JP4120715B2 - 2−ブロム及び/又は2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキル化合物の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は2−ブロム及び/又は2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルの製造方法に関する。2−ブロム及び2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルは、医薬・農薬・合成樹脂等の工業用有機中間体として有用な化合物である。
【0002】
【従来の技術】
従来の2−ブロム及び2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルの製造方法としては、BrF3 存在下で、臭素によってテレフタル酸ジメチルをブロム化して2−ブロムテレフタル酸ジメチルを収率53%で得ている例[EP 0344936(1989年)]が知られている。しかしこの方法は高価で取扱いの難しいBrF3 を使用し、かつ目的生成物の収率が低い。また、テレフタル酸をオレウム溶媒中、臭素でブロム化した後、メタノールでエステル化して2,5−ジブロムテレフタル酸ジメチルを収率66%で得ている例[SU 743989(1980年)]も知られているが、やはり取扱いの難しいオレウムを使用し、かつ目的生成物の収率が低い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明の目的は、原料であるテレフタル酸ジアルキルのエステル基の加水分解を起こすことなく、ベンゼン環上の目的の位置を選択的にブロム化する方法を提供することにある。特に、同じブロム化剤を使用するにも関わらず、2−ブロム又は2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルを選択的に得る方法を提供することを目的とする。
【0004】
さらに、高価で取り扱いにくい試剤及び反応条件を回避した、実用的な製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、一般式[I]
【0006】
【化2】
【0007】
(式中、R1、R2は、同一又は相異なっていてもよく、炭素数1〜10のアルキル基を表す。)で表されるテレフタル酸ジアルキルを、強酸を溶媒とし、N−ブロムイミド型ブロム化剤としてN,N’,N”−トリブロムイソシアヌール酸、N,N’−ジブロムイソシアヌール酸ナトリウム、N−ブロムイソシアヌール酸モノナトリウム、N−ブロムイソシアヌール酸ジナトリウム、N−ブロムイソシアヌール酸、N,N’−ジブロムイソシアヌール酸カリウム又はN,N’−ジブロムイソシアヌール酸を用いてブロム化することを特徴とする2−ブロム及び/又は2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルの製造方法に関する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、さらに本発明を詳細に説明する。
本発明は、下記反応スキームで示される。
【0009】
【化3】
【0010】
あるいは、
【0011】
【化4】
【0012】
(R1、 R2は前記式[I]と同じ。)
本反応で用いられるテレフタル酸ジアルキルとしては、例えばテレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、テレフタル酸ジ−n−プロピル、テレフタル酸ジ−i−プロピル、テレフタル酸ジ−n−ブチル、テレフタル酸ジ−i−ブチル、テレフタル酸ジ−s−ブチル、テレフタル酸ジ−t−ブチル、テレフタル酸ジ−n−アミル、テレフタル酸ジ−i−アミル、テレフタル酸ジ−t−アミル、テレフタル酸ジ−n−ヘキシル、テレフタル酸ジ−n−ヘプチル、テレフタル酸ジ−i−ヘプチル、テレフタル酸ジ−n−オクチル、テレフタル酸ジ−i−オクチル、テレフタル酸ジ−n−ノニル、テレフタル酸ジ−n−デシル等が挙げられる。
【0013】
本発明において使用されるN−ブロムイミド型ブロム化剤としては、例えばN,N’,N”−トリブロムイソシアヌール酸、N,N’−ジブロムイソシアヌール酸ナトリウム、N−ブロムイソシアヌール酸モノナトリウム、N−ブロムイソシアヌール酸ジナトリウム、N−ブロムイソシアヌール酸、N,N’−ジブロムイソシアヌール酸カリウム、N,N’−ジブロムイソシアヌール酸、N,N’−ジブロムヒダントイン、N−ブロムヒダントインナトリウム、N−ブロムヒダントインカリウム、N−ブロムヒダントイン、N−ブロム−N’−メチルヒダントイン、1,3−ジブロム−5,5−ジメチルヒダントイン、1−ブロム−5,5−ジメチルヒダントイン、3−ブロム−5,5−ジメチルヒダントイン、1−ブロム−5,5−ジメチルヒダントインナトリウム、1−ブロム−5,5−ジメチルヒダントインカリウム、3−ブロム−5,5−ジメチルヒダントインナトリウム、3−ブロム−5,5−ジメチルヒダントインカリウム及びN−ブロムグルタルイミド等が挙げられ、特には、N,N’,N”−トリブロムイソシアヌール酸、1,3−ジブロム−5,5−ジメチルヒダントイン及びN−ブロムイソシアヌール酸モノナトリウム等が好ましい。
【0014】
本発明の特徴として、ブロムイミド型ブロム化剤の使用量により2−ブロム又は2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルを選択的に得られる点が挙げられる。すなわち、反応基質に対し、臭素原子当りで0.7〜1.3当量、特には0.9〜1.2当量のブロム化剤を使用すると2−ブロムテレフタル酸ジアルキルが高選択率で得られる。一方、ブロム化剤を反応基質に対し、臭素原子当りで1.7〜2.5当量、特には1.9〜2.2当量使用すると2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルが高選択率で得られる。
【0015】
本発明においては、溶媒として硫酸に代表される強酸が使用される。硫酸は市販の硫酸をそのまま使用できる。基本的に、水の存在はエステル基の酸加水分解を促進するため好ましくないが、反応条件を選択することによりその影響を抑制できる。すなわち、硫酸濃度としては、70〜100%間で使用でき、特には、90〜100%が好ましい。溶媒の使用量は、反応基質に対し、1〜20重量倍程度が使用でき、特には2〜8重量倍が好ましい。
【0016】
反応温度は、0〜150℃間が好ましいが、反応速度と目的物の選択率の観点から特には20〜100℃間が好ましい。
反応時間は、反応液のサンプリングにより液体クロマトグラフィーによる分析により決定することができる。
さらに反応は、常圧及び加圧下のいずれでも可能であり、又回分式でも連続式でも行うことができる。
【0017】
反応生成物は反応後、反応液を水にて希釈し、有機溶媒で抽出・濃縮後、得られる濃縮物から減圧蒸留により2−ブロムテレフタル酸ジアルキルを単離し、2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルの場合は晶析させることにより単離することができる。さらに、目的物の精製は、2−ブロムテレフタル酸ジアルキルの場合は粗生成物の減圧蒸留により、また2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルの場合はアルコール:1,2−ジクロロエタン(3:1、w/w)から再結晶することにより行うことができる。
【0018】
【実施例】
以下、実施例を挙げ本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
参考例1
1Lの反応容器中に95%硫酸1000g、テレフタル酸ジメチルエステル233g(1.20モル)を仕込み、室温で30分間攪拌し、溶解させた。この溶液に室温で、NBS213.6g(1.20モル)を半分ずつ1時間ごとに加えた。NBS添加終了後、室温にてさらに12時間攪拌した。
【0019】
別の容器に水 500g、1,2−ジクロロエタン(EDC) 500g及びメタノール 200gを仕込み、この混合溶液中に先の反応液を少しづつ加え、抽出・分液を行った。分液した有機層を5%重曹水溶液 300g 、水200gで順次洗浄し、溶媒を留去した。残留物を減圧蒸留することにより白色固体を262.5g得た。収率80% bp113〜114℃/0.1mm
この固体はMASS及び1H−NMRから2−ブロムテレフタル酸ジメチルであることを確認した。
【0020】
参考例2
2Lの反応容器中に95%硫酸2000g、テレフタル酸ジエチルエステル500g(2.25モル)を仕込み、室温で30分間攪拌した。ほとんどのエステルは溶解して溶液は淡褐色を呈した。この溶液に室温で、NBS400.5g(2.25モル)を半分ずつ1時間ごとに加えた。NBS添加終了後、室温にてさらに12時間攪拌した。
【0021】
別の容器に水 500g、EDC 500g 及びエタノール 300gを仕込み、この混合溶液中に先の反応液を少しづつ加え、抽出・分液を行った。分液した有機層を5%重曹水溶液300g、水300gで順次洗浄し、溶媒を留去した。残留物を減圧蒸留することにより無色オイルが555.6g得られた。収率82% bp136℃/0.5mm
この固体はMASS及び1H−NMRから2−ブロムテレフタル酸ジエチルであることを確認した。
【0022】
実施例1
参考例1においてNBSをN,N’,N”−トリブロムイソシアヌール酸438.9g(1.20モル)に変えた他は、同様に反応させた後、処理を行なった結果、白色固体として2−ブロムテレフタル酸ジメチルが245.7g得られた。収率75%
【0023】
実施例2
参考例1においてNBSをN−ブロムイソシアヌール酸モノナトリウム275.9g(1.20モル)に変えた他は、同様に反応させた後、処理を行なった結果、白色固体として2−ブロムテレフタル酸ジメチルが255.6g得られた。収率78%。
【0024】
参考例3
100mLの反応容器中に95%硫酸50.0g、テレフタル酸ジエチルエステル10.0g(45.0ミリモル)を仕込み、室温で30分間攪拌した。この溶液に室温で、NBS16.0g(90.0ミリモル)を半分ずつ1時間ごとに加えた。NBS添加終了後、室温にてさらに2時間攪拌した。
【0025】
別の容器に水 50g、EDC 50g 及びエタノール 30gを仕込み、この混合溶液中に先の反応液を少しづつ加え、抽出・分液を行った。分液した有機層を5%重曹水溶液30g、水30gで順次洗浄し、溶媒を留去した。残留物をエタノール:1,2−ジクロロエタン(3:1、w/w)から再結晶することにより無色結晶が14.9g得られた。収率87% mp128℃
この固体はMASS、1H−NMR及び13C−NMR から2,5−ジブロムテレフタル酸ジエチルであることを確認した。
【0026】
【発明の効果】
本発明方法の、強酸を溶媒とし、N−ブロムイミド型ブロム化剤としてN,N’,N”−トリブロムイソシアヌール酸、N,N’−ジブロムイソシアヌール酸ナトリウム、N−ブロムイソシアヌール酸モノナトリウム、N−ブロムイソシアヌール酸ジナトリウム、N−ブロムイソシアヌール酸、N,N’−ジブロムイソシアヌール酸カリウム又はN,N’−ジブロムイソシアヌール酸を用いてテレフタル酸ジアルキルをブロム化することにより、高収率でブロム化テレフタル酸ジアルキルを得ることができる。さらに、ブロム化剤の使用量を制御することで2−ブロム又は2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルを選択的に造り分けることができる。
Claims (6)
- N−ブロムイミド型ブロム化剤が、N,N’,N”−トリブロムイソシアヌール酸又はN−ブロムイソシアヌール酸モノナトリウムである請求項1記載の2−ブロム及び/又は2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルの製造方法。
- 強酸が、濃度70〜100%の硫酸である請求項1又は2記載の2−ブロム及び/又は2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルの製造方法。
- 反応温度が10℃〜150℃の間である請求項1乃至3のいずれかに記載の2−ブロム及び/又は2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルの製造方法。
- N−ブロムイミド型ブロム化剤の量が前記一般式[I]記載のテレフタル酸ジアルキルに対して臭素原子当たり0.7〜1.3当量である請求項1乃至4のいずれかに記載の2−ブロムテレフタル酸ジアルキルの製造方法。
- N−ブロムイミド型ブロム化剤の量が前記一般式[I]記載のテレフタル酸ジアルキルに対して臭素原子当たり1.7〜2.5当量である請求項1乃至4のいずれかに記載の2,5−ジブロムテレフタル酸ジアルキルの製造方法。
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