专利名称：环卤化的甲基苯甲醇的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种制备环卤化的甲基苯曱醇的方法，其特别在溶剂中和 在催化剂存在下通过将环卣化的苯二甲醛氢化以将该环卣化的苯二甲醛的 一个醛基转化成甲基而将其中另一个醛基转化成醇基。
背景技术：
环闺化的甲基苯甲醇是作为用于制备医药、农业化学品等的原料、中 间体等的有用物质。例如，在日本专利公开的文本No. 97251/1981中，描 述了通过与环丙烷羧^应形成的酯用作具有优异杀虫作用的物质。
作为制备环氟化的甲基苯甲醇的方法，至今为止已经公开了，例如包 括允许五氟苯甲醇衍生物(该衍生物的醇结构部分已经被保护起来)与曱基 锂反应以将该衍生物转化成4-甲基四氟苯甲醇衍生物(日本专利公开的文 本No. 256244/2000)的方法，包括将1，4-双(羟甲基)-2，3，5,6-四氟苯g化以获 得4-(卤甲基)-2,3,5，6-四氟苯甲醇，然后将其氢化以产生4-甲基-2,3,5，6-四 氟苯甲醇的方法(日本专利公开的文本No. 512319/2004)或包括将通过4-甲 基-2，3，5，6-四氟千腈氢化得到的4-甲基-2， 3, 5, 6-四氟千基胺转化成4-甲基 -2，3，5，6-四氟苯曱醇的方法(日本专利公开的文本No. 512320/2004)。然而， 很难说这些方法是工业上有用的，因为使用了昂贵的还原剂，它们的步骤
较长等。另外，通过将上述l，4-双(羟甲基)-2，3，5，6-四氟苯一侧的羟基氢 化制备4-甲基-2， 3, 5， 6-四氟苯甲醇的方法也已经公开(日本专利公开的文 本No. 173455/2002)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备环面化的甲基苯甲醇化合物的方法， 该化合物可用作制备医药、农业化学品等的原料或中间体。
本发明人已经进行了认真研究，结果他们发现通过使用环囟化的苯二 甲醛作为原料并将该原料的一个醛基转化成甲基和将另一个醛基转化成羟 甲基上述问题可以得以解决。基于该发现，完成了本发明。
本发明包括下面的内容
(1) 一种制备下面通式(II)表示的环卣化曱基苯甲醇的方法，其包括将 下面通式(I)表示的环g化苯甲醛氢化；
其中m是0-3的整数，n是l-4的整数，条件是m+n是1-4的整数,
其中m和n与通式(I)中的相同。
(2)如(l)中所述的方法，其中所述环卣化的苯二甲醛由下面通式(III) 表示
CH3
其中n是l-4的整数，
并且所形成的环卣化甲基苯甲醇由下面通式(IV)表示:
<formula>formula see original document page 6</formula>
其中n与通式(III)中的相同。
(3)如(l)中所述的方法，其中所述环卣化的苯二甲醛是下面通式(V) 表示的四氟苯二甲醛，
并且所形成的环卣化的甲基苯甲醇是下面通式(VI)表示的四氟曱基苯 甲醇
(4) 如(3)中所述的方法，其中通式(V)表示的四氟苯二甲醛是2，3，5，6-四氟苯-l，4-二曱醛，通式(VI)表示的四氟甲基苯甲醇是2， 3， 5， 6-四氟-4-甲 基苯曱醇。
(5) 如(l)-(4)中任一项所述制备环卤化的甲基苯甲醇的方法，其中氢化 反应在溶剂中并且在催化剂存在下进行。
(6) 如(5)中所述制备环囟化的甲基苯甲醇的方法，其中所述催化剂是 含有至少一种选自由钴、铁、铜、镍、铂、钯、铑和铼组成的组的金属的 催化剂，并且氢化反应使用氢气进行。
(7) 如(6)中所述制备环卣化的曱基苯曱醇的方法，其中所述催化剂是 海绵钴基催化剂或海绵镍基催化剂。
(8) 如(6)中所述制备环卣化的甲基苯甲醇的方法，其中所述催化剂是 负载钴基催化剂、负载镍基催化剂、负载铂基催化剂、负载把基催化剂、 负载铑基催化剂或负载铼基催化剂。
(9) 如(5)-(8)中任一项所述制备环卣化的曱基苯曱醇的方法，其中所述 溶剂是单一溶剂或含有至少一种选自由饱和脂族烃、脂环族烃、芳烃、醇、 脂族烃的醚、脂环族烃的醚和水组成的组的物质的混合溶剂。
(10) 如(9)中所述制备环g化的曱基苯甲醇的方法，其中所述溶剂是单 一溶剂或含有至少一种选自由甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、二噁烷、二氧 戊环和水组成的组的物质的混合溶剂。
(11) 如(1)-(10)中任一项所述制备环卣化的甲基苯甲醇的方法，其中氢 化反应在0.2-5MPa的氩气分压下进行。
(12) 如(5)-(ll)中任一项所述制备环卣化的曱基苯甲醇的方法，其中氢 化反应中使用的溶剂的量为通式(I)表示的环面化苯二甲醛的量的1-20倍
(13)如(6)-(12)中任一项所述制备环卣化的甲基苯甲醇的方法，其中当 通式(I)表示的所有环面化四氟苯二曱醛被氢化为通式(II)表示的环卣化的 四氟甲基苯甲醇时，氢化反应中氢气的实际吸收量与氢气的理论吸收量的 比率是80-130%。
发明效果
在本发明的制备方法中，环卣化的甲基苯甲醇化合物可以价廉而有效 地通过简单的操作获得，并且因为副产物很难形成，可以减少用于进一步 实施分离和纯化的设备负担，所以此方法是工业上有用的。
实施本发明的最佳方式 下面更详细地描述本发明。
用于本发明制备方法的环卤化苯二甲醛化合物由下面通式(I)表示<formula>formula see original document page 8</formula>其中m是0-3的整数，n是l-4的整数，条件是m+n是1-4的整数。 通式(I)表示的化合物的例子包括单氟苯二甲醛，如2-氟苯-l， 4-二甲 醛；单氯单氟苯二甲醛，如2-氯-3-氟苯-l，4-二甲酪和2-氯-5-氟苯-l，4-二 甲醛；二氯单氟苯二甲醛，如2，3-二氯-5-氟苯-l，4-二甲醛和2，5-二氯-3-氟 苯_1，4-二甲醛；三氯单氟苯二甲醛，如2，3，5-三氯-6-氟苯-l，4-二甲醛；二 氟苯二曱酪，如2,3-二氟苯-l，4-二甲醛、2，5-二氟苯-1，4-二甲醛和2，6-二 氟苯-l，4-二曱醛；单氯二氟苯二甲醛，如2-氯-3，5-二氟苯-l，4-二甲醛；二 氯二氟苯二甲醛，如2，3-二氯-5，6-二氟苯-l，4-二甲醛；三氟苯二甲醛，如 2，3，5-三氟苯-l,4-二甲醛；单氯三氟苯二甲醛，如2-氯-3，5，6-三氟苯-1， 4-二 甲醛；和四氟苯二甲醛，如2，3，5，6-四氟苯-l，4-二甲醛、2，4，5，6-四氟苯-1,3-二甲醛和3，4，5，6-四氟苯-l，2-二甲醛。
在上述化合物中，优选的是四氟苯二甲醛，更优选是2，3，5，6-四氟苯 一l，4-二甲醛。
在上面作为通式(I)化合物的例子列出的化合物的一部分是市场上销售 的并且很容易得到。另外，通式(I)的化合物可以通过例如Journal of Fluorine Chemistry, 125巻，第451-454页(2004年编辑)中描述的方法合 成。例如，使四氟间苯二甲腈、四氟对苯二曱腈、四氯间苯二甲腈、四氯 对苯二甲腈、2,4， 6-三氟-5-氯间苯二甲腈等经历催化还原以将腈基转化成 醛基，由此可以合成2，4，5，6-四氟苯-l，3-二甲醛、2，3，5，6-四氟苯-1，4-二 甲醛、2，4，5，6-四氯苯-1,3-二甲醛、2，3，5，6-四氯苯-1，4-二甲醛、2,4， 6-三 氟-5-氯苯-l，3-二甲醛等。
本发明的制备方法是制备前述通式(II)表示的环卤化曱基苯甲醇化合 物的方法，其通过使前述通式(I)表示的环卤化苯二甲醛化合物进行氢化反 应以将一个醛基转化成羟甲基而将另 一个醛基转化成甲基。
在本发明的制备方法中，优选在溶剂中和在催化剂存在下使用氢气进 行氢化反应。使用金属催化剂作为催化剂，并优选使用含有至少一种选自 由钴、铁、铜、镍、铂、钇、铑和铼组成的组的金属的催化剂。催化剂可 以以金属形式原样使用，以海绵金属形式或以负载形式使用。
海绵金属催化剂是多孔金属催化剂，通过使用碱或酸将碱溶性或酸溶 性金属从碱不溶性或酸不溶性金属(例如镍、钴)和碱溶性或酸溶性金属(例 如铝、硅、锌、镁)的合金中溶解出来，并特别是海绵钴基催化剂或海绵镍 基催化剂。也可以使用通过用另 一种金属或金属氧化物将上述海绵金属催 化剂进行改性得到的改性海绵金属催化剂，所述改性海绵金属催化剂是， 例如钼改性的海绵镍基催化剂或钼改性的海绵钴基催化剂。
负载催化剂是这样的催化剂，其中包含一种或多种金属种类的金属或 金属氧化物细颗粒以高度分散的状态被负载在载体，如二氧化硅、氧化铝、 二氧化硅-氧化铝、活性炭或硅藻土上，并特别是负载的钴基催化剂、负载 的4植催化剂、负载的铜基催化剂、负载的镍基催化剂、负载的铂基催化
剂、负栽的4巴基催化剂、负载的铑基催化剂或负载的铼基催化剂。
也可以使用通过向上述负载催化剂中添加一种或多种上述金属种类或 其他金属种类得到的改性负载催化剂，该类改性的负载催化剂的例子包括 负载的镍-铜-氧化铝催化剂、负载的镍-钴-氧化铝催化剂、负载的铜-铬-二 氧化硅催化剂和负载的铂-铑-氧化铝催化剂。
优选的催化剂的例子如下。优选的海绵金属催化剂的例子包括海绵钴 基催化剂和海绵镍基催化剂。优选的负载催化剂的例子包括负载钴基催化 剂、负载镍基催化剂、负载把基催化剂、负载铑基催化剂和负载铼基催化 剂。在这些催化剂中，特别优选海绵钴基催化剂和海绵镍基催化剂。 接下来，描述本发明中的氢化反应。
反应中添加的催化剂的量没有具体限制，根据催化剂的形式进行变化， 但通常为0.01-300质量％，优选为0.01-100质量％，特别优选为0.01-50 质量％,基于待氢化的环卣化苯二甲醛化合物的量。如果催化剂的量小于 0.01质量％,则反应进行不顺利，并且转化率不增加。另一方面，如果催 化剂的量超过300质量％，则氢化反应进一步进行而将两个醛基都转化为 甲基，所以该量是不理想的。
在本发明的氢化反应中，使用溶剂。尽管对于溶剂没有具体限制，但 是溶剂的优选例子包括饱和脂族烃、脂环族烃、芳烃、醇、脂族烃的醚、
脂环族烃的醚和水。饱和脂族烃的例子包括正己烷、正辛烷和异辛烷。脂 环族烃的例子包括环己烷。芳烃的例子包括苯、曱苯和二甲苯。醇的例子
包括l-4个碳原子的醇，如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇。脂族 烃的醚的例子包括二乙醚、二异丙基醚和曱基叔丁基醚。脂环族烃的醚的 例子包括四氢呋喃、二巧恶烷和二氧戊环。
上述溶剂可以单独使用或者作为两种或多种的混合溶剂使用。当它们 作为混合溶剂使用时，它们可以处在不均匀混合的状态。单一溶剂的优选 的例子包括甲苯、甲醇和二^悉烷，混合溶剂的优选的例子包括曱苯-甲醇、 甲苯-水、甲苯-甲醇-水和二 恶烷-水。
使用的溶剂的量通常为环卣化苯二甲醛化合物的量的0.5-30倍质量， 优选为l-20倍质量。如果溶剂的量小于0.5倍质量，则发生除热问题。另 一方面，如果该量超过30倍质量，则需要花费较长的时间蒸馏出溶剂以分 离所需的产物，因此，太多的溶剂是不需要的。
通过在将氢气引入气相区中之后将反应体系加热到给定的温度或者通 过用惰性气体吹扫气相区并将反应体系加热到给定的温度之后将氢气引入 进行本发明的氢化反应。反应在常温到250。C的温度下进行，优选在不低 于作为基材的环g化苯二甲醛熔融或在溶剂中溶解的温度下进行。
在氢化反应的反应温度下的氢气分压为0.2-5 MPa，但是考虑反应装 置的耐压性，氢气分压优选为0.2-1.5 MPa，更优选为0.2-0.9 MPa。用于 反应的氢气气体不必要必须是高纯度的，可以含有对于氢化反应没有特别 影响的惰性气体等。
当通式(I)表示的所有环卣化四氟苯二甲醛被氢化成通式(II)表示的环 卣化的四氟曱基苯甲醇时，氢气吸收率，即氢化反应中氢气的实际吸收量 与氢气的理论吸收量的比率，理想地为80-130%。如果氢气吸收率小于 80%,作为原料的环囟化苯二甲醛的转化率低，并且生产率降低。另一方 面，如果氢气吸收率超过130%,氢化反应进一步进行而将两个醛基都转 化成甲基，所以该氢气吸收率是不理想的。
通过本发明的制备方法得到的环卤化甲基苯甲醇由上述通式(II)表示， 并且相当于其中上述通式(I)表示的原料环卣化苯二曱醛的 一个醛基被转化 成羟甲基并且另 一个被转化成曱基的化合物。该类化合物的例子包括四氟
甲基苯甲醇，如2，3,5，6-四氟-4-曱基苯甲醇、2,4，5，6-四氟-3-甲基苯甲醇和 3,4，5，6-四氟-2-甲基苯甲醇。其中，2，3,5，6-四氟-4-甲基苯甲醇是更优选的。 在通过过滤等将催化剂从反应液体中分离出来之后，通过本发明的方 法制备的环卣化甲基苯甲醇可以通过使用通常的分离方法，如浓缩、萃取 或蒸馏得到。
实施例
参考下面的实施例进一步描述本发明，但是应该解释为本发明无论如 何不限于那些实施例。
实施例中使用的分析仪器和分析条件如下。
气相色谱分析(下文中称为"GC分析") 分析4义器HP制造的HP6850 柱J&W制造的DB-1， 30m x 0.32mm x ljim 柱温80。C，以5。C/分钟加热到200。C，以15。C/分钟加热到290°C ， 保持11分钟
积分器HP3396 注射温度300。C 检测器温度300 。C
流动速率恒压7.91 psi (68.5 ml/分钟，80。C) 分流比50
检测器FID， H2 30 ml/分钟，空气300ml/分钟 载气He
气相色i瞽定量分析f下文中称作"GC定量分析")
内标1，2-二氯苯 实施例1
在100 ml的高压釜中，放入3.0 g (14.3 mmol) 2，3，5，6-四氟苯-l，4-二曱 醛、27.0 g甲苯和已经预先分别经过了甲醇置换和甲苯置换的0.3 g海绵钴 催化剂(R-400, Nikko Rica Corporation制造)。
首先，将高压蒼在室温下用氮气吹扫，然后用氢气吹扫。随后，将高 压釜的温度升到150°C,然后向高压釜中加入氢气同时将压力保持在0.5 MPa,反应在150。C的温度下进行1小时20分钟。此时氢气的吸收率(即 当时吸收的氩气的量与上述氢气的理论吸收量的比率)为72%。历经10分 钟将高压釜的温度进一步升到165°C,然后向高压釜中加入氢气同时将压 力保持在0.85 MPa,并将反应在165°C的温度下进一步进行3小时40分钟。 整个反应过程中氢气的吸收率为106%。然后，中止氢气的加入，并将高 压釜冷却到室温。随后，滤出催化剂，并取出反应液体。
取出少量样品并进行GC分析。作为分析结果，作为原料的2,3,5,6-四氟苯-l，4-二甲酪的峰没有大于检测限，2，3，5，6-四氟-4-甲基苯甲醇的形成 率为72.7%， 1，4-二曱基-2，3,5，6-四氟苯的形成率为20.3%， 2,3，5，6-四氟苯 一l，4-二甲醇的形成率为3.3%。
实施例2
在100 ml的高压釜中，放入6.0 g (29.1 mmol) 2,3，5，6-四氟苯-l，4-二曱 醛、24.0 g甲苯和已经预先分别经过了甲醇置换和曱苯置换的0.6 g海绵钴 催化剂(R-400, Nikko Rica Corporation制造)。
首先，将高压釜在室温下用氮气吹扫，然后用氢气吹扫。 随后，将高压釜的温度升到120。C，然后向高压釜中加入氢气同时保 持压力在(K5MPa，反应在120。C的温度下进行3小时40分钟。此时氩气 的吸收率为64%。历经30分钟将高压釜的温度进一步升到160°C，然后向 高压釜中加入氩气同时保持压力在0.8 MPa，并将反应在160。C的温度下进
一步进行2小时。整个反应过程中氢气的吸收率为104%。然后，中止氢 气的加入，并将高压釜冷却到室温。随后，滤出催化剂，并取出反应液体。
取出少量样品并进行GC分析。作为分析结果，作为原料的2,3，5，6-四氟苯-l，4-二甲醛的峰没有大于检测限，2，3，5，6-四氟-4-甲基苯甲醇的形成 率为75.9%, 1,4-二甲基-2，3，5，6-四氟苯的形成率为14.9%, 2，3,5，6-四氟苯 一l,4-二甲醇的形成率为3.6%。
实施例3
在100 ml的高压釜中，放入6.0 g (29.1 mmol) 2，3,5，6-四氟苯-1,4-二甲 醛、24.0 g甲苯和已经预先分别经过了曱醇置换和甲苯置换的0.6 g海绵钴 催化剂(R-400， Nikko Rica Corporation制造)。
首先，将高压釜在室温下用氮气吹扫，然后用氢气吹扫。随后，将高 压釜的温度升到120°C，然后向高压釜中加入氢气同时保持压力在0.5 MPa,反应在120。C的温度下进行5小时。此时氢气的吸收率为63%。历 经20分钟将高压釜的温度进一步升到150。C,然后向高压釜中加入氩气同 时保持压力在0.75 MPa,并将反应在150。C的温度下进一步进行5小时10 分钟。整个反应过程中氢气的吸收率为102%。然后，中止氩气的加入， 并将高压釜冷却到室温。随后，滤出催化剂，并取出反应液体。
取出少量样品并进行GC分析。作为分析结果，作为原料的2，3，5，6-四氟苯-l，4-二甲醛的峰没有大于检测限，2，3，5，6-四氟-4-甲基苯甲醇的形成 率为80.8%， 1，4-二甲基-2，3，5,6-四氟苯的形成率为8.6%, 2，3，5，6-四氟苯 -1,4-二甲醇的形成率为6.9%。
权利要求
1.一种制备下面通式(II)表示的环卤化的甲基苯甲醇的方法，其包括将下面通式(I)表示的环卤化苯甲醛氢化；其中m是0-3的整数，n是1-4的整数，条件是m+n是1-4的整数，其中m和n与通式(I)中的相同。
2.根据权利要求l的制备环囟化的甲基苯甲醇的方法，其中所述环卣 化的苯二甲醛由下面通式(III)表示<formula>complex formula see original document page 2</formula>其中n是l-4的整数，并且所形成的环卣化甲基苯甲醇由下面通式(IV)表示<formula>complex formula see original document page 2</formula>其中n与通式(III)中的相同。
3.根据权利要求l的制备环卣化的甲基苯甲醇的方法，其中所述环囟 化的苯二甲醛是下面通式(V)表示的四氟苯二甲醛，<formula>complex formula see original document page 2</formula>所形成的环面化的甲基苯甲醇是下面通式(VI)表示的四氟曱基苯曱醇<formula>complex formula see original document page 3</formula>
4. 根据权利要求3的制备环卤化的甲基苯曱醇的方法，其中通式(V) 表示的四氟苯二甲醛是2， 3， 5， 6-四氟苯-1， 4-二曱醛，通式(VI)表示的四氟 甲基苯曱醇是2,3,5，6-四氟-4-甲基苯甲醇。
5. 根据权利要求l-4中任一项的制备环卣化的甲基苯甲醇的方法，其 中氢化反应在溶剂中并且在催化剂存在下进行。
6. 根据权利要求5的制备环卤化的曱基苯曱醇的方法，其中所述催化 剂是含有至少一种选自由钴、铁、铜、镍、铂、钯、铑和铼组成的组的金 属的催化剂，并且氢化反应使用氢气进行。
7. 根据权利要求6的制备环卣化的甲基苯甲醇的方法，其中所述催化 剂是海绵钴基催化剂或海绵镍基催化剂。
8. 根据权利要求6的制备环卣化的曱基苯曱醇的方法，其中所述催化 剂是负栽钴基催化剂、负载镍基催化剂、负载铂基催化剂、负载钯基催化 剂、负载铑基催化剂或负载铼基催化剂。
9. 根据权利要求5-8中任一项的制备环卤化的甲基苯甲醇的方法，其 中所述溶剂是单一溶剂或含有至少一种选自由饱和脂族烃、脂环族烃、芳 烃、醇、脂族烃的醚、脂环族烃的醚和水组成的组的物质的混合溶剂。
10. 根据权利要求9的制备环面化的曱基苯甲醇的方法，其中所述溶 剂是单一溶剂或含有至少一种选自由曱苯、二甲苯、曱醇、乙醇、二噁烷、 二氧戊环和水组成的组的物质的混合溶剂。
11. 根据权利要求1-10中任一项的制备环卤化的甲基苯甲醇的方法， 其中氢化反应在0.2-5MPa的氢气分压下进行。
12. 根据权利要求5-11中任一项的制备环卤化的甲基苯甲醇的方法， 其中氢化反应中使用的溶剂的量为通式(I)表示的环卤化苯二甲醛的量的 1-20倍质量。
13. 根据权利要求6-12中任一项的制备环卤化的甲基苯甲醇的方法， 其中当通式(I)表示的所有环卤化四氟苯二甲醛被氢化为通式(II)表示的环 卣化的四氟甲基苯甲醇时，氢化反应中氢气的实际吸收量与氢气的理论吸 收量的比率是80-30%。
全文摘要
本发明提供一种工业上有利的制备环卤化甲基苯甲醇的方法，该醇是作为制备医药、农业化学品等的原料、中间体的有用物质。本发明制备通式(II)表示的环卤化甲基苯甲醇的方法包括将通式(I)表示的环卤化苯甲醛氢化；通式(I)中m是0-3的整数，n是1-4的整数，条件是m+n是1-4的整数，通式(II)中m和n与通式(I)中的相同。
文档编号C07C29/141GK101193843SQ20068002088
公开日2008年6月4日 申请日期2006年6月12日 优先权日2005年6月22日
发明者宫田英雄, 池田晴彦 申请人:昭和电工株式会社