JP4392579B2 - ベンゾニトリル誘導体の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示材料等の電子材料や機能性材料又は医農薬や香料、各種添加剤及びそれらの製造中間体として有用な、ベンゾニトリル誘導体の製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベンゾニトリル誘導体は液晶表示材料等の電子材料や機能性材料又は医農薬や香料、各種添加剤及びそれらの製造中間体として有用であり、特に4-置換ベンゾニトリル骨格を有する液晶材料は、駆動電圧低減化のために重要である。 ベンゾニトリル誘導体の製造方法としては、以下に示す方法が一般的に知られている。(岡野光治・小林俊介共編、液晶材料(基礎編)、p234-235、倍風館)
【０００３】
【化３】

製造例1では、対応する臭素化物から1工程でベンゾニトリル誘導体を製造することが可能であるが、この製造方法は有毒なシアン化合物を必要とし、しかも収率も高くはない。又、製造例2では、対応する安息香酸から3工程でベンゾニトリル誘導体を製造でき、各工程の収率も比較的高い。しかしながら、この製造方法は工程が長い上に各工程の化合物は単離することが必要であり、操作が非常に煩雑であった。
【０００４】
ベンズアルデヒド誘導体からオキシムを経由してベンゾニトリル誘導体を製造する方法として特開平5-286921が知られており、ここで開示されている方法はオキシム形成時に脱水剤共存下で反応を行うものである。しかし、この方法では、未反応のベンズアルデヒド誘導体が残留するため収率の面で十分ではなく、短工程で収率の良い製造方法が求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、ベンゾニトリル誘導体を得るための、短工程で収率のよい安価な製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、一般式(I)
【０００７】
【化４】

(式中、Rは炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数1〜20のアルコキシル基、炭素原子数2〜20のアルケニル基又は炭素原子数2〜20のアルケニルオキシ基を表し、これらの基は炭素原子数1〜10のアルキル基又は1個以上のフッ素原子により置換されていてもよく、X¹、X²、X³、X⁴はそれぞれ独立的に水素原子、フッ素原子又は塩素原子を表し、A¹及びA²はそれぞれ独立的に1,4-フェニレン基(この基中の1、2、3又は4個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキセニル基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、テトラヒドロチオピラン-2,5-ジイル基、1,4-ビシクロ(2,2,2)オクチレン基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピラジン-2,5-ジイル基、テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(この基中の1、2又は3個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)、2,6-ナフチレン基(この基中の1、2又は3個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)、フェナントレン-2,7-ジイル基(この基中の1又は2個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基(この基中の1又は2個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基(この基中の1、2又は3個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)又はフルオレン-2,7-ジイル基(この基中の1又は2個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)を表し、Z¹及びZ²はそれぞれ独立的に単結合、-COO-、-OCO-、-CH=N-、-C≡C-、-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH₂-、-CH(CH₃)CH₂-、-CH₂CH(CH₃)-、-CH₂CH₂CH₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂O-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-CH=CH-、-CH₂CH₂CH=CH-、-CH=CHCH₂CH₂-又は-CH₂CH=CHCH₂-を表し、m及びnはそれぞれ独立的に0、1又は2の整数を表す。)で表される化合物の製造方法であって、一般式(II)
【０００８】
【化５】

(式中、R、A¹、Z¹、A²、Z²、X¹、X²、X³、X⁴、m及びnは一般式(I)におけると同じ意味を表す。)の化合物と、ヒドロキルシアミン又はその塩を反応させオキシムを生成した後、生成したオキシムを単離することなく脱水剤を用いて脱水反応させることによる製造方法を見出し本発明を完成するに至った。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法は、以下に示すような条件下で行うことができる。
【００１０】
本発明において、一般式(II)で表されるベンズアルデヒド誘導体を、遊離のヒドロキシルアミンあるいはその塩と反応させオキシムを製造するが、ヒドロキシルアミンの塩を用いることが好ましく、ヒドロキシルアミン塩酸塩、ヒドロキシルアミンシュウ酸塩、ヒドロキシルアミン硫酸塩を用いることが特に好ましい。また、オキシム製造時には塩基の存在下で反応させることが好ましく、塩基として酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウムを用いることが特に好ましい。反応溶媒としては、酢酸、ギ酸、プロピオン酸等の有機酸を用いることが好ましいが、酢酸を用いることが特に好ましい。
【００１１】
得られたオキシムは、単離することなく脱水剤を添加することにより、一般式(I)で表されるベンゾニトリル誘導体とするが、用いる脱水剤としては酸無水物を用いることが好ましく、無水酢酸を用いることが特に好ましい。
【００１２】
本発明の製造方法において、製造できる一般式(I)で表される化合物に特に制約はないが以下の置換基を有する場合特に有用である。
【００１３】
一般式(II)において、Rは炭素原子数1〜10のアルコキシル基、炭素原子数2〜10のアルケニル基、炭素原子数2〜10のアルケニルオキシ基を表すこと好ましく、炭素原子数1〜6のアルコキシル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基、炭素原子数2〜6のアルケニルオキシ基を表すことが特に好ましいく、X¹がフッ素原子であることが好ましく、X¹及びX⁴が共にフッ素原子を表すことが特に好ましく、A¹及びA²がそれぞれ独立的に1,4-シクロヘキシレン基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、1,4-ビシクロ(2,2,2)オクチレン基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピラジン-2,5-ジイル基、テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基、フェナントレン-2,7-ジイル基、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基を表すが、特に1,4-シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基、1,4-ビシクロ(2,2,2)オクチレン基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基を表すことが好ましく、Z¹及びZ²が単結合を表すことが好ましく、m+nが1又は2を表すことが好ましい。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１５】
(実施例1) 5-プロピル-2-(3,5-ジフルオロ-4-シアノフェニル)ピリミジンの製造
4-(5-プロピルピリミジン-2-イル)-2,6-ジフルオロベンズアルデヒド57.1gにヒドロキシルアミン塩酸塩19.3g、酢酸ナトリウム24.5g及び酢酸228mlを加え、1時間加熱還流させた後、内温を100℃まで放冷した。無水酢酸48.0gを滴下し2時間加熱還流させ、室温まで放冷し、砕いた氷に反応液を注いだ。析出した結晶を濾取し、減圧下に乾燥し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶媒：トルエン)で精製し、5-プロピル-2-(3,5-ジフルオロ-4-シアノフェニル)ピリミジン55.8g(収率98％)を得た。
【００１６】
(比較例1) 5-プロピル-2-(3,5-ジフルオロフェニル)ピリミジンの製造
4-(5-プロピルピリミジン-2-イル)-2,6-ジフルオロ安息香酸46.0gに塩化チオニル100ml及びピリジン0.1mlを加え6時間加熱還流させた。過剰の塩化チオニルを留去し、4-(5-プロピルピリミジン-2-イル)-2,6-ジフルオロ-安息香酸クロリド51.7gを得た。
【００１７】
4-(5-プロピルピリミジン-2-イル)-2,6-ジフルオロ安息香酸クロリド51.7gをジクロロメタン500mlに溶解し、氷冷下アンモニアガスが吸収されなくなるまで吹き込んだ。溶媒を留去し、テトラヒドロフラン500mlを加え不溶物を濾別し、溶媒を留去し、4-(5-プロピルピリミジン-2-イル)-2,6-ジフルオロ-安息香酸アミド46.0gを得た。
【００１８】
4-(5-プロピルピリミジン-2-イル)-2,6-ジフルオロ安息香酸アミド46.0gにトルエン300ml及びオキシ塩化リン14.0gを加え3時間加熱還流させ、室温まで放冷した。激しく撹拌している水中に反応液を注ぎ有機層を分離し、飽和食塩水で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶媒：トルエン)で精製し、5-プロピル-2-(3,5-ジフルオロフェニル)ピリミジン41.0gを得た。(4-(5-プロピルピリミジン-2-イル)-2,6-ジフルオロ安息香酸からの収率96％)を得た。収率は本発明の製造方法よりやや劣る程度であるが、4-(5-プロピルピリミジン-2-イル)-2,6-ジフルオロ-安息香酸クロリド及び4-(5-プロピルピリミジン-2-イル)-2,6-ジフルオロ-安息香酸アミドをそれぞれ単離する必要があるため、実質的な製造工程が本発明の方法よりかなり長く、操作が煩雑であった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の製造方法により、液晶材料等の電子材料や機能性材料又は医農薬や香料、各種添加剤及びそれらの製造中間体として有用なベンゾニトリル誘導体を、短工程で収率良く安価に製造することが可能である。

Claims (2)

1. 一般式(I)
   

   

   (式中、Rは炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数1〜20のアルコキシル基、炭素原子数2〜20のアルケニル基又は炭素原子数2〜20のアルケニルオキシ基を表し、これらの基は炭素原子数1〜10のアルキル基又は1個以上のフッ素原子により置換されていてもよく、X¹、X²、X³、X⁴はそれぞれ独立的に水素原子、フッ素原子又は塩素原子を表し、A¹及びA²はそれぞれ独立的に1,4-フェニレン基(この基中の1、2、3又は4個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキセニル基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、テトラヒドロチオピラン-2,5-ジイル基、1,4-ビシクロ(2,2,2)オクチレン基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピラジン-2,5-ジイル基、テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(この基中の1、2又は3個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)、2,6-ナフチレン基(この基中の1、2又は3個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)、フェナントレン-2,7-ジイル基(この基中の1又は2個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基(この基中の1又は2個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基(この基中の1、2又は3個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)又はフルオレン-2,7-ジイル基(この基中の1又は2個の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)を表し、Z¹及びZ²はそれぞれ独立的に単結合、-COO-、-OCO-、-CH=N-、-C≡C-、-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH₂-、-CH(CH₃)CH₂-、-CH₂CH(CH₃)-、-CH₂CH₂CH₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂O-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-CH=CH-、-CH₂CH₂CH=CH-、-CH=CHCH₂CH₂-又は-CH₂CH=CHCH₂-を表し、m及びnはそれぞれ独立的に0、1又は2の整数を表す。)で表される化合物の製造方法であって、一般式(II)
   

   

   (式中、R、A¹、Z¹、A²、Z²、X¹、X²、X³、X⁴、m及びnは一般式(I)におけると同じ意味を表す。)の化合物を、有機酸溶媒中、塩基の共存下にヒドロキルシアミン又はその塩と反応させオキシムを生成した後、生成したオキシムを単離することなく脱水剤として酸無水物を添加し脱水反応させることを特徴とする当該方法。
2. 脱水反応において脱水剤として無水酢酸を用いる請求項1記載の製造方法。