JPS58206542A - フエニル酢酸エステル類の製造法 - 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】 本発明は、フェニル酢酸エステル類の製法、特にトルエ
ン類を出発物質とし、・・口ｒ／化して得られるベンジ
ルハライド類及びべメチルハライド類の混合物からフェ
ニル酢酸エステル類を製造する方法に関する。

フェニル酢酸エステル類及びこれから容易に誘導される
フェニル酢酸類は、抗生物質、消炎側なとの医薬原料、
その中間体として、又、殺虫剤等の中間体として非常に
有用な物質である。

従来フェニル酢酸エステル類は、ベンジルクロライド類
に青酸ソーダを反応させて、さらに得られるペンジルノ
アニド類を加水分解及びエステル化し製造されていた。

この方法では、胃価で、毒性の強い青酸ソーダを使用す
る。また工程が長い等の理由から、コスト面及び公害対
策等に大きな問題点があり、工業的に有利な方法の開発
か強く要望されており、その方法の一つであるベンジル
・・ライド類と一酸化炭素を原料とする方法も種々提案
されている。

一般にペンジルノ・ライド類を原料とし、コノ々ルトテ
トラ力ルポニルアニオンの塩を触媒として、フェニル酢
酸エステル類を製造する方法に関しては、特公昭４０−
’１０９６７号で開示されているが、この方法では、収
率が低い、触媒の使用量が多い、触媒の製造法が工業的
でなく公害面でも対策を講する必装がある（　Ｎａ−Ｈ
ｇ使用）などの重大な問題を有していた。

本発明者らは、先にコバルトテトラカルセニルアニオン
の工業的な製法を確立し、その活性の篩い触媒を使用し
高収率でフェニル酢酸エステル類を製造する方法に関し
、特開昭５５−２７１５５号及び′特開昭５５−５３２
４１号ですでに提案した。

一方、コバルトテトラカルポニルアニオノの代りに、ジ
コバルトオクタカルボニル全触媒とする方法に関しては
、特公昭５６−４０１４４号に知られている。

これら公知の方法において、出発原料として使用される
ベンジルクロライド類ｉｄｍ通常、トルエン類を光又は
ラジカル発生剤の存在■で・・ロケ９ン化する方法で製
造されるが、この方法では、ベンシルハライｒの副生を
避けることはできない。

例えば、ｐ−クロルトルエンを工業的に簡便な液相反応
で塩素化する場合、ｐ−クロルトルエンの反応率の増加
に伴いｐ−クロロ塩化ベンデルの生成率は増加し、通常
ｐ−クロルトルエンの反応率が７０％以上になると、ｐ
−クロル塩化べ／＋ｆルの生成率が急激に増加する。こ
のため工業的には、ｐ−クロルトルエンの反応率を７０
チ前後に止めている実情である。しかしｐ−クロロ塩化
ベンジルに対し、１０重−ｉｉ％前後のｐ−クロロ塩化
ベンずルの副生は避けられない。工業的には、次いでｐ
−クロロ塩化べ／ジルとｐ−クロロ塩化ペンデルは、蒸
留により、分離されるが、両者の沸点が近似しているの
で　（ｐ−りｏｏ塩化ペンシル２１７°Ｃ／７７２龍Ｈ
ｇｓ　　ｐ−クロロ塩化ベン→ｒル２６４℃）、高段数
の蒸留塔を用い注童床い操作が必要であり、エネルギー
コストもかかつて、ｐ−クロロ塩化ベンジルが高価であ
る要因になっている。

同様のことが他のペンシルハライドの製造にも言える。

また、従来の認識では、副生するペンデルハライド類を
カルボニル化した場合、副生物の生成、触媒み等の問題
が生じるため、好ましくない化合物であるとされていた
。

本願発明者らは、上記の解決困難な問題を含んでいるト
ルエン類を原料とする安価で、工業的に有利なフェニル
酢酸エステル類の製造法に関し、鋭意検討を重ね本発明
に到達した。

本願発明の特徴は、出発物質であるトルエン類をハロゲ
ン化して得られるペンツルハライド類とペンデルハライ
ド類を主成物とする反応液から両者を分離精製すること
なく、カルボニル反応を行っても、全く問題がなくむし
ろ収率が向上するという意外な利点を有していることで
ある。

即ち、理由は定かではないが、カルボニル化反応におい
て有害物質として考えられていたペンずルハライド類も
、ベンジルハライド類と同様、カルボニル化され、フェ
ニル酢酸エステル類に変換され収率の向上に寄与するこ
とを見い出した。

したがって、本願発明の方法によれば、トルエン酸を塩
素化して得られるベンジルハライド類とペンデルハライ
ド類を相互に分離し、実質的にベンシルハライーのみを
カルボニル化シ、フェニル酢酸エステルを製造する方法
に比べ、分離の必要がなく、また収率も向上することか
ら、膜質コスト、エネルギーコスト、原料コストの低減
が確実であり、工業的に非常に優れた方法である。

即ち、本発明は、トルエン又はハロゲン化トルエンのメ
チル置換基をハロ′ｆ″′ン化して得られるペンシルハ
ライド及びペンデルハライドの混合物又はハロゲン化べ
／ジルハライド及びハロゲン化ペンデルハライドの混合
物に塩基性物質及びコバルトカルボニル触媒の存在下、
−酸化炭素及びアルコールを反応させることを特徴とす
るフェニル酢酸エステル類の製造法である。

原料となるトルエン又は・・ロデノ化トルエンの具体例
としては、トルエン、０＋　ｍ　　ｒ　　ｐ−のクロル
トルエン、ｏ−、ｍ−、ｐ−のブロモトルエン７ｉ［ｏ
−ｒ　ｍ−、ｐ−のヨードトルエンである。

これらの化合物のハロゲン化剤としては塩素、臭素か反
応性の面から好適に使用される。・・ロゲ／化反応は、
光又はラジカル開始剤の存在下、上記原料の中にハロゲ
ン化剤を導入することにより容易に進行する。反応条件
、不活性溶媒の使用等は公知の・・ロデン化技術に準じ
て行えば良く、特に限定するものでない。

ハロゲン化反応の進行にともなって、ベンずル・・ライ
ド類の生成量は増大するが、一般にペンずルハライド類
の生成量は生成したベンジルノ・ライド類に対し２５重
量−以下にすることが好ましい。

未反応トルエン類は塩素化生成物と沸点差が相当にある
ことから、減圧蒸留等により容易に回収され再使用され
る。このようにして得られたベンシル・・ライド類とペ
ンデル・・ライド類の混合物は何ら処理することなく次
のカルボニル化工程に供給されるが、ペンデルハライド
以外の副生物が含まれる場合は、その目的に応じた処理
を行うことは構わない。

カルボニル化反応は以下の様に実施される。

トルエン類をノ・ロデン化−て得られた混合物をアルコ
ールに溶解又は分散さす・、；塩基性物質及びコバルト
カルボニル触媒の存在下□、−酸化炭素を導入すること
によりフェニル酢酸エステル類を主成分とする反応生成
物が得られる。

−酸化炭素は高純度のものが好適であるが、不活性がス
、水素１．炭酸がスなど共存しているものであっても差
支えない。

アルコールは特に制限を受けるものはないが、好ましい
ものとしてはメチルアルコール、エチルアルコール、ｒ
＋−ｆロピルアルコール、イソソロビルアルコール、エ
チルアルコールである。また、少数の水が含有していて
も特に影響はないが高純度のものが好ましい。

又、アルコールとベンジルハライド類のモル比は、１〜
１０倍モル、好ましくは１〜５倍モルである。

塩基性物質としては、反応で副生するハロゲン化水素と
反応するものであればよく、たとえばアンモニア、アル
カリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、重炭酸塩、水
酸化物、脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩等が使用で
きる。塩基性物質の使用槍は、化学量論量が必要であり
、好ましくはその、１〜１．５倍量である。

さらに、アルコールの他に、不活性溶媒１、たとえば脂
肪族飽和炭化水素、芳香族炭化水素、ピリジン、ピッリ
ン及び有ｔ１ｋｍのアルコールエステルを共存させても
よい。

触媒として使用するコバルトカルボニルとしてハ、ジコ
バルトオクタカルボニル、ヒＶロコノ々ルトテトラ力ル
ボニル、コバルトテトラカルボ二ルアニオンなどであり
、又それらの混合物であってもよい。

その使用する形態としては、結晶あるいは溶液として使
用するのが好ましい。その溶媒としては特に制限は無い
が、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、モノ又は多価ア
ルコール類、エーテル類、ケトン類などである。

好ま・しい触媒形態としては特開昭５５−２７０１５号
又は同昭５５−５４０３８号に記載のコバルトテトラカ
ルボニルアニオンのアルコール又はアセト／溶液である
。

コバルトカルボニルとベンジルノーライド類とのモル比
は１：１〜１：４００好ましくは、１：２〜１：１００
である。

ベンジル・・ライド類をカルボニノを化してフェニル酢
酸エステル類を製造するカルボニル化工程の反応条件と
しては、反応温度は、６０〜１２０℃好ましくは、４０
〜１００℃である。又反応圧力は、２−５０　ｋｇ／ｃ
ｍ２好ましくは５〜６０ｋｇ／ｃＩＩＬ２である。

本発明の反応方法としては、原料を一括して仕込んでも
よいし、又ペンシル・・ライド類、触媒又は塩基性物質
を分添して反応を行ってもよい。

上記の条件下で反応させると、フェニル酢酸エステル類
が収率よく製造することができる。なおこの場合フェニ
ル酢酸類も、一部副生ずるが、フェニル酢酸類は、公知
の方法によりエステル化することにより、フェニル酢酸
エステル類に容易に変換される。本発明の方法に於て特
徴的なことは、ベンジル・・ライド類単独の場合にくら
べ、トルエン類の・・ロダン化混合物を原料に使用した
場合はベンジルハライド類に対するフェニル酢酸エステ
ル類の収率が増加することが確認され、一層好ましい結
果が得られる。これはベンデルノ・ライド類も理由は定
かではないが本発明の方法によりフェニル酢酸エステル
類に転換されていることを示すものである。

上記の反応後、たとえばコバルトカルボニルを分解し、
過剰の溶剤を留去し次いでこれに水を添加すると、有ｊ
機層と水層に分離され、その有機層にフェニル酢酸エス
テル及びフェニル酢酸、水層にコバルトを含有するよう
になる。次いで、水層からコバルトを、水酸化コバルト
又は、炭酸コバルトの形態で、回収しコバルトカルボニ
ルを再生し、リサイクルすることが出来る。

以下、本発明の実施例を挙げてさらに詳しく説明する。

実施例　１ １）トルエン類のハロゲン化 紫外線屑を内部に取り付けたガラス製反応器に３１２　
Ｎ　（２，４７モル）のｐ、−クロルトルエンを仕込み
、反応温度を４０℃に調節しながら、塩素ガスをｐ−ク
ロロトルエン中に２５ｇ／時の駿づつ８時間で吹き込ん
だ。この反応生成物を分析した結果、ｐ−クロロトルエ
ンの反応率は、８２％であり、ｐ−クロロ塩化ベンジル
の選択率は、８９％、ｐ−クロロ塩化ペンデルの選択率
は、８チであった。

この反応生成物を減圧下で蒸留し、ｐ−クロルトルエン
を留去した後、罐残液（ｐ−クロロ塩化ベンジル８７重
量％、ｐ−クロロ塩化ペンデル９重酸チの組成）を３２
９ｇ得た。

なお、未反応のｐ−クロルトルエンは、定量的に回収で
き、少量のｐ−クロロ塩化ベンジルも含まれており、こ
の回収したｐ−クロルトルエンをリサイクルすることに
より、ｐ−クロルトルエンからのｐ−クロル塩化ベンジ
ルの収率は、罐残液として、８８チ、一方ｐ−クロル塩
化ペンデルの収率は、７チであった。

２）カルボニル化 １）で得られた罐残液３２９．Ｆを、２１のステンレス
製オートクレーブに仕込み、さらに２％含含水イソコロ
ピルアルコール６００、炭酸ソーダ１２０ｇ及びコバル
トテトラカルポニルアニオ／のアセトン溶液１１０　Ｃ
Ｃ（コバルトテトラカルボニルアニオン１３．９含有）
を仕込んだ。次いで、−酸化炭素で内部を置換後、−酸
化炭素圧９ｋＶＣＩｎ２、反応温度６０℃で、−酸化炭
素を流通しながら８時間反応した。反応後、反応液を冷
却し、常圧に戻した後、反応液を２１のガラス製反応器
に入れ、硫酸６０ｇ及び空気２　ｌ　／　Ｈｒの速度で
バブリングしながら、温度５５℃で２時間処理し、触媒
を分解した。分解後、過剰のイソゾロビルアルコール及
びアセトンを留去した後、水５００ｇを添加し、有機層
と水層の二層に分離し、有機層４１５ｇの中の分析を行
ったところｐ−クロロフェニル酢酸イソノロビルエステ
ル３２５＋９．ｐ−クロロフェニル酢酸が４６９生成し
、両者を合せてのｐ−クロロ塩化ベンジルに対する収率
は１０１チであった。

比較のために純度９９．８重量％のｌ）−クロロ塩化ベ
ンジル１６１ｇを用いた以外は同様に反応を行すった。

ｐ−クロロフェニル酢酸エステル１７２ｇ１ｐ−クロロ
フェニル酢酸２６ｇが得られ、両者を合せてのｐ−クロ
ロ塩化ベンシルに対する収率は９６チであった。

実施例　２ 出発原料として、０−クロルトルエン６１２ｇを使用し
、実施例１の方法と同様に行なった。

０−クロルトルエンの塩素化工程では、０−クロルトル
エンの反応率７９チであり、０−クロル塩化ベンジルの
選択率は、８７％、０−クロル塩化べ／ずルの選択率は
、９％であった。

この反応生成物を減圧下で蒸留し、０−クロルトルエン
を留去した後、罐残液（０−クロロ塩化べ／ツル８６重
量Ｓｓ　ｏ−クロロ塩化ペンデル１０重量％の組成’）
　３１　ｔｌを得た。

なお未反応の０−クロルトルエンは、定量的にＩｌ：！
］収でき、又少量のＯ−クロロ塩化ベンジルも含まれて
おり、この回収した０−クロルトルエンをリサイクルし
たところ、０−クロルトルエンからのリークロル塩化べ
／ジルの収率は、８５％であり、一方０−クロル塩化ペ
ンデルの収率は、９チであった。

次いで、罐残液６１６ｇ使用し、カルボニル化を行った
が、この際イソゾロパノールの代りにメタノール４０Ｏ
Ｎを使用し、触媒としては、コバルトテトラカルボニル
アニオンのメタノール溶液９０　ｃｃ　（コバルトテト
ラカルメニルアニオ７１２ｇ含有）を使用した。反応後
、実施例１と同じ処理を行い、有機層を分析した結果、
０−クロロフェニル酢酸メチルが２９８ｇ、又フェニル
酢酸１８＆生成しており、両者を合せての０−クロル塩
化べ／ジルに対する収率は、１０．２％であった。

実施例　６ 出発原料として、ｍ−クロルトルエン３１２ｙを使用し
、実施例１の方法で行ったＯ ｍ−クロルトルエンの塩素化工程では、　Ｉｎ−クロル
トルエンの反応率７８チであり、ｍ−クロル塩化ベンジ
ルの選択率８７チで、ｍ−クロル塩化ベンずルの選択率
は、８％であり、この反応生成物を処理し、罐残液（ｍ
−クロロ塩化ベンシル８６重量％％ｌＴｌ−クロロ塩化
ベンずル９　％　）　３１１ｇを得た。

又未反応のｎｌ−クロルトルエンは、定量的に回収され
、リサイクルしたところ、ｍ−クロル塩化ベンジルのｍ
−クロルトルエンに対する収率は、８６％であり、ｍ−
クロル塩化ペンデルの収率は、８％であった。

罐残液６１１ｇ−を使用し、カルボニル化し、有機層を
分析した結果、　Ｉ’１１−クロロフェニル酢酸イソノ
ロビル５２７９又■１−クロロフェニル酢酸は、２６．
９生成しており、両者台せてのｍ−クロロ塩化ベンジル
に対する収率は、１０２％であった。

実施例　４ コバルトテトラカルボニルアニオンのメタノール溶液の
代りに、ジコバルトオクタカルボニル２５ｇを用いた他
は、実施例２の方法により行った。

反応後、同様に処理を行い、有機層を分析した結果Ｏ−
クロロフェニル酢酸メチルエステル２９１ｇ及びＯ″ジ
クロロェニル酢酸２１ｇが生成しておりこれらの０−ク
ロロ塩化べ／ジルに対する収率は、１０１％であった。

実施例　５ 一酸化炭素の代りに、水素２０容６％含有した一ｍ炭素
を使用し、イソゾロピルアルコーノヒ６００ｇを使用し
罐残液を６時間のうちに連続分添した他は、実施例１の
方法で実施した。反応後、有機層を分析したところ、ｐ
−クロロフェニル酢酸イソゾロビル３５１．９％　ｐ−
クロロフェニル酢酸２２９が生成しており、両者を合せ
ての１〕−クロロ塩化ベンジルに対する収率は、１００
％であった０ 実施例　６ 炭酸ソーダの代りに炭酸カリウム１６５ｇを使用し、ア
ルコールは、エタノール５００ｇを使用した以外は、実
施例１の方法で行なった。反応後、有機層を分析したと
ころｐ−クロロフェニル酢酸エチル及びｐ−クロロフェ
ニル酢酸の収率は、ｐ−クロロ塩化ベンジルに対して１
０１％であった。

実施例　７ ｐ−クロルトルエンの代すに、トルエン２５０ｇを使用
した以外は実施例１と同様に行なった〇・・口ｒ／化化
生液液分析した結果、トルエンの反応率は８６％であり
、塩化ベンジルの選択率は、９１％であり、塩化ペンデ
ルの選択率は、７チであった。

この反応生成物を減圧Ｆで蒸留し、トルエンを留去した
後、罐残液（塩化ベンジル８９重量％、塩化ベンずル８
重曖チの組成）２７’１．！９を得た。

この罐残液を、実施例１の２）の方法でカルボニル化し
、反応後、有機層を分析したところ、フェニル酢酸イソ
ノロビル３０１　ｇ、フェニル酢酸３８ｇ生成しており
、両者の塩化ベンジルに対する収率は、１０６チであっ
た。

比較のために、純度９９．７％の塩化べ／ジル２４１ｇ
を用いた以外は、実施例１の２）の方法でカルボニル化
した。反応後、有機層を分析したところフェニル酢酸イ
ソゾロビルが２７８．９１　フェニル酢酸３５ｇが生成
しており、両者の塩化ベンジルに対する収率は、９５％
であった。

実施例　８ 実施例１の方法で実施したが、ｐ−クロルトルエンの代
りに０−ブロモ−トルエン４２７．９使用した。

ハロゲン化生成液を分析した結果、−一プロモートルエ
ンの反応率は、８１チであり、０−プロモーベンジルク
ロライドの選択率は８５チであり、０−プロモーペンデ
ルクロライドの選択率は、１１チであった。

この反応生成物を減圧下で蒸留し、０−ブロモ−トルエ
ンを留去した後、罐残液（０−プロモーベンジルクロラ
イド８５％、０−ブロモベンずルクロライド１２％の組
成）を４６５ｇ得た。

この罐残液を実施例１の２）の方法でカルボニル化し、
反応後、有機層を分析したところ、ｏ−ブロモフェニル
酢酸インプロビルが４７５．！９、。

−ブロモフェニル酢酸は、６５ｇ生成していた。

この両者の０−プロモーベンジルクロライドに対する収
率は、１０２チであつ、ｆｔ　ｐ特許出願人　電気化学
工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トルエン又はハロデフ化トルエンのメチル基金ハロゲン
   化して得られるベンジルハライド類びペンデルハライド
   の混合物又はノ・ロデン化べ／ゾルハライド及びハロゲ
   ン化べメチル・１ライドの混合物に、塩基性物質及びコ
   バルトカルボニル触媒の存在下、−酸化炭素及びアルコ
   ール全反応させることを特徴とするフェニル酢酸エステ
   ル類の製造法０