芳香族醛的製造方法
2023-06-04 09:59:21
專利名稱：芳香族醛的製造方法
技術領域：
本發明涉及氧化苄醇化合物或者苄醚化合物而製造相應芳香族醛化合物的方法。
背景技術：
到目前為止，作為通過氧化苄醇化合物而製造相應芳香族醛化合物的方法，已經公知了各種氧化反應，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碸的氧化、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[參照日本化學會編、實驗化學講座、有機合成III-醛、酮、醌，第4版，丸善(株式)、1991、21卷、1-20頁]。
然而，在上述傳統的方法中，利用鉻酸或活性二氧化錳的氧化，在反應結束後需要處理殘留的有害金屬化合物。另外，利用二甲亞碸的氧化，其二環己基碳二亞胺(DCC)、醯氯等活化劑需要大於等於當量。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[四面體雜誌(Tetrahedron Lett.)，39卷，7549頁(1998)]。然而，關於具有硝基等取代基的化合物，不能獲得良好的反應性的問題還未解決。
此外，還公知了在乙腈-水混合溶劑中，在1.5當量的氯化銨存在下使用1當量的溴酸鈉的方法[化學研究雜誌(J.Chem.Research(s))，100頁(1998)]。然而，在這種方法中，如果使用化學理論學上3倍量的氧化劑，就必需進一步處理作為廢棄物的1當量份的溴化鈉，這在工業實施上是不理想的。
發明內容
本發明的目的在於提供解決了上述傳統技術所具有的缺點的製造芳香族醛化合物的方法。
本發明的其他目的在於提供氧化苄醇化合物或苄醚化合物而製造相應芳香族醛化合物的新方法。
本發明者精心地研究結果意外地發現在催化劑存在下，使化學理論量範圍的少量(根據情況，不足化學計量範圍的少量)的溴氧化物和苄醇化合物或苄醚化合物反應對於解決上述課題是非常有效的。本發明是基於這樣的發現而完成的。
發明實施方式以下，根據需要參照附圖
詳細地描述本發明。在以下記載中，如果沒有特別指出，表示量比的「部」以及「％」都是質量基準。
本發明例如包括下述[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製造方法，其特徵在於在酸催化劑存在下，使以通式(1) (式中，R表示氫原子或烷基，n表示1～6的整數，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、滷烷基、羧基或其金屬鹽、烷氧羰基、滷原子、硝基、氨基、烷基氨基、烷基羰基氨基、氰基、甲醯基、烷基羰基或可以具有取代基的苯基)表示的苄基化合物與以通式(2)MBrOm(2)(式中，M表示氫原子或金屬原子，m表示1～3的整數。)表示的溴氧化物反應。
[1]所述的芳香族醛化合物的製造方法，其中，以通式(1)表示的苄基化合物的R』全部都是氫原子或者R』中的至少一個是吸電子基團。
[1]所述的芳香族醛化合物的製造方法，其中，以通式(1)表示的苄基化合物的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製造方法，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製造方法，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製造方法，其中，酸催化劑是有機羧酸。
[1]～[3]任一項所述的芳香族醛化合物的製造方法，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製造方法，其中，以通式(2)表示的溴氧化物是溴酸鹽或者亞溴酸鹽，酸催化劑是有機羧酸。
[1]～[3]任一項所述的芳香族醛化合物的製造方法，其中，以通式(2)表示的溴氧化物是溴酸鹽，酸催化劑是有機羧酸。
[1]～[3]任一項所述的芳香族醛化合物的製造方法，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製造方法，其中，以通式(2)表示的溴氧化物是溴酸鹽，酸催化劑是乙酸。
(芳香族醛化合物的製造方法)
本發明的方法是以通式(3)表示的芳香族醛化合物的製造方法，其特徵在於在酸催化劑存在下，使上述以通式(1)表示的苄基化合物與以通式(2)表示的溴氧化物反應。
(苄基化合物)首先，說明作為本發明方法的原料而使用的以通式(1)表示的苄基化合物(以下有簡稱為「原料苄基體」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。從反應性的角度考慮，上述R優選為氫原子或碳原子數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1～6(以下，對於碳原子數，例如當碳原子數為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滷烷基；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、碘等滷原子；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；例如乙醯氨基、丙醯氨基、丁醯氨基等直鏈或支鏈(C1～C6烷基)羰基氨基；氰基；甲醯基；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滷烷基；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、碘等滷原子；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；例如乙醯基氨基、丙醯基氨基、丁醯基氨基等直鏈或支鏈C1～C6烷基羰基氨基；氰基；甲醯基；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)。
根據反應性等觀點出發，作為R′，優選列舉氫原子；或者C1～C6羥基烷基、(C1～C6烷氧基)-(C1～C6烷基)基、C1～C6滷烷基、羧基或其金屬鹽、(C1～C6烷氧基)羰基、滷原子、硝基、(C1～C6烷基)羰基氨基、氰基、甲醯基、(C1～C6烷基)羰基等吸電子性基團。
其中，作為R』，可以適合地列舉氫原子、C1～C6羥烷基、C1～C6滷烷基、羧基或其金屬鹽、(C1～C6烷氧基)羰基、滷原子、硝基、氰基、甲醯基、(C1～C6烷基)羰基作為基團。氫原子、硝基、滷原子、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。對於本發明的方法來說，從原料的獲得性或反應性的觀點出發，優選使用n為1～3的化合物。
(苄基化合物的具體例子)作為能夠在該反應中使用的以通式(1)表示的苄基化合物(原料苄基體)，具體地講，可以列舉例如苄醇、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、鄰甲氧基苄醇、間甲氧基苄醇、對甲氧基苄醇、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、鄰氟甲基苄醇、間氟甲基苄醇、對氟甲基苄醇、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、鄰氯苄醇、間氯苄醇、對氯苄醇、鄰氯苄基甲基醚、間氯苄基甲基醚、對氯苄基甲基醚、鄰硝基苄醇、間硝基苄醇、對硝基苄醇、鄰硝基苄基甲基醚、間硝基苄基甲基醚、對硝基苄基甲基醚、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、鄰羥基甲基乙醯替苯胺、間羥基甲基乙醯替苯胺、對羥基甲基乙醯替苯胺、鄰甲氧基甲基乙醯替苯胺、間甲氧基甲基乙醯替苯胺、對甲氧基甲基乙醯替苯胺、鄰氰基苄醇、間氰基苄醇、對氰基苄醇、鄰氰基苄基甲基醚、間氰基苄基甲基醚、對氰基苄基甲基醚、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-羥甲基聯苯、3-羥甲基聯苯、4-羥甲基聯苯、2-甲氧基甲基聯苯、3-甲氧基甲基聯苯、4-甲氧基甲基聯苯、4，4』-二羥基甲基聯苯、4，4』-二甲氧基甲基聯苯等。
其中，從反應性的觀點出發，優選使用苄醇，鄰、間或對硝基苄醇，鄰、間或對硝基苄基甲基醚，鄰、間、對氯苄醇，鄰、間或對氯苄基甲基醚，鄰、間或對苯二甲醇，鄰、間或對苯二甲醇單甲基醚等苄基化合物。
(苄基化合物的製造方法)以通式(1)表示的苄基化合物(原料苄基體)是公知的化合物，或者可以利用公知的反應製造(關於這些反應的詳情，例如，可以參照文獻「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」，例如，可以列舉在水中水解作為原料的相應的氯化苄基化合物的方法或者在適當的有機溶劑中，使相應的氯化苄基化合物與醇鈉等金屬醇鹽反應的方法等。
(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、鋰等鹼金屬以及鎂、鈣等鹼土類金屬等金屬原子。
另外，通式(2)中的m表示1～3的整數。
因此，作為能夠用於該反應的以通式(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。
根據獲得性或處理的簡便性、反應性等觀點出發，優選使用溴酸、溴酸鹽、亞溴酸鹽，特別優選使用溴酸鹽。
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)關於該反應中的以通式(2)表示的溴氧化物的使用摩爾比，只要反應能夠進行，相對以通式(1)表示的苄基化合物(原料苄基體)的溴氧化物的使用摩爾比沒有特別地限制。從抑制副反應的觀點出發，當通式(2)中的m是3時，相對1摩爾以通式(1)表示的苄基化合物(原料苄基體)，以通式(2)表示的溴氧化物通常為0.3～0.5摩爾，進一步優選為0.33～0.4摩爾。另外，當通式(1)中的m是2時，通常為0.45～0.75摩爾，進一步優選為0.5～0.6摩爾。此外，當通式(1)中的m是1時，通常為0.9～1.5摩爾，進一步優選為1.0～1.2摩爾。
其中，以通式(1)表示的苄基化合物(原料苄基體)具有多個-CH2OR(羥甲基、烷氧基甲基)(即，意味著原料苄基體是通式(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。)，當要把全部-CH2OR轉變成甲醯基時，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而得到摩爾比的溴氧化物。
另外，在原料苄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的一部分轉變成甲醯基。
(酸催化劑)使用酸催化劑進行該反應。作為能夠在該反應中使用的酸催化劑，可以列舉例如以乙酸、丙酸、三氟乙酸、氟乙酸、乳酸、胺基酸等羧酸；對甲苯磺酸、甲磺酸、苯磺酸等有機磺酸為代表的有機酸；鹽酸、硫酸、磷酸等無機酸；氯化鋁、三氟化硼-四氫呋喃絡合物(BF3-THF絡合物)、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，優選使用乙酸、丙酸等羧酸進行反應。
只要能夠充分地進行反應，該反應中的酸催化劑的使用量沒有特別地限制。從反應速度或經濟性的觀點出發，相對1摩爾以通式(1)表示的苄基化合物(原料苄基體)，可以列舉0.01～100摩爾，優選為0.05～10摩爾。然而，使用量並不限於上述列舉的範圍，根據需要還可以事先使用大量過剩的後述溶劑。
(溶劑)該反應即使沒有溶劑也能夠充分地進行，也可以使用溶劑進行反應。作為在該反應中使用的溶劑，最好是不阻害反應的物質，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、氯仿等滷化脂肪族烴類；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等乙酸酯類；二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、四甲基尿素、六甲基磷醯胺(HMPA)、碳酸丙烯酯等非質子性極性溶劑類；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、反應性的觀點出發，優選使用乙酸、丙酸等羧酸或水。當使用羧酸作為溶劑時，由於兼起到了酸催化劑的作用，因而特別優選。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，只要是能夠充分攪拌反應體系的量，就沒有特殊限定。從反應速度的觀點出發，相對1摩爾以通式(1)表示的苄基化合物(原料苄基體)，通常為0.05～10L(升)，進一步優選為0.5～2L。應當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，因而反應難以進行。
(反應溫度)該反應的反應溫度可以列舉0℃～所用溶劑的回流溫度，但是，從反應速度、抑制副反應的觀點來看，優選為20℃～100℃。
如果在高溫條件下進行該反應，還由於反應的規模，隨著反應激烈地進行，有產生強烈的放熱的情況。從這樣的觀點出發，採用通過謹慎地設定低溫條件、或採用通過向反應體系添加原料苄基體的手法、緩慢地溴氧化物的技術、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體系添加的技術等是有利的。
(反應時間等)該反應的反應時間沒有特別地限制，從抑制副產物的觀點出發，優選為1小時～30小時。
在該反應中，隨著反應進行而在體系內生成的溴化物離子(Br-)與溴氧化物部分反應，有因而會產生少量的溴的情況，該溴與體系內產生的目標芳香族醛化合物反應，可能會引起氧化成相應羧酸那樣的副反應。從這樣的觀點出發，為了儘量不產生溴，優選設定穩定的反應條件使之發生反應。
(芳香族醛化合物)
反應結束後，可以利用常規的方法，從反應混合物中取出目標芳香族醛化合物。作為這樣的「常規方法」，可以列舉蒸餾反應混合物、按照情況根據需要精餾反應混合物的方法或按照情況過濾以固體形式生成的目標產物，根據需要進行重結晶的方法等。
通過該反應，產物的氧化階段發展到氧化成羧酸化合物的過度的氧化反應少，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、農藥等中間原料有用的化合物。
在本發明中，當把相對副反應生成的相應羧酸體的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面積比製得目標芳香族醛體。
實施例下面，通過列舉實施例詳細地說明本發明的製造方法，本發明並不受這些實施例的任何限制。
實施例1([1]所述發明的一個方式)苯甲醛的製造向裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計的50ml三口燒瓶中添加4.32g(40mmol)苄醇、溴酸鈉2.0g(13.5mmol)、乙酸10ml(174mmol)、水10ml，在室溫下攪拌24小時。隨著反應進行，生成少量溴，反應液升溫至30℃。反應結束後，溴完全消失。
此時反應液中的成分以氣相色譜的面積比計為苯甲醛91.7％，苄醇5.1％。此外，使用正十三烷作為內標物，利用氣相色譜(GC)進行定量分析，結果該反應的目標產物苯甲醛的收率為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)島津製作所生產(商品名GC9-AM)柱(財)化學物質評價研究機構生產(商品名G-100、包覆層厚1.0μm×內徑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)島津製作所生產(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，達到280℃後，保持在同一溫度。
實施例2([1]所述的發明的一個方式)鄰硝基苯甲醛的製造向裝有機械攪拌器、回流冷凝器、溫度計的300ml三口燒瓶中添加61.2g(400mmol)鄰硝基苄醇、20g溴酸鈉(135mmol)、乙酸100ml(1.74mol)、50ml水，在50℃下攪拌3小時。隨著反應的進行，生成少量的溴，反應液升溫至68℃。此外，在90℃下攪拌1小時後，添加10g(68mmol)溴酸鈉，在70℃下攪拌1小時，在90℃下攪拌1小時。
對於此時反應液中的成分，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％的目標產物鄰硝基苯甲醛。可以確認即使原料苄基體作為R』具有如硝基那樣的吸電子基團，利用本發明方法，反應也能夠平穩地進行。
實施例3([1]所述的發明的一個方式)間甲氧基苯甲醛的製造向裝有磁攪拌器、回流冷凝器的15ml試管型反應器內添加0.55g(4mmol)間甲氧基苄醇、0.18g(1.2mmol)溴酸鈉、2ml(34.8mmol)乙酸，在90℃下攪拌1.5小時。隨著反應進行，生成少量溴，反應結束後，溴完全消失。
對於此時反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成35.2％的目標間甲氧基苯甲醛，殘留11.7％的原料間甲氧基苄醇。可以確認即使使用具有作為R』的如甲氧基那樣的給電子基團的原料苄基體，利用本發明方法，反應也能夠進行。
實施例4([1]所述發明的一個方式)苯甲醛的製造使用0.43g(4mmol)苄醇替代間甲氧基苄醇，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同樣地進行反應。對於此時的反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成93.5％的目標苯甲醛。
實施例5([1]所述發明的一個方式)苯甲醛的製造使用0.43g(4mmol)苄醇替代間甲氧基苄醇，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同樣地進行反應。對於此時的反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成90.0％的目標苯甲醛。
實施例6([1]所述發明的一個方式)鄰硝基苯甲醛的製造使用0.67g(4mmol)鄰硝基苄基甲醚替代間甲氧基苄醇，而且使用0.2g(1.35mmol)溴酸鈉，除此以外，與實施例3同樣地進行反應。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成53.6％的目標產物鄰硝基苯甲醛。另外，殘留38.6％的原料鄰硝基苄基甲醚。實施例7([1]所述發明的一個方式)鄰硝基苯甲醛的製造使用0.61g(4mmol)鄰硝基苄醇替代間甲氧基苄醇，使用2ml水、1滴47％溴酸替代2ml乙酸，除此以外，與實施例3同樣地進行反應。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成75.2％的目標產物鄰硝基苯甲醛。另外，殘留24.2％的原料鄰硝基苄醇。
實施例8([1]所述發明的一個方式)苯甲醛的製備使用0.43g(4mmol)苄醇替代間甲氧基苄醇，使用1ml(17.4mmol)乙酸替代2ml乙酸，使用2ml二甲基甲醯胺、0.2g溴酸鈉(1.35mmol)，除此以外，與實施例3同樣地進行反應。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成92.6％目標產物苯甲醛。
實施例9([1]所述發明的一個方式)苯甲醛的製造使用2ml碳酸丙烯酯替代2ml二甲基甲醯胺，除此以外，與實施例8同樣地進行反應。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成93.4％的目標產物苯甲醛。
實施例10([1]所述發明的一個方式)對氯苯甲醛的製造使用0.63g(4mmol)對氯苄基甲醚替代間甲氧基苄醇，使用0.2g(1.35mmol)溴酸鈉，除此以外，與實施例3同樣地進行反應，對於此時反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成91.0％的目標產物對氯苯甲醛。
實施例11([1]所述發明的一個方式)4，4』-二甲醯基聯苯的製造使用0.53g(2mmol)二甲氧基甲基聯苯替代間甲氧基苄醇，使用0.2g(1.35mmol)溴酸鈉，除此以外，與實施例3同樣地進行反應。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成93.3％的4，4』-二甲醯基聯苯。殘留6.7％的原料二甲氧基甲基聯苯。
實施例12([1]所述發明的一個方式)鄰苯二醛的製造使用0.39g(2mmol)鄰苯二甲醇二乙基醚替代間甲氧基苄醇，使用0.2g(1.35mmol)溴酸鈉，除此以外，與實施例3同樣地進行反應。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成32.0％目標產物鄰苯二醛、30.1％的作為中間產物(1分子原料中存在的2個乙氧基甲基中的只有1個被轉變成甲醯基的化合物)的鄰乙氧基甲基苯甲醛。
實施例13([1]所述發明的一個方式)對苯二醛的製造使用0.55g(4mmol)對苯二甲醇替代間甲氧基苄醇，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同樣地進行反應。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成56.0％目標產物對苯二醛、28.6％的作為中間產物(1分子原料中存在的2個羥甲基中的只有1個被轉變成甲醯基的化合物)的對羥甲基苯甲醛。
實施例14([1]所述發明的一個方式)苯甲醛的製造使用0.43g(4mmol)苄醇替代間甲氧基苄醇，使用0.23g(1.35mmol)溴酸鉀替代溴酸鈉。除此以外，與實施例3同樣地進行反應。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜面積比計，生成90.0％的目標產物苯甲醛。
實施例15([1]所述發明的一個方式)苯甲醛的製造在裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計的50ml三口燒瓶中，使用21.6g(200mmol)苄醇，使用10.0g(67mmol)溴酸鈉，添加20ml(348mmol)乙酸，在75℃下攪拌8小時。隨著反應進行，生成少量溴，反應液升溫至80℃。反應結束後溴完全消失。將反應液冷卻至室溫，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達到大於等於11。利用100ml醚，接著利用50ml醚萃取所得產物，利用飽和食鹽水洗滌醚相。利用無水硫酸鈉乾燥醚相，在減壓下蒸餾除去溶劑，製得19.1g油。對於該油中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成89.4％的目標產物苯甲醛。利用減壓蒸餾[112～115℃/13.33KPa(100mmHg)]精製該油，製得13.6g苯甲醛。分離收率64％。
實施例16([1]所述發明的一個方式)對氯苯甲醛的製造在裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計的100ml四口燒瓶中，使用31.3g(200mmol)對氯苄基甲醚，使用10.0g(67mmol)溴酸鈉，添加40ml(696mmol)乙酸，在75℃下攪拌8小時。隨著反應進行，生成少量溴，反應液升溫至80℃。反應結束後溴完全消失。在減壓下，回收28ml乙酸後，將所得反應液冷卻至室溫，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。利用無水硫酸鈉乾燥乙酸乙酯相，在減壓下蒸餾除去溶劑，製得29.0g固體。對於該固體中的成分，以氣相色譜的面積比計，生成89.2％的目標產物對氯苯甲醛。
比較例1苯甲醛的製造使用0.43g(4mmol)苄醇替代間甲氧基苄醇，使用2ml二甲基甲醯胺、0.2g(1.35mmol)溴酸鈉代替2ml乙酸，除此以外，與實施例4同樣地進行反應。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜面積比計，目標產物苯甲醛為1.3％，原料苄醇為98.7％。
比較例2苯甲醛的製造使用0.43g(4mmol)苄醇替代間甲氧基苄醇，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同樣地進行反應。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜面積比計，目標產物苯甲醛為2.2％，原料苄醇為96.5％。
比較例3苯甲醛的製造使用0.43g(4mmol)苄醇替代間甲氧基苄醇，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同樣地進行反應。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜面積比計，目標產物苯甲醛為1.4％，苄醇為97.9％。
比較例4苯甲醛的製造使用0.43g(4mmol)苄醇替代間甲氧基苄醇，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同樣地進行反應。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜面積比計，目標產物苯甲醛為1.6％，苄醇為77.9％，乙酸苄酯20.5％。
比較例5苯甲醛的製造[化學研究雜誌(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試管型反應器內，使用0.43g(4mmol)苄醇、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分鐘後，引起爆沸、劇烈地產生溴。反應結束後，溴完全消失，對於此時反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，目標產物的苯甲醛為12.2％，原料苄醇為36.1％，苯甲酸為36.2％。
實施例17鄰碘苯甲醛的製造向裝有磁攪拌器、回流冷卻器的25ml茄型燒瓶中，裝入2.30g(9.8mmol)鄰碘苄醇、5ml(87mmol)乙酸後，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。滴加結束後，在75℃下攪拌3小時。對於此時反應液中的成分，以氣相色譜的面積比計，目標產物的鄰碘苯甲醛大於等於99.9％。利用GC-MS確認分子離子峰為232。
實施例18鄰甲基苯甲醛的製造向裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計的100ml的四口燒瓶中添加12.2g(100mmol)鄰甲基苄醇、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於等於90℃，用1小時滴加上述水溶液。攪拌1小時後，再追加0.2g(1.35mmol)溴酸鈉，攪拌1小時直到溴的紅色消失。向體系內添加碳酸鈉水溶液，直到成為鹼性，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，製得12.5g油。利用矽膠柱色譜法精製該油(乙酸乙酯∶正己烷1∶4)，製得11.8g鄰甲基苯甲醛。收率98.3％。利用GC-MS確認分子離子峰為120。
實施例192，5-二氯苯甲醛的製造向裝有磁攪拌器、回流冷凝器、溫度計的50ml的三口燒瓶中添加7.08g(40mmol)2，5-二氯苄醇、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。進一步在75℃下攪拌3小時。向體系內添加5％氫氧化鈉水溶液，直到成為鹼性，利用200ml二氯甲烷進行萃取。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，製得6.8g油。利用矽膠柱色譜法精製該油(乙酸乙酯∶正己烷1∶4)，製得5.8g的2，5-二氯苯甲醛。收率82.9％。
實施例204，4』-雙甲醯基聯苯的製造向裝有磁攪拌器、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。進一步在75℃下攪拌，直到溴的顏色消失。向體系內添加50ml水，過濾，乾燥過濾物，製得4.25g的4，4』-雙甲醯基聯苯的白色晶體。產率99.9％。利用GC-MS(分子離子峰-1)確認為209。
如上所述，通過本發明，提供芳香族醛化合物的新型的工業製造法。
根據本發明的方法，能夠使用容易獲得的以通式(1)表示的苄基化合物(原料苄基體)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製造目標芳香族醛類化合物。此外，本發明方法不產生源自催化劑或過渡金屬的有害廢棄物，因而容易進行廢棄物處理，有益於環境，工業利用價值高。
權利要求
1.以通式(3)表示的芳香族醛化合物的製造方法， 式中，R』、n表示與下述相同的意義，其特徵在於在酸催化劑存在下，使以通式(1) 式中，R表示氫原子或烷基，n表示1～6的整數，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、滷烷基、羧基或其金屬鹽、烷氧羰基、滷原子、硝基、氨基、烷基氨基、烷基羰基氨基、氰基、甲醯基、烷基羰基或可以具有取代基的苯基表示的苄基化合物與以通式(2)表示的溴氧化物反應，MBrOm(2)式中，M表示氫原子或金屬原子，m表示1～3的整數。
2.權利要求1所述的芳香族醛化合物的製造方法，其中，以通式(1)表示的苄基化合物中，R』全部都是氫原子或者R』中的至少一個是吸電子性基團。
3.權利要求1所述的芳香族醛化合物的製造方法，其中，以通式(1)表示的苄基化合物中，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.權利要求1～3任一項所述的芳香族醛化合物的製造方法，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.權利要求1～3任一項所述的芳香族醛化合物的製造方法，其中，上述酸催化劑是有機羧酸。
全文摘要
製造以通式(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，其特徵在於在酸催化劑存在下，使以通式(1)，(式中，R表示氫原子等，n表示1～6的整數，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)表示的苄基化合物與以通式(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 優先權日2003年8月27日
發明者川添健太郎 申請人:庵原化學工業株式會社