JP2866936B2 - Method for producing oxygen-containing aromatic compound - Google Patents

Method for producing oxygen-containing aromatic compound

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JP2866936B2
JP2866936B2 JP9159343A JP15934397A JP2866936B2 JP 2866936 B2 JP2866936 B2 JP 2866936B2 JP 9159343 A JP9159343 A JP 9159343A JP 15934397 A JP15934397 A JP 15934397A JP 2866936 B2 JP2866936 B2 JP 2866936B2
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俊康 坂倉
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、芳香族炭化水素と
一酸化炭素とを直接反応させ、アルデヒドやアルコール
などの有用な含酸素芳香族化合物を効率よく製造する方
法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for efficiently producing useful oxygen-containing aromatic compounds such as aldehydes and alcohols by directly reacting aromatic hydrocarbons with carbon monoxide.

【0002】[0002]

【従来の技術】芳香族炭化水素類をカルボニル化反応を
経由して、アルデヒド、アルコール、ケトンなどの含酸
素芳香族化合物へ変換させることは、原理的に可能であ
ることが知られている。しかしながら、芳香族炭化水素
類は、一般に炭素−水素結合エネルギーが大きいため
に、その炭素−水素結合をカルボニル化反応を生起させ
るに十分な程度まで活性化させることは極めて困難であ
る。したがって、芳香族炭化水素類を、アルデヒド、ア
ルコール、ケトンなどの有用な含酸素芳香族化合物に変
換させるには、一般に、まずハロゲン化、酸化などによ
って活性化された化合物に変換したのち、所望の構造の
活性化化合物を分離し、次いで、この分離された活性化
化合物を原料とし、これに一酸化炭素を、水素源や求核
試薬の存在下で反応させる間接的な方法によらなければ
ならないが、このような間接的な方法は、直接的にカル
ボニル化する方法に比べて、工程数が多くなり、省資
源、省エネルギーの面から好ましくないことは当然であ
る。そのほか、強酸を用いるカルボニル化法が知られて
いるが、安全性、装置の腐食などに実用上問題がある。
2. Description of the Related Art It is known that it is possible in principle to convert aromatic hydrocarbons into oxygen-containing aromatic compounds such as aldehydes, alcohols and ketones via a carbonylation reaction. However, aromatic hydrocarbons generally have a large carbon-hydrogen bond energy, so that it is extremely difficult to activate the carbon-hydrogen bond to an extent sufficient to cause a carbonylation reaction. Accordingly, in order to convert aromatic hydrocarbons into useful oxygen-containing aromatic compounds such as aldehydes, alcohols, and ketones, generally, first, the compounds are converted to compounds activated by halogenation, oxidation, and the like, and then converted to a desired compound. Activating compounds of the structure must be separated and then the separated activating compounds must be sourced and reacted with carbon monoxide in the presence of a hydrogen source or a nucleophile by an indirect method. However, such an indirect method naturally requires more steps than the direct carbonylation method, and is not preferable in terms of resource saving and energy saving. In addition, a carbonylation method using a strong acid is known, but has practical problems in safety, corrosion of the apparatus, and the like.

【0003】一方、近年、錯体触媒の研究に伴い、錯体
触媒に活性化手段を組み合わせた方法が注目され、この
方法を反応面に利用する研究が積極的になされている。
特に、光による活性化手段を取り入れたいわゆる光触媒
反応についての研究が活発化しつつある。実際、遷移金
属錯体触媒と光照射とを組み合わせた炭素−水素結合の
新しい活性化方法に基づき、炭化水素と一酸化炭素とを
室温付近の温和な条件で反応させ、種々の有用化合物を
得る方法が提案又は報告されている[日本特許第179
1827号、第1875550号、第1822594
号、第1986757号、米国特許第4,900,41
3号明細書、同第5,104,504号明細書、英国特
許第2,195,117号明細書、仏国特許第2,60
3,885号明細書、「アメリカ化学会誌」,第112
巻,第7221ページ(1990年)など]。
On the other hand, in recent years, along with research on complex catalysts, attention has been paid to a method in which an activating means is combined with a complex catalyst, and research using this method on the reaction surface has been actively conducted.
In particular, research on a so-called photocatalytic reaction incorporating a means for activating by light is becoming active. In fact, based on a new activation method of carbon-hydrogen bond combining a transition metal complex catalyst and light irradiation, a method of reacting hydrocarbons and carbon monoxide under mild conditions near room temperature to obtain various useful compounds Has been proposed or reported [Japanese Patent No. 179
No. 1827, No. 1875550, No. 182594
No. 1986575, U.S. Pat. No. 4,900,41.
No. 3, No. 5,104,504, British Patent No. 2,195,117, French Patent No. 2,60
3,885, "American Chemical Society", No. 112
Vol., Page 7221 (1990)].

【0004】しかしながら、この光触媒反応系における
炭化水素の変換方法においては、通常、原料である炭化
水素類自体が溶媒としての役割を兼ねるような液相反応
の形態で実施されるため、大量の基質を必要とする上、
高融点の炭化水素類には適用しにくいという欠点があ
る。したがって、このような場合には、適当な溶媒を使
用することが望まれるが、通常考えられる溶媒は、錯体
触媒の存在下での光照射反応によって、それ自体が原料
の炭化水素類と同様に種々の変換反応を受け、多くの副
生物を生成し、目的とする炭化水素類の変換反応が阻害
されるのを免れない。
However, in this method for converting hydrocarbons in a photocatalytic reaction system, since a large amount of substrate is usually used in the form of a liquid phase reaction in which the raw material hydrocarbons also serve as a solvent. Need
There is a disadvantage that it is difficult to apply to hydrocarbons having a high melting point. Therefore, in such a case, it is desirable to use an appropriate solvent, but the solvent that can be usually considered is itself similar to the starting hydrocarbons by the light irradiation reaction in the presence of the complex catalyst. It undergoes various conversion reactions, generates many by-products, and inevitably inhibits the conversion reaction of target hydrocarbons.

【0005】そして、このような錯体触媒による炭化水
素類の活性化反応用の溶媒としては、これまで、パーフ
ルオロアルカン[「アメリカ化学会誌」,第105巻,
第7190ページ(1983年)]、液化キセノン
[「アメリカ化学会誌」,第111巻,第6841ペー
ジ(1989年)]、複数のtert‐ブチル基を有す
る炭化水素[「日本化学会速報誌」,第1990巻,第
585ページ]、トリフルオロ酢酸[「有機合成化学協
会誌」,第52巻,第809ページ(1994年)]、
水[「アメリカ化学会誌」,第118巻,第4574ペ
ージ(1996年)]などが知られている。
[0005] As a solvent for the activation reaction of hydrocarbons by such a complex catalyst, a perfluoroalkane [Journal of the American Chemical Society, Vol.
7190 (1983)], liquefied xenon ["Journal of the American Chemical Society", Vol. 111, page 6841 (1989)], hydrocarbons having a plurality of tert-butyl groups ["The Bulletin of the Chemical Society of Japan", 1990, p. 585], trifluoroacetic acid [Journal of the Society of Synthetic Organic Chemistry, Vol. 52, p. 809 (1994)],
Water [“Journal of the American Chemical Society”, Vol. 118, p. 4574 (1996)] and the like are known.

【0006】しかしながら、これらの溶媒は、高価であ
ったり、取り扱いが煩雑であったり、金属錯体や原料の
炭化水素類の溶解度が不十分であるなどの問題を有し、
工業的に十分に満足しうるものではなかった。したがっ
て、反応の効率を高め、広範囲の原料の適用が可能で、
かつ工業的に有利な溶媒の開発が望まれていた。
However, these solvents have problems such as being expensive, complicated in handling, and insufficient in solubility of metal complexes and raw material hydrocarbons.
It was not industrially satisfactory. Therefore, the efficiency of the reaction can be increased and a wide range of raw materials can be applied.
And the development of an industrially advantageous solvent has been desired.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、芳香族炭化水素を直接カルボニル化し
て、アルデヒドやアルコールなどの有用な含酸素芳香族
化合物を効率よく、かつ工業的に有利に製造する方法を
提供することを目的としてなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Under these circumstances, the present invention provides a method for producing useful oxygen-containing aromatic compounds such as aldehydes and alcohols by efficiently carbonylating aromatic hydrocarbons, and The purpose of the present invention is to provide a method for producing the present invention in an advantageous manner.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、芳香族炭
化水素の一酸化炭素による直接カルボニル化について鋭
意研究を重ねた結果、溶媒として、超臨界二酸化炭素又
は液化二酸化炭素を用いることにより、このものは錯体
触媒と均一相を形成するとともに、原料の芳香族炭化水
素及び一酸化炭素を高濃度で溶解し、前記目的を達成し
うることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。
The present inventors have conducted intensive studies on the direct carbonylation of aromatic hydrocarbons with carbon monoxide. As a result, the inventors have found that supercritical carbon dioxide or liquefied carbon dioxide can be used as a solvent. It was found that this compound formed a homogeneous phase with the complex catalyst, dissolved aromatic hydrocarbons and carbon monoxide as raw materials at a high concentration, and found that the above object could be achieved, and completed the present invention based on this finding. I came to.

【0009】すなわち、本発明は、芳香族炭化水素と一
酸化炭素とを反応させて含酸素芳香族化合物を製造する
に当り、溶媒として超臨界二酸化炭素又は液化二酸化炭
素を用い、配位子の少なくとも1個がホスフィン化合物
である遷移金属錯体の存在下で光照射することを特徴と
する含酸素芳香族化合物の製造方法を提供するものであ
る。
That is, according to the present invention, in producing an oxygen-containing aromatic compound by reacting an aromatic hydrocarbon with carbon monoxide, supercritical carbon dioxide or liquefied carbon dioxide is used as a solvent, It is intended to provide a method for producing an oxygen-containing aromatic compound, which comprises irradiating light in the presence of a transition metal complex in which at least one is a phosphine compound.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明方法において、原料として
用いられる芳香族炭化水素としては、炭素数6〜50の
もの、特に6〜20のものが好ましい。この芳香族炭化
水素は、カルボニル化反応に不活性な基、例えばアルコ
キシ基、アリーロキシ基、アシル基、アシルオキシ基、
アルコキシカルボニル基、シアノ基、ビス(ヒドロカル
ビル)アミノ基、ビス(ヒドロカルビル)アミノカルボ
ニル基、ハロゲン原子などで置換されていてもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the method of the present invention, the aromatic hydrocarbon used as a raw material preferably has 6 to 50 carbon atoms, particularly preferably 6 to 20 carbon atoms. This aromatic hydrocarbon is a group inert to the carbonylation reaction, for example, an alkoxy group, an aryloxy group, an acyl group, an acyloxy group,
It may be substituted with an alkoxycarbonyl group, a cyano group, a bis (hydrocarbyl) amino group, a bis (hydrocarbyl) aminocarbonyl group, a halogen atom, or the like.

【0011】このような芳香族炭化水素の例としては、
ベンゼン、トルエン、o‐,m‐又はp‐キシレン、エ
チルベンゼン、プロピルベンゼン、o‐,m‐又はp‐
メチルプロピルベンゼン、デシルベンゼン、ナフタレ
ン、α‐又はβ‐メチルナフタレン、2,6‐ジメチル
ナフタレン、α‐又はβ‐ヘキシルナフタレン、アント
ラセン、9,10‐ジヘキシルアントラセン、テトラリ
ン、スチレン、エチルフェニルエーテル、安息香酸エチ
ルなどが挙げられる。
Examples of such aromatic hydrocarbons include:
Benzene, toluene, o-, m- or p-xylene, ethylbenzene, propylbenzene, o-, m- or p-
Methylpropylbenzene, decylbenzene, naphthalene, α- or β-methylnaphthalene, 2,6-dimethylnaphthalene, α- or β-hexylnaphthalene, anthracene, 9,10-dihexylanthracene, tetralin, styrene, ethylphenyl ether, benzoic Ethyl acid and the like.

【0012】本発明方法においては、触媒として、配位
子の少なくとも1個がホスフィン化合物である遷移金属
錯体が用いられる。この遷移金属錯体における遷移金属
成分としては、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、
鉄、ニッケル、コバルトなどが好ましく挙げられるが、
これらの中でロジウム、イリジウム及びルテニウム、特
にロジウムが好適である。
In the method of the present invention, a transition metal complex in which at least one of the ligands is a phosphine compound is used as a catalyst. As the transition metal component in the transition metal complex, rhodium, iridium, ruthenium,
Iron, nickel, cobalt and the like are preferably mentioned,
Of these, rhodium, iridium and ruthenium, particularly rhodium, are preferred.

【0013】この遷移金属錯体において、配位子として
用いられるホスフィン化合物としては、例えば、一般式 R123P (I) (式中のR1、R2及びR3は、それぞれアルキル基、ア
リール基、アラルキル基又はシクロアルキル基であり、
それらはたがいに同一であってもよいし、異なっていて
もよい)で表わされるモノホスフィン化合物や、一般式 R45P−A−PR67 (II) (式中のR4、R5、R6及びR7は、それぞれアルキル
基、アリール基、アラルキル基又はシクロアルキル基で
あり、それらはたがいに同一であってもよいし、異なっ
ていてもよく、Aはアルキレン基、シクロアルキレン
基、アリーレン基、アラルキレン基又はフェロセニレン
基である)で表わされるビスホスフィン化化合物を挙げ
ることができる。
In the transition metal complex, examples of the phosphine compound used as a ligand include a compound represented by the general formula R 1 R 2 R 3 P (I) (wherein R 1 , R 2 and R 3 are each an alkyl group) Group, an aryl group, an aralkyl group or a cycloalkyl group,
They may be the same or different, and may be a monophosphine compound represented by the general formula R 4 R 5 PA-PR 6 R 7 (II) (wherein R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are each an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a cycloalkyl group, which may be the same or different, and A represents an alkylene group, a cycloalkyl group or a cycloalkyl group; Which is an alkylene group, an arylene group, an aralkylene group or a ferrosenylene group).

【0014】前記一般式(I)及び(II)におけるR
1〜R7で示される各基の炭素数は特に制限はないが、通
常は20以下である。また、このR1〜R7は、アリール
基やアラルキル基の芳香族炭化水素基よりも、アルキル
基やシクロアルキル基の脂肪族炭化水素基の方が、触媒
性能の点から好ましい。
In the general formulas (I) and (II), R
The carbon number of each group represented by 1 to R 7 is not particularly limited, but is usually 20 or less. As for R 1 to R 7 , an aliphatic hydrocarbon group such as an alkyl group or a cycloalkyl group is more preferable than an aromatic hydrocarbon group such as an aryl group or an aralkyl group from the viewpoint of catalytic performance.

【0015】前記一般式(I)、(II)で表わされる
ホスフィン化合物の例としては、トリメチルホスフィ
ン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、ト
リオクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィ
ン、トリベンジルホスフィン、トリフェニルホスフィ
ン、ジフェニルメチルホスフィン、トリ(p‐トリル)
ホスフィン、トリ(p‐アニシル)ホスフィン、1,2
‐ビス(ジメチルホスフィノ)エタン、1,3‐ビス
(ジメチルホスフィノ)プロパン、1,4‐ビス(ジメ
チルホスフィノ)ブタン、1,2‐ビス(ジブチルホス
フィノ)エタン、1,2‐ビス(ジシクロヘキシルホス
フィノ)エタン、α,α′‐ビス(ジメチルホスフィ
ノ)‐o‐キシレン、1,2‐ビス(ジメチルホスフィ
ノ)シクロヘキサン、1,2‐ビス(ジフェニルホスフ
ィノ)エタン、1,4‐ビス(ジフェニルホスフィノ)
ブタン、1,1′‐ビス(ジメチルホスフィノ)フェロ
セン、1,2‐ビス(ジメチルホスフィノ)ベンゼンな
どが挙げられる。
Examples of the phosphine compounds represented by formulas (I) and (II) include trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, trioctylphosphine, tricyclohexylphosphine, tribenzylphosphine, triphenylphosphine, and diphenylmethyl. Phosphine, tri (p-tolyl)
Phosphine, tri (p-anisyl) phosphine, 1,2
-Bis (dimethylphosphino) ethane, 1,3-bis (dimethylphosphino) propane, 1,4-bis (dimethylphosphino) butane, 1,2-bis (dibutylphosphino) ethane, 1,2-bis (Dicyclohexylphosphino) ethane, α, α'-bis (dimethylphosphino) -o-xylene, 1,2-bis (dimethylphosphino) cyclohexane, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1,4 -Bis (diphenylphosphino)
Butane, 1,1'-bis (dimethylphosphino) ferrocene, 1,2-bis (dimethylphosphino) benzene and the like.

【0016】本発明方法において、触媒として用いられ
る遷移金属錯体は、配位子として前記ホスフィン化合物
を少なくとも1個有するものであればよく、特に制限は
ない。
In the method of the present invention, the transition metal complex used as a catalyst is not particularly limited as long as it has at least one phosphine compound as a ligand.

【0017】このような遷移金属錯体としては、例えば
RhX(R123P)3、RhX(CO)(R123
P)2、HRh(CO)(R123P)3、RhX(C
O)2(R123P)、[Rh(R123P)4]Y、
[Rh(R123P)2(CNR)2]Y、RhX(C
O)R45P−A−PR67)、IrX(R12
3P)3、IrX(CO)(R123P)2、IrH
5(R123P)2、IrH3(CO)(R12
3P)2、IrX(CO)(R45P−A−PR67)、
Cp′RhH2(R123P)、Cp′IrH2(R1
23P)、Co2(CO)6(R123P)2、CpCo
2(R123P)、CoX2(R123P)2、Co
X(R123P)3、CoH(N2)(R12
3P)3、CoH3(R123P)3、CpCo(R12
3P)2、AcCo(CO)3(R123P)、Fe
(CO)3(R123P)2、Ru(CO)3(R12
3P)2などが挙げられる。
Examples of such transition metal complexes include RhX (R 1 R 2 R 3 P) 3 and RhX (CO) (R 1 R 2 R 3
P) 2 , HRh (CO) (R 1 R 2 R 3 P) 3 , RhX (C
O) 2 (R 1 R 2 R 3 P), [Rh (R 1 R 2 R 3 P) 4 ] Y,
[Rh (R 1 R 2 R 3 P) 2 (CNR) 2 ] Y, RhX (C
O) R 4 R 5 PA-PR 6 R 7 ), IrX (R 1 R 2 R
3 P) 3 , IrX (CO) (R 1 R 2 R 3 P) 2 , IrH
5 (R 1 R 2 R 3 P) 2 , IrH 3 (CO) (R 1 R 2 R
3 P) 2, IrX (CO ) (R 4 R 5 P-A-PR 6 R 7),
Cp'RhH 2 (R 1 R 2 R 3 P), Cp'IrH 2 (R 1 R
2 R 3 P), Co 2 (CO) 6 (R 1 R 2 R 3 P) 2 , CpCo
X 2 (R 1 R 2 R 3 P), CoX 2 (R 1 R 2 R 3 P) 2 , Co
X (R 1 R 2 R 3 P) 3 , CoH (N 2 ) (R 1 R 2 R
3 P) 3 , CoH 3 (R 1 R 2 R 3 P) 3 , CpCo (R 1 R 2
R 3 P) 2 , AcCo (CO) 3 (R 1 R 2 R 3 P), Fe
(CO) 3 (R 1 R 2 R 3 P) 2 , Ru (CO) 3 (R 1 R 2 R
3 P) 2 and the like.

【0018】なお、上記式において、Xは水素原子、ハ
ロゲン原子、水酸基、シアノ基、アルコキシ基、カルボ
キシラト基又はチオシアナト基、YはPF6、B(C6
54、BF4、ClO4又は上記X、CNはイソニトリル
基、Rはアルキル基又はアリール基、Cpはシクロペン
タジエニル基、Cp′はペンタメチルシクロペンタジエ
ニル基、Acはアセチル基を示し、R1〜R7及びAは前
記と同じ意味をもつ。
In the above formula, X is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an alkoxy group, a carboxylate group or a thiocyanato group, and Y is PF 6 , B (C 6 H
5 ) 4 , BF 4 , ClO 4 or X and CN are an isonitrile group, R is an alkyl group or an aryl group, Cp is a cyclopentadienyl group, Cp 'is a pentamethylcyclopentadienyl group, and Ac is an acetyl group. In the above, R 1 to R 7 and A have the same meaning as described above.

【0019】本発明方法においては、これらの遷移金属
錯体は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて
用いてもよい。また、該遷移金属錯体は、予め調製して
使用する必要はなく、前記ホスフィン化合物と適当な遷
移金属化合物とを反応系に共存させ、系中(in si
tu)において所望の遷移金属錯体を形成させてもよ
い。
In the method of the present invention, these transition metal complexes may be used alone or in combination of two or more. Further, the transition metal complex does not need to be prepared and used in advance, and the phosphine compound and an appropriate transition metal compound are allowed to coexist in a reaction system, and the in-situ (in situ)
In tu), a desired transition metal complex may be formed.

【0020】このような目的に用いられる遷移金属化合
物としては特に制限はないが、遷移金属がロジウムの場
合について例を示せば、RhX3、Rh(acac)
(CO)2、[RhX(CO)22、[RhX(D
E)]2、[RhX(EN)22、RhX(CO)(R1
23P)2などが挙げられる。なお、上記式におい
て、acacはアセチルアセトナト基、DEはノルボル
ナジエン、1,5‐シクロオクタジエン又は1,5‐ヘ
キサジエン、ENはエチレン又はシクロオクテンを示
し、X及びR1〜R3は前記と同じ意味をもつ。
The transition metal compound used for such a purpose is not particularly limited. For example, when the transition metal is rhodium, RhX 3 , Rh (acac)
(CO) 2 , [RhX (CO) 2 ] 2 , [RhX (D
E)] 2 , [RhX (EN) 2 ] 2 , RhX (CO) (R 1
R 2 R 3 P) 2 and the like. In the above formula, acac is an acetylacetonate group, DE is norbornadiene, 1,5-cyclooctadiene or 1,5-hexadiene, EN is ethylene or cyclooctene, and X and R 1 to R 3 are as defined above. Has the same meaning.

【0021】本発明方法においては、溶媒として超臨界
二酸化炭素又は液化二酸化炭素を用い、前記遷移金属錯
体の存在下に、光を照射しながら、芳香族炭化水素と一
酸化炭素を反応させることにより、直接カルボニル化さ
れる。この光照射に用いられる光は、その波長領域が紫
外ないし可視光領域であればよく、光源としては、例え
ば水銀灯、キセノンランプ、太陽などが好ましく挙げら
れる。照射する光としては、200〜800nmの領域
の光を一部又は全部含むものが好ましい。例えば、フィ
ルターやモノクロメーターなどを使用して波長範囲を制
御したり、さらには単色光として使用することも可能で
ある。
In the method of the present invention, supercritical carbon dioxide or liquefied carbon dioxide is used as a solvent, and an aromatic hydrocarbon is reacted with carbon monoxide while irradiating light in the presence of the transition metal complex. , Is directly carbonylated. The light used for the light irradiation may have a wavelength range from ultraviolet to visible light, and the light source preferably includes, for example, a mercury lamp, a xenon lamp, and the sun. It is preferable that the irradiation light include a part or all of light in a region of 200 to 800 nm. For example, it is possible to control the wavelength range using a filter, a monochromator, or the like, or to use the light as monochromatic light.

【0022】本発明方法においては、遷移金属錯体の使
用量は特に制限はなく、任意に選ぶことができるが、原
料の芳香族炭化水素に対して、遷移金属換算で0.00
1〜5モル%の範囲になるように選ぶのが有利である。
原料の芳香族炭化水素は、最初に反応系に一括して全量
仕込んでもよいし、反応系に逐次添加してもよい。ま
た、反応温度及び反応圧力は、二酸化炭素の超臨界領域
又は液化領域にあればよく、特に制限はない。反応終了
後の生成物の分離は、例えば蒸留、再結晶、クロマトグ
ラフィーなどの通常の分離操作に付すことにより、容易
に実施することができる。このようにして、芳香族炭化
水素の直接カルボニル化により、含酸素芳香族化合物、
主としてアルデヒド及びアルコールが効率よく得られ
る。なお、この際、中間に生成するラジカル同士が結合
して、ビフェニル、ビナフチルのような炭化水素の二量
体を副生することがある。
In the method of the present invention, the amount of the transition metal complex to be used is not particularly limited and may be arbitrarily selected.
Advantageously, it is chosen to be in the range 1-5 mol%.
The raw material aromatic hydrocarbons may be initially charged all at once into the reaction system, or may be sequentially added to the reaction system. The reaction temperature and the reaction pressure are not particularly limited as long as they are in a supercritical region or a liquefaction region of carbon dioxide. Separation of the product after completion of the reaction can be easily carried out by subjecting the product to a usual separation operation such as distillation, recrystallization, chromatography and the like. In this way, the direct carbonylation of aromatic hydrocarbons results in oxygenated aromatics,
Mainly aldehydes and alcohols can be obtained efficiently. In this case, radicals generated in the middle may be combined with each other to form a dimer of hydrocarbon such as biphenyl and binaphthyl.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明方法によれば、安価でかつ入手が
容易な二酸化炭素を溶媒として用い、芳香族炭化水素と
一酸化炭素とを、室温付近の温和な条件において反応さ
せ、芳香族炭化水素を直接カルボニル化することによ
り、アルデヒドやアルコールなどの有用な含酸素芳香族
化合物を効率よく製造することができる。
According to the method of the present invention, aromatic hydrocarbons and carbon monoxide are reacted under mild conditions near room temperature using inexpensive and easily available carbon dioxide as a solvent. By directly carbonylating hydrogen, useful oxygen-containing aromatic compounds such as aldehydes and alcohols can be efficiently produced.

【0024】[0024]

【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、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。なお、生成物は、ガスクロマトグラ
フィー(GC)の保持時間及びGC−MSのフラグメン
テーションパターンによって確認した。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The product was confirmed by the retention time of gas chromatography (GC) and the fragmentation pattern of GC-MS.

【0025】実施例1 内容積30mlの窓付きステンレス製オートクレーブ
(窓:石英製、直径20mm)に、クロロカルボニルビ
ス(トリメチルホスフィン)ロジウム10mg及びベン
ゼン5mlを仕込み、35℃で一酸化炭素5気圧(ゲー
ジ圧)、二酸化炭素90気圧(ゲージ圧)を圧入した。
この時点で二酸化炭素は超臨界状態であり、薄黄色の均
一溶液を形成した。
Example 1 10 mg of chlorocarbonylbis (trimethylphosphine) rhodium and 5 ml of benzene were charged into a stainless steel autoclave (window: quartz, diameter: 20 mm) with a window having a capacity of 30 ml, and heated at 35 ° C. to 5 atm of carbon monoxide ( Gauge pressure) and 90 atm of carbon dioxide (gauge pressure).
At this point, the carbon dioxide was in a supercritical state and formed a pale yellow homogeneous solution.

【0026】次いで、この溶液に、500W高圧水銀灯
を用いて、35℃で24時間外部から光照射した。生成
物をガスクロマトグラフィーで定量したところ、ベンズ
アルデヒド、ベンジルアルコール、ビフェニル及びベン
ゾフェノンが、錯体に対するモル比で、それぞれ4.
2、0.34、0.10及び0.007の割合で生成し
ていた。
Next, this solution was externally irradiated with light using a 500 W high pressure mercury lamp at 35 ° C. for 24 hours. When the product was quantified by gas chromatography, the molar ratio of benzaldehyde, benzyl alcohol, biphenyl and benzophenone to the complex was 4.
2, 0.34, 0.10 and 0.007 were produced.

【0027】比較例1 ベンゼン30mlを用い、二酸化炭素圧を0気圧(ゲー
ジ圧)とした以外は、実施例1と同様にして実施したと
ころ、ベンズアルデヒドの生成量は、錯体に対するモル
比で5.4であった。この結果を実施例1と比較する
と、実施例1のように、超臨界二酸化炭素を溶媒に用い
ることにより、基質の量を減らしても、ほぼ同様の収率
が得られることが分かる。
Comparative Example 1 The same procedure as in Example 1 was carried out except that 30 ml of benzene was used and the carbon dioxide pressure was changed to 0 atm (gauge pressure). It was 4. When this result is compared with Example 1, it is understood that almost the same yield can be obtained even when the amount of the substrate is reduced by using supercritical carbon dioxide as the solvent as in Example 1.

【0028】実施例2 実施例1において、反応温度を15℃に変えた以外は、
実施例1と同様にして実施した。この場合、二酸化炭素
は液化状態であり、淡黄色の均一な溶液を形成した。そ
の結果、ベンズアルデヒドの生成量は、錯体に対するモ
ル比で8.2であった。
Example 2 In Example 1, except that the reaction temperature was changed to 15 ° C.
It carried out similarly to Example 1. In this case, the carbon dioxide was in a liquefied state and formed a pale yellow uniform solution. As a result, the amount of benzaldehyde produced was 8.2 in molar ratio to the complex.

【0029】実施例3 実施例1において、ベンゼン5mlの代わりにナフタレ
ン5gを用いた以外は、実施例1と同様にして実施した
ところ、ナフトアルデヒドが錯体に対するモル比3.7
で生成した。
Example 3 The procedure of Example 1 was repeated, except that 5 g of naphthalene was used in place of 5 ml of benzene, and the molar ratio of naphthaldehyde to the complex was 3.7.
Generated by

【0030】比較例2 比較例1において、ベンゼン30mlの代わりにナフタ
レン30gを用い、かつ反応温度を90℃とした以外は
(ナフタレンの融点は80℃)、比較例1と同様にして
実施したところ、ナフトアルデヒドが、錯体に対するモ
ル比0.2で生成した。この結果を実施例3と比較する
と、ナフタレン自体を溶媒として用いるよりも、超臨界
二酸化炭素を溶媒として用いる方が、カルボニル化が効
率的に進行することが分かる。
Comparative Example 2 The procedure of Comparative Example 1 was repeated except that 30 g of naphthalene was used instead of 30 ml of benzene and the reaction temperature was 90 ° C. (the melting point of naphthalene was 80 ° C.). , Naphthaldehyde was produced at a molar ratio of 0.2 to the complex. Comparing this result with Example 3, it can be seen that carbonylation proceeds more efficiently when supercritical carbon dioxide is used as a solvent than when naphthalene itself is used as a solvent.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 47/50 - 47/52 B01J 31/24 C07C 27/00 C07C 33/18 C07C 45/50 C07B 61/00 300 CA(STN)──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification symbol FI // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C07C 47/50 -47/52 B01J 31/24 C07C 27/00 C07C 33/18 C07C 45/50 C07B 61/00 300 CA (STN)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 芳香族炭化水素と一酸化炭素とを反応さ
せて含酸素芳香族化合物を製造するに当り、溶媒として
超臨界二酸化炭素又は液化二酸化炭素を用い、配位子の
少なくとも1個がホスフィン化合物である遷移金属錯体
の存在下で光照射することを特徴とする含酸素芳香族化
合物の製造方法。
In producing an oxygen-containing aromatic compound by reacting an aromatic hydrocarbon with carbon monoxide, supercritical carbon dioxide or liquefied carbon dioxide is used as a solvent, and at least one of the ligands is used. A method for producing an oxygen-containing aromatic compound, which comprises irradiating light in the presence of a transition metal complex that is a phosphine compound.
【請求項2】 遷移金属錯体がロジウム、イリジウム、
ルテニウム、鉄、ニッケル又はコバルトの錯体である請
求項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the transition metal complex is rhodium, iridium,
The method according to claim 1, which is a complex of ruthenium, iron, nickel or cobalt.
【請求項3】 遷移金属錯体がロジウム、イリジウム又
はルテニウムの錯体である請求項2記載の方法。
3. The method according to claim 2, wherein the transition metal complex is a complex of rhodium, iridium or ruthenium.
【請求項4】 遷移金属錯体がロジウムである請求項3
記載の方法。
4. The method according to claim 3, wherein the transition metal complex is rhodium.
The described method.
【請求項5】 含酸素芳香族化合物が、芳香族アルデヒ
ド又は芳香族アルコールである請求項1ないし4のいず
れかに記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the oxygen-containing aromatic compound is an aromatic aldehyde or an aromatic alcohol.
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