JPH032956B2 - - Google Patents

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JPH032956B2
JPH032956B2 JP58084789A JP8478983A JPH032956B2 JP H032956 B2 JPH032956 B2 JP H032956B2 JP 58084789 A JP58084789 A JP 58084789A JP 8478983 A JP8478983 A JP 8478983A JP H032956 B2 JPH032956 B2 JP H032956B2
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mol
nitroguaiacol
nitroanisole
electrolysis
mmol
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Yoshiharu Matsuda
Kazuo Nishi
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NITSUKO KAGAKU YAKUHIN KK
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NITSUKO KAGAKU YAKUHIN KK
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は5−ニトログアヤコール(5−ニトロ
−2−メトキシフエノール)の製造法に関する、
特に詳しくは、p−ニトロアニソールの電解ヒド
ロキシル化により5−ニトログアヤコールを製造
する方法に関する。
5−ニトログアヤコールは、化粧品、濃薬等の
原料として用いられており、従来の合成法では、
グアヤコールを硝酸でニトロ化し、5−ニトログ
アヤコールを得ている。例えば、グアヤコールを
アセチル化した後、濃硝酸−酢酸を用いてニトロ
化し、その後加水分解により、5−ニトログアヤ
コールを得る方法がある。
しかし、このグアヤコールのニトロ化による方
法は、反応が過激なため、タール状の不明成分が
生成すると同時に、3−ニトログアヤコール、4
−ニトログアヤコール等の異性体を副成するとい
う欠点を克服することができない。
5−ニトログアヤコールの合成方法としては他
に、4−ニトログアヤコールの臭化水素によるケ
ン化合成法〔D.Cardwell,R.Robinson,J.
Chem・soc.、107p.258(1915)〕があるが、工業
的には魅力がなく実際には前法で製造されてい
る。
芳香族ヒドロキシル化反応は数多く報告されて
いるが、電解によるヒドロキシル化の報告は比較
的少ない。例えば、Fenton試薬(過酸化水素−
Fe2+)を電解に応用したものでは、ベンゼンよ
りフエノールの合成〔J.Wellman,et.al.,
Chem.Ber.110、p.3561(1977)〕およびトルエン
よりクレゾールの合成が報告されている。一方、
銅イオンと過酸化水素を用いた電解ヒドロキシル
化によるフエノール類の合成も報告されている
〔B.Fleszer and A.Sobkowiak,
Electrochemica Acta.26p.1699(1981)〕。
これらの例はすべて、メチル基、メトキシ基の
ような電子供与性基をもつ芳香環のヒドロキシル
化で、ニトロ基、カルボニル基のような電子吸引
性基をもつ芳香族化合物に電解ヒドロキシル化を
応用した例はみられない。
二価鉄イオンと過酸化水素で発生する水酸ラジ
カルによるヒドロキシル化反応(フエントン反
応)は生体内でおこる酸素によるヒドロキシル化
と類似した機構であると考えられているが、反応
率、選択性共に低いため工業化には至つていな
い。
本発明は、フエントン試薬に電解を応用するこ
とによつて、例えばFe3+からFe2+を連続的に発
生させ、過酸化水素または酸素の添加により、反
応種である水酸ラジカルを効果的に生成させ、p
−ニトロアニソールに導入することにより、5−
ニトログアヤコールを高収率で得る方法である。
本発明者等は、これらの状況から安価なp−ニ
トロアニソールを原料として、5−ニトログアヤ
コールを選択的に製造し得る上記電解ヒドロキシ
ル化の条件について鋭意研究の結果、本発明を完
成した。
即ち、本発明はp−ニトロアニソールを水また
は有機溶媒はたはこれらの混合溶媒中に分散また
は溶解し、金属イオンと支持電解質の存在下に、
過酸化水素または酸素を用い電解ヒドロキシル化
することを特徴とする5−ニトログアヤコールの
製造法にある。
本発明は、電解による金属イオンの還元を利用
したもので、電解に当つて使用する陰極材料とし
ては、一般の電解で用いられる、鉄、銅、鉛、ニ
ツケル、白金、ステンレス等の金属、および黒鉛
を使用し、陽極材料としては、鉛、黒鉛、白金、
貴金属被覆チタン等を使用する。
溶媒としては、p−ニトロアニソールを溶解ま
たは分散させることができる溶媒で、ヒドロキシ
ル化反応に対して不活性なものが好ましい。使用
できる溶媒の例としては、水、アセトン、アセト
ニトリル、DMF、メタノールなどがあり、これ
らの混合溶媒も使用できる。
本発明に触媒として用いる金属イオンは多原子
価金属イオンで例えば鉄、銅、コバルトのイオン
があげられる。これらは、金属塩、金属錯体の形
で用いるとよく、例えば硫酸第二鉄、硫酸第一
鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸銅、EDTA
鉄()錯体、EDTA銅錯体、シアノコバラミ
ン等がある。これらの金属イオンの使用量は、溶
液中で0.001M/から1M/、好ましくは
0.01M/から0.5M/である。0.001M/以
下では電流密度が低下し使用できない。
電極電位は、金属イオンが還元される電位で、
使用する金属イオンの酸化還元電位の近傍が好ま
しく、使用金属イオンによつて多少の差はあるが
一般には±0.5Vから−1.0Vを使用すればよい。
例えば、鉄()イオンを用いた場合は、+0.5V
から−0.5V(us.SCE)で電解を行う。
支持電解質としては、例えば、塩酸、硫酸、硝
酸、過塩素酸、およびこれらのアルカリ金属塩を
用いることができ、二種以上の混合物も可能であ
る。使用量は0.001M/から1M/であり、好
ましくは0.05M/から0.5M/である。支持
電解質を添加した溶液のPHは0から7であり、好
ましくは0から4である。
酸化剤としては、過酸化水素、酸素または過酸
化水素と酸素の混合物を用いることが可能である
が、酸素を単独で用いる場合は、酸素を電極上還
元し過酸化水素とするため、電流効率は低下す
る。過酸化水素の使用量はp−ニトロアニソール
の0.5から10倍モル量、好ましくは1から3倍モ
ル量を使用する。
p−ニトロアニソールは、水または有機溶媒中
で、均質分散もしくは溶解せしめて使用すればよ
い。
以下に実施例をあげて本発明を説明する。
実施例 1 p−ニトロアニソールをヒドロキシル化して、
5−ニトログアヤコールを得る操作を、つぎの特
性をもつ電解槽中で行つた。
電解槽は、隔膜としてアニオン交換膜(旭硝子
AMV)を有するガラス製H型セルを用いた。
陽極は黒鉛板であり、その表面積は約6cm2とし
た。
陰極は白金板であり、その表面積は1cm2とし
た。
参照電極として、飽和カロメル電極を用い、塩
橋を経由とし、陰極電位を測定した。
陽極室、陰極室、共に容量はほぼ100mlとした。
電源として、ポテンシオガルバノスタツト(北
斗電工HA−101)を用い、通電電気量をクーロ
ンメータ−(北斗電工HF−201)で測定した。
陰極液は磁気撹拌によつて撹拌した。
電解条件はつぎのとおりである。
陰極電位 −0.00V(us.SCE) 陰極液温度 30℃ 電流密度 約1A/dm2 電解槽の端子間における電位 約4.0V 陰極液は硫酸第二鉄0.01molおよび過塩素酸
0.1molを溶解したアセトニトリル水溶液(50vol
%)40mlにp−ニトロアニソール0.0025molを添
加した溶液とした。
電解中、過酸化水素を30クーロン通電ごとに
0.00047mol、総計でp−ニトロアニソールの1.5
倍モルに当る0.0038mol添加した。
電解は、反応が1電子反応と仮定した時の理論
電気量(0.0025F)通電するのに必要な時間行つ
た。
電解終了後、生成物を高速液体クロマトグラフ
イーによつて分析し、5−ニトログアヤコール
0.62mmol、p−ニトロフエノール0.035mmol、
p−メトキシフエノール0.064molが得られた。
5ニトログアヤコールのp−ニトロアニソールに
対する化学収率は25.59%であり、電流効率は
25.59%であつた。
実施例 2 電解装置および実験操作は実施例1に準じて行
つた。
電解条件はつぎのとおりである。
陰極電位 −0.00V(us.SCE) 陽極液温度 30℃ 電流密度 約1A/dm2 極間電位 約40V 電気量 241c 陰極液はEDTA Fe3+0.01molおよび過塩素酸
0.1molを溶解したアセトニトリル水溶液(50vol
%)40mlにp−ニトロアニソール0.0025molを添
加した溶液とした。
電解中、過酸化水素を30クーロン通電ごとに
0.00047mol、総計でp−ニトロアニソールの1.5
倍モルに当る0.0038mol添加した。
電解終了後、生成物を高速液体クロマトグラフ
イーにより分析し、5−ニトログアマコール0.61
mmol、p−ニトロフエノール0.084mmol、p−
メトキシフエノール0.056mmolが得られた。5
−ニトログアヤコールの化学収率は24.6%で電流
効率は24.6%であつた。
実施例 3 電解装置および実験操作は実施例1に準じて行
つた。
電解条件はつぎのとおりである。
陰極電位 −0.00V(us.SCE) 陰極液温度 30℃ 電流密度 約1A/dm2 極間電位 約4.0V 電気量 241c 陰極液は硫酸第二鉄0.0005mol、硫酸銅
0.005molおよび過塩素酸0.1molを溶解したアセ
トニトリル水溶液(50vol%)40mlにp−ニトロ
アニソール0.0025molを添加した溶液とした。
電解中、過酸化水素を30クーロン通電ごとに
0.00047mol、総計でp−ニトロアニソールの1.5
倍モルに当る0.0038mol添加した。
電解終了後、生成物を高速液体クロマトグラフ
イーににより分析し、5−ニトログアヤコール
0.46mmol、p−ニトロフエノール0.025mmol、
p−メトキシフエノール0.024mmolが得られた。
5−ニトログアヤコールの化学収率は18.61%で
電流効率は18.61%であつた。
実施例 4 電解装置および実験操作は実施例1に準じて行
つた。
電解条件はつぎのとおりである。
陰極電位 −0.00V(us.SCE) 陰極液温度 30℃ 電流密度 約1A/dm2 極間電位 約4.0V 陰極液はEDTA Fe3+0.01molおよび過塩素酸
0.05mol、過塩素酸ソーダ0.05molを溶解したア
セトニトリル水溶液(50vol%)40mlにp−ニト
ロアニソール0.0025molを添加した溶液とした。
電解中、過酸化水素を30クーロン通電ごとに
0.00047mol、総計でp−ニトロアニソルの1.5倍
モルに当る0.0038mol添加した。
電解終了後、生成物を高速液体クロマトグラフ
イーにより分析し、5−ニトログアヤコール
0.37mol、p−ニトロフエノール0.003mol、p−
メトキシフエノール0.002molが得られた。5−
ニトログアヤコールの化学収率は15.12%で電流
効率は15.12%であつた。
実施例 5 電解装置および実験操作は実施例1に準じて行
つた。
電解条件はつぎのとおりである。
陰極電位 −0.01V(us.SCE) 陰極液温度 30℃ 電流密度 約1A/dm2 極間電位 約4.0V 陰極液はEDTA Fe3+0.01molおよび硫酸
0.1molを溶解したアセトニトリル水溶液(50vol
%)40mlにp−ニトロアニソール0.0025molを添
加した溶液とした。
電解中、過酸化水素を30クーロン通電ごとに
0.00047mol、総計でp−ニトロアニソールの1.5
倍モルに当る0.0038mol添加した。
電解終了後、生成物を高速液体クロマトグラフ
イーにより分析し、5−ニトログアヤコール0.27
mmol、p−ニトロフエノール−mol、p−メト
キシフエノール0.04mmolが得られた、5−ニト
ログアヤコールの化学収率は10.72%で電流効率
は10.72%であつた。
実施例 6 電解装置および実験操作は実施例1に準じて行
つた。
電解条件はつぎのとおりである。
陰極電位 −0.00V(us.SCE) 陰極液温度 30℃ 電流密度 約1A/dm2 極間電位 約4.0V 陰極液はEDTA Fe3+0.01molおよび塩酸
0.1molを溶解したアセトニトリル水溶液(50vol
%)40mlにp−ニトロアニソール0.0025molを添
加した溶液とした。
電解中、過酸化水素を30クーロン通電ごとに
0.00047mol、総計でp−ニトロアニソールの1.5
倍モルにあたる0.0038mol添加した。
電解終了後、生成物を高速液体クロマトグラフ
イーにより分析し、5−ニトログアヤコール0.60
mmol、p−ニトロフエノール0.17mmol、p−
メトキシフエノール0.05mmol、が得られた。5
−ニトログアヤコールの化学収率は24.17%で電
流効率は24.17%であつた。
実施例 7 電解装置および実験操作は実施例1に準じて行
つた。
電解条件はつぎのとおりである。
陰極電位 −0.00V(us.SCE) 陰極液温度 30℃ 電流密度 約1A/dm2 極間電位 約4.0V 陰極液はEDTA Fe3+0.01molおよび硝酸
0.1molを溶解したアセトニトリル水溶液(50vol
%)40mlにp−ニトロアニソール0.0025molを添
加した溶液とした。
電解中、過酸化水素を30クーロン通電ごとに
0.00047mol、総計でp−ニトロアニソールの1.5
倍モルに当る0.0038mol添加した。
電解終了後、生成物を高速液体クロマトグラフ
イーにより分析し、5−ニトログアヤコール0.50
mmol、p−ニトロフエノール0.07mmol、p−
メトキシフエノール0.04mmolが得られた。5−
ニトログアヤコールの化学収率は20.1%で電流効
率は20.1%であつた。
実施例 8 電解槽は隔膜としてアニオン交換膜(旭硝子
AMV)を有するガラス製H型セルを用いた。
陽極は白金板でありその表面積は、4cm2とし
た。陰極はステンレス板であり、その表面積は4
cm2とした。
参照電極として、飽和カロメル電極を用い、塩
橋を経由し、陰極電位を測定した。
陽極室、陰極室共に容量はほぼ100mlとした。
電源として、ポテンシオガルバノスタツト(北
斗電工HA101)を用い、通電気量をクーロンメ
ーター(北斗電工 HF201)で測定した。
陰極液は、磁気撹拌した。
電解条件はつぎのとおりである。
陰極電位 −0.00V(us.SCE) 陰極液温度 55℃ 電流密度 約1A/dm2 電解槽の端子間における電位 約4.0V 陰極液は、硫酸第二鉄0.01molおよび過塩素酸
0.1molを溶解した水溶液70mlにp−ニトロアニ
ソール0.005molを添加した溶液とした。
電解中、過塩素酸を30クーロン通電ごとに
0.00047mol、総計でp−ニトロアニソールの0.75
倍モルに当る0.0038mol添加した。
電解は反応が1電子反応と仮定した時の理論電
気量の半量(0.0025F)通電するのに必要な時間
行つた。
電解終了後、生成物を高速液体クロマトグラフ
イーで分析し、5−ニトログアヤコール0.62m
mol、p−ニトロフエノール0.04mmol、p−メ
トキシフエノール0.04mmolが得られた。5−ニ
トログアヤコールの化学収率は12.36%で電流効
率は24.72%であつた。
実施例 9 電解装置および実験操作は実施例8に準じて行
つた。
電解条件はつぎのとおりである。
陰極電位 −0.00V(us.SCE) 陰極液温度 55℃ 電流密度 約2A/dm2 極間電位 約4.0V 電気量 241c 陰極液は硫酸第二鉄0.02molおよび過塩素酸
0.1molを溶解した水溶液70mlにp−ニトロアニ
ソール0.005molを添加した溶液とした。
電解中、過酸化水素を30クーロン通電ごとに
0.00047mol、総計でp−ニトロアニソールの0.75
倍モルに当る0.0038mol添加した。
電解終了後、生成物を高速液体クロマトグラフ
イーにより分析し、5−ニトログアヤコール0.79
mmol、p−ニトロフエノール0.03mol、p−メ
トキシフエノール0.04molが得られた。5−ニト
ログアヤコールの化学収率は15.71%で電流効率
は31.42%であつた。
実施例 10 電解装置および実験操作は実施例8に準じて行
つた。
電解条件はつぎのとおりである。
陰極電位 −0.00V(us.SCE) 陰極液温度 55℃ 電流密度 約2A/dm2 極間電位 約3V 陰極液は硫酸第二鉄0.01molおよび過塩素酸
0.5molを溶解した水溶液70mlにp−ニトロアニ
ソール0.005molを添加した溶液とした。
電解中、過酸化水素を30クーロン通電ごとに
0.00047mol、総計でp−ニトロアニソールの0.75
倍モルに当る0.0038mol添加した。
電解終了後、生成物を高速液体クロマトグラフ
イーにより分析し、5−ニトログアヤコール0.13
mmol、p−ニトロフエノール0.02mol、p−メ
トキシフエノール−molが得られた。5−ニトロ
グアヤコールの化学収率は5.21%で電流効率は
10.24%であつた。
実施例 11 電解装置および実験操作は実施例8に準じて行
つた。
電解条件はつぎのとおりである。
陰極電位 −0.00V(us.SCE) 陰極液温度 55℃ 電流密度 約2A/dm2 極間電位 約3V 陰極液は硫酸第二鉄0.1molおよび過塩素酸
0.1molを溶解した水溶液70mlにp−ニトロアニ
ソール0.005molを添加した溶液とした。
電解中、過酸化水素を30クーロン通電ごとに
0.00047mol、総計でp−ニトロアニソールの0.75
倍モルに当る0.0038mol添加た。
電解終了後、生成物を高速液体クロマトグラフ
イーにより分析し、5−ニトログアヤコール0.54
mmol、p−ニトロフエノール0.04mol、p−メ
トキシフエノール−molが得られた。5−ニトロ
グアヤコールの化学収率は10.81%で電流効率は
21.62%であつた。
実施例 12 電解装置および実験操作は実施例8に準じて行
つた。
電解条件はつぎのとおりである。
陰極電位 −0.50V(us.SCE) 陰極液温度 55℃ 電流密度 1A/dm2 極間電位 4V 陰極液は硫酸第二鉄0.02molおよび過塩素酸
0.1molを溶解した水溶液70mlにp−ニトロアニ
ソール0.005molを添加した溶液とした。
電解は酸素注入下で行い、483クーロン通電後、
生成物を高速流体クロマトグラフイーで分析し5
−ニトログアヤコール0.25mmolが得られた。5
−ニトログアヤコールの化学収率は5.0%で電流
効率は5%であつた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 p−ニトロアニソールを水または有機溶媒ま
    たはこれらの混合溶媒中に分散または溶解し、金
    属イオンと支持電解質の存在下に、過酸化水素ま
    たは酸素を用い電解ヒドロキシル化することを特
    徴とする5−ニトログアヤコールの製造方法。
JP58084789A 1983-05-13 1983-05-13 5−ニトログアヤコ−ルの製造法 Granted JPS59211584A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58084789A JPS59211584A (ja) 1983-05-13 1983-05-13 5−ニトログアヤコ−ルの製造法

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JPS59211584A JPS59211584A (ja) 1984-11-30
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