(57)【要約】  本発明は、副生する臭化水素による芳香族エステル化合物の酸分解を抑制して効率的に臭化芳香族エステル化合物を製造する方法を提供することを目的とする。本発明は、芳香族エステル化合物を有機相及び水相からなる二相系中で臭素と反応させることを特徴とする、臭化芳香族エステル化合物の製造方法を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）：
【化１】
2015146561.tif 000005
［式（１）中、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、ＯＨ、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ７、又はＮＲ８Ｒ９を示す。なお、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６の少なくとも１つは水素原子である。Ｒ７は、炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ８及びＲ９は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数１〜６のアルキル基を示す。］
で表される芳香族エステル化合物と臭素とを、有機相及び水相からなる二相系中で反応させることを特徴とする、臭化芳香族エステル化合物の製造方法。
【請求項２】
水の使用量は、上記芳香族エステル化合物１モルに対し、５ｇ以上である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
式（１）中、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、又はＯＨである請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
式（１）中、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６のうち少なくとも１つは、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、又はＯＨである請求項１、２、又は３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、臭化芳香族エステル化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、芳香族エステル化合物の臭素化は、溶媒として酢酸やジクロロメタン等の種々の溶媒を用い、臭素を臭素化剤として用いて行われてきた（特許文献１）。また、有機溶媒中、過酸化水素存在下において、臭素又は臭化水素による臭素化方法も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２−０２５１４４８号明細書
【特許文献２】特開平０８−０２７０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１による方法は、得られる臭化芳香族エステル化合物の収率が低い（６４％程度）ことから満足できるものではなかった。臭化芳香族エステル化合物の収率が低くなる原因としては、副生する臭化水素により、芳香族エステル化合物が酸分解され易いためであると考えられる。【０００５】
また、特許文献２による方法は、副生する臭化水素を過酸化水素により臭素へ酸化させ臭素化を効率的に行う方法である。しかしながら、余剰な過酸化水素による酸素発生に伴う不活性ガス処理が必要となったり、過酸化物を副生するおそれがある等、経済的に有利でないことがある。【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、副生する臭化水素による芳香族エステル化合物の酸分解を抑制して効率的に臭化芳香族エステル化合物を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、副生する臭化水素による芳香族エステル化合物の酸分解を抑制して効率的に臭化芳香族エステル化合物を製造する方法について鋭意検討を重ねた。その結果、有機相及び水相からなる二相系中で臭素化反応を行うことにより、有機相で臭素化反応を進行させつつ、副生する臭化水素は反応後、速やかに水相に移動することを見出した。したがって、副生する臭化水素による芳香族エステル化合物の酸分解が抑制されること、また、副生した臭化水素は水相に移動するために後処理が容易であることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００８】
すなわち、本発明には、以下の好適な実施態様が含まれる。
項１：式（１）：
【化１】
2015146561.tif 000002
［式（１）中、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、ＯＨ、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ７、又はＮＲ８Ｒ９を示す。なお、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６の少なくとも１つは水素原子である。Ｒ７は、炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ８及びＲ９は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数１〜６のアルキル基を示す。］
で表される芳香族エステル化合物と臭素とを、有機相及び水相からなる二相系中で反応させることを特徴とする、臭化芳香族エステル化合物の製造方法。
項２：水の使用量は、上記芳香族エステル化合物１モルに対し、５ｇ以上である項１に記載の方法。
項３：式（１）中、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、又はＯＨである項１又は２に記載の方法。
項４：式（１）中、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６のうち少なくとも１つは、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、又はＯＨである項１、２、又は３に記載の方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、副生する臭化水素による芳香族エステル化合物の酸分解を抑制でき、効率的に臭化芳香族エステル化合物を製造することができ、さらに副生した臭化水素は反応後に速やかに水相に移動し、後処理が容易であることから、非常に経済的であり、工業的に極めて有用である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明で用いられる反応原料の芳香族エステル化合物は、式（１）で表される芳香族エステル化合物である。
【化２】
2015146561.tif 000003
式（１）中、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、ＯＨ、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ７、又はＮＲ８Ｒ９を示す。なお、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６の少なくとも１個は水素原子である。Ｒ７は、炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ８及びＲ９は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数１〜６のアルキル基を示す。
【００１１】
式（１）中、Ｒ１で示される炭素数１〜６のアルキル基としては、直鎖状、分枝状、又は環状のいずれでもよく、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、１−メチルペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソヘキシル基、ｓｅｃ−ヘキシル基、ｔｅｒｔ−ヘキシル基、ネオヘキシル基等が挙げられる。これらのなかでも、炭素数１〜４のアルキル基が好ましく用いられる。
【００１２】
式（１）中、Ｒ２〜Ｒ６で示される炭素数１〜６のアルキル基としては、直鎖状、分枝状、又は環状のいずれでもよく、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、１−メチルペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソヘキシル基、ｓｅｃ−ヘキシル基、ｔｅｒｔ−ヘキシル基、ネオヘキシル基等が挙げられる。
【００１３】
式（１）中、Ｒ２〜Ｒ６で示される炭素数１〜６のアルコキシ基としては、直鎖状、分枝状、又は環状のいずれでもよく、特に限定するものではないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、シクロプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ｓｅｃ−ペンチルオキシ基、ｔｅｒｔ−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、１−メチルペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、イソヘキシルオキシ基、ｓｅｃ−ヘキシルオキシ基、ｔｅｒｔ−ヘキシルオキシ基、ネオヘキシルオキシ基等が挙げられる。
【００１４】
式（１）中、Ｒ２〜Ｒ６で示されるＣＯＯＲ７において、Ｒ７は炭素数１〜６のアルキル基を示す。Ｒ７で示される炭素数１〜６のアルキル基としては、直鎖状、分枝状、又は環状のいずれでもよい。
また、式（１）中、Ｒ２〜Ｒ６で示されるＮＲ８Ｒ９において、Ｒ８及びＲ９は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数１〜６のアルキル基を示す。Ｒ８及びＲ９で示される炭素数１〜６のアルキル基としては、直鎖状、分枝状、又は環状のいずれでもよい。炭素数１〜６のアルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、１−メチルペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソヘキシル基、ｓｅｃ−ヘキシル基、ｔｅｒｔ−ヘキシル基、ネオヘキシル基等が挙げられる。
【００１５】
好ましい実施態様において、式（１）中、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は、これらの中でも、電子供与性基が芳香族エステル化合物の反応性を高くすることから、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、又はＯＨである。
【００１６】
好ましい別の実施態様において、式（１）中、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６のうち少なくとも１つが炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、又はＯＨである。
【００１７】
さらに好ましい実施態様において、式（１）中、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６のうち１又は２つは、それぞれ独立に、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、又はＯＨであり、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、又はＯＨ以外のものは水素原子である。また、よりさらに好ましい実施態様において、式（１）中、Ｒ２、Ｒ５及びＲ６が水素原子であり、Ｒ３及びＲ４のうち１又は２つは、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、又はＯＨであり、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、又はＯＨ以外のものは水素原子である。
【００１８】
本発明の臭化芳香族エステル化合物の製造方法は、有機相及び水相からなる二相系中において行う。反応中に副生する臭化水素は、有機溶媒及び水に対する溶解性が大きく異なり、水相に移動し易いため、反応系を強く攪拌しなくてもよいが、臭化水素の水相への移動性向上の観点から、攪拌することが好ましい。
【００１９】
本発明の臭化芳香族エステル化合物の製造方法において、反応原料である式（１）で表される芳香族エステル化合物が反応温度で液体の場合、反応原料が溶媒を兼ねるため溶媒を用いなくとも反応が進行する。また、式（１）で表される芳香族エステル化合物が反応温度において固体の場合等においては、有機溶媒を用いることが好ましい。有機相中に有機溶媒を含む場合に使用される有機溶媒としては、特に限定するものではないが、水と混和しないものであればよく、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、モノクロロベンゼン、トルエン、酢酸エチル、ニトロベンゼン等が挙げられる。
【００２０】
有機溶媒を用いる場合の有機溶媒の使用量は、特に限定するものではないが、式（１）で表される芳香族エステル化合物１モルに対し、５０ｇ以上が好ましく、１００ｇ以上がより好ましい。また、有機溶媒の使用量は、式（１）で表される芳香族エステル化合物１モルに対し、１００００ｇ以下が好ましく、２０００ｇ以下がより好ましい。式（１）で表される芳香族エステル化合物１モルに対し、有機溶媒の使用量が５０ｇ以上であると、攪拌が行い易く、有機溶媒の使用量が１００００ｇ以下であると、排水処理が行い易く、経済性及び環境保護の観点等から好ましい。なお、反応原料である芳香族エステル化合物が反応温度で液体の場合においては、有機溶媒を用いても用いなくてもよいが、有機溶媒を用いる方が好ましい。
【００２１】
水の使用量は、特に限定するものではないが、式（１）で表される芳香族エステル化合物１モルに対し、例えば５ｇ以上であり、１０ｇ以上が好ましく、１００ｇ以上がより好ましく、２００ｇ以上がさらにより好ましい。また、水の使用量は、式（１）で表される芳香族エステル化合物１モルに対し、１００００ｇ以下が好ましく、２０００ｇ以下がより好ましく、１０００ｇ以下がさらにより好ましい。式（１）で表される芳香族エステル化合物１モルに対し、水の使用量が１０ｇ以上であると、副生した臭化水素が水相に移動し易くなるため、有機相中において芳香族エステル化合物の酸分解が生じ難い。また、水の使用量が１００００ｇ以下であると、排水処理が行い易く、経済性及び環境保護の観点等から好ましい。
【００２２】
臭素の使用量は、反応が十分進行する量でよく、特に限定するものではないが、経済性の観点等から、式（１）で表される芳香族エステル化合物１モルに対し、１．０〜２．０モルが好ましく、１．０〜１．５モルがより好ましい。なお、本発明の臭化芳香族エステル化合物の製造方法において、用いられる臭素は、一部次亜臭素酸（ＨＢｒＯ）となり、反応していると考えられる。
【００２３】
反応温度は、特に限定するものではないが、−１０〜１００℃が好ましく、１０〜８０℃がより好ましく、１０〜６０℃がさらにより好ましい。−１０℃よりも低温で反応を行うと、十分な反応速度が得られず、反応時間が長時間となる。また、１００℃よりも高温で反応を行うと、芳香族エステル化合物又は生成物である臭化芳香族エステル化合物が分解するおそれがあり、好ましくない。
【００２４】
かくして得られた反応液は、分液操作により有機相と水相とに分離し、有機相から臭化芳香族エステル化合物を晶析、又はカラムクロマトグラフィー等の方法により単離できる。
【００２５】
本発明による方法においては、副生した臭化水素は反応後に速やかに水相に移動し、芳香族エステル化合物の酸分解を抑制することが可能となる。また、副生する臭化水素は、反応後に速やかに水相に移動するため、反応終了後に改めて有機相から臭化水素を除去する後処理を行う必要がなく、操作が簡便となる。
【実施例】
【００２６】
以下に、実施例を挙げ、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。全ての操作は窒素雰囲気下で実施した。なお、表中のモノクロロベンゼン及び水の使用量は、芳香族エステル化合物１モルに対する質量（ｇ）で示したものであり、表中の臭素の使用量は、芳香族エステル化合物１モルに対する物質量（モル）で示したものである。また、臭化芳香族エステル化合物の収率は、液体クロマトグラフィーを用いて絶対検量線法により算出し、反応原料の芳香族エステル化合物の物質量（モル）に対する臭化芳香族エステル化合物の物質量（モル）の割合で示した。芳香族エステル化合物の酸分解物の生成割合及び臭化芳香族エステル化合物の酸分解物の生成割合も同様に、反応原料の芳香族エステル化合物の物質量（モル）に対するその物質量（モル）の割合で示した。【００２７】
（実施例１）
攪拌機、温度計及び還流冷却管を備えた２０００ｍＬ容の四つ口フラスコに３，４−ジメトキシ安息香酸メチル１９６．２ｇ（１．０モル）を仕込み、これにモノクロロベンゼン５００ｇ（４．４４モル）及び水１００ｇ（５．５５モル）を加えて溶解した。続いて、液温を４０℃に昇温し、臭素１９１．８ｇ（１．２モル）を３時間かけて滴下した。滴下終了後、４０℃で１０時間攪拌した。反応終了後、反応液を分液し、有機相を得た。得られた有機相を液体クロマトグラフィーで分析したところ、２−ブロモ−４，５−ジメトキシ安息香酸メチルが８７％の収率で生成していることを確認した。また、３，４−ジメトキシ安息香酸メチルの酸分解物である３，４−ジメトキシ安息香酸は生成せず、２−ブロモ−４，５−ジメトキシ安息香酸メチルの酸分解物である２−ブロモ−４，５−ジメトキシ安息香酸の生成が１％に抑制されていることを確認した。【００２８】
（実施例２〜１０）
実施例１と同様の方法で、表１に示す条件で反応を行った。条件及び反応結果を表１に示す。【００２９】
（比較例１）
攪拌機、温度計及び還流冷却管を備えた２０００ｍＬ容の四つ口フラスコに３，４−ジメトキシ安息香酸メチル１９６．２ｇ（１．０モル）を仕込み、これにモノクロロベンゼン５００ｇ（４．４４モル）を加えて溶解した。続いて、液温を４０℃に昇温し、臭素１９１．８ｇ（１．２モル）を３時間かけて滴下した。滴下終了後、４０℃で１０時間攪拌した。反応終了後、反応液を液体クロマトグラフィーで分析したところ、２−ブロモ−４，５−ジメトキシ安息香酸メチルが５１％の収率で生成していることを確認した。また、３，４−ジメトキシ安息香酸メチルの酸分解物である３，４−ジメトキシ安息香酸が１２％、２−ブロモ−４，５−ジメトキシ安息香酸メチルの酸分解物である２−ブロモ−４，５−ジメトキシ安息香酸が１９％生成していることを確認した。【００３０】
（比較例２〜４）
比較例１と同様の方法で、表１に示す条件で反応を行った。条件及び反応結果を表１に示す。【００３１】
【表１】
2015146561.tif 000004
【００３２】
以上の結果より、水を用いずに臭素化を行った比較例の場合では、芳香族エステル化合物及び生成した臭化芳香族エステル化合物の酸分解物の生成割合が高くなり、臭化芳香族エステル化合物の収率は５０％前後であった。一方、水を用いて臭素化を行った場合では、芳香族エステル化合物及び臭化芳香族エステル化合物の酸分解物の生成割合が非常に低くなり、臭素化反応はスムーズに進行し、臭化芳香族エステル化合物の収率が８０％を超え、高い収率を達成することが示された。
したがって、水を用いずに反応を行うと、反応中に副生した臭化水素によって、反応原料である芳香族エステル化合物や生成した臭化芳香族エステル化合物のエステル部位が酸分解され、その結果、目的物である臭化芳香族エステル化合物の収率が低下する。しかしながら、水を用いて反応を行うと、副生した臭化水素は反応後に速やかに水相に移動するため、芳香族エステル化合物や生成した臭化芳香族エステル化合物の酸分解を抑制することが可能となり、効率的に臭化芳香族エステル化合物を製造できることが示された。
【国際調査報告】
2015146561.tif 000006
2015146561.tif 000007
2015146561.tif 000008
2015146561.tif 000009
2015146561.tif 000010
2015146561.tif 000011