JPH1077244A - アリール安息香酸の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アリールベンゾニトリルを加水分解することに
よる、アリール安息香酸の工業的製造法。 【構成】Ｍ（ＯＨ）_ｎ 〔式中、Ｍはアルカリ金属原子またはアルカリ土類金属
原子を示し、ｎはＭがアルカリ金属原子にときに１であ
り、Ｍがアルカリ土類金属原子のときに２である〕で表
される金属水酸化物の存在下に、溶媒中、アリールベン
ゾニトリルを加水分解することによる、アリール安息香
酸の工業的製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医薬、農薬、液晶など
ファインケミカルズの中間原料として有用なアリール安
息香酸の工業的に好適な製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アリール安息香酸の製造法として、対応
するエステルまたはオキサゾリン誘導体を加水分解する
方法〔Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．，第３６巻，（１９９３
年），２１７２頁、Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．，第３４
巻，（１９９１年），２５２５頁〕が報告されている
が、これらの方法は、対応するエステルまたはオキサゾ
リン誘導体を合成するのに工程数が多く、またそれらの
合成に際して、廃棄処分に多くの経費を要する金属ハロ
ゲン化物や金属水酸化物を多量に排出するため、工業的
実施に有利な方法ではない。また、アリールベンゾニト
リルを酸加水分解してアリール安息香酸を合成する方法
〔欧州特許出願公開（ＥＰＡ）３２４３７７号〕が報告
されているが、反応に際してアリール安息香酸以外に多
量の副生物を生じ、やはり工業的実施に有利な方法では
ない（参考例１参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記に鑑み、本発明は
アリール安息香酸の好適な工業的製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意改良研
究を重ねた結果、金属水酸化物の存在下に、溶媒中、ア
リールベンゾニトリルを加水分解することにより、高純
度の目的物アリール安息香酸を高収率で得られることを
見出して、本発明を完成した。本反応の出発物であるア
リールベンゾニトリルは、工業的に入手容易なアリール
アミンとベンゾニトリルとを原料とし、工程中間体のア
リールジアゾニウム化合物の製造にジアゾ化剤として亜
硝酸エステルを用いることで、高収率で得られる（参考
例２，３及び特願平７−３５４９１７参照）。

【０００５】すなわち本発明は、アリール安息香酸を製
造する方法の改良法を提供するものであり、詳しくは、
一般式（Ｉ）

【０００６】

【化６】

【０００７】〔式中、Ｍはアルカリ金属原子またはアル
カリ土類金属原子を示し、ｎはＭがアルカリ金属原子の
ときに１であり、Ｍがアルカリ土類金属原子のときに２
である〕で表される金属水酸化物のうちの少なくとも一
つの存在下に、溶媒中、一般式（ＩＩ）

【０００８】

【化７】 〔式中、Ａ環は、フッ素原子、置換基を有していてもよ
いアルキル、置換基を有していてもよいアルコキシ、ニ
トロ、カルボキシまたは水酸基を有していてもよいベン
ゼン環を示す〕で表わされるアリールベンゾニトリルを
加水分解することを特徴とする、一般式（ＩＩＩ）

【０００９】

【化８】 〔式中、Ａ環は前記と同意義を示す〕で表わされるアリ
ール安息香酸の好適な工業的製造法を提供するものであ
る。

【００１０】本発明方法の原料として使用するアリール
ベンゾニトリル（ＩＩ）及びアリール安息香酸（ＩＩ
Ｉ）における

【００１１】

【化９】 基としては、たとえば２−フルオロフェニル、３−フル
オロフェニル、４−フルオロフェニル、２，４−ジフル
オロフェニル、２，６−ジフルオロフェニル、２，３，
４−トリフルオロフェニル、２−メチルフェニル、３−
メチルフェニル、４−メチルフェニル、２，３−ジメチ
ルフェニル、２，４−ジメチルフェニル、２，６−ジメ
チルフェニル、３，５−ジメチルフェニル、２−エチル
フェニル、３−エチルフェニル、４−エチルフェニル、
２，４，６−トリメチルフェニル、２−プロピルフェニ
ル、４−プロピルフェニル、２−イソプロピルフェニ
ル、４−イソプロピルフェニル、４−ブチルフェニル、
４−ｓｅｃ−ブチルフェニル、４−ｔｅｒｔ−ブチルフ
ェニル、２，６−ジエチルフェニル、４−ペンチルフェ
ニル、４−ヘキシルフェニル、２，６−ジイソプロピル
フェニル、４−ヘプチルフェニル、４−オクチルフェニ
ル、２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル、２−トリ
フルオロメチルフェニル、３−トリフルオロメチルフエ
ニル、４−トリフルオロメチルフェニル、２−メトキシ
フェニル、３−メトキシフェニル、４−メトキシフェニ
ル、２，４−ジメトキシフェニル、２，５−ジメトキシ
フェニル、３，４，５−トリメトキシフェニル、２−エ
トキシフェニル、３−エトキシフェニル、４−エトキシ
フェニル、４−プロポキシフェニル、４−イソプロポキ
シフェニル、２−（トリフルオロメトキシ）フェニル、
３−（トリフルオロメトキシ）フェニル、４−（トリフ
ルオロメトキシ）フェニル、２−ニトロフェニル、３−
ニトロフェニル、４−ニトロフェニル、２，４−ジニト
ロフェニル、２−フルオロ−５−メチルフェニル、３−
フルオロ−２−メトキシフェニル、２−メトキシ−５−
メチルフェニル、２−フルオロ−４−ニトロフェニル基
などがある。

【００１２】当加水分解反応の過程でアリールベンゾニ
トリル（ＩＩ）、一般式（ＩＶ）

【００１３】

【化１０】 〔式中、Ａ環は前記と同意義を示す〕で表わされる中間
体アリールベンズアミドとなり、更に加水分解されてア
リール安息香酸（ＩＩＩ）となる。本発明方法では通常
アリールベンズアミド（ＩＶ）は単離しないが、一旦ア
リールベンズアミド（ＩＶ）を単離・精製した上でこれ
を加水分解し、アリール安息香酸（ＩＩＩ）を得ること
もできる。

【００１４】一般式（Ｉ）で表される金属水酸化物とし
ては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムが挙げられ
る。水酸化ナトリウム、水酸化カリウムまたはそれらの
混合物を用いるときに加水分解反応が迅速に進行し、高
純度のアリール安息香酸（ＩＩＩ）を高収率で得られる
など、本発明方法が最も有効に適用される。

【００１５】アリールベンゾニトリル（ＩＩ）に対する
金属水酸化物（Ｉ）の仕込み比率は、通常１倍モル以
上、好ましくは１．０５−２０倍モルの範囲である。Ａ
環にカルボキシまたは水酸基が存在する場合は、前記の
量に適宜追加すると好結果が得られる。

【００１６】使用される溶媒として、水、低級脂肪族ア
ルコール（たとえばメタノール、エタノール、１−プロ
パノール、２−プロパノールなど）、エーテル類（テト
ラヒドロフラン、１，４−ジオキサンなど）及びそれら
の混合物など、当加水分解反応に不活性なものを挙げる
ことができる。溶媒の使用量は、通常アリールベンゾニ
トリル（ＩＩ）の２〜５０倍重量、好ましくは４〜２０
倍重量である。

【００１７】本発明方法は、通常、溶媒の常圧における
沸点以下の温度から３００℃の間で、常圧下又は必要に
応じて加圧下に実施することができる。当加水分解反応
で反応液中に生成する中間体アリールベンズアミド（Ｉ
Ｖ）及び目的物アリール安息香酸（ＩＩＩ）の金属塩の
溶媒に対する溶解度は一般に小さく、反応液中で不溶物
となる。このため固液の接触が不良となり、反応速度が
遅くなって反応の完結に長時間を要することとなる。そ
こで特に工業的規模の反応では、不溶物が減少して攪拌
状態が良好な１２０℃以上で反応を行うのが好ましい。
更には、反応速度と生成物の純度の点から、１２０−２
００℃の範囲で反応を行うのがより好ましい。

【００１８】反応が完結するのに要する時間は、置換基
の位置、種類によって異なるが、通常反応温度が８０℃
未満の場合は２０時間以上、８０℃以上１２０℃未満の
場合は８時間以上であり、１２０℃以上の場合は４時間
以上である。

【００１９】反応は、通常は回分式攪拌槽型反応器を用
いて行われるが、多段連続式攪拌槽型反応器を用いるこ
ともできる。

【００２０】当加水分解反応では、反応が完結するとア
リール安息香酸（ＩＩＩ）の金属塩が反応液中に生成す
る。後処理として、十分な量の鉱酸（塩酸、硫酸など）
を用いて反応液を酸性とすることで、アリール安息香酸
（ＩＩＩ）を得ることができる。アリール安息香酸（Ｉ
ＩＩ）の金属塩を単離し、同様に鉱酸を用いてこれを酸
性とすることで、アリール安息香酸（ＩＩＩ）を得るこ
ともできる。得られたアリール安息香酸（ＩＩＩ）は十
分な純度を有しているが、使用目的に応じ、再結晶その
他通常行われる方法で精製することにより、更に高純度
とすることもできる。

【００２１】

【発明の効果】本発明方法により、金属水酸化物の存在
下に、溶媒中、アリールベンゾニトリルを加水分解する
ことで、高純度のアリール安息香酸を高収率で得ること
ができる。よって本発明方法は、アリール安息香酸の工
業的製造法として好適である。

【００２２】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２３】以下の実施例及び参考例においてサンプリ
ングとは、反応液０．５ｍｌをとって１０％塩酸で酸性
としてエーテルで抽出し、分液した後有機層を濃縮し、
得られた残渣を高速液体クロマトグラフィーで分析する
操作を示す。化合物の純度は高速液体クロマトグラフィ
ーで測定した。

【００２４】（実施例１）パイレックスガラス製四つ口
フラスコ中、メタノール１２４ｇ、水１５ｇの混合物に
水酸化ナトリウム８４ｇ（２．１モル）を溶解し、ここ
にビフェニル−２−カルボニトリル３２ｇ（０．１８モ
ル）を投入し、還流下２５時間加熱攪拌した。５時間ご
とにサンプリングしたところ、原料ビフェニル−２−カ
ルボニトリル、中間体ビフェニル−２−カルボキサミド
及び目的物ビフェニル−２−カルボン酸の反応液中の含
量は表１の通りであった。後処理として、冷却後、反応
生成物にメタノール１２４ｇを加え、ここに濃塩酸２３
７ｇを、内温を６６−７３℃に保って、攪拌下３０分を
かけて加えた。冷却後、析出した結晶を濾取、水洗、乾
燥し、純度９７．５３％のビフェニル−２−カルボン酸
２８ｇを得た（収率７９％）。

【００２５】

【表１】

【００２６】（実施例２−４）所定の量の溶媒に金属水
酸化物（Ｉ）２．１モルを溶解し、ここにビフェニル−
２−カルボニトリル３２ｇ（０．１８モル）を投入し、
還流下５０時間加熱攪拌した。実施例１と同様に後処理
を行い、表２のとおりにビフェニル−２−カルボン酸を
得た。

【００２７】

【表２】

【００２８】（実施例５）オートクレーブ中で、メタノ
ール１２４ｇ、水１５ｇの混合物に水酸化ナトリウム８
４ｇ（２．１モル）を溶解し、ここにビフェニル−２−
カルボニトリル３２ｇ（０．１８モル）を投入し、内温
１３５−１４５℃、内圧４−７Ｋｇ／ｃｍ^２で、６時間
加熱攪拌した。サンプリングしたところ、原料ビフェニ
ル−２−カルボニトリル及び中間体ビフェニル−２−カ
ルボキサミドの残存量は０．０１％未満であった。後処
理として、冷却後、反応生成物をパイレックスガラス製
四つ口フラスコに移し、メタノール１２４ｇを加え、こ
こに濃塩酸２３７ｇを、内温を６６−７３℃に保って、
攪拌下３０分をかけて加えた。冷却後、析出した結晶を
濾取、水洗、乾燥し、純度９９．６１％のビフェニル−
２−カルボン酸３３ｇを得た（収率９３％）。融点 １
１２−１１４℃。

【００２９】（実施例６−１０）オートクレーブ中で、
メタノール１２４ｇ、水１５ｇの混合物に所定の量の金
属水酸化物（Ｉ）を溶解し、ここにビフェニル−２−カ
ルボニトリル３２ｇ（０．１８モル）を投入し、６時間
加熱攪拌した。サンプリングしたところ、原料ビフェニ
ル−２−カルボニトリル及び中間体ビフェニル−２−カ
ルボキサミドの残存量は０．０１％未満であった。後処
理として、冷却後、反応生成物をパイレックスガラス製
四つ口フラスコに移し、メタノール１２４ｇを加え、反
応液が酸性となるまで、濃塩酸を内温を６６−７３℃に
保って、攪拌下３０分をかけて加えた。冷却後、析出し
た結晶を濾取、水洗、乾燥し、表３の通りにビフェニル
−２−カルボン酸を得た。

【００３０】

【表３】

【００３１】（実施例１１−１４）オートクレーブ中
で、所定の量の溶媒に水酸化ナトリウム８４ｇ（２．１
モル）を溶解し、ここにビフェニル−２−カルボニトリ
ル３２ｇ（０．１８モル）を投入し、６時間加熱攪拌し
た。サンプリングしたところ、原料ビフェニル−２−カ
ルボニトリル及び中間体ビフェニル−２−カルボキサミ
ドの残存量は０．０１％未満であった。実施例５と同様
に後処理を行ったところ、表４のとおりにビフェニル−
２−カルボン酸を得た。

【００３２】

【表４】

【００３３】（実施例１５−２２）実施例５におけるビ
フェニル−２−カルボニトリルの代わりに他のアリール
ベンゾニトリル（ＩＩ）０．１８モルを用いた以外は、
実施例５と同様に反応を行ってサンプリングしたとこ
ろ、原料アリールベンゾニトリル及び中間体アリールベ
ンズアミド（ＩＶ）の残存量は０．０１％未満であっ
た。実施例５と同様に後処理を行ったところ、表５のと
おりにアリール安息香酸（ＩＩＩ）を得た。

【００３４】

【表５】

【００３５】（実施例２３）パイレックスガラス製四つ
口フラスコ中、メタノール１２４ｇ、水１５ｇの混合物
に水酸化ナトリウム８４ｇ（２．１モル）を溶解し、こ
こに４’−メチルビフェニル−２−カルボニトリル３４
ｇ（０．１８モル）を投入し、還流下２５時間加熱攪拌
した。５時間ごとにサンプリングしたところ、原料４’
−メチルビフェニル−２−カルボニトリル、中間体４’
−メチルビフェニル−２−カルボキサミド及び目的物
４’−メチルビフェニル−２−カルボン酸の含量は、表
６の通りであった。後処理として、冷却後、反応生成物
にメタノール１２４ｇを加え、ここに濃塩酸２３７ｇ
を、内温を６５−７０℃に保って、攪拌下３０分をかけ
て加えた。冷却後、析出した結晶を濾取、水洗、乾燥
し、純度９７．０９％の４’−メチルビフェニル−２−
カルボン酸２９ｇを得た（収率７６％）。

【００３６】

【表６】 ●：原料４’−メチルビフェニル−２−カルボニトリル ▲：中間体４’−メチルビフェニル−２−カルボキサミ
ド ▲黒四角▼：目的物４’−メチルビフェニル−２−カル
ボン酸

【００３７】（実施例２４−２６）所定の量の溶媒に金
属水酸化物（Ｉ）２．１モルを溶解し、ここに４’−メ
チルビフェニル−２−カルボニトリル３４ｇ（０．１８
モル）を投入し、還流下５０時間加熱攪拌した。実施例
２３と同様に後処理を行い、表７のとおりに４’−メチ
ルビフェニル−２−カルボン酸を得た。

【００３８】

【表７】

【００３９】（実施例２７）オートクレーブ中で、メタ
ノール１２４ｇ、水１５ｇの混合物に水酸化ナトリウム
８４ｇ（２．１モル）を溶解し、ここに４’−メチルビ
フェニル−２−カルボニトリル３４ｇ（０．１８モル）
を投入し、内温１３５−１４５℃、内圧４−７Ｋｇ／ｃ
ｍ^２で、６時間加熱攪拌した。サンプリングしたとこ
ろ、原料４’−メチルビフェニル−２−カルボニトリル
及び中間体４’−メチルビフェニル−２−カルボキサミ
ドの残存量は０．０１％未満であった。後処理として、
冷却後、反応生成物をパイレックスガラス製四つ口フラ
スコに移し、メタノール１２４ｇを加え、ここに濃塩酸
２３７ｇを、内温を６５−７０℃に保って、攪拌下３０
分をかけて加えた。冷却後、析出した結晶を濾取、水
洗、乾燥し、純度９９．７９％の４’−メチルビフェニ
ル−２−カルボン酸３６ｇを得た（収率９４％）。融点
１４９−１４９．８℃。ＩＲ νＣＯＯＨ（ＫＢｒ）１
６７８．３ｃｍ^−１。^１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ_６）
δｐｐｍ ２．３３９（３Ｈ，Ｓ），７．２１７（４
Ｈ，Ｓ），７．３−７．８（４Ｈ，ｍ）、１２．７１８
（１Ｈ，ｓ）。

【００４０】（実施例２８−３２）オートクレーブ中
で、メタノール１２４ｇ、水１５ｇの混合物に所定の量
の金属水酸化物（Ｉ）を溶解し、ここに４’−メチルビ
フェニル−２−カルボニトリル３４ｇ（０．１８モル）
を投入し、内温１３５−１４５℃、内圧４−７Ｋｇ／ｃ
ｍ^２で、６時間加熱攪拌した。サンプリングしたとこ
ろ、原料４’−メチルビフェニル−２−カルボニトリル
及び中間体４’−メチルビフェニル−２−カルボキサミ
ドの残存量は０．０１％未満であった。後処理として、
冷却後、反応生成物をパイレックスガラス製四つ口フラ
スコに移し、メタノール１２４ｇを加え、反応液が酸性
となるまで、濃塩酸を内温を６５−７０℃に保って、攪
拌下３０分をかけて加えた。冷却後、析出した結晶を濾
取、水洗、乾燥し、表８の通りに４’−メチルビフェニ
ル−２−カルボン酸を得た。

【００４１】

【表８】

【００４２】（実施例３３−３６）オートクレーブ中
で、所定の量の溶媒に水酸化ナトリウム８４ｇ（２．１
モル）を溶解し、ここに４’−メチルビフェニル−２−
カルボニトリル３４ｇ（０．１８モル）を投入し、６時
間加熱攪拌した。サンプリングしたところ、原料４’−
メチルビフェニル−２−カルボニトリル及び中間体４’
−メチルビフェニル−２−カルボキサミドの残存量は
０．０１％未満であった。実施例２７と同様に後処理を
行い、表９の通りに４’−メチルビフェニル−２−カル
ボン酸を得た。

【００４３】

【表９】

【００４４】（参考例１）４’−メチルビフェニル−２
−カルボニトリル９．７ｇを５８％硫酸１４２ｇに溶解
し、１４０℃に保ちながら、５時間攪拌した。氷水１８
１ｇを反応液に投入してエーテルで抽出し、エーテル層
を水で洗浄して粗生成物８．０ｇを得た。これを高速液
体クロマトグラフィーで分析したところ、原料４’−メ
チルビフェニル−２−カルボニトリルの含量は２５．７
％、目的物４’−メチルビフェニル−２−カルボン酸の
含量は２８．０％であり、残りは構造不明の副生物であ
った。

【００４５】（参考例２）アニリン９３ｇ（１．０モ
ル）をベンゾニトリル７２２ｇ（７モル）に溶解し、３
０℃以下の温度に保ちながら攪拌下、これに亜硝酸メチ
ルガス７９ｇ（１．３モル）を２時間を要して吹き込ん
だ。次にこの反応液を、６５−７０℃に保ったベンゾニ
トリル３０９ｇ（３モル）中に攪拌下、１時間をかけて
加えた。続いて減圧下に蒸留し、ベンゾニトリルの留去
後、沸点１４０−１６０℃／５ｍｍＨｇの留分１３５ｇ
を得た。当留分をガスクロマトグラフィーで分析したと
ころ、ビフェニル−２−カルボニトリル、ビフェニル−
３−カルボニトリル、ビフェニル−４−カルボニトリル
の含量はそれぞれ４９％、１２％、２４％であった（収
率：３７％、９％、１８％）。当留分をさらに精密分留
装置で分留し、沸点１６５−１７０℃／１０ｍｍＨｇの
主留分として純度９９％のビフェニル−２−カルボニト
リル５９ｇを得た（収率３３％）。融点３８−３９℃
（メタノールより再結晶）。

【００４６】（参考例３）イソペンチルアルコール（３
−メチル−１−ブタノール）９７ｇ（１．１モル）と亜
硝酸ナトリウム８３ｇ（１．２モル）の混合液に、攪拌
下、温度を０−５℃に保ちながら、濃塩酸１２０ｍｌを
６０分間を要して滴下した。１０分間攪拌を続けた後に
分液し、油層を飽和重曹水で洗浄して亜硝酸イソペンチ
ルの粗製物を得た。次にこれをペンゾニトリル７２２ｇ
（７モル）に溶解し、６５−７０℃の温度に保ちなが
ら、攪拌下この溶液に、ｐ−トルイジン１０７ｇ（１．
０モル）とベンゾニトリル３０９ｇ（３モル）の混合液
を２時間をかけて加えた。続いて減圧下に蒸留し、ベン
ゾニトリルの留去後、沸点１５５−１７０℃／５ｍｍＨ
ｇの留分１４５ｇを得た。当留分をガスクロマトグラフ
ィーで分析したところ、その成分は４’−メチルビフェ
ニル−２−カルボニトリル、４’−メチルビフェニル−
３−カルボニトリル及び４’−メチルビフェニル−４−
カルボニトリルであり、含量はそれぞれ４８％、１２
％、２４％であった（収率：３６％、９％、１８％）。
当留分をさらに精密分留装置で分留し、上記異性体を分
離した。得られた各異性体留分（純度９７％以上）をメ
タノールより再結晶して、表１０の４’−メチルビフェ
ニル−２−カルボニトリル（Ａ）、４’−メチルビフェ
ニル−３−カルボニトリル（Ｂ）及び４’−メチルビフ
ェニル−４−カルボニトリル（Ｃ）を得た。

【００４７】

【表１０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｃ 255/50 9357−4Ｈ Ｃ０７Ｃ 255/50

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式（Ｉ） 【化１】 〔式中、Ｍはアルカリ金属原子またはアルカリ土類金属
   原子を示し、ｎはＭがアルカリ金属原子にときに１であ
   り、Ｍがアルカリ土類金属原子のときに２である〕で表
   される金属水酸化物のうちの少なくとも一つの存在下
   に、溶媒中、一般式（ＩＩ） 【化２】 〔式中、Ａ環は、フッ素原子、置換基を有していてもよ
   いアルキル、置換基を有していてもよいアルコキシ、ニ
   トロ、カルボキシまたは水酸基を有していてもよいベン
   ゼン環を示す〕で表わされるアリールベンゾニトリルを
   加水分解することを特徴とする、一般式（ＩＩＩ） 【化３】 〔式中、Ａ環は前記と同意義を示す〕で表わされるアリ
   ール安息香酸の製造法。
2. 【請求項２】 【化４】 が 【化５】 〔式中、ＸはＣ_１−８アルキル基を示す〕である請求項
   １記載の製造法。
3. 【請求項３】反応温度が１２０−２００℃である請求項
   １又は請求項２記載の製造法。