JPH02149586A - メタ硼酸アリールの製造方法及びｏ―ヒドロキシベンジルアルコール類の製造へのメタ硼酸アリールの利用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、メタ硼酸アリールの、より特定的にはメタ
硼酸フェニルの製造方法、並びに、ホルムアルデヒド又
はホルムアルデヒド生成化合物と前記メタ硼酸アリール
との縮合による０−ヒドロキシベンジルアルコール類の
製造、特に０−ヒドロキシベンジルアルコールの製造へ
の該メタ硼酸アリールの利用に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］０−ヒ
ドロキシベンジルアルコール類及び特により一般的には
サリゲノールと称される０−ヒドロキシベンジルアルコ
ールは、植物生長調節剤として用いられる０−ヒドロキ
シメチルフェニル酢酸類の製造のために求められている
中間体化合物であり、そしてサリゲノールはそれ自体そ
の薬理学的特性のために及び殺虫剤製造用中間体として
の両方で重要な工業製品であることが知られている。

また、Ｏ−ヒドロキシベンジルアルコール類は、ホルム
アルデヒド又はトリオキシメチレンのようなホルムアル
デヒド生成化合物と硼酸アリールとを反応させて０−ヒ
ドロキシベンジルアルコール類の硼酸エステルを生成さ
せ、次いでアルカリ水溶液を用いた鹸化によってこの硼
酸エステルを分解することによって工業的に製造される
ということも知られている。このような方法は、特に仏
国特許第１．３３８．９４５号及び同第２．４３０．９
２８号に記載されている。硼酸アリールの製造がこの方
法の主要な工程を構成する。一般的に、この製造は、ハ
ロゲン化又は非ハロゲン化芳香族炭化水素（例えばトル
エン、キシレン又はクロルベンゼン）のような、この反
応から生成する水を共沸蒸留除去させる溶媒中で、フェ
ノールを直接硼酸と反応させることによって実施される
。これらの条件下において、この反応は、 ・式Ａｒ−０−Ｂ＝Ｏ（Ｉ　）の単量体状又は次式：＼
　／ −Ａｒ の三量体化された形のメタ硼酸アリール、・式（Ａｒ　
Ｏ）ｓ　　Ｂ　　（［）のオルト硼酸アリール及び ・式（Ａｒ　−０）　、　−Ｂ−ＯＨ（ＩＶ　）の硼酸
水素アリー（式中、Ａｒは置換又は未置換フェニル基を
表わす） から実質的に成る硼酸エステルの複雑な混合物（その組
成は反応条件に応じて変化し得る）を生成する。これら
種々の硼酸エステルは、続いての０−ヒドロキシベンジ
ルアルコール類の生成において同等の成果では関与しな
い、特に、続いてのホルミル化反応の際に、式（ＩＩＩ
）及び（ＩＶ）の化合物はそれぞれ、０−ヒドロキシベ
ンジルアルコール類の混合硼酸エステル及びモノアリー
ル硼酸エステルの生成をもたらす。アルカリ加水分解の
際に、これらの化合物は生成するヒドロキシベンジルア
ルコール１モルにつきそれぞれ２モル及び１モルのフェ
ノールを放出する。従って、式（ＩＩＩ）及び（ｒＶ）
の化合物の存在によって、０−ヒドロキシベンジルアル
コール類生成反応のフェノールに関連する生産性は低減
される。メタ硼酸アリールを選択的に得ることができな
いということのほかに、仏間特許１．３３８．９４５号
に記載された方法におけるサリゲノールの収率はフェノ
ール及びホルムアルデヒドに関連して表わして僅か約６
５％のみである。仏間特許第２．４３０．９２８号には
、オルト硼酸アリールの生成を促進するために、過剰の
フェノールの存在下で硼酸アリール生成工程を実施する
ことによって、０−ヒドロキシベンジルアルコールの収
率を増大させることが提唱されている。求める目的は適
えられたが、しかしこの方法は反応の生産性によって表
わされる問題点を解消することができない、０−ヒドロ
キシベンジルアルコールに転化しないフェノールは回収
して硼酸アリールの製造工程に再循環しなければならず
、このことは工程を複雑化する。最後に、従来技術の方
法は反応の生産性における改善並びに硼酸アリールのホ
ルミル化によって得られる０−ヒドロキシベンジルアル
コールの収率における改善によって表わされる問題点を
同時に解消することができない、従って、当業界におい
ては、実質的に独占的にメタ硼酸アリールの生成をもた
らし、ホルミル化させた場合に０−ヒドロキシベンジル
アルコールのメタ硼酸エステルを定態的に生成する硼酸
アリールの製造方法が求められている。

［発明の概要］ 従って、本発明の第１の主題はメタ硼酸アリールの選択
的製造方法にある。

本発明の第２の主題は、０−ヒドロキシベンジルアルコ
ール類の製造にこのメタ硼酸アリールの選択的製造方法
を利用することにあり、この場合、メタ硼酸アリールを
ホルミル化させて０−ヒドロキシベンジルアルコール類
のメタ硼酸エステルにする工程及び続いての該硼酸エス
テルを鹸化させる工程が用いられ、これによってこの製
造法の生産性が高められる。

本発明の第３の主題は、硼酸アリールをホルミル化させ
、次いで０−ヒドロキシベンジルアルコール類の硼酸エ
ステルを鹸化させることによって０−ヒドロキシベンジ
ルアルコール類を製造する方法であって、フェノール又
はホルムアルデヒドに関連して表わした０−ヒドロキシ
ベンジルアルコール類の収率を改善することのできる前
記製造方法にある。

［発明の詳細な説明］ より詳細には１本発明の第１の主題は、硼酸とフェノー
ル類とからメタ硼酸アリールを製造する方法であって、 ・第１工程において水と共に１７０’Ｃ以下の沸点の共
沸混合物を形成する溶媒の存在下で共沸蒸留することに
よって１４５℃以下の温度で硼酸を脱水してメタ硼酸に
し、 次いで ・第２工程においてフェノールのメタ硼酸によるエステ
ル化を１７０℃以下の温度においで、反応水をこれが生
成した時に共沸蒸留除去することによって実施する ことを特徴とする前記製造方法にある。

このような態様で操作することによって、メタ硼酸アリ
ールが初期の硼酸及びフェノールに関連して表わして９
５％以上の収率で独占的に得られるということがわかっ
た。

本発明に従う方法を実施するのに適した溶媒としては、
水と共に常圧又は減圧下で１７０℃以下の沸点の共沸混
合物を形成する任意の化合物を用いることができる。こ
の化合物は、ハロゲン化された又はハロゲン化されてい
ない芳香族又はアルキル芳香族炭化水素の群から選択す
ることができる。溶媒の非限定的な例としては、キシレ
ン、ジイソプロピルベンゼン及び１．２．４−トリメチ
ルベンゼンを挙げることができる。

硼酸を脱水してメタ硼酸（ＨＢ　Ｏ、）にし次いでこの
メタ硼酸とフェノールとをエステル化させる際の温度は
、有利には１３０〜１６０℃の範囲、好ましくは１３０
〜１５５℃の範囲である。より詳細には、硼酸脱水工程
は１３０〜１４５℃の範囲の温度において実施され、エ
ステル化工程は１４０〜１５５℃の範囲の温度において
実施される０選択した溶媒中における硼酸及びフェノー
ルの濃度は、反応水の除去工程の際に温度を前記の値よ
り低い値に保持することができるように調整される。

エステル化の際のフェノールの使用量は、はぼ化学量論
的量、即ちメタ硼酸１モルにつきフェノールはぼ１モル
であるのが好ましい。しかしながら６本発明の範囲から
外れることなく、化学量論的量から僅かに移行させるこ
ともできよう。

本発明に用いるのに適したフェノール類は、次の一般式
： （式中、ｎは１〜３までの整数であり、Ｒは１−１２個
、好ましくは１〜４個の炭素原子を有するアルキル基（
例えばメチル、エチル、プロピル類、ブチル類、ヘキシ
ル類及びオクチル類）、１〜１２個、好ましくは１〜４
個の炭素原子を有するアルコキシ基（例えばメトキシ、
エトキシ、プロポキシ及びブトキシ基）又は塩素若しく
は臭素のようなハロゲン原子であり、 ｎが１より大きい場合、フェノール基に対して〇−位置
の少なくとも一方は置換されていないものとする） で表わすことができる。

式（Ｖ）のフェノール類の例としては、フェノール、ク
レゾール類、２．３−キシレノール、３．４−キシレノ
ール、モノエチルフェノール類、２−メトキシフェノー
ル、３−メトキシフェノール、４−メトキシフェノール
、２．３−ジメトキシフェノール、２−エトキシフェノ
ール、４−エトキシフェノール及びモノクロルフェノー
ル類を挙げることができる。

実用上の観点から、本発明の方法は実施するのが簡単で
ある。実際、この方法は以下のようにすれば充分である
。即ち、適量の選択した溶媒中に硼酸を装入し、次いで
一緒にした物質を撹拌しながらこの混合物の還流温度に
加熱し、そして理論量の水が除去されるまで水と溶媒と
の共沸混合物を取り出す、溶媒は水から分離して再循環
させる。脱水が終了したら、適量の選択した溶媒（この
溶媒は、硼酸の脱水工程において用いたものと同じもの
であるのが好ましい）中のフェノール溶液を漸次加える
。この反応混合物を加熱還流し、生成する水を共沸除去
する。フェノールを含有する溶媒は水から分離し、反応
混合物中に再循環する。理論量の水が除去されたら、得
られたメタ硼酸アリールの有機溶液から成る混合物を冷
却する。次いで、慣用の操作、例えば減圧下において溶
媒を留去させることによって回収することもでき、また
、本発明の第２の主題に従って、このメタ硼酸アリール
溶液を０−ヒドロキシパンジルアルコールの製造に直接
使用することもできる。

より詳細には、本発明のさらなる主題は、ホルムアルデ
ヒド又はホルムアルデヒド生成化合物と硼酸アリールと
を反応させて０−ヒドロキシベンジルアルコール類の硼
酸エステルを製造し、次いでこの硼酸エステルを分解し
て０−ヒドロキシベンジルアルコール類を遊離させるこ
とによって〇−ヒドロキシベンジルアルコール類を製造
する方法にあり、この方法は、硼酸アリールが・第１工
程において水と共に１７０℃以下の沸点の共沸混合物を
形成する溶媒の存在下で共沸蒸留することによって１４
５℃以下の温度で硼酸を脱水してメタ硼酸にし、 次いで ・第２工程においてフェノールのメタ硼酸によるエステ
ル化を、反応水をこれが生成した時に１７０℃以下の温
度において共沸蒸留除去することによって実施する 方法によって得られるメタ硼酸エステルであることを特
徴とする。

ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド生成化合物とメ
タ硼酸アリールとの縮合は、メタ硼酸のエステル化工程
から得られるメタ硼酸アリールの実質的に無水状の溶液
中で、所望ならば適量の有機溶媒を添加した後に、直接
実施することができる。ホルムアルデヒド生成化合物と
してトリオキシメチレンのような重合体を用いる場合、
これは有機溶媒（この溶媒は、メタ硼酸の製造用に用い
たものと同じものであるのが好ましい）中の懸濁物の形
でメタ硼酸エステルの有機溶液に添加する。

ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド生成化合物とメ
タ硼酸アリールとの縮合条件は、前記の仏閣特許に記載
されたものであってよい。しかしてホルムアルデヒド又
はホルムアルデヒド生成化合物のメタ硼酸エステル１モ
ル当たりのＨＣＨＯのモル数で表わした量は、はぼ化学
量論的量、即ちメ名硼酸エステル１モル当たりにＨＣＨ
Ｏはぼ１モルであるのが好ましいが、それから僅かに外
れることも許される。しかして、メタ硼酸エステル１モ
ル当たりのＨＣＨＯＯ量は０．９〜１モルの範囲であっ
てよく、この操作は僅かに過剰のホルムアルデヒドの存
在下で実施するのが好ましい。

反応温度は従来技術の範囲内、即ち２０〜１２０℃の範
囲、好ましくは４０〜１００℃の範囲に含まれ得る。し
かしながら、ホルムアルデヒドとメタ硼酸エステルとの
縮合の温度は９０℃以下に留めるのが好ましく、有利に
は８０〜８５℃の範囲にするのが好ましいということが
わがった。これらの条件下において、Ｏ−ヒドロキシベ
ンジルアルコールの収率は最良である。これら特定温度
条件の選択は、本発明の別の局面を構成する。

ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド生成化合物とメ
タ硼酸アリールとの縮合は、常圧下又は減圧下で実施す
ることができる。減圧下で実施する場合、この圧力は反
応温度において溶媒が沸点にならないように選択される
。

実用上の観点から、メタ硼酸エステルの有機溶液へのホ
ルムアルデヒドの添加は漸次実施してもよく、また、よ
り有利には一度に実施してもよい。

縮合反応の期間はもちろん選択した条件に依存する。こ
の縮合が完了した時に、０−ヒドロキシベンジルアルコ
ールの硼酸エステルの有機溶液が得られ、所望の０−ヒ
ドロキシベンジルアルコールを遊離させるためにこの溶
液を慣用の処理、例えば仏間特許第１．３３８．９４５
号に記載されたもの、即ち鹸化、アルコーリシス又は加
水分解にかける。鹸化が特に好適である。この場合、次
のようにすれば充分である。即ち、Ｏ−ヒドロキシベン
ジルアルコールのメタ硼酸エステルの有機溶液を周囲温
度においてアルカリ塩基（例久ば水酸化ナトリウム又は
水酸化カリウム）の水溶液で処理して水溶性のアルカリ
金属塩錯体を形成させる。

有機層と水層とを分離し、水層を酸性にして〇−ヒドロ
キシベンジルアルコールを遊離させる。中和した水溶液
から適宜な溶媒で抽出することによって０−ヒドロキシ
ベンジルアルコールが回収される。

本発明に従う方法は、次の一般式： （式中、Ｒ及びｎは前記の意味を持つ）の０−ヒドロキ
シベンジルアルコール類を製造することを可能にし、フ
ェノールからサリゲノールを製造するのに特に適してい
る。

［実施例］ 以下の実施例は、本発明を例示し、これをどのように実
施できるかを示すものである。

ａ）撹拌系、温度計、滴下漏斗、冷却管を備えた蒸留塔
及び分離装置を備えた５００ｍｇのガラス製丸底フラス
コ内に、無水キシレン１１０ｍβ及び硼酸３８．９ｇ（
０，６モル）を装入した。撹拌を開始し、この混合物を
還流し、キシレンと水との共沸混合物を連続的に留去さ
せた。水をキシレンから分離し、このキシレンを反応混
合物に再循環した。蒸留の間中、反応混合物の温度を１
３６〜１３８℃に保持した。これらの条件下において２
時間後に、０．５９５モルの水が採集された。これは理
論上生成すべき水の９９．１６％である。従ってメタ硼
酸が定量的に生成した。

ｂ）滴下漏斗を用いて、キシレン５０ｍ２中のフェノー
ル５６．４ｇ（０，６モル）を、フラスコの内容物に還
流温度において１時間かけて撹拌しながら漸次添加した
。水とキシレンとの多少フェノールを含む共沸混合物を
蒸留することによって、反応水を連続的に除去した。水
をキシレンとフェノールとの有機層から分離し、有機層
を反応混合物に再循環した。反応混合物の温度を１４５
〜１５０℃の範囲に保持した。これらの条件下において
４時間後に、水０．５８モルが採集された。これは生成
すべき水の９３．６％である。次いでキシレン６０ｍＡ
　（この中には、初めに装入したフェノール２％が測定
された）を除去した。

７０〜７５℃において均質な反応混合物をＩＩＣ−ＮＭ
Ｒ及び　’Ｈ−Ｎ　Ｍ　Ｒによって分析した。これはメ
タ硼酸フェニルのみの溶液から成り、他の硼酸エステル
を含まないことがわかった。ＮＭＲによって測定された
残留フェノールの量は３％より少なかった。

従って、使用した硼酸又はフェノールを基とするメタ硼
酸フェニルの実際上の収率は９５％より高かった。

匠１ 例１に記ｉ　ｔ、　タ装置内ニＨＪＯｎ　６．１８　ｇ
　（０，１モル）及びキシレン５５ｍβを装入し、次い
で例１におけるように操作を続けた。１３７℃において
８０分後に、水０．０９５モルが回収された。

ｂ）上記の反応混合物に、トルエン４５ｒｎＪ２中のフ
ェノール９．４ｇ（０，１モル）の溶液を５分かけて添
加した。還流温度が１４５〜１５３℃に上昇した。これ
ら条件下において１１０分後に、水０、０９５モルが改
修された。

ＮＭＲを用いて反応混合物を分析した結果、メタ硼酸フ
ェニルのみが実際上の収率９５％で生成したということ
が確認できた。

医ユ キシレンを１．２．４−）−リメチルベンゼンに置き換
えて、例２を繰り返した。工程ａ）及びｂ）において、
還流（工程ｂ）ではこの温度は１６５℃まで上昇した）
下で同じ期間の後に、同量の水が回収された。メタ硼酸
フェニルのみが実際上の収率、９５％で生成した。

ト 下記のように操作することによって、サリゲノールを製
造した。

撹拌装置、温度計、縦形冷却管、滴下漏斗及び調節され
た加熱系を備えた５００ｍｇのガラス製丸底フラスコ内
に、例１の方法を用いて得られた、キシレン１００ｍ、
ｇ中のメタ硼酸フェニル０．５７モルの溶液を装入した
。この溶液を撹拌しながら８０℃に加熱し、キシレン２
２ｍＪ２中のトリオキシメチレン１８ｇ　（ＨＣＨＯと
して０．６モル）の懸濁液を１０分かけて添加した。８
０℃において１時間撹拌を続け、次いでトリオキシメチ
レン１．８ｇ（ＨＣＨＯとして０．０６モル）をキシレ
ン２．２ｇ中の懸濁液として添加した。この反応混合物
を同じ温度にさら１こ２時間３０分保持した。

反応を進行させ、次いで水酸化ナトリウム水溶液で加水
分解した後に、反応混合物の試料を高圧液体クロマトグ
ラフィー（ＨＰＬＣ）によって分析する。

反応混合物を２０℃に冷却し、次いでこれに５モル／ρ
濃度の水駿化ナトリウム水溶液２８０ｍρを撹拌しなが
ら１時間かけて添加した。次いでアルカリ性の水層を有
機層から分離させ、この水層を取り出した。有機層を２
００ｍβずつの水で２回洗浄した。この水性洗浄液を前
記の水層に加え、ＨＰＬＣによってサリゲノール、フェ
ノール及びｐ−ヒドロキシベンジルアルコールを測定し
た。

硼酸フェニル（又はフェノール）の転化率は９２．２％
であり、サリゲノールの実際上の収率は８７．３％であ
り、即ち、転化したメタ硼酸フェニル又は転化したフェ
ノールを基とした理論収率は９４．７％であることがわ
かった。また、サリゲノールに加えてｐ−ヒドロキシベ
ンジルアルコールも実際上の収率５％で生成した。

泄５ トリオキシメチレンとメタ硼酸フェニルとの縮合を９０
℃において１６５分間実施して、例４を再現した。下記
の結果が得られた； ・フェノールの転化率　　　　　　：８５．５％・サリ
ゲノールの実際上の収率　　：８０　％・サリゲノール
の理論収率　　　　：９３．５６％・ｐ−ヒドロキシベ
ンジルアルコール の実際上の収率　　　　　　　　：１．７％ガ玉 ＨＣＨＯを０．６６モルではなくて０．５７モル使用し
たこと以外は例４を繰り返した。３８５分間反応させた
。下記の結果が得られた： ・フェノールの転化率　　　　　　：８８．３％・サリ
ゲノールの実際上の収率　　：８３．４％・サリゲノー
ルの理論収率　　　　：９４．４５％ｐ−ヒドロキシベ
ンジルアルコール

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）硼酸とフェノール類とからメタ硼酸アリールを製造
   する方法であつて、 ・第１工程において水と共に１７０℃以下の沸点の共沸
   混合物を形成する溶媒の存在下で共沸蒸留することによ
   って１４５℃以下の温度で硼酸を脱水してメタ硼酸にし
   、 次いで ・第２工程においてフェノールのメタ硼酸によるエステ
   ル化を１７０℃以下の温度において、反応水をこれが生
   成した時に共沸蒸留除去することによって実施する ことを特徴とする前記製造方法。 ２）硼酸の脱水を１３０〜１４５℃の範囲の温度におい
   て実施し、こうして生成するメタ硼酸のフェノールによ
   るエステル化を１４０〜１５５℃の範囲の温度において
   実施することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３）用いる溶媒が芳香族、アルキル芳香族及びハロ芳香
   族炭化水素の群から選択されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１又は２項記載の方法。 ４）第２工程において用いられるフェノールが次の一般
   式： ▲数式、化学式、表等があります▼（Ｖ） （式中、ｎは１〜３までの整数であり、 Ｒは１〜１２個の炭素原子を有するアルキル基、１〜１
   ２個の炭素原子を有するアルコキシ基及びハロゲン原子
   を表わし、 フェノール基に対してｏ−位置の少なくとも一方は置換
   されていないものとする） に相当することを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項
   のいずれかに記載の方法。 ５）ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒド生成化合物
   と硼酸アリールとを反応させてｏ−ヒドロキシベンジル
   アルコールの硼酸エステルを製造し、次いでこの硼酸エ
   ステルを分解してｏ−ヒドロキシベンジルアルコールを
   遊離させることによってｏ−ヒドロキシベンジルアルコ
   ール類を製造する方法であって、ホルムアルデヒド又は
   ホルムアルデヒド生成化合物を、特許請求の範囲第１〜
   ４項のいずれかに記載の方法を用いて得られたメタ硼酸
   アリールと反応させることを特徴とする前記製造方法。 ６）ホルムアルデヒドと硼酸アリールとの縮合温度が８
   ０〜８５℃の範囲であることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載の方法。 ７）メタ硼酸フェニルとホルムアルデヒド又はホルムア
   ルデヒド生成化合物とからサリゲノールを製造する方法
   であって、 ａ）第１工程において水と共に１７０℃以下の沸点の共
   沸混合物を形成する溶媒の存在下で共沸蒸留することに
   よって１４５℃以下の温度で硼酸を脱水してメタ硼酸に
   し、 ｂ）第２工程においてフェノールのメタ硼酸によるエス
   テル化を１７０℃以下の温度において、反応水をこれが
   生成した時に共沸蒸留除去することによって実施し、 ｃ）第３工程においてメタ硼酸フェニルとホルムアルデ
   ヒド又はホルムアルデヒド生成化合物とを反応させ、次
   いでサリゲノールメタ硼酸エステルをアルカリ水溶液で
   鹸化させることによってサリゲノールを遊離させる ことを特徴とする前記製造方法。