JP4335339B2 - Method for producing cyanobenzaldehyde - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般式（２）で示されるシアノベンズアルデヒド化合物の製法に関する。シアノベンズアルデヒド化合物は医薬、農薬、液晶、機能性高分子モノマーなどの重要な合成中間体である。
【０００２】
【従来の技術】
シアノベンズアルデヒド化合物の製法は古くからいくつか知られている。ここでは代表例としてｐ−シアノベンズアルデヒドの製法をあげる。
▲１▼ｐ−シアノベンズアルデヒドは、古典的には、ｐ−シアノ安息香酸をチオニルクロライドなどの塩素化剤でｐ−シアノベンゾイルクコライドに変換し、それをローゼムンド（Ｒｏｓｅｎｍｕｎｄ）還元することにより合成されていた（Ｒａｐｏｐｏｒｔ ｅｔ ａ１．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７５＜１９５３＞１１２５）。
▲２▼ｐ−ブロモメチルベンゾニトリルをクロロホルム中でヘキサメチレンテトラミンと反応させた後、析出した塩を酢酸一水溶媒で加熱分解する方法がある（Ｄｙｅｒ ｅｔ ａ１．，Ｊ‐Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，＜１９５２＞４７７８）。
▲３▼この変法として、ｐ−クロロメチルベンゾニトリルとへキサメチレンテトラミンとを油水二層系で反応させる（特開昭６０−１６６６５５）方法も知られている。
▲４▼また、シアノベンジルアミン類を直接酸化する方法が知られており、ｐ−シアノベンジルアミンを、２，６−ルチジン、過塩素酸塩存在下、２，２，６，６−テトラメチルピペリジニル−１−オキシドをメディエーターとして電解酸化する方法（Ｓｅｍｍｅｌｈａｃｋ ｅｔ ａ１．，Ｊ‐Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１０５＜１９８３＞６７３２）がある。
▲５▼さらに、ｐ−シアノ−Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミンを触媒量の鉄一ポルフィリン錯体存在下、ヨードシルベンゼンにより酸化する方法が知られている（Ｓｍｉｔｈ ｅｔ ａｌ．，Ｊ‐Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，＜１９８５＞６４）。
【０００３】
上記したように、ｐ−シアノベンズアルデヒドのそれぞれの合成法では下記のの問題点を有している。
▲１▼のＲｏｓｅｎｍｕｎｄ還元法では、原料のｐ−シアノ安息香酸の合成に多段階を要し原料が入手し難い。
▲２▼及び▲３▼のｐ−ハロゲノメチルベンゾニトリルを原科とする合成方法では、原料の入手が困難なうえ、化学量論量以上のヘキサメチレンテトラミンを必要とするため副生する廃棄物が多く、環境上の問題点がある。
また、▲４▼のｐ−シアノベンジルアミンの電解酸化では、８倍量の三級アミンが必要なうえ、酸化メディエーターが２０％ｍｏ１量要し、反応の進行に伴い分解するという問題があり、安価に大量に製造する方法として適当でない。
さらに、▲５▼のｐ−シアノ−Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミンの酸化では、酸化剤を化学量論量必要なうえ、高価で分解しやすいポルフィリン錯体触媒を用いるため、経済的な方法ではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ｐ−シアノベンズアルデヒドは、従来知られている技術では合成が繁雑で高純度体を得るのが困難であり、また原料の入手も容易ではないという問題があった。
本発明は、一般式（２）のシアノベンズアルデビド化合物を、入手が容易な原料から、少ない反応段階で、少ない副生物で合成できる工業的に有利な方法により製造することにあり、特に医薬の合成中間体として有用なｐ−またはｍ−シアノベンズアルデヒドを高純度且つ高収率で製造することを主たる課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、一般式（１）で示されるシアノベンジルアミン化合物を出発原料として、ベンゼン環上のシアノ基を損なうことなく、アミノメチル基（−ＣＨ_２ ＮＨ_２ ）をアルデヒド基（−ＣＨＯ）に変換することにより、上記目的を達成することができた。
すなわち、本発明は以下の発明に関する。
［１］ 一般式（１）
【化４】

（式中、−ＣＨ _２ ＮＨ _２ と−Ｘはベンゼン環上の置換基を表わし、−ＣＨ _２ ＮＨ _２ は−ＣＮのｍ位あるいはｐ位であり、−Ｘは塩素原子またはフッ素原子を表わし、ｎは０〜４の整数を表わす。ただし、ｎが２以上の場合、Ｘは同一であっても異なっていても良い。）
のシアノベンジルアミン化合物と過硫酸塩を水溶液中で反応をおこなわせることを特徴とする一般式（２）
【化５】

（式中、−ＣＨＯと−Ｘはベンゼン環上の置換基を表わし、−ＣＨＯは−ＣＮのｍ位あるいはｐ位であり、−Ｘは塩素原子またはフッ素原子を表わし、ｎは０〜４の整数を表わす。ただし、ｎが２以上の場合、Ｘは同一であっても異なっていても良い。）
のシアノベンズアルデヒド化合物の製造方法、
［２］ 過硫酸塩が、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム及び過硫酸カリウムからなる群から選ばれる一種以上であることを特徴とする上記［１］に記載のシアノベンズアルデヒド化合物の製造方法、
［３］ 反応を、水と有機溶媒との混合溶媒中でおこなわせる上記［１］または［２］のいずれかに記載のシアノベンズアルデヒド化含物の製造方法、
［４］ 有機溶媒が、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ジオキサン及び１，２−ジメトキシエタンからなる群から選ばれる一種以上であることを特徴とする上記［３］３に記載のシアノベンズアルデヒド化合物の製造方法、
［５］ 一般式（１）のシアノベンジルアミン化合物が、ｍ−シアノベンジルアミン、ｐ−シアノベンジルアミン、３−シアノ−２，４，５，６−テトラクロロベンジルアミン、４−シアノ−２，３，５，６−テトラクロロベンジルアミン、３−シアノ−２，４，５，６−テトラフルオロベンジルアミン、４−シアノ−２，３，５，６−テトラフルオロベンジルアミンからなる群から選ばれる一種以上であり、一般式（２）のシアノベンズアルデヒドが対応するｍ−シアノベンズアルデヒド、ｐ−シアノベンズアルデヒド、３−シアノ−２，４，５，６−テトラクロロベンズアルデヒド、４−シアノ−２，３，５，６−テトラクロロベンズアルデヒド、３−シアノ−２，４，５，６−テトラフルオロベンズアルデヒド、４−シアノ−２，３，５，６−テトラフルオロベンズアルデヒドであることを特徴とする上記［１］〜［４］のいずれかに記載のシアノベンズアルデヒド化合物の製造方法、及び
［６］ 上記［１］〜［５］のいずれかに記載の製造方法で製造されることを特徴とする
一般式（２）
【化６】

（式中、−ＣＨＯと−Ｘはベンゼン環上の置換基を表わし、−ＣＨＯは−ＣＮのｍ位あるいはｐ位であり、−Ｘは塩素原子またはフッ素原子を表わし、ｎは０〜４の整数を表わす。ただし、ｎが２以上の場合、Ｘは同一であっても異なっていても良い。）
のシアノベンズアルデヒド化合物、を開発することにより上記の目的を達成した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明における反応方法は、好ましくはシアノベンジルアミン化合物、過硫酸塩及び水を反応容器に仕込み、所定の反応温度で、所定の時間加熱、攪拌することによりおこなわれる。
原料の仕込およひ反応は、大気圧下でおこなうことができる。反応器としてはガラスまたは耐酸金属容器が適する。
【０００７】
これまでベンジルアミンのアミノメチル基を過硫酸塩により酸化するときは、その反応メカニズムは完全には解明されていないが、ベンジルアミンの二量体が形成され、ベンズアルデヒドを得ることはできなかった。
これに対し、本発明において使用されるｐ−またはｍ−位にシアノ基を有するシアノベンジルアミン化合物の場合は、シアノ基が置換されていないベンジルアミンとは異なりシアノベンジルアミン化合物の二量体が形成されにくく、また生成したシアノベンズアルデヒド化合物のアルデヒド基も過硫酸塩に対し比較的安定であって、過硫酸はアルデヒド基よりもアミノメチル基を優先的に酸化するものと思われる。
【０００８】
本発明の反応機構については、次のように進行するものと推定している。以下過硫酸ナトリウム酸化によるｐ−シアノベンジルアミンからｐ−シアノベンズアルデヒドへの反応を例にとり説明する。
本発明の詳細な反応機構はまだ十分に解明していないが、実験結果から推定すると、過硫酸ナトリウムはシアノベンジルアミン化合物から脱水素反応をおこし、対応するイミンを生じる。このときイミンは液性（中性〜塩基性）により二量化をおこしたり、未反応のｐ−シアノベンジルアミンと反応し、イミンの二量体が生ずる。
この傍証として、参考例にあるように過硫酸ナトリウムとｐ−シアノベンジルアミンの反応系に重曹などの塩基を加え、反応系の液性を中性〜塩基性に保つとｐ−シアノベンジルアミン化合物の二量体（イミンの脱アンモニア二量化）が選択的に得られ、ｐ−シアノベンズアルデヒドは全く得られない。
しかし、本発明においては、ｐ−シアノベンジルアミンの脱水素反応により過硫酸ナトリウムは硫酸第一水素ナトリウムとなり、反応系内は酸性となる。酸性でイミンおよび二量体は加水分解しｐ−シアノベンズアルデヒドが生ずる。
【０００９】
本反応で用いられるシアノベンジルアミン化含物としては、無置換のシアノベンジルアミン化合物はｐ−シアノベンジルアミン、ｍ−シアノベンジルアミンであり、それぞれテレフタロニトリルおよびイソフタロニトリルの２つのニトリル基のうちの１つのニトリル基を還元すること（特公昭４０−１０１３３）で容易に合成できる。
ハロゲンで置換されたシアノベンジルアミン化合物は、４−シアノ−２，３，５，６−テトラクロロベンジルアミン、３−シアノ−２，４，５，６−テトラクロロベンジルアミンなどの塩素化シアノベンジルアミン化合物は、テレフタロニトリルまたはイソフタロニトリルの塩素化により得られるテトラクロロテレブタロニトリルなどの塩素化テレフタロニトリル化合物またはテトラクロロイソフタロニトリルなどの塩素化イソフタロニトリル化合物の２つのニトリル基のうちの１つのニトリル基を還元することにより容易に合成できる。
【００１０】
４−シアノ−２，３，５，６−テトラフルオロベンジルアミン、３−シアノ−２，４，５，６−テトラフルオロベンジルアミンなどのフッ素化シアノベンジルアミン化合物は、テトラクロロテレフタロニトリルなどの塩素化テレフタロニトリル化合物またはテトラクロロイソフタロニトリルなどの塩素化イソフタロニトリル化合物のフッ素化反応で得られるテトラフルオロテレフタロニトリルなどのフッ素テレフタロニトリル化合物またはテトラフルオロイソフタロニトリルなどのフッ素化イソフタロニトリル化合物の２つのニトリル基のうち１つのニトリル基を還元反応で容易に合成できる。
本発明においては、好ましくはシアノベンジルアミン化合物としてｐ−シアノベンジルアミンまたはｍ−シアノベンジルアミンが使用され、各々対応するｐ−シアノベンズアルデヒドまたはｍ−シアノベンズアルデヒドが合成できる。
【００１１】
本発明で使用する過硫酸塩としては過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムなどを用いることができる。本反応系では、過硫酸塩の消耗にともない、反応系は徐々に酸性を強める。酸性においては過硫酸塩は徐々に分解するので、反応を完全に進行させるためには、過硫酸塩はシアノベンジルアミン化合物に対して若干過剰量を使用することが良い。過硫酸塩の量としては、シアノベンジルアミン化合物に対して、モル比で１〜ｌ．８、望ましくは１．１〜１．４使用することである。
【００１２】
本反応は水系溶液で反応を行うことが必要である。反応溶媒として水単独を使用して反応させたときには、溶液から反応原料、中間体、生成物などが析出する場合があるので、原料や生成物などの析出を防ぐために有機溶媒を併用することができる。
例えば、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、メタノール、エタノールなどのアルコール類、クロロホルム、１，２−ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素類、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル類、ジオキサン、１，２−ジメトキシエタンなどのエーテル類等の有機溶媒を使用することができる。
反応はアセトニトリルやエタノールを加え均一溶液にしておこなってもよいし、トルエンや１，２一ジクロロエタンを用いて二層系にして行ってもよい。精製に使用する溶媒に応じて反応系の溶媒を選択すればよい。
【００１３】
本反応に使用する溶媒量は、シアノベンジルアミン化合物の重量の３〜３０倍が好適であり、好ましくは５〜１０倍が望ましい。
反応温度は低すぎると反応速度が遅く、また高すぎると生成したシアノベンズアルデヒド化合物が分解し収率が低くなるため、２０℃〜１１０℃で行うことができるが、好ましくは４０℃〜８０℃の間を選択する。
反応時間は、原料化合物、反応温度、溶媒の組成などにより影響され一定とすることはできないが、通常は２０分〜１０時間が好適である。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例を用いてさらに詳しく本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［分析方法］
高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）分析条件
カラム： Ｓｈｏｄｅｘ（昭和電工（株）の登録商標） ＤＥ一５１３Ｌ＋ブレカラム
溶離液： 水／アセトニトリル／酢酸＝２２５０／７５０／１５（ｍ１）
１−オクタンスルホン酸ナトリウム６．４５ｇ
条 件： 流量１ｍｌ／ｍｉｎ ＵＶ２５４ｎｍ
カラムオーブン４０℃
【００１５】
（実施例１）
反応容器にｐ−シアノベンジルアミン１３．２ｇ、過硫酸ナトリウム２８．６ｇ、水１０ｍｌ及びメタノール１００ｍ１を供給し、攪拌混合しながら５０℃、４０分反応させた。室温に冷却した後、メタノールを留去した。固体が析出してくるが、その懸濁液にジグロロメタンを加え、抽出した。
有機層を飽和重曹水で２回、水で２回洗浄したのち、硫酸マグネシウムを加えた。ジクロロメタンを留去した残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶離液、ヘキサン／酢酸エチル＝５／１；ｖｏｌ／ｖｏｌ）にかけ、ヘキサン、酢酸エチルを留去した。濃縮乾固した粗生成物をシクロヘキサンから再結晶し、結晶をろ取し、乾燥してｐ−シアノベンズアルデヒド７．７ｇ（収率５８％）を得た。ガスクロマトグラフおよび高速液体クロマトグラフの分析により測定されたｐ−シアノベンズアルデヒドの純度は９９％以上であった。
【００１６】
（実施例２）
ｍ−シアノベンジルアミン１３．２ｇ、過硫酸ナトリウム２３．８ｇ、水２００ｍｍ１を混合し、獲拝させながら７０℃で２時間反応させた。室温に冷却した後、重曹を加え溶液を弱アルカリ性にした。実施例１と同様の分液、カラム、再結晶操作をおこなってｍ−シアノベンズアルデヒド６．７ｇ（収率５１％）を得た。純度は９８％であった。
【００１７】
（参考例）
（ｐ−シアノベンジルイミンの二量化）
ｐ−シアノベンジルイミン２．０ｇ、過硫酸ナトリウム４．３ｇ、炭酸水素ナトリウム３．０ｇ、水４０ｍｌを混合し、攪拌しながら５０℃で４時間反応させた。析出した固体をろ取し、水洗後乾燥してｐ−シアノベンジルアミンの二量体１．７ｇ（収率９２％）を得た。ＨＰＬＣ面積百分率は９５％であった。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、フタロニトリル化合物から容易に得られるシアノベンジルアミン化合物を安価な過硫酸塩で酸化することにより、シアノベンジルアミンの二量体を形成することなく、少ない反応段階で、かつ処理に面倒な副生物を生成することなく、安価で、簡便に純度の高いシアノベンズアルデヒド化合物を収率良く製造することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a process for producing a cyanobenzaldehyde compound represented by the general formula (2). Cyanobenzaldehyde compounds are important synthetic intermediates such as pharmaceuticals, agricultural chemicals, liquid crystals, and functional polymer monomers.
[0002]
[Prior art]
Several methods for producing cyanobenzaldehyde compounds have been known for a long time. Here, as a representative example, a method for producing p-cyanobenzaldehyde is given.
(1) p-Cyanobenzaldehyde is classically synthesized by converting p-cyanobenzoic acid to p-cyanobenzoyl alkoxide with a chlorinating agent such as thionyl chloride and reducing it with Rosenmund. (Rapoport et al., J. Am. Chem. Soc., 75 <1953> 1125).
(2) There is a method in which p-bromomethylbenzonitrile is reacted with hexamethylenetetramine in chloroform, and then the deposited salt is decomposed by heating with acetic acid monohydrate (Dyer et al., J-Chem. Soc., <1952> 4778).
(3) As a modified method, a method of reacting p-chloromethylbenzonitrile and hexamethylenetetramine in an oil-water two-layer system (Japanese Patent Laid-Open No. 60-166655) is also known.
(4) Further, a method for directly oxidizing cyanobenzylamines is known, and p-cyanobenzylamine is converted to 2,2,6,6-tetramethyl in the presence of 2,6-lutidine and perchlorate. There is a method of electrolytic oxidation using piperidinyl-1-oxide as a mediator (Semmelhack et al., J-Am. Chem. Soc., 105 <1983> 6732).
(5) Further, a method is known in which p-cyano-N, N-dimethylbenzylamine is oxidized with iodosylbenzene in the presence of a catalytic amount of an iron monoporphyrin complex (Smith et al., J-Chem. Soc). Chem. Commun., <1985> 64).
[0003]
As described above, each synthesis method of p-cyanobenzaldehyde has the following problems.
In the Rosenund reduction method of (1), the synthesis of the raw material p-cyanobenzoic acid requires many steps and the raw material is difficult to obtain.
In the synthesis methods (2) and (3) based on p-halogenomethylbenzonitrile, it is difficult to obtain raw materials, and more than stoichiometric amount of hexamethylenetetramine is required, so that by-product waste is produced. There are many environmental problems.
In addition, in the electrolytic oxidation of p-cyanobenzylamine of (4), there is a problem that 8 times the amount of tertiary amine is required, and 20% mo1 of the oxidation mediator is required, which decomposes as the reaction proceeds. It is not suitable as a method for mass production at a low cost.
Furthermore, the oxidation of p-cyano-N, N-dimethylbenzylamine in (5) requires a stoichiometric amount of an oxidizing agent and uses an expensive and easily decomposed porphyrin complex catalyst, which is not an economical method. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, p-cyanobenzaldehyde has a problem that it is difficult to obtain a high-purity product due to complicated synthesis and a raw material is not easily obtained by a conventionally known technique.
The present invention is to produce a cyanobenzaldide compound of the general formula (2) from an easily available raw material by an industrially advantageous method that can be synthesized with a small number of by-products in a small number of reaction steps. a main object of the present invention to the preparation in high purity and high yield useful p- or m- Shianobenzu aldehyde as synthetic intermediates.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor uses an aminomethyl group (—CH ₂ NH ₂ ) as an aldehyde group (—CHO) using the cyanobenzylamine compound represented by the general formula (1) as a starting material without impairing the cyano group on the benzene ring. The above object could be achieved by converting to.
That is, the present invention relates to the following inventions.
[1] General formula (1)
[Formula 4]

(Wherein, —CH ₂ NH ₂ and —X represent a substituent on the benzene ring, —CH ₂ NH ₂ represents the m-position or p-position of —CN, —X represents a chlorine atom or a fluorine atom, n represents an integer of 0 to 4. However, when n is 2 or more, X may be the same or different.
A general formula (2) characterized in that a cyanobenzylamine compound and persulfate are reacted in an aqueous solution.
[Chemical formula 5]

(In the formula, -CHO and -X represent a substituent on the benzene ring, -CHO is the m-position or p-position of -CN, -X represents a chlorine atom or a fluorine atom, and n is 0-4. Represents an integer, provided that when n is 2 or more, X may be the same or different.)
A method for producing a cyanobenzaldehyde compound of
[2] The method for producing a cyanobenzaldehyde compound according to the above [1], wherein the persulfate is at least one selected from the group consisting of ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate,
[3] The method for producing a cyanobenzaldehyde-containing product according to any one of the above [1] or [2], wherein the reaction is performed in a mixed solvent of water and an organic solvent.
[4] The organic solvent is at least one selected from the group consisting of toluene, xylene, methanol, ethanol, chloroform, 1,2-dichloroethane, acetonitrile, propionitrile, dioxane and 1,2-dimethoxyethane. The method for producing a cyanobenzaldehyde compound according to [3] 3,
[5] The cyanobenzylamine compound of the general formula (1) is m-cyanobenzylamine, p-cyanobenzylamine, 3-cyano-2,4,5,6-tetrachlorobenzylamine, 4-cyano-2, Selected from the group consisting of 3,5,6-tetrachlorobenzylamine, 3-cyano-2,4,5,6-tetrafluorobenzylamine, 4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorobenzylamine M-cyanobenzaldehyde, p-cyanobenzaldehyde, 3-cyano-2,4,5,6-tetrachlorobenzaldehyde, 4-cyano-2,3, which is one or more and corresponds to cyanobenzaldehyde of the general formula (2) 5,6-tetrachlorobenzaldehyde, 3-cyano-2,4,5,6-tetrafluorobenzaldehyde, 4-cyano-2,3,5 , 6-tetrafluorobenzaldehyde, the method for producing a cyanobenzaldehyde compound according to any one of the above [1] to [4], and
[6] It is manufactured by the manufacturing method according to any one of [1] to [5].
General formula (2)
[Chemical 6]

(In the formula, -CHO and -X represent a substituent on the benzene ring, -CHO is the m-position or p-position of -CN, -X represents a chlorine atom or a fluorine atom, and n is 0-4. Represents an integer, provided that when n is 2 or more, X may be the same or different.)
The above object was achieved by developing a cyanobenzaldehyde compound.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The reaction method in the present invention is preferably carried out by charging a cyanobenzylamine compound, persulfate and water into a reaction vessel, and heating and stirring at a predetermined reaction temperature for a predetermined time.
The raw materials can be charged and reacted at atmospheric pressure. A glass or acid-resistant metal container is suitable as the reactor.
[0007]
So far, when the aminomethyl group of benzylamine is oxidized with persulfate, the reaction mechanism has not been completely elucidated, but a dimer of benzylamine was formed and benzaldehyde could not be obtained.
In contrast, in the case of a cyanobenzylamine compound having a cyano group at the p- or m-position used in the present invention, a dimer of the cyanobenzylamine compound is different from benzylamine in which the cyano group is not substituted. It is difficult to form and the aldehyde group of the produced cyanobenzaldehyde compound is also relatively stable to persulfate, and persulfate is preferentially oxidized to the aminomethyl group over the aldehyde group.
[0008]
The reaction mechanism of the present invention is presumed to proceed as follows. Hereinafter, the reaction from p-cyanobenzylamine to p-cyanobenzaldehyde by sodium persulfate oxidation will be described as an example.
Although the detailed reaction mechanism of the present invention has not yet been fully elucidated, it is estimated from the experimental results that sodium persulfate undergoes a dehydrogenation reaction from a cyanobenzylamine compound to produce the corresponding imine. At this time, imine dimerizes due to liquidity (neutral to basic) or reacts with unreacted p-cyanobenzylamine to produce an imine dimer.
As evidence, a base such as sodium bicarbonate is added to the reaction system of sodium persulfate and p-cyanobenzylamine as shown in the reference example, and the liquidity of the reaction system is kept neutral to basic. The dimer (deammonomer dimerization of imine) is selectively obtained and no p-cyanobenzaldehyde is obtained.
However, in the present invention, sodium persulfate is converted to sodium monohydrogen sulfate by the dehydrogenation reaction of p-cyanobenzylamine, and the reaction system becomes acidic. Acidic imines and dimers hydrolyze to give p-cyanobenzaldehyde.
[0009]
As the cyanobenzylamine compound used in this reaction, the unsubstituted cyanobenzylamine compounds are p-cyanobenzylamine and m-cyanobenzylamine, and each of two nitrile groups of terephthalonitrile and isophthalonitrile. It can be easily synthesized by reducing one of the nitrile groups (Japanese Patent Publication No. 40-10133).
Halogen-substituted cyanobenzylamine compounds include chlorinated cyanobenzyls such as 4-cyano-2,3,5,6-tetrachlorobenzylamine and 3-cyano-2,4,5,6-tetrachlorobenzylamine. The amine compound is a chlorinated terephthalonitrile compound such as tetrachloroterebutonitrile obtained by chlorination of terephthalonitrile or isophthalonitrile, or two nitrile groups of a chlorinated isophthalonitrile compound such as tetrachloroisophthalonitrile. It can be easily synthesized by reducing one of the nitrile groups.
[0010]
Fluorinated cyanobenzylamine compounds such as 4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorobenzylamine and 3-cyano-2,4,5,6-tetrafluorobenzylamine are tetrachloroterephthalonitrile and the like. Fluorinated isophthalonitrile compound such as tetrafluoroterephthalonitrile or tetrafluoroisophthalonitrile obtained by fluorination reaction of chlorinated isophthalonitrile compound such as chlorinated terephthalonitrile compound or tetrachloroisophthalonitrile Of the two nitrile groups of the phthalonitrile compound, one nitrile group can be easily synthesized by a reduction reaction.
In the present invention, p-cyanobenzylamine or m-cyanobenzylamine is preferably used as the cyanobenzylamine compound, and the corresponding p-cyanobenzaldehyde or m-cyanobenzaldehyde can be synthesized, respectively.
[0011]
As the persulfate used in the present invention, ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate and the like can be used. In this reaction system, as the persulfate is consumed, the reaction system gradually increases in acidity. In acidity, persulfate gradually decomposes, so in order to allow the reaction to proceed completely, it is preferable to use a slight excess of persulfate with respect to the cyanobenzylamine compound. The amount of persulfate is 1 to 1 in molar ratio to the cyanobenzylamine compound. 8, preferably 1.1 to 1.4.
[0012]
This reaction needs to be performed in an aqueous solution. When reaction is carried out using water alone as the reaction solvent, reaction raw materials, intermediates, products, etc. may be precipitated from the solution, so an organic solvent may be used in combination to prevent the precipitation of the raw materials and products. it can.
For example, hydrocarbons such as toluene and xylene, alcohols such as methanol and ethanol, halogenated hydrocarbons such as chloroform and 1,2-dichloroethane, nitriles such as acetonitrile and propionitrile, dioxane, 1,2- Organic solvents such as ethers such as dimethoxyethane can be used.
The reaction may be carried out by adding acetonitrile or ethanol to make a homogeneous solution, or may be carried out in a two-layer system using toluene or 1,2-dichloroethane. What is necessary is just to select the solvent of a reaction system according to the solvent used for refinement | purification.
[0013]
The amount of the solvent used in this reaction is preferably 3 to 30 times, preferably 5 to 10 times the weight of the cyanobenzylamine compound.
When the reaction temperature is too low, the reaction rate is slow, and when it is too high, the produced cyanobenzaldehyde compound is decomposed and the yield is lowered, so that the reaction can be carried out at 20 ° C to 110 ° C, preferably 40 ° C to 80 ° C. Select between.
The reaction time is influenced by the raw material compound, reaction temperature, solvent composition and the like and cannot be made constant, but usually 20 minutes to 10 hours is preferable.
[0014]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in more detail using an Example, this invention is not limited to these Examples.
[Analysis method]
High-performance liquid chromatograph (HPLC) analysis condition column: Shodex (registered trademark of Showa Denko KK) DE 1513L + Bure column eluent: water / acetonitrile / acetic acid = 2250/750/15 (m1)
1-octane sodium sulfonate 6.45g
Condition: Flow rate 1ml / min UV254nm
Column oven 40 ° C
[0015]
Example 1
To the reaction vessel, 13.2 g of p-cyanobenzylamine, 28.6 g of sodium persulfate, 10 ml of water and 100 ml of methanol were supplied, and reacted at 50 ° C. for 40 minutes with stirring and mixing. After cooling to room temperature, methanol was distilled off. A solid precipitates out, and dichloromethane is added to the suspension for extraction.
The organic layer was washed twice with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate and twice with water, and then magnesium sulfate was added. The residue obtained by distilling off dichloromethane was subjected to silica gel column chromatography (eluent, hexane / ethyl acetate = 5/1; vol / vol), and hexane and ethyl acetate were distilled off. The concentrated crude product was recrystallized from cyclohexane, and the crystals were collected by filtration and dried to obtain 7.7 g (yield 58%) of p-cyanobenzaldehyde. The purity of p-cyanobenzaldehyde measured by gas chromatograph and high performance liquid chromatograph analysis was 99% or more.
[0016]
(Example 2)
m-Cyanobenzylamine 13.2g, sodium persulfate 23.8g, and water 200mm1 were mixed, and it was made to react at 70 degreeC for 2 hours, making it catch. After cooling to room temperature, sodium bicarbonate was added to make the solution weakly alkaline. The same liquid separation, column, and recrystallization operation as in Example 1 were performed to obtain 6.7 g (yield 51%) of m-cyanobenzaldehyde. The purity was 98%.
[0017]
(Reference example)
(Dimerization of p-cyanobenzylimine)
2.0 g of p-cyanobenzylimine, 4.3 g of sodium persulfate, 3.0 g of sodium hydrogen carbonate and 40 ml of water were mixed and reacted at 50 ° C. for 4 hours with stirring. The precipitated solid was collected by filtration, washed with water and dried to obtain 1.7 g (yield 92%) of a p-cyanobenzylamine dimer. The HPLC area percentage was 95%.
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, a cyanobenzylamine compound easily obtained from a phthalonitrile compound is oxidized with an inexpensive persulfate, so that the dimer of cyanobenzylamine is not formed, and the reaction is performed in a small number of reaction steps. Therefore, it is possible to easily produce a high-purity cyanobenzaldehyde compound at a low yield without producing complicated by-products.

Claims (5)

一般式（１）

（式中、−ＣＨ₂ ＮＨ₂ と−Ｘはベンゼン環上の置換基を表わし、−ＣＨ₂ ＮＨ₂ は−ＣＮのｍ位あるいはｐ位であり、−Ｘは塩素原子またはフッ素原子を表わし、ｎは０〜４の整数を表わす。ただし、ｎが２以上の場合、Ｘは同一であっても異なっていても良い。）
のシアノベンジルアミン化合物と過硫酸塩を水溶液中で反応をおこなわせることを特徴とする一般式（２）

（式中、−ＣＨＯと−Ｘはベンゼン環上の置換基を表わし、−ＣＨＯは−ＣＮのｍ位あるいはｐ位であり、−Ｘは塩素原子またはフッ素原子を表わし、ｎは０〜４の整数を表わす。ただし、ｎが２以上の場合、Ｘは同一であっても異なっていても良い。）
のシアノベンズアルデヒド化合物の製造方法。General formula (1)

(In the formula, —CH ₂ NH ₂ and —X represent a substituent on the benzene ring, —CH ₂ NH ₂ represents the m-position or p-position of —CN, —X represents a chlorine atom or a fluorine atom, n represents an integer of 0 to 4. However, when n is 2 or more, X may be the same or different.
A general formula (2) characterized in that a cyanobenzylamine compound and persulfate are reacted in an aqueous solution.

(In the formula, -CHO and -X represent a substituent on the benzene ring, -CHO is the m-position or p-position of -CN, -X represents a chlorine atom or a fluorine atom, and n is 0-4. Represents an integer, provided that when n is 2 or more, X may be the same or different.)
A process for producing a cyanobenzaldehyde compound. 過硫酸塩が、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム及び過硫酸カリウムからなる群から選ばれる一種以上であることを特徴とする請求項１に記載のシアノベンズアルデヒド化合物の製造方法。  The method for producing a cyanobenzaldehyde compound according to claim 1, wherein the persulfate is at least one selected from the group consisting of ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate. 反応を、水と有機溶媒との混合溶媒中でおこなわせる請求項１または２のいずれかに記載のシアノベンズアルデヒド化含物の製造方法。  The method for producing a cyanobenzaldehyde-containing product according to claim 1 or 2, wherein the reaction is carried out in a mixed solvent of water and an organic solvent. 有機溶媒が、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ジオキサン及び１，２−ジメトキシエタンからなる群から選ばれる一種以上であることを特徴とする請求項３に記載のシアノベンズアルデヒド化合物の製造方法。  The organic solvent is at least one selected from the group consisting of toluene, xylene, methanol, ethanol, chloroform, 1,2-dichloroethane, acetonitrile, propionitrile, dioxane and 1,2-dimethoxyethane. Item 4. A method for producing a cyanobenzaldehyde compound according to Item 3. 一般式（１）のシアノベンジルアミン化合物が、ｍ−シアノベンジルアミン、ｐ−シアノベンジルアミン、３−シアノ−２，４，５，６−テトラクロロベンジルアミン、４−シアノ−２，３，５，６−テトラクロロベンジルアミン、３−シアノ−２，４，５，６−テトラフルオロベンジルアミン、４−シアノ−２，３，５，６−テトラフルオロベンジルアミンからなる群から選ばれる一種以上であり、一般式（２）のシアノベンズアルデヒドが対応するｍ−シアノベンズアルデヒド、ｐ−シアノベンズアルデヒド、３−シアノ−２，４，５，６−テトラクロロベンズアルデヒド、４−シアノ−２，３，５，６−テトラクロロベンズアルデヒド、３−シアノ−２，４，５，６−テトラフルオロベンズアルデヒド、４−シアノ−２，３，５，６−テトラフルオロベンズアルデヒドであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシアノベンズアルデヒド化合物の製造方法。  The cyanobenzylamine compound of the general formula (1) is m-cyanobenzylamine, p-cyanobenzylamine, 3-cyano-2,4,5,6-tetrachlorobenzylamine, 4-cyano-2,3,5. , 6-tetrachlorobenzylamine, 3-cyano-2,4,5,6-tetrafluorobenzylamine, one or more selected from the group consisting of 4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorobenzylamine M-cyanobenzaldehyde, p-cyanobenzaldehyde, 3-cyano-2,4,5,6-tetrachlorobenzaldehyde, 4-cyano-2,3,5,6 corresponding to the cyanobenzaldehyde of the general formula (2) -Tetrachlorobenzaldehyde, 3-cyano-2,4,5,6-tetrafluorobenzaldehyde, 4-cyano-2,3,5,6- Method for producing a cyanobenzaldehyde compound according to claim 1, characterized in that the tiger fluorobenzaldehyde.