JP4191875B2 - 芳香族カルボン酸化合物の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２位あるいは４位にカルボキシル基をもつフェノールおよびナフトール類の改良された製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェノールおよびナフトール類をアルカリ金属塩の存在下あるいはアルカリ金属塩化した後、高圧下、二酸化炭素と高温で反応させ、２位あるいは４位にカルボキシル基を導入する反応（Kolbe-Schmitt反応）は、工業的に非常に汎用性の高い反応である。しかし、この反応は基質に大きく依存し、基質によっては高温、高圧の条件が必要であるという問題があった。また、Chem.Rev. 57, 583(1957)によると、この反応の方法としては気相固相の不均一系反応あるいは気相液相の均一系反応の２種に分類できる。気相固相法では装置依存性が大きく、反応も非常に複雑になるという問題があるのに対し、気相液相法ではこのような装置依存性は小さいという利点がある。しかし、気相液相法ではアルカリ金属塩化時に生成する水の影響をうけて反応が止まってしまうという問題があった。そのため、あらかじめアルカリ金属塩化し、これを単離し蒸発乾固した後、気相液相法で反応をおこなう方法が有機合成化学協会誌, 326(1976)、特開昭５８−９９４３６号、特開平１−１８０８６３号に、また、水と共沸する有機溶媒中でアルカリ金属塩化し、水を除去後、単離せず気相液相法で反応をおこなう方法がヨーロッパ特許９２７１５３号に記載されている。また、アルカリ金属塩化時に水を生成しない強塩基を用いる方法として、ジヒドロキシナフタレンを出発原料とし、有機溶媒中アルカリ金属アルコキシドを用いてアルカリ金属塩化し、生成するアルコールを加熱除去後、気相液相法で反応をおこなう方法が特開平５−１９４３１４号に記載されている。しかし、これらの方法ではアルカリ金属塩を単離してから、二酸化炭素と反応させている点あるいは生成する水、アルコールを共沸等により除去する点で、工程数が多くなり、操作も煩雑になるため、工業的に有利な方法であるとは言いがたい。更に前記の方法（有機合成協会誌、特開昭５８−９９４３６号、特開平１−１８０８６３号）では酸化をうけるような不安定な化合物および融点の高い化合物では低収率であるなどの問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、比較的穏和な条件および工業的に有利な方法でフェノール、ナフトール類の２位あるいは４位にカルボキシル基を高収率で導入する方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、種々検討をおこなった結果、アルカリ金属塩を単離することなく、また水、アルコール等を除去する操作をせずに高収率で反応をおこなう方法として、t-ブトキシナトリウムを強塩基として用いる方法を見出した。非プロトン性極性溶媒中、t-ブトキシナトリウムを用いてアルカリ金属塩化し、そのまま単離せず、かつ生成するアルコールを除去する操作を行わずに二酸化炭素との反応をおこなうことにより、比較的穏和な条件および工業的に有利な方法でフェノール、ナフトール類の２位あるいは４位にカルボキシル基を高収率で導入することができる。
すなわち、本発明の目的は、次の（１）および（２）によって達成される。
（１）一般式（I）で表される化合物を非プロトン性極性溶媒中、t-ブトキシナトリウム存在下、二酸化炭素と反応させて、２位または４位にカルボキシル基を導入することを特徴とする一般式（II）で表される化合物の製造法。
一般式（I）
【０００５】
【化５】
【０００６】
一般式（II）
【０００７】
【化６】
【０００８】
（R1は置換基を表し、水酸基のオルト位あるいはパラ位のいずれかは水素原子である。nは０から４であり、n=２以上の時、複数のR1は互いに同一であっても異なっていても良く、複数のR1は互いにオルト位にある基が結合して脂肪族あるいは芳香族５〜７員環を形成しても良い。）
（２）一般式（III）で表される化合物を非プロトン性極性溶媒中、t-ブトキシナトリウム存在下、二酸化炭素と反応させて、２位にカルボキシル基を導入することを特徴とする一般式（IV）で表される化合物の製造法。
一般式（III）
【０００９】
【化７】
【００１０】
一般式（IV）
【００１１】
【化８】
【００１２】
（Ｒ２は水素原子、アルキル基、アシル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルバモイル基またはアリールカルバモイル基を表す。）
（３）前記非プロトン性極性溶媒中、 t- ブトキシナトリウムを用いてアルカリ金属塩化し、そのまま単離せず、かつ生成するアルコールを除去する操作を行わずに二酸化炭素との反応をおこなうことを特徴とする（１）または（２）項記載の化合物の製造法。
（４）前記非プロトン性極性溶媒が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン又はＮ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリドンであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
（５）前記非プロトン性極性溶媒の使用量が、一般式（Ｉ）または（ II ）で表される化合物に対して質量比で１倍以上であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
（６）前記ｔ−ブトキシナトリウムの前記一般式（Ｉ）または（ II ）で表される化合物に対するモル比が１〜１０であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
（７）前記一般式（Ｉ）または（ II ）で表される化合物と前記二酸化炭素との反応温度が２０℃〜１５０℃であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
（８）前記一般式（ I ）で表される化合物と前記二酸化炭素との反応時の前記二酸化炭素の圧力が０．５ａｔｍ〜５０ａｔｍであることを特徴とする（１）〜（７）のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
（９）前記一般式（Ｉ）または（ II ）で表される化合物と前記二酸化炭素との反応時間が１時間〜１２時間であることを特徴とする（１）〜（８）のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
（１０）前記Ｒ １ が、水素原子、ハロゲン原子、またはアルキル基を表すことを特徴とする（１）項記載の化合物の製造法。
（１１）前記Ｒ １ が、炭素数１〜３０のアルキル基を表すことを特徴とする（１）項記載の化合物の製造法。
（１２）前記Ｒ ２ が、水素原子、または炭素数１〜３２のアルキル基を表すことを特徴とする（２）項記載の化合物の製造法。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳しく説明する。
式中R1は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基（シクロアルキル基、ビシクロアルキル基を含む）、アルケニル基（シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む）、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、アミノ基（アニリノ基を含む）、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルアミノ基、シリル基を表し、水酸基のオルト位あるいはパラ位のいずれかは水素原子である。nは０から４であり、n=２以上の時、複数のR1は互いに同一であっても異なっていても良く、複数のR1は互いにオルト位にある基が結合して脂肪族あるいは芳香族５〜７員環を形成しても良い。
【００１４】
更に詳しくは、R1は、水素原子、ハロゲン原子（例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、アルキル基〔直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルキル基を表す。アルキル基（好ましくは炭素数１から３０のアルキル基、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ｎ−オクチル、エイコシル、２―エチルヘキシル）、シクロアルキル基（好ましくは、炭素数３から３０の置換または無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル、シクロペンチル、４−ｎ−ドデシルシクロヘキシル）、ビシクロアルキル基（好ましくは、炭素数５から３０の置換もしくは無置換のビシクロアルキル基、つまり、炭素数５から３０のビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ［１，２，２］ヘプタン−２−イル、ビシクロ［２，２，２］オクタン−３−イル）、更に環構造が多いトリシクロ構造なども包含する。以下に説明する置換基の中のアルキル基（例えばアルキルチオ基のアルキル基）もこのような概念のアルキル基を表す。〕、アルケニル基〔直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。アルケニル基（好ましくは炭素数２から３０の置換または無置換のアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル）、シクロアルケニル基（好ましくは、炭素数３から３０の置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、つまり、炭素数３から３０のシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、２−シクロペンテン−１−イル、２−シクロヘキセン−１−イル）、ビシクロアルケニル基（置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数５から３０の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−１−イル、ビシクロ［２，２，２］オクト−２−エン−４−イル）〕、アルキニル基（好ましくは、炭素数２から３０の置換または無置換のアルキニル基、例えば、エチニル、プロパルギル）、アリール基（好ましくは炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリール基、例えばフェニル、
【００１５】
ｐ−トリル、ナフチル、ｍ−クロロフェニル）、ヘテロ環基（好ましくは５または６員の置換もしくは無置換の、芳香族もしくは非芳香族のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、更に好ましくは、炭素数３から３０の５もしくは６員の芳香族のヘテロ環基である。例えば、２−フリル、２−ピリミジニル、２−ベンゾチアゾリル）、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、ｔ−ブトキシ、ｎ−オクチルオキシ）、アリールオキシ基（好ましくは、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、２−メチルフェノキシ、４−ｔ−ブチルフェノキシ）、ヘテロ環オキシ基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のヘテロ環オキシ基、１−フェニルテトラゾール−５−オキシ、２−テトラヒドロピラニルオキシ）、アシルオキシ基（好ましくはホルミルオキシ基、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニルオキシ基、例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、ピバロイルオキシ、ステアロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、ｐ−メトキシフェニルカルボニルオキシ）、アミノ基（好ましくは、アミノ基、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアニリノ基、例えば、アミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ、N-メチル−アニリノ、ジフェニルアミノ）、アシルアミノ基（好ましくは、ホルミルアミノ基、
【００１６】
炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ）、アミノカルボニルアミノ基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ、例えば、カルバモイルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノカルボニルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２から３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、ｔ−ブトキシカルボニルアミノ、ｎ−オクタデシルオキシカルボニルアミノ）、スルファモイルアミノ基（好ましくは、炭素数０から３０の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基、例えば、スルファモイルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノスルホニルアミノ、Ｎ−ｎ−オクチルアミノスルホニルアミノ）、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールスルホニルアミノ、例えば、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ、ｐ−メチルフェニルスルホニルアミノ）、メルカプト基、アルキルチオ基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキルチオ基、例えばメチルチオ、エチルチオ、ｎ−ヘキサデシルチオ）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールチオ、例えば、フェニルチオ、ｐ−クロロフェニルチオ、ｍ−メトキシフェニルチオ）、
【００１７】
ヘテロ環チオ基（好ましくは炭素数２から３０の置換または無置換のヘテロ環チオ基、例えば、２−ベンゾチアゾリルチオ、１−フェニルテトラゾール−５−イルチオ）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０から３０の置換もしくは無置換のスルファモイル基、例えば、Ｎ−エチルスルファモイル、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルファモイル）、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基（好ましくは、炭素数１から３０の置換または無置換のアルキルスルフィニル基、炭素数６から３０の置換または無置換のアリールスルフィニル基、例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、フェニルスルフィニル、ｐ−メチルフェニルスルフィニル）、アルキル及びアリールスルホニル基（好ましくは、炭素数１から３０の置換または無置換のアルキルスルホニル基、炭素数６から３０の置換または無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、フェニルスルホニル、ｐ−メチルフェニルスルホニル）、アシル基（好ましくはホルミル基、炭素数２から３０の置換または無置換のアルキルカルボニル基、、炭素数７から３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、例えば、アセチル、ピバロイル、２−クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは、炭素数７から３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基、例えば、フェノキシカルボニル、ｐ−ｔ−ブチルフェノキシカルボニル）、アルコキシカルボニル基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニル基、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ｔ−ブトキシカルボニル、ｎ−オクタデシルオキシカルボニル）、カルバモイル基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のカルバモイル、例えば、カルバモイル、Ｎ−メチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−オクチルカルバモイル）、イミド基（好ましくは、Ｎ−スクシンイミド、Ｎ−フタルイミド）、ホスフィノ基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノ）、ホスフィニル基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のホスフィニル基、例えば、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニル）、ホスフィニルアミノ基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のホスフィニルアミノ基、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノ）、シリル基（好ましくは、炭素数３から３０の置換もしくは無置換のシリル基、例えば、トリメチルシリル、ｔ−ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル）を表わす。
【００１８】
式中R2は水素原子、アルキル基（本発明において直鎖、分岐鎖、環状、置換もしくは無置換のアルキル基をいう）、アシル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルバモイル基またはアリールカルバモイル基を表す。
R2で表されるアルキル基は好ましくは炭素数１〜32、さらに好ましくは１〜22であり、具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、2-プロペニル、2-プロピニル、ブチル、イソブチル、ヘキシル、シクロヘキシル、2-エチルヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、ヘキサデシルおよびオクタデシル等が挙げられる。
R2で表されるシクロアルキル基は好ましくは炭素数3〜12、さらに好ましくは3〜6であり、具体例としては、シクロプロピル、シクロヘキシル等が挙げられる。
R2で表されるアシル基は好ましくは炭素数１〜32、さらに好ましくは１〜22であり、具体例としては、ホルミル、アセチル、プロパノイル、ブタノイル、イソブタノイル、ヘキサノイル、オクタノイル、デカノイル、ドデカノイル、ヘキサデカノイル、オクタデカノイルおよびベンゾイル等が挙げられる。
R2で表されるアルキルスルホニル基は好ましくは炭素数１〜18、さらに好ましくは１〜4であり、具体例としては、メチルスルホニル、エチルスルホニル、プロピルスルホニルおよびブチルスルホニル等が挙げられる。
R2で表されるアリールスルホニル基は好ましくは炭素数１〜24、さらに好ましくは１〜18であり、具体例としては、フェニルスルホニル、p-トルエンスルホニル等が挙げられる。R2で表されるアルコキシカルボニル基は好ましくは炭素数１〜32、さらに好ましくは１〜22であり、具体例としては、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、イソブチルオキシカルボニル、オクチルオキシカルボニル等が挙げられる。
R2で表されるアルキルカルバモイル基は好ましくは炭素数１〜32、さらに好ましくは１〜22であり、具体例としては、メチルカルバモイル、エチルカルバモイル、オクチルカルバモイル等が挙げられる。
R2で表されるアリールカルバモイル基は好ましくは炭素数１〜24、さらに好ましくは１〜16であり、具体例としては、フェニルカルバモイル、p-トリルカルバモイル等が挙げられる。
【００１９】
これまで述べてきた置換基の中でさらに置換可能な基は以下の置換基でさらに置換されていてもよい。すなわち、
ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホ基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基（例えば、メチル、エチル、ヘキシル）、アルケニル基（例えば、ビニル）、アルキニル基（例えば、エチニル）、フルオロアルキル基（例えば、トリフルオロメチル）、アリール基（例えば、フェニル、トリル、ナフチル）、アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、オクチルオキシ）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ、ナフチルオキシ）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ、ブチルチオ）、アリールチオ（例えば、フェニルチオ）、アミノ基（例えば、アミノ、N-メチルアミノ、N,N-ジメチルアミノ、N-フェニルアミノ）、アシル基（例えば、アセチル、プロピオニル、ベンゾイル）、アルキルまたはアリールスルホニル基（例えば、メチルスルホニル、フェニルスルホニル）、アシルアミノ基（例えば、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ）、アルキルまたはアリールスルホニルアミノ基（例えば、メタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノ）、カルバモイル基（例えば、カルバモイル、N-メチルアミノカルボニル、N,N-ジメチルアミノカルボニル、N-フェニルアミノカルボニル）、スルファモイル基（例えば、スルファモイル、N-メチルアミノスルホニル、N,N-ジメチルアミノスルホニル、N-フェニルアミノスルホニル）、アルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル、エトシキカルボニル、オクチルオキシカルボニル）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェノキシカルボニル、ナフチルオキシカルボニル）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ）、アルコキシカルボニルアミノ基（例えば、メトキシカルボニルアミノ、ブトキシカルボニルアミノ）、アミノカルボニルアミノ基（例えば、N-メチルアミノカルボニルアミノ、N-フェニルアミノカルボニルアミノ）が挙げられる。
本発明の製造法で製造するのに適した一般式（II）、（IV）で表される化合物の具体例を以下に示すがこれらに限定されるものではない。
【００２０】
【化９】
【００２１】
【化１０】
【００２２】
【化１１】
【００２３】
【化１２】
【００２４】
【化１３】
【００２５】
【化１４】
【００２６】
次に一般式（II）で表される化合物を製造する方法について詳細に述べる。
一般式（II）で表される化合物は一般式（I）で表される化合物を非プロトン性極性溶媒中、t-ブトキシナトリウム存在下、二酸化炭素と反応させることにより合成される。
非プロトン性極性溶媒の使用量は特に制限はなく、少なくとも反応原料を十分に溶解しうる量存在すればよいが、好ましくは、一般式（Ｉ）で表される化合物に対して質量比で、１倍以上であり、好ましくは２〜１０倍である。
t-ブトキシナトリウムの一般式（I）で表される化合物に対するモル比は１〜10であり、好ましくは１〜６である。また、t-ブトキシナトリウムに炭酸カリウムを添加し、混合塩基として使用しても良い。
炭酸カリウムのt-ブトキシナトリウムに対するモル比は0．1〜10であり、好ましくは0．1〜２である。
この反応に用いられる非プロトン性極性溶媒としては、N,N-ジメチルホルムアミド、 N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、N,N’-ジメチルイミダゾリドン等で、これらは単独でまたは混合溶媒として使用される。好ましくはN,N-ジメチルアセトアミドまたはN-メチルピロリドンである。
【００２７】
一般式（I）で表される化合物と二酸化炭素との反応の好ましい反応温度は、 20℃〜150℃である。
一般式（I）で表される化合物と二酸化炭素との反応の好ましい二酸化炭素の圧力は0.5atm〜50atmであり、より好ましくは５atm〜20atmである。
一般式（I）で表される化合物と二酸化炭素との反応の好ましい反応時間は1時間から12時間であり、好ましくは１時間から６時間である。
反応手順としては、窒素雰囲気下、非プロトン性極性溶媒中、t-ブトキシナトリウム存在下、一般式（I）で表される化合物を加熱攪拌し、昇温後に二酸化炭素と反応させてもよいし、あるいは二酸化炭素雰囲気下、加熱攪拌し、昇温後に二酸化炭素を加圧してもよいし、あるいは二酸化炭素加圧下、加熱昇温してもよい。好ましくは窒素雰囲気下、非プロトン性極性溶媒中、t-ブトキシナトリウム存在下、一般式（I）で表される化合物を加熱攪拌し、昇温後に二酸化炭素と反応させる方法である。
【００２８】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。
実施例１
化合物（３７）の合成
200ml容の反応容器に窒素雰囲気下、５−ドデシルアミノ−１−ナフトール(5g)、t-ブトキシナトリウム(4.4g)およびN-メチルピロリドン(25ml)をとり、この混合物を120℃に昇温後、9気圧の二酸化炭素雰囲気下で３時間攪拌し、40℃まで冷却した。得られた溶液を酢酸エチル(50ml)/水(50ml)に注加し、水層のpHが8.5になるまで濃塩酸を加えた。得られた混合液に活性炭(0.5g)を添加して15分攪拌後、セライト濾過した。分液後、有機層を約20mlになるまで濃縮し、水(30ml)/濃塩酸(1ml)に注加した。得られた混合液にヘキサン(15ml)を加え、ゆっくり攪拌しながら15℃まで冷却し、その温度で30分間静置した。結晶を濾取し、酢酸エチル/ヘキサン(＝1/1)およびアセトニトリルでかけ洗い後、乾燥することにより化合物(３７)(5.5g)を得た。（化合物の同定は元素分析、NMRおよびMassスペクトルにより行った。）
1H NMR(300MHz,DMSO-d6)
δ: 0.84(t, J=6.6Hz, 3H), 1.22(bs, 18H), 1.55-1.70(m, 2H), 3.16(t, J=6.9Hz, 2H), 3.35(bs, 1H), 6.10(bs, 1H), 6.63(d, J=7.5Hz, 1H), 7.32(dd, J=7.5, 8.1Hz, 1H), 7.41(d, J=8.1Hz, 1H), 7.59(d, J=9.1Hz, 1H), 7.63(d, J=9.1Hz, 1H), 12.50(bs, 1H)
元素分析
計算値：C 74.36% H 8.95% N 3.77% O 12.92%
実測値：C 74.18% H 8.96% N 3.76% O 13.10%
【００２９】
次に比較例として、t-ブトキシナトリウムのかわりにメトキシナトリウムを塩基として用いた場合について記述する。
比較例１
化合物（３７）の合成
200ml容の反応容器に窒素雰囲気下、５−ドデシルアミノ−１−ナフトール(5g)、メトキシナトリウム(2.5g)およびN-メチルピロリドン(25ml)をとり、この混合物を120℃に昇温後、9気圧の二酸化炭素雰囲気下で３時間攪拌した。
比較例２
化合物（３７）の合成（特開平５−１９４３１４号記載の方法）
比較例１と同様の条件で、180℃に昇温して1時間加熱攪拌し、生成するメタノールを除去してから二酸化炭素と反応させた。
比較例１および２の反応率を以下に示す。反応率はHPLCで測定後、吸光度からモル比に換算したものである。
【００３０】
【表１】
【００３１】
以上の比較例に示したようにメトキシナトリウムでは生成するメタノールを除去する操作をおこなう必要があるのに対し、本発明のt-ブトキシナトリウムでは生成するアルコールを除去する操作をおこなう必要が無い点で、工業的に有利な方法であるといえる。
また、比較例として、溶媒または塩基を変えた以外は実施例１と同様にして反応をおこなった結果を以下に示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】
実施例２
化合物（３６）の合成
500ml容の反応容器に窒素雰囲気下、５−アミノ−１−ナフトール(10g)、 t-ブトキシナトリウム(18.1g)、炭酸カリウム(26.1g)およびN-メチルピロリドン(50ml)をとり、この混合物を120℃に昇温後、9気圧の二酸化炭素雰囲気下で３時間攪拌し、50℃まで冷却した。得られた溶液を酢酸エチル(100ml) /水(100ml)に注加し、活性炭(1g)を添加して15分攪拌後、セライト濾過した。得られた混合液に水層のpHが３になるまで濃塩酸を加え、ゆっくり攪拌しながら15℃まで冷却し、その温度で30分間静置した。結晶を濾取し、酢酸エチル/ヘキサン(＝1/1)およびアセトニトリルでかけ洗い後、乾燥することにより化合物(３６)の塩酸塩(13.9g)を得た。
ヨーロッパ特許９２７１５３号に記載されている化合物（３６）の収率は78％であり、本発明（収率92％）はこれと比較して高収率かつ簡便な方法で製造していることがわかる。
【００３４】
実施例３
化合物（３１）の合成
500ml容の反応容器に窒素雰囲気下、１−ナフトール(５g)、 t-ブトキシナトリウム(6.7g)、およびN-メチルピロリドン(50ml)をとり、この混合物を50℃に昇温後、二酸化炭素を加え、10atmの二酸化炭素雰囲気下、85℃で３時間攪拌した。50℃まで冷却し、得られた溶液を酢酸エチル(50ml) /水(50ml)に注加した。この混合液に水層のpHが３になるまで濃塩酸を加え、分液して油層を濃縮した。これにゆっくり攪拌しながら濃塩酸を加え、15℃まで冷却し、その温度で30分間静置した。結晶を濾取し、水でかけ洗いした後、乾燥することにより化合物(３１)(6.4g)を得た。
１−ナフトールから化合物（３１）を製造する反応の文献記載の収率を比較例として以下に示す。比較例５から８はいずれも、１−ナフトールをNaあるいはK塩にし、十分に乾燥させてから反応に用いている。
【００３５】
【表３】
【００３６】
上記実施例および比較例の結果から、本発明の製造法によれば比較的穏和な条件および工業的に有利な方法でフェノールおよびナフトール類の２位または4位にカルボキシル基を高収率で導入できることがわかる。
【００３７】
実施例４
化合物（３）の合成
500ml容の反応容器に窒素雰囲気下、３−メチルフェノール(５g)、 t-ブトキシナトリウム(8.9g)、およびN-メチルピロリドン(50ml)をとり、この混合物を50℃に昇温後、二酸化炭素を加え、10atmの二酸化炭素雰囲気下、120℃で３時間攪拌した。50℃まで冷却し、得られた溶液を酢酸エチル(50ml) /水(50ml)に注加した。この混合液に水層のpHが３になるまで濃塩酸を加え、分液して油層を濃縮した。これにゆっくり攪拌しながら濃塩酸を加え、15℃まで冷却し、その温度で30分間静置した。結晶を濾取し、水でかけ洗いした後、乾燥することにより化合物(３)(6.5g)を得た。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の製造法は、比較的穏和な条件で、かつ、簡単な操作で２位または４位にカルボキシル基を有する芳香族カルボン酸を高収率で得ることができるという優れた作用効果を奏する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、２位あるいは４位にカルボキシル基をもつフェノールおよびナフトール類の改良された製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェノールおよびナフトール類をアルカリ金属塩の存在下あるいはアルカリ金属塩化した後、高圧下、二酸化炭素と高温で反応させ、２位あるいは４位にカルボキシル基を導入する反応（Kolbe-Schmitt反応）は、工業的に非常に汎用性の高い反応である。しかし、この反応は基質に大きく依存し、基質によっては高温、高圧の条件が必要であるという問題があった。また、Chem.Rev. 57, 583(1957)によると、この反応の方法としては気相固相の不均一系反応あるいは気相液相の均一系反応の２種に分類できる。気相固相法では装置依存性が大きく、反応も非常に複雑になるという問題があるのに対し、気相液相法ではこのような装置依存性は小さいという利点がある。しかし、気相液相法ではアルカリ金属塩化時に生成する水の影響をうけて反応が止まってしまうという問題があった。そのため、あらかじめアルカリ金属塩化し、これを単離し蒸発乾固した後、気相液相法で反応をおこなう方法が有機合成化学協会誌, 326(1976)、特開昭５８−９９４３６号、特開平１−１８０８６３号に、また、水と共沸する有機溶媒中でアルカリ金属塩化し、水を除去後、単離せず気相液相法で反応をおこなう方法がヨーロッパ特許９２７１５３号に記載されている。また、アルカリ金属塩化時に水を生成しない強塩基を用いる方法として、ジヒドロキシナフタレンを出発原料とし、有機溶媒中アルカリ金属アルコキシドを用いてアルカリ金属塩化し、生成するアルコールを加熱除去後、気相液相法で反応をおこなう方法が特開平５−１９４３１４号に記載されている。しかし、これらの方法ではアルカリ金属塩を単離してから、二酸化炭素と反応させている点あるいは生成する水、アルコールを共沸等により除去する点で、工程数が多くなり、操作も煩雑になるため、工業的に有利な方法であるとは言いがたい。更に前記の方法（有機合成協会誌、特開昭５８−９９４３６号、特開平１−１８０８６３号）では酸化をうけるような不安定な化合物および融点の高い化合物では低収率であるなどの問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、比較的穏和な条件および工業的に有利な方法でフェノール、ナフトール類の２位あるいは４位にカルボキシル基を高収率で導入する方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、種々検討をおこなった結果、アルカリ金属塩を単離することなく、また水、アルコール等を除去する操作をせずに高収率で反応をおこなう方法として、t-ブトキシナトリウムを強塩基として用いる方法を見出した。非プロトン性極性溶媒中、t-ブトキシナトリウムを用いてアルカリ金属塩化し、そのまま単離せず、かつ生成するアルコールを除去する操作を行わずに二酸化炭素との反応をおこなうことにより、比較的穏和な条件および工業的に有利な方法でフェノール、ナフトール類の２位あるいは４位にカルボキシル基を高収率で導入することができる。
すなわち、本発明の目的は、次の（１）および（２）によって達成される。
（１）一般式（I）で表される化合物を非プロトン性極性溶媒中、t-ブトキシナトリウム存在下、二酸化炭素と反応させて、２位または４位にカルボキシル基を導入することを特徴とする一般式（II）で表される化合物の製造法。
一般式（I）
【０００５】
【化５】
一般式（II）
【０００７】
【化６】
（R1は置換基を表し、水酸基のオルト位あるいはパラ位のいずれかは水素原子である。nは０から４であり、n=２以上の時、複数のR1は互いに同一であっても異なっていても良く、複数のR1は互いにオルト位にある基が結合して脂肪族あるいは芳香族５〜７員環を形成しても良い。）
（２）一般式（III）で表される化合物を非プロトン性極性溶媒中、t-ブトキシナトリウム存在下、二酸化炭素と反応させて、２位にカルボキシル基を導入することを特徴とする一般式（IV）で表される化合物の製造法。
一般式（III）
【０００９】
【化７】
一般式（IV）
【００１１】
【化８】
（Ｒ２は水素原子、アルキル基、アシル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルバモイル基またはアリールカルバモイル基を表す。）
（３）前記非プロトン性極性溶媒中、 t- ブトキシナトリウムを用いてアルカリ金属塩化し、そのまま単離せず、かつ生成するアルコールを除去する操作を行わずに二酸化炭素との反応をおこなうことを特徴とする（１）または（２）項記載の化合物の製造法。
（４）前記非プロトン性極性溶媒が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン又はＮ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリドンであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
（５）前記非プロトン性極性溶媒の使用量が、一般式（Ｉ）または（ II ）で表される化合物に対して質量比で１倍以上であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
（６）前記ｔ−ブトキシナトリウムの前記一般式（Ｉ）または（ II ）で表される化合物に対するモル比が１〜１０であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
（７）前記一般式（Ｉ）または（ II ）で表される化合物と前記二酸化炭素との反応温度が２０℃〜１５０℃であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
（８）前記一般式（ I ）で表される化合物と前記二酸化炭素との反応時の前記二酸化炭素の圧力が０．５ａｔｍ〜５０ａｔｍであることを特徴とする（１）〜（７）のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
（９）前記一般式（Ｉ）または（ II ）で表される化合物と前記二酸化炭素との反応時間が１時間〜１２時間であることを特徴とする（１）〜（８）のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
（１０）前記Ｒ １ が、水素原子、ハロゲン原子、またはアルキル基を表すことを特徴とする（１）項記載の化合物の製造法。
（１１）前記Ｒ １ が、炭素数１〜３０のアルキル基を表すことを特徴とする（１）項記載の化合物の製造法。
（１２）前記Ｒ ２ が、水素原子、または炭素数１〜３２のアルキル基を表すことを特徴とする（２）項記載の化合物の製造法。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳しく説明する。
式中R1は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基（シクロアルキル基、ビシクロアルキル基を含む）、アルケニル基（シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む）、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、アミノ基（アニリノ基を含む）、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルアミノ基、シリル基を表し、水酸基のオルト位あるいはパラ位のいずれかは水素原子である。nは０から４であり、n=２以上の時、複数のR1は互いに同一であっても異なっていても良く、複数のR1は互いにオルト位にある基が結合して脂肪族あるいは芳香族５〜７員環を形成しても良い。
【００１４】
更に詳しくは、R1は、水素原子、ハロゲン原子（例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、アルキル基〔直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルキル基を表す。アルキル基（好ましくは炭素数１から３０のアルキル基、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ｎ−オクチル、エイコシル、２―エチルヘキシル）、シクロアルキル基（好ましくは、炭素数３から３０の置換または無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル、シクロペンチル、４−ｎ−ドデシルシクロヘキシル）、ビシクロアルキル基（好ましくは、炭素数５から３０の置換もしくは無置換のビシクロアルキル基、つまり、炭素数５から３０のビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ［１，２，２］ヘプタン−２−イル、ビシクロ［２，２，２］オクタン−３−イル）、更に環構造が多いトリシクロ構造なども包含する。以下に説明する置換基の中のアルキル基（例えばアルキルチオ基のアルキル基）もこのような概念のアルキル基を表す。〕、アルケニル基〔直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。アルケニル基（好ましくは炭素数２から３０の置換または無置換のアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル）、シクロアルケニル基（好ましくは、炭素数３から３０の置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、つまり、炭素数３から３０のシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、２−シクロペンテン−１−イル、２−シクロヘキセン−１−イル）、ビシクロアルケニル基（置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数５から３０の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−１−イル、ビシクロ［２，２，２］オクト−２−エン−４−イル）〕、アルキニル基（好ましくは、炭素数２から３０の置換または無置換のアルキニル基、例えば、エチニル、プロパルギル）、アリール基（好ましくは炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリール基、例えばフェニル、
【００１５】
ｐ−トリル、ナフチル、ｍ−クロロフェニル）、ヘテロ環基（好ましくは５または６員の置換もしくは無置換の、芳香族もしくは非芳香族のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、更に好ましくは、炭素数３から３０の５もしくは６員の芳香族のヘテロ環基である。例えば、２−フリル、２−ピリミジニル、２−ベンゾチアゾリル）、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、ｔ−ブトキシ、ｎ−オクチルオキシ）、アリールオキシ基（好ましくは、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、２−メチルフェノキシ、４−ｔ−ブチルフェノキシ）、ヘテロ環オキシ基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のヘテロ環オキシ基、１−フェニルテトラゾール−５−オキシ、２−テトラヒドロピラニルオキシ）、アシルオキシ基（好ましくはホルミルオキシ基、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニルオキシ基、例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、ピバロイルオキシ、ステアロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、ｐ−メトキシフェニルカルボニルオキシ）、アミノ基（好ましくは、アミノ基、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアニリノ基、例えば、アミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ、N-メチル−アニリノ、ジフェニルアミノ）、アシルアミノ基（好ましくは、ホルミルアミノ基、
【００１６】
炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ）、アミノカルボニルアミノ基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ、例えば、カルバモイルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノカルボニルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２から３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、ｔ−ブトキシカルボニルアミノ、ｎ−オクタデシルオキシカルボニルアミノ）、スルファモイルアミノ基（好ましくは、炭素数０から３０の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基、例えば、スルファモイルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノスルホニルアミノ、Ｎ−ｎ−オクチルアミノスルホニルアミノ）、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールスルホニルアミノ、例えば、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ、ｐ−メチルフェニルスルホニルアミノ）、メルカプト基、アルキルチオ基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキルチオ基、例えばメチルチオ、エチルチオ、ｎ−ヘキサデシルチオ）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールチオ、例えば、フェニルチオ、ｐ−クロロフェニルチオ、ｍ−メトキシフェニルチオ）、
【００１７】
ヘテロ環チオ基（好ましくは炭素数２から３０の置換または無置換のヘテロ環チオ基、例えば、２−ベンゾチアゾリルチオ、１−フェニルテトラゾール−５−イルチオ）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０から３０の置換もしくは無置換のスルファモイル基、例えば、Ｎ−エチルスルファモイル、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルファモイル）、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基（好ましくは、炭素数１から３０の置換または無置換のアルキルスルフィニル基、炭素数６から３０の置換または無置換のアリールスルフィニル基、例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、フェニルスルフィニル、ｐ−メチルフェニルスルフィニル）、アルキル及びアリールスルホニル基（好ましくは、炭素数１から３０の置換または無置換のアルキルスルホニル基、炭素数６から３０の置換または無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、フェニルスルホニル、ｐ−メチルフェニルスルホニル）、アシル基（好ましくはホルミル基、炭素数２から３０の置換または無置換のアルキルカルボニル基、、炭素数７から３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、例えば、アセチル、ピバロイル、２−クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは、炭素数７から３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基、例えば、フェノキシカルボニル、ｐ−ｔ−ブチルフェノキシカルボニル）、アルコキシカルボニル基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニル基、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ｔ−ブトキシカルボニル、ｎ−オクタデシルオキシカルボニル）、カルバモイル基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のカルバモイル、例えば、カルバモイル、Ｎ−メチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−オクチルカルバモイル）、イミド基（好ましくは、Ｎ−スクシンイミド、Ｎ−フタルイミド）、ホスフィノ基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノ）、ホスフィニル基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のホスフィニル基、例えば、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニル）、ホスフィニルアミノ基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のホスフィニルアミノ基、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノ）、シリル基（好ましくは、炭素数３から３０の置換もしくは無置換のシリル基、例えば、トリメチルシリル、ｔ−ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル）を表わす。
【００１８】
式中R2は水素原子、アルキル基（本発明において直鎖、分岐鎖、環状、置換もしくは無置換のアルキル基をいう）、アシル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルバモイル基またはアリールカルバモイル基を表す。
R2で表されるアルキル基は好ましくは炭素数１〜32、さらに好ましくは１〜22であり、具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、2-プロペニル、2-プロピニル、ブチル、イソブチル、ヘキシル、シクロヘキシル、2-エチルヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、ヘキサデシルおよびオクタデシル等が挙げられる。
R2で表されるシクロアルキル基は好ましくは炭素数3〜12、さらに好ましくは3〜6であり、具体例としては、シクロプロピル、シクロヘキシル等が挙げられる。
R2で表されるアシル基は好ましくは炭素数１〜32、さらに好ましくは１〜22であり、具体例としては、ホルミル、アセチル、プロパノイル、ブタノイル、イソブタノイル、ヘキサノイル、オクタノイル、デカノイル、ドデカノイル、ヘキサデカノイル、オクタデカノイルおよびベンゾイル等が挙げられる。
R2で表されるアルキルスルホニル基は好ましくは炭素数１〜18、さらに好ましくは１〜4であり、具体例としては、メチルスルホニル、エチルスルホニル、プロピルスルホニルおよびブチルスルホニル等が挙げられる。
R2で表されるアリールスルホニル基は好ましくは炭素数１〜24、さらに好ましくは１〜18であり、具体例としては、フェニルスルホニル、p-トルエンスルホニル等が挙げられる。R2で表されるアルコキシカルボニル基は好ましくは炭素数１〜32、さらに好ましくは１〜22であり、具体例としては、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、イソブチルオキシカルボニル、オクチルオキシカルボニル等が挙げられる。
R2で表されるアルキルカルバモイル基は好ましくは炭素数１〜32、さらに好ましくは１〜22であり、具体例としては、メチルカルバモイル、エチルカルバモイル、オクチルカルバモイル等が挙げられる。
R2で表されるアリールカルバモイル基は好ましくは炭素数１〜24、さらに好ましくは１〜16であり、具体例としては、フェニルカルバモイル、p-トリルカルバモイル等が挙げられる。
【００１９】
これまで述べてきた置換基の中でさらに置換可能な基は以下の置換基でさらに置換されていてもよい。すなわち、
ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホ基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基（例えば、メチル、エチル、ヘキシル）、アルケニル基（例えば、ビニル）、アルキニル基（例えば、エチニル）、フルオロアルキル基（例えば、トリフルオロメチル）、アリール基（例えば、フェニル、トリル、ナフチル）、アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、オクチルオキシ）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ、ナフチルオキシ）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ、ブチルチオ）、アリールチオ（例えば、フェニルチオ）、アミノ基（例えば、アミノ、N-メチルアミノ、N,N-ジメチルアミノ、N-フェニルアミノ）、アシル基（例えば、アセチル、プロピオニル、ベンゾイル）、アルキルまたはアリールスルホニル基（例えば、メチルスルホニル、フェニルスルホニル）、アシルアミノ基（例えば、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ）、アルキルまたはアリールスルホニルアミノ基（例えば、メタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノ）、カルバモイル基（例えば、カルバモイル、N-メチルアミノカルボニル、N,N-ジメチルアミノカルボニル、N-フェニルアミノカルボニル）、スルファモイル基（例えば、スルファモイル、N-メチルアミノスルホニル、N,N-ジメチルアミノスルホニル、N-フェニルアミノスルホニル）、アルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル、エトシキカルボニル、オクチルオキシカルボニル）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェノキシカルボニル、ナフチルオキシカルボニル）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ）、アルコキシカルボニルアミノ基（例えば、メトキシカルボニルアミノ、ブトキシカルボニルアミノ）、アミノカルボニルアミノ基（例えば、N-メチルアミノカルボニルアミノ、N-フェニルアミノカルボニルアミノ）が挙げられる。
本発明の製造法で製造するのに適した一般式（II）、（IV）で表される化合物の具体例を以下に示すがこれらに限定されるものではない。
【００２０】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
次に一般式（II）で表される化合物を製造する方法について詳細に述べる。
一般式（II）で表される化合物は一般式（I）で表される化合物を非プロトン性極性溶媒中、t-ブトキシナトリウム存在下、二酸化炭素と反応させることにより合成される。
非プロトン性極性溶媒の使用量は特に制限はなく、少なくとも反応原料を十分に溶解しうる量存在すればよいが、好ましくは、一般式（Ｉ）で表される化合物に対して質量比で、１倍以上であり、好ましくは２〜１０倍である。
t-ブトキシナトリウムの一般式（I）で表される化合物に対するモル比は１〜10であり、好ましくは１〜６である。また、t-ブトキシナトリウムに炭酸カリウムを添加し、混合塩基として使用しても良い。
炭酸カリウムのt-ブトキシナトリウムに対するモル比は0．1〜10であり、好ましくは0．1〜２である。
この反応に用いられる非プロトン性極性溶媒としては、N,N-ジメチルホルムアミド、 N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、N,N’-ジメチルイミダゾリドン等で、これらは単独でまたは混合溶媒として使用される。好ましくはN,N-ジメチルアセトアミドまたはN-メチルピロリドンである。
【００２７】
一般式（I）で表される化合物と二酸化炭素との反応の好ましい反応温度は、 20℃〜150℃である。
一般式（I）で表される化合物と二酸化炭素との反応の好ましい二酸化炭素の圧力は0.5atm〜50atmであり、より好ましくは５atm〜20atmである。
一般式（I）で表される化合物と二酸化炭素との反応の好ましい反応時間は1時間から12時間であり、好ましくは１時間から６時間である。
反応手順としては、窒素雰囲気下、非プロトン性極性溶媒中、t-ブトキシナトリウム存在下、一般式（I）で表される化合物を加熱攪拌し、昇温後に二酸化炭素と反応させてもよいし、あるいは二酸化炭素雰囲気下、加熱攪拌し、昇温後に二酸化炭素を加圧してもよいし、あるいは二酸化炭素加圧下、加熱昇温してもよい。好ましくは窒素雰囲気下、非プロトン性極性溶媒中、t-ブトキシナトリウム存在下、一般式（I）で表される化合物を加熱攪拌し、昇温後に二酸化炭素と反応させる方法である。
【００２８】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。
実施例１
化合物（３７）の合成
200ml容の反応容器に窒素雰囲気下、５−ドデシルアミノ−１−ナフトール(5g)、t-ブトキシナトリウム(4.4g)およびN-メチルピロリドン(25ml)をとり、この混合物を120℃に昇温後、9気圧の二酸化炭素雰囲気下で３時間攪拌し、40℃まで冷却した。得られた溶液を酢酸エチル(50ml)/水(50ml)に注加し、水層のpHが8.5になるまで濃塩酸を加えた。得られた混合液に活性炭(0.5g)を添加して15分攪拌後、セライト濾過した。分液後、有機層を約20mlになるまで濃縮し、水(30ml)/濃塩酸(1ml)に注加した。得られた混合液にヘキサン(15ml)を加え、ゆっくり攪拌しながら15℃まで冷却し、その温度で30分間静置した。結晶を濾取し、酢酸エチル/ヘキサン(＝1/1)およびアセトニトリルでかけ洗い後、乾燥することにより化合物(３７)(5.5g)を得た。（化合物の同定は元素分析、NMRおよびMassスペクトルにより行った。）
1H NMR(300MHz,DMSO-d6)
δ: 0.84(t, J=6.6Hz, 3H), 1.22(bs, 18H), 1.55-1.70(m, 2H), 3.16(t, J=6.9Hz, 2H), 3.35(bs, 1H), 6.10(bs, 1H), 6.63(d, J=7.5Hz, 1H), 7.32(dd, J=7.5, 8.1Hz, 1H), 7.41(d, J=8.1Hz, 1H), 7.59(d, J=9.1Hz, 1H), 7.63(d, J=9.1Hz, 1H), 12.50(bs, 1H)
元素分析
計算値：C 74.36% H 8.95% N 3.77% O 12.92%
実測値：C 74.18% H 8.96% N 3.76% O 13.10%
【００２９】
次に比較例として、t-ブトキシナトリウムのかわりにメトキシナトリウムを塩基として用いた場合について記述する。
比較例１
化合物（３７）の合成
200ml容の反応容器に窒素雰囲気下、５−ドデシルアミノ−１−ナフトール(5g)、メトキシナトリウム(2.5g)およびN-メチルピロリドン(25ml)をとり、この混合物を120℃に昇温後、9気圧の二酸化炭素雰囲気下で３時間攪拌した。
比較例２
化合物（３７）の合成（特開平５−１９４３１４号記載の方法）
比較例１と同様の条件で、180℃に昇温して1時間加熱攪拌し、生成するメタノールを除去してから二酸化炭素と反応させた。
比較例１および２の反応率を以下に示す。反応率はHPLCで測定後、吸光度からモル比に換算したものである。
【００３０】
【表１】
以上の比較例に示したようにメトキシナトリウムでは生成するメタノールを除去する操作をおこなう必要があるのに対し、本発明のt-ブトキシナトリウムでは生成するアルコールを除去する操作をおこなう必要が無い点で、工業的に有利な方法であるといえる。
また、比較例として、溶媒または塩基を変えた以外は実施例１と同様にして反応をおこなった結果を以下に示す。
【００３２】
【表２】
実施例２
化合物（３６）の合成
500ml容の反応容器に窒素雰囲気下、５−アミノ−１−ナフトール(10g)、 t-ブトキシナトリウム(18.1g)、炭酸カリウム(26.1g)およびN-メチルピロリドン(50ml)をとり、この混合物を120℃に昇温後、9気圧の二酸化炭素雰囲気下で３時間攪拌し、50℃まで冷却した。得られた溶液を酢酸エチル(100ml) /水(100ml)に注加し、活性炭(1g)を添加して15分攪拌後、セライト濾過した。得られた混合液に水層のpHが３になるまで濃塩酸を加え、ゆっくり攪拌しながら15℃まで冷却し、その温度で30分間静置した。結晶を濾取し、酢酸エチル/ヘキサン(＝1/1)およびアセトニトリルでかけ洗い後、乾燥することにより化合物(３６)の塩酸塩(13.9g)を得た。
ヨーロッパ特許９２７１５３号に記載されている化合物（３６）の収率は78％であり、本発明（収率92％）はこれと比較して高収率かつ簡便な方法で製造していることがわかる。
【００３４】
実施例３
化合物（３１）の合成
500ml容の反応容器に窒素雰囲気下、１−ナフトール(５g)、 t-ブトキシナトリウム(6.7g)、およびN-メチルピロリドン(50ml)をとり、この混合物を50℃に昇温後、二酸化炭素を加え、10atmの二酸化炭素雰囲気下、85℃で３時間攪拌した。50℃まで冷却し、得られた溶液を酢酸エチル(50ml) /水(50ml)に注加した。この混合液に水層のpHが３になるまで濃塩酸を加え、分液して油層を濃縮した。これにゆっくり攪拌しながら濃塩酸を加え、15℃まで冷却し、その温度で30分間静置した。結晶を濾取し、水でかけ洗いした後、乾燥することにより化合物(３１)(6.4g)を得た。
１−ナフトールから化合物（３１）を製造する反応の文献記載の収率を比較例として以下に示す。比較例５から８はいずれも、１−ナフトールをNaあるいはK塩にし、十分に乾燥させてから反応に用いている。
【００３５】
【表３】
上記実施例および比較例の結果から、本発明の製造法によれば比較的穏和な条件および工業的に有利な方法でフェノールおよびナフトール類の２位または4位にカルボキシル基を高収率で導入できることがわかる。
【００３７】
実施例４
化合物（３）の合成
500ml容の反応容器に窒素雰囲気下、３−メチルフェノール(５g)、 t-ブトキシナトリウム(8.9g)、およびN-メチルピロリドン(50ml)をとり、この混合物を50℃に昇温後、二酸化炭素を加え、10atmの二酸化炭素雰囲気下、120℃で３時間攪拌した。50℃まで冷却し、得られた溶液を酢酸エチル(50ml) /水(50ml)に注加した。この混合液に水層のpHが３になるまで濃塩酸を加え、分液して油層を濃縮した。これにゆっくり攪拌しながら濃塩酸を加え、15℃まで冷却し、その温度で30分間静置した。結晶を濾取し、水でかけ洗いした後、乾燥することにより化合物(３)(6.5g)を得た。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の製造法は、比較的穏和な条件で、かつ、簡単な操作で２位または４位にカルボキシル基を有する芳香族カルボン酸を高収率で得ることができるという優れた作用効果を奏する。
Claims (12)
- 一般式（Ｉ）で表される化合物を非プロトン性極性溶媒中、ｔ−ブトキシナトリウム存在下、二酸化炭素と反応させて、２位または４位にカルボキシル基を導入することを特徴とする一般式（II）で表される化合物の製造法。
一般式（Ｉ）
- 一般式（III）で表される化合物を非プロトン性極性溶媒中、ｔ−ブトキシナトリウム存在下、二酸化炭素と反応させて、２位にカルボキシル基を導入することを特徴とする一般式（IV）で表される化合物の製造法。
一般式（III）
- 前記非プロトン性極性溶媒中、 t- ブトキシナトリウムを用いてアルカリ金属塩化し、そのまま単離せず、かつ生成するアルコールを除去する操作を行わずに二酸化炭素との反応をおこなうことを特徴とする請求項１または２記載の化合物の製造法。
- 前記非プロトン性極性溶媒が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセ トアミド、Ｎ−メチルピロリドン又はＮ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリドンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
- 前記非プロトン性極性溶媒の使用量が、一般式（Ｉ）または（ II ）で表される化合物に対して質量比で１倍以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
- 前記ｔ−ブトキシナトリウムの前記一般式（Ｉ）または（ II ）で表される化合物に対するモル比が１〜１０であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
- 前記一般式（Ｉ）または（ II ）で表される化合物と前記二酸化炭素との反応温度が２０℃〜１５０℃であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
- 二酸化炭素の圧力が０．５ａｔｍ〜５０ａｔｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
- 一般式（Ｉ）または（ II ）で表される化合物と二酸化炭素との反応時間が１時間〜１２時間であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の化合物の製造法。
- Ｒ １ が、水素原子、ハロゲン原子、またはアルキル基を表すことを特徴とる請求項１記載の化合物の製造法。
- Ｒ １ が、炭素数１〜３０のアルキル基を表すことを特徴とする請求項１記載の化合物の製造法。
- Ｒ ２ が、水素原子、または炭素数１〜３２のアルキル基を表すことを特徴とする請求項２記載の化合物の製造法。
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