JP3911732B2

JP3911732B2 - Process for producing dialkyl 5-bromo-isophthalate

Info

Publication number: JP3911732B2
Application number: JP27206596A
Authority: JP
Inventors: 秀雄鈴木; 功橋場
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: JPH10114712A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、５−ブロム−イソフタル酸ジアルキル類の製造方法に関する。５−ブロム−イソフタル酸ジアルキル類は、医薬・農薬等の工業用有機中間体として有用な化合物である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の５−ブロム−イソフタル酸ジアルキル類の製造方法としては、ＢｒＦ₃存在下で、臭素によって５−ブロム−イソフタル酸ジエチルを収率５５％で得ている例〔ジャーナルオブオルガニックケミストリー，５８巻，２３９−２４０頁（１９９３年）〕が知られている。しかし、この方法は、高価で扱いにくい三弗化臭素を使用し、かつ目的生成物の収率が低い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
原料であるイソフタル酸ジアルキル類のエステル基の加水分解を起こさせることなく、ベンゼン環上の目的の位置に選択的に臭素化することを課題とする。
さらに、実用的に高価で、取扱いにくい資材及び反応条件を回避した製造方法を課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、一般式〔１〕
【０００５】
【化２】

【０００６】
（Ｒ¹、Ｒ²は、同一又は異なっていてもよく、炭素数１〜１０のアルキル基を表す。）
で表されるイソフタル酸ジアルキル類を、強酸を溶媒として、Ｎ−ブロムイミド型ブロム化剤を用いてブロム化することを特徴とする５−ブロム−イソフタル酸ジアルキル類の製造方法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、更に本発明を詳細に説明する。
本発明は、下記反応スキームで示される。
【０００８】
【化３】

【０００９】
（Ｒ¹、Ｒ²は、前記式〔１〕と同じ。）
本反応で用いられるイソフタル酸ジアルキル類としては、例えばイソフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジエチル、イソフタル酸ジ−ｎ−プロピル、イソフタル酸ジ−ｉ−プロピル、イソフタル酸ジ−ｎ−ブチル、イソフタル酸ジ−ｓ−ブチル、イソフタル酸ジ−ｔ−ブチル、イソフタル酸ジ−ｎ−アミル、イソフタル酸ジ−ｓ−アミル、イソフタル酸ジ−ｔ−アミル、イソフタル酸ジ−ｎ−ヘキシル、イソフタル酸ジ−ｎ−ヘプチル、イソフタル酸ジ−ｉ−ヘプチル、イソフタル酸ジ−ｎ−オクチル、イソフタル酸ジ−ｉ−オクチル、イソフタル酸ジ−ｎ−ノニル、イソフタル酸ジ−ｉ−ノニル、イソフタル酸ジ−ｎ−デシル、イソフタル酸ジ−ｉ−デシル等が挙げられる。
【００１０】
本発明の第１の特徴は、ブロム化剤として、下記構造式で表されるＮ−ブロムイミド型ブロム化剤を使用するところにある。
【００１１】
【化４】

【００１２】
具体的には、Ｎ−ブロムサクシイミド、Ｎ−ブロムグルタルイミド、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリブロムイソシアヌール酸、Ｎ，Ｎ′−ジブロムイソシアヌール酸ナトリウム、Ｎ，Ｎ′−ジブロムイソシアヌール酸カリウム、Ｎ，Ｎ′−ジブロムイソシアヌール酸、Ｎ，Ｎ′−ジブロムヒダントイン、Ｎ−ブロムヒダントインナトリウム、Ｎ−ブロムヒダントインカリウム、Ｎ−ブロムヒダントイン、Ｎ−ブロム−Ｎ′−メチルヒダントイン、１，３−ジブロム−５，５−ジメチルヒダントイン、１−ブロム−５，５−ジメチルヒダントイン、３−ブロム−５，５−ジメチルヒダントイン、１−ブロム−５，５−ジメチルヒダントインナトリウム１−ブロム−５，５−ジメチルヒダントインカリウム、３−ブロム−５，５−ジメチルヒダントインナトリウム及び３−ブロム−５，５−ジメチルヒダントインカリウム等等が挙げられ、特には、Ｎ−ブロムサクシイミド、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリブロムイソシアヌール酸及びＮ，Ｎ′−ジブロムヒダントイン等が好ましい。
【００１３】
その使用量は、反応基質に対し、臭素原子当りで０．５〜３当量が、特には１〜２当量が好ましい。
本発明の第２の特徴は、溶媒にある。即ち、硫酸に代表される強酸が使われる。硫酸は市販の濃硫酸をそのまま使用することができる。基本的に、水の存在は、エステル基の加水分解を促進し好ましくないが、反応条件を選択することによりある程度の存在は容認できる。即ち、硫酸濃度としては、７０〜１００％間で使用でき、特には、９０〜１００％が好ましい。溶媒の使用量は、反応基質に対し、１〜２０重量倍程度が使用でき、好ましくは２〜８重量倍が適わしい。
【００１４】
反応温度は、０〜１５０℃間が好ましいが、反応速度と目的物の選択率の観点から特には２０〜１００℃間が適わしい。
反応時間は、反応液のサンプリングによりガスクロマトグラフィー又は液体クロマトグラフィーによる分析により決定することができる。
さらに反応は、常圧でも加圧でも可能であり、又回分式でも連続式でも行う事ができる。
【００１５】
反応生成物は反応後、反応液を冷水に滴下し、晶析させることにより単離することができる。さらに、目的物の精製は、粗生成物を有機溶媒に溶解後、アルカリ水溶液での洗浄、水洗を繰り返した後、再結晶化させることによって行うことができる。
【００１６】
【実施例】
以下実施例及び比較例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。
実施例１
イソフタル酸ジメチル９．７ｇ（５０ｍｍｏｌ）を９７％硫酸４８．５ｇに加え、４０℃で３０分撹拌し溶解させた。続いて、３０℃でＮ−ブロムサクシイミド（ＮＢＳ）９．４ｇ（５２．５ｍｍｏｌ）を加えた後、４０℃で８時間撹拌した。次に氷冷下で、１，２−ジクロロエタンと氷水を加え反応液を分散させた後、１，２−ジクロロエタン層を分液した。さらにこの１，２−ジクロロエタン層を５％ＮａＯＨ水溶液及び水で洗浄を繰り返した後、濃縮、乾燥すると白色結晶１３．４ｇ（純度８７．２％）（収率８５．６％）が得られた。この結晶を酢酸・ｎ−ヘプタン溶媒で再結晶することにより白色結晶８．６ｇが得られた。この結晶はＭＡＳＳ及び 1Ｈ−ＮＭＲから５−ブロムイソフタル酸ジメチル（５−ＢＩＰＭ）であることを確認した。
【００１７】
実施例２
イソフタル酸ジメチル（ＩＰＭ）１．９４ｇ（１０ｍｍｏｌ）を９４％硫酸９．７ｇに溶解させた後、Ｎ−ブロムサクシイミド（ＮＢＳ）１．９６ｇ（１１ｍｍｏｌ）を加え、４０℃で２時間撹拌した。反応後、氷水中へ反応液を滴下し析出した結晶を１，２−ジクロロエタン（ＥＤＣ）で抽出した。このＥＤＣ層を水洗後濃縮すると白色結晶２．７０ｇが得られた。この結晶を内標法による純度分析すると、５−ＢＩＰＭが８４．１％であることが判った。（５−ＢＩＰＭ収率８４．１％）
【００１８】
実施例３〜５，比較例１〜２
実施例２に於て、硫酸濃度、温度、時間を変えた他は同様に反応後処理した結果を次表に示す。
【００１９】
【表１】

【００２０】
実施例６
実施例１に於て原料をイソフタル酸ジエチル１１．１ｇ（５０ｍｍｏｌ）とした他は、同様に反応させた後、処理を行った結果、白色結晶１４．６ｇ（純度８９．３％）（収率８７．８％）が得られた。この結晶を酢酸・ｎ−ヘプタン溶媒で再結晶することにより白色結晶８．９ｇが得られた。この結晶はＭＡＳＳ及び 1Ｈ−ＮＭＲから５−ブロムイソフタル酸ジエチルであることを確認した。
【００２１】
実施例７
実施例１に於てＮＢＳをＮ，Ｎ′，Ｎ″−トリブロムイソシアヌール酸６．６ｇ（１８．３ｍｍｏｌ）に変えた他は、同様に反応させた後、処理を行った結果、白色結晶１３．６ｇ（純度８８．３％）（５−ＢＩＰＭ収率８１．１％）が得られた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明方法の強酸を溶媒として、Ｎ−ブロムイミド型ブロム化剤を用いてイソフタル酸ジアルキル類をブロム化することにより、高収率で５−ブロム−イソフタル酸ジアルキル類を得ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a process for producing dialkyl 5-bromo-isophthalates. 5-Bromo-isophthalate dialkyls are useful compounds as industrial organic intermediates for pharmaceuticals and agricultural chemicals.
[0002]
[Prior art]
As a conventional process for producing dialkyl 5-bromo-isophthalate, an example in which diethyl 5-bromo-isophthalate is obtained with bromine at a yield of 55% in the presence of BrF ₃ [Journal of Organic Chemistry, Vol. 58 239-240 (1993)]. However, this method uses expensive and cumbersome bromine trifluoride and has a low yield of the desired product.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object to selectively bromine a target position on a benzene ring without causing hydrolysis of an ester group of a dialkyl isophthalate that is a raw material.
Furthermore, the manufacturing method which avoided practically expensive and difficult-to-handle materials and reaction conditions is an issue.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention relates to the general formula [1]
[0005]
[Chemical 2]

[0006]
(R ¹ and R ² may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
The present invention relates to a process for producing dialkyl 5-bromo-isophthalates, characterized in that the dialkyl isophthalates represented by the formula (1) are brominated using a strong acid as a solvent and an N-bromoimide bromating agent.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be further described in detail.
The present invention is shown by the following reaction scheme.
[0008]
[Chemical 3]

[0009]
(R ¹ and R ² are the same as in the above formula [1].)
Examples of the dialkyl isophthalates used in this reaction include dimethyl isophthalate, diethyl isophthalate, di-n-propyl isophthalate, di-i-propyl isophthalate, di-n-butyl isophthalate, and di-s-isophthalate. -Butyl, di-t-butyl isophthalate, di-n-amyl isophthalate, di-s-amyl isophthalate, di-t-amyl isophthalate, di-n-hexyl isophthalate, di-n-heptyl isophthalate Di-i-heptyl isophthalate, di-n-octyl isophthalate, di-i-octyl isophthalate, di-n-nonyl isophthalate, di-i-nonyl isophthalate, di-n-decyl isophthalate, isophthal Examples include acid di-i-decyl.
[0010]
The first feature of the present invention is that an N-bromoimide bromating agent represented by the following structural formula is used as the brominating agent.
[0011]
[Formula 4]

[0012]
Specifically, N-bromosuccinimide, N-bromoglutarimide, N, N ′, N ″ -tribromoisocyanuric acid, N, N′-dibromoisocyanuric acid sodium, N, N′-dibromo Potassium isocyanurate, N, N'-dibromoisocyanuric acid, N, N'-dibromohydantoin, sodium N-bromohydantoin, potassium N-bromohydantoin, N-bromohydantoin, N-bromo-N'-methyl Hydantoin, 1,3-dibromo-5,5-dimethylhydantoin, 1-bromo-5,5-dimethylhydantoin, 3-bromo-5,5-dimethylhydantoin, 1-bromo-5,5-dimethylhydantoin sodium 1- Bromine-5,5-dimethylhydantoin potassium, 3-bromo-5,5-dimethylhydantoin inner And potassium, particularly N-bromosuccinimide, N, N ′, N ″ -tribromoisocyanuric acid and N, N′-dibromohydantoin Etc. are preferred.
[0013]
The amount used is preferably 0.5 to 3 equivalents, more preferably 1 to 2 equivalents per bromine atom relative to the reaction substrate.
The second feature of the present invention is a solvent. That is, a strong acid typified by sulfuric acid is used. As sulfuric acid, commercially available concentrated sulfuric acid can be used as it is. Basically, the presence of water is undesirable because it promotes hydrolysis of the ester group, but some presence can be tolerated by selecting the reaction conditions. That is, as sulfuric acid concentration, it can be used between 70-100%, and 90-100% is especially preferable. The solvent can be used in an amount of about 1 to 20 times by weight, preferably 2 to 8 times by weight with respect to the reaction substrate.
[0014]
The reaction temperature is preferably between 0 ° C. and 150 ° C., but particularly between 20 ° C. and 100 ° C. is suitable from the viewpoint of the reaction rate and the selectivity of the target product.
The reaction time can be determined by gas chromatography or liquid chromatography analysis by sampling the reaction solution.
Furthermore, the reaction can be carried out at normal pressure or under pressure, and can be carried out either batchwise or continuously.
[0015]
After the reaction, the reaction product can be isolated by dropping the reaction solution into cold water and allowing it to crystallize. Furthermore, the target product can be purified by dissolving the crude product in an organic solvent, repeating washing with an alkaline aqueous solution and washing with water, and then recrystallization.
[0016]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
Example 1
9.7 g (50 mmol) of dimethyl isophthalate was added to 48.5 g of 97% sulfuric acid, and stirred at 40 ° C. for 30 minutes to dissolve. Subsequently, 9.4 g (52.5 mmol) of N-bromosuccinimide (NBS) was added at 30 ° C., followed by stirring at 40 ° C. for 8 hours. Next, 1,2-dichloroethane and ice water were added under ice cooling to disperse the reaction solution, and then the 1,2-dichloroethane layer was separated. Further, this 1,2-dichloroethane layer was repeatedly washed with a 5% NaOH aqueous solution and water, then concentrated and dried to obtain 13.4 g (purity 87.2%) of white crystals (yield 85.6%). . The crystals were recrystallized with acetic acid / n-heptane solvent to obtain 8.6 g of white crystals. This crystal was confirmed to be dimethyl 5-bromoisophthalate (5-BIPM) from MASS and 1H-NMR.
[0017]
Example 2
After dissolving 1.94 g (10 mmol) of dimethyl isophthalate (IPM) in 9.7 g of 94% sulfuric acid, 1.96 g (11 mmol) of N-bromosuccinimide (NBS) was added and stirred at 40 ° C. for 2 hours. After the reaction, the reaction solution was dropped into ice water, and the precipitated crystals were extracted with 1,2-dichloroethane (EDC). The EDC layer was washed with water and concentrated to obtain 2.70 g of white crystals. Purity analysis of this crystal by the internal standard method revealed that 5-BIPM was 84.1%. (5-BIPM yield 84.1%)
[0018]
Examples 3-5, Comparative Examples 1-2
The results of post-reaction treatment in Example 2 except that the sulfuric acid concentration, temperature, and time were changed are shown in the following table.
[0019]
[Table 1]

[0020]
Example 6
The reaction was conducted in the same manner except that the raw material was changed to 11.1 g (50 mmol) of diethyl isophthalate in Example 1. As a result of the treatment, 14.6 g of white crystals (purity 89.3%) (yield) 87.8%) was obtained. The crystals were recrystallized with an acetic acid / n-heptane solvent to obtain 8.9 g of white crystals. This crystal was confirmed to be diethyl 5-bromoisophthalate from MASS and 1H-NMR.
[0021]
Example 7
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that NBS was changed to 6.6 g (18.3 mmol) of N, N ′, N ″ -tribromoisocyanuric acid. 13.6 g (purity 88.3%) (5-BIPM yield 81.1%) was obtained.
[0022]
【The invention's effect】
By bromination of dialkyl isophthalates using a strong acid of the method of the present invention as a solvent and an N-bromoimide type brominating agent, 5-bromo-isophthalic acid dialkyls can be obtained in high yield.

Claims

一般式〔１〕

（Ｒ¹、Ｒ²は、同一又は異なっていてもよく、炭素数１〜１０のアルキル基を表す。）で表されるイソフタル酸ジアルキル類を、強酸を溶媒とし、Ｎ−ブロムサクシイミドを用いてブロム化することを特徴とする５−ブロム−イソフタル酸ジアルキル類の製造方法。General formula [1]

(R ¹ and R ² may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.) The diphthalic isophthalates represented by the above are used with a strong acid as a solvent and N-bromosuccinimide is used. A process for producing a dialkyl 5-bromo-isophthalate, characterized in that it is brominated.

強酸が、濃度が７０〜１００％硫酸である請求項１又は２記載の５−ブロム−イソフタル酸ジアルキル類の製造方法。The method for producing dialkyl 5-bromo-isophthalates according to claim 1 or 2, wherein the strong acid is sulfuric acid having a concentration of 70 to 100%.

反応温度が１０℃〜１５０℃の間で行う請求項１乃至３記載の５−ブロム−イソフタル酸ジアルキル類の製造方法。The process for producing a dialkyl 5-bromo-isophthalate according to any one of claims 1 to 3, wherein the reaction temperature is 10 ° C to 150 ° C.