JP4136338B2

JP4136338B2 - 芳香族カルボン酸の製造方法

Info

Publication number: JP4136338B2
Application number: JP2001217369A
Authority: JP
Inventors: 泰二佐藤; 哲哉池本; 正己伊木
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2021-07-17
Also published as: JP2003034663A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
芳香族カルボン酸化合物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
芳香族カルボン酸は、メチル置換芳香族化合物（芳香環にメチル基が置換した芳香族化合物）を過マンガン酸カリウムで酸化することによって製造することができ、該製造方法は古くから簡便で有用な方法として知られている（H.T.Clarke, E.R.Taylor, Org. Synth., II, 135 (1943)）。該製造方法を利用して芳香族カルボン酸を製造する場合、過マンガン酸カリウム溶液を予め反応系中に仕込んだ後、これに被酸化物質（ここでは、メチル置換芳香族化合物）を滴下することによって行うと、過剰酸化となって副反応が起こるため、目的とする芳香族化合物の収率が低下してしまう。
【０００３】
また、この過剰酸化を防ぐため、逆に、被酸化物質を予め反応系中に仕込んだ後、これに過マンガン酸カリウムを分割して添加するか、水溶液として滴下した場合、反応によって生成した二酸化マンガンを反応液から極めて濾去し難く、さらに二酸化マンガンを濾去すると濾過物中に二酸化マンガン以外に目的物が多量に存在することになり、収率を低下させてしまう。さらに、上記以外にも、過マンガン酸カリウムと被酸化物質とを予め反応系中に仕込み、反応させる方法などもあるが、従来の方法はいずれも、過剰酸化による副生成物の生成、生成した二酸化マンガンの濾過性の不良、反応率の低下（未反応物の残存量の増加）、収率の低下などの問題があり、工業的に用いるには不適である。
このため、上記従来の問題を改善した、工業的に有用な芳香族カルボン酸化合物の製造方法の開発が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、過剰酸化による副生成物の生成、反応によって生成する二酸化マンガンの濾過性の不良、反応率の低下（未反応物の残存量の増加）および収率の低下といった従来の問題を改善した、工業的に有用な芳香族カルボン酸化合物の製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、少なくとも一つのメチル基を芳香環上に有する芳香族化合物と過マンガン酸カリウム水溶液とを特定の方法で添加することにより、温度コントロールが容易になるため、過剰酸化を抑制し、反応率を向上させ、収率を向上させることができるようになり、その上、反応によって生成する二酸化マンガンを反応液から濾去し易くなり、工業的にも有用であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明は以下の通りである。
（１）少なくとも一つのメチル基を芳香環上に有する芳香族化合物と過マンガン酸カリウム水溶液とを、別々に、かつ連続的または断続的に添加し、芳香族化合物のメチル基をカルボキシル基に酸化することを特徴とする芳香族カルボン酸の製造方法。
（２）芳香族化合物と過マンガン酸カリウムとを、毎分、反応に使用する全量の０．０５〜５重量％量ずつ、連続的または断続的に添加することを特徴とする、上記（１）に記載の製造方法。
（３）反応系中に、芳香族化合物または過マンガン酸カリウム水溶液のいずれか一方の一部をあらかじめ仕込んでおくことを特徴とする、上記（１）に記載の製造方法。
（４）芳香族化合物または過マンガン酸カリウム水溶液の、いずれか一方の一部をあらかじめ仕込んだ後、仕込んだ方を、毎分、（反応に使用する全量−仕込量）の０．０５〜５重量％量ずつ、連続的または断続的に添加し、かつ仕込んでいない方を、毎分、反応に使用する全量の０．０５〜５重量％量ずつ、連続的または断続的に添加する、上記（３）に記載の製造方法。
（５）芳香族化合物または過マンガン酸カリウム水溶液のいずれか一方の仕込量が、反応に使用する全量の５〜１５重量％量であることを特徴とする、上記（３）または（４）に記載の製造方法。
（６）過マンガン酸カリウム水溶液の濃度が１５〜３０重量％であることを特徴とする、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の製造方法。
（７）ｔ−ブタノールと水との混合溶媒中で芳香族化合物のメチル基をカルボキシル基に酸化することを特徴とする、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の製造方法。
（８）酸化終了後、反応混合物を５０〜９０℃で濾過することを特徴とする、上記（１）〜（７）のいずれかに記載の製造方法。
（９）芳香族化合物が下記一般式（Ｉ）
【０００７】
【化３】

【０００８】
（式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄及びＲ₅は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアシル基または置換基を有していてもよいアリールアルキル基を表す。）で示される化合物であり、かつ芳香族カルボン酸が下記一般式（ＩＩ）
【０００９】
【化４】

【００１０】
（式中、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉及びＲ₁₀はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアシル基または置換基を有していてもよいアリールアルキル基を表す。）で示される化合物である、上記（１）〜（８）のいずれかに記載の製造方法。
（１０）Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄及びＲ₅が、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアシル基または置換基を有していてもよいアリールアルキル基であり、かつＲ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉及びＲ₁₀が、それぞれ独立して水素原子、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアシル基または置換基を有していてもよいアリールアルキル基である、上記（９）に記載の製造方法。
（１１）芳香族化合物が（２，４−ジメチルフェニル）−（４−フルオロフェニル）メタノールであり、かつ芳香族カルボン酸が４−（４−フルオロベンゾイル）−１，３−ベンゼンジカルボン酸である、上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の製造方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、特に断りのない限り、「芳香族化合物」とは、「少なくとも１つのメチル基を芳香環上に有する芳香族化合物」のことを意味する。
本発明で使用する芳香族化合物としては、芳香環上に少なくとも一つのメチル基を有する限り特に限定されず、芳香族炭化水素であっても、窒素、酸素、硫黄等のヘテロ原子を含む芳香族複素環であってもよく、また単環式であっても多環式であってもよい。好ましくは、下記一般式（Ｉ）
【００１２】
【化５】

【００１３】
（式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄及びＲ₅は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアシル基または置換基を有していてもよいアリールアルキル基を表す。）で示される化合物が挙げられ、式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄及びＲ₅が、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアシル基または置換基を有していてもよいアリールアルキル基である化合物がより好ましい。本発明で使用する芳香族カルボン酸は、芳香環に少なくとも１つのカルボキシル基を有しており、ここでいう芳香環とは芳香族炭化水素であっても、窒素、酸素、硫黄等のヘテロ原子を含む芳香族複素環であってもよく、また単環式であっても多環式であってもよい。好ましくは、下記一般式（ＩＩ）
【００１４】
【化６】

【００１５】
（式中、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉及びＲ₁₀はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアシル基または置換基を有していてもよいアリールアルキル基を表す。）で示される化合物が挙げられ、式中、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉及びＲ₁₀が、それぞれ独立して水素原子、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアシル基または置換基を有していてもよいアリールアルキル基である化合物がより好ましい。
【００１６】
アルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であり、好ましくは炭素数１〜１２、より好ましくは１〜３のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ノニル基、ウンデシル基、ドデシル基が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基である。
【００１７】
アルコキシ基は、直鎖状または分岐鎖状であり、好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは１〜３のアルコキシ基であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基が挙げられ、好ましくはメトキシ基である。
【００１８】
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子であり、好ましくはフッ素原子、塩素原子である。
【００１９】
置換基を有していてもよいアリール基における「アリール基」としては、例えば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられ、好ましくはフェニル基である。ここでいう置換基としては、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基などが挙げられ、好ましくはハロゲン原子である。アリール基は、これらの置換基で１または２以上置換されていてもよく、置換位置は特に限定はない。置換基を有していてもよいアリール基の好適な具体例としては、例えばフェニル基、４−フルオロフェニル基などが挙げられる。
【００２０】
置換基を有していてもよいアシル基における「アシル基」としては、例えば、ベンゾイル基、アセチル基などが挙げられ、好ましくはベンゾイル基、アセチル基である。ここでいう置換基としては、例えば、ハロゲン原子（前記と同義）などが挙げられ、好ましくはフッ素原子である。アシル基は、これらの置換基で１または２以上置換されていてもよく、置換位置は特に限定はない。置換基を有していてもよいアシル基の好適な具体例としては、例えば、ベンゾイル基、アセチル基、４−フルオロベンゾイル基などが挙げられる。
【００２１】
置換基を有していもよいアリールアルキル基における「アリール」部は、上記「アリール基」と同義であり、「アルキル部」は直鎖状または分岐鎖状の炭素数１〜８、好ましくは１〜４のアルキル基である。ここでいう置換基としては、例えば、ハロゲン原子（前記と同義）、ヒドロキシル基などが挙げられ、好ましくはフッ素原子、ヒドロキシル基である。アリールアルキル基は、これらの置換基で１または２以上置換されていてもよい。置換位置は特に限定はなく、置換基はアリール部、アルキル部のいずれに有していてもよく、両方同時に有していてもよい。置換基を有していもよいアリールアルキル基の好適な具体例としては、例えばベンジル基、（４−フルオロフェニル）−（ヒドロキシ）−メチル基などが挙げられる。
【００２２】
上記一般式(Ｉ)で表される化合物の特に好適な具体例としては、（２，４−ジメチルフェニル）−（４−フルオロフェニル）メタノールが挙げられ、これを本発明の製造方法の原料として使用すると、抗うつ剤シタロプラムの有用な中間体である４−（４−フルオロベンゾイル）−１，３−ベンゼンジカルボン酸を得ることができる。
【００２３】
本発明においては、芳香族化合物と過マンガン酸カリウム水溶液とを特定の方法で添加して反応させることにより、芳香族化合物のメチル基がカルボキシル基に酸化され、芳香族カルボン酸を製造することができる。
【００２４】
本発明においては、芳香族化合物と過マンガン酸カリウムとを、反応系中の過マンガン酸カリウムのモル数が（反応系中の芳香族化合物のモル数）×（該化合物の有する過マンガン酸カリウムで酸化されうる官能基数）の値の０．２５〜４倍となるように添加するのが好ましい。
【００２５】
本発明においては、芳香族化合物と過マンガン酸カリウム水溶液とを、別々に、かつ連続的または断続的に反応系内に添加することが必須である。なお、本発明において、「別々に添加する」とは芳香族化合物と過マンガン酸カリウムをそれぞれ独立した注ぎ口から添加することをいう。また、添加方法は連続的であっても断続的であってもよいが、添加中の反応系内に存在する芳香族化合物と過マンガン酸カリウムの割合が、反応に使用する芳香族化合物と過マンガン酸カリウムの割合とほぼ同じにできる点から、毎分、反応に使用する全量の、好ましくは０．０５〜５重量％量ずつ、より好ましくは０．１〜１重量％量ずつ添加する。連続的に添加する場合は、反応に使用する全量の芳香族化合物と過マンガン酸カリウム水溶液をそれぞれ連続的に添加する。断続的に添加する場合は、反応に使用する全量の芳香族化合物と過マンガン酸カリウム水溶液をそれぞれ複数に分割して断続的に添加する。後者の場合、添加中の反応系内に存在する芳香族化合物と過マンガン酸カリウムの割合が、反応に使用する芳香族化合物と過マンガン酸カリウムの割合とほぼ同じにできる点から、芳香族化合物の分割数と過マンガン酸カリウムの分割数が同じであることが好ましい。当該分割数は、反応スケールにもよるが、反応熱が除熱され、後述の反応温度範囲内に保つことができる限り特に制限はなく、反応スケールが１００モルスケールの場合、通常は２０分割以上、好ましくは２０分割〜１００分割、より好ましくは３０分割〜８０分割である。
【００２６】
本発明においては、滴下、注入のどちらの添加方法でもかまわない。また、添加に要する時間は、反応スケールにもよるが、反応熱が除熱され、後述の温度範囲内に保つことができる限り特に制限はない。
【００２７】
本発明においては、過マンガン酸カリウムの使用量は芳香族化合物の種類によって異なるが、通常、過マンガン酸カリウムのモル数が、（反応に使用する芳香族化合物のモル数）×（該化合物の有する過マンガン酸カリウムで酸化されうる官能基数）の０．２５〜４倍、好ましくは１〜３倍となる量である。過マンガン酸カリウムの使用量が０．２５倍未満となる量であると、芳香族化合物の芳香環上のメチル置換基のカルボキシル基への酸化が不十分となり、目的とする芳香族カルボン酸の収率が低下する。逆に４倍となる量を超えると、過剰酸化が起こり、芳香族カルボン酸が分解してしまって収率が低下する恐れがあるので好ましくない。なお、過マンガン酸カリウムで酸化されうる基としては、例えば、芳香環に置換したアルキル基（メチル基を含む）、ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、ハロゲノメチル基、ホルミル基などが挙げられる。
【００２８】
本発明においては、過マンガン酸カリウムは水溶液として添加する。水溶液とすることによって、上述の方法での添加が容易となる。水溶液の濃度としては、反応性及び経済性の観点から、１５〜３０重量％が好ましく、さらに好ましくは２０〜２５重量％である。また、過マンガン酸カリウムが析出するのを防ぐため、過マンガン酸カリウム水溶液は、添加時まで保温しておくことが好ましい。保温温度は４０〜９０℃が好ましく、さらに好ましくは７０〜８５℃である。
【００２９】
また、本発明においては、反応系中に芳香族化合物または過マンガン酸カリウム水溶液のいずれか一方の一部をあらかじめ仕込んでおいてもよい。仕込量は、芳香族化合物であっても過マンガン酸カリウムであっても同じであり、反応に使用する全量の、好ましくは５〜１５重量％量、より好ましくは７〜１２重量％量である。
【００３０】
反応系中に芳香族化合物または過マンガン酸カリウム水溶液のいずれか一方の一部をあらかじめ仕込んでおく場合、仕込んだ後、仕込んだ方を、毎分、（反応に使用する全量−仕込量）の０．０５〜５重量％量ずつ、連続的または断続的に添加し、かつ仕込んでいない方を、毎分、反応に使用する全量の０．０５〜５重量％量ずつ、連続的または断続的に添加するのが好ましい。また、過マンガン酸カリウムをあらかじめ仕込んだ場合、芳香族化合物の最初の添加量は、（反応系中の芳香族化合物のモル数）：（反応系中の過マンガン酸カリウムのモル数）＝１０：３〜３：１０となる量であるのが好ましく、１０：５〜５：１０がより好ましい。芳香族化合物をあらかじめ仕込んだ場合、過マンガン酸カリウム水溶液の最初の添加量は、（反応系中の芳香族化合物のモル数）：（反応系中の過マンガン酸カリウムのモル数）＝１０：３〜３：１０となる量であるのが好ましく、５：１０〜１０：１０がより好ましい。
【００３１】
本発明で使用できる溶媒としては、例えば水、ｔ−ブタノール、ｔ−アミルアルコール、アセトン、ピリジン等の有機溶媒及びそれらの混合溶媒が挙げられる。好ましくはｔ−ブタノールと水との混合溶媒であり、この時の好ましいｔ−ブタノールと水との割合（重量比）は、２：１〜１：３、より好ましくは１：１〜１：２である。なお、溶媒の使用量は、撹拌が可能である限り特に制限はないが、通常は芳香族化合物に対して１〜６０重量倍量使用され、好ましくは１０〜４０重量倍量である。本発明においては、芳香族化合物はこれらの溶媒の溶液として添加することができる。
【００３２】
本発明は、通常５０〜１００℃、好ましくは７０〜８５℃で芳香族化合物と過マンガン酸カリウムとを添加しながら撹拌する。滴下終了後、反応が完結しているかどうかは、ＨＰＬＣやヨウ化カリウムデンプン紙で確認することができ、反応が完結していない場合には、通常５０〜１００℃、好ましくは７５〜８５℃で、反応が完結するまでさらに撹拌する。撹拌は、芳香族化合物及びその使用量にもよるが、通常添加終了後３〜２０時間、好ましくは５〜１０時間行う。
【００３３】
本発明においては、濾過時における容積効率を向上させるために、反応終了後に反応液を濃縮してもよい。なお、濃縮は、溶媒の量が通常濃縮前の３０〜９０重量％量、好ましくは５０〜８０重量％量となるように行う。
【００３４】
本発明においては、酸化終了後、反応混合物を通常５０〜９０℃、好ましくは５０〜８０℃、より好ましくは６０〜７０℃で濾過するのが好ましい。５０℃よりも低い温度では目的物の二酸化マンガンへの吸着が生じやすくなって収率が低下し、９０℃よりも高い温度では用いる溶媒によっては蒸発しやすくなり好ましくない。
【００３５】
反応液を濾過すると、濾過開始後、まず濾液が連続的に落ち始めてから、次に断続的に落ちるようになり、最終的に落ちなくなるが、本発明においては、（濾過の開始）〜（濾液が連続的に落ちる状態から断続的に落ちる状態に変わる直前）の時間を濾過時間とする。
【００３６】
濾過速度とは、（濾過量）÷（濾過面積）÷（濾過時間）で算出される値である。濾過速度値を比較する際には、濾過条件（濾過温度、濾過圧）を同じにして濾過時間を測定することが重要である。さらに正確に比較するため、反応液のケーキ厚および濾過面の面積を同じにして濾過時間を測定するのが好ましい。
【００３７】
本発明において、反応液を濾過後、得られた濾液から目的物である芳香族カルボン酸を取り出す方法としては種々の方法を用いることができる。例えば、濾液に酸を加えることにより芳香族カルボン酸を結晶として析出させ、濾取することができる。しかしながら、この方法で析出する結晶は細かく、濾過に時間がかかるうえに、析出した結晶に不純物を含みやすい。このため、この方法で取り出した場合、さらなる精製を必要とする。そこで、本発明者らは、上記問題を解決するため研究を行った結果、酸の溶液に芳香族カルボン酸を含む溶液を滴下すると得られる結晶が大きくなり、濾過時間を短縮でき、さらに結晶に不純物を含みにくくなることを見出した。具体的には、反応混合液を濾過した濾液を、酸性の溶液中に、通常２０〜８０℃、好ましくは６０〜６５℃で加えることにより結晶性に優れ、かつ不純物の少ない芳香族カルボン酸を得ることができる。ここでいう酸性の溶液とはｐＨが０〜７の範囲内にある限り、いかなる酸を含む溶液であってもよく、例えば、通常は塩酸、硫酸、リン酸、酢酸、好ましくは塩酸、硫酸を含む溶液が挙げられる。なお、結晶化した芳香族カルボン酸を含む混合液は、通常１０〜８０℃、好ましくは２５〜５５℃で濾過する。
【００３８】
本発明の芳香族カルボン酸の製造方法の好適な態様の具体例としては、例えば以下のような方法が挙げられる。反応に使用する過マンガン酸カリウムの一部と水とを予め反応系に仕込み、これを加熱溶解して水溶液とした後、芳香族化合物の反応溶媒の溶液と残りの加熱溶解させた過マンガン酸カリウム水溶液とを別々の注ぎ口から、本発明の条件１および２を満足するように滴下・撹拌する。
【００３９】
本発明で用いる芳香族化合物は、例えば米国特許第３８３５１６７号に記載の方法によって製造することができる。
【００４０】
【実施例】
以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４１】
実施例１
過マンガン酸カリウム２７．１ｇを含む水溶液１１２．１ｇを反応容器に加えて、７５〜８５℃に加熱し、後記製造例の方法で得られた（２，４−ジメチルフェニル）−（４−フルオロフェニル）メタノール６０ｇを含む８７％ｔ−ブタノール水溶液６００ｇと過マンガン酸カリウム２４４ｇを含む水溶液１００９ｇとを、別々の注ぎ口から、８０〜８５℃で、毎分、（２，４−ジメチルフェニル）−（４−フルオロフェニル）メタノールは反応に使用する全量の０．２〜０．４重量％量ずつ、過マンガン酸カリウムは（反応に使用する全量−仕込量）の０．２〜０．５重量％量ずつとなるように調節しながら、それぞれ５時間かけて連続的に添加した。さらに、８０〜８５℃で２時間撹拌し、ヨウ化カリウムデンプン紙が陰性になったことを確認した。８０〜１００℃に加熱し、溶媒（ｔ−ブタノール水溶液）５１７ｇを留去した。６０〜７０℃まで１．１時間かけて冷却し、８５ｍ／ｍ径の濾紙を使用し、同温度で、濾過圧を１０ｋＰａとして吸引濾過した。濾過時間は８０秒であった。濾過速度は２３９０Ｌ／ｈ／ｍ²（ケーキ厚１００ｍ／ｍ換算）であった。濾過終了後、濾過物を５０〜７０℃の温水１８０ｇで洗浄した。３５％塩酸１１０ｇと水１１０ｇを混合して（ｐＨ１以下）６０〜６５℃に保温し、先の濾液９２２．４ｇを同温度で滴下した。３０℃まで冷却し、生じた結晶を濾取し、減圧下乾燥して、４−（４−フルオロベンゾイル）−１，３−ベンゼンジカルボン酸５６．８ｇを得た。収率は７５．６％で、そのＨＰＬＣ純度は９４．７％であった。そのＮＭＲデータは以下の通りであった。
【００４２】
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ₆、４００ＭＨｚ）δ＝７．３１（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝９Ｈｚ），７．５５（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ），７．７０（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝９Ｈｚ，Ｊ＝５Ｈｚ），８．２３（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，Ｊ＝２Ｈｚ），８．５１（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝２Ｈｚ），１３．５２（２Ｈ，ｂｒ）ｐｐｍ
【００４３】
実施例２
８７％ｔ−ブタノール水溶液１７．５ｋｇと水３４．９ｋｇおよび製造例で得られた（２，４−ジメチルフェニル）−（４−フルオロフェニル）メタノール１．１５ｋｇを含む８７％ｔ−ブタノール水溶液１１．０ｋｇを反応容器に仕込み、７５〜８２℃に加熱した後、（２，４−ジメチルフェニル）−（４−フルオロフェニル）メタノール１０．４２ｋｇを含む８７％ｔ−ブタノール水溶液９９．４ｋｇと過マンガン酸カリウム５２．７ｋｇを含む水溶液２２８．５ｋｇとを、別々の注ぎ口から、８０〜８２℃で、毎分、（２，４−ジメチルフェニル）−（４−フルオロフェニル）メタノールは、（反応に使用する全量−仕込量）の０．２〜０．３重量％量ずつ、過マンガン酸カリウムは、反応に使用する全量の０．２〜０．３重量％量ずつとなるように調節しながら、それぞれ６．５時間かけて連続的に添加した。さらに、８０〜８５℃で６時間撹拌し、ヨウ化カリウムデンプン紙が陰性になったことを確認した。８０〜９０℃で、溶媒（ｔ−ブタノール水溶液）１１１ｋｇを留去した。約６５℃まで２時間４０分かけて冷却し、９５０ｍ／ｍ径の濾布を使用し、同温度で、濾過圧を１０ｋＰａとして吸引濾過した。濾過時間は６分２３秒であった。ケーキ厚は５０ｍ／ｍで、濾過速度は８６０ｋｇ／ｈ／ｍ²（ケーキ厚１００ｍ／ｍ換算）であった。濾過物を５０〜７０℃の温水３４．９ｋｇで洗浄した。洗浄時間は１０分であった。３５％塩酸２１．６ｋｇと温水３８ｋｇを混合して（ｐＨ１以下）６０〜６５℃に保温し、先の濾液２４４．８ｋｇを同温度で３時間かけて滴下した。５０℃まで６５分かけて冷却し、６００ｍ／ｍ径の濾布を使用し濾過した。濾過時間は１７秒であった。ケーキ厚は５０ｍ／ｍ、濾過速度は４００００ｋｇ／ｈ／ｍ²（１００ｍ／ｍ換算）であった。温水３１ｋｇで洗浄（洗浄時間４６秒）し、ついで温水３８ｋｇでさらに洗浄した（洗浄時間６７秒）。減圧下、８０℃で乾燥し、４−（４−フルオロベンゾイル）−１，３−ベンゼンジカルボン酸１１．１３ｋｇを得た。収率は７６．９％で、そのＨＰＬＣ純度は９４．３％であり、実施例１と同様のＮＭＲデータを示した。
【００４４】
比較例
水３７９ｇおよび製造例の方法で得られた（２，４−ジメチルフェニル）−（４−フルオロフェニル）メタノール７８．７ｇを含む８７％ｔ−ブタノール水溶液５０１．４ｇを反応容器に加えて、６０〜６５℃になるまで加熱し、過マンガン酸カリウム３５７．７ｇを、反応系内を８０〜８３℃の温度に保ちながら５時間かけて添加した。さらに、８０〜８３℃で２時間撹拌し、ヨウ化カリウムデンプン紙が陰性になったことを確認した。ついで、８０〜１００℃になるまで加熱し、溶媒（ｔ−ブタノール水溶液）３００ｇを留去した。６０〜７０℃になるまで５時間かけて冷却し、８５ｍ／ｍ径の濾紙を使用し、同温度で、濾過圧を１０ｋＰａとして吸引濾過した。濾過時間は１３分３０秒であった。濾過速度は３６０Ｌ／ｈ／ｍ²（ケーキ厚１００ｍ／ｍ換算）であった。濾過物を５０〜７０℃の温水２３７ｇで洗浄した。３５％塩酸１４７ｇと水１４３ｇを混合して（ｐＨ１以下）６０〜６５℃に保温し、先の濾液８８１ｇを同温度で滴下した。３０℃まで冷却し、生じた結晶を濾取した。減圧下乾燥して、４−（４−フルオロベンゾイル）−１，３−ベンゼンジカルボン酸７２．０ｇを得た。収率は７３．１％で、そのＨＰＬＣ純度は９１．９％であった。
【００４５】
製造例
窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン９．０５ｋｇにマグネシウム２．７３ｋｇおよびヨウ素２３ｇを加えた。室温で4-ブロモフルオロベンゼン３５０ｇを加えて反応の開始を確認した後、テトラヒドロフラン３５．６ｋｇを加えた。４-ブロモフルオロベンゼン１９．６５ｋｇを２０〜５０℃で滴下した。反応液を０〜５℃に冷却し、２，４-ジメチルベンズアルデヒド１３．７５ｋｇを０〜３０℃で滴下した。反応終了を確認した後、塩化アンモニウム２１．６ｋｇを水７４．６ｋｇに溶解した溶液に反応液を滴下した。有機層を減圧下で濃縮し、８７％ｔ−ブタノール水溶液１３．６ｋｇを加えてさらに減圧濃縮した。濃縮残渣をＮＭＲにて分析し、（２，４−ジメチルフェニル）−（４−フルオロフェニル）メタノールであることを確認した。
【００４６】
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃、４００ＭＨｚ）δ＝２．０５（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝４Ｈｚ），２．２１（３Ｈ，ｓ），２．３１（３Ｈ，ｓ），５．９６（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝４Ｈｚ），６．９８（１Ｈ，ｓ），７．００（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝９Ｈｚ），７．０５（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ），７．２９（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝９Ｈｚ，Ｊ＝５Ｈｚ），７．３３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ）ｐｐｍ
８７％ｔ−ブタノール水溶液１９８ｋｇを加えて溶解し、全重量を秤量すると２２１．４ｋｇであり、溶液に含まれる（２，４−ジメチルフェニル）−（４−フルオロフェニル）メタノールはＨＰＬＣ分析により２３．２１ｋｇであった。その収率は９９．６６％であった。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の製造方法により、過剰酸化による副生成物の生成、反応によって生成する二酸化マンガンの濾過性の不良、反応率の低下（未反応物の残存量の増加）、収率の低下といった従来の問題を改善でき、工場での大スケールの反応に過マンガン酸カリウム酸化を使用でき、本発明の方法は産業上、非常に有用な方法である。

Claims

少なくとも一つのメチル基を芳香環上に有する芳香族化合物と過マンガン酸カリウム水溶液とを、別々に、かつ連続的または断続的に添加し、芳香族化合物のメチル基をカルボキシル基に酸化することを特徴とする芳香族カルボン酸の製造方法。
芳香族化合物と過マンガン酸カリウムとを、毎分、反応に使用する全量の０．０５〜５重量％量ずつ、連続的または断続的に添加することを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
反応系中に、芳香族化合物または過マンガン酸カリウム水溶液のいずれか一方の一部をあらかじめ仕込んでおくことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
芳香族化合物または過マンガン酸カリウム水溶液の、いずれか一方の一部をあらかじめ仕込んだ後、仕込んだ方を、毎分、（反応に使用する全量−仕込量）の０．０５〜５重量％量ずつ、連続的または断続的に添加し、かつ仕込んでいない方を、毎分、反応に使用する全量の０．０５〜５重量％量ずつ、連続的または断続的に添加する、請求項３に記載の製造方法。
芳香族化合物または過マンガン酸カリウム水溶液のいずれか一方の仕込量が、反応に使用する全量の５〜１５重量％量であることを特徴とする、請求項３または４に記載の製造方法。
過マンガン酸カリウム水溶液の濃度が１５〜３０重量％であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
ｔ−ブタノールと水との混合溶媒中で芳香族化合物のメチル基をカルボキシル基に酸化することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
酸化終了後、反応混合物を５０〜９０℃で濾過することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
芳香族化合物が下記一般式（Ｉ）

（式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄及びＲ₅は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアシル基または置換基を有していてもよいアリールアルキル基を表す。）で示される化合物であり、かつ芳香族カルボン酸が下記一般式（ＩＩ）

（式中、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉及びＲ₁₀はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアシル基または置換基を有していてもよいアリールアルキル基を表す。）で示される化合物である、請求項１〜８のいずれかに記載の製造方法。
Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄及びＲ₅が、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアシル基または置換基を有していてもよいアリールアルキル基であり、かつＲ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉及びＲ₁₀が、それぞれ独立して水素原子、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアシル基または置換基を有していてもよいアリールアルキル基である、請求項９に記載の製造方法。
芳香族化合物が（２，４−ジメチルフェニル）−（４−フルオロフェニル）メタノールであり、かつ芳香族カルボン酸が４−（４−フルオロベンゾイル）−１，３−ベンゼンジカルボン酸である、請求項１〜１０のいずれかに記載の製造方法。