專利名稱：聯(lián)苯衍生物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聯(lián)苯衍生物的制備方法，更詳細而言，涉及優(yōu)異的工 業(yè)上制備聯(lián)苯衍生物的方法。
背景技術(shù)：
聯(lián)苯衍生物是廣泛用于有機化學(xué) 高分子化學(xué)領(lǐng)域的化合物，作 為精細化學(xué)藥品、醫(yī)藥農(nóng)藥原料、樹脂 塑料原料、電子信息材料、
光學(xué)材料等工業(yè)用途，在諸多領(lǐng)域有用。
作為聯(lián)苯衍生物的制備方法，已知有將芳香族卣化物作為起始原
料的方法。專利文獻1提出了在鎳催化劑存在下使芳香族氯化物的格
利雅試劑和芳香族溴化物反應(yīng)的方法。另一方面，非專利文獻1及2 提出了下述方法，即，使芳香族碘化物或芳香族溴化物與鎂反應(yīng)，轉(zhuǎn) 化為格利雅試劑后，使用氯化鐵(III )催化劑，在氧化劑共存下，使 格利雅試劑之間偶聯(lián)，從而制備聯(lián)苯衍生物。
但是，專利文獻l記載的方法中，與格利雅試劑反應(yīng)的原料為芳 香族氯化物時，聯(lián)苯衍生物的收率低，無法適用于工業(yè)。另外，非專 利文獻1及2記載的制備方法雖然起始原料的反應(yīng)性高，但是由于使 用了昂貴的芳香族碘化物或芳香族溴化物，所以制得的聯(lián)苯衍生物的 價格也很高。進而，非專利文獻1及2中記載的氧化劑為1，2-二溴乙 烷、1,2-二氯乙烷，在國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)的致癌性評價中， 它們分別歸屬為組2A (對人類很可能有致癌性的物質(zhì))、組2B (對 人類可能有致癌性的物質(zhì))。特別是1,2-二氯乙烷在歐洲被指定為禁 止使用的物質(zhì)。
上述物質(zhì)在工業(yè)使用中存在問題，期望毒性低的代替物質(zhì)。 專利文獻l:日本特開昭63 - 295520號公報(實施例1、 2、 3、
4非專利文獻l: ORGANIC LETTERS Vol,7, No.3 ( 2005 ) , 491
_ 493
非專利文獻2: ORGANIC LETTERS Vol.7, No.l0 ( 2005 )， 1943 -194
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供通過使用廉價且毒性低的原料，工業(yè)制備 高收率且生產(chǎn)率優(yōu)異的聯(lián)苯衍生物的方法。
本發(fā)明的聯(lián)苯衍生物的制備方法是下述通式(1 )表示的聯(lián)苯衍 生物的制備方法，其特征在于，使下述通式(2)表示的苯衍生物的 氯原子和金屬鎂反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為格利雅試劑，在催化劑及二氯丙烷存在 下使該格利雅試劑之間發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)。
An\ ~^ /;~^ 乂An
一 (1 )
(式中，A表示選自烷基、烷氧基、烷氧基甲基、乙烯基、苯基、 氯中的至少一種，n為l 4的整數(shù)。)
(式中，A表示選自烷基、烷氧基、烷氧基曱基、乙烯基、苯基、 氯中的至少一種，n為l 4的整數(shù)。)
本發(fā)明的聯(lián)苯衍生物的制備方法通過使用廉價的芳香族氯化物 作為起始原料，能夠以低成本生成格利雅試劑作為中間體，通過使用 毒性低的二氯丙烷作為氧化劑，使該格利雅試劑之間發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)， 能有效、高收率地制備聯(lián)苯衍生物。
具體實施例方式
以下詳細記載本發(fā)明。
本發(fā)明的聯(lián)苯衍生物的制備方法以下述通式(2)表示的苯衍生 物作為起始原料。
An 1 CI
^ (2)
(式中，A表示選自烷基、烷氧基、烷氧基曱基、乙烯基、苯基、 氯中的至少一種，n為l 4的整數(shù)。)
上述式(2)中，n為1 4的整數(shù)，優(yōu)選為1或2。原因在于，n 為1或2時，可以使用更廉價的起始原料，并且，由于在本反應(yīng)中取 代基產(chǎn)生的立體反應(yīng)抑制效果小，所以能更有效地進行反應(yīng)。
取代基A為選自烷基、烷氧基、烷氧基甲基、乙烯基、苯基、氯 中的至少一種。作為烷基的具體例，可以舉出甲基、乙基、正丙基、 異丙基、正丁基、叔丁基。烷氧基的具體例可以舉出甲氧基、乙氧基、 正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基。烷氧基曱基的具體例可 以舉出甲氧基甲基、曱氧基乙基、甲氧基正丙基、曱氧基異丙基。苯 基可以為無取代的苯基也可以為取代苯基。
作為起始原料的具體例，可以舉出鄰氯曱苯、間氯曱苯、對氯曱 苯、鄰氯乙基苯、間氯乙基苯、對氯乙基苯、鄰氯正丙基苯、間氯正 丙基苯、對氯正丙基苯、鄰氯異丙基苯、間氯異丙基苯、對氯異丙基 苯、3-氯-鄰二甲苯、4-氯-鄰二曱苯、2-氯-間二甲苯、4-氯-間二曱苯、 2-氯-對二曱苯、2-氯-l,3,5-三甲基苯、鄰氯苯曱醚、間氯苯曱醚、對 氯笨甲醚、鄰氯-曱氧基甲基苯、間氯-甲氧基曱基苯、對氯-甲氧基曱 基苯、鄰氯-甲氧基乙基苯、間氯-曱氧基乙基苯、對氯-甲氧基乙基苯、 2-氯聯(lián)苯、3-氯聯(lián)苯、4-氯聯(lián)苯、鄰二氯苯、間二氯苯、對二氯苯、 1，3，5-三氯苯、1,2,4-三氯苯等，其中優(yōu)選為鄰氯曱苯、間氯曱苯、對 氯甲苯、4_氯_鄰二甲苯、對氯苯曱醚、對二氯苯、對氯-曱氧基曱基本發(fā)明中，使上述(2)的苯衍生物的氯原子與金屬鎂反應(yīng)，轉(zhuǎn) 化為格利雅試劑。轉(zhuǎn)化為格利雅試劑的反應(yīng)沒有特別限定，可以利用 公知的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。
金屬鎂沒有特別限定，但優(yōu)選使用粉末狀的金屬鎂。轉(zhuǎn)化為格利 雅試劑的反應(yīng)在脫水后的體系中進行。優(yōu)選使用脫水后的溶劑或加入 廉價的格利雅試劑除去水。
另外，為了除去金屬鎂的表面氧化被膜提高反應(yīng)性，可以加入碘、 溴或含有該元素的廉價的化合物。作為該化合物的例子，優(yōu)選舉出石典 代曱烷、溴代甲烷、碘代乙烷、溴代乙烷等。
本發(fā)明的制備方法中，用于格利雅試劑之間的偶聯(lián)反應(yīng)的催化劑
優(yōu)選舉出Fe、 Ag、 Cu、 Co、 Zn、 Ni、 Pd金屬或這些金屬的化合物， 作為化合物，優(yōu)選使用上述金屬的氯化物、溴化物、缺化物、氟化物、 乙酸鹽、乙酰丙酮鹽、碳酸鹽、氫氧化物、硝酸鹽。其中，優(yōu)選使用 氯化亞鐵(II )、氯化鐵(III )、溴化亞鐵、溴化鐵。
另夕卜，催化劑的用量相對于l摩爾起始原料優(yōu)選使用0.01摩爾％ 20摩爾％，更優(yōu)選使用0.05摩爾％ 10摩爾％ 。通過將催化劑的用 量設(shè)定為上述范圍，能有效且經(jīng)濟地進行偶聯(lián)反應(yīng)。
本發(fā)明的制備方法使用二氯丙烷作為氧化劑。氧化劑將因偶聯(lián)反 應(yīng)被還原的催化劑氧化而再生。從而，催化劑循環(huán)使用，提高反應(yīng)收
作為氧化劑的具體例，可以舉出1,1-二氯丙烷、1,2-二氯丙烷、1,3-二氯丙烷。其中1，2-二氯丙烷在國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)的致癌性 評價中歸屬為組3(無法對它們的對人類的致癌性進行分類的物質(zhì))， 由于毒性比目前提出的氧化劑低，所以被優(yōu)選使用。另外，二氯丙烷 的用量相對于l摩爾起始原料，優(yōu)選使用0.1摩爾倍量 5摩爾倍量， 較優(yōu)選使用0.2摩爾倍量 3摩爾倍量。少于0.1摩爾倍量時，氧化劑 產(chǎn)生的催化劑再生效果小，多于5摩爾倍量時，殘留未反應(yīng)的氧化劑， 因目標(biāo)物的分離精制而增加負擔(dān)，并不是有效的。
用于本發(fā)明的制備方法的溶劑只要能使反應(yīng)有效進行即可，可以任意選擇溶劑，但優(yōu)選易生成格利雅試劑的醚類溶劑。作為溶劑的具 體例子，可以舉出乙醚、二異丙基醚、四氫呋喃、N,N- 二曱基曱酰
胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-曱基吡咯烷酮、1,3-二氧雜環(huán)己烷、 1,4-二氧雜環(huán)己烷、環(huán)丙基曱基醚、曱基-叔丁基醚、乙二醇二曱基 醚、二甘醇二曱基醚、三甘醇二曱基醚、四甘醇二曱基醚、苯、曱苯、 二甲苯等。其中優(yōu)選的是乙醚、二異丙基醚、四氫呋喃、1，3-二氧雜 環(huán)己烷、1，4-二氧雜環(huán)己烷、環(huán)丙基曱基醚、甲基-叔丁基醚。
另外，溶劑的用量根據(jù)上述式(2)表示的笨衍生物、格利雅試 劑及產(chǎn)物的溶解性或漿液濃度或反應(yīng)液的性狀而定，可以為任意量， 但優(yōu)選相對于上述式(2)表示的苯衍生物為0.5 100摩爾倍量。小 于0.5摩爾倍量時，格利雅試劑的收率變低，超過100摩爾倍量時， 生產(chǎn)率差，成為不經(jīng)濟的方法。
本發(fā)明的制備方法中，偶聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)溫度優(yōu)選30 100°C，更優(yōu) 選45 70。C。反應(yīng)溫度低于30。C時，反應(yīng)幾乎不進行，即使進行反應(yīng)， 也有時在中途停止，另外，反應(yīng)溫度超過IO(TC時，有時格利雅試劑 在反應(yīng)前發(fā)生分解，故不優(yōu)選。
本發(fā)明的制備方法中，進行偶聯(lián)反應(yīng)時，由于產(chǎn)生了作為目標(biāo)的 下述通式(1 )表示的聯(lián)苯衍生物的同時，副生了下述通式(3)表示 的卣代聯(lián)苯衍生物，所以得到含有聯(lián)苯衍生物的組合物。
— " (1 )
(式中，A表示選自烷基、烷氧基、烷氧基曱基、乙烯基、苯基、 氯中的至少一種，n為l 4的整數(shù)。)
(式中，A表示選自烷基、烷氧基、烷氧基甲基、乙烯基、苯基、
8氯中的至少一種，n為l 4的整數(shù)。)
由本發(fā)明的制備方法得到的含有聯(lián)苯衍生物的組合物中，上述式
(3)表示的卣代聯(lián)苯衍生物的含量優(yōu)選為20重量％以下，較優(yōu)選為 0.01重量％ 20重量％。其原因在于，如果囟代聯(lián)苯衍生物超過20 重量％,則用作精細化學(xué)藥品、醫(yī)藥農(nóng)藥原料、樹脂'塑料原料、電子 信息材料、光學(xué)材料等原料時，會導(dǎo)致最終產(chǎn)品的品質(zhì)降低。即，產(chǎn) 生最終產(chǎn)品的純度降低、著色、強度降低、光學(xué)特性降低等品質(zhì)上的 問題。
因此，從本發(fā)明的偶聯(lián)反應(yīng)液中分離作為目標(biāo)的聯(lián)苯衍生物時， 必須盡可能地減少副生的卣代聯(lián)苯衍生物。分離方法可以舉出蒸餾 法、晶析法、萃取法、用二氧化硅等進行的柱分離、模擬流化床吸附 分離法等，可以為任一種方法，也可以組合多種方法。由于可能在反 應(yīng)液中殘留活性4美等，所以優(yōu)選在反應(yīng)液中加入水或酸性水溶液，將 反應(yīng)生成的鎂鹽作為水相除去后，從得到的油相進行分離的方法。例 如蒸餾法可以使用簡單蒸餾、精餾、減壓蒸餾、常壓蒸餾中的任一種， 優(yōu)選使用減壓蒸餾。由于與作為目標(biāo)的聯(lián)苯衍生物相比，卣代聯(lián)苯衍 生物為高沸點，所以需要蒸餾出作為目標(biāo)的聯(lián)苯衍生物、盡可能不蒸 餾出卣代聯(lián)苯衍生物使其殘留于罐等的蒸餾操作。
本發(fā)明的制備方法優(yōu)選利用任一種分離方法使得到的聯(lián)苯衍生 物中的卣代聯(lián)苯衍生物含量為0.01重量％ 20重量％,更優(yōu)選為0.01 重量％ 5重量％。通過將囟代聯(lián)苯衍生物含量設(shè)定在上述范圍內(nèi)，可 以維持以聯(lián)苯衍生物作為原料的最終產(chǎn)品的純度、著色、強度、光學(xué)
特性等品質(zhì)。
由本發(fā)明的制備方法得到的聯(lián)苯衍生物能在諸多領(lǐng)域中轉(zhuǎn)化為 各種化合物，使用廉價的原料.毒性低的氧化劑，并且能有效地工業(yè)得 到聯(lián)苯衍生物，意義非常重大。
實施例
下面，用實施例更詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于這些 實施例。需要說明的是，這里使用的試劑類的制備等級均相當(dāng)于1級水平以上。
實施例1
在帶有溫度計的反應(yīng)容器中加入四氫呋喃136.8g ( 1.90mol; nacalaitesque公司制)、鎂粉末11.5g ( 0.47mol;中央工產(chǎn)公司制)、 鄰氯曱苯5g ( 0.008mol;和光純藥公司制)，邊用氮置換體系內(nèi)邊攪 拌。加入氯化叔丁基鎂lg ( 0.008mol;東京化成制)，除去體系內(nèi)的 水分。接下來，加入溴代乙烷4.3g ( 0.04mol;和光純藥公司制)。 稍微攪拌，確認發(fā)熱。然后，邊將反應(yīng)液溫度保持在35 5CTC邊滴入 鄰氯曱苯45g (0.35mol)。滴完后，邊于60。C下攪拌3小時邊熟化 (格利雅試劑收率為83% )。
然后，在氯化鐵(III ) 1.9g (0.012mol;和光純藥公司制)中加 入四氫呋喃7.1g( O.lOmol),在所得的溶液中加入1,2-二氯丙烷53.6g (0.74mol;和光純藥公司制)，調(diào)制含有催化劑的溶液。邊保持反 應(yīng)液溫度為30 50。C邊將其滴入上述格利雅試劑溶液中，進行偶聯(lián)反 應(yīng)。滴完后，于50。C下反應(yīng)3小時。反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，將反應(yīng)液在 水中展開，用乙醚(nacalaitesque公司制特級)萃取油層，在其中加 入作為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)的苯乙酮(nacalaitesque公司制特級)，用氣相色語 法(柱GL Science公司制InertCapl長度60mx直徑0.25mm，月^ 厚0.40pm)進行分析。2,2'-二曱基聯(lián)苯相對于鄰氯曱苯的收率為84.4 %。另外，副生的氯代2,2'-二甲基聯(lián)苯相對于2，2'-二曱基聯(lián)苯為0.54 重量％。
實施例2
在實施例1中，除將鄰氯曱苯變更為間氯甲苯之外，與實施例1 相同地進行反應(yīng)。3，3，-二曱基聯(lián)苯相對于間氯曱苯的收率為79.4%。 另夕卜，副生的氯代3，3，-二甲基聯(lián)苯相對于3,3，-二曱基聯(lián)苯為1.4重量
Z() o
實施例3
在實施例1中，除將鄰氯曱苯變更為對氯甲苯之外，與實施例1 相同地進行反應(yīng)。4，4，-二曱基聯(lián)苯相對于對氯甲苯的收率為82.0%。
10另外，副生的氯代4,4，-二甲基聯(lián)苯相對于4,4'-二曱基聯(lián)苯為0.80重
量％ 。
實施例4
在帶有溫度計的反應(yīng)容器中加入四氫呋喃123.lg ( 1.71mol; 認alai tesque公司制)、鎂粉末10.4g ( 0.43mol;中央工產(chǎn)公司制)、 4-氯-鄰二曱苯5g( 0.036mol;和光純藥公司制)，邊用氮置換體系內(nèi) 邊攪拌。加入氯化叔丁基鎂lg ( 0.008mol;東京化成公司制)，除去 體系內(nèi)的水分。4妾下來加入溴代乙烷3.9g ( 0.04mol;和光純藥/>司 制)。稍微攪拌，確認發(fā)熱。然后邊將反應(yīng)液溫度保持在35 50。C邊 滴入4-氯-鄰二甲苯45g (0.32mol)。滴完后，邊于60。C下攪拌3小 時邊熟化(格利雅試劑收率為90% )。
然后，在氯化鐵(III ) 1.7g (O.Ollmol;和光純藥公司制)中加 入四氫呋喃6.4g(0.09mo1),在所得的溶液中加入1，2-二氯丙烷48.2g (0石7mol;和光純藥公司制)，調(diào)制含有催化劑的溶液。邊保持反 應(yīng)液溫度為30 50。C邊將其滴入上述格利雅試劑溶液中，進行偶聯(lián)反 應(yīng)。滴完后，于50。C下反應(yīng)3小時。反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，將反應(yīng)液在 水中展開，用乙醚(nacalaitesque公司制特級)萃取油層，在其中加 入作為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)的苯乙酮(nacalaitesque公司制特級)，用氣相色譜 法(柱GL Science 7>司制InertCapl長度60mx直徑0.25mm,膜 厚0.40)Lim)進行分析。3，4,3，，4，-四曱基聯(lián)苯相對于4-氯-鄰二曱苯的 收率為72.5 % 。另夕卜，副生的氯代3,4,3',4，畫四曱基聯(lián)苯相對于3，4，3，，4，-四甲基聯(lián)苯為1.8重量％ 。
實施例5
在實施例4中，除將4-氯-鄰二曱苯變更為3-氯-鄰二甲苯之外， 與實施例4相同地進行反應(yīng)。2，3,2，,3，-四曱基聯(lián)苯相對于3-氯-鄰二曱 苯的收率為7《3%。另外，副生的氯代2,3,2，,3，-四甲基聯(lián)苯相對于 2，3,2，，3，-四曱基聯(lián)苯為1.6重量％。
比4交例1
在實施例1中，除將氧化劑從1，2-二氯丙烷53.6g (0.74mol;和光純藥公司制)變更為1，2-二氯乙烷之外，與實施例l相同地進行反
應(yīng)。2,2，-二甲基聯(lián)苯相對于鄰氯曱苯的收率為65.9% 。另外，副生的 氯代2,2，-二曱基聯(lián)苯相對于2,2'-二甲基聯(lián)苯為4.5重量％。
權(quán)利要求
1、一種聯(lián)苯衍生物的制備方法，在下述通式(1)表示的聯(lián)苯衍生物的制備方法中，使下述通式(2)表示的苯衍生物的氯原子與金屬鎂反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為格利雅試劑，在催化劑及二氯丙烷存在下使所述格利雅試劑之間發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，式中，A表示選自烷基、烷氧基、烷氧基甲基、乙烯基、苯基、氯中的至少一種，n為1～4的整數(shù)，式中，A表示選自烷基、烷氧基、烷氧基甲基、乙烯基、苯基、氯中的至少一種，n為1～4的整數(shù)。
2、 如權(quán)利要求1所述的聯(lián)苯衍生物的制備方法，其中，所述式 (2 )中，所述取代基A的個數(shù)n為1或2。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的聯(lián)苯衍生物的制備方法，其中，所 述催化劑為選自Fe、 Ag、 Cu、 Co、 Zn、 Ni、 Pd中的至少一種金屬或 所述金屬的化合物。
4、 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的聯(lián)苯衍生物的制備方法，其 中，所述二氯丙烷為1,2-二氯丙烷。
5、 如權(quán)利要求1 4中任一項所述的聯(lián)苯衍生物的制備方法，其 中，精制所述聯(lián)苯衍生物，使下述通式(3)表示的囟代聯(lián)苯衍生物 的含量為0.01重量％ 20重量％ ,式中，A表示選自烷基、烷氧基、烷氧基曱基、乙烯基、苯基、氯中的至少一種，X表示卣原子，n為l 4的整數(shù)，a及b為整數(shù)，a 和b的總和為1 8。
6、 一種聯(lián)苯衍生物組合物，含有由權(quán)利要求1~5中任一項所述 的制備方法得到的聯(lián)苯衍生物，其特征在于，下述通式(3)表示的 卣代聯(lián)苯衍生物的含量為0.01重量。/。~20重量％,其中，A表示選自烷基、烷氧基、烷氧基曱基、乙烯基、苯基、 氯中的至少一種，X表示卣原子，n為l 4的整數(shù)，a及b為整數(shù)，a 和b的總和為1 8。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過使用廉價且毒性低的原料，工業(yè)制備高收率且生產(chǎn)率優(yōu)異的聯(lián)苯衍生物的方法。其特征在于，在所述通式(1)表示的聯(lián)苯衍生物的制備方法中，使所述通式(2)表示的苯衍生物的氯原子與金屬鎂反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為格利雅試劑，在催化劑及二氯丙烷存在下使該格利雅試劑之間發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)(式中，A表示選自烷基、烷氧基、烷氧基甲基、乙烯基、苯基、氯中的至少一種，n為1～4的整數(shù))。
文檔編號C07B61/00GK101516809SQ20078003561
公開日2009年8月26日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月16日
發(fā)明者中谷仁郎, 林民生 申請人:東麗精密化學(xué)株式會社;林民生