JP2745087B2 - メチル化芳香族化合物の塩素化方法 - Google Patents

メチル化芳香族化合物の塩素化方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メチル化芳香族化合物
の核および側鎖塩素化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、メチル化芳香族化合物の塩素化
は、側鎖の塩素化と核の塩素化とは反応条件を異にし、
核の塩素化は塩化アンチモン、塩化第2鉄、塩化アルミ
ニウム、四塩化チタンのようなルイス酸触媒の存在下に
塩素ガスを反応させて行い、側鎖の塩素化は光照射下に
塩素ガスを反応させて行われる。これら塩素化反応は通
常四塩化炭素溶媒中、あるいは溶媒を用いることなく行
われ、核と側鎖の両方を塩素化するときは、通常、まず
ルイス酸触媒の存在下に核塩素化した後、触媒を分離除
去してから光照射条件で塩素を通じて塩素化を行う。
【0003】メチル化芳香族化合物の核および側鎖の両
方を塩素化する場合としては、例えばベルギー特許63
1170号に記載されるように、メタキシレンよりテト
ラクロロ−1,3−ビス−(ジクロロメチル)ベンゼン
を製造する場合は、まずメタキシレンを塩化第二鉄を含
む四塩化炭素中で塩素ガスと反応させて核塩素化した
後、反応後を水洗して触媒の塩化第二鉄を除去してから
光照射下に塩素ガスと反応させて側鎖を塩素化する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、メチル
化芳香族化合物の芳香核と側鎖のメチル基とを塩素化し
た生成物は粘稠物もしくは固体となるため、種々の塩素
化条件で安定であり、沸点が低く取扱い易い四塩化炭素
溶媒中で行われてきた。しかし、四塩化炭素はオゾン層
を破壊させるおそれがあることから、これを使用しない
塩素化方法の開発が要望されている。
【0005】本発明者等は、メチル化芳香族化合物の核
およびメチル基を塩素化することについて鋭意研究した
結果、四塩化チタンを溶媒とする本発明に到達した。さ
らに、この溶媒を用い、遮光状態および光照射下で塩素
化反応を行うと、核塩素化と側鎖塩素化とを連続して行
うことができることを見出した。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、四塩化チタン
中で、メチル化芳香族化合物に塩素ガスを遮光状態およ
び/または光照射下に反応させることを特徴とするメチ
ル化芳香族化合物の塩素化方法である。
【0007】 以下、本発明を詳しく説明する。本発明
で塩素化の対象となるメチル芳香族化合物としては、ト
ルエン、キシレン、メシチレン、メチルナフタレンなど
芳香の炭素にメチル基が結合した化合物をさす。これ
ら化合物を四塩化チタンに溶解させ、遮光状態で所定量
の塩素ガスを吹き込み芳香核を塩素化する。
【0008】メチル化芳香族化合物の四塩化チタンに対
する濃度は、両塩素化反応を通して各塩素化中間体およ
び目的物が析出しない程度の濃度が望ましいが、もしこ
れらが析出しても操作上問題がなければそれ以上の濃度
でも差し支えない。しかし、多くの場合、メチル化芳香
族化合物の濃度としては2〜20重量%で反応させるの
が好ましい。
【0009】 核の塩素化反応は、遮光状態でメチル化
芳香族化合物の四塩化チタン溶液に所望の塩素化に必要
な量の塩素ガスを吹き込むことにより行う。反応温度は
0〜130℃、好ましくは20〜100℃である。反応
条件が、これより低いと反応速度が遅く、これ以上の温
度では副反応が著しい。なお、塩素ガスの吹き込み速度
および反応時間は、目的塩素化物により異なる。従っ
て、これらは反応に伴う熱制御ができる範囲内で、且
つ、塩素利用率が極端に低くならない範囲で短時間で行
なえるように適宜決められる。
【0010】溶媒として用いる四塩化チタンは、それ自
体が核塩素化の触媒となり得るものであり、核塩素化反
応に際し塩化第二鉄や塩化アルミニウムのような触媒を
必要とせず、なおかつ、光塩素化反応を阻害しない。こ
のことは、つづくメチル基の光塩素化に際し、触媒を除
去分離する操作を要しない利点がある。即ち、核塩素化
に際し塩化第二鉄や塩化アルミニウムのような塩素化触
媒を用いた場合は、その触媒が光塩素化反応を阻害する
ため、反応液を水洗して触媒を除去する必要があるが、
四塩化チタン溶媒を用いた場合はその操作を省略でき
る。
【0011】従って、核塩素化反応終了後は、そのまま
光塩素化反応に供されメチル基の塩素化が行われる。二
つの塩素化反応は、同一の反応槽で光の遮断および照射
の切り替えのみで行うこともできるが、好ましくは遮光
された反応槽で所望の程度に核塩素化した塩素化反応液
を逐次光照射手段を有する反応槽に移し、光照射下に塩
素ガスを吹き込みメチル基を所望の程度に塩素化する。
この塩素化反応における光照射条件は、高圧水銀ランプ
を用いるなど通常の光塩素化条件でよく、反応温度40
〜120℃、好ましくは50〜100℃で行う。反応条
件が、これより低いと反応速度が遅く、これ以上の温度
では副反応が著しくなる。なお、塩素ガスの吹き込み速
度および反応時間は、遮光状態での塩素化の場合と同
様、目的塩素化物により異なり、反応に伴う熱制御がで
きる範囲内で、且つ、塩素利用率が極端に低くならない
範囲で短時間で行なえるように適宜決められる。
【0012】反応終了後は、反応液を蒸留に付すことに
より四塩化チタンを留去し、目的物を分離する。四塩化
チタンは蒸留により容易に分離回収することができる。
四塩化チタンを完全に留去することにより、目的物が固
化して取扱いが困難になるような場合は、溶媒の交換を
行うことにより、目的物の分離を容易にすることができ
る。即ち、反応液より四塩化チタンの大部分を蒸留分離
した後、四塩化チタンよりも沸点が高く、かつ、不活性
な溶媒を加えて蒸留して四塩化チタンを略完全に分離
し、四塩化チタン除去後の溶液を冷却することにより、
目的物を析出させ分離すればよい。このような溶媒とし
て、オルソジクロロベンゼン、デカリン、炭素数9〜1
2程度のパラフィン等を例示できる。これら溶媒は繰り
返し使用することが可能である。なお、分離した目的物
は必要に応じて再結晶法等により精製して、次の反応に
利用される。
【0013】得られたメチル化芳香族化合物の塩素化物
は、有用な染料、農業等に誘導するための中間体として
利用される。以下、実施例をあげて本発明を具体的に説
明する。
【0014】
【実施例】ガス導入管、温度計、還流冷却器、撹拌機を
備えた500mlの褐色四つ口フラスコに、o−キシレ
ン10.62g(0.1モル)、四塩化チタン419.
5gを入れ、撹拌下、40℃に保ちながら塩素ガスを
0.2モル/Hrで2時間導入した後、反応温度を60
℃に上げ、更に塩素ガスを0.1モル/Hrで導入して
塩素化反応を行った。反応液をガスクロマトグラフィー
で分析したところ、3、4、5、6−テトラクロロキシ
レン70.5モル%、3、4、5、6、ω−ペンタクロ
ロキシレン25.8モル%含む液であった。
【0015】得られた反応液を、ガス導入管、還流冷却
器、温度計を備えた光反応装置に移し、100W高圧水
銀ランプによる照射下70℃に保ちながら塩素ガスを
0.1モル/Hrで4.5時間導入して撹拌下反応させ
た。反応終了後、反応液を減圧蒸留(37〜38℃/2
1mmHg)に賦し、四塩化チタン407gを回収し
た。(回収率97%) 残渣の白色固体(37.6g)をガスクロマトグラフィ
ーで分析したところ、純度95%のテトラクロロ−1,
2−ビス(ジクロロメチル)ベンゼンであった。
【0016】
【発明の効果】メチル化芳香族化合物の核およびメチル
基の両方が塩素化された化合物を製造するに当たり、本
発明方法のように塩素化溶媒として四塩化チタンを用い
れば、塩素化触媒を用いる必要がなく、従って核塩素化
後に触媒分離の煩雑な操作を省略でき、且つ、高収率で
目的の塩素化物を得ることができる。さらに、本発明の
ように、塩素ガスを遮光状態下で反応させ、次いで光照
射下で反応させると、メチル化芳香族化合物の核塩素化
と側鎖塩素化とを連続して行うことができる。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 四塩化チタン中で、メチル化芳香族化合
    物に塩素ガスを遮光状態および/または光照射下に反応
    させることを特徴とするメチル化芳香族化合物の塩素化
    方法。
  2. 【請求項2】 四塩化チタン中で、メチル化芳香族化合
    物に塩素ガスを遮光状態下で反応させて核塩素化を行
    い、次いで塩素ガスを光照射下に反応させて側鎖塩素化
    を行うことを特徴とするメチル化芳香族化合物の塩素化
    方法。
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