JPH09512285A

JPH09512285A - フェノールエーテルのカルボキシル化方法

Info

Publication number: JPH09512285A
Application number: JP8525442A
Authority: JP
Inventors: メテイビエ，パスカル; ド・サント，エマニユエル
Original assignee: ローヌ−プーラン・シミ
Priority date: 1995-02-20
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1997-12-09
Also published as: CN1146761A; WO1996026176A1; FR2730731B1; FR2730731A1; AU4834696A; EP0756588A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、フェノールエーテル、より特定的にはグアヤコール及びグアトールのカルボキシル化方法に関する。塩の形態のフェノールエーテルを二酸化炭素と反応させる段階から成る本発明のカルボキシル化方法は、塩基性の極性非プロトン性有機溶媒中で１５０℃以下の温度で反応させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】フェノールエーテルのカルボキシル化方法本発明は、フェノールエーテルのカルボキシル化方法に関する。より好ましくは本発明は、グアヤコール（即ち２−メトキシフェノール）及びグアトール（即ち２−エトキシフェノール）のカルボキシル化方法に関する。工業的用途を有するフェノールまたはフェノールエーテルのカルボキシル化方法においては二酸化炭素が使用されている。カルボキシル化は、コルベーシュミット反応またはＭａｒａｓｓｅ反応に従って行われる。前者の場合には、塩の形態、一般にはナトリウム塩またはカリウム塩の形態のフェノールまたはフェノールエーテルを圧力下で二酸化炭素と反応させる。この種の反応の代表例は欧州特許出願公開第３２７，２２１号に記載されており、該明細書は、ＣＯ₂圧力下、２５０℃でグアヤコール酸ナトリウムをカルボキシル化する方法を記載している。２−ヒドロキシ−３−メトキシ安息香酸を生成させたい場合、即ちヒドロキシル基に対してオルト位でカルボキシル化を生じさせたい場合にはこの方法は好適である。また、Ｍａｒａｓｓｅ条件下で反応を惹起することも提案されている。即ち、Ｏ．Ｂａｉｎｅらは〔Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９，ｐｐ．５１０（１９５４）〕、過剰量の炭酸カリウムの存在下、２００℃でグアヤコールをＣＯ₂でカルボキシル化することによって２−ヒドロキシ−３−メトキシ安息香酸を生成させる方法を記載している。しかしながら、収率が４７％しかなく、満足すべき値であるとは言い難い。本発明の目的は、上記のような欠点を解消し得るフェノールエーテルのパラ位カルボキシル化方法を提供することである。塩基性の極性非プロトン性有機溶媒中、１５０℃以下の温度で塩の形態のフェノールエーテルを二酸化炭素と反応させることから成るフェノールエーテルのカルボキシル化方法が知見された。この方法が本発明の主題を構成する。「フェノールエーテル」なる表現は、芳香核がヒドロキシル基を含み、ＯＨ基に対してパラ位に水素原子が存在し、芳香核に直結した水素原子がエーテル基によって置換されている芳香族化合物を意味する。本発明の以下の記載中、「芳香族」なる用語は、文献、特にＪｅｒｒｙＭａｒｃｈ，ＡｄｖａｎｃｅｄＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４版、ＪｏｈｎＷｉｌｅｙａｎｄＳｏｎｓ，１９９２，ｐｐ．４０頁以降に定義されているような従来の芳香族性の概念を意味する。より詳細には、本発明の主題は、一般式（Ｉ）：〔式中、Ａは、単環または多環の芳香族炭素環系の全部または一部を形成する環の残基を示しており、系が少なくとも１つのＯＲ′基を含んでおり、環残基は１つまたは複数の置換基を有していてもよく、Ｒは水素原子を示すか、１つまたは同じもしくは異なる複数の置換基を示し、Ｒ′は、１〜２４個の炭素原子を含む炭化水素基であって、直鎖状または分枝状の飽和または不飽和の非環状脂肪族基を示すか、飽和または不飽和の脂環基または単環もしくは多環の芳香族基を示すか、環状置換基を含む直鎖状または分枝状の飽和または不飽和の脂肪族基を示し、ｎは３以下の整数を示す〕で示されるフェノールエーテルのカルボキシル化方法である。本文中では、Ｒ′−Ｏ−型のエーテル〔式中、Ｒ′は前記と同義〕を単に「エーテル基」と呼ぶ。従って、Ｒ′は、飽和または不飽和の非環状脂肪族基または脂環基または芳香族基、及び、環状置換基を含む飽和または不飽和の脂肪族基のいずれをも包含する。本発明方法で使用されるフェノールエーテルは一般式（Ｉ）〔式中、Ｒ′は、直鎖状または分枝状の飽和または不飽和の非環状脂肪族基を示す〕で示される。Ｒ′はより好ましくは、１〜１２個、好ましくは１〜６個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状アルキル基を示し、炭化水素鎖は任意に、ヘテロ原子（例えば酸素）、官能基（例えば−ＣＯ−）によって遮断されていてもよく及び／または置換基（例えばハロゲン）を有していてもよい。直鎖状または分枝状の飽和または不飽和の非環状脂肪族基は任意に環状置換基を有し得る。環なる用語は、好ましくは、飽和、不飽和または芳香族炭素環、好ましくは脂環式または芳香族の炭素環、特に環に６個の炭素原子を含む脂環式炭素環またはベンゼン環を意味する。非環状脂肪族基は、原子価結合、ヘテロ原子または官能基によって環に結合していてもよく、それらの例は後述する。環は任意に置換されていてもよく、環状置換基の例としては特に、式（Ｉａ）に関して詳細に定義するＲのような置換基がある。Ｒ′はまた、飽和環であるかまたは環に１個もしくは２個の不飽和を含み、一般に３〜８個、好ましくは６個の炭素原子を環に有している炭素環基を示し得る。この環はＲのような置換基で置換されていてもよい。また、Ｒ′は好ましくは、一般には少なくとも４個、好ましくは６個の炭素原子を環に含む単環の芳香族炭素環基を示し得る。この環はＲのような置換基で置換されていてもよい。本発明方法は、式中のＲ′が１〜４個の炭素原子を含む直鎖状または分枝状のアルキル基またはフェニル基を示すような式（Ｉ）のフェノールエーテルに特に好適である。本発明によれば基Ｒ′の好適例としてメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチルまたはフェニルなどの基が挙げられる。フェノールエーテルの一般式（Ｉ）中の、残基Ａは、少なくとも４個、好ましくは６個の炭素原子を有する単環の芳香族炭素環化合物残基を示すか、または、少なくとも２個の芳香族炭素環から成り相互間にオルト縮合系またはオルトペリ縮合系を形成している多環炭素環化合物残基を示すか、または、少なくとも一方が芳香族である少なくとも２個の炭素環から成り相互間にオルト縮合系またはオルトペリ縮合系を形成している多環炭素環化合物残基を示し得る。残基Ａは芳香核に１つまたは複数の置換基を含み得る。置換基Ｒの例を以下に示すが、置換基Ｒはこれらの例に限定されない。所望の生成物の障害にならない限りいかなる置換基が環に存在してもよい。残基Ａは特に複数のアルコキシ基を有し得るので、ポリアルコキシ化化合物を本発明方法によってカルボキシル化することが可能である。本発明方法は、式（Ｉａ）：〔式中、ｎは３以下、好ましくは０または１の数を示し、基Ｒ′は、１〜６個、好ましくは１〜４個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチルまたはフェニルなどの基を示し、１つまたは複数の基Ｒは、水素原子を示すか、または１〜６個、好ましくは１〜４個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチルまたはｔｅｒｔ−ブチルなどの基、１〜６個、好ましくは１〜４個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルコキシ基、例えばメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ −ブトキシまたはｔｅｒｔ−ブトキシなどの基、ハロゲン原子、好ましくはフッ素、塩素または臭素などの原子、トリフルオロメチル基のような原子または基のいずれかを示し、基Ｒ′及びＲとベンゼン環の連続する２個の原子とが一緒に、任意にヘテロ原子を含む５〜７個の原子を有する環を形成してもよい〕で示されるフェノールエーテルに特に好適である。ｎが１以上のとき、基Ｒ′及びＲとベンゼン環の連続する２つの原子とは、２〜４個の炭素原子を有するアルキレン、アルケニレンまたはアルケニリデン基によって互いに結合されて５〜７個の炭素原子を有する飽和、不飽和または芳香族複素環を形成してもよい。１つまたは複数の炭素原子が別のヘテロ原子、好ましくは酸素によって置換されてもよい。従って、基Ｒ′及びＲはメチレンジオキシ基またはエチレンジオキシ基を示し得る。本発明方法は、式中のｎが１であり、基Ｒ及びＲ′が双方とも同じかまたは異なるアルコキシ基を示している式（Ｉａ）のフェノールエーテルに特に好適である。式中のｎが０であり基Ｒ′がアルコキシ基を示す式（Ｉａ）のフェノールエーテルには更に好適である。式（Ｉ）で示される化合物の代表例としては特に、 −グアヤコール、３−メトキシフェノール、グアトール、３−エトキシフェノール、２−イソプロポキシフェノール、３−イソプロポキシフェノール、２−メトキシ−５−メチルフェノール、２−メトキシ−６−メチルフェノール、２−メトキシ−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、３−クロロ−５−メトキシフェノール、２，３−ジメトキシ−５−メチルフェノール、２−エトキシ−５−（１−プロペニル）フェノール及び２−メトキシ−１−ナフトールなどのモノエーテル類、 −２，３−ジメトキシフェノール、２，６−ジメトキシフェノール及び３，５ −ジメトキシフェノールなどのジエーテル類、がある。本発明方法が特に有利に使用できる化合物はグアヤコール及フェノールエーテルは塩の形態で本発明方法に使用される。周期律表の（Ｉａ）族の金属元素の塩またはアンモニウム塩が好ましい。元素の定義に関しては、ＢｕｌｌｅｔｉｎｄｅｌａＳｏｃｉｅｔｅＣｈｉｍｉｑｕｅｄｅＦｒａｎｃｅ，Ｎｏ．１（１９６６）に所収の元素の周期律表を参照するとよい。実用上及び経済上の見地からナトリウム塩またはカリウム塩を使用する。本発明方法では、極性及び塩基性である特性を示す極性非プロトン性有機溶媒を使用する。このような溶媒の存在は反応の構造選択性を改善し得る。有機溶媒の選択はいくつかの必須要件に支配される。有機溶媒の第一の特徴は、非プロトン性であり反応混合物中で安定でなければならないことである。非プロトン性溶媒とは、ルイス説で遊離すべきプロトンを有していない溶媒を意味する。反応混合物中で安定でない溶媒または反応条件下で反応し易い溶媒は本発明から除外される。本発明においては極性有機溶媒を使用する。本発明によれば、１５以上の誘電定数を有する有機溶媒を選択する。上限値に関しては厳密な意味での制約は全く存在しない。高い誘電定数、好ましくは２５〜７５の範囲の誘電定数を有する有機溶媒を使用するのが好ましい。有機溶媒が上記誘電定数条件に適合するか否かを判断するためには、特に、文献ＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，II−Ｏｒｇａｎｉｃｓｏｌｖｅｎｔｓ−ｐ．５３６以降、第３版（１９７０）に所収の表を参照するとよい。溶媒の選択を支配する別の条件は、溶媒が塩基性であるといういくつかの特性に適合していなければならないことである。実際、溶媒は塩基性でなければならない。溶媒がこの要件を満たしているか否かを判断するために、溶媒の「ドナー数」を参照することによって溶媒の塩基性を評価する。２０を上回る、好ましくは２５以上のドナー数を有する極性有機溶媒を選択する。上限値に関しては厳密な意味での制約は全く存在しない。２５〜７５、好ましくは２５〜５０のドナー数を有する有機溶媒が好ましく選択される。使用される有機溶媒の塩基性に関する要件に関しては、略号ＤＮで表されるドナー数が溶媒の求核性の指標となること、従って溶媒の二重線供与能力を示すことを想い出すとよい。ＣｈｒｉｓｔｉａｎＲｅｉｎｈａｒｄｔ，〔ＳｏｌｖｅｎｔｓａｎｄＳｏｌｖｅｎｔＥｆｆｅｃｔｓｉｎＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ−ＶＣＨｐ．１９（１９８８）〕の著作に「ドナー数」が定義されており、その定義によれば、ドナー数は、ジクロロエタンの希釈溶液中の溶媒と五塩化アンチモンとの相互作用のエンタルピー（キロカロリー／モル）の負数（−ΔＨ）である。本発明方法に使用できる上記の塩基性特性に適合する極性非プロトン性有機溶媒の例としては特に、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジエチルホルムアミドのような直鎖状もしくは環状のカルボキサミド類、または１−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ヘキサメチルホスホトリアミド（ＨＭＴ）、テトラメチルウレアがある。また、混合溶媒を使用してもよい。上記溶媒のうちでも、直鎖状または環状のカルボキサミド類が好ましく使用される。有機溶媒の使用量は、選択された有機溶媒の種類に従って決定される。有機溶媒中の基質の濃度が好ましくは１〜５０重量％、より好ましくは１０〜４０重量％となるように有機溶媒の使用量を決定する。本発明方法によれば、塩の形態のフェノールエーテルと二酸化炭素とを上記に定義したような有機溶媒中で反応させる。フェノールエーテルを直前に調製した塩の形態で使用してもよく、フェノールエーテルと塩基とを反応させることによってｉｎｓｉｔｕで塩を調製してもよい。従って、本発明方法で使用する塩基は無機塩基でも有機塩基でもよい。好ましくは、強塩基、即ち、１２を上回るｐＫ_bを有する塩基を選択する。ｐＫ_bは、水性媒体中、２５℃で測定した塩基の解離定数の余対数と定義される。アルカリ金属塩のような無機塩基、特に水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物が本発明方法に特に好適に使用される。また、第四級水酸化アンモニウムを使用することも可能である。好ましく使用される水酸化第四級アンモニウムの例としては、同じまたは異なる複数のアルキル基が１〜１２個、好ましくは１〜６個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルキル鎖を示すような水酸化テトラアルキルアンモニウムまたは水酸化トリアルキルベンジルアンモニウムがある。水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウムまたは水酸化テトラブチルアンモニウムを選択するのが特に好ましい。本発明によればまた、水酸化トリアルキルベンジルアンモニウム、特に水酸化トリメチルベンジルアンモニウムを使用してもよい。経済上の理由からは、すべての塩基のうちでも水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを選択するのが好ましい。塩基性出発溶液の濃度は厳密に限定されない。使用されるアルカリ金属水酸化物の溶液は一般に１０〜５０重量％の濃度を有している。反応混合物に導入される塩基の量は、フェノールエーテルのヒドロキシル官能基の塩を形成するために必要な量に基づく。化合物がヒドロキシル基以外にも塩を形成し得る官能基を有する場合、全部の塩形成性官能基を塩に転化するために必要な量の塩基を導入する。フェノールエーテルに対する量で表される塩基の量は一般に化学量論的量の９０〜１２０％の範囲である。好ましくは２５℃〜１００℃の範囲の温度でフェノールエーテルを塩基と反応させることによってフェノールエーテルの塩を形成する。二酸化炭素の導入に先立って、塩形成反応中に形成された水を、大気圧下もしくは１ｍｍＨｇ〜大気圧の範囲の減圧下で蒸留させることによって除去するかまたは乾燥することによって除去する。混合物中の水が完全に除去されてから二酸化炭素を導入する。二酸化炭素とフェノールエーテルとのモル比によって表される二酸化炭素の使用量は、１〜１００の範囲、より好ましくは１〜２の範囲である。本発明方法は、１５０℃以下、好ましくは１４０℃以下、より好ましくは１２０℃以下の温度で行うのが有利である。反応の選択性をいっそう向上させるためには９０℃〜１１０℃の反応温度を選択する。一般には大気圧下で、撹拌状態に維持された反応混合物に二酸化炭素を吹込むことによって反応させる。また、大気圧〜約１００バールの範囲の二酸化炭素の圧力下で反応させることも可能である。１〜２０バールの圧力が好ましい。本発明の好ましい実施態様は、溶媒とフェノールエーテルと塩基とを導入し、蒸留によって水を除去し、二酸化炭素を導入する段階から成る。最終段階で、パラ−カルボキシル化フェノールエーテルを公知の方法で反応混合物から回収する。反応終了後、例えば塩酸、硫酸または硝酸などの無機酸の水溶液を添加することによってｐＨを５．０〜８．０に調整する。塩酸及び硫酸が好ましい。酸の濃度は厳密に限定されない。酸の濃度は市販製品の濃度に対応するのが好ましく、例えば、塩酸の場合には３７重量％、硫酸の場合には９２または９６重量％である。未反応のフェノールエーテルは相分離させる。有機相と水相とを分けることによって除去する。残留水溶液に上記のような酸性水溶液を添加することによってｐＨ３以下、好ましくはｐＨ１〜２まで酸性化し、置換４− ヒドロキシ安息香酸を沈殿させる。固液分離を行う従来技術、好ましくは濾過によって、得られた酸を反応混合物から回収する。本発明方法によれば、芳香核に少なくとも１つのエーテル基を有する４−ヒドロキシ安息香酸が容易に得られる。この生成物は、カルボキシル官能基をアルデヒド官能基に還元することによって対応する４−ヒドロキシベンズアルデヒドを製造するための中間体として使用できる。本発明によって得られた４−ヒドロキシ安息香酸を対応するアルデヒドに還元するためには、特に欧州特許出願公開第０，５３９，２７４号に記載の方法を使用し得る。この方法では、ルテニウム／スズ型の二金属触媒の存在下、蒸気相中で水素によって還元させる。従って、本発明によれば、夫々ｐ−バニリン酸及び４−ヒドロキシ−３−エトキシ安息香酸を上記方法で還元させることによってバニリン及びエチルバニリンを製造することが可能である。本発明の応用としては、本発明方法によって得られた少なくとも１つのエーテル基を芳香核に有する４−ヒドロキシ安息香酸から、１〜８個、好ましくは１〜４個の炭素原子を有するアルキルエステルを、当業者に公知の任意の方法で製造し得る。エステルの製造方法としてはいくつかの方法が存在し得る。第一の方法として、酸を適当なアルコールと反応させる方法がある。また、有機溶媒の存在下でエステル化を行うことも可能である。有機溶媒は、水と共沸混合物を形成し、水との共沸混合物の沸点が導入されるアルコールの沸点よりも低い値になるものを選択する。溶媒の例としては特にトルエン、クメンまたはプソイドクメンなどが挙げられる。１〜５個の炭素原子を有するアルコールの場合には、有機溶媒の非存在下での直接エステル化を選択するのが好ましい。５個を上回る炭素原子を有する重アルコールの場合には、有機溶媒の存在下で反応させるのが好ましい。種々の反応は慣用の酸型触媒の存在下で慣用の方法で行われる。特に、硫酸、塩酸、ｐ−トルエンスルホン酸、チタン酸アルキル、好ましくはチタン酸イソプロピルまたはｎ−ブチル、酸化アンチモンを使用し得る。このようにして、芳香核に少なくとも１つのエーテル基を含む４−ヒドロキシ安息香酸のエステル、特に好ましくはｐ−バニリン酸及び４− ヒドロキシ−３−エトキシ安息香酸のメチルエステルが容易に得られる。以下の実施例は本発明を非限定的に例示する。実施例中の、収率は以下の定義に対応する。収率：ＲＹ＝（形成された４−ヒドロキシ−３−安息香酸のモル数）／（導入されたグアヤコール酸ナトリウムのモル数）％実施例種々の実施例で繰返し用いられた処理手順を以下に示す。１−グアヤコール酸カリウムの合成中央撹拌器とＶｉｇｒｅｕｘカラムと１００ｍｌの滴下漏斗とを備えた１，０００ｍｌ容の三つ口フラスコに６２．０５ｇ（０．５モル）のグアヤコールと５０ｍｌのトルエンとを充填する。２８．６重量％の濃度の９７．８ｇの水酸化カリウム水溶液を室温で３０分間を要して導入する。混合物中に懸濁する白色沈殿物が形成される。混合物を還流下に加熱する。混合物が均一になり緑色を帯びた混合物が得られる。水／トルエン共沸混合物を蒸留させる。導入及び形成された水の９１％が留去すると、混合物がペースト状になり撹拌し難くなる。混合物を窒素流下に冷却する。Ｎｏ．４焼結ガラスフィルターで濾過する。Ａｌｄｒｉｃｈから市販の無水トルエンを５０ｍｌずつ２回用いて沈殿物を洗浄する。１〜２ｍｍＨｇの圧力下、１００℃のオーブンで一定重量になるまで固形分を乾燥する。乳鉢で磨砕する。７５．６１ｇの褐色微粉の形態の沈殿物が得られる。収率は１００％である。無水リン酸Ｐ₂Ｏ₅を入れたデシケーターに生成物を保存する。２−グアヤコール酸ナトリウムの合成中央撹拌器とＶｉｇｒｅｕｘカラムと１００ｍｌの滴下漏斗とを備えた１，０００ｍｌ容の三つ口フラスコに６２．０９ｇ（０．５モル）のグアヤコールと５０ｍｌのトルエンとを充填する。濃度３０．８重量％の６５．２ｇの水酸化ナトリウム水溶液を室温で２５分間を要して導入する。混合物中に懸濁する白色沈殿物が形成される。混合物を還流下に加熱する。水／トルエンの１３．５／８６．５％の共沸混合物を８４℃で蒸留させる。導入及び形成された水の９１％が留去すると、混合物がペースト状になり、撹拌し難くなる。混合物を窒素流下に冷却する。Ｎｏ．４焼結ガラスフィルターで濾過する。Ａｌｄｒｉｃｈから市販の無水トルエンを５０ｍｌずつ２回用いて沈殿物を洗浄する。１〜２ｍｍＨｇの圧力下、１００℃のオーブンで一定重量になるまで固形分を乾燥する。乳鉢で磨砕する。６８．１８ｇの白色針状微粉の形態の沈殿物が得られる。収率は９３．３％である。無水リン酸Ｐ₂Ｏ₅を入れたデシケーターに生成物を保存する。３−ＣＯ₂圧力下でのグアヤコール酸ナトリウムのカルボキシル化羽根形タービンを備えたハステロイＢ２から成る５０ｍｌ容のＢｕｒｔｏｎＣｏｒｂｅｌｉｎ反応器に２．７９ｇ（１９．１ミリモル）の無水グアヤコール酸ナトリウムと２０ｍｌのＡｌｄｒｉｃｈから市販の無水１−メチル−２−ピロリジノンとを充填する。反応器をＣＯ₂流でパージする。少量の発熱が生じる。ＣＯ₂圧力を２０バールに維持しながら反応器を１００℃で７時間加熱する。反応器を室温に冷却後、２０ｍｌの水を添加する。５Ｎ塩酸溶液をｐＨ約２．０になるまで導入する。沈殿が生じる。アセトニトリルを添加して反応混合物を均一にする。高速液体クロマトグラフィーを用いて定量する。高速液体クロマトグラフィーのカラムはＭｅｒｃｋ社製のＬｉｃｈｒｏＣａｒｔＲＰ１８−５μｍ−２５０／４ｍｍ、溶出剤は８００ｍｌのＨ₂Ｏ／２００ｍｌのＣＨ₃ＣＮ／３．５ｍｌのＨ₃ＰＯ４、流速は１ｍｌ／分、ＵＶ検出は２４０μｍ、温度は室温である。４−大気圧下でのＣＯ₂流によるグアヤコール酸カリウムのカルボキシル化ガラスタービンとＣＯ₂導入用浸漬管と直立コンデンサーとを備えた１００ｍｌ容の三つ口フラスコに５．３０１１ｇ（３２．７ミリモル）の無水グアヤコール酸カリウムと３０ｍｌのＡｌｄｒｉｃｈから市販の無水１−メチル−２−ピロリジノンとを充填する。混合物を流速約３．０リットル／時のＣＯ₂流下、１００℃で７時間加熱する。混合物を氷水浴で急激に室温に冷却する。２０ｍｌの水を添加する。５Ｎ塩酸溶液をｐＨ約２．０になるまで導入する。沈殿が生じる。アセトニトリルを添加して反応混合物を均一にする。高速液体クロマトグラフィーを用いて定量する。高速液体クロマトグラフィーのカラムはＭｅｒｃｋ社製のＬｉｃｈｒｏＣａｒｔＲＰ１８−５μｍ−２５０／４ｍｍ、溶出剤は８００ｍｌのＨ₂Ｏ／２００ｍｌのＣＨ₃ＣＮ／３．５ｍｌのＨ₃ＰＯ４、流速は１ｍｌ／分、ＵＶ検出は２４０μｍ、温度は室温である。実施例１〜６比較試験ａ上述の処理手順を使用し、１−メチル−２−ピロリジノンを極性塩基性溶媒として用い、反応温度、圧力及び出発グアヤコール酸塩の種類を変更して一連の試験を実施する。処理条件及び得られた結果を表Ｉに示す。反応温度が過度に高温のとき反応の選択性が低下することが観察される。実施例７及び８比較試験ｂ〜ｄ以下の２つの実施例、即ち実施例７及び８では、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（実施例７）及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（実施例８）を塩基性の極性非プロトン性溶媒として用いてグアヤコールのカルボキシル化反応を行う。比較のために、本発明に好適でない種々の溶媒中でグアヤコールのカルボキシル化を行う。使用した溶媒は、 −ブタノールのようなプロトン性溶媒（試験ｃ）、 −トルエンのような弱極性弱塩基性非プロトン性溶媒（試験ｃ）、 −ピリジンのような塩基性の弱極性非プロトン性溶媒（試験ｄ）である。処理条件及び得られた結果を表IIに示す。得られた結果を比較すると、パラ位カルボキシル化反応の選択性が本発明の条件では極めて優れているが比較試験では極めて劣っていることが理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．塩の形態のフェノールエーテルを二酸化炭素と反応させる段階から成り、塩基性の極性非プロトン性有機溶媒中、１５０℃以下の温度で反応させることを特徴とするフェノールエーテルのカルボキシル化方法。２．フェノールエーテルが、一般式（Ｉ）：〔式中、Ａは、単環または多環の芳香族炭素環系の全部または一部を形成する環の残基を示しており、前記系が少なくとも１つのＯＲ′基を含んでおり、前記環残基は１つまたは複数の置換基を有していてもよく、Ｒは水素原子を示すかまたは１つまたは同じもしくは異なる複数の置換基を示し、Ｒ′は、１〜２４個の炭素原子を含む炭化水素基であって、直鎖状または分枝状の飽和または不飽和の非環状脂肪族基を示すか、飽和または不飽和の脂環基または単環もしくは多環の芳香族基を示すか、環状置換基を含む直鎖状または分枝状の飽和または不飽和の脂肪族基を示し、ｎは３以下の数を示す〕で示されることを特徴とする請求項１に記載の方法。３．フェノールエーテルが、一般式（Ｉ）を有しており、式中の、Ｒ′が、直鎖状または分枝状の飽和または不飽和の非環状脂肪族基、好ましくは、１〜１２個、好ましくは１〜６個の炭素原子を含む直鎖状または分枝状アルキル基を示しており、炭化水素鎖は任意に、ヘテロ原子もしくは官能基によって遮断されるか及び／または置換基を含んでいてもよく、置換もしくは未置換の環状置換基を有し得る直鎖状または分枝状の飽和または不飽和の非環状脂肪族基を示しており、前記非環状基は、原子価結合、ヘテロ原子または官能基によって環に結合されていてもよく、一般に３〜８個、好ましくは６個の炭素原子を環に含む飽和炭素環基を示すかまたは１個もしくは２個の不飽和を環に含む炭素環基を示しており、前記環は置換されていてもよく、一般に少なくとも４個、好ましくは６個の炭素原子を環に含む好ましくは単環の芳香族炭素環基を示しており、前記環が置換されていてもよいことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。４．フェノールエーテルが、一般式（Ｉ）を有しており、式中のＲ′が、１〜４個の炭素原子を含む直鎖状または分枝状のアルキル基好ましくはメチル基またはフェニル基を示すことを特徴とする請求項１に記載の方法。５．フェノールエーテルが、一般式（Ｉ）を有しており、式中の残基Ａは、少なくとも４個、好ましくは６個の炭素原子を有する単環の芳香族炭素環化合物の残基を示すか、または、多環炭素環化合物の残基を示しており、残基Ａが芳香核に１つまたは複数の置換基を含んでいてもよいことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。６．フェノールエーテルが、式（Ｉａ）：〔式中、ｎは３以下、好ましくは０または１の数を示し、基Ｒ′は、１〜６個、好ましくは１〜４個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチルまたはフェニルなどの基を示し、１つまたは複数の基Ｒは、水素原子を示すか、または１〜６個、好ましくは１〜４個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチルまたはｔｅｒｔ−ブチルなどの基、１〜６個、好ましくは１〜４個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルコキシ基、例えばメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシまたはｔｅｒｔ−ブトキシなどの基、ハロゲン原子、好ましくはフッ素、塩素または臭素などの原子、トリフルオロメチル基のような原子または基のいずれかを示し、基Ｒ′及びＲとベンゼン環の連続する２個の原子とが一緒に、任意にヘテロ原子を含む５〜７個の炭素原子を有する環を形成し得る〕で示されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。７．フェノールエーテルが、式（Ｉａ）を有しており、式中の、ｎが１以上の数であり、基Ｒ′及びＲとベンゼン環の連続する２つの原子とが、２〜４個の炭素原子を有するアルキレン、アルケニレンまたはアルケニリデン基によって互いに結合されて５〜７個の炭素原子を有する飽和、不飽和または芳香族複素環を形成しており、前記環の１つまたは複数の炭素原子がヘテロ原子、好ましくは酸素によって置換されていてもよく、基Ｒ′及びＲはメチレンジオキシまたはエチレンジオキシ基を形成していることを特徴とする請求項６に記載の方法。８．フェノールエーテルが、式（Ｉａ）を有しており、式中のｎが０であり、基Ｒ′がアルコキシ基を示すことを特徴とする請求項１または７に記載の方法。９．フェノールエーテルが、グアヤコールまたはグアトールであることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。１０．極性有機溶媒が、１５以上の誘電定数、好ましくは２５〜７５の範囲の誘電定数を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。１１．極性有機溶媒が、２０を上回るドナー数、好ましくは２５以上、特に好ましくは、２５〜７５、更に好ましくは２５〜５０のドナー数を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。１２．極性有機溶媒が、直鎖状または環状のカルボキサミド類、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ヘキサメチルホスホトリアミド（ＨＭＰＴ）及びテトラメチルウレアから選択されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。１３．極性有機溶媒が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、Ｎ，Ｎ− ジエチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジエチルホルムアミド及び１−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）から選択されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。１４．溶媒の量が、有機溶媒中の基質の濃度が好ましくは１〜５０重量％、より好ましくは１０〜４０重量％となるように決定されることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。１５．フェノールエーテルが塩の形態、好ましくは周期律表の（１ａ）族の金属元素の塩、特にナトリウム塩もしくはカリウム塩またはアンモニウム塩の形態であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。１６．フェノールエーテルを塩基、好ましくは水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウムまたは第四級水酸化アンモニウムと反応させ、塩形成反応中に形成された水を除去することによってフェノールエーテル塩を得る特徴とする請求項１５に記載の方法。１７．フェノールエーテルに対する量で表される塩基の量は、化学量論的量の９０％〜１２０％の範囲であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。１８．塩形成反応の温度が２５℃〜１００℃の範囲であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の方法。１９．フェノールエーテルに対するモル比で表される二酸化炭素の使用量が、１〜１００の範囲、より好ましくは１〜２の範囲であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。２０．カルボキシル化を生じさせる温度が、１２０℃以下、好ましくは９０℃〜１１０℃であることを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。２１．二酸化炭素圧力を大気圧〜約１００バールの範囲、好ましくは１〜２０バールの範囲に維持することを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法。２２．溶媒とフェノールエーテルと塩基とを導入し、蒸留によって水を除去し、二酸化炭素を導入することを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法。２３．パラ−カルボキシル化フェノールエーテルを反応混合物から回収することを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の方法。２４．請求項１から２３のいずれか一項に記載の方法で製造され少なくとも１つのエーテル基を芳香核に含む４−ヒドロキシ安息香酸を中間体として使用して対応する４−ヒドロキシベンズアルデヒドを製造することを特徴とする使用方法。２５．請求項１から２３のいずれか一項に記載の方法で得られたｐ−バニリン酸及び４−ヒドロキシ−３−エトキシ安息香酸を中間体として使用してバニリン及びエチルバニリンを製造することを特徴とする使用方法。２６．ルテニウム／スズ型の二金属触媒の存在下、蒸気相の水素によってカルボキシル官能基からアルデヒド官能基への還元を生じさせることを特徴とする請求項２４または２５に記載の方法。２７．請求項１から２３のいずれか一項に記載の方法で製造され少なくとも１つのエーテル基を芳香核に含む４−ヒドロキシ安息香酸を中間体として使用して好ましくは１〜４個の炭素原子を有する前記酸のアルキルエステルを製造することを特徴とする使用方法。２８．請求項１から２３のいずれか一項に記載の方法で得られたｐ−バニリン酸及び４−ヒドロキシ−３−エトキシ安息香酸を中間体として使用して好ましくはｐ−バニリン酸及び４−ヒドロキシ−３−エトキシ安息香酸のメチルエステルを製造することを特徴とする使用方法。