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JP2011105672A - 2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの製造方法 - Google Patents

2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの製造方法 Download PDF

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JP2011105672A
JP2011105672A JP2009264237A JP2009264237A JP2011105672A JP 2011105672 A JP2011105672 A JP 2011105672A JP 2009264237 A JP2009264237 A JP 2009264237A JP 2009264237 A JP2009264237 A JP 2009264237A JP 2011105672 A JP2011105672 A JP 2011105672A
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vinylnaphthalene
hydroxy
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acetoxy
compound
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JP2009264237A
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English (en)
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Kohei Fujita
浩平 藤田
Takeshi Yokoo
健 横尾
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Daicel Corp
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Daicel Chemical Industries Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

【課題】 タール分等の不純物の含有量の少ない高純度の2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを工業的に効率よく製造する方法を提供する。
【解決手段】 本発明の2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの製造方法は、分子量300〜600の不純物化合物の総含有量が1重量%以下である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを、塩基性触媒の存在下、活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物と反応させて2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることを特徴とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電子材料、光関連材料等の原料として有用な2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの製造方法に関する。
ナフタレン環にヒドロキシル基とビニル基とを有する2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンは種々の方法により製造されるが、一般に入手容易な原料からいくつかのステップを経て製造される。しかし、この化合物は、芳香環にヒドロキシル基、ビニル基という反応性の高い官能基を有しているので、製造工程において種々の副反応が起きやすい。また、出発原料や途中段階の中間原料に由来する不純物が最終工程の反応液中に含まれることが多い。このため、最終工程で得られる2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレン中には多様な不純物が混入する。
特許文献1には、ナフタレン環にヒドロキシル基等の置換基を有するビニルナフタレン化合物の精製方法として、該化合物が溶解した水溶性アルコール溶液から前記ビニルナフタレン化合物を析出させる方法が提案されている。この方法によれば、不純物としてのビニル基を有しないナフタレン化合物を比較的簡単に除去することができる。
特開2008−143789号公報
しかしながら、上記の方法では比較的低分子の不純物を取り除くことはできるものの、タール分等の分子量の大きい不純物を除くことは困難である。
したがって、本発明の目的は、タール分等の不純物の含有量の少ない高純度の2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを工業的に効率よく製造する方法を提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、比較的分子量の大きい不純物化合物(例えば、ナフタレン環を2〜3個有する不純物化合物)の含有量を低減した2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを原料として用い、これを、塩基性触媒の存在下、活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物と反応させると、タール分の生成が抑制されて、簡単な精製により、不純物含量の少ない高純度の2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンが得られることを見いだし、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、分子量300〜600の不純物化合物の総含有量が1重量%以下である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを、塩基性触媒の存在下、活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物と反応させて2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることを特徴とする2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの製造方法を提供する。
本発明は、また、下記式(a)〜(m)で表される不純物化合物の総含有量が1重量%以下である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを、塩基性触媒の存在下、活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物と反応させて2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることを特徴とする2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの製造方法を提供する。
Figure 2011105672
本発明は、さらに、下記高速液体クロマトグラフィー分析条件で分析した場合の保持時間が8.5分〜25分の範囲にある不純物化合物の総含有量が1重量%以下である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを、塩基性触媒の存在下、活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物と反応させて2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることを特徴とする2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの製造方法。
<高速液体クロマトグラフィー分析条件>
カラム :ODS−80Ts(4.6mm×15cm)(東ソー社製)
カラム温度 :45℃
溶離液 :(A)ミリQ水(超純水)、(B)アセトニトリル
グラジエント条件 :(A)/(B)=60/40→20/80(グラジエント15分間)、その後(A)/(B)=20/80で5分間保持、その後(A)/(B)=20/80→60/40(グラジエント5分間)
検出波長 :UV280nm
溶離液流量 :1.0mL/min
サンプル注入量 :10μL
本発明によれば、特定の不純物化合物の含有量が1重量%以下である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを、塩基性触媒の存在下、活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物と反応させて2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得るため、例えば活性炭処理等を施さなくても、簡単な精製操作で、タール分等の少ない高純度の2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを工業的に効率よく得ることができる。
本発明の製造方法では、下記式(1)
Figure 2011105672
で表される2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを、下記式(2)
Figure 2011105672
で表される2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンから製造するに際し、該原料2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンとして、特定の不純物化合物の含有量が1重量%以下(好ましくは0.5重量%以下、さらに好ましくは0.3重量%以下)である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを用いることが重要である。
前記不純物化合物としては、分子量300〜600の化合物が挙げられる。このような分子量300〜600の範囲にある化合物は、原料である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン若しくはさらにその原料である1−(6−アセトキシナフタレン−2−イル)エタノール、又は目的化合物である2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンのビニル基やヒドロキシル基が反応に関与して生成するこれらの化合物の二量体又は三量体、すなわち、ナフタレン骨格を2個又は3個有する化合物である。このような化合物が原料2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン中に不純物として多く含まれていると、2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを塩基性触媒存在下に活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物と反応させる際、タール状(タール様)の物質が副生して、目的物である2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを晶析等で単離する際、該2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの結晶に付着して、濃く着色した不純物含量の多い2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンが得られる。これに対し、不純物としての分子量300〜600の化合物の総含有量が1重量%以下である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを原料として用いる場合には、反応中におけるタール状物質の生成が著しく低減され、特に活性炭処理等を施さなくても、簡単な晶析操作等で、タール状物質が付着していない高純度の2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることができる。原料として用いる2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンの純度は、好ましくは99重量%以上、より好ましくは99.5重量%、特に好ましくは99.7重量%である。原料として用いる2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンの純度は高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により求めることができる。分析条件は後述する。
前記分子量300〜600の化合物の代表的な例として、前記式(a)〜(m)で表される化合物が挙げられる。したがって、不純物としての前記式(a)〜(m)で表される化合物の総含有量が1重量%以下(好ましくは0.5重量%以下、さらに好ましくは0.3重量%以下)である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを原料として用いることにより、簡単な晶析操作等で、タール状物質が付着していない高純度の2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることができる。
式(a)〜(m)で表される各化合物の分子量は以下の通りである。式(a):340、式(b):382、式(c):382、式(d):382、式(e):384、式(f):398、式(g):552、式(h):552、式(i):552、式(j):552、式(k):554、式(l):568、式(m):594。
原料として用いる2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン中の前記分子量300〜600の化合物の含有量は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により分析することができる。高速液体クロマトグラフィーの分析条件は、下記の通りである。
カラム :ODS−80Ts(4.6mm×15cm)
カラム温度 :45℃
溶離液 :(A)ミリQ水(超純水)、(B)アセトニトリル
グラジエント条件 :(A)/(B)=60/40→20/80(グラジエント15分間)、その後(A)/(B)=20/80で5分間保持、その後(A)/(B)=20/80→60/40(グラジエント5分間)
検出波長 :UV280nm
溶離液流量 :1.0mL/min
サンプル注入量 :10μL
原料2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン中に含まれる前記分子量300〜600の化合物の含有量は、上記HPLC分析において、保持時間が8.5分〜25分の範囲にある成分の含有量を求めることにより得られる。本発明においては、上記HPLC分析条件下での保持時間が8.5分〜25分の範囲にある不純物化合物の総含有量が1重量%以下(好ましくは0.5重量%以下、さらに好ましくは0.3重量%以下)である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを原料として用いることにより、簡単な晶析操作等で、タール状物質が付着していない高純度の2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることができる。なお、目的物である2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの保持時間は、7.3分である。保持時間は装置によって多少のずれが生じうる。
なお、前記式(a)〜(m)で表される化合物の構造決定は以下の方法によった。すなわち、原料として用いる2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン[1−(6−アセトキシナフタレン−2−イル)エタノールの脱水反応によって得た粗2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン]をPTLC(分取薄層クロマトグラフィー)にて5フラクション程度に分画し(メルク社製、1mm厚、展開溶媒:ヘキサン/酢酸エチル=3/1(v/v))、分画したサンプルをIR、FAB−MS、1H−NMRに付して、官能基等の解析を行うとともに、前記サンプルをLC/MSに付して、HPLCで分離された各成分の質量分析を行い、各成分の構造を決定した。なお、LC/MSの分析条件は下記の通りである。
[LC/MS分析条件]
(1)使用機器
質量分析装置 :LCMS−IT−TOF(島津製作所製)
HPLC装置 :LC−2010(島津製作所製)
解析ソフト :LCsolution
(2)分析条件
<MS条件>
イオン源 :ESI、APCIpos、neg(m/z100〜1500)
APCI 400℃
<HPLC条件>
前記と同じ。
前記特定の不純物の含有量が1重量%以下である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンは、例えば、粗2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンをカラムクロマトグラフィー(例えば、シリカゲルカラムクロマトグラフィー)に付して精製したり、芳香族炭化水素とアルコールの混合溶媒を用いた晶析に付すことにより得ることができる。
芳香族炭化水素とアルコールの混合溶媒を用いて晶析を行う場合、芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどが挙げられる。これらの芳香族炭化水素は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。芳香族炭化水素としては特にトルエンが好ましい。前記アルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールなどが挙げられる。これらのアルコールは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。これらのアルコールの中でも、エタノールが特に好ましい。芳香族炭化水素とアルコールの混合溶媒としては、特にトルエンとエタノールの混合溶媒が好ましい。
芳香族炭化水素とアルコールの混合溶媒において、芳香族炭化水素とアルコールの比率は、例えば、前者/後者(重量比)=5/95〜60/40、好ましくは、前者/後者(重量比)=8/92〜40/60程度である。なお、粗2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンをメタノールや、メタノールと水の混合溶媒を用いて晶析しても、前記特定の不純物の含有量が1重量%以下である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを得ることは困難である。
晶析により得られた結晶を、必要に応じてリンス液でリンスし、乾燥することにより、上記特定不純物含量の少ない2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを得ることができる。リンス液としては、例えば、メタノール、エタノールなどのアルコール;水;これらの混合溶媒を用いるのが好ましく、特に、アルコール(例えば、エタノール)を用いるのが好ましい。
本発明の製造方法では、上記特定の不純物の総含有量が1重量%以下である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを、塩基性触媒の存在下、活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物と反応させて2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを生成させる。
塩基性触媒としては、有機塩基、無機塩基のいずれも使用でき、例えば、ピリジン、ジメチルアミノピリジン等の含窒素複素環化合物;トリエチルアミン、トリブチルアミン、N−メチルピペリジン、DBU(ジアザビシクロウンデセン)等のアミン類;ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド等のアルカリ金属アルコキシド;酢酸ナトリウム等のカルボン酸アルカリ金属塩;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩;炭酸マグネシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩;炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属水酸化物などが挙げられる。これらの中でも、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩などの無機塩基が好ましい。
塩基性触媒の使用量は、例えば、2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンに対して、0.001〜100モル%、好ましくは0.01〜50モル%である。
活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物としては、例えば、水、アルコール、チオール、アンモニア、第1級又は第2級アミンなどが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
前記アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなどの炭素数1〜10(好ましくは、炭素数1〜4)のアルコールが挙げられる。チオールとしては、メチルメルカプタン、エチルメルカプタンなどの炭素数1〜10(好ましくは、炭素数1〜4)のチオールが挙げられる。第1級又は第2級アミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、エタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミンなどの炭素数1〜10程度の第1級又は第2級アミンが挙げられる。これらの中でも、活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物としては、水、アルコールが好ましい。
活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物(水、アルコール等)の使用量(2種以上用いる場合は合計量)は、通常、2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン1モルに対して、0.95モル以上(例えば、0.95モル〜50モル程度)、好ましくは1.5モル以上(例えば、1.5モル〜20モル程度)である。
反応には溶媒を用いてもよい。溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素;ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル;ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素;アセトニトリル等のニトリル;ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性極性溶媒;これらの混合溶媒などが挙げられる。
反応系内には、原料及び生成する2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンのラジカル重合を抑制するため、ラジカル重合禁止剤を存在させてもよい。ラジカル重合禁止剤としては公知のものを使用でき、例えば、ハイドロキノン、メトキノン、t−ブチルカテコール、フェノチアジンなどが挙げられる。
反応温度は、例えば−100℃〜200℃、好ましくは10℃〜100℃である。
反応終了後、反応混合物から、例えば、濾過、濃縮、抽出、洗浄(水洗、酸又はアルカリ洗浄等)、蒸留、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離精製手段を用いることにより、2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることができる。本発明によれば、タール状物質の生成量が少ないので、特に活性炭処理を施さなくても、晶析等により容易に高純度の2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることができる。
晶析は、反応混合液を冷却したり、適当な量まで濃縮したり、貧溶媒と混合することにより行うことができる。これらの操作を適宜組み合わせてもよい。冷却する場合の冷却温度は、例えば−20℃〜20℃、好ましくは−10℃〜10℃程度である。冷却速度は、例えば、1〜30℃/hr、好ましくは3〜20℃/hr程度である。晶析溶媒としては、メタノール、エタノールなどのアルコール;水;これらの混合溶媒を用いるのが好ましく、特に、アルコール(例えば、メタノール)と水の混合溶媒を用いるのが好ましい。晶析溶媒としてアルコールと水の混合溶媒を用いる場合、アルコール(例えば、メタノール)と水の比率は、例えば、前者/後者(重量比)=1/99〜99/1、好ましくは5/95〜80/20、さらに好ましくは20/80〜45/55程度である。
析出した2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの結晶を、必要に応じてリンス液でリンスし乾燥することにより、精製された2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることができる。リンス液としては、例えば、メタノール、エタノールなどのアルコール;水;これらの混合溶媒を用いるのが好ましく、特に、アルコール(例えば、メタノール)と水の混合溶媒を用いるのが好ましい。リンス液としてアルコールと水の混合溶媒を用いる場合、アルコール(例えば、メタノール)と水の比率は、例えば、前者/後者(重量比)=1/99〜99/1、好ましくは5/95〜80/20、さらに好ましくは20/80〜45/55程度である。
前記式(2)で表される2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンは、下記式(3)
Figure 2011105672
で表される1−(6−アセトキシナフタレン−2−イル)エタノールを脱水反応に付すことにより製造できる。
脱水反応は、通常有機溶媒中、脱水触媒の存在下で行われる。有機溶媒としては、反応に不活性な溶媒であればよく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素;ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル;ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素;アセトニトリル等のニトリル;ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性極性溶媒;これらの混合溶媒などが挙げられる。これらのなかでも、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素が好ましい。
脱水触媒としては、例えば、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などのスルホン酸類;前記スルホン酸類とピリジン等の塩基(有機塩基、無機塩基)との塩(例えば、ピリジニウムp−トルエンスルホン酸等);リン酸、硫酸などの無機酸;硫酸水素カリウム、亜硫酸水素アンモニウム等の無機酸の塩;陽イオン交換樹脂などが挙げられる。
脱水触媒の使用量は、1−(6−アセトキシナフタレン−2−イル)エタノールに対して、例えば0.01〜20モル%、好ましくは0.1〜10モル%程度である。
反応系内には、生成する2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンのラジカル重合を抑制するため、ラジカル重合禁止剤を存在させてもよい。ラジカル重合禁止剤としては前記のものを使用できる。
反応温度は、例えば50〜200℃、好ましくは80〜150℃である。脱水反応は副生する水を留去しながら行ってもよい。この場合、水と共沸する有機溶媒を反応溶媒として用い、有機溶媒と水とを共沸させながら、留出した水を系外に排出してもよい。
反応終了後、反応混合物から、例えば、濾過、濃縮、抽出、洗浄(水洗、酸又はアルカリ洗浄等)、蒸留、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離精製手段を用いることにより、2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを得ることができる。
前記式(3)で表される1−(6−アセトキシナフタレン−2−イル)エタノールは、下記式(4)
Figure 2011105672
で表される1−(6−ヒドロキシナフタレン−2−イル)エタノール[=1−(6−ヒドロキシ−2−ナフチル)エタノール]をアセチル化剤と反応させることにより製造できる。アセチル化剤としては、例えば、酢酸クロリド、酢酸ブロミド、無水酢酸などを使用できる。アセチル化剤の使用量は、1−(6−ヒドロキシナフタレン−2−イル)エタノール1モルに対して、通常0.95〜2.0モル、好ましくは1.0〜1.3モル程度である。なお、これより多い量のアセチル化剤を用いることもできる。
1−(6−ヒドロキシナフタレン−2−イル)エタノールとアセチル化剤との反応は、通常有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、反応に不活性な溶媒であればよく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素;ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)などのエーテル;ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素;アセトニトリル等のニトリル;ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性極性溶媒;これらの混合溶媒などが挙げられる。これらのなかでも、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル、トルエン等の芳香族炭化水素、これらの混合溶媒が好ましい。
上記反応は、通常、塩基の存在下で行われる。塩基としては、有機塩基、無機塩基のいずれも使用でき、例えば、ピリジン、ジメチルアミノピリジン等の含窒素複素環化合物;トリエチルアミン、トリブチルアミン、N−メチルピペリジン、DBU(ジアザビシクロウンデセン)等のアミン類;ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド等のアルカリ金属アルコキシド;酢酸ナトリウム等のカルボン酸アルカリ金属塩;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩;炭酸マグネシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩;炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属水酸化物などが挙げられる。これらの中でも、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩などの無機塩基が好ましい。塩基の使用量は、1−(6−ヒドロキシナフタレン−2−イル)エタノール1モルに対して、通常0.95〜20モル、好ましくは1.0〜10モル、さらに好ましくは1.5〜8モルである。大過剰の塩基を用いることもできる。
上記反応における反応温度は、例えば−100℃〜200℃、好ましくは10℃〜150℃である。
反応終了後、反応混合物から、例えば、濾過、濃縮、抽出、洗浄(水洗、酸又はアルカリ洗浄等)、蒸留、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離精製手段を用いることにより、1−(6−アセトキシナフタレン−2−イル)エタノールを得ることができる。
前記式(4)で表される1−(6−ヒドロキシナフタレン−2−イル)エタノールは、下記式(5)
Figure 2011105672
で表される6−ヒドロキシ−2−ナフトアルデヒドと、下記式(6)
CH3MgX (6)
(式中、Xはハロゲン原子を示す)
で表されるグリニヤール試薬とを反応させることにより得ることができる。
式(6)中、Xで示されるハロゲン原子として、例えば、塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられる。
グリニヤール反応は、通常有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、反応に不活性な溶媒であればよく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素;ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)などのエーテル;これらの混合溶媒などが挙げられる。これらのなかでも、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテルが好ましい。
式(6)で表されるグリニヤール試薬の使用量は、式(5)で表される6−ヒドロキシ−2−ナフトアルデヒド1モルに対して、例えば0.95〜10モル、好ましくは1.0〜5モル程度である。反応温度は、例えば−100℃〜100℃、好ましくは0℃〜80℃である。
反応終了後、例えば、酸を含む水溶液等によってクエンチし、濾過、濃縮、抽出、洗浄(水洗、酸又はアルカリ洗浄等)、蒸留、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離精製手段を用いることにより、式(4)で表される1−(6−ヒドロキシナフタレン−2−イル)エタノールを得ることができる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、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。
原料として用いる2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン(ACVN)の純度分析はHPLC(高速液体クロマトグラフィー)により行った。分析条件は前記と同様である。
合成例1
窒素雰囲気下、2−ヒドロキシ−6−ナフトアルデヒド(49.97g、0.29モル)を脱水THF(水分20ppm以下、406g)に溶解させた液を、1.0モル/LのメチルマグネシウムブロマイドのTHF溶液(753.51g、0.75モル)に温度10℃以下を維持し、撹拌しながら、85分間かけて、滴下した。滴下終了後、20℃で47時間撹拌し続けた。その後、12N塩酸(70mL)と水(210mL)の混合液を20℃以下を維持し、撹拌しながら、滴下した。滴下終了後、上層と下層を分液した。分液ロートを水200mLとトルエン500mLでとも洗いし、水層、有機層を全て併せ3Lフラスコに移液した。併せた混合液に6N塩酸(1回目、20g、2回目、5g、3回目、5g、4回目、10g)を順番に加えていき、下層のpHが1になったところで塩酸の追加を終了した。その後、この有機層を、飽和重曹水500mL、飽和食塩水500mLで順次洗浄した。得られた溶液(THF/トルエン溶液、合計1747g)から低沸分をおよそ200g留出させ(留出温度64℃、常圧)、粗1−(6−ヒドロキシ−2−ナフチル)エタノール(粗ジオール)を含む粗液を得た(1534g、この粗液中の目的物(粗ジオール)の得量は55.14g(0.29モル)であった。収率100%)。この粗1−(6−ヒドロキシ−2−ナフチル)エタノールを含む有機溶媒中の水分濃度をカールフィッシャー(水分分析装置)で測定したところ、2.3重量%であった。
合成例2
合成例1で得られた粗ジオールに、乾燥THF(水分20ppm以下、500g)と炭酸ナトリウム(153g、1.44モル)を加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら、52℃まで昇温し、無水酢酸(35.35g、0.346モル)を滴下した。滴下終了後、53〜55℃を維持しながら2時間撹拌を続けた。反応液をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)で分析したところ、原料(ジオール)の残存を確認したので、さらに、無水酢酸(2.98g、0.0292モル)を滴下した。滴下後1時間撹拌を行い、HPLCで原料を分析したところ、原料(ジオール)の含有量は0.1重量%未満になっていた。反応を停止するために、トルエンを403g添加後、容器ごと氷水で冷却し、3N塩酸961gを内温を14〜17℃に維持できるように、ゆっくりと滴下した。有機層と水層を分離した後、有機層を蒸留水で洗浄し、有機層をエバポレーターで濃縮乾固させ、粗1−(6−アセトキシナフタレン−2−イル)エタノール(粗アセテート)65.0gを得た(収率97%)。
合成例3
合成例2で得られた粗アセテート(65.0g、0.282モル)、p−トルエンスルホン酸一水和物(2.69g、0.0141モル)、及びピリジン(0.5584g、0.0071モル)をフラスコに入れ、トルエン(1230g)を加えた。この混合物を撹拌しながら、トルエンが留出しはじめるまで昇温した。そのまま5時間反応させ、HPLC分析により原料が完全に消失したことを確認した。反応混合液を室温まで冷却した後、分液し、有機層を5%重曹水(520g)、蒸留水(520g)で順次洗浄した。有機層を濃縮し、2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン(ACVN)を49重量%含むトルエン溶液を得た。
実施例1
合成例3の方法で得られた2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン(ACVN)のトルエン溶液を減圧濃縮し、得られた濃縮物(粗ACVN)をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:酢酸エチル/ヘキサン)に付して精製した。得られたACVNをHPLCで分析したところ、純度は99重量%、保持時間が8.5分〜25分の範囲にある不純物成分の総含有量(前記式(a)〜(m)で表される化合物の総含有量、分子量300〜600の化合物の総含有量)は1重量%であった。
得られたACVN1.0g(0.0047mol)をメタノール18.5gに溶解し、炭酸ナトリウム0.25g(0.0024mol)を添加し、30℃で反応させた。ACVNの消失を確認した後、1N塩酸4.7mLで中和し、t−ブチルカテコール0.04g(5mol%対ACVN)を添加した。
次に、水32gを添加したところ、褐色タール状物質の析出は見られなかった。また、57℃まで加熱してもタール状物質は発生しなかった。加熱を停止し、混合液を10℃/hrの冷却速度で0〜5℃まで冷却し、析出した結晶を濾取し、メタノール/水=1/2(wt/wt)2gでリンスし、乾燥して、2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレン(HVN)を0.7g(純度95重量%、収率83%)得た。
実施例2
合成例3の方法で得られた2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン(ACVN)のトルエン溶液を減圧濃縮し、得られた濃縮物(粗ACVN;純度74重量%)2.0gと、トルエン2.0g、エタノール10gを混合し、53℃まで加熱し、溶解したことを確認後、10℃/hrの冷却速度で40℃付近まで冷却し、種晶を添加した。その後、10℃/hrの冷却速度で0〜5℃まで冷却した。析出した結晶を濾過し、冷エタノール2.0gでリンスし、乾燥させて、ACVNを得た(0.91g、収率62%)。得られたACVNをHPLCで分析したところ、純度は99.9重量%、保持時間が8.5分〜25分の範囲にある不純物成分の総含有量(前記式(a)〜(m)で表される化合物の総含有量、分子量300〜600の化合物の総含有量)は0.1重量%であった。
得られたACVN0.83g(0.0039mol)をメタノール4.2gに溶解し、炭酸ナトリウム0.21g(0.0020mol)を添加し、30℃で反応させた。ACVNの消失を確認した後、6N塩酸0.69gで中和し、t−ブチルカテコール0.03g(5mol%対ACVN)を添加した。
次に、水7.6gを添加したところ、褐色タール状物質の析出は見られなかった。そのまま室温(25℃)で1時間撹拌した。析出した結晶を濾取し、メタノール/水=1/2(wt/wt)1.6gでリンスし、乾燥して、2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレン(HVN)を0.58g(純度92.4重量%、収率81%)得た。
比較例1
合成例3と同様の方法で得られた2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン(ACVN)のトルエン溶液を減圧濃縮し、得られた濃縮物(粗ACVN;純度70重量%)1.0g(0.0033mol)をメタノール18.5gに溶解し、炭酸ナトリウム0.18g(0.0017mol)を添加し、30℃で反応させた。ACVNの消失を確認した後、1N塩酸で中和し、t−ブチルカテコール0.03g(5mol%対ACVN)を添加した。
次に、水35gを添加したところ、褐色タール状物質が析出した。50℃に加熱し、HVNを溶解させると、タール状物質はオイル状になった。
比較例2
合成例3の方法で得られた2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン(ACVN)の49重量%トルエン溶液36.9gにメタノール90.9gを添加し、加熱して完溶させた。この時の温度は47℃であった。加熱を停止し、10℃/hrの冷却速度で40℃付近まで冷却し、種晶を添加した。その後、10℃/hrの冷却速度で0〜5℃まで冷却した。析出した結晶を濾過し、冷エタノール2.0gでリンスし、乾燥させて、ACVNを得た(14.5g、収率74.6%)。得られたACVNをHPLCで分析したところ、純度は93.8重量%、保持時間が8.5分〜25分の範囲にある不純物成分の総含有量(前記式(a)〜(m)で表される化合物の総含有量、分子量300〜600の化合物の総含有量)は5重量%以上であった。
得られたACVN14.1g(純度93.8重量%、0.0623mol)と炭酸ナトリウム6.68g(0.0630mol)をメタノール267.9gに混合し、30℃で反応させた。反応開始から3時間後にACVNの消失を確認した。1N塩酸および12N塩酸で中和し、t−ブチルカテコール0.52g(5mol%対ACVN)を添加した。
得られた粗HVN溶液のうち187gをとり、これに水222g(液中のメタノール/水の比率を1/2とする)を添加したところ、褐色タール状物質が析出した。52℃に加熱し、HVNを溶解させると、タール状物質はオイル状になった。
比較例3
合成例3の方法で得られた2−アセトキシ−6−ビニルナフタレン(ACVN)のトルエン溶液を減圧濃縮し、得られた濃縮物(粗ACVN;純度74重量%)52.0g(0.181mol)にメタノール250gを添加し、55℃まで加熱して完溶させた。10℃/hrの冷却速度で40℃付近まで冷却し、種晶を添加した。その後、10℃/hrの冷却速度で0〜5℃まで冷却した。析出した結晶を濾過し、冷メタノール50gでリンスし、乾燥させて、ACVNを得た(27.2g、収率59.9%)。得られたACVNをHPLCで分析したところ、純度は84.5重量%、保持時間が8.5分〜25分の範囲にある不純物成分の総含有量(前記式(a)〜(m)で表される化合物の総含有量、分子量300〜600の化合物の総含有量)は10重量%以上であった。
得られたACVN26.8g(純度84.5重量%、0.107mol)と炭酸ナトリウム6.68g(0.0630mol)をメタノール508gに混合し、30℃で反応させた。反応開始から3時間後にACVNの消失を確認した。1N塩酸126gで中和した。
得られた粗HVN溶液のうち223gをとり、これに水297g(液中のメタノール/水の比率を1/2とする)を添加したところ、褐色タール状物質が析出した。52℃に加熱し、HVNを溶解させると、タール状物質はオイル状になった。

Claims (3)

  1. 分子量300〜600の不純物化合物の総含有量が1重量%以下である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを、塩基性触媒の存在下、活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物と反応させて2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることを特徴とする2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの製造方法。
  2. 下記式(a)〜(m)で表される不純物化合物の総含有量が1重量%以下である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを、塩基性触媒の存在下、活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物と反応させて2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることを特徴とする2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの製造方法。
    Figure 2011105672
  3. 下記高速液体クロマトグラフィー分析条件で分析した場合の保持時間が8.5分〜25分の範囲にある不純物化合物の総含有量が1重量%以下である2−アセトキシ−6−ビニルナフタレンを、塩基性触媒の存在下、活性水素が結合したヘテロ原子を有する化合物と反応させて2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンを得ることを特徴とする2−ヒドロキシ−6−ビニルナフタレンの製造方法。
    <高速液体クロマトグラフィー分析条件>
    カラム :ODS−80Ts(4.6mm×15cm)
    カラム温度 :45℃
    溶離液 :(A)ミリQ水(超純水)、(B)アセトニトリル
    グラジエント条件 :(A)/(B)=60/40→20/80(グラジエント15分間)、その後(A)/(B)=20/80で5分間保持、その後(A)/(B)=20/80→60/40(グラジエント5分間)
    検出波長 :UV280nm
    溶離液流量 :1.0mL/min
    サンプル注入量 :10μL
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