專利名稱：芳香族醛的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧化芐醇化合物或者芐醚化合物而制造相應(yīng)芳香族醛化合物的方法。
背景技術(shù)：
到目前為止，作為通過(guò)氧化芐醇化合物而制造相應(yīng)芳香族醛化合物的方法，已經(jīng)公知了各種氧化反應(yīng)，例如利用鉻酸的氧化、利用活性二氧化錳的氧化、以斯旺氧化(スワン酸化)為代表的利用二甲亞砜的氧化、利用2，2，6，6-四甲基哌啶子基氧基自由基(TEMPO)等含氧銨鹽化合物的氧化、利用釕等過(guò)渡金屬催化劑的氧化[參照日本化學(xué)會(huì)編、實(shí)驗(yàn)化學(xué)講座、有機(jī)合成III-醛、酮、醌，第4版，丸善(株式)、1991、21卷、1-20頁(yè)]。
然而，在上述傳統(tǒng)的方法中，利用鉻酸或活性二氧化錳的氧化，在反應(yīng)結(jié)束后需要處理殘留的有害金屬化合物。另外，利用二甲亞砜的氧化，其二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)、酰氯等活化劑需要大于等于當(dāng)量。此外，利用氧化銨鹽化合物的氧化、利用過(guò)渡金屬催化劑的氧化需要使用昂貴的催化劑。
另一方面，還公知了在催化劑量的鎢酸鈉存在下利用過(guò)氧化氫水的氧化[四面體雜志(Tetrahedron Lett.)，39卷，7549頁(yè)(1998)]。然而，關(guān)于具有硝基等取代基的化合物，不能獲得良好的反應(yīng)性的問(wèn)題還未解決。
此外，還公知了在乙腈-水混合溶劑中，在1.5當(dāng)量的氯化銨存在下使用1當(dāng)量的溴酸鈉的方法[化學(xué)研究雜志(J.Chem.Research(s))，100頁(yè)(1998)]。然而，在這種方法中，如果使用化學(xué)理論學(xué)上3倍量的氧化劑，就必需進(jìn)一步處理作為廢棄物的1當(dāng)量份的溴化鈉，這在工業(yè)實(shí)施上是不理想的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供解決了上述傳統(tǒng)技術(shù)所具有的缺點(diǎn)的制造芳香族醛化合物的方法。
本發(fā)明的其他目的在于提供氧化芐醇化合物或芐醚化合物而制造相應(yīng)芳香族醛化合物的新方法。
本發(fā)明者精心地研究結(jié)果意外地發(fā)現(xiàn)在催化劑存在下，使化學(xué)理論量范圍的少量(根據(jù)情況，不足化學(xué)計(jì)量范圍的少量)的溴氧化物和芐醇化合物或芐醚化合物反應(yīng)對(duì)于解決上述課題是非常有效的。本發(fā)明是基于這樣的發(fā)現(xiàn)而完成的。
發(fā)明實(shí)施方式以下，根據(jù)需要參照附圖
詳細(xì)地描述本發(fā)明。在以下記載中，如果沒(méi)有特別指出，表示量比的“部”以及“％”都是質(zhì)量基準(zhǔn)。
本發(fā)明例如包括下述[1]～[11]項(xiàng)所示那樣的方式。
以通式(3) (式中，R’、n表示與下述相同的意義。)表示的芳香族醛化合物的制造方法，其特征在于在酸催化劑存在下，使以通式(1) (式中，R表示氫原子或烷基，n表示1～6的整數(shù)，R’可以相同，也可以不同，各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、羥基、烷氧基、羥烷基、烷氧烷基、鹵烷基、羧基或其金屬鹽、烷氧羰基、鹵原子、硝基、氨基、烷基氨基、烷基羰基氨基、氰基、甲?；⑼榛驶蚩梢跃哂腥〈谋交?表示的芐基化合物與以通式(2)MBrOm(2)(式中，M表示氫原子或金屬原子，m表示1～3的整數(shù)。)表示的溴氧化物反應(yīng)。
[1]所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，以通式(1)表示的芐基化合物的R’全部都是氫原子或者R’中的至少一個(gè)是吸電子基團(tuán)。
[1]所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，以通式(1)表示的芐基化合物的R’全部都是氫原子或者R’中的至少一個(gè)是硝基、氯、羥甲基中的任一個(gè)。
[1]～[3]任一項(xiàng)所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，以通式(2)表示的溴氧化物是溴酸、溴酸鹽或者亞溴酸鹽。
[1]～[3]任一項(xiàng)所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，以通式(2)表示的溴氧化物是溴酸鹽。
[1]～[3]任一項(xiàng)所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，酸催化劑是有機(jī)羧酸。
[1]～[3]任一項(xiàng)所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，酸催化劑是乙酸。
[1]～[3]任一項(xiàng)所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，以通式(2)表示的溴氧化物是溴酸鹽或者亞溴酸鹽，酸催化劑是有機(jī)羧酸。
[1]～[3]任一項(xiàng)所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，以通式(2)表示的溴氧化物是溴酸鹽，酸催化劑是有機(jī)羧酸。
[1]～[3]任一項(xiàng)所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，以通式(2)表示的溴氧化物是溴酸鹽或者亞溴酸鹽，酸催化劑是乙酸。
[1]～[3]任一項(xiàng)所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，以通式(2)表示的溴氧化物是溴酸鹽，酸催化劑是乙酸。
(芳香族醛化合物的制造方法)
本發(fā)明的方法是以通式(3)表示的芳香族醛化合物的制造方法，其特征在于在酸催化劑存在下，使上述以通式(1)表示的芐基化合物與以通式(2)表示的溴氧化物反應(yīng)。
(芐基化合物)首先，說(shuō)明作為本發(fā)明方法的原料而使用的以通式(1)表示的芐基化合物(以下有簡(jiǎn)稱為“原料芐基體”的情況)。
通式(1)中的R表示氫原子；或者例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基等直鏈或支鏈C1～C6烷基。從反應(yīng)性的角度考慮，上述R優(yōu)選為氫原子或碳原子數(shù)1～3的烷基。
另外，通式(1)中的R’可以相同，也可以不同，各自獨(dú)立地表示氫原子；例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基等碳原子數(shù)1～6(以下，對(duì)于碳原子數(shù)，例如當(dāng)碳原子數(shù)為1～6時(shí)，簡(jiǎn)寫成“C1～C6”。)的直鏈或支鏈C1～C6烷基；羥基；例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基等直鏈或支鏈C1～C6烷氧基；例如羥甲基、羥乙基等直鏈或者支鏈C1～C6基烷氧基；例如甲氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基等直鏈或者支鏈(C1～C6烷氧基)-(C1～C6烷基)基；例如，氟甲基、二氟甲基、三氟甲基等直鏈或者支鏈C1～C6鹵烷基；羧基或其金屬鹽；例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等直鏈或支鏈(C1～C6烷氧基)羰基；例如溴、氯、氟、碘等鹵原子；硝基；氨基；例如甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基等直鏈或者支鏈單或二(C1～C6烷基)氨基；例如乙酰氨基、丙酰氨基、丁酰氨基等直鏈或支鏈(C1～C6烷基)羰基氨基；氰基；甲?；?；例如甲基羰基、乙基羰基等直鏈或支鏈(C1～C6烷基)羰基；苯基(該苯基還可以具有例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基等直鏈或支鏈C1～C6烷基；羥基；例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基等直鏈或支鏈C1～C6烷氧基；例如，羥甲基、羥乙基等直鏈或者支鏈C1～C6羥烷基；例如，甲氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基等直鏈或者支鏈(C1～C6烷氧基)-(C1～C6烷基)基；例如氟甲基、二氟甲基、三氟甲基等直鏈或者支鏈C1～C6鹵烷基；羧基或其金屬鹽；例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等直鏈或者支鏈(C1～C6烷氧基)羰基；例如溴、氯、氟、碘等鹵原子；硝基；氨基；例如甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基等直鏈或者支鏈單或二(C1～C6烷基)氨基；例如乙?；被⒈；被?、丁?；被戎辨溁蛑ф淐1～C6烷基羰基氨基；氰基；甲?；?；例如甲基羰基、乙基羰基等直鏈或者支鏈(C1～C6烷基)羰基等取代基)。
根據(jù)反應(yīng)性等觀點(diǎn)出發(fā)，作為R′，優(yōu)選列舉氫原子；或者C1～C6羥基烷基、(C1～C6烷氧基)-(C1～C6烷基)基、C1～C6鹵烷基、羧基或其金屬鹽、(C1～C6烷氧基)羰基、鹵原子、硝基、(C1～C6烷基)羰基氨基、氰基、甲?；?C1～C6烷基)羰基等吸電子性基團(tuán)。
其中，作為R’，可以適合地列舉氫原子、C1～C6羥烷基、C1～C6鹵烷基、羧基或其金屬鹽、(C1～C6烷氧基)羰基、鹵原子、硝基、氰基、甲酰基、(C1～C6烷基)羰基作為基團(tuán)。氫原子、硝基、鹵原子、C1～C6羥烷基是特別合適的，此外，在氫原子或硝基、氯、羥甲基等情況下能夠獲得好效果。
通式(1)中的n表示1～6的整數(shù)。對(duì)于本發(fā)明的方法來(lái)說(shuō)，從原料的獲得性或反應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用n為1～3的化合物。
(芐基化合物的具體例子)作為能夠在該反應(yīng)中使用的以通式(1)表示的芐基化合物(原料芐基體)，具體地講，可以列舉例如芐醇、甲氧基甲基苯、鄰羥甲基甲苯、間羥甲基甲苯、對(duì)羥甲基甲苯、鄰甲氧基甲基甲苯、間甲氧基甲基甲苯、對(duì)甲氧基甲基甲苯、鄰羥甲基苯酚、間羥甲基苯酚、對(duì)羥甲基苯酚、鄰甲氧基甲基苯酚、間甲氧基甲基苯酚、對(duì)甲氧基甲基苯酚、鄰甲氧基芐醇、間甲氧基芐醇、對(duì)甲氧基芐醇、鄰甲氧基甲氧基甲基苯、間甲氧基甲氧基甲基苯、對(duì)甲氧基甲氧基甲基苯、鄰苯二甲醇(O-xylylene glycol)、間苯二甲醇、對(duì)苯二甲醇、鄰苯二甲醇單甲醚、間苯二甲醇單甲醚、對(duì)苯二甲醇單甲醚、鄰苯二甲醇二甲醚、間苯二甲醇二甲醚、對(duì)苯二甲醇二甲醚、鄰氟甲基芐醇、間氟甲基芐醇、對(duì)氟甲基芐醇、鄰甲氧基甲基-氟甲苯、間甲氧基甲基-氟甲苯、對(duì)甲氧基甲基-氟甲苯、鄰羥甲基苯甲酸、間羥甲基苯甲酸、對(duì)羥甲基苯甲酸、鄰甲氧基甲基苯甲酸、間甲氧基甲基苯甲酸、對(duì)甲氧基甲基苯甲酸、鄰羥甲基苯甲酸甲酯、間羥甲基苯甲酸甲酯、對(duì)羥甲基苯甲酸甲酯、鄰甲氧基甲基苯甲酸甲酯、間-甲氧基甲基苯甲酸甲酯、對(duì)甲氧基甲基苯甲酸甲酯、鄰氯芐醇、間氯芐醇、對(duì)氯芐醇、鄰氯芐基甲基醚、間氯芐基甲基醚、對(duì)氯芐基甲基醚、鄰硝基芐醇、間硝基芐醇、對(duì)硝基芐醇、鄰硝基芐基甲基醚、間硝基芐基甲基醚、對(duì)硝基芐基甲基醚、鄰羥基甲基苯胺、間羥基甲基苯胺、對(duì)羥基甲基苯胺、鄰甲氧基甲基苯胺、間甲氧基甲基苯胺、對(duì)甲氧基甲基苯胺、N-甲基-鄰羥基甲基苯胺、N-甲基-間羥基甲基苯胺、N-甲基-對(duì)羥基甲基苯胺、N-甲基-鄰甲氧基甲基苯胺、N-甲基-間甲氧基甲基苯胺、N-甲基-對(duì)甲氧基甲基苯胺、鄰羥基甲基乙酰替苯胺、間羥基甲基乙酰替苯胺、對(duì)羥基甲基乙酰替苯胺、鄰甲氧基甲基乙酰替苯胺、間甲氧基甲基乙酰替苯胺、對(duì)甲氧基甲基乙酰替苯胺、鄰氰基芐醇、間氰基芐醇、對(duì)氰基芐醇、鄰氰基芐基甲基醚、間氰基芐基甲基醚、對(duì)氰基芐基甲基醚、鄰羥基甲基苯甲醛、間羥基甲基苯甲醛、對(duì)羥基甲基苯甲醛、鄰甲氧基甲基苯甲醛、間甲氧基甲基苯甲醛、對(duì)甲氧基甲基苯甲醛、鄰羥甲基苯乙酮、間羥甲基苯乙酮、對(duì)羥甲基苯乙酮、鄰甲氧基甲基苯乙酮、間甲氧基甲基苯乙酮、對(duì)甲氧基甲基苯乙酮、2-羥甲基聯(lián)苯、3-羥甲基聯(lián)苯、4-羥甲基聯(lián)苯、2-甲氧基甲基聯(lián)苯、3-甲氧基甲基聯(lián)苯、4-甲氧基甲基聯(lián)苯、4，4’-二羥基甲基聯(lián)苯、4，4’-二甲氧基甲基聯(lián)苯等。
其中，從反應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用芐醇，鄰、間或?qū)ο趸S醇，鄰、間或?qū)ο趸S基甲基醚，鄰、間、對(duì)氯芐醇，鄰、間或?qū)β绕S基甲基醚，鄰、間或?qū)Ρ蕉状迹?、間或?qū)Ρ蕉状紗渭谆训绕S基化合物。
(芐基化合物的制造方法)以通式(1)表示的芐基化合物(原料芐基體)是公知的化合物，或者可以利用公知的反應(yīng)制造(關(guān)于這些反應(yīng)的詳情，例如，可以參照文獻(xiàn)“Justus Liebigs Annalen der Chemie”、143卷、81頁(yè)、(1867年)“(Journal of the American Chemical Society)“、46卷、967頁(yè)、1924年)。作為這樣的“公知的反應(yīng)”，例如，可以列舉在水中水解作為原料的相應(yīng)的氯化芐基化合物的方法或者在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中，使相應(yīng)的氯化芐基化合物與醇鈉等金屬醇鹽反應(yīng)的方法等。
(溴氧化物)接著，描述以通式(2)表示的溴氧化物。
通式(2)中的M表示氫原子；鈉、鉀、鋰等堿金屬以及鎂、鈣等堿土類金屬等金屬原子。
另外，通式(2)中的m表示1～3的整數(shù)。
因此，作為能夠用于該反應(yīng)的以通式(2)表示的溴氧化物，具體地講，可以列舉例如溴酸；以溴酸鈉、溴酸鉀、溴酸鈣等溴酸金屬鹽為代表的溴酸鹽；亞溴酸；以亞溴酸鈉、亞溴酸鉀等亞溴酸金屬鹽為代表的亞溴酸鹽；次溴酸；次溴酸鹽等，這些化合物還可以作為水合物使用。
根據(jù)獲得性或處理的簡(jiǎn)便性、反應(yīng)性等觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用溴酸、溴酸鹽、亞溴酸鹽，特別優(yōu)選使用溴酸鹽。
這些以通式(2)表示的溴酸氧化物是公知的化合物。
(溴氧化物的摩爾比)關(guān)于該反應(yīng)中的以通式(2)表示的溴氧化物的使用摩爾比，只要反應(yīng)能夠進(jìn)行，相對(duì)以通式(1)表示的芐基化合物(原料芐基體)的溴氧化物的使用摩爾比沒(méi)有特別地限制。從抑制副反應(yīng)的觀點(diǎn)出發(fā)，當(dāng)通式(2)中的m是3時(shí)，相對(duì)1摩爾以通式(1)表示的芐基化合物(原料芐基體)，以通式(2)表示的溴氧化物通常為0.3～0.5摩爾，進(jìn)一步優(yōu)選為0.33～0.4摩爾。另外，當(dāng)通式(1)中的m是2時(shí)，通常為0.45～0.75摩爾，進(jìn)一步優(yōu)選為0.5～0.6摩爾。此外，當(dāng)通式(1)中的m是1時(shí)，通常為0.9～1.5摩爾，進(jìn)一步優(yōu)選為1.0～1.2摩爾。
其中，以通式(1)表示的芐基化合物(原料芐基體)具有多個(gè)-CH2OR(羥甲基、烷氧基甲基)(即，意味著原料芐基體是通式(1)中的n為2～6的化合物或具有-CH2OR取代的苯基作為R’的化合物的情況或上述兩項(xiàng)同時(shí)成立的那種化合物的情況。)，當(dāng)要把全部-CH2OR轉(zhuǎn)變成甲?；鶗r(shí)，需要使用上述溴氧化物的使用摩爾比乘以其取代基的總數(shù)而得到摩爾比的溴氧化物。
另外，在原料芐基體如上所述具有多個(gè)-CH2OR那樣的情況下，還可以通過(guò)控制以通式(2)表示的溴氧化物的使用摩爾比，只把多個(gè)-CH2OR的一部分轉(zhuǎn)變成甲?；?。
(酸催化劑)使用酸催化劑進(jìn)行該反應(yīng)。作為能夠在該反應(yīng)中使用的酸催化劑，可以列舉例如以乙酸、丙酸、三氟乙酸、氟乙酸、乳酸、氨基酸等羧酸；對(duì)甲苯磺酸、甲磺酸、苯磺酸等有機(jī)磺酸為代表的有機(jī)酸；鹽酸、硫酸、磷酸等無(wú)機(jī)酸；氯化鋁、三氟化硼-四氫呋喃絡(luò)合物(BF3-THF絡(luò)合物)、多磷酸等路易斯酸；其他固體酸等。從獲得性或處理的容易性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用乙酸、丙酸等羧酸進(jìn)行反應(yīng)。
只要能夠充分地進(jìn)行反應(yīng)，該反應(yīng)中的酸催化劑的使用量沒(méi)有特別地限制。從反應(yīng)速度或經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)出發(fā)，相對(duì)1摩爾以通式(1)表示的芐基化合物(原料芐基體)，可以列舉0.01～100摩爾，優(yōu)選為0.05～10摩爾。然而，使用量并不限于上述列舉的范圍，根據(jù)需要還可以事先使用大量過(guò)剩的后述溶劑。
(溶劑)該反應(yīng)即使沒(méi)有溶劑也能夠充分地進(jìn)行，也可以使用溶劑進(jìn)行反應(yīng)。作為在該反應(yīng)中使用的溶劑，最好是不阻害反應(yīng)的物質(zhì)，例如，可以列舉乙酸、丙酸等羧酸；水；甲苯、二甲苯、氯苯等芳香族烴類；二氯甲烷、氯仿等鹵化脂肪族烴類；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等乙酸酯類；二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四甲基尿素、六甲基磷酰胺(HMPA)、碳酸丙烯酯等非質(zhì)子性極性溶劑類；二甲醚、四氫呋喃、二噁烷等醚類溶劑類；戊烷、正己烷等脂族烴類等。從氧化劑的溶解性、反應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用乙酸、丙酸等羧酸或水。當(dāng)使用羧酸作為溶劑時(shí)，由于兼起到了酸催化劑的作用，因而特別優(yōu)選。上述溶劑可以單獨(dú)使用，或者以任意混合比例的混合溶劑形式使用。
作為溶劑量，只要是能夠充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)體系的量，就沒(méi)有特殊限定。從反應(yīng)速度的觀點(diǎn)出發(fā)，相對(duì)1摩爾以通式(1)表示的芐基化合物(原料芐基體)，通常為0.05～10L(升)，進(jìn)一步優(yōu)選為0.5～2L。應(yīng)當(dāng)注意存在以下情況如果溶劑極性太低，氧化劑的溶解度減少，因而反應(yīng)難以進(jìn)行。
(反應(yīng)溫度)該反應(yīng)的反應(yīng)溫度可以列舉0℃～所用溶劑的回流溫度，但是，從反應(yīng)速度、抑制副反應(yīng)的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選為20℃～100℃。
如果在高溫條件下進(jìn)行該反應(yīng)，還由于反應(yīng)的規(guī)模，隨著反應(yīng)激烈地進(jìn)行，有產(chǎn)生強(qiáng)烈的放熱的情況。從這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，采用通過(guò)謹(jǐn)慎地設(shè)定低溫條件、或采用通過(guò)向反應(yīng)體系添加原料芐基體的手法、緩慢地溴氧化物的技術(shù)、例如通過(guò)滴加把溴氧化物溶解在所用溶劑得到的溶液或溴氧化物水溶液中來(lái)向反應(yīng)體系添加的技術(shù)等是有利的。
(反應(yīng)時(shí)間等)該反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間沒(méi)有特別地限制，從抑制副產(chǎn)物的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為1小時(shí)～30小時(shí)。
在該反應(yīng)中，隨著反應(yīng)進(jìn)行而在體系內(nèi)生成的溴化物離子(Br-)與溴氧化物部分反應(yīng)，有因而會(huì)產(chǎn)生少量的溴的情況，該溴與體系內(nèi)產(chǎn)生的目標(biāo)芳香族醛化合物反應(yīng)，可能會(huì)引起氧化成相應(yīng)羧酸那樣的副反應(yīng)。從這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，為了盡量不產(chǎn)生溴，優(yōu)選設(shè)定穩(wěn)定的反應(yīng)條件使之發(fā)生反應(yīng)。
(芳香族醛化合物)
反應(yīng)結(jié)束后，可以利用常規(guī)的方法，從反應(yīng)混合物中取出目標(biāo)芳香族醛化合物。作為這樣的“常規(guī)方法”，可以列舉蒸餾反應(yīng)混合物、按照情況根據(jù)需要精餾反應(yīng)混合物的方法或按照情況過(guò)濾以固體形式生成的目標(biāo)產(chǎn)物，根據(jù)需要進(jìn)行重結(jié)晶的方法等。
通過(guò)該反應(yīng)，產(chǎn)物的氧化階段發(fā)展到氧化成羧酸化合物的過(guò)度的氧化反應(yīng)少，高選擇性地生成以通式(3)表示的芳香族醛化合物。所得的以通式(3)表示的芳香族醛化合物是作為藥物、農(nóng)藥等中間原料有用的化合物。
在本發(fā)明中，當(dāng)把相對(duì)副反應(yīng)生成的相應(yīng)羧酸體的GC面積記作1，能夠以至少20以上、通常45以上、良好例子為90以上、特別良好的例子為99以上的GC面積比制得目標(biāo)芳香族醛體。
實(shí)施例下面，通過(guò)列舉實(shí)施例詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的制造方法，本發(fā)明并不受這些實(shí)施例的任何限制。
實(shí)施例1([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)苯甲醛的制造向裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計(jì)的50ml三口燒瓶中添加4.32g(40mmol)芐醇、溴酸鈉2.0g(13.5mmol)、乙酸10ml(174mmol)、水10ml，在室溫下攪拌24小時(shí)。隨著反應(yīng)進(jìn)行，生成少量溴，反應(yīng)液升溫至30℃。反應(yīng)結(jié)束后，溴完全消失。
此時(shí)反應(yīng)液中的成分以氣相色譜的面積比計(jì)為苯甲醛91.7％，芐醇5.1％。此外，使用正十三烷作為內(nèi)標(biāo)物，利用氣相色譜(GC)進(jìn)行定量分析，結(jié)果該反應(yīng)的目標(biāo)產(chǎn)物苯甲醛的收率為87.6％。
<GC條件>
在本實(shí)施例中使用的GC分析條件如下所述。
裝置(株)島津制作所生產(chǎn)(商品名GC9-AM)柱(財(cái))化學(xué)物質(zhì)評(píng)價(jià)研究機(jī)構(gòu)生產(chǎn)(商品名G-100、包覆層厚1.0μm×內(nèi)徑1.2mm×長(zhǎng)度20m)注射溫度280℃
載氣氮?dú)?20ml/分)檢測(cè)器FID測(cè)定、定量裝置(株)島津制作所生產(chǎn)(商品名chromatopackCR-8A)烘箱溫度條件烘箱初始溫度180℃；以10℃/分鐘的速率升溫10分鐘；接著，達(dá)到280℃后，保持在同一溫度。
實(shí)施例2([1]所述的發(fā)明的一個(gè)方式)鄰硝基苯甲醛的制造向裝有機(jī)械攪拌器、回流冷凝器、溫度計(jì)的300ml三口燒瓶中添加61.2g(400mmol)鄰硝基芐醇、20g溴酸鈉(135mmol)、乙酸100ml(1.74mol)、50ml水，在50℃下攪拌3小時(shí)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成少量的溴，反應(yīng)液升溫至68℃。此外，在90℃下攪拌1小時(shí)后，添加10g(68mmol)溴酸鈉，在70℃下攪拌1小時(shí)，在90℃下攪拌1小時(shí)。
對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以與實(shí)施例1同樣地分析得到的氣相色譜的面積比計(jì)，生成82.2％的目標(biāo)產(chǎn)物鄰硝基苯甲醛?？梢源_認(rèn)即使原料芐基體作為R’具有如硝基那樣的吸電子基團(tuán)，利用本發(fā)明方法，反應(yīng)也能夠平穩(wěn)地進(jìn)行。
實(shí)施例3([1]所述的發(fā)明的一個(gè)方式)間甲氧基苯甲醛的制造向裝有磁攪拌器、回流冷凝器的15ml試管型反應(yīng)器內(nèi)添加0.55g(4mmol)間甲氧基芐醇、0.18g(1.2mmol)溴酸鈉、2ml(34.8mmol)乙酸，在90℃下攪拌1.5小時(shí)。隨著反應(yīng)進(jìn)行，生成少量溴，反應(yīng)結(jié)束后，溴完全消失。
對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成35.2％的目標(biāo)間甲氧基苯甲醛，殘留11.7％的原料間甲氧基芐醇?？梢源_認(rèn)即使使用具有作為R’的如甲氧基那樣的給電子基團(tuán)的原料芐基體，利用本發(fā)明方法，反應(yīng)也能夠進(jìn)行。
實(shí)施例4([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)苯甲醛的制造使用0.43g(4mmol)芐醇替代間甲氧基芐醇，使用0.39g(2mmol)亞溴酸鈉三水合物替代溴酸鈉，而且在50℃下攪拌4小時(shí)，除此以外，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)的反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成93.5％的目標(biāo)苯甲醛。
實(shí)施例5([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)苯甲醛的制造使用0.43g(4mmol)芐醇替代間甲氧基芐醇，使用2ml(26.8mmol)丙酸替代乙酸，而且在80℃下攪拌2.5小時(shí)，除此以外，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)的反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成90.0％的目標(biāo)苯甲醛。
實(shí)施例6([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)鄰硝基苯甲醛的制造使用0.67g(4mmol)鄰硝基芐基甲醚替代間甲氧基芐醇，而且使用0.2g(1.35mmol)溴酸鈉，除此以外，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成53.6％的目標(biāo)產(chǎn)物鄰硝基苯甲醛。另外，殘留38.6％的原料鄰硝基芐基甲醚。實(shí)施例7([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)鄰硝基苯甲醛的制造使用0.61g(4mmol)鄰硝基芐醇替代間甲氧基芐醇，使用2ml水、1滴47％溴酸替代2ml乙酸，除此以外，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成75.2％的目標(biāo)產(chǎn)物鄰硝基苯甲醛。另外，殘留24.2％的原料鄰硝基芐醇。
實(shí)施例8([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)苯甲醛的制備使用0.43g(4mmol)芐醇替代間甲氧基芐醇，使用1ml(17.4mmol)乙酸替代2ml乙酸，使用2ml二甲基甲酰胺、0.2g溴酸鈉(1.35mmol)，除此以外，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成92.6％目標(biāo)產(chǎn)物苯甲醛。
實(shí)施例9([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)苯甲醛的制造使用2ml碳酸丙烯酯替代2ml二甲基甲酰胺，除此以外，與實(shí)施例8同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成93.4％的目標(biāo)產(chǎn)物苯甲醛。
實(shí)施例10([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)對(duì)氯苯甲醛的制造使用0.63g(4mmol)對(duì)氯芐基甲醚替代間甲氧基芐醇，使用0.2g(1.35mmol)溴酸鈉，除此以外，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成91.0％的目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)氯苯甲醛。
實(shí)施例11([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)4，4’-二甲?；?lián)苯的制造使用0.53g(2mmol)二甲氧基甲基聯(lián)苯替代間甲氧基芐醇，使用0.2g(1.35mmol)溴酸鈉，除此以外，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成93.3％的4，4’-二甲?；?lián)苯。殘留6.7％的原料二甲氧基甲基聯(lián)苯。
實(shí)施例12([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)鄰苯二醛的制造使用0.39g(2mmol)鄰苯二甲醇二乙基醚替代間甲氧基芐醇，使用0.2g(1.35mmol)溴酸鈉，除此以外，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成32.0％目標(biāo)產(chǎn)物鄰苯二醛、30.1％的作為中間產(chǎn)物(1分子原料中存在的2個(gè)乙氧基甲基中的只有1個(gè)被轉(zhuǎn)變成甲酰基的化合物)的鄰乙氧基甲基苯甲醛。
實(shí)施例13([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)對(duì)苯二醛的制造使用0.55g(4mmol)對(duì)苯二甲醇替代間甲氧基芐醇，使用1ml(17.4mmol)乙酸替代2ml乙酸，使用1ml水，0.4g(2.7mmol)溴酸鈉，除此以外，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成56.0％目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)苯二醛、28.6％的作為中間產(chǎn)物(1分子原料中存在的2個(gè)羥甲基中的只有1個(gè)被轉(zhuǎn)變成甲酰基的化合物)的對(duì)羥甲基苯甲醛。
實(shí)施例14([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)苯甲醛的制造使用0.43g(4mmol)芐醇替代間甲氧基芐醇，使用0.23g(1.35mmol)溴酸鉀替代溴酸鈉。除此以外，與實(shí)施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜面積比計(jì)，生成90.0％的目標(biāo)產(chǎn)物苯甲醛。
實(shí)施例15([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)苯甲醛的制造在裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計(jì)的50ml三口燒瓶中，使用21.6g(200mmol)芐醇，使用10.0g(67mmol)溴酸鈉，添加20ml(348mmol)乙酸，在75℃下攪拌8小時(shí)。隨著反應(yīng)進(jìn)行，生成少量溴，反應(yīng)液升溫至80℃。反應(yīng)結(jié)束后溴完全消失。將反應(yīng)液冷卻至室溫，添加100ml水，在冰浴冷卻下，為了不使液溫上升而少量多次添加24％氫氧化鈉水溶液，直到pH達(dá)到大于等于11。利用100ml醚，接著利用50ml醚萃取所得產(chǎn)物，利用飽和食鹽水洗滌醚相。利用無(wú)水硫酸鈉干燥醚相，在減壓下蒸餾除去溶劑，制得19.1g油。對(duì)于該油中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成89.4％的目標(biāo)產(chǎn)物苯甲醛。利用減壓蒸餾[112～115℃/13.33KPa(100mmHg)]精制該油，制得13.6g苯甲醛。分離收率64％。
實(shí)施例16([1]所述發(fā)明的一個(gè)方式)對(duì)氯苯甲醛的制造在裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計(jì)的100ml四口燒瓶中，使用31.3g(200mmol)對(duì)氯芐基甲醚，使用10.0g(67mmol)溴酸鈉，添加40ml(696mmol)乙酸，在75℃下攪拌8小時(shí)。隨著反應(yīng)進(jìn)行，生成少量溴，反應(yīng)液升溫至80℃。反應(yīng)結(jié)束后溴完全消失。在減壓下，回收28ml乙酸后，將所得反應(yīng)液冷卻至室溫，添加100ml水，在冰浴冷卻下，為了不使液溫上升而少量多次添加24％氫氧化鈉水溶液，直到pH達(dá)到11以上。利用100ml乙酸乙酯萃取兩次，利用飽和食鹽水洗滌乙酸乙酯相。利用無(wú)水硫酸鈉干燥乙酸乙酯相，在減壓下蒸餾除去溶劑，制得29.0g固體。對(duì)于該固體中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，生成89.2％的目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)氯苯甲醛。
比較例1苯甲醛的制造使用0.43g(4mmol)芐醇替代間甲氧基芐醇，使用2ml二甲基甲酰胺、0.2g(1.35mmol)溴酸鈉代替2ml乙酸，除此以外，與實(shí)施例4同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜面積比計(jì)，目標(biāo)產(chǎn)物苯甲醛為1.3％，原料芐醇為98.7％。
比較例2苯甲醛的制造使用0.43g(4mmol)芐醇替代間甲氧基芐醇，使用1.8ml甲苯、0.2ml(3.5mmol)乙酸替代2ml乙酸，使用0.2g(1.35mmol)溴酸鈉，除此以外，與實(shí)施例4同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜面積比計(jì)，目標(biāo)產(chǎn)物苯甲醛為2.2％，原料芐醇為96.5％。
比較例3苯甲醛的制造使用0.43g(4mmol)芐醇替代間甲氧基芐醇，使用2ml水、0.2g(1.35mmol)溴酸鈉替代2ml乙酸，除此以外，與實(shí)施例4同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜面積比計(jì)，目標(biāo)產(chǎn)物苯甲醛為1.4％，芐醇為97.9％。
比較例4苯甲醛的制造使用0.43g(4mmol)芐醇替代間甲氧基芐醇，使用1ml(17.4mmol)乙酸替代2ml乙酸，使用0.14g(1.35mmol)氯酸鈉替代1ml水、溴酸鈉，除此以外，與實(shí)施例4同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜面積比計(jì)，目標(biāo)產(chǎn)物苯甲醛為1.6％，芐醇為77.9％，乙酸芐酯20.5％。
比較例5苯甲醛的制造[化學(xué)研究雜志(J.Chem.Research(s))，100頁(yè)(1998)記載的方法]在裝有磁攪拌器、回流冷凝器的15ml試管型反應(yīng)器內(nèi)，使用0.43g(4mmol)芐醇、0.6g(4mmol)溴酸鈉，添加0.32g(6mmol)氯化銨、5.6ml乙腈、2.4ml水，在80℃下攪拌1小時(shí)。20分鐘后，引起爆沸、劇烈地產(chǎn)生溴。反應(yīng)結(jié)束后，溴完全消失，對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，目標(biāo)產(chǎn)物的苯甲醛為12.2％，原料芐醇為36.1％，苯甲酸為36.2％。
實(shí)施例17鄰碘苯甲醛的制造向裝有磁攪拌器、回流冷卻器的25ml茄型燒瓶中，裝入2.30g(9.8mmol)鄰碘芐醇、5ml(87mmol)乙酸后，在3ml水中溶解0.50g(3.33mmol)溴酸鈉得到水溶液，在攪拌下用2小時(shí)滴加所得水溶液。滴加結(jié)束后，在75℃下攪拌3小時(shí)。對(duì)于此時(shí)反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計(jì)，目標(biāo)產(chǎn)物的鄰碘苯甲醛大于等于99.9％。利用GC-MS確認(rèn)分子離子峰為232。
實(shí)施例18鄰甲基苯甲醛的制造向裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計(jì)的100ml的四口燒瓶中添加12.2g(100mmol)鄰甲基芐醇、乙酸20ml(333mmol)，升溫至80℃。將溴酸鈉5.0g(33mmol)溶解在20ml水中得到水溶液，為了不使體系溫度上升至大于等于90℃，用1小時(shí)滴加上述水溶液。攪拌1小時(shí)后，再追加0.2g(1.35mmol)溴酸鈉，攪拌1小時(shí)直到溴的紅色消失。向體系內(nèi)添加碳酸鈉水溶液，直到成為堿性，利用100ml醚萃取2次。利用飽和食鹽水洗滌醚相，在減壓下蒸餾除去溶劑，制得12.5g油。利用硅膠柱色譜法精制該油(乙酸乙酯∶正己烷1∶4)，制得11.8g鄰甲基苯甲醛。收率98.3％。利用GC-MS確認(rèn)分子離子峰為120。
實(shí)施例192，5-二氯苯甲醛的制造向裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計(jì)的50ml的三口燒瓶中添加7.08g(40mmol)2，5-二氯芐醇、乙酸10ml(166mmol)，升溫至75℃。將溴酸鈉2.0g(13.3mmol)溶解在8ml水中得到水溶液，用2小時(shí)滴加上述水溶液。進(jìn)一步在75℃下攪拌3小時(shí)。向體系內(nèi)添加5％氫氧化鈉水溶液，直到成為堿性，利用200ml二氯甲烷進(jìn)行萃取。利用水，接著利用飽和食鹽水洗滌油相，在減壓下蒸餾除去溶劑，制得6.8g油。利用硅膠柱色譜法精制該油(乙酸乙酯∶正己烷1∶4)，制得5.8g的2，5-二氯苯甲醛。收率82.9％。
實(shí)施例204，4’-雙甲?；?lián)苯的制造向裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計(jì)的50ml的三口燒瓶中添加28g(20mmol)4，4’-雙羥甲基聯(lián)苯、乙酸10ml(166mmol)，升溫至75℃。將溴酸鈉2.04g(13.5mmol)溶解在10ml水中得到水溶液，滴加上述水溶液。進(jìn)一步在75℃下攪拌，直到溴的顏色消失。向體系內(nèi)添加50ml水，過(guò)濾，干燥過(guò)濾物，制得4.25g的4，4’-雙甲?；?lián)苯的白色晶體。產(chǎn)率99.9％。利用GC-MS(分子離子峰-1)確認(rèn)為209。
如上所述，通過(guò)本發(fā)明，提供芳香族醛化合物的新型的工業(yè)制造法。
根據(jù)本發(fā)明的方法，能夠使用容易獲得的以通式(1)表示的芐基化合物(原料芐基體)作為原料，不使用昂貴的催化劑或過(guò)渡金屬，而且能夠高選擇性地利用簡(jiǎn)便的操作制造目標(biāo)芳香族醛類化合物。此外，本發(fā)明方法不產(chǎn)生源自催化劑或過(guò)渡金屬的有害廢棄物，因而容易進(jìn)行廢棄物處理，有益于環(huán)境，工業(yè)利用價(jià)值高。
權(quán)利要求
1.以通式(3)表示的芳香族醛化合物的制造方法， 式中，R’、n表示與下述相同的意義，其特征在于在酸催化劑存在下，使以通式(1) 式中，R表示氫原子或烷基，n表示1～6的整數(shù)，R’可以相同，也可以不同，各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、羥基、烷氧基、羥烷基、烷氧烷基、鹵烷基、羧基或其金屬鹽、烷氧羰基、鹵原子、硝基、氨基、烷基氨基、烷基羰基氨基、氰基、甲酰基、烷基羰基或可以具有取代基的苯基表示的芐基化合物與以通式(2)表示的溴氧化物反應(yīng)，MBrOm(2)式中，M表示氫原子或金屬原子，m表示1～3的整數(shù)。
2.權(quán)利要求1所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，以通式(1)表示的芐基化合物中，R’全部都是氫原子或者R’中的至少一個(gè)是吸電子性基團(tuán)。
3.權(quán)利要求1所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，以通式(1)表示的芐基化合物中，R’全部都是氫原子或者R’中的至少一個(gè)是硝基、氯、羥甲基中的任一個(gè)。
4.權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，以通式(2)表示的溴氧化物是溴酸、溴酸鹽或者亞溴酸鹽。
5.權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的芳香族醛化合物的制造方法，其中，上述酸催化劑是有機(jī)羧酸。
全文摘要
制造以通式(3)，(式中，R’、n表示與下述相同的意義)。表示的芳香族醛化合物，其特征在于在酸催化劑存在下，使以通式(1)，(式中，R表示氫原子等，n表示1～6的整數(shù)，R’可以相同，也可以不同，表示氫原子、烷基、可以具有取代基的苯基等)表示的芐基化合物與以通式(2)MBrO
文檔編號(hào)C07C47/575GK1819984SQ0382698
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月27日
發(fā)明者川添健太郎 申請(qǐng)人:庵原化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社