JP2006298854A - Method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医薬・農薬の中間体として、また含フッ素重合体等の機能性材料の製造原料または合成中間体として有用な、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid, which is useful as an intermediate for pharmaceuticals and agricultural chemicals and as a raw material for producing functional materials such as fluoropolymers or a synthetic intermediate.
３，３，３−トリフルオロプロピオン酸は、医薬・農薬の中間体として、また含フッ素重合体等の機能性材料の製造原料または合成中間体として極めて重要な化合物であるため、これまで多くの製造方法が報告されてきた。 Since 3,3,3-trifluoropropionic acid is an extremely important compound as an intermediate for pharmaceuticals and agricultural chemicals, as a raw material for producing functional materials such as fluoropolymers, or as a synthetic intermediate, Manufacturing methods have been reported.
非特許文献１では、マロン酸モノエチルエステルのカルボン酸部位を四フッ化硫黄（ＳＦ4）を用いてトリフルオロメチル基へと変換し、エステル部位を加水分解することによって３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を製造する方法が開示されている。非特許文献２では、多段階の複雑な反応を経てＣＦ3ＣＨ2ＣＯＯＳＯ2ＯＨを得た後に、これを加水分解して３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を製造する方法が開示されている。非特許文献３では、シクロヘキサンカルボン酸と１，１−ジフルオロエチレンを出発原料に用い、４段階で３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を製造する方法が開示されている。 In Non-Patent Document 1, 3, 3, 3- by converting the carboxylic acid moiety of malonic acid monoethyl ester into a trifluoromethyl group using sulfur tetrafluoride (SF 4 ) and hydrolyzing the ester moiety. A method for producing trifluoropropionic acid is disclosed. Non-Patent Document 2 discloses a method of producing 3,3,3-trifluoropropionic acid by obtaining CF 3 CH 2 COOSO 2 OH through a complicated multi-step reaction and then hydrolyzing it. Yes. Non-Patent Document 3 discloses a method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid in four stages using cyclohexanecarboxylic acid and 1,1-difluoroethylene as starting materials.
非特許文献４では、トリフルオロ酢酸エチルを出発原料に用い、硫酸中、酸化水銀を用いて３，３，３−トリフルオロプロピオン酸に変換する方法が開示されている。非特許文献５では、３-ブロモ-１-プロペンを臭化トリフルオロメチルカドミニウムでトリフルオロメチル化し、次いで過マンガン酸カリウムとクラウンエーテルを用いて酸化し、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を製造する方法が開示されている。非特許文献６では、パーフルオロ−２−（トリフルオロメチル）プロペンとトリフルオロメチルチオ銅を作用させて得た混合物の中に３，３，３−トリフルオロプロピオン酸があったと報告している。 Non-Patent Document 4 discloses a method of using ethyl trifluoroacetate as a starting material and converting it to 3,3,3-trifluoropropionic acid using sulfuric acid in sulfuric acid. In Non-Patent Document 5, 3-bromo-1-propene is trifluoromethylated with trifluoromethylcadmium bromide and then oxidized with potassium permanganate and crown ether to give 3,3,3-trifluoropropionic acid. A method of manufacturing is disclosed. Non-Patent Document 6 reports that 3,3,3-trifluoropropionic acid was present in a mixture obtained by reacting perfluoro-2- (trifluoromethyl) propene and trifluoromethylthiocopper.
非特許文献７では、酢酸ｔ−ブチルのｔ−ブチルジメチルシリルエノールエーテルに対して、ヨウ化トリフルオロメチルをラジカル付加させることによって、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を製造する方法が開示されている。特許文献１では、トリフルオロメチルマロン酸ジメチルから、臭化水素酸や塩酸を用いて３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を製造する例や、１，１，３，３，３−ペンタフルオロ−２−トリフルオロメチルプロピルメチルエーテルから３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を製造する例が開示されている。 Non-Patent Document 7 discloses a method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid by radical addition of trifluoromethyl iodide to t-butyldimethylsilyl enol ether of t-butyl acetate. Has been. In Patent Document 1, an example of producing 3,3,3-trifluoropropionic acid from dimethyl trifluoromethylmalonate using hydrobromic acid or hydrochloric acid, or 1,1,3,3,3-pentafluoro An example of producing 3,3,3-trifluoropropionic acid from 2-trifluoromethylpropyl methyl ether is disclosed.
３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを酸化して３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を得る技術としては、Ｏｘｏｎｅ（登録商標）（２ＫＨＳＯ5・Ｋ2ＳＯ4・ＫＨＳＯ4）を酸化剤として用いる例が知られている（特許文献２）。
３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を製造する方法に関して、これまで知られている方法は、小規模で行うには有利であるが、高価な原料を必要とし、取扱いの難しい試薬を用いるなどの問題があった。 Regarding the method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid, the methods known so far are advantageous for carrying out on a small scale, but require expensive raw materials and use difficult reagents. There was a problem.
非特許文献１の方法はフッ素化剤であるＳＦ4の反応性が高く、取扱いが困難であり、非特許文献２、非特許文献３および非特許文献４の方法は、工程が多段階にわたるという問題がある。さらに非特許文献４の方法は、酸化水銀を使用し、非特許文献５では、臭化トリフルオロメチルカドミニウムを使用しており、工業的な使用には制限がある。非特許文献６の方法は、入手が困難なトリフルオロメチルチオ銅を使用している上、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸が主生成物ではないという問題がある。非特許文献７の方法は、高価なヨウ化トリフルオロメチルを使用することが求められる。特許文献１の方法は、原料である１，１，３，３，３−ペンタフルオロ−２−トリフルオロメチルプロピルメチルエーテルおよびトリフルオロメチルマロン酸ジメチルが高価であることから、工業的に有利な方法とは言えない。 The method of Non-Patent Document 1 has high reactivity of SF 4 which is a fluorinating agent and is difficult to handle, and the methods of Non-Patent Document 2, Non-Patent Document 3 and Non-Patent Document 4 are multi-step. There's a problem. Furthermore, the method of Non-Patent Document 4 uses mercury oxide, and Non-Patent Document 5 uses trifluoromethylcadmium bromide, which limits industrial use. The method of Non-Patent Document 6 uses trifluoromethylthiocopper, which is difficult to obtain, and has a problem that 3,3,3-trifluoropropionic acid is not the main product. The method of Non-Patent Document 7 is required to use expensive trifluoromethyl iodide. The method of Patent Document 1 is industrially advantageous because the raw materials 1,1,3,3,3-pentafluoro-2-trifluoromethylpropyl methyl ether and dimethyl trifluoromethylmalonate are expensive. It's not a method.
特許文献２の方法は、使用される酸化剤であるＯｘｏｎｅ（登録商標）（２ＫＨＳＯ5・Ｋ2ＳＯ4・ＫＨＳＯ4）は高価であるため、工業的に採用するのは困難である。 The method of Patent Document 2 is difficult to employ industrially because Oxone (registered trademark) (2KHSO 5 · K 2 SO 4 · KHSO 4 ), which is an oxidizing agent, is expensive.
このように、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の安価で工業的生産に適する製造方法を確立することが課題であった。 Thus, it was a problem to establish a manufacturing method suitable for industrial production at low cost of 3,3,3-trifluoropropionic acid.
本発明者らは、上記の問題点に鑑み、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の工業的製造に適した方法を見出すべく、鋭意検討を行った。その結果、式［２ａ］ In view of the above problems, the present inventors have intensively studied to find a method suitable for industrial production of 3,3,3-trifluoropropionic acid. As a result, the formula [2a]
（式［２ａ］中、ＲおよびＲ’はそれぞれ独立に、炭素数１〜６の鎖状アルキル基を表す。）
または式［２ｂ］で表されるアセタール
(In the formula [2a], R and R ′ each independently represents a chain alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
Or an acetal represented by the formula [2b]
（式［２ｂ］中、Ｒ"は炭素数２〜４の鎖状アルキル基を表す。）
を、触媒および水の存在下に、過酸化水素と反応させると、穏和な条件下、酸化が起こり、高収率で３，３，３−トリフルオロプロピオン酸が生成し、上記課題が解決することを見出した（以下、本工程を「第２工程」とも呼ぶ。）。
(In the formula [2b], R ″ represents a chain alkyl group having 2 to 4 carbon atoms.)
Is reacted with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst and water, oxidation occurs under mild conditions to produce 3,3,3-trifluoropropionic acid in high yield, which solves the above problems. (Hereinafter, this process is also referred to as “second process”).
過酸化水素は、特に安価に入手できる酸化剤であり、本発明の反応系では、穏和な条件で酸化が起こる上に、有害な廃棄物も生じにくいため、従来技術に比べて格段に有利に、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオン酸が得られることとなった。 Hydrogen peroxide is an oxidant that can be obtained at a particularly low price. In the reaction system of the present invention, oxidation occurs under mild conditions, and harmful waste is less likely to be generated. The desired 3,3,3-trifluoropropionic acid was obtained.
また、上記第２工程の原料である、式［２ａ］および、式［２ｂ］で表されるアセタールが、工業的に入手が容易な、式［３］で表される１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン In addition, the acetal represented by the formula [2a] and the formula [2b], which is the raw material of the second step, is industrially easily available and is 1-chloro-3, represented by the formula [3]. 3,3-trifluoropropene
を出発原料として、どちらも高収率で製造できることも見出した。 As a starting material, it was also found that both can be produced in high yield.
すなわち、式［３］で表される１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンを、塩基性物質の共存下、式［４ａ］で表されるアルコール That is, 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene represented by the formula [3] is converted into an alcohol represented by the formula [4a] in the presence of a basic substance.
（式［４ａ］中、Ｒは炭素数１〜６の鎖状アルキル基を表す。）
と反応させると、
式［１］
(In the formula [4a], R represents a chain alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
And react with
Formula [1]
（式［１］中、Ｒは炭素数１〜６の鎖状アルキル基を表す。）
で表されるビニルエーテルが、穏和な条件下で収率よく生成する。次いで、得られた、式［１］で表されるビニルエーテルをさらに、酸性もしくは中性条件下で、式［４ｂ］で表されるアルコール
(In the formula [1], R represents a chain alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
Is produced in good yield under mild conditions. Next, the obtained vinyl ether represented by the formula [1] is further subjected to an alcohol represented by the formula [4b] under acidic or neutral conditions.
（式［４ｂ］中、Ｒ’は炭素数１〜６の鎖状アルキル基を表す。）
と反応させると、ほぼ定量的に、式［２ｂ］で表されるアセタールに変換することを見出した（第１工程第１法）。
(In the formula [4b], R ′ represents a chain alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
It has been found that when it is reacted with, it is converted almost quantitatively to the acetal represented by the formula [2b] (first step, first method).
一方、式［４ａ］で表されるアルコールに代え、式［４ｃ］で表されるグリコール On the other hand, instead of the alcohol represented by the formula [4a], a glycol represented by the formula [4c]
（式［４ｃ］中、Ｒ"は炭素数２〜４の鎖状アルキル基を表す。）
を、式［３］で表される１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンと、塩基性物質の共存下、反応させると、式［２ｂ］で表されるアセタール
(In the formula [4c], R ″ represents a chain alkyl group having 2 to 4 carbon atoms.)
Is reacted with 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene represented by the formula [3] in the presence of a basic substance, an acetal represented by the formula [2b]
（式［２ｂ］中、Ｒ"は炭素数２〜４の鎖状アルキル基を表す。）
が生成することも見出した（第１工程第２法）。
(In the formula [2b], R ″ represents a chain alkyl group having 2 to 4 carbon atoms.)
Has also been found (first step second method).
ここで、第１工程の原料である１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンは、ＨＣＦＣ−１２３３とも呼ばれ、Ｅ体の化合物（ＨＣＦＣ−１２３３ｔ）、Ｚ体の化合物（ＨＣＦＣ−１２３３ｃ）、もしくはこれらの混合物を意味し、何れも好適に使用できる。これらは工業的に安価に入手できるため、「第１工程」と「第２工程」を組み合わせて実施することによって、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を特に有利に製造できることとなった。 Here, 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene, which is a raw material in the first step, is also called HCFC-1233, and is an E-form compound (HCFC-1233t) or a Z-form compound (HCFC-1233c). ) Or a mixture thereof, and any of them can be used preferably. Since these can be obtained industrially at low cost, the target 3,3,3-trifluoropropionic acid can be produced particularly advantageously by combining the “first step” and the “second step”. became.
本発明者らはさらに、第１工程ならびに第２工程の各反応が、特定の条件下、特に好適に実施できることを見出した。特に、第２工程の酸化反応に用いる触媒として、周期律表３属から１４属の金属、周期律表３属から１４属の金属の酸化物、周期律表１属から１４属の金属のハロゲン化物が好適であることを見出し、本発明を完成した。 Furthermore, the present inventors have found that each reaction in the first step and the second step can be particularly suitably carried out under specific conditions. In particular, as a catalyst used for the oxidation reaction in the second step, a metal belonging to Group 3 to 14 of the periodic table, an oxide of Group 3 to 14 metal, a halogen of a metal belonging to Group 1 to 14 of the Periodic Table. The present inventors have found that a chemical compound is suitable and completed the present invention.
なお、本出願人は、上記、式［３］で表される１−ハロゲノ−３，３，３−トリフルオロプロペンを出発原料とし、これをピペリジン等の「環状２級アミン」と反応させて、トリフルオロメチル基含有エナミンを得、次いで該トリフルオロメチル基含有エナミンを加水分解して３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを得、さらに該３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを硝酸等により酸化することを特徴とする、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法につき、既に出願している（特願２００４−３１０８８０号）。この方法も優れた方法であるが、発明の実施に不可欠な「環状２級アミン」が比較的高価であり、さらに、中間生成物の３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドが空気中では安定でないため、大量に保存したり、輸送したりする場合に、やや取扱いが煩雑になるという問題があった。これに対して本願発明では「環状２級アミン」を必要とせず、なおかつ高収率で反応が進行するため、経済的にはるかに有利である。さらに、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒドを経由しないため扱いも容易で、分離の難しい副生物を生成しないという利点も有し、工業的に顕著な利点を有する。 In addition, the present applicant uses 1-halogeno-3,3,3-trifluoropropene represented by the above formula [3] as a starting material, and reacts it with a “cyclic secondary amine” such as piperidine. Obtaining a trifluoromethyl group-containing enamine, and then hydrolyzing the trifluoromethyl group-containing enamine to obtain 3,3,3-trifluoropropionaldehyde, and further converting the 3,3,3-trifluoropropionaldehyde to nitric acid An application has already been filed for a method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid, which is characterized by oxidation by a method such as Japanese Patent Application No. 2004-310880. Although this method is also an excellent method, the “cyclic secondary amine” essential to the practice of the invention is relatively expensive, and the intermediate product 3,3,3-trifluoropropionaldehyde is stable in air. Therefore, there is a problem that handling is somewhat complicated when storing or transporting in large quantities. In contrast, the present invention does not require a “cyclic secondary amine”, and the reaction proceeds in a high yield, which is far more economically advantageous. Furthermore, since it does not go through 3,3,3-trifluoropropionaldehyde, it is easy to handle and has the advantage of not producing a by-product that is difficult to separate, and has a significant industrial advantage.
一般のアルデヒドやアセタール誘導体を、酸化バナジウムの存在下で過酸化水素によって酸化する方法は、（１）Org. Lett., 第２巻、５７７頁〜５７９頁、２０００年、（２）Tetrahedron Lett., 第４３巻、５１２３頁〜５１２６頁、２００２年、（３）Synlett.,１１４９頁〜１１５０頁、１９９７年において報告されている。しかしこれらは、主として、強い電子吸引性基を持たない基質の酸化を扱ったものである。特に上記（２）では「電子吸引基を持つアセタールは反応性が低く、目的とする酸化が進みにくい」と報告されている。しかもここで報じられている系ではカルボン酸ではなく、そのエステルが主生成物である。つまり、本願発明における第２工程の酸化反応は、従来技術とは異なるものである。 Methods for oxidizing general aldehydes and acetal derivatives with hydrogen peroxide in the presence of vanadium oxide are as follows: (1) Org. Lett., Vol. 2, pages 579-579, 2000, (2) Tetrahedron Lett. 43, 5123-5126, 2002, (3) Synlett., 1149-1150, 1997. However, these deal primarily with the oxidation of substrates that do not have strong electron withdrawing groups. In particular, in (2) above, it is reported that “acetals having electron-withdrawing groups have low reactivity and the target oxidation is difficult to proceed”. Moreover, in the system reported here, not the carboxylic acid but its ester is the main product. That is, the oxidation reaction in the second step in the present invention is different from that in the prior art.
また、式［１］で表されるビニルエーテルや、式［２］で表されるアセタールを他の酸化方法、例えば、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパンを硝酸及び亜硝酸ナトリウムと反応させても、目的の３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を得ることは難しい（比較例を参照）。つまり、本願発明の第２工程の反応は、過酸化水素を酸化剤とすることによって特異的に進行する反応である。 Further, the vinyl ether represented by the formula [1] and the acetal represented by the formula [2] can be converted into other oxidation methods, for example, 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane by nitric acid and nitrous acid. Even when reacted with sodium, it is difficult to obtain the desired 3,3,3-trifluoropropionic acid (see Comparative Example). That is, the reaction in the second step of the present invention is a reaction that proceeds specifically by using hydrogen peroxide as an oxidizing agent.
本発明の第１工程および第２工程の関係を図示すると、次のスキームのようになる。 The relationship between the first step and the second step of the present invention is illustrated in the following scheme.
本願各発明に共通するのは「第２工程（過酸化水素による酸化工程）」である。そして、発明によってはこれに「第１工程（第１法もしくは第２法）」が付加される。 What is common to the inventions of the present application is the “second step (oxidation step with hydrogen peroxide)”. Depending on the invention, a “first step (first method or second method)” is added thereto.
すなわち本願発明は、次の［発明１］〜［発明１０］を骨子とし、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を製造する方法を提供する。 That is, the present invention provides a method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid using the following [Invention 1] to [Invention 10] as the main points.
［発明１］
式［２ａ］
[Invention 1]
Formula [2a]
（式［２ａ］中、ＲおよびＲ’はそれぞれ独立に、炭素数１〜６の鎖状アルキル基を表す。）
または式［２ｂ］で表されるアセタール
(In the formula [2a], R and R ′ each independently represents a chain alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
Or an acetal represented by the formula [2b]
（式［２ｂ］中、Ｒ"は炭素数２〜４の鎖状アルキル基を表す。）
を触媒および水の存在下、過酸化水素により酸化することを特徴とする、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法。
(In the formula [2b], R ″ represents a chain alkyl group having 2 to 4 carbon atoms.)
A process for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid, characterized in that is oxidized with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst and water.
［発明２］
次の反応工程を含む、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法。
［第１工程］：式［３］で表される１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン
[Invention 2]
A method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid, comprising the following reaction step.
[First step]: 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene represented by formula [3]
を、塩基性物質の存在下、式［４ａ］で表されるアルコール In the presence of a basic substance, an alcohol represented by the formula [4a]
（式［４ａ］中、Ｒは炭素数１〜６の鎖状アルキル基を表す。）
と反応させて、式［１］で表されるビニルエーテル
(In the formula [4a], R represents a chain alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
And a vinyl ether represented by the formula [1]
（式［１］中、Ｒは炭素数１〜６の鎖状アルキル基を表す。）
を得、次いでこれを酸性または中性条件で、式［４ｂ］で表されるアルコール
(In the formula [1], R represents a chain alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
And then subjecting it to an alcohol of the formula [4b] under acidic or neutral conditions
（式［４ｂ］中、Ｒ’は炭素数１〜６の鎖状アルキル基を表す。）
と反応させ、式［２ａ］で表されるアセタール
(In the formula [4b], R ′ represents a chain alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
And acetal represented by the formula [2a]
（式［２］中、ＲおよびＲ’は、それぞれ独立に、炭素数１〜６の鎖状アルキル基を表す。）
を得る工程。
［第２工程］：前記［第１工程］で得られた、式［２］で表されるアセタールを、触媒および水の存在下、過酸化水素により酸化し、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を得る工程。
(In formula [2], R and R ′ each independently represents a chain alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
Obtaining.
[Second Step]: The acetal represented by Formula [2] obtained in [First Step] is oxidized with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst and water, and 3,3,3-trifluoro is obtained. A step of obtaining propionic acid.
［発明３］
次の反応工程を含む、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法。
［第１工程］：式［３］で表される１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン
[Invention 3]
A method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid, comprising the following reaction step.
[First step]: 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene represented by formula [3]
を、塩基性物質の存在下、式［４ｃ］で表されるグリコール In the presence of a basic substance, a glycol represented by the formula [4c]
（式［４ｃ］中、Ｒ"は炭素数２〜４の鎖状アルキル基を表す。）
と反応させて、式［２ｂ］で表されるアセタール
(In the formula [4c], R ″ represents a chain alkyl group having 2 to 4 carbon atoms.)
And acetal represented by the formula [2b]
（式［２ｂ］中、Ｒ"は炭素数２〜４の鎖状アルキル基を表す。）
を得る工程。
［第２工程］：前記［第１工程］で得られた、式［２ｂ］で表されるアセタールを、触媒および水の存在下、過酸化水素により酸化し、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を得る工程。
(In the formula [2b], R ″ represents a chain alkyl group having 2 to 4 carbon atoms.)
Obtaining.
[Second Step]: The acetal represented by the formula [2b] obtained in [First Step] is oxidized with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst and water, and 3,3,3-trifluoro A step of obtaining propionic acid.
［発明４］
［発明１］乃至［発明３］の何れかにおいて、触媒が周期律表３属から１４属の金属、周期律表３属から１４属の金属の酸化物、周期律表１属から１４属の金属のハロゲン化物のいずれかであることを特徴とする、［発明１］乃至［発明３］の何れかに記載の３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法。
[Invention 4]
In any one of [Invention 1] to [Invention 3], the catalyst is a metal belonging to Group 3 to 14 in the Periodic Table, an oxide of a metal from Group 3 to 14 in the Periodic Table, or Group 1 to 14 in the Periodic Table. The method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid according to any one of [Invention 1] to [Invention 3], which is any one of metal halides.
［発明５］
［発明１］乃至［発明３］の何れかにおいて、過酸化水素による酸化反応の際に用いられる触媒がバナジウム、鉄、または銅を構成元素として含む触媒であることを特徴とする［発明１］乃至［発明３］の何れかに記載の３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法。
[Invention 5]
[Invention 1] to [Invention 3], wherein the catalyst used in the oxidation reaction with hydrogen peroxide is a catalyst containing vanadium, iron, or copper as a constituent element [Invention 1] Thru | or the manufacturing method of 3,3,3- trifluoropropionic acid in any one of [invention 3].
［発明６］
［発明１］乃至［発明３］の何れかにおいて、触媒が酸化バナジウム（Ｖ）、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、臭化鉄（ＩＩＩ）、酸化鉄（ＩＩ）、酸化鉄（ＩＩＩ）、鉄、塩化銅（Ｉ）、塩化銅（ＩＩ）、酸化銅（Ｉ）、酸化銅（ＩＩ）、銅から選ばれる触媒であることを特徴とする、［発明１］乃至［発明３］の何れかに記載の３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法。
[Invention 6]
In any one of [Invention 1] thru | or [Invention 3], a catalyst is vanadium oxide (V), iron chloride (II), iron chloride (III), iron bromide (III), iron oxide (II), iron oxide ( [Invention 1] to [Invention 3], characterized by being a catalyst selected from III), iron, copper chloride (I), copper chloride (II), copper oxide (I), copper oxide (II), and copper. ] The manufacturing method of the 3,3,3- trifluoropropionic acid in any one of.
［発明７］
［発明１］乃至［発明６］の何れかにおいて、触媒が酸化バナジウム（Ｖ）、鉄、塩化鉄（ＩＩＩ）、塩化銅（Ｉ）、酸化銅（Ｉ）から選ばれる触媒であることを特徴とする、［発明１］乃至［発明６］の何れかに記載の３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法。
[Invention 7]
[Invention 1] to [Invention 6], wherein the catalyst is a catalyst selected from vanadium oxide (V), iron, iron chloride (III), copper chloride (I), and copper oxide (I). The method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid according to any one of [Invention 1] to [Invention 6].
［発明８］
［発明１］乃至［発明７］の何れかにおいて、過酸化水素により酸化する際に、酸を共存させることを特徴とする、［発明１］乃至［発明７］の何れかに記載の３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法。
[Invention 8]
[Invention 1] to [Invention 7] according to any one of [Invention 1] to [Invention 7], wherein an acid is allowed to coexist when oxidizing with hydrogen peroxide. A method for producing 3,3-trifluoropropionic acid.
［発明９］
［発明８］において、酸が無機酸であることを特徴とする、［発明８］に記載の３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法。
[Invention 9]
[Invention 8] The method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid according to [Invention 8], wherein the acid is an inorganic acid.
［発明１０］
［発明９］において、無機酸が塩酸、臭化水素酸または硫酸であることを特徴とする、［発明９］に記載の３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法。
[Invention 10]
[Invention 9] The method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid according to [Invention 9], wherein the inorganic acid is hydrochloric acid, hydrobromic acid or sulfuric acid.
本発明によれば、安価で入手できる原料から、少ない工程数で簡便に、しかも良好な収率で、医薬・農薬の中間体として、また含フッ素重合体等の機能性材料の製造原料または合成中間体として有用な、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を工業的規模で製造できるという効果を奏する。 According to the present invention, from raw materials that can be obtained at low cost, the raw materials or synthesis of functional materials such as fluoropolymers and the like as intermediates for pharmaceuticals and agrochemicals, easily and in good yields with a small number of steps. There is an effect that 3,3,3-trifluoropropionic acid useful as an intermediate can be produced on an industrial scale.
以下、本発明につき、さらに詳細に説明する。本願の全発明に共通する必須の工程は、第２工程（酸化工程）である。ここで、第２工程の原料である、式［２ａ］または式［２ｂ］で表されるアセタールは、式［３］で表される１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンを出発原料として第１工程の方法で製造することが特に好ましい。そこで以下、第１工程、第２工程の順に説明を行う。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The essential process common to all inventions of the present application is the second process (oxidation process). Here, the acetal represented by the formula [2a] or the formula [2b], which is the raw material of the second step, starts from the 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene represented by the formula [3]. It is particularly preferable to produce the raw material by the method of the first step. Therefore, description will be given below in the order of the first step and the second step.
まず、第１工程について説明する。第１工程は、以下に表す「第１法」または「第２法」によって、式［３］で表される１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンをアセタールに変換する工程である（前記スキームを参照）。１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンは、工業的にＨＣＦＣ−１２３３として入手でき、Ｅ体（ＨＣＦＣ−１２３３ｔ）、Ｚ体（ＨＣＦＣ−１２３３ｃ）の異性体が存在するが、何れも好適に使用でき、これらの混合物も好ましく用いることができる。 First, the first step will be described. The first step is a step of converting 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene represented by the formula [3] to acetal by the “first method” or “second method” described below. (See scheme above). 1-Chloro-3,3,3-trifluoropropene is industrially available as HCFC-1233, and there are isomers of E form (HCFC-1233t) and Z form (HCFC-1233c). It can be used suitably and mixtures thereof can also be preferably used.
はじめに、「第１法」につき、説明する。「第１法」は、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンを、塩基性物質の共存下、式［４ａ］で表されるアルコールと反応させて、式［１］で表されるビニルエーテルを得（ビニルエーテル化）、次いで酸性または中性条件下、式［４ｂ］で表されるアルコールと反応させ、式［２ａ］で表されるアセタールを得る（アセタール化）方法である。 First, the “first method” will be described. The “first method” is represented by the formula [1] by reacting 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene with an alcohol represented by the formula [4a] in the presence of a basic substance. The vinyl ether is obtained (vinyl etherification) and then reacted with an alcohol represented by the formula [4b] under acidic or neutral conditions to obtain an acetal represented by the formula [2a] (acetalization).
第１法の原料として、Ｅ体（ＨＣＦＣ−１２３３ｔ）を原料として用いた場合は、ビニルエーテル化によって生成するビニルエーテルもＥ体となる。一方、Ｚ体（ＨＣＦＣ−１２３３ｃ）を原料として用いた場合は、生成するビニルエーテルもＺ体となる。しかし、どちらのビニルエーテルも、続くアセタール化において、ほぼ同様の反応性を示し、式［２ａ］で表されるアセタールに誘導される。 When the E form (HCFC-1233t) is used as the raw material of the first method, the vinyl ether produced by vinyl etherification also becomes the E form. On the other hand, when Z form (HCFC-1233c) is used as a raw material, the vinyl ether to be produced is also Z form. However, both vinyl ethers show almost the same reactivity in the subsequent acetalization and are derived into an acetal represented by the formula [2a].
第１法のビニルエーテル化には、反応時に生成するハロゲン化水素を中和し、化学平衡を生成物側に移動させるために、塩基性物質が必須である。塩基性物質が存在しないと、式［１］で表されるビニルエーテルは有意に生成しない。なお、このようにビニルエーテルが生成しない場合には、第１工程の目的物である、式［２ａ］で表されるアセタールも事実上、生成しない。 In the first method of vinyl etherification, a basic substance is essential in order to neutralize the hydrogen halide generated during the reaction and shift the chemical equilibrium to the product side. In the absence of a basic substance, the vinyl ether represented by the formula [1] is not significantly produced. In addition, when vinyl ether does not produce | generate in this way, the acetal represented by Formula [2a] which is the target object of a 1st process is practically not produced | generated.
ビニルエーテル化に用いることのできる塩基性物質としては、無機塩基が好ましく、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、水酸化カルシウム、水酸化リチウムを例示することができる。中でも、安価な水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが特に好ましい。有機塩基（メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、ピペリジン、メチルピリジン、ジメチルピリジン、アニリンなど）であっても反応は進行するが、比較的高価であること、反応後の精製に負荷がかかるなどの理由から、無機塩基の方が好ましい。 The basic substance that can be used for vinyl etherification is preferably an inorganic base, and examples thereof include sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydroxide, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, calcium hydroxide, and lithium hydroxide. be able to. Of these, inexpensive sodium hydroxide and potassium hydroxide are particularly preferable. Even if it is an organic base (methylamine, dimethylamine, trimethylamine, diethylamine, triethylamine, tributylamine, pyridine, piperidine, methylpyridine, dimethylpyridine, aniline, etc.), the reaction proceeds but is relatively expensive. Inorganic bases are preferred because they impose a burden on the purification of the base.
塩基性物質の使用量に特別な制限はないが、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン１．０モルに対して通常１．０モル〜１０．０モルであり、１．０モル〜６．０モルが好ましく、１．０モル〜４．０モルが特に好ましい。１０．０モルを超えて用いても反応性に影響することはないが、生産性及び経済性の観点から好ましくない。一方、塩基が１．０モル未満であると、ビニルエーテルへの変換率が大幅に低下する。 Although there is no special restriction | limiting in the usage-amount of a basic substance, Usually, it is 1.0 mol-10.0 mol with respect to 1.0 mol of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene, Mole to 6.0 mol is preferable, and 1.0 mol to 4.0 mol is particularly preferable. Even if it exceeds 10.0 mol, the reactivity is not affected, but it is not preferable from the viewpoint of productivity and economy. On the other hand, if the base is less than 1.0 mol, the conversion rate to vinyl ether is significantly reduced.
ビニルエーテル化においては、塩基性物質の反応系への溶解度を上げる目的で、水を添加することができ、通常はそれが好ましい。水の使用量は、塩基性物質１ｇに対して０．０１ｇ〜３ｇが好ましく、０．１ｇ〜２ｇが特に好ましい。 In vinyl etherification, water can be added for the purpose of increasing the solubility of the basic substance in the reaction system, and it is usually preferable. The amount of water used is preferably 0.01 g to 3 g, particularly preferably 0.1 g to 2 g, with respect to 1 g of the basic substance.
ビニルエーテル化に使用される、式［４ａ］で表されるアルコールのＲは、炭素数が１〜６の鎖状のアルキル基である。具体的には、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、イソブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、イソペンタノール、ｎ−ヘキサノール、イソヘキサノール等が挙げることができる。この中でも、メタノール、エタノールが安価であり、反応性も高いため特に好ましい。 R of the alcohol represented by the formula [4a] used for vinyl etherification is a chain alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Specific examples include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, n-pentanol, isopentanol, n-hexanol, and isohexanol. Among these, methanol and ethanol are particularly preferable because they are inexpensive and have high reactivity.
アルコールの使用量に特別な制限はないが、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン１．０モルに対して通常１．０モル〜２０．０モルであり、１．０モル〜１５．０モルが好ましく、１．０モル〜１０．０モルが特に好ましい。アルコールが２０．０モルを超えると、生産性及び経済性の観点から好ましくない。 Although there is no special restriction | limiting in the usage-amount of alcohol, It is 1.0 mol-20.0 mol normally with respect to 1.0 mol of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene, 1.0 mol- 15.0 mol is preferable, and 1.0 mol to 10.0 mol is particularly preferable. When the alcohol exceeds 20.0 mol, it is not preferable from the viewpoint of productivity and economy.
ビニルエーテル化においては、反応の進行を促進させる目的で、相関移動触媒を添加することができる。相間移動触媒の種類に制限はないが、クラウンエーテル類、四級アンモニウム塩、ホスホニウム塩等が好適に用いられる。具体的には、１８−クラウン−６−エーテル、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムブロミド等を例示することができる。 In vinyl etherification, a phase transfer catalyst can be added for the purpose of promoting the progress of the reaction. Although there is no restriction | limiting in the kind of phase transfer catalyst, Crown ethers, a quaternary ammonium salt, a phosphonium salt, etc. are used suitably. Specific examples include 18-crown-6-ether, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylphosphonium bromide and the like.
相関移動触媒の使用量に特別な制限はないが、通常、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン１００重量部に対して０．０１重量部〜５０重量部であり、０．１重量部〜２５重量部が好ましく、０．５重量部〜１５重量部が特に好ましい。５０重量部を超えて用いても反応性に影響することはないが、生産性及び経済性の観点から好ましくない。 Although there is no special restriction | limiting in the usage-amount of a phase transfer catalyst, Usually, it is 0.01 weight part-50 weight part with respect to 100 weight part of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene, Parts by weight to 25 parts by weight are preferred, and 0.5 to 15 parts by weight are particularly preferred. Even if it is used in excess of 50 parts by weight, the reactivity is not affected, but it is not preferable from the viewpoint of productivity and economy.
ビニルエーテル化の反応温度は、通常、０℃〜２００℃、好ましくは２０℃〜１５０℃で、さらに好ましくは３０℃〜１００℃の範囲である。 The reaction temperature of vinyl etherification is usually 0 ° C to 200 ° C, preferably 20 ° C to 150 ° C, more preferably 30 ° C to 100 ° C.
ビニルエーテル化の反応は通常大気中、大気圧下で行われるが、オートクレーブ等の耐圧反応器を用いることができる。反応時間については、特に制限はなく、ガスクロマトグラフィー等で反応の進行状況を確認し、終点に近づいたことを確認した後、反応工程を終了することが好ましい。このようにして、式［１］で表されるビニルエーテルを含む反応混合物を得ることができる。 The reaction for vinyl etherification is usually carried out in the atmosphere at atmospheric pressure, but a pressure resistant reactor such as an autoclave can be used. There is no restriction | limiting in particular about reaction time, It is preferable to complete | finish a reaction process, after confirming the progress of reaction by gas chromatography etc. and confirming that it has approached the end point. In this way, a reaction mixture containing vinyl ether represented by the formula [1] can be obtained.
ビニルエーテル化によって得られた、式［１］で表されるビニルエーテルを含む反応混合物は通常塩基性を呈する。このビニルエーテルに酸を作用させ、酸性〜中性条件とし、式［４ｂ］で表されるアルコールと接触させることにより、式［２ａ］で表されるアセタールを得ることができる（「アセタール化」）。以下、第１法のアセタール化について説明する。 A reaction mixture containing vinyl ether represented by the formula [1] obtained by vinyl etherification usually exhibits basicity. An acetal represented by the formula [2a] can be obtained by allowing an acid to act on this vinyl ether to bring it into an acidic to neutral condition and bringing it into contact with an alcohol represented by the formula [4b] (“acetalization”). . Hereinafter, the acetalization of the first method will be described.
第１法のアセタール化は、前記ビニルエーテル化の結果得られた反応混合物に直接酸を加えるだけでも、ビニルエーテルと、残存するアルコールとの間で進行する反応である。しかし、より円滑に該アセタールを製造するためには、次の２つの方法が好ましい。
（ｉ）前記ビニルエーテル化の反応混合物中に析出している塩等を分離除去したのち、酸を加え、系内を酸性〜中性条件にする。この方法によれば、留分中のアルコールをそのまま反応に使用できる。また、必要に応じてアルコールを補充することもできる。
（ｉｉ）前記ビニルエーテル化の反応混合物から、ビニルエーテルを単離精製したのち、酸性〜中性条件にし、あらためて式［４ｂ］で表されるアルコールを加え反応させる。この方法は、ビニルエーテルを単離する操作が必要であるが、該アセタール化がより円滑に進行するメリットがある。
The acetalization in the first method is a reaction that proceeds between the vinyl ether and the remaining alcohol even when an acid is directly added to the reaction mixture obtained as a result of the vinyl etherification. However, in order to produce the acetal more smoothly, the following two methods are preferable.
(I) After separating and removing the salt and the like precipitated in the vinyl etherification reaction mixture, an acid is added to bring the system to acidic to neutral conditions. According to this method, the alcohol in the fraction can be used for the reaction as it is. Moreover, alcohol can also be replenished as needed.
(Ii) After isolating and purifying vinyl ether from the reaction mixture of vinyl etherification, the reaction is carried out by adding an alcohol represented by the formula [4b] again under acidic to neutral conditions. This method requires an operation of isolating vinyl ether, but has an advantage that the acetalization proceeds more smoothly.
ここで、「中性条件」とは、反応系を水と接触させることでｐＨが７を示す条件を言い、「酸性条件」とは、反応系を水と接触させることでｐＨが７未満を示す条件を言う。酸性条件の方が、より低い温度で反応を起こすことができるため、好ましい。特にｐＨが３以下でその効果が顕著となるため、一層好ましい。 Here, the “neutral condition” refers to a condition in which the reaction system is brought into contact with water and exhibits a pH of 7, and the “acidic condition” refers to a reaction system in contact with water that has a pH of less than 7. Say the conditions shown. Acidic conditions are preferred because the reaction can occur at lower temperatures. Since the effect becomes remarkable especially at pH 3 or less, it is still more preferable.
系を酸性にするための酸としては、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の有機スルホン酸、及び硫酸等の無機酸が好適に用いられる。酸の量（系内に塩基が残存していた場合における、該塩基を中和するのに要する酸を除いた量）は、通常、式［１］で表されるビニルエーテル１．０モルに対して０．００１モル〜０．５モルであり、０．００５モル〜０．３モルが好ましく、０．０１モル〜０．２モルが特に好ましい。０．５モル以上用いても反応性に影響することはないが、生産性及び経済性の観点から好ましくない。 As the acid for making the system acidic, organic sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid and trifluoromethanesulfonic acid, and inorganic acids such as sulfuric acid are preferably used. The amount of acid (the amount excluding the acid required to neutralize the base when the base remains in the system) is usually 1.0 mol of the vinyl ether represented by the formula [1]. 0.001 mol to 0.5 mol, preferably 0.005 mol to 0.3 mol, and particularly preferably 0.01 mol to 0.2 mol. Even if 0.5 mol or more is used, the reactivity is not affected, but it is not preferable from the viewpoint of productivity and economy.
式［４ｂ］で表されるアルコールは、先に使用された、式［４ａ］で表されるアルコールと同一のアルコールであってもよく、異種のアルコールであってもよいが、同一のアルコールを用いるのが簡便である。同一のアルコールを用いた場合は、生成する式［２ａ］で表されるアセタール中のＲ基とＲ’基は同一となる。式［４ａ］で表されるアルコールとしてメタノールまたはエタノールが用いられた場合、式［４ｂ］で表されるアルコールとして各々同一のアルコールを用いることは特に好ましい態様である。 The alcohol represented by the formula [4b] may be the same alcohol as the alcohol represented by the formula [4a] used earlier or a different alcohol, but the same alcohol may be used. Easy to use. When the same alcohol is used, the R group and R 'group in the acetal represented by the formula [2a] to be generated are the same. When methanol or ethanol is used as the alcohol represented by the formula [4a], it is a particularly preferable embodiment that the same alcohol is used as the alcohol represented by the formula [4b].
式［４ｂ］で表されるアルコールの量は、ビニルエーテル１モルに対して通常１．０モル〜１５．０モル、１．０モル〜１０．０モルが好ましく、１．０モル〜５．０モルが特に好ましい。 The amount of the alcohol represented by the formula [4b] is usually 1.0 mol to 15.0 mol, preferably 1.0 mol to 10.0 mol, and preferably 1.0 mol to 5.0 mol with respect to 1 mol of vinyl ether. Mole is particularly preferred.
アセタール化の反応温度は、通常、０℃〜１５０℃であり、好ましくは３０℃〜１２０℃で、さらに好ましくは４０℃〜１００℃の範囲である。 The reaction temperature for acetalization is usually 0 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 40 ° C to 100 ° C.
この反応は通常大気中、大気圧下で行われるが、必要に応じてオートクレーブ等の耐圧反応器を用いることができる。反応時間については、特に制限はなく、ガスクロマトグラフィー等で反応の進行状況を確認し、終点に近づいたことを確認した後、反応工程を終了することが好ましい。 This reaction is usually carried out in the atmosphere at atmospheric pressure, but a pressure-resistant reactor such as an autoclave can be used if necessary. There is no restriction | limiting in particular about reaction time, It is preferable to complete | finish a reaction process, after confirming the progress of reaction by gas chromatography etc. and confirming that it has approached the end point.
アセタール化反応終了後の処理は特に限定されないが、反応液を有機溶媒と接触させ、目的物を有機相に抽出した後、蒸留等の通常の手段に付して、アセタールを単離することができる。 The treatment after the completion of the acetalization reaction is not particularly limited, but the reaction solution is brought into contact with an organic solvent, the target product is extracted into an organic phase, and then subjected to usual means such as distillation to isolate the acetal. it can.
得られた反応混合物は、精製処理を行わずに第２工程の原料として用いることもできるが、精製により未反応の原料や副生物を除去してから、続く第２工程に供した方が、それぞれの反応が高選択率で進行しやすくなるため、好ましい。 The obtained reaction mixture can also be used as a raw material for the second step without performing a purification treatment, but after removing unreacted raw materials and by-products by purification, it is preferably used for the subsequent second step. Each reaction is preferable because it easily proceeds at a high selectivity.
次に、第１工程の第２法について説明する。第２法は、式［３］で表される１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン塩基性物質の共存下、式［４ｃ］で表されるグリコールと反応させて、式［２ｂ］で表されるアセタールを得る方法である。 Next, the second method of the first step will be described. In the second method, the compound represented by the formula [2b] is reacted with the glycol represented by the formula [4c] in the presence of a 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene basic substance represented by the formula [3]. It is a method of obtaining the acetal represented by this.
第１法のビニルエーテル化と同様、第２法の反応を行うためには、反応時に生成するハロゲン化水素を中和し、化学平衡を生成物側に移動させるために、塩基性物質が必須である。 Similar to the vinyl etherification of the first method, in order to carry out the reaction of the second method, a basic substance is essential in order to neutralize the hydrogen halide produced during the reaction and move the chemical equilibrium to the product side. is there.
第２法に用いることのできる塩基性物質としては、無機塩基が好ましく、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、水酸化カルシウム、水酸化リチウムを例示することができる。中でも、安価な水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが特に好ましい。有機塩基（メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、ピペリジン、メチルピリジン、ジメチルピリジン、アニリンなど）であっても反応は進行するが、比較的高価であること、反応後の精製に負荷がかかるなどの理由から、無機塩基の方が好ましい。 The basic substance that can be used in the second method is preferably an inorganic base, and examples include sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium hydroxide, potassium carbonate, potassium bicarbonate, calcium hydroxide, and lithium hydroxide. can do. Of these, inexpensive sodium hydroxide and potassium hydroxide are particularly preferable. Even if it is an organic base (methylamine, dimethylamine, trimethylamine, diethylamine, triethylamine, tributylamine, pyridine, piperidine, methylpyridine, dimethylpyridine, aniline, etc.), the reaction proceeds but is relatively expensive. Inorganic bases are preferred because they impose a burden on the purification of the base.
塩基性物質の使用量に特別な制限はないが、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン１．０モルに対して通常１．０モル〜１０．０モルであり、１．０モル〜７．０モルが好ましく、１．０モル〜５．０モルが特に好ましい。１０．０モルを超えて用いても反応性に影響することはないが、生産性及び経済性の観点から好ましくない。一方、塩基が１．０モル未満であると、ビニルエーテルへの変換率が大幅に低下し、引き続き進行するアセタールへの変換率が低下する。 Although there is no special restriction | limiting in the usage-amount of a basic substance, Usually, it is 1.0 mol-10.0 mol with respect to 1.0 mol of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene, Mole to 7.0 mol is preferable, and 1.0 mol to 5.0 mol is particularly preferable. Even if it exceeds 10.0 mol, the reactivity is not affected, but it is not preferable from the viewpoint of productivity and economy. On the other hand, if the base is less than 1.0 mol, the conversion rate to vinyl ether is significantly reduced, and the conversion rate to acetal that continues is reduced.
第２法に使用される、式［４ｃ］で表されるグリコールのＲ"は、炭素数が２〜４の鎖状のアルキル基である。具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等を挙げることができる。この中でも、エチレングリコール、プロピレングリコールが安価であり、特に好ましい。 R ″ of the glycol represented by the formula [4c] used in the second method is a chain alkyl group having 2 to 4 carbon atoms. Specifically, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol Among these, ethylene glycol and propylene glycol are particularly preferable because they are inexpensive.
グリコールの使用量に特別な制限はないが、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン１．０モルに対して通常１．０モル〜２０．０モルであり、１．５モル〜１５．０モルが好ましく、２．０モル〜１０．０モルが特に好ましい。グリコールが２０．０モルを超えると、生産性及び経済性の観点から好ましくない。一方、グリコールが１．０モル未満であると、アセタールへの変換率が低下する。 Although there is no special restriction | limiting in the usage-amount of glycol, It is 1.0 mol-20.0 mol normally with respect to 1.0 mol of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene, 1.5 mol- 15.0 mol is preferable, and 2.0 mol to 10.0 mol is particularly preferable. If the glycol exceeds 20.0 mol, it is not preferable from the viewpoint of productivity and economy. On the other hand, the conversion rate to acetal falls that glycol is less than 1.0 mol.
第２法においては、反応の進行を促進させる目的で、相関移動触媒を添加することができる。相間移動触媒の種類に制限はないが、クラウンエーテル類、四級アンモニウム塩、ホスホニウム塩等が好適に用いられる。具体的には、１８−クラウン−６−エーテル、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムブロミド等を例示することができる。 In the second method, a phase transfer catalyst can be added for the purpose of promoting the progress of the reaction. Although there is no restriction | limiting in the kind of phase transfer catalyst, Crown ethers, a quaternary ammonium salt, a phosphonium salt, etc. are used suitably. Specific examples include 18-crown-6-ether, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylphosphonium bromide and the like.
相関移動触媒の使用量に特別な制限はないが、通常、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン１００重量部に対して０．０１重量部〜５０重量部であり、０．１重量部〜２５重量部が好ましく、０．５重量部〜１５重量部が特に好ましい。５０重量部を超えて用いても反応性に影響することはないが、生産性及び経済性の観点から好ましくない。 Although there is no special restriction | limiting in the usage-amount of a phase transfer catalyst, Usually, it is 0.01 weight part-50 weight part with respect to 100 weight part of 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene, Parts by weight to 25 parts by weight are preferred, and 0.5 to 15 parts by weight are particularly preferred. Even if it is used in excess of 50 parts by weight, the reactivity is not affected, but it is not preferable from the viewpoint of productivity and economy.
反応温度は、通常、０℃〜２００℃、好ましくは２０℃〜１５０℃で、さらに好ましくは３０℃〜１００℃の範囲である。 The reaction temperature is usually 0 ° C to 200 ° C, preferably 20 ° C to 150 ° C, more preferably 30 ° C to 100 ° C.
第２法の反応は通常大気中、大気圧下で行われるが、オートクレーブ等の耐圧反応器を用いることができる。反応時間については、特に制限はなく、ガスクロマトグラフィー等で反応の進行状況を確認し、終点に近づいたことを確認した後、反応工程を終了することが好ましい。これにより、式［２ｂ］で表されるアセタールを含む反応混合物を得ることができる。 The reaction of the second method is usually carried out in the atmosphere at atmospheric pressure, but a pressure resistant reactor such as an autoclave can be used. There is no restriction | limiting in particular about reaction time, It is preferable to complete | finish a reaction process, after confirming the progress of reaction by gas chromatography etc. and confirming that it has approached the end point. Thereby, the reaction mixture containing the acetal represented by Formula [2b] can be obtained.
反応後の処理は特に限定されないが、反応液を有機溶媒と接触させ、目的物を有機相に抽出した後、蒸留等の通常の手段に付して、アセタールを単離することができる。 Although the treatment after the reaction is not particularly limited, the acetal can be isolated by bringing the reaction solution into contact with an organic solvent and extracting the target product into an organic phase, followed by ordinary means such as distillation.
得られた反応混合物は、精製処理を行わずに第２工程の原料として用いることもできるが、精製により未反応の原料や副生物を除去してから、続く第２工程に供した方が、それぞれの反応が高選択率で進行しやすくなるため、好ましい。 The obtained reaction mixture can also be used as a raw material for the second step without performing a purification treatment, but after removing unreacted raw materials and by-products by purification, it is preferably used for the subsequent second step. Each reaction is preferable because it easily proceeds at a high selectivity.
精製処理を行う場合、その方法は特に限定されないが、反応液を有機溶媒と接触させ、目的物を有機相に抽出した後、精密蒸留に付す方法が好ましい方法として挙げられる。 When the purification treatment is performed, the method is not particularly limited, and a preferable method is to subject the reaction solution to an organic solvent, extract the target product into an organic phase, and then subject to a precision distillation.
次いで、第２工程について説明する。第２工程は、式［２ａ］または、式［２ｂ］で表されるアセタールを触媒および水の存在下、過酸化水素により酸化し、本願発明の目的物である３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を得る工程である。 Next, the second step will be described. In the second step, the acetal represented by the formula [2a] or [2b] is oxidized with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst and water, and 3,3,3-trifluoro, which is the object of the present invention, is obtained. This is a step of obtaining propionic acid.
式［２ａ］および、式［２ｂ］で表されるアセタールとしては、これまでに説明した通り、第１工程の方法で製造したものを用いることが、経済的な観点から特に好ましい。しかし、必ずしもこれに限定されず、他の方法で製造したものを第２工程の原料として使用しても差しつかえない。 As the acetal represented by the formula [2a] and the formula [2b], as described above, it is particularly preferable from the economical viewpoint to use the one produced by the method of the first step. However, the present invention is not necessarily limited to this, and products manufactured by other methods may be used as the raw material for the second step.
例えば、式［１］で表わされるビニルエーテルの製造方法として、３，３，３−トリフルオロプロピンとナトリウムメトキシドを反応させる方法（Journal of Chemical Society, ３４９０頁〜３４９８頁、１９５２年）、含水メタノール中、２−ブロモ−３，３，３−トリフルオロプロペンと水酸化ナトリウムを反応させる方法（Journal of Chemical Society Chemical Communication, ５７頁〜５８頁、１９９６年）、メタノール中、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペンと水酸化カリウムを反応させる方法（米国特許２，７３９，９８７号明細書）が知られている。 For example, as a method for producing a vinyl ether represented by the formula [1], a method of reacting 3,3,3-trifluoropropyne and sodium methoxide (Journal of Chemical Society, pages 3490-3498, 1952), in hydrous methanol , A method of reacting 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene with sodium hydroxide (Journal of Chemical Society Chemical Communication, pages 57-58, 1996), 1-chloro-3,3 in methanol , 3-trifluoropropene and potassium hydroxide are known (US Pat. No. 2,739,987).
また、式［２］で表されるアセタールは、例えば、式［１］で表わされるビニルエーテルとアルコール類を塩化メチレン中、パラトルエンスルホン酸を触媒として反応させることにより製造することができることが報告されている（Journal of Chemical Society Chemical Communication, ５７頁〜５８頁、１９９６年）。 In addition, it has been reported that the acetal represented by the formula [2] can be produced, for example, by reacting the vinyl ether represented by the formula [1] and an alcohol in methylene chloride using paratoluenesulfonic acid as a catalyst. (Journal of Chemical Society Chemical Communication, 57-58, 1996).
式［２ａ］または式［２ｂ］で表されるアセタールとしては、具体的に，１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジエトキシプロパン、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジプロポキシプロパン、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジイソプロポキシプロパン、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジブトキシプロパン、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジイソブトキシプロパン、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ビス（ペンチルオキシ）プロパン、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ビス（イソペンチルオキシ）プロパン、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ビス（ヘキシルオキシ）プロパン、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ビス（イソヘキシルオキシ）プロパン、２−（２，２，２−トリフルオロエチル）−１，３−ジオキソラン、２−（２，２，２−トリフルオロエチル）−１，３−ジオキサン、３−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−３−メトキシプロパン等を挙げることができる。 Specific examples of the acetal represented by the formula [2a] or the formula [2b] include 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane, 1,1,1-trifluoro-3,3- Diethoxypropane, 1,1,1-trifluoro-3,3-dipropoxypropane, 1,1,1-trifluoro-3,3-diisopropoxypropane, 1,1,1-trifluoro-3, 3-dibutoxypropane, 1,1,1-trifluoro-3,3-diisobutoxypropane, 1,1,1-trifluoro-3,3-bis (pentyloxy) propane, 1,1,1-tri Fluoro-3,3-bis (isopentyloxy) propane, 1,1,1-trifluoro-3,3-bis (hexyloxy) propane, 1,1,1-trifluoro-3,3-bis (iso Hexyloxy) Bread, 2- (2,2,2-trifluoroethyl) -1,3-dioxolane, 2- (2,2,2-trifluoroethyl) -1,3-dioxane, 3-ethoxy-1,1, Examples include 1-trifluoro-3-methoxypropane.
この中で入手の容易さから、３，３，３−トリフルオロ−１，１−ジメトキシプロパン、１，１−ジエトキシ−３，３，３−トリフルオロプロパン、２−（２，２，２−トリフルオロエチル）−１，３−ジオキソラン、２−（２，２，２−トリフルオロエチル）−１，３−ジオキサンが好ましい。 Among these, 3,3,3-trifluoro-1,1-dimethoxypropane, 1,1-diethoxy-3,3,3-trifluoropropane, 2- (2,2,2- Trifluoroethyl) -1,3-dioxolane and 2- (2,2,2-trifluoroethyl) -1,3-dioxane are preferred.
第２工程では、酸化剤として過酸化水素を使用する。過酸化水素の使用量は、式［２ａ］または式［２ｂ］で表されるアセタール１モルに対して、通常１モル以上である。好ましくは１モル〜２０モルであり、更に好ましくは１モル〜１０モルである。それ以上用いても良いが、生産性及び経済性を考慮すると好ましくない。 In the second step, hydrogen peroxide is used as the oxidizing agent. The amount of hydrogen peroxide used is usually 1 mol or more per 1 mol of acetal represented by the formula [2a] or the formula [2b]. Preferably it is 1 mol-20 mol, More preferably, it is 1 mol-10 mol. Although it may be used more than that, it is not preferable in view of productivity and economy.
過酸化水素は工業的に入手の容易な水溶液の形態で用いることが好ましい。その濃度に特に限定はないが、５％〜８０％が一般に用いられ、好ましくは８％〜６０％、更に好ましくは１０％〜４０％である。例えば、一般的に入手可能な３０％程度のものは特に好ましく使用できる。 Hydrogen peroxide is preferably used in the form of an industrially easily available aqueous solution. The concentration is not particularly limited, but 5% to 80% is generally used, preferably 8% to 60%, and more preferably 10% to 40%. For example, a generally available product of about 30% can be particularly preferably used.
反応温度は、通常、０℃〜１１０℃、好ましくは３０℃〜１００℃で、さらに好ましくは５０℃〜９０℃の範囲である。 The reaction temperature is usually 0 ° C to 110 ° C, preferably 30 ° C to 100 ° C, more preferably 50 ° C to 90 ° C.
また、使用される触媒としては、周期律表３属から１４属の金属、周期律表３属から１４属の金属の酸化物、周期律表１属から１４属の金属のハロゲン化物が好ましく、中でも、バナジウム、鉄、または銅を構成元素として含む触媒が好ましい。具体的には、酸化バナジウム（Ｖ）、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、臭化鉄（ＩＩＩ）、酸化鉄（ＩＩ）、酸化鉄（ＩＩＩ）、鉄、塩化銅（Ｉ）、塩化銅（ＩＩ）、酸化銅（Ｉ）、酸化銅（ＩＩ）、銅が好適な触媒として挙げられ、中でも、酸化バナジウム（Ｖ）、鉄、塩化鉄（ＩＩＩ）、塩化銅（Ｉ）、酸化銅（Ｉ）から選ばれる触媒を用いると、特に高い選択率で、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸が得られるため、特に好ましい。 The catalyst used is preferably a metal belonging to Group 3 to 14 of the Periodic Table, an oxide of Group 3 to 14 of the Periodic Table, or a metal halide of Group 1 to 14 of the Periodic Table, Among these, a catalyst containing vanadium, iron, or copper as a constituent element is preferable. Specifically, vanadium oxide (V), iron chloride (II), iron chloride (III), iron bromide (III), iron oxide (II), iron oxide (III), iron, copper chloride (I), Copper (II) chloride, copper (I) oxide, copper oxide (II), copper are mentioned as suitable catalysts, among others, vanadium oxide (V), iron, iron chloride (III), copper chloride (I), oxidation The use of a catalyst selected from copper (I) is particularly preferable because 3,3,3-trifluoropropionic acid can be obtained with a particularly high selectivity.
触媒の使用量は、式［２ａ］または式［２ｂ］で表されるアセタール１モルに対して、通常０．００１モル〜０．３モルであり、好ましくは０．００５モル〜０．２モル、更に好ましくは、０．０１モル〜０．１モルである。 The usage-amount of a catalyst is 0.001 mol-0.3 mol normally with respect to 1 mol of acetals represented by Formula [2a] or Formula [2b], Preferably it is 0.005 mol-0.2 mol. More preferably, it is 0.01 mol to 0.1 mol.
第２工程の酸化反応は、酸を共存させて行うことが好ましい。そうすることによって目的物である３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の選択率が向上し、酸化反応をより円滑に行うことができる。その使用量は、使用する酸の価数により変化するが、例えば１価の酸の場合、式［２ａ］または式［２ｂ］で表されるアセタール１モルに対して、通常０．１モル〜１０モルであり、好ましくは０．２モル〜５モル、更に好ましくは、０．３モル〜３モルである。また、２価の酸の場合、式［２ａ］または式［２ｂ］で表されるアセタール１モルに対して、通常０．０５モル〜５モルであり、好ましくは０．１モル〜２．５モル、更に好ましくは、０．１５モル〜１．５モルである。 The oxidation reaction in the second step is preferably performed in the presence of an acid. By doing so, the selectivity of the target 3,3,3-trifluoropropionic acid is improved, and the oxidation reaction can be performed more smoothly. The amount used varies depending on the valence of the acid used. For example, in the case of a monovalent acid, the amount is usually 0.1 mol to 1 mol of the acetal represented by the formula [2a] or the formula [2b] The amount is 10 mol, preferably 0.2 mol to 5 mol, more preferably 0.3 mol to 3 mol. In the case of a divalent acid, the amount is usually 0.05 mol to 5 mol, preferably 0.1 mol to 2.5 mol, relative to 1 mol of the acetal represented by the formula [2a] or the formula [2b]. Mol, more preferably 0.15 mol to 1.5 mol.
使用される酸としては、無機酸が好ましく、塩酸、臭化水素酸または硫酸が特に好ましい。 As the acid used, an inorganic acid is preferable, and hydrochloric acid, hydrobromic acid or sulfuric acid is particularly preferable.
第２工程において、触媒が周期律表３属から１４属の金属、周期律表３属から１４属の金属の酸化物、周期律表１属から１４属の金属のハロゲン化物のいずれかである場合、酸が無機酸であれば、いずれの組み合わせであっても好ましいが、触媒が酸化バナジウム（Ｖ）、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、臭化鉄（ＩＩＩ）、酸化鉄（ＩＩ）、酸化鉄（ＩＩＩ）、鉄、塩化銅（Ｉ）、塩化銅（ＩＩ）、酸化銅（Ｉ）、酸化銅（ＩＩ）、銅のいずれかである場合、酸として塩酸または硫酸を用いる組み合わせが特に好ましい。 In the second step, the catalyst is any one of metals of Group 3 to 14 of the periodic table, oxides of metals of Group 3 to 14 of the periodic table, and metal halides of Groups 1 to 14 of the periodic table. In this case, if the acid is an inorganic acid, any combination is preferable, but the catalyst is vanadium (V) oxide, iron (II) chloride, iron (III) chloride, iron (III) bromide, iron oxide ( II), iron oxide (III), iron, copper chloride (I), copper chloride (II), copper oxide (I), copper oxide (II), or copper, hydrochloric acid or sulfuric acid is used as the acid Combinations are particularly preferred.
第２工程の酸化反応は、水の存在下、行う必要がある。この水としては、前記過酸化水素または酸に用いられている水によって兼ねることができる。水の総量（過酸化水素中の水＋酸中の水）は、アセタール １モルに対して通常１モル〜１５０モル、好ましくは１モル〜１００モル、さらに好ましくは１モル〜５０モルである。水の総量が１５０モルより多い場合には、反応液に含まれる３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の濃度が希薄になりすぎ、有機溶媒により抽出する際に抽出効率が低下したり、また十分な抽出効率を得るには抽出溶媒を大量に使用しなければならず、経済的に不利である。また、水の総量が１モルより少ない場合には、酸化反応が十分に進行しない。 The oxidation reaction in the second step needs to be performed in the presence of water. As this water, water used for the hydrogen peroxide or acid can be used. The total amount of water (water in hydrogen peroxide + water in acid) is usually 1 mol to 150 mol, preferably 1 mol to 100 mol, more preferably 1 mol to 50 mol, per mol of acetal. When the total amount of water is more than 150 mol, the concentration of 3,3,3-trifluoropropionic acid contained in the reaction solution becomes too dilute, and the extraction efficiency decreases when extracting with an organic solvent. In order to obtain sufficient extraction efficiency, a large amount of extraction solvent must be used, which is economically disadvantageous. Moreover, when the total amount of water is less than 1 mol, the oxidation reaction does not proceed sufficiently.
第２工程の反応は通常大気中、大気圧下で行われるが、必要に応じてオートクレーブ等の耐圧反応器を用いることができる。反応時間については、特に制限はなく、ガスクロマトグラフィー等で反応の進行状況を確認し、終点に近づいたことを確認した後、反応工程を終了することが好ましい。 The reaction in the second step is usually carried out in the atmosphere at atmospheric pressure, but a pressure resistant reactor such as an autoclave can be used as necessary. There is no restriction | limiting in particular about reaction time, It is preferable to complete | finish a reaction process, after confirming the progress of reaction by gas chromatography etc. and confirming that it has approached the end point.
この反応形態に特別な制限はないが、原料である式［２ａ］または式［２ｂ］で表されるアセタールと酸と酸化剤を逐次的に、もしくは連続的に混合するのが、反応の制御が容易であり、好ましい。 Although there is no particular limitation on the reaction form, the reaction is controlled by sequentially or continuously mixing the raw material acetal represented by the formula [2a] or [2b], an acid, and an oxidizing agent. Is easy and preferable.
反応後の処理は特に限定されないが、反応液を有機溶媒と接触させ、目的物を有機相に抽出した後、蒸留等の通常の手段に付して、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を得ることができる。 Although the treatment after the reaction is not particularly limited, the reaction solution is brought into contact with an organic solvent, the target product is extracted into an organic phase, and then subjected to usual means such as distillation to give 3,3,3-trifluoropropionic acid. Can be obtained.
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、これらの実施態様に限られない。ここで、組成分析値の「％」とは、生成物を直接ガスクロマトグラフィーによって測定して得られた組成の「面積％」を表す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, it is not restricted to these embodiments. Here, “%” of the composition analysis value represents “area%” of the composition obtained by directly measuring the product by gas chromatography.
（ビニルエーテルの合成）
ドライアイスとアセトンで冷却した、１Ｌステンレス鋼製オートクレーブに、予めメタノール３０７ｇ（９．５９ｍｏｌ）及び水２２．５ｇにＫＯＨ１０２ｇ（１．８２ｍｏｌ）を溶解させた溶液及び（１Ｅ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン２２５ｇ（１．７２ｍｏｌ）を仕込んだ。２２℃付近まで昇温した後、１時間攪拌し、その後、７０℃で６時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、過剰のメタノールをのぞくと、原料の（１Ｅ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン２１．２％、（１Ｅ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン７０．７％、（１Ｚ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン３．２％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン４．９％であった。
(Synthesis of vinyl ether)
In a 1 L stainless steel autoclave cooled with dry ice and acetone, a solution in which 102 g (1.82 mol) of KOH was previously dissolved in 307 g (9.59 mol) of methanol and 22.5 g of water, and (1E) 1-chloro-3, 225 g (1.72 mol) of 3,3-trifluoropropene was charged. After heating up to around 22 ° C., the mixture was stirred for 1 hour, and then heated and stirred at 70 ° C. for 6 hours. When the reaction solution was measured by gas chromatography, excluding excess methanol, the raw material (1E) 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene 21.2%, (1E) -3,3,3 -Trifluoro-1-methoxypropene 70.7%, (1Z) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 3.2%, 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane It was 4.9%.
析出した塩を濾別後、フラッシュ蒸留により８０℃〜１１０℃の留分を集め、３００ｇの混合物を得た。得られたこの留分に対して水３００ｇを加え、撹拌後、二層分離を行い、得られた有機層をモレキュラシーブス４Ａ１５ｇにより乾燥し、モレキュラシーブス４Ａを濾別後、（１Ｅ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン８０．１％、（１Ｚ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン８．１％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン９．１％、メタノール０．６％、（１Ｅ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン０．５％、その他１．６％の混合物１４７ｇを得た。 The precipitated salt was separated by filtration, and fractions at 80 ° C. to 110 ° C. were collected by flash distillation to obtain 300 g of a mixture. 300 g of water was added to the obtained fraction, and after stirring, two-layer separation was performed. The obtained organic layer was dried with 15 g of molecular sieves 4A, and after molecular sieves 4A was filtered, (1E) -3, 3,3-trifluoro-1-methoxypropene 80.1%, (1Z) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 8.1%, 1,1,1-trifluoro-3,3 -147 g of a mixture of 9.1% dimethoxypropane, 0.6% methanol, 0.5% (1E) 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene and 1.6% other was obtained.
得られた混合物１４７ｇを、ステンレス鋼製不規則充填物を充填した約１５段の蒸留塔を用い精密蒸留を実施し６０℃〜６５℃の留分を集め、（１Ｅ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン８５．０ｇ（純度９９．９％、収率３９．２％）を得た。
1H-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)δ(ppm)：3.62 (3H, s), 4.92 (1H, dq, J=13.2, 6.4 Hz), 7.08 (1H, dq, J=13.2, 2.0 Hz).
19F-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3，CFCl3)δ(ppm)：−59.59 (3F, d, J=6.4 Hz).
147 g of the obtained mixture was subjected to precision distillation using an approximately 15-stage distillation column packed with an irregular packing made of stainless steel, and fractions of 60 ° C. to 65 ° C. were collected. (1E) -3, 3, 3 -85.0 g of trifluoro-1-methoxypropene (purity 99.9%, yield 39.2%) was obtained.
1 H-NMR spectrum (400 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 3.62 (3H, s), 4.92 (1H, dq, J = 13.2, 6.4 Hz), 7.08 (1H, dq, J = 13.2, 2.0 Hz) .
19 F-NMR spectrum (400 MHz, CDCl 3 , CFCl 3 ) δ (ppm): −59.59 (3F, d, J = 6.4 Hz).
（ビニルエーテルの合成）
ドライアイスとアセトンで冷却した、１Ｌステンレス鋼製オートクレーブに、予めメタノール２４６ｇ（７．６８ｍｏｌ）及び水２０ｇにＫＯＨ１２０ｇ（２．１４ｍｏｌ）を溶解させた溶液及び（１Ｚ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン２００ｇ（１．５３ｍｏｌ）を仕込んだ。２２℃付近まで昇温した後、１時間攪拌し、その後、６０℃で１．５時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、過剰のメタノールをのぞくと、原料の（１Ｚ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン７．０％、（１Ｚ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン８１．１％、（１Ｅ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン１１．７％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン０．２％であった。
(Synthesis of vinyl ether)
In a 1 L stainless steel autoclave cooled with dry ice and acetone, a solution of 246 g (7.68 mol) of methanol and 120 g (2.14 mol) of KOH in 20 g of water and (1Z) 1-chloro-3,3 200 g (1.53 mol) of 3-trifluoropropene was charged. After raising the temperature to around 22 ° C., the mixture was stirred for 1 hour and then heated and stirred at 60 ° C. for 1.5 hours. The reaction solution was measured by gas chromatography. Excluding excess methanol, the starting material (1Z) 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene 7.0%, (1Z) -3,3,3 -Trifluoro-1-methoxypropene 81.1%, (1E) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 11.7%, 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane 0.2%.
析出した塩を濾別後、フラッシュ蒸留により８０℃〜１１０℃の留分を集め、３８３ｇの混合物を得た。得られたこの留分に対して水３８３ｇを加え、撹拌後、二層分離を行い、得られた有機層をモレキュラシーブス４Ａ２０ｇにより乾燥し、モレキュラシーブス４Ａを濾別後、（１Ｚ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン８３．１％、（１Ｅ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン１２．６％、メタノール１．１％、（１Ｚ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン３．０％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン０．２％の混合物１３８ｇを得た。 The precipitated salt was separated by filtration, and fractions at 80 ° C. to 110 ° C. were collected by flash distillation to obtain 383 g of a mixture. To this obtained fraction, 383 g of water was added, and after stirring, two-layer separation was performed. The obtained organic layer was dried with 20 g of molecular sieves 4A, and after molecular sieves 4A was filtered off, (1Z) -3, 3,3-trifluoro-1-methoxypropene 83.1%, (1E) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 12.6%, methanol 1.1%, (1Z) 1-chloro 138 g of a mixture of 3.0% of -3,3,3-trifluoropropene and 0.2% of 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane was obtained.
得られた混合物１３８ｇを、ステンレス鋼製不規則充填物を充填した約１５段の蒸留塔を用い精密蒸留を実施し８０℃〜８３℃の留分を集め、（１Ｚ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン９０．０ｇ（純度９９．５％、収率４６．４％）を得た。
1H-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)δ(ppm)：3.81 (3H, s), 4.71 (1H, dq, J=8.0, 6.8 Hz), 6.53 (1H, d, J=6.8 Hz).
19F-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3，CFCl3)δ(ppm)：−57.57 (3F, d, J=8.0 Hz)
138 g of the obtained mixture was subjected to precision distillation using an approximately 15-stage distillation column packed with irregular packing made of stainless steel, and fractions at 80 ° C. to 83 ° C. were collected. (1Z) -3, 3, 3 -90.0 g of trifluoro-1-methoxypropene (purity 99.5%, yield 46.4%) was obtained.
1 H-NMR spectrum (400 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 3.81 (3H, s), 4.71 (1H, dq, J = 8.0, 6.8 Hz), 6.53 (1H, d, J = 6.8 Hz).
19 F-NMR spectrum (400 MHz, CDCl 3 , CFCl 3 ) δ (ppm): −57.57 (3F, d, J = 8.0 Hz)
（アセタールの合成（第１法））
ドライアイスとアセトンで冷却した、１Ｌステンレス鋼製オートクレーブに、予めメタノール３０７ｇ（９．５９ｍｏｌ）及び水２２．５ｇにＫＯＨ１０２ｇ（１．８２ｍｏｌ）を溶解させた溶液及び（１Ｅ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン２２５ｇ（１．７２ｍｏｌ）を仕込んだ。２２℃付近まで昇温した後、１時間攪拌し、その後、７０℃で６時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、過剰のメタノールをのぞくと、原料の（１Ｅ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン２１．２％、（１Ｅ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン７０．７％、（１Ｚ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン３．２％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン４．９％であった。
(Synthesis of acetal (first method))
In a 1 L stainless steel autoclave cooled with dry ice and acetone, a solution in which 102 g (1.82 mol) of KOH was previously dissolved in 307 g (9.59 mol) of methanol and 22.5 g of water, and (1E) 1-chloro-3, 225 g (1.72 mol) of 3,3-trifluoropropene was charged. After heating up to around 22 ° C., the mixture was stirred for 1 hour, and then heated and stirred at 70 ° C. for 6 hours. When the reaction solution was measured by gas chromatography, excluding excess methanol, the raw material (1E) 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene 21.2%, (1E) -3,3,3 -Trifluoro-1-methoxypropene 70.7%, (1Z) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 3.2%, 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane It was 4.9%.
析出した塩を濾別後、フラッシュ蒸留により８０℃〜１１０℃の留分を集め、３８１．５ｇの混合物を得た。得られたこの混合物にメタンスルホン酸３３．０ｇ（０．３４３ｍｏｌ）を仕込み、７０℃で４時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、過剰のメタノールをのぞくと、原料の（１Ｅ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン０．９％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン９６．２％、その他２．９％であった。これに水３００ｇを加え、撹拌後、二層分離を行い、得られた有機層をモレキュラシーブス４Ａ２０ｇにより乾燥し、モレキュラシーブス４Ａを濾別、混合物１５０ｇを得た。 The precipitated salt was separated by filtration, and fractions at 80 ° C to 110 ° C were collected by flash distillation to obtain 381.5 g of a mixture. To the obtained mixture, 33.0 g (0.343 mol) of methanesulfonic acid was charged, and the mixture was heated and stirred at 70 ° C. for 4 hours. When the reaction solution was measured by gas chromatography, the excess of methanol (1E) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 0.9%, 1,1,1-trifluoro, excluding excess methanol, was obtained. -3,3-dimethoxypropane was 96.2%, and the others were 2.9%. 300 g of water was added thereto, and after stirring, the two layers were separated. The obtained organic layer was dried with 20 g of molecular sieves 4A, and molecular sieves 4A was separated by filtration to obtain 150 g of a mixture.
得られた混合物１５０ｇを、ステンレス鋼製不規則充填物を充填した約１５段の蒸留塔を用い精密蒸留を実施し８９℃〜９０℃の留分を集め、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン１２８ｇ（純度９９．９％、収率４７．０％）を得た。
1H-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)δ(ppm)： 2.51 (2H, dq, J=10.8, 5.6 Hz), 3.33 (6H, s), 4.70 (1H, d, J=5.6 Hz).
19F-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3，CFCl3)δ(ppm)：−63.34 (3F, d, J=10.8 Hz)
150 g of the obtained mixture was subjected to precision distillation using an approximately 15-stage distillation column filled with irregular packing made of stainless steel, and a fraction at 89 ° C. to 90 ° C. was collected to obtain 1,1,1-trifluoro- 128 g of 3,3-dimethoxypropane (purity 99.9%, yield 47.0%) was obtained.
1 H-NMR spectrum (400 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 2.51 (2H, dq, J = 10.8, 5.6 Hz), 3.33 (6H, s), 4.70 (1H, d, J = 5.6 Hz).
19 F-NMR spectrum (400 MHz, CDCl 3 , CFCl 3 ) δ (ppm): −63.34 (3F, d, J = 10.8 Hz)
（アセタールの合成（第１法））
ドライアイスとアセトンで冷却した、１Ｌステンレス鋼製オートクレーブに、予めメタノール２３７ｇ（７．４０ｍｏｌ）及び水１０ｇにＫＯＨ８６ｇ（１．５３ｍｏｌ）を溶解させた溶液及び（１Ｚ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン１００ｇ（０．７７ｍｏｌ）を仕込んだ。２２℃付近まで昇温した後、１時間攪拌し、その後、７０℃で１．５時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、過剰のメタノールをのぞくと、原料の（１Ｚ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン２．０％、（１Ｚ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン８３．６％、（１Ｅ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン１０．３％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン４．１％であった。
(Synthesis of acetal (first method))
In a 1 L stainless steel autoclave cooled with dry ice and acetone, a solution prepared by dissolving 237 g (7.40 mol) of methanol and 86 g (1.53 mol) of KOH in 10 g of water, and (1Z) 1-chloro-3,3, 100 g (0.77 mol) of 3-trifluoropropene was charged. After heating up to around 22 ° C., the mixture was stirred for 1 hour, and then heated and stirred at 70 ° C. for 1.5 hours. When the reaction solution was measured by gas chromatography, excluding excess methanol, the starting material (1Z) 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene 2.0%, (1Z) -3,3,3 -Trifluoro-1-methoxypropene 83.6%, (1E) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 10.3%, 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane It was 4.1%.
析出した塩を濾別後、フラッシュ蒸留により８０℃〜１１０℃の留分を集め、１９０ｇの混合物を得た。得られたこの混合物にメタンスルホン酸１６．５ｇ（０．１７２ｍｏｌ）を仕込み、７０℃で４時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、過剰のメタノールをのぞくと、原料の（１Ｚ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン０．９％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン９７．６％、その他１．５％であった。これに水１５０ｇを加え、撹拌後、二層分離を行い、得られた有機層をモレキュラシーブス４Ａ１０ｇにより乾燥し、モレキュラシーブス４Ａを濾別、７７ｇを得た。 The precipitated salt was separated by filtration, and fractions at 80 ° C. to 110 ° C. were collected by flash distillation to obtain 190 g of a mixture. To this obtained mixture, 16.5 g (0.172 mol) of methanesulfonic acid was charged, and the mixture was heated and stirred at 70 ° C. for 4 hours. When the reaction solution was measured by gas chromatography, the excess of methanol (1Z) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene was 0.9%, 1,1,1-trifluoro, excluding excess methanol. It was 97.6% of -3,3-dimethoxypropane and 1.5% of others. 150 g of water was added thereto, and after stirring, the two layers were separated. The obtained organic layer was dried with 10 g of molecular sieves 4A, and molecular sieves 4A was separated by filtration to obtain 77 g.
得られた混合物７７ｇを、ステンレス鋼製不規則充填物を充填した約１５段の蒸留塔を用い精密蒸留を実施し８９℃〜９０℃の留分を集め、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン６５．５ｇ（純度９９．９％、収率５３．８％）を得た。 The resulting mixture (77 g) was subjected to precision distillation using an approximately 15-stage distillation column filled with irregular packing made of stainless steel, and the fractions of 89 ° C. to 90 ° C. were collected to obtain 1,1,1-trifluoro- 65.5 g of 3,3-dimethoxypropane (purity 99.9%, yield 53.8%) was obtained.
（アセタールの合成（第１法）、硫酸を使用）
ドライアイスとアセトンで冷却した、１Ｌステンレス鋼製オートクレーブに、予めメタノール３６８ｇ（１１．４９ｍｏｌ）及び水３０ｇにＫＯＨ１９３．６ｇ（３．４５ｍｏｌ）を溶解させた溶液及び（１Ｚ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン３００ｇ（２．３０ｍｏｌ）を仕込んだ。２２℃付近まで昇温した後、１時間攪拌し、その後、６０℃で４時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、過剰のメタノールをのぞくと、（１Ｚ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン７６．１％、（１Ｅ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン１５．９％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン０．８％であった。
(Synthesis of acetal (first method), using sulfuric acid)
In a 1 L stainless steel autoclave cooled with dry ice and acetone, a solution of 368 g (11.49 mol) of methanol and 193.6 g (3.45 mol) of KOH in 30 g of water and (1Z) 1-chloro-3, 300 g (2.30 mol) of 3,3-trifluoropropene was charged. After raising the temperature to around 22 ° C., the mixture was stirred for 1 hour and then heated and stirred at 60 ° C. for 4 hours. When the reaction solution was measured by gas chromatography, excluding excess methanol, (1Z) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 76.1%, (1E) -3,3,3- They were 15.9% of trifluoro-1-methoxypropene and 0.8% of 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane.
析出した塩を濾別後、フラッシュ蒸留により８０℃〜１１０℃の留分を集め、メタノールを含む５６０ｇの混合物を得た。得られたこの混合物に硫酸２２．５ｇ（０．２２９ｍｏｌ）を仕込み、７０℃で３．５時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、過剰のメタノールをのぞくと、（１Ｅ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン１．４％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン９３．１％、その他５．５％であった。これに水５６０ｇを加え、撹拌後、二層分離を行い、得られた有機層をモレキュラシーブス４Ａ３０ｇにより乾燥し、モレキュラシーブス４Ａを濾別、２６０ｇを得た。 The precipitated salt was separated by filtration, and fractions at 80 ° C. to 110 ° C. were collected by flash distillation to obtain 560 g of a mixture containing methanol. To the obtained mixture, 22.5 g (0.229 mol) of sulfuric acid was charged, and the mixture was heated and stirred at 70 ° C. for 3.5 hours. When the reaction solution was measured by gas chromatography, except for excess methanol, (1E) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 1.4%, 1,1,1-trifluoro-3 , 3-dimethoxypropane 93.1% and other 5.5%. 560 g of water was added thereto, and after stirring, two layers were separated. The obtained organic layer was dried with 30 g of molecular sieves 4A, and molecular sieves 4A was separated by filtration to obtain 260 g.
得られた混合物２６０ｇを、ステンレス鋼製不規則充填物を充填した約１５段の蒸留塔を用い精密蒸留を実施し８９℃〜９０℃の留分を集め、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン１８７ｇ（純度９９．８％、収率５１．４％）を得た。 260 g of the obtained mixture was subjected to precision distillation using an approximately 15-stage distillation column packed with irregular packing made of stainless steel, and the fractions of 89 ° C. to 90 ° C. were collected, and 1,1,1-trifluoro- 187 g of 3,3-dimethoxypropane (purity 99.8%, yield 51.4%) was obtained.
（アセタールの合成（第２法））
ドライアイスとアセトンで冷却した、３００ｍＬステンレス鋼製オートクレーブに、予めエチレングリコール７１．４ｇ（１．１５ｍｏｌ）にＫＯＨ３８．７ｇ（０．６９ｍｏｌ）を溶解させた溶液及び（１Ｚ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン３０ｇ（０．２３ｍｏｌ）を仕込んだ。２２℃付近まで昇温した後、１時間攪拌し、その後、６０℃で４時間加熱攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、過剰のエチレングリコールをのぞくと、原料の（１Ｚ）１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン２．０％、２−（２，２，２−トリフルオロエチル）−１，３−ジオキソラン８０．０％、その他１８．０％であった。
(Synthesis of acetal (second method))
In a 300 mL stainless steel autoclave cooled with dry ice and acetone, a solution in which 38.7 g (0.69 mol) of KOH was previously dissolved in 71.4 g (1.15 mol) of ethylene glycol and (1Z) 1-chloro-3, 30 g (0.23 mol) of 3,3-trifluoropropene was charged. After raising the temperature to around 22 ° C., the mixture was stirred for 1 hour and then heated and stirred at 60 ° C. for 4 hours. When the reaction solution was measured by gas chromatography, excluding excess ethylene glycol, the starting material (1Z) 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene was 2.0%, 2- (2,2,2 -Trifluoroethyl) -1,3-dioxolane was 80.0%, and the others were 18.0%.
析出した塩を濾別後、蒸留により８０℃〜１００℃／１３〜１６ｋＰａの留分を集め、２−（２，２，２−トリフルオロエチル）−１，３−ジオキソラン１９．１ｇ（純度９９％、収率５３．２％）を得た。
1H-NMRスペクトル(400MHz，CD3COCD3)δ(ppm)： 2.56 (2H, dq, J=11.2, 4.8 Hz), 3.85-4.00 (4H, m), 5.11 (1H, t, J=4.8 Hz).
19F-NMRスペクトル(400MHz，CD3COCD3，CFCl3)δ(ppm)：−62.74 (3F, t, J=11.2 Hz)
After separating the precipitated salt by filtration, a fraction of 80 ° C. to 100 ° C./13 to 16 kPa was collected by distillation, and 19.1 g of 2- (2,2,2-trifluoroethyl) -1,3-dioxolane (purity 99 %, Yield 53.2%).
1 H-NMR spectrum (400 MHz, CD 3 COCD 3 ) δ (ppm): 2.56 (2H, dq, J = 11.2, 4.8 Hz), 3.85-4.00 (4H, m), 5.11 (1H, t, J = 4.8 Hz).
19 F-NMR spectrum (400 MHz, CD 3 COCD 3 , CFCl 3 ) δ (ppm): −62.74 (3F, t, J = 11.2 Hz)
（アセタールの合成（第１法））
マグネチックスターラー、温度計、還流冷却管を備えたガラス製３００ｍｌ三口フラスコに、（１Ｅ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン８０．０ｇ（０．６３ｍｏｌ）、メタノール６０．６ｇ（１．８９ｍｏｌ）及びメタンスルホン酸６．０５ｇ（０．０６３ｍｏｌ）を仕込み、７０℃で４時間加熱撹拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、過剰のメタノールをのぞくと、原料の（１Ｅ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン０．９％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン９６．２％、その他２．９％であった。これに水１００ｇを加え、撹拌後、二層分離を行い、得られた有機層をモレキュラシーブス４Ａ１０ｇにより乾燥し、モレキュラシーブス４Ａを濾別後、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン９７．８％、メタノール１．６％、その他０．６％の混合物８９ｇを得た。
(Synthesis of acetal (first method))
In a glass 300 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer, thermometer, reflux condenser, (1E) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 80.0 g (0.63 mol), methanol 60.6 g (1.89 mol) and 6.05 g (0.063 mol) of methanesulfonic acid were charged, and the mixture was heated and stirred at 70 ° C. for 4 hours. When the reaction solution was measured by gas chromatography, the excess of methanol (1E) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 0.9%, 1,1,1-trifluoro, excluding excess methanol, was obtained. -3,3-dimethoxypropane was 96.2%, and the others were 2.9%. To this was added 100 g of water, and after stirring, the two layers were separated. The resulting organic layer was dried with 10 g of molecular sieves 4A, and after molecular sieves 4A was filtered off, 1,1,1-trifluoro-3,3- 89 g of a mixture of 97.8% dimethoxypropane, 1.6% methanol and 0.6% other was obtained.
得られた混合物８９ｇを、ステンレス鋼製不規則充填物を充填した約１５段の蒸留塔を用い精密蒸留を実施し８９℃〜９０℃の留分を集め、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン７２ｇ（純度９９．９％、収率７２．３％）を得た。
1H-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)δ(ppm)： 2.51 (2H, dq, J=10.8, 5.6 Hz), 3.33 (6H, s), 4.70 (1H, d, J=5.6 Hz).
19F-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3，CFCl3)δ(ppm)：−63.34 (3F, d, J=10.8 Hz)
The obtained mixture (89 g) was subjected to precision distillation using an approximately 15-stage distillation column filled with irregular packing made of stainless steel, and a fraction at 89 ° C. to 90 ° C. was collected to obtain 1,1,1-trifluoro- 72 g of 3,3-dimethoxypropane (purity 99.9%, yield 72.3%) was obtained.
1 H-NMR spectrum (400 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 2.51 (2H, dq, J = 10.8, 5.6 Hz), 3.33 (6H, s), 4.70 (1H, d, J = 5.6 Hz).
19 F-NMR spectrum (400 MHz, CDCl 3 , CFCl 3 ) δ (ppm): −63.34 (3F, d, J = 10.8 Hz)
（アセタールの合成（第１法））
マグネチックスターラー、温度計、還流冷却管を備えたガラス製３００ｍｌ三口フラスコに、（１Ｚ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン８０．０ｇ（０．６３ｍｏｌ）、メタノール６０．６ｇ（１．８９ｍｏｌ）及びメタンスルホン酸６．０５ｇ（０．０６３ｍｏｌ）を仕込み、７０℃で３時間加熱撹拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、過剰のメタノールをのぞくと、原料の（１Ｚ）−３，３，３−トリフルオロ−１−メトキシプロペン０．５％、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン９７．６％、その他１．９％であった。これに水１００ｇを加え、撹拌後、二層分離を行い、得られた有機層をモレキュラシーブス４Ａ１０ｇにより乾燥し、モレキュラシーブス４Ａを濾別後、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン９８．０％、メタノール１．５％、その他０．５％の混合物９０ｇを得た。
(Synthesis of acetal (first method))
In a glass 300 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer, thermometer, reflux condenser, (1Z) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 80.0 g (0.63 mol), methanol 60.6 g (1.89 mol) and 6.05 g (0.063 mol) of methanesulfonic acid were charged, and the mixture was heated and stirred at 70 ° C. for 3 hours. When the reaction solution was measured by gas chromatography, excluding excess methanol, the starting material (1Z) -3,3,3-trifluoro-1-methoxypropene 0.5%, 1,1,1-trifluoro It was 97.6% of -3,3-dimethoxypropane and 1.9% of others. To this was added 100 g of water, and after stirring, the two layers were separated. The resulting organic layer was dried with 10 g of molecular sieves 4A, and after molecular sieves 4A was filtered off, 1,1,1-trifluoro-3,3- 90 g of a mixture of 98.0% dimethoxypropane, 1.5% methanol and 0.5% other was obtained.
得られた混合物９０ｇを、ステンレス鋼製不規則充填物を充填した約１５段の蒸留塔を用い精密蒸留を実施し８９℃〜９０℃の留分を集め、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン７４ｇ（純度９９．９％、収率７４．３％）を得た。 90 g of the obtained mixture was subjected to precision distillation using an approximately 15-stage distillation column packed with irregular packing made of stainless steel, and the fractions of 89 ° C. to 90 ° C. were collected, and 1,1,1-trifluoro- 74 g of 3,3-dimethoxypropane (purity 99.9%, yield 74.3%) was obtained.
（酸化工程：酸化バナジウム（Ｖ）／塩酸）
マグネチックスターラー、温度計を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、３０％過酸化水素水４．４０ｇ（０．０３８８ｍｏｌ）を入れ、これに−５℃〜０℃で、酸化バナジウム（Ｖ）０．１７３ｇ（０．９５１ｍｍｏｌ）の順で加え、調製した。
(Oxidation step: vanadium oxide (V) / hydrochloric acid)
A glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer and a thermometer was charged with 4.40 g (0.0388 mol) of 30% aqueous hydrogen peroxide, and this was added at −5 ° C. to 0 ° C. and vanadium (V) oxide was added in an amount of 0. 173 g (0.951 mmol) was added in order and prepared.
マグネチックスターラー、滴下ロート、温度計、冷却管(開放系)を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン３．００ｇ（０．０１９０ｍｏｌ）、３５％塩酸３．９６ｇ（０．０３８０ｍｏｌ）および３０％過酸化水素水４．４０ｇ（０．０３８８ｍｏｌ）を入れ、攪拌下、６０℃に加熱した。これに、上記調製した過酸化水素水／酸化バナジウム（Ｖ）混合溶液を１０分間かけて滴下した。このとき反応温度は、８３℃まで上昇した。このまま１時間攪拌後、室温まで冷却し、反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸９４％、その他６％であった。 In a glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer, dropping funnel, thermometer, and condenser (open system), 3.00 g (0.0190 mol) of 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane, 3.96 g (0.0380 mol) of 35% hydrochloric acid and 4.40 g (0.0388 mol) of 30% aqueous hydrogen peroxide were added and heated to 60 ° C. with stirring. To this, the hydrogen peroxide solution / vanadium oxide (V) mixed solution prepared above was added dropwise over 10 minutes. At this time, the reaction temperature rose to 83 ° C. After stirring for 1 hour as it was, it was cooled to room temperature, and the reaction mixture was measured by gas chromatography. The result was 94% of 3,3,3-trifluoropropionic acid and 6% of others.
（酸化工程：酸化バナジウム（Ｖ）／硫酸）
マグネチックスターラー、温度計を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、３０％過酸化水素水４．４０ｇ（０．０３８８ｍｏｌ）を入れ、これに−５℃〜０℃で、酸化バナジウム（Ｖ）０．１７３ｇ（０．９５１ｍｍｏｌ）の順で加え、調製した。
(Oxidation step: vanadium oxide (V) / sulfuric acid)
A glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer and a thermometer was charged with 4.40 g (0.0388 mol) of 30% aqueous hydrogen peroxide, and this was added at −5 ° C. to 0 ° C. and vanadium (V) oxide was added in an amount of 0. 173 g (0.951 mmol) was added in order and prepared.
マグネチックスターラー、滴下ロート、温度計、冷却管(開放系)を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン３．００ｇ（０．０１９０ｍｏｌ）、５０％硫酸３．７３ｇ（０．０１９０ｍｏｌ）および３０％過酸化水素水４．４０ｇ（０．０３８８ｍｏｌ）を入れ、攪拌下、６０℃に加熱した。これに、上記調製した過酸化水素水／酸化バナジウム（Ｖ）混合溶液を１０分間かけて滴下した。このとき反応温度は、８９℃まで上昇した。このまま１時間攪拌後、室温まで冷却し、反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸８１％、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド２％、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸メチル１％、その他１６％であった。 In a glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer, dropping funnel, thermometer, and condenser (open system), 3.00 g (0.0190 mol) of 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane, 3.73 g (0.0190 mol) of 50% sulfuric acid and 4.40 g (0.0388 mol) of 30% aqueous hydrogen peroxide were added and heated to 60 ° C. with stirring. To this, the hydrogen peroxide solution / vanadium oxide (V) mixed solution prepared above was added dropwise over 10 minutes. At this time, the reaction temperature rose to 89 ° C. The mixture was stirred for 1 hour and then cooled to room temperature. The reaction solution was measured by gas chromatography. As a result, 81% 3,3,3-trifluoropropionic acid, 2% 3,3,3-trifluoropropionaldehyde, 3, Methyl 3,3-trifluoropropionate was 1% and the other was 16%.
（酸化工程：酸化バナジウム（Ｖ）／塩酸）
マグネチックスターラー、温度計を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、３０％過酸化水素水８．６１ｇ（０．０７６０ｍｏｌ）を入れ、これに−１５℃〜−１０℃で、３５％塩酸２．００ｇ（０．０１９２ｍｏｌ）、酸化バナジウム（Ｖ）０．１７３ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）の順で加え、調製した。
(Oxidation step: vanadium oxide (V) / hydrochloric acid)
A glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer and a thermometer was charged with 8.61 g (0.0760 mol) of 30% hydrogen peroxide, and 2.00 g of 35% hydrochloric acid at −15 ° C. to −10 ° C. (0.0192 mol) and vanadium oxide (V) 0.173 g (0.95 mmol) were added in this order for preparation.
マグネチックスターラー、滴下ロート、温度計、冷却管(開放系)を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン３．００ｇ（０．０１９０ｍｏｌ）を入れ、攪拌下、８０℃に加熱した。これに、上記調製した過酸化水素水／酸化バナジウム（Ｖ）／塩酸混合溶液を４０分間かけて滴下した。８０℃付近で、１時間攪拌後、室温まで冷却し、反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸８７％、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド４％、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸メチル６％、その他３％であった。 In a glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer, dropping funnel, thermometer, and condenser (open system), 3.00 g (0.0190 mol) of 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane was added. And heated to 80 ° C. with stirring. To this was added dropwise the hydrogen peroxide solution / vanadium oxide (V) / hydrochloric acid mixed solution prepared above over 40 minutes. After stirring at around 80 ° C. for 1 hour and then cooling to room temperature, the reaction solution was measured by gas chromatography. As a result, 87% of 3,3,3-trifluoropropionic acid, 3,3,3-trifluoropropionaldehyde 4 %, Methyl 3,3,3-trifluoropropionate 6% and other 3%.
（酸化工程：酸化バナジウム（Ｖ）／塩酸）
マグネチックスターラー、温度計を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、３０％過酸化水素水８．６１ｇ（０．０７６０ｍｏｌ）を入れ、これに−１５℃〜−１０℃で、３５％塩酸２．００ｇ（０．０１９２ｍｏｌ）、酸化バナジウム（Ｖ）０．０８７ｇ（０．４８ｍｍｏｌ）の順で加え、調製した。
(Oxidation step: vanadium oxide (V) / hydrochloric acid)
A glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer and a thermometer was charged with 8.61 g (0.0760 mol) of 30% hydrogen peroxide, and 2.00 g of 35% hydrochloric acid at −15 ° C. to −10 ° C. (0.0192 mol) and vanadium oxide (V) 0.087 g (0.48 mmol) were added in this order for preparation.
マグネチックスターラー、滴下ロート、温度計、冷却管(開放系)を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン３．００ｇ（０．０１９０ｍｏｌ）を入れ、攪拌下、８０℃に加熱した。これに、上記調製した過酸化水素水／酸化バナジウム（Ｖ）／塩酸混合溶液を４０分間かけて滴下した。８０℃付近で、1時間攪拌後、室温まで冷却し、反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸８８％、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド４％、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸メチル７％、その他１％であった。 In a glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer, dropping funnel, thermometer, and condenser (open system), 3.00 g (0.0190 mol) of 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane was added. And heated to 80 ° C. with stirring. To this was added dropwise the hydrogen peroxide solution / vanadium oxide (V) / hydrochloric acid mixed solution prepared above over 40 minutes. After stirring at about 80 ° C. for 1 hour and then cooling to room temperature, the reaction mixture was measured by gas chromatography. As a result, 88% 3,3,3-trifluoropropionic acid, 3,3,3-trifluoropropionaldehyde 4 %, Methyl 3,3,3-trifluoropropionate 7% and other 1%.
（酸化反応：各種触媒／塩酸）
［実施例１１］で、触媒調整に用いた酸化バナジウム（Ｖ）の代わりに、以下の金属、金属酸化物、金属塩化物を用いた以外は同様の操作を行い、反応終了後の反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、＜表１＞の結果となった。
(Oxidation reaction: various catalysts / hydrochloric acid)
In [Example 11], the same operation was performed except that the following metals, metal oxides, and metal chlorides were used instead of the vanadium oxide (V) used for catalyst preparation, and the reaction solution after completion of the reaction was prepared. When measured by gas chromatography, the results shown in Table 1 were obtained.
（酸化工程：塩化鉄（ＩＩＩ）／酸を使用せず）
マグネチックスターラー、温度計を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、３０％過酸化水素水８．６１ｇ（０．０７６０ｍｏｌ）を入れ、これに−１５℃〜−１０℃で、塩化鉄（ＩＩＩ）０．１５４ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）の順で加え、調製した。
(Oxidation step: iron (III) chloride / without acid)
A glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer and a thermometer was charged with 8.61 g (0.0760 mol) of 30% aqueous hydrogen peroxide, and this was added with iron (III) chloride at -15 ° C to -10 ° C. 154 g (0.95 mmol) in order and prepared.
マグネチックスターラー、滴下ロート、温度計、冷却管(開放系)を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン３．００ｇ（０．０１９０ｍｏｌ）を入れ、攪拌下、８０℃に加熱した。これに、上記調製した過酸化水素水／塩化鉄（ＩＩＩ）混合溶液を３０分間かけて滴下した。８０℃付近で、３０分間攪拌後、室温まで冷却し、反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸４７％、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド４％、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸メチル１％、その他４８％であった。 In a glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer, dropping funnel, thermometer, and condenser (open system), 3.00 g (0.0190 mol) of 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane was added. And heated to 80 ° C. with stirring. The hydrogen peroxide aqueous solution / iron (III) chloride mixed solution prepared above was dropped into this over 30 minutes. After stirring at about 80 ° C. for 30 minutes and then cooling to room temperature, the reaction solution was measured by gas chromatography. As a result, 47% 3,3,3-trifluoropropionic acid, 3,3,3-trifluoropropionaldehyde 4 %, Methyl 3,3,3-trifluoropropionate 1%, and other 48%.
（酸化工程：塩化鉄（ＩＩＩ）／塩酸）
マグネチックスターラー、温度計を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、３０％過酸化水素水８．６１ｇ（０．０７６０ｍｏｌ）を入れ、これに−１５℃〜−１０℃で、３５％塩酸１．００ｇ（０．００９６ｍｏｌ）、塩化鉄（ＩＩＩ）０．０７７ｇ（０．４７ｍｍｏｌ）の順で加え、調製した。
(Oxidation process: iron (III) chloride / hydrochloric acid)
A glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer and thermometer was charged with 8.61 g (0.0760 mol) of 30% hydrogen peroxide, and 1.00 g of 35% hydrochloric acid at −15 ° C. to −10 ° C. (0.0096 mol) and 0.077 g (0.47 mmol) of iron (III) chloride were added in this order for preparation.
マグネチックスターラー、滴下ロート、温度計、冷却管(開放系)を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン３．００ｇ（０．０１９０ｍｏｌ）を入れ、攪拌下、８０℃に加熱した。これに、上記調製した過酸化水素水／塩化鉄（ＩＩＩ）／塩酸混合溶液を４０分間かけて滴下した。８０℃付近で、1時間攪拌後、室温まで冷却し、反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸９５％、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド０．６％、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸メチル３％、その他１．４％であった。 In a glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer, dropping funnel, thermometer, and condenser (open system), 3.00 g (0.0190 mol) of 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane was added. And heated to 80 ° C. with stirring. To this was added dropwise the hydrogen peroxide solution / iron (III) chloride / hydrochloric acid mixed solution prepared above over 40 minutes. After stirring at about 80 ° C. for 1 hour and then cooling to room temperature, the reaction mixture was measured by gas chromatography. As a result, 95% 3,3,3-trifluoropropionic acid, 3,3,3-trifluoropropionaldehyde 0 0.6%, methyl 3,3,3-trifluoropropionate 3%, and other 1.4%.
（酸化工程：臭化鉄（ＩＩＩ）／塩酸）
マグネチックスターラー、温度計を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、３０％過酸化水素水８．６１ｇ（０．０７６０ｍｏｌ）を入れ、これに−１５℃〜−１０℃で、３５％塩酸１．００ｇ（０．００９６ｍｏｌ）、臭化鉄（ＩＩＩ）０．１３９ｇ（０．４７ｍｍｏｌ）の順で加え、調製した。
(Oxidation step: iron (III) bromide / hydrochloric acid)
A glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer and thermometer was charged with 8.61 g (0.0760 mol) of 30% hydrogen peroxide, and 1.00 g of 35% hydrochloric acid at −15 ° C. to −10 ° C. (0.0096 mol) and iron (III) bromide (0.139 g, 0.47 mmol) were added in this order for preparation.
マグネチックスターラー、滴下ロート、温度計、冷却管(開放系)を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン３．００ｇ（０．０１９０ｍｏｌ）を入れ、攪拌下、８０℃に加熱した。これに、上記調製した過酸化水素水／臭化鉄（ＩＩＩ）／塩酸混合溶液を４０分間かけて滴下した。８０℃付近で、1時間攪拌後、室温まで冷却し、反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸５０．２％、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド２６．４％、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸メチル１．７％、その他６．８％及び原料の１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン１４．９％であった。 In a glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer, dropping funnel, thermometer, and condenser (open system), 3.00 g (0.0190 mol) of 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane was added. And heated to 80 ° C. with stirring. The hydrogen peroxide solution / iron (III) bromide / hydrochloric acid mixed solution prepared above was added dropwise to this over 40 minutes. After stirring for 1 hour at around 80 ° C., the mixture was cooled to room temperature, and the reaction mixture was measured by gas chromatography. As a result, it was found that 3,3,3-trifluoropropionic acid was 50.2%, 26.4% aldehyde, 1.7% methyl 3,3,3-trifluoropropionate, 6.8% other, and 14.9% 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane as raw material there were.
（酸化工程：臭化鉄（ＩＩＩ）／臭化水素酸）
マグネチックスターラー、温度計を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、３０％過酸化水素水８．６１ｇ（０．０７６０ｍｏｌ）を入れ、これに−１５℃〜−１０℃で、４８％臭化水素酸３．２０ｇ（０．００９６ｍｏｌ）、臭化鉄（ＩＩＩ）０．１３９ｇ（０．４７ｍｍｏｌ）の順で加え、調製した。
(Oxidation step: iron (III) bromide / hydrobromic acid)
A glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer and a thermometer was charged with 8.61 g (0.0760 mol) of 30% hydrogen peroxide, and 48% hydrobromic acid at −15 ° C. to −10 ° C. 3.20 g (0.0096 mol) and iron (III) 0.139 g (0.47 mmol) were added in this order to prepare.
マグネチックスターラー、滴下ロート、温度計、冷却管(開放系)を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン３．００ｇ（０．０１９０ｍｏｌ）を入れ、攪拌下、８０℃に加熱した。これに、上記調製した過酸化水素水／臭化鉄（ＩＩＩ）／臭化水素酸混合溶液を４０分間かけて滴下した。８０℃付近で、１時間攪拌後、室温まで冷却し、反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸３１．４％、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド５７．８％、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸メチル４．９％、その他３．９％及び原料の１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン２％であった。 In a glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer, dropping funnel, thermometer, and condenser (open system), 3.00 g (0.0190 mol) of 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane was added. And heated to 80 ° C. with stirring. To this was added dropwise the hydrogen peroxide solution / iron (III) bromide / hydrobromic acid mixed solution prepared above over 40 minutes. After stirring at about 80 ° C. for 1 hour and then cooling to room temperature, the reaction mixture was measured by gas chromatography. As a result, 3,3,3-trifluoropropionic acid 31.4%, 3,3,3-trifluoropropion Aldehyde 57.8%, methyl 3,3,3-trifluoropropionate 4.9%, other 3.9% and raw material 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane 2%. .
（酸化反応：塩化鉄（ＩＩＩ）／塩酸）
マグネチックスターラー、温度計を備えたガラス製５０ｍｌ三口フラスコに、３０％過酸化水素水２８．７ｇ（０．２５３ｍｏｌ）を入れ、これに−１５℃〜−１０℃で、３５％塩酸６．６０ｇ（０．０６３３ｍｏｌ）、塩化鉄（ＩＩＩ）０．５１３ｇ（３．１６ｍｍｏｌ）の順で加え、調製した。
(Oxidation reaction: iron (III) chloride / hydrochloric acid)
Into a glass 50 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer and a thermometer, 28.7 g (0.253 mol) of 30% aqueous hydrogen peroxide was placed, and this was at −15 ° C. to −10 ° C. and 6.60 g of 35% hydrochloric acid. (0.0633 mol) and 0.513 g (3.16 mmol) of iron (III) chloride were added in this order for preparation.
マグネチックスターラー、滴下ロート、温度計、冷却管(開放系)を備えたガラス製１００ｍｌ三口フラスコに、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン１０．０ｇ（０．０６３２ｍｏｌ）を入れ、攪拌下、８０℃に加熱した。これに、上記調製した過酸化水素水／塩化鉄（ＩＩＩ）／塩酸混合溶液を２時間かけて滴下した。８０℃付近で、1時間攪拌後、室温まで冷却し、反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸９１．０％、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド１．０％、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸メチル５．０％、その他３．０％であった。 In a glass 100 ml three-necked flask equipped with a magnetic stirrer, dropping funnel, thermometer, and condenser (open system), 10.0 g (0.0632 mol) of 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane was added. And heated to 80 ° C. with stirring. To this was added dropwise the hydrogen peroxide solution / iron (III) chloride / hydrochloric acid mixed solution prepared above over 2 hours. After stirring at about 80 ° C. for 1 hour and then cooling to room temperature, the reaction mixture was measured by gas chromatography. As a result, 91.0% 3,3,3-trifluoropropionic acid, 3,3,3-trifluoropropion Aldehyde 1.0%, methyl 3,3,3-trifluoropropionate 5.0%, and other 3.0%.
反応混合液を２５ｍｌの塩化メチレンで４回抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。常圧で溶媒留去（５０℃〜７０℃）した後、減圧蒸留し、９２℃〜１００℃／１３ｋｐａの留分を集め、目的の３，３，３−トリフルオロプロピオン酸（収量５．０ｇ、収率６１．７％、純度９９．８％）を得た。
1H-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3)δ(ppm)：3.43 (2H, q, J=10.8 Hz), 11.07 (1H, bs)
19F-NMRスペクトル(400MHz，CDCl3，CFCl3)δ(ppm)：−63.47 (3F, t, J=10.8Hz)
The reaction mixture was extracted 4 times with 25 ml of methylene chloride, and the organic layer was dried over magnesium sulfate. After distilling off the solvent at normal pressure (50 ° C. to 70 ° C.), distillation under reduced pressure was performed, and a fraction of 92 ° C. to 100 ° C./13 kpa was collected to obtain the desired 3,3,3-trifluoropropionic acid (yield 5.0 g). Yield 61.7%, purity 99.8%).
1 H-NMR spectrum (400 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 3.43 (2H, q, J = 10.8 Hz), 11.07 (1H, bs)
19 F-NMR spectrum (400 MHz, CDCl 3 , CFCl 3 ) δ (ppm): −63.47 (3F, t, J = 10.8 Hz)
マグネチックスターラー、冷却管(開放系)、温度計を備えた５０ｍｌガラスフラスコに、６０％硝酸４．１ｇ（０．０３８ｍｏｌ）（２．０当量）、亜硝酸ナトリウム０．０９ｇ（１．３ｍｍｏｌ）（６．８モル％）を添加した。攪拌下、１７℃〜１８℃で、１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン３．０ｇ（０．０１９ｍｏｌ）（１．０当量）を１５分間で滴下し、滴下終了後、そのまま１時間攪拌した。反応液をガスクロマトグラフィーにより測定したところ、３，３，３−トリフルオロプロピオンアルデヒド５５％、原料の１，１，１−トリフルオロ−３，３−ジメトキシプロパン、その他３３％であった。 In a 50 ml glass flask equipped with a magnetic stirrer, a condenser (open system), and a thermometer, 4.1 g (0.038 mol) (2.0 equivalents) of 60% nitric acid and 0.09 g (1.3 mmol) of sodium nitrite (6.8 mol%) was added. While stirring, at 17 ° C. to 18 ° C., 3.0 g (0.019 mol) (1.0 equivalent) of 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane was added dropwise over 15 minutes. The mixture was stirred for 1 hour. When the reaction solution was measured by gas chromatography, it was 55% of 3,3,3-trifluoropropionaldehyde, 1,1,1-trifluoro-3,3-dimethoxypropane as a raw material, and 33% of others.
このように、本比較例の酸化方法では、目的とする３，３，３−トリフルオロプロピオン酸は得られなかった。 Thus, the target 3,3,3-trifluoropropionic acid was not obtained by the oxidation method of this comparative example.
Claims (10)
または式［２ｂ］で表されるアセタール
を触媒および水の存在下、過酸化水素により酸化することを特徴とする、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸の製造方法。 Formula [2a]
Or an acetal represented by the formula [2b]
A process for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid, characterized in that is oxidized with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst and water.
［第１工程］：式［３］で表される１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン
と反応させて、式［１］で表されるビニルエーテル
を得、次いでこれを酸性または中性条件で、
式［４ｂ］で表されるアルコール
と反応させ、式［２ａ］で表されるアセタール
を得る工程。
［第２工程］：前記［第１工程］で得られた、式［２ａ］で表されるアセタールを、触媒および水の存在下、過酸化水素により酸化し、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を得る工程。 A method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid, comprising the following reaction step.
[First step]: 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene represented by formula [3]
And a vinyl ether represented by the formula [1]
Which is then subjected to acidic or neutral conditions
Alcohol represented by the formula [4b]
And acetal represented by the formula [2a]
Obtaining.
[Second Step]: The acetal represented by Formula [2a] obtained in [First Step] is oxidized with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst and water, and 3,3,3-trifluoro A step of obtaining propionic acid.
［第１工程］：式［３］で表される１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン
と反応させて、式［２ｂ］で表されるアセタール
を得る工程。
［第２工程］：前記［第１工程］で得られた、式［２ｂ］で表されるアセタールを、触媒および水の存在下、過酸化水素により酸化し、３，３，３−トリフルオロプロピオン酸を得る工程。 A method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid, comprising the following reaction step.
[First step]: 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene represented by formula [3]
And acetal represented by the formula [2b]
Obtaining.
[Second Step]: The acetal represented by the formula [2b] obtained in [First Step] is oxidized with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst and water, and 3,3,3-trifluoro A step of obtaining propionic acid.
The method for producing 3,3,3-trifluoropropionic acid according to claim 9, wherein the inorganic acid is hydrochloric acid, hydrobromic acid or sulfuric acid.
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| CN103145556A (en) * | 2013-02-27 | 2013-06-12 | 西安近代化学研究所 | Method for synthesizing 3,3,3-trifluoro methyl propionate |
| CN103172515A (en) * | 2013-02-27 | 2013-06-26 | 西安近代化学研究所 | Preparation method of 3,3,3-trifluoromethyl propionate |
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