芳香族醛的制造方法

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、利用釕等過渡金屬催化劑的氧化[參照日本化學(xué)會編、實驗化學(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]。
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氧化氫水的氧化[四面體雜志(Tetrahedron Lett.)，39卷，7549頁(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(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)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’中的至少一個是硝基、氯、羥甲基中的任一個。
[1]～[3]任一項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，對于碳原子數(shù)，例如當(dāng)碳原子數(shù)為1～6時，簡寫成“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；例如乙酰基氨基、丙?；被?、丁?；被戎辨溁蛑ф淐1～C6烷基羰基氨基；氰基；甲酰基；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、甲酰基、(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?；?、(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)。對于本發(fā)明的方法來說，從原料的獲得性或反應(yīng)性的觀點出發(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、對羥甲基甲苯、鄰甲氧基甲基甲苯、間甲氧基甲基甲苯、對甲氧基甲基甲苯、鄰羥甲基苯酚、間羥甲基苯酚、對羥甲基苯酚、鄰甲氧基甲基苯酚、間甲氧基甲基苯酚、對甲氧基甲基苯酚、鄰甲氧基芐醇、間甲氧基芐醇、對甲氧基芐醇、鄰甲氧基甲氧基甲基苯、間甲氧基甲氧基甲基苯、對甲氧基甲氧基甲基苯、鄰苯二甲醇(O-xylylene glycol)、間苯二甲醇、對苯二甲醇、鄰苯二甲醇單甲醚、間苯二甲醇單甲醚、對苯二甲醇單甲醚、鄰苯二甲醇二甲醚、間苯二甲醇二甲醚、對苯二甲醇二甲醚、鄰氟甲基芐醇、間氟甲基芐醇、對氟甲基芐醇、鄰甲氧基甲基-氟甲苯、間甲氧基甲基-氟甲苯、對甲氧基甲基-氟甲苯、鄰羥甲基苯甲酸、間羥甲基苯甲酸、對羥甲基苯甲酸、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、對甲氧基甲基苯甲酸甲酯、鄰氯芐醇、間氯芐醇、對氯芐醇、鄰氯芐基甲基醚、間氯芐基甲基醚、對氯芐基甲基醚、鄰硝基芐醇、間硝基芐醇、對硝基芐醇、鄰硝基芐基甲基醚、間硝基芐基甲基醚、對硝基芐基甲基醚、鄰羥基甲基苯胺、間羥基甲基苯胺、對羥基甲基苯胺、鄰甲氧基甲基苯胺、間甲氧基甲基苯胺、對甲氧基甲基苯胺、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、對甲氧基甲基乙酰替苯胺、鄰氰基芐醇、間氰基芐醇、對氰基芐醇、鄰氰基芐基甲基醚、間氰基芐基甲基醚、對氰基芐基甲基醚、鄰羥基甲基苯甲醛、間羥基甲基苯甲醛、對羥基甲基苯甲醛、鄰甲氧基甲基苯甲醛、間甲氧基甲基苯甲醛、對甲氧基甲基苯甲醛、鄰羥甲基苯乙酮、間羥甲基苯乙酮、對羥甲基苯乙酮、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、對氯芐醇，鄰、間或?qū)β绕S基甲基醚，鄰、間或?qū)Ρ蕉状迹彙㈤g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、(1867年)“(Journal of the American Chemical Society)“、46卷、967頁、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)獲得性或處理的簡便性、反應(yīng)性等觀點出發(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有特別地限制。從抑制副反應(yīng)的觀點出發(fā)，當(dāng)通式(2)中的m是3時，相對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，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，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-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同時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，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-CH2OR那樣的情況下，還可以通過控制以通式(2)表示的溴氧化物的使用摩爾比，只把多個-CH2OR的一部分轉(zhuǎn)變成甲?；?br> (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有特別地限制。從反應(yīng)速度或經(jīng)濟(jì)性的觀點出發(fā)，相對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剩的后述溶劑。
(溶劑)該反應(yīng)即使沒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，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，就沒有特殊限定。從反應(yīng)速度的觀點出發(fā)，相對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)的觀點來看，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。從這樣的觀點出發(fā)，采用通過謹(jǐn)慎地設(shè)定低溫條件、或采用通過向反應(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向反應(yīng)體系添加的技術(shù)等是有利的。
(反應(yīng)時間等)該反應(yīng)的反應(yīng)時間沒有特別地限制，從抑制副產(chǎn)物的觀點出發(fā)，優(yōu)選為1小時～30小時。
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)，可能會引起氧化成相應(yīng)羧酸那樣的副反應(yīng)。從這樣的觀點出發(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。
實施例下面，通過列舉實施例詳細(xì)地說明本發(fā)明的制造方法，本發(fā)明并不受這些實施例的任何限制。
實施例1([1]所述發(fā)明的一個方式)苯甲醛的制造向裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計的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。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。
此時反應(yīng)液中的成分以氣相色譜的面積比計為苯甲醛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)化學(xué)物質(zhì)評價研究機(jī)構(gòu)生產(chǎn)(商品名G-100、包覆層厚1.0μm×內(nèi)徑1.2mm×長度20m)注射溫度280℃
載氣氮氣(20ml/分)檢測器FID測定、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。
實施例2([1]所述的發(fā)明的一個方式)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。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小時后，添加10g(68mmol)溴酸鈉，在70℃下攪拌1小時，在90℃下攪拌1小時。
對于此時反應(yīng)液中的成分，以與實施例1同樣地分析得到的氣相色譜的面積比計，生成82.2％的目標(biāo)產(chǎn)物鄰硝基苯甲醛。可以確認(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。
實施例3([1]所述的發(fā)明的一個方式)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。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。
對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，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。
實施例4([1]所述發(fā)明的一個方式)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，除此以外，與實施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時的反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成93.5％的目標(biāo)苯甲醛。
實施例5([1]所述發(fā)明的一個方式)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，除此以外，與實施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時的反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成90.0％的目標(biāo)苯甲醛。
實施例6([1]所述發(fā)明的一個方式)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，與實施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，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。實施例7([1]所述發(fā)明的一個方式)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，與實施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，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。
實施例8([1]所述發(fā)明的一個方式)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，與實施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成92.6％目標(biāo)產(chǎn)物苯甲醛。
實施例9([1]所述發(fā)明的一個方式)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，與實施例8同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成93.4％的目標(biāo)產(chǎn)物苯甲醛。
實施例10([1]所述發(fā)明的一個方式)對氯苯甲醛的制造使用0.63g(4mmol)對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，與實施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)，對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成91.0％的目標(biāo)產(chǎn)物對氯苯甲醛。
實施例11([1]所述發(fā)明的一個方式)4，4’-二甲酰基聯(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，與實施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，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。
實施例12([1]所述發(fā)明的一個方式)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，與實施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，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個乙氧基甲基中的只有1個被轉(zhuǎn)變成甲?；幕衔?的鄰乙氧基甲基苯甲醛。
實施例13([1]所述發(fā)明的一個方式)對苯二醛的制造使用0.55g(4mmol)對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，與實施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成56.0％目標(biāo)產(chǎn)物對苯二醛、28.6％的作為中間產(chǎn)物(1分子原料中存在的2個羥甲基中的只有1個被轉(zhuǎn)變成甲?；幕衔?的對羥甲基苯甲醛。
實施例14([1]所述發(fā)明的一個方式)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，與實施例3同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜面積比計，生成90.0％的目標(biāo)產(chǎn)物苯甲醛。
實施例15([1]所述發(fā)明的一個方式)苯甲醛的制造在裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計的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。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。利用無水硫酸鈉干燥醚相，在減壓下蒸餾除去溶劑，制得19.1g油。對于該油中的成分，以氣相色譜的面積比計，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％。
實施例16([1]所述發(fā)明的一個方式)對氯苯甲醛的制造在裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計的100ml四口燒瓶中，使用31.3g(200mmol)對氯芐基甲醚，使用10.0g(67mmol)溴酸鈉，添加40ml(696mmol)乙酸，在75℃下攪拌8小時。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。對于該固體中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成89.2％的目標(biāo)產(chǎn)物對氯苯甲醛。
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，與實施例4同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜面積比計，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，與實施例4同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜面積比計，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，與實施例4同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜面積比計，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，與實施例4同樣地進(jìn)行反應(yīng)。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜面積比計，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(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。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，對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，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小時滴加所得水溶液。滴加結(jié)束后，在75℃下攪拌3小時。對于此時反應(yīng)液中的成分，以氣相色譜的面積比計，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小時滴加上述水溶液。攪拌1小時后，再追加0.2g(1.35mmol)溴酸鈉，攪拌1小時直到溴的紅色消失。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小時滴加上述水溶液。進(jìn)一步在75℃下攪拌3小時。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，過濾，干燥過濾物，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渡金屬，而且能夠高選擇性地利用簡便的操作制造目標(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?；?、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’中的至少一個是硝基、氯、羥甲基中的任一個。
4.權(quán)利要求1～3任一項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C07C47/575GK1819984SQ0382698
公開日2006年8月16日 申請日期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 申請人:庵原化學(xué)工業(yè)株式會社