JP2009079024A

JP2009079024A - ２−ナフトール誘導体の製造方法

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Publication number: JP2009079024A
Application number: JP2007251492A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Yokota; 圭一横田; Yoshitomo Ka; 良友何
Original assignee: DIC Corp; Air Water Inc; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp; Air Water Inc
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2009-04-16

Abstract

【課題】２−テトラロン誘導体を原料とした２−ナフトール誘導体を、より簡便な操作でかつ安価に製造することができる製造方法を提供すること
【解決手段】式（Ｉ）の２−テトラロン誘導体を、水と混和しない有機溶媒を用い、酸無水物の存在下、硫酸により脱水素した後に、加水分解する一般式（II）の２−ナフトール誘導体の製造方法。(式中Ｘ^１〜Ｘ^４は、水素またはフッ素、塩素および臭素から選ばれるハロゲンで、少なくとも一つはハロゲン。)
【化１】

【選択図】なし

Description

本発明は、２−ナフトール誘導体の製造方法に関するものであり、この化合物は医薬、農薬、電子材料等の原料として利用できる。

本発明は、２−テトラロン誘導体を、酸無水物の存在下、硫酸により脱水素することによる２−ナフトール誘導体の製法に関する。
２−テトラロン誘導体から２−ナフトール誘導体を製造する方法としては、２−テトラロン誘導体を臭素等の臭素化剤で酸化的脱水素を行って１−ブロモ−２−ナフトール誘導体とし、接触還元や亜硫酸塩等によリ還元して２−ナフトール誘導体とする方法（特許文献１）や、臭化銅（II）等の酸化剤を用いて酸化的脱水素を行って２−ナフトール誘導体とする方法（特許文献２）や、貴金属触媒存在下に２−テトラロンと１，２−ジアリンオキサイドの混合物を反応させる方法（特許文献３）、また脱水素触媒存在下に２−テトラロン誘導体を脱水素して２−ナフトール誘導体を合成する方法として、メシチレンを溶媒としてパラジウムカーボン触媒存在下に還流下で反応する方法がある（非特許文献１）。

しかし、特許文献１では、毒性が強く取扱いにくい臭素を２モル倍以上と多量に使用されており好ましくない。また、１位が臭素化されたものが生成するため、還元処理が必要となり、操作が煩雑となる。特許文献２でも、毒性の強い臭化銅（II）を２モル倍と多量に使用されており、また廃棄物処理面での負荷が大きいという欠点を有している。

特許文献３では、１，２−ジアリンオキサイドの入手が困難である上に、２−テトラロールの副生が多<、収率が低いという欠点がある。特許文献４では、メシチレン還流下に反応させる必要があり、反応温度が高いという欠点がある。また、非特許文献１のように２−テトラロン誘導体としてアルキル基またはアルコキシ基を有するものを原料として用いる場合には問題はないが、ハロゲン化された２−テトラロン誘導体を原料として用いた場合、この方法により脱水素反応すると、ハロゲンが水素化分解を受けて脱離し、目的物の純度・収率の低下や、脱離したハロゲン化水素による腐食問題が発生する。特に工業的に製造する場合には、水素が溜まりやす<なって、前記副反応が進行しやすくなり好ましくない。

一方、シクロヘキサノン誘導体を原料として酢酸溶媒、無水酢酸存在下、硫酸により脱水素を行った後に、塩基性条件下で加水分解してフェノール誘導体を合成するという方法がある（非特許文献２）。
しかし、脱水素法としては注目される技術ではあるが、２−テトラロン誘導体を原料として酢酸容媒、無水酢酸存在下、硫酸により脱水素を行った場合、参照例１に示したように十分満足できる収率が得られない。

特開２００４−９１３６１号公報特開２００４−９１３６２号公報米国特許第３８９０３９７号明細書 J. Org. Chem., 63, 4140 (1998) J. Org. Chem., 39, 2126 (1974)

本発明の目的は、２−テトラロン誘導体を原料とした２−ナフトール誘導体を、より簡便な操作でかつ安価に製造することができる製造方法を提供することにある。

本発明者らは前記した従来技術の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ハロゲン化された２−テトラロン誘導体を、水と混和しない有機媒を用いて酸無水物の存在下、硫酸により脱水素した後に、加水分解することにより、高収率でハロゲン化された２−ナフトール誘導体が生成することを究明し、本発明を完成するに至った。

本発明は、下記一般式（Ｉ）で表される２−テトラロン誘導体を、

(式中、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４は、おのおの独立して水素原子、またはフッ素原子、塩素原子および臭素原子から選ばれるハロゲン原子を表す。Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４のうち少なくとも一つは前記ハロゲン原子である。)
水と混和しない有機容媒を用いて、酸無水物の存在下、硫酸により脱水素した後に、加水分解することを特徴とする一般式(II)で表される２−ナフトール誘導体の製造方法を提供する。

(式中、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４は、前記と同様)

以下に本発明の製造方法について詳しく説明する。
本発明で使用される原料は、下記一般式（Ｉ）で表される２−テトラロン誘導体である。

式中、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４は、おのおの独立して水素原子、またはフッ素原子、塩素原子および臭素原子から選ばれるハロゲン原子を表す。Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４のうち少な<とも一つは前記ハロゲン原子である。

一般式（Ｉ）で表される２−テトラロン誘導体の製造例を挙げれば、例えば一般式（III）で表されるフェニル酢酸誘導体を、

(式中、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４は、おのおの独立して水素原子、またはフッ素原子、塩素原子および臭素原子から選ばれるハロゲン原子を表す。Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４のうち少なくとも一つは前記ハロゲン原子である。)
塩化チオニル等の塩素化剤を用いることによって下記一般式（ＩＶ）で表されるフェニル酢酸ハロゲン化物誘導体へと導き、

(式中、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４は、前記と同様。Ｘ^５は塩素原子または臭素原子を表す。)
次いで塩化アルミニウム等のルイス酸触媒存在下でエチレンと反応させることにより容易に製造できる。

ただし、本発明で使用される原料は、上記一般式（Ｉ）で表される２−テトラロン誘導体であればよく、その製法には特に制限はない。

本発明における第一段階は、上記一般式（Ｉ）で表される２−テトラロン誘導体を脱水素して下記一般式（Ｖ）で表される２−アセトキシナフタレン誘導体とする工程である。

(式中、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４は、前記と同様。)

第一段階では、上記一般式（Ｉ）で表される２−テトラロン誘導体が、水と混和しない有機容媒を用いて、酸無水物の存在下、硫酸により脱水素される。

本発明における酸水物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸等を用いることができるが、無水酢酸が好ましい。酸無水物の使用量は、２−テトラロン誘導体に対して、モル比で２〜３０倍、好まし<は２．５〜２０倍である。

本発明に使用される酸化剤は、硫酸である。硫酸濃度は、特に限定されないが、通常９０〜９８％の濃硫酸である。硫酸濃度が低いとその分過剰の無水酢酸が必要となり、好ましくない。硫酸の使用量は、２−テトラロン誘導体に対して、モル比で０．８〜５倍、好ましくは０．９〜３倍程度である。

本発明は、水と混和しない有機容媒を使用する。使用される有機容媒は、反応条件下で安定であれぱ特に限定はされないが、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素、テトラブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル等の工一テルなどを挙げることができる。これらの有機容媒は、単独でも、また混合して使用してもよい。
溶媒の使用量は、２−テトラロン誘導体に対して、通常、０．５〜３０重量倍、好ましくは１〜１５重量倍程度である。

反応温度は、通常２０〜１６０℃、好ましくは４０〜１４０℃であり、反応時間は、原料がほぼ消失するまで持続すればよいが、通常０．１〜２４時間程度である。

脱水素反応終了後は、水と混和しない有機溶媒を使用した場合、水を添加することにより、有機層と水層に分離するため、有機層を分液して、必要であれば水洗し、有機層をそのままもしくは所定の量になるまで有機容媒を濃縮した後に第二段階の反応を行う。

本発明の第二段階は、脱水素反応で生成した上記一般式（Ｖ）で表される２−アセトキシナフタレン誘導体を、加水分解して下記一般式（II）で表される２−ナフトール誘導体(式中、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４は、前記と同様)とする工程である。

本発明に使用される加水分解触媒としては、硫酸、塩酸等の酸類、また水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の塩基類である。これらの触媒の使用量は、２−テトラロン誘導体に対して、モル比で１〜５０倍、好ましくは２〜２０倍程度である。また、これらの触媒は数％〜６０％程度の水溶液として使用される。

反応温度は、塩基触媒の場合は通常０〜５０℃程度、酸触媒の場合は通常８０〜１３０℃である。反応時間は、原料がほぼ消失するまで継続すれぱよいが、通常０．１〜２４時間程度である。

反応終了後は、塩基触媒を使用した場合には酸性化後に、酸触媒を使用した場合にはそのまま、有機溶媒で抽出して、必要であれば水洗し、得られた有機層をそのまま冷却晶析もしくは溶媒を除去して冷却晶析したり、貧溶媒を添加して冷却することにより結晶が析出するため、それを分離することにより２−ナフトール誘導体の結晶が得られる。

以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
尚、分析はガスクロマトグラフィを用いて行い、２−アセトキシ−７，８−ジフルオロナフタレン及び７，８−ジフルオロ−２−ナフトールの定量は、ナフタレンを内部標準物質とした内部標準法により実施した。

（参照例１）
撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた２００ｍｌガラス製フラスコに、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン７．９８ｇ（純度９１．３％；４０ミリモル）、無水酢酸５４．２ｇ（５３０．４ミリモル）及び酢酸５２．５ｇを仕込み、９６％硫酸９．０ｇ（８８．１ミリモル）を３６分かけて滴下後、１１７℃まで昇温し、同温度で１時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、反応液を水１５０ｇの中に添加して失活させ、トルエン５０ｇで３回抽出した後に、溶媒を留去して２−アセトキシ−７，８−ジフルオロナフタレンを含む濃縮物を得た。
この濃縮物にメタノール２５ｇと３０％水酸化ナトリウム水溶液２５ｇを加えて、室温で１時間反応させた後に、塩酸で酸性化し、トルエン５０ｇで３回抽出し、有機層を飽和食塩水５０ｇで洗浄後、溶媒を留去して濃縮物１３．３７ｇを得た。
この濃縮物をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、７，８−ジフルオロ−２−ナフトールの含有量は３８．４重量％で、収率は７１．２モル%であった。

（実施例１）
撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた１００ｍｌガラス製フラスコに、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン５．０ｇ（純度８０．１％；２１．７ミリモル）、無水酢酸３２．５ｇ（３１８．２ミリモル）及びトルエン２４．４ｇを仕込み、９６％硫酸４．４４ｇ（４３．５ミリモル）を３０分かけて滴下後、１１０℃まで昇温し、同温度で２時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、反応液を水２０ｇの中に添加して失活させ、分液した有機層からトルエンを留去して濃縮物６．５２ｇを得た。
この濃縮物をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、２−アセトキシ−７，８−ジフルオロナフタレンの含有量は６７．４重量％で、収率は９０．０モル%であった。
次にこの有機層が１５ｇになるまでトルエンを留去し、イソプロパノール５ｇと５０％硫酸水溶液１５ｇを添加し、１００℃まで昇温後、同温度で３時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、水層を分液した後、水５ｇで有機層を洗浄して、有機層１３．９ｇを得た。この有機層をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、７，８−ジフルオロ−２−ナフトールの含有量は２５．０重量％で、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン基準の収率は８７．８モル%であった。

（実施例２）
撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた１００ｍｌガラス製フラスコに、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン２．０ｇ（純度８０．１％；８．８ミリモル）、無水酢酸１３ｇ（１２７．３ミリモル）及び塩化メチレン１４．２ｇを仕込み、９６％硫酸１．７８ｇ（１７．４ミリモル）を１０分かけて滴下後、４４℃まで昇温し、同温度で４時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、反応液を水１５ｇの中に添加して失活させ、分液した有機層から塩化メチレンを留去して濃縮物４．５２ｇを得た。
この濃縮物をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、２−アセトキシ−７，８−ジフルオロナフタレンの含有量は３３．１重量％で、収率は７６．６モル%であった。
次にこの有機層から塩化メチレンを留去し、トルエン４ｇとイソプロパノール２ｇと５０％硫酸水溶液４ｇを添加し、１００℃まで昇温後、同温度で３時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、水層を分液した後、水４ｇで有機層を洗浄して、有機層５．３ｇを得た。この有機層をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、７，８−ジフルオロ−２−ナフトールの含有量は２２．６重量％で、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン基準の収率は７５．７モル%であった。

（実施例３）
撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた１００ｍｌガラス製フラスコに、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン５．０ｇ（純度８４．７％；２３．２ミリモル）、無水酢酸１６．３ｇ（１５９．１ミリモル）及びトルエン４８．８ｇを仕込み、９６％硫酸３．５６ｇ（３４．８ミリモル）を３０分かけて滴下後、１１０℃まで昇温し、同温度で２時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、反応液を水２０ｇの中に添加して失活させ、分液した有機層からトルエンを留去して濃縮物５．７ｇを得た。
この濃縮物をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、２−アセトキシ−７，８−ジフルオロナフタレンの含有量は８５．２重量％で、収率は９４．０モル%であった。
次にこの有機層が１５ｇになるまでトルエンを留去し、イソプロパノール５ｇと５０％硫酸水溶液１５ｇを添加し、１００℃まで昇温後、同温度で３時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、水層を分液した後、水５ｇで有機層を洗浄して、有機層１４．２ｇを得た。この有機層をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、７，８−ジフルオロ−２−ナフトールの含有量は２７．２重量％で、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン基準の収率は９２．１モル%であった。

（実施例４）
撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた５Ｌガラス製フラスコに、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン２７２．８ｇ（純度８７．５％；１．３１モル）、無水酢酸８０２．７ｇ（７．８６モル）及びキシレン２４５５ｇを仕込み、９６％硫酸１５４．２ｇ（１．５１モル）を２時間かけて滴下後、１１０℃まで昇温し、同温度で２時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、反応液を水１０９１ｇの中に添加して失活させ、分液して有機層２６５７．９ｇを得た。この有機層をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、２−アセトキシ−７，８−ジフルオロナフタレンの含有量は１０．１重量％で、収率は９２．１モル%であった。
次に、この有機層にイソプロパノール２３８．７ｇと塩酸５４０．５ｇを添加し、９５℃まで昇温後、同温度で１０時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、水層を分液した後、水７２４．７ｇで有機層を洗浄して、キシレンを一部留去して有機層８０１．３ｇを得た。この有機層をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、７，８−ジフルオロ−２−ナフトールの含有量は２７．０重量％で、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン基準の収率は９１．６モル%であった。

（実施例５）
撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた１００ｍｌガラス製フラスコに、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン５．７２ｇ（純度８７．５％；２７．５ミリモル）、無水酢酸１１．２ｇ（１０９．７ミリモル）及びキシレン４４．２ｇを仕込み、９６％硫酸２．８ｇ（２７．４ミリモル）を３０分かけて滴下後、１１０℃まで昇温し、同温度で２時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、反応液を水１１．４ｇの中に添加して失活させ、分液して有機層５５．２ｇを得た。この有機層をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、２−アセトキシ−７，８−ジフルオロナフタレンの含有量は１０．６重量％で、収率は９６．０モル%であった。
次にこの有機層が１７．２ｇになるまでキシレンを留去し、イソプロパノール５ｇと５０％硫酸水溶液１５ｇを添加し、１００℃まで昇温後、同温度で３時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、水層を分液した後、水５ｇで有機層を洗浄して、有機層１５．６ｇを得た。この有機層をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、７，８−ジフルオロ−２−ナフトールの含有量は２９．５重量％で、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン基準の収率は９３．１モル%であった。

（実施例６）
撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた１００ｍｌガラス製フラスコに、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン２．０ｇ（純度９４．４％；１０．４ミリモル）、無水酢酸１３．５ｇ（１３２．６ミリモル）、酢酸１３．１ｇ及びトルエン２１．７ｇを仕込み、９６％硫酸２．１２ｇ（２０．８ミリモル）を５分かけて滴下後、１０９℃まで昇温し、同温度で２時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、反応液を水５０ｇの中に添加して失活させ、トルエン３０ｇで３回抽出した後に、溶媒を留去して２−アセトキシ−７，８−ジフルオロナフタレンを含む濃縮物を得た。
この濃縮物にメタノール５ｇと１０％水酸化ナトリウム水溶液１５ｇを加えて、室温で１時間反応させた後に、塩酸で酸性化し、トルエン５０ｇで３回抽出し、有機層を飽和食塩水５０ｇで洗浄後、溶媒を留去して濃縮物４．０５ｇを得た。
この濃縮物をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、７，８−ジフルオロ−２−ナフトールの含有量は４０．７重量％で、収率は８８．１モル%であった。

（実施例７）
撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた１００ｍｌガラス製フラスコに、７，８−ジフルオロ−２−テトラロン２．０ｇ（純度９４．４％；１０．４ミリモル）、無水酢酸１３．５ｇ（１３２．６ミリモル）、酢酸１３．１ｇ及びクロロベンゼン２７．６ｇを仕込み、９６％硫酸２．１２ｇ（２０．８ミリモル）を５分かけて滴下後、１１０℃まで昇温し、同温度で１時間保持した。
反応終了後、室温まで冷却して、反応液を水３０ｇの中に添加して失活させ、トルエン３０ｇで３回抽出した後に、溶媒を留去して２−アセトキシ−７，８−ジフルオロナフタレンを含む濃縮物を得た。
この濃縮物にメタノール５ｇと１０％水酸化ナトリウム水溶液１５ｇを加えて、室温で１時間反応させた後に、塩酸で酸性化し、トルエン５０ｇで３回抽出し、有機層を飽和食塩水５０ｇで洗浄後、溶媒を留去して濃縮物３．７８ｇを得た。
この濃縮物をガスクロマトグラフィを用いて分析したところ、７，８−ジフルオロ−２−ナフトールの含有量は３９．６重量％で、収率は８０．１モル%であった。
上記参照例１および実施例１〜７の結果を表１にまとめて示した。

Claims

下記一般式（Ｉ）で表される２−テトラロン誘導体を、

(式中、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４は、おのおの独立して、水素原子、またはフッ素原子、塩素原子および臭素原子から選ばれるハロゲン原子を表す。Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４のうち少なくとも一つは前記ハロゲン原子である。)
水と混和しない有機溶媒を用いて、酸無水物の存在下、硫酸により脱水素した後に、加水分解することを特徴とする一般式（II）で表される２−ナフトール誘導体の製造方法。

(式中、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３およびＸ^４は、前記と同様)