JP2005306837A - Method for producing adamantanols - Google Patents

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Isahiro Matsumura
功啓 松村
Osamu Onomura
治 尾野村
Fumiaki Iwasaki
史哲 岩崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To produce an adamantanol industrially useful as a medicine or a monomer for photoresist by a simple process to mildly oxidizing adamantanes with a nitrous acid salt or a nitric acid salt without producing adamantanediols. <P>SOLUTION: The method for the production of adamantanols comprises the oxidation of adamantanes with a nitrous acid salt or a nitric acid salt in the presence of a strong acid having an acid dissociation constant (pKa) of ≤1 in an aqueous solution, preferably trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, etc., and the hydrolysis of the produced acid ester of adamantanols. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、アダマンタン類をトリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸等の水溶液中の酸解離定数(pKa)が1以下の強酸の存在下、亜硝酸塩または硝酸塩で酸化した後、生成したアダマンタノール類の酸エステルを加水分解することでアダマンタノール類を製造する方法に関する。   In the present invention, an adamantane is oxidized with nitrite or nitrate in the presence of a strong acid having an acid dissociation constant (pKa) of 1 or less in an aqueous solution of trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, etc. The present invention relates to a method for producing adamantanols by hydrolyzing esters.

1−アダマンタノール等のアダマンタン骨格に、水酸基が一個結合してなるアダマンタノール類は、医薬中間体、フォトレジスト用モノマーの原料、フォトクロミック色素の原料、塗料、接着剤、粘着剤、コーティング材等の材料の原料として工業的に極めて重要な化合物である。   1-Adamantanol, such as 1-adamantanol, adamantanols formed by bonding one hydroxyl group are pharmaceutical intermediates, raw materials for photoresist monomers, raw materials for photochromic dyes, paints, adhesives, adhesives, coating materials, etc. It is an extremely important compound industrially as a raw material of the material.

従来のアダマンタノール類の製造方法としては、アダマンタンを様々な酸化剤で酸化する方法が知られており、例えばバナジウム触媒とイミド化合物共存下酸素酸化を行う方法(特許文献1参照)や、ルテニウム触媒存在下、次亜塩素酸で酸化する方法(特許文献2参照)等が知られている。   As a conventional method for producing adamantanols, a method of oxidizing adamantane with various oxidizing agents is known. For example, a method of performing oxygen oxidation in the presence of a vanadium catalyst and an imide compound (see Patent Document 1), a ruthenium catalyst, and the like. A method of oxidizing with hypochlorous acid in the presence (see Patent Document 2) and the like are known.

しかし、かかる方法は、アダマンタノールだけでなくアダマンタンジオール等も多量に副生するため、目的とするアダマンタノールを取得するためには、煩雑な分離操作が必要となる。一方、アダマンタノールのみを生成する方法としては、有機溶媒中オゾンによって酸化する方法(特許文献3参照)が知られている。   However, in this method, not only adamantanol but also adamantanediol and the like are by-produced in large quantities, so that a complicated separation operation is required to obtain the target adamantanol. On the other hand, as a method of producing only adamantanol, a method of oxidizing with ozone in an organic solvent (see Patent Document 3) is known.

しかし、上記の方法は、酸化剤としてオゾンを使用するため、反応にはオゾン発生装置等の特殊な装置を使用しなければならない上に、実施例で得られている1−アダマンタノールの収率は最も高いものでも62%に留まっており、とても満足のいく収率とは言いがたい。   However, since the above method uses ozone as an oxidant, a special apparatus such as an ozone generator must be used for the reaction, and the yield of 1-adamantanol obtained in the examples is obtained. The highest is only 62%, and it is hard to say that the yield is very satisfactory.

このため、簡便な装置を用い、高収率でしかも大量の廃液を生成しないアダマンタノール類を製造する方法の開発が強く望まれていた。   For this reason, development of the method of manufacturing adamantanol which does not produce | generate a high yield and a large amount of waste liquid using a simple apparatus was strongly desired.

一方、硝酸或いは硝酸塩を用いた酸化反応は、有機合成上極めて重要な酸化反応の一つであり、脂肪族環状二級アルコール化合物を、脂肪族ジカルボン酸誘導体に酸化する方法としては一般的な方法である。   On the other hand, the oxidation reaction using nitric acid or nitrate is one of the most important oxidation reactions for organic synthesis, and is a general method for oxidizing an aliphatic cyclic secondary alcohol compound to an aliphatic dicarboxylic acid derivative. It is.

しかし、アダマンタンのようなダイヤモンド骨格を有する脂肪族炭化水素の酸化に硝酸あるいは硝酸塩を用いた酸化反応の例はあまりなく、近年ではニトロニウムトリフルオロボレートによるアダマンタンの酸化反応が知られている(非特許文献1参照)。   However, there are few examples of oxidation reactions using nitric acid or nitrates for the oxidation of aliphatic hydrocarbons having a diamond skeleton such as adamantane, and in recent years oxidation reactions of adamantane with nitronium trifluoroborate are known (non- Patent Document 1).

しかし、上記方法による主生成物はニトロアダマンタンであり、1−アダマンタノールの収率はわずかに10%前後に過ぎず、それ以前に知られているアダマンタンの硝酸或いは硝酸塩の酸化によって、1−アダマンタノールが主生成物として高収率で取得できるような事例は報告されていない。   However, the main product by the above method is nitroadamantane, and the yield of 1-adamantanol is only about 10%. By the oxidation of nitric acid or nitrate of adamantane known before, 1-adamantane is obtained. There have been no reports of cases in which tanol can be obtained as a main product in high yield.

かかる実情の中、本発明者らは、90%トルフルオロ酢酸水溶液中、亜硝酸ナトリウム或いは硝酸ナトリウムを用いてアルコール化合物をアルデヒド化合物或いはケトン化合物へ酸化する方法に着目した(非特許文献2参照)。   Under such circumstances, the present inventors focused on a method of oxidizing an alcohol compound into an aldehyde compound or a ketone compound using sodium nitrite or sodium nitrate in a 90% aqueous trifluoroacetic acid solution (see Non-Patent Document 2).

特開平10−316601号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-316601 特開2000−219646号公報JP 2000-219646 A 特開2004−26778号公報JP 2004-26778 A ジャーナル オブ アメルカン ケミカル ソサイアティー 115巻 7246−7249頁 1993年 (Journal of American Chemical Society , 115, 7246-7249 (1993))Journal of Amercan Chemical Society Vol. 115, 7246-7249, 1993 (Journal of American Chemical Society, 115, 7246-7249 (1993)) ツァーナル・オルガニシェコイ・キミー 24巻 488〜495頁 1988年 (Zhurnal Organicheskoi Khimii, 24, 488-495(1988))Zanal Organicheskoi Khimii, 24, 488-495, 1988 (Zhurnal Organicheskoi Khimii, 24, 488-495 (1988))

上記方法は、大気への開放下で、亜硝酸ナトリウム或いは硝酸ナトリウムを、アルコール化合物と等モル量以上使用して、室温下で反応を行っており、温和な酸化反応である。しかし、上記記載の方法は一級或いは二級アルコール化合物をアルデヒド化合物或いはケトン化合物に酸化する方法に限られており、アダマンタンのようなダイヤモンド骨格を有する脂肪族炭化水素の酸化に関しては全く触れられていない。従って、この温和な硝酸酸化による方法が、アダマンタン類を原料にしてアダマンタノール類を製造する方法に応用可能であるかどうかは当業者においても全く不明であった。   The above method is a mild oxidation reaction in which sodium nitrite or sodium nitrate is used in an equimolar amount or more with an alcohol compound at room temperature under an open atmosphere. However, the method described above is limited to a method of oxidizing a primary or secondary alcohol compound to an aldehyde compound or a ketone compound, and no mention is made regarding oxidation of an aliphatic hydrocarbon having a diamond skeleton such as adamantane. . Accordingly, it has been completely unknown to those skilled in the art whether this mild nitric acid oxidation method can be applied to a method for producing adamantanols from adamantanes.

以上の背景にあって本発明は、アダマンタン類を原料に酸化してアダマンタノール類を製造する方法において、簡便な方法により該目的化合物を高収率・高選択率で得る方法を提供することを目的とする。   In the background described above, the present invention provides a method for obtaining the target compound in a high yield and high selectivity by a simple method in a method for producing adamantanols by oxidizing adamantanes as raw materials. Objective.

かかる実情に鑑み、本発明者らは、上記温和な硝酸酸化がアダマンタン類の酸化に適応できるかどうか鋭意検討を行った。その結果、アダマンタン類を、トリフルオロ酢酸に代表される水溶液中の酸解離定数(pKa)が1以下の強酸の存在下、亜硝酸塩または硝酸塩で酸化して一旦、アダマンタノール類の上記強酸との酸エステルを製造したのち、これを加水分解することによって高収率でアダマンタノール類を取得することができる方法を見出し、本発明を完成させるに至った。   In view of this situation, the present inventors have intensively studied whether or not the mild nitric acid oxidation can be applied to the oxidation of adamantanes. As a result, adamantanes are oxidized with nitrite or nitrate in the presence of a strong acid having an acid dissociation constant (pKa) of 1 or less in an aqueous solution typified by trifluoroacetic acid, and then once adamantanols with the above strong acids are obtained. After producing an acid ester, a method for obtaining adamantanol with high yield by hydrolyzing the acid ester was found, and the present invention was completed.

即ち本発明は、アダマンタン類を、水溶液中の酸解離定数(pKa)が1以下の強酸の存在下、亜硝酸塩または硝酸塩で酸化した後、生成した酸エステルを加水分解することを特徴とするアダマンタノール類の製造方法である。   That is, the present invention is characterized in that an adamantane is oxidized with nitrite or nitrate in the presence of a strong acid having an acid dissociation constant (pKa) of 1 or less in an aqueous solution, and then the resulting acid ester is hydrolyzed. This is a method for producing a tanol.

本発明によれば、アダマンタン類を亜硝酸塩または硝酸塩で酸化してアダマンタノール類の酸エステルを得た後、生成したアダマンタノール類の酸エステルを加水分解する簡便な方法により、高収率、高選択率で目的とするアダマンタノール類を得ることができる。したがって、煩雑な分離操作をせずとも、高い純度のアダマンタノール類を得ることができ、工業的に極めて有用である。   According to the present invention, an adamantane is oxidized with nitrite or nitrate to obtain an acid ester of an adamantanol, and then a high yield, high yield is obtained by a simple method of hydrolyzing the acid ester of the generated adamantanol. The target adamantanols can be obtained with selectivity. Accordingly, high-purity adamantanols can be obtained without complicated separation operations, which is extremely useful industrially.

本発明においてアダマンタン類とは、アダマンタンの他、アダマンタン骨格上の四個の三級炭素、即ち、1位、3位、5位及び7位の炭素原子の少なくとも一個が無置換の化合物を言う。通常は、下記一般式(I)で示されるものが使用される。   In the present invention, adamantane refers to a compound in which at least one of the four tertiary carbons on the adamantane skeleton, that is, the 1-position, 3-position, 5-position and 7-position carbon atoms is unsubstituted, in addition to adamantane. Usually, those represented by the following general formula (I) are used.

Figure 2005306837
Figure 2005306837


(式中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基であり、nは0〜3の整数である。

上記一般式(I)においてRのアルキル基は特に制限されるものではないが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の炭素数1〜6のものが好ましい。アリール基は、フェニル基等の炭素数が6〜10のものが好ましい。アラルキル基は、ベンジル基等の炭素数7〜12のものが好ましい。

(In the formula, R is an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, and n is an integer of 0 to 3.
)
In the general formula (I), the alkyl group of R is not particularly limited, but those having 1 to 6 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group and butyl group are preferable. The aryl group preferably has 6 to 10 carbon atoms such as a phenyl group. The aralkyl group preferably has 7 to 12 carbon atoms such as a benzyl group.

また、上記Rがアダマンタン骨格に対して複数個置換している場合、これらは各々同種のものであっても良いし、異種のものであっても良い。   When a plurality of Rs are substituted with respect to the adamantane skeleton, these may be the same or different.

上記一般式(I)で示されるアダマンタン類を具体的に例示すると、アダマンタン、1−メチルアダマンタン、1−エチルアダマンタン、2−メチルアダマンタン、2−エチルアダマンタン、1,3−ジメチルアダマンタン、1,3−ジエチルアダマンタン、1,2−ジメチルアダマンタン、1,2−ジエチルアダマンタン等のアルキルアダマンタン類;1−フェニルアダマンタン等のアリールアダマンタン類;1−ベンジルアダマンタン等のアラルキルアダマンタン類等を挙げることができる。   Specific examples of the adamantanes represented by the general formula (I) include adamantane, 1-methyladamantane, 1-ethyladamantane, 2-methyladamantane, 2-ethyladamantane, 1,3-dimethyladamantane, 1,3 -Alkyladamantanes such as diethyl adamantane, 1,2-dimethyladamantane, 1,2-diethyladamantane; aryladamantanes such as 1-phenyladamantane; aralkyladamantanes such as 1-benzyladamantane, and the like.

これらのアダマンタン類の中でも、反応性や入手の容易さ等の理由から、アダマンタン、1−メチルアダマンタン、1,3−ジメチルアダマンタン、1−フェニルアダマンタン等が特に好適に使用される。   Among these adamantanes, adamantane, 1-methyladamantane, 1,3-dimethyladamantane, 1-phenyladamantane and the like are particularly preferably used for reasons such as reactivity and availability.

本発明に用いられる亜硝酸塩及び硝酸塩としては、工業的或いは試薬として入手容易な化合物が何等制限なく用いられる。これらを具体的に例示すると、亜硝酸塩としては、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸リチウム、亜硝酸銀等を用いることができ、硝酸塩としては硝酸アンモニウム、硝酸アンモニウムセリウム、硝酸リチウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸セシウム、硝酸ニッケル、硝酸サマリウム、硝酸ストロンチウム、硝酸銀、硝酸亜鉛、硝酸銅、硝酸鉛等を挙げることができる。これらの亜硝酸塩及び硝酸塩の中でも、反応系中に高い酸化力を持つ一酸化窒素カチオンを生成する亜硝酸塩が高い反応収率を示すため本発明では好適に用いられる。特に、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸リチウム等の亜硝酸のアルカリ金属塩が上記目的を高度に達成することができより好適である。   As nitrite and nitrate used in the present invention, industrially or easily available compounds as reagents are used without any limitation. Specifically, as the nitrite, sodium nitrite, potassium nitrite, lithium nitrite, silver nitrite and the like can be used, and as the nitrate, ammonium nitrate, ammonium cerium nitrate, lithium nitrate, potassium nitrate, sodium nitrate, nitric acid Examples thereof include cesium, nickel nitrate, samarium nitrate, strontium nitrate, silver nitrate, zinc nitrate, copper nitrate, and lead nitrate. Among these nitrites and nitrates, nitrites that generate nitric oxide cations having high oxidizing power in the reaction system show high reaction yields and are therefore preferably used in the present invention. In particular, alkali metal salts of nitrous acid such as sodium nitrite, potassium nitrite, and lithium nitrite can achieve the above-mentioned object to a high degree and are more preferable.

本発明に用いられる亜硝酸塩または硝酸塩の量としては、反応の雰囲気の酸素濃度によって異なるため一概には言えないが、あまり量が少ないと酸化反応が進行せず、あまり量が多いと後処理操作が煩雑となるため、通常反応に用いるアダマンタン類1モルに対して通常0.001〜4モル、好ましくは0.005〜2モルの範囲から採用するのが良い。反応の雰囲気に酸素が含有されていない場合、原料のアダマンタン類の実質全てを反応させようとすると、亜硝酸塩または硝酸塩は等モル量以上が必要になるが、該雰囲気に酸素が含有される場合には、亜硝酸塩及び硝酸塩が触媒として作用するようになり、その使用量をアダマンタン類1モルに対して1モル未満にしても、高収率で反応を行うことができるため効率的である。特に、反応雰囲気の酸素濃度が15%を超える場合には、亜硝酸塩及び硝酸塩は触媒として極めて有効に作用するため、用いるアダマンタン類1モルに対して通常0.001〜0.5モル、好ましくは0.005〜0.4モルの範囲から採用することができ、経済性および生成物の精製の面から好ましい。   The amount of nitrite or nitrate used in the present invention cannot be generally described because it varies depending on the oxygen concentration of the reaction atmosphere. However, if the amount is too small, the oxidation reaction does not proceed. Therefore, it is usually employed in the range of 0.001 to 4 mol, preferably 0.005 to 2 mol, with respect to 1 mol of adamantanes usually used in the reaction. When oxygen is not contained in the reaction atmosphere, an attempt to react substantially all of the raw material adamantanes requires an equimolar amount or more of nitrite or nitrate, but oxygen is contained in the atmosphere. In this case, nitrite and nitrate act as a catalyst, and even if the amount used is less than 1 mole per 1 adamantane, the reaction can be carried out in a high yield, which is efficient. In particular, when the oxygen concentration in the reaction atmosphere exceeds 15%, nitrite and nitrate act extremely effectively as a catalyst, and therefore usually 0.001 to 0.5 mole, preferably 1 mole relative to 1 mole of adamantane used. It can be employed in the range of 0.005 to 0.4 mol, and is preferable from the viewpoints of economy and purification of the product.

本発明に用いられる、水溶液中の酸解離定数(pKa)が1以下の強酸は、トリクロロ酢酸等の常温で固体状のものも融点以上の温度で反応させることにより使用可能であるが、通常は、常温で液体状のものを、溶媒を兼ねて用いられるのが一般的である。このような強酸としては、トリフルオロ酢酸(pKa=0.23)、メタンスルホン酸(pKa=−1.86)、トリフルオロメタンスルホン酸(pKa=−13)等が挙げられ、このうちトリフルオロ酢酸またはメタンスルホン酸、特に、反応性の面からトリフルオロ酢酸を用いるのが好ましい。これら強酸の使用量としては特に制限はないが、あまり量が少ないと酸化反応の収率の低下を招きあまり量が多いと後処理操作が煩雑となるため、通常、アダマンタン類の濃度が0.05〜60質量%、好ましくは0.1〜30質量%となる量を使用することが好ましい。   A strong acid having an acid dissociation constant (pKa) in an aqueous solution of 1 or less used in the present invention can be used by reacting a solid acid such as trichloroacetic acid at a temperature higher than the melting point. In general, a liquid at room temperature is also used as a solvent. Examples of such strong acids include trifluoroacetic acid (pKa = 0.23), methanesulfonic acid (pKa = −1.86), trifluoromethanesulfonic acid (pKa = −13), and among these, trifluoroacetic acid. Alternatively, methanesulfonic acid, particularly trifluoroacetic acid is preferably used from the viewpoint of reactivity. The amount of these strong acids to be used is not particularly limited. However, if the amount is too small, the yield of the oxidation reaction is reduced, and if the amount is too large, the post-treatment operation becomes complicated. It is preferable to use an amount of 05 to 60% by mass, preferably 0.1 to 30% by mass.

本発明に使用される、水溶液中の酸解離定数(pKa)が1以下の強酸は通常無水の状態で使用される。少量の水が混入しても酸化反応への影響はあまりないが、あまり過剰の水が混入すると酸化反応の阻害因子として働き、酸化剤である亜硝酸塩または硝酸塩の量を増やさなければならないため、反応液中において水の含有量は5質量%以下、好ましくは1質量以下に抑えるのが好ましい。一般には、試薬或いは工業原料として入手できる上記強酸をそのまま使用するのが最も一般的な方法である。   A strong acid having an acid dissociation constant (pKa) of 1 or less in an aqueous solution used in the present invention is usually used in an anhydrous state. Even if a small amount of water is mixed, there is not much influence on the oxidation reaction, but if too much water is mixed, it acts as an inhibitor of the oxidation reaction and the amount of nitrite or nitrate that is an oxidant must be increased. In the reaction solution, the content of water is preferably 5% by mass or less, preferably 1% by mass or less. In general, the most common method is to use the above strong acids available as reagents or industrial raw materials as they are.

本発明における硝酸酸化の反応温度としては特に制限はないが、あまり温度が高いと酸化反応が暴走し反応系が危険な状態になり、あまり温度が低いと反応時間が著しく長くなるため通常、融点以上〜50℃、好ましくは0〜40℃の範囲で行われるのが良い。   The reaction temperature of nitric acid oxidation in the present invention is not particularly limited, but if the temperature is too high, the oxidation reaction will run away and the reaction system will be in a dangerous state. It is good to carry out in the range of -50 degreeC above, Preferably 0-40 degreeC.

本反応の反応時間としては、アダマンタン類の種類によっても異なり、用いる亜硝酸塩または硝酸塩の種類と量によっても異なるため、通常0.1〜30時間もあれば十分である。   The reaction time of this reaction varies depending on the type of adamantane and also varies depending on the type and amount of nitrite or nitrate to be used, so that usually 0.1 to 30 hours is sufficient.

本発明は、常圧、減圧、加圧のいずれの状態でも実施可能である。また、本発明は、酸素、大気等の酸素存在下だけでなく、窒素、アルゴン、二酸化炭素等の不活性気体存在下でも実施可能であるが、酸素存在下の方が亜硝酸塩または硝酸塩の使用量が低減でき反応時間も短縮できる傾向にあるため、通常は大気或いは酸素雰囲気下で実施するのが一般的である。   The present invention can be implemented in any state of normal pressure, reduced pressure, and increased pressure. The present invention can be carried out not only in the presence of oxygen such as oxygen and air, but also in the presence of an inert gas such as nitrogen, argon, carbon dioxide, etc., but in the presence of oxygen, nitrite or nitrate is used. Since the amount tends to be reduced and the reaction time tends to be shortened, it is generally carried out in an air or oxygen atmosphere.

このようにして得られたアダマンタノール類の、前記水溶液中の酸解離定数(pKa)が1以下の強酸との酸エステルは、そのまま単離して種々の工業原料等として使用することができる。好適には、加水分解工程に移してアダマンタノール類の製造に供するのが好ましい。この時、上記酸エステルは、反応液から単離してもよいし、単離しなくてもよい。   The acid esters of the adamantanols thus obtained with strong acids having an acid dissociation constant (pKa) in the aqueous solution of 1 or less can be isolated as they are and used as various industrial raw materials. It is preferable to transfer to a hydrolysis step and use it for the production of adamantanols. At this time, the acid ester may or may not be isolated from the reaction solution.

本発明によって生成したアダマンタノール類の酸エステルの単離方法としては、通常の方法が何ら制限無く使用できる。その一例を例示すると、反応終了後、残留する前記強酸を可能な限り留去した後、飽和炭酸水溶液を加えて中和し、水に相溶しない有機溶媒を用いて抽出、乾燥、乾固することによって得ることができる。   As a method for isolating the acid ester of adamantanols produced according to the present invention, ordinary methods can be used without any limitation. For example, after the reaction is completed, the remaining strong acid is distilled off as much as possible, neutralized with a saturated aqueous solution of carbonic acid, and extracted, dried and dried using an organic solvent incompatible with water. Can be obtained.

アダマンタノール類の酸エステルの加水分解反応は、如何なる手法で実施しても良い。アダマンタノール類の酸エステルを単離した際には、該化合物にメタノール、エタノール等のアルコール溶媒などの水に溶解する有機溶媒に溶解させた後に水を加えて行えば良い。アダマンタノール類の酸エステルを単離しない場合も、反応液にそのまま水を加えるだけで加水分解反応が進行する。反応に時間がかかる場合もあるため、その場合には、酸を加えて反応性を高めてやればよい。   The hydrolysis reaction of the acid ester of adamantanol may be performed by any method. When an acid ester of adamantanol is isolated, water may be added after dissolving the compound in an organic solvent that dissolves in water such as an alcohol solvent such as methanol or ethanol. Even when an acid ester of adamantanol is not isolated, the hydrolysis reaction proceeds by simply adding water to the reaction solution. Since the reaction may take time, in that case, an acid may be added to increase the reactivity.

本発明において添加される酸としては、工業原料または試薬として入手できる酸が何等制限なく使用できる。   As the acid added in the present invention, an acid available as an industrial raw material or a reagent can be used without any limitation.

これらの酸を具体的に例示すると、無機酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸等の鉱酸類を挙げることができ、有機酸としてはメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等のスルホン酸類;ギ酸、酢酸、プロピオン酸等のカルボン酸類を挙げることができる。これらの酸の中でも特に加水分解反応速度の速い、塩酸、硫酸、硝酸等の鉱酸類が好適である。   Specific examples of these acids include mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and phosphoric acid, and organic acids include sulfones such as methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and toluenesulfonic acid. Acids; carboxylic acids such as formic acid, acetic acid and propionic acid can be mentioned. Among these acids, mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, which have a particularly fast hydrolysis reaction rate, are preferable.

これらの鉱酸類は、水を加えた後直接添加しても良いが、あまり濃度が高いと水と接触させた際に急激な発熱を生じるため水で希釈して添加するのが好ましい。   These mineral acids may be added directly after adding water. However, if the concentration is too high, a rapid exotherm occurs when brought into contact with water.

本発明において加水分解反応における水の使用量としては、アダマンタノール類の酸エステル1モルに対して1モル以上であれば良いが、好適には10モル〜1000モルであるのが好ましい。加水分解反応時の反応温度としては特に制限はないがあまり温度が低いと加水分解速度が著しく減少し、あまり温度が高いと副反応を促進するため、通常0〜60℃、好ましくは10〜40℃の範囲から選択するのが良い。   In the present invention, the amount of water used in the hydrolysis reaction may be 1 mol or more with respect to 1 mol of the acid ester of adamantanol, but is preferably 10 mol to 1000 mol. The reaction temperature during the hydrolysis reaction is not particularly limited, but if the temperature is too low, the hydrolysis rate is remarkably reduced, and if the temperature is too high, side reactions are promoted. It is better to select from the range of ° C.

加水分解反応の反応時間としては、アダマンタン類の種類によっても異なるため一概には言えないが、通常1〜40時間もあれば十分である。   The reaction time for the hydrolysis reaction varies depending on the type of adamantane, and therefore cannot be generally stated, but usually 1 to 40 hours is sufficient.

また、加水分解反応は常圧、減圧、加圧いずれの状態でも実施可能である。   In addition, the hydrolysis reaction can be carried out under normal pressure, reduced pressure, or increased pressure.

このようにして得られたアダマンタノール類の単離生成方法としては特に制限はなく公知の方法が採用される。例えば、反応終了後、水と相溶しない有機溶媒を加えて有機層に反応性生物を抽出した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄する。得られた有機溶媒溶液を硫酸マグネシウム等の乾燥剤を用いて乾燥した後、有機溶媒を留去することによって目的とするアダマンタノール類を得ることができる。   There is no restriction | limiting in particular as an isolation production method of the adamantanol obtained in this way, A well-known method is employ | adopted. For example, after completion of the reaction, an organic solvent that is incompatible with water is added to extract reactive organisms in the organic layer, and then washed with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution. The obtained adamantanol can be obtained by drying the obtained organic solvent solution using a desiccant such as magnesium sulfate and then distilling off the organic solvent.

実施例
以下、実施例を掲げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって何等制限させるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1
大気への開放下において、50mlの茄子型フラスコにアダマンタン類としてアダマンタン(和光純薬試薬特級)136mg(1mmol)をとり、トリフルオロ酢酸(和光純薬試薬特級)5mlを加えて0℃まで冷却した。氷冷下、亜硝酸塩として亜硝酸ナトリウム(和光純薬特級)76mg(1.1mmol)を加えた。そのまま、20分間攪拌した後室温に戻して23時間攪拌した。反応終了後、反応液に水5mlを加え、さらに10%の塩酸を3ml加えて12時間攪拌した。加水分解終了後、さらに水5mlを加えた後、塩化メチレン(30ml×3)で抽出した。集めた塩化メチレンを飽和炭酸水素ナトリウム溶液で洗浄(20ml×2)し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、塩化メチレンを留去し、1−アダマンタノールを148mg(収率97%)取得した。この時、1,3−アダマンタンジオールの副生は見られなかった。
Example 1
Under openness to the atmosphere, 136 mg (1 mmol) of adamantane (Wako Pure Chemicals reagent grade) as adamantanes was taken into a 50 ml cocoon flask, and 5 ml of trifluoroacetic acid (Wako Pure Chemicals reagent grade) was added and cooled to 0 ° C. . Under ice-cooling, 76 mg (1.1 mmol) of sodium nitrite (Wako Pure Chemical) was added as a nitrite. The mixture was stirred as it was for 20 minutes, then returned to room temperature and stirred for 23 hours. After completion of the reaction, 5 ml of water was added to the reaction solution, and further 3 ml of 10% hydrochloric acid was added and stirred for 12 hours. After completion of hydrolysis, 5 ml of water was further added, followed by extraction with methylene chloride (30 ml × 3). The collected methylene chloride was washed with a saturated sodium hydrogen carbonate solution (20 ml × 2) and dried over magnesium sulfate, and then the methylene chloride was distilled off to obtain 148 mg of 1-adamantanol (yield 97%). At this time, no by-product of 1,3-adamantanediol was observed.

実施例2〜7
亜硝酸ナトリウムに代えて表1に示した亜硝酸塩または硝酸塩を用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果を表1示した。また、これらの反応において、1,3−アダマンタンジオールの副生はいずれの場合も見られなかった。
Examples 2-7
The same operation as in Example 1 was performed except that nitrite or nitrate shown in Table 1 was used instead of sodium nitrite. The results are shown in Table 1. In these reactions, 1,3-adamantanediol by-product was not seen in any case.

Figure 2005306837
Figure 2005306837


実施例8〜10
アダマンタンに代えて表2に示したアダマンタン類を用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果を表2に示した。また、これらの反応において、1,3−アダマンタンジオールの副生はいずれの場合も見られなかった。

Examples 8-10
The same operation as in Example 1 was performed except that adamantanes shown in Table 2 were used instead of adamantane. The results are shown in Table 2. In these reactions, 1,3-adamantanediol by-product was not seen in any case.

Figure 2005306837
Figure 2005306837

実施例11
トリフルオロ酢酸に代えてメタンスルホン酸を同量用い、酸化反応の反応時間を72時間にした以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、1−アダマンタノールを131mg(収率89%)取得した。この時、1,3−アダマンタンジオールの副生は見られなかった。
Example 11
The same operation as in Example 1 was performed except that the same amount of methanesulfonic acid was used instead of trifluoroacetic acid and the reaction time of the oxidation reaction was 72 hours. As a result, 131 mg (yield 89%) of 1-adamantanol was obtained. At this time, no by-product of 1,3-adamantanediol was observed.

実施例12
亜硝酸ナトリウムの量を0.69mg(0.01mmol)に変更し、反応雰囲気を酸素雰囲気下にして、酸化反応の反応時間を3時間とした以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、1−アダマンタノールを140mg(収率92%)取得した。この時、1,3−アダマンタンジオールの副生は見られなかった。
実施例13
亜硝酸ナトリウムの量を13.8mg(0.2mmol)とした以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、1−アダマンタノールを147mg(収率96%)取得した。この時、1,3−アダマンタンジオールの副生は見られなかった。
Example 12
The same operation as in Example 1 was performed except that the amount of sodium nitrite was changed to 0.69 mg (0.01 mmol), the reaction atmosphere was changed to an oxygen atmosphere, and the reaction time of the oxidation reaction was changed to 3 hours. As a result, 140 mg (yield 92%) of 1-adamantanol was obtained. At this time, no by-product of 1,3-adamantanediol was observed.
Example 13
The same operation as in Example 1 was performed except that the amount of sodium nitrite was changed to 13.8 mg (0.2 mmol). As a result, 147 mg (yield 96%) of 1-adamantanol was obtained. At this time, no by-product of 1,3-adamantanediol was observed.

実施例14
50mlの茄子型フラスコにアダマンタン類としてアダマンタン(和光純薬試薬特級)136mg(1mmol)をとり、溶媒としてのトリフルオロ酢酸(和光純薬試薬特級)5mlを加えて0℃まで冷却した。氷冷下、亜硝酸塩として亜硝酸ナトリウム(和光純薬特級)76mg(1.1mmol)を加えた。そのまま、20分間攪拌した後室温に戻して23時間攪拌した。反応終了後、トリフルオロ酢酸を減圧留去し、反応液に水5mlを加え、直ちに飽和炭酸水素ナトリウム水溶液20mlを添加した後、塩化メチレン(30ml×3)で抽出した。集めた塩化メチレンを飽和炭酸水素ナトリウム溶液で洗浄(20ml×2)し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、塩化メチレンを留去し、1−トリフルオロアセトキシアダマンタンを248mg(収率100%)取得した。この時、1,3−ジトリフルオロアセトキシアダマンタンの副生は見られなかった。
Example 14
136 mg (1 mmol) of adamantane (Wako Pure Chemical Reagent special grade) as adamantane was taken in a 50 ml cocoon flask, and 5 ml of trifluoroacetic acid (Wako Pure Chemical Reagent special grade) as a solvent was added and cooled to 0 ° C. Under ice-cooling, 76 mg (1.1 mmol) of sodium nitrite (Wako Pure Chemical) was added as a nitrite. The mixture was stirred as it was for 20 minutes, then returned to room temperature and stirred for 23 hours. After completion of the reaction, trifluoroacetic acid was distilled off under reduced pressure, 5 ml of water was added to the reaction solution, 20 ml of a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution was immediately added, and then extracted with methylene chloride (30 ml × 3). The collected methylene chloride was washed with a saturated sodium bicarbonate solution (20 ml × 2) and dried over magnesium sulfate, and then the methylene chloride was distilled off to obtain 248 mg of 1-trifluoroacetoxyadamantane (yield 100%). At this time, no by-product of 1,3-ditrifluoroacetoxyadamantane was observed.

Claims (3)

アダマンタン類を、水溶液中の酸解離定数(pKa)が1以下の強酸の存在下、亜硝酸塩または硝酸塩で酸化した後、生成したアダマンタノール類の酸エステルを加水分解することを特徴とするアダマンタノール類の製造方法。   The adamantanol is characterized in that an acid ester of adamantanol is hydrolyzed after oxidation of adamantane with nitrite or nitrate in the presence of a strong acid having an acid dissociation constant (pKa) of 1 or less in an aqueous solution. Manufacturing method. アダマンタン類の酸化を、酸素を含有する雰囲気下で、亜硝酸塩または硝酸塩をアダマンタン類1モルに対して1モル未満使用して行う請求項1記載のアダマンタノール類の製造方法。   The method for producing adamantanols according to claim 1, wherein oxidation of adamantanes is carried out in an atmosphere containing oxygen using less than 1 mol of nitrite or nitrate with respect to 1 mol of adamantanes. アダマンタン類を、水溶液中の酸解離定数(pKa)が1以下の強酸の存在下、亜硝酸塩または硝酸塩で酸化することを特徴とするアダマンタノール類の酸エステルの製造方法。
A method for producing an adamantanol acid ester, comprising oxidizing adamantane with nitrite or nitrate in the presence of a strong acid having an acid dissociation constant (pKa) of 1 or less in an aqueous solution.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007145821A (en) * 2005-11-07 2007-06-14 Toyo Kasei Kogyo Co Ltd Method for producing 4-hydroxy-2-adamantanone compound
US7456953B2 (en) 2004-10-29 2008-11-25 Palo Alto Research Center Incorporated Method and apparatus for improved light distribution in an anti-resonant waveguide sensor
JP2010270028A (en) * 2009-05-20 2010-12-02 Idemitsu Kosan Co Ltd Method for producing adamantanols
JP2014009171A (en) * 2012-06-28 2014-01-20 Mitsubishi Gas Chemical Co Inc Process for producing hydroxy adamantane carboxylic acid compound

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