JPH0345051B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0345051B2 JPH0345051B2 JP56059102A JP5910281A JPH0345051B2 JP H0345051 B2 JPH0345051 B2 JP H0345051B2 JP 56059102 A JP56059102 A JP 56059102A JP 5910281 A JP5910281 A JP 5910281A JP H0345051 B2 JPH0345051 B2 JP H0345051B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- toluene
- chlorination
- pct
- examples
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
本発明は、トルエンの塩素化によつて核塩素化
トルエンを製造するにあたり、特にパラ位に対す
る極めて高い選択性を与える新規な助触媒を使用
することに係るものである。
トルエンの塩素化により核塩素化トルエンを製
造することは、従来よく知られており工業的にも
極めて重要なものである。この塩素化反応は、通
常塩化アンチモン、塩化第二鉄、塩化アルミニウ
ムのようなルイス酸触媒の存在下に行なわれ、モ
ノ塩素化物、多塩素化物およびこれらの位置異性
体が生成する他、条件によつては塩化ベンジルの
生成を伴う。モノクロロトルエンの製造条件で
は、主生成物は、o−クロロトルエン(以下
OCTと略記する)およびp−クロロトルエン
(以下PCTと略記する)であり、副生成物として
少量のm−クロロトルエン(以下MCTと略記す
る。)、ジクロロトルエンおよび塩化ベンジルなど
を含有する場合がある。
主生成物であるOCTとPCTのうち、OCTは比
較的利用価値が少ないのに対し、PCTは工業薬
品、農薬、医薬の原料として広い利用価値を有
し、工業的に極めて重要な製品の一つである。し
たがつて、モノクロロトルエンの製造に際して
は、PCTとOCTとの生成比、すなわちモノクロ
ロトルエンに対するPCTの比率を0.5%でも大き
くすることが経済的に大きな課題であり、この目
的のため従来から塩素化条件、触媒の選択につい
て多大の努力が払われて来た。
たとえば、米国特許第3000975号にはチタン、
スズ、ジルコニウムの塩素化物を触媒とする方法
(PCT/OCT=23/75)が、米国特許第3226447
には鉄、アルミニウム、アンチモンのハロゲン化
物とメルカプト酢酸のような有機硫黄化合物とを
組合せた触媒を使用する方法(PCT/OCT=
31.5/38.0)が記載されている。さらにオランダ
特許出願第6511488号にはFeCl3とS2Cl2との触媒
系を、米国特許第3317617号にはPtO2触媒を、フ
ランス特許第1491143号には鉄触媒にSOCl2、
CS2ZnSなど無機硫黄化合物を助触媒として併用
した触媒が、フランス特許第1491144号にはルイ
ス酸触媒にセレンまたはチオフエン、ジメチルチ
オフエン等有機硫黄化合物を使用する触媒が記載
されており、それぞれ改善の効果を示している。
このほか、特公昭50−34009号にはセレンまた
はセレンのハロゲン化物、酸化物と鉄とを組合せ
た触媒系が記載され(PCT/モノクロロトルエ
ン=52.1〜52.6%)、さらに特開昭52−19631号に
はルイス酸にチアンスレンを助触媒とする触媒が
(PCT/モノクロロトルエン=50.5%)、特開昭52
−19630号には同じくポリクロロチアンスレンを
助触媒とする触媒が(PCT/モノクロロトルエ
ン=55.9%)、特開昭53−44529号、および特開昭
53−87323号には同じく電子求引性置換基と電子
供与性置換基を有するチアンスレン化合物を助触
媒とする触媒が(PCT/モノクロロトルエン=
56〜59%)記載されている。
さらに特開昭56−5139号には2−、3−、7
−、8−位に水素原子、電子吸引性基又は電子供
与性基を有するフエノキサチン化合物が開示され
ている。
上記の方法によれば、確かにPCTとOCTとの
生成比を大にする改善の効果が認められる。しか
し、これらのうちには生成比の向上が期待した程
大きくない触媒も含まれており、また工業的見地
から高価で不適当なもの、助触媒の合成が困難な
もの、低収率に留まるもの、入手が困難なものな
どが含まれ、これらはたとえPCTの選択性が大
きくても工業的に採用するには困難が伴う。
本発明の目的は、トルエンの直接核塩素化を行
うための改良された方法を提供することである。
すなわち、モノクロロトルエンの製造に当り、
パラ選択性の極めて高い助触媒を使用することに
より工業的に有利なPCTの製造方法を提供する
ことにある。
本発明者等は、既に、特願昭55−01350号とし
て、アルキル置換および非置換ハロゲン化フエノ
キサチン化合物を助触媒として使用する核塩素化
トルエンの製造方法を出願したが、さらに鋭意研
究の結果、特定のジフエニルエーテルから合成さ
れるフエノキサチン化合物、またはさらに塩素化
して得られる塩素化フエノキサチン化合物が、こ
とに低温反応においては特異的にパラ選択性の高
い助触媒能を有することを見い出し本発明に至つ
た。
すなわち本発明は、ルイス酸を触媒とするトル
エンの核塩素化において、一般式
(式中、Rは1位および/または3位のメチル基
を、mは0〜2の整数を表わし、Xはmが0の場
合は塩素原子を、mが1〜2の場合は水素原子を
表わす)によつて表わされるフエノキサチン化合
物を塩素化することによつて得られる全置換塩素
数1.4〜3.5の塩素化フエノキサチン化合物を助触
媒として使用することを特徴とするトルエンの核
塩素化方法を提供するものである。
本発明で用いる主触媒はルイス酸であり、一般
に既知触媒が使用可能である。塩素化反応時にル
イス酸を形成し、またはその機能を示すものも含
まれる。普通元素状アンチモン、鉄、およびアン
チモン、鉄、アルミニウム、錫、チタンなどのハ
ロゲン化物、オキシハロゲン化物、酸化物、硫化
物、カルボニル化合物さらに有機金属化合物等が
挙げられる。代表的なものは、三塩化アンチモ
ン、五塩化アンチモン、三酸化アンチモン、オキ
シ塩化アシチモン、塩化第二鉄、硫化鉄、塩化ア
ルミニウム、四塩化錫などであり、特に三塩化ア
ンチモン、五塩化アンチモン、塩化第二鉄などが
最も好ましい。
本発明方法に用いられる塩素化前のフエノキサ
チン化合物を具体的に示すと、6,9−ジメチル
−2,8−ジクロロフエノキサチン、3,6,9
−トリメチル−8−クロロフエノキサチン、およ
び1,3,6,9−テトラメチル−8−クロロフ
エノキサチンがあげられる。またこれらのうち
Rn基のmが1の場合、すなわち3−メチルのも
のは硫黄による環化反応の際に、メチル基がSの
ペリ位にある1,6,9−トリメチル−8−クロ
ロフエノキサチンの生成があり得るが、この化合
物も本発明に用いることができる。
これら助触媒としてのフエノキサチン化合物の
一般的な製造法の一例をあげると、2−クロロ−
p−キシレンを臭素化して得た2−クロロ−5−
ブロモ−p−キシレンを、実験化学講座第19巻
182頁、またはケミカルアブストラクツ
(Chemical Abstracts)第65巻、10530f(1966)
等に記載されている方法に準じ、本発明のフエノ
キサチン化合物に適合する置換フエノール、例え
ばm−クレゾールと反応させ、生成した2,5,
3′−トリメチル−4−クロロジフエニルエーテル
を減圧蒸留によつて分取する。ひき続きこれを原
料にしてオーガニツク・シンセシズ・コレクテイ
ブボリユーム(Organic Syntheses.Col.Vol.)第
2巻485頁に記載の方法に準じ、塩化アルミニウ
ムを触媒に硫黄、または塩化硫黄と反応させて
1,6,9−トリメチル−8−クロロフエノキサ
チンまたは3,6,9−トリメチル−8−クロロ
フエノキサチンを合成することができる。
フエノキサチン化合物をさらに塩素化するには
必要に応じ反応に不活性な溶媒、例えばニトロベ
ンゼン等を用い、ルイス酸触媒の存在下に反応せ
しめる。ルイス酸触媒はフエノキサチン化合物に
対し0.001〜5%の範囲で使用し、塩素は求める
塩素化度に必要な当量ないしその若干の過剰量
を、50゜〜150℃、好ましくは70゜〜120℃の温度範
囲下で導入することによつて、求める塩素化度の
塩素化フエノキサチン化合物を合成することがで
きる。このようにさらに塩素化することにより塩
素化する前のフエノキサチン化合物よりさらに優
れた助触媒能を付与することができる。
本発明にかかる塩素化する前のフエノキサチン
化合物の具備すべき条件は、6,9−ジメチル−
8−クロロフエノキサチンの1位および/または
3位にメチル基を、このメチル基のない場合は2
位に塩素原子を有することによつてはじめてパラ
選択性の卓越した助触媒能を発揮する。
塩素化フエノキサチンの全置換塩素数は1.4〜
3.5の範囲でその効果は顕著である。全置換塩素
数の異なる、即ち塩素化度の異なる混合物であつ
ても差支えない。全置換塩素数が3.7以上になる
とその効果は著しく低下する。
上記主触媒と助触媒との使用量は、かなりの範
囲で変えることができる。主触媒ルイス酸の使用
量は、トルエンに対し約0.005重量%から約5%
であり、助触媒と主触媒の使用重量比は、0.05:
1ないし20:1の範囲で使用できるが、PCT生
成比率の向上および経済的観点から主触媒は、ト
ルエンに対し約0.01重量%から約1重量%、助触
媒と主触媒の使用重量比は0.2:1ないし5:1
で使用するのが好ましい。
本発明の主触媒と助触媒とを使用して塩素化す
る場合、その反応温度は0℃以下から沸点以下の
各温度条件で行なうことができる。
しかし一般には0℃ないし80℃が選ばれ、さら
に本発明の助触媒は、特に低温度においてパラ位
の高選択性を示す特徴があることから0℃ないし
40℃で実施するのが好適である。
本発明方法においては、反応系を減圧または加
圧系でも行いうるが、ほぼ大気圧下で実施するの
が好ましい。また溶剤の存在下でも行ないうるが
特に溶剤を存在させる必要性は見当らない。また
回分式、連続式のいずれでも実施できる。
本発明方法によれば、PCTとOCTとの生成比
は優に1.1を超える。PCTとモノクロロトルエン
との生成比で示すと55%ないし条件により60%を
超すかつて例のない好結果が得られる。
さらに本発明の助触媒を用いれば、PCT、
OCT以外の副生物、例えばMCTの生成も少な
く、かつ塩化ベンジルの副生もごく僅かで条件に
よつては殆んど皆無となる。助触媒の製造も、い
わゆる公知の容易な方法で実施でき、本発明の助
触媒は、PCTを効率良く工業的に製造するのに
適しており、その価値はきわめて高いものであ
る。
以下実施例を掲げ本発明を説明する。なお実施
例中、部は特記しない限り重量部を示す。
参考例 1
2−クロロ−5−ブロモ−p−キシレンの合成
還流冷却器、温度計、撹拌機および滴下ロート
を付した1の四口フラスコに2−クロロ−p−
キシレン(b.p.183〜184℃)400部、無水塩化ア
ルミニウム2部を仕込み、35〜60℃で臭素360部
を5時間かけて滴下し反応させた。反応液に水を
加えて水洗脱触媒し、のち油層を冷却した。析出
した結晶を濾過し、メタノールで洗浄してm.p.60
〜64℃の2−クロロ−5−ブロモ−p−キシレン
377部を得た。
参考例 2
2,5,3′−トリメチル−4−クロロジフエ
ニルエーテルの合成
還流冷却器、温度計、撹拌機を付した300mlの
四口フラスコにm−クレゾール45部と苛性カリと
の反応物と参考例1で得た2−クロロ−5−ブロ
モ−p−キシレン80部、沃化加里2部、および銅
粉0.5部を仕込み170〜200℃で10時間反応させた。
この後反応液に100mlのトルエンを加えて濾過し、
不溶物を除き、次いで油層を稀苛性ソーダ水溶液
および水で各1回洗浄、分液後減圧下に蒸留して
163〜170℃/4mmHgにて2,5,3′−トリメチ
ル−4−クロロジフエニルエーテルの留分58部を
得た。
参考例 3
3,6,9−トリメチル−8−クロロフエノ
キサチンの合成
上記四口フラスコに滴下ロートを付し、2,
5,3′−トリメチル−4−クロロジフエニルエー
テル40部、カ粒状塩化アルミニウム2部を仕込
み、50〜90℃にて塩化硫黄15.2部を約3時間かけ
て滴下した。反応終了後、反応液に水100ml、ジ
クロロエタン80mlを加え、ジクロロエタン溶解分
のみを採取したのちジクロロエタンを留去、さら
に減圧濃縮して粘性のある3,6,9−トリメチ
ル−8−クロロフエノキサチンの組製品を得た。
参考例 4
塩素化3,6,9−トリメチル−8−クロロ
フエノキサチンの合成
上記参考例3で得た粗製フエノキサチン化合物
30部を、滴下ロートの替りに塩素導入管を付した
前記四口フラスコに仕込み、さらにニトロベンゼ
ン36部、五塩化アンチモン0.5部を加え、内温90
〜110℃下で塩素導入速度0.2〜0.4部/分の条件
で塩素化し塩素化度の異なる塩素化3,6,9−
トリメチル−8−クロロフエノキサチン(以下塩
素化3,6,9−トリメチル−8−クロロ−PX
と略記する)を合成した。
塩素化反応液は窒素ガスで曝気してから、少量
のトルエンと多量のメタノールを加え、析出した
結晶を濾別乾燥して助触媒に用いた。またすべて
の試料につき別の洗浄処理を行つて充分無機物を
除き、それぞれ塩素分析を実施して平均塩素含有
量を算出した。
実施例 1,2
トルエンの塩素化反応には、管径40mm、管の長
さ500mmのガラス容器に温度計、還流冷却器、塩
素吹込管を付した反応器を用いた。トルエン仕込
量460ml、主触媒に三塩化アンチモン500ppm、助
触媒には前記参考例4で得た塩素化3,6,9−
トリメチル−8−クロロ−PXを500ppmを加え、
塩素吹込速度1.2部/分で塩素化した。
この結果を第1表に示す。実施例1〜2は、参
考例4においてフエノキサチン化合物の平均塩素
含有量を変えた例であり、以下表における反応液
組成はガスクロマトグラフイーで定量分析した値
である。
平均塩素含有量とは全置換塩素数のことであ
り、前記参考例4の塩素分析から求めた平均値で
ある。
なおPCTと分離困難なm−クロロトルエンの
生成率は別の分析条件により定量したところ、実
施例2の場合、PCTに対して約0.4%であつた。
また実施例2において塩化ベンジルの生成量は反
応液中、検出限界以下であつた。
比較例 1〜5
参考例1〜4に記載の方法に準じて種々の異な
るフエノキサチン化合物を合成し、それらをさら
に塩素化したものの助触媒能を本発明の助触媒と
対比するため比較例1〜3として第1表に示し
た。また2,3,7,8−テトラクロロフエノキ
サチンおよび3−メチル−2,7,8−トリクロ
ロフエノキサチンのそれぞれを同様に助触媒とし
た結果を比較例4,5として第1表に示す。トル
エンの塩素化条件はいずれも実施例1,2と同様
である。なお原料の置換ジフエニルエーテルの構
造と物性も第1表に併せ示した。
The present invention relates to the use of a new cocatalyst which provides extremely high selectivity, particularly towards the para position, in the production of nuclear chlorinated toluene by chlorination of toluene. The production of nuclear chlorinated toluene by chlorination of toluene has been well known and is of great industrial importance. This chlorination reaction is usually carried out in the presence of a Lewis acid catalyst such as antimony chloride, ferric chloride, or aluminum chloride, and produces monochlorinated products, polychlorinated products, and their positional isomers, depending on the conditions. This is accompanied by the formation of benzyl chloride. Under the production conditions of monochlorotoluene, the main product is o-chlorotoluene (hereinafter
(abbreviated as OCT) and p-chlorotoluene (hereinafter abbreviated as PCT), and may contain small amounts of m-chlorotoluene (hereinafter abbreviated as MCT), dichlorotoluene, benzyl chloride, etc. as by-products. be. Of the main products OCT and PCT, OCT has relatively little utility value, whereas PCT has wide utility value as a raw material for industrial chemicals, agricultural chemicals, and pharmaceuticals, and is one of the extremely important industrial products. It is one. Therefore, when producing monochlorotoluene, it is economically important to increase the production ratio of PCT and OCT, that is, the ratio of PCT to monochlorotoluene by even 0.5%, and for this purpose, chlorination has traditionally been Much effort has been put into the selection of conditions and catalysts. For example, U.S. Patent No. 3000975 describes titanium,
A method using chlorinated tin and zirconium as a catalyst (PCT/OCT=23/75) was published in U.S. Patent No. 3226447.
A method using a catalyst consisting of a combination of iron, aluminum, or antimony halides and an organic sulfur compound such as mercaptoacetic acid (PCT/OCT=
31.5/38.0) are listed. Furthermore, Dutch patent application No. 6511488 describes a catalyst system of FeCl 3 and S 2 Cl 2 , U.S. Pat .
A catalyst using an inorganic sulfur compound such as CS 2 ZnS as a co-catalyst is described, and French Patent No. 1491144 describes a catalyst using a Lewis acid catalyst and an organic sulfur compound such as selenium or thiophene or dimethylthiophene, each of which has been improved. It shows the effect of In addition, JP-A No. 50-34009 describes a catalyst system that combines selenium or selenium halides or oxides with iron (PCT/monochlorotoluene = 52.1-52.6%), and JP-A No. 52-19631 In the issue, a catalyst consisting of a Lewis acid and thianthrene as a promoter (PCT/monochlorotoluene = 50.5%) was published in JP-A-52
-19630 also contains a catalyst using polychlorothianthrene as a cocatalyst (PCT/monochlorotoluene = 55.9%);
No. 53-87323 also discloses a catalyst using a thianthrene compound having an electron-withdrawing substituent and an electron-donating substituent as a cocatalyst (PCT/monochlorotoluene=
56-59%) described. Furthermore, in JP-A-56-5139, 2-, 3-, 7
Phenoxatine compounds having a hydrogen atom, an electron-withdrawing group, or an electron-donating group at the - and 8-positions are disclosed. According to the above method, the improvement effect of increasing the production ratio of PCT and OCT is certainly recognized. However, some of these catalysts do not improve the production ratio as much as expected, are expensive and unsuitable from an industrial standpoint, are difficult to synthesize co-catalysts, and have low yields. These include those that are difficult to obtain, and even if the selectivity of PCT is high, it is difficult to employ them industrially. It is an object of the present invention to provide an improved method for carrying out the direct nuclear chlorination of toluene. That is, in producing monochlorotoluene,
The object of the present invention is to provide an industrially advantageous method for producing PCT by using a cocatalyst with extremely high para-selectivity. The present inventors have already filed a patent application No. 55-01350 for a method for producing nuclear chlorinated toluene using alkyl-substituted and unsubstituted halogenated phenoxatine compounds as promoters, but as a result of further intensive research, It was discovered that a phenoxatin compound synthesized from a specific diphenyl ether, or a chlorinated phenoxatin compound obtained by further chlorination, has cocatalytic ability with specific high para-selectivity, especially in low-temperature reactions. I've reached it. That is, the present invention provides a method for nuclear chlorination of toluene using a Lewis acid as a catalyst, using the general formula (In the formula, R represents a methyl group at the 1st and/or 3rd position, m represents an integer of 0 to 2, X represents a chlorine atom when m is 0, and a hydrogen atom when m is 1 to 2. A method for nuclear chlorination of toluene, characterized in that a chlorinated phenoxatine compound having a total substituted chlorine number of 1.4 to 3.5 obtained by chlorinating a phenoxatine compound represented by This is what we provide. The main catalyst used in the present invention is a Lewis acid, and generally known catalysts can be used. It also includes those that form a Lewis acid during a chlorination reaction or exhibit that function. Examples include common elemental antimony, iron, and halides, oxyhalides, oxides, sulfides, carbonyl compounds, and organometallic compounds of antimony, iron, aluminum, tin, titanium, and the like. Typical examples include antimony trichloride, antimony pentachloride, antimony trioxide, acitimony oxychloride, ferric chloride, iron sulfide, aluminum chloride, and tin tetrachloride, especially antimony trichloride, antimony pentachloride, and tin chloride. Ferric iron and the like are most preferred. Specifically, the phenoxatin compounds before chlorination used in the method of the present invention include 6,9-dimethyl-2,8-dichlorophenoxatin, 3,6,9
-trimethyl-8-chlorophenoxatin, and 1,3,6,9-tetramethyl-8-chlorophenoxatin. Also among these
When m of the R n group is 1, that is, 3-methyl, 1,6,9-trimethyl-8-chlorophenoxatin, in which the methyl group is at the peri-position of S, is produced during the cyclization reaction with sulfur. However, this compound can also be used in the present invention. An example of a general method for producing phenoxatin compounds as cocatalysts is 2-chloro-
2-chloro-5- obtained by brominating p-xylene
Bromo-p-xylene, Experimental Chemistry Course Volume 19
p. 182, or Chemical Abstracts Vol. 65, 10530f (1966)
The 2,5,
3'-Trimethyl-4-chlorodiphenyl ether is separated by vacuum distillation. Subsequently, using this as a raw material, it was reacted with sulfur or sulfur chloride using aluminum chloride as a catalyst, according to the method described in Organic Syntheses.Col.Vol. 2, page 485. 1,6,9-trimethyl-8-chlorophenoxatin or 3,6,9-trimethyl-8-chlorophenoxatin can be synthesized. To further chlorinate the phenoxatin compound, the reaction is carried out in the presence of a Lewis acid catalyst using an inert solvent such as nitrobenzene, if necessary. The Lewis acid catalyst is used in the range of 0.001 to 5% based on the phenoxatin compound, and the equivalent or slight excess of chlorine required for the desired degree of chlorination is used at a temperature of 50° to 150°C, preferably 70° to 120°C. By introducing the compound under a temperature range, a chlorinated phenoxatin compound having a desired degree of chlorination can be synthesized. By further chlorinating in this manner, it is possible to impart a cocatalyst ability that is even better than that of the phenoxatin compound before chlorination. The conditions that the phenoxatine compound should have before chlorination according to the present invention are 6,9-dimethyl-
A methyl group is added to the 1st and/or 3rd position of 8-chlorophenoxatin, or 2 if there is no methyl group.
Only by having a chlorine atom in this position does it exhibit excellent cocatalytic ability with para-selectivity. The total number of substituted chlorines in chlorinated phenoxatin is 1.4~
The effect is significant in the range of 3.5. There is no problem even if it is a mixture of different numbers of total substituted chlorine, that is, different degrees of chlorination. When the number of total substituted chlorine is 3.7 or more, the effect decreases significantly. The amounts of the main catalyst and cocatalyst used can vary within a considerable range. The amount of main catalyst Lewis acid used is about 0.005% to about 5% by weight based on toluene.
The weight ratio of co-catalyst to main catalyst used is 0.05:
Although it can be used in the range of 1 to 20:1, from the viewpoint of improving the PCT production ratio and economical aspects, the main catalyst is about 0.01% to about 1% by weight based on toluene, and the weight ratio of co-catalyst to main catalyst is 0.2. :1 to 5:1
It is preferable to use it in When chlorinating using the main catalyst and co-catalyst of the present invention, the reaction temperature can be from 0° C. or lower to the boiling point or lower. However, in general, the temperature range is between 0°C and 80°C, and since the cocatalyst of the present invention has a characteristic of exhibiting high selectivity at the para position, especially at low temperatures, the temperature between 0°C and 80°C is selected.
Preferably it is carried out at 40°C. In the method of the present invention, the reaction system can be carried out under reduced pressure or pressurized system, but it is preferably carried out under approximately atmospheric pressure. Although it can be carried out in the presence of a solvent, there is no particular need for the presence of a solvent. Further, it can be carried out either batchwise or continuously. According to the method of the present invention, the production ratio of PCT to OCT is well over 1.1. In terms of the production ratio of PCT to monochlorotoluene, unprecedentedly good results can be obtained, ranging from 55% to over 60% depending on the conditions. Furthermore, if the promoter of the present invention is used, PCT,
The production of by-products other than OCT, such as MCT, is small, and the by-product of benzyl chloride is also very small, and depending on the conditions, it can be almost eliminated. The cocatalyst can also be produced by a known easy method, and the cocatalyst of the present invention is suitable for industrially producing PCT efficiently and is of extremely high value. The present invention will be explained below with reference to Examples. In the examples, parts indicate parts by weight unless otherwise specified. Reference Example 1 Synthesis of 2-chloro-5-bromo-p-xylene 2-chloro-p-
400 parts of xylene (bp 183-184°C) and 2 parts of anhydrous aluminum chloride were charged, and 360 parts of bromine was added dropwise over 5 hours at 35-60°C to react. Water was added to the reaction solution to remove the catalyst by washing with water, and then the oil layer was cooled. Filter the precipitated crystals, wash with methanol, and use mp60.
2-chloro-5-bromo-p-xylene at ~64°C
Obtained 377 copies. Reference Example 2 Synthesis of 2,5,3'-trimethyl-4-chlorodiphenyl ether In a 300 ml four-necked flask equipped with a reflux condenser, thermometer, and stirrer, a reaction product of 45 parts of m-cresol and caustic potash was added. 80 parts of 2-chloro-5-bromo-p-xylene obtained in Reference Example 1, 2 parts of potassium iodide, and 0.5 part of copper powder were charged and reacted at 170 to 200°C for 10 hours.
After this, 100ml of toluene was added to the reaction solution and filtered.
After removing insoluble matter, the oil layer was washed once each with dilute aqueous caustic soda solution and water, and after separation, it was distilled under reduced pressure.
58 parts of a fraction of 2,5,3'-trimethyl-4-chlorodiphenyl ether were obtained at 163-170°C/4 mmHg. Reference Example 3 Synthesis of 3,6,9-trimethyl-8-chlorophenoxatin A dropping funnel was attached to the above four-necked flask.
40 parts of 5,3'-trimethyl-4-chlorodiphenyl ether and 2 parts of granular aluminum chloride were charged, and 15.2 parts of sulfur chloride was added dropwise at 50 to 90°C over about 3 hours. After the reaction was completed, 100 ml of water and 80 ml of dichloroethane were added to the reaction solution, and only the dissolved dichloroethane was collected. Dichloroethane was distilled off, and the viscous 3,6,9-trimethyl-8-chlorophenoxatin was concentrated under reduced pressure. I got a assembled product. Reference Example 4 Synthesis of chlorinated 3,6,9-trimethyl-8-chlorophenoxatin Crude phenoxatin compound obtained in Reference Example 3 above
Pour 30 parts into the four-necked flask equipped with a chlorine introduction tube instead of the dropping funnel, add 36 parts of nitrobenzene and 0.5 parts of antimony pentachloride, and bring the internal temperature to 90.
Chlorination with different degrees of chlorination 3,6,9-
Trimethyl-8-chlorophenoxatin (hereinafter referred to as chlorinated 3,6,9-trimethyl-8-chloro-PX)
) was synthesized. After aerating the chlorination reaction solution with nitrogen gas, a small amount of toluene and a large amount of methanol were added, and the precipitated crystals were filtered, dried, and used as a promoter. In addition, all samples were subjected to another cleaning treatment to sufficiently remove inorganic substances, and each sample was subjected to chlorine analysis to calculate the average chlorine content. Examples 1 and 2 For the chlorination reaction of toluene, a reactor equipped with a glass container having a diameter of 40 mm and a length of 500 mm and equipped with a thermometer, a reflux condenser, and a chlorine blowing tube was used. The amount of toluene charged was 460 ml, the main catalyst was antimony trichloride 500 ppm, and the co-catalyst was the chlorinated 3,6,9- obtained in Reference Example 4.
Add 500 ppm of trimethyl-8-chloro-PX,
Chlorination was carried out at a chlorine injection rate of 1.2 parts/min. The results are shown in Table 1. Examples 1 and 2 are examples in which the average chlorine content of the phenoxatin compound was changed in Reference Example 4, and the reaction liquid compositions in the table below are values quantitatively analyzed by gas chromatography. The average chlorine content refers to the total number of substituted chlorine, and is the average value determined from the chlorine analysis of Reference Example 4. The production rate of m-chlorotoluene, which is difficult to separate from PCT, was quantified under different analysis conditions, and in the case of Example 2, it was about 0.4% relative to PCT.
Furthermore, in Example 2, the amount of benzyl chloride produced in the reaction solution was below the detection limit. Comparative Examples 1 to 5 Various different phenoxatin compounds were synthesized according to the methods described in Reference Examples 1 to 4, and these compounds were further chlorinated. Comparative Examples 1 to 5 were used to compare the cocatalyst ability of the compounds with the cocatalyst of the present invention. 3 in Table 1. In addition, the results using 2,3,7,8-tetrachlorophenoxatin and 3-methyl-2,7,8-trichlorophenoxatin as cocatalysts are shown in Table 1 as Comparative Examples 4 and 5. . The conditions for chlorinating toluene were the same as in Examples 1 and 2. The structure and physical properties of the substituted diphenyl ether used as a raw material are also shown in Table 1.
【表】【table】
【表】
第1表から、実施例1,2と比較例1〜3との
対比から6,9−ジメチル−8−クロロの置換基
の必要性、およびそれに付随して併せ有すべきX
−、R−基の有無、位置、及び有する全置換塩素
数によつて効果が著しく異なることが判る。さら
に比較例4,5との対比から、公知助触媒よりト
ルエンの塩素化におけるパラ選択性は驚くべき改
善のなされることが明白である。
実施例 3〜6
参考例1〜4に準じて2,5−ジメチル−4,
4′−ジクロロジフエニルエーテルおよび2,5,
3′,5′−テトラメチル−4−クロロジフエニルエ
ーテルを合成し、各々6,9−ジメチル−2,8
−ジクロロフエノキサチン、および1,3,6,
9−テトラメチル−8−クロロフエノキサチンと
し、さらにこれらを塩素化して助触媒に使用し
た。実施例1,2と同様にしてトルエンを塩素化
した結果を第2表に示す。
比較例 6
本発明の助触媒と対比するため塩素化1,3,
9−トリメチル−8−クロロ−PXを参考例1〜
4に準じて合成し、実施例1、2と同様にしてト
ルエンを塩素化した結果を第2表に示す。[Table] From Table 1, from the comparison of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, the necessity of the 6,9-dimethyl-8-chloro substituent and the X that should be included in conjunction with it
It can be seen that the effects vary significantly depending on the presence or absence of the -, R- groups, their positions, and the total number of substituted chlorine groups. Furthermore, from comparison with Comparative Examples 4 and 5, it is clear that the paraselectivity in toluene chlorination is surprisingly improved compared to known cocatalysts. Examples 3 to 6 According to Reference Examples 1 to 4, 2,5-dimethyl-4,
4'-dichlorodiphenyl ether and 2,5,
3′,5′-tetramethyl-4-chlorodiphenyl ether was synthesized, and 6,9-dimethyl-2,8
-dichlorophenoxatin, and 1,3,6,
9-tetramethyl-8-chlorophenoxatin was obtained, and these were further chlorinated and used as a co-catalyst. Table 2 shows the results of chlorinating toluene in the same manner as in Examples 1 and 2. Comparative Example 6 Chlorinated 1, 3,
9-trimethyl-8-chloro-PX from Reference Example 1~
Table 2 shows the results of chlorinating toluene in the same manner as in Examples 1 and 2.
【表】【table】
【表】
実施例5と比較例6との対比から6位のメチル
基のごとく本発明で限定した置換基の有無によつ
てPCTの選択率が大巾に異なることが判る。な
お実施例3と4から本発明の助触媒は低温の塩素
化においてより有効であり、また実施例6からフ
エノキサチン化合物は混合物であつても高水準の
パラ選択性を示すことが判つた。
実施例 7〜10
参考例1〜4に準じて3,6,9−トリメチル
−8−クロロフエノキサチンを合成、ひき続き塩
素化して得た塩素化3,6,9−トリメチル−8
−クロロ−PXを助触媒とし、この量、平均塩素
含有量、および主触媒の種類、反応温度を変えた
以外は実施例1,2と同様にしてトルエンを塩素
化した。これらの結果を第3表に示す。
比較例 7〜9
参考例1〜4に準じて、3−メチルジフエニル
エーテルから塩素化3−メチル−PXを合成し、
実施例7、8、10と対比するため、これらとほゞ
同様にして、トルエンの塩素化を行つた。これら
の結果を第3表に併記した。[Table] From the comparison between Example 5 and Comparative Example 6, it can be seen that the selectivity of PCT varies greatly depending on the presence or absence of the substituent defined in the present invention, such as the methyl group at the 6-position. It was found from Examples 3 and 4 that the cocatalyst of the present invention was more effective in low-temperature chlorination, and from Example 6 that the phenoxatin compound showed a high level of paraselectivity even in the form of a mixture. Examples 7 to 10 Chlorinated 3,6,9-trimethyl-8 obtained by synthesizing 3,6,9-trimethyl-8-chlorophenoxatin and subsequently chlorinating it according to Reference Examples 1 to 4
Toluene was chlorinated in the same manner as in Examples 1 and 2, except that -chloro-PX was used as a promoter and the amount, average chlorine content, type of main catalyst, and reaction temperature were changed. These results are shown in Table 3. Comparative Examples 7 to 9 Chlorinated 3-methyl-PX was synthesized from 3-methyl diphenyl ether according to Reference Examples 1 to 4,
For comparison with Examples 7, 8, and 10, toluene was chlorinated in substantially the same manner as in Examples 7, 8, and 10. These results are also listed in Table 3.
【表】
第3表の結果から、本発明の助触媒は特願昭55
−013050号の例より好結果が得られ、しかも特に
低温反応の塩素化条件ではPCTの選択性が顕著
に向上することが判る。[Table] From the results in Table 3, it can be seen that the promoter of the present invention is
It can be seen that better results were obtained than in the example of No.-013050, and that the selectivity of PCT was significantly improved, especially under the chlorination conditions of the low-temperature reaction.
Claims (1)
おいて、一般式 (式中、Rは1位および/または3位のメチル基
を、mは0〜2の整数を表わし、Xはmが0の場
合は塩素原子を、mが1〜2の場合は水素原子を
表わす)によつて表わされるフエノキサチン化合
物を塩素化することによつて得られる全置換塩素
数1.4〜3.5の塩素化フエノキサチン化合物を助触
媒として使用することを特徴とするトルエンの核
塩素化方法。[Claims] 1. In the nuclear chlorination of toluene using a Lewis acid as a catalyst, the general formula (In the formula, R represents a methyl group at the 1st and/or 3rd position, m represents an integer of 0 to 2, X represents a chlorine atom when m is 0, and a hydrogen atom when m is 1 to 2. A method for nuclear chlorination of toluene, characterized in that a chlorinated phenoxatin compound having a total substituted chlorine number of 1.4 to 3.5 obtained by chlorinating a phenoxatin compound represented by the following formula is used as a cocatalyst.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56059102A JPS57175133A (en) | 1981-04-21 | 1981-04-21 | Nulear chlorinating method of toluene |
| US06/368,759 US4444983A (en) | 1981-04-21 | 1982-04-15 | Process for the nuclear chlorination of toluene |
| DE198282103317T DE63384T1 (en) | 1981-04-21 | 1982-04-20 | METHOD FOR CORE CHLORINE TOLUOL. |
| DE8282103317T DE3261594D1 (en) | 1981-04-21 | 1982-04-20 | Process for the nuclear chlorination of toluene |
| EP82103317A EP0063384B1 (en) | 1981-04-21 | 1982-04-20 | Process for the nuclear chlorination of toluene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56059102A JPS57175133A (en) | 1981-04-21 | 1981-04-21 | Nulear chlorinating method of toluene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57175133A JPS57175133A (en) | 1982-10-28 |
| JPH0345051B2 true JPH0345051B2 (en) | 1991-07-09 |
Family
ID=13103623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56059102A Granted JPS57175133A (en) | 1981-04-21 | 1981-04-21 | Nulear chlorinating method of toluene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57175133A (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS565139A (en) * | 1979-06-28 | 1981-01-20 | Ihara Chem Ind Co Ltd | Chlorination catalyst for alkylbenzene nucleus |
| JPS56110630A (en) * | 1980-02-07 | 1981-09-01 | Hodogaya Chem Co Ltd | Preparation of chlorinated toluene |
-
1981
- 1981-04-21 JP JP56059102A patent/JPS57175133A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57175133A (en) | 1982-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4031142A (en) | Process for the directed chlorination of alkylbenzenes | |
| EP0296517B1 (en) | Process for preparing monohalogenated benzocyclobutene | |
| US4190609A (en) | Process for the directed chlorination of xylenes | |
| CA2113530C (en) | Process for the preparation of polyhalogenated benzotrichlorides and benzoyl chlorides and new trihalogeno-benzotrichlorides and -benzoyl chlorides | |
| US5003117A (en) | Process for decabromodiphenyl methane | |
| JPS6030299B2 (en) | Direct chlorination method of alkylbenzene | |
| JPS6165832A (en) | Toluene ring chlorination | |
| JPH0345051B2 (en) | ||
| EP0063384B1 (en) | Process for the nuclear chlorination of toluene | |
| EP0319915B1 (en) | Method for producing 4,4'-dibromobiphenyl | |
| JPH0134208B2 (en) | ||
| JP2556357B2 (en) | Method for producing 3,5-di-tert-butyl-2,6-dichlorotoluene | |
| JPS63250331A (en) | Separation of m-chlorotoluene from chlorotoluene mixture | |
| US4334112A (en) | Process for producing 2,5-dichloro-p-xylene | |
| JP2002154995A (en) | Method for producing chlorinated aromatic compounds | |
| EP0257866B1 (en) | Process for producing 2,5-dichlorotoluene | |
| US4130594A (en) | Liquid phase fluorination process | |
| CA1087211A (en) | Process for polybrominating bisphenoxy alkanes | |
| EP0038223B1 (en) | Process for the preparation of trifluoromethylbenzoyl halides | |
| US4608448A (en) | Process for producing 2,5-dichloro-p-xylene | |
| JP2000044500A (en) | Method for mononuclear chlorination of alkyl aromatic hydrocarbons and its nuclear chlorination catalyst | |
| US3405111A (en) | Halogenation of organic compounds in halogenated acetonitrile solvents | |
| JPS6130667B2 (en) | ||
| JPS6242656B2 (en) | ||
| JPS58222039A (en) | Preparation of nuclear chlorinated toluene |