4-(4-烷基环己基)苯甲醛的制作方法

专利名称：4-(4-烷基环己基)苯甲醛的制作方法
技术领域：
本发明涉及4-(4-烷基环己基)苯甲醛等的环己基苯衍生物及其制备方 法。更详细地说，涉及制备适合用于含液晶的电子材料用途以及医药农药用 途的功能化学品的4-(4-烷基环己基)苯甲醛、4-(环己基)苯甲醛、4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛以及(反式-4-垸基环己基)苯的方法。
背景技术：
环己基苯衍生物作为液晶化合物是公知的(参照非专利文献l)。例如， 己经公开了 4-(反式-4-庚基环己基)苯甲酸的制备方法(参照专利文献1)、 4'-(4-丙基环己基)联苯-4-基-乙酸酯(参照专利文献2)。另夕卜，也有使用4-(反 式-4-戊基环己基)苯甲醛(参照非专利文献2)、 4-(反式-4-丙基环己基)苯甲 醛等(参照专利文献3)。另一方面，公开了将1，2-二(4-(4-丙基环己基)苯基) 乙烷-l,2-二酮作为光聚合引发剂(参照专利文献4)。另外，环己基苯衍生物 即使在医药用途中也可以使用，具有在各个领域中作为功能材料的可能性 (参照专利文献5)。
这样，环己基苯衍生物以液晶化合物用途为中心被开发，而且在医药、 功能材料用途的各个领域中也存在展开应用的可能性，因此正在积极尝试新
另外，其中，作为4-(反式-4-戊基环己基)苯甲醛的制备方法，公开了用 铬酸将4-(反式-4-戊基环己基)苯甲醇氧化的方法(参照非专利文献2)。但是， 山于作为原料的4-(反式-4-戊基环己基)苯甲醇很难得到，而且要使用毒性强 的铬酸，因此作为在工业上实施的方法不优选。另外，作为4-(反式-4-丙基 环己基)苯甲醛的制备方法，公开了用NaAlH2(OC2H4OCH3)2将4-(反式-4-丙基环己基)苯甲腈还原的方法(参照专利文献3)。但是该方法除作为原料的 4-(反式-4-丙基环己基)苯甲腈很难得到、要大量使用高价的作为还原剂的
NaAlH2(OC2H4OCH3)2以外，还会产生大量的作为副产物的Al(OH)3等，因 此作为工业的制备方法有问题。
另夕卜，在从(4-烷基环己基)苯合成4-(4-垸基环己基)苯甲醛中，首先在还 原铁催化剂下，使(4-烷基环己基)苯与溴反应，合成4-(4-烷基环己基)溴苯， 接着，将精制后的4-(4-垸基环己基)溴苯的醚溶液滴到金属镁的醚液中后， 在原甲酸乙酯的作用下，得到4-(4-烷基环己基)苯甲醛缩二乙醇，最后，通 过在盐酸水溶液中加水分解，可以得到目标产物4-(4-垸基环己基)苯甲醛。
但是，在产品醛中，除作为目标的反式体以外，还含有作为异构体的顺 式体，其含量与原料中的顺式体的含量基本相同。这些异构体沸点非常接近， 因此不能通过蒸馏进行分离精制。另外，也可以考虑通过结晶来分离反式体 的方法，但是该方法效率低成本高。因此，期望得到通过控制反应条件来有 效控制反式体的控制法。
然而， 一般情况下，环己基苯衍生物以顺式体和反式体的混合物被制备 得到，因此，从混合物中分离反式体的方法是必需的。通常作为从混合物中 分离反式体的方法，可以使用上述通过结晶来分离反式体的方法，但是该方 法效率低成本高。
另一方面，正在研究将顺式体异构化成反式体来高效率地制备反式体的 方法。例如专利文献6和专利文献7中公开了使用叔丁氧基钾将顺式体异构 化成反式体从而得到反式体的方法。但是，在该方法中，由于使用了大量的 叔丁氧基钾，存在反应结束后碱性废液处理的负担大的问题。
另外，公开了在氯化铝那样的路易斯酸和卤代烷烃化合物的存在下，将 顺式体异构化成反式体的方法(参照专利文献8)。在该方法中，除反应后的 氯化铝处理的问题以外，还必须使用对环境负担大的二氯甲烷等作为溶剂。另外，公开了使用杂多酸将顺式体异构化成反式体的方法(参照专利文 献9)。该方法反应需要长时间，而且反应效率未必高。
还公开了使用三氟甲烷磺酸将顺式体异构化成反式体的方法(参照专利 文献IO)。在该方法中，也存在大量使用高价的三氟甲烷磺酸而不经济、而 且要使用对环境负担大的二氯甲烷作为提取溶剂的问题。
非专利文献1:季刊化学总论22 "液晶化学"、后藤泰行著、学会出版
中心刊、1994年4月25日、p40-59
非专利文献2: HELVETICA CHIMICA ACTA Vol. 68 (1985) pl444-1452
专利文献l:特开昭56-077231号公报
专利文献2:特开昭62-067049号公报
专利文献3:特开平3-141274号公报
专利文献4:特开平11-171816号公报
专利文献5:特开平06-293741号公报
专利文献6:特幵平7-278548号公报
专利文献7:特开平9-278687号公报
专利文献8:特开平9-100286号公报
专利文献9:特开平7-41435号公报
专利文献10:特开2004-256490号公报

发明内容
鉴于上述情况，本发明的第一个目的是提供一种适合用于含液晶的电子 材料用途以及医药农药用途的功能化学品的4-(4-垸基环己萄苯甲醛或4-(环
己基)苯甲醛的制备方法、以及新的4-(4-烷基环己基)苯甲醛。第二个目的是 提供一种可选择性地合成4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛、且可容易地得到高 纯度的产品的工业的制备方法。另外，第三个目的是提供一种可选择性地合成适合用于含液晶的电子材料用途以及医药农药用途的功能化学品的(反式 -4-烷基环己基)苯、且可容易地得到高纯度的产品的工业的制备方法。
本发明的发明人为了解决上述问题经过反复深入的研究，结果发现，通
过在氢氟酸(以下记为HF)以及三氟化硼(以下记为BF3)的共存下，用 一氧化碳对(4-烷基环己基)苯或环己基苯进行甲酰化，可以达到上述第一个 目的；通过在HF—BF3共存下，用一氧化碳对顺式体/反式体的比例在一定 值以下的(4-烷基环己基)苯进行甲酰化，可以达到第二个目的。另外，通过 在HF—BF3共存下，将(4-烷基环己基)苯的顺式体/反式体的混合物进行异构 化，可以达到第三个目的。本发明基于上述原理而得以完成。 艮口，本发明提供了
1、 一种4-(4-垸基环己基)苯甲醛或4-(环己基)苯甲酸的制备方法，其特 征在于，该方法包括在氢氟酸以及三氟化硼的存在下，用一氧化碳对式(la) 表示的苯衍生物进行甲酰化，得到式(2)表示的4-(4-垸基环己基)苯甲醛或 4-(环己基)苯甲醛；
<formula>formula see original document page 10</formula> (Ia)
式(Ia)中, R1为碳原子数为1-10的烷基或氢原子;
<formula>formula see original document page 10</formula> (2)
式(2)中，R'为碳原子数为l-10的垸基或氢原子。2、 一种式(3)表示的4-(4-正丁基环己基)苯甲醛，
CHO (3)
3、 一种4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛的制备方法，其特征在于，该方 法包括在氢氟酸以及三氟化硼的存在下，用一氧化碳对顺式体/反式体的摩尔 比为0.3以下的式(lb)表示的(4-烷基环己基)苯进行甲酰化，得到式(4) 表示的4-(反式-4-垸基环己基)苯甲醛；
式(lb)中，W为碳原子数为l-10的烷基; [化5]
式(4)中，W为碳原子数为l-10的垸基。
4、 一种4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛，其中4-(4-垸基环己基)苯甲醛的 纯度为98%以上，并且反式异构体纯度在99%以上。
5、 一种式(5)表示的(反式-4-烷基环己基)苯的制备方法，其特征在于， 该方法包括在氢氟酸以及三氟化硼的存在下，对上述式(lb)表示的(4-烷基环己基)苯的顺式体/反式体的混合物进行异构化; [化6]
式(5)中，W为碳原子数为l-10的烷基。
6、 一种4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛的制备方法，其特征在于，该方 法包括在氢氟酸以及三氟化硼的存在下，对上述式(lb)表示的(4-垸基环己 基)苯的顺式体/反式体的混合物进行异构化，得到上述式(5)表示的(反式-4-烷基环己基)苯后，继续用一氧化碳进行甲酰化，得到上述式(4)表示的4-(反 式-4-烷基环己基)苯甲醛。
根据本发明的方法，通过在HF — BF3共存下，用一氧化碳对(4-烷基环 己基)苯或环己基苯进行甲酰化，可以有效制备适合用于含液晶的电子材料 用途以及医药农药用途的功能化学品的4-(4-烷基环己基)苯甲醛或4-(环己基) 苯甲醛。该方法得到的4-(4-正丁基环己基)苯甲醛是新化合物，是在例如液 晶等电子材料用途以及医药农药用途中有用的化合物。
另外，根据本发明，通过使(4-烷基环己基)苯和一氧化碳在HF—BF3共 存下反应，可选择性地且容易地制备4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛。
另外，根据本发明，通过在HF — BF3共存下，将(4-烷基环己基)苯的顺 式体/反式体的混合物进行异构化反应，可以选择性地且容易地制备高纯度的 (反式-4-烷基环己基)苯。该化合物是在例如液晶等电子材料用途以及医药农 药用途中有用的化合物。
具体实施方式
本发明的4-(4-烷基环己基)苯甲醛的制备方法的特征在于，该方法包括
在HF以及B&的存在下，用一氧化碳对式(la)表示的苯衍生物进行甲酰 化，得到式(2)表示的4-(4-烷基环己基沐甲醛或4-(环己基)苯甲醛； [化7]
式(la)中，W为碳原子数为l-10的烷基或氢原子; [化8]<formula>formula see original document page 13</formula>
式(2)中，R'为碳原子数为l-10的烷基或氢原子。 另外，本发明的4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛的制备方法的特征在于， 该方法包括在HF以及BF3的存在下，用一氧化碳对顺式体/反式体的摩尔比 为0.3以下的式(lb)表示的(4-烷基环己基)苯进行甲酰化，得到下式(4) 表不的4-(反式-4-垸基环己基)苯甲醛； [化9〗<formula>formula see original document page 13</formula>
式(ib)屮，Fe为碳原子数为1-IO的垸基;式(4)中，R 为碳原子数为l-10的烷基。
作为式(la)的R'或式(lb)的W表示的碳原子数为1-10的垸基，可
举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正 己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基。其中优选甲基、乙基、正丙基、 正丁基、正戊基、正己基、正庚基，更优选正丙基、正丁基、正庚基。
式(la)或式(lb)表示的苯衍生物可以通过Journal of organic chemistry oftheUSSR、 vol. 19、 1479-1483页、1983年记载的方法，以环己烯、脂肪 酰氯、苯作为原料，在AlCl3共存下进行反应，然后将得到的4-烷酰基-l-苯 基环己烷进行沃耳夫-基施纳还原而制得。或者也可以根据特开平9-100286 y公报公开的方法，通过用溴苯和镁配制格利雅试剂，与4-垸基环己酮反应 后，脱水、氢化的方法而制得。
式(lb)表示的(4-烷基环己基)苯存在反式体和顺式体两种异构体，但 是在制备式(4)表示的4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛时，优选顺式体/反式 体的摩尔比为0.3以下，更优选为0.1以下。顺式体/反式体的摩尔比为0.3 以卜一时，生成的4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛的纯度(也称为反式异构体的 纯度)为99%以上，4-(顺式-4-烷基环己基)苯甲醛的纯度(也称为顺式异构 体的纯度)为1%以下，因此优选。根据上述理由，在有必要进一步提高4-(反 式-4-烷基环己基)苯甲醛的反式体的纯度时，上述顺式体/反式体的摩尔比优 选为0.08以下，更优选为0.05以下。另外，在本说明书中，反式异构体的 纯度是指相对于反式异构体以及顺式异构体的总量的反式异构体量的比例 (%)，顺式异构体的纯度是指相对于反式异构体以及顺式异构体的总量的 顺式异构体量的比例(％)。顺式体/反式体的比例可以通过气相色谱法分析。作为制备顺式体/反式 体的比例为0.3以下(4-烷基环己基)苯的方法，例如可以用适当的溶剂将通过 上述方法制备的4-垸酰基-l-苯基环己烷或(4-烷基环己基)苯结晶即可。
在本发明中，制备式(2)表示的4-(4-烷基环己基)苯甲醛或4-(环己基) 苯甲醛或式(4)表示的4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛时，使用HF和BF3 作为催化剂，使式(la)或式(lb)表示的苯衍生物与一氧化碳反应特别重 要。通过该制备方法，可以选择性地使苯环上的环己基的对位甲酰化，可以 得到作为目标产物的式(2)表示的4-(4-垸基环己基)苯甲醛或4-(环己基)苯 甲醛、或者式(4)表示的4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛。另外，作为催化 剂使用的HF和BF3的挥发性高，可以回收再利用。因此使用的催化剂没必 要废弃，经济上非常有利，同时也可以减轻对环境的负荷。
作为本发明中使用的HF，优选实际上不含水。相对于1摩尔式(la) 或式(lb)表示的苯衍生物，HF的量优选为2-30摩尔的范围，更优选为3-20 摩尔的范围。HF的量比该范围少时，不能有效地进行甲酰化反应；HF过多 时，反应器和HF回收的工序增大，从生产效率方面考虑不优选。相对于1 摩尔式(la)或式(lb)表示的苯衍生物，BF3的量优选为l-10摩尔的范围， 更优选为1.1-5摩尔的范围。BF3的量比该范围少时，甲酰化反应极其慢，对 位的选择性也变差。另外，BF3的量比该范围多时，BF3分压增加， 一氧化 碳分压减少，因此收率变差。
本发明的甲酰化反应优选在一5(TC至3(TC的范围实施，更优选在一30 。C节2(TC的范围实施。在比该范围高的温度下实施时，会激烈地发生式(la) 或式(lb)表示的苯衍生物、式(2)表示的4-(4-烷基环己基)苯甲醛或4-(环 己基)苯甲醛、或者式(4)表示的4-(反式-4-烷基环己基傳甲醛的分解或聚 合等的副反应，在比该范围低的温度下实施时，会导致甲酰化速度的降低， 因此不优选。从收率方面考虑，甲酰化反应中的一氧化碳的压力优选为0.5-3MPa，更 优选为0.7-3MPa，压力超过3MPa时，从经济上来讲不是上策，没必要。
在HF和BF3的共存下，用一氧化碳对式(la)或式(lb)表示的苯衍 生物进行甲酰化的反应，可以在无溶剂下进行，也可以使用溶剂进行。优选 使用的溶剂没有反应活性，例如正己烷、正庚烷等脂肪族烃。使用溶剂时， 相对于1质量份的式(la)或式(lb)表示的苯衍生物，优选使用0.5-20质 量份的溶剂。
本发明方法中使用的甲酰化反应形式，只要是可以使液相与气相充分混 合的搅拌方法就没有特别的限制，可以采用间歇式、半间歇式、连续式等任
意一种方法。
例如，在间歇式中，将式(la)或式(lb)表示的苯衍生物、无水HF 以及BF3加入到具有电磁搅拌装置的高压釜中，搅拌内容物，保持液体温度 为一5(TC至30'C后，用一氧化碳升压至0.5-3MPa，之后在保持该压力和液 休温度的状态下，供给一氧化碳。保持至不吸收一氧化碳后，从冰中提取内 容物，得到油层，用气相色谱法分析确认式(2)表示的4-(4-垸基环己基) 苯甲醛或4-(环己基)苯甲醛、或者式(4)表示的4-(反式-4-烷基环己基)苯甲 醛的生成。
例如，在半间歇式中，将无水HF以及BF3加入到具有电磁搅拌装置的 高压釜中，搅拌内容物，设定液体温度为一5(TC至3(TC，温度保持稳定后， 用一氧化碳升压至0.5-3MPa，供给一氧化碳使压力保持稳定。之后，供给溶 解于溶剂中的式(la)或式(lb)表示的苯衍生物。供给原料溶液后保持该 状态一定时间后，在冰中提取内容物，得到油层，用气相色谱法分析确认式 (2)表示的4-(4-烷基环己基)苯甲醛或4-(环己基)苯甲醛、或者式(4)表 示的4-(反式-4-烷基环己萄苯甲醛的生成。
例如，在连续式中，首先将无水HF以及BF3加入到具有电磁搅拌装置的高压釜中，搅拌内容物，设定液体温度为一50至3(TC，温度保持稳定后，
用一氧化碳升压至0.5-3MPa，供给一氧化碳使压力保持稳定。之后，供给溶 解于溶剂中的式(la)或式(lb)表示的苯衍生物进行半间歇式的反应。再 继续开始供给无水HF以及BF3，在冰水中连续地取出反应液。反应液在高 压釜中滞留的时间优选为l-5小时。滞留时间较所述时间短时，反应不能充 分地进行。另外，滞留时间较所述时间长时，装置增大，效率差。用气相色 谱法分析得到的油层，确认式(2)表示的4-(4-院基环己基)苯甲醛或4-(环 己基)苯甲醛、或者式(4)表示的4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛的生成。
反应终点没有特别的限定，例如可以为一氧化碳的吸收停止的时间点。
甲酰化反应得到的反应生成液为4-(4-垸基环己基)苯甲醛'HF-BF3配位 化合物的HF溶液、4-(环己基)苯甲醛 HF-BF3配位化合物的HF溶液或者 4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛 HF-BF3配位化合物的HF溶液，通过加热， 4-(4-垸基环己基)苯甲醛、4-(环己基)苯甲醛或者4-(反式-4-垸基环己基)苯甲 醛与HF-BF3的结合被分解，可以气化分离HF、 BF3，回收再利用。有必要 尽nj能迅速地进行该配位化合物的分解操作，这样可以避免生成物的加热变 质、异构化等。为了迅速地进行配位化合物的热分解，优选在例如对HF-BF3 惰性的溶剂(例如庚烷等的饱和烃或苯等的芳香族烃)的回流下进行分解。
另外，本发明也提供了式(3)表示的4-(4-正丁基环己基)苯甲醛。
<formula>formula see original document page 17</formula> (3)
该式(3)中表示的4-(4-正丁基环己基)苯甲醛为新化合物，可以通过使 用(4-正丁基环己基)苯作为(4-烷基环己基)苯，与上述同样地，在HF以及BF3
的共存下与一氧化碳反应来制备。本发明还提供了一种4-(4-烷基环己基)苯甲醛的纯度为98%以上、且反
式异构体的纯度为99%以上的4-(反式-4-垸基环己基)苯甲醛。
该4-(反式-4-烷基环己萄苯甲醛可以通过将4-(反式-4-烷基环己基)苯甲 醛*HF-BF3配位化合物的HF溶液的热分解得到的粗生成物蒸馏来容易地精 制而得到。
用本发明的制备方法得到4-(4-垸基环己基)苯甲醛，将该4-(4-烷基环己 基)苯甲醛以及酚类作为原料，用酸催化剂进行脱水縮合反应可以合成环状 多酚化合物，该环状多酚化合物可用于在半导体元件等的制备工序的微细加 工中使用的多层保护膜工序中有效的下层膜形成组合物中。
接着，本发明的(反式-4-烷基环己基)苯的制备方法为在HF以及B&的 存在下，通过对所述式(lb)表示的(4-垸基环己基)苯的顺式体/反式体的混 合物进行异构化，来制备下式(5)表示的(反式-4-烷基环己基)苯的方法；
式(5)中，R 为碳原子数为1-10的垸基。
在本发明中，制备式(5)表示的(反式-4-烷基环己基)苯时，使用HF和 BF3作为催化剂，将式(lb)表示的(4-烷基环己基)苯中的顺式体异构化成反 式体特别重要。通过该制备方法，可以得到作为目标产物的式(5)表示的(反 式-4-烷基环己基)苯。另外，作为催化剂使用的HF以及BF3挥发性高，因此 可回收再利用。因此没必要废弃使用的催化剂，经济上非常有利，同时也可 以减轻对环境的负荷。
如上所述，本发明中使用的(4-垸基环己基)苯的顺式体/反式体的混合物可以通过Journal of organic chemistry of the USSR、 vol. 19、 1479-1483页、
1983年记载的方法、或者特开平9-100286号公报公开的方法得到，还可以 通过特开平7-278548号公报公开的方法得到，(4-烷基环己基)苯的顺式体/ 反式体的摩尔比为0.3以上。
本发明中使用的HF优选实际上无水。相对于l摩尔的式(lb)表示的 (4-烷基环己基)苯的顺式体/反式体的混合物，HF的量优选为2-30摩尔的范 围，更优选为2-20摩尔的范围。HF的量比该范围少时，异构化反应不能有 效地进行；HF的量比该范围多时，反应器与HF回收的工序增大，从生产 效率方面考虑，不优选。相对于1摩尔的式(lb)表示的(4-烷基环己基)苯 的顺式体/反式体混合物，BF3的量优选为0.1-2摩尔的范围，更优选为0.1-1 摩尔的范围。BF3的量比该范围少时，异构化反应极其慢；另外BF3的量没 必要比该范围多。
优选本发明巾的反应温度在一50。C至3(TC的范围内实施，更优选在一30 'C至2(TC的范围。在比该范围高的温度下实施时，会发生式(lb)表示的(4-烷基环己基)苯的顺式体/反式体的混合物或式(5)表示的(反式-4-烷基环己 基)苯的分解等的副反应，另外在比该范围低的温度下实施时，会导致异构 化速度降低，不优选。
在HF和BF3的共存下，对式(lb)表示的(4-烷基环己基)苯的顺式体/ 反式体的混合物进行异构化的反应，可以在无溶剂下进行，也可以使用溶剂 进行。优选使用的溶剂没有反应活性，例如正己烷、正庚垸等脂肪族烃。使 用溶剂时，相对于l质量份的式(lb)表示的(4-垸基环己萄苯的顺式体/反 式体的混合物，优选使用0.5-20质量份的溶剂。
本发明方法的反应形式，只要是可以使液相与气相充分混合的搅拌方法 就没有特别的限制，可以采用间歇式、半间歇式、连续式等任意一种方法。
例如，在间歇式中，将式(lb)表示的(4-垸基环己基)苯的顺式体/反式体的混合物、无水HF以及BF3加入到具有电磁搅拌装置的高压釜中，搅拌
内容物，保持液体温度为一50至3(TC后，从冰中提取内容物，得到油层， 用气相色谱法分析确认式(5)表示的(反式-4-烷基环己基)苯的生成。
例如，在半间歇式中，将无水HF以及BF3加入到具有电磁搅拌装置的 高压釜中，搅拌内容物，设定液体温度为一50。C至3(TC，温度保持稳定后， 供给溶解于溶剂中的式(lb)表示的(4-烷基环己基)苯的顺式体/反式体的混 合物。供给原料溶液后保持该状态一定时间后，在冰中提取内容物，得到油 层，用气相色谱法分析确认式(5)表示的(反式-4-烷基环己基)苯的生成。
例如，在连续式中，首先将无水HF以及BF3加入到具有电磁搅拌装置 的高压釜中，搅拌内容物，设定液体温度为一5(TC至3(TC，温度保持稳定后， 供给(4-烷基环己基)苯的顺式体/反式体的混合物进行半间歇式的反应。再继 续开始供给无水HF以及BFp在冰水中连续地取出反应液。反应液在高压 釜中滞留的时间优选为0.3-5小时。滞留时间小于该范围时，反应不能充分 地进行。另外，滞留时间大于该范围时，装置增大，效率差。用气相色谱法 分析得到的油层，确认式(5)表示的(反式-4-烷基环己基)苯的生成。
异构化反应得到的反应生成液为(反式-4-垸基环己基)苯，HF-BF3配位化 合物的HF溶液，通过加热，(反式-4-烷基环己基)苯与HF-BF3的结合被分解， 可以气化分离HF、 BF3，回收再利用。有必要尽可能迅速地进行该配位化合 物的分解操作，这样可以避免生成物的加热变质、异构化等。为了迅速地进 行配位化合物的热分解，优选在例如对HF-BF3惰性的溶剂(例如庚烷等的 饱和烃或苯等的芳香族烃)的回流下分解。通过热分解得到的粗生成物可以 通过蒸馏容易地进行精制，得到顺式体/反式体的摩尔比不足0.1的(反式-4-烷基环己基)苯。
这样得到的(反式-4-烷基环己基)苯可以作为所述式(4)表示的4-(反式 -4-烷基环己萄苯甲醛的制备中的原料而使用。另外，本发明还提供了一种4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛的制备方法，
其特征在于，该方法包括在HF以及BF3的存在下，对所述式(lb)表示的 (4-烷基环己基)苯的顺式体/反式体的混合物进行异构化，得到式(5)表示的 (反式-4-烷基环己基)苯后，继续用一氧化碳进行甲酰化，得到式(4)表示 的4-(反式-4-垸基环己基)苯甲醛。
在该制备方法中，在同样的HF以及BF3的存在下，进行异构化反应， 接着进行甲酰化反应。
在异构化反应中，相对于式(lb)表示的(4-烷基环己基)苯的顺式体/反 式体的混合物的HF以及BF3的量比，可以采用上述异构化反应的条件。
在甲酰化反应中，可以将不足量的BF3和一氧化碳供给到异构化反应液 中进行反应。通过补加不足量的BF3得到的相对于式(lb)表示的(4-烷基环 己基)苯的顺式体/反式体的混合物的总的BF3的量比，可以采用上述甲酰化 反应的条件。
实施例
以下通过实施例更详细地说明本发明，但是本发明并不限定于这些例
丫、
合成例1
<(4-正丙基环己基)苯(顺式体/反式体的摩尔比为1.36)的合成〉 将600mL的己烷和160g的无水A1C13在具有回流冷却器的内容积为 2000mL的三口烧瓶中混合，冷却到一6(TC后，添加110g的丙酰氯和S2.2g 的环己烯，搅拌3.5小时同时升温至一40。C。通过倾滤除去溶剂后，用冷己 烷洗涤残渣。在得到的l-丙酰基-2-氯代环己烷中加入500mL的苯和补加的 60g的AlCl3，在45。C下搅拌3.5小时。反应液冷却至室温，通过在冰中进行 提取、并将油层分离、浓缩，得到130g的(4-丙酰基环己基)苯。将其与1200mL的二甘醇、225g的氢氧化钾、310g的80质量％的水合肼混合，回流1小时。 之后将烧瓶升温至220。C，蒸馏除去挥发物。再回流1小时，冷却至室温后， 倒到水中，用己烷提取油层，所得油层用水、5质量％硫酸、80质量％硫酸 洗涤并干燥后，蒸馏精制得到的油层，得到85g的(4-正丙基环己基)苯。用 气相色谱法分析，(4-正丙基环己基)苯的纯度为98.0%，顺式体/反式体的摩 尔比为1.36。
合成例2
<(4-正丙基环己基)苯(顺式体/反式体的摩尔比为0.05)的合成> 将100g的用合成例1的方法得到的(4-丙酰基环己基)苯在5(TC下溶解于 50g的己烷中后，冷却至一3(TC。通过过滤回收析出的晶体，得到35g。将 其与300mL的二甘醇、60g的氢氧化钾、80g的80质量％的水合肼混合， l'-'l流l小吋。之后将烧瓶升温至220。C，蒸馏除去挥发物。再冋流1小时， 冷却至室温后，倒到水中，用己烷提取油层。用水、5质量％硫酸、80质量 %硫酸洗涤并干燥后，蒸馏精制得到的油层，得到26g的(4-正丙基环己基) 苯。用气相色谱法分析，(4-正丙基环己基)苯的纯度为98.0%，顺式体/反式 体的摩尔比为0.05。
合成例3
<(4-正戊基环己基)苯(顺式体/反式体的摩尔比为0.02)的合成> 将700mL的四氢呋喃(THF)和27g的屑状(削0状)的镁加到具有 回流冷却器的内容积为2000mL的三口烧瓶中。将160g溴苯以维持稳定回 流的速度滴加到该三口烧瓶中。滴加结束后，再搅拌1小时。在50'C下加入 由170g的4-正戊基环己酮(东京化成制)和100mL的THF组成的溶液。 l"」流2小时后，反应生成液冷却至室温，倒到氯化铵水溶液中，用苯提取。向该苯溶液中加入lg对甲苯磺酸，回流的同时分离除去生成的水分。蒸馏 不出水后冷却至室温。用碳酸氢钠水溶液洗涤反应混合物，接着用盐水洗涤、 干燥、浓缩。用硅胶柱色谱法精制残渣，得到(4-正戊基环己烯基)苯。将其
溶解于1000mL的乙酸乙酯中，将2g的5质量％的Pd/C作为催化剂，在 0.5MPa下氢化。消耗理论量的氢后，过滤催化剂，浓縮滤液，得到220g的 (4-正戊基环己基)苯。用气相色谱法分析，(4-正戊基环己基)苯的纯度为97.8 %，顺式体/反式体的摩尔比为0.67。将220g的(4-正戊基环己基)苯在50。C 下溶于100g的己烷中后，冷却至一30°C。通过过滤回收析出的晶体，得到 lOOg。用气相色谱法分析得到的晶体，(4-正戊基环己基)苯的纯度为98.0%， 顺式体/反式体的摩尔比为0.02。
合成例4
< (反式-4-正戊基环己基)苯的合成>
将100g的用合成例3的方法得到的(4-正戊基环己基)苯在5(TC下溶于 50g的己烷中后，冷却至一3(TC。通过过滤回收析出的晶体，得到85g。用 气相色谱法分析得到的晶体，为顺式体的含量为0.8% (顺式体/反式体的摩 尔比为0.008)的高纯度(反式-4-正戊基环己基)苯。
合成例5
<(4-正戊基环己基)苯(顺式体/反式体的摩尔比为0.67)的合成> 将700mL的无水四氯呋喃(THF)和27g的屑状的镁加到具有回流冷 却器的内容积为2000mL的三口烧瓶中。将160g溴苯以维持稳定回流的速 度滴加到该三口烧瓶中。滴加结束后，再搅拌1小时。在5(TC下加入由170g 的4-正戊基环己酮(东京化成制)禾P 100mL的THF组成的溶液。回流2小 时后，反应生成液冷却至室温，倒到氯化铵水溶液中，用苯提取。向该苯溶液中加入lg对甲苯磺酸，回流的同时分离除去生成的水分。蒸馏不出水后 冷却至室温。用碳酸氢钠水溶液洗涤反应混合物，接着用氯化钠水溶液洗涤、 干燥、浓縮。用硅胶柱色谱法精制残渣，得到(4-正戊基环己烯基)苯。将其
溶解于1000mL的乙酸乙酯中，将2g的5质量％的Pd/C作为催化剂，在 0.5MPa下氢化。消耗理论量的氢后，过滤催化剂，浓縮滤液，得到220g的 (4-正戊基环己基)苯。用气相色谱法分析，(4-正戊基环己基)苯的纯度为99.2 %，顺式体/反式体的摩尔比为0.67。
实施例1
将74.3g (3.71摩尔)的无水HF、 50.5g (0.744摩尔)的BF3加到可控 制温度的内容积为500mL的具有电磁搅拌装置的高压釜(SUS316L制)中， 搅拌内容物，保持液体温度为一3(TC，用一氧化碳升压至2MPa。之后，保 持压力为2MPa、液体温度为一30°C，供给将50.0g (0.248摩尔)的(反式-4-正丙基环己基)苯(关东化学制，纯度98%以上)与50.0g正庚烷混合后的 原料，保持1小时后，在冰中提取内容物，用苯稀释后，进行中和处理，得 到油层，用气相色谱法分析得到的油层，求出反应结果，(反式-4-正丙基环 己基)苯的转化率为100%、 4-(反式-4-正丙基环己基)苯甲醛的选择率为95.2 % 。通过简单蒸馏分离目标成分，用GC-MS分析的结果显示目标产物4-(反 式—4-正丙基环己基)苯甲醛的分子量为230。另夕卜，重氯仿溶剂中的'H-NMR 的化学位移值(5ppm， TMS基准)为0.9 (t， 3H)、 1.0-1,6 (m， 9H)、 1.9
(m， 4H)、 2,55 (m， 1H)、 7.36 (d， 2H)、 7.8 (d， 2H)、 10 (s， 1H)。 4_(4—正丙基环己基)苯甲醛的纯度为98.3%，反式异构体的纯度为99.0%。
实施例2
除将53.6g (0.248摩尔)的(反式-4-正丁基环己基)苯(关东化学制，纯度98%以上)与53.6g正庚垸的混合物作为原料加入以夕卜，与实施例1同样 地进行甲酰化反应和反应液的处理。用气相色谱法分析得到的油层，求出反
应结果，(反式-4-正丁基环己基)苯的转化率为100%， 4-(反式-4-正丁基环己 基)苯甲醛的选择率为94.5%。通过简单蒸馏分离目标成分，用GC-MS分析 的结果显示目标产物4-(反式-4-正丁基环己基)苯甲醛的分子量为244。另外， 重氯仿溶剂中的'H-NMR的化学位移值(Sppm， TMS基准)为0.91 (t， 3H)、 1.03 (q， 2H)、 1.2-1.3 (m， 7H)、 1.47 (q， 2H)、 1.89 (d， 4H)、 2.55 (t， 1H)、 7.36 (d， 2H)、 7,80 (d， 2H)、 9.96 (s， 1H)。 4-(反式-4-正丁基环己 基)苯甲醛的纯度为98.5%,反式异构体的纯度为99.2%。
实施例3
除将57.0g (0.248摩尔)的合成例4得到的(反式-4-正戊基环己基)苯与 57.0g的正庚烷的混合物作为原料加入以外，与实施例1同样地进行甲酰化 反应和反应液的处理。用气相色谱法分析得到的油层，求出反应结果，(反 式-4-正戊基环己基)苯的转化率为100%， 4-(反式-4-正戊基环己基傳甲醛的 选择率为96.2%。反式异构体的纯度为99.999%，顺式异构体的纯度为 10ppm 。
将74.3g (3.71摩尔)的无水HF、 50.5g (0.744摩尔)的BF3加到可控 制温度的内容积为500mL的具有电磁搅拌装置的高压釜(SUS316L制)中， 搅拌内容物，保持液体温度为一3CTC，用一氧化碳升压至2MPa。之后，保 持压力为2MPa、液体温度为一30。C，供给将50.0g (0.248摩尔，顺式体/反 式体的摩尔比为0.05)的合成例2得到的4-(4-正丙基环己基)苯与50.0g正 庚烷混合后的原料，保持1小时后，在冰中提取内容物，用苯稀释后，进行中和处理，得到油层，用气相色谱法分析得到的油层，求出反应结果，4-(4-
正丙基环己基)苯的转化率为100%, 4-(反式-4-正丙基环己基)苯甲醛的收率 为95.2%。反式异构体的纯度为99.997%，顺式异构体的纯度为26ppm。
实施例5 (甲酰化反应)
将具有磁力驱动(于、乂夕K，^7')式搅拌机和位于上部的3个入口喷 嘴、位于底部的1个出口喷嘴的、可以通过罩控制内部温度的内容积为10 升的不锈钢制高压釜用一氧化碳置换后，导入1793g(89.6摩尔)的HF、1215g (17.9摩尔)的BF3，搅拌内容物，保持液体温度为一3(TC，同时用一氧化 碳升压至2MPa。之后，保持压力为2MPa、液体温度为一30。C，将由1209g (6.0摩尔，顺式体/反式体的摩尔比为0.05)的合成例2得到的4-(4-正丙基 环己基)苯与1209g的正庚烷混合而成的原料从高压釜上部用约90分钟进行 供给，进行甲酰化。确认不吸收一氧化碳后继续搅拌约20分钟。此时的一 氧化碳的吸收量为5.9摩尔。
在冰水中抽取一部分得到的反应液，用苯稀释后，进行中和处理，得到 油层，用气相色谱法分析得到的油层，求出反应结果，4-(4-正丙基环己基) 苯的转化率为96.8%, 4-(反式-4-正丙基环己基)苯甲醛的收率为90.0%。 (配位化合物热分解)
向内径为76cm、长为176cm的蒸馏塔中填充x7口^ (注册商标)制 拉匹环，进行HF/BF3/4-(反式-4-正丙基环己基)苯甲醛配位化合物的分解。供 给到蒸馏塔的中段的配位化合物溶液的供给流量为410g/h，作为分解助剂的 苯以500g/h供给到蒸馏塔下段。塔内压力为0.4MPa、塔底温度为14(TC、 塔底液抽液量为544g/h。从塔顶部回收作为催化剂的HF和BF3，从塔底部 同时抽出4-(反式-4-正丙基环己基)苯甲醛和大量的苯，塔底部的无机氟成分/4-(反式-4-正丙基环己基)苯甲醛为221ppm，配位化合物的分解率为99.9%。 4-(反式-4-正丙基环己基)苯甲醛的纯度为90.5%。 (蒸馏精制)
将得到的配位化合物塔底液用2质量％的NaOH水溶液中和水洗后，用 理论塔板数为20块的精馏塔进行精馏，作为主馏部分，得到1218.7g的纯度 为98.7%的4-(反式-4-正丙基环己基)苯甲醛。反式异构体的纯度为99.993 % ， 顺式异构体的纯度为73ppm。
实施例6
除将57.0g (0.248摩尔，顺式体/反式体的摩尔比为0.02)的合成例3 得到的4-(4-正戊基环己基)苯与57.0g的正庚烷的混合物作为原料加入以外， 与实施例1同样地进行甲酰化反应和反应液的处理。用气相色谱法分析得到 的油层，求出反应结果，4-(4-正戊基环己基)苯的转化率为100%, 4-(反式-4-il三戊基环己基)苯甲醛的收率为96.2%。反式异构体的纯度为99.997%，顺 式异构体的纯度为25ppm。
实施例7
除将50.0g (0.248摩尔，顺式体/反式体的摩尔比为0.10)的4-(4-正丙 基环己基)苯与50.0g的正庚烷的混合物作为原料加入以外，与实施例1同样 地进行甲酰化反应和反应液的处理。用气相色谱法分析得到的油层，求出反 应结果，4-(4-正丙基环己基)苯的转化率为100%， 4-(反式-4-正丙基环己基) 苯甲醛的收率为89.7%。反式异构体的纯度为99.98%，顺式异构体的纯度 为197ppm。
实施例8
将74.3g (3.71摩尔)的无水HF、 5.05g (0.074摩尔)的BF3加入到可以控制温度的内容积为500mL的具有电磁搅拌装置的高压釜(SUS316L帝D 中，搅拌内容物，保持液体温度为一30。C，供给将50.0g (0.248摩尔，顺式 体/反式体的摩尔比为1.36)的合成例1得到的(4-正丙基环己基)苯与50.0g 的正庚垸混合后的原料，保持0.5小时后，在冰中提取内容物，进行中和处 理得到油层，用气相色谱法分析得到的油层，(反式-4-正丙基环己基)苯的纯 度为91.0%，顺式体/反式体的摩尔比为0.05。
实施例9 (异构化反应)
向具有磁力驱动(于:y夕K'，一7、')式搅拌机和位于上部的3个入口喷 嘴、位于底部的1个出口喷嘴的、可以通过罩控制内部温度的内容积为10 升的不锈钢制高压釜中导入1793g (89.6摩尔)的HF、 122.0g (1.8摩尔) 的BF3，搅拌内容物，保持液体温度为一30。C，将由1209g (6.0摩尔，顺式 体/反式体的摩尔比为1.36)合成例1得到的(4-正丙基环己基)苯与1209g的 正庚烷混合而成的原料从高压釜上部用约90分钟进行供给，进行异构化反 应。在冰水中抽取一部分得到的反应液，进行中和处理，得到油层，用气相 色谱分析得到的油层，求出反应结果，(反式-4-正丙基环己基)苯的纯度为92.5 %，顺式体/反式体的摩尔比为0.05。 (配位化合物热分解)
向内径为76cm、长为176cm的蒸馏塔中填充亍7口乂 (注册商标)制 拉西环，进行HF/BF3/(反式-4-正丙基环己基)苯配位化合物的分解。供给到 蒸馏塔的中段的配位化合物溶液的供给流量为410g/h，作为分解助剂的苯以 500g/h供给到蒸馏塔下段。塔内压力为0.4MPa、塔底温度为140°C、塔底液 抽液量为544g/h。从塔顶部回收作为催化剂的HF和BF3，从塔底部同时抽 出(反式-4-正丙基环己基)苯和大量的苯。塔底部的无机氟成分/(反式-4-正丙 基环己基)苯为221ppm，配位化合物的分解率为99,9%。(反式-4-正丙基环己基)苯的纯度为95.5%。
(蒸馏精制)
将得到的配位化合物塔底液用2质量％的NaOH水溶液中和水洗后，用 理论塔板数为20块的精馏塔进行精馏，作为主馏部分，得到1150g的纯度 为99.2%的(反式-4-正丙基环己基)苯。
实施例10
除将57.0g (0.248摩尔，顺式体/反式体的摩尔比为0.67)的合成例5 得到的(4-正戊基环己基)苯与57.0g的正庚烷的混合物作为原料加入以外，与 实施例8同样地进行异构化反应和反应液的处理。用气相色谱法分析得到的 油层，(反式-4-正丙基环己基)苯的纯度为90.5%，顺式体/反式体的摩尔比为 0.05。
另外，合成例1-4以及实施例1-7的气相色谱法分析在下述条件下进行。 气相色谱法使用岛津制作所制的GC-17A与作为毛细管柱的信和化工制
的HR-1 (032mm 0X25m)。升温条件为以5°C/min的升温速率从IO(TC升
温至300°C。
另外，合成例5以及实施例8-10的气相色谱法分析在下述条件下进行。 气相色谱法使用岛津制备所制的GC-17A与作为毛细管柱的Agilent Technologies制的DB-WAX (0.32mm 0X 30m)。在100。C下保持60分钟后， 以5°C/min的升温速率从IO(TC升温至220°C，保持6分钟。
工业实用性
根据本发明，可以有效地制备在液晶等的电子材料用途和医药农药用途 等中有用的4-(4-烷基环己基)苯甲醛、4-(环己基)苯甲醛、4-(反式-4-垸基环 己基)苯甲醛以及(反式-4-垸基环己基傳。
权利要求
1、一种4-(4-烷基环己基)苯甲醛或4-(环己基)苯甲醛的制备方法，其特征在于，该方法包括在氢氟酸以及三氟化硼的存在下，用一氧化碳对式(1a)表示的苯衍生物进行甲酰化，得到式(2)表示的4-(4-烷基环己基)苯甲醛或4-(环己基)苯甲醛；式(1a)中，R1为碳原子数为1-10的烷基或氢原子；式(2)中，R1为碳原子数为1-10的烷基或氢原子。
2、 根据权利要求1所述的4-(4-烷基环己基)苯甲醛或4-(环己基)苯甲醛 的制备方法，其中，相对于l摩尔的式(la)表示的苯衍生物，使用2摩尔 以上30摩尔以下的氢氟酸。
3、 根据权利要求1所述的4-(4-垸基环己基)苯甲醛或4-(环己基)苯甲醛 的制备方法，其中，相对于l摩尔的式(la)表示的苯衍生物，使用l摩尔 以上IO摩尔以下的三氟化硼。
4、 根据权利要求l'所述的4-(4-烷基环己基)苯甲醛或4-(环己基)苯甲醛 的制备方法，其中，所述甲酰化的反应温度为一50。C至3(TC的范围。
5.一种式(3)表示的4-(4-正丁基环己基)苯甲醛，<formula>formula see original document page 2</formula>(3)
6、 一种4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛的制备方法，其特征在于，该方 法包括在氢氟酸以及三氟化硼的存在下，用一氧化碳对顺式体/反式体的摩尔 比为0.3以下的式(lb)表示的(4-烷基环己基)苯进行甲酰化，得到式(4) 表示的4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛；式(4)中，W为碳原子数为l-10的浣基。
7、 根据权利要求6所述的4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛的制备方法， 其中，相对亍1摩尔的(4-烷基环己基)苯，使用2摩尔以上30摩尔以下的氢氟酸。
8、 根据权利要求6所述的4-(反式-4-烷基环己萄苯甲醛的制备方法， 其中，相对于1摩尔的(4-垸基环己基)苯，使用1摩尔以上IO摩尔以下的三
9、 根据权利要求6所述的4-(反式-4-垸基环己基)苯甲醛的制备方法， 其中，所述甲酰化的反应温度为一50"C至3(TC的范围。
10、 一种4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛，其中4-(4-烷基环己基)苯甲醛 的纯度为98%以上，并且反式异构体的纯度在99%以上。
11、 一种式(5)表示的(反式-4-烷基环己基)苯的制备方法，其特征在 于，该方法包括在氢氟酸以及三氟化硼的存在下，对式(lb)表示的(4-烷基 环己基)苯的顺式体/反式体的混合物进行异构化；<formula>formula see original document page 4</formula>式(lb)中，112为碳原子数为l-10的烷基;<formula>formula see original document page 4</formula>式(5)中，W为碳原子数为l-10的烷基。
12、 根据权利要求ll所述的(反式-4-烷基环己基)苯的制备方法，其中， 相对于1摩尔的(4-垸基环己基)苯，使用2摩尔以上30摩尔以下的氢氟酸。
13、 根据权利要求ll所述的(反式-4-烷基环己基)苯的制备方法，其中，相对于1摩尔的(4-烷基环己基)苯，使用0.1摩尔以上2摩尔以下的三氟化硼。
14、 根据权利要求11所述的(反式-4-烷基环己基)苯的制备方法，其中， 所述异构化的反应温度为一50。C至3(TC的范围。
15、 根据权利要求ll所述的(反式-4-烷基环己基)苯的制备方法，其中， 式(5)表示的(反式-4-烷基环己基)苯中的异构体的比例为顺式体/反式体 的摩尔比不足0.1;式(5)中，W为碳原子数为l-10的烷基。
16、-种4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛的制备方法，其特征在于，该方 法包括在氢氟酸以及三氟化硼的存在下，对式(lb)表示的(4-垸基环己基) 苯的顺式体/反式体的混合物进行异构化，得到式(5)表示的(反式-4-烷基环 己基)苯后，继续用一氧化碳进行甲酰化，得到式(4)表示的4-(反式-4-烷基环己基;)苯甲醛；式(lb)中，112为碳原子数为l-10的烷基;<formula>formula see original document page 6</formula>
全文摘要
本发明公开了有效制备在液晶等的电子材料用途和医药农药用途等中有用的4-(4-烷基环己基)苯甲醛、4-(环己基)苯甲醛、4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛以及(反式-4-烷基环己基)苯的方法等。本发明提供了在HF以及BF₃的存在下(1)用一氧化碳对(4-烷基环己基)苯或环己基苯进行甲酰化，制备4-(4-烷基环己基)苯甲醛或4-(环己基)苯甲醛的方法；(2)用一氧化碳对顺式体/反式体的摩尔比为0.3以下的(4-烷基环己基)苯进行甲酰化，制备4-(反式-4-烷基环己基)苯甲醛的方法；(3)将(4-烷基环己基)苯的顺式体/反式体的混合物异构化，制备(反式-4-烷基环己基)苯的方法等。
文档编号C07B61/00GK101437784SQ20078001590
公开日2009年5月20日 申请日期2007年5月8日 优先权日2006年5月9日
发明者伏见则夫, 北村光晴, 西内润也 申请人:三菱瓦斯化学株式会社