CN1845892A - 具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或其衍生物的立体异构体的分离方法 - Google Patents

具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或其衍生物的立体异构体的分离方法 Download PDF

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CN1845892A CNA2004800253211A CN200480025321A CN1845892A CN 1845892 A CN1845892 A CN 1845892A CN A2004800253211 A CNA2004800253211 A CN A2004800253211A CN 200480025321 A CN200480025321 A CN 200480025321A CN 1845892 A CN1845892 A CN 1845892A
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Abstract

本发明目的在于提供一种以高效、高纯度地从含有具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或其衍生物的内体和外体的混合物中取出任意一种立体异构体的方法。本发明涉及一种内体和外体的分离方法，其特征在于是以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体或外体的分离方法，其中包括将主要含有以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体、和以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的外体的混合物，与碱性化合物和溶剂一起搅拌混合的工序。

Description

具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或其衍生物 的立体异构体的分离方法
技术领域
本发明涉及具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或其衍生物的外(exo)体和内(endo)体的分离方法。
而且本发明还涉及具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸的盐的外体和内体的分离方法。
此外本发明涉及采用上述方法得到的、被精制成高纯度的具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或其衍生物的内体或外体。
背景技术
具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或二元酸酐用作农药原料和工业原料。具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或二元酸酐，作为异构体已知存在熔点和反应性能等不同的内体和外体。
[化1]
Figure A20048002532100061
5-降冰片烯-内(endo)-2，3-二羧酸酐
[化2]
5-降冰片烯-外(exo)-2，3-二羧酸酐
[化3]
Figure A20048002532100071
5-降冰片烷-内-2，3-二羧酸酐
[化4]
Figure A20048002532100072
5-降冰片烷-外-2，3-二羧酸酐
关于具有降冰片烯结构的二羧酸酐，例如使5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐与胺化合物反应后，使其开环聚合的虽然能够得到作为具有高的玻璃化转移点和低介电常数等特征的电子材料有用的酰亚胺化合物，但是已知由于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐的立体结构，使聚合反应性和得到的聚合物的性质各不相同(例如参见《大分子(Macromolecules)》美国、25卷、1992年5150页)。而且即使在使5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐的酰亚胺的烯烃部分加成聚合得到低介电常数聚合物的情况下，就反应性而言已知外体比内体优良(例如参见特开2002-30115、特开2002-88120及特开2002-284812等号公报)。此外，作为外体衍生物的四元羧酸是可溶性聚酰亚胺酸的原料(例如参见特开昭63-57589号公报)。因此，对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸或其酸酐的内体和外体而言，由于其反应性等不同，所以有用性因用途而异。
一般而言，这种5-降冰片烯-2，3-二羧酸或其酸酐，可以利用马来酸或马来酸酐与环戊二烯之间的狄尔斯-阿德尔反应制备，得到其外体含量少、其内体是主要成分的生成物。
因此为了得到5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其酐，通常将作为在上述狄尔斯-阿德尔反应得到的主要成分的5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸或其酐与少量5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其酐组成的混合物，单独或者与十氢化萘等一起加热，使内体热异构化成外体(例如参见《美国化学会志(TheJournal of American Chemical Society)》1963年115-116页)。然而，5-降冰片烯-2，3-二羧酸或其酐的内体和外体，在140℃至150℃下内体与外体之比大约等于54/46时达到平衡状态，所以仅用加热异构化时，就不能仅仅取出外体。因此，一般通过反复再结晶，才能得到纯净的5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其酐(例如参见《美国化学会志(The Journal ofAmerican Chemical Society)》1967年69卷6896页)。但是，为了用再结晶法得到高纯度5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其酐，必须将再结晶重复数次，或者在再结晶时采用大量溶剂，因此就会出现5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其酐的收率低这一问题。而且难以从内体与外体的混合物中以高效率取出高纯度的含有比率低的立体异构体。
此外有人报道说，实验上以乙醇作溶剂，以三乙胺作催化剂，利用300nm光线进行光异构化反应得到了5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸(例如参见《化学通信(Chemistry Letters)》(日本)1991年1173-1176页)。然而，这种方法由于使用胺和醇，所以有醇与酸酐反应的问题。
另外，具有降冰片烷结构的二羧酸或酸酐，一般例如通过将在上述的狄尔斯-阿德尔反应得到的5-降冰片烯-2，3-二羧酸或其酐加氢的方式制备，得到含有少量外体的其内体是主要成分的生成物。因此，关于具有降冰片烷结构的二羧酸或酸酐同样具有难于从内体和外体的混合物中，以高效率和高纯度取出含有比率低的立体异构体的问题。
发明的公开
本发明目的在于解决上述课题，提供一种从含有具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或其衍生物的内体和外体的混合物中，以高效取出高纯度任何一种立体异构体的方法。
而且本发明目的还在于提供一种从含有具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸的盐的内体和外体的混合物中以高效取出高纯度任何一种立体异构体。
而且发明目的在于提供一种以高纯度得到分离的、具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或其衍生物的内体。
而且发明目的在于提供一种以高纯度得到分离的、具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或其衍生物的外体。
本发明人等经过深入研究后发现，利用具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸的内体的中和盐与外体的中和盐间的溶解度之差，能够以高效取出高纯度的任何一种立体异构体，因而完成了本发明。
因此本发明可以提供一种内体与外体的分离方法，其特征在于是对通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体与外体进行分离的方法，其中包括将主要含有以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体、和以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的外体的混合物，与碱性化合物和溶剂一起搅拌混合的工序。
[化5]
Figure A20048002532100091
(式中R1～R8表示氢原子、甲基、乙基或丁基。)
[化6]
(式中R’1～R’10表示氢原子、甲基、乙基或丁基。)
本发明优选提供这样一种上述内体和外体的分离方法，是对通式(1)表示的二羧酸或其衍生物的内体和外体进行分离的方法，其中包括将主要含有以通式(1)表示的二羧酸或其衍生物的内体及外体的混合物，与碱性化合物和溶剂一起搅拌混合的工序。
而且本发明优选提供这样一种上述内体和外体的分离方法，是对通式(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体和外体进行分离的方法，其中包括将主要含有以通式(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体及外体的混合物，与碱性化合物和溶剂一起搅拌混合的工序。
而且本发明可以提供一种内体与外体的分离方法，其特征在于是对通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的内体和外体进行分离的方法，其中包括将主要含有以通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的内体、和以通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的外体的混合物，与溶剂一起搅拌混合的工序。
[化7]
Figure A20048002532100101
(式中R1～R8表示氢原子、甲基、乙基或丁基。)
[化8]
Figure A20048002532100102
(式中R’1～R’10表示氢原子、甲基、乙基或丁基。)
本发明优选提供这样一种上述内体和外体的分离方法，是对通式(1)表示的二羧酸的盐的内体和外体进行分离的方法，其中包括将主要含有以通式(1)表示的二羧酸的盐的内体及外体的混合物，与溶剂一起搅拌混合的工序。
而且本发明优选提供这样一种上述内体和外体的分离方法，是对通式(2)表示的二羧酸的盐的内体和外体进行分离的方法，其中包括将主要含有以通式(2)表示的二羧酸的盐的内体及外体的混合物，与溶剂一起搅拌混合的工序。
而且上述内体与外体的分离方法，还可以包括将由搅拌混合工序得到的混合物过滤，以液相得到通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐内体的，或者以固相得到通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐外体的工序。
而且上述内体与外体的分离方法，还可以包括从通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的内体或外体，得到通式(1)或(2)表示的二羧酸的内体或外体的工序。
而且上述内体与外体的分离方法，还可以包括从通式(1)或(2)表示的二羧酸或其盐的内体或外体，得到通式(1)或(2)表示的二羧酸酸酐的内体或外体的工序。
而且按照本发明，可以提供一种利用上述方法得到的通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体。
而且按照本发明，可以提供一种利用上述方法得到的通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的外体。
本申请的公开，与2003年9月3日提出的特愿2003-311121号申请记载的主题有关，因此通过引用将其公开的内容援引于此。
具体实施方式
本发明的通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体与外体的分离方法，其特征在于其中包括将主要含有通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体(以下也记作“通式(1)或(2)类内体”)、及通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的外体(以下也记作“通式(1)或(2)类外体”)的混合物(以下也记作“通式(1)或(2)类混合物”)，与碱性化合物和溶剂一起搅拌混合的工序。
[化9]
Figure A20048002532100121
式中，R1～R8表示氢原子、甲基、乙基或丁基。优选R1～R8全部同时为氢，或者R1～R8中一个是甲基、乙基或丁基，其余的R1～R8是氢原子。
[化10]
Figure A20048002532100122
式中，R’1～R’10表示氢原子、甲基、乙基或丁基。优选R’1～R’10全部同时为氢，或者R’1～R’10中一个是甲基、乙基或丁基，其余的R’1～R’10是氢原子。
本发明中所述的通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物，既可以是含有通式(1)表示的二羧酸或其衍生物或通式(2)表示的二羧酸或其衍生物中的至少之一，也可以是含有通式(1)表示的二羧酸或其衍生物和通式(2)表示的二羧酸或其衍生物二者。按照本发明，只要是含有通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体和外体的混合物，不管是哪种混合物都能将内体与外体分离。
本发明中使用的通式(1)或(2)类混合物并无特别限制。通式(1)表示的二羧酸或其衍生物，可以利用后述的马来酸或马来酸酐与环戊二烯之间的狄尔斯-阿德尔反应等得到，而且通式(2)表示的二羧酸或其衍生物，可以利用后述的通式(1)表示的二羧酸或其衍生物的加氢反应等得到。
本发明中，通式(1)中优选R1～R8全部为氢原子，或者R1～R8中任意一个是甲基。而且通式(2)中优选R’1～R’10全部为氢原子，或者R’1～R’10中任意一个是甲基。
本发明中，通式(1)或(2)类内体与通式(1)或(2)类外体，可以各自单独使用或者两种以上混合使用。
通式(1)或(2)类内体与通式(1)或(2)类外体之间的混合比虽然可以任意，但是优选由[通式(1)或(2)类外体]/([通式(1)或(2)类外体]+[通式(1)或(2)类内体])×100[％]表示的通式(1)或(2)类外型立体异构体的比率率[％]，处于1％以上且99％以下范围内，更优选处于3％以上且97％以下范围内。
本发明中，通式(1)或(2)表示的二羧酸的衍生物，是指通式(1)或(2)表示的二羧酸的酸酐或盐。作为二羧酸的盐，既可以是二羧酸的单盐，也可以是二羧酸的二盐，而且还可以是单盐和二盐的混合物。作为二羧酸的盐，例如可以举出二羧酸与钠、钾、锂等碱金属盐，二羧酸与镁、钙等碱土金属盐，二羧酸与铵、三甲胺、四甲胺等铵盐，这些盐可以单独使用或者两种以上混合使用。
本发明中，通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物，是指含有从通式(1)或(2)表示的二羧酸、二羧酸酐、及二羧酸的盐中选出的至少一种物质的二羧酸或其衍生物，也可以是含有通式(1)或(2)表示的二羧酸、二羧酸酐及二羧酸的盐全部物质的二羧酸或其衍生物。
本发明的通式(1)或(2)类混合物，优选至少含有通式(1)或(2)表示的二羧酸的内体、二羧酸酸酐的外体、二羧酸的外体或二羧酸酸酐的外体中任何一种物质。
而且通式(1)或(2)类混合物，除含有通式(1)或(2)类内体和通式(1)或(2)的外体以外，在能够对通式(1)或(2)类内体与通式(1)或(2)类外体进行分离的范围内，也可以含有少量例如在狄尔斯-阿德尔反应中使用的原料，例如马来酸、马来酸酐、柠康酸、柠康酸酐、环戊二烯、甲基环戊二烯、二环戊二烯、甲基环戊二烯二聚体等，将其氢化的琥珀酸、琥珀酸酐、甲基琥珀酸、甲基琥珀酸酐、三环[5.2.1.02.6]癸烷、甲基环戊二烯二聚体等氢化物等。
作为本发明使用的碱性化合物，例如可以举出氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物，碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾等碳酸盐，乙酸锂、乙酸钠、乙酸钾等乙酸盐，磷酸锂、磷酸钠、磷酸钾等磷酸盐，三甲胺、三乙胺、吡啶、哌啶等胺类，氨等。本发明中，优选使用碱金属氢氧化物，更优选使用氢氧化钠。碱性化合物优选以液体形式加入，更优选以溶液形式加入，最好以水溶液形式加入。以溶液形式加入碱性化合物的情况下，用于溶解碱性化合物的溶剂，其使用量也被设定成在后述的溶剂用量范围内。
碱性化合物相对于通式(1)或(2)类混合物的用量优选处于0.35当量以上且8当量以下。碱性化合物的用量一旦低于上述范围，由于通式(1)或(2)类内体不能充分溶解，所以造成有时分离困难。反之一旦超过上述范围，有时会使得到的固相立体异构体比率降低。
本发明中规定的相对于通式(1)或(2)类混合物或者通式(1)或(2)类内体的当量，是指在通式(1)或(2)类混合物中加入碱性化合物和溶剂搅拌混合后的当量，在通式(1)或(2)类混合物中起初就含有二羧酸的盐的情况下，该盐在本发明中也规定为包含在碱性化合物的当量中。
本发明中优选用水作为溶剂，也可以与水同时使用水混合性溶剂。作为水混合性溶剂，例如可以举出甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等醇类，丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类，乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚等乙二醇衍生物类，乙酸乙酯、乙酸异丙酯等酯类，N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类，二甲基亚砜、乙腈等。
使用的溶剂量取决于添加的溶剂及其量，相对于6毫摩尔通式(1)或(2)类混合物优选使用0.7克以上且20克以下。溶剂的用量一旦低于上述范围，酸与碱的反应因不能充分进行而有时使分离变得困难，而且一旦超过上述范围混合物就会完全溶解而有时不能分离。
通式(1)或(2)类混合物、碱性化合物和溶剂的混合顺序虽然任意，但是优选在将混合物与溶剂混合后，一边搅拌混合液一边以溶液形式加入碱性化合物。
搅拌时的温度只要处于0℃以上且120℃以下或溶剂沸点以下即可，但是更优选处于30℃以上且90℃以下。
是因为一旦超过120℃进行反应，则通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的立体异构化反应有可能进行，通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物有可能产生分解。
搅拌时间优选为5分钟至40小时。低于5分钟时，碱性化合物与通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物之间的反应进行得不充分，有时使分离变得困难。
通过进行本工序，通式(1)或(2)类的大部分内体在溶剂中溶解，通式(1)或(2)类的大部分外体不溶解，内体与外体得以分离，得到悬浮液。过滤得到的悬浮液，利用其他的分离液体与固体的简便方法，可以得到通式(1)或(2)表示的二羧酸的内体盐、和通式(1)或(2)表示的二羧酸的外体盐。
例如在含有通式(1)表示的二羧酸或其衍生物与通式(2)表示的二羧酸或其衍生物的混合物的情况下，能够将液相(含有通式(1)类内体和通式(2)类内体)与固相(含有通式(1)类外体和通式(2)类外体)分离。
例如，若是由5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸或其衍生物与降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其衍生物组成的混合物，则能够将5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸或其衍生物以液相，将降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其衍生物以固相分离；同样，若是由5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸或其衍生物或其衍生物、5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其衍生物及5-降冰片烷-内-2，3-二羧酸或其衍生物组成的混合物，则能够将5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸或其衍生物以液相，以5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其衍生物及5-降冰片烷-外-2，3-二羧酸或其衍生物以固相分离。
通式(1)或(2)表示的二羧酸的衍生物以盐形式得到分离，被分离的通式(1)表示的二羧酸的盐的内体、被分离的通式(1)表示的二羧酸的盐的外体、通式(2)表示的二羧酸的盐的内体或通式(2)表示的二羧酸的盐的外体，通过与酸，例如盐酸、硫酸、磷酸、乙酸混合，能够制成由对应的通式(1)表示的二羧酸的内体、通式(1)表示的二羧酸的外体、通式(2)表示的二羧酸的内体或通式(2)表示的二羧酸的外体。例如若是5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸盐、5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸盐、降冰片烷-内-2，3-二羧酸盐或5-降冰片烷-外-2，3-二羧酸盐，通过与酸，例如盐酸、硫酸、磷酸、乙酸混合，能够分别制成5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸、5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸、5-降冰片烷-内-2，3-二羧酸或5-降冰片烷-外-2，3-二羧酸。
具体讲，例如将二羧酸的内体或外体在40～100℃下溶解在含酸的水溶液中，搅拌1分钟～40小时后，冷却至0～35℃能使二羧酸酐的内体或外体以晶体形式析出。
此外，根据需要，利用一般方法，例如直接加热或者与乙酸酐一起加热、在溶剂中制成单酯后加热、在高温高压下脱水等方法，将通式(1)表示的二羧酸的内体、通式(1)表示的二羧酸的外体、通式(2)表示的二羧酸的内体、和通式(2)表示的二羧酸的外体，分别制成对应的通式(1)表示的二羧酸酸酐的内体、通式(1)表示的二羧酸酸酐的外体、通式(2)表示的二羧酸酸酐的内体、和通式(2)表示的二羧酸酸酐的外体。利用一般方法，例如直接加热或者与乙酸酐一起加热、在溶剂中制成单酯后加热等方法，能够将例如得到的5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸、5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸、降冰片烷-内-2，3-二羧酸或降冰片烷-外-2，3-二羧酸，分别制成5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐、5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸酐、降冰片烷-内-2，3-二羧酸酐或降冰片烷-外-2，3-二羧酸酐。
具体讲，例如将二羧酸的内体和外体，在40～100℃下溶解在乙酸酐中，搅拌1分钟～40小时后，冷却至0～35℃能使二羧酸酐的内体或外体以晶体形式析出。
或者在需要时利用一般方法，例如直接与乙酸酐一起加热等方法，将被分离的通式(1)表示的二羧酸的盐的内体、通式(1)表示的二羧酸的盐的外体、通式(2)表示的二羧酸的盐的内体、和通式(2)表示的二羧酸的盐的外体，分别制成对应的通式(1)表示的二羧酸酸酐的内体、通式(1)表示的二羧酸酸酐的外体、通式(2)表示的二羧酸酸酐的内体或通式(2)表示的二羧酸酸酐的外体。
作为本发明分离方法的优选方式，例如可以列举如下。
I.一种内体和外体的分离方法，是通式(1)表示的二羧酸或其衍生物的内体与外体的分离方法，其中包括将主要含有通式(1)表示的二羧酸或其衍生物的内体(以下也叫作“通式(1)类内体”)及通式(1)表示的二羧酸或其衍生物的外体(以下也叫作“通式(1)类外体”)的混合物(以下也叫作“通式(1)类混合物”)，与碱性化合物和溶剂搅拌混合的工序。
II.一种内体和外体的分离方法，是通式(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体与外体的分离方法，其中包括将主要含有通式(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体(以下也叫作“通式(2)类内体”)及通式(2)表示的二羧酸或其衍生物的外体(以下也叫作“通式(2)类外体”)的混合物(以下也叫作“通式(2)类混合物”)，与碱性化合物和溶剂搅拌混合的工序。
以下依次说明本发明的优选的实施方式。
I.包括将通式(1)类混合物，与碱性化合物和溶剂搅拌混合工序的内体与外体的分离方法。
可以在本发明中使用的通式(1)类混合物没有特别限制，各种均可使用。例如，对于作为主要含有R1～R8是氢原子的5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸或其衍生物和5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其衍生物的混合物没有特别限制，可以使用由马来酸或马来酸酐与环戊二烯经过狄尔斯-阿德尔反应得到的混合物。
而且，例如，对于主要含有作为R1、R4～R8中任一个是甲基的甲基-5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸或其衍生物和甲基-5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其衍生物的混合物没有特别限制，可以使用由马来酸或马来酸酐与甲基环戊二烯经过狄尔斯-阿德尔反应得到的混合物。
此外，例如，对于主要含有作为R2或R3是甲基的甲基-5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸或其衍生物和甲基-5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其衍生物的混合物没有特别限制，可以使用由柠康酸或柠康酸酐与环戊二烯经过狄尔斯-阿德尔反应得到的混合物。
这些通式(1)类混合物，既可以使用通过狄尔斯-阿德尔反应得到的外体含量低的混合物，也可以使用将通过狄尔斯-阿德尔反应得到的内体与外体的混合物热异构化或者光异构化后，外体含量高的混合物。而且还可以使用经过重结晶法利用狄尔斯-阿德尔反应得到的混合物中得到任意一种异构体后的残留物；不仅如此，也可以使用利用本发明方法由狄尔斯-阿德尔反应得到的混合物中分离得到任意-种异构体后的残留物。
本发明中通式(1)类内体和通式(1)类外体，可以分别单独使用或者两种以上混合使用。
通式(1)所示二羧酸的实例，可以举出5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸、1-甲基-5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸、2-甲基-5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸、3-甲基-5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸、4-甲基-5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸、5-甲基-5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸、6-甲基-5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸、顺式-7-甲基-5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸、反式-7--甲基-5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸、5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸、1-甲基-5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸、2-甲基-5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸、3-甲基-5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸、4-甲基-5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸、5-甲基-5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸、6-甲基-5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸、顺式-7-甲基-5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或反式-7-甲基-5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸、以及替代这些化合物中的甲基，具有乙基或丁基的化合物等。
本发明中优选使用含有5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸或其衍生物及5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其衍生物的混合物作为通式(1)类化合物。
通式(1)类内体与通式(1)类外体的混合比虽然是任意的，但是优选使[通式(1)类内体]/([通式(1)类外体]+[通式(1)类内体])×100[％]表示的通式(1)类外型立体异构体比率(％)处于1％以上且99％以下范围内，更优选处于3％以上且97％以下范围内。
碱性化合物的优选用量，相对于通式(1)类内体处于0.2当量以上、相对于通式(1)类混合物处于8当量以下。碱性化合物的用量低于上述范围时，因通式(1)类内体溶解不充分而有时难于分离，而一旦超过上述范围有时就会使固相的立体异构体比率降低。
本发明中规定的相对于通式(1)类混合物或者相对于通式(1)类内体的当量，是指在通式(1)类混合物中加入碱性化合物及溶剂搅拌混合后的当量，当通式(1)类混合物起初含有通式(1)所示二羧酸的盐的情况下，该盐在本发明中也规定为包含在碱性化合物的当量中。例如，当使用由0.9摩尔5-降冰片烯-2，3-二羧酸和0.1摩尔5-降冰片烯-2，3-二羧酸单钠盐组成的混合物作为混合物的情况下，为使碱性化合物达到混合物的0.2当量，加入0.3摩尔氢氧化钠。
使用溶剂量取决于添加的溶剂及其量，优选使用相对于6毫摩尔通式(1)类混合物为0.7克以上、且相对于6毫摩尔通式(1)类混合物为10克或者相对于6毫摩尔通式(1)类内体为20克中任意较多量以下。溶剂用量一旦低于上述范围，酸与碱的反应因未充分进行而有时使分离变得困难，而且一旦超过上述范围混合物有时就会因溶解而不能分离。
以下例示本发明的通式(1)类内体和通式(1)类外体分离方法中碱性化合物及溶剂的更优选用量。
1)要得到通式(1)类内体的情况下，碱性化合物用量优选相对于通式(1)类混合物为0.6当量以上且8当量以下。而且溶剂相对于6毫摩尔通式(1)类混合物的用量为0.7克以上且10克以下。
2)要得到高纯度通式(1)类内体的情况下，碱性化合物用量优选相对于通式(1)类混合物为0.6当量以上且2当量以下。而且溶剂用量为，相对于6毫摩尔通式(1)类混合物的0.7克以上、且相对于6毫摩尔通式(1)类混合物为4克或者相对于6毫摩尔通式(1)类内体为8克中任意较多量以下。
3)要得到通式(1)类外体的情况下，碱性化合物用量优选相对于通式(1)类内体为0.2当量以上，相对于通式(1)类混合物处于8当量以下。而且溶剂的优选用量，相对于6毫摩尔通式(1)类混合物为0.7克以上、且相对于6毫摩尔通式(1)类混合物为10克或者相对于6毫摩尔通式(1)类内体为20克中任意较多量以下。
4)要得到通式(1)类外体的情况下，碱性化合物用量更优选相对于通式(1)类内体处于0.85当量以上，相对于通式(1)类混合物处于2当量以下。而且溶剂的更优选用量为，相对于6毫摩尔通式(1)类混合物为4克或者相对于6毫摩尔通式(1)类内体为8克中任意较少量以上、且相对于6毫摩尔通式(1)类混合物处于10克以下。
5)要得到通式(1)类外体的情况下，而且在通式(1)类混合物中通式(1)类外体按立体异构体比率计算含有45％以上的情况下，碱性化合物用量更优选相对于通式(1)类内体处于0.2当量以上，相对于通式(1)类混合物处于0.7当量以下。而且溶剂的更优选用量相对于6毫摩尔通式(1)类内体处于8克以上且20克以下。
通过进行本工序，通式(1)类内体中的大部分溶解，通式(1)类外体中大部分不溶，得到悬浮液。利用过滤和其他的分离液体与固体的简便方法，从得到的悬浮液中可以分离出通式(1)表示的二羧酸的内体盐与通式(1)表示的二羧酸的外体盐。
按照本发明，能够从含有一种或两种以上通式(1)类内体及一种或两种以上通式(1)类外体的混合物中将通式(1)类内体与通式(1)类外体分离。这种情况下若是内体，即使混合物中含有通式(1)表示的多种化合物，也能将其以内体的混合物形式(固相)分离；同样若是外体，即使混合物中含有通式(1)表示的多种化合物，也能将其以外体的混合物形式(液相)分离。例如，若混合物是2-甲基-5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸、2-甲基-5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸及5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸的混合物，则采用本发明能够以2-甲基-5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸与2-甲基-5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸及5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸的混合物形式分离出。
II.包括将通式(2)类混合物，与碱性化合物和溶剂搅拌混合工序的内体与外体的分离方法
可以在本发明中使用的(2)类混合物没有特别限制，各种均可使用。本发明中可以采用将通式(1)类混合物氢化得到的混合物作为通式(2)类混合物。
例如，对于含有R’1～R’10是氢原子的降冰片烷-内-2，3-二羧酸或其衍生物和降冰片烷-外-2，3-二羧酸或其衍生物的混合物没有特别限制，可以使用将上述5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸或其衍生物和5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其衍生物中五位上的双键加氢得到的混合物。
而且例如，对于含有R’1～R’10中任意一个基团是甲基的甲基-降冰片烷-内-2，3-二羧酸或其衍生物和甲基-降冰片烷-外-2，3-二羧酸或其衍生物的混合物没有特别限制，可以使用将含有甲基-降冰片烯-内-2，3-二羧酸或其衍生物和甲基-降冰片烯-外-2，3-二羧酸或其衍生物的混合物中五位上的双键加氢得到的混合物。
作为这些通式(2)类混合物，既可以使用将通过狄尔斯-阿德尔反应得到的通式(1)类混合物加氢的外体含有率低的混合物，也可以使用将通过狄尔斯-阿德尔反应得到的通式(1)类混合物氢化，进而进行热异构化或者光异构化，外体含有率得以提高的混合物。而且还可以使用经过重结晶法从通式(1)类混合物中得到任意一种异构体后的残留物，此外也可以利用本发明方法从通式(2)类混合物中分离出任意一种异构体后的残留物。
加氢时，使用金属催化剂、金属氧化物或硫化物催化剂、金属络合物催化剂等加氢催化剂，在氢气气氛和加热下进行。加热温度优选为40～90℃。
本发明中通式(2)类内体和通式(2)类外体，可以分别单独使用或者两种以上混合使用。
作为通式(2)所示二羧酸的实例，可以举出降冰片烷-内-2，3-二羧酸、1-甲基-降冰片烷-内-2，3-二羧酸、2-甲基-降冰片烷-内-2，3-二羧酸、3-甲基-降冰片烷-内-2，3-二羧酸、4-甲基-降冰片烷-内-2，3-二羧酸、5-甲基-降冰片烷-内-2，3-二羧酸、6-甲基-降冰片烷-内-2，3-二羧酸、顺式-7-甲基-降冰片烷-内-2，3-二羧酸、反式-7-甲基-降冰片烷-内-2，3-二羧酸、降冰片烷-外-2，3-二羧酸、1-甲基-降冰片烷-外-2，3-二羧酸、2-甲基-降冰片烷-外-2，3-二羧酸、3-甲基-降冰片烷-外-2，3-二羧酸、4-甲基-降冰片烷-外-2，3-二羧酸、5-甲基-降冰片烷-外-2，3-二羧酸、6-甲基-降冰片烷-外-2，3-二羧酸、顺式-7-甲基-降冰片烷-外-2，3-二羧酸或反式-7-甲基-降冰片烷-外-2，3-二羧酸、以及替换这些化合物中的甲基而具有乙基或丁基的化合物等。
本发明中优选使用含有降冰片烷-内-2，3-二羧酸或其衍生物及降冰片烷-外-2，3-二羧酸或其衍生物的混合物作为通式(2)类化合物。
通式(2)类内体与通式(2)类外体的混合比虽然是任意的，但是优选使[通式(2)类外体]/([通式(2)类外体]+[通式(2)类内体])×100[％]表示的通式(2)类外型立体异构体比率(％)处于1％以上且99％以下范围内，更优选处于10％以上且90％以下范围内。
碱性化合物的优选用量，相对于通式(2)类化合物处于0.35当量以上且8当量以下。碱性化合物的用量低于上述范围时，因酸和碱的反应不能充分进行而有时难于分离，而一旦超过上记范围就有时会使固相的立体异构体比率降低。
本发明中规定的相对于通式(2)类混合物或者相对于通式(2)类内体的当量，是指在通式(2)类混合物中加入碱性化合物及溶剂搅拌混合后的当量，当通式(2)类混合物起初含有通式(2)所示二羧酸的内体或外体的盐的情况下，该盐在本发明中也规定为包含在碱性化合物的当量中。例如，当使用由0.9摩尔降冰片烷-2，3-二羧酸和0.1摩尔降冰片烷-2，3-二羧酸单钠盐组成的混合物作为混合物的情况下，为使碱性化合物达到混合物的0.5当量，加入0.9摩尔氢氧化钠即可。
使用溶剂量取决于添加的溶剂及其量，优选相对于6毫摩尔通式(2)所示的二羧酸类混合物使用0.7克以上且20克以下。溶剂用量一旦低于上记范围，因酸和碱之间的反应未充分进行而有时使分离变得困难，而且一旦超过上述范围有时就会因混合物全部溶解而不能分离。
通过进行本工序，通式(2)类内体中的大部分溶解，通式(2)类外体中大部分不溶，得到悬浮液。利用过滤和其他的分离液体与固体的的简便方法，可以从得到的悬浮液中分离出通式(2)表示的二羧酸的内体盐与通式(2)表示的二羧酸的外体盐。
按照本发明，能够从含有一种或两种以上通式(2)类内体及一种或两种以上通式(2)类外体的混合物中，将通式(2)类内体与通式(2)类外体分离。这种情况下若是内体，即使混合物中含有通式(2)表示的多种化合物，也能将其以内体的混合物形式(固相)分离；同样若是外体，即使混合物中含有通式(2)表示的多种化合物，也能将其以外体的混合物形式(液相)分离。例如，若混合物是2-甲基-降冰片烷-内-2，3-二羧酸、2-甲基-降冰片烷-外-2，3-二羧酸及降冰片烷-外-2，3-二羧酸的混合物，则采用本发明能够以2-甲基-降冰片烷-内-2，3-二羧酸与2-甲基-降冰片烷-外-2，3-二羧酸及降冰片烷-外-2，3-二羧酸的混合物形式分离。
以下说明本发明的其他内容。本发明的通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的内体与外体的分离方法，其特征在于其中包括将主要含有通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的内体(以下也记作“通式(1)或(2)盐的内体”)、及通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的外体(以下也记作“通式(1)或(2)盐的外体”)的混合物(以下也记作“通式(1)或(2)的盐混合物”)，与溶剂一起搅拌混合的工序。
[化11]
式中，R1～R8表示氢原子、甲基、乙基或丁基。优选R1～R8全部同时为氢原子，或者R1～R8中任意一个是甲基、乙基或丁基，其余的R1～R8是氢原子。
[化12]
式中，R’1～R’10表示氢原子、甲基、乙基或丁基。优选R’1～R’10全部同时为氢原子，或者R’1～R’10中任意一个是甲基、乙基或丁基，其余的R’1～R’10是氢原子。
本发明中所述的通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐，既可以是含有通式(1)表示的二羧酸的盐或通式(2)表示的二羧酸的盐中的至少一种的盐，也可以是含有通式(1)表示的二羧酸的盐和通式(2)表示的二羧酸的盐二者的盐。按照本发明，只要是主要含有通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的内体和外体的混合物，不管是哪种混合物都能将内体与外体分离。
本发明中，所述的通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐，可以是二羧酸的单羧酸盐或者二羧酸盐，也可以是单羧酸盐与二羧酸盐的混合物。
在该方法中，由于使用以盐形式含有通式(1)或(2)表示的二羧酸的内体和外体，所以虽然通过将混合物与溶剂混合能够分离，但是必要时也可以加入碱性化合物。
作为通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的盐、溶剂、碱性化合物、水混合性溶剂，可以使用与在上述通式(1)或(2)类内体和上述通式(1)或(2)类外体的分离方法中采用的物质同样的物质，混合方法、时间等也能设定得相同。
使用溶剂量虽然取决于添加的溶剂及其量，但是优选用量为，相对于6毫摩尔通式(1)或(2)盐混合物为0.7克以上、且相对于6毫摩尔通式(1)或(2)盐混合物为10克或者相对于6毫摩尔通式(1)或(2)盐内体为20克中任意较多量以下。
本发明与上述的通式(1)或(2)类内体和通式(1)或(2)类外体的分离方法同样，是利用二羧酸的盐对溶剂的溶解度的差异的，采用本发明的分离方法能以液相得到通式(1)或(2)盐内体，以固相得到通式(1)或(2)盐外体。
通过进行本工序，通式(1)或(2)盐内体的大部分溶解于溶剂中，通式(1)或(2)盐外体的大部分不溶，内体与外体得以分离，得到悬浮液。采用过滤、其他的分离液体与固体的简便方法，从得到的悬浮液中可以将通式(1)或(2)表示的二羧酸的内体盐与通式(1)或(2)表示的二羧酸的外体盐分离。
例如是含有通式(1)表示的二羧酸的盐与通式(2)表示的二羧酸的盐的混合物的情况下，能够将液相以含有通式(1)类内体及通式(2)类内体的混合物形式，将固相以含有通式(1)类外体及通式(2)类外体的混合物形式分离。
例如，若混合物是5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸盐与降冰片烷-外-2，3-二羧酸盐组成的混合物，则采用本发明能将5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸盐以液相形式，将降冰片烷-外-2，3-二羧酸盐以固相形式分离。同样，若是由5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸盐、5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸盐和降冰片烷-外-2，3-二羧酸盐组成的混合物，则能够使5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸盐以液相形式，将5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸盐和降冰片烷-外-2，3-二羧酸盐以固相形式分离。
所得到的通式(1)表示的二羧酸的盐或通式(2)表示的二羧酸的盐，也可以根据需要利用上述方法制成二羧酸或者二羧酸酐。
作为本发明分离方法的优选实施方式可以列举如下。
i.一种内体与外体的分离方法，是通式(1)表示的二羧酸的盐的内体与外体的分离方法，其中包括将主要含有通式(1)表示的二羧酸的盐的内体(以下也记作“通式(1)盐内体”)、及通式(1)表示的二羧酸的盐的外体(以下也记作“通式(1)盐外体”)的混合物(以下也记作“通式(1)盐混合物”)，与溶剂一起搅拌混合的工序。
按照本发明能以液相得到5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸盐，以固相得到5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸盐。
ii.一种内体与外体的分离方法，是通式(2)表示的二羧酸的盐的内体与外体的分离方法，其中包括将主要含有通式(2)表示的二羧酸的盐的内体(以下也记作“通式(2)盐内体”)、及通式(2)表示的二羧酸的盐的外体(以下也记作“通式(2)盐的外体”)的混合物(以下也记作“通式(2)盐混合物”)，与溶剂一起搅拌混合的工序。
按照本发明能以液相得到降冰片烷-内-2，3-二羧酸盐，以固相得到降冰片烯-外-2，3-二羧酸盐。
按照本发明的分离方法，能够从主要含有以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体，及以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的外体的混合物中，以简便、高效的方式得到任意一种高纯度立体异构体。而且按照本发明的分离方法，能够从主要含有以通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的内体，及以通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的外体的混合物中，以简便、高效的方式得到任意一种高纯度立体异构体。特别是能以简便、高效的方式得到过去难以获得的高纯度的以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的外体。
尤其是通过规定使用的碱性化合物或溶剂的数量，能够以简便、高效的方式得到高纯度的任意一种立体异构体。
按照本发明的分离方法，能以进一步提高其立体异构体比率的混合物形式得到任意一种立体异构体。当目的在于得到以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体的情况下，所得到混合物中内型立体异构体比率优选处于90％以上，而且当目的是得到以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的外体的情况下，所得到混合物中外型立体异构体比率优选处于80％以上。
实施例
以下基于实施例说明本发明，但是本发明并不受其限制。
而且为了确定以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体，与以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的外体之比，利用高速液相色谱进行了混合物的测定。
其中，色谱柱采用和光纯药工业株式会社制造的Wakosil-II 5C18AR，洗脱液使用在蒸馏水/乙腈(体积比8∶2)中加入三氟乙酸至浓度为0.05摩尔/L的溶液，检测部分采用了日本分光工业株式会社制造的紫外可见分光检测器875-UV。
而且规定：通式(1)类内体立体异构体比率(％)＝[通式(1)表示的二羧酸的内体或其衍生物]/([通式(1)表示的二羧酸的外体或其衍生物]+[通式(1)表示的二羧酸的内体或其衍生物])×100[％]；通式(1)类外型立体异构体比率(％)＝[通式(1)表示的二羧酸的外体或其衍生物]/([通式(1)表示的二羧酸的外体或其衍生物]+[通式(1)表示的二羧酸的内体或其衍生物])×100[％]。
同样规定：通式(2)类内体立体异构体比率(％)＝[通式(2)表示的二羧酸的内体或其衍生物]/([通式(2)表示的二羧酸的外体或其衍生物]+[通式(2)表示的二羧酸的内体或其衍生物])×100[％]；通式(2)类外型立体异构体比率(％)＝[通式(2)表示的二羧酸的外体或其衍生物]/([通式(2)表示的二羧酸的外体或其衍生物]+[通式(2)表示的二羧酸的内体或其衍生物])×100[％]。
[作为混合物使用5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐的实例]
使用5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐作为通式(1)表示的二羧酸或其衍生物
(实施例1)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝26％)中加入33.6克水和16.3克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为1.0当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为1.4当量)，70℃下搅拌10分钟。过滤将固体分离后干燥。得到了1.17克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝88％)。
(实施例2)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝75％)中加入11.1克水和16.3克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为1.0当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为4.0当量)，70℃下搅拌10分钟。过滤将固体分离后干燥。得到了10.33克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝84％)。
(实施例3)
除使用了33.7克水以外，与实施例2同样操作，得到了7.21克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝92％)。
(实施例4)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝48％)中加入33.6克水和16.3克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为1.0当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为1.9当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤将固体分离后干燥。得到了4.48克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝88％)。
(实施例5)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝75％)中加入39.3克水和8.2克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为0.5当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为2.0当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤将固体分离后干燥。得到了6.62克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝86％)。
(实施例6)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝75％)中加入27.9克水和24.5克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为1.5当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为6.0当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤将固体分离后干燥。得到了9.90克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝91％)。
(实施例7)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝75％)中加入16.8克水和8.2克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为0.5当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为2.0当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤将固体分离后干燥。得到了9.42克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝79％)。
(实施例8)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝48％)中加入42.4克水和4.1克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为0.25当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为0.5当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤将固体分离后干燥。得到了2.81克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝89％)。
(实施例9)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝75％)中加入21.0克水和2.1克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为0.13当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为0.5当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤将固体分离后干燥。得到了5.82克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝96％)。
(实施例10)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类内体立体异构体比率＝78％)中加入13.6克水和16.4克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为1.0当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为1.3当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤分离固体。在得到的滤液中所含的5-降冰片烯-2，3-二羧酸的内体立体异构体比率为95％。而且滤渣4.21克(通式(1)类外型立体异构体比率＝46％)。
(实施例11)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类内体立体异构体比率＝25％)中加入13.6克水和16.3克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为1.0当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为4.0当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤分离固体。在得到的滤液中所含的5-降冰片烯-2，3-二羧酸内体立体异构体比率为87％。而且滤渣11.15克(通式(1)类外型立体异构体比率＝89％)。
(实施例12)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类内体立体异构体比率＝78％)中加入1.1克水和16.3克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为1.0当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为1.3当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤将固体分离。在得到的滤液中所含的5-降冰片烯-2，3-二羧酸的内体立体异构体比率为96％。而且滤渣12.11克(通式(1)类外型立体异构体比率＝26％)。
(实施例13)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类内体立体异构体比率＝25％)中加入1.1克水和16.3克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为1.0当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为4.0当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤分离固体。在得到的滤液中所含的5-降冰片烯-2，3-二羧酸内体立体异构体比率为83％。而且滤渣12.43克(通式(1)类外型立体异构体比率＝81％)。
(实施例14)
向20.0克5-降冰片烯-1，4-二羧酸酐(通式(1)类内体立体异构体比率＝48％)中加入27.2克蒸馏水和32.6克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-1，4-二羧酸酐混合物为1.0当量，相对于5-降冰片烯-内-1，4-二羧酸酐为1.9当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤将固相和液相分离。液相中通式(1)类内体立体异构体比率为95％。干燥固相，得到了13.8g固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝80％)。在10.8克干燥的此固体中加入38.3克蒸馏水，70℃下搅拌10分钟。采用过滤将固相和液相分离。固相干燥的结果得到6.7克(通式(1)类外型立体异构体比率＝91％)固体。
(实施例15)
向29.1克5-降冰片烯-1，4-二羧酸二钠盐(通式(1)类外型立体异构体比率＝46％)中加入57.7克蒸馏水，70℃下搅拌15分钟。采用过滤将固相和液相分离。液相中通式(1)类内体立体异构体比率为80％。将固相干燥得到的固体为19.8克(通式(1)类外型立体异构体比率＝67％)。向18.7克此干燥的固体中加入66.3克蒸馏水，70℃下搅拌15分钟。采用过滤将固相和液相分离。固相干燥的结果得到固体2.3克(通式(1)类外型立体异构体比率＝90％)。
[作为混合物使用5-降冰片烷-2，3-二羧酸酐的实例]
使用5-降冰片烷-2，3-二羧酸酐作为通式(2)表示的二羧酸或其衍生物
将5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐与5-降冰片烯-外-2，3-二羧酸酐混合，向其中加入四氢呋喃，用5％披钯碳作为催化剂在氢气气氛下进行了氢化。加氢率为100％。加氢反应终止后，进行过滤和干燥。使用得到的粉末降冰片烷-内-2，3-二羧酸酐和降冰片烷-外-2，3-二羧酸酐的混合物(通式(2)类外型立体异构体比率＝50％)作为样品。
(实施例16)
向10.0克降冰片烷-2，3-二羧酸酐(通式(2)类外型立体异构体比率＝50％)中加入33.8克水和16.0克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于降冰片烷-2，3-二羧酸酐混合物为1.0当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤将固体分离后干燥。得到了4.62克固体(通式(2)类外型立体异构体比率＝88％)。
(实施例17)
除使用了48.9克水以外，与实施例16同样操作，得到了2.42克固体(通式(2)类外型立体异构体比率＝91％)。
(实施例18)
除使用了41.6克水和12.0克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于降冰片烷-2，3-二羧酸酐混合物为0.75当量)以外，与实施例16同样操作，得到了1.84克固体(通式(2)类外型立体异构体比率＝88％)。
(实施例19)
除使用了38.8克水和16.0克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于降冰片烷-2，3-二羧酸酐混合物为1.0当量)以外，与实施例16同样操作，得到了4.01克固体(通式(2)类外型立体异构体比率＝88％)。
(实施例20)
除使用了33.2克水和24.1克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于降冰片烷-2，3-二羧酸酐混合物为1.5当量)以外，与实施例16同样操作，得到了6.91克固体(通式(2)类外型立体异构体比率＝83％)。而且滤液中通式(2)类内体立体异构体比率＝83％。
(实施例21)
除使用了27.6克水和32.2克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于降冰片烷-2，3-二羧酸酐混合物为2.0当量)以外，与实施例16同样操作，得到了9.24克固体(通式(2)类外型立体异构体比率＝76％)。而且滤液中通式(2)类内体立体异构体比率＝90％。
(实施例22)
除使用了21.6克水和12.0克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于降冰片烷-2，3-二羧酸酐混合物为0.75当量)以外，与实施例16同样操作，得到了5.39克固体(通式(2)类外型立体异构体比率＝85％)。而且滤液中通式(2)类内体立体异构体比率＝76％。
(实施例23)
除使用了18.8克水和16.1克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于降冰片烷-2，3-二羧酸酐混合物为1.0当量)以外，与实施例16同样操作，得到了7.61克固体(通式(2)类外型立体异构体比率＝81％)。而且滤液中通式(2)类内体立体异构体比率＝83％。
[使用甲基-5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐作为混合物的实例]
使用甲基-5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐作为通式(1)表示的二羧酸或其衍生物。
一边用冰浴冷却一边向混合了112.86克丙酮的175.6克马来酸酐(和光纯药工业株式会社制造)中滴加将186.29克甲基环戊二烯二聚体(Avocabo Research Chemical Ltd.制造)热分解得到的甲基环戊二烯。使之反应至室温后，蒸馏除去溶剂，得到了329.8克白色浑浊的甲基-降冰片烯-2，3-二羧酸酐。将此悬浮液320克在180℃下加热3小时，进行了立体异构化。
(实施例24)
向10.0克进行了立体异构化甲基-5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐中加入18.5克水和16.5克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于甲基-5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为1.1当量)，70℃下搅拌15分钟。采用过滤分离固相。滤渣为7.4克(甲基-5-降冰片烯-2，3-二羧酸位置异构体混合物的外型立体异构体比率＝88％)。
(实施例25)
除加入了38.5克水以外，与实施例24同样进行操作。滤渣为3.6克(甲基-5-降冰片烯-2，3-二羧酸位置异构体混合物的外型立体异构体比率＝93％)。
[使用5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐作为混合物的实例]
使用5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐作为通式(1)表示的二羧酸或其衍生物
(实施例26)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝48％)中加入48.9克水和1.6克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为0.1当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为0.19当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤分离固体后干燥。得到了4.47克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝50％)。
(实施例27)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝48％)中加入3.3克水和87克45重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为8.1当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为15.6当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤分离固体后干燥。得到了15.0克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝51％)。
(实施例28)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝48％)中加入8.6克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为0.5当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为1.0当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤分离固体后干燥。得到了11.8克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝52％)。
(实施例29)
向10.0克5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝48％)中加入3.8克水和66克30重量％的氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐混合物为4.1当量，相对于5-降冰片烯-内-2，3-二羧酸酐为7.9当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤分离固体后干燥。得到了14.8克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝55％)。
(实施例30)
向10.0克在实施例2得到的5-降冰片烯-2，3-二羧酸二钠盐(通式(1)类外型立体异构体比率＝84％)中，加入39.3克水和10.7克30重量％的氯化氢水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸二钠盐为2当量)，70℃下搅拌10分钟使之溶解。然后在5℃下静置3小时析出结晶后，采用过滤分离固体，将固体用30克水洗涤后，再次分离固体并干燥。得到的固体为8.80克。
在得到的固体中加入24.5克乙酸酐(相对于5-降冰片烯-2，3-二甲酸为5当量)，70下搅拌10分钟使之溶解。然后在5℃下静置3小时析出结晶后，采用过滤分离固体，将固体用30克水洗涤后再次分离固体并干燥，得到了5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐。所得到的固体为5.20克(通式(1)类外型立体异构体比率＝85％)。
[作为混合物使用5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐及甲基-5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐的实例]
使用5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐及甲基-5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐作为通式(1)表示的二羧酸或其衍生物
(实施例31)
在进行了立体异构化的5.0克甲基-5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝48％)和5.0克甲基-5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝48％)中加入18.5克水和16.5克30重量％氢氧化钠水溶液(相对于5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐为1.1当量)，70℃下搅拌10分钟。采用过滤分离固体后干燥。得到了7.4克固体(通式(1)类外型立体异构体比率＝87％)。
(对照例1)
在20.0克5-降冰片烯-1，4-二羧酸酐(通式(1)类外型立体异构体比率＝22％)中加入25毫升丙酮进行了再结晶。没有得到结晶。
(对照例2)
除了使用20毫升丙酮以外，与对照例1同样进行了操作。固体为1.21克(通式(1)类外型立体异构体比率＝4.6％)。
(对照例3)
除了使用15毫升丙酮以外，与对照例1同样进行了操作。固体为4.50克(通式(1)类外型立体异构体比率＝13％)。
产业上利用的可能性
按照本发明的分离方法，可以简便而高效地将具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或其衍生物的立体异构体分离。采用本发明分离方法得到的具有降冰片烯或降冰片烷结构的二羧酸或其衍生物的内体或外体，优选用作农药和电子材料的原料使用。

Claims (19)

1.一种内体与外体的分离方法，其特征在于是对通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体和外体进行分离的方法，其中包括将主要含有以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体，和以通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的外体的混合物，与碱性化合物和溶剂一起搅拌混合的工序。
[化1]
(式中R1～R8表示氢原子、甲基、乙基或丁基。)
[化2]
(式中R’1～R’10表示氢原子、甲基、乙基或丁基。)
2.按照权利要求1所述的内体和外体的分离方法，是对通式(1)表示的二羧酸或其衍生物的内体和外体进行分离的方法，其中包括将主要含有以通式(1)表示的二羧酸或其衍生物的内体及外体的混合物，与碱性化合物和溶剂一起搅拌混合的工序。
3.按照权利要求2所述的内体和外体的分离方法，其中碱性化合物的使用量相对于内体为0.2当量以上，相对于混合物为8当量以下。
4.按照权利要求2或3所述的内体和外体的分离方法，其中溶剂的使用量相对于6毫摩尔混合物为0.7克以上、且相对于6毫摩尔混合物为10克或者相对于6毫摩尔内体为20克中任意较多量以下。
5.按照权利要求2～4中任意一项所述的内体和外体的分离方法，其中所述的以通式(1)表示的二羧酸或其衍生物，是5-降冰片烯-2，3-二羧酸或其衍生物。
6.按照权利要求1所述的内体和外体的分离方法，是对通式(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体和外体进行分离的方法，其中包括将主要含有以通式(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体及外体的混合物，与碱性化合物和溶剂一起搅拌混合的工序。
7.按照权利要求6所述的内体和外体的分离方法，其中相对于混合物使用0.35当量以上且8当量以下的碱性化合物。
8.按照权利要求6或7所述的内体和外体的分离方法，其中溶剂的使用量相对于6毫摩尔混合物为0.7克以上，相对于6毫摩尔混合物为20克以下。
9.按照权利要求6～8中任意一项所述的内体和外体的分离方法，其中以通式(2)表示的二羧酸或其衍生物，是降冰片烷-2，3-二羧酸或其衍生物。
10.一种内体与外体的分离方法，其特征在于是对通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的内体和外体进行分离的方法，其中包括将主要含有以通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的内体，和以通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的外体的混合物，与溶剂一起搅拌混合的工序。
[化3]
Figure A2004800253210003C1
(式中R1～R8表示氢原子、甲基、乙基或丁基。)
[化4]
(式中R’1～R’10表示氢原子、甲基、乙基或丁基。)
11.按照权利要求10所述的内体和外体的分离方法，是对通式(1)表示的二羧酸的盐的内体和外体进行分离的方法，其中包括将主要含有以通式(1)表示的二羧酸的盐的内体及外体的混合物，与溶剂一起搅拌混合的工序。
12.按照权利要求11所述的内体和外体的分离方法，其中所述的以通式(1)表示的二羧酸的盐是5-降冰片烯-2，3-二羧酸的盐。
13.按照权利要求10所述的内体和外体的分离方法，是对通式(2)表示的二羧酸的盐的内体和外体进行分离的方法，其中包括将主要含有以通式(2)表示的二羧酸的盐的内体及外体的混合物，与溶剂一起搅拌混合的工序。
14.按照权利要求13所述的内体和外体的分离方法，其中以通式(2)表示的二羧酸的盐是降冰片烷-2，3-二羧酸的盐。
15.按照权利要求1～14中任意一项所述的内体和外体的分离方法，其中还包括将搅拌混合工序得到的混合物过滤，以液相得到通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的内体的，或者以固相得到通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的外体的工序。
16.按照权利要求15所述的内体和外体的分离方法，其中还包括从通式(1)或(2)表示的二羧酸的盐的内体或外体，得到通式(1)或(2)表示的二羧酸的内体或外体的工序。
17.按照权利要求15或16所述的内体与外体的分离方法，其中还包括从通式(1)或(2)表示的二羧酸或其盐的内体或外体，得到通式(1)或(2)表示的二羧酸酐的内体或外体的工序。
18.一种用权利要求1～17中任意一项所述的方法得到的通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的内体。
19.一种用权利要求1～17中任意一项所述的方法得到的通式(1)或(2)表示的二羧酸或其衍生物的外体。
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