联苯衍生物的制备方法

专利名称：联苯衍生物的制备方法
技术领域：
本发明涉及联苯衍生物的制备方法，更详细而言，涉及优异的工 业上制备联苯衍生物的方法。
背景技术：
联苯衍生物是广泛用于有机化学 高分子化学领域的化合物，作为 精细化学药品、医药农药原料、树脂.塑料原料、电子信息材料、光学 材料等工业用途，在诸多领域有用。作为联苯衍生物的制备方法，已知有将芳香族卣化物作为起始原 料的方法。专利文献l提出了在镍催化剂存在下使芳香族氯化物的格利雅试剂和芳香族溴化物反应的方法。另一方面，非专利文献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与镁反应，转化为格利雅试剂后，使用氯化铁(m)催化剂，在氧化剂共存下，使格 利雅试剂之间偶联，从而制备联苯衍生物。但是，专利文献i记载的方法中，与格利雅试剂反应的原料为芳 香族氯化物时，联苯衍生物的收率低，无法适用于工业。另外，非专 利文献i及2记载的制备方法虽然起始原料的反应性高，但是由于使用 了昂贵的芳香族碘化物或芳香族溴化物，所以制得的联苯衍生物的价 格也很高。专利文献l:日本特开昭63 - 295520号公报(实施例l、 2、 3、 4) 非专利文献l: ORGANIC LETTERS Vol.7, No.3 ( 2005 ) ， 491 -493非专利文献2: ORGANIC LETTERS Vo1.7， No.lO ( 2005 ) , 1943 一 1946本发明的目的在于提供通过使用廉价且容易得到的原料工业制 备生产率优异的联苯衍生物的方法。
表示的联苯衍生物的制备方法，其特征在于，使下述通式(2)表示 的苯衍生物的氯原子和金属镁反应，转化为格利雅试剂，在催化剂存 在下使该才各利雅试剂之间发生偶联反应。
(其中，A表示选自三氟曱基、氟中的至少一种，n为l ~4的整数。)
(其中，A表示选自三氟甲基、氟中的至少一种，n表示l 4的整
数。)
本发明的联苯衍生物的制备方法由于使用廉价的芳香族氯化物作为 起始原料，所以能以低成本生成格利雅试剂作为中间体，通过使该格利 雅试剂之间发生偶联反应，能有效、高生产率地制备联苯衍生物。
具体实施例方式
以下详细记载本发明。
本发明的联苯衍生物的制备方法以下述通式(2)表示的苯衍生 物作为起始原料。
(其中，A表示选自三氟甲基、氟中的至少一种，n为l ~4的整数。) 所述式(2)中，n为l 4的整数，优选为l。原因在于，n为l时， 可以使用更廉价的起始原料，并且，由于在本反应中取代基产生的立 体反应抑制效果小，所以能更有效地进行反应。作为起始原料的具体例，可以举出邻氯三氟曱苯、间氯三氟甲苯、 对氯三氟甲苯、二 (三氟甲基)-氯苯、三(三氟甲基)-氯苯、四 (三氟曱基)-氯苯、邻氯-氟苯、间氯-氟苯、对氯-氟苯、氯-二氟苯、氯-三氟苯、氯-四氟苯等，其中优选的是邻氯三氟甲苯、 间氯三氟甲苯、对氯三氟曱苯、邻氯-氟苯、间氯-氟苯、对氯-氟 苯。
本发明中，使所述式(2)的苯衍生物的氯原子与金属镁反应， 转化为格利雅试剂。转化为格利雅试剂的反应没有特别限定，可以利 用公知的转化反应。
金属镁没有特别限定，优选使用粉末状的金属镁。
转化为格利雅试剂的反应在脱水后的体系中进行。优选使用脱水 后的溶剂或添加廉价的格利雅试剂除去水。
另夕卜，为了除去金属镁的表面氧化被膜提高反应性，可以添加碘、 溴或含有该元素的廉价的化合物。作为该化合物的例子，优选举出碘 代甲烷、溴代曱烷、碘代乙烷、溴代乙烷等。
本发明的制备方法中，用于格利雅试剂之间的偶联反应的催化剂 优选举出Fe、 Ag、 Cu、 Co、 Zn、 Ni、 Pd金属或这些金属的化合物， 化合物优选使用上述金属的氯化物、溴化物、碘化物、氟化物、乙酸 盐、乙酰丙酮盐、碳酸盐、氪氧化物、硝酸盐。其中，优选使用氯化 亚铁(II )、氯化铁(III )、溴化亚铁、溴化铁。
另外，催化剂的用量相对于1摩尔起始原料优选使用0.01摩尔％ ~ 20摩尔％ ，更优选使用0.05摩尔％ ~ 10摩尔％ 。通过将催化剂的用量 设定为上述范围，能有效且经济地进行偶联反应。
本发明的制备方法优选在氧化剂共存下进行偶联反应。氧化剂共 存时，因偶联反应被还原的催化剂容易被氧化而再生，所以能提高催 化剂的转化数(turnover number),从而4是高反应收率。
作为氧化剂，只要能氧化金属即可，没有特别限定，从操作性和 与产物分离的观点来看，优选卣代脂肪族烃，较优选碳原子数为1 5 的卤代脂肪族烃。具体而言，可以举出氯曱烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、溴甲烷、二溴甲烷、三溴甲烷、四溴曱烷、氯乙烷、二氯乙 烷、三氯乙烷、四氯乙烷、四氯乙烯、五氯乙烷、六氯乙烷、溴乙烷、 二溴乙烷、三溴乙烷、四溴乙烷、氯丙烷、二氯丙烷、三氯丙烷、氯 丁烷、二氯丁烷、氯丙烷、二氯丙烷、溴丙烷、二溴丙烷、三溴丙烷、 溴氯甲烷、溴氯乙烷等。其中优选的是氯甲烷、二氯甲烷、氯乙烷、 二氯乙烷、二氯丙烷、溴曱烷、二溴甲烷、溴乙烷、二溴乙烷、二溴 丙烷，更优选为二氯丙烷。
另外，氧化剂的用量相对于l摩尔起始原料，优选使用0.1摩尔倍
量 5摩尔倍量，较优选使用0.2摩尔倍量-3摩尔倍量。少于0.1摩尔 倍量时，氧化剂的催化剂再生效果小，多于5摩尔倍量时，残留未反 应的氧化剂，因目标物的分离精制而增加负担，并不是有效的。
用于本发明的制备方法的溶剂只要能使反应有效进行即可，可以 任意选择溶剂，优选易生成格利雅试剂的醚类溶剂。作为溶剂的具体 例子，可以举出二乙基醚、二异丙基醚、四氢呋喃、N, N-二曱基 曱酰胺、N, N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、1， 3-二噁烷、 1, 4-二噁烷、环丙基甲基醚、甲基-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、甲苯、二 甲苯等。其中优选的是二乙基醚、二异丙基醚、四氢呋喃、1， 3-二 噁烷、1， 4-二噁烷、环丙基甲基醚、曱基-叔丁基醚。
另外，溶剂的用量根据所述式(2)表示的苯衍生物、格利雅试 剂及产物的溶解性或浆液浓度或反应液的性状而定，可以为任意量， 优选相对于所述式(2 )表示的苯衍生物为0.5 ~ IOO摩尔倍量。小于0.5 摩尔倍量时，格利雅试剂的收率变低，超过100摩尔倍量时，生产率 差，成为不经济的方法。
本发明的制备方法中，偶联反应的反应温度优选45 ~ IO(TC,更 优选55-7(TC。反应温度低于45。C时，反应几乎不进行，即使进行反 应，也有时在中途停止，另外，反应温度超过100。C时，有时才各利雅 试剂在反应前发生分解，故而不优选。
本发明的制备方法中，进行偶联反应时，由于产生了作为目标的下述通式(1)表示的联苯衍生物的同时，副生了下述通式(3)表示 的卣代联苯衍生物，所以得到含有联苯衍生物的组合物。
(其中，A表示选自三氟曱基、氟中的至少一种，n为l ~4的整数。)
(其中，A表示选自三氟甲基、氟中的至少一种，X表示卤原子， n为l 4的整数，a及b为整数，a和b总计为卜8。)
由本发明的制备方法得到的含有联苯衍生物的组合物中，上述式 (3)表示的卣代联苯衍生物的含量优选为20重量％以下，较优选为 0.01重量％ ~20重量％。如果卣代4关苯衍生物超过20重量％ ,则用作 精细化学药品、医药农药原料、树脂.塑料原料、电子信息材料、光学 材料等的原料时，会导致最终产品的品质降低。即，发生最终产品的 纯度降低、着色、强度降低、光学特性降低等品质上的问题而不优选。
因此，本发明的制备方法中，副生的卣代联苯衍生物的含量较多 时，优选进行从所得的偶联反应液中分离除去卣代联苯衍生物的操 作，尽可能地降低其含量，分离作为目标的联苯衍生物。分离方法优 选举出蒸馏精制法、晶析法、萃取法、用二氧化硅等进行的柱分离、 模拟流化床吸附分离法等，可以使用任一种分离方法，其中较优选蒸 馏精制。另外，也可以组合上述分离方法中的多种方法进行精制，进 一步提高纯度。
本发明中，由于可能在反应液中残留活性镁等，所以优选在反应 液中加入水或酸性水溶液，将反应生成的镁盐作为水相除去后，从得 到的油相分离联苯衍生物的方法。例如，蒸馏精制法可以使用简单蒸 馏、精馏、减压蒸馏、常压蒸馏中的任一种，优选使用减压蒸馏。在 蒸馏精制中，由于与作为目标的联苯衍生物相比，卣代联苯衍生物为 高沸点，所以需要蒸馏出联苯衍生物、尽可能不蒸馏出囟代联苯衍生 物使其残留于罐等的蒸馏操作。本发明的制备方法优选利用任 一种分离方法使得到的联苯衍生 物中的卣代联苯衍生物含量为0.01重量％ ~20重量％,更优选为0.01
重量％ ~5重量％。通过将卣代联苯衍生物含量设定在上述范围内，
可以维持以联苯衍生物作为原料的最终产品的纯度、着色、强度、光
学特性等品质。
由本发明的制备方法得到的联苯衍生物能在诸多领域中转化为 各种化合物，并且能廉价且有效地工业得到联苯衍生物，意义非常重 大。
下面，用实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些 实施例。 实施例
以下的实施例及比较例中所用的试剂类的制备等级只要未记载 均相当于l级水平。 实施例l
在带有温度计的反应容器中投入四氢呋喃143.6g ( 1.99mol; nacalai tesque公司制)、镁粉末16.1g ( 0.664mol;中央工产公司制), 边用氮置换体系内边搅拌。添加氯化叔丁基镁2g (0.017mol;东京化 成公司制)，除去体系内的水分。然后，投入邻氯三氟曱苯10g (0.0554mol; MITENI公司制)，接下来，加入溴代乙烷2g( 0.018mol; nacalai tesque公司制)。稍微搅拌，确认发热。然后，边将反应液温 度保持在35 50。C边滴入邻氯三氟甲苯90g( 0.499mo1)。滴完后，边 于45。C下搅拌3小时边熟化。格利雅试剂的收率为91 % 。
然后，在氯化铁(III) 2.70g (0.0166mol;和光纯药公司制)中 加入四氢呋喃3g (0.04mol),在所得的溶液中加入l, 2-二氯乙烷 65g ( 0.664mol; nacalai tesque公司制)，配制含有催化剂的溶液。边 保持反应液温度为45 ~ 6(TC边将其滴入上述格利雅试剂溶液中，进行 偶联反应。滴完后，于65。C下反应3小时。反应结束后，冷却，将反 应液展开在水中，用二乙基醚(nacalai tesque公司制、特级)萃取油用气相色i脊法(柱GL Science公司制:InertCapl长60mx直径0.25mm, 膜厚0.40nm)进行分析。2, 2，-三氟曱基联苯相对于邻氯三氟甲苯 的收率为69%。另外，副生的氯代2， 2，-三氟曱基联苯相对于2， 2， -三氟甲基联苯为11重量％。 实施例2
在实施例l中，除将催化剂从氯化铁(III)改变为乙酰丙酮铁(III) 5.86g (0.0166mol;和光纯药公司制)之外，与实施例l相同地进行反 应。2, 2，-三氟甲基联苯相对于邻氯三氟曱苯的收率为48%。另外， 副生的氯代2， 2，-三氟曱基联苯相对于2， 2，-三氟曱基联苯为6.7重量％。
实施例3
实施例1中，除将l, 2-二氯乙烷改变为l， 2-二溴乙烷124.7g (0.664mol;和光纯药公司制)之外，与实施例l相同地进行反应。2, 2，-三氟甲基联苯相对于邻氯三氟曱苯的收率为38%。另外，副生的 氯代2, 2，-三氟曱基联苯相对于2， 2，-三氟甲基联苯为29重量％。
实施例4
实施例1中，除将l， 2-二氯乙烷改变为1, 2-二氯丙烷75.0g (0.664mol;和光纯药公司制)之外，与实施例l相同地进行反应。2, 2，-三氟曱基联苯相对于邻氯三氟甲苯的收率为72%。另外，副生的 氯代2, 2，-三氟曱基联苯相对于2， 2，-三氟曱基联苯为8.5重量0/0。
实施例5
实施例4中，在氯化铁(III)2.70g(0.0166mol;和光纯药公司制) 中加入四氢呋喃3g ( 0.04mol),在所得的溶液中加入l, 2-二氯丙 烷75.0g ( 0.664mol;和光纯药公司制)，得到含有催化剂的溶液。边 保持反应液温度为45 ~ 60。C边在含有催化剂的溶液中滴入格利雅试 剂溶液，除此之外，与实施例4相同地进行反应。2, 2，-三氟曱基联 苯相对于邻氯三氟甲苯的收率为73%。另外，副生的氯代2， 2'-三 氟曱基联苯相对于2， 2，-三氟曱基联苯为1.7重量％。
实施例6实施例l中，除将邻氯三氟甲苯改变为间氯三氟甲苯(MITENI
公司制)之外，与实施例l相同地进行反应。3, 3，-三氟甲基联苯相 当于间氯三氟曱苯的收率为41%。另外，副生的氯代3， 3，-三氟曱 基联苯相对于3， 3，-三氟曱基联苯为10.5重量％。 实施例7
实施例4中，除将邻氯三氟曱苯10g改变为对氯氟苯7.2g (0.0554mol;和光纯药公司制)以及将邻氯三氟甲苯90g改变为对氯 氟苯65.2g ( 0.499mol;和光纯药公司制)之外，与实施例4相同地进 行反应。4, 4，-二氟联苯相对于对氯氟苯的收率为55%。另外，副 生的氯代4， 4，-二氟联苯相对于4， 4，-二氟联苯为3.5重量％。
比4支例1
在带有温度计的反应容器中才殳入四氳呋喃143.6g ( 1.99mol; nacalai tesque公司制)、4美粉末16.1g ( 0.664mol;中央工产^^司制)， 边用氮置换体系内边搅拌。添加氯化叔丁基镁2g (0.017mol;东京化 成公司制)，除去体系内的水分。然后投入邻氯三氟甲苯10g (0.0554mol; MITENI公司制)，接下来加入溴代乙烷2g ( 0.018mol; nacalai tesque公司制)。稍微搅拌确认发热。然后边将反应液温度保 持在35~ 50。C边滴入邻氯三氟甲苯90g( 0.499mo1)。滴完后，边于45。C 下搅拌3小时边熟化。格利雅试剂的收率为91.0 % 。
然后，将无水氯化镍3.59g ( 0.028mol; nacalai tesque公司制)溶 解在四氢呋喃30g中，边保持液温为40。C边将上述得到的溶液慢慢投 入上述才各利雅试剂溶液中。接下来，边保持反应温度为6(TC边滴入邻 氯三氟甲苯100g。反应结束后，与实施例l相同地操作，用气相色谱 法分析。2, 2，-三氟曱基联苯相对于邻氯三氟曱苯的收率为2%。另 外，未发现副生氯代2， 2，-三氟甲基联苯。
实施例8
将实施例1中得到的反应液100g才殳入300ml分液漏斗中的3 %盐酸 水溶液100g中，于室温下充分混合30分钟，静置30分钟。静置后分液， 获得油相78.3g。然后，在减压下简单蒸馏该油相。除去初馏分后，在真空度为1.33kPa的条件下，获得100~ 130。C下的馏分17.3g。获得的 馏出液中的2， 2，-三氟曱基联苯的浓度为95.6重量％ ，氯代2， 2，-三氟曱基联苯的浓度为3.5重量％。
权利要求
1、一种联苯衍生物的制备方法，在下述通式(1)表示的联苯衍生物的制备方法中，使下述通式(2)表示的苯衍生物的氯原子与金属镁反应，转化为格利雅试剂，在催化剂存在下使所述格利雅试剂之间发生偶联反应，通式(1)id="icf0001" file="S2006800403241C00011.gif" wi="35" he="10" top= "91" left = "42" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>式中A表示选自三氟甲基、氟中的至少一种，n为1～4的整数，通式(2)id="icf0002" file="S2006800403241C00012.gif" wi="16" he="14" top= "126" left = "43" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>式中A表示选自三氟甲基、氟中的至少一种，n为1～4的整数。
2、 如权利要求l所述的联苯衍生物的制备方法，其中，所述式(2) 中，所述耳又代基A的个数n为l。
3、 如权利要求1或2所述的联苯衍生物的制备方法，其中，所述 催化剂为选自Fe、 Ag、 Cu、 Co、 Zn、 Ni、 Pd中的至少一种金属或所 述金属的化合物。
4、 如权利要求1 3中任一项所述的联苯衍生物的制备方法，其 中，在氧化剂的共存下进行所述偶联反应。
5、 如权利要求4所述的联苯衍生物的制备方法，其中，所述氧化 剂为卣代脂肪族烃。
6、 如权利要求l ~ 5中任一项所述的联苯衍生物的制备方法，其 中，所述偶联反应的反应温度为45 ~ 100°C。
7、 如权利要求l ~ 6中任一项所述的联苯衍生物的制备方法，其 中，蒸馏精制所述联苯衍生物，使下述通式(3)表示的卣代联苯衍 生物的含量为0.01重量％ ~20重量％，通式(3)<formula>formula see original document page 3</formula>式中A表示选自三氟甲基、氟中的至少一种，X表示囟原子，n为 1 4的整凄史，a及b为整数，a和b总计为l 8。
8、 一种联苯衍生物组合物，含有由权利要求l ~ 7中任一项所述 的制备方法得到的联苯衍生物，其特征在于，下述通式(3)表示的 卣代联苯衍生物的含量为0.01重量％ ~20重量％ ,通式(3)<formula>formula see original document page 3</formula>其中，A表示选自三氟甲基、氟中的至少一种，X表示卣原子，n 为1 4的整数，a及b为整数，a和b总计为l 8。
全文摘要
本发明的下述通式(1)表示的联苯衍生物的制备方法使用廉价且能容易得到的原料，从而工业生产率优异，其特征在于，使下述通式(2)表示的苯衍生物的氯原子与金属镁反应，转化为格利雅试剂，使该格利雅试剂之间在催化剂存在下发生偶联反应(其中，A表示选自三氟甲基、氟中的至少一种，n为1～4的整数)。
文档编号C07C17/26GK101296889SQ20068004032
公开日2008年10月29日 申请日期2006年10月25日 优先权日2005年11月4日
发明者中谷仁郎, 林民生 申请人:东丽精密化学株式会社;林民生