JP2001348357A - ビフェニルジカルボン酸の製造方法 - Google Patents

ビフェニルジカルボン酸の製造方法

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JP2001348357A
JP2001348357A JP2000170506A JP2000170506A JP2001348357A JP 2001348357 A JP2001348357 A JP 2001348357A JP 2000170506 A JP2000170506 A JP 2000170506A JP 2000170506 A JP2000170506 A JP 2000170506A JP 2001348357 A JP2001348357 A JP 2001348357A
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acid
biphenyldicarboxylic acid
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Hidetoshi Shirokura
秀敏 白倉
Tsugio Tomiyoshi
次男 冨吉
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Nippon Kayaku Co Ltd
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Nippon Kayaku Co Ltd
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は工業生産されている原料を使用して有
利に4,4’−ビフェニルジカルボン酸を製造するこ
と。 【解決手段】一般式(1)で表されるビフェニル化合物
を相間移動触媒存在下液相酸化することを特徴とする
4,4’−ビフェニルジカルボン酸の製造方法。 【化1】 (式中Xはハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基又はア
ルキルカルボニルオキシ基を示す。また、2個のXは互
いに同一であっても異なってもよい。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は芳香族ポリアミド、
芳香族ポリイミド、液晶ポリエステル等の高分子材料の
原料として有用な4,4’−ビフェニルジカルボン酸の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ビフェニルジカルボン酸の製造方法とし
ては、パラジウム触媒存在下p−クロロ安息香酸のカッ
プリング反応(特開平6−122651、特開昭61−
293932)や4,4’−ジアルキルビフェニルや
4,4’−ジアセチルビフェニルをオートクレーブ中で
空気酸化する方法(特開平6−211740、4−22
1341、4−159247、5−246945など)
が報告されている。また、特公昭40−3774には、
4,4’−ビスクロロメチルビフェニルをアルカリ水溶
液中で次亜塩素酸ソーダで酸化する方法が報告されてい
るが、相間移動触媒を用いる方法は知られていない。こ
れらの方法は、工業的に原料の入手が困難であったり、
低収率であったり、高純度のビフェニルカルボン酸を得
られないものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】工業的に容易に入手可
能な原料を使用して収率よく高純度の4,4’−ビフェ
ニルジカルボン酸を製造する技術の開発が求められてい
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記したよ
うな課題を解決すべく鋭意研究を行なった結果、本発明
に至ったものである。すなわち本発明は 1.一般式(1)で表されるビフェニル化合物を相間移
動触媒の存在下に液相酸化することを特徴とする4,
4’−ビフェニルジカルボン酸の製造方法、
【0005】
【化2】
【0006】(式中Xはハロゲン原子、水酸基、アルコ
キシ基又はアルキルカルボニルオキシ基を示す。また、
2個のXは互いに同一であっても異なってもよい。) 2.相間移動触媒が4級アンモニウム塩である上記項1
記載の方法、 3.酸化方法がハロゲン酸塩、硝酸、過酸化水素または
空気を酸化剤とした方法である上記項1または2のいず
れかに記載の方法、 に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明において、原料として用いる上記一
般式(1)の化合物としては、Xがハロゲン原子、O
H、アルコキシ基又はアルキルカルボニルオキシ基であ
る化合物があげられる。ハロゲン原子としては、塩素原
子、臭素原子、沃素原子が例示できる。アルコキシ基と
しては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基又はブ
トキシ基等のC1-C4アルコキシ基が例示できる。また、
アルキルカルボニルオキシ基としては、アセチルオキシ
基、エチルカルボニルオキシ基、プロピルカルボニルオ
キシ基、ブチルカルボニルオキシ基などのC1-C4アルキ
ルカルボニルオキシ基が例示できる。Xとしては塩素原
子が好ましい。
【0009】一般式(1)の化合物は、ビフェニルのハ
ロゲノメチル化(例えば、塩酸とフォルムアルデヒドに
よるクロロメチル化)、又は、それから得られた化合物
に加水分解やアルコールとの反応を施すことにより容易
に得ることができる。用いうる一般式(1)の化合物の
具体例としては、4,4’−ビス(クロロメチル)ビフ
ェニル、4,4’−ビス(ブロモメチル)ビフェニル、
4,4’−ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、4,
4’−ビス(アセチルオキシ)ビフェニル、4,4’−
ビス(メトキシメチル)ビフェニル、4,4’−ビス
(エトキシメチル)ビフェニル等をあげることができる
が、例えば4−(クロロメチル),4’−(ヒドロキシ
メチル)ビフェニル等のように置換基が異なっているも
のであってもよく、好ましくは4,4’−ビス(クロロ
メチル)ビフェニルである。
【0010】本発明においては、一般式(1)の化合物
を相間移動触媒の存在下、液相酸化する。用いうる相間
移動触媒としては、相間移動触媒として用いることがで
きるものであれば特に限定はないが、4級アンモニウム
塩が好ましく、その具体例としては、テトラメチルアン
モニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマ
イド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブ
チルアンモニウムブロマイド、ベンジルトリエチルアン
モニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウム
ブロマイド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライ
ド、ベンジルトリブチルアンモニウムブロマイド等が挙
げられ、特にテトラブチルアンモニウムブロマイド、ベ
ンジルトリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルト
リエチルアンモニウムブロマイドが好ましい。相間移動
触媒の使用量は一般式(1)の化合物に対して1〜20
重量%が適当である。また、相間移動触媒とは別に、マ
ンガン、ニッケル、鉄等の遷移金属の化合物が触媒とし
て併用できる。その使用量は一般式(1)の化合物の
0.001〜1重量%が適当である。
【0011】本発明において、一般式(1)の化合物を
液相酸化する時に用いる酸化剤としては、一般式(1)
の化合物を酸化することができるものであれば特に限定
はないが、用いうる酸化剤の具体例としては、次亜塩素
酸ソーダ、次亜臭素酸ソーダ、過塩素酸ソーダ等のハロ
ゲン酸塩、過酸化水素、硝酸又は空気等があげられ、次
亜塩素酸ソーダが好ましい。この時溶媒を使用し液相で
実施する。酸化剤の使用量は、通常、理論当量の1〜2
0倍、好ましくは1〜5倍量であるが、生成する4,
4’−ビフェニルジカルボン酸は酸化に対して極めて安
定であり、反応の終点を見分けるのは容易であるので、
酸化剤は酸化の進行状況を見ながら、徐々に加えるのが
適している。
【0012】また、空気を酸化剤として使用する場合
は、溶媒として酢酸、プロピオン酸等の低級脂肪酸を1
〜10重量倍使用し、相間移動触媒の他に触媒としてコ
バルト、マンガン、クロム、セリウム等の重金属の化合
物、好ましくはそれらの脂肪酸塩及び/又はHBr、C
aBr、NaBr等の臭素化合物を併用し、反応温度は
80〜220℃とし、1〜30気圧程度の空気圧で実施
するのが好ましい。この場合の触媒の使用量は重金属化
合物の場合一般式(1)の化合物の0.0001〜5重
量%が、臭素化物の使用量は一般式(1)の化合物の
0.0001〜5重量%がそれぞれ好ましい。また、酸
化剤として使用される空気は、大気中の空気をそのまま
用いることができるが、酸素を別途混合して酸素濃度を
向上させた空気を用いても良く、さらには100%酸素
を酸化剤として用いてもよい。
【0013】本発明において使用しうる溶媒としては、
酸化に安定なものであれば特に限定はないが、水、蟻
酸、酢酸、プロピオン酸等の脂肪酸等の水溶性溶媒又は
ニトロベンゼン、クロロベンゼン、ベンゼン、トルエ
ン、ジフェニルスルフォン等の芳香族化合物、ジクロロ
メタン、クロロフォルム、ジクロロエタン等の脂肪族塩
素化合物等の非水溶性有機溶媒が使用しうる溶媒例とし
てあげられる。これらは1種を単独で、或いは2種以上
を混合して用いることもできる。その使用量は、一般式
(1)の化合物の3〜50重量倍が適当である。尚、水
系溶媒中で反応を実施する場合は、上記非水溶性有機溶
媒を共存させるのがよい。その場合の非水溶性有機溶媒
の使用量は一般式(1)の化合物の1〜300重量%、
又は使用する水系溶媒の5〜20重量%とするのが好ま
しい。有機溶媒は反応終了後蒸留又は水蒸気蒸留等で除
去するのが好ましい。
【0014】本発明の製造方法は、一般式(1)の化合
物と溶媒を反応器中で撹拌しつつ、酸化剤を添加して実
施する。酸化剤は一括で最初から添加することもでき
る。反応温度は通常50〜220℃であるが、空気以外
の酸化剤を使用する場合には、50〜110℃で常圧下
で実施するのが好ましい。相間移動触媒はどの段階で添
加してもよいが、通常、一般式(1)の化合物を溶媒と
撹拌する際に添加される。また、酸化剤を添加後に相間
移動触媒を添加してもよく、この場合、相間移動触媒の
添加によって反応が促進される。
【0015】酸化反応における目的物である粗4,4’
−ビフェニルジカルボン酸は反応中に結晶として析出さ
せることができるが、水系の溶媒中では4,4’−ビフ
ェニルジカルボン酸を溶解させるために、苛性ソーダ、
苛性カリ、酢酸ソーダ、炭酸ソーダ、炭酸カリ等のアル
カリ物質を系内に添加して反応を行うこともできる。こ
の場合のアルカリ物質の使用量は目的物の1〜4倍当量
とするのが好ましい。
【0016】反応終了後は溶媒を濃縮し析出している結
晶を濾別して目的物を得ることができるがアルカリ物質
を使用した場合は、塩酸、硫酸等の鉱酸や蟻酸、酢酸、
メタンスルホン酸等の有機酸を用いて酸析し、生成した
沈殿を濾過、乾燥して、粗4,4’−ビフェニルジカル
ボン酸を得ることができる。
【0017】得られた粗4,4’−ビフェニルジカルボ
ン酸は、種々の精製方法により精製することができる
が、例えば、粗4,4’−ビフェニルジカルボン酸を苛
性ソーダ、苛性カリ、酢酸ソーダ、炭酸ソーダ、炭酸カ
リ等のアルカリ水溶液に溶解し、pH9〜12付近で活
性炭を加え、室温から80℃の間で撹拌し、活性炭を濾
別し得られた濾液から酸析することにより高純度の4,
4’−ビフェニルジカルボン酸を得ることができる
【0018】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0019】実施例1 4,4’−ビス(クロロメチル)ビフェニル2gをクロ
ロベンゼン15mlに溶解し、ベンジルトリブチルアン
モニウムクロライド(BTBAC)、30%苛性ソーダ
水溶液4.3g、次亜塩素酸ソーダ(活性塩素12.5
%)60gを加え80℃で8時間加熱した。次いでクロ
ロベンゼンを留去し冷却後、塩酸を加えて酸析し生成し
た固形物を濾過乾燥し、白色の4,4’−ビフェニルジ
カルボン酸2.0gを得た。液体クロマトグラフによる
純度は90%(面積比)であった。
【0020】実施例2 ベンジルトリブチルアンモニウムクロリドの代わりにベ
ンジルトリブチルアンモニウムブロマイドを使用した以
外は実施例1と同様に実施した。4,4’−ビフェニル
ジカルボン酸1.9gを得た。液体クロマトグラフによ
る純度は90%(面積比)であった。
【0021】実施例3 ベンジルトリブチルアンモニウムクロリドの代わりにテ
トラブチルアンモニウムブロマイドを使用した以外は実
施例1と同様に実施した。4,4’−ビフェニルジカル
ボン酸1.9gを得た。液体クロマトグラフによる純度
は90%(面積比)であった。
【0022】参考例1 実施例1から3のそれぞれで得られた4,4’−ビフェ
ニルジカルボン酸1.0gをそれぞれ苛性ソーダ水溶液
に加熱溶解し、不溶解物を除去するため80℃で熱濾過
した。濾液に濃塩酸を加え、4,4’−ビフェニルジカ
ルボン酸を酸析させた。結晶を濾過、乾燥させ、それぞ
れ高純度4,4’−ビフェニルジカルボン酸0.9gを
得た。液体クロマトグラフによる純度はそれぞれ99.
6%であった。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、工業的入手可能な原料
を使用して高純度、収率よく4,4’−ビフェニルジカ
ルボン酸を製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 63/333 C07C 63/333 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(1)で表されるビフェニル化合物
    を相間移動触媒の存在下に液相酸化することを特徴とす
    る4,4’−ビフェニルジカルボン酸の製造方法。 【化1】 (式中Xはハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基又はア
    ルキルカルボニルオキシ基を示す。また、2個のXは互
    いに同一であっても異なってもよい。)
  2. 【請求項2】相間移動触媒が4級アンモニウム塩である
    請求項1記載の方法
  3. 【請求項3】酸化の方法がハロゲン酸塩、硝酸、過酸化
    水素または空気を酸化剤とした方法である請求項1また
    は2のいずれかに記載の方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006327946A (ja) * 2005-05-23 2006-12-07 Hamamatsu Kagaku Gijutsu Kenkyu Shinkokai 有機化合物の酸化方法
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KR20180073886A (ko) * 2016-12-23 2018-07-03 (주)위즈켐 4‘-포르밀-4-비페닐카르복실산의 신규 제조방법
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