置換アリールカルボン酸塩化物の製造方法
Ｃ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換されたアリールカルボン酸塩化物（Ｉ）の製造方法において、第１段階において、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換された芳香族化合物（ＩＩ）とＣＣｌ４とをフリーデル−クラフツ触媒の存在下で反応させて、相応のＣ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換されたトリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を得て、そして第２段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を触媒存在下で水処理又はプロトン酸処理して、アリールカルボン酸塩化物（Ｉ）を得る方法である。特に好ましい一実施形態は、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を中間生成物として単離することなく、かつ第１段階の溶剤中に溶解させて、第２段階において使用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、置換アリールカルボン酸塩化物の製造方法に関する。
【０００２】
２，４，６−トリメチル塩化ベンゾイル（ＴＭＢＣ）は、アシルホスフィンオキシド型の光開始剤、例えばＴＰＯ（トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド）を製造するための重要な原料である。
【０００３】
ＴＭＢＣは、ＥＰ−Ａ０５５４６７９号に記載されているように、４段階合成において製造できる。この場合、第１段階において、メシチレンとクロロ酢酸塩化物とを反応させて、クロロトリメチルアセトフェノンを得る。第２段階において、クロロアセトフェノンから、次亜塩素酸ナトリウムと反応させることによって、トリクロロトリメチルアセトフェノンを得る。第３段階において、トリクロロアセトフェノンと水酸化ナトリウム溶液とを反応させて、トリメチル安息香酸ナトリウム塩を得て、そしてこれから塩酸で酸性化することによってトリメチル安息香酸を得る。最後に、第４段階において、トリメチル安息香酸から、塩化チオニルと反応させることによって、トリメチル安息香酸塩化物を得る。
【０００４】
この合成は、多くの合成段階のために費用がかさみ、かつ収率が低いことが特徴である。特に、中間生成物であるトリメチル安息香酸を、塩化チオニルとの反応の前に、固体として単離し、そして乾燥させなければならない。
【０００５】
同様に、一箇所以上でアルキル化された別の塩化ベンゾイルを製造することもできる。
【０００６】
ＴＭＢＣを製造する別の方法は、ＥＰ−Ａ０７０６９８７号に記載されている。この場合、メシチレンをＡｌＣｌ３の存在下でカルボキシル化してトリメチル安息香酸を得て、次いでそれを塩化チオニルで塩素化してＴＭＢＣを得る。この合成も、収率が低いことが特徴である。カルボキシル化段階の収率は、７１％ほどであるにすぎない。
【０００７】
本発明の課題は、特に改善された収率を特徴とする、簡易かつ経済的な置換塩化ベンゾイルの製造方法を提供することである。本発明の課題は、特に改善された収率を特徴とする、簡易かつ経済的なＴＭＢＣの製造方法を提供することである。
【０００８】
前記課題は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換されたアリールカルボン酸塩化物（Ｉ）の製造方法において、第１段階において、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換された芳香族化合物（ＩＩ）とＣＣｌ４とをフリーデル−クラフツ触媒の存在下で反応させて、相応のＣ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換されたトリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を得て、
そして第２段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を触媒存在下で水処理又はプロトン酸処理して、アリールカルボン酸塩化物（Ｉ）を得る方法によって解決される。
【０００９】
本発明にかかる方法の出発物である好適なＣ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で一箇所以上で置換された芳香族化合物は、例えば前記の基で１〜５箇所で置換されたベンゼン、１〜７箇所で置換されたナフタリン若しくは１〜９箇所で置換されたアントラセン又はフェナントレンである。その芳香族化合物は、ハロゲンで置換されているのであれば、それは塩素で置換されていることが好ましい。アルキルで置換されているのであれば、それはＣ１〜Ｃ４アルキルで置換されていることが好ましい。
【００１０】
本発明にかかる方法は、一般式（ＩＩａ）の１〜５箇所で置換されたベンゼンが出発物であることが好ましい。
【００１１】
従って、一般式（Ｉａ）
【００１２】
【化１】
［式中、Ｒは、それぞれ互いに無関係に、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）又はＣ１〜Ｃ２０アルキル基を意味する］の１〜５箇所で置換された塩化ベンゾイルの製造方法において、
第１段階において、一般式（ＩＩａ）
【００１３】
【化２】
［式中、Ｒは、前記の意味を有する］の１〜５箇所で置換されたベンゼンとＣＣｌ４とをフリーデル−クラフツ触媒の存在下で反応させて、一般式（ＩＩＩａ）
【００１４】
【化３】
［式中、Ｒは、前記の意味を有する］の置換ベンゾトリクロリドを得て、
そして第２段階において、ベンゾトリクロリド（ＩＩＩａ）を触媒存在下で水処理又はプロトン酸処理して、塩化ベンゾイル（Ｉａ）を得る方法が好適である。
【００１５】
従って、本発明にかかる方法によって、公知の４段階合成は、全収率が高いことを特徴とする２段階合成によって代替される。
【００１６】
置換されたベンゼンがハロゲン置換であれば、塩素で置換されていることが好ましい。置換されたベンゼンがアルキル置換であれば、Ｃ１〜Ｃ４アルキルで置換されていることが好ましい。
【００１７】
本発明にかかる方法の第１段階は、１、２、３、４又は５つの、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基（すなわち、メチル、エチル、プロプ−１−イル、プロプ−２−イル、ブト−１−イル、ブト−２−イル、２−メチルプロプ−１−イル及びｔ−ブチル）を有していてよい置換されたベンゼン（ＩＩａ）から行うことが好ましい。この置換されたベンゼンは、アルキル置換基及びハロゲン置換基（好ましくは塩素）を同時に有するか又はハロゲンでのみ置換されていてもよい。その例は、クロロベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン及びｐ−キシレン、メシチレン、プソイドクメン、ヘミメリトール（ｈｅｍｅｌｌｉｔｈｏｌ）、エチルベンゼン並びにクメンである。
【００１８】
特に、本発明にかかる方法は、２，４，６−トリメチル塩化ベンゾイル（Ｉｂ）
【００１９】
【化４】
を、置換された芳香族化合物（ＩＩ）としてのメシチレン（１，３，５−トリメチルベンゼン）から製造するために使用する。
【００２０】
第１段階において、置換された芳香族化合物（ＩＩ）とＣＣｌ４とをフリーデル−クラフツ触媒の存在下で反応させる。芳香族化合物をクロロアルカンでアルキル化するのに好適なフリーデル−クラフツ触媒は、当業者に知られている。好適な触媒は、例えばＡｌＣｌ３、ＦｅＣｌ３、ＡｌＢｒ３、ＣｏＣｌ３、ＬｉＣｌ、ＬｉＣｌＯ４、ＳｎＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＳｂＣｌ５、ＣｏＣｌ２、ＢＦ３、ＢＣｌ３及びＺｎＣｌ２並びに、ジョージ・オラー著「フリーデル−クラフツ反応及びその関連反応」第１巻２０１頁、２８４頁〜２９０頁（１９６３年）（George Olah, "Friedel Crafts and related reactions" , Vol. 1, 201 und 284-290 (1963)）に記載された全種のフリーデル−クラフツ触媒である。更に、フリーデル−クラフツ触媒として、ブレーンステッド酸を使用してもよい。例えば、硫酸、リン酸、ポリリン酸、ピロ硫酸、フルオロ硫酸、クロロ硫酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トルフルオロ酢酸及びトリフルオロメタン酸（Ｔｒｉｆｌｕｏｒｍｅｔｈａｎｓａｅｕｒｅ）が好適である。本発明にかかる方法においては、ＡｌＣｌ３をフリーデル−クラフツ触媒として使用することが好ましい。
【００２１】
ＣＣｌ４とアルキル芳香族化合物とのモル比は、一般的には、１：１〜１５：１、好ましくは１．５：１〜７：１である。
【００２２】
Ｈ・ハート及びＲ・フィッシュ著、米国化学協会紀要（１９６１年）４４６０〜４４６６頁（H. Hart und R. Fisch, J. Am. Chem. Soc. (1996),S.4460-4466）及びＡ・シシリアーノ、Ｋ・ニーフォース著、医化学紀要（１９７１年）６４５〜６４６頁（A. Siciliano, K. Nieforth, J. Med. Chem. (1971), S. 645-646）から、アルキル芳香族化合物のＣＣｌ４でのフリーデル−クラフツ−アルキル化は、ＣＣｌ４とアルキル芳香族化合物とのモル比４：１〜１３：１で実施されることが公知である。この場合、その反応後にＣＣｌ４を生成物から分離して、そして適宜再循環させる。しかし、大量のＣＣｌ４の分離には費用がかさむので、可能な限り小過剰のＣＣｌ４を用いて作業することが望ましい。しかし驚くべきことに、このフリーデル−クラフツ反応は、ＣＣｌ４とアルキル芳香族化合物とのモル比をわずか１：１〜３．５：１、好ましくは１．５：１〜２：１に減らすと、より良好な収率で進行することを見出した。本発明の一実施形態によれば、この場合、置換された芳香族化合物（ＩＩ）、好ましくは置換されたベンゼン（ＩＩａ）、特に好ましくはメシチレンのフリーデル−クラフツ−アルキル化は、ＣＣｌ４と芳香族化合物とのモル比１：１〜３．５：１、好ましくは１．５：１〜２：１で実施する。
【００２３】
１当量の置換された芳香族化合物（ＩＩ）、好ましくは置換されたベンゼン（ＩＩａ）、特に好ましくはメシチレン当たりに、一般的には、１〜３当量、例えば約２当量のＡｌＣｌ３を使用する。本発明にかかる方法の一実施形態においては、この比（ＡｌＣｌ３の当量と置換された芳香族化合物の当量）は、わずか１〜１．５、特に１〜１．３、殊に１．１〜１．２である。ＴＭＢＴをメシチレンから製造する際には、ＴＭＢＴの収率を顕著に低下させることなく、極めて小過剰のＡｌＣｌ３量にまで低減させることができることを見出した。このことにより、本方法は、必要な触媒が少ないので、廉価に運転することができる。
【００２４】
本発明にかかる方法の第１段階は、通例、溶剤としてのＣＣｌ４中で実施する。しかしながら、ＣＣｌ４の他に、更なる溶剤が存在していてよい。好適な更なる溶剤は、ハロゲンアルカン、例えばジクロロメタン、ジクロロエタン、ジブロモメタン及びブロモホルム、ハロゲン化芳香族化合物、例えばクロロベンゼン、炭化水素、例えば異性体のペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン並びに８個より多いＣ原子を有する高級炭化水素、シクロヘキサン及び炭化水素混合物、例えば石油エーテル及びホワイトスピリットである。小過剰のＡｌＣｌ３だけを用いて作業する場合、すなわち、例えば本発明にかかる方法の実施形態によるＡｌＣｌ３量が、わずか１〜１．５当量である場合には、更なる溶剤の存在は好ましい。小過剰のＡｌＣｌ３を用いる方法の場合、更なる溶剤の存在によって、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）のＡｌＣｌ３又は他のルイス酸との錯体、例えばＴＭＢＴ／ＡｌＣｌ３錯体の固体としての沈殿を防ぐことができる。更なる溶剤とＣＣｌ４との反応開始時のモル比は、０．２：１〜１０：１、好ましくは０．５：１〜３：１であってよい。
【００２５】
本発明にかかる方法の第１段階は、通例、０〜１２０℃、好ましくは２０〜６０℃の温度で実施する。この場合、フリーデル−クラフツ触媒を、ＣＣｌ４中、若しくはＣＣｌ４と更なる溶剤との混合物中に懸濁して装入し、そして置換された芳香族化合物（ＩＩ）を所定の時間、例えば０．１〜１０時間、好ましくは０．５〜５時間にわたって添加することを行ってよい。
【００２６】
フリーデル−クラフツ−アルキル化（第１段階）を触媒としてのＡｌＣｌ３を用いて実施すると、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）が、一般的にはＡｌＣｌ３錯体として得られる。このフリーデル−クラフツ−アルキル化に引き続いて、一般的に、このＡｌＣｌ３錯体の加水分解を行う。この加水分解は、通例、氷又は水／氷の混合物を用いて、例えば０〜１０℃の温度で実施できる。この加水分解は、例えば不連続的に実施でき、その際、フリーデル−クラフツ−アルキル化の反応排出物を、不連続的に運転される撹拌装置（撹拌槽）中で氷に添加する。
【００２７】
本発明の一実施形態においては、水を用いるＡｌＣｌ３錯体の加水分解は、１０〜１００℃、好ましくは２０〜１００℃、特に好ましくは３５〜８０℃の温度で実施する。驚くべきことに、このＡｌＣｌ３錯体の加水分解は、２０℃を上回る温度又は更に３５℃を上回る高温の場合でも実施でき、その際、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）のカルボン酸への分解を惹起しないことを見出した。
【００２８】
加水分解をより高温で実施すると、一連の利点を示す。氷を取扱うということは、工業的基準に照らすと、高コストを意味する。加水分解を２５℃より低い温度で実施しても、なおも高コストを意味する。それというのも、その場合、一般的には、河水での冷却ではもはや十分ではなく、適切に高度な冷却性能を有する装置（冷却装置、ブライン冷却）が不可欠になる。加水分解を極めて低い温度で実施すると、加水分解反応は停止し、加熱すると急激に始まり、そして加水分解の際に生ずる大量のＨＣｌガスを遊離させるという危険をはらみ、このことは工業的基準に照らすと取扱困難であり、かつ安全性の問題を意味する。従って、加水分解を２０℃を上回る温度、好ましくは３５℃を上回る温度で実施することが望ましい。高温では加水分解の反応速度がより高いことによって、相応して滞留時間の短縮が可能になり、こうして加水分解を、連続的に運転される廉価で小型の装置、例えばミキサーセトラー装置内で連続的に実施できる。この連続的な実施によって、反応制御も改善される。
【００２９】
加水分解の際に、有機相及び水相が得られる。この有機相は、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）、場合により既に少量のアリールカルボン酸塩化物（Ｉ）、未反応のＣＣｌ４並びに場合により１種以上の更なる溶剤を含有する。
【００３０】
この有機相から、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、純粋な形で中間生成物として、好ましくは蒸留によって単離してよい。
【００３１】
本発明にかかる方法の第２段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を触媒存在下で水処理又は（無機又は有機）プロトン酸処理して、アリールカルボン酸塩化物（Ｉ）を得る。有機プロトン酸、例えばカルボン酸及びスルホン酸が好ましく、特にカルボン酸が好ましい。この場合、通例、これらは反応して相応の酸塩化物が得られる。
【００３２】
この第２段階においては、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を純粋な形で使用するか、又はＣＣｌ４及び場合により更なる溶剤中のトリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）溶液の形で使用してよく、その際、それらはＡｌＣｌ３錯体の加水分解の際に有機相として生ずる。
【００３３】
好ましい実施形態においては、ＣＣｌ４及び場合により更なる溶剤中のトリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）溶液を使用する。それによって、費用がかさむ中間生成物（ＩＩＩ）の単離が省かれる。驚くべきことに、ＡｌＣｌ３錯体の加水分解からの有機相を本発明にかかる方法の第２段階において使用すると、収率損失が生じないことを見出した。
【００３４】
この方法は、一連の利点をもたらす。トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、過剰のＣＣｌ４及び場合により更なる溶剤中のその溶液から単離することは、付加的に方法技術的費用がかさむことを意味する。過剰な水によるＡｌＣｌ３錯体の加水分解後のこの有機相は水を含有しており、かつこの水は留去の際にＣＣｌ４と一緒にＣＣｌ４／水の共沸物として共に混ざり合うので、留去されたＣＣｌ４は、更なる乾燥を行わなければ、新たに第１段階のフリーデル−クラフツ−アルキル化に再循環させることができない。この問題は、本発明にかかる方法の第２段階において、ＡｌＣｌ３錯体の加水分解からの含水有機相を使用することによって円滑に回避される。それというのも、この第２段階において有機相中に含まれる水が消費されるからである。この有機相は、このように第２段階において「化学的に」乾燥する。次いで、完全に乾燥したＣＣｌ４を留去でき、そして第１段階に再循環させることができる。
【００３５】
本発明にかかる方法の一実施形態においては、この第２段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を水処理、すなわち加水分解する。この場合、水とトリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）との比は、一般的に０．８：１〜１．２：１、好ましくは０．９：１〜１．１：１、特に好ましくは約１：１である。好適な触媒は、ルイス酸、例えばＡｌＣｌ３、ＦｅＣｌ３、ＡｌＢｒ３、ＣｏＣｌ３、ＬｉＣｌ、ＬｉＣｌＯ４、ＳｎＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＳｂＣｌ５、ＣｏＣｌ２、ＢＦ３、ＢＣｌ３及びＺｎＣｌ２並びに、ジョージ・オラー著「フリーデル−クラフツ反応及びその関連反応」第１巻２０１頁、２８４頁〜２９０頁（１９６３年）（George Olah, "Friedel Crafts and related reactions" , Vol. 1, 201 und 284-290 (1963)）に記載された全種のフリーデル−クラフツ触媒である。更に、触媒として、ブレーンステッド酸を使用してもよい。例えば、硫酸、リン酸、ポリリン酸、ピロ硫酸、フルオロ硫酸、クロロ硫酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸及びトリフルオロメタン酸が好適である。好ましい触媒は、ＦｅＣｌ３である。この場合、このルイス酸は、一般的に、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）に対して０．０５〜５モル％、好ましくは０．１〜３モル％の量で存在する。ＦｅＣｌ３をルイス酸として使用するのであれば、これを水溶液、例えば３０質量％の水溶液として添加してもよい。この反応は、有機溶媒の不存在下で実施してよい。しかし、このことは、本発明にかかる方法の第１（アルキル化）段階からのＣＣｌ４中、若しくはＣＣｌ４と更なる溶剤との混合物中でも実施できる。加水分解（第２段階）の際の反応温度は、一般的に、２０〜１００℃、好ましくは５０〜７５℃である。ＴＭＢＣをＴＭＢＴから製造する場合には、加水分解の際の温度は、一般的に２０〜１００℃、好ましくは５０〜７５℃である。
【００３６】
更なる一実施形態においては、本発明にかかる方法の第２段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、触媒存在下で有機酸処理、すなわち酸分解する。好適な有機酸は、例えばクロロ酢酸又はピバル酸である。本発明にかかる方法の一変形例においては、クロロ酢酸を使用する。このことは、共生成物として有用な生成物であるクロロ酢酸塩化物が形成されるという付加的な利点を有する。好適な触媒は、ルイス酸、例えばＡｌＣｌ３、ＦｅＣｌ３、ＡｌＢｒ３、ＣｏＣｌ３、ＬｉＣｌ、ＬｉＣｌＯ４、ＳｎＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＳｂＣｌ５、ＣｏＣｌ２、ＢＦ３、ＢＣｌ３及びＺｎＣｌ２並びに、ジョージ・オラー著「フリーデル−クラフツ反応及びその関連反応」第１巻２０１頁、２８４頁〜２９０頁（１９６３年）（George Olah, "Friedel Crafts and related reactions" Vol. 1, 201 und 284-290 (1963)）に記載された全種のフリーデル−クラフツ触媒である。更に、触媒として、ブレーンステッド酸を使用してもよい。例えば硫酸、リン酸、ポリリン酸、ピロ硫酸、フルオロ硫酸、クロロスルホン酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸及びトリフルオロメタン酸が好適である。好ましい触媒は、ＦｅＣｌ３である。ルイス酸の量は、通例、アルキルベンゾトリクロリド（ＩＩＩ）に対して０．０１〜５モル％、好ましくは０．１〜３モル％である。酸分解の際の反応温度は、一般的に２０〜１００℃、好ましくは５０〜７５℃である。ＴＭＢＣをＴＭＢＴから製造する場合には、その反応温度は、一般的に２０〜１００℃、好ましくは５０〜７５℃である。
【００３７】
加水分解若しくは酸分解の際に得られる有機相から、アルキル塩化ベンゾイル（Ｉ）を、蒸留によって、純粋な形で得ることができる。
【００３８】
本発明にかかる方法によって、公知の４段階合成は２段階合成によって代替される。この場合、両段階にわたる全収率は、後処理を含めて、使用された置換された芳香族化合物（ＩＩ）に対して、＞８０％、好ましくは＞８５％、特に好ましくは９０％にまで至りうる。公知の４段階合成後の全収率は８１．７％であるのに対して、このＴＭＢＣの製造の際には、例えば９１％の全収率が達成される。
【００３９】
本発明を以下の実施例により、詳細に説明する。
【００４０】
実施例
実施例１
ＴＭＢＴを製造する
１８３．３ｇのＡｌＣｌ３（１．３７５モル；１．１当量）を、１１５３．５ｇのＣＣｌ４（７．５モル）中に、４０℃で懸濁した。８３分以内に、１５０ｇのメシチレン（１．２５モル）を４０℃で滴加する。この第１滴後には既にその混合物は暗赤色を呈しており、かつＨＣｌの発生を観察できる。メシチレンを９０％だけ添加した後に、固形物が沈殿する。この懸濁液は、良好に撹拌できる。メシチレンを完全に添加した後に、更に９０分にわたって４０℃で撹拌する。この反応混合物を、１５００ｇの氷／１８５ｇの濃縮ＨＣｌに注ぎ、そして加水分解する。この反応混合物の添加を、温度が３℃を上回らないように行う。上方の水相を廃棄する。下方の有機相を、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させ（次いで、ＣＣｌ４で洗浄）、そして蒸留する。蒸留には、１７０５．６ｇの有機相を使用する。大気圧下７６℃で、１４１３．４ｇのＣＣｌ４が留去される。次いで、約１．６ミリバールかつ約９８℃で、２６８．２ｇのＴＭＢＴが蒸留され、これはＧＣ分析によれば９３．７面積％の純度を有する。このＴＭＢＴは更に、約２．５面積％のＴＭＢＣを含有する。ＴＭＢＴ及びＴＭＢＣの単離収率は、合計８７．６％である。
【００４１】
実施例２
ＴＭＢＴを加水分解する
実施例２からのＴＭＢＴ２６８．２ｇ（９３．７面積％のＴＭＢＴ＝１．０５３モル＋２．５面積％のＴＭＢＣ）と、０．３ｇのＦｅＣｌ３（０．００１９モル）（水不含）とを室温で混合する。赤色の呈色を観察できる。６０℃で、４４分間で１９．０ｇの完全脱塩水（１．０５３モル）を滴加し、その際、ガスが発生する。それを完全に添加した後に、更に１０５分にわたって６０℃で撹拌する。反応の完了のために０．２５ｇの水を、ＧＣ分析によるＴＭＢＴ存在がもはやなくなるまで更に添加する。この反応排出物を、蒸留塔に通すことなく、１．８ミリバールかつ７２℃で蒸留し、その際、１９６．４ｇのＴＭＢＣ（９６．０面積％）が得られる。収率は、９５．８％である。更なる精製のために、このＴＭＢＣを蒸留塔に通して再び蒸留し、その際、１４７．８ｇのＴＭＢＣが得られ、それは９９．５面積％の純度を有する。単離されたＴＭＢＣの全収率は、メシチレンに対して８３．９％である。
【００４２】
実施例３
ＴＭＢＴを製造する
２１６．７ｇのＡｌＣｌ３（１．６２５モル；１．３当量）を、１１５３．５ｇのＣＣｌ４（７．５モル）中に、４０℃で懸濁した。３５分以内に、１５０ｇのメシチレン（１．２５モル）を４０℃で滴加する。この第１滴後には既にその混合物は暗赤色を呈しており、かつＨＣｌの発生を観察できる。メシチレンを完全に添加した後に、次いで更に９０分にわたって４０℃で撹拌する。この反応混合物を、２０００ｇの氷／３００ｇの濃縮ＨＣｌに注ぎ、そして加水分解する。この反応排出物の添加を、温度が３℃を上回らないように行う。上方の水相を廃棄する。下方の有機相を、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させ（次いで、ＣＣｌ４で洗浄）、そして蒸留する。大気圧下、７８℃で１３３１．４ｇのＣＣｌ４が留去される。次いで、約１．１ミリバールかつ約１０６℃で、２７２．２ｇのＴＭＢＴが蒸留され、これはＧＣ分析によれば９１．９面積％の純度を有する。このＴＭＢＴは更に、約４．７面積％のＴＭＢＣを含有する。ＴＭＢＴ及びＴＭＢＣの単離収率は、合計８９．８％である。
【００４３】
実施例４
ＴＭＢＴを酸分解する
実施例３からのＴＭＢＴ２５８．５ｇ（９１．９面積％ＴＭＢＴ＝１．０モル；４．７面積％ＴＭＢＣ）と、０．２ｇのＦｅＣｌ３（０．００１３モル）（水不含）とを室温で混合する。赤色の呈色を観察できる。７０℃で、約２時間で９５．５ｇのクロロ酢酸（ＣＥＳ）（１．０モル）を滴加し、その際、ガスが発生する。それを完全に添加した後に、更に６０分にわたって７０℃で撹拌する。この反応排出物を蒸留する。１８０ミリバールかつ５８℃で、最初に１０５．５ｇのクロロ酢酸塩化物（ＣＥＣ）が留去される。この分画は、９６．４面積％までがＣＥＣから構成されており、３．５面積％までがＴＭＢＣから構成されている。これは、９０％のＣＥＣ収率に相当する。次いで、４．２ミリバールかつ８６℃で、１９６ｇのＴＭＢＣが留去される。単離されたＴＭＢＣの収率は、９９．３％である。単離されたＴＭＢＣの全収率は、メシチレンに対して８９．２％である。
【００４４】
実施例５
ＴＭＢＴを単離することなくＴＭＢＣを製造する
２５０．０ｇのＡｌＣｌ３（１．８７５モル；メシチレンに対して１．５当量）を、２８８．４ｇのＣＣｌ４（１．８７５モル；メシチレンに対して１．５当量）中に、２４℃で懸濁する。４０分以内に、１５０ｇのメシチレン（１．２５モル）を、２４〜５５℃で滴加する。この第１滴後には既にその混合物は暗赤色を呈しており、そしてＨＣｌガス発生を観察できる。メシチレン添加後に、良好に撹拌及び圧送可能な希釈懸濁液が存在する。次いでこの懸濁液を、更に９０分にわたって４３℃で撹拌する。この反応混合物を、２０分の時間にわたって、６８５ｇの完全脱塩水と１１５ｇの濃縮ＨＣｌとの混合物中に滴加する。加水分解を室温で開始し、そして更なる過程で冷却によって４５℃を下回る温度に保つ。加水分解反応が直ちに始まる。この反応混合物を完全に添加した後に、２つの液相が形成される。下方の褐色の有機相を分離して、そして更なる処理を行うことなく、ガラス製フラスコに新たに装入する。５０℃まで加熱して、そしてＦｅＣｌ３の３０質量％溶液１．０ｇ（０．００１８８モル）を、水中に添加する。約５分後に、ガスが軽く発生する。温度を６０℃に高めた後に、３３分間で１５ｇの完全脱塩水を滴加する。全体的に、なおも更に４．５ｇの完全脱塩水（０．２５モル）を滴加する。この添加完了後に、次いで６０分にわたって撹拌する。次いで、得られた反応混合物を蒸留する。最初に、１２０ミリバールで過剰のＣＣｌ４を留去する。次いで、ＴＭＢＣを０．２５〜０．４ミリバールかつ６２〜６８℃の温度で留去する。全体として、２０８．１ｇのＴＭＢＣ（１．１４モル）が得られ、これは９１．２％の収率に相当する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、置換アリールカルボン酸塩化物の製造方法に関する。
【０００２】
２，４，６−トリメチル塩化ベンゾイル（ＴＭＢＣ）は、アシルホスフィンオキシド型の光開始剤、例えばＴＰＯ（トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド）を製造するための重要な原料である。
【０００３】
ＴＭＢＣは、ＥＰ−Ａ０５５４６７９号に記載されているように、４段階合成において製造できる。この場合、第１段階において、メシチレンとクロロ酢酸塩化物とを反応させて、クロロトリメチルアセトフェノンを得る。第２段階において、クロロアセトフェノンから、次亜塩素酸ナトリウムと反応させることによって、トリクロロトリメチルアセトフェノンを得る。第３段階において、トリクロロアセトフェノンと水酸化ナトリウム溶液とを反応させて、トリメチル安息香酸ナトリウム塩を得て、そしてこれから塩酸で酸性化することによってトリメチル安息香酸を得る。最後に、第４段階において、トリメチル安息香酸から、塩化チオニルと反応させることによって、トリメチル安息香酸塩化物を得る。
【０００４】
この合成は、多くの合成段階のために費用がかさみ、かつ収率が低いことが特徴である。特に、中間生成物であるトリメチル安息香酸を、塩化チオニルとの反応の前に、固体として単離し、そして乾燥させなければならない。
【０００５】
同様に、一箇所以上でアルキル化された別の塩化ベンゾイルを製造することもできる。
【０００６】
ＴＭＢＣを製造する別の方法は、ＥＰ−Ａ０７０６９８７号に記載されている。この場合、メシチレンをＡｌＣｌ３の存在下でカルボキシル化してトリメチル安息香酸を得て、次いでそれを塩化チオニルで塩素化してＴＭＢＣを得る。この合成も、収率が低いことが特徴である。カルボキシル化段階の収率は、７１％ほどであるにすぎない。
【０００７】
本発明の課題は、特に改善された収率を特徴とする、簡易かつ経済的な置換塩化ベンゾイルの製造方法を提供することである。本発明の課題は、特に改善された収率を特徴とする、簡易かつ経済的なＴＭＢＣの製造方法を提供することである。
【０００８】
前記課題は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換されたアリールカルボン酸塩化物（Ｉ）の製造方法において、第１段階において、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換された芳香族化合物（ＩＩ）とＣＣｌ４とをフリーデル−クラフツ触媒の存在下で反応させて、相応のＣ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換されたトリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を得て、
そして第２段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を触媒存在下で水処理又はプロトン酸処理して、アリールカルボン酸塩化物（Ｉ）を得る方法によって解決される。
【０００９】
本発明にかかる方法の出発物である好適なＣ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）で一箇所以上で置換された芳香族化合物は、例えば前記の基で１〜５箇所で置換されたベンゼン、１〜７箇所で置換されたナフタリン若しくは１〜９箇所で置換されたアントラセン又はフェナントレンである。その芳香族化合物は、ハロゲンで置換されているのであれば、それは塩素で置換されていることが好ましい。アルキルで置換されているのであれば、それはＣ１〜Ｃ４アルキルで置換されていることが好ましい。
【００１０】
本発明にかかる方法は、一般式（ＩＩａ）の１〜５箇所で置換されたベンゼンが出発物であることが好ましい。
【００１１】
従って、一般式（Ｉａ）
【００１２】
【化１】
［式中、Ｒは、それぞれ互いに無関係に、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）又はＣ１〜Ｃ２０アルキル基を意味する］の１〜５箇所で置換された塩化ベンゾイルの製造方法において、
第１段階において、一般式（ＩＩａ）
【００１３】
【化２】
［式中、Ｒは、前記の意味を有する］の１〜５箇所で置換されたベンゼンとＣＣｌ４とをフリーデル−クラフツ触媒の存在下で反応させて、一般式（ＩＩＩａ）
【００１４】
【化３】
［式中、Ｒは、前記の意味を有する］の置換ベンゾトリクロリドを得て、
そして第２段階において、ベンゾトリクロリド（ＩＩＩａ）を触媒存在下で水処理又はプロトン酸処理して、塩化ベンゾイル（Ｉａ）を得る方法が好適である。
【００１５】
従って、本発明にかかる方法によって、公知の４段階合成は、全収率が高いことを特徴とする２段階合成によって代替される。
【００１６】
置換されたベンゼンがハロゲン置換であれば、塩素で置換されていることが好ましい。置換されたベンゼンがアルキル置換であれば、Ｃ１〜Ｃ４アルキルで置換されていることが好ましい。
【００１７】
本発明にかかる方法の第１段階は、１、２、３、４又は５つの、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基（すなわち、メチル、エチル、プロプ−１−イル、プロプ−２−イル、ブト−１−イル、ブト−２−イル、２−メチルプロプ−１−イル及びｔ−ブチル）を有していてよい置換されたベンゼン（ＩＩａ）から行うことが好ましい。この置換されたベンゼンは、アルキル置換基及びハロゲン置換基（好ましくは塩素）を同時に有するか又はハロゲンでのみ置換されていてもよい。その例は、クロロベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン及びｐ−キシレン、メシチレン、プソイドクメン、ヘミメリトール（ｈｅｍｅｌｌｉｔｈｏｌ）、エチルベンゼン並びにクメンである。
【００１８】
特に、本発明にかかる方法は、２，４，６−トリメチル塩化ベンゾイル（Ｉｂ）
【００１９】
【化４】
を、置換された芳香族化合物（ＩＩ）としてのメシチレン（１，３，５−トリメチルベンゼン）から製造するために使用する。
【００２０】
第１段階において、置換された芳香族化合物（ＩＩ）とＣＣｌ４とをフリーデル−クラフツ触媒の存在下で反応させる。芳香族化合物をクロロアルカンでアルキル化するのに好適なフリーデル−クラフツ触媒は、当業者に知られている。好適な触媒は、例えばＡｌＣｌ３、ＦｅＣｌ３、ＡｌＢｒ３、ＣｏＣｌ３、ＬｉＣｌ、ＬｉＣｌＯ４、ＳｎＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＳｂＣｌ５、ＣｏＣｌ２、ＢＦ３、ＢＣｌ３及びＺｎＣｌ２並びに、ジョージ・オラー著「フリーデル−クラフツ反応及びその関連反応」第１巻２０１頁、２８４頁〜２９０頁（１９６３年）（George Olah, "Friedel Crafts and related reactions" , Vol. 1, 201 und 284-290 (1963)）に記載された全種のフリーデル−クラフツ触媒である。更に、フリーデル−クラフツ触媒として、ブレーンステッド酸を使用してもよい。例えば、硫酸、リン酸、ポリリン酸、ピロ硫酸、フルオロ硫酸、クロロ硫酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トルフルオロ酢酸及びトリフルオロメタン酸（Ｔｒｉｆｌｕｏｒｍｅｔｈａｎｓａｅｕｒｅ）が好適である。本発明にかかる方法においては、ＡｌＣｌ３をフリーデル−クラフツ触媒として使用することが好ましい。
【００２１】
ＣＣｌ４とアルキル芳香族化合物とのモル比は、一般的には、１：１〜１５：１、好ましくは１．５：１〜７：１である。
【００２２】
Ｈ・ハート及びＲ・フィッシュ著、米国化学協会紀要（１９６１年）４４６０〜４４６６頁（H. Hart und R. Fisch, J. Am. Chem. Soc. (1996),S.4460-4466）及びＡ・シシリアーノ、Ｋ・ニーフォース著、医化学紀要（１９７１年）６４５〜６４６頁（A. Siciliano, K. Nieforth, J. Med. Chem. (1971), S. 645-646）から、アルキル芳香族化合物のＣＣｌ４でのフリーデル−クラフツ−アルキル化は、ＣＣｌ４とアルキル芳香族化合物とのモル比４：１〜１３：１で実施されることが公知である。この場合、その反応後にＣＣｌ４を生成物から分離して、そして適宜再循環させる。しかし、大量のＣＣｌ４の分離には費用がかさむので、可能な限り小過剰のＣＣｌ４を用いて作業することが望ましい。しかし驚くべきことに、このフリーデル−クラフツ反応は、ＣＣｌ４とアルキル芳香族化合物とのモル比をわずか１：１〜３．５：１、好ましくは１．５：１〜２：１に減らすと、より良好な収率で進行することを見出した。本発明の一実施形態によれば、この場合、置換された芳香族化合物（ＩＩ）、好ましくは置換されたベンゼン（ＩＩａ）、特に好ましくはメシチレンのフリーデル−クラフツ−アルキル化は、ＣＣｌ４と芳香族化合物とのモル比１：１〜３．５：１、好ましくは１．５：１〜２：１で実施する。
【００２３】
１当量の置換された芳香族化合物（ＩＩ）、好ましくは置換されたベンゼン（ＩＩａ）、特に好ましくはメシチレン当たりに、一般的には、１〜３当量、例えば約２当量のＡｌＣｌ３を使用する。本発明にかかる方法の一実施形態においては、この比（ＡｌＣｌ３の当量と置換された芳香族化合物の当量）は、わずか１〜１．５、特に１〜１．３、殊に１．１〜１．２である。ＴＭＢＴをメシチレンから製造する際には、ＴＭＢＴの収率を顕著に低下させることなく、極めて小過剰のＡｌＣｌ３量にまで低減させることができることを見出した。このことにより、本方法は、必要な触媒が少ないので、廉価に運転することができる。
【００２４】
本発明にかかる方法の第１段階は、通例、溶剤としてのＣＣｌ４中で実施する。しかしながら、ＣＣｌ４の他に、更なる溶剤が存在していてよい。好適な更なる溶剤は、ハロゲンアルカン、例えばジクロロメタン、ジクロロエタン、ジブロモメタン及びブロモホルム、ハロゲン化芳香族化合物、例えばクロロベンゼン、炭化水素、例えば異性体のペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン並びに８個より多いＣ原子を有する高級炭化水素、シクロヘキサン及び炭化水素混合物、例えば石油エーテル及びホワイトスピリットである。小過剰のＡｌＣｌ３だけを用いて作業する場合、すなわち、例えば本発明にかかる方法の実施形態によるＡｌＣｌ３量が、わずか１〜１．５当量である場合には、更なる溶剤の存在は好ましい。小過剰のＡｌＣｌ３を用いる方法の場合、更なる溶剤の存在によって、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）のＡｌＣｌ３又は他のルイス酸との錯体、例えばＴＭＢＴ／ＡｌＣｌ３錯体の固体としての沈殿を防ぐことができる。更なる溶剤とＣＣｌ４との反応開始時のモル比は、０．２：１〜１０：１、好ましくは０．５：１〜３：１であってよい。
【００２５】
本発明にかかる方法の第１段階は、通例、０〜１２０℃、好ましくは２０〜６０℃の温度で実施する。この場合、フリーデル−クラフツ触媒を、ＣＣｌ４中、若しくはＣＣｌ４と更なる溶剤との混合物中に懸濁して装入し、そして置換された芳香族化合物（ＩＩ）を所定の時間、例えば０．１〜１０時間、好ましくは０．５〜５時間にわたって添加することを行ってよい。
【００２６】
フリーデル−クラフツ−アルキル化（第１段階）を触媒としてのＡｌＣｌ３を用いて実施すると、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）が、一般的にはＡｌＣｌ３錯体として得られる。このフリーデル−クラフツ−アルキル化に引き続いて、一般的に、このＡｌＣｌ３錯体の加水分解を行う。この加水分解は、通例、氷又は水／氷の混合物を用いて、例えば０〜１０℃の温度で実施できる。この加水分解は、例えば不連続的に実施でき、その際、フリーデル−クラフツ−アルキル化の反応排出物を、不連続的に運転される撹拌装置（撹拌槽）中で氷に添加する。
【００２７】
本発明の一実施形態においては、水を用いるＡｌＣｌ３錯体の加水分解は、１０〜１００℃、好ましくは２０〜１００℃、特に好ましくは３５〜８０℃の温度で実施する。驚くべきことに、このＡｌＣｌ３錯体の加水分解は、２０℃を上回る温度又は更に３５℃を上回る高温の場合でも実施でき、その際、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）のカルボン酸への分解を惹起しないことを見出した。
【００２８】
加水分解をより高温で実施すると、一連の利点を示す。氷を取扱うということは、工業的基準に照らすと、高コストを意味する。加水分解を２５℃より低い温度で実施しても、なおも高コストを意味する。それというのも、その場合、一般的には、河水での冷却ではもはや十分ではなく、適切に高度な冷却性能を有する装置（冷却装置、ブライン冷却）が不可欠になる。加水分解を極めて低い温度で実施すると、加水分解反応は停止し、加熱すると急激に始まり、そして加水分解の際に生ずる大量のＨＣｌガスを遊離させるという危険をはらみ、このことは工業的基準に照らすと取扱困難であり、かつ安全性の問題を意味する。従って、加水分解を２０℃を上回る温度、好ましくは３５℃を上回る温度で実施することが望ましい。高温では加水分解の反応速度がより高いことによって、相応して滞留時間の短縮が可能になり、こうして加水分解を、連続的に運転される廉価で小型の装置、例えばミキサーセトラー装置内で連続的に実施できる。この連続的な実施によって、反応制御も改善される。
【００２９】
加水分解の際に、有機相及び水相が得られる。この有機相は、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）、場合により既に少量のアリールカルボン酸塩化物（Ｉ）、未反応のＣＣｌ４並びに場合により１種以上の更なる溶剤を含有する。
【００３０】
この有機相から、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、純粋な形で中間生成物として、好ましくは蒸留によって単離してよい。
【００３１】
本発明にかかる方法の第２段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を触媒存在下で水処理又は（無機又は有機）プロトン酸処理して、アリールカルボン酸塩化物（Ｉ）を得る。有機プロトン酸、例えばカルボン酸及びスルホン酸が好ましく、特にカルボン酸が好ましい。この場合、通例、これらは反応して相応の酸塩化物が得られる。
【００３２】
この第２段階においては、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を純粋な形で使用するか、又はＣＣｌ４及び場合により更なる溶剤中のトリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）溶液の形で使用してよく、その際、それらはＡｌＣｌ３錯体の加水分解の際に有機相として生ずる。
【００３３】
好ましい実施形態においては、ＣＣｌ４及び場合により更なる溶剤中のトリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）溶液を使用する。それによって、費用がかさむ中間生成物（ＩＩＩ）の単離が省かれる。驚くべきことに、ＡｌＣｌ３錯体の加水分解からの有機相を本発明にかかる方法の第２段階において使用すると、収率損失が生じないことを見出した。
【００３４】
この方法は、一連の利点をもたらす。トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、過剰のＣＣｌ４及び場合により更なる溶剤中のその溶液から単離することは、付加的に方法技術的費用がかさむことを意味する。過剰な水によるＡｌＣｌ３錯体の加水分解後のこの有機相は水を含有しており、かつこの水は留去の際にＣＣｌ４と一緒にＣＣｌ４／水の共沸物として共に混ざり合うので、留去されたＣＣｌ４は、更なる乾燥を行わなければ、新たに第１段階のフリーデル−クラフツ−アルキル化に再循環させることができない。この問題は、本発明にかかる方法の第２段階において、ＡｌＣｌ３錯体の加水分解からの含水有機相を使用することによって円滑に回避される。それというのも、この第２段階において有機相中に含まれる水が消費されるからである。この有機相は、このように第２段階において「化学的に」乾燥する。次いで、完全に乾燥したＣＣｌ４を留去でき、そして第１段階に再循環させることができる。
【００３５】
本発明にかかる方法の一実施形態においては、この第２段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を水処理、すなわち加水分解する。この場合、水とトリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）との比は、一般的に０．８：１〜１．２：１、好ましくは０．９：１〜１．１：１、特に好ましくは約１：１である。好適な触媒は、ルイス酸、例えばＡｌＣｌ３、ＦｅＣｌ３、ＡｌＢｒ３、ＣｏＣｌ３、ＬｉＣｌ、ＬｉＣｌＯ４、ＳｎＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＳｂＣｌ５、ＣｏＣｌ２、ＢＦ３、ＢＣｌ３及びＺｎＣｌ２並びに、ジョージ・オラー著「フリーデル−クラフツ反応及びその関連反応」第１巻２０１頁、２８４頁〜２９０頁（１９６３年）（George Olah, "Friedel Crafts and related reactions" , Vol. 1, 201 und 284-290 (1963)）に記載された全種のフリーデル−クラフツ触媒である。更に、触媒として、ブレーンステッド酸を使用してもよい。例えば、硫酸、リン酸、ポリリン酸、ピロ硫酸、フルオロ硫酸、クロロ硫酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸及びトリフルオロメタン酸が好適である。好ましい触媒は、ＦｅＣｌ３である。この場合、このルイス酸は、一般的に、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）に対して０．０５〜５モル％、好ましくは０．１〜３モル％の量で存在する。ＦｅＣｌ３をルイス酸として使用するのであれば、これを水溶液、例えば３０質量％の水溶液として添加してもよい。この反応は、有機溶媒の不存在下で実施してよい。しかし、このことは、本発明にかかる方法の第１（アルキル化）段階からのＣＣｌ４中、若しくはＣＣｌ４と更なる溶剤との混合物中でも実施できる。加水分解（第２段階）の際の反応温度は、一般的に、２０〜１００℃、好ましくは５０〜７５℃である。ＴＭＢＣをＴＭＢＴから製造する場合には、加水分解の際の温度は、一般的に２０〜１００℃、好ましくは５０〜７５℃である。
【００３６】
更なる一実施形態においては、本発明にかかる方法の第２段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、触媒存在下で有機酸処理、すなわち酸分解する。好適な有機酸は、例えばクロロ酢酸又はピバル酸である。本発明にかかる方法の一変形例においては、クロロ酢酸を使用する。このことは、共生成物として有用な生成物であるクロロ酢酸塩化物が形成されるという付加的な利点を有する。好適な触媒は、ルイス酸、例えばＡｌＣｌ３、ＦｅＣｌ３、ＡｌＢｒ３、ＣｏＣｌ３、ＬｉＣｌ、ＬｉＣｌＯ４、ＳｎＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＳｂＣｌ５、ＣｏＣｌ２、ＢＦ３、ＢＣｌ３及びＺｎＣｌ２並びに、ジョージ・オラー著「フリーデル−クラフツ反応及びその関連反応」第１巻２０１頁、２８４頁〜２９０頁（１９６３年）（George Olah, "Friedel Crafts and related reactions" Vol. 1, 201 und 284-290 (1963)）に記載された全種のフリーデル−クラフツ触媒である。更に、触媒として、ブレーンステッド酸を使用してもよい。例えば硫酸、リン酸、ポリリン酸、ピロ硫酸、フルオロ硫酸、クロロスルホン酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸及びトリフルオロメタン酸が好適である。好ましい触媒は、ＦｅＣｌ３である。ルイス酸の量は、通例、アルキルベンゾトリクロリド（ＩＩＩ）に対して０．０１〜５モル％、好ましくは０．１〜３モル％である。酸分解の際の反応温度は、一般的に２０〜１００℃、好ましくは５０〜７５℃である。ＴＭＢＣをＴＭＢＴから製造する場合には、その反応温度は、一般的に２０〜１００℃、好ましくは５０〜７５℃である。
【００３７】
加水分解若しくは酸分解の際に得られる有機相から、アルキル塩化ベンゾイル（Ｉ）を、蒸留によって、純粋な形で得ることができる。
【００３８】
本発明にかかる方法によって、公知の４段階合成は２段階合成によって代替される。この場合、両段階にわたる全収率は、後処理を含めて、使用された置換された芳香族化合物（ＩＩ）に対して、＞８０％、好ましくは＞８５％、特に好ましくは９０％にまで至りうる。公知の４段階合成後の全収率は８１．７％であるのに対して、このＴＭＢＣの製造の際には、例えば９１％の全収率が達成される。
【００３９】
本発明を以下の実施例により、詳細に説明する。
【００４０】
実施例
実施例１
ＴＭＢＴを製造する
１８３．３ｇのＡｌＣｌ３（１．３７５モル；１．１当量）を、１１５３．５ｇのＣＣｌ４（７．５モル）中に、４０℃で懸濁した。８３分以内に、１５０ｇのメシチレン（１．２５モル）を４０℃で滴加する。この第１滴後には既にその混合物は暗赤色を呈しており、かつＨＣｌの発生を観察できる。メシチレンを９０％だけ添加した後に、固形物が沈殿する。この懸濁液は、良好に撹拌できる。メシチレンを完全に添加した後に、更に９０分にわたって４０℃で撹拌する。この反応混合物を、１５００ｇの氷／１８５ｇの濃縮ＨＣｌに注ぎ、そして加水分解する。この反応混合物の添加を、温度が３℃を上回らないように行う。上方の水相を廃棄する。下方の有機相を、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させ（次いで、ＣＣｌ４で洗浄）、そして蒸留する。蒸留には、１７０５．６ｇの有機相を使用する。大気圧下７６℃で、１４１３．４ｇのＣＣｌ４が留去される。次いで、約１．６ミリバールかつ約９８℃で、２６８．２ｇのＴＭＢＴが蒸留され、これはＧＣ分析によれば９３．７面積％の純度を有する。このＴＭＢＴは更に、約２．５面積％のＴＭＢＣを含有する。ＴＭＢＴ及びＴＭＢＣの単離収率は、合計８７．６％である。
【００４１】
実施例２
ＴＭＢＴを加水分解する
実施例２からのＴＭＢＴ２６８．２ｇ（９３．７面積％のＴＭＢＴ＝１．０５３モル＋２．５面積％のＴＭＢＣ）と、０．３ｇのＦｅＣｌ３（０．００１９モル）（水不含）とを室温で混合する。赤色の呈色を観察できる。６０℃で、４４分間で１９．０ｇの完全脱塩水（１．０５３モル）を滴加し、その際、ガスが発生する。それを完全に添加した後に、更に１０５分にわたって６０℃で撹拌する。反応の完了のために０．２５ｇの水を、ＧＣ分析によるＴＭＢＴ存在がもはやなくなるまで更に添加する。この反応排出物を、蒸留塔に通すことなく、１．８ミリバールかつ７２℃で蒸留し、その際、１９６．４ｇのＴＭＢＣ（９６．０面積％）が得られる。収率は、９５．８％である。更なる精製のために、このＴＭＢＣを蒸留塔に通して再び蒸留し、その際、１４７．８ｇのＴＭＢＣが得られ、それは９９．５面積％の純度を有する。単離されたＴＭＢＣの全収率は、メシチレンに対して８３．９％である。
【００４２】
実施例３
ＴＭＢＴを製造する
２１６．７ｇのＡｌＣｌ３（１．６２５モル；１．３当量）を、１１５３．５ｇのＣＣｌ４（７．５モル）中に、４０℃で懸濁した。３５分以内に、１５０ｇのメシチレン（１．２５モル）を４０℃で滴加する。この第１滴後には既にその混合物は暗赤色を呈しており、かつＨＣｌの発生を観察できる。メシチレンを完全に添加した後に、次いで更に９０分にわたって４０℃で撹拌する。この反応混合物を、２０００ｇの氷／３００ｇの濃縮ＨＣｌに注ぎ、そして加水分解する。この反応排出物の添加を、温度が３℃を上回らないように行う。上方の水相を廃棄する。下方の有機相を、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させ（次いで、ＣＣｌ４で洗浄）、そして蒸留する。大気圧下、７８℃で１３３１．４ｇのＣＣｌ４が留去される。次いで、約１．１ミリバールかつ約１０６℃で、２７２．２ｇのＴＭＢＴが蒸留され、これはＧＣ分析によれば９１．９面積％の純度を有する。このＴＭＢＴは更に、約４．７面積％のＴＭＢＣを含有する。ＴＭＢＴ及びＴＭＢＣの単離収率は、合計８９．８％である。
【００４３】
実施例４
ＴＭＢＴを酸分解する
実施例３からのＴＭＢＴ２５８．５ｇ（９１．９面積％ＴＭＢＴ＝１．０モル；４．７面積％ＴＭＢＣ）と、０．２ｇのＦｅＣｌ３（０．００１３モル）（水不含）とを室温で混合する。赤色の呈色を観察できる。７０℃で、約２時間で９５．５ｇのクロロ酢酸（ＣＥＳ）（１．０モル）を滴加し、その際、ガスが発生する。それを完全に添加した後に、更に６０分にわたって７０℃で撹拌する。この反応排出物を蒸留する。１８０ミリバールかつ５８℃で、最初に１０５．５ｇのクロロ酢酸塩化物（ＣＥＣ）が留去される。この分画は、９６．４面積％までがＣＥＣから構成されており、３．５面積％までがＴＭＢＣから構成されている。これは、９０％のＣＥＣ収率に相当する。次いで、４．２ミリバールかつ８６℃で、１９６ｇのＴＭＢＣが留去される。単離されたＴＭＢＣの収率は、９９．３％である。単離されたＴＭＢＣの全収率は、メシチレンに対して８９．２％である。
【００４４】
実施例５
ＴＭＢＴを単離することなくＴＭＢＣを製造する
２５０．０ｇのＡｌＣｌ３（１．８７５モル；メシチレンに対して１．５当量）を、２８８．４ｇのＣＣｌ４（１．８７５モル；メシチレンに対して１．５当量）中に、２４℃で懸濁する。４０分以内に、１５０ｇのメシチレン（１．２５モル）を、２４〜５５℃で滴加する。この第１滴後には既にその混合物は暗赤色を呈しており、そしてＨＣｌガス発生を観察できる。メシチレン添加後に、良好に撹拌及び圧送可能な希釈懸濁液が存在する。次いでこの懸濁液を、更に９０分にわたって４３℃で撹拌する。この反応混合物を、２０分の時間にわたって、６８５ｇの完全脱塩水と１１５ｇの濃縮ＨＣｌとの混合物中に滴加する。加水分解を室温で開始し、そして更なる過程で冷却によって４５℃を下回る温度に保つ。加水分解反応が直ちに始まる。この反応混合物を完全に添加した後に、２つの液相が形成される。下方の褐色の有機相を分離して、そして更なる処理を行うことなく、ガラス製フラスコに新たに装入する。５０℃まで加熱して、そしてＦｅＣｌ３の３０質量％溶液１．０ｇ（０．００１８８モル）を、水中に添加する。約５分後に、ガスが軽く発生する。温度を６０℃に高めた後に、３３分間で１５ｇの完全脱塩水を滴加する。全体的に、なおも更に４．５ｇの完全脱塩水（０．２５モル）を滴加する。この添加完了後に、次いで６０分にわたって撹拌する。次いで、得られた反応混合物を蒸留する。最初に、１２０ミリバールで過剰のＣＣｌ４を留去する。次いで、ＴＭＢＣを０．２５〜０．４ミリバールかつ６２〜６８℃の温度で留去する。全体として、２０８．１ｇのＴＭＢＣ（１．１４モル）が得られ、これは９１．２％の収率に相当する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換されたアリールカルボン酸塩化物（Ｉ）の製造方法において、第１段階において、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換された芳香族化合物（ＩＩ）とＣＣｌ４とをフリーデル−クラフツ触媒の存在下で反応させて、相応のＣ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換されたトリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を得て、
そして第２段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を触媒存在下で水処理又はプロトン酸処理して、アリールカルボン酸塩化物（Ｉ）を得る方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、一般式（Ｉａ）
【化１】
［式中、Ｒは、それぞれ互いに無関係に、ハロゲン又はＣ１〜Ｃ２０アルキル基を意味する］の１〜５箇所で置換された塩化ベンゾイルを製造するにあたり、
第１段階において、置換された芳香族化合物（ＩＩ）としての一般式（ＩＩａ）
【化２】
［式中、Ｒは、前記の意味を有する］の１〜５箇所で置換されたベンゼンとＣＣｌ４とをフリーデル−クラフツ触媒の存在下で反応させて、一般式（ＩＩＩａ）
【化３】
［式中、Ｒは、前記の意味を有する］の１〜５箇所で置換されたベンゾトリクロリドを得て、
そして第２段階において、ベンゾトリクロリド（ＩＩＩａ）を触媒存在下で水処理又はプロトン酸処理して、塩化ベンゾイル（Ｉａ）を得る方法。
【請求項３】
一般式（Ｉｂ）
【化４】
のトリメチル塩化ベンゾイルを、置換された芳香族化合物（ＩＩ）としてのメシチレンから製造することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ＣＣｌ４と置換された芳香族化合物（ＩＩ）とのモル比が、１：１〜３．５：１であることを特徴とする、請求項１から３までの何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
フリーデル−クラフツ触媒としてＡｌＣｌ３を使用し、その際、第１段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）及びＡｌＣｌ３からの錯体を形成させることを特徴とする、請求項１から４までの何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
１当量の置換された芳香族化合物（ＩＩ）当たりに、１〜１．５当量のＡｌＣｌ３を使用することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）及びＡｌＣｌ３からの錯体を、水を用いて２０〜１００℃で加水分解することを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）及びＡｌＣｌ３からの錯体の加水分解を、連続的に実施することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、第２段階において、プロトン酸としてのクロロ酢酸を用いて処理することを特徴とする、請求項１から８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、第２段階において、水処理することを特徴とする、請求項１から８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
第２段階において、触媒としてＦｅＣｌ３を使用することを特徴とする、請求項１から１０までの何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、中間生成物として単離することを特徴とする、請求項１から１１までの何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、中間生成物として単離せずに、それを第１段階の溶剤中に溶解させて、第２段階において使用することを特徴とする、請求項１から１１までの何れか１項に記載の方法。
【請求項１】
Ｃ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換されたアリールカルボン酸塩化物（Ｉ）の製造方法において、第１段階において、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換された芳香族化合物（ＩＩ）とＣＣｌ４とをフリーデル−クラフツ触媒の存在下で反応させて、相応のＣ１〜Ｃ２０アルキル及び／又はハロゲンで一箇所以上で置換されたトリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を得て、
そして第２段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を触媒存在下で水処理又はプロトン酸処理して、アリールカルボン酸塩化物（Ｉ）を得る方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、一般式（Ｉａ）
【化１】
［式中、Ｒは、それぞれ互いに無関係に、ハロゲン又はＣ１〜Ｃ２０アルキル基を意味する］の１〜５箇所で置換された塩化ベンゾイルを製造するにあたり、
第１段階において、置換された芳香族化合物（ＩＩ）としての一般式（ＩＩａ）
【化２】
［式中、Ｒは、前記の意味を有する］の１〜５箇所で置換されたベンゼンとＣＣｌ４とをフリーデル−クラフツ触媒の存在下で反応させて、一般式（ＩＩＩａ）
【化３】
［式中、Ｒは、前記の意味を有する］の１〜５箇所で置換されたベンゾトリクロリドを得て、
そして第２段階において、ベンゾトリクロリド（ＩＩＩａ）を触媒存在下で水処理又はプロトン酸処理して、塩化ベンゾイル（Ｉａ）を得る方法。
【請求項３】
一般式（Ｉｂ）
【化４】
のトリメチル塩化ベンゾイルを、置換された芳香族化合物（ＩＩ）としてのメシチレンから製造することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ＣＣｌ４と置換された芳香族化合物（ＩＩ）とのモル比が、１：１〜３．５：１であることを特徴とする、請求項１から３までの何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
フリーデル−クラフツ触媒としてＡｌＣｌ３を使用し、その際、第１段階において、トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）及びＡｌＣｌ３からの錯体を形成させることを特徴とする、請求項１から４までの何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
１当量の置換された芳香族化合物（ＩＩ）当たりに、１〜１．５当量のＡｌＣｌ３を使用することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）及びＡｌＣｌ３からの錯体を、水を用いて２０〜１００℃で加水分解することを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）及びＡｌＣｌ３からの錯体の加水分解を、連続的に実施することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、第２段階において、プロトン酸としてのクロロ酢酸を用いて処理することを特徴とする、請求項１から８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、第２段階において、水処理することを特徴とする、請求項１から８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
第２段階において、触媒としてＦｅＣｌ３を使用することを特徴とする、請求項１から１０までの何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、中間生成物として単離することを特徴とする、請求項１から１１までの何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
トリクロロメチル化芳香族化合物（ＩＩＩ）を、中間生成物として単離せずに、それを第１段階の溶剤中に溶解させて、第２段階において使用することを特徴とする、請求項１から１１までの何れか１項に記載の方法。
【公表番号】特表２００９−５１３５４７（Ｐ２００９−５１３５４７Ａ）
【公表日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５１９８６６（Ｐ２００６−５１９８６６）
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００７７６８
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１２２１９
【国際公開日】平成１７年２月１０日（２００５．２．１０）
【出願人】（５０８０２０１５５）ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア (2,842)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＳＦ ＳＥ
【住所又は居所原語表記】Ｄ−６７０５６ Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００７７６８
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１２２１９
【国際公開日】平成１７年２月１０日（２００５．２．１０）
【出願人】（５０８０２０１５５）ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア (2,842)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＳＦ ＳＥ
【住所又は居所原語表記】Ｄ−６７０５６ Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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