(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールの片側の水酸基を水素化分解することによる２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルアルコールの製造方法。
【請求項２】
水素化分解を溶媒中、触媒の存在下で行う請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
触媒が、コバルト、鉄、銅、ニッケル、白金、パラジウムおよびレニウムより選ばれる少なくとも１種の金属を含む触媒であり、水素化分解を水素を用いて実施する請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
少なくとも１種の金属を含む触媒が、スポンジコバルト系触媒またはスポンジニッケル系触媒である請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
少なくとも１種の金属を含む触媒が、スポンジコバルト系触媒である請求項３に記載の製造方法。
【請求項６】
少なくとも１種の金属を含む触媒が、担持型コバルト系触媒、担持型ニッケル系触媒、担持型パラジウム系触媒または担持型レニウム系触媒である請求項３に記載の製造方法。
【請求項７】
溶媒が、飽和脂肪族、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、アルコール系溶媒、脂肪族若しくは脂環式炭化水素のエーテルおよび水から選ばれる少なくとも１種を含む単独あるいは混合溶媒である請求項２乃至６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
溶媒が、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、ジオキサン、ジオキソランおよび水から選ばれる少なくとも１種を含む単独あるいは混合溶媒である請求項２乃至６に記載の製造方法。
【請求項９】
水素化分解反応を、水素分圧０．５〜５ＭＰａで行う請求項１乃至８のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】
水素化分解反応に用いる溶媒の使用量が、２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールに対して１〜２０質量倍である請求項２乃至９のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１１】
水素化分解反応に使用する水素の量が、２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールに対して１００〜１８０モル％である請求項３乃至１０のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
核フッ素化ベンゼンジメタノールの片側の水酸基を水素化分解することによる、特に溶媒中、触媒の存在下で水素化分解することによる核フッ素化メチルベンジルアルコールの製造方法に関する。核フッ素化メチルベンジルアルコールは、医薬、農薬、その他有機化合物の原料、中間体として有用な物質であり、例えば、特公平１−２０１４３号公報には、シクロプロパンカルボン酸類と反応させて生成するエステル類は優れた殺虫作用を有する物質として有用であることが示されている。
【０００２】
【従来の技術】
核フッ素化メチルベンジルアルコールの製造方法としては、例えば次のような方法が提案されている。
【０００３】
▲１▼特公平４−６６９４号公報
４−メチル−２，３，５，６−テトラフルオロ安息香酸を乾燥エーテル中、水素化リチウムアルミニウムで還元して、４−メチル−２，３，５，６−テトラフルオロベンジルアルコールを製造する方法、ならびに、３−メチル−２，４，５，６−テトラフルオロベンズアルデヒドをメタノール中水素化ホウ素ナトリウムで還元して、３−メチル−２，４，５，６−テトラフルオロベンジルアルコールを製造するする方法。
【０００４】
▲２▼特開昭６３−７７８２９号公報
ペンタフルオロベンジルアルコールをテトラヒドロフラン中、臭化メチルマグネシウムと反応させて２−メチル−３，４，５，６−テトラフルオロベンジルアルコールを製造する方法。
【０００５】
▲３▼ドイツ特許第３７１４６０２号公報
４−メチル−２，３，５，６−テトラフルオロ安息香酸を１，２−ジメトキシエタン中、水素化ホウ素ナトリウムで還元して、４−メチル−２，３，５，６−テトラフルオロベンジルアルコールを製造する方法。
【０００６】
▲４▼英国特許第２１５５４６４号公報
４−メチル−２，３，５，６−テトラフルオロ安息香酸クロライドを水素化ホウ素ナトリウムで還元して４−メチル−２，３，５，６−テトラフルオロベンジルアルコールを製造する方法。
【０００７】
しかしながら、これらの方法は、高価な還元剤を用いること、これらの還元剤は厳密な水分管理が必要であるなどの問題があり、工業的に実施する場合有利な方法ではない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、工業的に実施し得る核フッ素化メチルベンジルアルコールの製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の事項からなる。
【００１０】
［１］  式（１）
【化７】
0005028730.tif 000002
（式中、ｍは０〜３の整数、ｎは１〜４の整数、但し、ｍ＋ｎは１〜４の整数である。）で表される核フッ素化ベンゼンジメタノールの片側の水酸基を水素化分解することによる式（２）
【化８】
0005028730.tif 000003
（式中、ｍ、ｎは前記と同じ。）で表される核フッ素化メチルベンジルアルコールの製造方法。
【００１１】
［２］  核フッ素化ベンゼンジメタノールが式（３）
【化９】
0005028730.tif 000004
（式中、ｎは１〜４の整数である。）であり、対応する核フッ素化メチルベンジルアルコールが式（４）
【化１０】
0005028730.tif 000005
（式中、ｎは前記と同じ。）で表される核フッ素化メチルベンジルアルコールである［１］に記載の製造方法。
【００１２】
［３］  核フッ素化ベンゼンジメタノールが式（５）
【化１１】
0005028730.tif 000006
で表されるテトラフルオロベンゼンジメタノールであり、対応する核フッ素化メチルベンジルアルコールが式（６）
【化１２】
0005028730.tif 000007
で表されるテトラフルオロメチルベンジルアルコールである［１］に記載の製造方法。
【００１３】
［４］  式（５）で表されるテトラフルオロベンゼンジメタノールが２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールであり、式（６）で表されるテトラフルオロメチルベンジルアルコールが２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルアルコールである［３］に記載の製造方法。
【００１４】
［５］  水素化分解を溶媒中、触媒の存在下で行う［１］乃至［４］のいずれかに記載の製造方法。
【００１５】
［６］  触媒が、コバルト、鉄、銅、ニッケル、白金、パラジウムおよびレニウムより選ばれる少なくとも１種の金属を含む触媒であり、水素化分解を水素を用いて実施する［５］に記載の製造方法。
【００１６】
［７］  少なくとも１種の金属を含む触媒が、スポンジコバルト系触媒またはスポンジニッケル系触媒である［６］に記載の製造方法。
【００１７】
［８］  少なくとも１種の金属を含む触媒が、スポンジコバルト系触媒である［６］に記載の製造方法。
【００１８】
［９］  少なくとも１種の金属を含む触媒が、担持型コバルト系触媒、担持型ニッケル系触媒、担持型パラジウム系触媒または担持型レニウム系触媒である［６］に記載の製造方法。
【００１９】
［１０］  溶媒が、飽和脂肪族、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、アルコール系溶媒、脂肪族若しくは脂環式炭化水素のエーテルおよび水から選ばれる少なくとも１種を含む単独あるいは混合溶媒である［５］乃至［９］のいずれかに記載の製造方法。
【００２０】
［１１］  溶媒が、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、ジオキサン、ジオキソランおよび水から選ばれる少なくとも１種を含む単独あるいは混合溶媒である［１０］に記載の製造方法。
【００２１】
［１２］  水素化分解反応を、水素分圧０．５〜５ＭＰａで行う［１］乃至［１１］のいずれかに記載の製造方法。
【００２２】
［１３］  水素化分解反応に用いる溶媒の使用量が、核フッ素化ベンゼンジメタノールに対して１〜２０質量倍である［５］乃至［１２］のいずれかに記載の製造方法。
【００２３】
［１４］  水素化分解反応に使用する水素の量が、核フッ素化ベンゼンジメタノールに対して１００〜１８０モル％である［６］乃至［１３］のいずれかに記載の製造方法。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００２５】
本発明は、核フッ素化ベンゼンジメタノールの片側の水酸基を水素化分解することにより、特に溶媒中、触媒の存在下で水素化分解することにより核フッ素化メチルベンジルアルコールを製造するものである。
【００２６】
本発明の原料として用いる核フッ素化ベンゼンジメタノールは、公知の方法により合成できる。例えば、テトラフルオロベンゼンジメタノールは、特開平１−２３８５５５号公報に記載されているように、２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンジメタノールジアセテートの加水分解により容易に得ることができる。
【００２７】
本発明において用いる触媒としては、金属触媒が好適であり、特にコバルト、鉄、銅、ニッケル、白金、パラジウムおよびレニウムより選ばれる少なくとも１種の金属を含む触媒が好適である。
【００２８】
触媒は、金属そのままでも、スポンジメタル触媒の形、担持型触媒の形でも用いることができる。
【００２９】
本発明において用いられる、「スポンジメタル触媒」とは、アルカリまたは酸に不溶な金属、例えばニッケルあるいは、コバルトといった金属と、アルミニウム、シリコン、亜鉛、マグネシウムなどのようなアルカリまたは酸に可溶な金属との合金から、アルカリまたは酸に可溶な金属をアルカリまたは酸で溶出させて得られる多孔性金属触媒である。
【００３０】
本発明では、スポンジコバルト系触媒、スポンジニッケル系触媒が好ましく用いられる。
【００３１】
また、本発明では、ニッケルまたはコバルトがニッケルまたはコバルト以外の金属または金属酸化物の存在により改質された、変性スポンジ触媒も用いることができる。例えば、モリブデンにより改質された変性スポンジニッケル触媒、マンガンにより改質された変性スポンジコバルト触媒が挙げられる。
【００３２】
本発明において用いられる、「担持型触媒」とは、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、活性炭、珪藻土などの担体に、１種類以上の金属種を含む微細な金属あるい金属酸化物の粒子を高分散に担持させた触媒である。
【００３３】
本発明では、担持型コバルト系触媒、担持型鉄系触媒、担持型銅系触媒、担持型ニッケル系触媒、担持型白金系触媒、担持型パラジウム系触媒、担持型レニウム系触媒が好ましく用いられる。
【００３４】
特に好ましくは、担持型コバルト系触媒、担持ニッケル系触媒、担持型パラジウム系触媒、担持型レニウム系触媒が用いられる。
【００３５】
また本発明では、コバルト、鉄、銅、ニッケル、白金、パラジウム、レニウムより選ばれる金属のうち１種を主成分とし、さらに上記の金属種や他の金属種を１種類以上添加することにより改質された担持型触媒を用いることができる。例えば担持型ニッケル−銅−アルミナ触媒、担持型ニッケル−コバルト−アルミナ触媒、担持型銅−クロム−シリカ触媒、担持型パラジウム−レニウム−アルミナ触媒などが挙げられる。
【００３６】
次に、本発明における水素化分解反応について説明する。
【００３７】
反応時に添加される触媒の量は特に制限はなく、触媒の形態によっても異なるが、一般的に言えば、水素化分解される核フッ素化ベンゼンジメタノールの０．０１〜３００質量％の範囲、好ましくは０．０５〜１００質量％の範囲、特に好ましくは０．１〜５０質量％の範囲で実施される。
【００３８】
本発明の水素化分解反応時に使用される溶媒の好ましい例を挙げると、飽和脂肪族及び脂環式炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、アルコール系溶媒、脂肪族及び脂環式炭化水素のエーテル溶媒、および水である。具体的には、例えば、飽和脂肪族及び脂環式炭化水素として、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、イソオクタン、シクロヘキサンがあげられ、芳香族炭化水素として、ベンゼン、トルエン、キシレンがあげられ、アルコール系溶媒として、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、エチレングリコール、プロピレングリコールがあげられ、脂肪族及び脂環式炭化水素のエーテルとして、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチル−ターシャリーブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソランをあげることができる。
【００３９】
これらの溶媒は、単独で使用することもできるし、これらのいずれかを含む混合溶媒として使用することも可能である。また、２種類以上の溶媒を混合溶媒として用いる場合、均一に混和されない状態で使用することも可能である。好ましい溶媒は単独溶媒ではトルエン、メタノール、ジオキサン、混合溶媒ではトルエン−メタノール、トルエン−水、トルエン−メタノール−水、ジオキサン−水である。溶媒の使用量は核フッ素化ベンゼンジメタノールに対して０．５〜３０質量倍の範囲、好ましくは１〜２０質量倍の範囲で実施される。
【００４０】
本発明の水素化分解反応は、気相部に水素を導入した後に所定の温度まで昇温するか、あるいは気相部を水素化分解反応に格別な影響を与えない不活性ガスで置換して所定の温度まで昇温した後に水素を導入することで行われる。反応は常温〜２５０℃の温度で行われるが、好ましくは基質の核フッ素化ベンゼンジメタノールが溶融あるいは溶媒に溶解する以上の温度で行われる。水素化分解反応の反応温度における水素分圧は０．０５〜１５ＭＰａである。本反応に使用される水素ガスは、必ずしも高純度である必要はなく、水素化反応に格別な影響を与えない不活性ガスなどを含有していてもよい。
【００４１】
本発明の原料として使用される核フッ素化ベンゼンジメタノールは、前記式（１）で表される化合物であり、例えば、モノフルオロベンゼンジメタノール類（例えば、２−フルオロベンゼン−１，４−ジメタノールなど）、ジフルオロベンゼンジメタノール類（例えば、２，３−ジフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール、２，５−ジフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール、３，５−ジフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールなど）、トリフルオロベンゼンジメタノール類（例えば２，３，５−トリフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールなど）、テトラフルオロベンゼンジメタノール類（３，４，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，２−ジメタノール、２，４，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，３，−ジメタノール、２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール）、モノクロロモノフルオロベンゼンジメタノール類（例えば、６−クロロ−２−フルオロ−１，４−ジメタノールなど）、モノクロロジフルオロベンゼンジメタノール類（例えば、２，３−ジフルオロ−５−クロロベンゼン−１，４−ジメタノールなど）、モノクロロトリフルオロベンゼンジメタノール類（例えば、２，３，５−トリフルオロ−６−クロロベンゼン−１，４−ジメタノールなど）、ジクロロジフルオロベンゼンジメタノール類（例えば、２，６−ジフルオロ−４，５−ジクロロベンゼン−１，４−ジメタノールなど）が挙げられる。
【００４２】
好ましくはテトラフルオロベンゼンジメタノール類（３，４，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，２−ジメタノール、２，４，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，３，−ジメタノール、２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール）が挙げられ、さらに好ましくは２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールが挙げられる。
【００４３】
本発明の製造方法により得られる核フッ素化メチルベンジルアルコールは、前記式（２）で表され、原料である式（１）で表される核フッ素化ベンゼンジメタノールの片側の水酸基が水素化された化合物に相当する。テトラフルオロメチルベンジルアルコール類（３，４，５，６−テトラフルオロ−２−メチルベンジルアルコール、２，４，５，６−テトラフルオロ−３−メチルベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルアルコール）が好ましく例示され、さらに好ましくは２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−４−メチルベンジルアルコールが挙げられる。
【００４４】
本発明の製造方法により得られる核フッ素化メチルベンジルアルコールは、反応後の液から触媒をろ過等により分離した後、濃縮、抽出、蒸留等の通常の単離方法を用いて取得することができる。
【００４５】
【実施例】
以下に実施例により本発明を説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
【００４６】
実施例１
１Ｌオートクレーブに３００ｍｌのトルエン、含水状態で２５ｇ（うち触媒量５ｇ）のスポンジコバルト触媒、３０ｇの２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールを封入し、気相部を水素で十分置換した後、常温で水素圧を１．５ＭＰａ（ゲージ圧  以下同じ）とした。オートクレーブの攪拌、加熱を開始して温度を１６０℃に維持した。温度が１６０℃に達したときの圧力は２．２ＭＰａであった。反応は１時間継続した。反応終了後、室温まで冷却したところ、冷却後の圧力は１．０ＭＰａを示していた。このときの水素吸収量は仕込んだ２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールの１０４ｍｏｌ％であった。反応器内の水素を排気した後、反応液を回収、触媒を濾過した。
【００４７】
反応液は減圧下加熱して溶媒を留去し、さらに圧力を徐々に下げて、６６５Ｐａｓ、１００〜１０５℃で留出する留分を回収し、この留分を核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）分析およびガスクロマトグラフィー質量分析（ＧＣ−ＭＳ）により分析した結果、９８％の４−メチル−２，３，５，６−テトラフルオロベンジルアルコールと同定された。
【００４８】
さらに、この蒸留された４−メチル−２，３，５，６−テトラフルオロベンジルアルコールを標品として使用し、上記反応で回収された反応液の一部をガスクロマトグラフィー内部標準法で分析したところ、２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールの転化率は９４％、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルアルコールの収率は８８％（２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール基準）、２，３，５，６−テトラフルオロ−ｐ−キシレンの収率は４％（２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール基準）であった。
【００４９】
実施例２
１００ｍｌオートクレーブに３０ｍｌの１，４−ジオキサン、含水状態で２．５ｇ（うち触媒量０．５ｇ）のスポンジコバルト触媒、３．０ｇの２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールを封入し、気相部を水素で十分置換した後、常温で水素圧を０．３ＭＰａ（ゲージ圧  以下同じ）とした。オートクレーブの攪拌、加熱を開始して温度を１６０℃に維持した。温度が１６０℃に達したときの圧力は０．５ＭＰａであった。圧力が０．５ＭＰａを維持するように水素の供給をし、水素流量を監視しながら水素吸収量が仕込んだ２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールの１４５モル％になったところで反応を終了した。反応には４時間を要した。反応終了後、室温まで冷却した。反応器内の水素を排気した後、反応液を回収、触媒を濾過し、得られた反応液をガスクロマトグラフィー内部標準法で分析したところ、２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールの転化率は６９％、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルアルコールの収率は４０％（２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール基準）、２，３，５，６−テトラフルオロ−ｐ−キシレンの収率は７％（２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール基準）であった。
【００５０】
実施例３
１００ｍｌオートクレーブに３０ｍｌの１，４−ジオキサン、３．０ｇの担持型パラジウム−カーボン触媒、３．０ｇの２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールを封入し、気相部を水素で十分置換した後、常温で水素圧を５ＭＰａ（ゲージ圧  以下同じ）とした。オートクレーブの攪拌、加熱を開始して温度を２２０℃に維持した。温度が２２０℃に達したときの圧力は９ＭＰａであった。反応は１２時間継続した。反応終了後、室温まで冷却したところ、冷却後の圧力は４．７ＭＰａを示していた。このときの水素吸収量は仕込んだ２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールの８２モル％であった。反応器内の水素を排気した後、反応液を回収、触媒を濾過し、得られた反応液をガスクロマトグラフィー内部標準法で分析したところ、２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールの転化率は５６％、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルアルコール（２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール基準）の収率は３７％、２，３，５，６−テトラフルオロ−ｐ−キシレンの収率は６％（２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール基準）であった。
【００５１】
実施例４
１００ｍｌオートクレーブに３０ｍｌの１，４−ジオキサン、１．５ｇの担持型酸化レニウム−アルミナ触媒、３．０ｇの２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールを封入し、気相部を水素で十分置換した後、常温で水素圧を３ＭＰａ（ゲージ圧  以下同じ）とした。オートクレーブの攪拌、加熱を開始して温度を２２０℃に維持した。温度が２２０℃に達したときの圧力は４．８ＭＰａであった。反応は５時間継続した。反応終了後、室温まで冷却したところ、冷却後の圧力は２．６ＭＰａを示していた。このときの水素吸収量は仕込んだ２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールの１１６モル％であった。反応器内の水素を排気した後、反応液を回収、触媒を濾過し、得られた反応液をガスクロマトグラフィー内部標準法で分析したところ、２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールの転化率は８３％、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルアルコールの収率は５８％（２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール基準）、２，３，５，６−テトラフルオロ−ｐ−キシレンの収率は１４％（２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール基準）であった。
【００５２】
実施例５
１Ｌオートクレーブに６００ｍｌのトルエン、含水状態で３０ｇ（うち触媒量６ｇ）のスポンジコバルト触媒、６０ｇの２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールを封入し、気相部を窒素で十分置換した。オートクレーブの攪拌、加熱を開始して温度を１６０℃に維持した。この時の圧力は０．２８ＭＰａ（ゲージ圧  以下同じ）であった。圧力が０．５３ＭＰａになるように水素の導入を開始し、圧力が０．５３ＭＰａを維持するように水素を供給し、水素流量を監視しながら水素吸収量が仕込んだ２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールの１３０モル％となったところで反応を終了した。反応には３０分を要した。反応終了後室温まで冷却した。反応器内のガスを排気した後、反応液を回収、触媒を濾過し、得られた反応液をガスクロマトグラフィー内部標準法で分析したところ、２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノールの転化率は９９．５％、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルアルコールの収率は８２％（２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール基準）、２，３，５，６−テトラフルオロ−ｐ−キシレンの収率は１１％（２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−１，４−ジメタノール基準）であった。
【００５３】
【発明の効果】
本発明により、核フッ素化メチルベンジルアルコール特にテトラフルオロメチルベンジルアルコールを工業的に有利な方法で製造することができる。