JP2001512090A - 臭化置換ベンジルの製造法 - Google Patents
臭化置換ベンジルの製造法Info
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Abstract
Description
R1-5が、水素又はメチルを表す。] で表される臭化置換ベンジルを、 式II:
より製造する方法に関する。
Weyl, 第5/4巻, 331頁以下 (1960))。
指摘されている。置換が極めて困難な化合物、特にニトロトルエンは、屡々、1
00℃を超える温度、加圧下においてのみ反応を引き起こすことができ、これは
化合物の低い熱安定性のために安全性に顕著な問題がある。
に困難な製造、即ちo−ニトロトルエンを過酸化水素の存在下に、光を照射しな
がら臭化水素で臭素化することによる製造が記載されており、この場合90%の
選択性を得ることが可能である。この方法は下記の不利を有することが分かった
: 必要な臭素の遊離基は、光照射により発生するが、連続操作において、ランプ
を被覆することとなり、従って著しい悪作用をもたらす。
かにかかっている。良好な選択性は、かなり低い転換率においてのみ得られる。
素のモル比は、比較的狭い範囲内でしか変更できない。
アゾカルボン酸エステルの存在下且つ酸化剤の存在下に行うことにより、極めて
良好な選択率で得ることができることを今見出した。
発生させることが可能である。アゾカルボン酸エステル及びアゾカルボニトリル
は上記酸化剤の存在下に特に安定であり、このため新規な方法における開始剤と
しての使用が運命付けられている。新規な方法について、下記に簡潔に述べ、そ
の後に詳細に説明する多くの工業的、経済的利点を有する: 1.照射するために必要な手の込んだ装置の省略 2.使用する臭素化剤及び酸化剤の種類の拡大が可能 3.より低い反応温度まで延びた、より広い温度窓口 4.個々の反応剤の添加の順序を反対にすることができる。臭素化剤を臭素化
すべき基質及び酸化剤に計量導入する。反応器内の腐食性臭素化剤、特に臭化水
素の濃度を、このように極めて低く保つことができる。
芳香族炭化水素(例、ベンゼン、tert−ブチルベンゼン及びtert−アミ
ルベンゼン)、ハロゲン化炭化水素(例、塩化メチレン、クロロホルム及びクロ
ロベンゼン、1,2−ジクロロエタン、四塩化炭素、ジクロロベンゼン又はトリ
クロロベンゼン)である。これらの溶剤の混合物も使用することができる。
ム、四塩化炭素、o(オルト)−又はp(パラ)−ジクロロベンゼン、又は1,
2,4−トリクロロベンゼン)が好ましく、特にクロロベンゼンが好ましい。
とができ、又は文献(例、Organikum, Barth Verlagsgesllschaft (1993) 320頁
以下)に記載の方法で容易に得られる。
る。臭素化剤、例えば単体臭素、又は臭素塩(bromine salt)、中でも臭化ナトリ
ウム、及び臭化水素、好ましくは水溶液の形のもの、臭化水素酸を使用すること
が可能である。臭化水素酸を含む工業的共沸混合物が特に好ましい。
、過酸化物、次塩素酸塩(塩素漂白溶液)、塩素、臭化ナトリウム、及びペルオ
キシ二硫酸カリウムを挙げることができ、過酸化水素が特に好適である。
臭化水素も再酸化できるような量である。臭化物当量当たり1.5〜2当量の酸
化剤を添加することが好ましい。一方、臭素源として単体臭素を用いた場合、0
.5〜1当量(臭素に対して)の酸化剤を添加すれば充分である。このように使
用する臭素化剤の量を半減することがほとんどの場合において可能である。
で使用され、好ましくは0.9〜1.0のモル比で使用される。
ル等のアゾ化合物を開始剤として使用し、従って光照射を省略できることである
。これらの開始剤は、前駆体或いは溶剤に容易に溶解し、従って、最初から、或
いは計量導入時から存在することができる。特に好ましいアゾ化合物は、アゾイ
ソブチロニトリル(AIBN)である。
の濃度(出発材料にもよるが)、好ましくは1〜10モル%の濃度で、反応混合
物に添加される。
度は、一方でo−ニトロトルエンII及びそれから得られる生成物IIIの熱安定性 、及び一方で開始剤の分解温度に依存している。下記の表には、種々の開始剤を
、それらの構造及び10時間半減期の分解温度と共に示している。反応は、開始
剤の10時間半減期の分解温度の少し上か下で(±10℃)行うことが好ましい
。10時間半減期の分解温度より下での操作は、一般に開始剤の使用の節約と高
い選択性をもたらす。しかしながら、この結果は、長時間の反応という犠牲を伴
う。従って、好適な開始剤を選択することにより、反応温度を広範囲で変化させ
、調節して、特定の条件に最適化させることが可能である。
解する感受性化合物を製造することは問題なく可能であり、幾分長い反応時間を
いけ入れなければならないが、発熱分解の安全性の危険因子を除去することがで
きる。開始剤として有機過酸化物を用いて得られた結果は全体に悪く、一方酸化
剤の存在下にアゾ化合物を用いる新規な方法では極めて良好な結果が得られる。
場合によっては、鉱酸、特にH2SO4を添加することが有利であろう。
、或いは好ましくは臭化水素酸を溶剤と共に含み、そして適宜開始剤又は開始剤
の一部を含む。混合物を反応温度にして、そして連続的に又は部分的に0.5〜
数時間に亘って、開始剤の存在下又は非存在下にトルエン誘導体IIを計量導入す
る。酸化剤をIIの計量導入と平行して計量導入し、その際過剰の臭素が反応混合
物中に存在しないようにする。基質IIを臭素化剤及び開始剤と混合し、酸化剤の
計量導入によって反応を制御することが同様に可能である。
が、開始剤を含んでも良い臭素を水及び溶剤中に計量導入する。この手順で、基
質IIは最初から存在しても、或いは計量導入しても良い。
過程は臭素成分の添加により制御することができる。過酸化水素を使用した場合
、後者の手順は一般に50℃までで可能である。
的な手順は、装置を小さな寸法にすることができ、高温に保持された基質IIを含
む溶液の量をより少なくできるとの優位性を有する。従って、トルエン誘導体II
のあるものにおいて表明された熱的に不安定性であることも、連続法が工業的安
全性の点で有利であることを意味することとなる。
される。熱的に安定なベンジル臭化物は、概して蒸留で精製され、一方熱的に不
安的なベンジル臭化物は更に新規な方法から得られる溶液中で処理される。
(AIBN)を1350gのクロロベンゼンに溶解した液を、620g(3.6
モル)の47%濃度臭化水素酸と、羽根車攪拌機及び邪魔板付き2.5Lのフラ
ット・フレンジ・フラスコ内において混合した。反応器の内容物を75℃まで加
熱し、この温度に達した後、供給材料I及びIIを二基の計量ポンプで給送した。
のo−ニトロトルエンに溶解した液を、2時間に亘って連続的に導入した; 供給材料II:725g(3.2モル)の15%濃度のH2O2を、過剰の臭素が
溶液中に存在しないように導入した。約2.5時間これに要した。
らの相を75℃で分離した。2146.4gの有機層が得られ、下記の組成(溶
剤含まず)であった: 60.4%の臭化o−ニトロベンジル 21.5%のo−ニトロトルエン 18.2%の臭化o−ニトロベンザル
4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)が溶解した25gのクロロベ
ンゼンを、0.24gの濃H2SO4及び7.8gの50%濃度H2O2と、250
mlの攪拌装置中において27℃で混合した。激しく攪拌しながら、19.7g
の47%濃度臭化水素を、25〜27℃にて、約8時間に亘って滴下し、多量の
臭素が遊離した時(褐色)に臭化水素の添加を停止し、色が消えるまで反応温度
で攪拌した。
ン、600mg(2.7ミリモル)のV65[Wako製、2,2’−アゾビス(2
,4−ジメチルバレロニトリル)]、300mgのH2SO4及び16.4g(0
.15モル)の30%濃度H2O2を、45℃で混合した。10gの47%濃度臭
化水素を、75分間に亘って滴下し、混合物を更に45℃にて75分間攪拌した
。更に5gの臭化水素酸を加え、混合物を室温で12時間攪拌した。その後、3
gの臭化水素酸、そして2回に分けて5g及び更に10gのクロロベンゼンとV
65の溶液(合計15gのクロロベンゼン+0.86g(3.9ミリモル)のV
65)を加えた。
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、0.24gの濃H2 SO4及び19gの47%濃度臭化水素酸を、250mlの攪拌装置で混合し、 そして激しく攪拌しながら60gの10%濃度過酸化水素水溶液を、13時間に
亘って滴下した。この間、0.58gの2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル
バレロニトリル)を10gのクロロベンゼンに溶解した液を、その内の1mlず
つ、1時間に亘って時々反応混合物に添加した。反応は13時間後に停止した。
の濃H2SO4、1.74gの2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニト
リル)、及び8.8gの30%濃度過酸化水素水溶液を、250mlの攪拌装置
で45℃にて混合し、そして激しく攪拌しながら6.6gの臭素を、褐色溶液の
消色が起こるような速度で24時間に亘り添加した。
4gの濃H2SO4及び19.8gの47%濃度の臭化水素酸を、250mlの攪
拌装置で62℃にて混合し、そして2.15gの2,2’−アゾビス(2−メチ
ルプロピオニトリル)を添加し、その後激しく攪拌しながら40gの塩素漂白溶
液(12.5%の活性塩素)を25時間に亘りゆっくり添加した。
4gの濃H2SO4、19.8gの47%濃度の臭化水素酸及び0.72gの2,
2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)を、250mlの攪拌装置で6
1℃にて混合した。この温度で、3.27gの臭素酸ナトリウム(NaBrO3 )を23mlの水に溶解した液を15時間に亘り添加した。
℃とし、NaBrO3の代わりに17.5gのペルオキシ二硫酸ナトリウムを5 0mlの水に溶解した液を、酸化剤として反応混合物に添加した。後処理は20
時間後に行った。
液と、103gの臭化ナトリウム、6gのNa2HPO4を1Lの水に溶解した液
とを、2.5gの濃H2SO4及び20gの2,2’−アゾビス(2−メチルプロ
ピオニトリル)とを、65℃にて混合した。この2層混合物を、64gの塩素ガ
ス(Cl2)を通しながら、2時間に亘って激しく攪拌した。
4gの濃H2SO4及び19.8gの47%濃度の臭化水素酸を、250mlの攪
拌装置で62℃にて混合し、2.32gの2,2’−アゾビス(2−メチルプロ
ピオニトリル)を添加し、そして激しく攪拌しながら、11.6gの過酢酸(3
2%濃度)を25.5時間に亘って少しずつ滴下した。
、2.5gの濃H2SO4、257.9gの47%濃度の臭化水素酸及び14gの
2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)を、2Lの攪拌装置で63
℃にて混合した。332.3gの10%濃度過酸化水素水溶液を、1時間25分
間に亘って滴下し、その後混合物を63℃で30分間攪拌した。
)、200gのクロロベンゼン、1gの濃H2SO4、82.7gの47%濃度の
臭化水素酸及び6gの2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)を、
1Lの攪拌装置で63℃にて混合した。75gの10%濃度過酸化水素水溶液を
、30分間に亘って滴下し、その後混合物を64℃で25分間攪拌した。
ン、6gの濃H2SO4、467gの47%濃度の臭化水素酸及び2.7gの2,
2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)を、4Lの攪拌装置で70℃に
て混合した。620.5gの10%濃度過酸化水素水溶液、及び16.5gの2
,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)を270gのクロロベンゼン
に溶解した液を、1.5時間に亘って同時に滴下し、その後混合物を70℃で1
時間攪拌した。
ロロベンゼン、1gの濃H2SO4、85.5gの47%濃度の臭化水素酸及び3
.5gの2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)を、1Lの攪拌装
置で63℃にて混合した。その後、63〜68℃の温度で、73.5gの10%
濃度過酸化水素水溶液を35分間に亘って添加した。混合物を、反応温度で2時
間攪拌し、その後73.5gの10%濃度過酸化水素水溶液を30分間に亘って
添加し、更に1.5gの2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)を
反応物に添加し、その混合物を反応温度で2時間35分間攪拌した。最後に、3
6.8gの10%濃度過酸化水素水溶液を63〜67℃にて15分間に亘って添
加し、混合物を反応温度でさらに2時間攪拌し、室温まで冷却し、そして有機層
を分離した。クロロベンゼン溶液は、純度96.1%(溶剤を無視したHPLC
分析による)の必要な生成物2,4−ジクロロ−3−(ブロモメチル)安息香酸
メチルを含むものであった。
の置換基R1-5が、水素又はメチルを表す。] で表される臭化置換ベンジルを、 式II:
、所望によりその水溶液の形の臭素化剤で、20〜95℃において臭素化するこ
とにより製造する方法であり、 上記臭素化を、アゾカルボニトリル又はアゾカルボン酸エステルの存在下、且
つ酸化剤の存在下に行うことを特徴とする臭化置換ベンジルの製造方法。
Claims (6)
- 【請求項1】 式I: 【化1】 [但し、少なくとも1個の置換基R1-5が、フッ素、塩素、臭素、C1〜C4アル コキシカルボニル、シアノ又はニトロから選ばれる電子吸引性基を表し、その他
の置換基R1-5が、水素又はメチルを表す。] で表される臭化置換ベンジルを、 式II: 【化2】 で表される置換トルエンを臭素化剤で、20〜95℃において臭素化することに
より製造する方法であり、 上記臭素化を、アゾカルボニトリル又はアゾカルボン酸エステルの存在下、且
つ酸化剤の存在下に行うことを特徴とする臭化置換ベンジルの製造方法。 - 【請求項2】 臭素化剤として単体臭素を用いた場合に,0.5〜1当量の 酸化剤を使用し、臭素化剤として臭化物又は臭化水素を用いた場合に,1.5〜 2当量の酸化剤を使用する請求項1に記載の方法。
- 【請求項3】 酸化剤として、過酸化水素、過酢酸、塩素、次亜塩素酸ナト
リウム(塩素漂白溶液)、臭素酸ナトリウム又はペルオキシ二硫酸カリウムを使
用する請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 過酸化水素を酸化剤として使用し、50℃以下で臭素化すべ
き基質と共に初めから存在させる請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 臭素化を二相系で行う請求項1〜4のいずれかに記載の方法
。 - 【請求項6】 臭素化を連続的に行う請求項1〜5のいずれかに記載の方法
。
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