(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩基の存在下、一般式（１）
【化１】
0003864657.tif 000008
（式中、Ｘは、炭素原子又は窒素原子を示す。ｎは、０〜４の整数を示し、Ｒは、反応に関与しない基を示す。また、ｎが２以上の場合には、Ｒは互いに結合して飽和又は不飽和の環を形成していても良い。）
で示される芳香族カルボキシアルデヒドにアセトニトリルを反応させることにより、一般式（２）
【化２】
0003864657.tif 000009
（式中、Ｘ、ｎ及びＲは前記と同義である。）
で示される芳香族ヒドロキシプロピオニトリル（中間体）と一般式（３）
【化３】
0003864657.tif 000010
（式中、Ｘ、ｎ及びＲは前記と同義である。）
で示される芳香族アクリロニトリル（最終生成物）との混合物を生成させ、次いで、この混合物にギ酸エステルを添加して反応を行うことを特徴とする、一般式（３）
【化４】
0003864657.tif 000011
（式中、Ｘ、ｎ及びＲは前記と同義である。）
で示される芳香族アクリロニトリルの製造法。
【請求項２】
塩基の存在下、一般式（１）
【化５】
0003864657.tif 000012
（式中、Ｘは、炭素原子又は窒素原子を示す。ｎは、０〜４の整数を示し、Ｒは、反応に関与しない基を示す。また、ｎが２以上の場合には、Ｒは互いに結合して飽和又は不飽和の環を形成していても良い。）
で示される芳香族カルボキシアルデヒドにアセトニトリルを反応させた後、更にギ酸エステルを添加して反応を行うことを特徴とする、一般式（３）
【化６】
0003864657.tif 000013
（式中、Ｘ、ｎ及びＲは前記と同義である。）
で示される芳香族アクリロニトリルの製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芳香族カルボキシアルデヒドから芳香族アクリロニトリルを製造する方法に関する。芳香族アクリロニトリルは、医薬や農薬等の合成中間体として有用な化合物である。
【０００２】
【従来の技術】
芳香族カルボキシアルデヒドから芳香族アクリロニトリルを製造する方法としては、塩基の存在下、芳香族カルボキシアルデヒドにシアノメチルホスホン酸エステルを反応させて芳香族アクリロニトリルを製造する方法が開示されている（US 4282223、Synth.Commun.,16,1761(1986)、Synthesis,1977,126）。しかしながら、この方法で使用するシアノメチルホスホン酸エステルは高価で、且つ工業原料として入手が困難な化合物であり、又、リン酸廃液処理にコストがかかる等、工業的な製造法としては問題があった。また、J.Org.Chem.,44,4640(1979)には、粉末の水酸化カリウムとアセトニトリルを混合して加熱還流させた後に、芳香族カルボキシアルデヒドと反応させることで、芳香族アクリロニトリルを製造する方法が記載されている。しかし、この方法では反応条件が厳しいために、原料の芳香族カルボキシアルデヒドの種類によっては重合物が多く生じてしまい、目的物の収率が極めて低くなる等の問題があった。一方、Tetrahedron Lett.,1975,3843には、塩基の存在下、芳香族カルボキシアルデヒドにシアノ酢酸を反応させて芳香族シアノカルボン酸を合成し、次いで、それを酸化銅と反応させることで芳香族アクリロニトリルを製造する方法が開示されている。しかし、この方法は、反応系が非常に複雑であると共に、反応後の後処理が煩雑であり、又、目的物の収率が低いという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、即ち、上記問題点を解決し、温和な条件下、簡便な方法によって芳香族カルボキシアルデヒドから、芳香族アクリロニトリルを製造することが出来る、工業的に有利な芳香族アクリロニトリルの製造法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、塩基の存在下、一般式（１）
【０００５】
【化７】
0003864657.tif 000002
【０００６】
（式中、Ｘは、炭素原子又は窒素原子を示す。ｎは、０〜４の整数を示し、Ｒは、反応に関与しない基を示す。また、ｎが２以上の場合には、Ｒは互いに結合して飽和又は不飽和の環を形成していても良い。）
で示される芳香族カルボキシアルデヒドにアセトニトリルを反応させることにより、一般式（２）
【０００７】
【化８】
0003864657.tif 000003
【０００８】
（式中、Ｘ、ｎ及びＲは前記と同義である。）
で示される芳香族ヒドロキシプロピオニトリル（中間体）と一般式（３）
【０００９】
【化９】
0003864657.tif 000004
【００１０】
（式中、Ｘ、ｎ及びＲは前記と同義である。）
で示される芳香族アクリロニトリル（最終生成物）との混合物を生成させ、次いで、この混合物にギ酸エステルを添加して反応を行うことを特徴とする、一般式（３）
【００１１】
【化１０】
0003864657.tif 000005
【００１２】
（式中、Ｘ、ｎ及びＲは前記と同義である。）
で示される芳香族アクリロニトリルの製造法によって解決される。
【００１３】
更には、塩基の存在下、一般式（１）
【００１４】
【化１１】
0003864657.tif 000006
【００１５】
（式中、Ｘは、炭素原子又は窒素原子を示す。ｎは、０〜４の整数を示し、Ｒは、反応に関与しない基を示す。また、ｎが２以上の場合には、Ｒは互いに結合して飽和又は不飽和の環を形成していても良い。）
で示される芳香族カルボキシアルデヒドにアセトニトリルを反応させた後、更にギ酸エステルを添加して反応を行うことを特徴とする、一般式（３）
【００１６】
【化１２】
0003864657.tif 000007
【００１７】
（式中、Ｘ、ｎ及びＲは前記と同義である。）
で示される芳香族アクリロニトリルの製造法によって解決される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の反応において使用する原料の芳香族カルボキシアルデヒドは、前記の一般式（１）で示される。その一般式（１）において、Ｘは、炭素原子又は窒素原子を示す。また、ｎは、０〜４の整数であり、その際、芳香族環には、ｎ個のＲ、(４-ｎ)個の水素原子及び１個のホルミル基が直接結合している。Ｒは、反応に関与しない基であり、具体的には、同一或いは異なっていても良く、ハロゲン原子；置換基を有していても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基又はアミノ基；カルボキシル基、シアノ基を示す。なお、ｎが２以上の場合には、Ｒは互いに結合して飽和又は不飽和の環を形成していても良い。
【００１９】
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【００２０】
前記アルキル基としては、特に炭素数１〜１０のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基（及びその異性体）、ブチル基（及びその異性体）、ペンチル基（及びその異性体）、ヘキシル基（及びその異性体）、ヘプチル基（及びその異性体）、オクチル基（及びその異性体）、ノニル基（及びその異性体）、デシル基（及びその異性体）が挙げられる。
【００２１】
前記シクロアルキル基としては、特に炭素数３〜７のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基が挙げられる。
【００２２】
前記アラルキル基としては、特に炭素数７〜１０のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基（及びその異性体）、フェニルプロピル基（及びその異性体）、フェニルブチル基（及びその異性体）が挙げられる。
【００２３】
前記アリール基としては、特に炭素数６〜１４のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、p-トリル基、ナフチル基、アントラニル基が挙げられる。
【００２４】
前記アルコキシ基としては、特に炭素数１〜１０のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基（及びその異性体）、ブトキシ基（及びその異性体）、ベンジルオキシ基（及びその異性体）が挙げられる。
【００２５】
前記アリールオキシ基としては、特に炭素数６〜１４のアリールオキシ基が好ましく、例えば、フェノキシ基、p-トリルオキシ基が挙げられる。
【００２６】
前記アルコキシカルボニル基としては、特に炭素数２〜１１のアルコキシカルボニル基が好ましく、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基が挙げられる。
【００２７】
前記アリールオキシカルボニル基としては、特に炭素数７〜１５のアリールオキシカルボニル基が好ましく、例えば、フェノキシカルボニル基が挙げられる。
【００２８】
前記のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基又はアミノ基は置換基を有していても良い。その置換基としては、炭素原子を介して出来る置換基、酸素原子を介して出来る置換基、窒素原子を介して出来る置換基、ハロゲン原子の中から選ばれる少なくとも一つが挙げられる。
【００２９】
前記炭素原子を介して出来る置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；フェニル基等のアリール基；カルボキシル基；シアノ基が挙げられる。
【００３０】
前記酸素原子を介して出来る置換基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ベンジルオキシ基等のアルコキシ基；フェノキシ基等のアリールオキシ基；アセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基が挙げられる。
【００３１】
前記窒素原子を介して出来る置換基としては、例えば、ニトロ基、アミノ基が挙げられる。
【００３２】
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【００３３】
本発明の反応において使用する塩基としては、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化カルシウム等の金属水素化物；リチウムアミド、ナトリウムアミド、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムビス（トリメチルシリル）アミド、カリウムビス（トリメチルシリル）アミド等の金属アミド；ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムt-ブトキシド、カリウムt-ブトキシド、マグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド等の金属アルコキシド；メチルリチウム、ブチルリチウム、t-ブチルリチウム等のアルキルリチウム；水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の金属水酸化物が挙げられるが、好ましくは金属水素化物、金属アルコキシド、金属水酸化物、更に好ましくは金属水素化物が使用される。
【００３４】
前記塩基の使用量は、原料の芳香族カルボキシアルデヒドに対して、好ましくは0.9〜3.0倍モル、更に好ましくは1.0〜2.0倍モルである。
【００３５】
本発明の反応において使用するアセトニトリルの使用量は、原料の芳香族カルボキシアルデヒドに対して、好ましくは0.9〜100倍モル、更に好ましくは1.0〜60倍モルである。
【００３９】
前記ギ酸エステルとしては、例えば、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、酢酸エチル等の有機酸エステルが挙げられるが、好ましくギ酸エチルが使用される。
【００４０】
前記ギ酸エステルの使用量は、原料の芳香族カルボキシアルデヒドに対して、好ましくは0.1〜100倍モル、更に好ましくは0.2〜50倍モルである。
【００４１】
本発明の反応は、溶媒の存在下又は非存在下において行われる。使用される溶媒としては、反応を阻害しないものならば特に限定はないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、t-ブチルアルコール等のアルコール類；ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類；ギ酸エチル、ギ酸イソプロピル、ギ酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル等の有機酸エステル類；ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類；ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素；N,N-ジメチルホルムアミド、1-メチル-2-ピロリドン等のアミド類；1,3-ジメチル-2-イミダゾリドン等の尿素類；ジメチルスルホキシド；アセトニトリルが挙げられるが、好ましくはアセトニトリルが使用される。
【００４２】
前記溶媒の使用量は、原料の芳香族カルボキシアルデヒドに対して、好ましくは0.15〜100重量倍、更に好ましくは0.5〜80重量倍である。これらの溶媒は、単独又は二種以上を混合して使用しても良い。
【００４３】
本発明の反応は、例えば、塩基の存在下、芳香族カルボキシアルデヒドとアセトニトリルとを反応させて、芳香族ヒドロキシプロピオニトリル（中間体）と芳香族アクリロニトリル（最終生成物）との混合物を生成させ、次いで、この混合物にギ酸エステルを添加して反応を行う等の方法によって、常圧下又は加圧下で行われる。その際の反応温度は、好ましくは-78〜80℃、更に好ましくは-30〜60℃、特に好ましくは-30〜40℃である。反応温度が-78℃よりも低いと反応速度が極めて遅くなり、80℃よりも高いと重合反応が起り目的物の収率が低くなる。
【００４４】
なお、最終生成物である芳香族アクリロニトリルは、例えば、反応終了後、蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィー等による一般的な方法によって分離・精製される。
【００４５】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【００４６】
実施例１
攪拌装置及び温度計を備えた内容積100mlのガラス製フラスコに、アルゴン雰囲気下、ベンズアルデヒド650mg(6.0mmol)、アセトニトリル17ml及び純度60％水素化ナトリウム350mg(9.0mmol)を加え、30℃で2時間攪拌した。次いで、-5℃まで冷却した後、ギ酸エチル9.1g(120mmol)を加え、同温度で15分間、室温で30分間攪拌した。その後、予め氷浴で冷却しておいた1mol/l塩酸6.6mlをゆるやかに加えた後、減圧下で濃縮した。次いで、この濃縮液に酢酸エチル20mlを加え、有機層と水層に分離した。有機層を取り出し、飽和食塩水5mlで２回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。濾過後、有機層を高速液体クロマトグラフィー（絶対定量法）により分析したところ、シンナモニトリル633mg(収率82％)が生成していた。この有機層を減圧下で濃縮後、得られた黄色液体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（充填剤：ワコーゲルC-200(和光純薬社製)、展開溶媒：トルエン）で精製して、帯黄色液体としてシンナモニトリル579mgを得た。
シンナモニトリルの物性値は、以下の通りであった。
CI-MS(m/e)；130(M+1)
【００４７】
【発明の効果】
本発明により、温和な条件下、簡便な方法によって芳香族カルボキシアルデヒドから、芳香族アクリロニトリルを製造することが出来る、工業的に有利な芳香族アクリロニトリルの製造法を提供することが出来る。