JP2000219646A - アダマンタノール類の製造方法 - Google Patents
アダマンタノール類の製造方法Info
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Abstract
的かつ高収率で製造する方法を提供する。 【解決手段】アダマンタン類をルテニウム化合物と次亜
塩素酸又はその塩とにより反応させる。
Description
の高機能性ポリマー、合成潤滑油や可塑剤などの原料、
あるいは医農薬をはじめとする有機薬品の中間体として
有用なアダマンタノール類の製造方法に関する。
して、特開平2−104553号公報には、クロム酸を
用いる方法が開示されている。特開平3−118342
号公報及び特許第2678784号公報には、アダマン
タンのブロム体を加水分解する方法が開示されている。
特開平8−38909号公報、特開平9−327626
号公報及び特開平10−286467号公報には、イミ
ド化合物を触媒として、基質を酸素酸化する方法が開示
されている。特開平9−87216号公報には、金属ポ
ルフィリン誘導体を触媒に用いて基質を空気酸化する方
法が開示されている。特開平5−51334号公報に
は、ルテニウム触媒と過酸を用いる方法が開示されてい
る。J.Am.Chem.Soc,111,6749(1989). には、ジオキシラ
ン誘導体を用いた方法が提案されている。しかし、いず
れの方法も反応が複雑な場合や収率が低い等の問題点が
ある。
ン類からアダマンタノール類を選択的かつ高収率で製造
する方法を提供することにある。
題点について鋭意検討した結果、アダマンタン類を特定
の溶媒中で、ルテニウム化合物を触媒として水酸化する
ことにより、アダマンタノール類が選択的かつ高収率で
得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。
テニウム化合物と次亜塩素酸又はその塩とにより反応さ
せることを特徴とするアダマンタノール類の製造方法に
関するものである。さらには、アダマンタン類を水/有
機溶媒2相系中で反応させるアダマンタノール類の製造
方法に関する。
れるアダマンタン類は、下記一般式で表されるものであ
る。
アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル
オキシ基またはハロゲン基を示しており、置換基の数及
びその位置は限定されない。)
エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル基などの炭素数1
−10アルキル基、好ましくは炭素数1−6アルキル
基、特に炭素数1−4アルキル基が含まれる。アリール
基には、例えば、フェニル基、ナフチル基等が含まれ、
シクロアルキル基には、例えば、シクロヘキシル、シク
ロオクチル基等が含まれる。アルコキシ基には、例え
ば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ヘキ
シルオキシ基等の炭素数1−10アルコキシ基が含まれ
る。アリールオキシ基には、例えば、フェノキシ基など
が含まれる。アシルオキシ基には、例えば、アセチルオ
キシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ基などの炭
素数2−6アシルオキシ基などが含まれる。ハロゲン基
には、例えば、クロル基、ブロム基、ヨード基などが含
まれる。
タノール、アダマンタンジオール、アダマンタントリオ
ール、アダマンタンテトラオール等が含まれる。例え
ば、1−アダマンタノール、1,3−アダマンタンジオ
ール等が挙げられる。これらは置換基を有していてもよ
い。
酸ナトリウムで生成させた高酸化状態のルテニウム化合
物により、アダマンタンを水酸化させる。本発明のルテ
ニウム化合物は、例えばルテニウム金属、二酸化ルテニ
ウム、四酸化ルテニウム、水酸化ルテニウム、塩化ルテ
ニウム、臭化ルテニウム、ヨウ化ルテニウム、硫酸ルテ
ニウムまたはそれらの水和物等を単独または混合物で用
いることができる。これらルテニウム化合物は、原料と
して用いるアダマンタン1モルに対して0.001〜
2.00モル、好ましくは0.01〜0.40の割合で
使用する。使用量がこの範囲より少なければ反応速度が
低下し、多ければ高価なルテニウム化合物を多量に使用
することになり、共に工業的見地から好まくない。
ウム塩、カリウム塩が挙げられるが入手の容易さ、価格
などから次亜塩素酸ナトリウム水溶液を用いることが好
ましい。次亜塩素酸ナトリウム溶液は、0.01〜2.
00mmol/g、好ましくは0.07〜0.8mmo
l/gの濃度に調整して使用する。次亜塩素酸ナトリウ
ム溶液の濃度はアダマンタノール類の選択率に大きな影
響を与える。次亜塩素酸ナトリウム溶液の濃度がこの範
囲より低いと水相の量が多くなり、アダマンタンジオー
ルを取り出す際の濃縮に負担をかけると共に触媒がより
多く水相に移るため、触媒回収および再生に費用がかさ
んでしまう。一方、次亜塩素酸ナトリウム溶液の濃度が
この範囲より高いと生成したアダマンタンジオールが水
相で飽和し、有機相での濃度上昇による副反応の増加お
よび固体の析出が起こり、反応操作上問題となる。な
お、次亜塩素酸の代わりに過酢酸、過ヨウ素酸、もしく
は臭素酸またはそれらの塩等を用いることもできる。
ウムの添加量はアダマンタン類1モルに対し、0.5〜
3.0モル、好ましくは1.0〜2.5モルの範囲であ
る。次亜塩素酸ナトリウムの添加量がこの範囲より多い
場合は、消費されたアダマンタンに対するアダマンタノ
ール類の選択率は大きく低下し、一方この範囲より少な
い場合は未反応の基質が大量に残り、非効率である。次
亜塩素酸ナトリウムの添加は、一時的に添加しても連続
的に添加してもよい。
の滴下を制御するためにpHコントローラが必要であ
る。pHによる次亜塩素酸ナトリウム溶液の添加速度の
制御を行わず一定速度で次亜塩素酸ナトリウム溶液を滴
下すると、反応後半で水相中の次亜塩素酸濃度が高くな
るため副反応が高頻度で起こり、水相中のアダマンタン
ジオールが減少してしまうことになる。
ウム化合物のモル比などの反応条件によって最適値が異
なる。例えば、アダマンタン100gに対し塩化ルテニ
ウム15gを使用する場合はpH3付近が最も適してお
り、アダマンタン100gに対し塩化ルテニウム5gを
使用する場合はpH7付近が最も適している。各々の反
応条件における最適値より高いpHで反応させると副反
応によってアダマンタンジオール生成量が減少し、最適
値より低いpHで反応させると十分な量の次亜塩素酸が
添加されないため、高酸化状態のルテニウム化合物が生
成し難くなり反応速度が低下する。触媒を上記記載の好
ましい量で使用した場合、pH最適値は、0.1〜11
の範囲になる。
は、水との相溶性が低く、高酸化状態のルテニウムの溶
解性が高く、本発明の反応に対し不活性な溶媒を選択す
る。相溶性が高いと溶媒回収コストが上昇し、高酸化状
態のルテニウムの溶解性が低いと反応が進行しにくくな
る。そのような有機溶媒の例としては、ハロゲン化アル
キル類[例えばジクロロメタン、1,2−ジクロロエタ
ン、クロロホルム、四塩化炭素、1,1,2−トリクロ
ロエタン、1,4−ジクロロブタン、1,6−ジクロロ
ヘキサンなど]、エステル類[例えば酢酸メチル、酢酸
エチル、酢酸イソプロピルなど]、ハロゲン化アリール
類[例えばヘキサクロロベンゼン、1,1,1−三フッ
化トルエンなど]、炭化水素[例えばヘキサン、ヘプタ
ン、オクタンなど]の溶媒を挙げることができる。この
中で1,2−ジクロロエタン、酢酸エチルが好ましい。
これらの溶媒は、単独でも2種以上の溶媒を混合した系
でも使用できる。溶媒は、原料として用いるアダマンタ
ン1重量部に対して、0.1〜20重量部、好ましくは
1〜10重量部の割合で使用する。
0〜100℃、好ましくは40〜70℃の範囲である。
反応温度がこの範囲よりも低い場合は反応速度が著しく
低下し、またこの範囲よりも高い場合は、次亜塩素酸ナ
トリウムの分解や副反応の増加による選択率の低下が起
こり、いずれも不利になる場合が多い。本反応では、発
熱反応であるため冷却により反応温度を一定に保つこと
ができる反応装置を用いることが望ましい。反応は、バ
ッチ式、連続式いずれによっても行うことができる。
相を分離する際、次亜塩素酸ナトリウムを残留させるこ
とで水相中の触媒濃度を最小限にすることができる。触
媒を多く含む有機溶媒はそのまま次の反応に使用するこ
ともできるし、触媒を回収して再使用することもでき
る。水相中に微量含まれる触媒は、反応溶媒に使用可能
な有機溶媒により抽出除去する。このとき、水相中に含
まれるアダマンタノールが同時に除かれる。そして、残
った水相を濃縮し、粗製アダマンタンジオールが得られ
る。
中で、アダマンタノールは水と比較して有機溶媒への溶
解度が高いのに対し、アダマンタンジオール等2つ以上
の水酸基を持つアダマンタノールは有機溶媒と比較して
水への溶解度が高い。これら溶解度の違いを利用し、反
応系中でアダマンタノールとアダマンタンジオールを含
むポリオールを分離できる。アダマンタンが水酸化され
てアダマンタノールとなってもほとんどが有機相に存在
するが、アダマンタノールがさらに水酸化されてアダマ
ンタンジオールとなると水相に移動する。触媒として作
用する高酸化状態のルテニウムは、有機溶媒と親和性が
高く、大部分が有機相により多く存在するため、水相に
移動したアダマンタンジオールは触媒のさらなる酸化を
受けにくくなり、3つ以上の水酸基を持つ化合物は極少
量としか生成しない。従って、本発明による方法ではア
ダマンタンジオールを高い選択率で合成することができ
る。
説明する。但し、本発明はこれらの実施例により限定さ
れるものではない。
200ml容量の5つ口フラスコにアダマンタン5.1
1g(37.5mmol)、1,2−ジクロロエタン9
5.7g、塩化ルテニウム・n水和物0.78g、水1
0.5gを仕込み、50℃に加温した。反応液のpHが
3を越えないように調節しながら次亜塩素酸ナトリウム
水溶液を100g(0.75mmol/g)滴下した。
滴下には160分を要した。分液ロートで水相とジクロ
ロエタン相を分離し、ガスクロマトグラフィーで各相を
分析した結果、水相中に1−アダマンタノール0.03
g、1,3−アダマンタンジオール2.25g、ジクロ
ロエタン相中に1−アダマンタノール2.47g、1,
3−アダマンタンジオール0.52g、2−アダマンタ
ノン0.14gが含まれていた。アダマンタンの転化率
は100%、アダマンタン基準の1−アダマンタノール
選択率は44%、1,3−アダマンタンジオール選択率
は44%であった。
えないように調節しながら次亜塩素酸ナトリウム水溶液
100g(0.75mmol/g)を160分かけて滴
下した。反応終了後、水相中に1−アダマンタノール
0.03g、1,3−アダマンタンジオール1.36
g、ジクロロエタン相中に1−アダマンタノール2.0
1g、1,3−アダマンタンジオール0.43g、2−
アダマンタノン0.15gが含まれていた。アダマンタ
ンの転化率は100%、アダマンタン基準の1−アダマ
ンタノール選択率は36%、1,3−アダマンタンジオ
ール選択率は28%であった。
応を開始し、反応液のpHが3を越えないように調節し
ながら次亜塩素酸ナトリウム水溶液100g(0.75
mmol/g)を242分かけて滴下した。反応終了
後、水相中に1−アダマンタノール0.04g、1,3
−アダマンタンジオール1.38g、ジクロロエタン相
中に1−アダマンタノール2.95g、1,3−アダマ
ンタンジオール0.40g、2−アダマンタノン0.1
5gが含まれていた。アダマンタンの転化率は100
%、アダマンタン基準の1−アダマンタノール選択率は
53%、1,3−アダマンタンジオール選択率は29%
であった。
mol/gとした以外は実施例1と同様の反応条件と
し、反応液のpHが3を越えないように調節しながら次
亜塩素酸ナトリウム水溶液41.9gを100分かけて
滴下した。反応中に、1,3−アダマンタンジオールと
思われる白色固体が析出した。反応終了後、水相中に1
−アダマンタノール0.02g、1,3−アダマンタン
ジオール0.83g、ジクロロエタン相中に1−アダマ
ンタノール3.58g、1,3−アダマンタンジオール
0.67g、2−アダマンタノン0.17gが含まれて
いた。アダマンタンの転化率は100%、アダマンタン
基準の1−アダマンタノール選択率は64%、1,3−
アダマンタンジオール選択率は24%であった。
n水和物0.26g、水3.2gとした以外は実施例1
と同様の反応条件とし、反応液のpHが7を越えないよ
うに調節しながら次亜塩素酸ナトリウム水溶液100g
(0.75mmol/g)を176分かけて滴下した。
反応終了後、水相中に1−アダマンタノール0.07
g、1,3−アダマンタンジオール2.30g、ジクロ
ロエタン相中に1−アダマンタノール2.52g、1,
3−アダマンタンジオール0.67g、2−アダマンタ
ノン0.35gが含まれていた。アダマンタンの転化率
は100%、アダマンタン基準の1−アダマンタノール
選択率は45%、1,3−アダマンタンジオール選択率
は43%であった。
2L容量のセパラブルフラスコにアダマンタン68.6
g(503mmol)、酢酸エチル800ml、塩化ル
テニウム・n水和物10.5g、水70.9gを仕込
み、50℃に加温した。反応液のpHが3を越えないよ
うに調節しながら次亜塩素酸ナトリウム水溶液を108
8.1g(0.96mmol/g)滴下した。滴下には
90分を要した。分液ロートで水相と酢酸エチル相を分
離し、ガスクロマトグラフィーで各層を分析した結果、
水相中に1−アダマンタノール0.5g、1,3−アダ
マンタンジオール22.8g、酢酸エチル相中にアダマ
ンタン2.1g、1−アダマンタノール25.6g、
1,3−アダマンタンジオール22.3g、2−アダマ
ンタノン3.1gが含まれていた。アダマンタンの転化
率は97%、アダマンタン基準の1−アダマンタノール
選択率は35%、1,3−アダマンタンジオール選択率
は55%であった。
n水和物0.14g、水3.0g、反応温度を70℃と
した以外は実施例1と同様の反応条件とし、反応液のp
Hが7を越えないように調節しながら次亜塩素酸ナトリ
ウム水溶液を203.3g(0.37mmol/g)滴
下した。滴下には125分を要した。反応終了後、水相
中に1−アダマンタノール0.23g、1,3−アダマ
ンタンジオール2.74g、ジクロブタン相中に1−ア
ダマンタノール2.22g、1,3−アダマンタンジオ
ール0.12g、2−アダマンタノン0.26gが含ま
れていた。アダマンタンの転化率は99.4%、アダマ
ンタン基準の1−アダマンタノール選択率は43%、
1,3−アダマンタンジオール選択率は46%であっ
た。
択的かつ高収率で製造することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 アダマンタン類をルテニウム化合物と次
亜塩素酸又はその塩とにより反応させることを特徴とす
るアダマンタノール類の製造方法。 - 【請求項2】 アダマンタン類を水/有機溶媒2相系中
で反応させる請求項1記載の製造方法。 - 【請求項3】 有機溶媒がハロゲン化アルキル類、ハロ
ゲン化アリール類、エステル類又は炭化水素類である請
求項2記載の方法。 - 【請求項4】 有機溶媒が1,2−ジクロロエタン又は
酢酸エチルである請求項3記載の製造方法。 - 【請求項5】 ルテニウム化合物がルテニウム金属、二
酸化ルテニウム、水酸化ルテニウム、塩化ルテニウム、
臭化ルテニウム、ヨウ化ルテニウム、硫酸ルテニウム、
四酸化ルテニウム、又はそれらの水和物である請求項1
記載の製造方法。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP02219899A JP4182307B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | アダマンタノール類の製造方法 |
DE60005417T DE60005417T2 (de) | 1999-01-29 | 2000-01-18 | Verfahren zur Herstellung von Adamantanolen |
EP00100253A EP1026140B1 (en) | 1999-01-29 | 2000-01-18 | Process of producing adamantanols |
US09/493,207 US6187967B1 (en) | 1999-01-29 | 2000-01-28 | Process of producing adamantanols |
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