JPH049350A - 芳香族化合物の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工業的に有利な芳香族化合物の製造方法に関す
る。芳香族化合物、特にフェニル化合物は医薬、農薬等
の合成中間体として広く用いられる工業的に重要な化合
物である。

〔従来の技術〕

芳香族化合物のアシル化又はアルキル化反応は、酸触媒
の存在下で芳香族化合物と、酸クロリドあるいはハロゲ
ン化炭化水素との間で縮合反応を行なわせるフリーデル
クラフト反応によるのが一般的である。この反応の歴史
は古く、収率が高く操作が簡単であるために農薬、医薬
等の合成に広く用いられてきた。フリーデルクラフト反
応で用いる溶媒の条件としては、用いる酸触媒と溶媒と
の反応が起こらないこと、溶媒の関与する副反応が起こ
らないことが必須条件である。この条件にあう好ましい
溶媒として従来からクロロホルム、四塩化炭素、塩化メ
チレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラク
ロロエタン、塩化エチレン、塩化エチリデン、トリクロ
ロエチレン、パークロロエチレン等のハロゲン化炭化水
素系溶媒がもっばら用いられていることが、ＧＢＯＲＧ
Ｂ＾、　　０ＬＡＨ，”ＦＲＩＢＤＢＬ−ＣＲＡＦＴＳ
　ＣＨＢＭＩＳＴＲＹ”　ＪＯＨＮｗＩＬＢＹ　＆５Ｏ
Ｎ３１９７３等に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これらのハロゲン化炭化水素系溶媒は発
ガン性の問題およびオゾン層破壊の問題により、近年そ
の使用が著しく制限され始め、実質上その使用がほとん
ど不可能となりつつある。

しかし、フリーデルクラフト反応は工業上非常に有用で
あるのでこの反応自体の使用を中止することは実質上好
ましくない。従って、工業的使用に問題のない、フリー
デルクラフト反応のための安全な溶媒を探索することが
望まれているのが実情である。

本発明の目的は、安全性に問題がなく、かつ工業的に有
利な芳香族化合物の製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記目的を達成するため、フリーデルク
ラフト反応の溶媒として備えていなければならない条件
である（１）溶媒自身がフリーデルタラフト反応を受け
ないこと、（２）沸点が適当であり反応後に回収精製が
容易なこと、（３）固体酸触媒以外の触媒を用いてフリ
ーデルタラフト反応を行なう場合には触媒を適度に溶解
すること、（４）水を含んでいないこと、（５）反応後
の処理が簡単であること、そして（６）基質および生成
物を溶解するということの条件を満たす溶媒を見い出す
べく、広く溶媒のスクリーニングを行なった。即ち、炭
化水素系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、ケト
ン系溶媒、ハロゲン化芳香族炭化水素系溶媒等多数の溶
媒をスクリーニングした結果、意外にも芳香族化合物で
あるトリクロロベンゼンが良い結果を与えることが判り
本発明に到達した。

即ち、本発明は芳香環を有する化合物のアシル化又はア
ルキル化反応において、反応溶媒としてトリクロロベン
ゼンを用いることを特徴とする芳香族化合物の製造方法
に関するものである。

本発明におけるトリクロロベンゼンは、芳香族化合物で
あるので、フリーデルタラフト反応の概念からすると、
それ自身反応にあずかる基質となり得るものである。に
もかかわらずトリクロロベンゼンを溶媒としてフリーデ
ルタラフト反応を行なったところ、前記（１）〜（６）
の条件を満たし、しかもアシル化又はアルキル化反応を
円滑に進行させることが判った。

過去において芳香族化合物を溶媒としたフＩＪ　−デル
タラフト反応の多くは、それ自身が反応基質を兼ねてい
る場合が多い（前記６８口ＲＧＢ　Ａ、　０ＬＡＨの文
献等を参照）。芳香族化合物が溶媒として使用される例
としては、例えばニトロベンゼン、モノクロロベンゼン
、ジクロロベンゼンなどが挙げられる（前記Ｇｌｌ！０
ＲＧＢＡ、　ＤＬＡＨの文献等を参照）。本発明者らの
検討によると、ニトロベンゼンを溶媒とした場合、フリ
ーデルクラフト反応は進むが反応収率は低いことが明ら
かとなった。従って、工業的使用には不和である。モノ
クロロベンゼンおよびジクロロベンゼンを用いた場合に
は目的のフリーデルタラフト反応も進行するが、同時に
溶媒とのフリーデルタラット反応も進行する。従って、
原料のハロゲン化合物が無駄に使われたり、目的とする
製品中にモノクロロベンゼンやジクロロベンゼンに由来
する副生成物が混入してくる等の問題が生じ工業的に有
利とはいえない。

溶媒としてのモノクロロベンゼンとジクロロベンゼンを
比較すると、モノクロロベンゼンのほうがジクロロベン
ゼンに比べ溶媒自体のフリーデルタラット反応を起こし
易く、より多量の副生成物を与える。しかしながらジク
ロロベンゼンよりもさらに１つ塩素原子を多く含んでい
る、本発明におけるトリクロロベンゼンを溶媒とするフ
リーデルタラット反応では、ハロゲン化炭化水素を溶媒
とした場合と何ら異なる事なくフリーデルタラフト反応
が進行し、トリクロロベンゼン自体の反応は認められず
、従って、これに由来する副生成物は認められなかった
。

本発明におけるトリクロロベンゼンには塩素原子の置換
位置によって１．　２．　３−１１．　２．　４．１．
　３．　５−の３種類の異性体があるが、いずれの異性
体を用いても反応を円滑に違約ることができる。勿論こ
れら３種の異性体を混合して用いても何等問題はない。

工業的には、安価に供給されている３つの異性体の混合
物であるトリクロロベンゼンを用いるのが経済的見地か
らして望ましい。工業的に供給されるトリクロロベンゼ
ンの沸点は、約２１０℃であり、従来フリーデルクラフ
ト反応の溶媒として好適に用いられていた塩化メチレン
（沸点４０℃）等よりも沸点が高いため、高い反応温度
（例えば、１００〜２１０℃）を設定することができ、
その結果従来進み難かった反応でも温度をかけることに
より円滑に行なうことができるようになる。

本発明で用いることの出来る原料の芳香環を有する化合
物としては、フリーデルクラフト反応を行い得る基質で
あれば特に限定されることはなく、芳香環上に適度な電
子密度をもつ化合物であればよい。その基本骨格として
はベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレ
ン、アセナフチレン、トリフェニレン、クリセン、イン
デン、フルオレン、ピレン、アズレン、フラン、チオフ
ェン、ピラン、チアンスレン、ベンゾフラン、イソベン
ゾフラン、チオナフテン、ジベンゾフラン等が挙げられ
る。また澁に付属する置換基としては、反応に悪影響を
及ぼさないものであれば本反応の基質として用いること
ができる。その具体的な例としては、フルオロ基、クロ
ロ基、プロ千基、ヨード基、アルキル基、アルケニル基
、アラルキル基、芳香族系置換基、アルコキシ基、メル
カプト基、フェノキシ基、アルキルチオ基、フェノキシ
チオ基等が挙げられる。反応に供せられる芳香環を有す
る原料の濃度は、本方法で用いることのできる原料の種
類がきわめて多岐にわたるために一概には規定できない
が、原料又は原料とフリーデルタラフト触媒より生ずる
錯体が反応温度において溶解していれば問題なく反応を
行なうことができる。

反応に関与するもう一方の原料としては、酸ノ１０ゲン
化物、酸無水物、ハロゲン化炭化水素、二酸化硫黄、オ
レフィン、アルキン、ケトン等が用いられる。また、ヘ
テロ環の合成には単体硫黄が用いられることもある。こ
れらの基質は触媒との相互作用で反応活性種としてのカ
チオンを生じ得るものであり、反応に見合う強さのカチ
オンを生じ得れば反応の基質として用いることができる
。

工業的にはその目的にもよるが、一般的にいって酢酸ク
ロリド、プロピオン酸クロリド、酪酸クロリド、ベンゾ
イルクロリド、ベンゼンスルホニルクロリド等に代表さ
れる酸ハロゲン化物、メチルクロリド、エチルクロリド
、プロピルクロリド、ブチルクロリド、ベンジルクロリ
ド等に代表されるハロゲン化炭化水素、そして二酸化硫
黄等が常用される。酸ハロゲン化物あるいはハロゲン化
炭化水素中のハロゲンの種類としてはフルオリド、クロ
リド、プロミド、イオドを用いることができるが、どの
ハロゲン種を用いるかは反応のもう一方の基質である芳
香族炭化水素系化合物の反応性との関係で決まることが
多い。反応に用いるこれらの原料の量は、前述の芳香環
を有する原料に対して１゜０〜２．０倍モル、好ましく
は１．０〜１．２倍モルである。

また、転位反応や分子環内での閉環反応にもフリーデル
タラフト反応は有用である。−例としては、酢酸フェニ
ルから２−および４−アセチルフェノールの合成、ジフ
ェニル硫酸からの４−ヒドロキシフェニルスルホン酸フ
ェニルエステルの合成、５−フェニル酪酸クロリドから
のα−テトラロンの合成などが挙げられる。

フリーデルタラフト反応の触媒としては、無水塩化アル
ミニウム、無水臭化アルミニウム、塩化亜鉛、塩化鉄、
塩化スズ、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ
素、五フッ化アンチモン、五塩化アンチモン、五塩化リ
ン、三塩化チタン、四塩化チタン、塩化ジルコニウム、
塩化マグネシウム、塩化ビスマス、オキシ塩化リン、三
塩化クロム、フッ化水素等のハロゲン化物、銀、鉄、銅
、亜鉛などの単体金属、シリカゲノベ酸化アルミニウム
、酸化ジルコニア等の固体酸触媒、ｐ−）ルエンスルホ
ン酸などの有機酸、ジエチル亜鉛等に代表されるアルキ
ル化金属、カチオン系イオン交換樹脂などがある。工業
的にはその目的に応じて様々な触媒を使い分けるが、一
般的には無水塩化アルミニウムや塩化亜鉛が好適に用い
られる。

用いる触媒の量は、従来のハロゲン化炭化水素を溶媒と
して用いるときと何等変わることはない。

例えば、無水塩化アルミニウムを触媒とする場合には、
芳香環を有する原料およびもう一方の原料である酸ハロ
ゲン化物との錯体形成に使用されるよりも少し過剰の無
水塩化アルミニウムを用いればよく、過剰に用いるべき
無水塩化アルミニウムのモル数は、芳香環を有する原料
に対して０．０１〜１．０倍モル、好ましくは０．０１
〜０．２倍モルである。また、反応温度は芳香族炭化水
素化合物の種類とそれに反応する基質の種類、そして触
媒の種類により決まってくるが、−船釣に言ってハロゲ
ン化炭化水素を溶媒とするときと変わらず、場合によっ
てはトリクロロベンゼンを溶媒にすることにより反応中
間体を安定化できることもあり、ハロゲン化炭化水素を
使用する場合と比較して反応温度を低くできる場合もあ
る。また反応の進行の難しいものについては、反応温度
を高くすることも可能である。

以上は芳香族化合物とハロゲン化炭化水素との反応につ
いて説明してきたが、フリーデルタラスト反応にはこの
外に酸ハロゲン化物とオレフィンとの反応、酸ハロゲン
化物とアセチレンとの反応などもあり、これらの反応に
もトリクロロベンゼンを反応溶媒として好適に用いるこ
とができる。

反応の一例を示すと、例えばアニソールとプロピオン酸
クロリドを無水塩化アルミニウム触媒存在下で反応させ
てｐ−メトキシプロピオフェノンを得る場合、これらの
基質および触媒と反応溶媒としてトリクロロベンゼンを
反応器に仕込み、数時間加熱すれば良い。・反応後、反
応液を水に加え触媒の塩化アルミニウムを水層に移す。

従来、ハロゲン化炭化水素を溶媒とした場合、この工程
においてエマルジョンが生成するなどして分液が困難と
なる場合が多かった。エマルジョンの生成は微量生成物
に起因するものであり、その生成原因を知る事は難しい
が、原因の一つとしてはハロゲン化炭化水素系溶媒の分
解が考えられる。触媒の無水塩化アルミニウムを水で失
活させる時に、ハロゲン化炭化水素のハロゲンが水との
反応で外れ、水溶性の増したエマルジョン生成の原因物
質が生じるのではないかと考えられる。トリクロロベン
ゼンは非常に安定な化合物であるため、水による触媒の
失活時にも何等変化を受けないのでこのエマルジョンの
生成は認められない。その結果、分液時間を非常に短縮
する事ができ工業的に有利となる。分液により塩化アル
ミニウムは水層に、生成物のｐ−メトキシプロピオフェ
ノンはトリクロロベンゼン層に溶解する。製品のｐ−メ
トキシプロピオフェノンは有機層より通常の方法により
得ることができる。

〔発明の効果〕

フリーデルクラフト反応において従来用いられているハ
ロゲン化炭化水素系溶媒は、発ガン性およびオゾン層破
壊の問題によりその使用が困難となり反応溶媒の転換が
必要となった。本発明で用いるトリクロロベンゼンは上
記の問題がなく、フリーデルタラフト反応にあける溶媒
として従来用いられていたハロゲン化炭化水素系溶媒に
替えて広く用いることができる。さらに、トリクロロベ
ンゼンを溶媒とすることにより、ハロゲン化炭化水素系
溶媒を用いた時にみられたエマルジョンの生成をなくす
る事ができ、水層と有機層との分液を短時間で行なうこ
とができる。そのため反応液の後処理が容易となり工業
的実施に有利となる。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例により更に詳しく本発明を説明
するが、本発明はこれらの実施例により限定されるもの
ではない。

実施例１ ジフェニルスルフィド１８６ｇ　　（１モル）ト無水塩
化アルミニウム１６０ｇ　　（１，２モル）およびトリ
クロロベンゼン５００ｒｄよりなる混合物を５０℃に加
熱し、そこへ酢酸クロリド８６ｇ　　（１，１モル）を
３０分を要して滴下した。さらに同温度で２時間加熱を
続ケると原料のジフェニルスルフィドが消失した。反応
液を水に添加した後、水層と油層に分液シタ。生成物の
ｐ−アセチルジフェニルスルフィドは油層中に含まれた
。濃縮により溶媒のトリクロロベンゼンを追い出した後
、減圧下に蒸留すると、ｐ−アセチルジフェニルスルフ
ィド２０６ｇ　　（０，９０モル）が得られたく収率９
０％）。

トリクロロベンゼンに由来する副生成物は認められなか
った。

実施例２〜７ 実施例１におけるジフェニルスルフィドに代えて第１表
に示す化合物を原料とした以外は、実施例１と同様に行
い第１表の結果を得た。

また、実施例１と同様にトリクロロベンゼンに由来する
副生成物は認められなかった。

第１表 実施例８〜１０ 実施例１において酢酸クロリドに代えて第２表に示す酸
ハロゲン化物を原料とした以外は、実施例１と同様に行
い第２表の結果を得た。

また、実施例１と同様にトリクロロベンゼンに由来する
副生成物は認められなかった。

第２表 ８　　酢酸プロミド　　ｐ−アセチルジフェニル　９５
スルフイド プロピオン酸　　ｐ−プロピオニル　　　　　９３クロ
リド　　　　　ジフェニルスルフィドベンゾイル クロリド ｐ−ベンゾイル　　　　　　９７ ジフェニルスルフィド ５　７ラン　　　　２−アセチルフラン　　　８７６　
ナフタレン　　　α−アセチルナフタレン　９０７　ア
ントラセン　　９−アセチルアントラセン８５０：無水
塩化アルミニウムを２９４ｇ　（２，２モル）使用した
。

実施例１１ ジフェニルスルフィド１８６ｇ　　（１モル）ト無水塩
化アルミニウム１．３ｇ　　（０，０１モル）およびト
リクロロベンゼン５００−よりなる混合物を５０℃に加
熱し、そこへエチルプロミド１０９ｇ　　（１，０モル
）を滴下した。さらに同温度で２時間加熱を続けると原
料のジフェニルスルフィドが消失した。反応液を水に添
加した後、水層と油層に分液した。生成物のｐ−エチル
ジフェニルスルフィドは油層中に含まれた。濃縮により
溶媒のトリクロロベンゼンを追い出した後減圧下に蒸留
するとｐ−エチルジフェニルスルフィド１７７　ｇ　　
（０，８３モル）が得られた。

比較例１ 実施例１において反応溶媒として０−ジクロロベンゼン
を用いた以外は、実施例１と同様にして反応を行なった
。蒸留によりｐ−アセチルジフェニルスルフィド１４２
ｇ　（０，６２モル）が得られ（収率６２％）、同時に
０−ジクロロベンゼンに由来する３、４−ジクロロアセ
トフェノン８０ｇ　　（０，４２モル）が副生成物とし
て得られた。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）芳香環を有する化合物のアシル化又はアルキル化
   反応において、反応溶媒としてトリクロロベンゼンを用
   いることを特徴とする芳香族化合物の製造方法。
2. （２）請求項（１）記載の反応において、触媒が無水塩
   化アルミニウムである請求項（１）記載の芳香族化合物
   の製造方法。
3. （３）請求項（１）記載の芳香環を有する化合物が、フ
   ェニル基を有する化合物である請求項（１）記載の芳香
   族化合物の製造方法。