JP2002088063A - 複素環式芳香族カルボン酸類の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工業的に有利な温和な反応条件で安全に反応
を行うことができ、かつ、高純度、高収率で複素環式芳
香族カルボン酸を得ること。 【解決手段】 複素環式芳香族アルデヒド類を非極性有
機溶媒中、アルカリ金属水酸化物の存在下加熱する。こ
れによって、高価な酸化剤が不要で、特殊な反応装置を
用いることなく、工業的に有利な温和な反応条件で安全
に反応を行うことができ、かつ、高純度、高収率で複素
環式芳香族カルボン酸を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、医薬品、農薬、
液晶化合物等の合成中間体として有用な複素環式芳香族
カルボン酸類の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複素環式芳香族カルボン酸類は、従来、
対応する複素環式芳香族アルデヒドの過マンガン酸酸
化、酸化銀もしくは酸化銀と酸素で酸化するなどによっ
て製造されていたが、それぞれ多量の副生物が生成する
ばかりでなく、環境汚染等の問題があり満足できるもの
ではなかった。

【０００３】例えば、インドール−３−アルデヒドを過
マンガン酸カリで酸化する方法（Ｇ，Ｌ．，Ａｒｍ．Ｋ
ｈｉｍ．Ｚｈ．，２９，１０６２，（１９７６））、イ
ンドール−３−アルデヒドを水溶液中、アルカリの存在
下に酸化銀（１）または酸化銀と酸素含有ガスにより酸
化する方法（特開平１−９６１６８号公報）、飽和もし
くは不飽和の脂環式または芳香族のアルデヒド類をジメ
チルホルムアミド、γ−ピコリン等の塩基性有機溶媒中
で過酢酸、過安息香酸等の有機過酸で酸化処理し、対応
するカルボン酸類に誘導するカルボン酸類の合成方法
（特開平３−１５７３４５号公報）、インドール−３−
アルデヒドを水溶液中、酸化銀（１）およびアルカリの
存在下、過酸化水素により酸化する方法（特開平１１−
１８０９５３号公報）等が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記インドール−３−
アルデヒドを過マンガン酸カリで酸化する方法は、反応
の制御と過マンガン酸カリや二酸化マンガンの後処理が
大変で、工業的に製造するには問題があり、しかも収率
が６５％前後で十分とは言い難い。また、特開平１−９
６１６８号公報に開示の方法は、比較的良好な方法であ
るが、高価な酸化銀を多量に使用するためイニシャルコ
ストが高く、酸素含有ガスを吹き込む場合発泡が激し
く、基質濃度が上げられず生産性が十分でない等の問題
があり、収率も８４％で満足できる方法とはいえない。
特開平３−１５７３４５号公報に開示の方法は、酸化反
応に使用する過酢酸、過安息香酸等の有機過酸自体が高
価であり、また、安全性の面からも必ずしも取扱い易い
ものではなく、工業的に優れた方法とは言えない。

【０００５】特開平１１−１８０９５３号公報に開示の
方法は、比較的良好な方法であるが、高価な酸化銀を多
量に使用するためイニシャルコストが高く満足できるも
のではない。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
消し、工業的に有利な温和な反応条件で安全に反応を行
うことができ、かつ、高純度、高収率で複素環式芳香族
カルボン酸が得られる複素環式芳香族カルボン酸の製造
方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の複素環式芳香族
カルボン酸の製造方法は、複素環式芳香族アルデヒド類
を酸化して対応するカルボン酸を製造する方法におい
て、複素環式芳香族アルデヒド類を非極性有機溶媒中、
アルカリ金属水酸化物の存在下加熱することを特徴とす
る。このように、複素環式芳香族アルデヒド類を非極性
有機溶媒中、アルカリ金属水酸化物の存在下加熱するこ
とによって、温和な反応条件で、安全に反応を行うこと
ができると共に、従来に比較して高純度、高収率で複素
環式芳香族カルボン酸を得ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明において原料として使用す
る複素環式芳香族アルデヒド類は、環原子として窒素、
硫黄または酸素原子を含む複素環にアルデヒド基が付加
したもので、市場で容易に入手することができるもの、
または、例えばビルスマイヤー反応等、常法により容易
に合成できるもので、分子内に少なくとも１つ以上のア
ルデヒド基を有するものである。

【０００９】本発明において用いる原料の複素環式芳香
族アルデヒド類には、置換基が導入されていてもよい。
置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、
ハロゲン等が挙げられる。アルキル基としては、炭素数
が１〜５の低級アルキル基で、メチル基、エチル基、プ
ロピル基、イソプロピル基等が好ましい。アルコキシ基
としては、炭素数が１〜５の低級アルコキシ基で、メト
キシ基、エトキシ基、プロポキシ基が好ましい。水酸基
は、アセチル基等でエステル化されていてもよい。本発
明において用いる原料の複素環式芳香族アルデヒド類に
は、上記置換基が２つ以上導入されていてもかまわな
い。

【００１０】本発明において原料の複素環式芳香族アル
デヒド類としては、インドール、ピリジン、ピコリン、
キノリン、イソキノリン、キナルジン、ピロール、フラ
ン、ベンゾフラン、チオフェンおよびベンゾチオフェン
にアルデヒド基が付加したものが挙げられる。

【００１１】本発明において使用する非極性有機溶媒と
しては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチ
ルナフタレン、メチルビフェニル等の芳香族炭化水素、
ペンタン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、クロルベンゼ
ン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、ジイソ
プロピルエーテル、メチルフェニルエーテル等のエーテ
ル類等を挙げることができる。これらの非極性有機溶媒
は、単独でも、混合しても使用できる。

【００１２】非極性有機溶媒の使用量は、任意に選択で
き特に制限されないが、通常、複素環式芳香族アルデヒ
ド１重量部に対して約２〜２０重量部の範囲が好まし
い。

【００１３】本発明で使用するアルカリ金属水酸化物と
しては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リ
チウム、水酸化セシウム、水酸化ルビジウム等を単独あ
るいは混合して使用できるが、安価で工業的に入手が容
易な水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。よ
り好ましくは、反応温度を低くできる水酸化カリウムで
ある。

【００１４】アルカリ金属水酸化物の使用量は、原料で
ある複素環式芳香族アルデヒドに対して２〜１０倍モ
ル、好ましくは３〜７倍モルである。アルカリ金属水酸
化物の使用量は、複素環式芳香族アルデヒドに対して２
倍モル未満では反応が完結せず、１０倍モルを超えると
コスト面で不利となる。

【００１５】使用するアルカリ金属水酸化物の形状は、
特に制限されないが、分散状態を良好に保つため、予め
粉砕するか、溶媒中ディスパーサー等で粉砕して使用す
ることもできる。

【００１６】反応温度は、特に指定されないが、アルカ
リ金属水酸化物が溶融する温度は必要でなく、４０〜１
８０℃で反応可能で、好ましくは６０〜１２０℃であ
る。

【００１７】原料である複素環式芳香族アルデヒド類の
仕込み方法は、最初に一括して仕込んでも反応には全く
支障はないが、反応が速やかに起こるために時間当たり
の発熱量が大きくなり、反応液の温度が急激に上昇する
恐れがある。したがって、反応温度を制御するために
は、非極性有機溶媒とアルカリ金属水酸化物を反応容器
に仕込み、所定温度に加熱したのち、原料の複素環式芳
香族アルデヒド類を逐次送入することが望ましい。この
際、非極性有機溶媒に複素環式芳香族アルデヒド類が溶
ける場合は、非極性有機溶媒に複素環式芳香族アルデヒ
ド類を溶解した溶液を連続的に滴下するのが、操作性の
面から好ましい。

【００１８】反応時間は、０．５〜５時間程度であり、
適正な温度であれば０．５〜２時間で反応は完了する。
反応終了時生成した複素環式芳香族カルボン酸類は、ア
ルカリ金属塩となり、溶媒中にスラリーとなって分散し
ている。したがって、生成した複素環式芳香族カルボン
酸は、任意の方法、例えば、反応完了後水を加え、複素
環式芳香族カルボン酸アルカリ金属塩を溶解して分液
後、水層を酸析して回収するか、あるいは、水を添加し
て複素環式芳香族カルボン酸アルカリ金属塩を溶解し、
分液前に酸析して溶媒層に複素環式芳香族カルボン酸を
抽出分離し、溶媒を濃縮して回収する。回収した複素環
式芳香族カルボン酸は、必要に応じて公知の方法によっ
て精製する。

【００１９】

【実施例】実施例１ 容量５００ｍｌの撹拌機付きフラスコにキシレン１５０
ｇ、純度９５％の水酸化カルウム３０ｇ（０．５０９モ
ル）、インドール−３−アルデヒド１５．０ｇ（０．０
９６モル）を仕込み、撹拌下、１１０℃まで昇温し、２
時間撹拌を継続して反応させた。その後、反応液に水２
００ｇを加え、生成したインドール−３−カルボン酸カ
リウム塩を溶解したのち、３０分間静置後分液し、下層
の水層に塩酸を加えてｐＨ２．０とし、析出した結晶を
濾過、水洗し、乾燥してインドール−３−カルボン酸１
４．９ｇを得た。このインドール−３−カルボン酸を液
体クロマトグラフを用いて分析し、面積百分率による純
度と収率を求めた。その結果、インドール−３−カルボ
ン酸の純度は９９．７％、収率は８９モル％であった。

【００２０】実施例２〜６ 実施例１の反応溶媒のキシレンを表１に示す他の反応溶
媒に代えた以外は、実施例１と同一条件で同様の操作を
行い、実施例１と同様にインドール−３−カルボン酸の
純度と収率を求めた。その結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】実施例７、８ 実施例１の原料であるインドール−３−アルデヒドに代
えて等モルの表２に示す原料を用い、実施例１と同一条
件で同様の操作を行い、実施例１と同様に得られた複素
環式芳香族カルボン酸の純度と収率を求めた。その結果
を表２に示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】比較例 実施例１の反応溶媒をキシレンからＤＭＦ、トリエチレ
ングリコールまたはスルホランに代えた以外は、実施例
１と同一条件で同様の操作を行なったが、いずれの場合
もインドール−３−カルボン酸はほとんど生成しなかっ
た。

【００２５】

【発明の効果】本発明の複素環式芳香族カルボン酸類の
製造方法は、高価な酸化剤が不要で、温和な反応条件で
安全に反応を行うことができるから、特殊な反応装置も
必要なく、高純度、高収率で複素環式芳香族カルボン酸
を得ることができ、工業的に極めて有効な方法である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C023 HA02 4C055 AA01 BA02 BA57 CA01 DA01 FA11 FA32 FA37 4C204 AB01 BB04 DB25 EB02 FB01 GB01

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複素環式芳香族アルデヒド類を酸化して
   対応するカルボン酸を製造する方法において、複素環式
   芳香族アルデヒド類を非極性有機溶媒中、アルカリ金属
   水酸化物の存在下加熱することを特徴とする複素環式芳
   香族カルボン酸類の製造方法。