JPH02191230A - 親電子芳香族化合物のヒドロキシル化方法 - Google Patents

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】 本発明は親電子芳香族化合物のヒドロキシル化方法に関
するものである。

ヒドロキシル化した親電子芳香族化合物、たとえばニト
ロフェノール類、ニトロナフトール類およびニトロ基に
より置換された異節環芳香族ヒドロキシル化合物、たと
えばニトロヒドロキシピリジンは、植物保護剤、医薬お
よび染料の製造用の重要な中間体である。その中間体と
しての重要性のために、これらのヒドロキシル化された
親電子芳香族化合物の製造に関して極めて多様な方法が
既に考案されている。今日まで、これらの化合物は基本
的には置換基の交換により、たとえば対応するハロゲン
化合物の加水分解により、対応するアミノ化合物のジア
ゾ化とジアゾニウム塩の加水分解とにより、対応するニ
トロ芳香族化合物のリチウム−もしくはマグネシウム−
有機化合物の酸化ｊこより、または対応する芳香族ヒド
ロキシ化合物のニトロ化により製造されてきた。

しかし、これらの公知の方法は、全ての所望のニトロフ
ェノール等の製造に一般的に適しているわけではなく、
極めて特定的なニトロフェノール類またはニトロナフト
ール類の製造にのみ適しているに過ぎないという欠点を
有している。

親電子芳香族化合物のヒドロキシル化に一般的に適用し
得る方法がここに見いだされた。親電子芳香族化合物を
塩基の存在下に有機ハイドロパーオキサイドと反応させ
るならば、ヒドロキシル基を親電子芳香族化合物に簡単
に、かつ良好な収率で導入し得ることが見いだされたの
である。

有機ハイドロパーオキサイドを用いる芳香族化合物のヒ
ドロキシル化は公知である（たとえば米国特許筒３，３
７７．３８６．３，５５３．２７１および４．１８２．
９１８号、ならびにＥ　Ｐ　−Ａ　２９９．８９３を参
照）が、今日まで、ヒドロキシル化反応は親核芳香族化
合物、たとえばベンゼン、アルキルベンゼン、フェノー
ルおよびフェノールエーテル等に用いられるのみであっ
たのであり、（ルイス）Ｍおよび／またはキーレート化
合物の存在下に実施されていたのである。

驚くべきことには、ハイドロパーオキサイドとの反応を
塩基の存在下に実施しても、有機ハイドロパーオキサイ
ドを用いて親電子芳香族化合物をヒドロキシル化するこ
とが可能になることが見いだされた。

したがって本発明は、親電子芳香族化合物を塩基の存在
下に有機ハイドロパーオキサイドと反応させることを特
徴とする、親電子芳香族化合物のヒドロキシル化方法に
関するものである。

使用する塩基は強塩基、たとえばアルカリ金属水酸化物
、たとえば水酸化カリウム、または−好ましくは−アル
カリ金属のアルコ−ラードまたはアミド、たとえばナト
リウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウム第
３ブチラード、ナトリウムアミドまたはリチウムジイソ
グロビルアミドである。

上記の塩基は、ヒドロキシル化する親電子芳香族化合物
１モルあたり少なくとも２当量の量で、好ましくは２な
いし７当量の量で使用する。

上記の有機ハイドロパーオキサイドは少なくとも等モル
量で、好ましくはヒドロキシル化する親電子芳香族化合
物１モルあたりハイドロパーオキサイドｌないし３モル
の量で使用する。使用するバイトロバニオキサイドは芳
香族化合物のヒドロキシル化に慣用的に使用される有機
ハイドロパーオキサイドである。これらはアルキルハイ
ドロパーオキサイドたとえば第３ブチルハイドロパーオ
キサイド、アラールキルハイドロパーオキサイドたとえ
ば　σ、α−ジメチルベンジルハイドロパーオキサイド
（過酸化クミル）ならびにアシルハイドロパーオキサイ
ドだ七えばホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリ
ル、ラウロイルおよびベンゾイルハイドロパーオキサイ
ドである。

本発明記載のヒドロキシル化は有機または無機の溶媒中
で実施する。可能な有機溶媒は、とりわけ無極性溶媒、
たとえばトルエンまたは−好ましくは一極性非プロトン
性溶媒、たとえばジメチルホルムアミド、ジメチルスル
ホキシド、テトラヒドロ７ランまたはジメトキシエタン
である。

液体アンモニアを無機溶媒として好ましいものとして挙
げることができる。

本発明記載のヒドロキシル化は−３０ないし＋５０°Ｃ
の温度で、好ましくは−２５ないし＋３０℃の温度で実
施する。

本発明記載の方法の文脈においては、芳香環系内の１個
の水素原子が代償的な（ｖｉｃａｒｉｏｕｓ）親核置換
により置き換え得るような芳香族化合物は、一般に親電
子芳香族化合物として記述される。この反応およびそこ
で使用し得る化合物は、たとえば化学研究集積（Ａｃｃ
、　Ｃｈｅｍ、　Ｒｅｓ、）　１９８７．２８２−２８
９に記載されている。本件親電子芳香族化合物は炭素環
状化合物であっても異節環状化合物であってもよく、ま
た、単環、二環または多環の化合物が可能である。

たとえば以下のものを本発明の記載に従ってヒドロキシ
ル化し得る親電子芳香族化合物の代表例として挙げるこ
とができる： 式 式中、 ＸおよびＹは、ＸおよびＹが同時には Ｃ、−ｃ　、−アルコキシおよび／またはジーｃ１Ｃ１
−アルキルアミノを表し得ず、かつ、２個の置換基Ｘ　
またはＹの一方がヒドロキシルであるならば他方の置換
基Ｙ　またはＸはニトロでなければならないことを前提
として、相互に独立に水素、ハロゲン、たとえばフッ素
、塩素、臭素およびヨウ素、置換されていることもある
　Ｃ、−ｃ　、−アルキノへたとえばメチル、エチル、
トリフルオロメチルおよびジクロロフルオロメチル；　
Ｃｌ−Ｃ４−アルコキシたとえばメトキシおよびエトキ
シ：Ｃ、−Ｃ、−アルキルメルカプトたとえばメチルメ
ルカプトおよびトリフルオロメチルメルカプト；ジーＣ
、−Ｃ、−アルキルアミノたとえばジメチルアミノおよ
びジエチルアミノ：シアノ、Ｃ，−Ｃ，−アルキルスル
ホニルたとえばメチルスルホニル；またはカルボキシル
、ニトロもしくはヒドロキシルを表す のニトロベンゼン； ｌ−オよヒ２−ニトロナフタレン： ニトロ基を含有する異節環芳香族化合物、たとえハ２−
およヒ３−ニトロチオフェン、２−ニトロフラン、Ｎ−
アルキル 化した２−および３−ニトロビロール、２−、３−およ
び４−ニトロピリジン、ならびに５−、６−および８−
ニトロキノリン；さらには、 ニトロ基を含有しない親電子異節環芳香族化合物、たと
えばアクリジン、ベンゾチアゾールおよびｌ。

２、４−　１−リアジン。

本発明記載のヒドロキシル化方法は一般に、塩基の溶液
を−３０ないし　＋５０℃の温度で、親電子芳香族化合
物と有機ハイドロパーオキサイドとを選択した溶媒ｊこ
溶解させた溶液に、撹拌しながら添加する手法で実施す
る。この際、上記の塩基は好ましくは同一の溶媒に溶解
させる。塩基の添加が終了したところで、この反応混合
物を室温でさらに短時間、すなわち、バッチの大きさに
応じて１５ないし１２０分間撹拌する。反応混合物から
の芳香族ヒドロキシ化合物の単離は公知の手法で、生成
する芳香族ヒドロキシ化合物の物理的性質に応じて抽出
または結晶化により行う。

抽出はたとえば、過剰の水性鉱酸、たとえばｌないし２
０％強度の水性塩酸に撹拌混入することにより反応混合
物を酸性化する手法で実施することができる。上記の水
性酸性混合物を水不溶性有機溶媒、たとえば塩化メチレ
ンで抽出し、ついで、得られる抽出液を水酸化ナトリウ
ム水溶液で抽出する。このアルカリ性抽出液を集めて鉱
酸で酸性化したのち、水不溶性有機溶媒で再度抽出する
。

この抽出液を乾燥し、溶媒を除去すると、芳香族ヒドロ
キシ化合物が高純度で得られる。

本発明記載のヒドロキシル化においては、ニトロ基のオ
ルト−またはバラ−位が未置換である限り、ヒドロキシ
ル基は好ましくはニトロ基に対してオルト−またはバラ
−位を占める。芳香族系に入るヒドロキシル基の位置は
反応条件により、特に溶媒と塩基とにより影響される可
能性がある。

たとえばテトラヒドロフラン中のカリウム第３ブチラー
ドの存在下における　ｌ−ニトロす７タレンのヒドロキ
シル化は、圧倒的に　１−ニトロ−２−ナフトールを与
え、一方、液体アンモニア中のナトリウムメチラートの
存在下におけるヒドロキシル化は好適に　１−二トロー
４−す７トールを与える。

実施例　ｌ カリウム第３ブチラー）　　１．４０　ｇ　（＝　　１
２．５　ミリモル）を１０　ｖａＱのジメチルフォルム
アミド溶解させた溶液を、ｍ−クロロニトロベンゼン０
、７９　ｇ　（　−　５　ミリモル）と第３ブチルハイ
ドロパーオキサイド０．７０　ｇ　（＝　７．８ミリモ
ル）とを５　ｍ（ｌのジメチルフォルムアミドに溶解さ
せた溶液に、−１５ないし一２５°Ｃで撹拌しながら嫡
々添加する。この反応混合物を最終的に室温で１５分間
撹拌し、ついで６０　ｍＱの０．５　Ｎ　塩酸に撹拌混
入する。この水性混合物を塩化メチレンで抽出し、塩化
メチレン抽出液を集めてＩＮ水酸化ナトリウム水溶液で
抽出する。アルカリ性抽出液を集めて塩酸で酸性化し、
ついで塩化メチレンで抽出する。塩化メチレン抽出液を
集めて無水硫酸マグネシウムで乾燥したのち、溶媒を除
去する。

２−クロロ−４−二トロフェノール０．５４　ｇ　（−
理論量の６３％）が黄色油状物の形状で得られる。

溶媒としてジメチルフォルムアミドに替えてジメチルス
ルホキシドを使用し、反応を　＋１０℃で実施した場合
にも、２−クロロ−４−二トロフェノールが同等の収率
で得られる。

実施例　２ 実施例１の記述と同様に、カリウム第３ブチラード　１
．４０　ｇ　（＝　　１２．５　ミリモル）を１０　ｍ
Ｑのジメチル７オルムアミドに溶解させた溶液を、ｍ−
シアノニトロベンゼン０．７４　ｇ　（　−　５　ミリ
モル）と第３ブチルハイドロパーオキサイド０．７０ｇ
（＝７．８ミリモル）とを５　ｗｒＱのジメチル７オル
ムアミドに溶解させた溶液に添加する。この反応混合物
を実施例１の記述と同様に処理する。

２−シアノ−４−二トロフェノール０．６９　ｇ　（−
理論量の８４％）が黄色結晶の形状で得られる：融点：
　１９２−１９４℃。

実施例　３ カリウム第３ブチラード１．４０　ｇ　（−１２，５ミ
リモル）を　１０　ｍ１２のジメチル７オルムアミドに
溶解させた溶液を、３−メトキシ−５−二トロビリジン
０．７７　ｇ　（＝　５ミリモル）と第３ブチルハイド
ロパーオキサイド０．７０ｇ　（＝　７．８ミリモル）
とを５１１１１２のジメチルフォルムアミドに溶解させ
た溶液に、実施例１に記載した条件下で添加する。

この反応混合物を実施例１の記述と同様にしてさらに処
理する。

５−メトキシ−３−ニトロピリド−２−オン（５−メト
キシ−３−二トロー２−ヒドロキシピリジンの互変異性
体形状）　０．７４　ｇ　（−理論量の７９％）が黄色
結晶の形状で得られる； 融点：１７９℃。

塩基としてカリウム第３ブトキシドに替えて当量のナト
リウムエチラートを使用した場合にも、５−メトキシ−
３−ニトロピリド−２−オンが同等の収率で得られる。

実施例　４ カリウム第３ブチラード　１．４　ｇ　（−１２，５ミ
リモル）を　ＩＱ　ｖａＱのジメチルフォルムアミドに
溶解させた溶液を、４−メトキシ−１−ニトロナフタレ
ン　１．０２　ｇ　（＝　５ミリモル）と第３ブチルハ
イドロパーオキサイド０．７ｈ（−７，８ミリモル）と
を５　ｒａＱのジメチルフォルムアミドに溶解させた溶
液に、実施例１に記載した条件下で添加する。

この反応混合物を実施例１の記述と同様にしてさらに処
理する。

４−メトキシ−１−ニトロ−２−ナフトール０．７８ｇ
（−理論量の７１％）が黄色結晶の形状で得られる：融
点：　１２８−１３００ｃ０ 実施例　５ カリウム第３ブチラード　１．４０　ｇ（−１２，５ミ
リモル）を１０　ｍＱのテトラヒドロフランに溶解させ
た溶液を、■−ニトロナフタレン０．８７　ｇ　（−５
ミリモル）と第３ブチルハイドロパーオキサイド０−７
０ｇ　（＝　７．３ミリモル）とを５　ｍ（ｌのテトラ
ヒドロフランに溶解させた溶液に、実施例１に記載した
条件下で添加する。この反応混合物を実施例１の記述と
同様にしてさらに処理する。

ｌ−ニトロ−２−ナフトール０．７４　ｇ　（−理論量
の７８％）が黄色結晶の形状で得られる；融点：　１０
１−２０２℃。

実施例　６ カリウム第３ブチラード　１．４０　ｇ　（＝　　１２
．５　ミリモル）を　１０　ｍＱのジメチル７オルムア
ミド溶解させた溶液を、６−ニトロキノリン０．８７　
ｇ　（　＝５ミリモル）と第３ブチルハイドロパーオキ
サイド０．７０ｇ　（　−　７．８ミリモル）とを５　
ｍＱ　ｆ）ジメチルフォルムアミドに溶解させた溶液に
、０℃で撹拌しなから滴々添加する。この反応混合物を
室温で１５分間撹拌し、ついで６０　ｙｉＱの０、５Ｎ
水性塩酸に撹拌混入する。沈澱を癲別し、水で洗浄し、
乾燥する。

５−ヒドロキシ−６−ニトロキノリン０．６５ｇ（＝理
論量の６８％）が黄色結晶の形状で得られる。

融点：２４５℃。

実施例　７ ■ーニトロナフタレン８．７ｇ（ｍ５０　ミリモル）と
クミルハイドロパーオキサイド８．５ｇ（−　０．５６
　ミリモル）とを５　ｙｓＱのテトラヒドロフランに溶
解させた溶液を、ナトリウムメチラート　１１．１　ｇ
　（−　２０５ミリモル）を２００　ｍＱの液体アンモ
ニアに溶解させた溶液に、−３０°Ｃの温度で撹拌しな
から滴々添加する。−３０°Ｃで３０分間撹拌したのち
、塩化アンモニウム１０　ｇを少量ずつ導入し、アンモ
ニアを蒸発させる。残留物を２００１１Ｑの水にとり、
この水溶液を塩酸で酸性化し、塩化メチレンで抽出する
。塩化メチレン抽出液をＩＮ　水酸化ナトリウム水溶液
で抽出し、ついで、このアルカリ性抽出液を酸性化し、
塩化メチレンで再度抽出する。

この溶液を乾燥し、残留物を真空中で蒸発させて濃縮す
ると、４−ニトロ−１−ナフトール８．４ｇ（−理論量
の８７％）が黄色結晶の形状で得られる。

融点：　１６６−１６９℃。

本発明の主なる特徴および態様は以下のとおりである。

１、親電子芳香族化合物を塩基の存在下に有機ハイドロ
パーオキサイドと反応させることを特徴とする親電子芳
香族化合物のヒドロキシル化方法。

２、上記のヒドロキシル化を有機または無機の溶媒中で
実施することを特徴とする上記の第１項記載の方法。

３、上記のヒドロキシル化を有機極性非プロトン性溶媒
中で実施することを特徴とする上記の第１または第２項
記載の方法。

４、上記のヒドロキシル化を　−３０ないし＋５０°Ｃ
の温度で実施することを特徴とする上記の第１１第２ま
たは第３項の一つに記載された方法。

５、上記の塩基をヒドロキシル化する親電子芳香族化合
物１モルあたり　２ないし７当量の量で使用することを
特徴とする上記の第１ないし第４項の一つに記載された
方法。

６、強塩基たとえばアルカリ金属の水酸化物、アルコラ
ードまたはアミドを塩基として使用することを特徴とす
る上記の第１ないし第５項の一つに記載された方法。

７、親電子芳香族化合物として以下の型の化合物を使用
することを特徴とする上記の第１ないし第６項の一つに
記載された方法： ａ）式 式中、 ＸおよびＹは、Ｘ　およびＹが同時にはＣ、−Ｃ４−ア
ルコキシおよび／またはジーＣ１Ｃ４−アルキルアミノ
ではあり得す、かつ、２個の置換基Ｘ　またはＹの一方
がヒドロキの二 ｂ） Ｃ） ｄ） ４−ト ンルであるならば他方の置換基Ｙ　またはＸ　はニトロ
でなければならないことを前提として、相互に独立に水
素、ハロゲン、置換されていることもある　Ｃ、−Ｃ、
−アルキル、Ｃｌ−０４−アルコキシ、Ｃ、−Ｃ４−ア
ルキルメルカプト、ジーＣ、−Ｃ４−アルキルアミノ、
シアノ、Ｃ，−Ｃ，−アルキルスルホニル シル、ニトロまたはヒドロキシルを表すトロベンゼン・ ｌ−および２−ニトロナフタレン； ニトロ基を含有する異節環芳香族化合物；アクリジン、
ベンゾチアゾールおよびｌ，２。

リアジン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、親電子芳香族化合物を塩基の存在下に有機ハイドロ
   パーオキサイドと反応させることを特徴とする親電子芳
   香族化合物のヒドロキシル化方法。