CN107922302B - 2-羟基-1,4-萘醌的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高收率且低成本地大量生产2‑羟基‑1,4‑萘醌的方法。该方法是在钒催化剂的存在下、在(1)碱性水溶液中或(2)碱性水溶液和与水不相容的非活性的有机溶剂的混合物中,用过氧化氢水对2‑羟基萘进行氧化。

Description

2-羟基-1,4-萘醌的制造方法
技术领域
本发明涉及2-羟基-1,4-萘醌的制造方法。详细而言,本发明涉及以高收率且高纯度制造作为树脂制造原料、洁面乳中间体、医药农药中间体等有用的2-羟基-1,4-萘醌的方法。
背景技术
作为以2-羟基萘(或2-萘酚)为原料制造2-羟基-1,4-萘醌的方法,公开有在钴催化剂和苛性碱的存在下、在甲醇中用气态氧对2-羟基萘进行氧化的方法。然而,该方法必须使用固定于聚合物的称为吗啉钴(コバルトモルフォリン)催化剂的昂贵的催化剂。而且收率方面也存在问题。非专利文献1中记载有该方法。
作为以1-羟基萘为原料制造2-羟基-1,4-萘醌的方法,公开有在钒催化剂的存在下、在氢氧化钾水溶液中用过氧化氢水对1-羟基萘进行氧化的方法。然而,对于该方法而言,使用的原料的1-萘酚昂贵,而且收率也低,在成本方面存在问题。非专利文献2中记载有该方法。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:Catalysis Letters、141卷、12号、1808页(2011)
非专利文献2:医药杂志、74卷、1号、9页(1954)
发明内容
发明要解决的课题
本发明人对工业上简易且大量、而且能高收率且低成本地生产2-羟基-1,4-萘醌的方法进行了潜心研究,并实现了本发明。
用于解决课题的手段
本发明人等为了解决上述课题而反复进行了潜心研究,结果发现,通过在钒催化剂存在下、在(1)碱溶液中或(2)碱溶液和与水不相容的非活性的有机溶剂的混合物中,用过氧化氢对2-羟基萘进行氧化,能以高收率、高纯度得到2-羟基-1,4-萘醌,从而完成了本发明。
本发明涉及一种2-羟基-1,4-萘醌的制造方法,其是下式[I]所示的2-羟基-1,4-萘醌的制造方法,其特征在于,在钒催化剂存在下,在(1)碱水溶液中或(2)碱水溶液和与水不相容的非活性的有机溶剂的混合物中,用过氧化氢水对下式[II]所示的2-羟基萘进行氧化。
[化学式1]
Figure BDA0001577721430000021
[化学式2]
Figure BDA0001577721430000022
具体实施方式
下面,针对本发明详细地进行说明。
本发明中可作为起始原料使用的上述式[II]所示的2-羟基萘是公知的化合物,是从市场上能容易地获得的化合物。
对于本发明而言,在2-羟基萘中,加入以碱的量计例如为1倍摩尔~100倍摩尔、优选为2倍摩尔~10倍摩尔的例如为5%~50%的碱水溶液、优选为20%~30%的碱水溶液,进而,在该碱水溶液中加入相对于2-羟基萘以催化剂量计例如为0.01质量%~50质量%、优选为0.1质量%~5质量%的氧化钒(V)等钒催化剂。在得到的溶液中,使用相对于2-羟基萘例如为1倍摩尔~20倍摩尔、优选为3倍摩尔~10倍摩尔的例如为10%~60%的过氧化氢、优选为30%~40%的过氧化氢,在例如30℃~90℃、例如1小时~20小时、优选40℃~60℃、例如3小时~10小时的条件下加入。在反应后,为了得到上述式[I]的化合物,在反应液中,以例如相对于碱量例如为1倍摩尔~5倍摩尔、优选为1.1倍摩尔~2倍摩尔的量加入盐酸等酸而变成酸性,过滤收集析出的结晶。对经过滤收集的结晶进行水清洗,然后进行干燥,从而能够非常容易地以高收率且高纯度得到作为目标化合物的上述式[I]的化合物。另外,本反应可以在与水没有相容性的非活性的有机溶剂的共存下进行。
对于本发明中使用的钒催化剂,只要是含有氧化钒作为成分、对于将2-羟基萘转化成2-羟基-1,4-萘醌具有催化作用的催化剂即可,组成不限。具体而言,可以使用例如氧化钒(III)、氧化钒(IV)、氧化钒(V)、偏钒酸铵、钒酸钾等。特别适宜为氧化钒(V)。
本反应可在碱溶液中进行,或在碱溶液和与水不相容的非活性的有机溶剂的混合物中进行。作为碱,适宜为碱金属,特别适宜为碱金属的氢氧化物。具体而言,作为碱,适宜为氢氧化钠、氢氧化钾。这些碱可以单独使用,或者也可以以混合物的形式使用。
本发明的氧化反应在碱溶液与有机溶剂的混合物中进行的情况下,有机溶剂只要是对本反应的进行没有实质性影响的有机溶剂即可。具体而言,适宜为苯、甲苯、二甲苯、氯苯等各种芳香族烃类,戊烷、己烷、庚烷、环己烷等各种环状或非环状脂肪族烃类等。特别优选的非活性的有机溶剂为甲苯。
对于有机溶剂的量,适宜以相对于碱溶液例如为0.01倍~10倍、优选为0.1倍~2倍的量来使用。
在本发明中,通常在10℃~100℃、优选30℃~60℃的温度下进行氧化反应。
盐酸等酸的浓度适宜为例如1%~100%、优选为20%~100%。
另外,对于反应液的冷却,适宜为例如60℃~0℃、优选为30℃~5℃。
本发明的制造方法是通过在钒催化剂存在下、在(1)碱溶液中或(2)碱水溶液和与水不相容的非活性的有机溶剂的混合物中,用过氧化氢水对2-羟基萘进行氧化,从而高收率地得到高纯度的2-羟基-1,4-萘醌的方法。
实施例
下面,通过实施例进一步说明本发明,但本发明的范围并不受这些实施例的任何限制。
实施例1
2-羟基-1,4-萘醌的合成
在28%氢氧化钠水溶液(35.8g)中,加入氧化钒(V)(273mg)、甲苯(30ml)、2-羟基萘(7.20g),在45℃下经4小时滴加35%过氧化氢水(29.1g)。在反应液中滴加35%盐酸(31.3g),将反应液冷却至10℃。过滤收集析出的结晶,并用水进一步清洗、自然干燥。得到2-羟基-1,4-萘醌6.6g(收率90%)。纯度为99%。此处,碱相对于2-羟基萘的摩尔比为5倍摩尔,钒催化剂相对于2-羟基萘的量为3.8质量%,过氧化氢相对于2-羟基萘的量为6倍摩尔。
比较例1
在28%氢氧化钠水溶液(35.8g)中,加入甲苯(30ml)、2-羟基萘(7.20g),在45℃下经4小时滴加35%过氧化氢水(29.1g)。未能得到2-羟基-1,4-萘醌。此处,碱相对于2-羟基萘的摩尔比为5倍摩尔,过氧化氢相对于2-羟基萘的量为6倍摩尔。
比较例2
在水(35.8g)中,加入氧化钒(V)(273mg)、甲苯(30ml)、2-羟基萘(7.20g),在45℃下经4小时滴加35%过氧化氢水(29.1g)。进行与实施例1同样的处理,得到焦油状物质,通过NMR可以确认仅以5%以下的收率生成2-羟基-1,4-萘醌。此处,钒催化剂相对于2-羟基萘的量为3.8质量%,过氧化氢相对于2-羟基萘的量为6倍摩尔。
如上述所示,本发明的制造方法是以高收率且高纯度制造作为制造工业上有用的化合物的中间体化合物的2-羟基-1,4-萘醌的方法。

Claims (4)

1.一种2-羟基-1,4-萘醌的制造方法,其是下式[I]所示的2-羟基-1,4-萘醌的制造方法,其特征在于,在钒催化剂的存在下混合下式[II]所示的2-羟基萘和(1)20%至30%的碱性水溶液或(2)20%至30%的碱性水溶液和与水不相容的非活性的有机溶剂的混合物,以形成碱性的混合水溶液;及[化学式1]
Figure FDA0002620936210000011
[化学式2]
Figure FDA0002620936210000012
以相对于2-羟基萘为3倍至10倍的摩尔量,添加30%至40%的过氧化氢至所述碱性的混合水溶液中,以氧化2-羟基萘。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述碱性水溶液为氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述钒催化剂为氧化钒(V)。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述有机溶剂为脂肪族烃、环式脂肪族烃或芳香族烃。
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