JPH0816079B2

JPH0816079B2 - Process for producing 4-biphenylacetic acid

Info

Publication number: JPH0816079B2
Application number: JP62065723A
Authority: JP
Inventors: 達彦柳川
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1987-03-23
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPS63233947A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、４−ビフェニルアルデヒドより４−ビフェ
ニル酢酸を製造する方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing 4-biphenylacetic acid from 4-biphenylaldehyde.

４−ビフェニル酢酸はインドメタシンとほぼ同等の優
れた鎮痛消炎作用を有し、鎮痛消炎剤として用いられ
る。また経皮吸収性に優れ且つ鎮痛消炎作用を持つヘキ
シルエステル及び２−（２−ヒドロキシエチルオキシ）
エチルエステル（ジエチレングリコールモノエステル）
等の原料として有用である。4-Biphenylacetic acid has an excellent analgesic and antiinflammatory action almost equal to that of indomethacin, and is used as an analgesic and antiinflammatory agent. Hexyl ester and 2- (2-hydroxyethyloxy), which have excellent transdermal absorbability and analgesic and anti-inflammatory action
Ethyl ester (diethylene glycol monoester)
It is useful as a raw material.

（従来の技術）本発明における原料の４−ビフェニルアルデヒドは、
公知の方法により強酸触媒下でビフェニルと一酸化炭素
から容易に製造される。(Prior Art) 4-biphenyl aldehyde as a raw material in the present invention is
It is easily produced from biphenyl and carbon monoxide under a strong acid catalyst by a known method.

芳香族アルデヒドから芳香族酢酸を製造する方法とし
ては次の例がある。The following is an example of a method for producing aromatic acetic acid from an aromatic aldehyde.

（１）芳香族アルデヒドにホルムアルデヒドメルカプタ
ールｓ−オキシドを反応させ、次に鉱酸で処理すること
により芳香族酢酸誘導体とする方法〔K.Ogura et al.,T
etrahedron Letters,1383頁（1972）〕。(1) A method in which an aromatic aldehyde is reacted with formaldehyde mercaptal s-oxide and then treated with a mineral acid to give an aromatic acetic acid derivative [K. Ogura et al., T.
etrahedron Letters, p. 1383 (1972)].

（２）塩基の存在下、芳香族アルデヒドとアルカンチオ
ール及びトリハロメタンとを水および非プロトン系極性
溶媒と混合媒体中において反応させ芳香族酢酸とする方
法〔特開昭55−66523号〕。(2) A method in which an aromatic aldehyde is reacted with an alkanethiol and trihalomethane in the presence of a base with water and an aprotic polar solvent in a mixed medium to give an aromatic acetic acid [JP-A-55-66523].

（３）酸化ロジウムとヨウ素からなる触媒の存在下に一
酸化炭素と水素とからなる混合ガスを用い、ベンズアル
デヒドからフェニル酢酸とする方法〔特開昭52−136133
号〕。(3) Method of converting benzaldehyde to phenylacetic acid using a mixed gas of carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst composed of rhodium oxide and iodine [JP-A-52-136133]
issue〕.

（４）周期律表第VIII族貴金属化合物、臭素、ヨウ素或
いはこれらのハロゲン化合物、および銅または銀化合物
からなる三元系触媒の存在下に一酸化炭素及び水を用
い、芳香族アルデヒドを芳香族酢酸とする方法〔特開昭
53−56633号〕。(4) Using aromatic carbon monoxide and water in the presence of a ternary catalyst composed of a noble metal compound of Group VIII of the periodic table, bromine, iodine, or a halogen compound thereof, and a copper or silver compound, an aromatic aldehyde is converted into an aromatic compound. Method of using acetic acid
53-56633].

（５）ｐ−トルアルデヒドをロジウムもしくはロジウム
化合物およびヨウ化水素からなる触媒の存在下に一酸化
炭素及び水と反応させｐ−メチルフェニル酢酸とする方
法〔特開昭56−75444号〕。(5) A method of reacting p-tolualdehyde with carbon monoxide and water in the presence of a catalyst composed of rhodium or a rhodium compound and hydrogen iodide to give p-methylphenylacetic acid [JP-A-56-75444].

またメタノールのロジウム錯体触媒によるカルボニル
化は良く知られており、ロジウム触媒を用いたベンジル
アルコールのカルボニル化によるフェニル酢酸の合成例
もある〔増田ら、日化誌、249（1982）〕。Moreover, carbonylation of methanol with a rhodium complex catalyst is well known, and there is also an example of synthesizing phenylacetic acid by carbonylation of benzyl alcohol with a rhodium catalyst [Masuda et al., Nikkashi, 249 (1982)].

（発明が解決しようとする問題点）ホルムアルデヒドメルカプタールｓ−オキシドを反応
させる（１）の方法は、これを製造するプロセスが別に
必要であり製造工程が長い。（２）の方法は有害なトリ
ハロメタンを使用せねばならず、また（３）の方法は高
沸点生成物が副生しフェニル酢酸の収率が低い。（４）
の方法は生成物や触媒の取扱が極めて煩雑である。(Problems to be Solved by the Invention) The method (1) of reacting formaldehyde mercaptal s-oxide requires a separate process for producing this and requires a long production process. The method (2) requires the use of harmful trihalomethanes, and the method (3) has a low yield of phenylacetic acid due to the high-boiling point product. (4)
In this method, handling of the product and the catalyst is extremely complicated.

（５）の方法により４−ビフェニルアルデヒドを原料
として４−ビフェニル酢酸を製造する方法は、上記のよ
うな問題点が無いので有利であるが、この方法では副反
応生成物の４−メチルビフェニルが生成するための触媒
量が多ければ選択率が低下し、また触媒量が少なければ
４−ビフェニルアルデヒドの反応率が低下するため、収
率を上げられないことが問題点としてあげられる。The method of producing 4-biphenylacetic acid using 4-biphenylaldehyde as a raw material by the method (5) is advantageous because it does not have the above-mentioned problems, but in this method, 4-methylbiphenyl as a side reaction product is produced. The problem is that the yield cannot be increased because the selectivity decreases when the amount of the catalyst for producing is large, and the reaction rate of 4-biphenylaldehyde decreases when the amount of the catalyst is small.

（問題点を解決するための手段）発明者等は、以上の如き問題点を有する４−ビフェニ
ル酢酸の製造に関し鋭意検討し、ロジウムもしくはロジ
ウム化合物およびヨウ化水素からなる触媒を用いる
（５）の方法において、溶媒として酢酸を用いれば４−
ビフェニル酢酸の収率および選択率が著しく向上するこ
とを見出し本発明に至った。(Means for Solving Problems) The inventors have made diligent studies on the production of 4-biphenylacetic acid having the above-mentioned problems, and use a catalyst composed of rhodium or a rhodium compound and hydrogen iodide (5). If acetic acid is used as a solvent in the method, 4-
The inventors have found that the yield and selectivity of biphenylacetic acid are remarkably improved, and have reached the present invention.

即ち本発明は、酢酸溶媒の存在下、ロジウムもしくは
ロジウム化合物に対するモル比１〜10のヨウ化水素から
なる触媒を使用し、４−ビフェニルアルデヒドを一酸化
炭素および水と反応させることを特徴とする４−ビフェ
ニル酢酸の製造法である。That is, the present invention is characterized in that 4-biphenylaldehyde is reacted with carbon monoxide and water in the presence of an acetic acid solvent, using a catalyst composed of hydrogen iodide in a molar ratio of 1 to 10 with respect to rhodium or a rhodium compound. This is a method for producing 4-biphenylacetic acid.

本発明において、４−ビフェニルアルデヒドの水素添
加により得られた４−ビフェニルメタノールを原料に用
いることもできる。In the present invention, 4-biphenylmethanol obtained by hydrogenation of 4-biphenylaldehyde can also be used as a raw material.

触媒のロジウム化合物には、反応に際してカルボニル
化合物を形成する化合物が用いられ、例えば三塩化ロジ
ウム、三酸化ロジウム、酢酸ロジウム（II）二量体、ロ
ジウムオクタカルボニル、テトラロジウムカルボニル、
ヘキサロジウムヘキサデカカルボニル、クロロカルボニ
ルロジウム（II）二量体などがある。特にロジウムハロ
ゲン化合物が本反応に対して好ましい。As the rhodium compound of the catalyst, a compound that forms a carbonyl compound during the reaction is used. For example, rhodium trichloride, rhodium trioxide, rhodium (II) acetate dimer, rhodium octacarbonyl, tetrarhodium carbonyl,
Examples include hexarodium hexadecacarbonyl and chlorocarbonyl rhodium (II) dimer. A rhodium halogen compound is particularly preferable for this reaction.

触媒のロジウムもしくはロジウム化合物の使用量は、
４−ビフェニルアルデヒドまたは４−ビフェニルメタノ
ールに対するモル比で10^-5〜10^-1、好ましくは10^-3〜10
^-1である。The amount of the catalyst rhodium or rhodium compound used is
The molar ratio to 4-biphenylaldehyde or 4-biphenylmethanol is 10 ^-5 to 10 ^-1 , preferably 10 ^-3 to 10
^-1 .

この使用量は、ヨウ化水素量との関連があり、一定量
のヨウ化水素では、ロジウム量が少なすぎると４−メチ
ルビフェニルメチル生成量が増大し、ロジウム量が多す
ぎると反応率が低下する。This amount is related to the amount of hydrogen iodide, and with a certain amount of hydrogen iodide, the amount of 4-methylbiphenylmethyl produced increases if the amount of rhodium is too small, and the reaction rate decreases if the amount of rhodium is too large. To do.

ヨウ化水素の使用量は、ロジウムもしくはロジウム化
合物に対するモル比で１〜10、好ましくは１〜５であ
る。ヨウ化水素は多すぎると副生成物の４−メチルビフ
ェニルが多くなり、少なすぎると未反応の４−ビフェニ
ルアルデヒドないし４−ビフェニルメタノールが多くな
る。The amount of hydrogen iodide used is 1 to 10, preferably 1 to 5, as a molar ratio to rhodium or a rhodium compound. When the amount of hydrogen iodide is too large, the amount of by-product 4-methylbiphenyl increases, and when it is too small, the amount of unreacted 4-biphenylaldehyde or 4-biphenylmethanol increases.

反応に用いる水の量は、４−ビフェニルアルデヒドま
たは４−ビフェニルメタノールに対するモル比で１〜10
0、好ましくは１〜10である。水量が少なすぎると、４
−ビフェニルアルデヒドの反応率が低下する。The amount of water used in the reaction is 1 to 10 in terms of molar ratio to 4-biphenylaldehyde or 4-biphenylmethanol.
It is 0, preferably 1-10. If there is too little water, 4
-The reaction rate of biphenyl aldehyde decreases.

溶媒として用いる酢酸の量は、４−ビフェニルアルデ
ヒドまたは４−ビフェニルメタノール1g当り１〜10mlで
ある。酢酸量が少なすぎると、４−ビフェニル酢酸の収
率および選択率が低下する。The amount of acetic acid used as a solvent is 1 to 10 ml per 1 g of 4-biphenylaldehyde or 4-biphenylmethanol. If the amount of acetic acid is too small, the yield and selectivity of 4-biphenylacetic acid will decrease.

次に４−ビフェニルアルデヒドまたは４−ビフェニル
メタノールより４−ビフェニル酢酸を生成する反応の反
応条件について述べる。Next, the reaction conditions of the reaction for producing 4-biphenylacetic acid from 4-biphenylaldehyde or 4-biphenylmethanol will be described.

反応温度は50〜250℃であり、好ましくは100〜200℃
である。温度が低すぎると反応が進行せず、高すぎると
４−メチルビフェニル等の副反応物が増大する。The reaction temperature is 50 to 250 ° C, preferably 100 to 200 ° C
Is. If the temperature is too low, the reaction does not proceed, and if it is too high, side reaction products such as 4-methylbiphenyl increase.

本反応は10〜200気圧、好ましくは20〜100気圧の一酸
化炭素分圧下で行う。一酸化炭素に窒素、メタンなどの
不活性ガスまたは水素が混合されていてもかまわない。This reaction is carried out under a partial pressure of carbon monoxide of 10 to 200 atm, preferably 20 to 100 atm. Carbon monoxide may be mixed with nitrogen, an inert gas such as methane, or hydrogen.

反応時間は温度および圧力に依存するが、通常は0.3
〜15時間であり、好ましくは0.3〜５時間である。回分
式反応においては、一酸化炭素の吸収による圧力低下が
無くなった後、適当な時間を置いて反応終了とする。The reaction time depends on temperature and pressure, but is usually 0.3
~ 15 hours, preferably 0.3-5 hours. In the batch reaction, after the pressure drop due to the absorption of carbon monoxide disappears, the reaction is terminated after an appropriate time.

４−ビフェニルアルデヒドの水素添加反応は、pd触媒
等を用いた公知の方法により行われる。この反応は、溶
媒を用いずに行うこともできるが、反応を円滑に実施す
るためには適切な溶媒を使用することが好ましく、次の
４−ビフェニル酢酸合成反応に用いられる酢酸溶媒も用
いられる。The hydrogenation reaction of 4-biphenylaldehyde is carried out by a known method using a pd catalyst or the like. This reaction can be carried out without using a solvent, but in order to smoothly carry out the reaction, it is preferable to use an appropriate solvent, and an acetic acid solvent used in the next 4-biphenylacetic acid synthesis reaction is also used. .

本反応は、回分式、連続式の何れの方法でも実施でき
る。各成分の添加順序は特に規定されないが、触媒と反
応物質の接触を高めるために間断ない攪拌を行うことが
重要である。This reaction can be carried out by either a batch system or a continuous system. The order of addition of each component is not particularly specified, but it is important to perform continuous stirring in order to enhance contact between the catalyst and the reactants.

反応器はヨウ化水素等による耐蝕および反応器壁から
溶出する金属化合物による系内汚染を起こさない材質と
する必要があり、ハステロイＢ、ハステロイＣもしくは
ジルコニウムが使用され、内面をグラスライニングある
いはテフロンライニング等の耐蝕処理を施した反応器も
用いられる。The reactor must be made of a material that does not corrode with hydrogen iodide or the like and does not cause in-system contamination by metal compounds eluted from the reactor wall. Hastelloy B, Hastelloy C or zirconium is used, and the inner surface is glass-lined or Teflon-lined. A reactor that has been subjected to a corrosion resistance treatment such as is also used.

生成した４−ビフェニル酢酸は、反応混合物から蒸
留、晶出等により分離精製される。The produced 4-biphenylacetic acid is separated and purified from the reaction mixture by distillation, crystallization and the like.

（実施例）次に実施例により本発明を具体的に説明する。本発明
はこれらの実施例により限定されるものではない。(Example) Next, an Example demonstrates this invention concretely. The invention is not limited by these examples.

実施例において生成物の同定および定量は、ガスクロ
マトグラフィー・質量分析法およびガスクロマトグラフ
ィー法により行った。各成分の収率および選択率は次式
による数値である。Identification and quantification of the products in the examples were carried out by gas chromatography / mass spectrometry and gas chromatography. The yield and selectivity of each component are numerical values according to the following equations.

実施例１内容積200mlのハステロイＢ製の電磁攪拌式オートク
レーブに４−ビフェニルアルデヒド18g、水5.6g、三塩
化ロジウム0.63g、56％ヨウ化水素水1.2gおよび酢酸50m
lを仕込み、内部を窒素ガスで充分置換した後、一酸化
炭素を50気圧まで圧入した。150℃で２時間加熱攪拌
後、常温まで冷却し、金属固形物を分離除去しガスクロ
マトグラフィーで分析した。 Example 1 In a magnetic stirring type autoclave made of Hastelloy B having an internal volume of 200 ml, 18 g of 4-biphenylaldehyde, 5.6 g of water, 0.63 g of rhodium trichloride, 1.2 g of 56% hydrogen iodide water and 50 m of acetic acid.
After l was charged and the inside was sufficiently replaced with nitrogen gas, carbon monoxide was injected up to 50 atm. After heating and stirring at 150 ° C. for 2 hours, the mixture was cooled to room temperature, metal solids were separated and removed, and analyzed by gas chromatography.

この結果、４−ビフェニルアルデヒドの反応率は99.8
％、４−ビフェニル酢酸の収率および選択率はそれぞれ
85.3％および85.6％であり、４−メチルビフェニルの収
率は14.3％であった。As a result, the reaction rate of 4-biphenylaldehyde was 99.8.
%, 4-biphenylacetic acid yield and selectivity are respectively
85.3% and 85.6%, and the yield of 4-methylbiphenyl was 14.3%.

比較例１溶媒をベンゼンに代えた以外は実施例１と同じ操作を
行った。Comparative Example 1 The same operation as in Example 1 was performed except that the solvent was changed to benzene.

この結果、４−ビフェニルアルデヒドの反応率は92.0
％、４−ビフェニル酢酸の収率および選択率はそれぞれ
61.7％および67.0％であり、４−メチルビフェニルの収
率は29.0％であった。As a result, the reaction rate of 4-biphenylaldehyde was 92.0.
%, 4-biphenylacetic acid yield and selectivity are respectively
61.7% and 67.0%, and the yield of 4-methylbiphenyl was 29.0%.

実施例２実施例１のオートクレーブを用い、４−ビフェニルア
ルデヒド18g、２％pd−カーボン1.8g、酢酸50mlを仕込
み、内部を窒素ガスで充分置換した後、水素を５気圧ま
で圧入した。室温で２時間攪拌後、触媒を分離除去しガ
スクロマトグラフィーで分析した。Example 2 Using the autoclave of Example 1, 4-biphenylaldehyde (18 g), 2% pd-carbon (1.8 g) and acetic acid (50 ml) were charged, the inside was sufficiently replaced with nitrogen gas, and then hydrogen was introduced up to 5 atm. After stirring for 2 hours at room temperature, the catalyst was separated and removed and analyzed by gas chromatography.

この結果、４−ビフェニルアルデヒドの反応率は96.3
％、４−ビフェニルメタノールの収率および選択率はそ
れぞれ94.6％および98.2％であった。As a result, the reaction rate of 4-biphenylaldehyde was 96.3.
%, 4-biphenylmethanol yield and selectivity were 94.6% and 98.2%, respectively.

次に蒸留により４−メチルビフェニルメタノールを分
離した。上記オートクレーブに４−ビフェニルメタノー
ル17g、水1.5g、三塩化ロジウム0.14g、56％ヨウ化水素
水0.34g、および酢酸50mlを仕込み、内部を窒素ガスで
充分置換した後、一酸化炭素を50気圧まで圧入した。15
0℃で２時間加熱攪拌後、常温まで冷却し、金属固形物
を分離除去しガスクロマトグラフィーで分析した。Then 4-methylbiphenylmethanol was separated by distillation. The autoclave was charged with 17 g of 4-biphenylmethanol, 1.5 g of water, 0.14 g of rhodium trichloride, 0.34 g of 56% hydrogen iodide water, and 50 ml of acetic acid, and after thoroughly replacing the inside with nitrogen gas, carbon monoxide was adjusted to 50 atm. Pressed up. Fifteen
After heating and stirring at 0 ° C. for 2 hours, the mixture was cooled to room temperature, metal solids were separated and removed, and analyzed by gas chromatography.

この結果、４−ビフェニルアルデヒドの反応率は98.5
％、４−ビフェニル酢酸の収率および選択率はそれぞれ
91.0％および92.3％であり、４−メチルビフェニルの収
率は7.3％であった。As a result, the reaction rate of 4-biphenylaldehyde was 98.5.
%, 4-biphenylacetic acid yield and selectivity are respectively
91.0% and 92.3%, and the yield of 4-methylbiphenyl was 7.3%.

Claims

[Claims]

1. A method of reacting 4-biphenylaldehyde with carbon monoxide and water using a catalyst comprising hydrogen iodide in a molar ratio of 1 to 10 with respect to rhodium or a rhodium compound in the presence of an acetic acid solvent. Process for producing 4-biphenylacetic acid.

2. Preliminarily hydrogenated 4-biphenylaldehyde, and the obtained 4-biphenylmethanol is used in the presence of an acetic acid solvent in the presence of a catalyst comprising hydrogen iodide in a molar ratio of 1 to 10 relative to rhodium or a rhodium compound. hand,
4-reacting with carbon monoxide and water
Method for producing biphenylacetic acid.