アルキルベンゼン誘導体の製造方法
【課題】良好な収率で、純度良くアルキルベンゼン誘導体を製造する方法を提供する。
【解決手段】酸の存在下、アルキル基、アルコキシル基等の置換基を有していてもよいベンゼン誘導体およびハロゲン化アルキル化合物の反応による一般式(３)で表されるアルキルベンゼン誘導体の製造方法において、酸の存在下、前記ベンゼン誘導体にアルキル化合物の供給を開始した後さらに酸を追加供給し、かつアルキル化合物をベンゼン誘導体１モルにつき０.０１〜０.８モル供給することを特徴とするアルキルベンゼン誘導体の製造方法。
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐、または環状のアルキル基、直鎖、分岐、または環状のアルコキシ基、置換または未置換のアリール基、あるいはハロゲン原子を表し、Ｒは直鎖、分岐、または環状のアルキル基を表す）
【解決手段】酸の存在下、アルキル基、アルコキシル基等の置換基を有していてもよいベンゼン誘導体およびハロゲン化アルキル化合物の反応による一般式(３)で表されるアルキルベンゼン誘導体の製造方法において、酸の存在下、前記ベンゼン誘導体にアルキル化合物の供給を開始した後さらに酸を追加供給し、かつアルキル化合物をベンゼン誘導体１モルにつき０.０１〜０.８モル供給することを特徴とするアルキルベンゼン誘導体の製造方法。
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐、または環状のアルキル基、直鎖、分岐、または環状のアルコキシ基、置換または未置換のアリール基、あるいはハロゲン原子を表し、Ｒは直鎖、分岐、または環状のアルキル基を表す）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアルキルベンゼン誘導体の製造方法に関する、さらに詳しくは、ベンゼン誘導体とアルキルハライド、またはヒドロキシアルキルを、酸の存在下に反応させるアルキルベンゼン誘導体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルキルベンゼン誘導体は、染料、色素、ファインケミカル、医薬品及び農業用製品の生産に有用な中間体である。従来、アルキルベンゼン誘導体は、例えば、酸(例：ルイス酸、プロトン酸)の存在下、ベンゼン誘導体とハロゲン化アルキルとの反応(フリーデルクラフツ反応)により製造されている(非特許文献１）。この反応により様々なアルキルベンゼン誘導体が製造されているが、工業的に充分に満足できる製造方法とは言い難く種々の問題を有している。
例えば、後記非特許文献２には、ベンゼンおよび酸(例えば、塩化アルミニウム、塩化第二鉄)の混合物に、tert-ペンチルクロライドを滴下供給することからなるtert-ペンチルベンゼンの製造方法が記載されている。また、後記非特許文献３には、ベンゼンおよびtert-ペンチルクロライドの混合物に、酸(例えば、塩化アルミニウム)を数回に分けて供給することからなるtert-ペンチルベンゼンの製造方法が記載されている。
【０００３】
しかしながら、これらの方法によるアルキルベンゼン誘導体の製造では収率および純度において満足な結果が得られているとは言い難い。使用するアルキルハライドのアルキル基の種類により、得られたアルキルベンゼン誘導体は、いくつかの異性体混合物となることがある。例えば、アルキルハライドのアルキル基が１級アルキル基、あるいは２級アルキル基の場合には、反応中に幾つかのアルキルカチオンが複雑に生成し、その結果、様々な異性体を含むアルキルベンゼン誘導体が製造され、目的とするアルキルベンゼン誘導体の収率が低下する。このように、アルキルベンゼン誘導体の製造法は、これまで種々のものが知られているが、さらに収率よく高純度にてアルキルベンゼン誘導体の得られる方法が望まれている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】新実験化学講座、１４−I、６０、（1977）(丸善株式会社)
【非特許文献２】Ｊ.Ａｍｅｒ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ．，７４、２９２（1952）
【非特許文献３】Ｊ.Ａｍｅｒ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ．，７８、２０００（1956）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、アルキルベンゼン誘導体を副生物の生成を抑制しつつ簡便に製造できる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、アルキルベンゼン誘導体の製造方法に関して、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、
(ｉ) 酸の存在下、一般式(１)で表されるベンゼン誘導体および一般式(２)で表されるアルキル化合物の反応による一般式(３)で表されるアルキルベンゼン誘導体の製造方法において、
酸の存在下、前記ベンゼン誘導体にアルキル化合物の供給を開始した後さらに酸を追加供給し、かつアルキル化合物をベンゼン誘導体１モルにつき０.０１〜０.８モル供給することを特徴とするアルキルベンゼン誘導体の製造方法。
【０００７】
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐、または環状のアルキル基、直鎖、分岐、または環状のアルコキシ基、置換または未置換のアリール基、あるいはハロゲン原子を表す）
【０００８】
（式中、Ｚは水酸基またはハロゲン原子を表し、Ｒは直鎖、分岐、または環状のアルキル基を表す）
【０００９】
（式中、Ｘ１、Ｘ２及びＲは前記と同じものを表す）
(ii)酸の追加供給を、一般式(２)で表わされる化合物全量の１５％を供給した後に実施する(ｉ)に記載の製造方法
(iii)酸の追加供給を、一般式(２)で表わされる化合物全量の２０〜９０％供給した後に実施する(ｉ)に記載の製造方法
に関するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法により、染料、色素、ファインケミカル、医薬品、および農業用製品の中間体として有用なアルキルベンゼン誘導体を、酸の存在下、ベンゼン誘導体とアルキルハライド、またはヒドロキシアルキルから簡便な方法で製造することが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に関し詳細に説明する。
本発明は、酸の存在下、一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体１モルに対し、０.０１〜０.８モルの一般式(２)で表わされる化合物の供給を開始し、式(２)化合物の反応系への供給開始後に、さらに酸を追加供給することからなる一般式(３)で表わされるアルキルベンゼン誘導体の製造方法に関するものである。
【００１２】
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐、または環状のアルキル基、直鎖、分岐、または環状のアルコキシ基、置換または未置換のアリール基、あるいはハロゲン原子を表す）
【００１３】
（式中、Ｚは水酸基またはハロゲン原子を表し、Ｒは直鎖、分岐、または環状のアルキル基を表す）
【００１４】
（式中、Ｘ１、Ｘ２及びＲは前記と同じものを表す）
【００１５】
(酸)
本発明の製造方法に用いる酸としては、例えば、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化第二鉄、塩化亜鉛、三フッ化ホウ素、塩化第二スズ、塩化アンチモン、塩化ガリウム、臭化ガリウムなどのルイス酸；フッ化水素、塩化水素、臭化水素、硫酸、リン酸などのプロトン酸などを挙げることができる。酸としては、好ましくはルイス酸であり、より好ましくは塩化アルミニウム、塩化第二鉄であり、さらに好ましくは塩化第二鉄である。酸は、１種を単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよく、勿論、ルイス酸とプロトン酸を併用してもよい。
酸の使用量は特に制限されないが、一般式(２)で表わされる化合物に対して、一般に０.０１〜７０モル％、好ましくは０.１〜５０モル％、より好ましくは０.５〜４０モル％である。
【００１６】
前記の酸の好ましい供給方法としては、つぎのような方法が挙げられる。
一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体と共に、予め一部の酸を反応系内に存在させ、一般式(２)で表わされる化合物の供給を開始した後、残りの酸を反応系内に追加供給し、反応を継続する方法である(供給法ａ)。
この(供給法ａ)を適用する場合、予め反応系内に存在させておく酸の量に関しては、使用する酸全量の１〜９９％、好ましくは５〜９５％、より好ましくは１０〜９０％程度に調整する。
【００１７】
また、残りの酸を反応系内に供給する時期としては、一般に、供給する一般式(２)で表わされる化合物の１５％が供給された後であり、好ましくは２０〜９０％が供給された後であり、さらに好ましくは３０〜８０％が供給された後である。また、(供給法ａ)において、残りの酸を反応系内に供給するにあたり酸は一括で供給してもよく、或いは複数に分割して供給してもよい。
【００１８】
(ベンゼン誘導体)
一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体において、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐、または環状のアルキル基、直鎖、分岐、または環状のアルコキシ基、置換または未置換のアリール基、あるいはハロゲン原子を表し；好ましくは、水素原子、炭素数１〜１６の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数１〜１６の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、炭素数３〜４０の置換または未置換のアリール基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子であり；より好ましくは水素原子である。
【００１９】
一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体の具体例としては、例えば、ベンゼン、メチルベンゼン、エチルベンゼン、ｎ−プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ｎ−ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、ｎ−ペンチルベンゼン、イソペンチルベンゼン、ネオペンチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼン、ｎ−ヘキシルベンゼン、（２−エチルブチル）ベンゼン、ｎ−ヘプチルベンゼン、ｎ−オクチルベンゼン、(２−エチルヘキシル)ベンゼン、ｔｅｒｔ−オクチルベンゼン、ｎ−デシルベンゼン、ｎ−ドデシルベンゼン、ｎ−テトラデシルベンゼン、シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、
（４−メチルシクロヘキシル）ベンゼン、（４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル）ベンゼン、
【００２０】
１,２−ジメチルベンゼン、１,３−ジメチルベンゼン、１,４−ジメチルベンゼン、１,２−ジエチルベンゼン、１,３−ジエチルベンゼン、１,２−ジイソプロピルベンゼン、１,２−ジイソブチルベンゼン、１,２−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、１,３−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、２−ｔｅｒｔ−ブチル−メチルベンゼン、
【００２１】
メトキシベンゼン、エトキシベンゼン、ｎ−プロポキシベンゼン、イソプロポキシベンゼン、ｎ−ブトキシベンゼン、イソブトキシベンゼン、ｓｅｃ−ブトキシベンゼン、ｎ−ペンチルオキシベンゼン、イソペンチルオキシベンゼン、ネオペンチルオキシベンゼン、ｎ−ヘキシルオキシベンゼン、（２−エチルブチルオキシ）ベンゼン、ｎ−オクチルオキシベンゼン、ｎ−デシルオキシベンゼン、ｎ−ドデシルオキシベンゼン、ｎ−テトラデシルオキシベンゼン、シクロヘキシルオキシベンゼン;
２−メトキシ−メチルベンゼン、４−メトキシ−メチルベンゼン、２−メトキシ−エチルベンゼン、３−メトキシ−エチルベンゼン;
１，２−ジメトキシベンゼン、１，３−ジメトキシベンゼン、１，４−ジメトキシベンゼン、１，５−ジメトキシベンゼン、１，２−ジエトキシベンゼン、１，２−ジ−ｎ−ブトキシベンゼン;
４−エトキシ−メトキシベンゼン、２−エトキシ−メトキシベンゼン、
【００２２】
フェニルベンゼン、(４−メチルフェニル)ベンゼン、(３−メチルフェニル)ベンゼン、(４−メトキシフェニル)ベンゼン、２−フェニル−メチルベンゼン、２−フェニル−メトキシベンゼン、３−フェニル−フルオロベンゼン;
フルオロベンゼン、クロロベンゼン
などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体としては、より好ましくはベンゼン、メチルベンゼンであり、さらに好ましくはベンゼンである。
【００２３】
(アルキル化合物)
一般式(２)で表される化合物において、Ｚは水酸基またはハロゲン原子を表し、好ましくは、水酸基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子を表し、より好ましくは、水酸基、塩素原子、または臭素原子である。
一般式(２)で表される化合物において、Ｒは直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、好ましくは炭素数１〜１６の直鎖、分岐または環状のアルキル基を表す。
【００２４】
Ｒで表される直鎖、分岐または環状のアルキル基の具体例としては、例えば、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、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルペンチル基、４−メチル−２−ペンチル基、２−エチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、１−メチルヘキシル基、ｎ−オクチル基、１−メチルヘプチル基、２−エチルヘキシル基、２−ｎ−プロピルペンチル基、ｎ−ノニル基、２，２−ジメチルヘプチル基、２，６−ジメチル−４−ヘプチル基、３，５，５−トリメチルヘキシル基、ｎ−デシル基、１−エチルオクチル基、ｎ−ウンデシル基、１−メチルデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、１−ヘキシルヘプチル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、１−ヘプチルオクチル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、１−オクチルノニル基、ｎ−オクタデシル基、１−ノニルデシル基、１−デシルウンデシル基、ｎ−エイコシル基、ｎ−ドコシル基、ｎ−テトラコシル基、シクロヘキシルメチル基、（１−イソプロピルシクロヘキシル）メチル基、２−シクロヘキシルエチル基、ボルネル基、イソボルネル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルナンメチル基、１−ビシクロ〔２.２.２〕オクチル基、１−アダマンチル基、３−ノルアダマンチル基、１−アダマンチルメチル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、１−メチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、３−メチルシクロヘキシル基、２−メチルシクロヘキシル基、２,３−ジメチルシクロヘキシル基、２,５−ジメチルシクロヘキシル基、２,６−ジメチルシクロヘキシル基、３,４−ジメチルシクロヘキシル基、３,５−ジメチルシクロヘキシル基、２,４,６−トリメチルシクロヘキシル基、３,３,５−トリメチルシクロヘキシル基、２,６−ジイソプロピルシクロヘキシル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル基、３−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル基、４−フェニルシクロヘキシル基、２−フェニルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロテトラデシル基などを挙げることができる。
Ｒとしては、より好ましくは、炭素数３〜１０の分岐または環状の２級アルキル基、あるいは炭素数３〜１０の分岐または環状の３級アルキル基であり、さらに好ましくは、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基である。
【００２５】
一般式(２)で表される化合物は、１種を単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。勿論、Ｒが同じ基で、Ｚが異なる基である化合物（例えば、ｔｅｒｔ−ペンチルアルコールとｔｅｒｔ−ペンチルハライド）を併用することもできる。
【００２６】
(反応)
一般式(１)で表されるベンゼン誘導体の量は、一般式（２）で表わされる化合物の量に対して、過剰に使用して実施することが好ましく、本発明の製造方法においては、一般式(１)で表されるベンゼン誘導体１モルに対して、一般式(２)で表わされる化合物は０.０１〜０.８モル使用し、より好ましくは、０.０２〜０.５モル使用する。
一般式(２)で表される化合物の供給速度は特に制限されるものではないが、単位時間あたり供給する一般式(２)の化合物全量の１０〜７０％、より好ましくは２０〜６０％を供給する。一般式(２)で表わされる化合物の供給方法に関しては、特に制限されるものではないが、断続的に、あるいは連続的に反応系内に供給することができる。
一般式(２)で表わされる化合物の供給に際し、一般式(２)で表わされる化合物はニートで供給することができ、さらには、後述する有機溶媒に溶解された状態で供給することができる。さらには、一般式(２)で表わされる化合物は、反応に使用する一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体に溶解された状態で供給することができる。
【００２７】
本発明の製造方法は有機溶媒の非存在下に実施可能ではあるが、所望により有機溶媒の存在下で実施することができる。かかる有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素溶媒、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジイソブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、ニトロメタン、二硫化炭素、アセトニトリルなどの極性溶媒などの有機溶媒を挙げることができる。これらの有機溶媒は１種を単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
本発明の製造方法において、所望により使用する有機溶媒の使用量は、特に制限されるものではないが、一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体の濃度が、一般には０.１Ｍ〜５Ｍとなる量、より好ましくは０.２５Ｍ〜２Ｍとなる量に調製する。
本発明は、酸の存在下、一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体に一般式(２)で表わされるアルキル化合物の供給を開始した後、さらに酸を追加供給し、かつ該アルキル化合物をベンゼン誘導体１モルにつき０.０１〜０.８モル供給することからなる一般式(３)で表わされるアルキルベンゼン誘導体を製造する方法であり、高収率で所望のアルキルベンゼン誘導体を製造することができる。
【００２８】
〔式中、Ｘ１およびＸ２は一般式(１)の場合と同じ意味を表し、Ｒは一般式(２)の場合と同じ意味を表す〕
なお、一般式(３)において、好ましくはＸ１およびＸ２は水素原子であり、Ｒはｔｅｒｔ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ペンチル基である。
本発明の製造方法を実施する場合、酸、一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体、および一般式(２)で表わされる化合物の装入方法に関しては、特に制限されるものではないが、好ましくは、酸、および一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体の混合物を、所望により、有機溶媒存在下、撹拌、混合し、その後、一般式(２)で表わされる化合物を供給し、反応を開始する。
本発明の製造方法は、大気雰囲気下で実施することが可能であるが、一般には不活性ガス(例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム)の存在下で実施することが好ましい。
【００２９】
また、一般式(２)で表わされる化合物において、Ｚがハロゲン原子であるハロゲン化アルキルを使用した場合、副生するハロゲン化水素を反応系外に排出しながら実施することが好ましい。
反応温度は、好ましくは−２０℃〜１００℃程度、より好ましくは−１０℃〜９０℃程度、さらに好ましくは、−１０℃〜７０℃で実施する。
また、反応は常圧で実施してもよく、また、必要に応じ、減圧または加圧条件下で実施することも可能である。好ましくは、常圧で実施する。
本発明の製造方法を実施するに際して、使用する反応装置の種類、形態に関しては特に限定するものではないが、一般には、槽型、管型、塔型の反応装置を用いることができる。また、製造工程を、回分式（バッチ式）で実施することができ、さらには、連続的に実施することもできる。
また、製造に使用する反応装置は、様々な撹拌装置を備えることができる。係る撹拌装置としては、例えば、パドル型撹拌機、プロペラ型撹拌機、タービン型撹拌機、ホモジナイザー、ホモミキサー、ラインミキサー、ラインホモミキサー等の高速撹拌機、さらにはスタティックミキサー、コロイドミル、オリフィスミキサー、フロージェットミキサーなどを挙げることができる。
尚、反応の進行は、薄層クロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーなどの方法で追跡することができる。
本発明の方法により製造される一般式(３)で表わされるアルキルベンゼン誘導体は、反応終了後、例えば、必要に応じ、有機溶媒を留去した後、水洗、あるいは塩基性水溶液と洗浄した後、クロマトグラフィー法、蒸留、再結晶などの一般に公知の方法により単離精製することができる。また、生成物の構造は、元素分析、ＭＳ（ＦＤ−ＭＳ）分析、ＩＲ分析、１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲなどの各種分析方法により同定することができる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、および塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）よりなる混合物に、１０℃にてアルゴン気流下、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド１０６.５ｇ（１ｍｏｌ）を、１時間を要して連続的に供給した。その後、塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）を反応混合物に供給した。引き続き、反応混合物に、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド１０６.５ｇ（１ｍｏｌ）を、１０℃にて１.５時間を要して連続的に供給した後、反応混合物を２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。
有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物を得た。このｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物に関し、高速液体クロマトグラフィーを用いた単純面積法により組成分析を行い、その結果を第１表に示した。その後、蒸留を行い、２８７ｇ(収率９７％)のｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを得た。
【００３１】
（実施例２）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、および塩化第二鉄３.２ｇ（０.０２ｍｏｌ）よりなる混合物に、１０℃にてアルゴン気流下、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド４２.６ｇ（０.６ｍｏｌ）を、１時間を要して連続的に供給した。その後、塩化第二鉄４.９ｇ（０.０３ｍｏｌ）を反応混合物に供給した。引き続き、反応混合物に、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド１４９.１ｇ（１.４ｍｏｌ）を、１０℃にて２時間を要して連続的に供給した後、反応混合物を２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を、濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物を得た。また、蒸留を行い、２７８ｇ（収率９４％）のｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを得た。
【００３２】
（実施例３）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、および塩化第二鉄６.５ｇ（０.０４ｍｏｌ）よりなる混合物に、１５℃にてアルゴン気流下、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド１４９.１ｇ（１.４ｍｏｌ）を、３時間を要して連続的に供給した。その後、塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）を反応混合物に供給した。引き続き、反応混合物に、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド４２.６ｇ（０.６ｍｏｌ）を、１５℃にて２時間を要して連続的に供給した後、反応混合物を、２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を、濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物を得た。また、蒸留を行い、２９０ｇ（収率９８％）のｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを得た。
【００３３】
（実施例４）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、および塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）よりなる混合物に、１０℃にてアルゴン気流下、ｔｅｒｔ−ブチルクロライド４６．３ｇ（０.５ｍｏｌ）を、１時間を要して連続的に供給した。その後、塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）を反応混合物に供給した。引き続き、反応混合物に、ｔｅｒｔ−ブチルクロライド１３９ｇ（１.５ｍｏｌ）を、１０℃にて１.５時間を要して連続的に供給した後、反応混合物を、２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を、濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼンを含有する混合物を得た。このｔｅｒｔ−ブチルベンゼンを含有する混合物に関し、高速液体クロマトグラフィーを用いた単純面積法により組成分析を行い、その結果を第１表に示した。その後、蒸留を行い、２６４ｇ（収率９３％）のｔｅｒｔ−ブチルベンゼンを得た。
【００３４】
（実施例５）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、および塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）よりなる混合物に、１０℃にてアルゴン気流下、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド１０６.５ｇ（１ｍｏｌ）を、１時間を要して連続的に供給した。その後、塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）を反応混合物に供給した。引き続き、反応混合物に、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド８５.２ｇ（０.８ｍｏｌ）およびｔｅｒｔ−ペンチルアルコール１７.６ｇ（０.２ｍｏｌ）の混合物を、１０℃にて１.５時間を要して連続的に供給した後、反応混合物を、２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を、濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物を得た。このｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物に関し、高速液体クロマトグラフィーを用いた単純面積法により組成分析を行い、その結果を第１表に示した。その後、蒸留を行い、２８４ｇ（収率９６％）のｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを得た。
【００３５】
（比較例１）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、および塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）よりなる混合物に、１０℃にてアルゴン気流下、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド２１３ｇ（２ｍｏｌ）を、２.５時間を要して連続的に供給した後、反応混合物を、２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を、濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物を得た。このｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物に関し、高速液体クロマトグラフィーを用いた単純面積法により組成分析を行い、その結果を第１表に示した。また、蒸留を行い、１７８ｇ（収率６０％）のｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを得た。
【００３６】
（比較例２）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、およびｔｅｒｔ−ペンチルクロライド２０３ｇ（２ｍｏｌ）よりなる混合物に、１０℃にてアルゴン気流下、塩化アルミニウム７.０ｇ（０.０５２ｍｏｌ）を、２.５時間の間に、３回に分けて供給した後、反応混合物を、２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を、濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物を得た。このｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物に関し、高速液体クロマトグラフィーを用いた単純面積法により組成分析を行い、その結果を第１表に示した。また、蒸留を行い、２０１ｇ（収率６８％）のｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを得た。
【００３７】
第１表中、「目的物」は、目的とするアルキルベンゼン誘導体（ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、あるいはｔｅｒｔ−ペンチルベンゼン）を表し、「副生物」は未同定の不純物を表す。
第１表より、本発明の製造方法は、目的とするアルキルベンゼン誘導体を収率よく製造することができ、またそのアルキルベンゼン誘導体の純度もよく、また不純物の生成が抑制されていることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の製造方法によれば、簡便な方法で、高純度なアルキルベンゼン誘導体を製造することができる。また、本発明により製造されるアルキルベンゼン誘導体は、各種染料、色素、医薬・農薬や電子材料などの原料として使用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明はアルキルベンゼン誘導体の製造方法に関する、さらに詳しくは、ベンゼン誘導体とアルキルハライド、またはヒドロキシアルキルを、酸の存在下に反応させるアルキルベンゼン誘導体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルキルベンゼン誘導体は、染料、色素、ファインケミカル、医薬品及び農業用製品の生産に有用な中間体である。従来、アルキルベンゼン誘導体は、例えば、酸(例：ルイス酸、プロトン酸)の存在下、ベンゼン誘導体とハロゲン化アルキルとの反応(フリーデルクラフツ反応)により製造されている(非特許文献１）。この反応により様々なアルキルベンゼン誘導体が製造されているが、工業的に充分に満足できる製造方法とは言い難く種々の問題を有している。
例えば、後記非特許文献２には、ベンゼンおよび酸(例えば、塩化アルミニウム、塩化第二鉄)の混合物に、tert-ペンチルクロライドを滴下供給することからなるtert-ペンチルベンゼンの製造方法が記載されている。また、後記非特許文献３には、ベンゼンおよびtert-ペンチルクロライドの混合物に、酸(例えば、塩化アルミニウム)を数回に分けて供給することからなるtert-ペンチルベンゼンの製造方法が記載されている。
【０００３】
しかしながら、これらの方法によるアルキルベンゼン誘導体の製造では収率および純度において満足な結果が得られているとは言い難い。使用するアルキルハライドのアルキル基の種類により、得られたアルキルベンゼン誘導体は、いくつかの異性体混合物となることがある。例えば、アルキルハライドのアルキル基が１級アルキル基、あるいは２級アルキル基の場合には、反応中に幾つかのアルキルカチオンが複雑に生成し、その結果、様々な異性体を含むアルキルベンゼン誘導体が製造され、目的とするアルキルベンゼン誘導体の収率が低下する。このように、アルキルベンゼン誘導体の製造法は、これまで種々のものが知られているが、さらに収率よく高純度にてアルキルベンゼン誘導体の得られる方法が望まれている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】新実験化学講座、１４−I、６０、（1977）(丸善株式会社)
【非特許文献２】Ｊ.Ａｍｅｒ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ．，７４、２９２（1952）
【非特許文献３】Ｊ.Ａｍｅｒ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ．，７８、２０００（1956）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、アルキルベンゼン誘導体を副生物の生成を抑制しつつ簡便に製造できる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、アルキルベンゼン誘導体の製造方法に関して、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、
(ｉ) 酸の存在下、一般式(１)で表されるベンゼン誘導体および一般式(２)で表されるアルキル化合物の反応による一般式(３)で表されるアルキルベンゼン誘導体の製造方法において、
酸の存在下、前記ベンゼン誘導体にアルキル化合物の供給を開始した後さらに酸を追加供給し、かつアルキル化合物をベンゼン誘導体１モルにつき０.０１〜０.８モル供給することを特徴とするアルキルベンゼン誘導体の製造方法。
【０００７】
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐、または環状のアルキル基、直鎖、分岐、または環状のアルコキシ基、置換または未置換のアリール基、あるいはハロゲン原子を表す）
【０００８】
（式中、Ｚは水酸基またはハロゲン原子を表し、Ｒは直鎖、分岐、または環状のアルキル基を表す）
【０００９】
（式中、Ｘ１、Ｘ２及びＲは前記と同じものを表す）
(ii)酸の追加供給を、一般式(２)で表わされる化合物全量の１５％を供給した後に実施する(ｉ)に記載の製造方法
(iii)酸の追加供給を、一般式(２)で表わされる化合物全量の２０〜９０％供給した後に実施する(ｉ)に記載の製造方法
に関するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法により、染料、色素、ファインケミカル、医薬品、および農業用製品の中間体として有用なアルキルベンゼン誘導体を、酸の存在下、ベンゼン誘導体とアルキルハライド、またはヒドロキシアルキルから簡便な方法で製造することが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に関し詳細に説明する。
本発明は、酸の存在下、一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体１モルに対し、０.０１〜０.８モルの一般式(２)で表わされる化合物の供給を開始し、式(２)化合物の反応系への供給開始後に、さらに酸を追加供給することからなる一般式(３)で表わされるアルキルベンゼン誘導体の製造方法に関するものである。
【００１２】
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐、または環状のアルキル基、直鎖、分岐、または環状のアルコキシ基、置換または未置換のアリール基、あるいはハロゲン原子を表す）
【００１３】
（式中、Ｚは水酸基またはハロゲン原子を表し、Ｒは直鎖、分岐、または環状のアルキル基を表す）
【００１４】
（式中、Ｘ１、Ｘ２及びＲは前記と同じものを表す）
【００１５】
(酸)
本発明の製造方法に用いる酸としては、例えば、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化第二鉄、塩化亜鉛、三フッ化ホウ素、塩化第二スズ、塩化アンチモン、塩化ガリウム、臭化ガリウムなどのルイス酸；フッ化水素、塩化水素、臭化水素、硫酸、リン酸などのプロトン酸などを挙げることができる。酸としては、好ましくはルイス酸であり、より好ましくは塩化アルミニウム、塩化第二鉄であり、さらに好ましくは塩化第二鉄である。酸は、１種を単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよく、勿論、ルイス酸とプロトン酸を併用してもよい。
酸の使用量は特に制限されないが、一般式(２)で表わされる化合物に対して、一般に０.０１〜７０モル％、好ましくは０.１〜５０モル％、より好ましくは０.５〜４０モル％である。
【００１６】
前記の酸の好ましい供給方法としては、つぎのような方法が挙げられる。
一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体と共に、予め一部の酸を反応系内に存在させ、一般式(２)で表わされる化合物の供給を開始した後、残りの酸を反応系内に追加供給し、反応を継続する方法である(供給法ａ)。
この(供給法ａ)を適用する場合、予め反応系内に存在させておく酸の量に関しては、使用する酸全量の１〜９９％、好ましくは５〜９５％、より好ましくは１０〜９０％程度に調整する。
【００１７】
また、残りの酸を反応系内に供給する時期としては、一般に、供給する一般式(２)で表わされる化合物の１５％が供給された後であり、好ましくは２０〜９０％が供給された後であり、さらに好ましくは３０〜８０％が供給された後である。また、(供給法ａ)において、残りの酸を反応系内に供給するにあたり酸は一括で供給してもよく、或いは複数に分割して供給してもよい。
【００１８】
(ベンゼン誘導体)
一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体において、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐、または環状のアルキル基、直鎖、分岐、または環状のアルコキシ基、置換または未置換のアリール基、あるいはハロゲン原子を表し；好ましくは、水素原子、炭素数１〜１６の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数１〜１６の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、炭素数３〜４０の置換または未置換のアリール基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子であり；より好ましくは水素原子である。
【００１９】
一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体の具体例としては、例えば、ベンゼン、メチルベンゼン、エチルベンゼン、ｎ−プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ｎ−ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、ｎ−ペンチルベンゼン、イソペンチルベンゼン、ネオペンチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼン、ｎ−ヘキシルベンゼン、（２−エチルブチル）ベンゼン、ｎ−ヘプチルベンゼン、ｎ−オクチルベンゼン、(２−エチルヘキシル)ベンゼン、ｔｅｒｔ−オクチルベンゼン、ｎ−デシルベンゼン、ｎ−ドデシルベンゼン、ｎ−テトラデシルベンゼン、シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、
（４−メチルシクロヘキシル）ベンゼン、（４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル）ベンゼン、
【００２０】
１,２−ジメチルベンゼン、１,３−ジメチルベンゼン、１,４−ジメチルベンゼン、１,２−ジエチルベンゼン、１,３−ジエチルベンゼン、１,２−ジイソプロピルベンゼン、１,２−ジイソブチルベンゼン、１,２−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、１,３−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、２−ｔｅｒｔ−ブチル−メチルベンゼン、
【００２１】
メトキシベンゼン、エトキシベンゼン、ｎ−プロポキシベンゼン、イソプロポキシベンゼン、ｎ−ブトキシベンゼン、イソブトキシベンゼン、ｓｅｃ−ブトキシベンゼン、ｎ−ペンチルオキシベンゼン、イソペンチルオキシベンゼン、ネオペンチルオキシベンゼン、ｎ−ヘキシルオキシベンゼン、（２−エチルブチルオキシ）ベンゼン、ｎ−オクチルオキシベンゼン、ｎ−デシルオキシベンゼン、ｎ−ドデシルオキシベンゼン、ｎ−テトラデシルオキシベンゼン、シクロヘキシルオキシベンゼン;
２−メトキシ−メチルベンゼン、４−メトキシ−メチルベンゼン、２−メトキシ−エチルベンゼン、３−メトキシ−エチルベンゼン;
１，２−ジメトキシベンゼン、１，３−ジメトキシベンゼン、１，４−ジメトキシベンゼン、１，５−ジメトキシベンゼン、１，２−ジエトキシベンゼン、１，２−ジ−ｎ−ブトキシベンゼン;
４−エトキシ−メトキシベンゼン、２−エトキシ−メトキシベンゼン、
【００２２】
フェニルベンゼン、(４−メチルフェニル)ベンゼン、(３−メチルフェニル)ベンゼン、(４−メトキシフェニル)ベンゼン、２−フェニル−メチルベンゼン、２−フェニル−メトキシベンゼン、３−フェニル−フルオロベンゼン;
フルオロベンゼン、クロロベンゼン
などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体としては、より好ましくはベンゼン、メチルベンゼンであり、さらに好ましくはベンゼンである。
【００２３】
(アルキル化合物)
一般式(２)で表される化合物において、Ｚは水酸基またはハロゲン原子を表し、好ましくは、水酸基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子を表し、より好ましくは、水酸基、塩素原子、または臭素原子である。
一般式(２)で表される化合物において、Ｒは直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、好ましくは炭素数１〜１６の直鎖、分岐または環状のアルキル基を表す。
【００２４】
Ｒで表される直鎖、分岐または環状のアルキル基の具体例としては、例えば、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、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルペンチル基、４−メチル−２−ペンチル基、２−エチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、１−メチルヘキシル基、ｎ−オクチル基、１−メチルヘプチル基、２−エチルヘキシル基、２−ｎ−プロピルペンチル基、ｎ−ノニル基、２，２−ジメチルヘプチル基、２，６−ジメチル−４−ヘプチル基、３，５，５−トリメチルヘキシル基、ｎ−デシル基、１−エチルオクチル基、ｎ−ウンデシル基、１−メチルデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、１−ヘキシルヘプチル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、１−ヘプチルオクチル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、１−オクチルノニル基、ｎ−オクタデシル基、１−ノニルデシル基、１−デシルウンデシル基、ｎ−エイコシル基、ｎ−ドコシル基、ｎ−テトラコシル基、シクロヘキシルメチル基、（１−イソプロピルシクロヘキシル）メチル基、２−シクロヘキシルエチル基、ボルネル基、イソボルネル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルナンメチル基、１−ビシクロ〔２.２.２〕オクチル基、１−アダマンチル基、３−ノルアダマンチル基、１−アダマンチルメチル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、１−メチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、３−メチルシクロヘキシル基、２−メチルシクロヘキシル基、２,３−ジメチルシクロヘキシル基、２,５−ジメチルシクロヘキシル基、２,６−ジメチルシクロヘキシル基、３,４−ジメチルシクロヘキシル基、３,５−ジメチルシクロヘキシル基、２,４,６−トリメチルシクロヘキシル基、３,３,５−トリメチルシクロヘキシル基、２,６−ジイソプロピルシクロヘキシル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル基、３−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル基、４−フェニルシクロヘキシル基、２−フェニルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロテトラデシル基などを挙げることができる。
Ｒとしては、より好ましくは、炭素数３〜１０の分岐または環状の２級アルキル基、あるいは炭素数３〜１０の分岐または環状の３級アルキル基であり、さらに好ましくは、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基である。
【００２５】
一般式(２)で表される化合物は、１種を単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。勿論、Ｒが同じ基で、Ｚが異なる基である化合物（例えば、ｔｅｒｔ−ペンチルアルコールとｔｅｒｔ−ペンチルハライド）を併用することもできる。
【００２６】
(反応)
一般式(１)で表されるベンゼン誘導体の量は、一般式（２）で表わされる化合物の量に対して、過剰に使用して実施することが好ましく、本発明の製造方法においては、一般式(１)で表されるベンゼン誘導体１モルに対して、一般式(２)で表わされる化合物は０.０１〜０.８モル使用し、より好ましくは、０.０２〜０.５モル使用する。
一般式(２)で表される化合物の供給速度は特に制限されるものではないが、単位時間あたり供給する一般式(２)の化合物全量の１０〜７０％、より好ましくは２０〜６０％を供給する。一般式(２)で表わされる化合物の供給方法に関しては、特に制限されるものではないが、断続的に、あるいは連続的に反応系内に供給することができる。
一般式(２)で表わされる化合物の供給に際し、一般式(２)で表わされる化合物はニートで供給することができ、さらには、後述する有機溶媒に溶解された状態で供給することができる。さらには、一般式(２)で表わされる化合物は、反応に使用する一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体に溶解された状態で供給することができる。
【００２７】
本発明の製造方法は有機溶媒の非存在下に実施可能ではあるが、所望により有機溶媒の存在下で実施することができる。かかる有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素溶媒、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジイソブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、ニトロメタン、二硫化炭素、アセトニトリルなどの極性溶媒などの有機溶媒を挙げることができる。これらの有機溶媒は１種を単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
本発明の製造方法において、所望により使用する有機溶媒の使用量は、特に制限されるものではないが、一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体の濃度が、一般には０.１Ｍ〜５Ｍとなる量、より好ましくは０.２５Ｍ〜２Ｍとなる量に調製する。
本発明は、酸の存在下、一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体に一般式(２)で表わされるアルキル化合物の供給を開始した後、さらに酸を追加供給し、かつ該アルキル化合物をベンゼン誘導体１モルにつき０.０１〜０.８モル供給することからなる一般式(３)で表わされるアルキルベンゼン誘導体を製造する方法であり、高収率で所望のアルキルベンゼン誘導体を製造することができる。
【００２８】
〔式中、Ｘ１およびＸ２は一般式(１)の場合と同じ意味を表し、Ｒは一般式(２)の場合と同じ意味を表す〕
なお、一般式(３)において、好ましくはＸ１およびＸ２は水素原子であり、Ｒはｔｅｒｔ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ペンチル基である。
本発明の製造方法を実施する場合、酸、一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体、および一般式(２)で表わされる化合物の装入方法に関しては、特に制限されるものではないが、好ましくは、酸、および一般式(１)で表わされるベンゼン誘導体の混合物を、所望により、有機溶媒存在下、撹拌、混合し、その後、一般式(２)で表わされる化合物を供給し、反応を開始する。
本発明の製造方法は、大気雰囲気下で実施することが可能であるが、一般には不活性ガス(例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム)の存在下で実施することが好ましい。
【００２９】
また、一般式(２)で表わされる化合物において、Ｚがハロゲン原子であるハロゲン化アルキルを使用した場合、副生するハロゲン化水素を反応系外に排出しながら実施することが好ましい。
反応温度は、好ましくは−２０℃〜１００℃程度、より好ましくは−１０℃〜９０℃程度、さらに好ましくは、−１０℃〜７０℃で実施する。
また、反応は常圧で実施してもよく、また、必要に応じ、減圧または加圧条件下で実施することも可能である。好ましくは、常圧で実施する。
本発明の製造方法を実施するに際して、使用する反応装置の種類、形態に関しては特に限定するものではないが、一般には、槽型、管型、塔型の反応装置を用いることができる。また、製造工程を、回分式（バッチ式）で実施することができ、さらには、連続的に実施することもできる。
また、製造に使用する反応装置は、様々な撹拌装置を備えることができる。係る撹拌装置としては、例えば、パドル型撹拌機、プロペラ型撹拌機、タービン型撹拌機、ホモジナイザー、ホモミキサー、ラインミキサー、ラインホモミキサー等の高速撹拌機、さらにはスタティックミキサー、コロイドミル、オリフィスミキサー、フロージェットミキサーなどを挙げることができる。
尚、反応の進行は、薄層クロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーなどの方法で追跡することができる。
本発明の方法により製造される一般式(３)で表わされるアルキルベンゼン誘導体は、反応終了後、例えば、必要に応じ、有機溶媒を留去した後、水洗、あるいは塩基性水溶液と洗浄した後、クロマトグラフィー法、蒸留、再結晶などの一般に公知の方法により単離精製することができる。また、生成物の構造は、元素分析、ＭＳ（ＦＤ−ＭＳ）分析、ＩＲ分析、１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲなどの各種分析方法により同定することができる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、および塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）よりなる混合物に、１０℃にてアルゴン気流下、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド１０６.５ｇ（１ｍｏｌ）を、１時間を要して連続的に供給した。その後、塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）を反応混合物に供給した。引き続き、反応混合物に、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド１０６.５ｇ（１ｍｏｌ）を、１０℃にて１.５時間を要して連続的に供給した後、反応混合物を２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。
有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物を得た。このｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物に関し、高速液体クロマトグラフィーを用いた単純面積法により組成分析を行い、その結果を第１表に示した。その後、蒸留を行い、２８７ｇ(収率９７％)のｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを得た。
【００３１】
（実施例２）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、および塩化第二鉄３.２ｇ（０.０２ｍｏｌ）よりなる混合物に、１０℃にてアルゴン気流下、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド４２.６ｇ（０.６ｍｏｌ）を、１時間を要して連続的に供給した。その後、塩化第二鉄４.９ｇ（０.０３ｍｏｌ）を反応混合物に供給した。引き続き、反応混合物に、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド１４９.１ｇ（１.４ｍｏｌ）を、１０℃にて２時間を要して連続的に供給した後、反応混合物を２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を、濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物を得た。また、蒸留を行い、２７８ｇ（収率９４％）のｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを得た。
【００３２】
（実施例３）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、および塩化第二鉄６.５ｇ（０.０４ｍｏｌ）よりなる混合物に、１５℃にてアルゴン気流下、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド１４９.１ｇ（１.４ｍｏｌ）を、３時間を要して連続的に供給した。その後、塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）を反応混合物に供給した。引き続き、反応混合物に、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド４２.６ｇ（０.６ｍｏｌ）を、１５℃にて２時間を要して連続的に供給した後、反応混合物を、２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を、濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物を得た。また、蒸留を行い、２９０ｇ（収率９８％）のｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを得た。
【００３３】
（実施例４）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、および塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）よりなる混合物に、１０℃にてアルゴン気流下、ｔｅｒｔ−ブチルクロライド４６．３ｇ（０.５ｍｏｌ）を、１時間を要して連続的に供給した。その後、塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）を反応混合物に供給した。引き続き、反応混合物に、ｔｅｒｔ−ブチルクロライド１３９ｇ（１.５ｍｏｌ）を、１０℃にて１.５時間を要して連続的に供給した後、反応混合物を、２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を、濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼンを含有する混合物を得た。このｔｅｒｔ−ブチルベンゼンを含有する混合物に関し、高速液体クロマトグラフィーを用いた単純面積法により組成分析を行い、その結果を第１表に示した。その後、蒸留を行い、２６４ｇ（収率９３％）のｔｅｒｔ−ブチルベンゼンを得た。
【００３４】
（実施例５）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、および塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）よりなる混合物に、１０℃にてアルゴン気流下、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド１０６.５ｇ（１ｍｏｌ）を、１時間を要して連続的に供給した。その後、塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）を反応混合物に供給した。引き続き、反応混合物に、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド８５.２ｇ（０.８ｍｏｌ）およびｔｅｒｔ−ペンチルアルコール１７.６ｇ（０.２ｍｏｌ）の混合物を、１０℃にて１.５時間を要して連続的に供給した後、反応混合物を、２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を、濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物を得た。このｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物に関し、高速液体クロマトグラフィーを用いた単純面積法により組成分析を行い、その結果を第１表に示した。その後、蒸留を行い、２８４ｇ（収率９６％）のｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを得た。
【００３５】
（比較例１）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、および塩化第二鉄８.１ｇ（０.０５ｍｏｌ）よりなる混合物に、１０℃にてアルゴン気流下、ｔｅｒｔ−ペンチルクロライド２１３ｇ（２ｍｏｌ）を、２.５時間を要して連続的に供給した後、反応混合物を、２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を、濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物を得た。このｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物に関し、高速液体クロマトグラフィーを用いた単純面積法により組成分析を行い、その結果を第１表に示した。また、蒸留を行い、１７８ｇ（収率６０％）のｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを得た。
【００３６】
（比較例２）
ベンゼン７８０ｇ（１０ｍｏｌ）、およびｔｅｒｔ−ペンチルクロライド２０３ｇ（２ｍｏｌ）よりなる混合物に、１０℃にてアルゴン気流下、塩化アルミニウム７.０ｇ（０.０５２ｍｏｌ）を、２.５時間の間に、３回に分けて供給した後、反応混合物を、２０℃で２時間撹拌した。反応混合物を、濾過した後、濾液を２００ｇの水で４回洗い、有機相を分離した。有機相から未反応のベンゼンを減圧下で留去し、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物を得た。このｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを含有する混合物に関し、高速液体クロマトグラフィーを用いた単純面積法により組成分析を行い、その結果を第１表に示した。また、蒸留を行い、２０１ｇ（収率６８％）のｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンを得た。
【００３７】
第１表中、「目的物」は、目的とするアルキルベンゼン誘導体（ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、あるいはｔｅｒｔ−ペンチルベンゼン）を表し、「副生物」は未同定の不純物を表す。
第１表より、本発明の製造方法は、目的とするアルキルベンゼン誘導体を収率よく製造することができ、またそのアルキルベンゼン誘導体の純度もよく、また不純物の生成が抑制されていることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の製造方法によれば、簡便な方法で、高純度なアルキルベンゼン誘導体を製造することができる。また、本発明により製造されるアルキルベンゼン誘導体は、各種染料、色素、医薬・農薬や電子材料などの原料として使用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸の存在下、一般式(１)で表されるベンゼン誘導体および一般式(２)で表されるアルキル化合物の反応による一般式(３)で表されるアルキルベンゼン誘導体の製造方法において、
酸の存在下、前記ベンゼン誘導体にハロゲン化アルキルの供給を開始した後さらに酸を追加供給し、かつアルキル化合物をベンゼン誘導体１モルにつき０.０１〜０.８モル供給することを特徴とするアルキルベンゼン誘導体の製造方法。
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐、または環状のアルキル基、直鎖、分岐、または環状のアルコキシ基、置換または未置換のアリール基、あるいはハロゲン原子を表す）
（式中、Ｚは水酸基またはハロゲン原子を表し、Ｒは直鎖、分岐、または環状のアルキル基を表す）
（式中、Ｘ１、Ｘ２及びＲは前記と同じものを表す）
【請求項２】
酸の追加供給を、一般式(２)で表わされる化合物全量の１５％を供給した後に実施する請求項１の製造方法。
【請求項３】
酸の追加供給を、一般式（２）で表わされる化合物全量の２０〜９０％を供給した後に実施する請求項１の製造方法。
【請求項１】
酸の存在下、一般式(１)で表されるベンゼン誘導体および一般式(２)で表されるアルキル化合物の反応による一般式(３)で表されるアルキルベンゼン誘導体の製造方法において、
酸の存在下、前記ベンゼン誘導体にハロゲン化アルキルの供給を開始した後さらに酸を追加供給し、かつアルキル化合物をベンゼン誘導体１モルにつき０.０１〜０.８モル供給することを特徴とするアルキルベンゼン誘導体の製造方法。
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐、または環状のアルキル基、直鎖、分岐、または環状のアルコキシ基、置換または未置換のアリール基、あるいはハロゲン原子を表す）
（式中、Ｚは水酸基またはハロゲン原子を表し、Ｒは直鎖、分岐、または環状のアルキル基を表す）
（式中、Ｘ１、Ｘ２及びＲは前記と同じものを表す）
【請求項２】
酸の追加供給を、一般式(２)で表わされる化合物全量の１５％を供給した後に実施する請求項１の製造方法。
【請求項３】
酸の追加供給を、一般式（２）で表わされる化合物全量の２０〜９０％を供給した後に実施する請求項１の製造方法。
【公開番号】特開２０１１−７９７５１（Ｐ２０１１−７９７５１Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３１２５４（Ｐ２００９−２３１２５４）
【出願日】平成２１年１０月５日（２００９．１０．５）
【出願人】（０００１７９９０４）山本化成株式会社 (70)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月５日（２００９．１０．５）
【出願人】（０００１７９９０４）山本化成株式会社 (70)
【Ｆターム（参考）】
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