JP3824483B2 - Aromatic carboxylic acid and its acid chloride, and synthesis method - Google Patents

Description

（式中、Ｘは、水素、アルキル基又は芳香族基を表す。）
【０００６】
【化８】

（式中、Ｘは、水素、アルキル基又は芳香族基を表す。）
【０００７】
又、本発明は、一般式（３）で表される化合物と、一般式（４）で表される化合物とを反応させて得られた一般式（５）で表される化合物を、アルカリ金属水酸化物存在下で処理することにより一般式（６）で表される化合物を生成させ、更に、酸処理することにより得られることを特徴とする一般式（１）で表される芳香族カルボン酸の合成法であり、好ましくは、一般式（３）で表される化合物と、一般式（４）で表される化合物との反応において、遷移金属触媒を用いることを特徴とする合成法である。
【０００８】
【化９】

（式中、Ｙは脱離基を表す。）
【０００９】
【化１０】

（式中、Ｘ₁はトリメチルシリル基、ヒドロキシプロピル基、アルキル基又は芳香族基を表す。）
【００１０】
【化１１】

（式中、Ｘ₁はトリメチルシリル基、ヒドロキシプロピル基、アルキル基又は芳香族基を表す。）
【００１１】
【化１２】

（式中、Ｘは水素、アルキル基又は芳香族基を、Ｍはアルカリ金属を表す。）
【００１２】
更に、本発明は、前記合成法において得られる、一般式（６）で表される化合物又は一般式（１）で表される化合物を、塩素化剤で処理することにより得られることを特徴とする一般式（２）で表される芳香族カルボン酸の酸塩化物誘導体の合成法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一般式（１）で表される芳香族カルボン酸および一般式（２）で表されるその酸塩化物誘導体は、例えば、以下のルートによって合成することが出来る。
【００１４】
【化１３】

式（３）中のＹは脱離基を、式（４）及び式（５）中のＸ₁はトリメチルシリル基、ヒドロキシプロピル基、アルキル基又は芳香族基を、式（１）、式（２）及び式（６）中のＸは水素、アルキル基又は芳香族基を、また、式（６）中のＭはアルカリ金属を表す。
【００１５】
まず、出発原料として、式（３）で示される、ベンゼン環上の第５位脱離基Ｙで置換されたイソフタル酸のメチルエステル化合物と、アセチレンの片側がＸ₁基で置換された化合物（式（４））でカップリング反応させることによって式（５）で示される化合物が得られる。前記カップリング反応において、触媒を用いると良いが、例えば、パラジウムなどの遷移金属触媒を用いる。ただし、この時、前記脱離基Ｙとしては、触媒下のカップリング反応で容易にアルキル基や芳香環から脱離する基が好ましく、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン、トリフロオロメタンスルホニロキシ基等が好ましく挙げられる。また、置換基Ｘ₁としては保護基として働く基が挙げられ、この場合、好ましくはトリメチルシリル基、ヒドロキシプロピル基等が選ばれ、また、置換基Ｘ₁としては芳香族基またはアルキル基が挙げられ、芳香族基としてはフェニル基、ナフチル基、アントリル基、キノキル基、キノキサリル基等が挙げられる。
【００１６】
次に、この化合物を塩基性アルカリ金属水酸化物を用いてアセチル基から脱メチル反応を行い、また、式（５）で表される化合物においてＸ₁基が保護基である場合は脱保護を同時に行い、式（６）で表されるイソフタル酸誘導体のアルカリ金属塩が得られる。
【００１７】
更に、式（６）で表されるイソフタル酸誘導体のアルカリ金属塩を酸処理することによって式（１）で表される芳香族カルボン酸を、また塩素化剤で処理することによって式（２）で表される酸塩化物誘導体を得ることが出来る。
【００１８】
式（３）で示されるベンゼン環上の第５位がＹで置換されたイソフタル酸は、脱離基Ｙがトリフルオロメタンスルホニロキシ基の場合、５−ヒドロキシイソフタル酸ジメチル（式（７））をトリフルオロメタンスルホン酸無水物（式（８））でエステル化する事によって、５−トリフルオロメタンスルホニロキシイソフタル酸ジメチル（式（３’））が得られる。
【００１９】
【化１４】

【００２０】
しかしながら、トリフルオロメタンスルホン酸無水物（式（８））が高価であり、また禁水の条件下で使用するなど、取り扱いに注意を要する。ここで、５−アミノイソフタル酸（式（９））を原料に用い、ジアゾニウム塩（式（１０））を経由して進行するSandmeyer反応を行うことにより、式（１１）で示される脱離基Ｙがハロゲンであるイソフタル酸を合成することができる。続けてカルボン酸をメタノールでメチルエステル化することで、式（３）で示される脱離基Ｙがハロゲンであるイソフタル酸ジメチル（式（３））を安価かつ容易に得ることができる。
【００２１】
【化１５】

【００２２】
以下、製造法の例について説明する。
５−ブロモイソフタル酸ジメチル（式（３）においてＹ＝Br））を用いた例としては、まず、５−ブロモイソフタル酸ジメチルは、５−アミノイソフタル酸（式（９））と臭化水素酸、および亜硝酸ナトリウムとを反応させることによりジアゾニウム臭酸塩（式（１０））を得る。これを臭化第一銅と反応させることにより窒素ガスが発生し、５−ブロモイソフタル酸（式（１１））が得られる。続けて、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気化において、硫酸等の酸性触媒存在化、メタノールを加えて還流させることにより、メタノールとカルボン酸がエステル化反応し、５−ブロモイソフタル酸ジメチルが得られる。このとき、メタノールの量は反応の平衡を生成物側に移動させるために大過剰で用いる方が望ましい。また、系中の水分量を少なくするために、あらかじめメタノールは蒸留しておいたほうが良い。
【００２３】
また、５−トリフルオロメタンスルホニロキシ イソフタル酸ジメチル（式（３）においてＹ＝トリフルオロメタンスルホニロキシ基）を用いる場合は、まず、５−ヒドロキシイソフタル酸ジメチル（式（７））と塩基とを溶媒に溶解し、−７８℃〜１０℃に冷却した溶液に、トリフルオロメタンスルホン酸無水物を加え、０℃ないし、溶媒の沸点以下の温度範囲で反応させる。この時、反応時間は特に制限されない。また、前記反応において、トリフルオロメタンスルホン酸無水物の添加前に、冷却を行うのは、反応が発熱反応であるためであり、これ以上の温度では、反応が急激に進行し、溶媒が突沸する等の危険性があるためである。
このようにして得られた反応生成物に、通常の分離手段、例えば抽出、分液、濃縮等の操作を施すことにより、５−トリフルオロメタンスルホニロキシイソフタル酸ジメチルを得ることが出来る。
また、これを必要に応じて、再結晶、カラムクロマトグラフィー等により精製することが出来る。
【００２４】
トリフルオロメタンスルホン酸無水物の使用量としては、５−ヒドロキシイソフタル酸ジメチルに対して、１〜１．５当量倍が好ましい。
【００２５】
塩基としては、３級アミンで活性水素を有さないアミンが好ましく、具体例としてはピリジン、メチルピリジン等のピリジン類、トリエチルアミン、トリブチルアミン等のトリアルキルアミン類が挙げられ、これらの使用量は、５−ヒドロキシイソフタル酸ジメチルとトリフルオロメタンスルホン酸無水物の合計量に対して、１〜１．５当量倍を用いることが好ましい。
【００２６】
溶媒としては、ベンゼン、トルエン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、石油エーテル、エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロメタン、クロロホルム等の芳香族炭化水素、炭化水素、エーテル、ハロゲン化炭化水素等の、反応に不活性な溶媒の単独、又はそれらの混合物が挙げられ、その使用量については、特に制限はない。
また、溶媒中に水分が存在すると、反応試薬であるトリフルオロメタンスルホン酸無水物と副反応を起こし、実際の反応当量比が変わるため、無水の溶媒を用いるか、予め、含まれる水分量を把握して、使用量を調整して理論的な当量より多く仕込んでおくことが望ましい。
【００２７】
次に、式（５）で表される化合物を得る方法としては、上記で得た５−ブロモイソフタル酸ジメチル又は５−トリフルオロメタンスルホニロキシ イソフタル酸ジメチルと式（４）で表されるアセチレンの片側が保護基Ｘ₁、アルキル基または芳香族基Ｘ₁で置換された化合物とを、触媒存在下で、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気中で、２０〜１５０℃の温度範囲でカップリング反応することによって反応生成物が得られる。この時、反応時間は特に制限されない。このようにして得られた反応生成物に対して、濃縮、再沈殿等の分離操作を施すことにより、式（５）で表される化合物を得ることができ、これは必要に応じてカラムクロマトグラフィー、再結晶等により、精製することが出来る。
【００２８】
式（４）で表されるアセチレンの片側が保護基Ｘ₁で保護された化合物としては、保護基Ｘ ₁ がアルカリ金属の水酸化物で脱保護出来る化合物であれば制限はないが、保護基Ｘ₁がトリメチルシリル基であるトリメチルシリルアセチレンや、ヒドロキシプロピル基である３−メチル−１−ブチン−３−オールが好適である。式（４）で表される化合物は、式（３）で表される化合物に対して計算上は１当量倍で十分であるが、反応を完全に進行させるために１から２当量倍の範囲で添加量を調節すると良い。
【００２９】
触媒系としては、通常炭素−炭素結合を形成しうる触媒系なら特に制限無く用いることが出来るが、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムとヨウ化銅およびトリフェニルホスフィンからなる触媒系を用いることが望ましい。ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムの添加量は、特に規定されないが、式（５）で表される化合物に対して、０．１から１ｍｏｌ％、トリフェニルホスフィンは、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムに対して１から２０当量倍、ヨウ化銅は１から５当量倍の間である。
【００３０】
この反応に用いられる溶媒としては、発生する酸を捕捉して触媒反応を促進するためにアミン系の溶媒が用いられる。かかる溶媒としてはジエチルアミン、トリエチルアミン、ブチルアミン、トリブチルアミン等の３級アミン類、ピリジン、ピペリジン等の環状アミン類があげられる。これらの溶媒は単独、又は２種以上を組み合わせて用いられる。その使用量は、特に特定されないが原料に対して２から５０重量倍を用いる。また、これらの溶媒は、副反応や触媒の失活等を防ぐためにあらかじめ蒸留しておくことが望ましい。
【００３１】
次に、式（６）で表されるイソフタル酸誘導体のアルカリ金属塩を得る方法としては、式（５）で表される化合物を溶媒中、アルカリ金属水酸化物存在下で処理することによってアセチル基の脱メチル反応を行い、また、式（５）で表される化合物において、Ｘ基が、トリメチルシリル基、ヒドロキシプロピル基等の保護基の場合、エチニル基の脱保護も同時に行うことにより、反応生成物を得る。この時、反応温度および反応時間は、特に制限されないが、反応温度については、室温ないし溶媒の還流温度の範囲で行うと良い。得られた反応生成物を、冷却により析出した結晶を分離し、メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒で洗浄し、その後、乾燥することで、式（６）で表されるイソフタル酸誘導体のアルカリ金属塩を得ることが出来る。
【００３２】
アルカリ金属水酸化物としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムが好ましく、添加量は、式（５）で表される化合物に対して３当量倍以上であり、これより多くても差し支えない。
【００３３】
反応溶媒としては、アルカリ金属水酸化物と反応しうるエステル類以外であれば、特に制限はないが、アルカリ金属水酸化物の溶解性が高い、メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒が好ましい。溶媒量は、特に制限されないが操作性の問題から、イソフタル酸ジメチルエステルに対して５から５０重量倍を用いるのが良い。
【００３４】
本発明の式（１）で表される芳香族カルボン酸は、上記で得られたイソフタル酸誘導体のアルカリ金属塩（式（６））を、水に溶解し、塩酸、硫酸、硝酸等の酸で、好ましくはｐＨ１まで酸性化処理することによって、析出物を得て、これを濾取し、洗浄し、乾燥することにより得ることが出来る。この場合、強酸性下に長時間曝しておくと、エチニル部位が付加反応や重合等の副反応を受ける場合があるので、短時間で処理することが望ましい。
【００３５】
本発明の式（２）で表される前記カルボン酸の酸塩化物誘導体は、上記で得られたイソフタル酸誘導体のアルカリ金属塩（式（６））を、溶媒中または、過剰量の塩素化剤を溶媒として用い、０〜７０℃の温度範囲で反応させた後、溶媒を留去し、得られた固形物を溶媒で洗浄し、更に再結晶させることで、得ることが出来る。また、式（６）で表されるイソフタル酸誘導体アルカリ金属塩の代わりに、式（１）で表される芳香族カルボン酸を用いても良い。
【００３６】
塩素化剤としては、塩化チオニル等が好ましいが、塩素化剤の使用量は、式（６）で表されるイソフタル酸誘導体のアルカリ金属塩に対して、２当量倍以上であり、特に上限はない。また、溶媒を用いない場合には、１０当量倍以上の大過剰で用いても差し支えない。
【００３７】
溶媒は、特に限定される物ではないが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、石油エーテル等の炭化水素、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼン等の塩素化溶媒があげられる。これらは、式（６）で表されるイソフタル酸誘導体のアルカリ金属塩に対して、任意の量を使用できる。
【００３８】
反応を促進するために、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ピリジン等の塩基を添加しても良い。
また、エチニル部位での重合を抑制するために、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル等の重合禁止剤を添加しても良い。
【００３９】
【実施例】
以下に本発明を説明するために実施例を示すが、これによって本発明を限定するものではない。
【００４０】
得られた化合物は特性評価のため、融点測定、¹Ｈ−ＮＭＲ、¹³Ｃ（¹Ｈ）−ＮＭＲ、ＭＳの各種スペクトルの測定および元素分析を行った。各特性の測定条件は次のとおりとした。
【００４１】
試験方法
（１）融点：セイコー電子製ＤＳＣ−２００型示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用い、１０℃／ｍｉｎ．の昇温速度により、測定した。
（２）核磁気共鳴スペクトル分析（¹Ｈ−ＮＭＲ、¹³Ｃ（¹Ｈ）−ＮＭＲ）：日本電子製ＪＮＭ−ＧＳＸ４００型を用いて測定した。¹Ｈ−ＮＭＲは共鳴周波数４００ＭＨｚ、¹³Ｃ（¹Ｈ ）−ＮＭＲは共鳴周波数１００ＭＨｚで、それぞれ測定した。測定溶媒は、５−エチニルイソフタル酸は重水素化溶媒である重水素化ジメチルスルホキシドＤＭＳＯ−ｄ₆、５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸は重水素化溶媒である重水素化アセトン（ＣＤ₃）₂ＣＯ 、５−エチニルイソフタル酸塩化物、５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸塩化物は重水素化溶媒である重水素化クロロホルムＣＤＣｌ₃を、それぞれ用いた。
（３）赤外分光分析（ＩＲ）：日本電子（株）製ＪＩＲ−５５００型を用いて、ＫＢｒ錠剤法により測定した。
（４）質量分析（ＭＳ）：日本電子（株）製ＪＭＳ−７００型を用いてフィールド脱着（ＦＤ）法で測定した。
（５）元素分析：炭素及び水素はＰＥＲＫＩＮ ＥＬＭＥＲ社製２４００型を用いて、塩素はフラスコ燃焼滴定法で測定した。
【００４２】
（実施例１）
[５−ヒドロキシイソフタル酸ジメチルから５−トリフルオロメタンスルホニロキシ イソフタル酸ジメチルの合成]
温度計、ジムロート冷却管、塩化カルシウム管、攪拌機を備えた４つ口の５リットルフラスコに、５−ヒドロキシイソフタル酸ジメチル１９０．０ｇ（０．９０４ｍｏｌ）、脱水トルエン３リットル、脱水ピリジン２１４．７ｇ（２．７１８ｍｏｌ）を仕込み、撹拌しながら−３０℃まで冷却した。ここに無水トリフルオロメタンスルホン酸５１０．２ｇ（１．８０８ｍｏｌ）を、温度が−２５℃以上に上がらないように注意しながら、ゆっくりと滴下して添加した。この場合、滴下が終了するまでに１時間を要した。添加後、反応温度を０℃に昇温し１時間、さらに室温に昇温し５時間反応した。得られた反応混合物を４リットルの氷水に注ぎ、水層と有機層を分離した。更に水層を５００ｍｌのトルエンで２回抽出し、これを先の有機層とあわせた。この有機層を水３Ｌで２回洗浄し、無水硫酸マグネシウム１００ｇで乾燥、濾過により無水硫酸マグネシウムを除去し、ロータリーエバポレーターでトルエンを留去、減圧乾燥する事によって、淡黄色固体の５―トリフルオロメタンスルホニロキシ イソフタル酸ジメチルを２９４．０ｇ得た（収率９５％）。この粗生成物をヘキサンで、再結晶する事によって白色針状晶を得、これを次の反応に用いた。
【００４３】
[５−トリフルオロメタンスルホニロキシ イソフタル酸ジメチルから４−（３，５−ビス（メトキシカルボニル）フェニル）−２−メチル−３−ブチン−１−オールの合成]
温度計、ジムロート冷却管、窒素導入管、攪拌機を備えた４つ口の１リットルフラスコに、上記で得られた５―トリフルオロメタンスルホニロキシ イソフタル酸ジメチル１２５ｇ（０．３６５ｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン１．１ｇ（０．００４１９ｍｏｌ）、ヨウ化銅０．２７５ｇ（０．００１４４ｍｏｌ）、３−メチル−１−ブチン−３−オール３３．７３ｇ（０．４０１ｍｏｌ）を仕込み、窒素を流した。脱水トリエチルアミン３７５ｍｌおよび脱水ピリジン２００ｍｌを加え、撹拌溶解した。１時間窒素を流し続けた後、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．３ｇ（０．０００４２７ｍｏｌ）を素早く添加し、オイルバスで１時間加熱還流した。その後、トリエチルアミンおよびピリジンを減圧留去し、粘稠な褐色溶液を得た。これを水５００ｍｌに注ぎ析出した固形物を濾取し、さらに水５００ｍｌ、５Ｎ塩酸５００ｍｌ、水５００ｍｌで各２回洗浄した。この固形物を、５０℃で減圧乾燥することにより、９８．８ｇの４−（３，５−ビス（メトキシカルボニル）フェニル）−２−メチル−３−ブチン−１−オールを得た（収率９８％）
。
【００４４】
[４−（３，５−ビス（メトキシカルボニル）フェニル）−２−メチル−３−ブチン−１−オールから５−エチニルイソフタル酸二カリウム塩の合成]
温度計、ジムロート冷却管、攪拌機を備えた５Ｌの４つ口フラスコにｎ−ブタノール３リットル、水酸化カリウム（８５％）１８２ｇ（２．７６３ｍｏｌ）を仕込み、加熱還流して溶解した。これに合成した４−（３，５−ビス（メトキシカルボニル）フェニル）−２−メチル−３−ブチン−１−オール ９５ｇ（０．３４４ｍｏｌ）を加えて３０分間加熱還流した。これを氷浴にて冷却し、析出した結晶を濾取した。この結晶をエタノール１リットルで２回洗浄し、６０℃で減圧乾燥することによって、８８．８７ｇの５−エチニルイソフタル酸ジカリウム塩を得た（９７％）。
【００４５】
[５−エチニルイソフタル酸二カリウム塩から５−エチニルイソフタル酸の合成]５−エチニルイソフタル酸二カリウム塩 ５ｇ（０．０１９ｍｏｌ）を２０ｍｌのイオン交換水に溶解し、５Ｃ濾紙にて濾過する事によって不溶物を除去した。この濾液に５（ｍｏｌ／Ｌ）塩酸をｐＨが１になるまで撹拌しながら加えた。析出した固形物を濾取し、更にイオン交換水での洗浄、濾過を２回繰り返した。得られた固形物を５０℃で減圧乾燥する事により５−エチニルイソフタル酸 ３．６ｇを得た（収率９９．５％）。
【００４６】
[５−エチニルイソフタル酸二カリウム塩から５−エチニルイソフタル酸二塩化物の合成]
温度計、ジムロート冷却管、攪拌機を備えた２Ｌの４つ口フラスコに、５−エチニルイソフタル酸ジカリウム塩８０ｇ（０．３ｍｏｌ）、クロロホルム４００リットルを仕込み、０℃に冷却した。これに塩化チオニル３９１ｇ（４．５ｍｏｌ）を、５℃以下で１時間にかけて滴下した。その後、ジメチルホルムアミド４ｍｌ、ヒドロキノン４ｇを加え、４５〜５０℃で３時間撹拌した。冷却後濾過して結晶を除き、結晶をクロロホルム１５０ｍｌで洗浄した。濾液と洗浄液をあわせて４０℃以下で減圧濃縮し、得られた残渣をジエチルエーテル２００ｍで２回抽出濾過した。抽出液からジエチルエーテルを減圧留去する事で、半固体の粗生成物を得た。これを乾燥したｎ−ヘキサンで洗浄し、続いてジエチルエーテルで再結晶する事で１３ｇの５−エチニルイソフタロイル ジクロリドを得た（収率１９％）。
【００４７】
得られた５−エチニルイソフタル酸および５−エチニルフタル酸二塩化物のスペクトルデータを以下に示す。これらのデータは、得られた化合物が目的物であることを支持している。
【００４８】
[５−エチニルイソフタル酸（Ｃ₁₀Ｈ₆Ｏ₄）]
外観：白色粉末
融点：１０６．２℃（ＤＳＣ，１０℃／ｍｉｎ）
¹Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ₆）：δ８．１６（ｓ，２Ｈ），８．４５（ｓ，１Ｈ）
¹³Ｃ（¹Ｈ ）−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ₆）：δ８１．５，８２．６，１２２．７，１３０．０，１３１．９，１３５．９，１６５．７
ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ^-1）：３２７２，３０８１，１７９７，１７４１，１４３８，１２６５，８００，７６１
ＭＳ（ＦＤ）（ｍ／ｚ）：１９０（Ｍ⁺）

【００４９】
[５−エチニルイソフタル酸二塩化物（Ｃ₁₀Ｈ₄Ｏ₂Ｃｌ₂）]
外観：赤褐色固体
融点：４９℃（ＤＳＣ、１０℃／ｍｉｎ）
¹Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃）：δ８．４７（ｓ，２Ｈ），８．７７（ｓ，１Ｈ）
¹³Ｃ（¹Ｈ ）−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃）：δ８０．０，８１．６，１２４．９，１３３．０，１３４．７，１３９．８，１６６．６
ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ^-1）：３４６５，３０７７，１７６６，１７３６，１１５１，１０２２，８０２，７４０
ＭＳ（ＦＤ）（ｍ／ｚ）：１９０（Ｍ⁺−２Ｃｌ）
元素分析：
理論値 Ｃ：５２．８６％ Ｈ：１．７７％ Ｃｌ：３１．２１ Ｏ：１４．０８％
実測値 Ｃ：５２．７４％ Ｈ：１．７０％ Ｃｌ：３０．８９ Ｏ：１４．６７％
【００５０】
（実施例２）
[５−トリフルオロメタンスルホニロキシ イソフタル酸ジメチルから１−（３，５−ビス（メトキシカルボニル）フェニル）−２−フェニルエチンの合成]
温度計、ジムロート冷却管、窒素導入管、攪拌機を備えた４つ口の１リットルフラスコに、実施例１と同様にして得られた５―トリフルオロメタンスルホニロキシ イソフタル酸ジメチル１２５ｇ（０．３６５ｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン１．１ｇ（０．００４１９ｍｏｌ）、ヨウ化銅０．２７５ｇ（０．００１４４ｍｏｌ）、エチニルベンゼン４０．９５ｇ（０．４０１ｍｏｌ）を仕込み、窒素を流した。脱水トリエチルアミン３７５ｍｌおよび脱水ピリジン２００ｍｌを加え、撹拌溶解した。１時間窒素を流し続けた後、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．３ｇ（０．０００４２７ｍｏｌ）を素早く添加し、オイルバスで１時間加熱還流した。その後トリエチルアミンおよびピリジンを減圧留去し、粘稠な褐色溶液を得た。これを水５００ｍｌに注ぎ、析出した固形物を濾取し、さらに水５００ｍｌ、５ｍｏｌ／Ｌ塩酸５００ｍｌ、水５００ｍｌで各２回洗浄した。この固形物を５０℃で減圧乾燥することにより８０．８ｇの１−（３，５−ビス（メトキシカルボニル）フェニル）−２−フェニルエチンを得た（収率７５％）。
【００５１】
[（３，５−ビス（メトキシカルボニル）フェニル）−２−フェニルエチンから５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸二カリウム塩の合成]
温度計、ジムロート冷却管、攪拌機を備えた５Ｌの４つ口フラスコにｎ−ブタノール３リットル、水酸化カリウム（８５％）１８０ｇ（２．７２ｍｏｌ）を仕込み、加熱還流して溶解した。これに合成した（３，５−ビス（メトキシカルボニル）フェニル）−２−フェニルエチン ８０ｇ（０．２７２ｍｏｌ）を加えて３０分間加熱還流した。これを氷浴にて冷却し、析出した結晶を濾取した。この結晶をエタノール１リットルで２回洗浄し、６０℃で減圧乾燥することによって９０．３５ｇの５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸ジカリウム塩を得た（９７％）。
【００５２】
[５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸二カリウム塩から５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸の合成]
５−（２−フェニルエチニル）エチニルイソフタル酸二カリウム塩 ６．５ｇ（０．０１９ｍｏｌ）を２０ｍｌのイオン交換水に溶解し、５Ｃ濾紙にて濾過する事によって不溶物を除去した。この濾液に５ｍｏｌ／Ｌ塩酸を、ｐＨが１になるまで撹拌しながら加えた。析出した固形物を濾取し、更にイオン交換水での洗浄、濾過を２回繰り返した。得られた固形物を５０℃で減圧乾燥する事により５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸 ５．０ｇを得た（収率９９．５％）。
【００５３】
[５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸二カリウム塩から５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸二塩化物の合成]
温度計、ジムロート冷却管、攪拌機を備えた２Ｌの４つ口フラスコに５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸ジカリウム塩８２．１ｇ（０．２４ｍｏｌ）、１，２−ジクロロエタン４００リットルを仕込み、０℃に冷却した。これに塩化チオニル３９１ｇ（４．５ｍｏｌ）を５℃以下で１時間にかけて滴下した。その後、ジメチルホルムアミド４ｍｌ、ヒドロキノン４ｇを加え、４５〜５０℃で３時間撹拌した。冷却後、濾過して結晶を除き、結晶をクロロホルム１５０ｍｌで洗浄した。濾液と洗浄液とをあわせて、４０℃以下で減圧濃縮し、得られた残渣を、ジエチルエーテル２００ｍで２回抽出濾過した。抽出液からジエチルエーテルを減圧留去する事で、半固体の粗生成物を得た。これを乾燥したｎ−ヘキサンで洗浄し、続いてジエチルエーテルで再結晶する事で１３．８ｇの５−（２−フェニルエチニル）イソフタロイル ジクロリドを得た（収率１９％）。
【００５４】
得られた５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸および５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸二塩化物のスペクトルデータを以下に示す。これらのデータは、得られた化合物が目的物であることを支持している。
【００５５】
[５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸（Ｃ₁₆Ｈ₁₀Ｏ₄）]
外観：白色粉末
融点：９９．７℃（ＤＳＣ，１０℃／ｍｉｎ）
¹Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，（ＣＤ₃）₂ＣＯ ）：δ７．４４（ｍ，３Ｈ），７．６４（ｍ，２Ｈ），８．３５（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝１．６Ｈｚ），８．６３（ｔ，１Ｈ，Ｊ＝１．６Ｈｚ）
¹³Ｃ（¹Ｈ ）−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，（ＣＤ₃）₂ＣＯ ）：δ８８．０，９１．７，１２３．２，１２５．０，１２９．５、１２９．５，１２９．９，１３１．０，１３２．５，１３２．７，１３２．７，１３６．８，１６６．２
ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ^-1）：３５４９，２９６８，２３６５，１７２２，１４９２，１４４６，１２７６，９１７，７５６，６７４
ＭＳ（ＦＤ）（ｍ／ｚ）：２６６（Ｍ⁺）

【００５６】
[５−エチニルイソフタル酸二塩化物（Ｃ₁₆Ｈ₈Ｏ₂Ｃｌ₂）]
外観：白色固体
融点：１２４℃（ＤＳＣ、１０℃／ｍｉｎ）
¹Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃）：δ７．４０（ｍ，３Ｈ），７．５７（ｍ，２Ｈ），８．５０（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝１．６Ｈｚ），８．７３（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝１．６Ｈｚ）
¹³Ｃ（¹Ｈ ）−ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃）：δ８５．７，９３．６，１２１．６，１２６．２，１２８．６，１２９．５，１３１．９，１３２．２，１３４．６，１３９．２，１６６．８
ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ^-1）：３４８９，３０７５，２２１６，１７５６，１５８０，１４８９，１４４０，１３２９，１２１８，１１４５，１０００，８１９，６９０
ＭＳ（ＦＤ）（ｍ／ｚ）：２６６（Ｍ⁺−２Ｃｌ）
元素分析：
理論値 Ｃ：６３．３９％ Ｈ：２．６６％ Ｃｌ：２３．３９ Ｏ：１０・５６％
実測値 Ｃ：６３．０４％ Ｈ：２．４９％ Ｃｌ：２２．６９ Ｏ：１１．７８％
【００５７】
（実施例３）
[５−ブロモ イソフタル酸の合成]
温度計、攪拌機、滴下ロートを備えた４つ口の１リットルフラスコに５−ヒドロキシイソフタル酸９９．１８ｇ（０．５５ｍｏｌ）と４８％臭化水素酸１６５ｍL、蒸留水１５０ｍLをいれ、攪拌した。フラスコを５℃以下まで冷却し、ここへ亜硝酸ナトリウム３９．４ｇ（０．５７ｍｏｌ）を、蒸留水５２５ｍＬに溶解したものを、１時間かけて滴下し、ジアゾニウム塩水溶液を得た。温度計、ジムロート冷却管、滴下ロート、攪拌機を備えた４つ口の３リットルフラスコに、臭化第一銅９４．２５ｇ（０．６６ｍｏｌ）と４８％臭化水素酸４５ｍＬを入れ、攪拌した。フラスコを０℃以下に冷却し、上記のジアゾニウム塩水溶液を２時間かけて滴下した。滴下終了後に室温で３０分攪拌し、続けて３０分還流させた。放冷後、析出物を濾別し、蒸留水２Ｌで２回洗浄し、得られた白色固体を５０℃で２日間減圧乾燥し、粗成生物１１７ｇを得た。精製せずに次の反応へ用いた。
【００５８】
[５−ブロモ イソフタル酸からの５−ブロモ イソフタル酸ジメチルの合成]
攪拌機、ジムロート冷却管を備えた５００ｍＬフラスコに、上記で得られた５−ブロモ イソフタル酸１１０ｇ、メタノール５００ｍＬ、濃硫酸１０ｇを入れ、６時間還流させた。放冷後、蒸留水１Ｌに滴下し、これを５％炭酸水素ナトリウム水溶液で中和した。析出物を濾別し、蒸留水２Ｌで２回洗浄した後、得られた白色固体を５０℃で２日間減圧乾燥し、５−ブロモ イソフタル酸ジメチル１０９ｇ（０．４ｍｏｌ）を得た。（収率８９％）
【００５９】
[５−ブロモ イソフタル酸ジメチルからの４−（３，５−ビス（メトキシカルボニル）フェニル）−２−メチル−３−ブチン−１−オールの合成]
実施例１において、５―トリフルオロメタンスルホニロキシ イソフタル酸ジメチル１２５ｇ（０．３６５ｍｏｌ）を５−ブロモ イソフタル酸ジメチル９９．７ｇ（０．３６５ｍｏｌ）とする以外は実施例１と同様にして、９８．８ｇの４−（３，５−ビス（メトキシカルボニル）フェニル）−２−メチル−３−ブチン−１−オールを得た（収率９８％）。
【００６０】
以下、実施例と同様にして５−エチニルイソフタル酸二カリウム塩、５−エチニルイソフタル酸、５−エチニルイソフタル酸二塩化物が得られた。５−エチニルイソフタル酸および５−エチニルイソフタル酸二塩化物の外観、融点と¹Ｈ−ＮＭＲ，¹³Ｃ（¹Ｈ）−ＮＭＲ，ＩＲ，ＭＳ，元素分析のスペクトルデータはいずれも実施例１と一致し、同一化合物が得られたことを示している。
【００６１】
（実施例４）
[１−（３，５−ビス（メトキシカルボニル）フェニル）−２−フェニルエチンの合成]
実施例２において、５―トリフルオロメタンスルホニロキシ イソフタル酸ジメチル１２５ｇ（０．３６５ｍｏｌ）を、実施例３と同様にして得られた５−ブロモ イソフタル酸ジメチル９９．７ｇ（０．３６５ｍｏｌ）とする以外は同様にして５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸ジメチル８０．８ｇの１−（３，５−ビス（メトキシカルボニル）フェニル）−２−フェニルエチンを得た（収率７５％）。
【００６２】
以下、実施例２と同様にして、５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸二カリウム塩、５−エチニルイソフタル酸、５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸二塩化物が得られた。５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸および５−（２−フェニルエチニル）イソフタル酸二塩化物の外観、融点と¹Ｈ―ＮＭＲ，¹³Ｃ（¹Ｈ）−ＮＭＲ，ＩＲ，ＭＳ，元素分析のスペクトルデータはいずれも実施例２と一致し、同一化合物が得られたことを示している。
【００６３】
【発明の効果】
本発明により式（１）で表される芳香族カルボン酸および式（２）で表される（１）の酸塩化物を得ることができ、これらは、高分子、特に縮合系高分子の原料として有用である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an aromatic carboxylic acid useful as a raw material for a polymer, particularly a condensation polymer having high heat resistance, an acid chloride derivative thereof, and a synthesis method thereof.
[0002]
[Prior art]
Aromatic carboxylic acids having two carboxyl groups per molecule and acid chlorides thereof are used as raw materials for aromatic polyamide resins, polyarylate resins, polybenzoxazole resins, polybenzothiazole resins, etc. Resins having various structures have been synthesized and used.
On the other hand, these resins are generally thermoplastic polymers, but have high heat resistance and are often used for applications exposed to high temperatures. Attempts have been made to introduce a thermosetting substituent as a means for improving heat resistance, but a raw material used therefor is desired.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an aromatic carboxylic acid and an acid chloride derivative thereof suitable for the above-mentioned use, and a synthesis method thereof.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is an aromatic carboxylic acid represented by the general formula (1) and an acid chloride derivative of the carboxylic acid represented by the general formula (2).
[0005]
[Chemical 7]

(In the formula, X represents hydrogen, an alkyl group or an aromatic group.)
[0006]
[Chemical 8]

(In the formula, X represents hydrogen, an alkyl group or an aromatic group.)
[0007]
In addition, the present invention provides a compound represented by the general formula (5) obtained by reacting a compound represented by the general formula (3) with a compound represented by the general formula (4). An aromatic carboxylic acid represented by the general formula (1), which is obtained by treatment in the presence of a hydroxide to produce a compound represented by the general formula (6) and further by acid treatment. An acid synthesis method, preferably a synthesis method characterized by using a transition metal catalyst in the reaction of the compound represented by the general formula (3) and the compound represented by the general formula (4). is there.
[0008]
[Chemical 9]

(In the formula, Y represents a leaving group.)
[0009]
[Chemical Formula 10]

(Where X₁Represents a trimethylsilyl group, a hydroxypropyl group, an alkyl group or an aromatic group. )
[0010]
Embedded image

(Where X₁Represents a trimethylsilyl group, a hydroxypropyl group, an alkyl group or an aromatic group. )
[0011]
Embedded image

(In the formula, X represents hydrogen, an alkyl group or an aromatic group, and M represents an alkali metal.)
[0012]
Furthermore, the present invention is obtained by treating the compound represented by the general formula (6) or the compound represented by the general formula (1) obtained by the synthesis method with a chlorinating agent. This is a method for synthesizing an acid chloride derivative of an aromatic carboxylic acid represented by the general formula (2).
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The aromatic carboxylic acid represented by the general formula (1) and the acid chloride derivative represented by the general formula (2) of the present invention can be synthesized, for example, by the following route.
[0014]
Embedded image

Y in Formula (3) represents a leaving group, and X in Formula (4) and Formula (5).₁Represents a trimethylsilyl group, a hydroxypropyl group, an alkyl group or an aromatic group, X in the formula (1), formula (2) and formula (6) represents hydrogen, an alkyl group or an aromatic group, and a formula (6) M in the inside represents an alkali metal.
[0015]
First, as a starting material, a methyl ester compound of isophthalic acid substituted with a 5-position leaving group Y on the benzene ring represented by the formula (3), and one side of acetylene is X₁A compound represented by the formula (5) is obtained by a coupling reaction with a compound substituted with a group (formula (4)). In the coupling reaction, a catalyst may be used. For example, a transition metal catalyst such as palladium is used. However, at this time, the leaving group Y is preferably a group that can be easily removed from an alkyl group or an aromatic ring by a coupling reaction under a catalyst, such as halogen such as fluorine, chlorine, bromine, iodine, or trifluoromethanesulfone. Preferable examples include a nitroxy group. In addition, the substituent X₁In this case, a trimethylsilyl group, a hydroxypropyl group, etc. are preferably selected, and a substituent X₁Examples of the aromatic group include an aromatic group and an alkyl group. Examples of the aromatic group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a quinolyl group, and a quinoxalyl group.
[0016]
Next, this compound is demethylated from an acetyl group using a basic alkali metal hydroxide, and in the compound represented by the formula (5), X₁When the group is a protective group, deprotection is simultaneously performed to obtain an alkali metal salt of an isophthalic acid derivative represented by the formula (6).
[0017]
Furthermore, by treating the alkali metal salt of the isophthalic acid derivative represented by the formula (6) with an acid, the aromatic carboxylic acid represented by the formula (1) is treated with a chlorinating agent, and the formula (2) The acid chloride derivative represented by can be obtained.
[0018]
The isophthalic acid substituted with Y at the 5th position on the benzene ring represented by the formula (3) is dimethyl 5-hydroxyisophthalate (formula (7)) when the leaving group Y is a trifluoromethanesulfonyloxy group. Is esterified with trifluoromethanesulfonic anhydride (formula (8)) to give dimethyl 5-trifluoromethanesulfonyloxyisophthalate (formula (3 ′)).
[0019]
Embedded image

[0020]
However, trifluoromethanesulfonic acid anhydride (formula (8)) is expensive and requires careful handling such as use under water-free conditions. Here, 5-aminoisophthalic acid (formula (9)) is used as a raw material, and by performing a Sandmeyer reaction that proceeds via a diazonium salt (formula (10)), a leaving group represented by formula (11) Isophthalic acid in which Y is a halogen can be synthesized. Subsequently, dimethyl isophthalate (formula (3)) in which the leaving group Y represented by formula (3) is halogen can be obtained inexpensively and easily by methyl esterifying the carboxylic acid with methanol.
[0021]
Embedded image

[0022]
Hereinafter, an example of the manufacturing method will be described.
As an example using dimethyl 5-bromoisophthalate (Y = Br in formula (3)), first, dimethyl 5-bromoisophthalate is 5-aminoisophthalic acid (formula (9)) and hydrobromic acid. And diazonium bromoacid salt (formula (10)) is obtained by reacting with sodium nitrite. By reacting this with cuprous bromide, nitrogen gas is generated and 5-bromoisophthalic acid (formula (11)) is obtained. Subsequently, in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon or helium, an acidic catalyst such as sulfuric acid is present, and methanol is added to reflux to cause esterification reaction of methanol and dimethyl 5-bromoisophthalate. Is obtained. At this time, the amount of methanol is preferably used in a large excess in order to move the equilibrium of the reaction to the product side. In order to reduce the amount of water in the system, it is better to distill methanol in advance.
[0023]
When dimethyl 5-trifluoromethanesulfonoxyl isophthalate (Y = trifluoromethanesulfonyloxy group in formula (3)) is used, first, dimethyl 5-hydroxyisophthalate (formula (7)) and a base are used. To a solution dissolved in a solvent and cooled to −78 ° C. to 10 ° C., trifluoromethanesulfonic anhydride is added and reacted at a temperature range of 0 ° C. to the boiling point of the solvent. At this time, the reaction time is not particularly limited. In the above reaction, the cooling is performed before the addition of trifluoromethanesulfonic anhydride because the reaction is an exothermic reaction. At a temperature higher than this, the reaction proceeds rapidly and the solvent suddenly boils. This is because there is a danger such as.
By subjecting the reaction product thus obtained to conventional separation means such as extraction, liquid separation, concentration, etc., dimethyl 5-trifluoromethanesulfonyloxyisophthalate can be obtained.
Further, it can be purified by recrystallization, column chromatography or the like, if necessary.
[0024]
The amount of trifluoromethanesulfonic anhydride used is preferably 1 to 1.5 equivalents with respect to dimethyl 5-hydroxyisophthalate.
[0025]
The base is preferably a tertiary amine that does not have active hydrogen, and specific examples include pyridines such as pyridine and methylpyridine, and trialkylamines such as triethylamine and tributylamine. It is preferable to use 1 to 1.5 equivalents of the total amount of dimethyl 5-hydroxyisophthalate and trifluoromethanesulfonic anhydride.
[0026]
Examples of the solvent include benzene, toluene, n-hexane, cyclohexane, petroleum ether, ethyl ether, tetrahydrofuran, dichloromethane, 1,2-dichloromethane, chloroform and other aromatic hydrocarbons, hydrocarbons, ethers, halogenated hydrocarbons, etc. Solvents that are inert to the reaction may be used alone or a mixture thereof, and the amount used is not particularly limited.
In addition, if water is present in the solvent, a side reaction occurs with the reaction reagent trifluoromethanesulfonic anhydride, and the actual reaction equivalent ratio changes, so an anhydrous solvent is used, or the amount of water contained is ascertained in advance. Thus, it is desirable to adjust the amount used and charge more than the theoretical equivalent.
[0027]
Next, as a method for obtaining the compound represented by the formula (5), dimethyl 5-bromoisophthalate or dimethyl 5-trifluoromethanesulfonyloxy phthalate obtained above and acetylene represented by the formula (4) are used. One side is protecting group X₁An alkyl group or an aromatic group X₁A reaction product is obtained by coupling reaction of the compound substituted with the above in a temperature range of 20 to 150 ° C. in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon or helium in the presence of a catalyst. At this time, the reaction time is not particularly limited. By subjecting the reaction product thus obtained to a separation operation such as concentration and reprecipitation, a compound represented by the formula (5) can be obtained. It can be purified by chromatography, recrystallization, etc.
[0028]
One side of the acetylene represented by the formula (4) is a protecting group X₁Examples of the compound protected with a protecting group X ₁ Is a compound that can be deprotected with an alkali metal hydroxide, but the protecting group X₁Is preferably trimethylsilylacetylene, which is a trimethylsilyl group, or 3-methyl-1-butyn-3-ol, which is a hydroxypropyl group. For the compound represented by the formula (4), 1 equivalent times is sufficient for calculation with respect to the compound represented by the formula (3), but in the range of 1 to 2 equivalent times in order to complete the reaction. To adjust the amount of addition.
[0029]
As the catalyst system, any catalyst system that can form a carbon-carbon bond can be used without particular limitation, but it is desirable to use a catalyst system composed of dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, copper iodide and triphenylphosphine. . The addition amount of dichlorobis (triphenylphosphine) palladium is not particularly limited, but is 0.1 to 1 mol% with respect to the compound represented by formula (5), and triphenylphosphine is added to dichlorobis (triphenylphosphine) palladium. It is 1 to 20 equivalent times, and copper iodide is 1 to 5 equivalent times.
[0030]
As a solvent used in this reaction, an amine solvent is used in order to capture the generated acid and promote the catalytic reaction. Examples of such solvents include tertiary amines such as diethylamine, triethylamine, butylamine and tributylamine, and cyclic amines such as pyridine and piperidine. These solvents are used alone or in combination of two or more. The amount used is not particularly specified, but is 2 to 50 times the weight of the raw material. These solvents are preferably distilled in advance to prevent side reactions and catalyst deactivation.
[0031]
Next, as a method for obtaining the alkali metal salt of the isophthalic acid derivative represented by the formula (6), the compound represented by the formula (5) is treated with acetyl in the presence of an alkali metal hydroxide in a solvent. In the compound represented by the formula (5), when the X group is a protective group such as trimethylsilyl group or hydroxypropyl group, the ethynyl group is also deprotected simultaneously. The product is obtained. At this time, the reaction temperature and reaction time are not particularly limited, but the reaction temperature may be in the range of room temperature to the reflux temperature of the solvent. The resulting reaction product is separated from the precipitated crystals by cooling, washed with an alcohol solvent such as methanol, ethanol, butanol, isopropanol, and then dried to give isophthalic acid represented by the formula (6) An alkali metal salt of a derivative can be obtained.
[0032]
As the alkali metal hydroxide, potassium hydroxide and sodium hydroxide are preferable, and the addition amount is 3 equivalents or more with respect to the compound represented by the formula (5), and may be more than this.
[0033]
The reaction solvent is not particularly limited as long as it is not an ester that can react with an alkali metal hydroxide, but an alcohol solvent such as methanol, ethanol, butanol, isopropanol or the like, which has high solubility of the alkali metal hydroxide. Is preferred. The amount of the solvent is not particularly limited, but it is preferable to use 5 to 50 times the weight of isophthalic acid dimethyl ester from the viewpoint of operability.
[0034]
The aromatic carboxylic acid represented by the formula (1) of the present invention is prepared by dissolving the alkali metal salt (formula (6)) of the isophthalic acid derivative obtained above in water, and then adding an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid. Thus, it is preferable to obtain a precipitate by acidifying to pH 1, which can be obtained by filtration, washing and drying. In this case, if exposed to strong acid for a long time, the ethynyl moiety may undergo a side reaction such as addition reaction or polymerization.
[0035]
The acid chloride derivative of the carboxylic acid represented by the formula (2) of the present invention is obtained by subjecting the alkali metal salt (formula (6)) of the isophthalic acid derivative obtained above to chlorination in an excess amount or in a solvent. It can be obtained by using an agent as a solvent and reacting in a temperature range of 0 to 70 ° C., then distilling off the solvent, washing the obtained solid with a solvent, and further recrystallization. Moreover, you may use the aromatic carboxylic acid represented by Formula (1) instead of the isophthalic acid derivative alkali metal salt represented by Formula (6).
[0036]
As the chlorinating agent, thionyl chloride and the like are preferable. However, the amount of the chlorinating agent used is 2 equivalents or more with respect to the alkali metal salt of the isophthalic acid derivative represented by the formula (6), and the upper limit is particularly high. Absent. When no solvent is used, it may be used in a large excess of 10 equivalents or more.
[0037]
The solvent is not particularly limited, but for example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and petroleum ether, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, 1, 2 -Chlorinated solvents such as dichloroethane and chlorobenzene. These can use arbitrary quantity with respect to the alkali metal salt of the isophthalic acid derivative represented by Formula (6).
[0038]
In order to accelerate the reaction, a base such as N, N-dimethylformamide or pyridine may be added.
In order to suppress polymerization at the ethynyl moiety, a polymerization inhibitor such as hydroquinone or hydroquinone monomethyl ether may be added.
[0039]
【Example】
Examples are given below to illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereby.
[0040]
The resulting compound was measured for melting point for characterization,¹H-NMR,¹³C (¹H) -NMR, measurement of various spectra of MS and elemental analysis were performed. The measurement conditions for each characteristic were as follows.
[0041]
Test method
(1) Melting point: Using a DSC-200 type differential scanning calorimeter (DSC) manufactured by Seiko Electronics, 10 ° C./min. It measured by the temperature increase rate of.
(2) Nuclear magnetic resonance spectrum analysis (¹H-NMR,¹³C (¹H) -NMR): Measured using JNM-GSX400 type manufactured by JEOL.¹H-NMR has a resonance frequency of 400 MHz,¹³C (¹H) -NMR was measured at a resonance frequency of 100 MHz. The measurement solvent is deuterated dimethyl sulfoxide DMSO-d in which 5-ethynylisophthalic acid is a deuterated solvent.₆, 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid is a deuterated acetone (CD) which is a deuterated solvent._Three)₂CO 2, 5-ethynylisophthalic acid chloride, 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid chloride is a deuterated solvent, deuterated chloroform CDCl_ThreeWere used respectively.
(3) Infrared spectroscopic analysis (IR): Measured by KBr tablet method using JIR-5500 type manufactured by JEOL Ltd.
(4) Mass spectrometry (MS): Measured by a field desorption (FD) method using a JMS-700 type manufactured by JEOL Ltd.
(5) Elemental analysis: Carbon and hydrogen were measured by PERKIN ELMER type 2400, and chlorine was measured by a flask combustion titration method.
[0042]
(Example 1)
[Synthesis of 5-trifluoromethanesulfonoxyl dimethyl isophthalate from dimethyl 5-hydroxyisophthalate]
In a four-necked 5 liter flask equipped with a thermometer, a Dimroth condenser, a calcium chloride tube, and a stirrer, 190.0 g (0.904 mol) of dimethyl 5-hydroxyisophthalate, 3 liters of dehydrated toluene, 214.7 g of dehydrated pyridine ( 2.718 mol) was charged and cooled to −30 ° C. with stirring. To this, 510.2 g (1.808 mol) of trifluoromethanesulfonic anhydride was slowly added dropwise while taking care not to raise the temperature to -25 ° C or higher. In this case, it took 1 hour to complete the dropping. After the addition, the reaction temperature was raised to 0 ° C. and reacted for 1 hour and further to room temperature and reacted for 5 hours. The obtained reaction mixture was poured into 4 liters of ice water, and the aqueous layer and the organic layer were separated. Further, the aqueous layer was extracted twice with 500 ml of toluene, and this was combined with the previous organic layer. This organic layer was washed twice with 3 L of water, dried over 100 g of anhydrous magnesium sulfate, the anhydrous magnesium sulfate was removed by filtration, toluene was distilled off with a rotary evaporator, and the residue was dried under reduced pressure to give 5-trifluoromethane as a pale yellow solid. 294.0 g of sulfoniloxy dimethyl isophthalate was obtained (yield 95%). The crude product was recrystallized from hexane to obtain white needle crystals, which were used for the next reaction.
[0043]
[Synthesis of 4- (3,5-bis (methoxycarbonyl) phenyl) -2-methyl-3-butyn-1-ol from dimethyl 5-trifluoromethanesulfonyloxy isophthalate]
To a four-neck 1 liter flask equipped with a thermometer, a Dimroth condenser, a nitrogen inlet, and a stirrer, 125 g (0.365 mol) of dimethyl 5-trifluoromethanesulfonyloxyisophthalate obtained above, triphenylphosphine 1 0.1 g (0.00419 mol), copper iodide 0.275 g (0.00144 mol), 3-methyl-1-butyn-3-ol 33.73 g (0.401 mol) were charged, and nitrogen was allowed to flow. 375 ml of dehydrated triethylamine and 200 ml of dehydrated pyridine were added and dissolved by stirring. After continuing to flow nitrogen for 1 hour, 0.3 g (0.000427 mol) of dichlorobis (triphenylphosphine) palladium was quickly added and heated to reflux for 1 hour in an oil bath. Thereafter, triethylamine and pyridine were distilled off under reduced pressure to obtain a viscous brown solution. This was poured into 500 ml of water, and the precipitated solid was collected by filtration, and further washed twice with 500 ml of water, 500 ml of 5N hydrochloric acid, and 500 ml of water. This solid was dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain 98.8 g of 4- (3,5-bis (methoxycarbonyl) phenyl) -2-methyl-3-butyn-1-ol (yield) 98%)
.
[0044]
[Synthesis of 5-Ethynylisophthalic Acid Dipotassium Salt from 4- (3,5-Bis (methoxycarbonyl) phenyl) -2-methyl-3-butyn-1-ol]
In a 5 L four-necked flask equipped with a thermometer, a Dimroth condenser, and a stirrer, 3 liters of n-butanol and 182 g (2.763 mol) of potassium hydroxide (85%) were charged and dissolved by heating under reflux. To this, 95 g (0.344 mol) of 4- (3,5-bis (methoxycarbonyl) phenyl) -2-methyl-3-butyn-1-ol synthesized was added and heated to reflux for 30 minutes. This was cooled in an ice bath, and the precipitated crystals were collected by filtration. The crystals were washed twice with 1 liter of ethanol and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 88.87 g of dipotassium 5-ethynylisophthalate (97%).
[0045]
[Synthesis of 5-ethynylisophthalic acid from 5-ethynylisophthalic acid dipotassium salt] By dissolving 5 g (0.019 mol) of 5-ethynylisophthalic acid dipotassium salt in 20 ml of ion-exchanged water, and filtering with 5C filter paper Insoluble material was removed. To this filtrate, 5 (mol / L) hydrochloric acid was added with stirring until the pH reached 1. The precipitated solid was collected by filtration, and further washed with ion-exchanged water and filtered twice. The obtained solid was dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain 3.6 g of 5-ethynylisophthalic acid (yield 99.5%).
[0046]
[Synthesis of 5-ethynylisophthalic acid dichloride from 5-ethynylisophthalic acid dipotassium salt]
Into a 2 L four-necked flask equipped with a thermometer, a Dimroth condenser, and a stirrer were charged 80 g (0.3 mol) of 5-potassium isophthalic acid dipotassium salt and 400 liters of chloroform, and cooled to 0 ° C. To this, 391 g (4.5 mol) of thionyl chloride was added dropwise at 5 ° C. or less over 1 hour. Thereafter, 4 ml of dimethylformamide and 4 g of hydroquinone were added, and the mixture was stirred at 45 to 50 ° C. for 3 hours. After cooling, the crystals were removed by filtration, and the crystals were washed with 150 ml of chloroform. The filtrate and the washing solution were combined and concentrated under reduced pressure at 40 ° C. or lower, and the resulting residue was extracted and filtered twice with 200 m of diethyl ether. Diethyl ether was distilled off from the extract under reduced pressure to obtain a semisolid crude product. This was washed with dry n-hexane and subsequently recrystallized with diethyl ether to obtain 13 g of 5-ethynylisophthaloyl dichloride (yield 19%).
[0047]
The spectrum data of the obtained 5-ethynylisophthalic acid and 5-ethynylphthalic acid dichloride are shown below. These data support that the obtained compound is the target product.
[0048]
[5-ethynylisophthalic acid (C_TenH₆O_Four)]
Appearance: White powder
Melting point: 106.2 ° C. (DSC, 10 ° C./min)
¹1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d₆): Δ 8.16 (s, 2H), 8.45 (s, 1H)
¹³C (¹H) -NMR (100 MHz, DMSO-d₆): Δ 81.5, 82.6, 122.7, 130.0, 131.9, 135.9, 165.7
IR (KBr, cm^-1): 3272, 3081, 1797, 1741, 1438, 1265, 800, 761
MS (FD) (m / z): 190 (M⁺)

[0049]
[5-ethynylisophthalic acid dichloride (C_TenH_FourO₂Cl₂)]
Appearance: Reddish brown solid
Melting point: 49 ° C. (DSC, 10 ° C./min)
¹H-NMR (400 MHz, CDCl_Three): Δ 8.47 (s, 2H), 8.77 (s, 1H)
¹³C (¹H) -NMR (100 MHz, CDCl_Three): Δ 80.0, 81.6, 124.9, 133.0, 134.7, 139.8, 166.6
IR (KBr, cm^-1): 3465, 3077, 1766, 1736, 1151, 1022, 802, 740
MS (FD) (m / z): 190 (M⁺-2Cl)
Elemental analysis:
Theoretical value C: 52.86% H: 1.77% Cl: 31.21 O: 14.08%
Actual value C: 52.74% H: 1.70% Cl: 30.89 O: 14.67%
[0050]
(Example 2)
[Synthesis of 1- (3,5-bis (methoxycarbonyl) phenyl) -2-phenylethyne from dimethyl 5-trifluoromethanesulfonyloxy isophthalate]
125 g (0.365 mol) of dimethyl 5-trifluoromethanesulfonyloxyphthalate obtained in the same manner as in Example 1 was added to a four-necked 1 liter flask equipped with a thermometer, a Dimroth condenser, a nitrogen inlet, and a stirrer. Then, 1.1 g (0.00419 mol) of triphenylphosphine, 0.275 g (0.00144 mol) of copper iodide and 40.95 g (0.401 mol) of ethynylbenzene were charged, and nitrogen was allowed to flow. 375 ml of dehydrated triethylamine and 200 ml of dehydrated pyridine were added and dissolved by stirring. After continuing to flow nitrogen for 1 hour, 0.3 g (0.000427 mol) of dichlorobis (triphenylphosphine) palladium was quickly added and heated to reflux for 1 hour in an oil bath. Thereafter, triethylamine and pyridine were distilled off under reduced pressure to obtain a viscous brown solution. This was poured into 500 ml of water, and the precipitated solid was collected by filtration and further washed twice with 500 ml of water, 500 ml of 5 mol / L hydrochloric acid and 500 ml of water. The solid was dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain 80.8 g of 1- (3,5-bis (methoxycarbonyl) phenyl) -2-phenylethyne (yield 75%).
[0051]
[Synthesis of 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid dipotassium salt from (3,5-bis (methoxycarbonyl) phenyl) -2-phenylethyne]
In a 5 L four-necked flask equipped with a thermometer, a Dimroth condenser, and a stirrer, 3 liters of n-butanol and 180 g (2.72 mol) of potassium hydroxide (85%) were charged and dissolved by heating under reflux. To this, 80 g (0.272 mol) of (3,5-bis (methoxycarbonyl) phenyl) -2-phenylethyne synthesized was added and heated to reflux for 30 minutes. This was cooled in an ice bath, and the precipitated crystals were collected by filtration. The crystals were washed twice with 1 liter of ethanol and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 90.35 g of 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid dipotassium salt (97%).
[0052]
[Synthesis of 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid from 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid dipotassium salt]
Insoluble matter was removed by dissolving 6.5 g (0.019 mol) of 5- (2-phenylethynyl) ethynylisophthalic acid dipotassium salt in 20 ml of ion-exchanged water and filtering with 5C filter paper. To this filtrate, 5 mol / L hydrochloric acid was added with stirring until the pH reached 1. The precipitated solid was collected by filtration, and further washed with ion-exchanged water and filtered twice. The obtained solid was dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain 5.0 g of 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid (yield 99.5%).
[0053]
[Synthesis of 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid dichloride from 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid dipotassium salt]
A 2 L four-necked flask equipped with a thermometer, a Dimroth condenser, and a stirrer was charged with 82.1 g (0.24 mol) of dipotassium 5- (2-phenylethynyl) isophthalate and 400 liters of 1,2-dichloroethane. Cooled to ° C. To this, 391 g (4.5 mol) of thionyl chloride was added dropwise at 5 ° C. or less over 1 hour. Thereafter, 4 ml of dimethylformamide and 4 g of hydroquinone were added, and the mixture was stirred at 45 to 50 ° C. for 3 hours. After cooling, the crystals were removed by filtration, and the crystals were washed with 150 ml of chloroform. The filtrate and the washing solution were combined and concentrated under reduced pressure at 40 ° C. or lower, and the resulting residue was extracted and filtered twice with 200 m of diethyl ether. Diethyl ether was distilled off from the extract under reduced pressure to obtain a semisolid crude product. This was washed with dry n-hexane and then recrystallized with diethyl ether to obtain 13.8 g of 5- (2-phenylethynyl) isophthaloyl dichloride (yield 19%).
[0054]
The spectrum data of the obtained 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid and 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid dichloride are shown below. These data support that the obtained compound is the target product.
[0055]
[5- (2-Phenylethynyl) isophthalic acid (C₁₆H_TenO_Four)]
Appearance: White powder
Melting point: 99.7 ° C. (DSC, 10 ° C./min)
¹H-NMR (400 MHz, (CD_Three)₂CO 2): δ 7.44 (m, 3H), 7.64 (m, 2H), 8.35 (d, 2H, J = 1.6 Hz), 8.63 (t, 1H, J = 1.6 Hz)
¹³C (¹H) -NMR (100 MHz, (CD_Three)₂CO 2): δ 88.0, 91.7, 123.2, 125.0, 129.5, 129.5, 129.9, 131.0, 132.5, 132.7, 132.7, 136.8 , 166.2
IR (KBr, cm^-1): 3549, 2968, 2365, 1722, 1492, 1446, 1276, 917, 756, 674
MS (FD) (m / z): 266 (M⁺)

[0056]
[5-ethynylisophthalic acid dichloride (C₁₆H₈O₂Cl₂)]
Appearance: White solid
Melting point: 124 ° C (DSC, 10 ° C / min)
¹H-NMR (400 MHz, CDCl_Three): Δ 7.40 (m, 3H), 7.57 (m, 2H), 8.50 (d, 2H, J = 1.6 Hz), 8.73 (t, 2H, J = 1.6 Hz)
¹³C (¹H) -NMR (100 MHz, CDCl_Three): Δ 85.7, 93.6, 121.6, 126.2, 128.6, 129.5, 131.9, 132.2, 134.6, 139.2, 166.8
IR (KBr, cm^-1): 3489, 3075, 2216, 1756, 1580, 1489, 1440, 1329, 1218, 1145, 1000, 819, 690
MS (FD) (m / z): 266 (M⁺-2Cl)
Elemental analysis:
Theoretical value C: 63.39% H: 2.66% Cl: 23.39 O: 10.56%
Actual value C: 63.04% H: 2.49% Cl: 22.69 O: 11.78%
[0057]
(Example 3)
[Synthesis of 5-bromoisophthalic acid]
A 4-liter 1 liter flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a dropping funnel was charged with 99.18 g (0.55 mol) of 5-hydroxyisophthalic acid, 165 mL of 48% hydrobromic acid, and 150 mL of distilled water and stirred. The flask was cooled to 5 ° C. or lower, and 39.4 g (0.57 mol) of sodium nitrite dissolved in 525 mL of distilled water was added dropwise over 1 hour to obtain a diazonium salt aqueous solution. 94.25 g (0.66 mol) of cuprous bromide and 45 mL of 48% hydrobromic acid were placed in a four-necked 3 liter flask equipped with a thermometer, a Dimroth condenser, a dropping funnel and a stirrer and stirred. The flask was cooled to 0 ° C. or lower, and the diazonium salt aqueous solution was added dropwise over 2 hours. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes and then refluxed for 30 minutes. After allowing to cool, the precipitate was filtered off and washed twice with 2 L of distilled water, and the resulting white solid was dried under reduced pressure at 50 ° C. for 2 days to obtain 117 g of a crude product. Used in the next reaction without purification.
[0058]
[Synthesis of dimethyl 5-bromoisophthalate from 5-bromoisophthalic acid]
In a 500 mL flask equipped with a stirrer and a Dimroth condenser, 110 g of 5-bromoisophthalic acid obtained above, 500 mL of methanol, and 10 g of concentrated sulfuric acid were placed and refluxed for 6 hours. After standing to cool, it was added dropwise to 1 L of distilled water and neutralized with a 5% aqueous sodium hydrogen carbonate solution. The precipitate was separated by filtration and washed twice with 2 L of distilled water, and the obtained white solid was dried under reduced pressure at 50 ° C. for 2 days to obtain 109 g (0.4 mol) of dimethyl 5-bromoisophthalate. (Yield 89%)
[0059]
[Synthesis of 4- (3,5-bis (methoxycarbonyl) phenyl) -2-methyl-3-butyn-1-ol from dimethyl 5-bromoisophthalate]
In the same manner as in Example 1 except that 125 g (0.365 mol) of dimethyl 5-trifluoromethanesulfonyloxy isophthalate was changed to 99.7 g (0.365 mol) of dimethyl 5-bromoisophthalate, 98. 8 g of 4- (3,5-bis (methoxycarbonyl) phenyl) -2-methyl-3-butyn-1-ol was obtained (yield 98%).
[0060]
Thereafter, 5-ethynylisophthalic acid dipotassium salt, 5-ethynylisophthalic acid, and 5-ethynylisophthalic acid dichloride were obtained in the same manner as in the Examples. Appearance, melting point and 5-ethynylisophthalic acid and 5-ethynylisophthalic acid dichloride¹H-NMR,¹³C (¹The spectral data of H) -NMR, IR, MS, and elemental analysis are all consistent with Example 1, indicating that the same compound was obtained.
[0061]
(Example 4)
[Synthesis of 1- (3,5-bis (methoxycarbonyl) phenyl) -2-phenylethyne]
In Example 2, 125 g (0.365 mol) of dimethyl 5-trifluoromethanesulfonyloxy isophthalate was changed to 99.7 g (0.365 mol) of dimethyl 5-bromoisophthalate obtained in the same manner as in Example 3. Produced 1- (3,5-bis (methoxycarbonyl) phenyl) -2-phenylethyne in an amount of 80.8 g of dimethyl 5- (2-phenylethynyl) isophthalate (yield 75%).
[0062]
Thereafter, in the same manner as in Example 2, 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid dipotassium salt, 5-ethynylisophthalic acid, and 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid dichloride were obtained. Appearance, melting point of 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid and 5- (2-phenylethynyl) isophthalic acid dichloride¹H-NMR,¹³C (¹The spectral data of H) -NMR, IR, MS, and elemental analysis are all consistent with Example 2, indicating that the same compound was obtained.
[0063]
【The invention's effect】
According to the present invention, an aromatic carboxylic acid represented by the formula (1) and an acid chloride of the formula (1) represented by the formula (2) can be obtained. Useful as.

Claims (5)

An aromatic carboxylic acid represented by the general formula (1).

(In the formula, X represents hydrogen, an alkyl group or an aromatic group.) An acid chloride derivative of an aromatic carboxylic acid represented by the general formula (2).

(In the formula, X represents hydrogen, an alkyl group or an aromatic group.) The compound represented by the general formula (5) obtained by reacting the compound represented by the general formula (3) with the compound represented by the general formula (4) is reacted in the presence of an alkali metal hydroxide. A method of synthesizing an aromatic carboxylic acid represented by the general formula (1), wherein the compound represented by the general formula (6) is produced by treatment and further obtained by acid treatment.

(In the formula, Y represents a leaving group.)

(In the formula, X ₁ represents a trimethylsilyl group, a hydroxypropyl group, an alkyl group or an aromatic group.)

(In the formula, X ₁ represents a trimethylsilyl group, a hydroxypropyl group, an alkyl group or an aromatic group.)

(In the formula, X represents hydrogen, an alkyl group or an aromatic group, and M represents an alkali metal.) 4. The method for synthesizing an aromatic carboxylic acid according to claim 3, wherein a transition metal catalyst is used in the reaction of the compound represented by the general formula (3) and the compound represented by the general formula (4). It is obtained by treating the compound represented by the general formula (6) or the compound represented by the general formula (1) obtained by the synthesis method according to claim 3 or 4 with a chlorinating agent. A method for synthesizing an acid chloride derivative of an aromatic carboxylic acid represented by the general formula (2).