JP2000001453A - キノン類の製造方法 - Google Patents

キノン類の製造方法

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JP2000001453A
JP2000001453A JP21670398A JP21670398A JP2000001453A JP 2000001453 A JP2000001453 A JP 2000001453A JP 21670398 A JP21670398 A JP 21670398A JP 21670398 A JP21670398 A JP 21670398A JP 2000001453 A JP2000001453 A JP 2000001453A
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acid
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Takumi Tsunoda
巧 角田
Hiroshi Shiraishi
泰士 白石
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C46/00Preparation of quinones
    • C07C46/02Preparation of quinones by oxidation giving rise to quinoid structures
    • C07C46/06Preparation of quinones by oxidation giving rise to quinoid structures of at least one hydroxy group on a six-membered aromatic ring

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、芳香族ジオール化合物を酸化して
キノン類を製造する方法において、安全性や反応速度に
問題がなく、かつ、温和な反応条件下、高選択率で、キ
ノン類を製造できる方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明の課題は、芳香族ジオール化合物
と亜硝酸エステルを反応させることを特徴とするキノン
類の製造方法によって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、芳香族ジオール化
合物(ハイドロキノン類)を酸化して対応するキノン類
を容易に製造できる、経済的に有利なキノン類の製造方
法に関する。キノン類は、重合禁止剤、不飽和ポリエス
テル安定剤、医農薬中間体などとして有用な化合物であ
る。
【0002】
【従来の技術】芳香族ジオール化合物(ハイドロキノン
類)を酸化してキノン類を製造する方法としては、
(1)五酸化バナジウムの存在下、塩素酸ナトリウムで
酸化する方法(特開平3−287557号公報)、
(2)アルミナ等に硫酸銅が担持された触媒の存在下、
空気で酸化する方法(特開平8−176059号公
報)、(3)活性炭にルテニウムが担持された触媒の存
在下、過酸化水素で酸化する方法(WO96/2226
9)などが知られている。
【0003】しかし、(1)の方法では、有害な二酸化
塩素の発生、塩素酸ナトリウムの爆発性などの問題があ
り、(2)及び(3)の方法では、反応速度が遅い(反
応時間が長い)という問題があり、いずれも工業的に満
足できる方法ではない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、芳香族ジオ
ール化合物(ハイドロキノン類)を酸化してキノン類を
製造する方法において、安全性や反応速度に問題がな
く、かつ、温和な反応条件下、高選択率で、キノン類を
製造できる方法を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、芳香族
ジオール化合物と亜硝酸エステルを反応させることを特
徴とするキノン類の製造方法によって解決される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明では、キノン類は、芳香族
ジオール化合物(ハイドロキノン類)と亜硝酸エステル
を反応させることによって製造される。本発明で使用さ
れる芳香族ジオール化合物(ハイドロキノン類)として
は、例えば、次式で示されるような、芳香環に2個の水
酸基が結合している化合物(R、R’で表される置換基
を有していてもよい)が挙げられる。
【0007】
【化1】 (式中、R、R' は、ハロゲン原子、炭素数1〜8のア
ルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基を表す。但
し、芳香環がベンゼン環の場合、Rは0〜4個芳香環に
結合しており、芳香環がナフタレン環の場合、Rは0〜
2個、R’は0〜4個芳香環に結合している。)
【0008】芳香族ジオール化合物としては、前記式で
示されるような、ハイドロキノンやその誘導体が挙げら
れる。具体的には、例えば、ハイドロキノン、カテコー
ル、メチルハイドロキノン、テトラメチルハイドロキノ
ン、t−ブチルハイドロキノン、2,5−ジ−t−ブチ
ルハイドロキノン、オクチルハイドロキノン、2,5−
ジオクチルハイドロキノン、シクロヘキシルハイドロキ
ノン、フェニルハイドロキノン、2,5−ジフェニルハ
イドロキノン、クロロハイドロキノン、テトラクロロハ
イドロキノン、1,2−ジヒドロキシナフトキノン、
1,4−ジヒドロキシナフトキノン、2−メチル−1,
4−ジヒドロキシナフトキノン等が挙げられる。
【0009】本発明で使用される亜硝酸エステルとして
は、亜硝酸メチル、亜硝酸エチル、亜硝酸プロピル、亜
硝酸ブチル等の炭素数1〜20の亜硝酸エステルが挙げ
られる。この中では、亜硝酸メチル、亜硝酸エチル、亜
硝酸プロピル、亜硝酸ブチル等の炭素数1〜4の亜硝酸
エステルが好ましい。これら亜硝酸エステルは予め調製
されたものを使用してもよいが、二酸化窒素、三酸化二
窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素等の窒素酸化物と対
応するアルコールを反応系に存在させて、反応系内で相
当する亜硝酸エステルを生成させて使用しても差し支え
ない。また、反応で生成する二酸化窒素を対応するアル
コール及び分子状酸素と反応させることによって再生さ
れる亜硝酸エステルを使用してもよい。なお、亜硝酸エ
ステルは、ハイドロキノン類に対して1〜20倍モル、
更には2〜6倍モル使用されることが好ましい。
【0010】本発明では、芳香族ジオール化合物を亜硝
酸エステルと反応させる際に、反応促進のために反応促
進剤を単独又は複数で存在させることが好ましい。この
反応促進剤としては、第8族金属、金属塩、金属酸化
物、金属水酸化物、又は酸が好ましく使用される。反応
促進剤は、ハイドロキノン類に対して0.01〜100
重量%、更には0.1〜20重量%使用されることが好
ましい。
【0011】第8族金属としては、例えば、パラジウ
ム、ルテニウム、ニッケル等の金属が使用される。これ
ら金属は、活性炭、アルミナ、シリカ、チタニア、マグ
ネシア等の担体に担持されて使用されることが好まし
く、例えば、パラジウム−活性炭、パラジウム−アルミ
ナ、ルテニウム−活性炭、ニッケル−活性炭等の形態で
使用される。これら金属の担持量は、担体に対して0.
1〜50重量%、更には1〜20重量%であることが好
ましい。
【0012】前記金属塩としては、2A族金属、6A族
金属、7A族金属、8族金属、1B族金属、2B族金
属、及びランタノイド金属から選ばれる少なくとも一種
の金属の塩が好ましく使用される。また、金属塩として
は、これら金属のハロゲン化物(塩化物、臭化物、ヨウ
化物等)、カルボン酸塩(酢酸塩等の炭素数1〜20の
カルボン酸の塩)、無機酸塩(硫酸塩、硝酸塩等)など
が好ましく使用される。なお、これら金属の分類は「理
化学辞典 第4版(岩波書店)」に記載の「元素の周期
表」に従う。
【0013】前記の金属としてはマグネシウム等が挙げ
られ、6A族金属としてはクロム等が挙げられ、7A族
金属としてはマンガン等が挙げられ、8族金属として
は、鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム等が挙げら
れ、1B族金属としては銅等が挙げられ、2B族金属と
しては亜鉛等が挙げられ、ランタノイド金属としてはサ
マリウム等が挙げられる。前記の金属の塩の中で、金属
種としては銅が好ましく、塩としてはハロゲン化物、カ
ルボン酸塩、無機酸塩が好ましい。
【0014】前記の金属酸化物としては、アルミナ又は
酸化銅が好ましく使用される。
【0015】前記の金属水酸化物としては、水酸化銅が
好ましく使用される。
【0016】前記の酸としては、鉱酸、スルホン酸、ヘ
テロポリ酸、及びカルボン酸から選ばれ得る少なくとも
一種の酸が好ましく使用される。鉱酸としては、塩酸、
硫酸、硝酸、リン酸、ヘキサフルオロリン酸、テトラフ
ルオロホウ酸、過塩素酸等が挙げられ、スルホン酸とし
てはメタンスルホン酸等が挙げられ、ヘテロポリ酸とし
ては、リンモリブデン酸、リンタングステン酸、ケイタ
ングステン酸等が挙げられ、カルボン酸としては、酢
酸、プロピオン酸等の炭素数1〜20のカルボン酸が挙
げられる。
【0017】本発明では、前記の反応において、必要に
応じて反応溶媒を単独又は複数で使用しても差し支えな
い。反応溶媒の使用量は特に限定されないが、例えば、
芳香族ジオール化合物の仕込み濃度が0.1〜80重量
%、更には1〜50重量%になるように使用することが
好ましい。
【0018】反応溶媒としては、ベンゼン、トルエン等
の芳香族非ハロゲン化炭化水素類、クロロベンゼン等の
芳香族ハロゲン化炭化水素類、テトラリン、シクロヘキ
サン等の脂肪族非ハロゲン化炭化水素類、塩化メチレン
等の脂肪族ハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、
テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセ
トン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、
カプロラクトン等のエステル類、N,N−ジメチルホル
ムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類、ジメチ
ルスルホン、スルホラン等のスルホン類、ジメチルスル
ホキシド等のスルホキシド類、アセトニトリル、ベンゾ
ニトリル等のニトリル類、メタノール、エタノール、ブ
タノール等のアルコール類などが挙げられる。これら反
応溶媒の中では、脂肪族非ハロゲン化炭化水素類、アル
コール類、エーテル類、ニトリル類が好ましい。
【0019】前記の反応において、反応温度は0〜15
0℃、更には10〜50℃であることが好ましい。ま
た、反応圧は特に制限されないが、通常は常圧付近であ
ることが好ましい。前記の反応は、例えば、反応容器
に、芳香族ジオール化合物、反応促進剤、及び反応溶媒
を入れて、攪拌下、上記反応条件下で亜硝酸エステルを
添加することによって行うことができる。反応後、生成
したキノン類(例えば、次式で示されるような前記芳香
族ジオール化合物に対応する化合物)は、晶析、昇華あ
るいは水蒸気蒸留などにより分離される。
【0020】
【化2】 (式中、R、R' は前記と同様である。)
【0021】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。なお、生成したキノン類は液体クロマトグラフィー
により定量した。
【0022】実施例1 50ml容フラスコに、テトラクロロハイドロキノン
(2.42mmol)、塩化メチレン(12.8g)、
及びメタノール(3.2g)を入れた後、常圧室温下で
攪拌しながら、亜硝酸ブチル(9.71mmol)を加
えて30分間反応させた。反応後、析出した生成物を濾
別して定量すると共に、反応液に溶解している生成物を
定量した。生成物(テトラクロロ−p−ベンゾキノン)
の収率は66%であった(収量:1.60mmol)。
【0023】実施例2 反応促進剤として塩化銅(II)(0.06g)を添加し
たほかは、実施例1と同様の操作を行なった。その結
果、生成物の収率は95%であった。
【0024】実施例3〜13 反応促進剤として表1記載の金属塩(0.06g)を添
加したほかは、実施例1と同様の操作を行なった。但
し、実施例3では反応溶媒をテトラヒドロフラン(1
6.0g)のみとし、実施例11ではアセトニトリル
(15.0g)のみとした。結果を表1に示す。
【0025】実施例14 反応促進剤として表1記載の金属水酸化物(0.06
g)を添加したほかは、実施例1と同様の操作を行なっ
た。結果を表1に示す。
【0026】実施例15、16 反応促進剤として表1記載の金属酸化物(0.06g)
を添加したほかは、実施例1と同様の操作を行なった。
結果を表1に示す。
【0027】実施例17〜20 反応促進剤として表1記載の酸(0.06g)を添加し
たほかは、実施例1と同様の操作を行なった。結果を表
1に示す。
【0028】実施例21 反応促進剤として表1記載の第8族金属(担体に担持さ
せたもの:0.06g)を添加したほかは、実施例1と
同様の操作を行なった。結果を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】実施例22 ガス導入管を備えた50ml容フラスコに、テトラクロ
ロハイドロキノン(2.42mmol)、塩化銅(II)
(0.06g)、塩化メチレン(12.8g)、及びメ
タノール(3.2g)を入れた後、常圧室温下で攪拌し
ながら、亜硝酸メチル(14.6mmol)を窒素ガス
に同伴させて吹き込んで、30分間反応させた。反応
後、実施例1と同様に生成物を定量したところ、生成物
の収率は94%であった(収量:2.28mmol)。
【0031】実施例23 50ml容フラスコに、ハイドロキノン(2.84mm
ol)、酢酸銅(II)(0.03g)、アセトニトリル
(6g)を入れた後、常圧室温下で攪拌しながら、亜硝
酸ブチル(10.2mmol)を加えて30分間反応さ
せた。反応後、反応液中の生成物(p−ベンゾキノン)
を定量したところ、その収率は96%であった(収量:
2.73mmol)。
【0032】
【発明の効果】本発明により、芳香族ジオール化合物
(ハイドロキノン類)を酸化してキノン類を製造する方
法において、安全性や反応速度に問題がなく、かつ、温
和な反応条件下、高選択率で、キノン類を製造すること
ができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G069 AA02 AA03 BA01A BA01B BA08B BA21B BB04A BB05A BB05B BB08B BB10B BB12B BC08A BC10B BC16B BC30A BC31A BC31B BC34A BC41A BC44B BC57A BC58B BC61A BC62B BC65A BC67B BC69A BC75B BD12B BD13B BD14B BE08B BE22B CB01 CB07 CB72 4H006 AA02 AC44 BA05 BA06 BA08 BA09 BA14 BA16 BA19 BA20 BA21 BA23 BA25 BA29 BA30 BA55 BA66 4H039 CA62 CC20

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族ジオール化合物と亜硝酸エステル
    を反応させることを特徴とするキノン類の製造方法。
  2. 【請求項2】 第8族金属の存在下で反応させる、請求
    項1記載のキノン類の製造方法。
  3. 【請求項3】 2A族金属、6A族金属、7A族金属、
    8族金属、1B族金属、2B族金属、及びランタノイド
    金属から選ばれる少なくとも一種の金属の塩の存在下で
    反応させる、請求項1記載のキノン類の製造方法。
  4. 【請求項4】 アルミナ又は酸化銅の存在下で反応させ
    る、請求項1記載のキノン類の製造方法。
  5. 【請求項5】 水酸化銅の存在下で反応させる、請求項
    1記載のキノン類の製造方法。
  6. 【請求項6】 鉱酸、スルホン酸、ヘテロポリ酸、及び
    カルボン酸から選ばれる少なくとも一種の酸の存在下で
    反応させる、請求項1記載のキノン類の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106673983A (zh) * 2017-01-03 2017-05-17 岳阳环宇药业有限公司 一种四氯‑1,4‑苯醌的制备方法
CN112694393A (zh) * 2020-12-25 2021-04-23 浙江神洲药业有限公司 一种再生四氯苯醌的制备方法

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