゾ化し、亜リン酸や水素化ホウ素ナトリウム等で還元的に分解することにより、１−ブロモ−２，３−ジフルオロベンゼンを製造することができる。あるいは、２−フルオロアニリンの４位をニトロ化するかわりにスルホン化等により保護し、最終工程で脱保護する方法も知られている。しかし、この製法では原料からの工程数が多い上、ジアゾ分解やニトロ化等危険を伴う反応を多く含むという問題点があった。
【０００５】
あるいは、２，３−ジフルオロアニリンをジアゾ化した後、臭素化する方法も知られているが（非特許文献１参照）、２，３−ジフルオロアニリンは高価であり安価製造には適さない。
【０００６】
１−ハロゲノ−２，３−ジフルオロベンゼンの簡便かつ短工程の製造方法としては１，２−ジフルオロベンゼンを原料とする以下の製造方法も知られている。（非特許文献２）
【化３】
2004175747.tif 000003
即ち、同様に安価な１，２−ジフルオロベンゼンを原料とし、ＴＨＦ等の溶媒中でブチルリチウム等のアルキルリチウムを反応させて３−位をリチオ化し、これを臭素と反応させることにより１−ブロモ−２，３−ジフルオロベンゼンを製造することができる。しかし、この製法においてはリチオ化の際に系を−５０℃以下の低温に保持する必要があり、実施可能な製造設備が限られる上、反応温度の制御がうまく行かずに温度が上昇することによりベンザインを生じて分解、場合によっては爆発の危険がある。しかも、−５０℃以下の低温では生じたリチオ体の溶解度が低く、そのために反応のスケールに対し、必要な溶媒量が非常に多いという問題点があった。
【０００７】
また、工程が短く、危険な反応工程も用いない製造方法として、１，２−ジフルオロベンゼンを直接ハロゲン化して２，３−ジフルオロ−１−ハロゲノベンゼンを得る方法も考えられるが。しかし、この製法は３，４−ジフルオロ−１−ハロゲノベンゼンが主生成物となり、２，３−ジフルオロ−１−ハロゲノベンゼンを選択的に得ることはできない。（非特許文献３参照）
以上のように、２，３−ジフルオロ−１−ハロゲノベンゼンを安価な化合物から、安全かつ短い反応工程により製造することは容易ではなく、効率的な製造方法が望まれていた。
【０００８】
【非特許文献１】
日本化学会編、「新実験化学講座（１４巻−１）有機化合物の合成と反応（Ｉ）」、丸善、昭和６０年、第２章
【非特許文献２】
Ａ．Ｍ．Ｒｏｅ他、  Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．，２２，Ｐ５８２（１９６５年）
【非特許文献３】
日本化学会編、「新実験化学講座（１４巻−１）有機化合物の合成と反応（Ｉ）」、丸善、昭和６０年、Ｐ３４１
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、安価で入手容易な化合物を製造原料とし、短い反応工程で、安全性の高い反応による、２，３−ジフルオロ−１−ハロゲノベンゼンの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、安価な１，２−ジフルオロベンゼンを原料として、２，３−ジフルオロ−１−ブロモベンゼンが簡便で選択的、かつ安全、容易に製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、１，２−ジフルオロベンゼンをｔ−ブチル化して３，４−ジフルオロ−１−ｔ−ブチルベンゼンとし、これをハロゲン化剤を用いてハロゲン化した後、脱ｔ−ブチル化することを特徴とする一般式（Ｉ）
【化４】
2004175747.tif 000004
（式中、Ｘは塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子のハロゲン原子を表す。）
で表される１−ハロゲノ−２，３−ジフルオロベンゼンの製造方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明における出発原料は１，２−ジフルオロベンゼンであり、これは安価な２−フルオロアニリンから容易に製造できるため、フッ素が隣接したジフルオロベンゼン誘導体の中では最も安価なものの１つである。
【００１３】
本発明の製造方法は１，２−ジフルオロベンゼンを出発原料として以下の３工程からなることを特徴とする。
【００１４】
第１工程では１，２−ジフルオロベンゼンに酸触媒存在下ｔ−ブチル化剤を反応させて、３，４−ジフルオロ−ｔ−ブチルベンゼンを製造する。
【００１５】
ここで、ｔ−ブチル化剤としてはｔ−ブチルアルコール、塩化ｔ−ブチル、イソブテン等を用いることができるが、コスト的にはイソブテンが最も好ましい。あるいはｔ−ブチル化剤としては、２，６−ジ−ｔ−ブチルクレゾール、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール等のｔ−ブチルフェノール類を用いることもできる。ｔ−ブチル化剤は１，２−ジフルオロベンゼンに対して０．１当量〜３当量程度使用することができるが、１当量を大きく超えて使用するとジ−ｔ−ブチル化が進行する恐れがあるので、１．５当量以下が好ましく、１．２当量以下がさらに好ましい。０．５当量以下ではジ−ｔ−ブチル化はほとんど進行しないが、未反応の１，２−ジフルオロベンゼンが多く、これを回収したりする必要が生じてくるので０．５当量以上が好ましい。
【００１６】
酸触媒としては硫酸、リン酸、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素等のプロトン酸の他、塩化アルミニウム、塩化第２鉄、塩化亜鉛等のルイス酸も使用することができるが、硫酸及び塩化アルミニウムが好ましい。
【００１７】
反応は好ましくは溶媒の存在下に実施されるが、場合によっては原料そのものを溶媒として利用することにより、他の溶媒を使用せずとも可能である。溶媒としては、ヘキサン、ヘプタンとの脂肪族炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロエチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素類、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロナフタレン等の芳香族ハロゲン化炭化水素類、ニトロベンゼン、ニトロメタン等のニトロ炭化水素類、二硫化炭素、あるいはこれらの混合溶媒を使用することができるが、主成分としてジクロロメタン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素類を用いることが好ましく、ジクロロメタンは特に好ましい。
【００１８】
反応は−７８℃の冷却下から溶媒の還流温度までの加熱下で実施できるが、あまり低温では反応が遅くなり、高温では選択性が悪くなるので、−４０℃〜６０℃が好ましく、−１５℃〜４０℃がより好ましい。
【００１９】
第２工程では３，４−ジフルオロ−ｔ−ブチルベンゼンにハロゲン化剤を反応させて、３，４−ジフルオロ−５−ハロゲノ−ｔ−ブチルベンゼンを製造する。ここでいうところのハロゲン化におけるハロゲンとは塩素、臭素またはヨウ素を表し、前述のように臭素またはヨウ素が好ましく、臭素が特に好ましい。
ハロゲン化剤は、臭素化剤としては臭素、臭素・ジオキサン錯体、臭素・テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）錯体等を用いることができるが、臭素が好ましい。この場合鉄等の金属を併用することも好ましい。ヨウ素化剤としてはヨウ素、ヨウ素−過酸化水素、ヨウ素・モルホリン錯体、ヨウ素−メタ過ヨウ素酸、三ヨウ化カリウム、一塩化ヨウ素等を用いることができるが、ヨウ素あるいは酸化剤と併用したヨウ素が好ましい。塩素化剤としては塩素または塩化ホスホリル等を用いることができる。
【００２０】
反応は溶媒中または非存在下に実施される、溶媒を用いる場合、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、トリクロロエタン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素類、エチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメトキシエタン等のエーテル類、酢酸等の脂肪酸、二硫化炭素、水、あるいはこれらの混合溶媒を使用することができるが、主成分としてジクロロメタン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素類を用いることが好ましく、ジクロロメタンは特に好ましい
反応は−７８℃の冷却下から溶媒の還流温度までの加熱下で実施できるが、あまり低温では反応が遅くなり、高温では選択性が悪くなるので、−４０℃〜６０℃が好ましく、−１５℃〜４０℃がより好ましい。強いハロゲン化剤を使用する場合には冷却下に、弱いハロゲン化剤の場合には加熱下に実施することが好ましい。
【００２１】
反応の進行に従いハロゲン化水素が生成するので、これを捕捉するために反応系内に塩基類を共存させておくことが好ましい。塩基類としてはトリエチルアミン、モルホリン等のアミン類が好ましい。
【００２２】
第３工程では３，４−ジフルオロ−５−ハロゲノ−ｔ−ブチルベンゼンを酸触媒存在下に脱ｔ−ブチル化しを反応させて、１−ハロゲノ−２，３−ジフルオロベンゼンを製造する。
【００２３】
本工程における触媒は第１工程におけると同様のものが使用できる。反応溶媒は第１工程におけると同様のものの他にクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン等の芳香族系溶媒、メタノール、エタノール等のアルコール類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジメトキシエタン等のエーテル類も使用可能であり、ジクロロメタンやクロロベンゼン等の塩素系の溶媒が特に好ましい。
【００２４】
反応は−７８℃の冷却下から溶媒の還流温度までの加熱下で実施できるが、通常室温付近から氷冷下が好ましい。
【００２５】
反応の終了後は抽出、洗浄、乾燥、溶媒溜去等、通常の後処理操作の後、減圧下に蒸留することにより精製することができる。
【００２６】
かくして一般式（Ｉ）の化合物が製造できるわけであるが、一般式（Ｉ）において、Ｘは塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子のハロゲン原子を表すが、臭素原子、またはヨウ素原子が好ましく、臭素原子が最も好ましい。
【００２７】
得られた一般式（Ｉ）の化合物は液晶表示材料等の電子材料や機能性材料または医農薬や香料、各種添加剤およびそれらの製造中間体として有用である。
【００２８】
例えば、一般式（Ｉ）の化合物からは容易に２，３−ジフルオロベンゾニトリル、２，３−ジフルオロベンジルアルコール、２，３−ジフルオロベンジルハライド、２，３−ジフルオロフェニル酢酸等の有用な中間体を製造することができる。また、特に液晶材料として有用な以下にあげるような２，３−ジフルオロフェニレン誘導体の製造中間体として有用である。例えば左上の式で表される化合物は２，３−ジフルオロ−１−ブロモベンゼンから調製したグリニヤール反応剤を４−アルキルシクロヘキサノンと反応させ、脱水後二重結合を水素添加し、必要に応じてシクロヘキサン環をトランスに異性化させて２，３−ジフルオロ−１−（トランス−４−アルキルシクロヘキシル）ベンゼンを得て、この化合物の４位をアルキルリチウムによりリチオ化し、直接アルキル化あるいはヒドロキシル化した後エーテル化することにより製造することができる。
【００２９】
【化５】
2004175747.tif 000005
式中、Ｒ１及びＲ３はアルキル基を表し、Ｒ２はアルキル基またはアルコキシル基を表す。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３１】
（実施例１）  ２，３−ジフルオロ−１−ブロモベンゼンの製造
１−ａ）  ｔ−ブチル化工程
１，２−ジフルオロベンゼン４５．６ｇ及びｔ−ブチルアルコール３２．６ｇをジクロロメタン１００ｍＬに溶解し、水浴下２０℃で攪拌した。これに無水塩化アルミニウム２９．０ｇを１時間かけて少しずつ加え、添加終了後１時間さらに攪拌した。氷水２００ｍＬにあけ、酢酸エチル３００ｍＬで抽出し、有機層は飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下に溶媒を溜去して淡黄色の３，４−ジフルオロ−１−ｔ−ブチルベンゼンの油状物６２ｇを得た。さらに減圧下に蒸留して（８０−８２℃／１．３３ｋＰａ）無色油状物５６ｇを得た。
【００３２】
１−ｂ）  臭素化工程
１−ａ）で得られた３，４−ジフルオロ−１−ｔ−ブチルベンゼン２４．０ｇ中に、鉄粉０．２８ｇを懸濁させ、臭素２７．０ｇを室温下、３０分間で滴下した。さらに２．５時間攪拌後、反応液を１０％水酸化ナトリウム水溶液２００ｍＬ中に加え、酢酸エチル２００ｍＬで抽出した。有機層を亜硫酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。減圧下に溶媒を溜去して得られた黄色の油状物をフラッシュカラムクロマトグラフィー（ヘキサン）で精製して、淡黄色の３，４−ジフルオロ−５−ブロモ−１−ｔ−ブチルベンゼンの油状物３３．０ｇを得た。
【００３３】
１−ｃ）  脱ｔ−ブチル化工程
１−ａ）で得られた３，４−ジフルオロ−５−ブロモ−１−ｔ−ブチルベンゼンの２５．４ｇをクロロベンゼン５０ｍＬに溶解し、氷浴下無水塩化アルミニウム２６．３ｇを１時間で滴下し、さらに２時間攪拌した。氷水２００ｍＬにあけ、酢酸エチル２００ｍＬで抽出し、有機層は水、飽和食塩水で２回洗浄した。減圧下に溶媒を溜去して得られた油状物を減圧下に蒸留して、淡黄色油状の２，３−ジフルオロ−１−ブロモベンゼン９．２ｇを得た。
【００３４】
（比較例１）  ２，３−ジフルオロ−１−ブロモベンゼンの製造
１，２−ジフルオロベンゼンのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶液を−５０℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウムを滴下した。同温度で１時間攪拌後、臭素のＴＨＦ溶液を温度が上昇しないように滴下した。反応系を水に加え、酢酸エチルで抽出した、有機層を亜硫酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、引き続き水、飽和食塩水で洗浄し、減圧下に溶媒を溜去した。その後は、実施例１と同様にして２，３−ジフルオロ−１−ブロモベンゼンを得た。
【００３５】
比較例１においては、危険なベンザイン生成を避けるため−５０℃の低温を維持する必要があり、冷却装置による反応時の温度制御が困難であった。
【００３６】
（実施例２）  ２，３−ジフルオロ−１−ヨードベンゼンの製造
１−ａ）で得られた３，４−ジフルオロ−１−ｔ−ブチルベンゼン１７．０ｇを酢酸４０ｍＬ及びジクロロエタン４ｍＬに溶解し、ヨウ素２２．８ｇ及びメタ過ヨウ素酸２水和物２０．５ｇを加え、２時間加熱還流させた。放冷後、水１００ｍＬにあけ、酢酸エチルで３回抽出した。有機層を併せ、１０％亜硫酸ナトリウム水溶液、水、次いで飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下に溶媒を溜去して得られた黄色の油状物をフラッシュカラムクロマトグラフィー（ヘキサン）で精製して、淡黄色の３，４−ジフルオロ−５−ヨード−１−ｔ−ブチルベンゼン１８．６ｇを得た。以下１−ｃ）と同様にして２，３−ジフルオロ−１−ヨードベンゼンの淡黄色油状物を得た。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の製造方法により、安価な１，２−ジフルオロベンゼンを原料とし、工程が短く、危険な反応工程を必要としない、１−ハロゲノ−２，３−ジフルオロベンゼンの製造が可能となった。得られた２，３−ジフルオロ−１−ハロゲノベンゼンは、液晶表示材料等の電子材料や機能性材料または医農薬や香料、各種添加剤およびそれらの製造中間体として極めて有用である。