JPH02164843A - ナフタレンカルボン酸類の合成法 - Google Patents

ナフタレンカルボン酸類の合成法

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JPH02164843A
JPH02164843A JP63318010A JP31801088A JPH02164843A JP H02164843 A JPH02164843 A JP H02164843A JP 63318010 A JP63318010 A JP 63318010A JP 31801088 A JP31801088 A JP 31801088A JP H02164843 A JPH02164843 A JP H02164843A
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compounds
synthesizing
acids
reaction
oxygen
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JP63318010A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Okazaki
博 岡崎
Katsuhiko Sakura
佐倉 克彦
Hirotoshi Tanimoto
博利 谷本
Rikuo Yamada
陸雄 山田
Kazumi Murakami
和美 村上
Hiroyuki Kako
宏行 加来
Naruhito Takamoto
成仁 高本
Yoshio Matsuo
松尾 宣雄
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Hitachi Ltd
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Hitachi Ltd
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

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】 (産業上の利用分野) ・本発明は、ナフタレンカルボン酸類の合成法に係り、
特にパラジウム触媒を用いてナフタレンまたはメチルナ
フタレンと一酸化炭素との反応によりナフタレンカルボ
ン酸類を合成する方法に関する。
(従来の技術) ナフタレンカルボン酸類は各種の化学薬品の中間体とし
て重要であり、とくに2,6−ジカルボキシナフタレン
はポリエチレン−2,6−ナックレート (PEN)の
原料である。PENは従来のポリエチレンテレフタレー
ト(PET)に比べ機械的強度および熱安定性に優れ、
長時間用3mmビデオフィルム等の素材として注目され
ている。
ところで、2.6−ジカルボキシナフタレンへ容易に転
化できる2−メチル−6−ナフトエ酸を実験室的に合成
するには、以下のような複雑な工程を必要とする。例え
ば、まずβ−メチルナフタレンと塩化アセチルから、ニ
トロベンゼン溶液中で触媒として塩化アルミニウムを用
い、5°Cで2時間反応させ、2−メチル−6−アセト
キシナフタレンを合成する。次に、この溶液を水洗し、
水相と油相を分離する。油相からニトロベンゼンを留去
した後、残渣を減圧蒸留し、リグロイン溶媒中で再結晶
する。結晶を濾過し、母液からりグロインを留去すると
2−メチル−6−アセトキシナフタレンが得られる。さ
らに、この2−メチル6−アセトキシナフタレンに次亜
塩素酸ナトリウムを加えpHを11に調整して、80℃
で2時間反応させた後、濾過する。濾液に塩酸を加え、
生成する沈澱をこしわける。次に、この沈澱を酢酸に溶
解させ、熱時濾過し、さらに沈澱を水洗し乾燥すると2
−メチル−6−ナフトエ酸が得られる。
しかし、2,6一体ばかりでなく、2.1一体、2.4
一体、2,5一体、2.7−体および28一体も副生ず
る。
一方、β−メチルナフタレンを原料として一酸化炭素(
Co)の共存下で反応させ2−メチル6−ナフトエ酸を
選択的に合成する方法はいままでのところ全く知られて
いない。
なお、類似の反応としてナフタレンをCOの存在下で反
応させてナフトエ酸または無水ナフトエ酸を合成する興
味ある方法が報告されているが、(J、of   Or
ganometallic   Chem、  256
 (1983)C35−C36およびJ、Chem、S
oc、、Chem、Commun、、  (1982)
132−133)、この方法は酢酸パラジウム、t−ブ
チルパーオキサイドおよびアリルクロライドを用いて、
latm、75℃、24〜72hの条件で行ったり、酢
酸パラジウムおよび1.2−ジブロモエタンを用いて1
5atm、100°C120hの条件で行ったりするも
のであって、本発明の合成法とは異なる。
またPd (OAc)2を用い、酢酸溶媒中酸素を共存
させてナフタレンとCOを反応させナフトエ酸を合成す
る方法もあるが、90℃、CO圧1atm、反応時間5
時間で収率8%である。
一方、触媒としてPdCl2を用いメタノール溶媒中で
カルボニル化およびエステル化反応を一段で行ない、ナ
フタレンとCOからナフトエ酸メチルエステルを合成す
る方法が報告されている。
この反応では、200℃、CO圧5Qatm、反応時間
10時間で収率60%である。
(発明が解決しようとする課題) 芳香族の反応で特に重要なのは特定の反応基質を特定の
位置に導入すること、すなわち、位置選択性である。ナ
フトエ酸では、特にβ−ナフトエ酸の選択率が高いこと
が望ましいが、従来方法では20−80%と低い。また
、当然のことながら収率が高いことが必要であるが、芳
香族のC−H結合の活性化を温和な条件下で行なうこと
は困難であり、現状のβ−ナフトエ酸の収率は2−8%
(Coof−1−1Oatと低く、従ッテ反応温度20
0℃と厳しくすることが必要であり、その場合でも収率
は60%である。
さらに、還元して副生じたPd (O)の酸化再生は酢
酸またはトリフルオロ酢酸溶媒中では従来の酸化剤では
ほとんど起こらない等の問題がある。
本発明の目的は、ナフタレンまたはメチルナフタレンを
原料とし、パラジウム触媒を用いてナフタレン類と一酸
化炭素との反応により穏和な条件下でナフタレンカルボ
ン酸類を合成することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、ナフタレンまたはメチルナフタレンと一酸化
炭素とを反応さ−せてカルボン酸類を合成する方法にお
いて、パラジウム化合物を触媒として用い、酢酸および
/またはトリフルオロ酢酸の共存下で前記反応を行なう
ことを特徴とする。
本発明において原料として用いるナフタレン類はナフタ
レンまたはメチルナフタレンである。26−ナフタレン
ジカルボン酸を最終目的とする場合は、β−メチルナフ
タレンを原料として用いることが有利である。
本発明においては、COとともに酸素を存在させるが、
この酸素は、分子状酸素、すなわち酸素ガス自体、また
は酸素ガスを反応に不活性な希釈剤(例えば窒素、炭酸
ガスなど)で希釈した混合ガスとして用いることができ
、また空気を用いることもできる。
本発明に使用する触媒はパラジウム化合物であるが、こ
れに酢酸およびまたはトリフルオロ酢酸を添加すること
により、実施例に詳細に説明するように高収率でカルボ
ン酸類を合成することができる。
本発明の溶媒としては、生成するカルボン酸類との分離
が容易であり、かつ、触媒溶液の粘度を下げ、物質移動
を促進するものが好ましく、例えば脂肪族脂環式化合物
、芳香族炭化水素化合物、含酸素有機化合物、有機ハロ
ゲン化合物、含窒素化合物、有機リン化合物およびニト
リル類からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物
、さらに具体的には、メチルシクロヘキサン、メチルイ
ソブチルケトン、エチレングリコール、ジオキサン、エ
チレンカーボネート、クロロベンゼン、Nメチルピロリ
ドン、およびエヂレングリコールジブチルエーテル、エ
チレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル等のエーテル類、また、ケロシ
ンなどの脂肪族炭化水素化合物などの各種溶媒から選ば
れた少なくとも一種の溶媒またはこれらの混合物をあげ
ることがでる。なお、酢酸および/またはトリフルオロ
酢酸を溶媒として使用することもできる。
本発明において副生じてくるpd (O)の酸化再生剤
としては、酸素錯体を形成し得る一般式(Mm−Xn−
Ljりで示される錯体の酸素錯体、過酸化水素(H2O
)、ターシャリブチルヒドロキシパーオキサイド(t−
Bu○OH)、ヘンゾキノンおよびアントラキノンなど
を用いることができるが好ましくは前記酸素錯体であり
、これにより反応を連続式に行なうことが可能である。
般式においてMとしては周期律第1族のCu、Ag、第
■族のTi、、Zr、第■族の■、Nb、第■族のCr
、Mo、、W、第■族のM n 、第■族のFC,Co
等の遷移金属が好ましく、Cu (1)、Ti  (3
) 、V (3)がより好ましい。また、Xとしてはc
e−、Br−、−1■−のハロゲン、BF4−1p F
−1CH3COO−1SO4−等の陰イオンが好ましく
、Cr−、Br−、−1■−がより好ましい。配位子り
としては、ニトリル類、リン酸の誘導体であるトリフェ
ニルホスフィンオキシト、ヘキサメチルホスポルアミド
、およびリン酸とメタノール、エタノール等の反応から
できるモノ、ジまたはトリエステル、さらにメチルポス
ホン酸ジメチル、ジメチルホスフィン酸メチル、あるい
は亜リン酸の誘導体である、亜リン酸とメタノール、エ
タノール等との反応からできるジまたはl・リエステル
、およびフェニル亜ホスホン酸エステル、ジメチルホス
フィン酸エステル、トリエチルホスフィン、トリフェニ
ルホスフィン等で代表される有機リン化合物が好ましい
ものとしてあげられ、特にヘキサメチルホスホルアミド
(hmpa)およびベンゾニトリル(P h CN)が
好ましい。
第1および第2図は、それぞれ酢酸およびトリフルオロ
酢酸溶媒中において、酸化再生剤として酸素錯体および
比較としてCu(○AC)2を用いてpd (O)の再
生実験を行なった結果を示すものである。図から、酸素
錯体を用いることによりpa (O)が良好に酸化再生
されることが示される。
本発明によれば、温和な条件下で反応を行なうため、副
反応を抑制し、ナフトエ酸またはメチルナフトエ酸類を
選択的に合成することができる。
(実施例) 次に、本発明を実施例でさらに具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1 内容積IIlのメスフラスコにPd (OAc)2を6
7.3g (O,30mol)およびCH3C0OHを
914g、CuC1を89.1 gとhmpaを125
g仕込み触媒液11を調製した。これに、β−メチルナ
フタレンを42.7 g (O,3M)を添加してオー
トクレーブに液を移し、密封した。その後、80℃に加
熱して、酸素を0.2M吸収させた後、脱気して、CO
を注入しCO初圧11atmで加圧したところ、反応時
間2.5時間で1.27gの2−メチル−6−ナフトエ
酸が生成していることが液体クロマトグラフィーで確認
された。また、副生物として5.7あるいは8位にカル
ボキシル基が入った化合物がそれぞれ0.37g、0.
55gおよび0.08g生成した。さらに、原料である
β−メチルナフタレンがカップリングしてできた生成物
が0.85 g生成した。
実施例2 実施例1においてCH3C0OHの代わりにCF3 C
0OHを565g仕込む他は同様の反応を行なったとこ
ろ、反応時間2.5時間で1.88gの2−メチル−6
−ナフトエ酸が生成していることが確認された。また、
副生成物として2位にメチル基がそのまま残り、5.7
あるいは8位にカルボキシル基が入った化合物がそれぞ
れ0.02 g、0、34 gおよび0.09g生成し
た。
CF3 C0OHを用いることにより、2−メチル−6
−ナフトエ酸の収率が上昇し、選択性が向上した。
実施例3 実施例2においてCF3C0oHを234g。
PhCNを212gに替える他は同様の実験を行なった
結果、反応時間2.5時間で2位にメチル基が、さらに
5.6.7または8位にカルボキシル基が入った化合物
がそれぞれ0.18 g、 1.98 g、0、44 
gおよび0.11 g生成した。
実施例2との比較からPhCNを添加することによって
収率が低下している。
実施例4 実施例3においてPhCNをアセトニトリル(CH3C
N)に替える他は同様の実験を行なった結果、反応時間
2.5時間で2位にメチル基が、さらに5.6.7また
は8位にカルボキシル基が入った化合物がそれぞれ0.
03 g、 1.44 g、 0.56gおよび0.0
3 g生成した。
ニトリルとしてはPhCNを使用した方が収率は高いこ
とがわかる。
実施例5〜11 実施例1においてPd (OAc)2を6.73g(O
,03mol)にする他は同一の反応条件において助触
媒としてBi(NO3)3を2g添加し、さらにpd 
(O)の酸化再生剤としてCH2CHCH2(1!、t
−BuOOHなどを添加して行なった結果を第1表に示
す。
実施例12 Pd (OAc>2の代わりにPd黒を0.30g・a
tm用いるほかは実施例1と同様の実験を行ったところ
、実施例1と同一の結果を得た。
以下余白 *1: 400mo I eq、/Pd (’/、)!TW’1)a(O)lad比較例1 実施例1において、Pd(OAc)2の替わりにpd 
(acac)2を用い、酢酸の替わりにアセチルアセト
ンを添加して行なったところカルボン酸類は全く生成し
なかった。
(発明の効果) 本発明によれば、活性なパラジウム触媒を使用している
ため、穏和な条件下で目的生成物である2−メチル−6
−ナフトエ酸を選択的に合成できる。さらに、アセトキ
シ化合物の副生を抑制でき、Cu(,7!・PhCN錯
体等を使用することによって連続式で反応を進めること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第り図および第2図は、それぞれ酢酸およびトリフルオ
ロ酢酸溶媒中において、酸素錯体および比較としてCu
 (OAc)2を添加し、Pd (O)酸化量の時間変
化を分光光度計で測定し、比較した図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ナフタレンまたはメチルナフタレンと酸素と一酸
    化炭素とを反応させてカルボン酸類を合成する方法にお
    いて、パラジウムおよび/またはパラジウム化合物を触
    媒として用い、酢酸および/またはトリフルオロ酢酸の
    共存下で前記反応を行なうことを特徴とするナフタレン
    カルボン酸類の合成法。
  2. (2)特許請求の範囲第1項において、前記反応の際副
    生するPd(O)の酸化再生剤として一般式(Mm・X
    n・Ll)で示される錯体の酸素錯体(式中、Mは周期
    律第 I 族、第IV−第VII族または第VIII族に属する遷移
    金属、XはCl^−、Br^−、I^−、BF_4^−
    、PF^−およびSO_4^−から選ばれる陰イオン、
    配位子Lは有機リン化合物またはニトリル類、m、nは
    原子価バランスによって決まる定数、lは配位数を示す
    )を用いることを特徴とするナフタレンカルボン酸類の
    合成法。
  3. (3)特許請求の範囲第1項または第2項において、溶
    媒として酢酸および/またはトリフルオロ酢酸と共に、
    脂肪族脂環式化合物、芳香族炭化水素化合物、含酸素有
    機化合物、有機ハロゲン化合物、含窒素化合物、有機リ
    ン化合物およびニトリル類からなる群から選ばれた少な
    くとも一種の化合物を用いることを特徴とするナフタレ
    ンカルボン酸類の合成法。
  4. (4)特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに
    おいて、塩基性(電子供与性)化合物であるスルホラン
    、ジメチルスルホラン、ジメチルスルホキシド、ジメチ
    ルホルムアミド等およびまたはトリ−n−ブチルアミン
    等のアミン類を共存させることを特徴とするナフタレン
    カルボン酸類の合成法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010516670A (ja) * 2007-01-18 2010-05-20 インスティテュート スペリオール テクニコ 穏和な条件下及び水性媒体中で、ガス状及び液体アルカンをカルボン酸へ転化する方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010516670A (ja) * 2007-01-18 2010-05-20 インスティテュート スペリオール テクニコ 穏和な条件下及び水性媒体中で、ガス状及び液体アルカンをカルボン酸へ転化する方法

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