JP2004149449A - Method for producing alicyclic dicarboxylic acid diester - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジシクロペンタジエンとアセチレンジカルボン酸ジアルキルをルテニウム金属塩を触媒として、無溶媒下または含酸素及び又は含窒素炭化水素化合物を溶媒とし、ジアルキルテトラシクロ[5.4.1.02,6.08,11]ドデカ−3,9−ジエン−9,10−ジカルボキシレート(DATDと略す)なる脂環式ジカルボン酸ジエステルの製造法に関する。
【0002】
DATDは、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレート及びポリエポキシ樹脂等のモノマー又はその中間体として耐熱性や光透過性等の点で新しい用途が期待される。
【0003】
【従来の技術】
従来、ノルボルナン骨格を有するポリエステルはガラス転移温度が高く、寸法安定性に優れており写真用フィルムのベース等に用いられている(非特許文献1)。これまでのノルボルナン骨格を有する多環式化合物の合成には、多くの場合多工程を要し、製造コスト面で不利を強いられていた。DATDは、そのポリマーが従来品を改良した高耐熱性や高光透過性が期待される新規な優れたモノマーとしてDATDを高収率で得ている(特許文献1)。
【0004】
しかしながら、その製造触媒がジヒドリドテトラキス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、ジヒドリドカルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム及びジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム等で、これらの錯体触媒は、水分や空気中の酸素により分解する取り扱い上の煩雑さに加え、高価であり工業的には相応しくない触媒のためコスト面での削減の課題を背負っていた。
【0005】
【非特許文献1】
ジャーナル オブ ポリマー サイエンス:ポリマー ケミストリー エディション(JOURANL OF POLYMER SCIENCE:Polymer Chemistry Edition) 10巻、3191−3204頁(1972年)。
【特許文献1】
特開平09−077721号公報
【発明が解決しようとする課題】
工業的に経済的価値が高いジシクロペンタジエンを原料として、その骨格の特異性を生かした耐熱性、光透過性、電気特性(絶縁性、誘電率)、吸水性及び有機溶媒溶解性等の諸物性の改良されたポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレート及びポリエポキシ樹脂等のモノマー又はその中間体である脂環式ジカルボン酸ジエステルの経済的製造法を提供することを課題とする。
【0006】
【発明が解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ジシクロペンタジエンとジアルキルアセチレンジカルボキシレートから周期律表第8族金属触媒としてルテニウム金属塩を用いることで、一工程で得られるジアルキルテトラシクロ[5.4.1.02,6.08,11]ドデカ−3,9−ジエン−9,10−ジカルボキシレート(DATD)の工業的に実施可能な経済的製造方法を見い出した。即ち,本発明は、ジシクロペンタジエンと式[1]
【0007】
【化4】
【0008】
(式中、R1、R2はそれぞれ独立して炭素数1〜10のアルキル基、炭素数5又は6のシクロアルキル基を表す。)
で表されるアセチレンジカルボン酸ジアルキルを周期律表第8族金属を触媒とし付加反応させ、式[2]
【0009】
【化5】
【0010】
(式中、R1、R2は前記と同じ意味を表す。)
で表されるジアルキルテトラシクロ[5.4.1.02,6.08,11]ドデカ−3,9−ジエン−9,10−ジカルボキシレートの製造法において、ルテニウム金属塩を触媒とし、無溶媒下または含酸素及び含窒素炭化水素化合物の中から選ばれた少なくとも1種の溶媒を用いることを特徴とするジアルキルテトラシクロ[5.4.1.02,6.08,11]ドデカ−3,9−ジエン−9,10−ジカルボキシレートの製造法に関する。以下本発明を詳細に説明する。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明のジアルキルテトラシクロ[5.4.1.02,6.08,11]ドデカ−3,9−ジエン−9,10−ジカルボキシレート(DATD)の製造法は、下記のルートで表される。
【0012】
【化6】
【0013】
(式中、R1、R2及びXは前記と同じ意味を表す。)
ジシクロペンタジエン(以下DCPDと略す)は、市販品をそのまま使用することができる。アセチレンジカルボン酸ジアルキル化合物(以下DMA化合物と略す)としては、種々の化合物が使用できる。
【0014】
DMA化合物のR1、R2は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数5又は6のシクロアルキル基を表すが、例えば、具体的には、ジメチルアセチレンジカルボキシレート、ジエチルアセチレンジカルボキシレート、ジプロピルアセチレンジカルボキシレート、ジブチルアセチレンジカルボキシレート、ジペンチルアセチレンジカルボキシレート、ジヘキシルアセチレンジカルボキシレート、ジシクロペンチルアセチレンジカルボキシレート及びジシクロヘキシルアセチレンジカルボキシレート等が挙げられる。
【0015】
本反応において、本触媒存在下では、DMA化合物が特に重合し易く、DMP化合物の3量体であるヘキサ(メトキシカルボニル)ベンゼンが副生するので、DCPDの転化率を上げるためには過剰量仕込むことが必要である。DMA化合物の仕込み量は、DCPDに対して1〜3モル当量が好ましく、更には1.2〜2.5モル当量が好ましい。DMA化合物の仕込み法は、50〜80℃でDCPD、溶媒及び触媒の混合液中に0.5〜10時間かけて分割滴下することにより重合物の副生を抑制しつつ本反応を進行させることができる。DCPDが残余しDMA化合物が消失された場合は、DMA化合物を追加滴下し反応を完結させることができる。
【0016】
本発明では、ルテニウム金属塩を用いて、溶媒種の選択や、上記したDMA化合物の仕込み方法を改良することにより目的物が高収率で得られる。
【0017】
触媒のルテニウム金属塩としては、ルテニウムの塩酸、硫酸、硝酸及び燐酸等の鉱酸塩、蟻酸、酢酸及びプロピオン酸等の有機酸塩が挙げられる。具体的には例えば、三塩化ルテニウム、三臭化ルテニウム、三沃化ルテニウム、硫酸ルテニウム、硝酸ルテニウム、リン酸ルテニウム、蟻酸テニウム、酢酸ルテニウム及びプロピオン酸ルテニウムが挙げられる。実用的には最も経済的な三塩化ルテニウム及び三臭化ルテニウム等が好ましい。
【0018】
その使用量は、原料のDCPDに対し、0.1〜30モル%、特には、0.5〜10モル%が好ましい。三塩化ルテニウム及び三臭化ルテニウムは、トリフェニルホスフィン存在下で使用することもできる。その際のトリフェニルホスフィンの添加量は、トリハロゲン化ルテニウムに対して1〜10モル当量が好ましく、特には3〜6モル当量が好ましい。
【0019】
本発明で重要なのが溶媒の選択である。本反応では溶媒を使用しなくとも、反応は進行するが、溶媒を使用することが好ましい。無溶媒で反応すると、その進行に従い生成物が多くなると反応液の粘度が上がり攪拌が低下し原料DCPDが未反応のままで残余する。溶媒を使用することにより、DCPDの転化率が上がり、また特定の溶媒を使用することにより目的物DADTの選択率及び収率が向上する。その溶媒としては例えば、含酸素及び又は含窒素炭化水素化合物であり触媒を溶解する極性溶媒が好ましい。具体的には脂肪族エーテル化合物、脂肪族ケトン化合物、低級アルコール化合物、脂肪族カルボン酸化合物、脂肪族エステル化合物、脂肪族ニトリル化合物、脂肪族アミド化合物、脂肪族ラクトン化合物、脂肪族ラクタム化合物、脂肪族ニトロ化合物及び脂肪族スルホン化合物等が挙げられる。
【0020】
更に、具体的には脂肪族エーテル化合物としては、1,2−ジメトキシエタン及びジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)等の鎖状エーテル類、1,4−ジオキサン、12−クラウン−4−エーテル、15−クラウン−5−エーテル、18−クラウン−6−エーテル及びジベンゾ−18−クラウン−6−エーテル等の環状エーテル類等、脂肪族ケトン化合物としては、アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等、低級アルコール化合物としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール及びtertーブタノール等、脂肪族カルボン酸化合物としては、蟻酸、酢酸及びプロピオン酸等、脂肪族エステル化合物としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル及びプロピオン酸エチル等、脂肪族ニトリル化合物としては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル及びバレロニトリル等、脂肪族アミド化合物としては、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチルピロリドン(NMP)及び1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)等、脂肪族ラクトン化合物としては、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン及びδ−ブチロラクトン等、脂肪族ラクタム化合物としては、β−ブチロラクタム及びδ−バレロラクタム等、脂肪族ニトロ化合物としては、ニトロメタン、ニトロエタン及びニトロプロパン等、脂肪族スルホン化合物がジメチルスルホキシド及びスルホラン等が一例として挙げられる。
【0021】
特には、脂肪族エーテル化合物が、1,2−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)、1,4−ジオキサン、15−クラウン−5−エーテル、脂肪族ケトン化合物がメチルイソブチルケトン、脂肪族カルボン酸化合物が酢酸、脂肪族エステル化合物が酢酸エチル、脂肪族アミド化合物がN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチルピロリドン(NMP)及び1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)並びに脂肪族ニトロ化合物がニトロメタン及びニトロエタン並びに脂肪族スルホン化合物がジメチルスルホキシド等が好ましい。
【0022】
特に好ましい溶媒は、1,2−ジメトキシエタン、ジクライム、メチルイソブチルケトン、DMF、NMP及びニトロメタンが挙げられる。
【0023】
又これらの溶媒を組み合わせて使用することもできる。更には、脂肪族ニトロ化合物が、副生物が抑制され目的化合物の選択率及び収率が高く特に優れている。
【0024】
その使用量は、溶媒量が多くなると反応進行が遅くなるが、無溶媒では、反応進行に伴い高粘稠になることから、溶媒量はDCPDに対し1〜20質量倍、特には1〜10質量倍が経済的にも好ましい。
【0025】
DMA化合物の滴下終了後、昇温し未反応DCPDの反応を完結させることができる。本発明で重要なのが溶媒の選択に加えて反応温度の設定である。高温ほど反応が速いが重合等の副反応を伴うので、通常50〜180℃の範囲が好ましく、特には60〜150℃の範囲で行うのが好ましい。
【0026】
また、本反応の原料であるDCPDやDMP化合物の重合を抑制するために重合禁止剤を添加することもできる。
【0027】
重合禁止剤としては例えば、ジフェニルピクリルヒドラジン、トリ−p−ニトロフェニルメチル、N−(3−N−オキシアニリノ−1,3−ジメチルブチリデン)アニリンオキシド、p−ベンゾキノン、p−tert−ブチルカテコール、ニトロベンゼン、ピクリン酸、ジチオベンゾイルジスルフィド、ヒドロキノン、p−メトキシフェノール、2,4−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール及び塩化銅(II)等が挙げられる。
【0028】
重合禁止剤の添加量は、DCPDやDMP化合物に対して0.01〜1モル%が好ましい。
【0029】
反応時間は、ガスクロマトグラフィー(GC)や液体クロマトグラフィー(LC)で反応追跡して決定することができるが、通常4〜30時間で終了させることができる。本反応は、常圧又は加圧で行うこともでき、又回分式あるいは連続式でも可能である。
【0030】
反応生成物の単離は、濾過により触媒を分離した後、溶媒を濃縮留去させてから、蒸留法又はカラムクロマトグラフィー法で行うことができる。
【0031】
以下に実施例を挙げ、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0032】
【実施例】
実施例1
100ml耐熱ガラス製4つ口反応フラスコにDCPD13.2g(100mmol)、三塩化ルテニウム・三水塩(RuCl3 ・3H2O)1.0g(4mmol)、ニトロメタン66.0gを仕込み、攪拌しながら75℃に昇温してアセチレンジカルボン酸ジメチル(DMA)21.3g(150mmol)を1時間30分かけて滴下した。75℃で1時間攪拌を続けてから90℃に昇温し5時間攪拌を続け、反応液を、ガスクロマトグラフィー(GC)で分析した結果、未反応DCPDが8.2面積%残余し、新たなピークが78.6面積%生成していることが解った。そのまま更に10時間攪拌してから再度GC分析した結果、未反応DCPDが2.3面積%残余し、新たなピークが82.5面積%生成していることが解った。冷却後、触媒を濾過除去し、濃縮してからシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:酢酸エチル/n−ヘプタン=1/5〜1/1)で精製すると油状物21.5g(収率78.3%)が得られた。この油状物をMASS、1HNMR、13CNMRで分析の結果、下記の分析値よりジメチルテトラシクロ[5.4.1.02,6.08,11]ドデカ−3,9−ジエン−9,10−ジカルボキシレート(DMDE)であることを確認した。
【0033】
MASS(FAB+,m/e(%)):275([M+H]+,60),243(50),176(100),163(38),149(48).
1HNMR(CDCl3,δppm):1.22(d,J=11.0Hz,1H),1.39(d,J=10.7Hz,1H),2.17(d,J=4.89Hz,1H),2.18−2.20(m,2H),2.29(d,J=5.19Hz,1H),2.62−2.65(m,2H),2.72(d,J=3.36Hz,1H),3.09−3.13(m,1H),3.69(s,6H),5.46−5.48(m,1H),5.56−5.58(m,1H).
13CNMR(CDCl3,δppm):30.99,33.63,35.59,37.38,41.10,41.41,44.05,51.51(2C),52.03,130.47,131.45,141.19,142.34,161.28,161.31.
【0034】
実施例2〜8
50ml耐熱ガラス製4つ口反応フラスコにDCPD1.32g(10mmol)、三塩化ルテニウム・三水塩(RuCl3・3H2O)、1,4−ジオキサ6.6gを仕込み、攪拌しながら60℃に昇温してDMA2.13g(15mmol)を30分かけて滴下した。続いて所望の温度に昇温して攪拌を続けて反応させた。触媒量、反応温度、反応時間を変えて得られた反応液を、ガスクロマトグラフィーで分析した結果を表1に示す。
【0035】
【表1】
【0036】
実施例9〜26及び比較例1、2
50ml耐熱ガラス製4つ口反応フラスコにDCPD1.32g(10mmol)、三塩化ルテニウム・三水塩(RuCl3・3H2O) 0.01g(0.4mmol)、溶媒6.6gを仕込み、攪拌しながら70℃に昇温してDMA2.13g(15mmol)を30分かけて滴下した。そのまま70℃で1時間攪拌を続けてから、所望の温度に昇温して攪拌を続けて反応させた。溶媒種、反応温度、反応時間を変えて得られた反応液を、ガスクロマトグラフィーで分析した結果を表2に示す。
【0037】
【表2】
【0038】
【発明の効果】
耐熱性、光透過性、電気特性(絶縁性、誘電率)、吸水性及び有機溶媒溶解性等の諸物性の改良されたポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレート及びポリエポキシ樹脂等のモノマー又はその中間体として有用なジアルキルテトラシクロ[5.4.1.02,6.08,11]ドデカ−3,9−ジエン−9,10−ジカルボキシレート(DATD)が安価な触媒で高収率で得られる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
In the present invention, dicyclopentadiene and dialkyl acetylenedicarboxylate are used as a catalyst with a ruthenium metal salt as a catalyst, or in the absence of a solvent or with an oxygen-containing and / or nitrogen-containing hydrocarbon compound as a solvent, and dialkyltetracyclo [5.4.1.0 2, 6 . 0 8,11] (abbreviated as DATD) dodeca-3,9-diene-9,10-dicarboxylate comprising the preparation of cycloaliphatic dicarboxylic acid diester related.
[0002]
DATD is expected to have a new use as a monomer such as polyester, polyamide, polyacrylate and polyepoxy resin or an intermediate thereof in terms of heat resistance and light transmittance.
[0003]
[Prior art]
Conventionally, a polyester having a norbornane skeleton has a high glass transition temperature and excellent dimensional stability, and is used as a base of a photographic film (Non-Patent Document 1). In the past, synthesis of polycyclic compounds having a norbornane skeleton required many steps in many cases, and was disadvantageous in terms of production cost. DATD has obtained DATD in a high yield as a novel and excellent monomer in which the polymer is expected to have improved heat resistance and high light transmittance as compared with conventional products (Patent Document 1).
[0004]
However, the production catalyst is dihydridotetrakis (triphenylphosphine) ruthenium, dihydridocarbonyltris (triphenylphosphine) ruthenium, dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium, or the like. In addition to the complicated handling, the catalyst is expensive and industrially unsuitable, and therefore has the problem of cost reduction.
[0005]
[Non-patent document 1]
JOURNAL OF POLYMER SCIENCE: Polymer Chemistry Edition, vol. 10, p. 3191-3204 (1972). Journal of Polymer Science: Polymer Chemistry Edition.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-077721 [Problems to be Solved by the Invention]
Using dicyclopentadiene as a raw material, which has high industrial economic value, various properties such as heat resistance, light transmittance, electrical properties (insulation and dielectric constant), water absorption and organic solvent solubility, etc. It is an object of the present invention to provide an economical method for producing a monomer such as polyester, polyamide, polyacrylate and polyepoxy resin having improved physical properties, or an alicyclic dicarboxylic diester as an intermediate thereof.
[0006]
Means for Solving the Invention
The present inventor has conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, in one step, by using ruthenium metal salt as a Group 8 metal catalyst of the periodic table from dicyclopentadiene and dialkyl acetylenedicarboxylate, The resulting dialkyltetracyclo [5.4.1.0 2,6 . 0 8,11] found an industrially feasible economical method for producing dodeca-3,9-diene-9,10-dicarboxylate (DATD). That is, the present invention relates to dicyclopentadiene and formula [1]
[0007]
Embedded image
[0008]
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 or 6 carbon atoms.)
Is subjected to an addition reaction using a group 8 metal of the periodic table as a catalyst to give a dialkyl acetylenedicarboxylate represented by the formula [2]
[0009]
Embedded image
[0010]
(In the formula, R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
The dialkyltetracyclo [5.4.1.0 2,6 . In 0 8,11] dodeca-3,9-diene-9,10-dicarboxylate process, the ruthenium metal salt as a catalyst, selected from among without a solvent or oxygen-containing and nitrogen-containing hydrocarbon compound A dialkyltetracyclo [5.4.1.0 2,6 ... Characterized by using at least one solvent. 0 8,11] dodeca-3,9-diene-9,10-di-carboxylate Method for. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The dialkyltetracyclo [5.4.1.0 2,6 . 0 8,11] preparation of dodeca-3,9-diene-9,10-dicarboxylate (DATD) is represented by the following route.
[0012]
Embedded image
[0013]
(In the formula, R 1 , R 2 and X represent the same meaning as described above.)
As dicyclopentadiene (hereinafter abbreviated as DCPD), a commercially available product can be used as it is. Various compounds can be used as the dialkyl acetylenedicarboxylate compound (hereinafter abbreviated as DMA compound).
[0014]
R 1 and R 2 of the DMA compound each represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 or 6 carbon atoms. For example, specifically, dimethyl acetylenedicarboxylate, diethyl acetylenedicarboxylate, Examples thereof include dipropyl acetylene dicarboxylate, dibutyl acetylene dicarboxylate, dipentyl acetylene dicarboxylate, dihexyl acetylene dicarboxylate, dicyclopentyl acetylene dicarboxylate, and dicyclohexyl acetylene dicarboxylate.
[0015]
In the present reaction, in the presence of the present catalyst, the DMA compound is particularly easily polymerized, and hexa (methoxycarbonyl) benzene which is a trimer of the DMP compound is by-produced. Therefore, an excess amount is charged in order to increase the conversion of DCPD. It is necessary. The amount of the DMA compound charged is preferably 1 to 3 molar equivalents, more preferably 1.2 to 2.5 molar equivalents, with respect to DCPD. The method of charging the DMA compound is to allow the reaction to proceed while suppressing the by-product of the polymer by dividing and dropping into a mixture of DCPD, a solvent and a catalyst at 50 to 80 ° C. over 0.5 to 10 hours. Can be. When DCPD remains and the DMA compound disappears, the reaction can be completed by adding an additional drop of the DMA compound.
[0016]
In the present invention, the target product can be obtained in a high yield by using a ruthenium metal salt and improving the selection of the solvent type and the above-described method of charging the DMA compound.
[0017]
Examples of the ruthenium metal salt of the catalyst include mineral salts of ruthenium, such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and phosphoric acid, and organic acid salts, such as formic acid, acetic acid, and propionic acid. Specific examples include ruthenium trichloride, ruthenium tribromide, ruthenium triiodide, ruthenium sulfate, ruthenium nitrate, ruthenium phosphate, ruthenium formate, ruthenium acetate and ruthenium propionate. Practically, ruthenium trichloride and ruthenium tribromide, which are the most economical, are preferred.
[0018]
The amount used is preferably 0.1 to 30 mol%, particularly preferably 0.5 to 10 mol%, based on DCPD of the raw material. Ruthenium trichloride and ruthenium tribromide can also be used in the presence of triphenylphosphine. The amount of triphenylphosphine to be added at this time is preferably 1 to 10 molar equivalents, particularly preferably 3 to 6 molar equivalents, based on ruthenium trihalide.
[0019]
What is important in the present invention is the choice of solvent. In this reaction, the reaction proceeds without using a solvent, but it is preferable to use a solvent. When the reaction is carried out without a solvent, if the amount of products increases with the progress of the reaction, the viscosity of the reaction solution increases, the stirring decreases, and the raw material DCPD remains unreacted. The use of a solvent increases the conversion of DCPD, and the use of a specific solvent improves the selectivity and yield of the target product, DADT. As the solvent, for example, a polar solvent which is an oxygen-containing and / or nitrogen-containing hydrocarbon compound and dissolves the catalyst is preferable. Specifically, aliphatic ether compounds, aliphatic ketone compounds, lower alcohol compounds, aliphatic carboxylic acid compounds, aliphatic ester compounds, aliphatic nitrile compounds, aliphatic amide compounds, aliphatic lactone compounds, aliphatic lactam compounds, fatty acids Nitro compounds and aliphatic sulfone compounds.
[0020]
More specifically, examples of the aliphatic ether compound include chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane and diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), 1,4-dioxane, 12-crown-4-ether, and 15-crown-ether. As aliphatic ketone compounds such as cyclic ethers such as 5-ether, 18-crown-6-ether and dibenzo-18-crown-6-ether, acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and lower alcohol compounds such as As aliphatic carboxylic acid compounds such as methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol and tert-butanol, formic acid, acetic acid and propionic acid, etc. , Ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate and ethyl propionate; aliphatic nitrile compounds such as acetonitrile, propionitrile, butyronitrile and valeronitrile; aliphatic amide compounds such as N, N-dimethylformamide (DMF ), N, N-dimethylacetamide (DMAc), N-methylpyrrolidone (NMP), and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI), such as β-propiolactone, β Aliphatic lactam compounds such as -butyrolactone and δ-butyrolactone; β-butyrolactam and δ-valerolactam; aliphatic nitro compounds such as nitromethane, nitroethane and nitropropane; and aliphatic sulfone compounds such as dimethyl sulfoxide and sulfolate. And the like as an example.
[0021]
In particular, the aliphatic ether compound is 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), 1,4-dioxane, 15-crown-5-ether, the aliphatic ketone compound is methyl isobutyl ketone, the aliphatic carboxylic acid compound Is acetic acid, the aliphatic ester compound is ethyl acetate, and the aliphatic amide compound is N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), N-methylpyrrolidone (NMP) and 1,3-dimethyl- 2-imidazolidinone (DMI) and the aliphatic nitro compound are preferably nitromethane and nitroethane, and the aliphatic sulfone compound is preferably dimethyl sulfoxide.
[0022]
Particularly preferred solvents include 1,2-dimethoxyethane, diclime, methyl isobutyl ketone, DMF, NMP and nitromethane.
[0023]
Further, these solvents can be used in combination. Furthermore, aliphatic nitro compounds are particularly excellent because the by-products are suppressed and the selectivity and yield of the target compound are high.
[0024]
The amount of the solvent used is such that the reaction progresses slowly when the amount of the solvent increases, but in the absence of a solvent, the viscosity increases with the progress of the reaction. Therefore, the amount of the solvent is 1 to 20 times, preferably 1 to 10 times the mass of DCPD. A mass-fold is economically preferable.
[0025]
After the completion of the dropwise addition of the DMA compound, the temperature is raised to complete the reaction of unreacted DCPD. What is important in the present invention is the setting of the reaction temperature in addition to the selection of the solvent. The higher the temperature is, the faster the reaction is, but it involves a side reaction such as polymerization.
[0026]
Further, a polymerization inhibitor may be added to suppress polymerization of DCPD or DMP compound which is a raw material of this reaction.
[0027]
Examples of the polymerization inhibitor include diphenylpicrylhydrazine, tri-p-nitrophenylmethyl, N- (3-N-oxyanilino-1,3-dimethylbutylidene) aniline oxide, p-benzoquinone, and p-tert-butylcatechol. Nitrobenzene, picric acid, dithiobenzoyl disulfide, hydroquinone, p-methoxyphenol, 2,4-di-t-butyl-4-methylphenol, copper (II) chloride and the like.
[0028]
The addition amount of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 1 mol% based on DCPD or DMP compound.
[0029]
The reaction time can be determined by pursuing the reaction by gas chromatography (GC) or liquid chromatography (LC), but can usually be completed in 4 to 30 hours. This reaction can be carried out at normal pressure or under pressure, and can also be carried out batchwise or continuously.
[0030]
Isolation of the reaction product can be carried out by separating the catalyst by filtration, concentrating and distilling off the solvent, and then performing a distillation method or a column chromatography method.
[0031]
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
[0032]
【Example】
Example 1
DCPD13.2g in 100ml heat-resistant glass-made 4-neck reaction flask (100 mmol), ruthenium trichloride trihydrate (RuCl 3 · 3H 2 O) 1.0g (4mmol), were charged nitromethane 66.0 g, stirring 75 After the temperature was raised to 2 ° C., 21.3 g (150 mmol) of dimethyl acetylenedicarboxylate (DMA) was added dropwise over 1 hour and 30 minutes. After stirring at 75 ° C. for 1 hour, the temperature was raised to 90 ° C., and stirring was continued for 5 hours. As a result of analyzing the reaction solution by gas chromatography (GC), 8.2 area% of unreacted DCPD remained, and It was found that 78.6 area% of a peak was generated. The mixture was stirred for another 10 hours and subjected to GC analysis again. As a result, it was found that 2.3 area% of unreacted DCPD remained and 82.5 area% of a new peak was generated. After cooling, the catalyst was removed by filtration, concentrated, and then purified by silica gel column chromatography (eluent: ethyl acetate / n-heptane = 1/5 to 1/1) to give 21.5 g of an oily substance (yield: 78.3). %)was gotten. As a result of analyzing this oily substance by MASS, 1 HNMR, and 13 CNMR, dimethyltetracyclo [5.4.1.0 2,6 . 0 8,11] was confirmed to be dodeca-3,9-diene-9,10-dicarboxylate (DMDE).
[0033]
MASS (FAB + , m / e (%)): 275 ([M + H] + , 60), 243 (50), 176 (100), 163 (38), 149 (48).
1 H NMR (CDCl 3 , δ ppm): 1.22 (d, J = 11.0 Hz, 1H), 1.39 (d, J = 10.7 Hz, 1H), 2.17 (d, J = 4.89 Hz) , 1H), 2.18-2.20 (m, 2H), 2.29 (d, J = 5.19 Hz, 1H), 2.62-2.65 (m, 2H), 2.72 (d , J = 3.36 Hz, 1H), 3.09-3.13 (m, 1H), 3.69 (s, 6H), 5.46-5.48 (m, 1H), 5.56-5. .58 (m, 1H).
13 C NMR (CDCl 3 , δ ppm): 30.99, 33.63, 35.59, 37.38, 41.10, 41.41, 44.05, 51.51 (2C), 52.03, 130. 47, 131.45, 141.19, 142.34, 161.28, 161.31.
[0034]
Examples 2 to 8
1.32 g (10 mmol) of DCPD, ruthenium trichloride / trihydrate (RuCl 3 .3H 2 O) and 6.6 g of 1,4-dioxa were charged into a 50 ml heat-resistant glass four-necked reaction flask, and the mixture was heated to 60 ° C. with stirring. The temperature was raised and 2.13 g (15 mmol) of DMA was added dropwise over 30 minutes. Subsequently, the temperature was raised to a desired temperature and stirring was continued to cause a reaction. The reaction liquid obtained by changing the amount of the catalyst, the reaction temperature and the reaction time was analyzed by gas chromatography, and the results are shown in Table 1.
[0035]
[Table 1]
[0036]
Examples 9 to 26 and Comparative Examples 1 and 2
1.32 g (10 mmol) of DCPD, 0.01 g (0.4 mmol) of ruthenium trichloride / trihydrate (RuCl 3 .3H 2 O), and 6.6 g of a solvent were charged into a 50 ml heat-resistant glass four-necked reaction flask and stirred. While the temperature was raised to 70 ° C., 2.13 g (15 mmol) of DMA was added dropwise over 30 minutes. After stirring at 70 ° C. for 1 hour as it was, the temperature was raised to a desired temperature and stirring was continued to cause a reaction. Table 2 shows the results of gas chromatography analysis of the reaction solution obtained by changing the solvent type, reaction temperature, and reaction time.
[0037]
[Table 2]
[0038]
【The invention's effect】
As monomers or intermediates of polyesters, polyamides, polyacrylates and polyepoxy resins, etc. with improved properties such as heat resistance, light transmittance, electrical properties (insulation, dielectric constant), water absorption and solubility in organic solvents Useful dialkyltetracyclo [5.4.1.0 2,6 . 0 8,11] dodeca-3,9-diene-9,10-dicarboxylate (DATD) in high yields at low catalyst.
Claims (5)
で表されるアセチレンジカルボン酸ジアルキルを周期律表第8族金属を触媒とし付加反応させ、式[2]
で表されるジアルキルテトラシクロ[5.4.1.02,6.08,11]ドデカ−3,9−ジエン−9,10−ジカルボキシレートを得る製造法において、ルテニウム金属塩を触媒とし、無溶媒下または含酸素及び/又は含窒素炭化水素化合物の中から選ばれた少なくとも1種の溶媒を用いることを特徴とするジアルキルテトラシクロ[5.4.1.02,6.08,11]ドデカ−3,9−ジエン−9,10−ジカルボキシレートの製造法。Dicyclopentadiene and formula [1]
Is subjected to an addition reaction using a group 8 metal of the periodic table as a catalyst to give a dialkyl acetylenedicarboxylate represented by the formula [2]
The dialkyltetracyclo [5.4.1.0 2,6 . In 0 8,11] production process for obtaining a dodeca-3,9-diene-9,10-dicarboxylate, ruthenium metal salt as a catalyst, among the solvent-free or under an oxygen-containing and / or nitrogen-containing hydrocarbon compound A dialkyltetracyclo [5.4.1.0 2,6 ... Characterized by using at least one selected solvent. 0 8,11] dodeca-3,9 preparation of diene-9,10-dicarboxylate.
で表されるトリハロゲノルテニウムであることを特徴とする請求項1記載のジアルキルテトラシクロ[5.4.1.02,6.08,11]ドデカ−3,9−ジエン−9,10−ジカルボキシレートの製造法。The ruthenium metal salt has the formula [3]
3. The dialkyltetracyclo [5.4.1.0 2,6 .3] according to claim 1, which is a trihalogenorthenium represented by the formula: 0 8,11] dodeca-3,9 preparation of diene-9,10-dicarboxylate.
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