JP4344422B2 - p−ブロモフェノール類の製造方法 - Google Patents

p−ブロモフェノール類の製造方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬、農薬、液晶化合物等の重要な中間体となりうるp−ブロモフェノール類を効率良く製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
有機化合物に臭素原子を導入する“臭素化反応”では、臭素化剤として臭素(Br2)が広く用いられている。一般に、臭素による臭素化反応において、基質が反応活性な化合物である場合には、位置選択的に臭素化することおよびモノ臭素化することは難しい。そのため選択的な臭素化反応を行う場合には、ピリジン・ヒドロブロミド・ジブロミド付加体(C5H5N・HBr ・Br2)〔S. M. E. Englert and S. M. McElvain, J. Am. Chem. Soc., 51, 865 (1929)〕や臭化テトラメチルアンモニウム・臭素付加体〔L. Farkas and O. Schaechter, J. Am. Chem. Soc., 71, 2252(1949)〕、あるいはジオキサン・臭素付加体 (C4H8O2・Br2)〔G. M. Kosolapoff, J. Am. Chem. Soc., 75, 3596 (1953)〕を用いる方法等が知られており、穏やかに反応を進行させることにより臭素化している。
【0003】
フェノール類も一般に臭素による臭素化反応において反応活性な化合物であり、フェノールのP−位を優先的に臭素化する方法としては、先述のジオキサン・臭素付加体を用いる方法が知られている。
しかし、ジオキサン・臭素付加体は常温で固体(融点64℃)であり揮発性を有するため、この方法を工業的に用いる上では、その調製方法、操作性等の点で問題がある。
【0004】
また、p−ブロモフェノール類について、例えば4−ブロモ−3−フルオロフェノール、4−ブロモ−2,3−ジフルオロフェノールあるいは4−ブロモ−3,5−ジフルオロフェノールは、その芳香環上にフッ素原子を有すると同時に、反応活性な水酸基と臭素原子を芳香環上の1,4−の位置に持っている。このため、これらは特に液晶化合物等の中間原料として有用な化合物である。
これらのp−ブロモフェノール類は、それぞれ対応するフルオロフェノール類を、臭素を用いて臭素化することにより合成できると考えられていた。例えば、特開平2−157248号公報には、3,5−ジフルオロフェノールを塩化メチレン溶媒中で臭素により臭素化して、2,6−ジフルオロ−4−ヒドロキシブロモベンゼン(4−ブロモ−3,5−ジフルオロフェノール)を合成したことが記載されている(該公報に記載の合成例6を参照)。
しかし、このようなp−ブロモフェノール類の製造方法では、必ずしもP−位が優先的に臭素化されるとは限らず、P−位以外の位置が臭素化された副生物が多量に生成する場合がある。
【0005】
従って、本発明の目的は、医薬、農薬、液晶化合物等の中間体として有用なp−ブロモフェノール類を工業的に効率よく製造できる方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、フェノール類を特定の化合物の存在下で臭素化することにより、選択性よくp−ブロモフェノール類を製造できることを知見した。
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、下記一般式(I)で表されるフェノール類を、1,2−ジメトキシエタンの存在下で臭素化して、下記一般式(II)で表されるp−ブロモフェノール類を得ることを特徴とするp−ブロモフェノール類の製造方法を提供するものである。
【0007】
【化2】
Figure 0004344422
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のp−ブロモフェノール類の製造方法を、その好ましい実施形態に基づいて詳述する。
先ず、反応器に、目的とするp−ブロモフェノール類に対応する上記一般式(I)で表されるフェノール類及び反応溶媒を仕込む。
反応溶媒は、必ずしも使用する必要はないが、原料のフェノール類は常温で固体であるものが多く、臭素化に対する反応性も高いため、反応溶媒を使用するのが好ましい。斯かる反応溶媒としては、エチルエーテル、イソプロピルエーテル等の直鎖状のエーテル類、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類及び1,2−ジメトキシエタン等のエチレングリコールジアルキルエーテル類が使用でき、特にこれらの中でも、1,2−ジメトキシエタンを用いると、選択性よくp−ブロモフェノール類を製造できる。
上記反応溶媒の使用量は、上記フェノール類の重量1kgに対して1〜20リットル程度、好ましくは1〜10リットル程度である。
【0009】
次いで、上記フェノール類と上記反応溶媒との溶液中に、撹拌下、臭素化剤として臭素と1,2−ジメトキシエタンとの混合物を滴下し、上記フェノール類を臭素化する。
上記臭素の使用量は、上記フェノール類に対して当モル量で十分であるが、ポリ臭素化物が副生する場合もあり、未反応原料をなくすために臭素を過剰量用いてもよい。
また、上記1,2−ジメトキシエタンの使用量は、上記フェノール類の重量1kgに対して1〜20リットル程度、好ましくは1〜10リットル程度である。反応溶媒として1,2−ジメトキシエタンを用いた場合、臭素のみを臭素化剤として使用することも可能であるが、上記の臭素と1,2−ジメトキシエタンとの混合物を使用した方が選択性よくp−ブロモフェノール類を製造できる。
【0010】
1,2−ジメトキシエタンは臭素と混合しても均一溶液となるため、上記の臭素と1,2−ジメトキシエタンとの混合物は、その調製がジオキサン・臭素付加体の場合と比較して容易であり、操作性も良好である。
上記の臭素と1,2−ジメトキシエタンとの混合物は、1,2−ジメトキシエタンを約20℃以下に冷却し、撹拌下に臭素を滴下して調製するのが好ましい。1,2−ジメトキシエタンを冷却しないで臭素と混合すると、1,2−ジメトキシエタンが一部臭素化されることがある。
【0011】
また、反応系に臭化水素を共存させることにより、p−ブロモ体の選択率を上げることができる。特に反応溶媒中に臭化水素ガスを飽和させるのが好ましい。
上記臭素化の反応温度(臭素化剤の滴下時の反応液の温度)は、上記フェノール類のそれぞれの反応性にもよるが、0〜50℃程度で行うのが好ましい。
【0012】
反応終了後、反応液を水洗あるいはそのままで溶媒を留去する。残渣を通常の方法、例えば蒸留、再結晶等により精製し、目的とするp−ブロモフェノール類を得る。
【0013】
本発明のp−ブロモフェノール類の製造方法は、特に、4−ブロモフェノール、4−ブロモ−3−フルオロフェノール、4−ブロモ−2,3−ジフルオロフェノール、及び4−ブロモ−3,5−ジフルオロフェノールの製造方法として好適である。
【0014】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げるが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【0015】
実施例1〔4−ブロモフェノールの製造〕
2L容ガラス製フラスコにフェノール50g(0.53モル)と1,2−ジメトキシエタン500mlとを仕込み、撹拌下、臭素85g(0.53モル)と1,2−ジメトキシエタン500mlとの混合物を反応液の温度が10〜20℃となるように冷却しながら約1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに室温下で5時間撹拌した。反応液を濃縮後、ガスクロマトグラフィー分析及び核磁気共鳴分析により生成物の反応収率を求めた。各生成物の同定は質量分析及び核磁気共鳴分析等により行った。結果を下記表1に示す。
【0016】
比較例1
1,2−ジメトキシエタンの代わりに1,4−ジオキサンを用いた以外は、実施例1と同様の手順で行った。結果を下記表1に示す。
【0017】
実施例2〔4−ブロモ−3−フルオロフェノールの製造〕
1L容ガラス製フラスコに3−フルオロフェノール50g(0.45モル)と1,2−ジメトキシエタン150mlとを仕込み、撹拌下、臭素71.3g(0.45モル)と1,2−ジメトキシエタン150mlとの混合物を反応液の温度が20〜30℃となるように冷却しながら約1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに室温下で5時間撹拌した。反応液を濃縮後、ガスクロマトグラフィー分析及び核磁気共鳴分析により生成物の反応収率を求めた。各生成物の同定は質量分析及び核磁気共鳴分析等により行った。結果を下記表2に示す。
【0018】
比較例2〜7
1,2−ジメトキシエタンの代わりにそれぞれ下記表2に示す化合物を用いた以外は、実施例2と同様の手順で行った。結果を下記表2に示す。
【0019】
実施例3及び比較例8
反応前に反応溶媒中に臭化水素ガスを飽和させておく以外は、それぞれ実施例2又は比較例2と同様の手順で行った。結果を下記表3に示す。
【0020】
実施例4〔4−ブロモ−2,3−ジフルオロフェノールの製造〕
500ml容ガラス製フラスコに2,3−ジフルオロフェノール50g(0.38モル)と1,2−ジメトキシエタン50mlとを仕込み、撹拌下、臭素61.4g(0.38モル)と1,2−ジメトキシエタン100mlとの混合物を反応液の温度が20〜30℃となるように冷却しながら約1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに室温下で5時間撹拌した。反応液を濃縮後、ガスクロマトグラフィー分析及び核磁気共鳴分析により生成物の反応収率を求めた。各生成物の同定は質量分析及び核磁気共鳴分析等により行った。結果を下記表4に示す。
【0021】
比較例9
1,2−ジメトキシエタンの代わりにクロロホルムを用いた以外は、実施例4と同様の手順で行った。結果を下記表4に示す。
【0022】
実施例5〔4−ブロモ−3,5−ジフルオロフェノールの製造〕
500ml容ガラス製フラスコに3,5−ジフルオロフェノール50g(0.38モル)と1,2−ジメトキシエタン50mlとを仕込み、撹拌下、臭素61.4g(0.38モル)と1,2−ジメトキシエタン100mlとの混合物を反応液の温度が20〜30℃となるように冷却しながら約1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに室温下で5時間撹拌した。反応液を濃縮後、ガスクロマトグラフィー分析及び核磁気共鳴分析により生成物の反応収率を求めた。各生成物の同定は質量分析及び核磁気共鳴分析等により行った。結果を下記表5に示す。
【0023】
比較例10及び11
1,2−ジメトキシエタンの代わりに1,4−ジオキサン又はクロロホルムを用いた以外は、実施例5と同様の手順で行った。結果を下記表5に示す。
【0024】
【表1】
Figure 0004344422
【0025】
【表2】
Figure 0004344422
【0026】
【表3】
Figure 0004344422
【0027】
【表4】
Figure 0004344422
【0028】
【表5】
Figure 0004344422
【0029】
【発明の効果】
本発明のp−ブロモフェノール類の製造方法によれば、医薬、農薬、液晶化合物等の中間体として有用なp−ブロモフェノール類を工業的に効率よく製造できる。

Claims (4)

  1. 下記一般式(I)で表されるフェノール類を、1,2−ジメトキシエタンの存在下で臭素化して、下記一般式(II)で表されるp−ブロモフェノール類を得ることを特徴とするp−ブロモフェノール類の製造方法。
    Figure 0004344422
  2. 臭素と1,2−ジメトキシエタンとの混合物を臭素化剤として用いる請求項1記載の製造方法。
  3. 1,2−ジメトキシエタンと共に臭化水素を共存させる請求項1記載の製造方法。
  4. p−ブロモフェノール類が、4−ブロモフェノール、4−ブロモ−3−フルオロフェノール、4−ブロモ−2,3−ジフルオロフェノール、又は4−ブロモ−3,5−ジフルオロフェノールである請求項1〜3の何れかに記載の製造方法。
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