JP2002053510A - 酸化鉄を触媒とするアルキル化ナフトールの製造方法 - Google Patents

酸化鉄を触媒とするアルキル化ナフトールの製造方法

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JP2002053510A
JP2002053510A JP2000244279A JP2000244279A JP2002053510A JP 2002053510 A JP2002053510 A JP 2002053510A JP 2000244279 A JP2000244279 A JP 2000244279A JP 2000244279 A JP2000244279 A JP 2000244279A JP 2002053510 A JP2002053510 A JP 2002053510A
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JP
Japan
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naphthol
alcohol
reaction
alkylated
producing
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English (en)
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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】ナフトールとアルコールから高い転化率と高い
選択率で、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】触媒として酸化鉄を用い、ナフトールとア
ルコールとを(アルコール/ナフトール)モル比が10
以上となるように混合し、該アルコールが超臨界状態に
なる条件で該ナフトールと該アルコールとを反応させる
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、アルキル化ナフト
ールの製造方法に関する。
【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K4の中間体として多くの需要があり、特開平8−1
9033号公報には、2−メチル−1−ナフトールに塩
化銅または塩化リチウムを触媒としてビタミンK3(メ
ナジオン)を製造する方法が開示されている。
【0003】従来、アルキル化ナフトールの製造方法と
しては様々な方法が知られている。酸化鉄を触媒に用い
ている方法としては、Chem.Pharm.Bul
l.24(9)2199−2203(1976)に、1
−ナフトールとメタノールを酸化鉄を触媒として液相で
反応させる2−メチル−1−ナフトールの製造方法が示
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。転化率を上げるために(メタノール/1−
ナフトール)モル比が小さい条件で反応を行うと、二量
体等の高沸点成分が多量に生成する、すなわち選択率が
低いという問題が生じていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ナフ
トールとアルコールから高い転化率と高い選択率で、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条件下で、(アルコール/ナフト
ール)モル比を特定の値として酸化鉄を触媒としてナフ
トールとアルコールを反応させることにより、上記課題
を解決できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
【0006】すなわち本発明は、触媒として酸化鉄を用
い、ナフトールとアルコールとを(アルコール/ナフト
ール)モル比が10以上となるように混合し、該アルコ
ールが超臨界状態になる条件で該ナフトールと該アルコ
ールとを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
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、一価また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、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
10以上であり、20から300が好ましく、50から
200がさらに好ましく使用できる。モル比が小さい場
合、二量体等の高沸点成分が高選択率で生成するため、
ナフトールのアルキル置換体の選択率は低くなる。
【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温度および圧力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8MPa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】本発明の製造方法においては、触媒として
酸化鉄を用いることを特徴とする。酸化鉄は、FeO、
α−Fe23、β−Fe23、Fe34のいずれでもよ
く、一種類だけでも複数含まれていてもよい。また、助
剤として、少量の酸、アルカリ、金属粉末、金属塩、他
の金属酸化物を加えてもよい。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】本発明の製造方法によれば、高い転化率か
つ高い選択率でナフトールとアルコールを反応させてア
ルキル化ナフトールを得ることができるのである。
【0019】
【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。
【0020】実施例1 1−ナフトール(純正化学製、試薬特級)0.056g
とメタノール(和光純薬製、試薬特級)1.355g
((メタノール/1−ナフトール)モル比109)、酸
化鉄(α−Fe23)(高純度化学製試薬、純度99.
99質量%)3.5mgをオートクレーブ(SUS31
6製、内容積4.5ml、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。30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20
モル%で、2−メチル−1−ナフトールの選択率は69
モル%、4−メチル−1−ナフトールの選択率は11モ
ル%、ジメチル−1−ナフトールの選択率は2モル%で
あった。アルキル化ナフトールの選択率の合計は82モ
ル%となる。下式(3)で示されるナフトールの二量体
およびそのメチル誘導体等の高沸点成分が選択率の合計
で16モル%生成した。
【0021】本オートクレーブには、圧力計が付属しな
いため、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
0MPaであり、反応中の圧力も10MPaと推定され
た。
【0022】 ……(3)
【0023】実施例2 1−ナフトール0.051gとメタノール1.364g
((メタノール/1−ナフトール)モル比120)、酸
化鉄(α−Fe23)5.6mgをオートクレーブ(S
US316製、内容積4.5ml、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。10分後オートクレーブを急冷し、室温(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47モル%で、2−メチル−1−ナフトールの選択
率は78モル%、4−メチル−1−ナフトールの選択率
は4モル%、ジメチル−1−ナフトールの選択率は4モ
ル%であった。アルキル化ナフトールの選択率の合計は
86モル%となる。また、式(3)で示すナフトールの
二量体およびそのメチル誘導体等の高沸点成分が選択率
の合計で11モル%生成した。
【0024】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4
00℃まで昇温して、圧力を測定した。圧力の値は15
MPaであり、反応中の圧力も15MPaと推定され
た。
【0025】比較例1 1−ナフトール0.989gとメタノール1.360g
((メタノール/1−ナフトール)モル比6.2)、酸
化鉄(α−Fe23)98mgをオートクレーブ(SU
S316製、内容積4.5ml、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。30分後オートクレーブを急冷し、室温(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10モル%で、2−メチル−1−ナフトールの選択
率は33モル%、4−メチル−1−ナフトールの選択率
は8モル%であった。また、ジメチル−1−ナフトール
は生成しなかった。アルキル化ナフトールの選択率の合
計は41モル%となる。また、式(3)で示される二量
体およびその誘導体等の高沸点成分が選択率の合計で5
3モル%と多量に生成した。
【0026】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3
50℃まで昇温して、圧力を測定した。圧力の値は10
MPaであり、反応中の圧力も10MPaと推定され
た。
【0027】
【発明の効果】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、高い転化率と高い選択率でアルキル
化ナフトールを得ることができ、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 AC29 BA19 BA30 BB14 BC10 BC11 BC13 BC31 FC54 FE13 4H039 CA11 CD30

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】触媒として酸化鉄を用い、ナフトールとア
    ルコールとを(アルコール/ナフトール)モル比が10
    以上となるように混合し、該アルコールが超臨界状態に
    なる条件で該ナフトールと該アルコールとを反応させる
    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 (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113185431A (zh) * 2020-01-14 2021-07-30 新发药业有限公司 一种亚硫酸氢钠甲萘醌的绿色制备方法
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