JPH0987226A - 芳香族アルデヒド類の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高純度のトルアルデヒド及び芳香族ジアルデ
ヒドを対応するメチルベンジルハライドやビス−（ハロ
ゲノメチル）ベンゼンから従来法より高収率で製造でき
る方法を提供する。 【構成】 化１又は化４で表されるメチルベンジルハラ
イド又はビス−（ハロゲノメチル）ベンゼン（式中、Ｘ
及びＺは塩素又は臭素、Ｙは水素、塩素又は臭素）を金
属無機塩基及び水を用いてメチルベンジルアルコール又
はビス−（ヒドロキシメチル）ベンゼンを合成し、単離
することなく化２で表されるニトロキシルラジカル誘導
体（式中、Ｒは水素、アシロキシ基又はアルコキシ基）
の存在下、次亜ハロゲン酸を用いて酸化して化３又は化
５で表されるトルアルデヒドや芳香族ジアルデヒド類を
合成する。 【化１】 【化２】 【化３】 【化４】 【化５】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、農薬、医薬等の中間体
として有用なトルアルデヒドや芳香族ジアルデヒドを対
応するメチルベンジルハライドやビス−（ハロゲノメチ
ル）ベンゼンから製造する方法に関し、特に中間体であ
る対応するメチルベンジルアルコールやビス−（ヒドロ
キシメチル）ベンゼンを単離することなく目的とする芳
香族アルデヒドを高純度で得る方法に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】化３で示されるトルアルデヒ
ド類は、農薬や医薬をはじめとする各種化合物の中間体
として広く使用されている。

【０００３】従来は、化１のメチルベンジルハライド
をナトリウムエチラートの存在下でニトロシクロヘキサ
ンと反応させる方法（DE:825547)、化１のメチルベン
ジルハライドを炭酸水素ナトリウムの存在下でＤＭＳＯ
と反応させる方法 [JOC, 24 1792(1959)] 、化１のメ
チルベンジルハライドを炭酸ナトリウム及び水の存在下
で重クロム酸ナトリウムと反応させる方法（DRP; 34758
3)、化１のメチルベンジルハライドをウロトロピンと
反応させる方法（DRP; 268786)、化１のメチルベンジ
ルハライドを硝酸と反応させる方法〔工業化学雑誌，7
3、955（1970）〕等により化３のトルアルデヒドが合成
されている。

【０００４】しかしこれらの方法はいずれも収率が低く
（例えばの方法の収率は58％、又の方法では収率は
悪くはないが多量の希硝酸を使用するため反応効率が悪
い）、しかもの方法では多量のクロムイオンを含む廃
液が発生するという欠点がある。この他にテレフタルア
ルデヒドやイソフタルアルデヒド等の芳香族ジアルデヒ
ドも農薬や医薬等の中間体として有用である。これらの
芳香族ジアルデヒドも、例えば化４のビス−（クロロ
メチル）ベンゼンとウロトロピンとを反応させる方法
（ＤＥ：792934614 ）、フタル酸クロライドのローゼ
ンムント還元による方法（ＤＥ：752556206、特公昭51
−97178 号）、フタル酸の部分還元法（特公昭59−98
919 号）などの種々の反応を用いて合成されているが、
いずれも収率が低かったり、高価な触媒を用いる等の欠
点があり、満足できる合成法が確立されていない。

【０００５】

【発明の目的】本発明者らは、メチルベンジルハライド
から対応するトルアルデヒドを合成する前述の従来方法
及び前記芳香族ジアルデヒド類の合成方法を改良し、比
較的高収率で経済的に有利に高純度の芳香族アルデヒド
類を製造できる方法を見出し、本発明に到達したもので
ある。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】本発明は、化１で表さ
れるメチルベンジルハライド（式中、Ｘは塩素又は臭
素、Ｙは水素、塩素又は臭素）を金属無機塩基及び水を
用いてメチルベンジルアルコールを合成し、単離するこ
となく化２で表されるニトロキシルラジカル誘導体（式
中、Ｒは水素、アシロキシ基又はアルコキシ基）の存在
下、次亜ハロゲン酸を用いて酸化して化３で表されるト
ルアルデヒドを合成することを特徴とするトルアルデヒ
ド類の製造方法であり、又同様の方法は化５に示す芳香
族ジアルデヒドの合成にも適用できる。以下本発明をよ
り詳細に説明する。

【０００７】従来のメチルベンジルハライドからのトル
アルデヒドの製造方法では、前述の通り単一工程により
ベンゼン環に結合したハロメチル基をアルデヒドに酸化
することが試みられていた。工程数を少なくすることは
基本的には収率の向上に繋がるが、前記トルアルデヒド
の製造方法ではこの工程数低減が強い酸化剤の選択を招
き、該酸化剤の使用によりトルアルデヒド合成の選択率
が低下して十分な収率が得られなかったものと推測され
る。更に前述の従来技術における酸化剤例えばニトロシ
クロヘキサンは高価であり経済性に劣っていた。又同様
に芳香族ジアルデヒド類の合成でも同様な問題点が指摘
されている。

【０００８】従って本発明者らは、工程数が増加しても
比較的弱くかつ安価な酸化剤を使用することにより、選
択率を増加させて満足できる収率で目的とする芳香族ジ
アルデヒドを経済的に製造できる方法を検討した。ハロ
ゲン化アルキルをアルデヒドまで酸化する際の常法は、
該ハロゲン化アルキルを一旦対応するアルコールまで酸
化し、更にこのアルコールを対応するアルデヒドに酸化
する方法である。本発明もこの方法に準拠して反応を組
立て、中間体であるアルコールを単離することなく引き
続くアルデヒドへの酸化反応を行なうことにより収率の
向上を図った。

【０００９】本発明方法の出発物質は化２で表される置
換又は未置換メチルベンジルハライド、又は化４で表さ
れるｍ−又はｐ−ビス−（ハロゲノメチル）ベンゼン
で、式中Ｘ及びＺは塩素又は臭素、Ｙは水素、塩素又は
臭素である。このメチルベンジルハライド又はビス−
（ハロゲノメチル）ベンゼンを金属無機塩基及び水と反
応させると、対応するメチルベンジルアルコール又はビ
ス−（ヒドロキシメチル）ベンゼンが生成する。しかし
ｏ−ビス−（ハロゲノメチル）ベンゼンを原料として使
用するとフタリドが生成し、芳香族ジアルデヒドは得ら
れない。前記金属無機塩基としては、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩、水酸化ナト
リウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等
が使用できる。該金属無機塩基の使用量は前記メチルベ
ンジルハライドに対して1.0 〜1.5 当量、好ましくは1.
05〜1.2 当量であり、ビス−（ハロゲノメチル）ベンゼ
ンに対して2.0 〜2.1 当量、好ましくは2.1 〜2.4 当量
であり、換言すると原料中のハロゲン原子１モルに対し
１モル又はやや過剰の金属イオンを使用する。又水の使
用量はメチルベンジルハライド又はビス−（ハロゲノメ
チル）ベンゼンに対して３〜10重量倍、好ましくは４〜
６重量倍であり、水の他に水と混和する親水性溶媒を使
用しても良いが、水自体を溶媒とすることが望ましく、
これにより後述の通り水と塩基の除去が容易になる。反
応温度は特に限定されないが、水が液体として維持され
る範囲の高温つまり90〜100 ℃で反応を行なうことが好
ましい。

【００１０】この反応は出発物質にも依るが、通常は数
時間以内に出発物質が消失し対応するメチルベンジルア
ルコール又はビス−（ヒドロキシメチル）ベンゼンに変
換される。本発明ではこの中間体として生成する該アル
コールを単離せずに引き続く酸化反応を行なう。前記ア
ルコールを含む反応系には未反応の水や金属無機塩基が
残存するため、前記反応系に水と混和しない有機溶媒を
加えて水層と有機層に分液し、有機層に移行したアルコ
ールに対し酸化反応を行なう。

【００１１】芳香族アルコールの対応するアルデヒドへ
の変換方法としてニトロキシラジカル誘導体及び次亜ハ
ロゲン酸で酸化する方法があり、例えば４−ヒドロキシ
メチルテトラヒドロピランを次亜塩素酸ナトリウムを４
−メトキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン
−１−オキシルを使用して対応するアルデヒドである４
−テトラヒドロピランカルボアルデヒドに酸化する方法
（特開平６−211827号公報）や、ｍ−フェノキシベンジ
ルアルコールを同様に次亜ハロゲン酸とニトロキシル誘
導体を使用して対応するｍ−フェノキシベンジルアルコ
ールに酸化する方法（特開平５−310632号公報）が提案
されている。本発明ではこの酸化反応を利用して前記メ
チルベンジルアルコール又はビス−（ヒドロキシメチ
ル）ベンゼンを目的とする芳香族モノ又はジアルデヒド
に変換する。

【００１２】該酸化反応の溶媒としては前記分液に使用
した溶媒をそのまま使用すれば良く、例えばトルエン、
ｐ−キシレン、塩化メチレン、クロロホルム、クロルベ
ンゼン、ヘキサン、酢酸エチル、ｎ−ブタノール等が使
用できる。前記ニトロキシラジカル誘導体は化２で表さ
れ、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オ
キシル（式中のＲが水素）や４−メトキシ−２，２，
６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（式中
のＲがメトキシ）等が使用でき、この他にＲはエトキシ
等のアルコキシ、又はアセトキシ等のアシロキシであっ
ても良い。該ニトロキシラジカル誘導体は出発物質であ
るメチルベンジルハライド又はビス−（ハロゲノメチ
ル）ベンゼンに対し、0.1 〜1.0 モル％、好ましくは0.
2 〜0.5 モル％使用する。前記酸化反応で酸化剤として
用いる次亜ハロゲン酸には、次亜塩素酸と次亜臭素酸が
含まれ、この次亜ハロゲン酸は、前記酸化反応系に次亜
塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム及び次亜臭素酸
ナトリウムなどの次亜ハロゲン酸塩と塩酸や硫酸を加え
て該反応系内で前記次亜ハロゲン酸塩を分解して生じさ
せても、あるいは市販の次亜ハロゲン酸をそのまま添加
しても良い。次亜ハロゲン酸の使用量は前記ヒドロキシ
メチル基１当量に対して１〜1.5 当量、好ましくは1.05
〜1.2当量とする。又前記酸化反応は０〜50℃の範囲で
行なうことができるが、望ましくは20〜30℃とする。

【００１３】この酸化反応は通常は２〜６時間でほぼ反
応の進行が完了しそれ以上反応を継続しても収率の向上
には繋がらないが、中間体であるアルコールの種類によ
っては反応が進行しにくく10時間以上反応を継続する必
要がある。本発明方法により得られるトルアルデヒド又
はフタルアルデヒドは97％以上の高純度であり、本発明
方法は特に高純度の芳香族アルデヒドの製造に適してい
る。又収率は出発物質であるメチルベンジルハライドや
ビス−（ハロゲノメチル）ベンゼンにより異なるが、60
〜90％程度である。

【００１４】

【実施例】以下に本発明による芳香族アルデヒド類の製
造方法の実施例を記載するが、該実施例は本発明を限定
するものではない。

【００１５】

【実施例１】攪拌器、冷却管及び滴下槽を備えた100 ミ
リリットルのフラスコに炭酸ナトリウム5.56ｇ（0.053
モル）、水70ｇを入れ、100 ℃で激しく攪拌しながらｐ
−メチルベンジルクロライド14.06 ｇ（0.100 モル）を
滴下した。２時間後ガスクロマトグラフィーで分析した
ところ、ｐ−メチルベンジルクロライドの消失が確認さ
れた。次いでｐ−キシレン７ミリリットルを加え、有機
層と水層に分液し有機層に２，２，６，６−テトラメチ
ルピペリジン−１−オキシル26mg（0.166 ミリモル）、
次亜塩素酸ナトリウム78.16 ｇ（10％濃度、0.105 モ
ル）を加え、１Ｎ−塩酸５ミリリットル（0.005 モル）
を滴下し、30℃で６時間激しく攪拌した。有機層を分取
し、減圧下蒸留し10.90 ｇ（純度99.5％、収率91％）の
ｐ−トルアルデヒドを得た。

【００１６】

【実施例２】ｐ−メチルベンジルクロライドの替わりに
ｍ−メチルベンジルクロライドを滴下したこと以外は、
実施例１と同一条件で10時間反応させ、その後ガスクロ
マトグラフィーで分析したところ、0.4 ％のｍ−メチル
ベンジルクロライドが残存していた。次いで強攪拌を14
時間行なったこと以外は実施例１と同一条件で酸化を行
ない、同様に有機層の分取及び減圧蒸留を行ない、10.0
9 ｇ（純度99.2％、収率84％）のｍ−トルアルデヒドを
得た。

【００１７】

【実施例３】ｐ−メチルベンジルクロライドの替わりに
ｏ−メチルベンジルクロライドを滴下したこと以外は、
実施例１と同一条件で３時間反応させ、その後ガスクロ
マトグラフィーで分析したところ、ｏ−メチルベンジル
クロライドの消失が確認された。次いで強攪拌を13時間
行なったこと以外は実施例１と同一条件で酸化を行な
い、同様に有機層の分取及び減圧蒸留を行ない、7.21ｇ
（純度97.0％、収率60％）のｏ−トルアルデヒドを得
た。

【００１８】

【実施例４】ｐ−メチルベンジルクロライドの替わりに
２−クロロ−４−メチルベンジルクロライドを滴下した
こと以外は、実施例１と同一条件で24時間反応させ、そ
の後ガスクロマトグラフィーで分析したところ、２−ク
ロロ−４−メチルベンジルクロライドの消失が確認され
た。次いで強攪拌を２時間行なったこと以外は実施例１
と同一条件で酸化を行ない、同様に有機層の分取及び減
圧蒸留を行ない、10.98 ｇ（純度98.5％、収率71％）の
２−クロロ−４−トルアルデヒドを得た。

【００１９】

【実施例５】ｐ−メチルベンジルクロライドの替わりに
ｐ−ビス−（クロロメチル）ベンゼン〔ｐ−キシレンジ
クロライド〕8.75ｇ（0.05モル）を一括投入し、炭酸ナ
トリウム5.56ｇ（0.05モル）及び次亜塩素酸ナトリウム
水溶液78.16 ｇ（10％濃度、0.105 モル）を使用したこ
と以外は、実施例１と同一条件で４時間反応させ、その
後ガスクロマトグラフィーで分析したところ、ｐ−キシ
レンジクロライドの消失が確認された。次いでｎ−ブタ
ノール15mlを加え攪拌後、有機層と水層に分液し、水層
に再度ｎ−ブタノール15mlを加えて同じ操作を行ない、
これらの有機層からｎ−ブタノールを留去し、以下実施
例１と同条件で１時間酸化反応を行ない、生成した結晶
を濾集し、クロルベンゼンで再結晶を行ない、テレフタ
ルアルデヒド4.2 ｇ（収率62％、純度97％）を得た。

【００２０】

【実施例６】ｐ−ビス−（クロロメチル）ベンゼンの替
わりにｍ−ビス−（クロロメチル）ベンゼン（ｍ−キシ
レンジクロライド）を滴下したこと以外は、実施例５と
同一条件で４時間反応させ、その後ガスクロマトグラフ
ィーで分析したところ、ｍ−キシレンジクロライドの消
失が確認された。次いで実施例５と同一条件で酸化反応
を行ない、生成した結晶を濾集し、トルエンで再結晶を
行ない、イソフタルアルデヒド4.7 ｇ（収率70％、純度
98％）を得た。

【００２１】

【実施例７】触媒として、２，２，６，６−テトラメチ
ルピペリジン−１−オキシルの替わりに４−メトキシ−
２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシ
ルを使用したこと以外は実施例１と同一条件でｐ−トル
アルデヒドを合成したところ、得られたｐ−トルアルデ
ヒドの純度は99.3％、収率は84％であった。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、化１で表されるメチルベンジ
ルハライドを金属無機塩基及び水を用いてメチルベンジ
ルアルコールを合成し、化２で表されるニトロキシルラ
ジカル誘導体の存在下、次亜ハロゲン酸を用いて酸化し
て化３で表されるトルアルデヒドを合成することを特徴
とするトルアルデヒド類の製造方法（請求項１）であ
り、該方法は、ビス−（ハロゲノメチル）ベンゼンから
対応する芳香族ジアルデヒド類の合成にも適用できる
（請求項２）。従来法では比較的低収率でしか得られな
かったトルアルデヒドや芳香族ジアルデヒドのような芳
香族アルデヒド類が本発明方法によると60〜90％の比較
的高収率で得られる。しかも本発明方法では得られるト
ルアルデヒドや芳香族ジアルデヒドの純度が高く、本発
明方法は、農薬、医薬等の中間体として有用な芳香族ジ
アルデヒド類の有用な製造方法である。

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１１月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【化１】

【化２】

【化３】

【化４】

【化５】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化１で表されるメチルベンジルハライド
   （式中、Ｘは塩素又は臭素、Ｙは水素、塩素又は臭素）
   を金属無機塩基及び水を用いてメチルベンジルアルコー
   ルを合成し、水層と分離した後、化２で表されるニトロ
   キシルラジカル誘導体（式中、Ｒは水素、アシロキシ基
   又はアルコキシ基）の存在下、次亜ハロゲン酸を用いて
   酸化して化３で表されるトルアルデヒドを合成すること
   を特徴とするトルアルデヒド類の製造方法。 【化１】 【化２】 【化３】
2. 【請求項２】 化４で表されるビス−（ハロゲノメチ
   ル）ベンゼン（式中、Ｚは塩素又は臭素であり、−ＣＨ
   ₂ Ｘの置換位置はメタ又はパラ）を金属無機塩基及び水
   を用いてビス−（ヒドロキシメチル）ベンゼンを合成
   し、水層と分離した後、化２で表されるニトロキシルラ
   ジカル誘導体の存在下、次亜ハロゲン酸を用いて酸化し
   て化５で表される芳香族ジアルデヒドを合成することを
   特徴とする芳香族ジアルデヒド類の製造方法。 【化４】 【化５】