JPS6399036A - 芳香族ヒドロキシカルボン酸の製造方法 - Google Patents

芳香族ヒドロキシカルボン酸の製造方法

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JPS6399036A
JPS6399036A JP24317286A JP24317286A JPS6399036A JP S6399036 A JPS6399036 A JP S6399036A JP 24317286 A JP24317286 A JP 24317286A JP 24317286 A JP24317286 A JP 24317286A JP S6399036 A JPS6399036 A JP S6399036A
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benzoic acid
biphenyl
aromatic
acid
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JP24317286A
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Kazunori Yamataka
山高 一則
Mikio Kusuda
楠田 幹夫
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は芳香族ヒドロキシカルゼン酸の新規な製造方法
に関するものである。本発明の目的化合物ハ、例えハ、
4  (4−ヒドロキシフェニル)安息香酸や4−(4
−ヒドロキシフェノキシ)安息香酸は耐熱性、耐薬品性
に優れた繊維及び樹脂原料として注目されている。特に
全芳香族ポリエステル類には非対称のヒドロキシフルゼ
ン酸がポリマー物性の鉢物質ともいうべきものである。
更K、4−(4−ヒドロキシフェニル)安息香酸はビフ
ェニル系液晶合成の基礎原料としても有用である。
(従来の技術) 従来から知られている工業的製造方法としては、例えば
、4−(4−ヒドロキシフェニル)安息香酸の場合には
、[Gray、 G、W、 ;Hartley、 J、
 B、 1Jones。
B、 J、Chem、Soc、 1955.1412J
の方法がある。即ち、4−ヒドロキシビフェニルを1.
5N水酸化ナトリウム水溶液中でメチルサルフェートで
4−メトキシビフェニルにし、二硫化炭素溶媒中で塩化
アルミニウム及びアセチルクロライドの存在下で4−ア
セチル−4′−メトキシビフェニルにし、ジオキサン溶
媒中でナトリウムハイポプロマイトで4−(4−メトキ
シフェニル)安息香酸にし、次いで酢酸中具化水素の存
在下で4−(4−ヒドロキシフェニル)安息香酸にする
という方法である。その他の化合物については、工業的
に価値のある製造法はほとんど提案されていない。いず
れにしても、出受原料が工業的に入手困難であり、且つ
反応工程も畏<、工業的に好ましい方法とは言えず、工
業的に有な製造法の開発が望まれている。
(問題を解決するだめの手段及び作用)本発明者らは、
上記観点から鋭意研究を重ねた結果、安価なビフェニル
又はジフェニルエーテルから容易に合成できるジ臭素化
又はジヨウ素化ビフェニル又はジフェニルエーテルを用
い、−酸化炭素でモノ力ルゼニル化してビフェニル又は
ジフェニルエーテルの2つのハロゲン基の1つをカルボ
ン酸又はそのエステルにし、次いで加水分解して残った
ハロゲン基を水酸基と置換することにより、安価な原料
のみを用い、且つ高収率で容易に芳香族ヒドロキシフル
ゼン酸を得ることができることを見出した。本発明は以
上知見に基づくものヨウ素、nは0又は1)で表わされ
る化合物を塩基性物質の存在下に一酸化炭素と反応させ
て一般n = O又は1、Rは水素又はアルキル基又は
芳香族基)を得、次いで塩基性物質の存在下に加水分表
わされる芳香族ヒドロキシカルボン酸を製造することを
特徴とする方法である。
本発明の原料として使用する臭素化又はヨウ素化ビフェ
ニル又はジフェニルエーテルは、例えば、4.4′−シ
フ1ゝロムビフエニル、4,4′−ジブロムジフェニル
エーテル、4.4’ −、)ヨートヒフェニル、4.4
’ −−)ヨードジフェニルエーテルナトであり、種々
の方法で得ることができる。
ヨ’7[化ビフェニル又ハシフェニルエーテルは、ビフ
ェニル又はジフェニルエーテルを酸化的にヨウ素化する
ことにより容易に得ることができる、即ち、硝酸の存在
下でヨウ素化するか、又は酸と過酸化水素または酸素の
存在下でヨウ素化する等の方法がある。また息素化ビフ
ェニル又はジフェニルニーテルハ、ビフェニル又ハシフ
ェニルエーテルを低温下に臭素と反応させることにより
容易に得られる。これらの方法ではパラ置換ハロゲン化
物を有利に製造することが可能である。
本発明のカルセニル化反応の詳細を説明する。
カルセニル化反応は、ヨウ素化物も臭素化物も一般的に
は遷移金属又はその化合物を含有した触媒系の存在下で
行なわれ、一般的にはヨウ素化物のカルセニル化反応の
方が反応条件を相当温和にすることが可能である。更に
は、臭素化物の場合は、触媒を用いないと反応は進行し
ない。一方ヨウ素化物の場合は、反応条件を選択すれば
無触媒系でも十分反応が進行する。その意味で、出厚原
料としてヨウ素化物を用いた方が好ましいと言える。
触媒系での反応の場合に用いられる遷移金属としては、
一般にカルセニル化反応に活性なものが用いられ、v■
、vm族の遷移金属、例えばパラジウム、白金、ニッケ
ル、コバルト、鉄、マンガン等が挙げられるが、収率の
点から好ましくは・ξラジウム、ニッケル、コバルト、
鉄が用いう牡る。これらの遷移金属は、これら自身か、
これらのハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、有機酸塩等を
用いることが出来る。また、これら遷移金属化合物は、
−酸化炭素の錯体、トリフェニルホスフィン等のホスフ
ィン類の錯体として用いることも出来る。
遷移金属化合物の使用量は反応させるヨウ素化ジフェニ
ル5I臭素化ジフエニルの0.01〜10モルチであれ
ば良い。
用いられる塩基性物質は、有機塩基、無機塩基どちらも
用いることが出来、反応で生成するヨウ化水素等を捕捉
出来るものであれば良く、例えば、脂肪族アミン、芳香
族アミン、水酸化第四級゛アンモニウム、アルカリ金属
及びアルカリ土類金属のアルコラード、アルカリ金属及
びアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、
芳香族又は脂肪族カルRン酸とアルカリ金、属又はアル
カリ土類金属との塩等が挙げられる。好ましくは、脂肪
族アミン、水酸化第4級アンモニウム、アルカリ金属水
酸化物、アルカリ金属炭酸塩生成物のアルカリ金属塩を
用いることができる。使用量は、特に限定されるもので
はないが、好ましくは、塩基が芳香族ハロゲン化物に対
して0.2〜10当量、さらに好ましくは0.4〜3当
量ρ範囲である。
カルセニル化反応後類の存在下で行なえば対応するカル
ダン酸が生成しアルコールの存在下で行なえば対応する
カルゼン酸エステルが生成する。
水の存在下で行なう場合、水が単独で用いられるか又は
水を含有する溶媒系として用いられる。
溶剤としては、原料であるヨウ素化ジフェニル又は臭素
化ジフェニルを溶解する溶媒又は水との両方に溶解性の
ある溶媒を用いることができる。例えばメタノール、エ
タノール、プロパツール等ノ脂肪族アルコール、ベンジ
ルアルコール、フェノール、2,6−キシレノール等の
芳香性アルコール類、ヘキサン、オクタン、ベンゼン、
トルエン等の炭化水素、ジメチルホルムアミ゛ド、ジメ
チルスルホキシド等の極性溶媒、ジオキサ/=4のエー
テル類等がある。また、塩基性物質として用いる脂肪族
アミン、芳香族アミンを用いることもできる。
反応に用いる水の使用量は水単独で用いる場合、ヨウ素
化ジフェニル又は臭素化ジフェニルに対して少なくとも
1/2当量以上用いる必要がある。溶媒として量を多く
用いることはもちろん差し支えはない。水を含有する溶
媒系として用いた場合も水単独の場合と同様の縫を用い
ることが必要でおり、他の溶媒系と混合することにより
、反応系を均一にする等の効果が期待できる。
アルコールの存在下で反応を行なう場合、用いられるア
ルコールは目的とする。エステルに応じて使用すること
ができる。例えば、脂肪族アルコールとしてはメタノー
ル、エタノール、プロパツール、゛イノブタノール、オ
クタツール等を、芳香族フル:7−ルトシてはフェノー
ル、ベンジルアルコール、フェニルフェノール、フェノ
キシフェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール
等ヲ挙げることができる。また、アルコールは必ずしも
m個アルコールでなくてもよい。
カルゼニル化反応で用いられる一酸化炭素は紳−酸化炭
素でもよいし、窒素°、アルジン、ヘリウム、低級炭化
水素などの反応に悪影響を及ぼさない他のガスで希釈さ
れたものであってもよい。−酸化炭素は分圧で0.1〜
300 Kg/ cm”、好ましくは1〜200 K9
/α2の範囲で使用される。圧力が低すぎると反応速度
が遅くなり、収率も低下する。圧力が高過ぎると副反応
が増えてくる。
カルぎニル化反応の行なわれる反応温度は、触媒を用い
た場合と、触媒を用いない場合とで若干相違がある。
触媒を用いた反応系では、反応温度は、50〜300℃
の範囲が好ましく、特には100〜250℃である。温
度が低いと反応速度が遅く、高いと副反応が多くなる。
触媒を用いない反応系では、反応は、150℃以上の温
度で実施されることが好ましい。より好ましくは180
℃以上400℃以下の温度で実施される。
150℃より低い温度では、反応速度が遅く実用的でな
く、また400℃以上では副反応が増大して、目的とす
る芳香族カルゼン酸の収率が低下してくる。
カルゼニル化反応を制御せずに反応が終了するまで行な
うと、ビフェニル又は−)フェニルエーテルの2個のハ
ロゲン置換基が両方ともカルセニル化される。従って、
反応を途中で制御することが必要である。即ち、モノカ
ルIニル化物を有利に得るためには、反応を途中で止め
ることが必要であり、原料のりハロゲン化物の転化率を
90%以下に抑えることが好ましい。更に好ましくは7
゜チ以下に抑えることである。
カルセニル化反応後の生成物の分離は再結晶により容易
に行なうことが可能である。
次に、ジヨウ素化物を無触媒系で反応させることの有利
さKついて述べる。例えばカルゼン酸を得る場合には、
塩基として、生成してくる芳香族カルボン酸と同じ骨格
を有する芳香族カルボン酸のアルカリ金属塩を用いた場
合の反応を芳香族モノヨウダイトの場合について例示す
れば、次のような反応式(1)で表わされる。
ArI+CO+H20+ArCOOM −→2ArCOOH+MI    (1)(式中、Ar
は芳香族基を表わし、Mはアルカリ金属原子を表わす。
) この場合は、副生するのがアルカリ金属ヨウ化物であり
、これは水に易溶であるが芳香族カルボン酸は一般的に
固体であって水に易溶ではないので、反応生成物を水洗
することによってヨウ化水素と塩基との塩は除去される
。もちろん塩基を過剰量用いた場合は、生成する芳香族
カルボン酸もその塩基と塩を形成している場合があるが
、その場合は鉱酸水溶液で処理することによって、芳香
族カルボン酸を同体として分離することは容易である。
例えばカルボン酸アリールエステルを得る場合には、芳
香族モノヨーダイトと芳香族モノヒドロキシ化合物のア
ルカリ金属塩との反応の場合について例示すれば、次の
ような反応式(2)で表わされる。
A r I +CO+A r’OM アルカリ金属原子を表わす。) この場合もアルカリ金属ヨウ化物のみが副材る。
他の触媒成分を何も含んでいないことと、副生ずるのが
無機物の簡巣な塩であることから、目的とする芳香族カ
ルボン酸アリールエステルを分離することは非常に容易
である。
本発明の加水分解反応の詳細を説明する。
加水分解反応は、基本的には銅系触媒の存在下に、塩基
性物質、特にはアルカリ金属およびまたはアルカリ土類
金属の水酸物を含む水溶液中で100〜300℃の温度
で反応させることにより可能である。
加水分解触媒としては、Cub、 Cu2O,CuC1
,CuCl2゜CuBr、 CuBr2 、 Cu (
CH3COO)、 Cu (CH3COO)2 、 C
ul。
CuF、CuF2 ・2H20,Cu(OR)2.Fe
d、Fe2O3,Fe (OH)!。
FeC12、Fe I2 、 Fe (CHICOO)
2などであり、それぞれ単独、または混合物、たとえば
、CuOとCu2Oとの混合物を使用することができる
。使用量は、原料に対して、0.1〜100モルチで、
好ましくは0.5〜20モルチである。
その他アルカリ金属又はアルカリ土類金属過酸化物を触
媒として併せて用いても良い。
用いる塩基性物質としてのアルカリ金属またはアルカリ
土類金属水酸化物としては、NaOH,KOH。
Ca (OH)2 、 Mg (OH)z等が使用され
、好ましくはNaOHおよびKOHで、出発物質のノ・
ロゲン原子に対して、1.0〜10.0当量使用する。
NaOHおよびKOHなどは水によく溶は水溶液として
使用できるが、Ca (OH)2 、 Mg (OH)
2などは水に離溶性であり、懸濁液として使用すること
ができる。もちろん、これらは単独または混合物として
使用できる。
溶媒は用いなくてももちろんかまわないが、用いてもも
ちろんかまわない。用いられる溶媒としては水と中間原
料であるノ・ロゲン化物との両方に親和性のあるもので
あれば良く、例えばメタノール、エタノールなどのアル
コール類、ジメチルスルホキシドなどがある。
(発明の効果) 以上述べた様に、本発明によれば、安価な原料を用い、
且つ短い反応工程で収率良く芳香族ヒドロキシカルボン
酸を製造することができ、有利な工業的製造法を提供で
きる。
(実施例) 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1 4.4′−ショートジフェニルエーテル6.33g5ト
リブチルアミン6.66g、塩化ノぐラジウム0.18
g5トリフエニルホスフインo、3c+g、水12 g
、 テトラヒドロフラン55罰を攪拌付きの100g/
ステンレス製オートクレーブに入れ、オートクレーブの
内部を一酸化炭素で置換した後、−酸化炭素25Kq/
cm”を圧入した。攪拌下に125℃で12分間反応さ
せた後急冷して反応を停止した。
反応終了後、未反応の一酸化炭素をパージした後、反応
液を取り出した。反応液を取り出しガスクロマトグラフ
ィー及び液体クロマトグラフィーで分析した。その結果
、4.4’−ショートジフェニルエーテルの転化率は8
2チであり、4−(4−ヨードフェノキシ)安息香酸の
選択率は65tsでアリ、1.1’−、)ヨードジフェ
ニルエーテル−4゜4′−ジカルゼン酸の選択率が30
チであった。
反応液を減圧濾過して反応液中の固形物を除去し、次い
でテトラヒドロフランを一部留去し4倍程度に濃縮する
と、原料の4,4′−ショートジフェニルエーテルが析
出した。これをPiし、F液からテトラヒドロフランを
ほぼなくなるまで留去すると結晶が析出した。この析出
物に対して4重量倍の10重tチ水酸化ナトリウムを加
えて十分攪拌すると4−(4−ヨードフェノキシ)安息
香酸が溶解せずに残った。これを濾過して4−(4−ヨ
ードフェノキシ)安息香酸を単離した。
4−(4−ヨードフェノキシ)安息香酸3.4g。
20重量%水酸化ナトリウム水溶液20g、ジメチルス
ルホキシド20g1 ヨウ化鋼0.05gを1o。
−のステンレス製のオートクレーブ中に入れ、150℃
で2時間攪拌した。反応終了後、反応液を液体クロマト
グラフィーで分析した結果、4−(4−ヒドロキシフェ
ノキシ)安息香酸の収率は77チであった。
実施例2 実施例1において、反応時間を12分間から9分間にし
た以外は実施例1と同様にして反応を行なった。その結
果、4.4’−ショートジフェニルエーテルの転化率は
63チであり、4−(4−ヨードフェノキシ)安息香酸
の選択率は81%であり、1.1′−ジフェニルエーテ
ル−4,4′−ジカルゼン酸の選択率は12憾であった
実施例1と同様にして4−(4−ヨードフェノキシ)安
息香酸を単離した。
4−(4−ヨードフェノキシ)安息香酸3.4g。
水酸化ナトリウム1.5g、銅粉末0.1g、塩化第1
銅0.05g、過酸化ナトリウム0.2 K %水2g
を100駅/のオートクレーブに仕込み190℃で4時
間加熱した。反応終了後反応液に水20gを加えて反応
液を取出した。4−(4−ヒドロキシフェノキシ)安息
香酸の収率は57チであった。
実施例3 4.4′−ジブロムピフェニル15.6g、n−)リブ
チルアミン219g5塩化コノ々ルト0.06 g s
 )リフェニルホスフィ70.40g、7xノーk 5
0 gをZoom/のオートクレーブに仕込み、−酸化
炭素圧力30Kg/crn2、温度150℃で30分間
反応させた。その結果、4.4′−ゾロムビフェニルの
転化率1430%であり、4−(4−ブロムフェニル)
 安息香酸フェニルエステルの選択率は89%であった
実施例1と同様にして4−(4−ブロムフェニル)安息
香酸フェニルエステルを単離した。
4−(4−ブロムフェニル>安息香酸フェニルエステル
3.5g、200重量水酸化カリウム水溶液20g1亜
酸化鋼0.01 gをIQO*/のオートクレーブ(で
仕込み、250℃で3時間反応させた。その結果、4−
(4−ヒドロキシフェニル)安息香酸が81チの収率で
得られた。
実施例4 4.4′−ショートビフェニル6.1g5)リブチルア
ミン6.7g、塩化パラジウム0.18g、)リフェニ
ルホスフィン0.39g、水12g1テトラヒドロフラ
ン55gを100*tのオートクレーブに仕込み、−酸
化炭素圧力25Kg/cm”、温度115℃で10分間
攪拌下に反応させた。その結果、4,41−ショートビ
フェニルの転化率は69%であり、4.4’−ビフェニ
ルジカルゼン酸の選択率が25%、4−(4−ヨードフ
ェニル)安息香酸の選択率が70チであった。
実施例1と同様にして4−(4−ヨードフェニル)安息
香酸を単離した。
4−(4−臼−ドフエニ、ル)安息香酸3.2g、水酸
化カリウムZOg、水29g1ヨウ化鋼0.5gを10
01eのオートクレーブに仕込み、250℃で6時間攪
拌して反応させた。その結果、4−(4−ヒドロキシフ
ェニル)安息香鍍の収率は75チであった。
実施例5 4.4′−ショートジフェニルエーテル42.2g、n
−トリブチルアミン20.2g、ニッケルアセチルアセ
トネート0.51g、)リフェニルホスフィン1.57
g。
ベンジルアルコール16.2 gヲ100d(Dオート
クレーブに仕込み、−酸化炭素圧力30に47cm2、
温度130℃で1時間反応させた。その結果、4.4’
−ショートジフェニルエーテルの転化率63%、4−(
4−ヨードフェノキシ)安息香1’!?ヘンシルエステ
ルの選択率は75%であった。
実施例1と同様にして4−(4−ヨードフェノキシ)安
息香酸ベンジルエステルを単離した。
4−(4−ヨードフェノキシ)安息香IM2 ヘンシル
エステル4.3g、水酸化ナトリウム25g1水11,
0g1メタノール180 g、ヨウ化鋼0.05gを1
00m/オートクレーブに仕込み、150℃の温度で2
時間攪拌して反応させた。その結果、4−(4−ヒドロ
キシフェノキシ)安息香酸が60俤の収率で得られた。
実施例6 4.4′−ショートビフェニル13.5g、 4.4’
−ビフェニルジカルゼン酸ナトリウム19g1水35g
を1ooyのオートクレーブに仕込み、−酸化炭素圧力
100 Kf/an” 、温度250℃で15分間攪拌
下に反応させた。その結果、4.4’−ショートビフェ
ニルの転化率は48チであり、4−(4−ヨードフェニ
ル)安息香酸の選択率は88%であった。
冷却後に一酸化炭素を除去し生成物を取出した。
生成物は白色の固形物であり、こnを粉砕して熱水で十
分に洗浄し、残に残った結晶を熱クロロホルムで十分に
洗浄して4−(4−ヨードフェニル)安息香酸を得た。
次に4−(4−ヨードフェニル)安息香酸3.2g。
水酸化カリウム10g、水29g、ヨウ化銅0.1g、
酸化鉄0.2 gを100肩/のオートクレーブ中に仕
込み、240℃で6時間攪拌して反応させた。その結果
、4−(4−ヒドロキシフェニル) 安息香eヲ74チ
の収率で得た。
実施例7 4.4′−ショートジフェニルエーテル14.1g、ト
リーn−ブチルアミン13g1水35gを100t/の
オートクレーブに仕込み、−酸化炭素圧力100Kq/
cm2、温度250℃で20分間攪拌下に反応させた。
その結果、4.4’−ショート・ジフェニルエーテルの
転化率は57チであり、4−(4−ヨードフェノキシ)
安息香酸の選択率は83俤であった。
反応物にテトラヒドロフランを130v/加え十分に加
熱攪拌した後実施例1と同様の方法で4−(4−ヨード
フェノキ7)安息香酸を単離した。4−(4−ヨードフ
ェノキシ)安息香酸の加水分解は実施例1と全く同様に
行なった。
実施例8 4.4′−ショートビフェニル20.3g、ナトリウム
−2,6−、:、7メチルフ工ノキシド9g1トルエン
30gを100肩/のオートクレーブに仕込み、−酸化
炭素圧力を50Kq/cm”にし、温1200℃で攪拌
下に30分反応させた。その結果、4.4’−ショート
ビフェニルの転化率は69チであり、4−(4−ヨード
フェニル) 安息香e 2.6−シメチルフエニルエス
テルの選択率は78%であった。
反応物を取り出しトルエンを除去した後、水酸化ナトリ
ウム8g、水40g、ヨウ化鋼0.5g、過酸化ナトリ
ウム0.5gを200肩/のオートクレーブに仕込み、
220℃で5時間攪拌加熱した。その結果、4−(4−
ヒドロキシフェニル)安息香酸が75俤の収率で得られ
た。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式▲数式、化学式、表等があります▼(Xは
    臭素又はヨウ 素、nは0又は1)で表わされる化合物を塩基性物質の
    存在下に一酸化炭素と反応させて一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (Xは臭素又はヨウ素、nは0又は1、Rは水素又はア
    ルキル基又は芳香族基)を得、次いで塩基性物質の存在
    下に加水分解して▲数式、化学式、表等があります▼ (nは0又は1)で表わされる芳香族ヒドロキシカルボ
    ン酸を製造する方法
  2. (2)Xがヨウ素であり、且つ塩基性物質の存在下での
    一酸化炭素との反応が触媒を使用せずに行なわれる特許
    請求の範囲第1項記載の方法
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993024442A1 (en) * 1992-05-29 1993-12-09 Yamanouchi Pharmaceutical Co., Ltd. Medicine containing benzoic acid derivative and novel benzoic acid derivative

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993024442A1 (en) * 1992-05-29 1993-12-09 Yamanouchi Pharmaceutical Co., Ltd. Medicine containing benzoic acid derivative and novel benzoic acid derivative

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