JPH04505465A - ４―ブロモ―↓０―キシレンの製造方法 - 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】 ４−ブロモー０−キシレンの製造方法 几明凶立野 本発明は４−ブロモ−０−キシレンを製造するための。−キシレンのレギオ選択 的臭素化に関する。

光亘の！量 ４−ブロモー０−キシレンはジフェニルエーテル顕の製造に有用である。該エー テル類の実例は３．３’　、４．４’−テトラメチルジフェニルエーテル、１． ４−ビス（３，４−ジメチルフェノキシ）ベンゼン等である。４−ブロモ−０− キシレンは、また、リボフラビン（ビタミンＢ２）の二三の合成法の出発試薬と しても有用である。

４−ブロモー０−キシレンは３，４−ジメチルアニリンとＣｕＢｒ、ＮＯとの反 応によって製造することができる。この反応はジアゾニウム中間体を経て進行す るが、該製造法は比較的費用がかかり、大規模に行うには実際的でない。

工業規格の４−ブロモー０−キシレンの製造経路は臭素（Ｂｒｚ）の０−キシレ ンへの付加を包含する。しかし、ｒｏｒｇａｎｉｃ　Ｓｙｎ、ｔｈｅｓｅｓ」Ｖ ｏｌ　３．ｐｐ１３８．１３９　（１９５５）に記載されている臭素対。−キシ レンのモル比が０．８７５で、０ないし一５℃の温度を使用する無溶剤製造法に ならう場合には、 この方法は、４−ブロモー０−キシレン対３−ブロモ−０−キシレンの７５＝２ ５混合物を９５パーセントの収率で生成することが分析によって確認される。

これら２Ｍ顕のブロモ−０−キシレン異性体は、実質的に同一沸点（３−ブロモ −０−キシレンの２１５℃に対して４−ブロモ−０−キシレンは２４１℃）を有 する分離が極めて困難である。これらの異性体は、また結晶化によっても分離す ることもできない。また、ガスクロマトグラフィー（Ｇ、Ｃ，）によって分離す ることも難しい。これらの異性体を分離するにはシアノプロピルメチルシリコー ンコーティングを施したキャピラリーＧ、Ｃ，カラムが必要である。従って、混 在する３−ブロモ−Ｏ−キシレンの量なできるだけ少なくするためにてきるだけ 高純度の４−ブロモ−０−キシレンを合成することが望ましい。

Ｊ、Ｐ、Ｃａｎ５ｅ　Ｉ　ｉｅｒは、臭素と０−キシレンの温き物をＳ０２溶液 中で反応させて、４−ブロモ−０−キシレン対３−ブロモーＱ−キシレンの９３ ．４：６．５温き物を得たと報告している（Ｂｕｌ　１．Ｓｏｃ、Ｃｈｉｍ、Ｆ ｒａｎｃｅ。

１９７２、ｐｐ、７６２−７６４．およびＢｕ　ｌ　１．ｓｏｃ、ｃｈ　ｉｍ、 Ｆｒａｎｃｅ。

１９７１、ｐｐ、１７８５−１７８８）。４−ブロモ−Ｏ−キシレン対３−ブロ モー０−キシレンの９３．４：６．５の温き物を得た方法は示されておらず、ト ルエンについて述べた方法、すなわち、臭素と二酸化硫黄の温き物を暗黒の反応 器中で一４０℃の該炭化水素の極希薄混合物に添加する方法に従って行ったと述 べている。得られた温き物は、次に一９℃で３時間撹拌後二酸化硫黄を除き、蒸 留して生成物を分離する。彼の方法は４−ブロモ−０−キシレンの工業規格での 高収率の製造には適していない。

できるだけ少ない量の３−ブロモー０−キシレンおよび他の副生物とともに４− ブロモ−０−キシレンを比較的高収率て製造する方法が工業的に望ましいと思わ れる。本発明はそのようなプロセスを提供する。

尺呵の！豹 臭素対０−キシレンのモル比範囲を約１＝１以上から最高約２＝１以内で臭素を ０−キシレンと結合させ、同時に得られる混合物を約−２０℃ないし約４０℃の 範囲内に保つ４−ブロモ−０−キシレンに富む異性本混合物を製造するレギオ特 定化方法を提供する。

０−キシレンに対して過剰モル量の臭素を使用することは混合異性体反応生成物 中の４−ブロモ−０−キシレン対３−ブロモ−０−キシレンの重量比を高める。

過剰の臭素は優先的に３−ブロモ−０−キシレンと反応して、ジブロモ−〇−キ シレンを生成し、それが生成ブロモ−０−キシレン異性体混合物中に豊富な４− ブロモ−０−キシレンをもたらす。

収率を高め、副生物の生成をできるだけ少なくするためには、プロセスを化学線 から遮蔽するかまたは液本二酸ｆ（１，硫黄溶剤中で行うのが好ましい。

現在のところ、モル比が約１．５：１の臭素（Ｂｒ２）対０−キシしンを使用し 、約−９℃ないし約−１５℃の範囲内の反応温度を使用することが望ましい。

臭素は撹拌しながら徐々に０−キシレンに添加するのが好ましく、また該添加完 了後も、生成物温き物が生成する間、しばらくの間撹拌を続けることが望ましい 。

生成物異性体混合物は真空蒸留によって反応生成物から分離する。

さらに、３−ブロモ−・ｏ−キシレンに対する４−ブロモ−０−キシレン生成の すぐれた選択性は、臭素ｆヒ反応中少量の二酸化硫黄を使用する場合、さらに臭 素対０−キシレンのモル比が１：１以下である場自に達成することがてきる。従 って、本発明の方法は、二酸化硫黄対０−キシレンのモル比が約２０＝１ないし 約１：１の範囲内にあり、かつ臭素対０−キシルンのモル比が約０．４：１ない し約１＝１の範囲内にある二酸化硫黄の存在下での０−キシレンの臭素化を色素 する。

本発明に関連する種々の他およびそれ以上の特長、態様等は本説明によって当業 者には明かとなり良く理解されよう。

ｔ　の＝ｔ−； 本発明の臭素化反応は液相条件下で行われる。臭素対０−キシレンの相対的モル 比範囲を約１：１以上から最高的２：１以内で臭素（Ｂｒｚ）を０−キシレンと 結合させ、同時に得られる混合物を約−２０℃ないし約４０℃の範囲内の温度に 保つ。

現在のところ好適な臭素対０−キシレンの該モル比範囲は約１．１：１ないし約 １．５：１である。特に好ましい該モル比はそれぞれ約１．５：１である。現在 のところ好ましい反応温度は約−９℃から約−１５℃に及ぶ。

反応は、必要な場合には、ハロゲン化鉄のようなルイス酸触媒の存在下で行うこ とができる。該触媒を使用する場きには、触媒として有効な量を使用する。たと えば、該触媒の適当な量は、０−キシレン１当量当り触媒的０．０１ないし約反 応は化学線に敏感であるように思われる。反応物を該放射線に暴露すると成る副 生物、アルファブロモ−０−キシレンの生成を促進するように思われる。

アルファブロモ−０−キシレンは、出発０−キシレンに対する所望の４−ブロモ −０−キシレンの収率を減少させるだけでなく、アルファブロモ−Ｏ−キシレン が４−ブロモ−０−キシレンおよび３−ブロモ−０−キシレンと類似の沸点（２ １７℃）を有するために蒸留による分離が難しいので好ましくない副生物である 。

このような副生物の生成をできるだけ少なくするために、本発明による反応を化 学線から遮蔽することができる。あるいは、または同じ目的から、この反応を液 体二酸化硫黄媒質中で行うことができる。

二酸化硫黄媒質中で行う場合には、二酸化硫黄対０−キシレンのモル比は少なく とも約０．１：１、好ましくは少なくとも約１＝１でもつとも好ましくは少なく とも約２：１で、またもつとも好ましくは約２０：１以下である。所望の場合に は、０−キシル・ンおよび臭素をそれぞれ予め二酸化硫黄に溶解させることがで きるか、または該反応物の１つまたはその他をそのように予め溶解させさらに該 反応物の残りを混合しながら直接それに添加することもできる。現在のところ好 ましいのは臭素を０−キシレンの二酸化硫黄溶液に添加することである。

たとえば、反応フラスコを暗黒にしないか、もしくはすべての化学線（たとえば 光）を排除しようとせずに、−１０℃の無溶剤条件で０−キシレンを臭素化する 場きには、最高約１０パーセントのアルファブロモ−Ｏ−キシレンを生成する。

ＳＯ□を溶剤として使用する以外は、同一の条件下では、僅か約０．３パーセン トのアルファブロモ−０−キシレンしか生成しない。

二酸化硫黄は、アルファブロモ−０−キシレンの生成量を減少させる以外に、０ −キシル・ン、臭素およびブロモ−０−キシレン異性体に対する溶剤としての利 用が、他の公知の溶剤または触媒と比べて４−ブロモ−０−キシレン生成を助長 する比較的高いレギオ選択性を示すので望ましい。二酸化硫黄は、また芳香族側 鎖の臭素化をも減少させ、高収率で４−ブロモ−０−キシレンを得るのにも寄与 する。

二酸化硫黄は大気圧下約−９℃で還流（沸とう）する。二酸化硫黄を溶剤として 用いる場合に、該温度は本発明の方法を実施するとくに便利な反応温度である。

さらに高温で反応を行う場きには、ＳＯ２を液状に保つために反応帯域を自生圧 力下に保つことができる。最高約４気圧の圧力が部会がよい。ＳＯ□の蒸気圧は Ｏ′Ｃで約２０ｐｓ　ｉｇ、室温で約４０ｐｓｉｇである。

３−ブロモ−０−キシレンに対する目的の４−ブロモ−０−キシレン生成のすぐ れた選択性は、また少量の二酸化硫黄およびモル比が１＝１以下の臭素対ｏ　− キシレンを使用することによっても可能である。このように、二酸化硫黄対０− キシレンのモル比が約１：１ないし約２０：１、好ましくは約１：１ないし約１ ３：１の範囲内にあるような量で二酸化硫黄を使用することによって、０−キシ レンの臭素化反応中の臭素対０−キシレンの比率が約０．４：１ないし約１：１ の範囲内、好ましくは約０．７５：１ないし約１；１の範囲内にあることができ る。反応温度は約−２０℃ないし約４０℃、好ましくは一１８℃ないし約−９℃ の範囲内が適当である。少量の二酸化硫黄を使用できることは、商業運転の場合 に、少量の二酸化硫黄をリサイクルさせる方が容易であり、必要な反応容積が小 さくて済み、さらに全工程を安価に、かつ安全に操作できるので、とくに有利で ある。

臭素と０−キシレンとの所定の反応の末期で、かつ得られる液状反応生成物混合 物の次の精製前に、使用する場合には、生成物溶液を温めて二酸化硫黄を気化さ せそれを排出させることによって、二酸化硫黄を容易に分離することができる。

同時に、この反応中に生成した副生物ＨＢｒをも除去することができる。

臭素と０−キシレンとの任意の混合方法を用いることができるけれども、二酸化 硫黄の含もうと含むまいと、現在のところでは、徐々にかつ混合しながら、臭素 を０−キシレンに加えるのが好ましい。しかし、好ましくは、Ｏ−キシレンをま ず二酸化硫黄に溶解し、それに撹拌しながら臭素を添加する。現在のところ好ま しい臭素添加速度は、０−キシレン１モルに対し１時間当り臭素的０．５ないし 約２．５モル、さらに好ましくは０−キシレン１モルに対し１時間当り臭素的１ ．４ないし約１．８モルである。

臭素と０−キシレンとの混合完了後、出発反応物の転化を最適にするように指示 された範囲内の温度で反応混合物を撹拌し続けることが現在のところ好ましい。

添加後の撹拌時間は、二酸化硫黄溶剤を用いない場合には通常的０．０５ないし 約４．５時間、好ましくは少なくとも約１７２時間であり、二酸化硫黄を溶剤と して用いる場きには、約１時間以内である。

各反応物および、また液体二酸化硫黄（使用する場合）、または触媒（使用する 場合）のような反応中に存在する任意の他の成分も、純度が少なくとも約９５重 量パーセント、より好ましくは少なくとも約９９重量パーセントであることが現 在のところ好ましい、その理由は該純度水準が４−ブロモ−０−キシレンの収率 を高めるからである。たとえば、多くの市販０−キシレンによくあるように、０ −キシレンに少量のｍ−キシレンが存在する場合には、ｍ−キシレンが臭素と反 応して少量の４−ブロモ−ｍ−キシレンを生成し、それが４−プロモル０−キシ レンの収率を低下させる。

前記のように、本発明の著しい特徴は４−ブロモ−０−キシレンの生成を助長す るレギオ特定化方法を提供することである０本発明の方法の生成物は、４−ブロ モ−０−キシレンと３−ブロモ−０−キシレンとより成り、後者に対する前者の 重量比が高められたプロモル０−キシレン異性体混合物である。

後記表１に示すように、種々の反応温度において、臭素対０−キシレンの特定の モル比に対して、４−ブロモ−Ｏ−キシレン対３−ブロモ−０−キシレンの種々 の重量比が得られた。

たとえば、下記実施例１−９において、Ｏ′−キシレンへの臭素の好適な緩速添 加法は絶えず混合しながら前記添加速度範囲内で行った。臭素添加の完了後、混 合を約０．２時間の間継続した１反応帯域を暗黒に保ちながら、無溶剤条件を用 いた。すなわち二酸化硫黄を使用しなかった。

虹 種々の反応温度において得られた４−ブロモ−０−キシレン対３−ブロモ−０− シレンの Ｂｒ２対０−キシレン ゛　℃　のモル　４−ＢＯＸ：３−ＢＯＸの＾　１　４Ｇ　Ｇ、９：１　７５： ２５Ｂ　４　０　０．６：１　７５：２５ Ｃ７−１５０，７：１　Ｂｏ：２Ｇ Ｄ　−１５０，９：１　８０：２Ｇ” Ｅ　３　ＲＴ”’　１．５：１　８フ：１３Ｆ　６　０　１．５：１　９０：１ ０ Ｇ　９　−１５　１．５：１　９４：６Ｈ２ＲＴ’■　１．３：１　８１：１９ １　８　−１５　１．３：１　８フ：１３′ａｉＪＲ： ”　ＲＴは室温を表わす Ｃ之）　無触媒 表工のデータおよび後記実施例１−９が示すように、本明細書に示した範囲内の いかなる反応温度においても０−キシレンに対して過剰モル量の臭素を用いる場 合には、０−キシレンに対して当モル比の臭素を使用するときよりも、４−ブロ モー０−キシレン対３−ブロモ−０−キシレンのさらに高い重量比が得られる。

過剰の臭素はブロモ−Ｏ−キシレン異性体混合物と反応して、ジブロモ−〇−キ シレン異性体を生成する。この後者の異性体の中、生成が確認された主な異性体 は４．５−ジブロモ−〇−キシレンと判明した。固有の立体効果および電子効果 によって、３−ブロモ−０−キシレンは４−ブロモ−Ｏ−キシレンよりも臭素に 対する反応性が大きく、３−ブロモ−０−キシレンが優先的に消費されて、ジブ ロモ−０−キシレン顕に変る。その結果は最終ブロモ−０−キシレン異性体混合 物中に４−ジブロモ−〇−キシレンが豊富にあることになる。下記式が説明に役 立つ。

たとえば、表Ｉに示すように、等モル比の反応物を用い、−１５℃で撹拌（混合 ）しなから０−キシレンに徐々に臭素を添加するという好ましい方法を含む無溶 剤（すなわち二酸化硫黄のない）反応は４−ブロモ−Ｏ−キシレン対３−ブロモ −０−キシレンの重量比が８０　：　２０の混合物を生成する。しかし、同一条 件下でＢｒ、対０−キシレンの１．５：１のモル比は４−ブロモ−Ｏ−キシレン 対３−ブロモ−０−キシレンの重量比が９４：６という驚くべき混合物を生成す る。

Ｏ−キシレンと過剰臭素との該反応は、また表１に示すように他の温度、たとえ ば０℃においても３−ブロモ−０−キシレンと比較して４−ブロモ−０−キシレ ンを好むすぐれたレギオ選択性を与える。このような過剰の臭素を用いる４−ブ ロモ−０−キシレンの生成量の最大は一１５℃において理論量よりも５０パ一セ ント過剰モル量の臭素を用いた場合に認められる。

生成物異性体混合物中に３−ブロモ−Ｏ−キシレンに対する重量比が最高的９７ ＝３という同様に著しく豊富な４−ブロモ−０−キシレンが、また二酸化硫黄溶 剤を使用する場合にも、０−キシレンに対してこのような過剰モル量の臭素を用 いて得られる。好ましくは、０−キシレンを予め二酸化硫黄中に溶解して、臭素 を徐々に直接該溶液に添加する。

同時に、出発０−キシレンに対する４−ブロモ−Ｏ−キシレンの収率は、前記の 臭素を徐々に０−キシレンに添加して得られる直接的無溶剤反応においては通常 的２５％ないし約８５％の範囲内にあり、臭素を該０−キシレンの二酸化硫黄溶 液に徐々に添加する上記の方法では一般に約５０％ないし約８５％の範囲内にあ る。

４−ブロモ−０−キシレンと３−ブロモー０−キシレンとの生成物異性体混合物 は真空蒸留によって液状反応生成物から分離される。

０−キシレンとの反応に本明細書に教示するような過剰モル量の臭素を使用する ことによって、本明細書に教示する範囲内の反応温度において、従来報告された とくに臭素と０−キシレンの反応からのいかなる４−プロモーＯ−キシレン製造 法よりも、該精製生成物異性体混合物中の４−ブロモ−０−キシレン対３−ブロ モ−０−キシレンの高い比率が得られる。臭素対０−キシレンの正確なモル比、 反応温度、混合方法、および他の変数により、本発明の方法の実施によって得ら れるブロモー０−キシレン異性体混合物は約８０：２０以上から約９７：３まで の範囲内に入る４−ブロモー０−キシレン対３−ブロモ−０−キシレンの重量比 これらの実施例は本発明の範囲を限定するものと解してはならない、これらの実 施例において、ｒ４−ＢＯＸＪは４−プロモーＯ−キシレンを表わし、「３−Ｂ ＯＸＪは３−ブロモ−０−キシレンを表わし、ｒ４−ＢＭＸＪは４−ブロモ−ｍ −キシレンを表わし、ｒＡ−ＢＯＸＪはアルファブロモ−０−キシレンを表わし 、ｒＤｉＢＯＸＪはジブロモ−〇−キシレンを表わし、ｒ４：　３−ＢＯＸＪは ４−ブロモー０−キシレン対３−ブロモーＯ−キシレンの比を表わし、ｒｏ−Ｘ ｊは０−キシレンを表わし、ｒＢｒ、」は臭素を表わし、「Ｃａｔ」は触媒を表 わし、「Ｔ」は摂氏の温度を表わし、かつｒｏ−Ｘ　Ｃｏｎｃ、Ｊはｓｏ、中の ０−キシレン反応物のモル濃度を表わす。

以下のように一連のＯ−キシレンの臭素化を行った。ドライアイス冷却器、添加 漏斗、および隔膜を備えた三つロフラスコを冷浴で一１５℃に冷却した。光の触 媒乍によるアルファブロモ−Ｏ−キシレンの生成を防ぐためにフラスコを箔で包 んだ、添加漏斗よりフラスコ中の０−キシレンに徐々に（通常約６０分の時間を かけて）臭素を添加した。従って添加速度は０−キシレン１モルに対し毎時臭素 がほぼ約１モルであった。添加完了後、溶液が室温に暖まらないうちに反応溶液 を一１５℃でさらに９０分撹拌した。結果を下記表■に示す。出発０−キシレン （約９７パーセントの純度であった）中に存在する少量のｍ−キシレンによって 少量の４−ブロモ−ｍ−キシレン（４−ＢＭＸ）が常に生成することが確認され た。

実施例９においては、−１５℃で０−キシレン（５３ｇ、０．５モル）に臭素（ １２０ｇ、０．７５モル）を添加した。鉄のやすり屑（０，５ｇ）およびヨウ素 （０，５ｇ＞を触媒として使用した。臭素の添加に１時間を要し、反応が完了す る以前に反応混合物をさらに４．５時間撹拌した。反応混合物を室温に暖め、ｒ 過し、ＩＮ　ＮａＯＨ水溶液で洗った。得られた液体をガスクロマトグラフィー で分析したところ、３−ＢＯＸ　３．３パーセ：／ト、４−ＢＯＸ　５０．４パ ーセント、およびＤｉＢＯＸ異性体４５．８パーセントを含んでいた６分留の結 果、０−キシレンから出発して前記異性体混合物に対して２５パーセントの分離 収率の主留は、３−ＢＯＸ　６．０バー七’ｙＴ−１４−ＢＯＸ　８８．９ｉ＜ −セント、およびＤｉＢＯＸ異性体４．５パーセントを含んでいた。

実施例３においては、室温でＯ−キシレン（１０６ｇ、１モル）に臭素（２４０ ｇ。

１．５モル）を加えた。鉄のやすり屑（０，７ｇ）およびヨウ素（０，４ｇ＞を 触媒として使用した。臭素の添加に１，５時間を要し、その後反応混合物をさら に１時間撹拌した。この時点で反応混合物は、３−ＢＯＸ　６．９パーセント、 ４−ＢＯＸ　４４．７バーセントおよびＤｉＢＯＸ異性体４７．９パーセントを 含有していた。蒸留後、４　：　３−ＢＯＸの８７：１３混合物が０−キシレン からの前記異性体混合物に対して４０はパーセントの分離収率で得られた。

表■（前記）のデータが示すように、Ｂ　ｒ　２７’　ｏ　Ｘのモル比が約１： １よりも大きい場かには、４−ＢＯＸ対３−ＢＯＸの重量比は、同時に起る副生 物ＤｉＢＯＸの生成の顕著な増加とともに思いがけないほど大きくなる。

ＤｉＢＯＸの沸点は４−ＢＯＸおよび３−ＢＯＸの沸点とは著しく異なるので、 さきに述べたような真空蒸留条件を用いることによって、４−ＢＯＸと３−ＢＯ Ｘの異性体温き物からのＤｉＢＯＸの分離は容易である。

実施例１０−２１：　二　Ｐ　での　０−　シレンとの以下のように、二酸ｆヒ 硫黄で中で一連の０−キシレンの臭素化を行った。１００ｍ１の三つロフラスコ にドライアイス冷却器を取付け、ドライアイス／アセトン冷浴で一７８℃に冷却 した。ストップコック付アダプターから液体ＳＯ２を添加した。添加完了後、Ｓ Ｏ２を一１５℃に曖めて、Ｏ−キシレンを添加漏斗から加え、混合しつつ二酸化 硫黄に溶解させた。次に、臭素を添加漏斗からＯ−キシレン１モルに対し毎時臭 素約２モルと見込まれる速度で（通常３０分間以上かけて）絶えず撹拌しながら 徐々に添加した。反応溶液は冷浴を用いて一１５°Ｃに保った。

前記添加後、−１５℃でさらに１０分間、反応溶液を絶えず撹拌した後、該溶液 を温めて、Ｓ０２を蒸発除去した。後記衣■に試験結果を示す。

実施例１７．１８および１９はそれぞれＯ−キシレンに対して過剰モル量の臭素 を用いて行った。臭素が過剰の場合には、ブロモ−Ｏ−キシレン顛の臭素化が生 じ、３−ＢＯＸは４−ＢＯＸ異性体よりも優先的に臭素化される。これによって 、生成物混合物中に極めて豊富な４−ＢＯＸ異性体の存在がもたらされる。さら に真空蒸留によって、ジブロモ−〇−キシレン顕からブロモ−０−キシレン混き 物が容易に分離される（典型的条件）。

実施例２０においては、Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｐｏｒｔｅｒびんにｓｏ、（６２ｇ。

４１ｍ１）およびＯ−キシレン（８ｇ、７５ミリモル）を充填して、氷水浴で０ ℃に冷却した。該温度におけるＳ０２の分圧によって圧力は２０ｐｓｉｇであっ た。臭素（９ｇ、５６ミリモル）の添加完了後、反応混合物をさらに１０分間撹 拌した。得られたブロモ−Ｏ−キシレン混合物は９０：１０　４：３−ＢＯＸで あった。

実施例２０および２１の結果にもとづき、これらの実施例をＢｒ２過剰で行つた ならば４　：　３−ＢＯＸの重量比はさらに大となったであろうと推定される。

実施ｒ！４２１においては、Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｐｏｒｔｅｒびんにｓｏｚ（５３ ｇ。

３５ｍ１）および０−キシレン（Ｌｏｇ、９４ミリモル）を充填して２０°Ｃの 水浴中に置いた。圧力は該温度におけるＳＯ２の分圧によって４３ｐｓ　ｉ　ｇ であった。臭素（７ｇ、４４ミリモル）の添加完了後、反応混合物をさらに１０ 分間撹拌した。得られたブロモ−０−キシレンＷｉ：混会物は９０：１０　４− ＢＯＸ：３−ＢＯＸであった。

実施例１６では、４−ＢＯＸ：　３−ＢＯＸ生成物を分離した。ＳＯ，およびＨ Ｂｒを蒸発除去後、反応生成物をＯ，ＩＮ　ＮａＯＨ水溶液（２５０ｍｌ）で洗 い、さらに２回水で（１２５ｍｌずつ）洗った。有機層をＭ　ｇ　Ｓ　Ｏ４で乾 燥した。それ以上の精製は不必要であった。分離収量は７５ｇ　（４０５ミリモ ル。

８０％収率）であった。

過剰モル量のＢｒｚを用いてつくった実施例１９の生成物の場きには、約７５％ の生成物収率が得られるであろうと推定される。

表■のデータ、具体的には実施例１３−１６．２０および２１は、０−キシレン １モルに対し１モル未満の臭素を用いる場合でさえも、二酸化硫黄が思いがけな く臭素化生成物中の４−ＢＯＸは３−ＢＯＸの比率を向上させることを示してい る。さらに、４−ＢＯＸを生成させる反応選択性を望ましく増大させるには大量 の二酸化硫黄は必要ではない、たとえば、反応混合物中の臭素対Ｏ−キシレンの モル比が僅か０．７５で、Ｏ−キシレン１モルに対して二酸化硫黄１２．９モル を使用した実施例２０では、生成した４−ＢＯＸ対３−ＢＯＸの比率は９０：１ ０であった。実施例２０の臭素化よりも１５℃低い温度で行った実施例１５の臭 素化反応では生成した４−ＢＯＸ対３−ＢＯＸの比率は９２：８であった。実施 例１５では、臭素対Ｏ−キシレンのモル比は０．７８で、二酸化硫黄対０−キシ レンのモル比は９．０９であった。このように、０−キシレンを臭素化する場合 に少量の二酸化硫黄を用いることによって、３−ＢＯＸに対する４−ＢＯＸの思 いがけない高選択性を臭素対０−キシレンの１：１以下のモル比を使って達成す ることができる。

実施例２２　２６：　選択性に及ぼす二　Ｐ　濃度の影響実施例１０−２１で用 いた方法と同様の方法を使い、下記４表■に示すようにＳ０２中で等モルの臭素 および０−キシレンを用いて、９２：８　４−ＢＯＸ：３−ＢＯＸ混合物を調製 した。ＳＯ２中の反応物の濃度が選択性に影響を及ぼすことが判明した。２．５ モル溶液（ＳＯ２２６０ｍ１中に７０ｇの０−キシレン）が９２：８　４−ＢＯ Ｘ：３−ＢＯＸの比率を示したのに対して４．４モル溶液は９０　：　１０／４ 　：　３−ＢＯＸの比率を示した。濃度を高めると選択性が低下し、従って８． ５モル溶液は８８：　１２．−’４　：　３−ＢＯＸの比率を、２０モル溶液（ ＳＯ２１３１１１中に２７　ｇの０−キシレン）は８４　：　１６／４　：　３ −ＢＯＸの比率を示した。し力化、この濃度におけるすぐれた選択性は驚くべき ものがある。ＳＯ２はもはや溶剤というよりは触媒として働らいている。

去Ｎ ２２−２６の一一夕のまとめ 実施例　ミリモル　ＳＯ２ｏ−Ｘ濃度、　温度　比率ｅｌ　ｏ−Ｘ　Ｂｒ　ｍｌ 　モｈ　Ｓｏ　モル　ｏ−Ｘモル　’Ｃ４：３−ＢＯＸ２２　４３　４８　４３ 　１．０　２３．４　−１５　９２：８２３　６６０５１４　２６０　２．５　 ９．２　−１５　９２：８２４　８０　６８　１８　４．４　５．３　−１５　 ９０：１０２５　９４　９４　１１　８．５　２．７　−１５　８８：１２２６ 　２５５２２５　１３　２０　１．２　−１５　８４：１６実施例２７−２９　 ：　に　ぼ　゛　の５０％過剰の臭素を使用すると最高９７＝３の４：　３−Ｂ ＯＸ混合物が得られた。このような４−ＢＯＸに対する高い選択性は４−ＢＯＸ よりも３−ＢＯＸの臭素化が若干優先する結果である。このようなＳ０２中での 過臭素化は純０−キシレンの過臭素化よりも実質的に純粋である。Ｓ０２中での 過臭素化主要生成物は、放置すると結晶する４、５−ジブロモ−〇−キシレンで ある。

方法は実施例１０−２１で用いた方法と同様であって、結果を下記表■に示す。

表ｙ ２７−２９の一一夕のまとめ 実施例　ミリモル　ＳＯ□　比率　温度　比率″　ｏ−Ｘ　Ｂｒ−ｍｌ　Ｂｒ　 ：ｏ−Ｘ　ＳＯ，モル　ｏ−Ｘモル　℃　４：３−ＢＯＸ２７　１２５１８８　 １２５　１．５：１　２３．４　−１５　９６＋４２８　４００６００　４００ 　１．５：１　２３．４　−１０　９７＝３２９　１２５１９０　１２５　１． ５：１　２３．４　−１０　９６：４異性体混き物中の３−ブロモ−０−キシレ ンからの４−ブロモ−０−キシレンの分離は、シアノプロピルメチルシリコーン フィルムを含む長さ５０ｍ、内径０．２５ｍｍのＣＰＳ−１キヤピラリーカラム を備えたＨｅｗｌｅｔｔ　Ｐａｃｋａｒｄ　５８９０ガスクロマトグラフを用い て行った。

もっとも効果的な温度プログラムは、１００℃の初期温度に続く最高１８０℃の 最終温度までの毎分４℃の温度上昇であった。

反応生成物は（ａ）ガスクロマトグラフィー−質量分光分析；および（ｂ）基準 試料との保持時間の比較によって同定した。また、４−ＢＯＸの構造を確めるた めにＩＨおよび”ＣＮＭＲ（核磁気共鳴）も使用した。

前記明細書は説明を意図するものであって、限定と考えるべきではない。本発明 の精神および範囲内でさらに他の変更が可能であり、当業者には容易に想起され るであろう。

要約書 モル過剰量の臭素を０−キシレンと化合させることにより４−ブロモ−０−キシ レンと３−ブロモ−０−キシレンとの異性体温き物中で４−ブロモ−０−キシレ ンを作るレジオ選択的方法を提供する。生じる３−ブロモ−０−キシレン異性体 は優先的に過剰の臭素と反応してジブロモ−０−キシレンを生じる。生成する異 性体混合物中の４−ブロモ−０−キシレンと３−ブロモ−０−キシレンとの重量 比は約９７＝３と高いものであることができる。暗やみであるいは二酸化硫黄溶 液中で混合を実施することにより、アルファブロモ−０−キシレンの併発を防ぐ 。副産物のジブロモ−Ｏ−キシレンは、次の真空蒸留または同様の手段により容 易に分離される。少量の二酸化硫黄を使用すると、臭素と０−キシレンとのモル 比が１＝１またはそれ以下の時でも、３−ブロモ−Ｏ−キシル−ンに対する４− ブロモ−０−キシレン生成の選択性が高まる。

国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．３−ブロモ−ｏ−キシレンおよび４−ブロモ−ｏ−キシレンからなる異性体 混合物であって、４−ブロモ−ｏ−キシレンに富む異性体混合物を製造するレギ オ選択的方法において、反応帯域中で、臭素対ｏ−キシレンのモル比がそれぞれ 約１：１以上から約２：１の範囲内で臭素をｏ−キシレンと結合させ、同時に得 られる混合物を約−２０℃ないし約４０℃の範囲内の温度に保って生成物混合物 を生成させることからなる方法。
2. ２．前記反応帯域が化学線から遮蔽されている請求項１の方法。
3. ３．前記結合が液体二酸化硫黄媒質中で行われる請求項１の方法。
4. ４．前記二酸化硫黄が、二酸化硫黄対ｏ−キシレンのモル比が少なくとも約１： １であるような量で存在する請求項３の方法。
5. ５．前記二酸化硫黄が、二酸化硫黄対ｏ−キシレンのモル比が約５．３：１ない し約２３．５：１の範囲内にあるような量で存在する請求項３の方法。
6. ６．前記結合がルイス酸触媒の存在下で行われる請求項１の方法。
7. ７．前記臭素対前記ｏ−キシレンの前記モル比が約１．１：１ないし約１．５： １である請求項１の方法。
8. ８．前記温度が約−９℃ないし約−１５℃の範囲内で、かつ前記臭素が前記。 −キシレンに添加される請求項１の方法。
9. ９．二酸化硫黄対ｏ−キシレンのモル比が約１：１ないし約２０：１であるよう な量で二酸化硫黄が存在し、臭素対ｏ−キシレンのモル比範囲がそれぞれ０．４ ：１ないし約１：１である請求項３の方法。
10. １０．二酸化硫黄対ｏ−キシレンのモル比が約１：１ないし約１３：１であるよ うな量で二酸化硫黄が存在する請求項９の方法。