JP2002053508A - アルカリ触媒を用いたアルキル化ナフトールの製造方法 - Google Patents

アルカリ触媒を用いたアルキル化ナフトールの製造方法

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JP2002053508A
JP2002053508A JP2000244280A JP2000244280A JP2002053508A JP 2002053508 A JP2002053508 A JP 2002053508A JP 2000244280 A JP2000244280 A JP 2000244280A JP 2000244280 A JP2000244280 A JP 2000244280A JP 2002053508 A JP2002053508 A JP 2002053508A
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JP
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naphthol
reaction
alcohol
producing
hydroxide
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Tomoyuki Suzuki
智之 鈴木
Fumiaki Goto
文郷 後藤
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い転化率でナフトールとアルコールからアル
キル化ナフトールを製造する方法を提供する。 【解決手段】触媒としてアルカリ金属の水酸化物、アル
カリ金属のアルコキシド、アルカリ土類金属の水酸化物
およびアルカリ土類金属のアルコキシドのうち少なくと
も一種を用い、ナフトールとアルコールを該アルコール
が超臨界状態となる条件で反応させるアルキル化ナフト
ールの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ナフトールのアル
キル化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルキル化ナフトールは医薬、農薬、樹
脂、重合防止剤、酸化防止剤、消毒剤、防腐剤等の原料
や中間体として工業的に用いられている。中でも、2−
メチル−1−ナフトールはビタミンK3およびビタミン
4の中間体として多くの需要があり、特開平8−19
033号公報には、2−メチル−1−ナフトールに塩化
銅又は塩化リチウムを触媒としてビタミンK3(メナジ
オン)を生成する方法が開示されている。
【0003】従来、ナフトールのアルキル置換体の製造
方法としては様々な方法が知られている。米国特許第3
993701号にはアルミナを触媒として用い1−ナフ
トールとメタノールを液相で反応させて2−メチル−1
−ナフトールを製造する方法が開示されているが、1−
ナフトールの転化率が低いという問題があった。Che
m.Pharm.Bull.24(9)2199−22
03(1976)には、触媒として酸化鉄または酸化ク
ロムを用いて1−ナフトールとメタノールを液相で反応
させて2−メチル−1−ナフトールを製造する方法が示
されているが、3時間の反応においても1−ナフトール
の転化率が58モル%に過ぎず、転化率が低いという問
題があった。特公昭56−19332号公報には、1−
ナフトールとメタノールを酸化セリウムを主成分とする
触媒を用いて気相で反応させて2−メチル−1−ナフト
ールを製造する方法が開示されている。しかし、転化率
が低いという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
転化率でナフトールとアルコールからアルキル化ナフト
ールを製造する方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の状況
に鑑み、ナフトールとアルコールからアルキル化ナフト
ールを製造する方法について鋭意研究を続け、アルコー
ルが超臨界状態となるような条件で、アルカリ金属また
はアルカリ土類金属の特定の化合物を触媒として用いて
ナフトールとアルコールを反応させることにより、高い
転化率でアルキル化ナフトールが得られることを見出
し、本発明を完成するに至った。
【0006】すなわち本発明は、触媒としてアルカリ金
属の水酸化物、アルカリ金属のアルコキシド、アルカリ
土類金属の水酸化物およびアルカリ土類金属のアルコキ
シドのうち少なくとも一種を用い、ナフトールとアルコ
ールを該アルコールが超臨界状態となる条件で反応させ
るアルキル化ナフトールの製造方法を提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の製造方法について
さらに詳細に説明する。本発明において原料として用い
るナフトールとしては、1−ナフトール、2−ナフトー
ルがある。
【0008】本発明において、もう1つの原料であるア
ルコールは、一価又は二価のアルコールが好ましく、一
般式(2) R1−OH ……(2) [R1は炭素数1〜10の直鎖又は分岐のアルキル基を
表す。]で示される一価のアルコールがさらに好まし
い。ここで、R1としては、メチル基、エチル基、n−
プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチ
ル基、t−ブチル基などが挙げられる。
【0009】一般式(2)で示される一価のアルコール
として、具体的には、メタノール、エタノール、n−プ
ロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソ
ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、へキサノ
ール、ヘプタノール、n−オクタノール、n−ノナノー
ルおよびn−デカノール等が挙げられ、メタノール、エ
タノール、n−プロパノールおよびn−ブタノールが好
ましく、メタノールおよびエタノールがより好ましく、
メタノールが最も好ましい。二価のアルコールとして
は、エチレングリコール、プロピレングリコール等が挙
げられる。
【0010】ナフトールに対するアルコールのモル比は
1から1000が好ましく、2から500がより好まし
く、20から300がさらに好ましい。
【0011】本発明の製造方法においては、アルコール
が超臨界状態になる条件でナフトールとアルコールを反
応させることを特徴とする。物質には、固有の気体、液
体、固体の三態があるが、物質によって決まる特定の臨
界温度および臨界圧力以上になると、圧力をかけても凝
縮(液化)しない流体相となる。この状態を超臨界状態
といい、超臨界状態にある物質を超臨界流体という。
【0012】超臨界流体は、液体や気体の通常の性質と
異なる性質を示す。超臨界流体の密度はその物質の液体
に近く、粘度はその物質の気体に近く、熱伝導率と拡散
係数はその物質の気体と液体の中間的値を示す。超臨界
流体は「液体ではない溶媒」であり、超臨界流体が高密
度、低粘性および高拡散性であるために反応が進み易く
なるものと思われるが、機構は明らかではない。また、
超臨界流体を用いた反応は、超臨界流体がその物質の液
体に近い密度を持つため、気相反応と比較して反応装置
を小さくできる利点がある。
【0013】本発明の製造方法においては、アルコール
が超臨界状態になる条件下でナフトールとアルコールを
反応させることが必要である。アルコールとしてメタノ
ールを用いる場合には、メタノールは臨界温度が240
℃で臨界圧力が8MPaなので、240℃以上および8
MPa以上の条件で反応を行い、エタノールを用いる場
合には、エタノールは臨界温度が243℃で臨界圧力が
6.3MPaなので、243℃以上および6.3MPa
以上の条件で反応を行い、n−プロパノールを用いる場
合には、n−プロパノールは臨界温度が264℃で臨界
圧力が5MPaなので、264℃以上および5MPa以
上の条件で反応を行い、n−ブタノールを用いる場合に
は、n−ブタノールは臨界温度が287℃で臨界圧力は
4.8MPaなので、287℃以上および4.8MPa
以上の条件で反応を行う必要がある。
【0014】本発明の製造方法においては、反応温度は
ナフトールが分解しないように450℃以下であること
が好ましい。反応装置の耐圧を増すためにコストがかか
るので、反応圧力は工業的実施が容易な25MPa以下
であることが好ましく、20MPa以下であることがさ
らに好ましい。本発明の製造方法における反応時間は1
分〜24時間の範囲が好ましく、さらに好ましくは1分
〜5時間の範囲である。
【0015】本発明の製造方法は、触媒としてアルカリ
金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカ
リ金属のアルコキシドおよびアルカリ土類金属のアルコ
キシドのうち少なくとも一種以上を用いることを特徴と
する。これらの触媒は一種類だけ用いても、複数組み合
わせて用いてもよい。また、助剤として、少量の金属粉
末、金属塩、金属酸化物を加えてもよい。
【0016】アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化
リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化
ルビジウム、水酸化セシウムが挙げられ、これらのうち
水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが
好ましい。
【0017】アルカリ土類金属の水酸化物としては、水
酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロン
チウム、水酸化バリウムなどが挙げられ、これらのうち
水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリ
ウムが好ましい。
【0018】アルカリ金属のアルコキシドとしては、リ
チウムメチラート、ナトリウムメチラート、カリウムメ
チラート、ルビジウムメチラート、セシウムメチラー
ト、リチウムエチラート、ナトリウムエチラート、カリ
ウムエチラートなどが挙げられる。これらのうちリチウ
ムメチラート、ナトリウムメチラート、カリウムメチラ
ートが好ましい。
【0019】アルカリ土類金属のアルコキシドとして
は、マグネシウムジメチラート、カルシウムジメチラー
ト、ストロンチウムジメチラート、バリウムジメチラー
ト、マグネシウムジエチラート、カルシウムジエチラー
ト、ストロンチウムジエチラート、バリウムジエチラー
トなどが挙げられる。これらのうちカルシウムジメチラ
ート、ストロンチウムジメチラート、バリウムジメチラ
ートが好ましい。
【0020】本発明は種々の反応態様で実施できる。例
えば、回分方式で行っても良いし、流通方式で行っても
良い。
【0021】本発明の製造方法において反応終了後の反
応混合物から、アルキル化ナフトールを分離することが
できる。該反応混合物には、アルキル化ナフトールのほ
かに、未反応の原料や副反応による生成物が含まれるこ
ともある。分離の方法は、特に限定されず、蒸留、抽出
等の通常工業的に使用できる方法が適用できる。
【0022】本発明の製造方法によれば、ナフトールと
アルコールから比較的小さな反応容器を用いて高い転化
率で、アルキル化ナフトールが得られるのである。
【0023】
【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は、これらに限定されるものではな
い。実施例において反応後に残存した原料および反応後
の生成物は、ガスクロマトグラフィー質量分析装置HP
−6890(ヒューレットパッカード社製)HP−59
73(ヒューレットパッカード社製)を用いて同定し、
FID(水素炎イオン化検出器)が付属しているガスク
ロマトグラフィー装置GC−353B(ジーエルサイエ
ンス製)を用いて定量分析を行った。転化率は(転化
率)={1−(反応液中に未反応で残存した原料のクロ
マトグラフの面積)/(反応液中に未反応で残存した原
料および全反応生成物のクロマトグラフの面積の和)}
×100(%)の式を用いて計算した。また、選択率
は、(選択率)={(特定の反応生成物のガスクロマト
グラフの面積)/(全反応生成物のガスクロマトグラフ
の面積の和)}×100(%)の式を用いて計算した。
【0024】実施例1 1−ナフトール(純正化学製、試薬特級)0.051g
とメタノール(和光純薬製、試薬特級)1.581g、
水酸化リチウム(和光純薬製、試薬特級)0.30mg
をオートクレーブ(SUS316製、内容積4.5m
l、圧力計なし)に仕込み、サンドバスにて350℃ま
で昇温し反応を開始した。10分後オートクレーブを急
冷し、室温(約25℃)に戻った後に反応液をオートク
レーブから取り出した。上記の方法により定量したとこ
ろ1−ナフトールの転化率は51モル%で、2−メチル
−1−ナフトールの選択率は76モル%、4−メチル−
1−ナフトールの選択率は8モル%、ジメチル−1−ナ
フトールの選択率は6モル%であった。
【0025】本オートクレーブには、圧力計が付属しな
いので、反応中の圧力を推定(圧力計を取付けるとオー
トクレーブの内容積が少し増加するため値が僅かにズレ
るので推定値しか得られない)するため、以下の実験を
行った。同一のオートクレーブに圧力計を付け、同量の
1−ナフトールとメタノールを仕込み、サンドバスにて
350℃まで昇温して、圧力を測定した。圧力の値は1
1MPaであり、反応中の圧力も11MPaと推定され
た。
【0026】実施例2 1−ナフトール0.054gとメタノール1.382
g、水酸化ナトリウム(和光純薬製、試薬特級)2.5
mgをオートクレーブ(SUS316製、内容積4.5
ml、圧力計なし)に仕込み、サンドバスにて350℃
まで昇温し反応を開始した。15分後オートクレーブを
急冷し、室温(約25℃)に戻った後に反応液をオート
クレーブから取り出した。上記の方法により定量したと
ころ1−ナフトールの転化率は43モル%で、2−メチ
ル−1−ナフトールの選択率は60モル%、4−メチル
−1−ナフトールの選択率は12モル%、ジメチル−1
−ナフトールの選択率は6モル%であった。
【0027】本オートクレーブには、圧力計が付属しな
いので、反応中の圧力を推定するするため、以下の実験
を行った。同一のオートクレーブに圧力計を付け、同量
の1−ナフトールとメタノールを仕込み、サンドバスに
て350℃まで昇温して、圧力を測定した。圧力の値は
10MPaであり、反応中の圧力も10MPaと推定さ
れた。
【0028】実施例3 1−ナフトール0.051gとメタノール1.366
g、水酸化カリウム(和光純薬製、試薬特級)2.2m
gをオートクレーブ(SUS316製、内容積4.5m
l、圧力計なし)に仕込み、サンドバスにて350℃ま
で昇温し反応を開始した。15分後オートクレーブを急
冷し、室温(約25℃)に戻った後に反応液をオートク
レーブから取り出した。上記の方法により定量したとこ
ろ1−ナフトールの転化率は28モル%で、2−メチル
−1−ナフトールの選択率は47モル%、4−メチル−
1−ナフトールの選択率は14モル%、ジメチル−1−
ナフトールの選択率は4モル%であった。反応中の圧力
は10MPaと推定された。
【0029】比較例1 1−ナフトール0.408gとメタノール1.353g
をオートクレーブ(SUS316製、内容積4.5m
l、圧力計なし)に仕込み、サンドバスにて400℃ま
で昇温し反応を開始した。30分後オートクレーブを急
冷し、室温に戻った後に反応液をオートクレーブから取
り出した。上記の方法により定量したところ1−ナフト
ールの転化率は19モル%で、2−メチル−1−ナフト
ールの選択率は42モル%、4−メチル−1−ナフトー
ルの選択率は13モル%、ジメチル−1−ナフトールの
選択率は2モル%であった。
【0030】本オートクレーブには、圧力計が付属しな
いので、反応中の圧力を推定するするため、以下の実験
を行った。同一のオートクレーブに圧力計を付け、同量
の1−ナフトールとメタノールを仕込み、サンドバスに
て400℃まで昇温して、圧力を測定した。圧力の値は
15MPaであり、反応中の圧力も15MPaと推定さ
れた。
【0031】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、比較的小さ
な反応容器を用い、高い転化率でナフトールとアルコー
ルからアルキル化ナフトールを製造することができ、工
業的に極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4H006 AA02 AC25 BA02 BA03 BA06 BA29 BA45 BC10 BC11 FC54 FE13 4H039 CA11 CD30 CL25

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】触媒としてアルカリ金属の水酸化物、アル
    カリ金属のアルコキシド、アルカリ土類金属の水酸化物
    およびアルカリ土類金属のアルコキシドのうち少なくと
    も一種を用い、ナフトールとアルコールを該アルコール
    が超臨界状態となる条件で反応させることを特徴とする
    アルキル化ナフトールの製造方法。
  2. 【請求項2】アルコールが一般式(1) R1−OH ……(1) [R1は炭素数1〜10の直鎖又は分岐のアルキル基を
    表す。]で示されるアルコールである請求項1記載のア
    ルキル化ナフトールの製造方法。
  3. 【請求項3】一般式(1)のR1がメチル基である請求
    項2記載のアルキル化ナフトールの製造方法。
  4. 【請求項4】ナフトールが1−ナフトールである請求項
    3記載のアルキル化ナフトールの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006028145A (ja) * 2004-07-22 2006-02-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology モノ置換n−アルキルアニリン類の製造方法
JP2015521151A (ja) * 2012-05-10 2015-07-27 コーニング インコーポレイテッド ガラスエッチング媒体及び方法
CN115894179A (zh) * 2022-10-31 2023-04-04 兄弟科技股份有限公司 一种2-甲基-1-萘酚的制备方法

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