(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次式ＩＩ：
【化１】
0003785583.tif 000021
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は互いに独立して水素原子、炭素原子数１ないし２０のアルキル基、ハロゲン原子または炭素原子数５ないし８のシクロアルキル基を表すが、ただし置換基Ｒ1 、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5の少なくとも２つはアルキル基および／またはシクロアルキル基を表す）で表される芳香族炭化水素をフリーデル−クラフツ触媒の存在下で二酸化炭素と反応させ、そして得られる錯体を加水分解して相当するカルボン酸とすることによる次式Ｉ：
【化２】
0003785583.tif 000022
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は上で与えられた意味を有する）で表されるカルボン酸の製造方法において、カルボキシル化反応を１０バールの最高圧力および−２０℃ないし＋４０℃の温度範囲で行うことを特徴とする前記カルボン酸の製造方法。
【請求項２】
次式ＩＩ：
【化３】
0003785583.tif 000023
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は互いに独立して水素原子、炭素原子数１ないし２０のアルキル基、ハロゲン原子または炭素原子数５ないし８のシクロアルキル基を表すが、ただし置換基Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5の少なくとも２つはアルキル基および／またはシクロアルキル基を表す）で表される芳香族炭化水素をフリーデル−クラフツ触媒の存在下で二酸化炭素と反応させ、そして得られる錯体を加水分解して次式Ｉ：
【化４】
0003785583.tif 000024
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は上で与えられた意味を有する）で表される相当するカルボン酸とし、そして次に該酸を所望によりアルカリ金属塩に変換した後、前記酸または塩をハロゲン化剤との反応により下記式Ｉａで表されるハロゲン化アシルに変換することによる次式Ｉａ：
【化５】
0003785583.tif 000025
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4およびＲ5は上で与えられた意味を有し、そしてＸはハロゲン原子を表す）で表されるハロゲン化アシルの製造方法において、カルボキシル化反応を１０バールの最高圧力および−２０℃ないし＋４０℃の温度範囲で行い、そして式Ｉで表されるカルボン酸を予め単離して、または単離せずにハロゲン化を行うことを特徴とする前記ハロゲン化アシルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルキル化芳香族炭化水素からアルキル化芳香族カルホン酸を製造する方法ならびに相当するハロゲン化アシルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
立体障害性の芳香族カルボン酸および相当するハロゲン化アシルの製造方法は、この分野で公知である。Org. Synth. Coll. Vol. 2, 583 (1943)は、特に、ＡｌＣｌ3 またはＣｕＣｌの存在下でのメシチレンと一酸化炭素との反応を記載しており、カルボン酸はアルデヒド段階を介してＨＮＯ3 との処理により得られる（ガッテルマン−コッホに準拠するフリーデル−クラフツホルミル化）。その他の可能性はOrg. Synth. Coll. Vol. 5, 706 (1973)に記載された塩化オキサリルでのハロカルボニル化である。ガッテルマン−アダムス合成において、芳香族炭化水素はＡｌＣｌ3 の存在下でシアン化亜鉛と最初に反応させてイミド塩化水素を得、次いでアルデヒドに加水分解されて、そしてＨＮＯ3 との処理により相当するカルボン酸に変換される（Org. Synth. Coll. Vol. 3, 549 (1955)）。芳香族炭化水素のα，α−ジハロエーテルとの反応および引き続くアルデヒドへの加水分解はOrg. Synth. Coll. Vol. 5, 49 (1973) から公知である。ＥＰ−Ａ−４６１９４（１９８２）は、芳香族炭化水素が最初にアセチル化され、そして反応生成物が次にハロホルム反応により相当するカルボン酸に変換される方法を開示している。ガッテルマン−アミド合成において、カルバミド化合物は芳香族炭化水素からＡｌＣｌ3 の存在下で相当する塩化アシルとの反応により製造され、そして次にカルボン酸に加水分解される（Annalen 244, 29, 55 (1988); Chem. Ber. 32, 1116 (1899)）。Chem. Ber. 97, 472 (1964) およびChem. Ber. 18, 873 (1855) において、芳香族カルボン酸は芳香族炭化水素をＡｌＣｌ3 の存在下で芳香族イソシアネートと反応させ、次にＨ3 ＰＯ4 との加水分解により得られる。シアネート合成において、芳香族炭化水素はＡｌＣｌ3 の存在下でシアン酸ナトリウムと反応させてアミドとし、そして次に酢酸および硫酸中の亜硝酸ナトリウムでカルボン酸に変換される（Angew. Chem. 61, 183 (1949);  ＤＥ−Ａ−５８４１４２（１９３２）； Houben-Weyl, Vol. 8, 381 および432; Chem. Ber. 32, 1118 (1889) ）。グリニャール化合物のカルボキシル化および引き続くカルボン酸への加水分解はOrg. Synth. Coll. Vol. 3, 551-555 (1955)に記載されている。ＵＳ−Ａ−３１８７０５７（１９６５）において、芳香族カルボン酸はフリーデル−クラフツ合成によりホスゲンの代わりに四塩化炭素を用いて製造される。その他の可能な合成は芳香族炭化水素のウレタンでのカルバミド化および引き続く酸への加水分解である（Synthesis 1981, 977 ）。J. Am. Chem. Soc. 80, 6393 (1958) は相当するケトンからバイヤー−ビリガー酸化を介して得られるエステルの加水分解による芳香族カルボン酸の製造を記載している。カニッツァロ反応において、芳香族アルデヒドは塩基性媒体中で相当するカルボン酸およびアルコールに不均化される（T. A. Geissmann, Org. Reactions, II, 94 (1944), ジェイ．ウイリー・アンド・サンズ社，ニューヨーク，ロンドン）。フリーデル−クラフツ反応の概観はジョージ  エイ．オラー，Friedel-Crafts and Related Reactions, Vol. 3, Part 2, 1257-1269 (1964)に示されている。ＧＢ−Ａ−３０７２２３は触媒として塩化アルミニウムを用いる芳香族炭化水素の二酸化炭素でのカルボキシル化を開示している。この反応において、エダクツ（反応体）は加圧下５０ないし２００℃の温度範囲で反応される。フジサワ・ユーゾー等は触媒として酢酸パラジウムを用いて同じ反応を��っている（J. Organomet. Chem., 266, C44-C46 (1984)）。J. Am. Chem. Soc. 62, 1428 (1940) において、ジェームズ  エフ．ノリスおよびジョン  イー．ウッドは臭化アルミニウムを触媒として用いる芳香族炭化水素とＣＯ2 との反応を開示している。反応は全てオートクレーブ中高められた圧力下で行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように非常に多くの合成方法が公知であるけれども、アルキル化された立体障害性芳香族カルボン酸の製造方法のために使用される場合、それらは不十分である。アミドまたはエステル中間体の酸加水分解の間に、例えば得られるカルボン酸の脱カルボキシル化が容易に起こる。加圧および高められた温度の下での二酸化炭素との反応を包含する多くの反応において、実質的な量の不所望の副生成物、例えば相当するベンゾフェノン誘導体が得られる。これらの反応はまた、複雑な装置や高圧下で行うために必要とされる技術的手段における経費の観点からも有利ではない。
【０００４】
アルキル化芳香族カルボン酸およびハロゲン化アシル、特に塩化アシルは多くの用途、特に例えば接着剤の合成のための中間体としての用途を有する。そのようなカルボン酸およびハロゲン化アシルはまた、光開始剤化合物、例えばモノアシルホスフィンオキシド（例えばＥＰ−Ａ−７５０８参照）、ビスアシルホスフィンオキシド（例えばＥＰ−Ａ−１８４０９５参照）、ベンゾフェノン誘導体（例えばＥＰ−Ａ−２０９８３１参照）または熱触媒、例えばＮ−アシルイミダゾール（例えばＥＰ−Ａ−１２４４８２参照）の合成における重要な中間体である。従って、上記出発物質を製造するための簡単かつ経済的な方法に対する要望がある。本発明はそのような要望に応え得るアルキル化芳香族カルボン酸およびハロゲン化アシルの製造方法の提供を課題としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ある種のプロセス条件が観察される場合に所望のカルボン酸が主に得られ、そして不所望のベンゾフェノン誘導体はごく少量であることが今見出された。
【０００６】
従って、本発明は次式ＩＩ：
【化６】
0003785583.tif 000002
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 およびＲ5 は互いに独立して水素原子、炭素原子数１ないし２０のアルキル基、ハロゲン原子または炭素原子数５ないし８のシクロアルキル基を表すが、ただし置換基Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 およびＲ5 の少なくとも２つはアルキル基および／またはシクロアルキル基を表す）で表される芳香族炭化水素をフリーデル−クラフツ触媒の存在下で二酸化炭素と反応させ、そして得られる錯体を加水分解して相当するカルボン酸とすることによる次式Ｉ：
【化７】
0003785583.tif 000003
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 およびＲ5 は上で与えられた意味を有する）で表されるカルボン酸の製造方法において、
カルボキシル化反応を１０バールの最高圧力および−２０℃ないし＋４０℃の温度範囲で行うことを特徴とする前記カルボン酸の製造方法に関する。
【０００７】
炭素原子数１ないし２０のアルキル基として定義されるＲ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 およびＲ5 は線状であっても、分岐していてもよく、典型的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、第二ブチル基、第三ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基またはエイコシル基である。炭素原子数１ないし１８のアルキル基、典型的には炭素原子数１ないし１２のアルキル基または炭素原子数１ないし８のアルキル基、そして好ましくは炭素原子数１ないし４のアルキル基を使用することが好ましい。Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 およびＲ5 は好ましくはメチル基である。
【０００８】
炭素原子数５ないし８のシクロアルキル基として定義されるＲ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 およびＲ5 はシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基およびシクロオクチル基、好ましくはシクロペンチル基およびシクロヘキシル基、最も好ましくはシクロヘキシル基である。
【０００９】
ハロゲン原子は典型的には塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子、好ましくは塩素原子である。従って、ハロゲン化物は塩化物、臭化物およびヨウ化物、好ましくは塩化物である。
【００１０】
フリーデル−クラフツ反応のために使用される触媒は通常、ジョージ  エイ．オラー，Friedel-Crafts and Related Reactions, Vol. I, 201 および284-90 (1963) に記載されたものである。三ハロゲン化アルミニウム、例えばＡｌＢｒ3 およびＡｌＣｌ3 が新規方法のためにとりわけ適している。ＡｌＣｌ3 が好ましい。
【００１１】
好ましい方法は、カルボキシル化反応がＡｌＣｌ3 またはＡｌＢｒ3 を触媒として用いて行われるものである。特に好ましい方法はＡｌＣｌ3 を触媒として用いてカルボキシル化を行うことからなる。
【００１２】
新規方法は溶媒なしで行われ得る。従って、例えば式ＩＩで表される芳香族炭化水素自体が液体である場合、溶媒として使用され得、その場合において、それは過剰に使用される。新規方法が不活性溶媒中で行われ得ることは容易に理解される。適当な溶媒は、例えばジョージ  エイ．オラー，Friedel-Crafts and Related Reactions, Vol. I, 298-302 (1963)に記載された溶媒である。それぞれの溶媒の選択はエダクツおよび触媒の溶解度に依存する。新規方法において使用される得る溶媒の典型例はハロゲン化炭化水素、例えばクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、四塩化炭素、ジクロロメタン、テトラクロロエチレン、ブロモベンゼン、芳香族炭化水素誘導体、例えばニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、ベンゼンおよびトルエン、飽和脂肪族炭化水素、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタンおよびそれらの異性体の混合物、石油エーテルまたはシクロヘキサン、またはその他の溶媒、典型的には二硫化炭素、ニトロアルカン、例えばニトロメタン、ジエチルエーテル、ジメチルスルホキシドまたはテトラメチレンスルホンである。ベンゼン、トルエン、クロロベンゼンおよびヘプタンが好ましい溶媒である。
新規方法における特定の態様において、カルボキシル化反応は溶媒、好ましくはトルエン、クロロベンゼンまたはヘプタン中で行われる。
【００１３】
新規方法はカルボキシル化反応を低温および通常の圧力下またはわずかに過圧下で行うことからなる。新規方法に過圧を適用しないことは好ましい。
ＣＯ2 ガスは１０バールの最高圧力、すなわち典型的には１−１０バール（１バールは約７６０トルに相当する）で反応溶液中、または反応溶液上に通される。従って、１バールで反応を行うことは、過圧を適用せずに通常の圧力下で行うことを意味する。１ないし５バールの範囲の圧力が新規方法にとって特に適している。新規方法において、反応はまた、わずかに減圧下で、典型的には装置を開放し、次にＣＯ2 ガスで圧力を放出することにより行われ得、ガス圧は１バール未満に維持される。
好ましい方法はカルボキシル化が過圧を適用せずに行われるものである。
カルボキシル化反応が１−５バールの圧力下で行われる方法もまた興味深い。
【００１４】
既に記載したように、新規方法において、反応溶液中にＣＯ2 ガスを導入することは必ずしも必要ではない。反応容器中の反応混合物の表面上にＣＯ2 ガスを導入すれば通常十分であり、これは入口チューブがブロックされる得ないという利点を有する。
慣用の操作、例えば反応混合物の攪拌は有利である。
好ましい方法は、ＣＯ2 ガスが反応容器内の攪拌反応混合物の表面上に通されるものである。
【００１５】
ＣＯ2 が通常の圧力下で導入される場合であっても、あまりにも高い温度ではそれぞれのカルボン酸のベンゾフェノン化合物が不所望の副生成物として主に得られるので、新規方法の重要な特徴は温度制御である。
新規方法は望ましくは−２０℃ないし＋４０℃、特に０℃ないし３５℃の温度範囲で行われ、好ましくは室温、典型的には１８℃ないし２５℃で行われる。
発熱反応を起こしている間、反応混合物は上記温度に維持するために慣用の方法により通常冷却される。
特に好ましい方法は、カルボキシル化反応が０℃ないし３５℃で行われるものである。
カルボキシル化反応を室温で行うことからなる方法もまた興味深い。
【００１６】
反応時間は適用される圧力に依存する。圧力が高ければ高いほど、反応時間は短い。しかしながら、不所望の副生成物の量は、圧力があまりにも高い場合に増加する。
【００１７】
新規方法において、式ＩＩで表される化合物と触媒とは少なくとも等しい化学量論量で存在することが望ましい。すなわち触媒：芳香族炭化水素のモル比が１：１であることが理想的である。しかしながら、成分の一方を過剰に添加することは好都合である。触媒：芳香族炭化水素の通常のモル比は典型的には２：１ないし１：１０、好ましくは２：１ないし１：５である。
しかしながら、式ＩＩで表される芳香族炭化水素が溶媒としても使用されるならば、その時は該炭化水素はあらゆる過剰量で使用されてもよい。しかし、触媒が過剰に添加されるならば、その際は、２倍量以下で添加されることが望ましい。
例えば、カルボキシル化反応が溶媒なしで行われるならば、その時は式ＩＩで表される炭化水素が過剰に添加される。しかし、溶媒が新規方法において使用される場合、その際には、ほぼ等モル量の触媒と式ＩＩで表される炭化水素を使用することが好都合である。
好ましい方法は、触媒：式ＩＩで表される芳香族炭化水素のモル比が２：１ないし１：１０であるものである。
【００１８】
カルボン酸自体が反応の間に直接形成されず、当業者が知っているように、触媒と酸の錯体が最初に形成される。遊離酸は水を添加することにより上記錯体から得られる。水の他に、加水分解の間に塩化水素酸を添加することが有用である。
【００１９】
ＣＯ2 はガス形態で反応混合物に添加されるのが有利であり、典型的には圧力容器からＣＯ2 を導入するか、または固体ＣＯ2 を蒸発させることにより添加される。
【００２０】
特に好ましい方法は、上記式中、Ｒ1 が炭素原子数１ないし８のアルキル基を表し、Ｒ2 が水素原子または炭素原子数１ないし４のアルキル基を表し、Ｒ3 が水素原子または炭素原子数１ないし８のアルキル基を表し、Ｒ4 が水素原子、塩素原子、臭素原子、シクロヘキシル基または炭素原子数１ないし８のアルキル基を表し、そしてＲ5 が水素原子またはメチル基を表すものである。
上記式中、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 が炭素原子数１ないし８のアルキル基を表し、そしてＲ4 およびＲ5 が水素原子を表す方法もまた興味深い。
別の好ましい方法、上記式中、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 がメチル基を表すものである。
上記式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 およびＲ5 がメチル基を表す方法もまた興味深い。
【００２１】
新規方法において出発物質として使用される式ＩＩで表される芳香族炭化水素は公知であり、そしていくつかは市販のものが利用可能である。それらはまた、この分野で慣用であり、そして当業者には公知であるアルキル化法により製造され得る。そのような方法は特にミカエル・ノバック等によるJournal of Chemical Education, Vol. 70, No. 6, A150-154 (June 1993) に記載されている。式ＩＩで表される芳香族炭化水素がこの分野で公知の方法の一つにより製造されるならば、それらはまた、前もって精製せずに新規方法において使用され得る。典型的に、新規方法は、式ＩＩで表される中間体の製造時に得られる反応溶液中において該中間体を単離せずに直接行われ得る。
新規方法の使用はポリアルキル化された、またはポリシクロアルキル化された芳香族炭化水素のカルボキシル化に限定される。従って、新規方法はアルコキシ置換およびヒドロキシ置換芳香族炭化水素のカルボキシル化には適していない。
【００２２】
新規方法では、芳香核においてハロゲン化された芳香族炭化水素をエダクツとして使用することにより芳香核においてハロゲン化されたカルボン酸を得ることが可能である。しかしながら、ハロゲンのないカルボン酸を最初に製造し、次いで芳香核をハロゲン化することによりハロゲン置換基を導入することがより好都合である。
【００２３】
式Ｉで表される化合物はこの分野で慣用の方法により相当するハロゲン化アシルに変換され得る。Org. Syntheses Coll. Vol. 3, 555-6 (1955) は特に塩化チオニルとの反応を記載している。その他の反応はHouben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. VIII, pages 463-469 (1952),  ゲオルク・ティーメ・フェルラーク，シュツットガルトおよびHouben-Weyl, Vol. E5 pages 593-600 (1985),  ゲオルク・ティーメ・フェルラーク，シュツットガルト中に見出され得る。
カルボン酸を相当するハロゲン化物、好ましくは塩化物に、カルボン酸の新規製造方法の直後に、それを予め単離して、または単離せずに、変換することも可能である。
【００２４】
本発明はまた、次式ＩＩ：
【化８】
0003785583.tif 000004
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 およびＲ5 は互いに独立して水素原子、炭素原子数１ないし２０のアルキル基、ハロゲン原子または炭素原子数５ないし８のシクロアルキル基を表すが、ただし置換基Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 およびＲ5 の少なくとも２つはアルキル基および／またはシクロアルキル基を表す）で表される芳香族炭化水素をフリーデル−クラフツ触媒の存在下で二酸化炭素と反応させ、そして得られる錯体を加水分解して次式Ｉ：
【化９】
0003785583.tif 000005
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 およびＲ5 は上で与えられた意味を有する）で表される相当するカルボン酸とし、そして次に該酸を所望によりアルカリ金属塩に変換した後、前記酸または塩をハロゲン化剤との反応により下記式Ｉａで表されるハロゲン化アシルに変換することによる次式Ｉａ：
【化１０】
0003785583.tif 000006
（式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 およびＲ5 は上で与えられた意味を有し、そしてＸはハロゲン原子を表す）で表されるハロゲン化アシルの製造方法において、カルボキシル化反応を１０バールの最高圧力および−２０℃ないし＋４０℃の温度範囲で行い、そして
式Ｉで表されるカルボン酸を予め単離して、または単離せずにハロゲン化を行うことを特徴とする前記ハロゲン化アシルの製造方法に関する。
【００２５】
ハロゲン原子として定義されるＸはＣｌ、ＢｒまたはＩであり、特にＣｌまたはＢｒであり、好ましくはＣｌである。
【００２６】
上記方法はまた、ワンポット反応として行われ得る。このことは、新規方法において得られるカルボン酸が単離およびそのように特徴づけられないが、引き続く反応段階において直接反応させて、相当するハロゲン化物、好ましくは塩化物とされることを意味する。このようにしてカルボン酸を得た後、得られる水とアルミニウム塩のみが反応混合物から除去される。残りのカルボン酸は、それが溶媒として使用される場合過剰な芳香族炭化水素中に、または相当する溶媒中に溶解されたままである。ハロゲン化を行う前に、蒸留により水を完全に除去することは有利である。
【００２７】
新規方法において、カルボン酸が最初に単離され、次いでハロゲン化され得ることは容易に理解される。
ハロゲン化がカルボン酸中間体を単離せずに行われる方法が興味深い。
適当なハロゲン化剤はHouben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. VIII, pages 463-469  および475-476 (1952), ゲオルク・ティーメ・フェルラーク，シュツットガルトおよびHouben-Weyl, Vol. E5 pages 593-600 (1985),
ゲオルク・ティーメ・フェルラーク，シュツットガルト中に見出される。
【００２８】
カルボン酸を塩化アシルに変換するための適当な塩化剤は典型的には無機酸塩化物、例えば塩化チオニル、三塩化リン、五塩化リンもしくはホスゲンまたは塩化オキサリルである。塩化チオニルが好ましい。過剰な塩化チオニルを使用することが好ましい。塩化チオニルの作用を高めるために、触媒量のピリジンまたはジメチルホルムアミド、好ましくはジメチルホルムアミドが反応の間に通常添加される。
臭化物は典型的には三臭化リンまたは五臭化リンを用いて製造される。ヨウ化物は通常相当する塩化アシルのハロゲン交換により得られる。
【００２９】
上記中、ＸがＣｌまたはＢｒ、好ましくはＣｌを表す式Ｉａで表されるハロゲン化アシルの製造方法が好ましい。
ハロゲン化剤として塩化チオニルを用いることからなる、ＸがＣｌを表す塩化アシルの製造方法が興味深い。
【００３０】
新規方法において得られるカルボン酸をそれらのアルカリ金属塩に変更し、そしてこれらをホスホロキシ塩化物、塩化チオニル、三塩化リン、または五塩化リンで処理し、液体または固体の形態にある塩化アシルを分離することにより相当する塩化アシルとすることも可能である。次に、上記のハロゲン化が行われる前に、当業者には公知の方法により、塩が例えば水酸化ナトリウムまたは炭酸ナトリウムの添加により得られ、そして単離、精製および乾燥される。カルボン酸のナトリウム塩のハロゲン化は特にHouben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. VIII, pages 466-467 (1952),ゲオルク・ティーメ・フェルラーク，シュツットガルトに記載されている。
【００３１】
過剰な反応物、特に水を蒸留により第１反応段階から除去した後、式Ｉで表される得られるカルボン酸をハロゲン化する前に、溶媒が添加され得る。カルボン酸の相当するハロゲン化アシル、好ましくは塩化アシルへの反応に適当である溶媒は、あまり高くない沸点を有するもの（容易に蒸留できるもの）、典型的にはトルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン等である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
上で既に記載したように、新規方法により得られる化合物は光開始剤化合物の製造のために重要な出発物質である。カルボン酸の異性体および混合物もまた新規方法で得られ得る（実施例１７参照）。これらの混合物は分離せずに、それらをハロゲン化物、好ましくは塩化物に直接変換し、そしてそれらを反応させて光開始剤とすることが好都合である。生成物混合物は例えばビスアシルホスフィンオキシド光開始剤の製造のために直接使用され得る。ビスアシルホスフィンオキシド混合物（典型的には２つの異なる置換基で置換されたベンゾイル基を含む開始剤もまた）がこのようにして得られる。これらの開始剤混合物は低められた融点範囲を有し、そのため、重合されるべき組成物中で高められた溶解度を有する。従って、それらは基材中により簡単に混入され得、そして基材中で再結晶することがない。
【００３３】
アルデヒドやその他の中間体を介してしばしば行われるこの分野で公知の多くの方法と異なり、新規方法はあらゆる中間体段階なしに、芳香族炭化水素から直接相当するカルボン酸を製造することを可能にする。新規方法により得られるカルボン酸およびハロゲン化アシルは上記のように、光開始剤化合物の合成に重要な中間体である。新規方法は、これらの中間体が複雑な装置や技術的手段における経費、そして不所望の副生成物の過剰な形成なしに、経済的に製造され得るという利点を有する。
【００３４】
【実施例】
以下の実施例により本発明をより詳しく説明する。実施例において、ならびに本明細書全体において、部および％は特記しない限り重量に基づく。
得られる全ての化合物は薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）および 1Ｈ−核磁気共鳴分光法（ 1Ｈ−ＮＭＲ）により確認される。
【００３５】
Ｉ）エダクツの製造
実施例Ａ：１−オクチル−２，４，６−トリメチルベンゼンの製造
７５０ｍｌのフラスコに無水塩化アルミニウム６．７ｇ（５０ミリモル）およびメシチレン１２０．２ｇ（１モル）を入れる。１−クロルオクタン１４８．７ｇ（１モル）をこの混合物に室温で２時間かけて滴下して添加する。ＨＣｌガスが徐々に発生する。暗橙色のエマルジョンを室温で約３０時間攪拌し、次いで水中に注ぎ、そしてトルエンで抽出する。有機相を単離し、そしてロータリーエバポレータ上で濃縮する。得られる油を真空下で分別すると、８８−９２℃および１．８ミリバールで表題の生成物８０．６ｇが無色液体として得られる。ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）および 1Ｈ−核磁気共鳴スペクトル分析はモノ−ｎ−オクチルメシチレンが９０％の純度で得られていることを示す。蒸留残渣は主にジオクチルメシチレンを含有する。
0003785583.tif 000007
【００３６】
実施例Ｂ：１−オクチル−３，５−ジメチルベンゼンおよび異性体の製造
一般的に実施例Ａの方法に準拠するが、分別をせずに溶媒の蒸留だけを行うことにより、室温で２７時間攪拌した後、表題生成物の異性体の混合物１９８．５ｇが、キシレン１０６．２ｇ（１モル）、１−クロルオクタン１４８．７ｇ（１モル）および無水塩化アルミニウム６．７ｇ（５０ミリモル）から無色液体として得られる。 1Ｈ−ＮＭＲ分析は４種の以下の主成分を示す：１−ｎ−オクチル−３，５−ジメチルベンゼン、１−（メシチルヘプチ−１−イル）−３，５−ジメチルベンゼン、１−（エチルヘキシ−１−イル）−３，５−ジメチルベンゼンおよび１−（プロピルペンチ−１−イル）−３，５−ジメチルベンゼン。
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【００３７】
実施例Ｃ：１−第二ブチル−２，４，６−トリメチルベンゼンの製造
一般的に実施例Ａの方法に準拠し、そして室温で６時間の攪拌および５６℃／５ミリバールでの蒸留の後、表題生成物２９０．５ｇが、メシチレン２４０．４ｇ（２モル）、２−クロロブタン１８５．２ｇ（２モル）および無水塩化アルミニウム１３．３ｇ（０．１モル）から無色液体として純度９０％（ＧＣ）で得られる。
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【００３８】
実施例Ｄ：１−第二ブチル−３，５−ジメチルベンゼンの製造
一般的に実施例Ａの方法に準拠するが、分別をせずに溶媒の蒸留だけを行うことにより、室温で２０時間攪拌した後、表題生成物６４．４ｇが、ｍ−キシレン６３．７ｇ（０．６モル）、２−クロロブタン４６．３ｇ（０．５モル）および無水塩化アルミニウム６．７ｇ（５０ミリモル）から無色液体として純度９５％（ＧＣ）で得られる。
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【００３９】
実施例Ｅ：１−シクロヘキシル−２，４，５−トリメチルベンゼンの製造
２００ｍｌのフラスコに無水塩化アルミニウム３．３ｇ（０．２５ミリモル）およびメシチレン６０．１ｇ（０．５０モル）を入れる。シクロヘキセン４５．２ｇ（０．５５モル）をこの混合物に室温で２．５時間かけて滴下して添加する。得られる溶液を室温で２時間攪拌し、水中に注ぎ、そしてトルエンで抽出する。有機相を単離し、そしてロータリーエバポレータ上で濃縮する。得られる油を真空下で分別すると、８０℃および５ミリバールで表題の生成物８３．１ｇが無色油状物として得られる。ＧＣおよび 1Ｈ−ＮＭＲは１−シクロヘキシル−２，４，５−トリメチルベンゼンが９７．７％の純度で得られていることを示す。
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【００４０】
ＩＩ）芳香族カルボン酸の製造
実施例１：２，４，６−トリメチル安息香酸の製造
１．５リットルのスルホン化フラスコに無水塩化アルミニウム４００ｇ（３．０モル）および純粋なメシチレン４３２．７ｇ（３．６モル）を入れる。次いでこの混合物に攪拌しながらＣＯ2 ガスを２０−３０℃で通常の圧力下通す。この反応の間、ＨＣｌガスは発生しない。発熱反応のために、反応混合物は冷却されて上記温度に保持されなければならない。約６時間後、ＣＯ2 取込みが完了する。得られる懸濁液を氷および塩酸溶液上に注ぎ、そしてヘキサンで希釈する。結晶生成物を濾過により単離し、そして水およびヘキサンで洗浄する。結晶を真空下５０℃で乾燥させると、融点１５４．０−１５６．１℃を有する白色結晶１６７．０ｇ（収率約６８％）が得られる。薄層クロマトグラフィーおよびガスクロマトグラフィーは結晶の純度を確認し、そしてその他の副生成物が検出され得ないことを確認する。母液を濃縮すると、白色結晶１０．３ｇ（収率約４％）が得られるが、２，４，６−トリメチル安息香酸の他に、副生成物としてヘキサメチルベンゾフェノン１３％を含有する（ＧＣ）。蒸留によりメシチレン２６２ｇを回収することができる。
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【００４１】
実施例２−１３
実施例２−１３の化合物が実施例１に記載した方法に従って得られる。これらの化合物ならびにそれらのエダクツおよび物理的データは表１にまとめて示されている。化合物は予め再結晶せずに粗生成物として特徴づけられている。例外は表中に印が付されている。いくつかの実施例において溶媒が使用される。これらの実施例および使用される溶媒もまた表中に示されている。
【００４２】
【表１】
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（表１の脚注）
*   トルエンはカルボキシル化反応における溶媒として使用された。
*1  水酸化ナトリウム溶液で抽出された。
*2  エタノールから再結晶された。
*3  ヘキサンから再結晶された。
【００４３】
実施例１４：１−第二ブチル−３，５−ジメチルベンゼンの製造およびそれから中間体の単離なしに２−および４−第二ブチル−２，６−ジメチル安息香酸の製造
７５０ｍｌのフラスコに無水塩化アルミニウム１３．３ｇ（１００ミリモル）およびｍ−キシレン１２７．４ｇ（１．２モル）を入れる。２−クロロブタン９２．６ｇ（１モル）をこの混合物に１８−２０℃で１．５時間かけて滴下して添加し、そしてその混合物を次に２２℃で約２３時間攪拌する。ＧＣ分析は、ｍ−キシレン約１５％、トリアルキルベンゼン８５％およびテトラアルキルベンゼン１％未満が得られていることを示す。さらに仕上げ処理せずに、塩化アルミニウム１３３．３ｇ（１モル）を添加する。攪拌しながら、次にＣＯ2 ガスを懸濁液に室温で約１４時間にわたり通す。黄色がかった橙色のエマルジョンを次に氷／水上に注ぎ、そして有機相をエーテルで希釈し、そして分離させる。エーテル相を１０％水酸化ナトリウム溶液で２回抽出する。水酸化ナトリウム溶液をエーテルで希釈し、そして冷却しながら、濃塩酸で酸性化する。水相を分離し、そしてエーテル相を次にＭｇＳＯ4 上で乾燥させ、濾過により単離し、そしてロータリーエバポレータ上で濃縮すると、数日後結晶化する無色油状物４６．３ｇが得られる。結晶は５２−６０℃の融点を有する。ＧＣおよび 1Ｈ−ＮＭＲ分析は、結晶が４−第二ブチル−２，６−ジメチル安息香酸５４％および２−第二ブチル−２，６−ジメチル安息香酸４６％の混合物であることを示す。
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水酸化ナトリウム溶液で抽出されたエーテル相からエダクツおよび中間体を得ることが可能である。
【００４４】
実施例１５：２，４，６−トリメチル−３−ｎ−オクチル安息香酸および異性体の製造
３５０ｍｌのフラスコに無水塩化アルミニウム５４．７ｇ（４１０ミリモル）および１−オクチル−２，４，６−トリメチルベンゼン（９０％；実施例Ａから）９６．０ｇを入れる。攪拌しながら、ＣＯ2 ガスを反応混合物中に室温で約３０時間にわたり通す。黒色エマルジョンを次に氷上に注ぐ。安息香酸誘導体を１０％水酸化ナトリウム溶液で有機相から抽出し、塩酸で酸性化し、そしてエーテルで抽出する。エーテル相を濃縮し、そしてＭｇＳＯ4 上で乾燥させると、表題生成物を９０％含有する淡黄色油状物１８．７ｇが得られる。その他の成分は異性体４％およびテトラメチル誘導体６％である。再循環させ得るエダクツ７８．２ｇを回収することができる。
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【００４５】
実施例１６：３−第二ブチル−２，４，６−トリメチル安息香酸の製造
７５０ｍｌのフラスコに無水塩化アルミニウム２１３．３ｇ（１．６モル）および１−第二ブチル−２，４，６−トリメチルベンゼン（９０％；実施例Ｃから）２８２．１ｇを入れる。攪拌しながら、ＣＯ2 ガスを反応混合物上に室温で約４８時間通す。赤色がかった褐色のエマルジョンを氷上に注ぐ。安息香酸誘導体を１０％水酸化ナトリウム溶液で有機相から抽出し、塩酸で酸性化し、そしてエーテルで再び抽出する。エーテル相を濃縮すると、湿った結晶４４．２ｇが得られる。これらの湿った結晶を次にヘキサンに添加し、濾過により単離し、洗浄し、そして乾燥させると、２，４，６−トリメチル安息香酸６０％およびテトラメチル安息香酸４０％からなる白色結晶１１．９ｇが得られる（ＧＣおよび 1Ｈ−ＮＭＲ分析）。 1Ｈ−ＮＭＲスペクトルおよびＧＣ分析によれば、表題生成物およびトリメチル安息香酸の混合物（ほぼ等モル量の比率）からなる、淡黄色油状物３１．４ｇをヘキサン溶液から得ることができる。有機相から未反応のエダクツを回収することが可能である。油状物はカラムクロマトグラフィーにより分離され得る。しかしながら、光開始剤の製造のために分離せずにそれを使用することが好都合である。
【００４６】
実施例１７：４，６−ジメチル−２−オクチル安息香酸および２，６−ジメチル−４−オクチル安息香酸（異性体の混合物）の製造
７５０ｍｌのフラスコに無水塩化アルミニウム１２０ｇ（０．９モル）および１−オクチル−３，５−ジメチルベンゼン（実施例Ｂの異性体の混合物）１９５．６ｇを入れる。攪拌しながら、ＣＯ2 ガスを混合物上に室温で４８時間にわたり通す。橙色のエマルジョンは次に暗赤色に変化する。反応混合物を氷上に注ぎ、そして安息香酸誘導体を１０％水酸化ナトリウム溶液で有機相から抽出する。３相に分離される。塩酸で酸性化の後、エーテルで抽出すると、最下相に、ＧＣ分析によれば、トリメチル安息香酸副生成物の混合物である結晶１ｇが得られる。中間相をエーテルで希釈し、そして濃塩酸で酸性化する。エーテル相を濃縮すると、黄色油状物４６．６ｇが得られる。フラッシュカラム（石油エーテル／酢酸エチル５：１）を使用すると、この粗生成物からエダクツ１７．７ｇが次に回収される。ＧＣおよび 1Ｈ−ＮＭＲスペクトル分析は、酸画分、黄色油状物２６．４ｇが４，６−ジメチル−２−オクチル安息香酸６２％および２，６−ジメチル−４−オクチル安息香酸３８％からなることを示す。オクチル基はまた異性化される：生成物の７％は１−オクチル基（＝ｎ−オクチル基）を含み、生成物の６４％は２−オクチル基（＝１−メチルヘプチ−１−イル基）を含み、そして生成物の２９％は３−オクチル基（＝１−エチルヘキシ−１−イル基）および４−オクチル基（＝１−プロピルペンチ−１−イル基）を含む。
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【００４７】
実施例１８：３−シクロヘキシル−２，５，６−トリメチル安息香酸の製造
３５０ｍｌのフラスコに塩化アルミニウム４４．０ｇ（０．３３モル）および１−シクロヘキシル−２，４，５−トリメチルベンゼン（９７．７％；実施例Ｅから）８０．９ｇ（０．４０モル）を入れる。攪拌しながら、ＣＯ2 ガスを反応混合物上に室温で約１７時間にわたり通す。暗褐色溶液を次にトルエン２００ｍｌで希釈し、そして氷上に注ぐ。２相に分離され、そして有機相を１０％水酸化ナトリウム溶液で抽出する。塩基性水相を塩酸で酸性化し、そしてトルエンで抽出する。トルエン相を濃縮すると、結晶１２．３ｇが得られる。これらの結晶を石油エーテルから繰り返し結晶化し、次いでヘキサン酢酸エチルから結晶化する。精製結晶は１７０−１７２℃の融点を有する。 1Ｈ−ＮＭＲ分析はこの構造を確認する。
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【００４８】
実施例１９：溶媒としてクロロベンゼンを用いる２，４，６−トリメチル安息香酸の製造
２．５リットルのスルホン化フラスコに窒素を通し、そして無水塩化アルミニウム４００ｇ（３．０モル）、メシチレン４３２．７ｇ（３．６モル）およびクロロベンゼン４３３ｇを入れる。攪拌しながら、ＣＯ2 ガスを懸濁液上に通常の圧力下で通すが、この間、ゆるやかに冷却することにより温度を２０−２６℃に保持する。この反応の間にＨＣｌガスの発生はない。７時間の後、得られるエマルジョンを氷上、そして塩酸上に注ぎ、次いでヘキサンで希釈する。懸濁液を濾過し、そして結晶を水およびヘキサンで洗浄する。結晶を７０℃で真空下乾燥させると、融点１５３．７−１５５．５℃を有する白色結晶１４３．９ｇ（収率５８％）が得られる。母液の分別濃縮および濾過により白色結晶（融点１５３−１５４．７℃）２７．１ｇ（収率１１％）がさらに得られる。ＧＣ分析は２つの結晶画分のいずれも何らかのその他のヘキサメチルベンゾフェノンを含有しないことを確認する。
【００４９】
実施例２０：触媒として三臭化アルミニウムを用いる２，４，６−トリメチル安息香酸の製造
３５０ｍｌのフラスコに窒素を通し、そして無水三臭化アルミニウム（ヘプタンの下）１００ｇ（３７４ミリモル）を入れ、そしてメシチレン５４．１ｇ（４５０ミリモル）を次に添加する。攪拌しながら、ＣＯ2 ガスをフラスコ中に通常の圧力下で通すが、この間、ゆるやかに冷却することにより温度を２０−３０℃に保持する。２時間後、エマルジョンを氷上、そして塩酸上に注ぎ、次いでヘプタンで希釈する。懸濁液を濾過し、そして水およびヘプタンで洗浄する。結晶を５０℃で真空下乾燥させると、融点１５２−１５４．５℃を有する白色結晶１７．９ｇ（収率５８％）が得られる。母液の分別濃縮により白色結晶（融点１５１−１５３℃）１．３ｇ（収率４％）がさらに得られる。ＧＣ分析は２つの結晶画分のいずれも何らかのその他のヘキサメチルベンゾフェノンを含有しないことを確認する。
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【００５０】
ＩＩＩ）芳香族塩化アシルの製造
実施例２１：カルボン酸中間体を単離しない２，４，６−トリメチルベンゾイルクロリドの製造
１リットルのフラスコに無水塩化アルミニウム４００ｇ（３．０モル）およびメシチレン４３２．７ｇ（３．６モル）を入れる。フラスコ内を排気し、次にＣＯ2 ガスで置換する。懸濁液を１８−２２℃で攪拌するが、その間、ＣＯ2 ガスを通常の圧力下約３時間にわたり通す。装置を次に閉鎖し、そしてＣＯ2 ガスの導入により圧力を１．５バールまで上昇させる。５時間後、ＣＯ2 取込みが完了する。ＣＯ2 ガス２モルの全部が取り込まれる。装置内の圧力を開放した後、得られる懸濁液を氷上、そして塩酸溶液上に注ぐ。混合物を次いでメシチレン３５０ｇで希釈し、そして約８０℃まで加熱してメシチレンカルボン酸を溶解させる。水相を約８０℃で分離し、そして有機相を水で洗浄する。通常の圧力下で溶液を濃縮することにより微量の残留水を除去する。有機反応溶液８３０ｇをこのようにして得、これを次の段階でさらに精製せずに使用する。メシチレン４６０ｇを真空下８８−１００℃で留去し、そして残渣にジメチルホルムアミド１．１ｇを添加する。攪拌しながら、塩化チオニル１６５ｇ（１．４モル）を混合物に５０℃で３時間かけて滴下して添加し、引続き、ガスの発生が完了するまで、混合物を８０℃で約１時間さらに反応させる。真空蒸留により、最初に過剰な塩化チオニルが除去され（１１５℃までの容器内温度／７ミリバール）、次に未反応のメシチレンが除去される（８５℃蒸留温度／７ミリバール）。次いで表題生成物が１００℃までの蒸留温度／７ミリバール（容器内の温度は１２０℃まで上昇する）で蒸留し、２，４，６−トリメチルベンゾイルクロリド１９６ｇが９９％の含量（＝収率７１％）を有する無色油状物として得られる。
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【００５１】
ＩＶ）光開始剤の合成（使用実施例）
実施例２２：ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）イソブチルホスフィンオキシドの合成
テトラヒドロフラン８０ｍｌ中にジイソプロピルアミン３１．９ｍｌ（０．２２５モル）を含有する溶液に、ブチルリチウム１４０．６ｍｌ（０．２２５モル；１．６Ｍ）を窒素雰囲気下で３０分かけて滴下して添加する。この溶液を、テトラヒドロフラン２００ｍｌ中の２，４，６−トリメチルベンゾイルクロリド４１．１ｇ（０．２２５モル）およびイソブチルホスフィン１２ｍｌ（０．１０２モル）の溶液に、−３０℃で９０分かけて滴下して添加する。−３０℃で２時間攪拌した後、黄色溶液を室温まで加温し、そして次に水で１回洗浄する。有機相を硫酸マグネシウム上で乾燥し、濾過し、そしてロータリーエバポレータ上濃縮する。残渣をトルエン２００ｍｌ中に溶解し、そして３０％過酸化水素１１．６ｇ（０．１０２モル）を添加する。反応溶液を２時間攪拌し、最初水で洗浄し、次いで飽和炭酸水素ナトリウム溶液で洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥し、濾過に供し、そしてロータリーエバポレータ上濃縮する。ヘキサンから結晶化させると、上記化合物２７．８ｇ（収率６８．５％）が融点８５−８６℃の黄色粉末として得られる。
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