JP2889231B2 - 複素環系を含む芳香族化合物の製造方法 - Google Patents

複素環系を含む芳香族化合物の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、複素環系を含む芳香族化合物の
製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、所望によ
りベンゼン環中で、例えばアルキルまたはアルデヒド基
で置換された1,3−ベンゾジオキソールの製造方法に
関する。1,3−メチレンジオキシベンゼン(MDB)
の様な1,3−ベンゾジオキソールは、農薬、医薬およ
び化粧品工業に使用できる製品の製造に適した中間体と
して公知の物質である。1,3−ベンゾジオキソールの
製法では、カテコールおよび二ハロゲン化メチレンを、
塩基および触媒の存在下で、反応式(I)
【化2】 にしたがって反応させる。
【0002】1,3−ベンゾジオキソールの製造方法は
化学文献で公知である。例えば、仏国特許第1,50
2,914号は、反応式(I)にしたがってカテコール
を二ハロゲン化メチレンと反応させる、複素環系を含む
芳香族化合物の製造方法を記載している。この反応は約
120〜130℃の高温で、極性の高い非プロトン性溶
剤、例えばジメチルスルホキシド(DMSO)の存在下
で行なう。反応後、生成物を通常の押出/蒸留技術で回
収する。米国特許第4,082,774号は、カテコー
ルおよび二ハロゲン化メチレンから出発するMDBの製
造を開示している。特に、この米国特許の方法では、M
DBを基本的に2工程で製造する。第一工程では、DM
SOおよび水からなる溶剤中で、カテコールと塩または
アルカリ性水酸化物の反応により、カテコールのジ−ア
ニオンの溶液を製造する。第二工程で、ジ−アニオン溶
液を二ハロゲン化メチレンのDMSO溶液に加える。M
DB生成物は、水蒸気蒸留およびエーテル押出により反
応混合物から回収する。
【0003】上記の方法には、溶剤としてDMSOを使
用するという共通の特徴がある。1,3−ベンゾジオキ
ソールの合成で反応溶剤としてDMSOを使用すること
により、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド
またはスルホラン(sulfolane)の様な他の極性非プロト
ン性溶剤と比較して、カテコールを完全に転化し、有用
な生成物に対する高度の選択性を得ることができる。し
かし、DMSOの使用には、ある種の欠点がある。「工
業化学およびエンジニヤリングシンポジウムシリー
ズ」、No. 134、1994、563〜574頁、に記
載されている様に、DMSOは高温で不安定であり、さ
らにMDBの反応混合物中に存在するアルカリ金属ハロ
ゲン化物の存在下では、分解温度が約50℃も低下し、
分解温度から十分に離れた合成温度が不可能になる。こ
れらの条件下で、DMSOの分解により、「無制御」反
応に典型的な爆発傾向が生じる。さらに、やはり不安定
性の結果、DMSOを反応混合物から回収することが、
蒸留温度を下げるためにそれを著しい強制真空下で行な
わなければならないので、極めて困難である。それにも
関わらず、溶剤のある程度の分解は避けられず、極度の
悪臭を有し、毒性があり、廃棄が困難なメルカプタン副
生成物が生じる。最後に、DMSOはベンゾジオキソー
ル、例えば生成物の1,3−メチレンジオキシベンゼ
ン、と共沸混合物を形成するので、有用な生成物および
溶剤の両方を回収するのが困難になる。
【0004】溶剤のDMSOを使用しない別のベンゾジ
オキソールの製造方法が文献にて提案されている。米国
特許第4,183,861号は、所望により置換された
カテコールを塩化メチレンと、溶剤を使用せずに、アン
モニウムまたはホスホニウム塩から選択された触媒の存
在下で反応させる、ベンゾジオキソールの製造方法を記
載している。第4級塩を基剤とする触媒の使用には安全
上の問題は無いが、加圧下で操作する必要があり、大量
の二量体副生成物が形成され易いので、有用な生成物
(MDB)に対する高度の選択性が得られない。その
上、従来の方式では反応混合物から触媒を完全に回収す
ることができないので、特別な、困難な操作条件が必要
となる。
【0005】ここで本発明者は、上記の欠点を解消する
のみならず、DMSOによる方法における様な高い反応
収率を得ることができる、ベンゾジオキソールの製造方
法を見出した。事実、式(I)の反応を、N−アルキル
ピロリドンの群に属する極性の非プロトン性溶剤、例え
ばN−メチルピロリドン、中で行なう場合、DMSOに
典型的な欠点が解消されるのみならず、95%を超える
反応収率まで得られる。そこで本発明は、一般式(II)
【化3】 [式中、R1 およびR2 は、同一であるか、または異な
るものであって、水素原子、ハロゲン、水酸基、1〜6
(好ましくは1〜4)個の炭素原子を含むハロゲン化ア
ルキル基またはアルコキシ基、フェノキシ基、C1 〜C
6 (好ましくはC1 〜C4 )アルキル基、C2 〜C
6 (好ましくはC2 〜C4 )アルケニル基、−CHOホ
ルミルまたはカルボキシ基から選択された基、−COC
3 アセチル、−Y−CHOまたは−Y−COOH基
(ここでYはC1 〜C6 (好ましくはC1〜C4 )アル
キレン基を表す)を表すか、または−NO2 または−N
3 4 基(ここでR3 およびR4 は、同一であるか、
または異なるものであって、水素原子またはC1 〜C4
アルキル基から選択される)を表す]を有する複素環系
を含む芳香族化合物の製造方法であって、カテコール
(所望により置換されている)を二ハロゲン化メチレン
と、塩基性環境中、N−メチルピロリドンを必須成分と
する溶剤媒体の存在下で反応させることを含んでなる方
法に関する。
【0006】本発明で好ましい複素環系を含む芳香族化
合物は、R1 基が水素原子であり、R2 基が水素原子、
メチル基またはホルミル基を表す化合物である。試薬を
連続的に、またはバッチ式で供給して行なうことができ
る合成反応は、カテコール(所望により置換されてい
る)と二ハロゲン化メチレン、例えば塩化メチレン、と
の間で、反応の際に発生するハロゲンを固定するための
塩基の存在下で行なう。本発明で好ましい塩基は、ナト
リウムおよびカリウムの様なアルカリ金属の炭酸塩およ
び/または重炭酸塩、またはそれらの混合物である。炭
酸カリウムが特に好ましく、カテコール/K2 CO3
モル比1/1〜1/3、好ましくは1/1.2〜1/
1.5で使用する。反応は大気圧で、温度50〜170
℃、好ましくは100〜130℃で行なう。この合成
は、試薬間で等モル比で行なわれるが、カテコールをほ
とんど完全に転化し、反応温度で、反応全体に対して十
分な還流を維持するために、本発明の方法を過剰の二ハ
ロゲン化メチレンで行なうのが好ましい。NMP溶剤
は、カテコール/溶剤のモル比が1/2〜1/20、好
ましくは1/4〜1/10になる様な量で使用する。反
応後、こうして製造されたベンゾジオキソールは、簡単
な蒸留により回収することができる。この工程の際、N
MP溶剤を回収し、合成に循環使用することができる。
【0007】下記の実施例により、本発明およびその実
施態様をより詳細に説明するが、これらの実施例は本発
明を制限するものではない。実施例1 攪拌機、冷却器および相分離装置、温度計、および2個
の分配器(その一方は反応混合物中に浸漬したパイプを
有する)を備えた1,000ccの反応器中に、NMP6
50g(6.5モル)およびK2 CO3 173g(1.
25モル)を入れる。次いで、得られた懸濁液を130
℃に加熱する。この温度で、原料供給を開始し、溶融状
態にあるカテコール110.11g(1モル)を4.5
時間かけて加える。反応混合物中に浸漬したパイプを有
する分配器を使用して塩化メチレンを同時に、連続的に
供給し、この供給を、カテコールの供給が終了した後、
反応温度で十分な還流が維持される様な量でさらに2時
間続行する。塩化メチレンは、凝縮および水分離の後、
同じ反応混合物中に循環する。温度130℃における総
反応時間は約6.5時間である。反応混合物を室温に冷
却し、濾過し、濾過固体を除去する。濾過後の溶液から
塩化メチレンを蒸発させ、次いで精留カラム中で減圧蒸
留し、MDBの純粋画分116.62g(沸点:100
トールで110℃)が得られる。 カテコール転化率100% MDBに対する選択性95.5%
【0008】実施例2 1.5モルのK2 CO3 (207g)を入れ、実施例1
と同じ手順を行なう。塩を濾過し、MDBを蒸留した
後、純粋な生成物115.4gが得られる。 カテコール転化率100% MDBに対する選択性94.5%
【0009】実施例3 実施例2と同じ手順を行なうが、120℃で操作する。
蒸留後、純粋なMDB110gが得られる。 カテコール転化率100% MDBに対する選択性90.1%
【0010】実施例4 1.1モルのK2 CO3 (152g)を入れ、実施例1
と同じ手順を行なう。塩を濾過し、MDBを蒸留した
後、純粋な生成物114.79gが得られる。 カテコール転化率100% MDBに対する選択性94.0%
【0011】実施例5 カテコールの代わりに4−メチルカテコールを入れ、実
施例1と同じ手順を行なう。水蒸気流中で蒸留した後、
純粋な3,4−メチレンジオキシトルエン127.3g
が得られる。 4−メチルカテコール転化率100% メチレンジオキシトルエンに対する選択性93.5%
【0012】実施例6 カテコールの代わりに3,4−ジヒドロキシベンズアル
デヒドのNMP溶液を入れ、実施例1と同じ手順を行な
う。反応後、減圧蒸留(10mmHg)により分離した
後、純粋な3,4−メチレンジオキシベンズアルデヒド
141.6gが得られる。 3,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド転化率100% 3,4−メチレンジオキシベンズアルデヒドに対する選
択性93.5%
【0013】実施例7(比較例) NMP溶剤を等量のスルホランで置き換えた以外は、実
施例1と同じ手順を行なう。反応後、100%の転化率
が得られたが、選択性は80%に下がった。
【0014】実施例8(比較例) NMP溶剤を等量のジメチルホルムアミドで置き換え、
温度を100℃に下げた以外は、実施例1と同じ手順を
行なう。反応後、100%の転化率が得られたが、選択
性は80%に下がった。本文および実施例においては、
N−メチルピロリドンに敢えて限定したが、これは、こ
の物質がN−アルキルピロリドンの中で最も都合が良
く、入手し易いためである。むろん、他のアルキルまた
はシクロアルキルピロリドンも本発明の範囲内に入る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07D 317/68 C07D 317/68 (72)発明者 ビットリオ、メッソーリ イタリー国ミラノ、ビア、アルキメデ、 105 (56)参考文献 特開 平3−275683(JP,A) 特開 昭51−13773(JP,A) 特開 昭52−113967(JP,A) Tetrahedron Lette rs,Vol.32,No.22,p.2461 −2464,1991 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07D 317/00 - 317/72 CA(STN) EPAT(QUESTEL) REGISTRY(STN)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(II) 【化1】 [式中、R1 およびR2 は、同一であるか、または異な
    るものであって、水素原子、ハロゲン、水酸基、1〜6
    個の炭素原子を含むハロゲン化アルキル基またはアルコ
    キシ基、フェノキシ基、C1 〜C6 アルキル基、C2
    6 アルケニル基、−CHOホルミルまたはカルボキシ
    基から選択された基、−COCH3 アセチル、−Y−C
    HOまたは−Y−COOH基(ここでYはC1 〜C6
    ルキレン基を表す)を表すか、または−NO2 または−
    NR3 4 基(ここでR3 およびR4 は、同一である
    か、または異なるものであって、水素原子またはC1
    4 アルキル基から選択される)を表す]を有する複素
    環系を含む芳香族化合物の製造方法であって、カテコー
    ル(所望により置換されている)を二ハロゲン化メチレ
    ンと、塩基性環境中、N−メチルピロリドンを必須成分
    とする溶剤媒体の存在下で反応させることを特徴とする
    方法。
  2. 【請求項2】複素環系を含む芳香族化合物が、R1 基が
    水素原子であり、R2 基が水素原子、メチル基またはホ
    ルミル基を表す化合物である、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】合成反応を、試薬を連続的に、またはバッ
    チ式で供給して行なう、請求項1または2に記載の方
    法。
  4. 【請求項4】合成反応を、カテコール(所望により置換
    されている)と塩化メチレンとの間で、ナトリウムおよ
    びカリウムの様なアルカリ金属の炭酸塩および/または
    重炭酸塩、またはそれらの混合物から選択されたアルカ
    リ性物質の存在下で行なう、請求項1〜3のいずれか1
    項に記載の方法。
  5. 【請求項5】アルカリ性物質が炭酸カリウムである、請
    求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】カテコール/K2 CO3 のモル比が1/1
    〜1/3である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の
    方法。
  7. 【請求項7】合成反応を大気圧で、温度50〜170℃
    で行なう、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 【請求項8】カテコール/N−メチルピロリドンの比が
    1/1〜1/20である、請求項1〜7のいずれか1項
    に記載の方法。
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BR9801592A (pt) 1999-07-20
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US5936103A (en) 1999-08-10
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CN1100775C (zh) 2003-02-05
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