JPH08512307A - 化学的方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
水酸基に対して少なくとも1つの自由なオルト位を有するヒドロキシ芳香族化合物から少なくとも一部は誘導されるマグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシドを、50から700mmHgの絶対圧力において実質的に無水な条件下で、ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド遊離化合物と反応させることを含む、2−ヒドロキシアリールアルデヒドの製造方法。
Description
【発明の詳細な説明】
化学的方法
本発明は、化学的方法、さらに詳細には、2−ヒドロキシアリールアルデヒド
類の製造のための方法に関する。
多数の2−ヒドロキシアリールアルデヒド類が、香水および農業化学産業にお
ける有用な製品として、特には、金属抽出剤として使用される、対応するオキシ
ム類、例えば5−ノニルサリチルアルドキシムのための中間体として知られてい
る。
本出願人のEP−A−0529870には、水酸基に対して少なくとも1つの
自由なオルト位を有するヒドロキシ芳香族化合物から少なくとも一部は誘導され
るマグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシドを、実質的に無水な条件下で、ホ
ルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド遊離物質と反応させることにより、2−
ヒドロキシアリールアルデヒド類を製造する方法が記載されている。
特に、EP−A−0529870には、マグネシウムビス(4−ノニルフェノ
キシド)等のマグネシウムビス−フェノキシドを、環流温度で実質的に無水溶媒
系中で、パラホルムアルデヒドと反応させて、反応の揮発性副生物、例えばメタ
ノール、ギ酸メチルおよびメチラールを、生成と同時に反応混合物から蒸発させ
ることが記載されている。反応は好ましくは大気圧で行うが、所望ならば、より
高圧でも行えると述べられている。
上記のホルミル化反応を減圧、即ち、通常の大気圧より低い圧力で行うことが
有利であり得ることが今回見い出された。特に、反応を減圧(そして結果的には
より低温にて)で行うと、同じ反応を同じ溶媒系中で大気圧で行う場合よりも、
揮発性反応副生物の除去を促進することに加えて、アルデヒドの収率および/ま
たは純度の有意な改善、並びに、副生物の形成の明白な減少が観察できることが
見いだされた。
従って、本発明は、水酸基に対して少なくとも1つの自由な(free)オルト位
を有するヒドロキシ芳香族化合物から少なくとも一部は誘導されるマグネシウム
ビス−ヒドロカルビルオキシドを、50から700mmHgの絶対圧力において
実質的に無水な条件下で、ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド遊離化合物
と反応させることを含む、2−ヒドロキシアリールアルデヒドの製造方法を提供
する。
本反応に必要とされる実質的な無水条件は、付随する水分の除去のための慣用
技術、例えば蒸留とともに実質的に無水な試薬を使用することにより便宜的に提
供される。実質的に無水な溶媒系の存在下で反応を実施することが通常は有利で
ある。好適な溶媒系には、典型的には、不活性の非極性または低極性有機溶媒お
よび/またはマグネシウム原子に関してリガンドとして作用し得る極性有機溶媒
が含まれる。
好適な不活性非極性または低極性有機溶媒は反応温度で液体であり、マグネシ
ウムビス−ヒドロカルビルオキシドのための溶媒として作用するであろう。好ま
しくは、それらは、反応経過中に蒸留によって1以上の揮発性副生物を除去する
ことを許容するであろう。好適な不活性溶媒の例としては、芳香族炭化水素類、
例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、クメン、シメン、テトラリン、並び
に、塩素化芳香族炭化水素類、例えばクロロベンゼンおよびo−ジクロロベンゼ
ンが挙げられる。不活性溶媒の混合物を使用してもよい。
好適な極性溶媒は反応温度で液体であり、非極性または低極性溶媒と組み合わ
せて使用する場合には、補助溶媒とみなしてもよい。好適な極性補助溶媒の例と
しては、極性非プロトン性(aprotic)溶媒、例えばジメチルスルホキシド、ス
ルホラン、ジメチルアセトアミド、N−ホルミルピペリジン、N−メチルピロリ
ジノン、テトラメチル尿素、および特には、ジメチルホルムアミド、第3級塩基
、例えばトリエチルアミン、トリ−オクチルアミン、テトラメチルエチレンジア
ミンおよびピリジン、エーテル類、例えばジエチルエーテル、ジフェニルエーテ
ル、テトラヒドロフラン、グリム(glyme)、ジグリム(diglyme)、トリグリム
(triglyme)、トリス[2−(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンおよびク
ラウンエーテル類、および他の極性溶媒、例えば“Polymeg”1000および“Cello
solve”等が挙げられる。特に有用な補助溶媒としては、低級アルカノール類、
例えばエタノール、そして特にはメタノールが挙げられる。補助溶媒の混合物を
使用
してもよい。補助溶媒は、そのまま反応混合物に注入してもよいし、ビス−ヒド
ロカルビルオキシドのマグネシウム原子と既に複合体になっているリガンドの形
態で注入してもよい。
溶媒物質のいくつかは、本発明の方法において、「溶媒」および「補助溶媒」
の両方として機能する能力を有していてもよい。従って、例えば、テトラヒドロ
フラン等の物質は、より高い極性の補助溶媒と組み合わせて溶媒として、または
より低い極性の溶媒と組み合わせて補助溶媒として使用してもよく、あるいは、
それは単独の溶媒/補助溶媒として使用してもよい。
本発明の方法において使用されるマグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシド
類は、マグネシウム原子1個当たり2個のヒドロカルビルオキシ基を含む化合物
であり、上記のヒドロカルビルオキシ基の少なくとも1つは、酸素原子に対して
少なくとも1つの自由なオルト位を有するアリールオキシ、例えばフェノキシま
たはナフチルオキシであり、特には、下記の式1および式3のフェノール類から
誘導されるフェノキシ基である。マグネシウムビス−フェノキシド類であって、
フェノキシド基が未置換であるか、あるいは、反応の経過を妨げず、そして、好
ましくは電子供与性または弱い電子吸引性である置換基によって、2位および6
位の両方以外の任意のまたは全ての位置で置換されているものが、特に好適であ
る。
本発明は、特に、式(2)の2−ヒドロキシアリールアルデヒド類の製造のた
めの、
式(1)のフェノール類:
[式中、R1、R2、R3およびR4の各々は、独立に、水素またはハロゲン原子、
あるいはアルキル、シクロアルキル、アラルキル、アリール、アルカリール(al
karyl)、アルコキシ、アリールオキシまたはアシル基を表す。]
から誘導されるマグネシウムビス−フェノキシド類の使用に関する。
R1、R2、R3およびR4によって表される各種のヒドロカルビル、ヒドロカル
ビルオキシおよびアシル基の各々は、好適には、36個までの炭素原子を含み、
例えば5から22個の炭素原子を含む。
式(3):
[式中、R5は水素またはC1-22のアルキル基を表す。]
のフェノール類から誘導されたマグネシウムビス−フェノキシド類を特に挙げる
ことができ、上記化合物は式(4):
の2−ヒドロキシアリールアルデヒド類の製造において使用される。
好ましくは、R5はC7-12のアルキル基であり、特には、水酸基に対して4位
に存在する。
式(1)または式(3)のフェノール類から誘導されるマグネシウムビス−フ
ェノキシド類は、各々式(5)または式(6)の構造、並びに、一分子当たり1
より多いマグネシウム原子を含む関連したより複雑な構造を含む組成物とみなし
てもよい。
式(5):
の構造において、R1、R2、R3およびR4の各々は上記の定義の通りであり、L
は反応混合物のもう一つ別の成分から誘導されるリガンド分子を表し、nは1か
ら6の整数を表す。
式(6):
の構造において、R5、Lおよびnは上記の定義の通りである。
リガンド分子Lを供給する反応混合物の成分には、補助溶媒、ホルムアルデヒ
ドおよびメタノール副生物、およびその混合物が含まれる。
しかしながら、適当なリガンド分子をその製造方法のために既に含んでいるマ
グネシウムビス−アリールオキシドを使用することが特に便利である。
従って、Synthesis,1979,71中にRamirez et alによって記載されている方法
によって、即ち、式:
Mg(OR6)2 (7)
[式中、R6はアルキル、例えばC1-4のアルキル基、特にはメチルを表す。]
のマグネシウムアルコキシドを、フェノール性水酸基に隣接した少なくとも1つ
の未置換の位置を有する2モル以下のフェノール、例えば式1または式3のフェ
ノールと反応させることによって製造された、マグネシウムビス−ヒドロカルビ
ルオキシドを使用することが好ましい。好ましい比率は、マグネシウムアルコキ
シド1モル当たり、0.9から2、特には1.5から2、典型的には約1.66
モルのフェノールである。
マグネシウムビス−アリールオキシド類は、本発明の方法において使用する場
合、マグネシウム1原子当たり、2個のアリールオキシ基を含有し、また、1以
上のリガンド分子または基、例えばメタノール分子を含有し、式5に対応するか
または構造的に類似しているものと考えられる。しかしながら、本発明はマグネ
シウムビス−アリールオキシド類の正確な構造に関してはいかなる理論にも基づ
くものではなく、式5の複合体の形態であろうとなかろうと、当該ビス−アリー
ルオキシド類の使用に関するものとみなされるべきであると、理解されるべきで
ある。
本発明の方法において使用することができる他のマグネシウムビス−ヒドロカ
ルビルオキシド類は、マグネシウム1原子当たり1個のアリールオキシ基ともう
一つ別のヒドロカルビルオキシ基、例えばアルコキシ基とを含有する化合物を含
む。そのようなビス−ヒドロカルビルオキシド類は、例えば、1モルの式7のマ
グネシウムアルコキシドを、フェノール性水酸基に隣接した少なくとも1つの未
置換の位置を有する約1モルのフェノールと反応させることによって得ることが
でき、所望ならば、単独または上記のビス−アリールオキシド類と組み合わせて
使用することができる。
本発明の方法において使用されるホルムアルデヒドは、遊離(free)ガス状ホ
ルムアルデヒド、または無水溶媒中のその溶液、またはホルムアルデヒド遊離(
liberating)化合物、即ち、本発明の方法で用いられる条件下でホルムアルデヒ
ドを遊離することができる化合物の形態であってもよい。好適なホルムアルデヒ
ド遊離化合物としては、パラホルムアルデヒド等の高分子形態のホルムアルデヒ
ドが挙げられる。溶媒系中でビス−アリールオキシドにホルムアルデヒドまたは
ホルムアルデヒド遊離化合物を少しずつ(連続的または不連続的に)添加するの
が好ましい。
ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド遊離化合物は、一般的には、本発明
の方法において、ビス−ヒドロカルビルオキシド中に存在するフェノール1モル
当たり、ホルムアルデヒド(HCHO)として表した場合で少なくとも2モルの
量で用いられる。好ましい比率は、ビス−ヒドロカルビルオキシド中のフェノー
ル1モル当たり、2から3、典型的には約2.75モルのホルムアルデヒドであ
る。補助溶媒をビス−ヒドロカルビルオキシド1モル当たり5モルを越えない量
で使用することが好適であり、好ましい量はビス−ヒドロカルビルオキシド1モ
ル当たり1から2モルの範囲内である。これらの量には、ビス−ヒドロカルビル
オキシド中にリガンドとして既に存在する任意の補助溶媒が含まれる。メタノー
ルは反応の副生物であるので、反応の経過中に蒸留によってこのメタノールおよ
び何らかの他の揮発性副生物を除去して、補助溶媒/ビスヒドロカルビルオキシ
ドの比率を最適な水準で維持することによって、転換率および収率を最大にする
ことができる。
本発明の方法が基礎とする反応を実施するための最適温度は、使用される特定
のマグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシドの構造にある程度は依存するだろ
うし、また蒸留を維持するために使用される溶媒系および圧力の設定にも依存す
るだろうが、試行により容易に決定することができる。一般に、約70℃から約
80℃の範囲内、例えば約75℃の環流温度で反応を実施し、反応圧力は蒸留を
維持するように選択するのが好ましい。50から約500mmHgの範囲内の(
絶対)圧力が、一般的には、好ましい環流温度を提供するであろう。
反応の終了時に、2−ヒドロキシアリールアルデヒド生成物を慣用的方法を用
いて反応混合物から単離することができる。即ち、冷却した反応混合物を冷却し
た希酸に注ぎ、次いで、水性混合物をトルエン等の好適な有機溶媒で抽出し、次
いでこの溶媒を蒸留で除去すると、粗製2−ヒドロキシアリールアルデヒドが残
り、これを所望によりさらに慣用的な精製に付せばよい。
本発明の方法は、式(8):
[式中、R5は上記の定義の通りである。]
の5−アルキルサリチルアルデヒド類を対応するマグネシウムビス−(4−アル
キルフェノキシド類)から製造する場合に使用するのに特に好適である。即ち、
4−ノニルフェノール(フェノールとプロピレントリマーから誘導される異性体
の混合物)を対応するマグネシウムビス−フェノキシドに転換し、これを本発明
の方法において使用して、5−ノニルサリチルアルデヒドを製造することができ
る。特に好適な反応条件には、50から約400mmHgの反応圧力で、不活性
溶媒としてのトルエンまたはキシレンを、補助溶媒としてのメタノールとともに
使用することが挙げられる。5−ノニルサリチルアルデヒドは、金属抽出剤5−
ノニルサリチルアルドキシムの製造における中間体として有用である。
本発明を以下の実施例によって説明するが、これによって限定されるものでは
ない。実施例1
メタノール(225g)およびトルエン(108g)を反応容器に仕込み、次
いで粒状マグネシウム(2.92g)を入れた。活性剤溶液(10g)を添加し
てマグネシウムを活性化し、混合物を環流温度(65℃)まで加熱し、水素ガス
の発生とともにマグネシウムを溶解させた。混合物を環流温度に0.5時間維持
し、次いでさらに、マグネシウムを総時間1.5時間をかけて4回(4×2.9
2g)添加したが、前回の分からの水素の発生がおさまる毎に各回の分を添加し
た。次いで、混合物を環流下でさらに1.5時間加熱し、完全なマグネシウムの
溶解を確実にし、4−ノニルフェノール(224g)を添加した。活性剤溶液は
ノニルフェノールマグネシウム塩(461g)、マグネシウムメトキシド(17
.3g)、トルエン(194g)およびメタノール(443.7g)を含む組成
物(1116g)から取り出した。
トルエン(208g)を添加し、メタノール−トルエン共沸混合物(303g
)を減圧下(350−400mmHg)蒸留によって分画しながら除去したが、
蒸留物は、反応混合物の粘度が増加し、反応温度が380mmHgで75℃に達
する地点まで除去した。
トルエン(130g)中のパラホルムアルデヒド(92.8g)の攪拌スラリ
ーを、ノニルフェノールマグネシウム塩の生成したトルエン溶液に減圧下75℃
で2時間かけて、トルエンと揮発性副生物蒸留物を除去しながら添加した。反応
温度は、圧力を380から260mmHgに低下させることによって添加の最中
は75℃に維持した。パラホルムアルデヒドの添加の完了後に、加熱を1時間減
圧下(260mmHg)75℃で続けて、反応の完結を確実にし、次いで、混合
物を30から40℃に冷却した。
反応混合物を、冷水(750g)および硫酸(122.5g)の混合物に注入
し、混合物の温度を30℃から40℃の間に維持した。全混合物を30から40
℃で2時間攪拌し、次いで静置し、上(有機)層を下(水性)層から分離した。
酸を含まなくなるまで、有機層を水(2×250g)で洗浄し、次いで、トル
エンを90℃までの温度で減圧下で蒸留によって除去すると、粗製5−ノニルサ
リチルアルデヒドが黄色油として残った(253g、83.3%濃度、ノニルフ
ェノールから85%の収率)。アルデヒドを205から210℃/20mmHg
で蒸留によって精製した。
同じ反応を大気圧および95から100℃の温度でトルエン中で行う場合は、
5−ノニルサリチルアルデヒドが78.8%の収率(78.8%濃度)で得られ
る。実施例2
メタノール(112.5g)および粒状マグネシウム(1.825g)を反応
容器に注入した。活性剤溶液(メタノール中の8%マグネシウムメトキシドを2
g)を添加し、マグネシウムを活性化し、混合物を環流温度(64℃)まで加熱
し、水素の発生とともにマグネシウムの溶解を達成した。混合物を環流温度で2
0分間維持し、次いでさらに、マグネシウムを3回(3×1.825g)総時間
1時間かけて添加したが、前回の分の追加からの水素の発生がおさまる毎に各回
の分を添加した。次いで、混合物を環流でさらに1時間加熱し、マグネシウムの
完全な溶解を確実にし、4−ノニルフェノール(112.0g)を添加した。生
じた溶液を67℃で1時間環流した。
キシレン(130.0g)を添加し、メタノール−キシレン共沸混合物(95
g)を減圧下(210mmHg)蒸留によって分画しながら除去したが、蒸留物
は反応混合物の粘度が増加し、反応温度が210mmHgで75℃に達する地点
まで除去した。
キシレン(65.0g)中のパラホルムアルデヒド(45.0g)の攪拌スラ
リーを、ノニルフェノールマグネシウム塩の生成したキシレン溶液に減圧下で2
時間かけて添加した。反応温度は、圧力を210から90mmHgに低下させる
ことによって添加の最中は75℃に維持した。キシレンおよび揮発性副生蒸留物
(55.0g)の除去は、添加中に行った。パラホルムアルデヒドの添加の完了
後に、加熱を1時間減圧下(90mmHg)75℃で続けて、反応の完結を確実
にし、次いで、混合物を30から40℃に冷却した。
反応混合物を、水(500g)および硫酸(125.0g)の混合物に注入し
、混合物の温度を40℃から50℃の間に維持した。全混合物を40から50℃
で2時間攪拌し、次いで静置し、上(有機)層を下(水性)層から分離した。
酸を含まなくなるまで、有機層を温水(2×250g)で洗浄し、次いで、キ
シレンを減圧下で蒸留によって除去すると、粗製5−ノニルサリチルアルデヒド
が黄色油として残った(126.25g、79.4%濃度、ノニルフェノールか
ら80.0%の収率を与える)。アルデヒドを205から210℃/20mmH
gで蒸留によって精製した。
同じ反応を大気圧および105から110℃の温度でキシレン中で行う場合、
72.8%濃度の129.1gの粗製5−ノニルサリチルアルデヒドが得られ、
これはノニルフェノールから75.8%の収率を与える。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 水酸基に対して少なくとも1つの自由なオルト位を有するヒドロキシ芳香 族化合物から少なくとも一部は誘導されるマグネシウムビス−ヒドロカルビルオ キシドを、50から700mmHgの絶対圧力において実質的に無水な条件下で 、ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド遊離化合物と反応させることを含む 、2−ヒドロキシアリールアルデヒドの製造方法。 2. マグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシドを、不活性の非極性または低 極性有機溶媒と極性有機溶媒とを含む実質的に無水な溶媒系の存在下で、ホルム アルデヒドまたはホルムアルデヒド遊離化合物と反応させることを含む、請求項 1に記載の方法。 3. 不活性有機溶媒が芳香族炭化水素または塩素化芳香族炭化水素を含む、請 求項2に記載の方法。 4. 芳香族炭化水素がトルエンまたはキシレンを含む、請求項3に記載の方法 。 5. 極性有機溶媒が極性非プロトン性溶媒または低級アルカノールを含む、請 求項2から4の何れか1項に記載の方法。 6. 低級アルカノールがメタノールを含む、請求項5に記載の方法。 7. マグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシドが、フェノキシド基が未置換 であるか、あるいは、反応の経過を妨げない置換基によって、2位および6位の 両方以外の任意のまたは全ての位置で置換されているマグネシウムビス−フェノ キシドである、請求項1から6の何れか1項に記載の方法。 8. マグネシウムビス−フェノキシドが、式(1): [式中、R1、R2、R3およびR4の各々は、独立に、水素またはハロゲン原子、 またはアルキル、シクロアルキル、アラルキル、アリール、アルカリール、アル コキシ、アリールオキシまたはアシル基を表す。] のフェノールから誘導される、請求項7に記載の方法。 9. R1、R2、R3およびR4によって表されるアルキル、シクロアルキル、ア ラルキル、アリール、アルカリール、アルコキシ、アリールオキシまたはアシル 基の各々が、5から22個の炭素原子を含んでいる、請求項8に記載の方法。 10. マグネシウムビスフェノキシドが、式(3): [式中、R5は水素またはC1-22のアルキル基を表す。] のフェノールから誘導される、請求項8に記載の方法。 11. R5がC7-12のアルキル基である、請求項10に記載の方法。 12. マグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシドが、式(7): Mg(OR6)2 (7) [式中、R6はアルキル基を表す。] のマグネシウムアルコキシドと、水酸基に対して少なくとも1つの未置換のオル ト位を有する2モル以下のフェノールとの反応の生成物である、請求項1から1 1の何れか1項に記載の方法。 13. マグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシドが、マグネシウムアルコキ シドと、マグネシウムアルコキシド1モル当たり0.9から2モルのフェノール との反応の生成物である、請求項12に記載の方法。 14. マグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシドが、マグネシウムアルコキ シドと、マグネシウムアルコキシド1モル当たり1.5から2モルのフェノール との反応の生成物である、請求項13に記載の方法。 15. R6がC1-4のアルキル基である、請求項12から14の何れか1項に記 載の方法。 16. マグネシウムアルコキシドがマグネシウムメトキシドである、請求項1 5に記載の方法。 17. ホルムアルデヒド遊離化合物が、パラホルムアルデヒドである、請求項 1から16の何れか1項に記載の方法。 18. 使用するホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド遊離化合物の量が、 マグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシド中に存在するフェノール1モル当た り少なくとも2モルのHCHOである、請求項1から17の何れか1項に記載の 方法。 19. ビス−ヒドロカルビルオキシド中のフェノールに対するホルムアルデヒ ドのモル比が2から3である、請求項18に記載の方法。 20. 極性溶媒が、マグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシド1モル当たり 5モルを越えない量で使用される、請求項2から19の何れか1項に記載の方法 。 21. 極性溶媒が、ビス−ヒドロカルビルオキシド1モル当たり1から2モル の量で使用される、請求項20に記載の方法。 22. マグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシドを、50から約500mm Hgの圧力において、ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド遊離化合物と反 応させる、請求項1から21の何れか1項に記載の方法。 23. マグネシウムビス−ヒドロカルビルオキシドが、マグネシウムビス−( 4−ノニルフェノキシド)である、請求項1から22の何れか1項に記載の方法 。 24. マグネシウムビス−(4−ノニルフェノキシド)を、50から約400 mmHgの圧力において、トルエンまたはキシレンとメタノールとを含む実質的 に無水な溶媒系の存在下において、ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド遊 離化合物と反応させることを含む、請求項23に記載の方法。
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