高纯度(氟烷基)苯衍生物及其制备方法

专利名称：高纯度(氟烷基)苯衍生物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及(氟烷基)苯衍生物及其制备方法。尤其是在医药或电子材料等领域中有用的、减少了杂质的高纯度(氟烷基)苯衍生物，特别是涉及3，5-二(三氟甲基)苯甲酸及其衍生物以及其制备方法。高纯度(氟烷基)苯羧酸衍生物类是医药、光致抗蚀剂等电子材料和功能化学品类的有用的中间体。
背景技术：
近年来，含氟化合物所具有的特殊性质在以医药、电子材料领域为代表的各个领域中开始受到人们的瞩目，由氟原子的机能所产生的应用不胜枚举。因此，已经有了各种关于向化合物中有效地引入氟原子的方法的研究。作为公知的氟化技术，例如有通过氟气体直接氟化，用HF或KF对具有氯或溴等卤原子的化合物进行卤素-氟置换的所谓的卤素置换法，将氟化氢和吡啶、三乙胺等碱类组合起来的方法，使用高原子价碘例如IF5的方法和电解氟化法等。
另外，在本发明中，若没有特别的说明，“卤素”是指氟以外的卤素。
其中，从在起始原料中使用卤素化合物等这方面看，卤素-氟置换法还存在不尽如人意的方面，但是该方法可以比较简单地引入氟原子，从而简便地制备所需的含氟化合物，由于具有这些优点，因此被广泛地使用。通过卤素-氟置换法制备氟化合物类的技术例如在Adv.FluorineChem.，1963，(3)，181中有详细记载。在该文献中记载的是含有卤原子的脂肪族化合物、芳香族化合物、具有侧链的芳香族化合物、杂环化合物、羧酸、磺酸、硅化合物或者含磷化合物类等和HF、KF、SbF3、SbF5等氟化合物之间的卤素-氟置换反应。
为了进行卤素-氟置换反应，必须要有对应于目标化合物的卤化前体，因此卤素引入的技术也已经为人们所熟知。已知的例如有使用氯气、氯化铁、三氯化磷、五氯化磷、亚硫酰二氯、磺酰氯、氯化铝、氯仿、四氯化碳、四氯化钛、光气、N-氯琥珀酰亚胺等的方法，另外为了提高选择性，还有在使用氯气、亚硫酰二氯、磺酰氯等的同时使用沸石X、Y、L、β、丝光沸石等沸石类的方法。
在光照射下使用氯气进行光氯化的方法中，即使是如甲烷等反应性低的分子也可以通过自由基链锁而有效地生成甲基氯。该方法是氯化脂肪族和芳香族化合物的侧链的有效手段。例如在Kirk-Othmer，Encylopedia of Chemical Technology，4th edition中己载的，作为芳香族侧链光氯化反应示例的从甲苯制备苄基氯的制备例等。
适用于光卤化反应的例子不只是脂肪族和芳香族烃，还涉及各种杂环化合物、羧酸、磺酸、硅化合物或含磷化合物类等。
例如在特开2001-294551号公报中记载了通过3，5-二甲基苯甲酰氯类的光氯化反应制备3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯类的方法。
但是该方法已经在法国专利820696号(1937年)中公开。即在该专利中揭示了一种用氯气使含有甲基的苯羧酸类的侧链甲基氯化的方法，在实施例10中，具体记载了在光照射下导入氯气，从3，5-二甲基苯甲酰氯制备3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯的具体工序。进一步的在美国专利2,181,554号(1939年)中，公开了一种由3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯通过卤素置换反应，制备3，5-二(三氟甲基)苯甲酰氟的方法，此外还有很多这类文献，不能完全收录。
光卤化法和卤素-氟置换法作为公知的技术在引入氟原子时被广泛地运用。但是，由于该方法使用卤化物作为引入氟的前体，因此在最终产品中一定残留有作为杂质的卤素类。作为这种杂质的残留卤素、残留金属类、残留碱金属、或碱土类金属类在医药和电子材料用途等领域中一般都会产生不良影响，在很多情况下必须将其含量减少到ppb以下。作为残留卤素的影响，例如在医药领域中，热源和其它微量杂质可能会对人体产生严重的不良影响，此外，在光致抗蚀剂等电子材料领域中残留氯会对电子设备产生腐蚀。还有，作为残留金属类的影响，例如有，Pd会引起迁移而发生绝缘不良或运作不良，对于化学放大正型抗蚀剂，在使用X射线或电子射线时由于残留的Sb容易产生正-负转换，若在密封剂中含有U、Th等元素会引起软件出错等很多残留杂质元素产生不良影响的事例。因此，强烈希望能够在可能的范围内减少作为杂质的卤素和金属类的残留量。

发明内容
本发明旨在提供一种作为医药和电子材料用途等功能化学品中间体有用的、作为杂质的残留卤素类或残留金属的含量减低的(氟烷基)苯衍生物，以及使用简便的光卤化法和卤素-氟置换法制备其的方法。
本发明者们为了解决上述课题反复进行了深入的研究，结果发现，在使用作为工业制品容易获得的烷基苯衍生物进行光卤化反应，然后通过卤素-氟置换反应制备(氟烷基)苯衍生物时，将烷基苯衍生物中过渡金属类的含量减小至一定量以下后进行光卤化反应，然后在特定的条件下通过HF充分进行卤素-氟置换反应，且根据需要组合结晶析出、蒸馏、和烃类的热接触等精制手段，可以显著地减少杂质卤素类和杂质元素的残留，从而完成了本发明。
即本发明涉及高纯度(氟烷基)苯衍生物的制备方法，其是通过使用氟以外的卤素进行下述(1)式 (其中X1表示氢原子、羟基、烷基、芳基、卤原子(包括氟原子)、甲酰基、羧基、硝基、氰基、氨基、羟甲基、氨甲基、氨基甲酰基、磺酸基或卤代羰基(包括氟原子)，进一步还表示各自可具有取代基的烷氧基羰基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基或芳氧基；R1表示羧基、卤代羰基(含氟原子)、烷氧基羰基、芳氧基羰基、可有取代基的烷基或可有取代基的芳基；n表示1～5的整数，当n为2～5时，多个R1可以相同或不同；但是R1中的至少一个为烷基。)所示的烷基苯衍生物的光卤化反应，卤化上述至少一个烷基，接着在得到的(卤化烷基)苯衍生物中使用HF进行卤素-氟置换反应，制备下述(2)式 (其中X2对应于(1)式的X1，表示氢原子、羟基、氟烷基、芳基、卤原子(含氟原子)、甲酰基、氟羰基、硝基、氰基、氨基、羟基氟甲基、氨基氟甲基、氨基甲酰基、磺酰氟基，进一步还表示各自可被取代的氟烷氧基羰基、氟烷基羰基、芳基羰基、氟烷氧基或芳氧基；R2对应于(1)式的R1表示氟羧酸基、氟烷氧基羰基、芳氧基羰基、可被取代的氟烷基或可被取代的芳基；n和前述同样，当n为2～5时，多个R2可以相同或不同；但是R2中的至少一个为氟烷基。)所示的(氟烷基)苯衍生物的方法，其中，烷基苯衍生物中的3族～12族过渡金属类的原子换算量在500ppm以下，且相对于1摩尔(卤烷基)苯衍生物使用10摩尔以上的HF。
具体实施例方式
本发明中在第1阶段的侧链卤化反应(氟化除外)中所使用的如结构式(1)所示的烷基苯衍生物是指，具有至少一个可卤化的烷基侧链的化合物，其可以具有多个该烷基侧链以外的取代基。
在本发明的制备方法中用作起始原料的烷基苯衍生物如下述式(1)所示。
式中X1表示氢原子、羟基、烷基、优选碳原子数1～24的烷基、苯基等芳基、卤原子(含氟原子)、甲酰基、羧基、硝基、氨基、羟甲基、氨甲基、氨基甲酰基、磺酸基或卤代羰基(含氟原子)。X1进一步还表示各自可具有取代基的烷氧基羰基、优选(C1-C8烷基)氧基羰基、烷基羰基、优选(C1-C8烷基)羰基、芳基羰基、烷氧基，优选表示(C1-C8烷基)氧基或芳氧基。作为烷基羰基、芳基羰基、烷氧基或芳氧基的取代基，可以列举包括氟的卤素、羟基、烷基和烷氧基。优选X1为羧基、氰基、羟基、甲酰基和氨基。
R1表示羧基、卤代羰基(含氟原子)、烷氧基羰基、优选(C1-C8烷基)氧基羰基、芳氧基羰基、可具有取代基的烷基、优选C1-C8烷基、或可具有取代基的芳基。但是R1中的至少一个为烷基。作为烷基或芳基的取代基，可以列举甲基、乙基、丙基、异丙基、苯基和甲基苯基。R1优选甲基、乙基、丙基或异丙基。
作为该烷基苯衍生物的具体化合物，可以列举4-甲基苯甲醛、4-乙基苯甲醛、2，4-二甲基苯甲醛、2，5-二甲基苯甲醛、3，4-二甲基苯甲醛、3，5-二甲基苯甲醛、2，4，5-三甲基苯甲醛、2，4，6-三甲基苯甲醛、4-异丙基苯甲醛、4-异丁基苯甲醛、4-甲基联苯基甲醛、4-乙基联苯基甲醛、4-正丙基联苯基甲醛、4-正丁基联苯基甲醛、甲基四氢化萘甲醛等烷基苯甲醛类；2-甲基苯甲酸、3-甲基苯甲酸、4-甲基苯甲酸、4-乙基苯甲酸、2，4-二甲基苯甲酸、2，5-二甲基苯甲酸、3，4-二甲基苯甲酸、3，5-二甲基苯甲酸、2，4，5-三甲基苯甲酸、2，4，6-三甲基苯甲酸、4-异丙基苯甲酸、4-异丁基苯甲酸、4-甲基联苯羧酸、4-乙基联苯羧酸、4-正丙基联苯羧酸、4-正丁基联苯羧酸、甲基四氢化萘羧酸等苯羧酸类；该苯羧酸类进行变换得到的酰卤化物类；2，4-二甲基苯酚、2，5-二甲基苯酚、3，4-二甲基苯酚、3，5-二甲基苯酚等烷基苯酚类；3，5-二甲基卤代苯、4-氯-3，5-二甲基苯酚、N，N-二乙基-间甲苯甲酰胺、2，4-二甲基苯磺酸、二(二甲苯基)甲烷等其它的化合物；以及前述化合物的位置异构体等。
该烷基苯衍生物中所含的3族～12族过渡金属的原子换算总含量(以下称为过渡金属量)在500ppm以下，优选在100ppm以下。特别优选Fe为50ppm以下。当过渡金属量高于500ppm时，在卤化反应中除了希望的侧链卤化以外，容易引起苯环的核卤化等副反应，生成的副产物引起产品中作为杂质的残留卤素类增加。当原料中的过渡金属量超过500ppm时，用蒸馏、或者通过活性炭、硅胶、氧化铝、活性白土、离子交换树脂等的吸附处理，使其减低至500ppm以下。在工业上，过渡金属通常可以在约10ppm以下。
在本发明中的侧链卤化中，可以采用作为公知技术的使用氯气、溴气、氯化铁、三氯化磷、五氯化磷、亚硫酰二氯、磺酰氯、氯化铝、氯仿、四氯化碳、四氯化钛、光气、N-氯代琥珀酰亚胺等的方法或在使用氯气、亚硫酰二氯、磺酰氯等的同时使用沸石X、Y、L、β、丝光沸石等沸石类的方法，特别优选光卤化。芳香族化合物的侧链的光卤化是在工业上广泛采用的手段，作为卤素类，可以利用氯、溴、碘等，优选可以比较廉价地获得的氯。卤素类只要是在工业上可获得的，则没有特别的限制，优选其水分含量在100ppm以下的经过干燥的卤素。虽然没有特别的限制，相对于100重量份烷基苯衍生物，卤素类的供应量优选为50～3000重量份，供应速度在0.1g/分钟以上。通常以气体状态在沸腾下(bubbling)将氯供应到反应溶液中，在使用溴、碘时分别以其液体、固体状态供应到反应液中使其反应。反应压力为0.05～0.5MPa，通常在常压下实施反应。卤化反应在50～250℃下，优选在80～200℃下进行，当到达规定温度时供应卤素开始反应。反应时间优选为0.5～24小时。
烷基苯衍生物的侧链的卤化反应在光照射下实施，但是对于光源没有特别的限制，通过将工业上的水银灯或钨灯等作为光源设置在反应器内，可以得到较高的反应活性和对侧链卤化物的选择性。此外使用过氧化苯甲酰、2，2-偶氮二异丁腈等自由基引发剂代替光照射也可以达到提高反应活性的效果。自由基引发剂的用量为少量较好，相对于1重量份作为原料的烷基苯衍生物，使用0.001～0.01重量份即可。这些自由基引发剂即使在光照射下使用也可以没有问题地达到效果。
作为原料的烷基苯衍生物，只要在侧链卤化反应条件下为液体则不一定需要溶剂。为了使原料容易取用，也可以使用溶剂，该卤化反应可以使用惰性的邻二氯苯、氯苯、四氯化碳、苯甲腈等。相对于1重量份的原料烷基苯衍生物，溶剂的用量优选在0.5～100重量份的范围内，更优选在1～50重量份的范围内。
通过上述作为本发明的第一阶段反应的侧链卤化，得到对应的(卤烷基)苯衍生物。可以列举例如，2-(三卤甲基)苯甲酸、3-(三卤甲基)苯甲酸、4-(三卤甲基)苯甲酸、4-(三卤乙基)苯甲酸、4-(五卤乙基)苯甲酸、2，4-二(三卤甲基)苯甲酸、2，5-二(三卤甲基)苯甲酸、3，4-二(三卤甲基)苯甲酸、3，5-二(三卤甲基)苯甲酸、2，4，5-三(三卤甲基)苯甲酸、2，4，6-三(三卤甲基)苯甲酸、4-(三卤异丙基)苯甲酸、4-(六卤异丙基)苯甲酸、4-(三卤异丁基)苯甲酸、4-(六卤异丁基)苯甲酸、4-(三卤甲基)联苯羧酸、4-(五卤乙基)联苯羧酸、4-(六卤正丙基)联苯羧酸、4-(六卤正丁基)联苯羧酸、(三卤甲基)四氢化萘羧酸等(卤烷基)苯羧酸类；或者这些酸的卤化物类；2，4-二(三卤甲基)苯酚、2，5-二(三卤甲基)苯酚、3，4-二(三卤甲基)苯酚、3，5-二(三卤甲基)苯酚等(卤烷基)苯酚类等。得到的(卤烷基)苯衍生物可以直接用于下一个工序，优选进行公知的蒸馏、结晶析出等精制处理，以尽可能地减少杂质。
本发明中的第二阶段反应是第一阶段反应得到的(卤烷基)苯衍生物的卤素-氟置换反应，得到对应的(氟烷基)苯衍生物。该卤素-氟置换反应可以采用例如Adv.Fluorine Chem.，1963，(3)181中记载的公知的方法。
在卤素-氟置换反应中优选使用HF，也可以将ClSO3H、FSO3H、CF3SO3H等哈曼特的酸度函数H0为-10以下的酸类，或者BF3、SbF5、TaF5等路易斯酸和HF同时使用。相对于1摩尔HF，这些酸或路易斯酸使用0.001～0.1摩尔。通常，可以将HF和(卤烷基)苯衍生物一同都填充到耐压反应容器中进行反应，或者以当填充了(卤烷基)苯衍生物的反应容器升温至规定温度的时间点供给HF的方式进行反应。随着反应的进行产生HCl，优选采用通过背压阀排气等手段防止体系内压力的上升。
相对于基准的(卤烷基)苯衍生物，HF使用10～500倍摩尔，优选20～200倍摩尔。当HF少于10倍摩尔时，卤素-氟置换反应不能充分进行，不能以高收率得到所要的(氟烷基)苯衍生物，而且大量的卤化合物在产物中成为杂质残留下来，因此不优选。
卤素-氟置换反应在室温附近也可以进行，为了使反应充分进行，优选根据(卤烷基)苯衍生物的种类，在20～400℃的范围内选择适宜的温度。例如对于(卤烷基)苯羧酸类，通常在100℃以上，优选在150～200℃的温度范围内进行0.1～20小时卤素-氟置换反应，此外对于(卤烷基)苯酚类优选在20-100℃的温度、0.1～20小时内进行卤素-氟置换反应。
作为通过上述的卤素-氟置换反应得到的(氟烷基)苯衍生物，可以列举例如，2-(三氟甲基)苯甲酸、3-(三氟甲基)苯甲酸、4-(三氟甲基)苯甲酸、4-(三氟乙基)苯甲酸、4-(五氟乙基)苯甲酸、2，4-二(三氟甲基)苯甲酸、2，5-二(三氟甲基)苯甲酸、3，4-二(三氟甲基)苯甲酸、3，5-二(三氟甲基)苯甲酸、2，4，5-三(三氟甲基)苯甲酸、2，4，6-三(三氟甲基)苯甲酸、4-(三氟异丙基)苯甲酸、4-(六氟异丙基)苯甲酸、4-(三氟异丁基)苯甲酸、4-(六氟异丁基)苯甲酸、4-(三氟甲基)联苯羧酸、4-(三氟乙基)联苯羧酸、4-(五氟乙基)联苯羧酸、4-(三氟正丙基)联苯羧酸、4-(六氟正丙基)联苯羧酸、4-(正三氟丁基)联苯羧酸、4-(正六氟丁基)联苯羧酸、(三氟甲基)四氢化萘羧酸等(氟烷基)苯羧酸类、这些酸的氟化物类、2，4-二(三氟甲基)苯酚、2，5-二(三氟甲基)苯酚、3，4-二(三氟甲基)苯酚、3，5-二(三氟甲基)苯酚等(氟烷基)苯酚类等。
依据上述第一和第二阶段的反应条件，在第二阶段中生成的(氟烷基)苯衍生物中卤素杂质(来自于(氟烷基)苯衍生物中的氟以外的卤素)的含量换算为卤原子在1重量％以下，优选在0.5重量％以下，金属杂质的含量换算为金属原子在100ppm以下，优选在50ppm以下。
在前述卤素-氟置换反应中当产物为(氟烷基)苯羧酸氟化物时，卤素-氟置换反应后，除去过量的HF和残留的HCl，然后通过适宜地组合蒸馏、升华、结晶析出等方法，可以进一步减少产物中的杂质。过量的HF和残留的HCl的除去方法没有特别的限制，例如在卤素-氟置换反应器中，在室温下，或通过加热可以馏去过量的HF和残留的HCl。这时若向体系内导入氮气等惰性气体可以促进馏去。该操作压力为常压或减压均可。
此外将反应液供应到有机溶剂回流下的蒸馏塔中，以溶剂蒸气作为热源使HF和HCl气化可以使其和产物气液分离。这时产物移行至蒸馏塔的塔底，成为气体的HF和HCl通过溶剂回流器在下游的冷凝器中被分离，作为液体回收的HF可以再利用。用于该目的的溶剂优选是溶解产物且对反应产物为惰性的烃类，其中优选己烷、苯、甲苯、二甲苯等。操作温度和操作压力可以根据使用的溶剂适宜地决定。
作为反应产物的(氟烷基)苯羧酸氟化物在进行了这些操作后，就这样直接地、或进一步经过蒸馏精制，可以得到各种氟烷基化合物。
本发明中所谓的氟烷基化合物是指，例如(氟烷基)苯羧酸、(氟烷基)苯羧酸卤化物、(氟烷基)苯羧酸酯、(氟烷基)苯甲醛、(氟烷基)苯甲腈、(氟烷基)苯羧酰胺等，该氟烷基化合物的精制可以在使馏去卤素-氟置换反应后残留的HF和HCl而得到的(氟烷基)苯衍生物与水、四卤化硅、醇或氨等反应后进行。此外，也可以蒸馏卤素-氟置换反应后的反应混合物，一次性取得精制(氟烷基)苯羧酸氟化物，在变换为该氟烷基化合物后可以进行精制。作为精制操作，通过蒸馏、结晶析出、升华等操作中的任何一种，或者将其适宜地进行组合，可以得到杂质减少的氟烷基化合物。在制备(氟烷基)苯羧酸的情况下，在卤素-氟置换反应结束后，将除去了残留于反应液中的HF和HCl的粗产物、或蒸馏该粗产物得到的精制(氟烷基)苯羧酸氟化物和水反应。该反应即使仅通过和水接触也可以进行，也可以加热。这时，若使用不与水混合、但可以同时溶解(氟烷基)苯羧酸氟化物和反应产物的(氟烷基)苯羧酸的醚类等溶剂，由于容易与水分离所以优选。和水的反应结束后，或者馏去溶剂后，析出的粗(氟烷基)苯羧酸可以通过非极性烃类有机溶剂进行结晶析出而精制。用于结晶析出的溶剂优选戊烷、己烷、庚烷等脂肪烃或苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类。从通用性和容易回收等方面出发，优选己烷、苯、甲苯。这些溶剂可以单独或混合2种以上使用。
在溶解粗(氟烷基)苯羧酸时，通常在50～200℃的温度范围内进行，从容易操作的角度出发，优选在该溶剂的回流温度下进行。溶剂量可以根据使用溶剂的种类、溶解温度、产物必要的纯度等适宜地决定。一般相对于粗(氟烷基)苯羧酸优选重量比为1～50倍。进行了加热溶解操作的溶液立即趁热过滤除去杂质。除去杂质后，根据需要可以使用活性炭或吸附剂进行脱色处理等。除去杂质后，冷却至室温附近或室温以下析出所要的结晶。结晶的分离可以通过一般所采用过滤，离心分离等固液分离操作而进行。这样得到的结晶本身已经充分减少了杂质，也可以根据需要冲洗结晶。此外，当需要进一步减少杂质时，通过重复进行本操作，可以达到所希望的纯度。通过本发明得到的减少了杂质的(氟烷基)苯羧酸类进一步氢化，可以制备(氟烷基)苄醇类。此外，该苄醇类通过溴化氢等进行羟基置换反应，还可以得到对应的(氟烷基)苄基溴。
作为制备(氟烷基)苯羧酸氯化物的方法，可以列举例如，将已说明的卤素-氟置换反应后的(氟烷基)苯羧酸氟化物和四氯化硅反应，或者将前述精制(氟烷基)苯羧酸和磺酰氯或亚硫酰二氯、磷氯化物等反应。特别是由于从羧酸到酰氯的制备比较容易，因此有多种已知的方法。例如可以将精制(氟烷基)苯羧酸溶解于乙腈中，加入过量的亚硫酰二氯，在回流温度下保持几小时后结束反应。通常可以不含催化剂，也可以将氯化锌、吡啶、三乙胺等用作催化剂。除去反应产物中的溶剂和过量的亚硫酰二氯，用蒸馏塔进行蒸馏可以得到高纯度的(氟烷基)苯羧酸酰氯。此外，当需要进一步减少杂质时，可以重复蒸馏，也可以组合分子蒸馏实施蒸馏。
在制备(氟烷基)苯甲醛时，使用二甲苯、甲苯等溶剂溶解前述的(氟烷基)苯羧酸氯化物，用氢进行接触还原。该羧酸氯化物的接触还原反应是已知的罗森蒙德法，虽然有时会缺乏可重复性，通过使其与捕捉产生的氯化氢的胺、吡啶或乙酸钠等碱共存，添加喹啉-S(通过喹啉和硫配制)，一般都能得到较好的结果。还原所用的催化剂优选钯-碳等。接触还原反应结束后，通过过滤除去包含催化剂的杂质，优选根据需要进行水洗等洗涤操作后进行蒸馏。根据本发明，可以得到减少了杂质的(氟烷基)苯甲醛，当需要进一步减少杂质时，可以重复蒸馏，也可以组合分子蒸馏实施蒸馏。
在制备(氟烷基)苯羧酸酯的情况下，将卤素-氟置换反应后除去残留的HF和HCl得到粗产物，或者将通过蒸馏该粗产物得到的(氟烷基)苯羧酸氟化物和甲醇或乙醇等醇类反应。本发明为一般公知的由酰卤化物制备酯类的方法，例如可以在过量的甲醇中滴加产物进行反应。这时，优选将通过反应产生的HF在部分冷凝器中回收循环利用，也可以使其与吡啶或三乙胺等碱共存而捕集。该反应可以在室温下进行，通过加热进行升温，在几小时内反应完成。在不能存在碱的情况下，为了除去产生的HF，优选在甲醇的回流温度下进行。从反应液中馏去过量的甲醇，若存在HF或碱等杂质时，通过过滤或水洗等适当的方法除去该杂质后进行蒸馏，可以得到高纯度的(氟烷基)苯羧酸甲酯。此外，当需要进一步减少杂质时，可以重复蒸馏，也可以组合分子蒸馏实施蒸馏。
作为制备(氟烷基)苯羧酸酰胺的方法，可以列举，将卤素-氟置换反应后除去残留的HF和HCl得到粗产物，或者将通过蒸馏该粗产物得到的(氟烷基)苯羧酸氟化物和氨或伯胺、仲胺类反应的方法。本发明也和酯衍生物的制备方法同样地，是一般公知的从酰卤化物制备酰胺类的方法。例如可以向液体氨中滴加(氟烷基)苯羧酸氟化物，在任意的温度下进行反应。这时，为了捕集产生的HF，可以使用过量的氨，优选添加叔胺。在氨或低沸点的胺等蒸气压高的基质的情况下，也可以进行使用氨水溶液和有机溶剂的两相类型的反应，在该体系内HF盐移行至水相，可以减小下一工序中的精制负担。反应结束后，馏去过量的氨等，通过进行水洗操作等除去杂质，然后和(氟烷基)苯羧酸同样地，通过使用己烷等溶剂进行结晶析出，可以得到精制的(氟烷基)苯羧酰胺。此外，当需要进一步减少杂质时，可以重复数次本操作。
前述的(氟烷基)苯羧酰胺通过脱水剂的脱水反应，可以转化为(氟烷基)苄腈。该反应是已知的从伯酰胺制备腈的反应，可以使用五氧化磷、五氯化磷、亚硫酰二氯等脱水剂。此外，在原料中使用甲磺酰胺、五氯化磷、对甲苯磺酰胺、脲或H3PO4等催化剂，使前述的(氟烷基)苯羧酸在氨的存在下进行脱水反应也同样地可以进行制备。得到的反应产物在馏去溶剂或氨后蒸馏，可以得到高纯度的(氟烷基)苄腈。此外，当需要进一步减少杂质时，可以重复蒸馏，也可以组合分子蒸馏实施蒸馏。
如上所述根据本发明，即使基于简便但存在残留卤素等杂质的问题的光卤化法，以及卤素-氟置换法，也可以减小作为产物的(氟烷基)苯衍生物中的残留卤素量或残留金属量，可以制备出作为医药和电子材料用途等的功能化学品中间体有用的高纯度的氟烷基化合物。
下面通过实施例、参考例和比较例对本发明进行具体说明，但是本发明并不受到以下实施例的限定。
参考例3，5-二甲基苯甲酰氯的制备A方法向具有氮气导入口和冷却回流管的1L的3口烧瓶中，加入300g(2mol)3，5-二甲基苯甲酸、391g(2mol)(三氯甲基)苯、0.28g(0.0017mol)作为催化剂的氯化铁(III)。在氮气气流下在搅拌的同时升温至60℃，保持30分钟。进一步在130℃下进行130分钟的反应。在反应时，产生的氯化氢用碱水溶液洗涤，收集。通过气相色谱分析反应液，结果生成324g(1.92mol)所要的3，5-二甲基苯甲酰氯(收率96％)。进一步通过减压蒸馏分离出292.7g(1.74mol)的3，5-二甲基苯甲酰氯(收率87％)。
B方法使用和A方法同样的装置，加入300g(2mol)3，5-二甲基苯甲酸、357.2g(3mol)亚硫酰二氯，在氮气气流下在搅拌的同时升温至80℃，在回流下反应3小时。在反应时，产生的二氧化硫和氯化氢用碱水溶液洗涤，收集。分析反应液的结果是，生成310g(1.84mol)所要的3，5-二甲基苯甲酰氯(收率92％)。进一步通过减压蒸馏分离出287g(1.7mol)的3，5-二甲基苯甲酰氯(收率85％)。
C方法向装有气体吹入管、冷却回流管和搅拌机的2L的3口烧瓶中，加入269.7g(2mol)3，5-二甲基苯甲醛、800g邻二氯苯，一边导入氮气一边调整体系内的温度至5℃。然后在氮气中反应液沸腾1小时后，停止氮气的供应，开始供应氯。在供应氯的同时，用水银灯照射6小时，完成光氯化反应。通过气相色谱进行定量分析的结果为，生成1.4mol 3，5-二甲基苯甲酰氯(收率70％)。通过进一步减压蒸馏分离出236g(1.4mol)3，5-二甲基苯甲酰氯(收率68％)。通过ICP进行全元素分析的结果是，3至12族的金属原子的合计残留量为500ppm以下，最多的Fe为10ppm，其次的Zn为30ppm。
实施例13，5-二(三氟甲基)苯甲酸的制备(1)3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯的制备向装有高压水银灯装入管、氯气通入管、冷却回流管的500mL的四口烧瓶中，加入250g通过参考例中记载的A方法得到的3，5-二甲基苯甲酰氯，在氮气流通下升温。当内温达到140℃时，将氮气更换为氯气，同时进行水银灯的照射，开始侧链甲基的光氯化反应。每隔一定时间用气相色谱分析反应液，继续反应直至只有3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯的峰出现。光氯化反应需要的时间为22小时，其间供应729.1g(理论量的1.2倍摩尔)氯。3，5-二甲基苯甲酰氯的转化率为100％，3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯的收率为95％。
进一步进行蒸馏，得到主馏分为146～147℃/3mmHg的517.5g的3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯(收率93％)。从ICP分析的结果可以看出，蒸馏精制的3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯中Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni分别为10ppm以下。
(2)3，5-二(三氟甲基)苯酰氟的制备向装有冷却回流管的300ml的哈斯特洛伊蚀镍基耐蚀耐热合金C制的高压釜中，加入50g(0.133mol)上述制得的3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯。用氮气置换反应器内部后，加入80g(4mol)无水氟化氢(HF)，在搅拌下使内含物升温至150℃。然后保持13小时进行反应。随着反应的进行产生氯化氢，因为使高压釜的内压上升至HF蒸气压以上，所以通过冷却回流管下游测的阀洗涤产生的氯化氢，使内压保持在3MPa。当达到几乎看不到压力上升的阶段时，冷却高压釜完成反应。
在减压下吸引除去未反应的氟化氢和残留的氯化氢，将高压釜中的反应液移送至在氮气氛围下的密闭容器中。对该反应生成液进行部分取样，通过气相色谱分析的结果可以看到，生成0.11mol的目标产物、即氯完全被氟取代的3，5-二(三氟甲基)苯酰氟(收率为83％)。此外根据气相色谱显示的纯度为99.8％，由此可以推定残留氯的量为1wt％以下。
(3)3，5-二(三氟甲基)苯甲酸的制备将上述得到的粗3，5-二(三氟甲基)苯酰氟直接加入到100g乙醚和100g冰水的混合溶剂中。这时，伴随着发热3，5-二(三氟甲基)苯酰氟慢慢水解为3，5-二(三氟甲基)苯甲酸。然后减压馏去溶剂乙醚，得到0.11mol粗3，5-二(三氟甲基)苯甲酸。然后将粗3，5-二(三氟甲基)苯甲酸在己烷回流温度下溶解，趁热过滤。在0℃下结晶析出。通过结晶析出得到的3，5-二(三氟甲基)苯甲酸为针状的结晶，产量为0.094mol(回收率为85％)。
由气相色谱显示得到的结晶的纯度为99.9％以上，通过氢氧火焰燃烧装置对结晶中残留的作为杂质的全部氯的量进行定量的结果为500ppm。然后溶解于乙醚后，用水萃取求出的离子性氯的量为50ppm。进一步通过ICP的全元素分析，没有检测到任何的Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、S。在ICP装置的全元素分析中的检测下限为，对于In、Sb为100ppm，对于Li、K、Pt、Pb、P为50ppm、对于Ti、W、Mo、Al为20ppm，其余的元素为1至10ppm。进一步对于1族和2族的元素，提高精度后通过ICP装置进行定量分析，任何一种都在10ppm以下。
实施例23，5-二(三氟甲基)苯甲酸的制备基于实施例1，通过HF进行的卤素-氟置换反应完成后，得到28g的3，5-二(三氟甲基)苯酰氟，对其进行蒸馏，得到22.5g在78-83℃/50mmHg的馏分。使用该馏分，除了进行下述的操作以外，其余按照同样的方法得到20g(0.08mol)3，5-二(三氟甲基)苯甲酸的针状结晶。
由气相色谱显示产物的纯度为99.9％以上，残留的作为杂质的全部氯的量为50ppm。通过ICP的全元素分析，没有检测到残留元素Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、S。此外1族和2族元素通过ICP定量分析，任何一种都在10ppm以下。
实施例33，5-二(三氟甲基)苯甲酰氯的制备进行与实施例1同样的操作，通过HF进行的卤素-氟置换反应完成后，得到280g的3，5-二(三氟甲基)苯酰氟，对其进行蒸馏，得到225g在78-83℃/50mmHg的馏分。向该馏分中添加5g氯化铝，保持在40℃。然后用2小时滴加49g四氯化硅后，进一步进行2小时的反应。加入分子筛过滤反应混合物，供应到苯回流的蒸馏柱内，除去低沸点成分。过滤柱的下部液体，进一步在减压下在11mmHg进行蒸馏，得到156g从69至70℃的馏分。通过对产物进行NMR分析等，可以看到其为所要的3，5-二(三氟甲基)苯甲酰氯。由气相色谱显示产物的纯度为99.9％以上，通过ICP的全元素分析，没有检测到残留元素Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、S，1族和2族元素中的任何一种都在1ppm以下。
实施例43，5-二(三氟甲基)苯甲酸甲酯的制备进行与实施例2同样的操作，通过HF进行的卤素-氟置换反应完成后，得到13.8g(0.053mol)的3，5-二(三氟甲基)苯酰氟，将其用60分钟滴加到25.9g(0.8mol)甲醇中，在40℃下反应4小时。通过气相色谱分析，得到14.2g(0.052mol)作为目标产物的3，5-二(三氟甲基)苯甲酸甲酯(收率98％，选择率100％)。进一步通过减压蒸馏，分离出13.9g(0.05mol)的3，5-二(三氟甲基)苯甲酸甲酯(收率96％)。由气相色谱显示其纯度为99％以上，通过ICP的全元素分析，没有检测到Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、S，1族和2族元素中的任何一种都在1ppm以下。
实施例53，5-二(三氟甲基)苯甲醛的制备向1L的高压釜中，加入100g(0.36mol)通过和实施例3同样的方法得到的3，5-二(三氟甲基)苯甲酰氯、350g干燥的甲苯、90g(1.08mol)无水的乙酸钠、10.9g 10％钯-碳。向其中加入21.7g喹啉(0.17mol)、3.6g硫(0.11mol)，加热回流5小时后，加入用干燥二甲苯稀释至250ml的喹啉-S。高压釜内减压后，导入氢使压力为1MPa。逐次地补充氢同时保持压力在1MPa，在室温下搅拌1小时。使温度为50℃，进一步搅拌2小时后，使温度降到室温，搅拌24小时完成反应。使压力降到常压，过滤反应液，用甲苯洗涤。进一步依序用5％碳酸钠水溶液和水洗涤该溶液，用无水硫酸钠干燥。过滤除去无水硫酸钠后，馏去甲苯，通过气相色谱分析。
其结果是生成65.4g(0.27mol)作为目标产物的3，5-二(三氟甲基)苯甲醛(收率76％)，进一步通过减压蒸馏，分离出63.0g(0.27mol)的3，5-二(三氟甲基)苯甲醛(收率72％)。由气相色谱显示其纯度为99％以上，通过ICP的全元素分析，没有检测到Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、S，1族和2族元素中的任何一种都在1ppm以下。
实施例63，5-二(三氟甲基)苯酚的制备(1)3，5-二(三氟甲基)苯乙酮的制备加入9.0g(0.0345mol)通过和实施例2同样的方法得到的3，5-二(三氟甲基)苯酰氟，16mL HMPA，在室温下搅拌30分钟。进一步加入5ml(0.0361mol)四甲基锡和钯-膦催化剂；14mg(0.018mol)PhCH2Pd(PPh3)2Cl，升温至65℃。然后搅拌1小时后，冷却至室温，加入20mL水，分离有机层。用10mL乙醚萃取水层后合并有机溶剂，用20mL水洗涤四次。用硫酸镁干燥该有机层后，通过气相色谱分析的结果看到，生成7.25g(0.0283mol)作为目标产物的3，5-二(三氟甲基)苯乙酮(收率82％)。进一步通过减压蒸馏，分离出3，5-二(三氟甲基)苯乙酮(收率77％)。
(2)3，5-二(三氟甲基)苯酚的制备加入100g(0.39mol)通过上述反应得到的3，5-二(三氟甲基)苯乙酮、155.2g(0.74mol)三氟乙酸酐、400mL氯仿，在氮气下在0℃下搅拌。进一步用30分钟滴加滴液漏斗中的19.7g(0.52mol)90％双氧水，搅拌1小时后，升温到70℃反应5小时。反应结束后温度回到室温，将反应液移送至放入了饱和食盐水的分液漏斗中水洗，然后分离有机层。通过气相色谱分析该有机层，显示生成了57.5g(0.25mol)作为目标产物的3，5-二(三氟甲基)苯酚(收率67％)。进一步通过减压蒸馏，分离出53.3g(0.23mol)的3，5-二(三氟甲基)苯酚(收率63％)。通过气相色谱显示其纯度为99％以上，通过ICP的全元素分析，没有检测到残留元素Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、S，1族和2族元素中的任何一种也都在1ppm以下。
实施例73，5-二(三氟甲基)苯甲酰胺的制备在装有65.5ml(3.8mol)冰冷却的氨水和300g甲苯的3口烧瓶中，用1小时滴加100g(0.38mol)通过和实施例2同样的方法得到的3，5-二(三氟甲基)苯酰氟。滴加结束后，使温度达到30℃开始反应，反应进行5小时。通过气相色谱分析甲苯层，生成了98.8g(0.38mol)作为目标产物的3，5-二(三氟甲基)苯甲酰胺(收率98％，选择率100％)。进一步根据实施例2进行结晶析出，分离出93.9g(0.37mol)的3，5-二(三氟甲基)苯甲酰胺(收率95％)。通过气相色谱显示其纯度为99％以上，通过ICP的全元素分析，没有检测到Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、S，1族和2族元素中的任何一种也都在1ppm以下。
实施例83，5-二(三氟甲基)苄腈的制备在2L的三口烧瓶中，加入300g(1.17mol)通过和实施例7同样的方法得到的3，5-二(三氟甲基)苯甲酰胺、183.6g(0.7mol)三苯膦、107.7g(0.7mol)四氯化碳、400ml四氢呋喃，混合液在搅拌下升温至60℃，反应180分钟。进一步加入6g(0.04mol)五氧化磷后，将蒸馏装置安装在烧瓶上，在常温下蒸馏，得到155℃的馏分237.1g。通过气相色谱分析该馏分，得到的作为目标化合物的3，5-二(三氟甲基)苄腈的纯度为99.8％(生成0.99mol，收率85％)。根据ICP的全元素分析，没有检测到Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、S，1族和2族元素中的任何一种也都在1ppm以下。
实施例9
3，5-二(三氟甲基)苄醇的制备将80g(0.31mol)通过和实施例2同样的方法得到的3，5-二(三氟甲基)苯甲酸缓缓加入到冷却至0℃的氢化铝锂的1.0M乙醚溶液460ml(0.46mol)中。体系内在氮气气流下在搅拌的同时使反应液升温至回流温度(35℃)，反应10小时。反应结束后温度冷却至0℃，用15分钟加入20ml水。进一步缓缓加入20ml的15％氢氧化钠水溶液、60ml水。搅拌30分钟后过滤，分离取出有机层，用无水硫酸钠干燥。过滤除去无水硫酸钠后通过气相色谱分析有机层，生成作为目标产物的58.6g(0.24mol)的3，5-二(三氟甲基)苄醇(收率78％，选择率91％)。进一步馏去乙醚，通过减压蒸馏分离出55.9g(0.23mol)的3，5-二(三氟甲基)苄醇(收率74％)。通过气相色谱显示其纯度为99％以上，通过ICP的全元素分析，没有检测到Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、S，1族和2族元素中的任何一种也都在1ppm以下。
实施例103，5-二(三氟甲基)苄胺的制备向300mL的高压釜内加入145.3g(0.60mol)通过和实施例5同样的方法得到的3，5-二(三氟甲基)苯甲醛、60ml含有10.3g(0.60mol)液氨的冷乙醇溶液、2g拉奈镍(Ranay nickel)，在氢气加压(9MPa)下保持搅拌升温至40℃反应1小时。进一步在70℃下反应30分钟后冷却，抽去反应液。过滤除去催化剂后通过气相色谱分析，结果生成作为目标产物的128.9g(0.53mol)的3，5-二(三氟甲基)苄胺(收率89％，选择率93％)。进一步通过减压蒸馏，分离出124.0g(0.51mol)的3，5-二(三氟甲基)苄胺(收率85％)。通过气相色谱显示其纯度为99％以上，通过ICP的全元素分析，没有检测到Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、S，1族和2族元素中的任何一种也都在1ppm以下。
实施例11间-(三氟甲基)苯酰氟的制备除了用间-(三氟甲基)苯甲酰氯代替3，5-二(三氟甲基)苯甲酰氯作为原料以外，其余按照和实施例2同样的方法进行。作为目标产物的间-(三氟甲基)苯酰氟的收率为92％，选择率为98％。通过气相色谱显示其纯度为99％以上，通过ICP的全元素分析，没有检测到Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、S，1族和2族元素中的任何一种也都在1ppm以下。
比较例1除了使用原料中的金属含量为Fe 570ppm、Zn 220ppm、Sn 130ppm的3，5-二甲基苯甲酰氯以外，其余按照和实施例1同样的方法进行。光氯化反应结束后的氯化物的收率相对于实施例1的95％为86％，HF置换反应结束后的3，5-二(三氟甲基)苯甲酸氟化物的纯度为89％，作为杂质的所有的氯残留2.3wt％。
比较例2除了在通过HF进行的氟置换反应中相对于基质的HF的加入量变为8倍mol以外，其余按照和实施例1同样的方法进行。光氯化反应结束后的氯化物的收率为94.8％，HF置换反应结束后的3，5-二(三氟甲基)苯甲酸氟化物的纯度为12％，作为杂质的所有的氯残留12.6wt％。
比较例3除了将通过HF进行的氟置换反应温度变为130℃，反应时间变为5小时以外，其余按照和实施例1同样的方法进行。3，5-二(三氟甲基)苯酰氟的收率为28％，选择率为41％，3，5-二(三氟甲基)苯甲酸氟化物的纯度为58％。
比较例4除了将反应温度变为100℃，反应时间变为45小时以外，其余按照和比较例3同样的方法进行。3，5-二(三氟甲基)苯酰氟的收率为49％，选择率为58％。
比较例5除了将加入HF摩尔比变为20倍，反应温度变为130℃，反应时间变为12小时以外，其余按照和实施例1同样的方法进行。3，5-二(三氟甲基)苯酰氟的收率为2.9％，选择率为4.2％。
比较例6除了将加入HF摩尔比变为30倍以外，其余按照和比较例5同样的方法进行。3，5-二(三氟甲基)苯酰氟的收率为69％，选择率为89％。
比较例7除了将加入HF摩尔比变为40倍以外，其余按照和比较例5同样的方法进行。3，5-二(三氟甲基)苯酰氟的收率为70％，选择率为90％。
比较例8除了将反应温度变为130℃，HF的摩尔比变为8以外，其余按照与实施例4同样的方法进行。得到的3，5-二(三氟甲基)苯甲酸甲酯的收率为3.4％，残留的所有的氯的量为3.1wt％。
将本发明的实施例1至4和比较例1至8记载在表1中，对效果进行比较。
表1

*)蒸馏氟置换反应后的产物表1(续)

实施例123-(三氟甲基)苯甲酸除了用3-(三氯甲基)苯甲酰氯代替3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯作为原料以外，其余按照和实施例1同样的方法进行。作为目标产物的3-(三氟甲基)苯甲酸的收率为92％，选择率为98％。
实施例134-(三氟甲基)苯甲酸除了用4-(三氯甲基)苯甲酰氯代替3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯作为原料以外，其余按照和实施例1同样的方法进行。作为目标产物的4-(三氟甲基)苯甲酸的收率为93％。
实施例142，4-二(三氟甲基)苯甲酸除了用2，4-二(三氯甲基)苯甲酰氯代替3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯作为原料以外，其余按照和实施例1同样的方法进行。作为目标产物的2，4-二(三氟甲基)苯甲酸的收率为87％，选择率为97％。
实施例15
3，4-二(三氟甲基)苯甲酸除了用3，4-二(三氯甲基)苯甲酰氯代替3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯作为原料以外，其余按照和实施例1同样的方法进行。作为目标产物的3，4-二(三氟甲基)苯甲酸的收率为88％，选择率为98％。
实施例164-三氟甲基联苯羧酸除了用4-三氯甲基联苯羧酰氯代替3，5-二(三氯甲基)苯甲酰氯作为原料以外，其余按照和实施例1同样的方法进行。作为目标产物的4-三氟甲基联苯羧酸的收率为90％，选择率为96％。
实施例17～31按照从实施例2至实施例16同样的方法得到(氟烷基)苯衍生物。但是在实施例17中进行2次结晶，除此以外最后进行2次蒸馏，减少杂质。得到的(氟烷基)苯衍生物的纯度和残留卤素量和残留金属量汇总后记载在表2中。
表2

残留金属Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、In、Si、Sn、Pb、P、Sb、S比较例9-23基于实施例17至实施例31，除了将卤素-氟置换反应时HF的摩尔比变为8以外，其余按照同样的方法得到(氟烷基)苯衍生物。在得到的(氟烷基)苯衍生物中，任何一个都残留金属，最少的为50ppm，此外残留氯最少的为1.1wt％。(氟烷基)苯衍生物的纯度在最好的情况下也不过是62％。
本发明通过一般难以减少卤素的卤素-氟置换法制备(氟烷基)苯衍生物，提供了一种制备作为医药、电子材料用途等功能化学品中间体有用的、减少了卤素等杂质的(氟烷基)苯衍生物的方法。
权利要求
1.一种制备如下述(2)式所示的(氟烷基)苯衍生物的方法，其特征在于包含下述的工序使下述(1)式所示的烷基苯衍生物中的3族～12族过渡金属的原子换算总量在500ppm以下的工序；使用氟以外的卤素，通过光卤化反应使前述精制的烷基苯衍生物上的前述至少一个烷基卤化工序；然后相对于得到的1摩尔(卤烷基)苯衍生物，使用10摩尔以上的HF进行卤素-氟置换反应的工序， 其中X1表示氢原子、羟基、烷基、芳基、卤原子(含氟原子)、甲酰基、羧酸基、硝基、氰基、氨基、羟甲基、氨甲基、氨基甲酰基、磺酸基或卤代羰基(含氟原子)，进一步还表示各自可具有取代基的烷氧基羰基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基或芳氧基；R1表示羧酸基、卤代羰基(含氟原子)、烷氧基羰基、芳氧基羰基、可具有取代基的烷基或可具有取代基的芳基；n表示1～5的整数，当n为2～5时，多个R1可以相同或不同；但是R1中的至少一个为烷基， 其中X2对应于(1)式的X1，表示氢原子、羟基、氟烷基、芳基、卤原子(含氟原子)、甲酰基、氟羰基、硝基、氰基、氨基、羟基氟甲基、氨基氟甲基、氨基甲酰基、或磺酰氟基，进一步还表示各自可具有取代基的氟烷氧基羰基、氟烷基羰基、芳基羰基、氟烷氧基或芳氧基；R2对应于(1)式的R1，表示氟羰基、氟烷氧基羰基、芳氧基羰基、可具有取代基的氟烷基或可具有取代基的芳基；n和前述同样，当n为2～5时，多个R2可以相同或不同；但是R2中的至少一个为氟烷基。
2.权利要求1记载的制备方法，其特征在于前述光卤化反应通过相对于100重量份前述烷基苯衍生物供应50～3000重量份的氯、溴或碘而进行。
3.权利要求1或2记载的制备方法，其特征在于前述光卤化反应在0.05～0.5MPa、50～250℃下进行。
4.权利要求1至3中任一项记载的制备方法，其特征在于前述卤素-氟置换反应在哈曼特的酸度函数H0为-10以下的酸，或者在选自BF3、SbF5、TaF5的路易斯酸的存在下进行。
5.权利要求4记载的制备方法，其特征在于相对于1摩尔HF，前述哈曼特的酸度函数H0为-10以下的酸或路易斯酸使用0.001～0.1摩尔。
6.权利要求1至3中任一项记载的制备方法，其特征在于前述卤素-氟置换反应在20～400℃下进行0.1～20小时。
7.通过权利要求1记载的制备方法得到的(氟烷基)苯衍生物。
8.权利要求7记载的(氟烷基)苯衍生物，其特征在于卤素杂质含量为，换算至卤素原子在1重量％以下。
9.权利要求7或8记载的(氟烷基)苯衍生物，其特征在于金属杂质的含量为，换算至金属原子在100ppm以下。
全文摘要
本发明的(氟烷基)苯衍生物的制备方法包含下述的工序使烷基苯衍生物中的3族～12族过渡金属的原子换算总量在500ppm以下的工序；通过光卤化反应使前述精制烷基苯衍生物侧链烷基卤化，得到(卤烷基)苯衍生物的工序；以及使用相对于前述(卤烷基)苯衍生物为10摩尔以上的HF，进行卤素－氟置换反应，得到(氟烷基)苯衍生物的工序。通过上述方法制备的(氟烷基)苯衍生物减小了作为杂质残留的卤素类和残留金属的含量，是一种作为医药、电子材料用途等功能化学品中间体有用的化合物。
文档编号C07C63/70GK1653029SQ0381128
公开日2005年8月10日 申请日期2003年4月24日 优先权日2002年4月30日
发明者日高敏雄, 伏见则夫, 吉村贵史, 川合建 申请人:三菱瓦斯化学株式会社