JPH024213B2 - - Google Patents

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JPH024213B2
JPH024213B2 JP60106228A JP10622885A JPH024213B2 JP H024213 B2 JPH024213 B2 JP H024213B2 JP 60106228 A JP60106228 A JP 60106228A JP 10622885 A JP10622885 A JP 10622885A JP H024213 B2 JPH024213 B2 JP H024213B2
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pressure
acid
bar
metal
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JP60106228A
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Wakuseruman Kuroodo
Torudoo Maruku
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ROONU PUURAN SUPESHIARITE SHIMIIKU
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ROONU PUURAN SUPESHIARITE SHIMIIKU
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Publication of JPS6110529A publication Critical patent/JPS6110529A/ja
Publication of JPH024213B2 publication Critical patent/JPH024213B2/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C313/00—Sulfinic acids; Sulfenic acids; Halides, esters or anhydrides thereof; Amides of sulfinic or sulfenic acids, i.e. compounds having singly-bound oxygen atoms of sulfinic or sulfenic groups replaced by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C313/02—Sulfinic acids; Derivatives thereof
    • C07C313/04—Sulfinic acids; Esters thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C309/00—Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/15—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction of organic compounds with carbon dioxide, e.g. Kolbe-Schmitt synthesis

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トリフルオルメチル化された酸の製
造方法に関する。さらに詳しくは、トリフルオル
酢酸及びトリフルオルメタンスルフイン酸の製造
に関する。
トリフルオルメタンスルホン酸の最初の合成法
は1954年にHaszeldine氏により報告された（J.
Chem.Soc.4228（1954）を参照）。この方法は、ジ
（トリフルオルメチルチオ）水銀（CF3S）2Hgを
光照射下で過酸化水素水溶液で酸化することから
なる。
この方法は、水銀塩が市場で人手できず且つそ
の製造が非常に毒性のために危険性が高いので、
完全に工業的に実施することができない。また、
ビストリフルオルメチルジスルフイドCF3S−
SCF3のような中間体を使用する他の方法が報告
された（J.Chem.Soc.2901（1955）を参照）。これ
らの方法は、ビストリフルオルメチルジスルフイ
ドCF3S−SCF3の毒性が非常に強いために工業的
に実施することができない。
トリフルオルメタンスルホン酸の唯一の工業的
製造法は、メタンスルホン酸クロリドの電化学的
ふつ素化方法である（J.Chem.Soc.173（1956）を
参照）。電気化学的方法は、製造技術の困難性の
ために価格が非常に高い酸を製造させることにな
る。
さらに、米国特許第4221734号によれば、溶媒
中で亜鉛の存在下にハロゲン化ベルフルオルアル
キルとCO2又はSO2とを反応させることによつて
アルキル基が少なくとも２個の炭素原子を含有す
るベルフルオル化カルボン酸及びペルフルオル化
スルホン酸を製造する方法が知られている。
この特許に記載の実施例は、もつぱらよう化ペ
ルフルオルアルキルとCO2か又はSO2との縮合に
係るだけである。
米国特許第4221734号の実施例２に従つて、ハ
ロゲン化アルキルとして臭化トリフルオルメチル
を用いて試験を行つた。しかし、亜鉛に関して５
％程度の非常に低い粗トリフルオルメチルスルフ
イン酸亜鉛収率が得られるにすぎない。
また、この特許は、１個の炭素原子を有するハ
ロゲン化アルキルの使用を可能にする工業的方法
を記載していない。したがつて、本発明は、これ
らの従来技術の欠点をなくすものである。
ここに、第一工程で極性の非プロトン溶媒中に
二酸化炭素又は二酸硫黄の存在下で亜鉛、アルミ
ニウム、マンガン、カドミウムから選ばれる金属
を入れ、第二工程中で、１バール以上の圧力下で
ハロゲン化トリフルオルメチルを要すれば二酸化
炭素及び（又は）二酸化硫黄との混合物状で添加
することを特徴とするトリフルオルメチル化され
た酸の製造方法が見出された。
本発明の方法によつて得られるトリフルオルメ
チル化された酸は、トリフルオル酢酸及びトリフ
ルオルメタンスルフイン酸である。
金属のうちでは、好ましくは、わずかな酸化し
か示されないもの、特に酸化還元電位がー0.8〜
ー２ボルトであるものが選ばれる。したがつて、
特に好ましいのは亜鉛、アルミニウム、マンガン
及びカドミウムである。
後者の中でも、経済的な観点から亜鉛及びアル
ミニウムを選択するのが有益である。
金属は、本発明の方法で用いられるガスとより
良く接触させるように分散形態で有利に用いられ
る。
選ばれる溶媒は、可能なかぎり、二酸化炭素又
は二酸化硫黄、ハロゲン化トリフルオルメチル並
びに生成する酸の塩を可溶化させねばならない。
この条件に呼応するものが極性の非プロトン溶媒
であり、これらのうちでは特に アセトニトリル ジメチルホルムアミド（DMF） ジメチルスルホキシド（DMSO） ジメチルアセトアミド（DMA） ヘキサメチルホスホルアミド（HMPA） Ｎ−メチルピロリドン（NMP） である。
ジメチルホルムアミド及びジメチルスルホキシ
ドが特に好んで用いられる。
用いられるハロゲン化トリフルオルメチルは、
臭化トリフルオルメチル及びよう化トリフルオル
メチルのうちから選ばれる。これらのハロゲン化
物のうちでは、それほど高価でない臭化トリフル
オルメチルが特に好ましい。なぜならば、それは
消火剤に用いられる工業製品であるからである。
事実、この化合物は化学的不活性とみなされてお
り、したがつて、二酸化炭素又は二酸化硫黄の存
在下でこれが反応してトリフルオル酢酸の亜鉛塩
（CO2が用いられた場合）又はトリフルオルメタ
ンスルフイン酸の亜鉛塩（SO2が用いられた場
合）を形成させることは特に驚くべきことであ
る。これらの塩のいずれも、それ自体知られた方
法で、好ましくはか性ソーダ、か性カリ又は石灰
から選ばれる強アルカリ性塩基で置換される。
得られたトリフルオル酢酸及びトリフルオルメ
タンスルフイン酸のアルカリ塩は硫酸により直接
置換されてそれぞれ遊離酸とされる。
特に、本発明で得られたトリフルオルメタンス
ルフイン酸は酸化によつてトリフルオルメタンス
ルホン酸に容易に変換される。酸化剤は好ましく
は過酸化水素である。トリフルオルメタンスルホ
ン酸に変換するには、トリフルオルメタンスルフ
イン酸のアルカリ塩をまず過酸化水素などの酸化
剤で酸化してトリフルオルメタンスルホン酸のア
ルカリ塩となし、次いで硫酸で置換してスルホン
酸とするのが好ましい。或るいは、スルホン酸は
例えばバリウム塩として回収することもできる。
本発明の好ましい実施態様によれば、第一工程
で亜鉛、非金属酸無水物及び強アルカリ性塩基
（好ましくは固体状）が一緒にされ、次いでハロ
ゲン化トリフルオルメチルが一緒にされる。
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、酸
素の不存在下で実施される。このために第一工程
は真空下で又は不活性雰囲気下で行われる。
本発明の方法によれば、好ましくは、少なくと
も２のハロゲン化トリフルオルメチル対金属のモ
ル比及び好ましくは１〜３の二酸化炭素又は硫黄
対金属のモル比が用いられる。
過剰のハロゲン化トリフルオルメチルは循環さ
せることができる。
溶媒の使用量は、好ましくは、溶媒１につき
0.25〜１グラム原子の金属が存するような量であ
る。このような量は必須のものではなく、プロセ
スの経済性に適合せしめられる。
反応は発熱的であるので、好ましくは、そして
必要な場合にのみ、温度は10〜60℃に保持され
る。
反応圧は最低１バールである。好ましくは１〜
50バールの圧力が用いられる。当業者であれば圧
力を使用装置に適合することができよう。
また、反応器の構成材料が本発明の方法に用い
られる金属のいずれをも基材としないことは当業
者には明らかであろう。例えば、ガラス製反応器
を用いることができる。
本発明の方法で得られるトリフルオルメチル化
された酸は、製薬又は農薬工業における合成中間
体として、或いは触媒として用いられる（特開昭
58−128343号）。
本発明を以下の実施例により詳述するが、これ
らは本発明を何ら制限するものではない。
例 １ トリフルオルメチルスルフイン酸ナトリウムの
製造 肉厚ガラス製フラスコに300mlのジメチルホル
ムアミド及び５ｇ（0.077モル）の亜鉛を入れる。
フラスコをパー（Parr）装置に入れる。フラス
コ内を真空にし、次いで10ｇ（0.15モル）の二酸
化硫黄、次いで40ｇ（0.27モル）のブロムトリフ
ルオルメタンを加える。その時に圧力は2.6バー
ルである。４時間かきまぜると圧力は1.7バール
に低下する。圧力を0.6バールに再び低下させ、
次いで20ｇの二酸化硫黄を加える。すると圧力は
1.4バールに上昇する。２時間で圧力は１バール
に再び低下する。次いでフラスコを開く。ジメチ
ルホルムアミドを50℃／3000Paで乾固するまで
蒸留する。300mlの水を加え、次いでパステル状
か性ソーダをPHが弱塩基性となるまで加える。不
溶性Zn塩を過する。水を真空下に蒸発させ、
固形物を酢酸エチルで抽出する。酢酸エチルを蒸
発させた後、８ｇの粗固形物が得られた。この固
形物は66％のトリフルオルスルフイン酸ナトリウ
ムを含有する（φF／−87ppm）。亜鉛のトリフル
オルメチルスルフイン酸ナトリウムへの転化収率
はしたがつてZnに対して44％である。２度目の
二酸化硫黄を添加しない他の実験では37％の収率
となつた。
トリフルオルメチルスルホン酸ナトリウムへの転
化 ８ｇの粗製トリフルオルメチルスルフイン酸ナ
トリウムを25mlの35％過酸化水素に溶解する。５
時間後に、19FNMRにより転化が完全であること
が確認された。φF＝−78ppmに唯一のシグナル
が残つている。次いで２粒の軽石を加える。混合
物を沸騰させる。過酸化水素水を分解して2.3
の酸素とする。水を蒸発させ、固形物をアセトン
で抽出し、蒸発させた後、7.2ｇの粗製のトリフ
ルオルメチルスルホン酸ナトリウムを得た。
トリフルオルメタンスルホン酸への転化 ３ｇのトリフルオルメチルスルホン酸ナトリウ
ムと３ｇの95％硫酸を100Paの減圧下に140℃に
もたらす。2.25ｇのトリフルオルメタンスルホン
酸−水和物（MP＝45℃）を回収した。この2.25
ｇを12.6mlの1Nソーダで中和し、60Paの圧力下
に80℃で乾燥した後、2.3ｇのトリフルオルメチ
ルスルホン酸ナトリウムを得た。
MP＝251℃、φF＝−78ppm。
例 ２ トリフルオルメチルスルフイン酸ナトリウムの
製造 肉厚ガラス製フラスコに100mlのジメチルホル
ムアミド、3.5ｇ（0.054モル）の粉末状亜鉛及び
４ｇの粉末状水酸化ナトウムを入れる。フラスコ
をバー装置に入れる。これを真空にする。15ｇの
二酸化硫黄を加え、次いで20ｇ（0.13モル）のプ
ロムトリフルオルメタンを加える。その時圧力は
2.7バールである。２時間かきまぜると、圧力は
0.7バールに再び低下する。次いでフラスコを開
き、固形物を別し、ジメチルホルムアミドを
3000Paの圧力下に50℃で蒸留する。次いで2000
mlの水を加え、NaOHを添加してPHを７に修正
する。デカンテーシヨンした後、水を減圧下に蒸
発させる。残留物を酢酸エチルで採取する。固形
物を別し、酢酸エチルを減圧下に蒸発させる。
トリフルオルメタンスルホン酸バリウムへの転化 20mlの35％過酸化水素を加える。17時間かきま
ぜ、次いで混合物を沸石を用いて100℃に、酸素
の放出がもはやなくなるまでもたらす。水を真空
下に蒸発させ、10mlの98％硫酸を注ぎ入れ、次い
でトリフルオルメタンスルホン酸を100Paまで
130℃に加熱することによつて素早く蒸留する。
蒸留物を100mlの水に溶解する。次いで水酸化バ
リウムをPH７まで加える。過した後、水を真空
下に蒸発させる。残留物をアセトンで採取する。
アセトンを蒸発させた後、6.4ｇ（0.015モル）の
トリフルオルメタンスルホン酸バリウムを得た。
収率は亜鉛に対して55％。
例 ３ トリフルオル酢酸の製造 3.25ｇの亜鉛、50mlのジメチルホルムアミド及
び12ｇのドライアイスを肉厚ガラス製フラスコに
入れる。パー装置内に置いたフラスコ内の圧力
は、CO2の放出によつて１バールまで低下する。
次いで圧力をブロムトリフルオルメタンの添加に
よつて2.7バールまで増大させる。３時間かきま
ぜると圧力は0.8バールに再び低下する。次いで
フラスコを開く。ジメチルホルムアミドを50℃／
3000Paで蒸留する。ソーダで処理し、酢酸エチ
ルで抽出した後、得られた固形物に５mlの95％硫
酸を加える。混合物を145℃にもたらし、蒸留す
ることによつて1.15ｇのトリフルオル酢酸を回収
する。収率は亜鉛に関して20％。
例 ４ トリフルオルメタンスルフイン酸ナトリウムの
製造 肉厚ガラス製フラスコに100mlのジメチルホル
ムアミド、1.5ｇ（0.055モル）の粉末状アルミニ
ウムを入れる。フラスコをパールの装置に入れ
る。真空にし、次いで15ｇの二酸化硫黄、次いで
20ｇ（0.13モル）のブロムトリフルオルメタンを
添加する。このとき圧力は2.7バールである。２
時間かきまぜると、圧力は1.4バールに再び低下
する。次いでフラスコを開き、固形物を別す
る。ジメチルホルムアミドを3000Paの圧力下に
50℃で蒸留する。次いで200mlの水を加え、PHを
ソーダの添加により７に修正する。デカンテーシ
ヨンした後、水を減圧下に蒸発させ、残留物を酢
酸エチルで採取する。固形物を別する。酢酸エ
チルを減圧下に蒸発させる。トリフルオルメタン
スルフイン酸ナトリウムが得られた。
トリフルオルメタンスルホン酸への転化 上で得られた生成物に20mlの35％過酸化水素を
添加し、17時間かきまぜ、次いで混合物を沸石を
用いて100℃に、酸素の放出がもはやなくなるま
でもたらす。水を真空下に蒸発させ、10mlの98％
硫酸を注ぎ入れ、次いでトリフルオルメタンスル
ホン酸を100Paの下に130℃で素早く蒸留する。
3.9ｇ（0.022モル）のトリフルオルメタンスルホ
ン酸−水和物が得られた。収率はアルミニウムに
ついて40％。
例 ５ トリフルオルメタンスルフイン酸ナトリウムの
製造 肉厚ガラス製フラスコに100mlのジメチルホル
ムアミド、３ｇ（0.055モル）の粉末状マンガン
を入れる。このフラスコをパールの装置に入れ
る。真空にし、次いで15ｇの二酸化硫黄、20ｇ
（0.13モル）のブロムトリフルオルメタンを加え
る。そのとき圧力は2.7バールである。２時間か
きまぜると圧力は1.6バールに再び低下する。次
いでフラスコを開き、固形物を別し、ジメチル
ホルムアミドを3000Paの圧力下に50℃で蒸留す
る。次いで200mlの水を加え、PHをソーダの添加
により７に修正する。デカンテーシヨンした後、
水を減圧下に蒸発させ、残留物を酢酸エチルで採
取する。固形物を別し、酢酸エチルを減圧下に
蒸発させる。トリフルオルメタンスルフイン酸ナ
トリウムが得られた。
トリフルオルメタンスルホン酸への転化 上で得られた生成物に20mlの35％過酸化水素を
加える。17時間かきまぜ、次いで混合物を沸石を
用いて100℃に、酸素の放出がもはやなくなるま
でもたらす。水を真空下に蒸発させ、10mlの98％
硫酸を注ぎ入れ、次いでトリフルオルメタンスル
ホン酸を100Paの圧力下に130℃で素早く蒸留す
る。2.5ｇ（0.014モル）のトリフルオルメタンス
ルホン酸―水和物が得られた。収率はマンガンに
ついて25％。
例 ６ トリフルオルメタンスルフイン酸ナトリウムの
製造 肉厚ガラス製フラスコに100mlのジメチルホル
ムアミド、３ｇ（0.054モル）の粉末状カドミウ
ムを入れる。このフラスコをパールの装置に入れ
る。真空にし、次いで15ｇの二酸化硫黄、そして
20ｇ（0.13モル）のブロムトリフルオルメタンを
加える。そのとき圧力は2.7バールである。２時
間かきまぜると圧力は１バールに再び低下する。
次いでフラスコを開き、固形物を別する。ジメ
チルホルムアミドを3000Paの圧力下に50℃で蒸
留する。次いで200mlの水を加え、PHをソーダの
添加により７に修正する。デカンテーシヨンした
後に水を減圧下に蒸発させる。残留物を酢酸エチ
ルで採取する。固形物を別し、酢酸エチルを減
圧下に蒸発させる。トリフルオルメタンスルフイ
ン酸ナトリウムが得られた。
トリフルオルメタンスルフイン酸への転化 上で得られた生成物に20mlの35％過酸化水素を
加える。７時間かきまぜ、次いで混合物を沸石を
用いて100℃に、酸素の放出がもはやなくなるま
でもたらす。水を真空下に除去し、10mlの98％硫
酸を注ぎ入れ、次いでトリフルオルメタンスルホ
ン酸を100Paの圧力下に130℃で素早く蒸留する。
このようにして4.4ｇ（0.025モル）のトリフルオ
ルメタンスルホン酸一水和物を得た。収率はカド
ミウムについて45％。
例 ７ トリフルオル酢酸の製造 3.25ｇの亜鉛、50mlのジメチルホルムアミド及
び12ｇのドライアイスを肉厚ガラス製フラスコに
入れる。パー装置に入れたフラスコ内の圧力を
CO2の放出によつて１バールまで低下させる。次
いで圧力を１容量％のSO2を含有するブロムトリ
フルオルメタンの添加によつて2.7バールまで増
大させる。２時間かきまぜると、圧力は２バール
に再び低下する。新たに、１％のSO2を含有する
ブロムトリフルオルメタンを2.7バールまで加え
る。１時間後には圧力は2.2バールまで再び低下
する。次いでフラスコを開く。ジメチルホルムア
ミドを50℃／3000Paで蒸留する。ソーダで処理
し、酢酸エチルで抽出した後、得られた固形物に
５mlの95％硫酸を加える。混合物を145℃にもた
らし、蒸留することによつて1.70ｇのトリフルオ
ル酢酸を回収した。収率は亜鉛について30％。
例 ８ トリフルオルメチルスルフイン酸ナトリウムの
製造 肉厚ガラス製フラスコに100mlのジメチルホル
ムアミド、3.5ｇ（0.054モル）の粉末状亜鉛及び
5.5ｇ（0.055モル）の粉末状無水メタ重亜硫酸ナ
トリウムを入れる。このフラスコをパー装置に入
れる。真空にし、15ｇの二酸化硫黄、次いで25ｇ
（0.17モル）のブロムトリフルオルメタンを加え
る。そのとき圧力は3.2バールである。２時間か
きまぜると圧力は0.7バールに再び低下する。次
いでフラスコを開き、固形物を別し、ジメチル
ホルムアミドを3000Paの圧力下に50℃で蒸留す
る。次いで20mlの水を加え、PHをNoOHの添加
により７に修正する。デカンテーシヨンした後、
水を減圧下に蒸発させ、残留物を酢酸エチルで採
取し、これを減圧下に蒸発させる。
トリフルオルメタンスルホン酸バリウムへの転化 20mlの35％過酸化水素を加える。17時間かきま
ぜ、次いでこの混合物を沸石を用いて100℃に、
酸素の放出がもはやなくなるまでもたらす。水を
真空下に蒸発させ、10mlの98％硫酸を注ぎ、次い
でトリフルオルメタンスルホン酸を100Paの圧力
下に130℃に加熱することによつて素早く蒸留す
る。蒸留物を100mlの水に溶解する。次いで水酸
化バリウムをPH７まで加える。過した後、水を
真空下に蒸発させる。残留物をアセトンで採取す
る。アセトンを蒸発させた後、7.9ｇ（0.018モ
ル）のトリフルオルメタンスルホン酸スルホン酸
バリウムを得た。収率は亜鉛について68％。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 第一工程で極性の非プロトン溶媒中に二酸化
    炭素又は二酸化硫黄の存在下で亜鉛、アルミニウ
    ム、マンガン及びカドミウムから選ばれる金属を
    入れ、第二工程で、１バール以上の圧力下でハロ
    ゲン化トリフルオルメチルを要すれば二酸化炭素
    及び（又は）二酸化硫黄との混合物状で添加する
    ことを特徴とするトリフルオル酢酸又はトリフル
    オルメタンスルフイン酸の製造方法。 ２ ハロゲン化トリフルオルメチルが臭化トリフ
    ルオルメチルであることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の方法。 ３ 金属が亜鉛及びアルミニウムから選ばれるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
    法。 ４ 極性の非プロトン溶媒がジメチルホルムアミ
    ド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ヘ
    キサメチルホスホルアミド、ジメチルアセトアミ
    ド及びＮ−メチルピロリドンから選ばれることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ ハロゲン化トリフルオルメチル対金属のモル
    比が少なくとも２であることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の方法。 ６ 酸無水物対金属のモル比が１〜３であること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 溶媒の量が１の溶媒につき0.25〜１グラム
    原子の金属となるような量であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８ 反応圧が１〜50バールであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９ 第一工程中に重亜硫酸アルカリに強アルカリ
    塩基を添加することを特徴とする特許請求の範囲
    第１〜８項のいずれかに記載の方法。
JP60106228A 1984-05-23 1985-05-20 トリフルオルメチル化された酸の製造方法 Granted JPS6110529A (ja)

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FR8408010A FR2564829B1 (fr) 1984-05-23 1984-05-23 Procede de preparation d'acides trifluoromethyles
FR8408010 1984-05-23

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JPS6110529A JPS6110529A (ja) 1986-01-18
JPH024213B2 true JPH024213B2 (ja) 1990-01-26

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