JPH04504124A - ２―エチルヘキシル―ｐ―メトキシシンナメートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ２−エチルへキシル−Ｐ−メトキシシンナメートの製造方法北吸Ｏ立肚 本発明は日焼は防止剤として使用するためのシンナメートの製造に間する。

及盟Ω宣東 １ヒ字文献中では、パラジウム触媒の影響下でハロゲン化アリールがアルケンと 反応してビニル置換生成物を生成することは定説となっている。一般にこれらの 反応はアリール部分の供給源として臭化アリールを用いて行われる。それは臭化 物が対応するよう化物より実質的に一層経済的だからである。たとえば、バーチ ル他（Ｐａｎｅｌ　ｅｔ　ａｌ、）のＪ、　Ｏｒ　、　Ｃｈ視、、　４２　（２ ４＞　：　３９０３　＜１９７７年）はカルボン酸誘導体によるパラジウム接触 化ビニル置換反応を記載している。ブロモ安息香酸は、トリエチルアミンと共に 酢酸パラジウムの存在下、がつ触媒としてトリー〇−トリルフォスフインの存在 下でビニル化合物と反応する。残念なことに、臭化物はよう化物程迅速かつ清浄 に反応しないので、よう化物を使用する反応は臭化物を使用する反応よりも一層 興味をそそるものとなる。しかしながら、よう化物は殆どの用途において高価過 ぎると考えられて来た。

これらの反応は一般に、可溶性、均質（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　）有機パラジ ウム種、通常酢酸パラジウムＰｄ　（ＯＡｃ　）　２を初めとするものを用いて 行われる。一つの文献記事、堕土＋、ｃ類！工各に工辺狙鼾ユ４６　：　１５０ ５−１５０８頁（１９７３年）において、パラジウムブラックを効果的に利用で きることが言及されている。この論文中ではメタノールが反応温度１２０−１２ ５℃において反応溶媒として使用されている。これらの苛酷な条件の故で、この 方法の利用は圧力容器の使用という望ましくない必要性を招来し、これは本方法 の実用性を減じるものである。

ヘック他（Ｈｅｃｋ　ｅｔ、　ａｔ、　）のＪ、　Ｏｒ　、　Ｃｈｅｗ、、　３ ７　（１４）　：　２３２０　（１９７２年）はパラジウム触媒によるハロゲン 化アリール、ベンジルおよびスチリルとのビニル水素１換反応を説明している。

ヘックによって試みられた反応の一つはパラジウム触媒存在下の４−ヨードアニ ソールとメチルアクリレートとの反応によってメチル−ｐ−メトキシシンナメー トを生成するというものである。好ましいパラジウム触媒は現場酢酸パラジウム 還元触媒であった。この反応の収率は６８％よりやや低かった。更に、均質パラ ジウム触媒の使用は高価である。それはこれらの触媒を引き続く使用について容 易に回収し、また復活せしめられないからである。ヘック論文は炭素触媒上のパ ラジウムを使用してもよいと述べているが、著者はこれらの反応が均質触媒によ るよりも緩慢であり、がっ収量は一層低いことを述べている。

従って、そこには高収量のシンナメートを製造するための経済的な方法に関する 技術における必要性が存在する。更に、容易に回収でき、かつ安価に使用できる 触媒を利用する方法に関する必要性も存在する。

ル皿０邑！ 我々は、トリアルキルアミンと、担体上のパラジウムを含んで構成される触媒と の存在下でヨードベンゼン化合物をアクリレートエステルと反応させることを含 んで成る方法によってシンナメートを経済的かつ効率よく製造し得ることを思い がけず発見した。−実施ｖ７Ａ様において、２−エチルへキシル−ｐ−メトキシ シンナメートは、最初にｐ−アニソールをジアゾ化してジアゾ化生成物を生成さ せ、そしてこのジアゾ化生成物とよう化物水溶液とを反応させて４−ヨードアニ ソールを生成させることを含んで成る方法によって製造される０次いで、この４ −ヨードアニソール生成物を、トリアルキルアミンと、担体上のパラジウムを含 んで成る触媒との存在下で２−エチルへキシルアクリレートと反応させて、２− エチルへキシル−ｐ−メトキシシンナメートおよびトリアルキルアミンよう化水 素塩を生成させる。このよう化物とトリアルキルアミンはこの塩を水酸化アルカ リと反応させることによってトリアルキルアミン−よう化水素塩から回収される 。

艦吸の踵担ｊ戊盟 本発明によればシンナメートの製造方法が見出され、その場合ヨードベンゼンを 、トリアルキルアミンど、″担体上にパラジウムを含んで成る触媒との存在下で アクリレートエステルと反応させるものとする。この方法は容易に回収可能な触 媒の利用を提供する。それは担体上のパラジウムは当該技術分野で周知の方法を 用いる簡単な濾過によって回収できるからである。更に、この反応は一層迅速で 、一層清浄な反応をもたらすよう化化合物を利用し、またよう化化合物の回収お よび再循環を効率的に、かつ経済的に促進させるものである。

本発明方法により生成されるシンナメートは構造：（式中、Ｒ＋は炭素数１−４ の低級アルキル、そしてＲ２は炭素数約４乃至約２０の分校、または非分枝、置 換または非置換アルキル基である）を有している。シンナメートを製造するため に本発明方法において使用し得るアクリレートエステルは、エステルのアルキル 部分において炭素数４以上を有するアクリレートエステル、たとえばＣＨ２−Ｃ ＨＣｏＯＲ”を包含する。炭素鎖は直鎖または分枝鎖であってもよく、またへテ ロ原子を含有していてもよい、ヨードベンゼンと反応して、所望のシンナメート を生成させることの出来るアクリレートエステルの例にはアミルアクリレート、 ２−エトキシエチルアクリレートおよび２−エチルへキシルアクリレートがある ０本発明方法にとって最も好ましいアクリレートエステルは２−エチルへキシル アクリレートである。

本発明方法において、使用可能であるヨードベンゼンはあらゆる置換または非置 換ヨードベンゼンを包含する。好ましいのは、ヨードベンゼンがその４−位置に おいて低級アルコキシで置換されていることである。最も好ましい実施態様にお いて、そのヨードベンゼンは４−ヨードアニソールであり、これは４−位１にお いてメトキシで置換されたヨードベンゼンである。

トリアルキルアミンは如何なるアミンであってもよく、この場合アルキル部分は 炭素数約１乃至約６を有するものである。ここに記載された好ましい実施Ｒａ！ において、トリアルキルアミンはトリエチルアミンである。

本方法において使用されるパラジウム触媒は如何なる担持パラジウム触媒であっ てもよい９本発明方法において使用し得る担体には、１ｔＷ１バリウム、アルミ ナ、多孔質珪藻土および中でも炭素がある。パラジウム触媒に関する好ましい担 体は炭素であって、これはその容易な入手可能性、処理の容易さおよび金属回収 の容易さに起因して好ましいものである。非担持パラジウム、たとえばパラジウ ムブラックを使用してもよいが、余り望ましくない、それはパラジウムを基準と する重量に関してそれ程効率的ではないからである。均質パラジウム触媒、たと えば酢酸パラジウム、中でもビスージベシジリデンアセトンパラジウムは本発明 方法において作用するが、容易に回収可能または再循環可能という訳ではない。

好ましい実施態様において、炭素は担体として使用され、そして約０．２５％乃 至約２０％のパラジウムで充填される。最も好ましい実施態様において使用され る触媒は乾燥状態の炭素触媒に対し５％のパラジウムである。

本発明の方法は日焼は止め剤として使用するための２−エチルへキシル−ｐ−メ トキシシンナメートを製造する目的で最も好ましく利用されるものである。

２−エチルへキシル−ｐ−メトキシシンナメートの製造に関する反応は次のよう に示すことが出来る。

本発明の一実施態様において、４−ヨードアニソール、２−エチルへキシルアク リレート、トリアルキルアミンおよび担体上のパラジウム触媒を反応容器に充填 する。この方法において用いられる４−ヨードアニソールは溶融状態であるのが 好ましい。

反応容器に充填された４−ヨードアニソール、２−エチルへキシルアクリレート およびトリアルキルアミンの混合物は攪拌しながら加熱する。先ず、この混合物 を約１０ｏ°乃至１０５℃に加熱して還流させる。還流温度は徐々に増加させて 約１４０℃に至る。１００℃を超える反応は通常約２乃至約４時間続くことにな る。当業者に知られたガスクロマトグラフ法または他の方法によって決定される のであるが、この反応が完了した後、反応混合物は約２５℃乃至約３０’Ｃに冷 却される９次いで、パラジウム触媒およびトリアル妻ノげミンーよう化水素塩を 簡単な濾過工程によって溶液から回収して、濾別生成物溶液を残留させる。濾別 生成物は洗浄してあらゆる可溶性塩を除去する。得られた相は、上部有機生成物 相が蒸留について準備完了となるまで分離させるものとする。蒸留させた後の蒸 留生成物は２−エチルへキシル−ｐ−メトキシシンナメートである。蒸留は蒸留 について知られた如何なる方法によって行ってもよい、トリアルキルアミン−よ う化水素塩を含有している残りの水性相は更に処理して、トリアルキルアミンお よびよう化物を回収してもよい、この手順は他のアクリレートエステル反応体を もって継続させて、他の所望のシンナメートを生成させることも出来る。

この発明の好ましい実施態様において、２−エチルへキシル−ｐ−メトキシシン ナメートの製造に際して使用される４−ヨードアニソールは下記の反応により調 製される： このジアゾ化反応は文献、たとえばブリツク池（Ｂ！１ｃｋｅ　ｅｔ　ａｔ、　 ）のＪ、　ＡｔＣｈｅｔ　Ｓｏｃ、、　５０　：　１２３１頁（１９２８年）ま たはマセソン他（Ｍａｔｈｅｓｏｎ　ｅｔ　ａｌ、　）のＪ、　Ｃｈｅｗ、　Ｓ ｏｃ、、　１１０６頁（１９３１年）中に記載されている。

水およびｐ−アニシジンを反応容器に充填し、そしてこの水とｐ−アニシジンの 混合物は、濃縮酸を緩慢に添加しながら攪拌するものとする。好ましい酸は９８ ％硫酸である。攪拌は約２０乃至刃分間継続する０次いで、その混合物を約０℃ 乃至５℃に冷却する。温度を約０６乃至６℃に維持しながら亜硝酸ナトリウムと 水との溶液を前述の溶液に添加してｐ−アニシジンをジアゾ化する。この添加は 時間約１時間半（１１／２）乃至２時間に及んで行われる。得られたジアゾ溶液 を濾過してあらゆる固体またはタール状物質を除去してもよい、場合により、濾 過したジアゾ溶液に尿素を添加して過剰の亜硝酸を除去することも出来る。

他の反応容器中で、よう化物、好ましくはよう化アルカリと水との溶液を調製し 、そして温度は約２５゛乃至３５℃に調節する。好ましい実施態様において、本 発明方法のために使用されるよう化物はよう化ナトリウムである。濾過したジア ゾ溶液をよう化物溶液に対し緩慢に添加し、そして約４乃至約１２時間に亘り約 ２５°乃至３５℃において攪拌する。攪拌後、この反応混合物を約５０°乃至５ ５℃に加熱する０次いで、ｐＨが約７．５乃至８．０となるまで塩基を添加する 。好ましい塩基は釦％水酸化ナトリウムである。−皮相が分離すると、４−ヨー ドアニソールを含有する生成物相は下部に存在することになる。この有機相を収 集し、そして温度約６５°乃至７０℃において水で洗浄する。相が再び分離した とき、その水性相を廃棄する。得られた生成物は溶融４−ヨードアニソールであ って、これは２−エチルへキシルアクリレートと反応して２−エチルへキシル− ｐ−メトキシシンナメートを生成させることが出来る。

２−エチルへキシル−ｐ−メトキシシンナメートの製造に関する反応の副生物は トリアルキルアミン−よう化水素塩である０本発明の方法は、よう化物およびト リアルキルアミンを再循環させ、そしてシンナメートの製造に関して従来試みら れた方法を一層経済的かつ一層効率的なものとする便利な手順を提供する。更に 、よう化物はパラジウム触媒の影響下におけるアルケンとのハロゲンｆヒアリー ル反応に際して好ましいものであるのに対し、従来それらは使用するには高価過 ぎると見られて来た。よう化物およびトリアルキルアミンは、２−エチルへキシ ル−ρ−メトキシシンナメート調製の蒸留工程がら得られた水性相から回収して もよい、有機相を蒸留して２−エチルへキシル−ｐ−メトキシシンナメートを得 るが、水性相を回収し、そして更に処理してらよい。

よう化物の回収は以下の反応式によって例示することが出来る：ＮＥｔｌ　・Ｈ Ｉ＋Ｎａ０Ｈ−ＮａＩ’−、ＮＥｔ３　＋Ｈ，○好ましい実施態様において、２ −エチルへキシル−ｐ−メトキシシンナメートの製造に由来する下部水性相を先 ず、約８０゛乃至８５°Ｃに加熱し、次に２−エチルへキシル−ｐ−メトキシシ ンナメート製造の濾過工程から得られたパラジウム触媒およびトリアルキルアミ ン−よう化水素塩を含有するフィルターを介して再循環させる。この再循環は塩 の全てが溶解するまで継続される。このパラジウム触媒は次の反応に再循環され るべくフィルター上に残される。得られた溶液は２相に分離することになる。そ の水性相は上部有機相が収集される前に、沈降させるものとし、そして２−エチ ルへキシル−ｐ−メトキシシンナメートを生成させる方法からの濾過生成物と一 緒にする。Ｐｉ留水性相は約６５゜乃至７０℃に冷却し、そしてｐＨが約９．５ 以上となるまで塩基を添加する。好ましい塩基は水酸化アルカリであり、最も好 ましいのは５０％ＮａＯＨである。ｐＨを調節した後、温度を約７０℃に調節す る。これらの相は分離し、そして上部トリアルキルアミン相は２−エチルへキシ ル−ｐ−メトキシシンナメートの調製方法に対し再循環させればよいのに対し、 下部よう化物溶液相はヨードアニソールの調製方法に対し再循環させればよい。

本発明方法における２−エチルへキシル−ｐ−メトキシシンナメートの収率は約 匍％を超える。これは上記の論文においてへツク池によって報告された６８９６ の収率に対比されるものであって、この場合には均質パラジウム触媒が使用され てメチル−ｐ−メトキシシンナメートが製造されたものである。何らかの理論に よって拘束されることを望むものではないが、パラジウム触媒と２−エチルヘキ シルエステルとの相互反応が、文献言及のメチルエステルおよび可溶性パラジウ ム触媒とは対照的に、この有益で、思いがけない結果を生ずるものと思われる０ 反応収率が、本発明方法によれば何故こんなに高いのか？についての有り得る説 明は次のようなものである。すなわち、炭素担体触媒上のパラジウムの炭素担体 に関して２−エチルへキシルアクリレートが非常に高い親和力を有しているから というものである。双方の種はぼ著に無極性、かつ疎水性であり、それで疎水性 ２−エチルヘキシル鎖は炭素マトリックス内で吸収する状態に向かい、パラジウ ム表面と共にアクリレート作用についての反応を促進する。対照的に、メチルア クリレートのメチル作用は可溶性酢酸パラジウム種に対し何らの特定の引力を有 するものではなく、そして収量を消耗する副反応が不可避的に発生するのである 。

以下の実施例は、更に本発明による方法を例示するものであるが、如何なるＲａ ！においても発明の範囲の限定を意味するものではない。

衷瀘暦−１ 工程　１−４−ヨードアニソールの調製水５５ガロンおよびｐ−アニシジン５６ ．２ボンドを１００ガロンのタンクに充填する。充分に攪拌しながら、濃硫酸（ ９８％）５ガロンを緩慢に添加する。溶解が完了するまで攪拌し、次いで７°Ｃ 未満に冷却する。１−５時間に亘り、そして温度を７℃未満に保持しながら亜硝 酸ナトリウム３３．３ボンドおよび水６．６ガロンから成る溶液を緩慢に添加す る。亜硝酸ナトリウムの添加が完了した後、７’Ｃ未満で３０分間攪拌する９次 に、この溶液を濾紙を介して濾過して、あらゆる固形分またはタール状物質を除 去する。濾過したジアゾ溶液の容量は７３ガロンである。この濾過したジアゾ溶 液に対し、充分に攪拌しながら尿素１．５ボンドを緩慢に添加する。別のｉｏｏ ガロンタンク内に、よう化カリウム７３．３ボンドおよび水１１ガロンから成る 溶液を調製する。このＫＩ温溶液温度を２５−３５°Ｃに調節する。一度ＫＩ溶 液の温度を２５−３５℃に調節したら、それに対する濾過したジアゾ溶液の添加 をゆっくりと開始する。この添加は温度を２５−３５℃に保持しながら１−２時 間を要すべきものとする。若干の冷却は必要であろう、添加が完了した後、２５ −３５°Ｃにおいて４−６時間攪拌する。−晩中の攪拌も許容し得る。その攪拌 期間が完了した後、反応混合物を５０’−５５°Ｃに加熱する０次に、ｐＨが７ ．５−８．０となるまで刃％ＮａＯＨを添加する。これには約、３．６ガロンの ５０％ＮａＯＨを必要とする０次に、攪拌機を停止し、そしてそれらの相を分離 させる。生成物は底部に在る。相が明確に分離したら、温度を５５−７５°Ｃに 保持しながら有機相を収集する。有機相の容量は約６．８ガロンである。この有 機相を５５°−７０℃の水９ガロンで洗浄し、次いで相を分離させ、そして水性 相を廃棄する。温度は生成物の結晶化を回避するために全体を通じて５５−７０ ℃に維持せねばならない、予想収量は９７ボンドで溶融４−ヨードアニソール６ ．８ガロンに相当する。

工程　２−２−エチルへキシル−ｐ−メトキシシンナメートの調製工程１よりの 溶融４−ヨードアニソール６．８ガロン、２−エチルへキシルアクリレート１１ ，４ガロン（８３，８ボンド）、トリエチルアミン７．３ガロン（４４ポンド） および炭素触媒（乾燥）上の５％パラジウム０．６ボンドを５０ガロンのタンク に充填する。充分な攪拌と共に加熱を開始する。　ｉｏｏｏ−１０５℃に加熱し て還流する。この還流温度は約１４０−１４５℃に徐々に増加させる９反応の合 計時間は１００”Ｃ超過で約２−４時間となる。たとえば、ガスクロマトグラフ 法により決定される反応完了後、反応混合物を２５−３０℃に冷却する。濾過し て、パラジウム触媒および得られたトリエチルアミンよう１ヒ水素塩を収集する 。濾過した生成物を水２０ガロンで洗浄してあらゆる可溶性塩を除去する。相を 分離させる。上部有機生成物相は蒸留について準備完了である。その容量は、生 成物約１１９ボンドを含んで約１５ガロンである。

工程　３−　よう化ナトリウムの再生 工程２からの下部水性相を取り、そしてｇｏ’−８５℃に加熱する。この暖かい 水性相を、塩の全てが溶解するまで触媒およびよう化物塩を含有する触媒フィル ターを介して再循環させる。これが次のバッチに再循環させるべくフィルター上 にパラジウム触媒を残存させることになる。８５℃の水性相を沈降させる。上部 有機相が分離することになる。上部有機相（約１−１．５ガロン）を収集し、そ してそれを先に濾過した生成物と一緒にする。水性相を７０℃未満に冷却し、そ して５０％ＮａＯＨを添加してｐＨ＞　９．５とする。これは釦％Ｎａ０Ｈ３１ −３４ボンドを必要とする。このｐＨを調節した後、温度を６５−７０℃に調節 する。

次いで、攪拌機を停止し、そして相を分離させる。上部トリエチルアミン相をビ ニル化反応補給物に再循環させ、一方下部よう化ナトリウム溶液はヨードアニソ ール調製のために再循環させることになる。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．トリアルキルアミンと、担体上のパラジウムを含んで成る触媒との存在下に おいてヨードベンゼン化合物を式ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯＲ２で表されるアタリレー トエステルと反応させる工程を含んで構成される、構造：▲数式、化学式、表等 があります▼ （式中Ｒ１は炭素数１乃至４の低級アルキルであり、そしてＲ２は炭素数４乃至 約２０の分枝または非分枝、置換または非置換アルキル基である）を有するシン ナメートの製造方法。
2. ２．担体が炭素である請求項１の方法。
3. ３．トリアルキルアミンと、担体上のパラジウムを含んで成る触媒との存在下に おいて４−ヨードアニソールを２−エチルヘキシルアクリレートと反応させる工 程を含んで構成される２−エチルヘキシル−ｐ−メトキシシンナメートの製造方 法。
4. ４．担体が炭素である請求項３の方法。
5. ５．（ａ）ｐ−アニシジンをジアゾ化してジアゾ化生成物を生成させ、かつこの ジアゾ化生成物をよう化物水溶液と反応させて４−ヨードアニソールを生成させ ること、 （ｂ）トリアルキルアミンと、担体上のパラジウムを含んで成る触媒との存在下 において前記４−ヨードアニソールを２−エチルヘキシルアクリレートと反応さ せて、２−エチルヘキシル−ｐ−メトキシシンナメートおよびトリアルキルアミ ン−よう化水素塩を生成させること、および（ｃ）トリアルキルアミン−よう化 水素塩を水酸化アルカリと反応させることによって前記塩からよう化物およびト リアルキルアミンを回収することを含んで成る２−エチルヘキシル−ｐ−メトキ シシンナメートの製造方法。
6. ６．工程（ｃ）において回収されたよう化物が工程（ａ）の反応における使用の ために再循環される請求項５の方法。
7. ７．工程（ｃ）において回収されたトリアルキルアミンが工程（ｂ）の反応にお ける使用のために再循環される請求項５の方法。
8. ８．トリアルキルアミンの炭素数が約１乃至６である請求項５の方法。
9. ９．トリアルキルアミンがトリエチルアミンである請求項８の方法。