DE69814795T2

DE69814795T2 - Verfahren zur Herstellung von Hydrochinondiesterderivaten

Info

Publication number: DE69814795T2
Application number: DE69814795T
Authority: DE
Inventors: Ikuo Kobe-shi Takahashi; Hikaru Himeji-shi Shibata
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2018-10-31
Also published as: CN1113851C; US6444841B2; JPH11140019A; US20020007082A1; EP0916642A1; DE69814795D1; EP0916642B1; CN1219531A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Hydrochinondiesterderivats mit hoher Reinheit.
Ein Hydrochinondiesterderivat (z. B. ein Trimethylhydrochinondiester, Trimethylhydrochinon, hergestellt durch Hydrolysieren eines Trimethylhydrochinondiesters) ist als Zwischenprodukt eines Arzneimittels verwendbar, und es ist auch eine der industriell wichtigen Verbindungen, wie ein Rohmaterial für Vitamin E, ein Antioxidans für Kunststoffe, höhere Fettsäuren, höhere Alkohole oder Fette und Öle und ein Polymerisationsinhibitor für polymerisierbare Monomere.
JP-A-47-7632 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Trimethylhydrochinondiesters durch Umsetzen von 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (Ketoisophoron, KIP) mit einem Acylierungsmittel in Gegenwart eines Säurekatalysators (z. B. ein Protonsäurekatalysator oder ein Lewis-Säurekatalysator).
In diesem Verfahren wird jedoch ein gereinigter Trimethylhydrochinondiester nach einer Neutralisation und Extraktion erhalten durch Entfernen des Säurekatalysators aus dem Reaktionsprodukt durch Filtration, Konzentrieren des Extrakts unter vermindertem Druck und Umkristallisieren des konzentrierten Extrakts unter Verwendung von Hexan. Sein Reinigungsverfahren ist daher kompliziert, und die Ausbeute ist gering. Wenn Hexan als Lösungsmittel für die Umkristallisation verwendet wird, kann darüber hinaus die Reinheit eines Trimethylhydrochinondiesters nur bis zu einem begrenzten Ausmaß verbessert werden, wahrscheinlich deshalb, weil die Nebenprodukte eine geringe Löslichkeit in Hexan haben. Wahrscheinlich wegen solcher Gründe wird in der vorstehend genannten Veröffentlichung der Schmelzpunkt von Trimethylhydrochinondimethylester in einem weiten Bereich von 97 bis 107°C beschrieben. Da Hexan einen niedrigen Siedepunkt hat und die Löslichkeit der genannten Verbindung in Hexan sehr niedrig ist, ist eine große Hexanmenge für die Umkristallisation erforderlich. Der Reinigungsvorgang ist daher bei diesem Verfahren industriell unvorteilhaft.
EP-A-0 850 910 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Trimethylhydrochinondiesters, welches die Reaktion eines Cyclohex-2-en-1,4-dionderivats mit einem Acylierungsmittel in Gegenwart eines festen Katalysators umfasst. Das erhaltene Produkt wird durch Kristallisation aus Hexan gereinigt.
EP-A-0 850 912 bezieht sich auf ein Verfahren, das einen neuen Trimethylbrenzcatechindiester in hoher Ausbeute ergibt durch Umsetzen von 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion mit einem Acylierungsmittel in Gegenwart eines Säurekatalysators. Der erhaltene Brenzcatechindiester wird durch Kristallisation aus Hexan/Ethylacetat gereinigt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Hydrochinondiesterderivats mit hoher Reinheit in hoher Ausbeute durch einfache Schritte bereit zu stellen, und weiter ein Verfahren zur Herstellung eines Hydrochinondiesterderivats mit hoher Reinheit bereit zu stellen aus dem Produkt, das durch die Veresterung von 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (Ketoisophoron, KIP) mit einem Acylierungsmittel und der Übergangsreaktion in hoher Ausbeute durch einen einfachen Schritt gebildet ist.
Diese Aufgabe ist gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hydrochinondiesterderivats, das durch die folgende Formel (1) wiedergegeben ist:

worin R¹ eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe bedeutet, und jeder Rest R² gleich oder verschieden ist und eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe bedeutet, weiter enthaltend 0 bis 2 Gew.-% eines Brenzcatechindiesterderivats, das durch die folgende Formel (2) wiedergegeben ist:

worin R¹ und R² die gleichen wie vorstehend definiert sind, wobei das Verfahren umfasst das Umsetzen eines Cyclohex-2-en-1,4-dionderivats, das durch die folgende Formel (3) wiedergegeben ist:

worin R² jeweils eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe bedeutet, mit einem Acylierungsmittel in Gegenwart eines Katalysators und das Reinigen des Reaktionsprodukts durch Kristallisation, worin ein Lösungsmittel für die Kristallisation eine Lösungsmittelmischung aus einer organischen Carbonsäure und Wasser umfasst.
Das durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhaltene Hydrochinondiesterderivat wird durch die folgende Formel (1) wiedergegeben:

worin R¹ eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe bedeutet, und jeder Rest R² gleich oder verschieden ist und eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe bedeutet, und 0,001 bis 2 Gew.-% eines Brenzcatechindiesterderivats enthält, das durch die folgende Formel (2) wiedergegeben ist:

worin R¹ und R² die gleichen wie vorstehend definiert sind.
In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein Cyclohex-2-en-1,4-dionderivat (z. B. 2,6,6-trisubstituiertes Cyclohex-2-en-1,4-dion) das durch die folgende Formel (3) wiedergegeben ist:

worin R² die gleiche Bedeutung, wie vorstehend genannt, hat, in Gegenwart eines Katalysators mit einem Acylierungsmittel reagieren gelassen und das Reaktionsprodukt durch Kristallisation gereinigt wird, wodurch ein Hydrochinondiesterderivat hergestellt wird, das durch die Formel (1) wiedergegeben ist. Das auf diese Weise erhaltene Hydrochinondiesterderivat (1) enthält etwa 0 bis 2 Gew.-% eines Brenzcatechindiesterderivats, das durch die Formel (2) wiedergegeben ist. Das Lösungsmittel für die Kristallisation ist ein polares Lösungsmittel, insbesondere eine Lösungsmittelmischung aus einer organischen Carbonsäure entsprechend dem vorstehend genannten Acylierungsmittel (insbesondere Essigsäure) und Wasser.
Was die Reste R¹ und R² der Formeln (1) bis (3) betrifft, so umfassen Beispiele einer Alkylgruppe C_1-10-Alkylgruppen (z. B. C_1-8-Alkylgruppen, wie Methyl, Ethyl, Butyl, Isobutyl, t-Butyl, Pentyl und Hexyl). Beispiele einer Cycloalkylgruppe umfassen C_3-10-Cycloalkylgruppen (z. B. die Cyclohexylgruppe). Beispiele einer Arylgruppe umfassen C_6-12-Arylgruppen (z. B. die Phenylgruppe, substituierte Phenylgruppen, wie die p-Methylphenylgruppe). Beispiele einer heterocyclischen Gruppe umfassen aromatische oder nicht aromatische 5- oder 6-gliedrige, heterocyclische Gruppen mit wenigstens einem Heteroatom, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel (z. B. die Furylgruppe, die Thienylgruppe, die Nicotinylgruppe und die Pyridylgruppe). In den durch die Formeln (1) bis (3) wiedergegebenen Verbindungen können die Arten der Substituenten R¹ und R² gleich oder verschieden sein.
In dem vorstehenden Hydrochinondiesterderivat (1) und dem Brenzcatechindiesterderivat (2) können als bevorzugte Reste R² beispielhaft C_1-8-Alkylgruppen, insbesondere C_1-6-Alkylgruppen (z. B. C_1-4-Alkylgruppen, wie die Methylgruppe und die Ethylgruppe) genannt werden. Als bevorzugter Rest R² kann die Methylgruppe genannt werden.
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung liegen darin, dass ein Hydrochinondiesterderivat (1) eine hohe Reinheit aufweist, und dass der Gehalt eines Brenzcatechindiesterderivats (2), das als Nebenprodukt während der Reaktion gebildet wird, bemerkenswert niedrig ist. Gewöhnlich beträgt der Gehalt des Brenzcatechindiesterderivats (2) im Wesentlichen 2 Gew.-% oder weniger (d.h. eine unvermeidbare Menge bis 2 Gew.-%). Konkret ausgedrückt beträgt der Gehalt des Brenzcatechindiesterderivats (2) als Verunreinigung 0,001 bis 2 Gew.-% (z. B. 0,001 bis 1,5 Gew.-%), vorzugsweise 0,001 bis 1 Gew.-% und weiter vorzugsweise 0,001 bis 0,8 Gew.-%.
Ein solches Hydrochinondiesterderivat (1) mit hoher Reinheit kann durch Umsetzen eines Cyclohex-2-en-1,4-dionderivats, das durch die Formel (3) wiedergegeben wird, mit einem Acylierungsmittel in Gegenwart eines Katalysators und Reinigen des Reaktionsprodukts durch Kristallisation hergestellt werden. In diesem Verfahren kann auch ein Hydrochinondiesterderivat (1), das im Wesentlichen etwa 0 Gew.-% (d.h. 0 bis 2 Gew.-%) des Brenzcatechindiesterderivats (2) enthält, erhalten werden.
Als eine Verbindung, die durch die Formel (3) wiedergegeben wird, können gewöhnlich 2,6,6-Tri-C_1-4-alkylcyclohex-2-en-1,4-dione, insbesondere 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (Ketoisophoron, KIP) verwendet werden.
Als Katalysator kann ein Protondonator oder eine Lewis-Säure verwendet werden. Als Protondonator können beispielhaft anorganische Säuren (z. B. Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Phosphorsäure, Fluorborsäure und Fluorwasserstoffsäure), organische Säuren (z. B. Sulfonsäuren, wie p-Toluolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Methansulfonsäure und Ethansulfonsäure, Halocarbonsäuren oder Halogen enthaltende Car bonsäuren, wie Chloressigsäure, Trichloressigsäure und Trifluoressigsäure, und Pikrinsäure) und superstarke Säuren mit einer Hammett-Aciditätsfunktion H₀ von kleiner als – 11,93 (z. B. H₂SO₄-SO₃, HF-NbF₅, HF-TaF₅, SbF₅, HF-SbF₅, SbF₅-FSO₃H, FSO₃H-TaF₅, SbF₅-CF₃SO₃H) genannt werden. Als Lewis-Säure können beispielhaft BF₃, BF₃OEt₂, AlCl₃, FeCl₃, ZnCl₂, TiCl₄ und SnCl₂ genannt werden.
Die Menge des Katalysators kann eine wirksame Menge entsprechend den Reaktionsbedingungen sein. Die Menge kann z. B. 0,001 bis 100 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,01 bis 10 Gewichtsteile und weiter vorzugsweise 0,1 bis 5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile eines Substrats, das durch die Formel (3) wiedergegeben wird (z. B. KIP), betragen.
Der Katalysator kann als fester Katalysator (insbesondere als fester Säurekatalysator) verwendet werden. Als fester Säurekatalysators können beispielhaft stark saure Ionenaustauscherharze (z. B. nicht poröse oder poröse Ionenaustauscherharze, die eine Sulfonsäuregruppe enthalten), supersaure Ionenaustauscherharze (z. B. nicht poröse oder poröse Ionenaustauscherharze, die eine sehr starke Säuregruppe enthalten, wie -CF₂CF₂SO₃H), Sulfate (z. B. CaSO₄, Fe₂(SO₄)₃, CuSO₄, NiSO₄, AlSO₄, MnSO₄, BaSO₄, CoSO₄, ZnSO₄, (NH₄)₂SO₄), Metalloxide (z. B. SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, Fe₂O₃, ZrO₂, SnO₂), gemischte Oxide (SiO₂-Al₂O₃, SiO₂-TiO₂, TiO₂-ZrO₂, SiO₂-ZrO₂), Zeolithe (z. B. Y-Typ-, X-Typ- und A-Typ-Zeolithe, ZSM-5 mit einer sauren OH-Gruppe, Mordenit, VPI₅, AlPO₄-5, AlPO₄-11), Kaolin und Heteropolysäuren (Polysäuren, die ein Element, wie P, Mo, V, W, Si enthalten), genannt werden.
Unter festen Säurekatalysatoren kann beispielhaft als stark saures Ionenaustauscherharz ein Ionenaustauscherharz der Styrol-Divinylbenzol-Sulfonsäure-Reihe (Amberlyst 15^®) genannt werden. Als supersaures Ionenaustauscherharz kann beispielhaft ein Harz der fluorierten Sulfonsäurereihe (Nafion NR 50^® und Nafion N^®) genannt werden.
Der feste Säurekatalysator kann ein fester Katalysator sein, in welchem ein Protondonator (z. B. Protondonatoren, wie die vorstehend genannten superstarken Säuren, und starke Säuren) oder eine Lewis-Säure sich auf einem Träger oder einem porösen Träger befinden.
Als auf einem Träger befindliche Säure (ein Säurekatalysator) können beispielhaft die vorstehend genannten Säurekatalysatoren, wie SbF₅, TaF₅, BF₃, AlCl₃, AlBr₃, SbF₅-HF, SbF₅-FSO₃H, SbF₅-CF₃SO₃H, SO₄ ^2- und Wolframsäure genannt werden.
Der Träger kann nicht porös oder porös sein. Beispiele des Trägers sind Metalloxide (z. B. SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, Fe₂O₃, ZrO₂, SnO₂), gemischte Oxide (z. B. SiO₂-Al₂O₃, SiO₂-TiO₂, Tio₂-ZrO₂, SiO₂-ZrO₂), Zeolithe, Graphit, Pt-Graphit, Ionenaustauscherharze, Metallsulfate, Metallchloride, Metalle (z. B. Pt, Au), Legierungen (z. B. Pt-Au, Ni-Mo, Al-Mg), Polymere, Salze (z. B. SbF₃, AlF₃), Bauxit, Aktivkohle und künstliche Kohle. Die Oberfläche eines porösen Trägers (z. B. 10 bis 5000 m²/g), das Porenvolumen und die mittlere Porengröße unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Die Menge einer auf den Träger aufzubringenden Säurekomponente beträgt z. B. 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 25 Gew.-%.
Konkret können z. B. SbF₅/SiO₂, SbF₅/Al₂O₃, SbF₅/TiO₂, SbF₅/Fe₂O₃, SbF₅/ZrO₂, SbF₅/SnO₂, SbF₅/SiO₂-Al₂O₃, SbF₅/SiO₂-TiO₂, SbF₅/TiO₂-ZrO₂, SbF₅/SiO₂-ZrO₂, AlCl₃/CuSO₄, SbF₅-HF/Al₂O₃, SbF₅-HF/SiO₂-Al₂O₃, SbF₅-HF/Aktivkohle, SbF₅-FSO₃H/Al₂O₃, SbF₅-FSO₃H/SiO₂-Al₂O₃, SbF₅-FSO₃H/Aktivkohle, SO₄ ^2-/ZrO₂ (Zirkonylsulfat), SO₄ ^2-/TiO₂ (Titanylsulfat), SO₄ ^2-/Fe₂O₃, SO₄ ^2-/TiO₂-ZrO₂, WO₃/ZrO₂ (Zirkonylwolframat) und Pt/SO₄ ^2-/ZrO₂ genannt werden.
Die Menge des festen Säurekatalysators kann eine wirksame Menge entsprechend den Reaktionsbedingungen sein. Die Menge beträgt z. B. 0,1 bis 1000 Gewichtsteile, vorzugsweise 1 bis 100 Gewichtsteile und weiter vorzugsweise 2 bis 50 Gewichtsteile (z. B. 5 bis 25 Gewichtsteile), bezogen auf 100 Gewichtsteile eines Substrats, das durch die Formel (3) wiedergegeben wird (z. B. KIP).
Der feste Katalysator kann als eine Dispersion (Aufschlämmung) in dem Reaktionssystem verwendet werden und kann in eine Säule eingebracht werden, in welcher Reaktionskomponenten fließen können.
Als Acylierungsmittel können Acylierungsmittel mit einer aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe, einer alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe, einer aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe oder einer heterocyclischen Gruppe entsprechend zu R² der Formel (1) verwendet werden. Als Acylierungsmittel können Säureanhydride, Acylhalogenide und Enolester verwendet werden.
Als Säureanhydrid können z. B. Anhydride, wie Carbonsäureanhydride [z. B. geradkettige oder verzweigtkettige C_1-10-Alkylcarbonsäuren (C_1-8-Alkylcarbonsäuren, wie Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Isobuttersäure und Valeriansäure, insbesondere C_1-6-Alkylcarbonsäuren], alicyclische Carbonsäuren (z. B. C_3-10-Cycloalkylcarbonsäuren, wie Cyclohexancarbonsäure), aromatische Carbonsäuren (z. B. C_6-12-Arylcarbonsäuren, wie Benzoesäure und Toluylsäure), Halogen enthaltende Carbonsäuren (z. B. Chloressigsäure, Trichloressigsäure und Trifluoressigsäure) und heterocyclische Carbonsäuren (z. B. Furancarbonsäure, Thiophencarbonsäure, Nicotinsäure und Pyridincarbonsäure) genannt werden. Insbesondere sind C_1-4-Alkylcarbonsäureanhydride (z. B. C_2-4-Carbonsäureanhydride, wie Essigsäureanhydrid und Propionsäureanhydrid) bevorzugt.
Als Acylhalogenid können Acylhalogenide genannt werden, die den vorstehend genannten Säureanhydriden entsprechen, z. B. C_1-10-Alkylcarbonsäurehalogenide (z. B. C_1-8-Alkylcarbonsäurehalogenide, wie Acetylchlorid, Propionylchlorid und Butyrylchlorid), alicyclische Carbonsäurehalogenide (z. B. Cyclohexancarbonsäurehalogenide), aromatische Carbonsäurehalogenide (z. B. Benzoesäurehalogenide) und heterocyclische Carbonsäuren (z. B. Furancarbonsäurehalogenide). Unter ihnen sind C_1-4-Alkylcarbonsäurehalogenide (z. B. C_2-4-Carbonsäurehalogenide, wie Acetylchlorid und Propionylchlorid) bevorzugt.
Als Enolester können beispielhaft Isopropenylacetat, Isopropenylpropionat, Isopropenylisobutylat, Isopropenylbutylat und Cyclohexenylbenzoat genannt werden.
Die Menge von solchem Acylierungsmittel beträgt wenigstens etwa 2 Mol (z. B. 2 bis 10 Mol) und vorzugsweise 3 bis 10 Mol, bezogen auf 1 Mol eines Substrats_; das durch die Formel (3) wiedergegeben wird (z. B. KIP). Ein Überschuss an Acylierungsmittel kann als Lösungsmittel verwendet werden.
Ein 2,5,6-trisubstituiertes Hydrochinondiesterderivat (insbesondere ein 2,5,6-Trimethylhydrochinondiester), wiedergegeben durch die Formel (1), kann mit einer hohen Umwandlung und einer hohen Selektivität durch Umsetzen einer durch die Formel (3) wie dergegebenen Verbindung (insbesondere 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion) mit einem Acylierungsmittel erhalten werden.
Die durch die Formeln (1) und (2) wiedergegebenen Produkte entsprechen einem zu verwendenden Acylierungsmittel. In dem Fall, wo R² der Formel (3) eine Methylgruppe bedeutet, wenn Essigsäureanhydrid oder Acetylchlorid verwendet wird, wird z. B. Trimethylhydrochinondiacetat (1,4-Diacetyloxy-2,3,5-trimethylbenzol) als durch die Formel (1) wiedergegebener Trimethylhydrochinondiester hergestellt. Wenn Propionsäureanhydrid verwendet wird, wird Trimethylhydrochinondipropionsäureester (1,4-Dipropionyl-2,3,5-trimethylbenzol) gebildet. Wenn Benzoesäureanhydrid verwendet wird, wird Trimethylhydrochinondibenzoat (1,4-Dibenzoyloxy-2,3,5-trimethylbenzol) gebildet.
Die Reaktion der vorliegenden Erfindung kann in Abwesenheit oder Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Als Lösungsmittel, welches zu der Reaktion inert ist, können z. B. geradkettige oder verzweigtkettige, gesättigte oder ungesättigte Lösungsmittel der Kohlenwasserstoffreihe (z. B. aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan und Octan, alicyclische Kohlenwasserstofte, wie Cyclohexan, ungesättigte aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffe, wie Octen und Cyclohexen, aromatische Kohlenwasserstofte, wie Benzol, Toluol und Xylol), organische Säuren als Lösungsmittel (z. B. Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Milchsäure, Trichloressigsäure und Trifluoressigsäure), Lösungsmittel der Esterreihe (z. B. Methylacetat, Ethylacetat und Butylacetat), Halogen enthaltende Lösungsmittel (z. B. Methylenchlorid, Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid, 1,2-Dichlorethan, Chlorbenzol und Dichlorbenzol), Lösungsmittel der Etherreihe (z. B. Diethylether, Diisopropylether, Dibutylether, Tetrahydrofuran, Dioxan, Ethylenglycoldimethylether und Diethylenglycoldimethylether), Lösungsmittel der Ketonreihe (z. B. Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon und Diisobutylketon), protonenfreie, polare Lösungsmittel [z. B. Lösungsmittel der Amidreihe (z. B. Dimethylformamid und Dimethylacetoaldehydamid), Lösungsmittel der Aminreihe (z. B. N-Methylpyrrolidon), Lösungsmittel der Sulfoxidreihe (z. B. Dimethylsulfoxid), Nitrile (z. B. Acetonitril und Benzonitril), Nitroverbindungen (z. B. Nitromethan, Nitroethan und Nitrobenzol)] genannt werden. Das Lösungsmittel kann allein oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
Eine geringe Menge des Lösungsmittels ist zur Erhöhung der Wirksamkeit der Kristallisation vorteilhaft. Die Menge des Lösungsmittels beträgt 0 bis 70 Gew.-% und vorzugsweise 0 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Reaktionssystem.
In dem Reaktionssystem der vorliegenden Erfindung unterliegt die Konzentration eines 2,6,6-trisubstituierten Cyclohex-2-en-1,4-dions (3) als Substrat keiner besonderen Beschränkung und kann z. B. 5 bis 50 Gew.-% (z. B. 5 bis 40 Gew.-%), vorzugsweise 10 bis 45 Gew.-% (z. B. 10 bis 35 Gew.-%) betragen.
Die Reaktionstemperatur kann aus dem Bereich von 0 bis 150°C, vorzugsweise 10 bis 120°C (z. B. 10 bis 100°C) ausgewählt werden. Gewöhnlich beträgt die Temperatur 50 bis 110°C. Wenn die Reaktionstemperatur zu hoch ist, kann das Hydrochinondiesterderivat gefärbt sein, und die Ausbeute kann zur Abnahme neigen. Wenn die Reaktionstemperatur zu niedrig ist, kann die Reaktion dazu neigen, mit einer äußerst langsamen Geschwindigkeit abzulaufen.
Die Reaktion kann auf einer geeigneten Stufe vervollständigt sein, z. B. auf der Stufe, wo die Umwandlung einer durch die Formel (3) wiedergegebenen Verbindung 95% oder mehr, insbesondere 98% oder mehr, beträgt.
In einer solchen Reaktion wird ein Brenzcatechindiesterderivat, das durch die Formel (2) wiedergegeben wird, als Nebenprodukt gebildet, und dies wurde erstmals festgestellt. Die Menge des Nebenprodukts, nämlich das Brenzcatechindiesterderivat (2) variiert entsprechend den Arten des verwendeten Katalysators, seiner Menge und den Reaktionsbedingungen. Die Menge des Brenzcatechindiesterderivats (2) beträgt z. B. 1 bis 50 mol% (insbesondere 4 bis 15 mol%). Darüber hinaus ist die Trennung der erwünschten Verbindung (1) von der Verbindung (2) schwierig. Daher ist es schwierig, ein hoch reines Hydrochinondiesterderivat (1) in effizienter Weise zu erhalten.
In der vorliegenden Erfindung wird ein Lösungsmittel für die Kristallisation zu der Reaktionsmischung zugesetzt, und die Kristallisation wird durchgeführt, um die erwünschte Verbindung mit hoher Reinheit zu erhalten. Vor der Kristallisation kann die Reaktionsmischung Behandlungen, wie der Neutralisation mit einer Base, der Filtration und Kondensation, falls notwendig, unterworfen werden. Um ein Hydrochinondiesterderivat (1) mit hoher Reinheit durch einen einfachen Reinigungsvorgang zu erhalten, ist es vorteilhaft, falls notwendig, die Reaktionsmischung mit einer Base zu neutralisieren, ein Kristallisationslösungsmittel zuzusetzen und die hohe Temperatur (z. B. eine Reaktionstemperatur von 50 bis 120°C) auf den Punkt zu erniedrigen, wo Kristalle ausfallen. Eine Kontrolle der Temperatur der Reaktionsmischung für die Kristallisation kann z. B. durch die Zugabe eines Kristallisationslösungsmittels zu einem Reaktor und die graduelle Erniedrigung der Temperatur des Reaktors auf eine Temperatur nicht höher als Raumtemperatur vorgenommen werden. Die Kristallisationstemperatur kann aus dem Bereich von z. B. –50°C bis 150°C, vorzugsweise –10°C bis 100°C und insbesondere 0°C bis 80°C ausgewählt werden.
Zur Neutralisation der Reaktionsmischung können verschiedene Basen verwendet werden, z. B. starke Alkalien (z. B. Alkalimetallhydroxide, wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid) und schwache Alkalien (z. B. Alkalimetallcarbonate, wie Natriumhydrogencarbonat und Kaliumhydrogencarbonat, Alkalimetallcarbonate, wie Natriumcarbonat) verwendet werden. Die Menge der Base kann in geeigneter Weise aus dem Bereich von 0,5 bis 10 Äquivalent, bezogen auf die Menge des Säurekatalysators, ausgewählt werden. Wenn ein fester Katalysator als Katalysator verwendet wird, ist die Neutralisation nicht notwendigerweise erforderlich, und die abgetrennte Flüssigkeit (die Reaktionsmischung, aus welcher der feste Katalysator z. B. durch Filtration abgetrennt ist) kann dem Kristallisationsvorgang unterworfen werden.
Als Lösungsmittel für die Kristallisation können verschiedene polare Lösungsmittel, z. B. Wasser, Alkohole (z. B. Methanol und Ethanol), Ester (z. B. Methylacetat und Ethylacetat), Ketone (z. B. Aceton), Ether (z. B. Dioxan, Tetrahydrofuran und Ethylenglycoldimethylether), protonenfreie, polare Lösungsmittel (z. B. die vorstehend genannten Amide), organische Säuren (z. B. Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Milchsäure, Trichloressigsäure und Trifluoressigsäure), protonenfreie, polare Lösungsmittel [Amide (z. B. Dimethylformamid und Dimethylacetoaldehydamid), Amine (z. B. N-Methylpyrrolidon), Sulfoxide (z. B. Dimethylsulfoxid), Nitrile (z. B. Acetonitril)] und Lösungsmittelmischungen davon verwendet werden.
Bevorzugte Kristallisationslösungsmittelumfassen hydrophile Lösungsmittel (insbesondere Wasser, mit Wasser mischbare Lösungsmittel und Lösungsmittelmischungen da von). Es ist insbesondere vorteilhaft, dass die Kristallisation durch Zugabe eines Lösungsmittels, das wenigstens eine Komponente enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus organischen Carbonsäuren und Wasser (z. B. ein Lösungsmittel, das nur eine organische Carbonsäure umfasst, ein Lösungsmittel, das nur Wasser umfasst, und eine Lösungsmittelmischung, die eine organische Carbonsäure und Wasser umfasst) zu der Reaktionsmischung zugesetzt wird. Als organische Carbonsäure können die Carbonsäuren genannt werden, die dem vorstehend genannten Acylierungsmittel entsprechen, z. B. aliphatische Carbonsäuren (z. B. Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure und Isopropylcarbonsäure), alicyclische Carbonsäuren (z. B. Cyclohexancarbonsäure), aromatische Carbonsäuren (z. B. Benzoesäure) und heterocyclische Carbonsäuren. Bevorzugte organische Carbonsäuren sind mit Wasser mischbare Carbonsäuren, insbesondere Essigsäure.
Wenn ein Säureanhydrid (z. B. Essigsäureanhydrid) als Acylierungsmittel verwendet wird, wird durch die Reaktion eine organische Carbonsäure (z. B. Essigsäure) gebildet. Wenn eine geeignete Menge einer organischen Carbonsäure (z. B. Essigsäure) und Wasser nach der Vervollständigung der Reaktion zugesetzt werden, kann das restliche Säureanhydrid (z. B. Essigsäureanhydrid) in eine organische Carbonsäure (z. B. Essigsäure) umgewandelt werden, und das Lösungsmittelsystem der Reaktionsmischung kann auf eine Lösungsmittelzusammensetzung eingestellt werden, die für die Kristallisation geeignet ist (z. B. eine wässrige Lösung von Essigsäure). In der vorliegenden Beschreibung umfasst daher ein Lösungsmittel und eine Lösungsmittelzusammensetzung, welche ein Kristallisationslösungsmittel darstellt, eine durch die Reaktion hergestellte Komponente (z. B. Essigsäure) und eine durch die folgenden Behandlungen hergestellte Komponente (z. B. Essigsäure). Auf diese Weise braucht die Reaktionsmischung nicht eingedampft zu werden, und die weitere Zugabe eines geeigneten Kristallisationslösungsmittels ist nicht erforderlich. Als Ergebnis kann das Herstellungsverfahren vereinfacht werden.
Wenn das Kristallisationslösungsmittel eine Lösungsmittelmischung aus einem polaren, organischen Lösungsmittel (z. B. eine organische Carbonsäure) und Wasser ist, kann das Verhältnis des polaren, organischen Lösungsmittels (z. B. eine organische Carbonsäure) zu Wasser aus einem weiten Bereich ausgewählt werden. So beträgt z. B. das Verhältnis des Ersteren zum Letzteren 20/80 bis 90/10 (Gewichtsverhältnis), vorzugs weise 30/70 bis 80/20 (Gewichtsverhältnis) und weiter vorzugsweise 40/60 bis 70/30 (Gewichtsverhältnis). Wenn der Anteil des polaren organischen Lösungsmittels für die Kristallisation (z. B. eine organische Carbonsäure) zu gering ist, steigt die Menge des Rückstands des Nebenprodukts an. Wenn der Anteil des polaren, organischen Lösungsmittels zu groß ist, nimmt die Ausbeute der erwünschten Verbindung ab.
In dem Kristallisationssystem beträgt die Konzentration eines Hydrochinondiesterderivats (1) gewöhnlich 5 bis 40 Gew.-% und vorzugsweise 10 bis 35 Gew.-% (z. B. 15 bis 35 Gew.-%).
Bei dem Kristallisationsvorgang kann ein Impfkristall eines Hydrochinondiesterderivats (1) zugesetzt werden. Die Menge des zuzusetzenden Impfkristalls kann aus einem weiten Bereich von z. B. 0,1 ppm bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 10 ppm bis 5 Gew.-% und insbesondere 100 ppm bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Mischung, welche der Kristallisation unterworfen wird, ausgewählt werden.
Das kristallisierte Produkt kann in einfacher Weise z. B. durch Filtration abgetrennt werden. Durch Waschen und Trocknen des kristallisierten Produkts kann die erwünschte Verbindung (1) mit hoher Reinheit erhalten werden. Wasser oder eine wässrige Lösung einer organischen Carbonsäure von niedriger Konzentration (z. B. eine wässrige Essigsäurelösung) kann zum Waschen des kristallisierten Produkts verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein hoch reines Hydrochinondiesterderivat in effizienter Weise erhalten werden. Insbesondere ergibt die Kristallisation, welche ein einfacher und leicht durchführbarer Vorgang ist, die Herstellung von hoch reinem Hydrochinondiesterderivat in hoher Ausbeute. Darüber hinaus kann ein Hydrochinondiesterderivat mit hoher Reinheit aus dem Reaktionsprodukt von 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP) mit einem Acylierungsmittel durch einen einfachen Vorgang in hoher Ausbeute erhalten werden.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung im Einzelnen beschreiben und dürfen keinesfalls als den Bereich der Erfindung begrenzend ausgelegt werden.
Beispiel 1
Ein Dreihalskolben wurde mit 10 g (0,066 mol) 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP), 20 g (0,196 mol) Essigsäureanhydrid und 0,25 g (2,5 mmol) Schwefelsäure beschickt, und die eingebrachte Mischung wurde 5 Stunden bei 60°C reagieren gelassen. Die Analyse durch Gaschromatografie nach der Vervollständigung der Reaktion ergab den vollständigen Verbrauch des Ausgangsmaterials 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP) (eine Umwandlung von 100%) und die Bildung von 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) in 92%iger Ausbeute und 3,4,5-Trimethylbrenzcatechindiacetat (DAC) in 6%iger Ausbeute. Die Reaktionsmischung wurde mit 2,5 ml einer wässrigen Lösung von 2 N Natriumhydroxid neutralisiert.
13,4 g Essigsäure und 17,2 g Wasser (Lösungsmittelzusammensetzung für die Kristallisation: Essigsäure/Wasser = 55/45 (Gewichtsverhältnis)) werden zugesetzt, wobei die Temperatur der Mischung bei 60°C gehalten wird. Die Temperatur wurde nach und nach von 60°C auf 15°C erniedrigt, um die erwünschte Verbindung zu kristallisieren. Das kristallisierte Produkt wurde filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch die gewünschte Verbindung 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) erhalten wurde.
Ausbeute: 76%
Reinheit: 99,9% oder mehr
Gehalt des Nebenprodukts DAC: 0,01 Gew.-% (100 ppm)
Schmelzpunkt: 109 bis 110°C
Beispiel 2
Ein Dreihalskolben wurde mit 10 g (0,066 mol) 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP), 17 g (0,167 mol) Essigsäureanhydrid und 0,29 g (3 mmol) Schwefelsäure beschickt, und die eingebrachte Mischung wurde 3 Stunden bei 80°C reagieren gelassen. Die Analyse durch Gaschromatografie nach der Vervollständigung der Reaktion ergab den vollständigen Verbrauch des Ausgangsmaterials 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP) und die Bildung von 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) in 91%iger Ausbeute und 3,4,5-Trimethylbrenzcatechindiacetat (DAC) in 5,8%iger Ausbeute. Die Reaktionsmischung wurde mit 3 ml einer wässrigen Lösung von 2 N Natriumhydroxid neutralisiert.
20,4 g Essigsäure und 21,9 g Wasser (Lösungsmittelzusammensetzung für die Kristallisation: Essigsäure/Wasser = 55/45 (Gewichtsverhältnis)) wurden zugesetzt, wobei die Temperatur der Mischung bei 80°C gehalten wurde. Die Temperatur wurde nach und nach von 80°C auf 10°C erniedrigt, um die erwünschte Verbindung zu kristallisieren. Das kristallisierte Produkt wurde filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch die gewünschte Verbindung 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) erhalten wurde.
Ausbeute: 74%
Reinheit: 99,9% oder mehr
Gehalt des Nebenprodukts DAC: 0,0015 Gew.-% (15 ppm)
Beispiel 3
Ein Dreihalskolben wurde mit 10 g (0,066 mol) 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP), 27 g (0,265 mol) Essigsäureanhydrid und 0,15 g (1,5 mmol) Schwefelsäure beschickt, und die eingebrachte Mischung wurde 2 Stunden bei 100°C reagieren gelassen. Die Analyse durch Gaschromatografie nach der Vervollständigung der Reaktion ergab den vollständigen Verbrauch des Ausgangsmaterials 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP) und die Bildung von 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) in 90%iger Ausbeute und 3,4,5-Trimethylbrenzcatechindiacetat (DAC) in 7,5%iger Ausbeute. Die Reaktionsmischung wurde mit 1,5 ml einer wässrigen Lösung von 2 N Natriumhydroxid neutralisiert.
1,9 g Essigsäure und 8,6 g Wasser (Lösungsmittelzusammensetzung für die Kristallisation: Essigsäure/Wasser = 60/40 (Gewichtsverhältnis)) wurden zugesetzt, wobei die Temperatur der Mischung bei 80°C gehalten wurde. Die Temperatur wurde nach und nach von 80°C auf 12°C erniedrigt, um die erwünschte Verbindung zu kristallisieren. Das kristallisierte Produkt wurde filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch die gewünschte Verbindung 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) erhalten wurde.
Ausbeute: 70%
Reinheit: 99,9% oder mehr
Gehalt des Nebenprodukts DAC: 0,025 Gew.-% (250 ppm)
Beispiel 4
Ein Dreihalskolben wurde mit 10 g (0,066 mol) 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP), 20 g (0,196 mol) Essigsäureanhydrid und 0,2 g (2 mmol) Schwefelsäure beschickt. Dann wurde die eingebrachte Mischung 7 Stunden bei 60°C reagieren gelassen. Die Analyse durch Gaschromatografie nach der Vervollständigung der Reaktion ergab den vollständigen Verbrauch des Ausgangsmaterials 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP) und die Bildung von 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) in 91,8%iger Ausbeute und 3,4,5-Trimethylbrenzcatechindiacetat (DAC) in 5,3%iger Ausbeute. Die Reaktionsmischung wurde mit 2,0 ml einer wässrigen Lösung von 2 N Natriumhydroxid neutralisiert.
12,5 g Essigsäure und 14,3 g Wasser (Lösungsmittelzusammensetzung für die Kristallisation: Essigsäure/Wasser = 58/42 (Gewichtsverhältnis)) wurden zugesetzt, wobei die Temperatur der Mischung bei 60°C gehalten wurde. Die Temperatur wurde nach und nach von 60°C auf 14°C erniedrigt, um die erwünschte Verbindung zu kristallisieren. Das kristallisierte Produkt wurde filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch die gewünschte Verbindung 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) erhalten wurde.
Ausbeute: 81
Reinheit: 99,8% oder mehr
Gehalt des Nebenprodukts DAC: 0,12 Gew.-% (1200 ppm)
Beispiel 5
Ein Dreihalskolben wurde mit 10 g (0,066 mol) 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP), 30 g (0,294 mol) Essigsäureanhydrid und 1,14 g (6 mmol) p-Toluolsulfonsäure, und 15,0 g Toluol als Lösungsmittel beschickt. Dann wurde die eingebrachte Mischung 9 Stunden bei 70°C reagieren gelassen. Die Analyse durch Gaschromatografie nach der Vervollständigung der Reaktion ergab eine 94,0%ige Umwandlung des Ausgangsmaterials 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP) und die Bildung von 2,5,6-Trimethyl hydrochinondiacetat (DAB) in 85%iger Ausbeute und 3,4,5-Trimethylbrenzcatechindiacetat (DAC) in 5,8%iger Ausbeute. Die Reaktionsmischung wurde mit 10,0 ml einer wässrigen Lösung von 2 N Natriumhydroxid neutralisiert. Die neutralisierte Mischung wurde mittels eines Verdampfers konzentriert, um das Toluol abzudestillieren.
8,7 g Essigsäure und 32,4 g Wasser (Lösungsmittelzusammensetzung für die Kristallisation: Essigsäure/Wasser = 50/50 (Gewichtsverhältnis)) wurden zugesetzt, wobei die Temperatur der Mischung bei 70°C gehalten wurde. Die Temperatur wurde nach und nach von 70°C auf 14°C erniedrigt, um die erwünschte Verbindung zu kristallisieren. Das kristallisierte Produkt wurde filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch die gewünschte Verbindung 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) erhalten wurde.
Ausbeute: 64%
Reinheit: 99,2%
Gehalt des Nebenprodukts DAC: 0,7 Gew.-%
Beispiel 6
Ein Dreihalskolben wurde mit 10 g (0,066 mol) 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP), 27 g (0,265 mol) Essigsäureanhydrid und 0,06 g (0,2 mmol) SbF₅/FSO₃H als Katalysator beschickt. Dann wurde die eingebrachte Mischung 3 Stunden bei 70°C reagieren gelassen. Die Analyse durch Gaschromatografie nach der Vervollständigung der Reaktion ergab den vollständigen Verbrauch des Ausgangsmaterials 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP) und die Bildung von 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) in 90%iger Ausbeute und 3,4,5-Trimethylbrenzcatechindiacetat (DAC) in 70%iger Ausbeute. Die Reaktionsmischung wurde mit 0,4 ml einer wässrigen Lösung von 2 N Natriumhydroxid neutralisiert.
14,8 g Essigsäure und 20,6 g Wasser (Lösungsmittelzusammensetzung für die Kristallisation: Essigsäure/Wasser = 55/45 (Gewichtsverhältnis)) wurden zugesetzt, wobei die Temperatur der Mischung bei 70°C gehalten wurde. Die Temperatur wurde nach und nach von 70°C auf 18°C erniedrigt, um die erwünschte Verbindung zu kristallisieren. Das kristallisierte Produkt wurde filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wo durch die gewünschte Verbindung 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) erhalten wurde.
Ausbeute: 65%
Reinheit: 99,5%
Gehalt des Nebenprodukts DAC: 0,32 Gew.-%
Beispiel 7
Ein Dreihalskolben wurde mit 10 g (0,066 mol) 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP), 27 g (0,265 mol) Essigsäureanhydrid und 0,79 g (4 mmol) BF₃OEt₂ als Katalysator beschickt. Dann wurde die eingebrachte Mischung 12 Stunden bei 90°C reagieren gelassen. Die Analyse durch Gaschromatografie nach der Vervollständigung der Reaktion ergab eine 99,5%ige Umwandlung des Ausgangsmaterials 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP) und die Bildung von 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) in 88,8%iger Ausbeute und 3,4,5-Trimethylbrenzcatechindiacetat (DAC) in 6,8%iger Ausbeute. Die Reaktionsmischung wurde mit 4,0 ml einer wässrigen Lösung von 2 N Natriumhydroxid neutralisiert.
8,3 g Essigsäure und 19,9 g Wasser (Lösungsmittelzusammensetzung für die Kristallisation: Essigsäure/Wasser = 54/46 (Gewichtsverhältnis)) wurden zugesetzt, wobei die Temperatur der Mischung bei 70°C gehalten wurde. Die Temperatur wurde nach und nach von 70°C auf 18°C erniedrigt, um die erwünschte Verbindung zu kristallisieren. Das kristallisierte Produkt wurde filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch die gewünschte Verbindung 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) erhalten wurde.
Ausbeute: 60%
Reinheit: 99,7%
Gehalt des Nebenprodukts DAC: 0,05 Gew.-%
Beispiel 8
Ein Dreihalskolben wurde mit 10 g (0,066 mol) 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP), 30 g (0,294 mol) Essigsäureanhydrid und 1,33 g (10 mmol) AlCl₃ als Katalysator beschickt. Dann wurde die eingebrachte Mischung 15 Stunden bei 100°C reagieren ge lassen. Die Analyse durch Gaschromatografie nach der Vervollständigung der Reaktion ergab eine 94,0%ige Umwandlung des Ausgangsmaterials 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP) und die Bildung von 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) in 83,0%iger Ausbeute und 3,4,5-Trimethylbrenzcatechindiacetat (DAC) in 8,2%iger Ausbeute. Die Reaktionsmischung wurde mit 10,0 ml einer wässrigen Lösung von 2 N Natriumhydroxid neutralisiert.
2,8 g Essigsäure und 24,8 g Wasser (Lösungsmittelzusammensetzung für die Kristallisation: Essigsäure/Wasser = 52/48 (Gewichtsverhältnis)) wurden zugesetzt, wobei die Temperatur der Mischung bei 80°C gehalten wurde. Die Temperatur wurde nach und nach von 80°C auf 15°C erniedrigt, um die erwünschte Verbindung zu kristallisieren. Das kristallisierte Produkt wurde filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch die gewünschte Verbindung 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) erhalten wurde.
Ausbeute: 53%
Reinheit: 99,8% oder mehr
Gehalt des Nebenprodukts DAC: 0,089 Gew.-%
Beispiel 9
Ein Dreihalskolben wurde mit 10 g (0,066 mol) 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP), 20 g (0,196 mol) Essigsäureanhydrid und 0,25 g (2,5 mmol) Schwefelsäure beschickt. Dann wurde die eingebrachte Mischung 5 Stunden bei 80°C reagieren gelassen. Die Analyse durch Gaschromatografie nach der Vervollständigung der Reaktion ergab den vollständigen Verbrauch des Ausgangsmaterials 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP) und die Bildung von 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) in 93%iger Ausbeute und 3,4,5-Trimethylbrenzcatechindiacetat (DAC) in 5,0%iger Ausbeute. Die Reaktionsmischung wurde mit 2,5 ml einer wässrigen Lösung von 2 N Natriumhydroxid neutralisiert.
12,4 g Essigsäure und 15,4 g Wasser (Lösungsmittelzusammensetzung für die Kristallisation: Essigsäure/Wasser = 57/43 (Gewichtsverhältnis)) wurden zugesetzt, wobei die Temperatur der Mischung bei 80°C gehalten wurde. Die Temperatur wurde nach und nach von 80°C auf 18°C erniedrigt, um die erwünschte Verbindung zu kristallisieren.
Das kristallisierte Produkt wurde filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch die gewünschte Verbindung 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) erhalten wurde.
Ausbeute: 82%
Reinheit: 99,9% oder mehr
Gehalt des Nebenprodukts DAC: 0,003 Gew.-%
Beispiel 10
Ein Dreihalskolben wurde mit 10 g (0,066 mol) 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP), 20 g (0,196 mol) Essigsäureanhydrid und 0,2 g (2 mmol) Schwefelsäure beschickt. Dann wurde die eingebrachte Mischung 8 Stunden bei 60°C reagieren gelassen. Die Analyse durch Gaschromatografie nach der Vervollständigung der Reaktion ergab den vollständigen Verbrauch des Ausgangsmaterials 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP) und die Bildung von 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) in 91,8%iger Ausbeute und 3,4,5-Trimethylbrenzcatechindiacetat (DAC) in 5,3%iger Ausbeute. Die Reaktionsmischung wurde mit 2,0 ml einer wässrigen Lösung von 2 N Natriumhydroxid neutralisiert.
15,4 g Essigsäure und 15,1 g Wasser (Lösungsmittelzusammensetzung für die Kristallisation: Essigsäure/Wasser = 60/40 (Gewichtsverhältnis)) wurden zugesetzt, wobei die Temperatur der Mischung bei 60°C gehalten wurde. Die Temperatur wurde nach und nach von 60°C auf 14°C erniedrigt, um die erwünschte Verbindung zu kristallisieren. Das kristallisierte Produkt wurde filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch die gewünschte Verbindung 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) erhalten wurde.
Ausbeute: 68%
Reinheit: 99,99% oder mehr
Gehalt des Nebenprodukts DAC: nicht nachgewiesen
Vergleichsbeispiel 1
Ein Dreihalskolben wurde mit 10 g (0,066 mol) 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP), 20 g (0,196 mol) Essigsäureanhydrid und 1,14 g (6 mmol) p-Toluolsulfonsäure als Katalysator beschickt. Dann wurde die eingebrachte Mischung 9 Stunden bei 80°C reagieren gelassen. Die Analyse durch Gaschromatografie nach der Vervollständigung der Reaktion ergab eine 96%ige Umwandlung des Ausgangsmaterials 2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1,4-dion (KIP) und die Bildung von 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) in 85,1%iger Ausbeute und 3,4,5-Trimethylbrenzcatechindiacetat (DAC) in 7,1%iger Ausbeute. Die Reaktionsmischung wurde mit 3,0 ml einer wässrigen Lösung von 2 N Natriumhydroxid neutralisiert, und 30 g Benzol und 30 g Wasser wurden zur Extraktion der erwünschten Verbindung zugesetzt. Dann wurde die organische Phase mittels eines Verdampfers konzentriert. Die Menge des erhaltenen rohen 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetats (DAB) betrug 10,1 g (Ausbeute: 65%).
780 ml Hexan als Lösungsmittel für die Kristallisation wurden zu dem Konzentrat (rohes DAB) zugesetzt und unter Rückfluss aufgelöst. Dann wurde die Mischung auf 10°C zur Umkristallisation abgekühlt, filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch die erwünschte Verbindung 2,5,6-Trimethylhydrochinondiacetat (DAB) erhalten wurde. Wie nachstehend gezeigt, hatte das erhaltene DAB einen weiten Bereich des Schmelzpunkts, und der Schmelzpunkt war erniedrigt.
Ausbeute: 41%
Reinheit: 96,3% oder mehr
Gehalt des Nebenprodukts DAC: 2,9 Gew.-%
Schmelzpunkt: 101 bis 108°C

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Hydrochinondiesterderivats, das durch die folgende Formel (1) wiedergegeben ist:
worin R¹ eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe bedeutet, und jeder Rest R² gleich oder verschieden ist und eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe bedeutet, weiter enthaltend 0 bis 2 Gew.-% eines Brenzcatechindiesterderivats, das durch die folgende Formel (2) wiedergegeben ist:
worin R¹ und R² die gleichen wie vorstehend definiert sind, wobei das Verfahren umfasst das Umsetzen eines Cyclohex-2-en-1,4-dionderivats, das durch die folgende Formel (3) wiedergegeben ist:
worin R² jeweils eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe bedeutet, mit einem Acylierungsmittel in Gegenwart eines Katalysators und das Reinigen des Reaktionsprodukts durch Kristallisation, worin ein Lösungsmittel für die Kristallisation eine Lösungsmittelmischung aus einer organischen Carbonsäure und Wasser umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Hydrochinondiesterderivats gemäß Anspruch 1, worin ein Lösungsmittel für die Kristallisation eine wässrige Essigsäurelösung umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Hydrochinondiesterderivats gemäß Anspruch 1 oder 2, worin ein Lösungsmittel für die Kristallisation eine Lösungsmittelmischung aus einer organischen Carbonsäure und Wasser in einem Verhältnis der organischen Carbonsäure zu Wasser = 20/80 bis 90/10 (Gew.-%) umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Hydrochinondiesterderivats gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Katalysator ein Protondonator-Katalysator oder ein Lewis-Säure-Katalysator ist.
Verfahren zur Herstellung eines Hydrochinondiesterderivats gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Acylierungsmittel C_2-4-Carbonsäureanhydrid oder C₂_₄-Carbonsäurehalogenid ist.