JPS6317048B2 - - Google Patents

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JPS6317048B2
JPS6317048B2 JP54135941A JP13594179A JPS6317048B2 JP S6317048 B2 JPS6317048 B2 JP S6317048B2 JP 54135941 A JP54135941 A JP 54135941A JP 13594179 A JP13594179 A JP 13594179A JP S6317048 B2 JPS6317048 B2 JP S6317048B2
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JP
Japan
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acid
ester
reaction
halogen
yield
Prior art date
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Application number
JP54135941A
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English (en)
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JPS5661322A (en
Inventor
Tadashi Makino
Masao Hashimoto
Norio Oodo
Tadatoshi Pponda
Fujio Matsuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication of JPS6317048B2 publication Critical patent/JPS6317048B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、芳香族ポリカルボン酸エステルの新
規製造方法に関するものであり、さらに詳しく
は、パラジウム含有触媒の存在下に、ハロゲン置
換芳香族化合物と一酸化炭素、塩基およびアルコ
ールを反応させて、ハロゲン原子をカルボン酸エ
ステルに置換させることよりなる芳香族ポリカル
ボン酸エステル類の新規製造方法に関するもので
ある。
芳香族ポリカルボン酸は、無水トリメリツト酸
のように可塑剤、耐熱性塗料、または耐熱性およ
び機械的電気的特性の優れているポリアミドイミ
ド樹脂の原料として使用され、同じくピロメリツ
ト酸も、耐熱性を向上させるエポキシ樹脂の硬化
剤として、または機械的特性、耐熱性に優れたポ
リイミド樹脂の原料として使用され、それぞれ重
要な位置を占めており、近年になつて多くの需要
をみるに至つている。
芳香族ポリカルボン酸の製造法として、従来、
工業的に用いられるものは、ポリアルキル芳香族
化合物の気相または液相法による酸化であるが、
これらの方法では原料合成において異性体が副生
すること、また酸化において酸化副生物が生成す
るので、これを除くための精製操作が必要である
ことなどの問題があつた。
一方、最近アルキル基の酸化によらず、ハロゲ
ンとの置換によりカルボキシル基を導入する方法
が、各種の遷移金属触媒を利用して行われるよう
になつている。モノハロゲン化芳香族化合物、例
えば、ヨードベンゼンには触媒の存在下、一酸化
炭素および塩基とアルコールを加え、安息香酸エ
ステルを得るような反応である。さらに、ハロゲ
ンのパラ位にハロゲン原子またはカルボン酸エス
テルを置換したハロゲン化芳香族化合物へのカル
ボン酸またはそのエステルの導入に関して、パラ
ジブロムベンゼンのカルボン酸置換については、
L.Cassar(J.Organo metal.Chem121C55、
(1976))によつて、また、パラブロム安息香酸メ
チルのブロム位のエステル化についてはR.F.
Heck(J.Org.Chem.39(23)318(1974))により報
告されている。しかし、多置換芳香族化合物への
カルボン酸導入になるとパラ置換ハロゲン化ベン
ゼンのような場合とは異り、オルト位またはメタ
位の置換基同志で相互作用が起こるため、反応性
が変化して触媒の劣化を受けやすく、ハロゲンの
カルボキシル基への置換は困難であつた。そのた
め、芳香環に3個以上の非アルキル置換基を持つ
ハロゲン化芳香族化合物の実例については、報告
されていない。
本発明者らは、芳香族ポリカルボン酸類の製造
方法で、従来公知の方法のような問題点もなく、
かつ、著しく改善された方法について鋭意検討し
た結果、本発明の方法見出した。
すなわち、本発明の方法はハロゲン置換芳香族
化合物を、パラジウム含有触媒の存在下、一酸化
炭素、塩基およびアルコールと反応させ、ハロゲ
ンの位置にカルボン酸エステルを導入させる芳香
族ポリカルボン酸エステル類の製造方法である。
本発明の方法で使用されるハロゲン置換芳香族
化合物とは、一般式() (式中、Xはハロゲン原子を、Yはハロゲン原
子、−COOR(ここでRは水素、アルキルまたはア
リール基)を、示す。mは2〜5の整数である。)
で表わされる化合物であつて、例えば、1,2,
4―トリヨードベンゼン、1,2,4―トリブロ
ムベンゼン、1,2,4,5―テトラブロムベン
ゼン、2―ヨードテレフタル酸、2―ヨードテレ
フタル酸ジメチルエステル、2―ブロムテレフタ
ル酸、2,5―ジブロムテレフタル酸、2,5―
ジブロムテレフタル酸ジメチルエステル、5―ヨ
ード―1,2,4―トリメリツト酸トリメチルエ
ステル、5―ブロム―1,2,4―トリメリツト
酸トリメチルエステル、5―クロル―1,2,4
―トリメリツト酸トリメチルエステルのような化
合物があげられる。
また、本発明の方法で使用される触媒は、パラ
ジウム含有触媒である。
これらの金属は、これら自身、これらの各種の
無機酸塩、有機酸塩、またはこれらの錯体を使用
するか、または炭素、高分子、アルミナ、シリカ
等の担体に担持して使用してもよい。特に好まし
くはパラジウムの塩と有機ホスフイン、有機ホス
フアイトまたはピリジンを共用した場合で、その
際にトルフエニルホスフイン等を錯体生成に必要
な量より過剰に使用すると触媒の劣化を防ぎ、反
応は円滑かつ温和な条件で進行する。
本発明におけるカルボニル化反応は一酸化炭素
圧の常圧または加圧で進行するが、常圧で非常に
反応は遅く加圧で速やかに反応が進行し、収率も
向上するので、好ましくは、2〜300気圧の加圧
下で反応させる。共存する塩基はカルボニル化に
よつて副生してくるハロゲン化水素を中和し得る
ものであれば、いかなるものでも使用できる。例
えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸
化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化リチ
ウム等の金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸水
素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウ
ム、炭酸リチウム、酢酸ナトリウム等の弱酸の
塩、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラー
ト等の金属アルコキシド、ナトリウムハイドライ
ド、あるいはNHR2またはNR3(Rはメチル、エ
チル、プロピル、ブチル基を示す)で表わされる
アルキルアミン、ピリジン、キノリン等の有機ア
ミン類である。例えば、水酸化カリウム等の水酸
化物を塩基として使用するとカルボニル化後、生
成物はカルボン酸の塩として得られ、塩基として
トリエチルアミンのようなトリアルキルアミンを
使い必要量のアルコール類を共存させて、カルボ
ン酸のエステルとして得られる。使用するアルコ
ールとしては、好ましくは脂肪族アルコールであ
り、メタノール、エタノールが多用される。
出発原料のハロゲン置換芳香族化合物が液体の
場合には無溶媒でも反応は進行するが、固体の場
合では、水または各種の有機溶媒が必要で、有機
溶媒としてはベンゼン、トルエン、キシレン等の
芳香族化合物、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキ
サン等のパラフイン類、テトラヒドロフラン、ジ
エチルエーテル等のエーテル類、メタノール、エ
タノール等のアルコール類、その他ジメチルホル
ムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチル
ホスホロアミド等の極性有機溶媒類でよい。
反応は、常温ないし300℃の間で進行するが、
反応の速度や選択性の点から特に好ましくは50〜
150℃である。
本発明の利点は、ハロゲン置換芳香族化合物か
ら芳香族ポリカルボン酸エステル類の合成反応に
おいて、反応が速やかで収率が高く、選択的であ
り、異性体等の副生物の生成が顕著に少なく、触
媒の劣化が防げるという点である。
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例 1 1,2,4―トリブロムベンゼン5gを50mlの
ベンゼンに溶かし、これに5gのメタノール、10
gのトリ―n―ブチルアミン、50mgの酢酸―パラ
ジウムと0.50gのトリフエニルホスフインを加
え、オートクレーブに入れた、これに一酸化炭素
を10気圧まで圧入し、オートクレーブを攪拌しな
がら110℃に加熱し、6時間後冷却し、内容物を
取り出した。この反応混合物を20mlの15%塩酸水
溶液で3回洗い、アミンの臭化水素塩と過剰のア
ミンを除き、さらにベンゼン層を飽和の重炭酸ソ
ーダ水溶液と水で洗い、塩化水素を除いた。この
溶液は減圧下にベンゼンを留去し、エタノールに
溶解して、不溶の触媒をろ別した。ろ液のエタノ
ール溶液を濃縮して、3.4gのトリメリツト酸ト
リメチルエステルを得た。収率86%。
実施例 2 1,2,4,5―テトラブロムベンゼン5.0g
を50mlのトルエンに溶かし、これに7.0gのエタ
ノール、10gの炭酸ナトリウム、60mgの酢酸パラ
ジウムと0.60gのトリフエニルホスフインを加え
オートクレーブに入れた。これに一酸化炭素を20
気圧まで圧入し、オートクレーブを攪拌しながら
120℃に加熱し8時間後冷却し、内容物を取りだ
した。以下反応混合物を実施例1と同じ方法で処
理しピロメリツト酸テトラエチルエステル3.6g
を得た、収率78%。
実施例 3 2,5―ジブロム―テレフタル酸ジメチルエス
テル5.0gを50mlのメタノールに溶かし、これに
3.2gのトリエチルアミン、0.10gのジクロルビ
ス―トリフエニルホスフインパラジウム()と
0.37gのトリフエニルホスフインを加え、オート
クレーブに入れた。これを攪拌しながら120℃に
加熱し、6時間後冷却し、内容物を取り出した。
この溶液から減圧下にメタノールを留去し、再び
50mlのベンゼンに溶解する。得られた溶液を以下
実施例1と同じ方法で処理し、ピロメリツト酸テ
トラメチル―エステル4.2gを得た。収率96%。
実施例 4 5―ブロム―1,2,4―トリメリツト酸トリ
メチルエステル1.0gを10mlのテトラヒドロフラ
ンに溶解し、これに0.5gのメタノールと0.34g
のトリエチルアミンおよび30mgのジクロルビス
(トリ―n―ブチルホスフイン)パラジウム()
を加えオートクレーブに入れた。以下実施例3と
同じ方法で反応を行つた結果0.48gのピロメリツ
ト酸テトラメチルエステルを得た。収率52%。
実施例 5 2―ヨード―テレフタル酸ジメチルエステル
2.0gと、1.0gのトリプロピルアミンおよび60mg
のジヨードビストリフエニルホスフイン―パラジ
ウム()を20mlのメタノールに加えオートクレ
ーブに入れた。以下これを実施例3と同じ方法で
反応させ、単離し1.5gのトリメリツト酸トリメ
チルエステルを得た。収率94%。
実施例 6 5―ヨード―1,2,4―トリメリツト酸トリ
メチルエステル2.0gと、0.84gのトリプロピル
アミンおよび50mgのジヨードビストリエチルホス
フインパルジウム()および1.0gのメタノー
ルを10mlのジメチルホルムアミドに加え、以下実
施例3と同じ方法で反応させ単離し、1.5gのピ
ロメリツト酸テトラメチルエステルを得た。収率
92%。
実施例 7 5―クロル―1,2,4―トリメリツト酸トリ
メチルエステル2.0gと、1.4gのトリ―n―ブチ
ルアミンおよび30mgの酢酸バラジウムと70mgのト
リフエニルホスフインを20mlのメタノールに加え
オートクレーブに入れた。これを攪拌しながら
140℃に加熱し24時間後冷却し、内容物を取り出
した。以下これを実施例3と同じ方法で単離し、
0.73gのピロメリツト酸テトラメチルエステルを
得た。収率34%。
実施例 8 3―ヨード―フタル酸ジメチルエステル2.0g
と30mgの酢酸パラジウムおよび0.60gのピリジン
を20mlのメタノールに加えオートクレーブに入れ
た。これを以下実施例3と同じ方法で反応及び単
離し、1.2gの1,2,3―ベンゼントリカルボ
ン酸―トリメチルエステルを得た。収率75%。
実施例 9 1,2,4,5―テトラブロムベンゼン5.0g
と10gのトリ―n―ブチルアミンおよび0.10gの
ジブロムビストリフエニルホスフインパラジウム
()を50mlのメタノールに加えオートクレーブ
に入れた。これに一酸化炭素30気圧まで圧入しオ
ートクレーブを攪拌しながら、100℃に加熱し10
時間後冷却し内容物を取り出した。以下反応混合
物を実施例3と同じ方法で単離し、2.6gのピロ
メリツト酸テトラメチルエステルを得た。収率66
%。
比較例 1 3.7gのパラブロム安息香酸メチル、3.5gのト
リ―n―ブチルアミン、1.6gのn―ブタノール、
56mgの酢酸パラジウムと130mgのトリフエニルホ
スフインを常圧、一酸化炭素中、100℃で24時間
攪拌する。冷却後反応混合物を15%塩酸水溶液で
2回洗い、さらに飽和の重炭酸ソーダと水で洗つ
て、アミンとハロゲン酸を除く。これを減圧蒸留
し3.1gのテレフタル酸メチル―n―ブチルジエ
ステルを得た。収率77%。
比較例 2 比較例1で実施した方法において、パラブロム
安息香酸メチルの代わりに3.7gのオルトブロム
安息香酸メチルを使用し、その他は比較例1と同
様の方法で反応を行い生成したエステルを、シリ
カゲルカラムを同いて分離し、このものをIR、
NMRガスクロマトグラフにより同定したとこ
ろ、収率2%でフタル酸メチル―n―ブチルジエ
ステルを得た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式(1)、 (式中、Xはハロゲン原子を、Yはハロゲン原
    子、−COOR(ここで、Rは水素、アルキルまたは
    アリール基)を示す。mは2〜5の整数である。)
    で表わされるハロゲン置換芳香族化合物を、パラ
    ジウム 含有触媒の存在下に、一酸化炭素、塩基
    およびアルコールと反応させることを特徴とする
    芳香族ポリカルボン酸エステルの製造方法。
JP13594179A 1979-10-23 1979-10-23 Production of aromatic polycarboxylic acid or ester Granted JPS5661322A (en)

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JPS5661322A JPS5661322A (en) 1981-05-26
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