TW202124349A - 2-鹵化苯甲酸類的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的係提供一種2-鹵化苯甲酸類之製造方法,其係招致高的位置選擇性(高選擇性),且反應時間較以往之反應短。為了達成此目的,本發明之2-鹵化苯甲酸類之製造方法,係在鹼性化合物的存在下使苯甲酸類與鹵化劑反應,可高選擇性地取得2-鹵化苯甲酸類。
Description
本發明係關於一種2-鹵化苯甲酸類之製造方法。
以往,就2-鹵化苯甲酸類之製造方法而言,提案有在乙酸乙酯等有機溶劑中使用溴等鹵化劑之製造方法(專利文獻1)。又,就溴化苯甲酸類之製造方法而言,亦提案有在濃鹽酸中使用溴使苯甲酸類的2號位置進行溴化之製造方法(專利文獻2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2003-252826號公報
專利文獻2:國際公開第2012/077673號
然而,根據專利文獻1中之方法,反應需要長時間,進一步,由於所得之2-鹵化苯甲酸類之純度低而不是能夠充分滿足者。再者,根據專利文獻2中之方法,
相較於專利文獻1之方法,雖然可能取得高純度的溴化苯甲酸類,然而與專利文獻1之方法相同反應需要長時間,又,由於與反應原料同時使用大量的濃鹽酸使容積效率不良,故不利於工業上使用。
例如,無論是專利文獻1及2之任一個方法,對於反應原料之苯甲酸類亦對2號位置以外的位置進行鹵化,生成有複數種之位置異構物。因此,為了得到高純度之目標化合物,必須於反應後進行精製,將目標化合物及該等位置異構物分離。然而,一般而言,該等位置異構物與目標化合物(2-鹵化苯甲酸類)之物理物性極為相近,故分離困難而成為欲得到高純度之目標化合物之際的障礙。
本發明係有鑑於上述課題而完成者,其目的為提供一種可縮短反應時間,且招致高的位置選擇性(高選擇性)之2-鹵化苯甲酸類之製造方法。
本發明人等針對2-鹵化苯甲酸類之製造方法經過精心檢討。結果發現,藉由在鹼性化合物之存在下使作為反應原料之苯甲酸類與鹵化劑反應,可快速地進行反應,且高選擇性地取得2-鹵化苯甲酸類。
亦即,本發明中包含以下之較佳實施形態。
第1項:一種2-鹵化苯甲酸類之製造方法,其係在鹼性化合物存在下使下述式(1)表示之苯甲酸類與鹵化劑反應:
式(1)中,R1、R2、R3、以及R4各自獨立地表示氫原子、碳數1至18之烷基、碳數1至18之烷氧基、OH、COOH、COOR5或NR6R7。R5表示碳數1至18之烷基,R6以及R7各自獨立地表示氫原子、或碳數1至18之烷基。
第2項:如第1項所記載之2-鹵化苯甲酸類之製造方法,其中,式(1)中,R1、R2、R3、以及R4各自獨立地表示氫原子、碳數1至18之烷基、碳數1至18之烷氧基、COOH或COOR5(式中,R5表示碳數1至18之烷基)。
第3項:如第1或2項所記載之2-鹵化苯甲酸類之製造方法,其中,式(1)中,R1、R2、R3、以及R4各自獨立地表示氫原子、碳數1至18之烷基、或碳數1至18之烷氧基。
第4項:如第1、2或3項所記載之2-鹵化苯甲酸類之製造方法,其中,式(1)中,R1、R2、R3、以及R4各自獨立地表示氫原子、或碳數1至18之烷氧基。
根據本發明,由於可縮短反應時間,且可高選擇性地製造2-鹵化苯甲酸類,因此非常地經濟,在工業上極為有用。
以下,說明本發明之實施形態。
在本發明中所用之作為反應原料之苯甲酸類係式(1)表示之苯甲酸類。
式(1)中,就R1、R2、R3、以及R4表示之碳數1至18之烷基而言,可為直鏈狀、分枝狀、或環狀之任一者,無特別限定,例如可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、第二戊基、第三戊基、新戊基、1-甲基戊基、正己基、異己基、第二己基、第三己基、新己基、3-甲基戊基、乙基丁基、正庚基、2-甲基己基、正辛基、異辛基、第三辛基、2-乙基己基、3-甲基庚基、正壬基、異壬基、1-甲基辛基、乙基庚基、正癸基、1-甲基壬基、正十一烷基、1,1-二甲基壬基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正
十八烷基等。該等之中,較佳為使用碳數1至4之烷基。
式(1)中,就R1、R2、R3、以及R4表示之碳數1至18之烷氧基而言,可為直鏈狀、分枝狀、或環狀之任一者,無特別限定,例如可列舉:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、環丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、正戊氧基、異戊氧基、第二戊氧基、第三戊氧基、新戊氧基、1-甲基戊氧基、正己氧基、異己氧基、第二己氧基、第三己氧基、新己氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、1,2-二甲基丁氧基、2,2-二甲基丁氧基、1-乙基丁氧基、2-乙基丁氧基、正庚氧基、異庚氧基、第二庚氧基、第三庚氧基、新庚氧基、正辛氧基、異辛氧基、第二辛氧基、第三辛氧基、新辛氧基、正壬氧基、異壬氧基、第二壬氧基、第三壬氧基、異壬氧基、正癸氧基、異癸氧基、第二癸氧基、第三癸氧基、新癸氧基、正十一烷氧基、異十一烷氧基、第二(十一烷基)氧基、第三(十一烷基)氧基、新十一烷氧基、正十二烷氧基、異十二烷氧基、第二(十二烷基)氧基、第三(十二烷基)氧基、新十二烷氧基、正十三烷氧基、異十三烷氧基、第二(十三烷基)氧基、第三(十三烷基)氧基、新十三烷氧基、正十四烷氧基、異十四烷氧基、第二(十四烷基)氧基、第三(十四烷基)氧基、新十四烷氧基、正十五烷氧基、異十五烷氧基、第二(十五烷基)氧基、第三(十五烷基)氧基、新十五烷氧基、正十六烷氧基、第二(十六烷基)氧基、第三(十六烷基)氧基、新十六烷氧基、正十七烷氧基、異十七烷氧基、第二(十七烷
基)氧基、第三(十七烷基)氧基、新十七烷氧基、正十八烷氧基、異十八烷氧基、第二(十八烷基)氧基、第三(十八烷基)氧基、新十八烷氧基等。該等之中,較佳為使用甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、環丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基,更佳為甲氧基、乙氧基。
式(1)中,R1、R2、R3、以及R4表示之COOR5中,R5表示碳數1至18之烷基。就R5表示之碳數1至18之烷基而言,可為直鏈狀、分枝狀、或環狀之任一者。就前述碳數1至18之烷基而言並無特別限定,可列舉上述R1、R2、R3、以及R4中所例示者。
式(1)中,R1、R2、R3、以及R4表示之NR6R7中,R6以及R7各自獨立地表示氫原子、或碳數1至18之烷基。就R6以及R7表示之碳數1至18之烷基而言,可為直鏈狀、分枝狀、或環狀之任一者。就前述碳數1至18之烷基而言並無特別限定,可列舉上述R1、R2、R3、以及R4中所例示者。
此外,式(1)中,R1、R2、R3、以及R4中之至少兩者為可相互鍵結形成環之基時,可相互鍵結,形成沒有取代基或具有取代基之飽和或不飽和之環。
在較佳實施態樣中,在該等之中,由容易取得等觀點而言,式(1)中,R1、R2、R3、以及R4各自獨立地表示氫原子、碳數1至18之烷基、碳數1至18之烷氧基、COOH或COOR5(式中,R5表示碳數1至18之烷基)。
在較佳實施態樣中,在該等之中,由推電子基(electron donating group;亦稱為電子釋出基(electron releasing group))會提高苯甲酸類之反應性之情形而言,式(1)中,R1、R2、R3、以及R4各自獨立地表示氫原子、碳數1至18之烷基、或碳數1至18之烷氧基。
在較佳實施態樣中,式(1)中,R1、R2、R3、以及R4係各自獨立地表示氫原子、或碳數1至18之烷氧基。
在其他較佳實施態樣中,式(1)中,R1、R2、R3、以及R4中之至少一者係碳數1至18之烷基、或碳數1至18之烷氧基。
在較佳實施態樣中,式(1)中,R1、R2、R3、以及R4中之一者或二者係各自獨立地為碳數1至18之烷基、或碳數1至18之烷氧基,碳數1至18之烷基或碳數1至18之烷氧基以外者係氫原子。
在較佳實施態樣中,式(1)中,R1以及R4係氫原子,R2以及R3中之一者或二者係碳數1至18之烷基及/或碳數1至18之烷氧基,R2以及R3之中,碳數1至18之烷基或碳數1至18之烷氧基以外者係氫原子。
在較佳實施態樣中,式(1)表示之苯甲酸類係3,4-二烷氧基苯甲酸。
在較佳實施態樣中,式(1)表示之苯甲酸類係3,4-二甲氧基苯甲酸。
在本發明之2-鹵化苯甲酸類之製造方法
中,就使用之鹵化劑而言,例如選自碘化劑、溴化劑、氯化劑、以及該等之混合物所成之群組。具體而言,使用碘、氯、溴等鹵素分子類;氯化溴(BrCl)、溴化碘(IBr)等混合鹵素分子類;N-氯琥珀醯亞胺、N-溴琥珀醯亞胺(NBS)、DBH(1,3-二溴-5,5-二甲基乙內醯脲)等鹵醯亞胺;次碘酸鈉、次氯酸鈉、次溴酸鈉(NaBrO)等次鹵酸鹽。本發明可適用之鹵化劑並不限定於上述之鹵化劑,可使用一般用於有機合成中之鹵化劑。該等鹵化劑可單獨使用亦可組合兩種以上鹵化劑使用。使用兩種以上鹵化劑時,較佳為選擇具有相同鹵素種之鹵化劑。
該等之中較佳為碘、次碘酸鈉、次溴酸鈉(NaBrO)、N-溴琥珀醯亞胺(NBS)、DBH(1,3-二溴-5,5-二甲基乙內醯脲)或溴。
前述鹵化劑之使用量係充分進行反應之量即可,無特別限定,由經濟性之觀點而言,相對於式(1)表示之苯甲酸類1當量,較佳為0.5至10當量,更佳為1.0至2.0當量。此外,推測在本發明之2-鹵化苯甲酸類之製造方法中使用的鹵化劑係一部分成為次鹵酸(HXO:式中,X表示鹵素原子),進行反應。
就本發明使用之鹼性化合物而言,可為無機鹼性化合物或有機鹼性化合物之任一者。
較佳為使用無機鹼性化合物。藉由使用無機鹼性化合物,由於可容易地取得、操作亦容易,故可更有利於工業上之製造。
就前述無機鹼性化合物而言,可列舉例如:氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋁、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、矽酸鈉、矽酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、硼酸鈉、硼酸鉀、氨等。
就該等之中較佳之無機鹼性化合物而言,係氫氧化鈉及/或氫氧化鉀。
就前述有機鹼性化合物而言,可列舉例如:氫氧化四甲基銨、氫氧化2-羥基乙基三甲基銨、單甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、單乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、單異丙基胺、二異丙基胺、乙醇胺等。
該等無機鹼性化合物及有機鹼性化合物係可分別單獨或組合兩種以上使用。
無機鹼性化合物或有機鹼性化合物係在常溫可為液體亦可為固體。此外,由使操作性提升之觀點而言,在鹼性化合物為固體之情形,較佳為作為水溶液使用。
由使操作性提升之觀點以及經濟性之觀點而言,鹼性化合物之水溶液濃度,較佳為1質量%以上50質量%以下,更佳為10質量%以上40質量%以下。藉由將鹼性化合物之水溶液濃度設定為如此之範圍,可使作為反應原料之苯甲酸類與鹵化劑之反應以不使容積效率惡化之方式進行。
在本發明之製造方法中,其理由雖尚不明
確,然而推測係藉由使用前述鹼性化合物,形成式(1)表示之苯甲酸類之鹽,而可提升苯甲酸類之反應性者。
前述鹼性化合物之使用量,係根據使用之鹵化劑,反應充分進行之量即可,無特別限定。一般而言,相對於式(1)表示之苯甲酸類1當量,較佳為添加0.2當量以上,更佳為使用0.8至2.5當量。
此處,在使用會產生副產物鹵化氫等之鹵化劑(例如,前述鹵素分子類等)之情形,可能產生抑制由副產物鹵化氫等酸性源所致之苯甲酸類之鹽的質子化之必要性。因此,在使用會產生副產物鹵化氫等之鹵化劑之情形,較佳為相對於式(1)表示之苯甲酸類1當量,添加前述指定量之鹼性化合物,並且相對於使用之鹵化劑1當量,再多使用0.5當量以上之鹼性化合物。
根據本發明所得到之2-鹵化苯甲酸類無特別限定,例如,較佳為2-溴-4,5-二烷基苯甲酸、2-溴-4,5-二烷氧基苯甲酸、2-溴-3,5-二烷氧基苯甲酸、2-溴-4-烷氧基苯甲酸、2-溴-5-烷氧基苯甲酸;更佳為2-溴-4,5-二甲基苯甲酸、2-溴-4,5-二乙基苯甲酸、2-溴-4,5-二甲氧基苯甲酸、2-溴-4,5-二乙氧基苯甲酸、2-溴-5-甲氧基苯甲酸、2-溴-5-乙氧基苯甲酸、2-溴-4-甲氧基苯甲酸、2-溴-4-乙氧基苯甲酸、2-溴-3,5-二甲氧基苯甲酸、2-溴-3,5-二乙氧基苯甲酸。
在本發明之2-鹵化苯甲酸類之製造方法中,屬於反應原料之式(1)表示之苯甲酸類在反應溫度下為
液體之情形,由於反應原料兼作溶劑故即使沒有使用溶劑仍進行反應。又,式(1)表示之苯甲酸類在反應溫度下為固體之情形,可使用溶劑實施反應。就使用之溶劑而言,可列舉水、有機溶劑、以及水及有機溶劑之混合溶劑。此外,在本發明中,由經濟性、安全性之觀點等而言,較佳為在水、以及水及有機溶劑之混合溶劑中實施,由環境面而言,更佳為使用水作為溶劑實施。
使用有機溶劑作為反應溶劑之情形,使用之有機溶劑之種類無特別限定,較佳為對鹵化劑為惰性之溶劑。就如此之溶劑而言,可列舉鹵化烴類、醚類、羧酸類、酯類。該等可單獨使用,亦可兩種以上併用。就鹵化烴而言,可列舉例如:氯苯、二氯甲烷、氯仿等。就醚類而言,可列舉例如飽和烷基醚及環狀醚,就具體之飽和烷基醚而言,可列舉:乙基醚、正丙基醚、異丙基醚、正丁基醚等。就環狀醚而言,具體而言可列舉二烷、四氫呋喃等。就羧酸類而言,可列舉例如:乙酸、丙酸等。就酯類而言,可列舉例如飽和烷基酯,就具體之飽和烷基酯而言,可列舉:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯等。
該等溶劑可單獨使用、亦可混合兩種以上溶劑而作為混合溶劑使用。
使用前述溶劑時,溶劑之使用量無特別限定,將溶劑單獨使用之情形、以及作為混合溶劑使用之情形中,相對於式(1)表示之苯甲酸類1莫耳,較佳為150g以上,更佳為300g以上。又,相對於式(1)表示之苯甲酸
類1莫耳,溶劑之使用量較佳為10,000g以下,更佳為3,000g以下。相對於式(1)表示之苯甲酸類1莫耳,溶劑之使用量為150g以上時,攪拌容易進行;溶劑之使用量為10,000g以下時,排水處理容易進行,由經濟性及環保保護之觀點等而言為佳。此外,屬於反應原料之苯甲酸類在反應溫度下為液體之情形中,雖然可以不使用溶劑,但為了使反應系統的攪拌變為容易,較佳為使用溶劑。
本發明之2-鹵化苯甲酸類之製造方法,係在鹼性化合物之存在下使式(1)表示之苯甲酸類與鹵化劑進行反應。在進行反應之際,雖然反應系統不強烈攪拌亦可,但較佳為進行攪拌。
在本發明之2-鹵化苯甲酸類之製造方法中,式(1)表示之苯甲酸類、鹵化劑、以及鹼性化合物之添加順序無特別規定。
進一步,可將式(1)表示之苯甲酸類在一個步驟中添加總量,亦可在複數個步驟中分次添加。鹵化劑、以及鹼性化合物之添加亦相同。
例如,將式(1)表示之苯甲酸類的總量在一個步驟中導入至反應容器之情形,可在將式(1)表示之苯甲酸類的總量導入至反應容器之前、導入之際、或導入之後將鹼性化合物之一部分或總量添加至反應容器中。
又,可在鹼性化合物之一部分或總量導入至反應容器之前、導入之際、或導入之後添加鹵化劑之一部分或總量。
在鹼性化合物存在下使苯甲酸類與鹵化劑
反應之反應溫度,無特別限定,較佳為-30至100℃,更佳為-15至60℃。藉由在-30℃以上進行反應,可得到充分的反應速度。又,藉由在100℃以下之溫度進行反應,可抑制苯甲酸類或屬於生成物之2-鹵化苯甲酸類進行分解。
反應時間雖無特別限定,至少在式(1)表示之苯甲酸類、鹵化劑、以及鹼性化合物之總量導入至反應容器後,一般而言,係10分鐘至4小時。
反應完成後,例如,使用亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉等將多餘之鹵化劑還原之後,可添加甲苯、氯苯等。
如此得到之反應液,可藉由分液操作分離有機層與水層,去除有機層,將得到之水層藉由結晶析出(酸析)、或管柱層析等方法進行離析而得到2-鹵化苯甲酸類。
據此,藉由本發明,可由工業上有利之方法得到2-鹵化苯甲酸類,由於在反應階段中抑制2-鹵化苯甲酸類之位置異構物之生成,故可有效率、高選擇性地製造2-鹵化苯甲酸類。
[實施例]
以下,列舉實施例對本發明進一步具體說明,惟,本發明並不限定於該等實施例。全部操作皆在氮氣氛圍下實施。
(實施例1)
在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量2,000mL之四頸燒瓶中裝填3,4-二甲氧基苯甲酸
182.2g(1.0莫耳),添加水800g至其中,以使3,4-二甲氧基苯甲酸分散之方式進行攪拌。接著,添加30%氫氧化鈉水溶液273.3g(2.05莫耳)。接著,將液溫冷卻至0℃,將溴167.8g(1.05莫耳)以液溫0至5℃滴下。滴下完成後,以液溫0至5℃攪拌1小時。反應完成後,添加亞硫酸鈉1.28g(0.01莫耳),接著,添加甲苯100g,將液溫升溫至70℃為止。藉由分液操作去除有機層,在所得到之水層中滴下35%鹽酸104.2g(1.0莫耳),攪拌1小時。將所析出之結晶過濾取出,進行減壓乾燥,得到2-溴-4,5-二甲氧基苯甲酸238.6g(純度99.9%,產率91.3%)。
(實施例2)
在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量2,000mL之四頸燒瓶中裝填3,4-二乙氧基苯甲酸210.4g(1.0莫耳),添加水800g至其中,以使3,4-二乙氧基苯甲酸分散之方式進行攪拌。接著,添加30%氫氧化鈉水溶液273.3g(2.05莫耳)。接著,將液溫冷卻至0℃,將溴167.8g(1.05莫耳)以液溫0至5℃滴下。滴下完成後,以液溫0至5℃攪拌1小時。反應完成後,添加亞硫酸鈉1.28g(0.01莫耳),接著,添加甲苯100g,將液溫升溫至70℃為止。藉由分液操作去除有機層,在所得到之水層中滴下35%鹽酸104.2g(1.0莫耳),攪拌1小時。將所析出之結晶過濾取出,進行減壓乾燥,得到2-溴-4,5-二乙氧基苯甲酸239.1g(純度99.9%,產率91.5%)。
(實施例3)
在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量2,000mL之四頸燒瓶中裝填3-甲氧基苯甲酸152.0g(1.0莫耳),添加水800g至其中,以使3-甲氧基苯甲酸分散之方式進行攪拌。接著,添加30%氫氧化鈉水溶液273.3g(2.05莫耳)。接著,將液溫冷卻至0℃,將溴167.8g(1.05莫耳)以液溫0至5℃滴下。滴下完成後,以液溫0至5℃攪拌1小時。反應完成後,添加亞硫酸鈉1.28g(0.01莫耳),接著,添加甲苯100g,將液溫升溫至70℃為止。藉由分液操作去除有機層,在所得到之水層中滴下35%鹽酸104.2g(1.0莫耳),攪拌1小時。將所析出之結晶過濾取出,進行減壓乾燥,得到2-溴-5-甲氧基苯甲酸237.3g(純度99.9%,產率90.8%)。
(實施例4)
在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量2,000mL之四頸燒瓶中裝填4-甲氧基苯甲酸152.3g(1.0莫耳),添加水800g至其中,以使4-甲氧基苯甲酸分散之方式進行攪拌。接著,添加30%氫氧化鈉水溶液273.3g(2.05莫耳)。接著,將液溫冷卻至0℃,將溴167.8g(1.05莫耳)以液溫0至5℃滴下。滴下完成後,以液溫0至5℃攪拌1小時。反應完成後,添加亞硫酸鈉1.28g(0.01莫耳),接著,添加甲苯100g,將液溫升溫至70℃為止。藉由分液操作去除有機層,在所得到之水層中滴下35%鹽酸104.2g(1.0莫耳),攪拌1小時。將所析出之結晶過濾取出,進行減壓乾燥,得到2-溴-4-甲氧基苯甲酸238.9g(純度99.9%,產率
91.4%)。
(實施例5)
在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量2,000mL之四頸燒瓶中裝填3,5-二甲氧基苯甲酸182.2g(1.0莫耳),添加水800g至其中,以使3,5-二甲氧基苯甲酸分散之方式進行攪拌。接著,添加30%氫氧化鈉水溶液273.3g(2.05莫耳)。接著,將液溫冷卻至0℃,將溴167.80g(1.05莫耳)以液溫0至5℃滴下。滴下完成後,以液溫0至5℃攪拌1小時。反應完成後,添加亞硫酸鈉1.28g(0.01莫耳),接著,添加甲苯100g,將液溫升溫至70℃為止。藉由分液操作去除有機層,在所得到之水層中滴下35%鹽酸104.2g(1.0莫耳),攪拌1小時。將所析出之結晶過濾取出,進行減壓乾燥,得到2-溴-3,5-二甲氧基苯甲酸237.6g(純度99.9%,產率90.9%)。
(實施例6)
在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量2,000mL之四頸燒瓶中裝填3,4-二甲基苯甲酸150.2g(1.0莫耳),添加水800g至其中,以使3,4-二甲基苯甲酸分散之方式進行攪拌。接著,添加30%氫氧化鈉水溶液273.3g(2.05莫耳)。接著,將液溫冷卻至0℃,將溴167.8g(1.05莫耳)以液溫0至5℃滴下。滴下完成後,以液溫0至5℃攪拌1小時。反應完成後,添加亞硫酸鈉1.28g(0.01莫耳),接著,添加甲苯100g,將液溫升溫至70℃為止。藉由分液操作去除有機層,在所得到之水層中
滴下35%鹽酸104.2g(1.0莫耳),攪拌1小時。將所析出之結晶過濾取出,進行減壓乾燥,得到2-溴-4,5-二甲氧基苯甲酸230.8g(純度99.9%,產率88.3%)。
(實施例7)
在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量1,000mL之四頸燒瓶中裝填30%氫氧化鈉水溶液533.3g(4.00莫耳),在液溫-5至5℃的範圍,將溴319.6g(2.00莫耳)滴下,得到次溴酸鈉水溶液852.9g。
接著,在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量2,000mL之四頸燒瓶中裝填3,4-二甲氧基苯甲酸182.2g(1.0莫耳),添加水800g至其中,以使3,4-二甲氧基苯甲酸分散之方式進行攪拌。在此,將前述步驟中所得到之次溴酸鈉水溶液554.4g(相當於溴1.30莫耳)以液溫0至5℃滴下。以液溫0至5℃攪拌1小時後,添加亞硫酸鈉8.82g(0.07莫耳),接著,添加甲苯100g,將液溫升溫至70℃為止。藉由分液操作去除有機層,在所得到之水層中滴下35%鹽酸104.2g(1.0莫耳),攪拌1小時。將所析出之結晶過濾取出,進行減壓乾燥,得到2-溴-4,5-二甲氧基苯甲酸233.4g(純度99.9%,產率89.3%)。
(實施例8)
在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量2,000mL之四頸燒瓶中裝填3,4-二甲氧基苯甲酸182.2g(1.0莫耳),添加水800g至其中,以使3,4-二甲氧基苯甲酸分散之方式進行攪拌。接著,添加30%氫氧化鈉
水溶液133.3g(1.00莫耳)。接著,將液溫冷卻至0℃,將N-溴琥珀醯亞胺(NBS)186.9g(1.05莫耳)以液溫0至5℃添加。滴下完成後,以液溫0至5℃攪拌1小時。反應完成後,添加亞硫酸鈉1.28g(0.01莫耳),接著,添加甲苯100g,將液溫升溫至70℃為止。藉由分液操作去除有機層,在所得到之水層中滴下35%鹽酸104.2g(1.0莫耳),攪拌1小時。將所析出之結晶過濾取出,進行減壓乾燥,得到2-溴-4,5-二甲氧基苯甲酸238.1g(純度99.9%,產率91.1%)。
(實施例9)
在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量2,000mL之四頸燒瓶中裝填3,4-二甲氧基苯甲酸182.2g(1.0莫耳),添加水800g至其中,以使3,4-二甲氧基苯甲酸分散之方式進行攪拌。接著,添加30%氫氧化鈉水溶液133.3g(1.00莫耳)。接著,將液溫冷卻至0℃,將1,3-二溴-5,5-二甲基乙內醯脲(DBH)150.1g(0.53莫耳(1.05當量))以液溫0至5℃添加。滴下完成後,以液溫0至5℃攪拌1小時。反應完成後,添加亞硫酸鈉1.28g(0.01莫耳),接著,添加甲苯100g,將液溫升溫至70℃為止。藉由分液操作去除有機層,在所得到之水層中滴下35%鹽酸104.2g(1.0莫耳),攪拌1小時。將所析出之結晶過濾取出,進行減壓乾燥,得到2-溴-4,5-二甲氧基苯甲酸239.4g(純度99.9%,產率91.6%)。
(實施例10)
在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量
2,000mL之四頸燒瓶中裝填3,4-二甲氧基苯甲酸182.2g(1.0莫耳),添加水800g至其中,以使3,4-二甲氧基苯甲酸分散之方式進行攪拌。接著,添加30%氫氧化鈉水溶液133.3g(1.00莫耳)。接著,將液溫冷卻至0℃,將溴167.8g(1.05莫耳)以液溫0至5℃滴下。滴下完成後,以液溫0至5℃攪拌1小時。反應完成後,添加亞硫酸鈉1.28g(0.01莫耳),接著,添加甲苯100g,將液溫升溫至70℃為止。藉由分液操作去除有機層,在所得到之水層中滴下35%鹽酸104.2g(1.0莫耳),攪拌1小時。將所析出之結晶過濾取出,進行減壓乾燥,得到2-溴-4,5-二甲氧基苯甲酸177.2g(純度99.9%,產率67.8%)。
(比較例1)
在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量2,000mL之四頸燒瓶中裝填3,4-二甲氧基苯甲酸182.2g(1.0莫耳),添加水800g至其中,以使3,4-二甲氧基苯甲酸分散之方式進行攪拌。接著,將液溫冷卻至0℃,將溴167.8g(1.05莫耳)以液溫0至5℃滴下。滴下完成後,以液溫0至5℃攪拌1小時。將反應液以液相層析進行分析時,殘留有3,4-二甲氧基苯甲酸77%(0.77莫耳)。進一步,將液溫升溫至60℃為止,攪拌6小時。之後,添加亞硫酸鈉1.28g(0.01莫耳),接著,添加甲苯100g,將液溫升溫至70℃為止。藉由分液操作去除有機層,在所得到之水層中滴下35%鹽酸104.2g(1.0莫耳),攪拌1小時。將所析出之結晶過濾取出,進行減壓乾燥,得到2-溴-4,5-二甲
氧基苯甲酸29.0g(純度79.3%,產率8.8%)。
(比較例2)
依照專利文獻2所記載之方法,在具備攪拌器、溫度計以及回流冷卻管之容量10,000mL之四頸燒瓶中裝填35%鹽酸3650mL,將3,4-二甲氧基苯甲酸182.2g(0.14莫耳)添加至其中,以使3,4-二甲氧基苯甲酸分散之方式進行攪拌。接著,在液溫25℃,將溴167.8g(1.05莫耳)以液溫20至30℃滴下。滴下完成後,以液溫20至30℃攪拌7小時。接著,添加水3650mL,攪拌1小時後,將所析出之結晶過濾取出。進行減壓乾燥,得到2-溴-4,5-二甲氧基苯甲酸261.1g(純度90.3%,產率90.3%)。
表1顯示實施例1至10、比較例1至2之條件及反應結果。表1中,化合物A至D係代表性的位置異構物(不同之鹵化位置)。具體而言,A表示藉由脫羧反應生成之1,2-二溴物,B表示3號位置溴取代物,C表示2,3號位置二溴取代物,D表示2,6號位置二溴取代物。此外,針對前述A至D,在各實施例及比較例中,藉由將所得之水層以液相層析進行分析來算出該等之生成量(表中,「N.D.」意指未檢出)。
再者,例如,如可從漢斯狄克反應(Hunsdiecker reaction)所理解般,已知一般而言若使在本發明中使用之如苯甲酸類之羧酸類與溴反應,則將進行脫羧反應。經由進行脫羧反應,會有必需的溴等鹵化劑增加,或目標化合物之產率變低之疑慮。
然而,藉由本發明之實施例1至10之結果可知,由於得到之2-鹵化苯甲酸類之產率高,而目標化合物之產率變低等問題沒有產生,故脫羧反應被抑制,或者幾乎未進行。
因此,由本發明之實施例1至10可知,藉由本發明之製造方法,可抑制脫羧反應,可具有高的位置選擇性,並且以高產率之方式製造2-鹵化苯甲酸類。
進一步,由本發明之實例例之結果與比較例1之結果相比可知,在苯甲酸類之溴化反應中,藉由使用鹼性化合物,可以短時間且高產率之方式得到2-鹵化苯甲酸類。
若根據本發明之實施例的結果與比較例2,可以高產率之方式得到2-鹵化苯甲酸。然而,在本發明之實施例中,鹵化反應進行極迅速,能以高選擇性並且相同程度之產率得到。
又,若根據比較例2,副生成有苯環2號位置以外經鹵化的複數個位置異構物(表中之B、C、D等)。該等位置異構物由於與目標化合物(2-鹵化苯甲酸)之物性類似,難以將該等各自與目標化合物分離。然而,在實施例1至10中副生成之化合物係羧酸部位已從2-鹵化苯甲酸類脫離的脫羧物、以及於前述脫羧物進一步加成有溴之二溴物(表中之A),由於該等與目標化合物之物理物性不同,故可由分液操作等容易地去除。
進一步,若根據比較例2,相對於苯甲酸類1莫耳,使用35%鹽酸3650mL、以及、水3650mL(總計7300mL)。
然而,例如實施例8至10中,只需30%氫氧化鈉水溶液103mL、水800mL(總計903mL)即可,由容積效率之觀點而言,確實有利於工業上使用。
Claims (7)
- 如申請專利範圍第1項所述之2-鹵化苯甲酸類之製造方法,其中,R2以及R3表示甲氧基。
- 如申請專利範圍第1項所述之2-鹵化苯甲酸類之製造方法,其中,相對於前述苯甲酸類1當量,前述鹵化劑之使用量係0.5至10當量;相對於前述苯甲酸類1當量,前述鹼性化合物之使用量係0.2當量以上。
- 如申請專利範圍第2項所述之2-鹵化苯甲酸類之製造方法,其中,相對於前述苯甲酸類1當量,前述鹼性化合物之使用量係0.8至2.5當量。
- 如申請專利範圍第2項所述之2-鹵化苯甲酸類之製造方法,其中,除了前述指定量的鹼性化合物以外,相對於所使用之鹵化劑1當量,更添加0.5當量以上的鹼性化合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之2-鹵化苯甲酸類之製造方法,其中,前述鹵化劑係選自碘、氯、溴、氯化溴 及溴化碘所成之群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之2-鹵化苯甲酸類之製造方法,係在液溫0至5℃進行反應。
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