JP2001002609A - フルオレンの回収方法及びフルオレン骨格を有するジオールの精製方法 - Google Patents

フルオレンの回収方法及びフルオレン骨格を有するジオールの精製方法

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JP2001002609A
JP2001002609A JP11171288A JP17128899A JP2001002609A JP 2001002609 A JP2001002609 A JP 2001002609A JP 11171288 A JP11171288 A JP 11171288A JP 17128899 A JP17128899 A JP 17128899A JP 2001002609 A JP2001002609 A JP 2001002609A
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Masahiro Yamada
昌宏 山田
Mitsuaki Yamada
光昭 山田
Yasuhiro Suda
康裕 須田
Gun Son
軍 孫
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Osaka Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】一般式(1)のジオール化合物の製造工程におい
て、当該化合物の簡易な精製方法、さらには反応原料で
あるフルオレンの簡易な回収方法を提供する。 【解決手段】フルオレン、下記一般式(1) 【化1】 [式中R1及びR2は同一又は異なって炭素数1〜8のアル
キレン基を示す]で表わされるジオール化合物、及び下
記一般式(2) 【化2】 [式中R3は炭素数1〜8のアルキレン基を示す]で表され
る化合物を含有する粗生成物を、炭素数1〜4のアルコー
ルで処理してフルオレンを回収する方法;フルオレンが
回収された上記粗組成物を、芳香族炭化水素で処理して
一般式(1)で表されるジオール化合物を精製する方法;
並びにこれらを含むプロセス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフルオレン骨格を有
するジオールの製造工程におけるフルオレンの回収方法
及びジオールの精製方法、並びにこれらを含むプロセス
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般式(1)
【0003】
【化7】
【0004】[式中、R1及びR2は、同一又は異なっ
て、炭素数1〜8のアルキレン基を示す。]で表され
る、フルオレン骨格を有するジオールは、エポキシ樹
脂、ポリエステル、ポリウレタン等の製造原料として有
用な物質である。従来、上記ジオールの製造工程におい
て、精製はカラムクロマトグラフィー等を用いて行って
いたが、より容易に実施できる精製法は未だ知られてい
ない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、一般式
(1)のジオール化合物の製造工程において、当該化合
物の簡易な精製方法、さらには反応原料であるフルオレ
ンの簡易な回収方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究し
た結果、反応の粗生成物を特定の溶媒を用いて処理する
ことにより上記目的を達成することを見出し、本発明を
完成した。
【0007】即ち、本発明は下記の各項に示す発明を提
供するものである。
【0008】項1 フルオレン、下記一般式(1)
【0009】
【化8】
【0010】[式中、R1及びR2は、同一又は異なっ
て、炭素数1〜8のアルキレン基を示す。]で表わされ
るジオール化合物、及び下記一般式(2)
【0011】
【化9】
【0012】[式中、R3は、炭素数1〜8のアルキレ
ン基を示す。]で表される化合物を含有する粗生成物
を、炭素数1〜4のアルコールで処理してフルオレンを
回収する方法。
【0013】項2 フルオレン、下記一般式(1)
【0014】
【化10】
【0015】[式中、R1及びR2は、同一又は異なっ
て、炭素数1〜8のアルキレン基を示す。]で表わされ
るジオール化合物、及び下記一般式(2)
【0016】
【化11】
【0017】[式中、R3は、炭素数1〜8のアルキレ
ン基を示す。]で表される化合物を含有する粗生成物
を、炭素数1〜4のアルコールで処理してフルオレンを
回収した後、芳香族炭化水素で処理して一般式(1)で
表されるジオール化合物を精製する方法。
【0018】項3 フルオレンと下記一般式(3)
【0019】
【化12】
【0020】(R4及びR5は、同一又は異なって、水素
原子又は炭素数1〜7のアルキル基を示す。ただし、R
4及びR5の炭素数の合計は0〜7である。)で表される
カルボニル化合物とを反応させ、得られた粗生成物を炭
素数1〜4のアルコールで処理してフルオレンを回収し
て当該フルオレンを上記反応に再利用し、粗生成物から
フルオレンが回収された混合物を芳香族炭化水素で処理
して下記一般式(1)
【0021】
【化13】
【0022】[式中、R1及びR2は、同一又は異なっ
て、炭素原子数1〜8のアルキレン基を示す。]で表わ
されるジオール化合物を精製するプロセス。
【0023】
【発明の実施の形態】上記一般式において、炭素原子数
1〜8のアルキレン基としては、メチレン、ジメチレ
ン、トリメチレン、プロピレン、テトラメチレン、ペン
タメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン、オクタ
メチレン基等の直鎖状又は分岐状のアルキレン基が例示
される。これらの中でも、炭素数1〜4の直鎖状のアル
キレン基が好ましく、メチレン基が最も好ましい。
【0024】一般式(1)で表されるジオール化合物に
おいて、R1及びR2は同一又は異なっていてもよいが、
同一であることが好ましい。
【0025】炭素数1〜7のアルキル基としては、メチ
ル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチ
ル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル基等の
直鎖状又は分岐状のアルキル基が例示される。これらの
中でも、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基が好まし
く、メチル基が最も好ましい。
【0026】一般式(3)で表されるカルボニル化合物
としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロ
ピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、バレルアルデヒ
ド、ヘキサナール、ヘプタナール、オクタナール等の炭
素数1〜8のアルデヒド;アセトン、エチルメチルケト
ン、2−ペンタノン、2−ヘキサノン、2−ヘプタノ
ン、2−オクタノン等の炭素数3〜8のケトン等が好ま
しく例示される。カルボニル化合物としては、特にホル
ムアルデヒド及びアセトアルデヒドが好ましい。
【0027】一般式(1)で表されるジオールは、例え
ばフルオレンと一般式(3)で表されるカルボニル化合
物とを反応させて得ることができる。フルオレンと一般
式(3)のカルボニル化合物とを反応させる際に、フル
オレンに対し2倍モル程度のカルボニル化合物を反応さ
せると、一般式(1)のジオールを効率よく製造するこ
とができる。該反応は、通常、フルオレンとカルボニル
化合物とを混合し、溶媒の存在下又は不存在下におい
て、例えば−30〜30℃程度、好ましくは−20〜2
0℃程度の温度条件下、0.5分〜1時間程度、好まし
くは1〜30分程度、必要に応じて攪拌することにより
行うことができる。
【0028】上記反応を溶媒の存在下で行うと、塩基を
用いた場合に、塩基と反応原料を均一に混合できるので
好ましい。溶媒としては、特に限定されるものではない
が、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラヒドロ
フラン(THF)、ジメチルホルムアミド、ジメチルア
セトアミド、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等の
非プロトン性極性溶媒等が好ましく例示される。また、
溶媒としてはピリジンも好ましく例示される。溶媒の使
用量は適宜設定できるが、通常フルオレン1g当たり5
〜500mL程度である。
【0029】上記反応は塩基、特に強塩基の存在下で行
うのが好ましく、例えば、ナトリウムメトキシド、ナト
リウムエトキシド、t−ブチルカリウム、ベンジルトリ
メチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化リチウム等が好ましく例示でき
る。塩基の使用量は、通常、フルオレン1モル当たり
0.05〜5モル程度である。
【0030】溶媒と塩基を併用する場合は、カルボニル
化合物の種類等に応じて適宜組み合わせて用いることが
できるが、DMSOとナトリウムエトキシド、ピリジン
とベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、TH
Fとベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ジ
メチルホルムアミドとナトリウムメトキシド等の組み合
わせが好ましい。これら組み合わせは、反応終了後、例
えば水を加えることにより反応物と塩基とを容易に分離
することができるので好ましい。
【0031】反応は、酸を添加することにより終了する
ことができ、反応終了後、例えば、必要に応じて反応液
に水を加えて反応液を希釈し、次いで塩化ナトリウムを
加えて飽和させ、酢酸エチル等を用いた抽出により得ら
れた抽出液を減圧蒸留等により濃縮することができる。
【0032】反応液には、目的化合物である一般式
(1)で表されるジオール化合物、未反応のフルオレン
及び副生成物である一般式(2)で表される化合物が含
まれている。本発明における「粗生成物」は少なくとも
これら3成分を含有していればよい。例えば、粗生成物
は、上記反応における反応液、当該反応液に酸を加えて
中和したもの、これらの抽出液、濃縮物等のいずれであ
ってもよい。
【0033】フルオレンの回収 フルオレン、一般式(1)で表されるジオール化合物及
び一般式(2)で表される化合物を含有する粗生成物、
例えば上記反応における反応液、抽出液、濃縮物等を炭
素数1〜4のアルコールで処理することにより、高純度
のフルオレンを回収することができる。
【0034】炭素数1〜4のアルコールとしては、メタ
ノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等が挙
げられる。アルコールは、粗生成物に対して、重量比で
通常5〜300倍程度、好ましくは10〜100倍程使
用する。
【0035】フルオレンの回収は、例えば、粗生成物を
アルコールに溶解し、これを冷却してフルオレンを析出
させ、析出したフルオレンを濾過、必要に応じて乾燥す
ることにより行うことができる。具体的には、粗生成物
に所定量のアルコールを加えて50℃程度〜アルコール
の沸点程度の温度で、1分〜2時間程度攪拌して充分溶
解させた後、フルオレンが析出するまで冷却する。例え
ば室温〜−10℃程度まで冷却すると、効率よくフルオ
レンを析出させることができるので好ましい。析出した
フルオレンは濾過により回収され、濾液は一般式(1)
のジオール化合物の精製のために、例えば下記の処理に
供される。
【0036】上記粗生成物を炭素数1〜4のアルコール
で処理して回収したフルオレンは、純度が極めて高いの
で、原料として再利用使用することができ、例えば一般
式(1)のジオール化合物を得るための上記反応の原料
として再利用することができる。
【0037】ジオールの精製 粗生成物からフルオレンが回収された残りの混合物(例
えば上記回収方法における濾液)には一般式(1)で表
されるジオール化合物が含まれているが、当該混合物を
芳香族炭化水素で処理すると、極めて高純度のジオール
化合物が得られる。
【0038】芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トル
エン、キシレン等のベンゼン環を1個有する炭化水素が
挙げられる。これら芳香族炭化水素は、処理される粗生
成物に対して、重量比で1〜1000倍程度用いるのが
好ましい。
【0039】一般式(1)のジオール化合物の精製は、
例えばフルオレンが回収された後の混合物を、芳香族炭
化水素に溶解し、冷却してジオールを析出させ、析出し
たジオールを濾過、必要に応じて乾燥することにより行
うことができる。フルオレンが回収された後の混合物と
して、上記に例示した回収方法における濾液を使用する
場合は、例えば減圧蒸留等により濃縮させ、所定量の芳
香族炭化水素を加えて50℃程度〜芳香族炭化水素の沸
点程度の温度で、1分〜2時間程度攪拌して充分溶解さ
せた後、ジオールが析出するまで冷却する。例えばトル
エンを用いる場合は、室温〜−10℃程度まで冷却する
と効率よくジオールを析出させることができる。得られ
たジオールは、純度が極めて高く高品質である。
【0040】フルオレンの回収及びジオールの精製を含
むプロセス 本発明には、フルオレンと一般式(3)で表されるカル
ボニル化合物とを反応させ、得られた粗生成物を炭素数
1〜4のアルコールで処理してフルオレンを回収して上
記反応に再利用し、粗生成物よりフルオレンが回収され
た混合物を芳香族炭化水素で処理して一般式(1)で表
わされるジオール化合物を精製するプロセスも含まれ
る。フルオレンと一般式(3)のカルボニル化合物との
反応、フルオレンの回収方法及びジオール化合物の精製
方法については、上記と同様にして行うことができる。
【0041】
【実施例】実施例1 攪拌器、冷却管及びビュレットを備えた内容積1,00
0mLの容器に、フルオレン26.5g、ホルムアルデ
ヒド5.0g及びジメチルスルホキシド200mLを仕
込んだ。当該混合物を0℃にて攪拌しながら、ナトリウ
ムエトキシド0.8gの5mLエタノール溶液を30秒
かけて滴下した後、反応温度を0℃に保ち、3分間攪拌
を続けた。
【0042】塩酸での中和により反応を終了させた後、
反応液に200mLの水を加えて希釈した。次いで、食
塩500gを反応液に加えて飽和させ、酢酸エチルを用
いて抽出した。抽出液を減圧蒸留により濃縮し、得られ
た粗生成物にエタノール1000mLを加え、60℃に
て攪拌して完全に溶解させた後、10℃まで冷却した。
析出した結晶を、濾過により分離・回収した。得られた
結晶は、1H−NMR及びIRによりフルオレンと同定
された。また、1H−NMR及びIRチャートには非常
にクリアーなピークがみられ、極めて高純度のフルオレ
ンが回収されていることがわかった。
【0043】次いで濾液を濃縮して混合物を得、ベンゼ
ン1000mLを加えて60℃にて攪拌して完全に溶解
させた後、15℃まで冷却した。析出した結晶を濾過し
て分離し、乾燥させて製品を得た。得られた製品は1
−NMR及びIRにより9,9’−ビス(ヒドロキシメ
チル)フルオレン(BHMF)と同定された。収率は7
2%(26.0g)であった。図1に示す1H−NMR
チャート及び図2に示すIRチャートには、非常にクリ
アなピークがみられ、極めて高純度のBHMFが得られ
たことがわかる。
【0044】実施例2 攪拌器、冷却管及びビュレットを備えた内容積500m
Lの容器に、フルオレン16.6g、アセトアルデヒド
4.6g及びTHF150mLを仕込んだ。当該混合物
を−10℃にて攪拌しながら、ベンジルトリメチルアン
モニウムヒドロキシド0.5gの5mLメタノール溶液
を30秒かけて滴下した後、反応温度を−10℃に保
ち、10分間攪拌を続けた。塩酸での中和により反応を
終了させた後、反応液に150mLの水を加えて希釈し
た。次いで、食塩300gを反応液に加えて飽和させ、
酢酸エチルを用いて抽出した。抽出液を減圧蒸留により
濃縮し、析出した結晶を、濾過により分離・回収した。
得られた結晶は、1H−NMR及びIRによりフルオレ
ンと同定された。また、1H−NMR及びIRチャート
には非常にクリアーなピークがみられ、極めて高純度の
フルオレンが回収されていることがわかった。
【0045】次いで実施例1と同様にして結晶を析出さ
せ、当該結晶を濾過して分離し、乾燥させて製品を得
た。得られた製品は、1H−NMR及びIRにより9,
9−ビス(ヒドロキシメチル)フルオレン(BHMF)
と同定された。収率は69%(14.6g)であった。
1H−NMR及びIRチャートには非常にクリアなピー
クがみられ、極めて高純度のBHMFが得られたことが
わかった。
【0046】
【発明の効果】本発明によれば、フルオレンの回収及び
一般式(2)のジオール化合物の精製を容易に行うこと
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られたBHMFの1H−NMRチ
ャート。
【図2】実施例1で得られたBHMFのIRチャート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 康裕 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 孫 軍 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC41 AD15 AD17 BB11 BB14 BC51 BD42 BD51 BD52 FC56 FE11

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フルオレン、 下記一般式(1) 【化1】 [式中、R1及びR2は、同一又は異なって、炭素数1〜
    8のアルキレン基を示す。]で表わされるジオール化合
    物、及び下記一般式(2) 【化2】 [式中、R3は、炭素数1〜8のアルキレン基を示
    す。]で表される化合物を含有する粗生成物を、炭素数
    1〜4のアルコールで処理してフルオレンを回収する方
    法。
  2. 【請求項2】 フルオレン、 下記一般式(1) 【化3】 [式中、R1及びR2は、同一又は異なって、炭素数1〜
    8のアルキレン基を示す。]で表わされるジオール化合
    物、及び下記一般式(2) 【化4】 [式中、R3は、炭素数1〜8のアルキレン基を示
    す。]で表される化合物を含有する粗生成物を、炭素数
    1〜4のアルコールで処理してフルオレンを回収した
    後、芳香族炭化水素で処理して一般式(1)で表される
    ジオール化合物を精製する方法。
  3. 【請求項3】 フルオレンと下記一般式(3) 【化5】 (R4及びR5は、同一又は異なって、水素原子又は炭素
    数1〜7のアルキル基を示す。ただし、R4及びR5の炭
    素数の合計は0〜7である。)で表されるカルボニル化
    合物とを反応させ、得られた粗生成物を炭素数1〜4の
    アルコールで処理してフルオレンを回収して当該フルオ
    レンを上記反応に再利用し、粗生成物からフルオレンが
    回収された混合物を芳香族炭化水素で処理して下記一般
    式(1) 【化6】 [式中、R1及びR2は、同一又は異なって、炭素原子数
    1〜8のアルキレン基を示す。]で表わされるジオール
    化合物を精製するプロセス。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001002751A (ja) * 1999-06-16 2001-01-09 Osaka Gas Co Ltd フルオレン骨格を有するポリウレタン及びその製造方法

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