(57)【要約】【課題】６−ヒドロキシ−２−メチルナフタレンの臭素化によって安価に製造できる６−ブロモ−２−メチルナフタレンから、医薬、農薬などの原料として有用な６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を高収率で得る方法を提供する。【解決手段】６−ブロモ−２−メチルナフタレンを、低級脂肪族カルボン酸を含有する溶媒中、重金属・臭素化合物系酸化触媒及び無水酢酸の存在下、分子状酸素により酸化することを特徴とする６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸の製造方法。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
６−ブロモ−２−メチルナフタレンを、低級脂肪族カルボン酸を含有する溶媒中、重金属・臭素化合物系酸化触媒及び無水酢酸の存在下、分子状酸素により酸化することを特徴とする６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬、農薬の中間原料として好適な高純度の６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を、温和な条件下、高収率で製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、特開平１０−１９５０１８号公報において、６−ブロモ−２−メチルナフタレンを、低級脂肪族カルボン酸を含有する溶媒中、重金属化合物と臭素化合物からなる酸化触媒の存在下、分子状酸素により酸化して６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を製造する方法を開示している。６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸は次いでメチルエステルとして医薬や農薬の原料として使用される。
【０００３】
上記メチルエステルをこれらの原料として使用する場合には不純物の混入が嫌われており、そのためその原料である６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸としてできるだけ高純度のものが望まれている。しかるに上記公報に具体的に記載されている条件において６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を製造するときには、無視できない量の不純物が生成し、その精製が容易でないという問題があった。すなわち上記公報においては、酸化反応の好適条件として１２０〜２００℃の反応温度及び１０〜３０ｋｇ／ｃｍ２（０．９８〜２．９４ＭＰａ）の反応圧力を採用することが推奨されており、具体例においては１７５℃、３０ｋｇ／ｃｍ２という反応条件が採用されている。このような反応条件は確かに生産性の点から言えば満足すべきものであったが、得られる製品の純度がそれほど高くなく、高純度化のためには高度な精製処理を行なう必要があった。また高圧下の反応であるため、特殊材質の設備が必要であり、コスト高となるという問題点もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記のような酸化反応によって得られる反応液から回収される６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸の精製が容易でないことを考慮し、また装置材質上の制約を緩和することによってコストダウンを図るべく、酸化の条件を工夫することにより、不純物の少ない６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を高収率で製造する方法について検討を行った。まず上記提案が推奨しているよりさらに低温度、低圧力での反応条件を採用したところ、特別な精製を施すことなく高純度の６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を製造することが可能であったが、反応収率が低下するということが大きな問題であった。そのためさらに検討を進めた結果、無水酢酸の添加条件下、好ましくは温和な温度及び圧力条件下で６−ブロモ−２−メチルナフタレンを酸化することにより、高純度の６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を高収率で製造できることを見出すに至った。したがって本発明の目的は、酸化触媒の存在下で６−ブロモ−２−メチルナフタレンを分子状酸素により酸化して、高純度の６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を工業的に有利に製造する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、６−ブロモ−２−メチルナフタレンを、低級脂肪族カルボン酸を含有する溶媒中、重金属・臭素化合物系酸化触媒及び無水酢酸の存在下、分子状酸素により酸化することを特徴とする６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸の製造方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の原料として使用される６−ブロモ−２−メチルナフタレンは、好ましくは上記公報記載のように、６−ヒドロキシ−２−メチルナフタレンの臭素化によって得ることができるが、このような製法に限定されるものではなく、いかなる製法で製造されたものであってよい。
【０００７】
溶媒として使用される低級脂肪族カルボン酸を含有する溶媒は、低級脂肪族カルボン酸のみで構成されていてもよく、また低級脂肪族カルボン酸を主成分とし、これに反応に悪影響を及ぼさない他の溶媒を混合した混合溶媒であってもよい。低級脂肪族カルボン酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、あるいはこれらの混合物を挙げることができるが、とくに酢酸の使用が好ましい。溶媒の使用量は、原料６−ブロモ−２−メチルナフタレンに対して、１０〜４０重量倍、とくに１５〜３０重量倍の割合で使用するのが好ましい。
【０００８】
本発明において使用される重金属・臭素化合物系酸化触媒は、すでに知られているように一般的には重金属化合物と臭素化合物を併用するものであるが、重金属化合物として臭化物を使用する場合には、これ単独で使用することもできる。重金属化合物としては反応系で溶解する金属化合物が好ましく、具体的には、コバルト、マンガン、セリウムなどの重金属のカルボン酸塩、例えば酢酸塩、プロピオン酸塩、ナフテン酸塩など、炭酸塩、臭化物、水酸化物などを挙げることができる。これらの中ではコバルト化合物を使用するか又はコバルト化合物とマンガン化合物を併用することが好ましく、また化合物としては酢酸塩や臭化物の使用が好ましい。また臭素化合物としては、反応系で溶解し、臭素イオンを発生するものであればいかなるものでもよく、例えばアルカリ金属臭素化物、アルカリ土類金属臭素化物、臭化水素、臭化水素酸などの無機臭素化合物あるいは臭化エチル、ブロモ酢酸などの有機臭素化合物を挙げることができるが、とくに無機臭素化合物の使用が好ましい。
【０００９】
酸化触媒における重金属化合物は、コバルト化合物あるいはコバルト化合物とマンガン化合物の混合物においては、重金属基準で酸化原料である６−ブロモ−２−メチルナフタレンに対して０．０３〜２．０倍モル、とくに０．１〜１．０倍モルの範囲で使用するのが好ましい。またコバルト化合物とマンガン化合物を併用する場合には、Ｃｏ／Ｍｎ（原子比）が０．１〜１００、とくに０．３〜３となる割合で使用するのが好ましい。また臭素化合物の使用量は、臭素（Ｂｒ）基準で原料６−ブロモ−２−メチルナフタレンに対し、０．０１５〜２．０倍モル、とくに０．０５〜０．５倍モルとなる割合で使用するのが好ましい。
【００１０】
本発明の酸化反応においては、無水酢酸が添加される。好適な無水酢酸の添加量は、原料６−ブロモ−２−メチルナフタレンに対し、０．０１〜１０倍モル、とくに０．１〜２．０倍モルとなる割合である。無水酢酸の添加により、温和な反応温度及び反応圧力において高収率で高純度の６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を製造することが可能となる。
【００１１】
本発明の酸化反応は、上述した低級脂肪族カルボン酸を含有する溶媒、原料６−ブロモ−２−メチルナフタレン、重金属・臭素化合物系酸化触媒及び無水酢酸からなる混合物に分子状酸素を吹込むことによって行われる。分子状酸素を含むガスとしては、空気、純酸素、酸素と不活性ガスの任意割合の混合物などを挙げることができるが、工業的には空気の使用が好ましい。
【００１２】
酸化反応は、回分式、半回分式、連続式などいずれの方式を採用してもよい。酸化反応の温度は８０〜１２０℃、とくに９５〜１１５℃の範囲が好ましく、また反応圧力は０．０９８〜０．９８ＭＰａ、とくに０．０９８〜０．４８ＭＰａの範囲が好ましい。このような温和な条件を採用することにより、不純物の少ない６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を容易に製造することができる。酸化反応により得られる反応液を室温まで冷却することにより６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を析出させることができるので、これを濾別することにより純度の高い６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を回収することができる。また濾液中の重金属触媒は、回収して再使用することができる。
【００１３】
【実施例】
［実施例１］
還流冷却器、ガス吹込み管及び排出管、温度測定管および電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのガラス容器に、酢酸２１０ｇ（３．５モル）、酢酸コバルト四水塩１．６６ｇ（６．６６ミリモル）、酢酸マンガン四水塩１．６５ｇ（６．７３ミリモル）、臭化カリウム１．０６ｇ（８．９１ミリモル）、６−ブロモ−２−メチルナフタレン１０．０ｇ（４５．２ミリモル）及び無水酢酸５．２ｇ（５１．０ミリモル）を仕込み、混合物を１１０℃に保ち、攪拌しながら常圧下で空気を０．２リットル／分の速度で吹込みながら８時間反応を行なった。
【００１４】
反応終了後、反応液を３０℃まで冷却し、析出物を濾別して乾燥し、純度９９．１％の６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸９．１ｇを得た。濾液中に溶解している６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸の分析結果と併せて、６−ブロモ−２−メチルナフタレンに対する６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸の収率は８８．５モル％であった。
【００１５】
［実施例２］
酸化剤の空気を純酸素に変え、反応時間を４．５時間とした以外は実施例１と同様にして反応を行なった。反応終了後、反応液を３０℃まで冷却し、析出物を濾別して乾燥し、純度９９．２％の６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸８．３ｇを得た。濾液中に溶解している６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸の分析結果と併せて、６−ブロモ−２−メチルナフタレンに対する６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸の収率は９６．０モル％であった。
【００１６】
［比較例１］
酢酸２１０ｇ（３．５モル）、酢酸コバルト四水塩３．３４ｇ（１３．４ミリモル）、酢酸マンガン四水塩３．３０ｇ（１３．５ミリモル）、臭化カリウム２．１２ｇ（１７．８ミリモル）及び６−ブロモ−２−メチルナフタレン２０．０ｇ（９０．４ミリモル）を仕込み、混合物を１５０℃の温度に保ち、攪拌しながら２．９４ＭＰａの加圧下で圧縮空気を１．０リットル／分の速度で吹込みながら３０分間反応を行なった。反応終了後、反応液を３０℃まで冷却し、析出物を濾別して乾燥し、純度９７．６％の６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸２０．１４ｇを得た。この６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸をアルカリ水溶液に溶解し、酸析することにより精製を試みたが、純度は向上しなかった。濾液中に溶解している６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸の分析結果と併せて、６−ブロモ−２−メチルナフタレンに対する６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸の収率は９２．４モル％であった。
【００１７】
［比較例２］
実施例１において無水酢酸を加えないで同様の反応を行なった。反応終了後、反応液を３０℃まで冷却し、析出物を濾別して乾燥し、純度９９．８％の６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸１４．７ｇを得た。濾液中に溶解している６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸の分析結果と併せて、６−ブロモ−２−メチルナフタレンに対する６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸の収率は７２．８モル％であった。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、医薬用中間体として有用な高純度の６−ブロモ−２−ナフタレンカルボン酸を高収率で製造することができる。