JPH10287608A - ｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド類の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ｐ−クレゾール類の自動酸化により、有機合成
の原料や中間体として有用なｐ−ヒドロキシベンズアル
デヒド類を、反応熱を効果的に制御して高い選択率で製
造する工業的に有利な方法を提供する。 【解決手段】反応媒体中において、金属コバルト及び／
又はコバルト化合物と塩基との存在下、水酸基に対して
パラ位にメチル基を有するフェノール化合物を酸素含有
ガスで酸化してｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド類を製
造するに際し、前記フェノール化合物を、酸素含有ガス
が導入されている反応液中へ滴下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ｐ−ヒドロキシベ
ンズアルデヒド類の製造方法の改良に関し、さらに詳し
くは、本発明は、ｐ−クレゾール類の自動酸化により、
有機合成における原料や中間体として有用なｐ−ヒドロ
キシベンズアルデヒド類を、反応熱を効果的に制御して
高い選択率で製造する工業的に有利な方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド類は、
分子内に水酸基とアルデヒド基の２種の官能基を有し、
反応性に富む化合物であって、有機合成の原料や中間体
として有用である。例えば、ｐ−ヒドロキシベンズアル
デヒドや、３,５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロ
キシベンズアルデヒドは、医薬品や農薬の製造中間体と
して、あるいは電子材料の原料などとして有用であるこ
とが知られている。このｐ−ヒドロキシベンズアルデヒ
ド類の製造方法としては、例えば触媒の存在下に、対応
するｐ−クレゾール類を酸素含有ガスにより自動酸化す
る方法が提案されている（特開昭５５−８１８３２号公
報、特開昭６１−２４５３５号公報）。しかしながら、
これらの方法は、いずれも予め原料、触媒及び溶媒など
を混合し、これに酸素含有ガスを導入して反応を開始す
るため、反応開始時の発熱が著しく、反応温度の制御が
困難である上、副生するタール状物質のために、生成物
の単離精製が困難であるという欠点を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術がもつ欠点を克服し、ｐ−ヒドロキシベンズア
ルデヒド類を、反応熱の制御を効果的に行い、高い選択
率で製造する工業的に有利な方法を提供することを目的
としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、反応媒体中に
おいて、特定の触媒などの存在下に、ｐ−クレゾール類
を自動酸化して対応するｐ−ヒドロキシベンズアルデヒ
ド類を製造するに際し、原料のｐ−クレゾール類を、酸
素含有ガスが導入されている反応液中へ滴下することに
より、その目的を達成しうることを見い出し、この知見
に基づいて、本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明は、（１）反応媒体中において、金属コバルト及び
／又はコバルト化合物と塩基との存在下、水酸基に対し
てパラ位にメチル基を有するフェノール化合物を酸素含
有ガスで酸化してｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド類を
製造するに当たり、前記フェノール化合物を、酸素含有
ガスが導入されている反応液中へ滴下することを特徴と
するｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド類の製造方法、を
提供するものである。また、本発明を実施するための好
ましい態様は、（２）金属コバルト及び／又はコバルト
化合物が塩化コバルトで、塩基が水酸化ナトリウムであ
り、かつ反応媒体がメタノールである上記第(１)項記載
の製造方法、（３）フェノール化合物が、ｐ−クレゾー
ルである上記第(１)、(２)項記載の製造方法、及び
（４）フェノール化合物が２,６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチ
ル−ｐ−クレゾールである上記第(１)、(２)項記載の製
造方法、である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明方法において、原料として
用いられる水酸基に対してパラ位にメチル基を有するフ
ェノール化合物としては、例えば一般式

【化１】 で表される化合物を挙げることができる。前記一般式
［１］において、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴は、それぞれ水
素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルキル基又
は炭素数１〜１０のアルコキシ基であり、それらはたが
いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。ここ
で、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭
素原子、ヨウ素原子が挙げられる。炭素数１〜１０のア
ルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであっても
よく、その例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロ
ピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル
基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基
などが挙げられる。また、炭素数１〜１０のアルコキシ
基は直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、そ
の例としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキ
シ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキ
シ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペ
ントキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロペントキシ基、
シクロヘキシルオキシ基などが挙げられる。この一般式
［１］で表される化合物の例としては、ｐ−クレゾー
ル、２−クロロ−ｐ−クレゾール、２,６−ジクロロ−
ｐ−クレゾール、２−ブロモ−ｐ−クレゾール、２,６
−ジブロモ−ｐ−クレゾール、メジトール、２,４−キ
シレノール、３,４−キシレノール、２−ｔｅｒｔ−ブ
チル−ｐ−クレゾール、２,６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル
−ｐ−クレゾール、２−メトキシ−ｐ−クレゾールなど
が挙げられる。これらの中で、特にｐ−クレゾール及び
２,６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾールが、得
られるアルデヒド類の有用性などの点から好適である。

【０００６】本発明方法においては、触媒として金属コ
バルト及び／又はコバルト化合物が用いられる。コバル
ト化合物は、原子価が２価、３価のいずれのコバルトを
有するものであってもよく、種々のものを用いることが
できる。このコバルト化合物としては、例えばフッ化コ
バルト、塩化コバルト、臭化コバルト、ヨウ化コバルト
などのハロゲン化コバルト、ギ酸コバルト、酢酸コバル
ト、オクチル酸コバルト、ステアリン酸コバルトなどの
有機酸コバルト、硝酸コバルト、硫酸コバルト、ホウ酸
コバルト、炭酸コバルトなどの無機酸コバルト、一酸化
コバルト、三二酸化コバルト、四三酸化コバルトなどの
酸化コバルト、エチレンジアミンテトラ酢酸コバルト、
フタロシアニンコバルトなどのコバルト錯体、あるいは
水酸化コバルトなどが挙げられる。本発明においては、
前記触媒は単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わ
せて用いてもよいが、触媒としては、塩化コバルト、臭
化コバルト、酢酸コバルト、水酸化コバルトが好まし
く、特に塩化コバルトが好適である。これらは含水物、
無水物のいずれであってもよい。本発明においては、前
記触媒の金属コバルト及び／又はコバルト化合物の使用
量は特に制限はないが、原料のフェノール化合物に対し
て０.０００１当量以上が好ましく、特に０.０００３〜
０.０３当量の範囲が好ましい。本発明方法において用
いられる塩基としては、原料のフェノール化合物よりも
塩基性の高いものであればよく、特に制限はない。この
ような塩基としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化リチウム、水酸化マグネシウム、水酸
化カルシウム、水酸化アルミニウムなどの水酸化金属
類、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド、
リチウムアルコキシド、マグネシウムアルコキシド、カ
ルシウムアルコキシド、アルミニウムアルコキシドなど
の金属アルコキシド類（ここにおいて、アルコキシドと
しては、例えばメトキシド、エトキシド、イソプロポキ
シド、ｔｅｒｔ−ブトキシドなどがある）などが挙げら
れる。これらの中で、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナト
リウムエトキシド及びカリウムエトキシドが好ましい
が、効果及び経済性などの面から、特に水酸化ナトリウ
ムが好適である。

【０００７】本発明においては、これらの塩基は単独で
用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよ
く、またその使用量は特に制限はないが、原料のフェノ
ール化合物に対して当量以上が好ましく、特に１〜１０
当量の範囲が好ましい。本発明方法において用いられる
反応媒体としては、酸素に対して安定であり、かつ原料
及び生成物に対して適当な溶解度を有するものであれば
よく、特に制限はなく、様々なものを使用することがで
きる。このような反応媒体としては、例えばアルコール
類、炭化水素化合物類、エーテル類、ハロゲン化炭化水
素化合物類、アミン類、さらにはジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。これらは
単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよ
く、また、水で適宣希釈することもできる。この反応媒
体としては、アルコール類、例えばメタノール、エタノ
ール、２−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−
ブタノール、エチレングリコールなどが好ましく、特に
メタノールが好適である。次に、本発明の好適な実施態
様について説明する。まず、前記の反応媒体中に、触媒
の金属コバルト及び／又はコバルト化合物と塩基とを、
それぞれ所定量添加し、これに酸素含有ガスを適当な速
度で導入する。酸素含有ガスとしては、例えば空気や、
窒素、アルゴンなどの不活性ガスで酸素を希釈したもの
などが挙げられるが、これらの中で空気が最適である。
次に、反応液の温度を、通常０〜３００℃、好ましく
は、室温〜１００℃の範囲に保持するとともに、導入し
た酸素含有ガスで、系内の圧力を特に制限はないが、通
常１〜１００気圧程度に保持しながら、原料のフェノー
ル化合物を反応液に滴下する。この際、フェノール化合
物は単独で滴下してもよいし、予め反応媒体として使用
する溶媒の一部で希釈したものを滴下してもよい。ま
た、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、
使用する原料のフェノール化合物の一部を、予め触媒と
塩基と共に反応媒体に含有させておいてもよい。

【０００８】フェノール化合物の滴下速度は、操作の安
全性及び反応速度などを考慮して適宣選定されるが、５
〜１０時間で滴下が終了するのが有利である。このフェ
ノール化合物の滴下は連続的に行ってもよいし、間欠的
に行ってもよい。また、滴下終了後は、転化率を上げる
ために、所望により、前記範囲の温度及び圧力を維持し
ながら、酸素含有ガスを適当な時間導入することができ
る。反応終了後、反応混合物から、通常の方法に従っ
て、目的のｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド類を単離
し、精製する。この単離精製法としては、例えば（１）
反応混合物を濃縮したのち、目的物の金属塩を晶析させ
て回収し、これに酸を加え中和して、目的化合物を得、
必要ならば蒸留、昇華、再結晶などにより精製する方
法、あるいは（２）反応混合物を濃縮したのち、酸で中
和後、有機溶剤で抽出処理し、得られた抽出液を濃縮し
て目的物を回収し、必要ならば蒸留、昇華、再結晶など
により精製する方法などを用いることができる。このよ
うにして、原料が前記一般式［１］で表されるフェノー
ル化合物である場合には、一般式

【化２】 （式中のＲ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴は、それぞれ前記と同じ
意味をもつ）で表されるｐ−ヒドロキシベンズアルデヒ
ド類が高い選択率で得られる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。 実施例１ 撹拌機を備えたフラスコにメタノール２３４ml、水酸化
ナトリウム４１.７ｇ及び塩化コバルト０.７７ｇを仕込
み、この混合物を約７０℃に加熱し、９００rpmで撹拌
しながら、１気圧にて空気を１０００ml／分の速度で上
記混合物中に吹き込んだ。次いで、ｐ−クレゾール３
８.８８ｇを６時間かけて滴下した。この際、反応液温
は６８〜７０℃に保持した。ｐ−クレゾールの滴下終了
後、さらに液温を６７〜６８℃に保持しながら酸化を１
２時間続けて、反応を完結した。反応混合物について、
高速液体クロマトグラフィーで分析を行い、ｐ−クレゾ
ールの転化率、ｐ−ヒドロキシベンズアルデヒドの選択
率及び４−メトキシメチルフェノール（タール状物質）
の生成率を求めた。その結果を第１表に示す。 比較例１ 撹拌機を備えたフラスコにメタノール２３４ml、水酸化
ナトリウム４１.７ｇ塩化コバルト０.７７ｇ及びｐ−ク
レゾール３８.４ｇを仕込み、この混合物を約７０℃に
加熱し、９００rpmで撹拌しながら、１気圧にて空気を
１０００ml／分の速度で吹き込み、１８時間酸化反応を
行った。反応中の液温は、反応初期では反応熱の制御が
難しく、空気の吹込みを開始してから５時間までは６８
〜７３℃の範囲であり、その後は６７〜６８℃であっ
た。反応混合物について、実施例１と同様に高速液体ク
ロマトグラフィーで分析を行い、ｐ−クレゾールの転化
率、ｐ−ヒドロキシベンズアルデヒドの選択率及び４−
メトキシメチルフェノール（タール状物質）の生成率を
求めた。その結果を第１表に示す。

【００１０】

【表１】

【００１１】実施例２ 撹拌機を備えたフラスコにメタノール２３４ml、水酸化
ナトリウム４１.７ｇ及び塩化コバルト０.７７ｇを仕込
み、この混合物を約７０℃に加熱し、９００rpmで撹拌
しながら、１気圧にて空気を１０００ml／分の速度で上
記混合物中に吹き込んだ。次いで、２,６−ジ−ｔｅｒ
ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ）７８.３７ｇを
６時間かけて滴下した。この際、反応液温は６９〜７１
℃に保持した。ＢＨＴの滴下終了後、さらに液温を６８
〜６９℃に保持しながら酸化を１２時間続けて、反応を
完結した。反応混合物について、高速液体クロマトグラ
フィーで分析を行い、ＢＨＴの転化率及び３,５−ジ−
ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンズアルデヒドの
選択率を求めた。その結果を第２表に示す。 比較例２ 撹拌機を備えたフラスコにメタノール２３４ml、水酸化
ナトリウム４１.７ｇ塩化コバルト０.７７ｇ及びＢＨＴ
７８.３７ｇを仕込み、この混合物を約７０℃に加熱
し、９００rpmで撹拌しながら、１気圧にて空気を１０
００ml／分の速度で吹き込み、１８時間酸化反応を行っ
た。反応中の液温は、反応初期では反応熱の制御が難し
く、空気の吹込みを開始してから５時間までは６８〜７
４℃の範囲であり、その後は６８〜６９℃であった。反
応混合物について、実施例２と同様に高速液体クロマト
グラフィーで分析を行い、ＢＨＴの転化率及び３,５−
ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンズアルデヒ
ドの選択率を求めた。その結果を第２表に示す。

【００１２】

【表２】

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、ｐ−クレゾール類の自
動酸化により、有機合成の原料や中間体として有用なｐ
−ヒドロキシベンズアルデヒド類を、反応熱を効果的に
制御して高い選択率で工業的有利に製造することができ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反応媒体中において、金属コバルト及び／
   又はコバルト化合物と塩基との存在下、水酸基に対して
   パラ位にメチル基を有するフェノール化合物を酸素含有
   ガスで酸化してｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド類を製
   造するに当たり、前記フェノール化合物を、酸素含有ガ
   スが導入されている反応液中へ滴下することを特徴とす
   るｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド類の製造方法。
2. 【請求項２】金属コバルト及び／又はコバルト化合物が
   塩化コバルトで、塩基が水酸化ナトリウムであり、かつ
   反応媒体がメタノールである請求項１記載のｐ−ヒドロ
   キシベンズアルデヒド類の製造方法。
3. 【請求項３】フェノール化合物がｐ−クレゾールである
   請求項１又は２記載のｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド
   類の製造方法。
4. 【請求項４】フェノール化合物が２,６−ジ−ｔｅｒｔ
   −ブチル−ｐ−クレゾールである請求項１又は２記載の
   ｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド類の製造方法。