JP2008024605A - Method for producing 1,3-cyclohexadiene compound - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は1,3−シクロヘキサジエン化合物の製造方法に関する。さらに詳しくは、1,3−シクロヘキサンジオン化合物から1,3−シクロヘキサジエン化合物を製造するための方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a 1,3-cyclohexadiene compound. More specifically, the present invention relates to a method for producing a 1,3-cyclohexadiene compound from a 1,3-cyclohexanedione compound.
1,3−シクロヘキサジエン化合物は、医薬、農薬、ファインケミカルズ原料、情報電子材料用原料等として有用な化合物である。 1,3-cyclohexadiene compounds are useful compounds as pharmaceuticals, agricultural chemicals, raw materials for fine chemicals, raw materials for information electronic materials, and the like.
従来の1,3−シクロヘキサジエン化合物の製造方法としては、対応するシクロヘキセノン化合物を原料とする方法が知られており、例えば、シクロヘキセノンをトシルヒドラジンでトシルヒドラゾンとした後、エチルエーテル溶媒下、等モルのメチルリチウムで処理する方法(非特許文献1)や、セリウム塩存在下の水素化ホウ素ナトリウムによる還元反応の後、ヘキサメチルリン酸トリアミド存在下、メチルトリフェノキシホスホニウムヨージドを用いて脱離反応を行う方法等が知られている(非特許文献2)。 As a conventional method for producing a 1,3-cyclohexadiene compound, a method using a corresponding cyclohexenone compound as a raw material is known. For example, after cyclohexenone is converted to tosylhydrazone with tosylhydrazine, under an ethyl ether solvent, After treatment with equimolar methyllithium (Non-patent Document 1) or reduction reaction with sodium borohydride in the presence of cerium salt, desorption with methyltriphenoxyphosphonium iodide in the presence of hexamethylphosphate triamide. A method of performing a separation reaction is known (Non-Patent Document 2).
これらの方法は、原料のシクロヘキセノン化合物が汎用に流通しておらず高価であること、爆発が懸念されるヒドラジン化合物を使用すること、高価で発火性を有するメチルリチウムを使用すること、発がん性が指摘されているヘキサメチルリン酸トリアミドを使用すること等の問題を有しており、工業的な製造方法として適用するには不十分であった。 These methods are based on the fact that the raw material cyclohexenone compound is not widely used and expensive, uses hydrazine compounds that are concerned about explosion, uses expensive and ignitable methyllithium, carcinogenicity However, it was insufficient for application as an industrial production method.
シクロヘキセノン以外を出発原料とする方法としては、例えば、工業原料であるジメドンを使用して、5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエンを製造する方法が知られている(非特許文献3)。
非特許文献3の製造方法は、ジメドンをリチウムアルミニウムハイドライドにて還元して5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサンジオールとした後、硫酸存在下で130℃に加熱して脱水反応を行うことにより、目的の5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエンを得るものである。 In the production method of Non-Patent Document 3, dimedone is reduced with lithium aluminum hydride to 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexanediol, and then heated to 130 ° C. in the presence of sulfuric acid to perform a dehydration reaction. Thus, the desired 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene is obtained.
しかしながら、非特許文献3に、「目的物はエーテルとの混合物として取得できる」と記載されているように、この製造方法は、高純度で目的物を得るのには適しておらず、工業的に製造するための方法としては満足のゆくものではなかった。また、酸化性が強く、強酸性である硫酸を大量に使用するという点からも、工業的製造方法として望ましくなかった。さらに、本発明者らの追試によると、この製造方法では、目的の5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエンの他、沸点がほとんど同一である、3,3−ジメチル−1−シクロヘキセンおよび4,4−ジメチル−1−シクロヘキセンが相当量副成してしまい、目的物の単離が困難になってしまうことが明らかとなった(比較例参照)。 However, as described in Non-Patent Document 3, “the target product can be obtained as a mixture with ether”, this production method is not suitable for obtaining the target product with high purity, and is industrially However, it was not satisfactory as a method for production. In addition, it is not desirable as an industrial production method from the viewpoint of using a large amount of sulfuric acid which is strongly oxidizable and strongly acidic. Furthermore, according to the further test by the present inventors, in this production method, in addition to the desired 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene, 3,3-dimethyl-1-cyclohexene having almost the same boiling point and It was clarified that a considerable amount of 4,4-dimethyl-1-cyclohexene was formed as a by-product, making it difficult to isolate the target product (see Comparative Example).
本発明は上記知見に鑑みなされたものであり、本発明は、1,3−シクロヘキサンジオン化合物から対応する1,3−シクロヘキサジエン化合物を、高純度に、かつ工業的に有利に製造する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above findings, and the present invention provides a method for producing a corresponding 1,3-cyclohexadiene compound from a 1,3-cyclohexanedione compound with high purity and industrially advantageously. The purpose is to provide.
本発明者らは,1,3−シクロヘキサンジオン化合物を原料とした1,3−シクロヘキサジエン化合物の製造方法について、1,3−シクロヘキサンジオン化合物の還元方法および該工程で得られた還元生成物の酸存在下での脱水方法を種々検討した結果、特定の試薬を用いることで目的物を高純度に得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present invention have described a method for producing a 1,3-cyclohexadiene compound using a 1,3-cyclohexanedione compound as a raw material, a method for reducing the 1,3-cyclohexanedione compound, and a reduction product obtained in the step. As a result of various examinations of dehydration methods in the presence of an acid, it was found that the desired product can be obtained with high purity by using a specific reagent, and the present invention has been completed.
すなわち本発明は、下記一般式(1)で示される1,3−シクロヘキサンジオン化合物を水素化アルミニウム錯化合物を用いて還元する工程と、前記工程で得られた還元生成物を水中でのpKaが0〜3である無機酸存在下で脱水する工程とを具備することを特徴とする、一般式(2)で示される1,3−シクロヘキサジエン化合物の製造方法を提供して前記課題を解決するものである。 That is, the present invention includes a step of reducing a 1,3-cyclohexanedione compound represented by the following general formula (1) using an aluminum hydride complex compound, and the reduction product obtained in the step has a pKa in water of And a step of dehydrating in the presence of an inorganic acid of 0 to 3, to provide a method for producing the 1,3-cyclohexadiene compound represented by the general formula (2) to solve the above problems Is.
この発明によれば、高純度に、かつ工業的に有利に、1,3−シクロヘキサジエン化合物を製造する方法を提供することができる。 According to this invention, it is possible to provide a method for producing a 1,3-cyclohexadiene compound with high purity and industrially advantageously.
本発明において、水素化アルミニウム錯化合物は、下記一般式(3)または一般式(4)で表される化合物であることが好ましい。 In the present invention, the aluminum hydride complex compound is preferably a compound represented by the following general formula (3) or general formula (4).
このようにすることによって、還元生成物中の、1,3−シクロヘキサジエンの前駆体となる化合物の選択率を向上させることができる。 By doing in this way, the selectivity of the compound used as the precursor of 1, 3- cyclohexadiene in a reduction product can be improved.
また、本発明において、無機酸がリン酸であることも好ましい。 In the present invention, the inorganic acid is also preferably phosphoric acid.
このようにすることによって、目的のシクロヘキサジエン化合物をより高純度で得ることができる。 By doing in this way, the target cyclohexadiene compound can be obtained with higher purity.
本発明の製造方法によれば、高純度に1,3−シクロヘキサジエン化合物を製造することができる。目的物を製造するのに必要な工程は、操作が簡単な2つの工程のみであり、また、入手しやすい原料および試薬を用いていることから、安価に、しかも効率よく製造することができる。さらに、試薬や反応として比較的安全性が高いものを使用することから、工業的製造方法として適している。 According to the production method of the present invention, a 1,3-cyclohexadiene compound can be produced with high purity. The steps required to manufacture the target product are only two steps that are easy to operate, and since easily available raw materials and reagents are used, they can be manufactured inexpensively and efficiently. Furthermore, since a relatively safe reagent or reaction is used, it is suitable as an industrial production method.
本発明のこのような作用および利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。 Such an operation and a gain of the present invention will be clarified from the best mode for carrying out the invention described below.
本発明の1,3−シクロヘキサジエン化合物の製造方法は、下記一般式(1)で示される1,3−シクロヘキサンジオン化合物を原料とするものである。 The method for producing a 1,3-cyclohexadiene compound of the present invention uses a 1,3-cyclohexanedione compound represented by the following general formula (1) as a raw material.
式(1)において、R1およびR2は、それぞれ独立に、同じでも異なってもよい炭素数1〜3のアルキル基を表し、式(1)で表される1,3−シクロヘキサンジオン化合物としては、例えば、5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサンジオン(ジメドン)、5−メチル−5−エチル−1,3−シクロヘキサンジオン、5,5−ジエチル−1,3−シクロヘキサンジオン、5−メチル−5−プロピル−1,3−シクロヘキサンジオン、5−エチル−5−プロピル−1,3−シクロヘキサンジオン、5,5−ジプロピル−1,3−シクロヘキサンジオン等が挙げられる。これら1,3−シクロヘキサンジオン化合物は、市販品として入手することもできるが、容易に合成することもでき、例えば、下記式(5)で示される3,3−ジアルキル−5−オキソヘキサン酸を酸性条件下、縮合・環化することによって製造することができる(Journal of the American Chemical Society、第77巻、p.6656(1955年)等)。 In Formula (1), R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms which may be the same or different, and represents a 1,3-cyclohexanedione compound represented by Formula (1). Is, for example, 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexanedione (dimedone), 5-methyl-5-ethyl-1,3-cyclohexanedione, 5,5-diethyl-1,3-cyclohexanedione, 5- Examples include methyl-5-propyl-1,3-cyclohexanedione, 5-ethyl-5-propyl-1,3-cyclohexanedione, and 5,5-dipropyl-1,3-cyclohexanedione. These 1,3-cyclohexanedione compounds can be obtained as commercial products, but can also be easily synthesized. For example, 3,3-dialkyl-5-oxohexanoic acid represented by the following formula (5) is used. It can be produced by condensation and cyclization under acidic conditions (Journal of the American Chemical Society, Vol. 77, p. 6656 (1955), etc.).
本発明の製造方法は、上記1,3−シクロヘキサンジオン化合物を還元する工程と、該還元工程で得られた還元生成物を脱水する工程とを具備するものである。以下、各工程について説明する。 The production method of the present invention comprises a step of reducing the 1,3-cyclohexanedione compound and a step of dehydrating the reduction product obtained in the reduction step. Hereinafter, each step will be described.
<還元工程>
本発明の製造方法においては、原料の1,3−シクロヘキサンジオン化合物は、まず、水素化アルミニウム錯化合物を用いて還元される。水素化アルミニウム錯化合物としては、水素化アルミニウムリチウム、水素化アルミニウムナトリウム、水素化ジエチルアルミニウムリチウム、水素化トリ−t−ブチルアルミニウムリチウム、水素化ジ−iso−ブチルアルミニウムおよび下記一般式(3)または(4)で表される水素化アルミニウム錯化合物が挙げられる。
<Reduction process>
In the production method of the present invention, the starting 1,3-cyclohexanedione compound is first reduced using an aluminum hydride complex compound. Examples of the aluminum hydride complex compound include lithium aluminum hydride, sodium aluminum hydride, lithium lithium aluminum hydride, lithium tri-t-butylaluminum hydride, di-iso-butylaluminum hydride, and the following general formula (3) or The aluminum hydride complex compound represented by (4) is mentioned.
式(3)および(4)中、Xは、ナトリウム原子またはリチウム原子を示し、Yは、それぞれ独立して、アルキル基またはアルコキシアルキル基を示す。アルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、t−ブチル基が挙げられ、このうち好ましくはメチル基、エチル基またはt−ブチル基が挙げられ、より好ましくはエチル基が挙げられる。また、アルコキシアルキル基として具体的には、メトキシメチル基、メトキシエチル基、メトキシプロピル基、メトキシブチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、エトキシプロピル基、エトキシブチル基、プロポキシメチル基、プロポキシエチル基、プロポキシプロピル基、プロポキシブチル基、ブトキシメチル基、ブトキシエチル基、ブトキシプロピル基、ブトキシブチル基等が挙げられ、このうち好ましくはメトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、またはエトキシエチル基が挙げられ、より好ましくはメトキシエチル基が挙げられる。 In formulas (3) and (4), X represents a sodium atom or a lithium atom, and Y independently represents an alkyl group or an alkoxyalkyl group. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group, an iso-butyl group, and a t-butyl group. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable. Group or t-butyl group, more preferably ethyl group. Specific examples of the alkoxyalkyl group include a methoxymethyl group, a methoxyethyl group, a methoxypropyl group, a methoxybutyl group, an ethoxymethyl group, an ethoxyethyl group, an ethoxypropyl group, an ethoxybutyl group, a propoxymethyl group, and a propoxyethyl group. , Propoxypropyl group, propoxybutyl group, butoxymethyl group, butoxyethyl group, butoxypropyl group, butoxybutyl group, etc., among which methoxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxymethyl group, or ethoxyethyl group is preferable. More preferably, a methoxyethyl group is mentioned.
一般式(3)で表される還元剤の具体例としては、ジヒドロビス(2−メトキシメトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−メトキシプロポキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−メトキシブトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−エトキシメトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−エトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−エトキシプロポキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−エトキシブトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−プロポキシメトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−プロポキシエトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−プロポキシプロポキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−プロポキシブトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−ブトキシメトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−ブトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−ブトキシプロポキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−ブトキシブトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−メトキシメトキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−メトキシプロポキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−メトキシブトキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−エトキシメトキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−エトキシエトキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−エトキシプロポキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−エトキシブトキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−プロポキシメトキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−プロポキシエトキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−プロポキシプロポキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−プロポキシブトキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−ブトキシメトキシ)アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−ブトキシエトキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−ブトキシプロポキシ)アルミニウムリチウム、ジヒドロビス(2−ブトキシブトキシ)アルミニウムリチウム等が挙げられる。 Specific examples of the reducing agent represented by the general formula (3) include dihydrobis (2-methoxymethoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-methoxyethoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-methoxypropoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2 -Methoxybutoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-ethoxymethoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-ethoxyethoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-ethoxypropoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-ethoxybutoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2 -Propoxymethoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-propoxyethoxy) aluminum sodium, dihydrobis 2-propoxypropoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-propoxybutoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-butoxymethoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-butoxyethoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-butoxypropoxy) aluminum sodium, dihydrobis ( 2-butoxybutoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-methoxymethoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2-methoxyethoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2-methoxypropoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2-methoxybutoxy) aluminum lithium, dihydrobis ( 2-ethoxymethoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2- Toxiethoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2-ethoxypropoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2-ethoxybutoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2-propoxymethoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2-propoxyethoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2- Propoxypropoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2-propoxybutoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2-butoxymethoxy) aluminum sodium, dihydrobis (2-butoxyethoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2-butoxypropoxy) aluminum lithium, dihydrobis (2- Butoxybutoxy) aluminum lithium and the like.
一般式(4)で表される還元剤の具体例としては、モノヒドロトリメトキシアルミニウムナトリウム、モノヒドロトリエトキシアルミニウムナトリウム、モノヒドロトリ−n−プロポキシアルミニウムナトリウム、モノヒドロトリ−iso−プロポキシアルミニウムナトリウム、モノヒドロトリ−n−ブトキシアルミニウムナトリウム、モノヒドロトリ−iso−ブトキシアルミニウムナトリウム、モノヒドロトリ−t−ブトキシアルミニウムナトリウム、モノヒドロトリメトキシアルミニウムリチウム、モノヒドロトリエトキシアルミニウムリチウム、モノヒドロトリ−n−プロポキシアルミニウムリチウム、モノヒドロトリ−iso−プロポキシアルミニウムリチウム、モノヒドロトリ−n−ブトキシアルミニウムリチウム、モノヒドロトリ−iso−ブトキシアルミニウムリチウム、モノヒドロトリ−t−ブトキシアルミニウムリチウム等が挙げられる。 Specific examples of the reducing agent represented by the general formula (4) include monohydrotrimethoxyaluminum sodium, monohydrotriethoxyaluminum sodium, monohydrotri-n-propoxyaluminum sodium, monohydrotri-iso-propoxyaluminum sodium, monohydrotri-n. Sodium butoxyaluminum, monohydrotri-iso-butoxyaluminum sodium, monohydrotri-t-butoxyaluminum sodium, monohydrotrimethoxyaluminum lithium, monohydrotriethoxyaluminum lithium, monohydrotri-n-propoxyaluminum lithium, monohydrotri-iso-propoxyaluminum lithium Monohydrotri-n-butoxyaluminum lithium, monohydro Li -iso- butoxy aluminum lithium include Monohidorotori -t- butoxy aluminum lithium and the like.
本発明の製造方法に使用する水素化アルミニウム錯化合物としては、これら例示した化合物の中でも、特に、水素化アルミニウムリチウム、水素化アルミニウムナトリウム、ジヒドロビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムが好ましく、ジヒドロビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムが最も好ましい。これら好ましい水素化アルミニウム錯化合物を使用することによって、還元生成物中の、1,3−シクロヘキサジエンの前駆体となる化合物の選択率を向上させることができる。 Among these exemplified compounds, the aluminum hydride complex compound used in the production method of the present invention is particularly preferably lithium aluminum hydride, sodium aluminum hydride, dihydrobis (2-methoxyethoxy) aluminum sodium, and dihydrobis (2 -Methoxyethoxy) aluminum sodium is most preferred. By using these preferable aluminum hydride complex compounds, it is possible to improve the selectivity of a compound to be a precursor of 1,3-cyclohexadiene in the reduction product.
原料の1,3−シクロヘキサンジオン化合物に対する水素化アルミニウム錯化合物の使用量は、通常0.1〜20モルの範囲であり、0.3〜10モルの範囲が好ましい。特に、0.5〜5モルの範囲で用いることが、経済的見地からみて好ましい。 The usage-amount of the aluminum hydride complex compound with respect to the raw material 1,3-cyclohexanedione compound is usually in the range of 0.1 to 20 mol, and preferably in the range of 0.3 to 10 mol. In particular, it is preferable to use in the range of 0.5 to 5 mol from the economical viewpoint.
1,3−シクロヘキサンジオン化合物の還元反応に使用する溶媒は、1,3−シクロヘキサンジオン化合物を溶解し、還元反応を妨げないようなものであれば特に制限はなく、例えばジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類や、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類があげられる。これら溶媒は予め脱水等の前処理をすることなくそのまま使用することが可能である。 The solvent used for the reduction reaction of the 1,3-cyclohexanedione compound is not particularly limited as long as it dissolves the 1,3-cyclohexanedione compound and does not hinder the reduction reaction. For example, diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane And aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene. These solvents can be used as they are without pretreatment such as dehydration.
還元反応は、室温以下でも十分に進行するが、より反応速度を向上させるために、加熱下で実施してもよい。反応温度は0〜200℃、好ましくは20〜150℃の範囲である。反応は空気中で実施してもよく、また窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で実施してもよい。反応時間は反応温度にもよるが、通常0.1〜200時間、好ましくは0.5〜50時間の範囲である。 The reduction reaction proceeds sufficiently even at room temperature or lower, but may be performed under heating in order to further improve the reaction rate. The reaction temperature is in the range of 0 to 200 ° C, preferably 20 to 150 ° C. The reaction may be carried out in air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. While the reaction time depends on the reaction temperature, it is generally in the range of 0.1 to 200 hours, preferably 0.5 to 50 hours.
還元反応終了後、反応液に塩酸、硫酸、硝酸等の鉱酸水溶液を加えて未反応の水素化アルミニウム錯化合物を中和分解した後、必要に応じて溶媒を濃縮除去し、粗還元化合物を得る。かかる粗還元生成物は更なる精製操作なしで次工程の脱水反応に供することが可能である。 After completion of the reduction reaction, an aqueous mineral acid solution such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid is added to the reaction solution to neutralize and decompose the unreacted aluminum hydride complex compound. Then, if necessary, the solvent is concentrated and removed to remove the crude reduced compound. obtain. Such a crude reduction product can be subjected to the subsequent dehydration reaction without further purification.
還元工程によって得られる還元生成物は、5,5−ジアルキル−2−シクロヘキセン−1−オールを主成分とし、その他、3,3−ジアルキルシクロヘキサン−1−オール、5,5−ジアルキルシクロヘキサン−1,3−ジオール、5,5−ジアルキル−3−シクロヘキセン−1−オール、3,3−ジアルキルシクロヘキサノン、5,5−ジアルキル−3−ヒドロキシ−シクロヘキサノン等を含む混合物である。 The reduction product obtained by the reduction step is mainly composed of 5,5-dialkyl-2-cyclohexen-1-ol, and in addition, 3,3-dialkylcyclohexane-1-ol, 5,5-dialkylcyclohexane-1, It is a mixture containing 3-diol, 5,5-dialkyl-3-cyclohexen-1-ol, 3,3-dialkylcyclohexanone, 5,5-dialkyl-3-hydroxy-cyclohexanone and the like.
<脱水工程>
上記粗還元生成物は、引き続き水中でのpKaが0〜3である無機酸存在下で脱水される。ここで、pKaとは、水溶液中での酸の解離平衡式
HA+H2O→H3O++A−(HA:ブレンステッド酸、A−:HAの共役塩基)
において、酸解離定数Kaを、
Ka=[H3O+][A−]/[HA]([ ]は各成分の濃度を表す)
と定義したときの、Kaの対数の逆数値であり、pKa=−logKaである。
<Dehydration process>
The crude reduction product is subsequently dehydrated in the presence of an inorganic acid having a pKa in water of 0-3. Here, pKa is an acid dissociation equilibrium formula in the aqueous solution HA + H 2 O → H 3 O + + A − (HA: Bronsted acid, A − : conjugate base of HA)
In the acid dissociation constant Ka,
Ka = [H 3 O + ] [A − ] / [HA] ([] represents the concentration of each component)
Is the reciprocal value of the logarithm of Ka when defined as pKa = −logKa.
水溶液中でpKaが0〜3である無機酸としては、例えば、リン酸(H3PO4)、亜リン酸(H3PO3)、次亜リン酸(H3PO2)、硝酸(HNO3)、亜硫酸(H2SO3)、ヨウ素酸(HIO3)等が挙げられる。これらの中で、リン酸(H3PO4)、亜リン酸(H3PO3)、硝酸(HNO3、)またはこれらの2種以上の混合物が、コストや性能の点から好ましい。さらに、目的のシクロヘキサジエン化合物が高純度で得られることから、リン酸(H3PO4)が特に好ましい。 Examples of the inorganic acid having a pKa of 0 to 3 in an aqueous solution include phosphoric acid (H 3 PO 4 ), phosphorous acid (H 3 PO 3 ), hypophosphorous acid (H 3 PO 2 ), nitric acid (HNO 3 ), sulfurous acid (H 2 SO 3 ), iodic acid (HIO 3 ) and the like. Among these, phosphoric acid (H 3 PO 4 ), phosphorous acid (H 3 PO 3 ), nitric acid (HNO 3 ), or a mixture of two or more of these is preferable from the viewpoint of cost and performance. Furthermore, phosphoric acid (H 3 PO 4 ) is particularly preferable because the target cyclohexadiene compound can be obtained with high purity.
pKaが0より小さいと、還元生成物中の3,3−ジアルキルシクロヘキサン−1−オール等からの脱水生成物である、3,3−ジアルキルシクロヘキセンおよび4,4−ジアルキルシクロヘキセンが副成しやすい。かかる副生物は、目的シクロヘキサジエン化合物と沸点等の物性が類似しており、以後の工程での精製操作で分離できず、目的物の純度を著しく低下させることになり好ましくない。また、pKaが3より大きいと、原料の転化速度が遅く、主として経済的な理由で好ましくない。 When pKa is less than 0, 3,3-dialkylcyclohexene and 4,4-dialkylcyclohexene, which are dehydration products from 3,3-dialkylcyclohexane-1-ol and the like in the reduction product, are easily formed as by-products. Such a by-product is not preferable because it has similar physical properties such as boiling point to the target cyclohexadiene compound, and cannot be separated by a purification operation in the subsequent steps, and the purity of the target product is significantly reduced. On the other hand, if pKa is larger than 3, the conversion rate of the raw material is slow, which is not preferable mainly for economic reasons.
脱水反応におけるこれら無機酸の添加量は、1,3−シクロヘキサンジオンの還元生成物100質量部に対して0.001〜100質量部程度であり、より高い選択性を得るためには、1〜50質量部が好適である。 The addition amount of these inorganic acids in the dehydration reaction is about 0.001 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reduction product of 1,3-cyclohexanedione. 50 parts by weight is preferred.
本製造方法における脱水の操作としては、特に限定されず、公知または周知の製造方法により実施できるが、脱水反応装置を用いて行うのが好ましい。脱水反応装置としては、例えば、流通式反応器、バッチ式反応器等が挙げられる。バッチ式反応器を用いて反応を行う場合は、反応生成物を蒸留等により抜き出しながら行うことが望ましい。すなわち、反応器中に1,3−シクロヘキサンジオンの還元生成物を断続的または連続的に供給するとともに、該反応器中の生成物および水を留出させながら脱水反応を行う、反応蒸留を行うことが好ましい。 The operation of dehydration in this production method is not particularly limited and can be carried out by a known or well-known production method, but is preferably carried out using a dehydration reaction apparatus. Examples of the dehydration reactor include a flow reactor and a batch reactor. When the reaction is carried out using a batch reactor, it is desirable to carry out the reaction while extracting the reaction product by distillation or the like. That is, reactive distillation is performed in which a reduction product of 1,3-cyclohexanedione is intermittently or continuously supplied into a reactor and a dehydration reaction is performed while distilling off the product and water in the reactor. It is preferable.
脱水工程においては、溶媒は使用してもしなくてもよく、溶媒を使用する場合には、酸性条件下で安定なものであればいかなるものでもよいが、原料化合物や目的化合物との分離が容易である溶媒が好ましい。かかる溶媒を例示すると、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、ジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素;ヘキサン、デカン、ドデカン、パラフィン等の飽和炭化水素;ジフェニルエーテル、ジオクチルエーテル、液状のパーフルオロアルキルポリエーテル(例えば、旭硝子社「アフルード」、パーフルオロポリエーテル(ダイキン社製「デムナム(登録商標)」、ソルベイソレクシス社製「フォンブリン(登録商標)」、「ガルデン(登録商標)」)等のエーテル類;などが挙げられる。 In the dehydration step, a solvent may or may not be used. When a solvent is used, any solvent that is stable under acidic conditions may be used, but separation from the starting compound and the target compound is easy. A solvent is preferred. Examples of such solvents include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, mesitylene and dichlorobenzene; saturated hydrocarbons such as hexane, decane, dodecane and paraffin; diphenyl ether, dioctyl ether, liquid perfluoroalkyl polyether (for example, Asahi Glass Co., Ltd. “Afludo”, perfluoropolyethers (Daikin “Demnam (registered trademark)”, Solvay Solexis “Fonbrin (registered trademark)”, “Galden (registered trademark)”) and other ethers; Etc.
なお、脱水反応を反応蒸留で実施する場合、溶媒は反応を行う温度が高温であり、また反応系が反応留出型であることから、反応中の操作として常圧下で使用できるものが好ましく、さらに、高純度で目的物を得るという観点からは、目的物の留出分中に含まれない程度の目的物との沸点差があることが好ましい。反応条件の点および容積効率の点からは、無溶媒で脱水反応を実施することが最も好ましい。 When the dehydration reaction is carried out by reactive distillation, the solvent is preferably one that can be used under normal pressure as an operation during the reaction because the reaction temperature is high and the reaction system is a reaction distillation type. Furthermore, from the viewpoint of obtaining the target product with high purity, it is preferable that there is a difference in boiling point from the target product that is not included in the distillate of the target product. From the viewpoint of reaction conditions and volume efficiency, it is most preferable to carry out the dehydration reaction without solvent.
本発明の脱水反応の反応温度は、原料である1,3−シクロヘキサンジオン化合物および使用する無機酸により異なるため一概に規定できないが、50〜300℃が好ましく、70〜200℃が特に好ましい。反応は大気圧〜減圧下で行うことができる。生成物を反応系からより早く留出させるためには減圧下での反応が好適であるが、大気圧下でも十分な結果が得られため、反応をより容易に行いたい場合には、大気圧下で反応を行ってもよい。 Although the reaction temperature of the dehydration reaction of the present invention varies depending on the 1,3-cyclohexanedione compound as a raw material and the inorganic acid used, it cannot be defined unconditionally, but is preferably 50 to 300 ° C, particularly preferably 70 to 200 ° C. The reaction can be carried out under atmospheric pressure to reduced pressure. In order to distill the product faster from the reaction system, the reaction under reduced pressure is preferable, but sufficient results are obtained even under atmospheric pressure. The reaction may be performed under
上記還元工程および脱水工程を経ることによって、下記一般式(2)で表される1,3−シクロヘキサジエン化合物が合成される。ここで、一般式(2)におけるR1およびR2は、原料として用いた一般式(1)で表される1,3−シクロヘキサンジオン化合物におけるR1およびR2とそれぞれ同じ置換基である。 Through the reduction step and the dehydration step, a 1,3-cyclohexadiene compound represented by the following general formula (2) is synthesized. Here, R 1 and R 2 in the general formula (2) are respectively the same substituents as R 1 and R 2 in the 1,3-cyclohexanedione compound represented by the general formula (1) used as a raw material.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下に示す実施例の形態に限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例で求めた収率および転化率は、ガスクロマトグラフィーおよび核磁気共鳴分析を用いた内部標準法による定量分析、または単離質量を基準とし、下式により求めた値である。
収率(%)=100×(目的物のモル数)/(仕込んだ原料のモル数)
転化率(%)=100×(仕込んだ原料のモル数−未反応原料のモル数)/(仕込んだ原料のモル数)
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless the gist of the present invention is exceeded. The yields and conversions determined in the following examples and comparative examples were determined by the following formula based on quantitative analysis by an internal standard method using gas chromatography and nuclear magnetic resonance analysis, or on the basis of isolated mass. Value.
Yield (%) = 100 × (number of moles of target product) / (number of moles of charged raw materials)
Conversion rate (%) = 100 × (number of moles of charged raw material−number of moles of unreacted raw material) / (number of moles of charged raw material)
(実施例1)
冷却管、温度計およびスターラーを付した100mlの4つ口フラスコに、窒素雰囲気下、ジメドン10g(71.4mmol)およびジエチルエーテル90mlを仕込み、攪拌下0℃に冷却した。この溶液に、水素化アルミニウムリチウム2.01g(53.0mmol)を10分かけて添加し、15℃に昇温、2時間攪拌を継続した。さらに水素化アルミニウムリチウム0.84g(22.1mmol)を徐々に加えた後、加温し、還流下2時間撹拌を続けた。反応液を0℃付近まで温度を下げて4mlの水、15mlの1N水酸化ナトリウム水溶液、および10mlの水の順番で反応液をクエンチした。反応液は一旦濾過し、エーテル層を水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥後、無水硫酸マグネシウムを濾過し、減圧下、ジエチルエーテルを除去することにより、無色透明粘稠状液体として6.42gの還元生成物を得た。得られた生成物をガスクロマトグラフィーによって定量分析した結果、5,5−ジメチル−2−シクロヘキセン−1−オール49.6%、3,3−ジメチルシクロヘキサン−1−オール21.6%、5,5−ジメチルシクロヘキサン−1,3−ジオール2.8%、5,5−ジメチル−3−シクロヘキセン−1−オール1.4%、3,3−ジメチルシクロヘキサノン3.5%、5,5−ジメチル−3−ヒドロキシシクロヘキサノン1.5%であり、原料ジメドンの転化率は100%であった。
(Example 1)
A 100 ml four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer and a stirrer was charged with 10 g (71.4 mmol) of dimedone and 90 ml of diethyl ether under a nitrogen atmosphere and cooled to 0 ° C. with stirring. To this solution, 2.01 g (53.0 mmol) of lithium aluminum hydride was added over 10 minutes, and the temperature was raised to 15 ° C. and stirring was continued for 2 hours. Further, after gradually adding 0.84 g (22.1 mmol) of lithium aluminum hydride, the mixture was heated and stirred for 2 hours under reflux. The temperature of the reaction solution was lowered to about 0 ° C., and the reaction solution was quenched in the order of 4 ml of water, 15 ml of 1N sodium hydroxide aqueous solution, and 10 ml of water. The reaction solution was once filtered, and the ether layer was washed with water and then dried over anhydrous magnesium sulfate. After drying, anhydrous magnesium sulfate was filtered, and diethyl ether was removed under reduced pressure to obtain 6.42 g of a reduced product as a colorless transparent viscous liquid. The obtained product was quantitatively analyzed by gas chromatography. As a result, 4,5-dimethyl-2-cyclohexen-1-ol 49.6%, 3,3-dimethylcyclohexane-1-ol 21.6%, 5, 5-dimethylcyclohexane-1,3-diol 2.8%, 5,5-dimethyl-3-cyclohexen-1-ol 1.4%, 3,3-dimethylcyclohexanone 3.5%, 5,5-dimethyl- The amount of 3-hydroxycyclohexanone was 1.5%, and the conversion rate of the raw material dimedone was 100%.
上記還元生成物を蒸留装置に仕込み、85%リン酸水溶液1.64ml(リン酸質量:2.54g)を加え、激しく攪拌しながら徐々に昇温し、常圧にて反応蒸留を実施した。111℃までの留分(第1留分)および112〜120℃までの留分(第2留分)を捕集し、これらから水を除いた後、秤量、ガスクロマトグラフィーおよび核磁気共鳴分析によって分析した。結果、第1留(2.90g)には目的5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエン98.1%(純度)、3,3−ジメチルシクロヘキセン0.8%(純度)、4,4−ジメチルシクロヘキセン0.5%(純度)が生成しており、第2留(0.48g)には目的5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエン95.4%(純度)、3,3−ジメチルシクロヘキセン2%(純度)、4,4−ジメチルシクロヘキセン1.2%(純度)が生成していた。得られた留分中の5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエンの収率は43%(純度97.7%)であった。また、蒸留残査を分析したところ、5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエン2%、3,3−ジメチルシクロヘキセン0.9%、4,4−ジメチルシクロヘキセン0.6%、5,5−ジメチル−2−シクロヘキセン−1−オール4.0%、3,3−ジメチルシクロヘキサン−1−オール17.6%、5,5−ジメチルシクロヘキサン−1,3−ジオール1.5%、3,3−ジメチルシクロヘキサノン3.0%が残留していた。 The reduction product was charged into a distillation apparatus, 1.64 ml of 85% aqueous phosphoric acid solution (phosphoric acid mass: 2.54 g) was added, the temperature was gradually raised with vigorous stirring, and reactive distillation was performed at normal pressure. The fractions up to 111 ° C. (first fraction) and the fractions up to 112-120 ° C. (second fraction) are collected, water is removed therefrom, and weighing, gas chromatography and nuclear magnetic resonance analysis are performed. Analyzed by. As a result, in the first fraction (2.90 g), the target 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene 98.1% (purity), 3,3-dimethylcyclohexene 0.8% (purity), 4,4 -Dimethylcyclohexene 0.5% (purity) was produced, and the second distillate (0.48 g) had the target 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene 95.4% (purity), 3, 3 -Dimethylcyclohexene 2% (purity) and 4,4-dimethylcyclohexene 1.2% (purity) were produced. The yield of 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene in the obtained fraction was 43% (purity 97.7%). Further, when the distillation residue was analyzed, 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene 2%, 3,3-dimethylcyclohexene 0.9%, 4,4-dimethylcyclohexene 0.6%, 5,5 -Dimethyl-2-cyclohexen-1-ol 4.0%, 3,3-dimethylcyclohexane-1-ol 17.6%, 5,5-dimethylcyclohexane-1,3-diol 1.5%, 3,3 -3.0% of dimethylcyclohexanone remained.
(実施例2)
冷却管、温度計およびスターラーを付した1Lの4つ口フラスコに、窒素雰囲気下、ジメドン10.5g(75mmol)およびテトラヒドロフラン210mlを仕込み、攪拌下60℃に昇温した。ジヒドロビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムの70%トルエン溶液86.7g(300mmol)を、滴下ロートを用いて30分かけて添加した後、60℃で4時間反応させた。次いで、反応溶液を氷冷しながら1N塩酸水溶液300mlを徐々に添加し、析出した塩をセライトで濾過した。酢酸エチル150mlを用いて塩を洗浄し、濾液を分液した。有機層を飽和食塩水200ml、飽和重曹水200ml、飽和食塩水200mlで1回ずつ洗浄して無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去することにより、ジメドンの還元生成物を無色透明粘稠状液体として8.7g得た。得られた生成物をガスクロマトグラフィーによって定量分析した結果、5,5−ジメチル−2−シクロヘキセン−1−オール59.1%、3,3−ジメチルシクロヘキサン−1−オール7.7%、3,3−ジメチルシクロヘキサノン3.7%であり、原料ジメドンの転化率は89%であった。
(Example 2)
A 1 L four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer and a stirrer was charged with 10.5 g (75 mmol) of dimedone and 210 ml of tetrahydrofuran in a nitrogen atmosphere, and heated to 60 ° C. with stirring. After adding 86.7 g (300 mmol) of a 70% toluene solution of dihydrobis (2-methoxyethoxy) aluminum sodium over 30 minutes using a dropping funnel, the mixture was reacted at 60 ° C. for 4 hours. Subsequently, 300 ml of 1N hydrochloric acid aqueous solution was gradually added while cooling the reaction solution with ice, and the precipitated salt was filtered through Celite. The salt was washed with 150 ml of ethyl acetate and the filtrate was separated. The organic layer was washed once with 200 ml of saturated brine, 200 ml of saturated aqueous sodium bicarbonate and 200 ml of saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off to give a reduced product of dimedone as a colorless transparent viscous product. As a liquid, 8.7 g was obtained. As a result of quantitative analysis of the obtained product by gas chromatography, 5,5-dimethyl-2-cyclohexen-1-ol 59.1%, 3,3-dimethylcyclohexane-1-ol 7.7%, 3, 3-dimethylcyclohexanone was 3.7%, and the conversion rate of the raw material dimedone was 89%.
上記還元生成物を蒸留装置に仕込み、85%リン酸水溶液2.21ml(リン酸質量:3.44g)を加え、激しく攪拌しながら徐々に昇温し、常圧にて反応蒸留を実施した。112℃までの留分を捕集し水を除いた後、秤量、ガスクロマトグラフィーおよび核磁気共鳴分析によって分析した。結果、本留分(4.11g)には目的5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエン98.3%(純度)、3,3−ジメチルシクロヘキセン0.5%(純度)、4,4−ジメチルシクロヘキセン0.3%(純度)が生成しており、5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエンの収率は50%であった。また、蒸留残査を分析したところ、5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエン4%、3,3−ジメチルシクロヘキセン0.2%、4,4−ジメチルシクロヘキセン0.2%、3,3−ジメチルシクロヘキサン−1−オール5%、3,3−ジメチルシクロヘキサノン2.5%およびジメドン8.8%が残留していた。 The above reduction product was charged into a distillation apparatus, 2.21 ml of 85% aqueous phosphoric acid solution (phosphoric acid mass: 3.44 g) was added, the temperature was gradually raised with vigorous stirring, and reactive distillation was performed at normal pressure. The fraction up to 112 ° C. was collected and water was removed, and then analyzed by weighing, gas chromatography and nuclear magnetic resonance analysis. As a result, the main fraction (4.11 g) contained 98.3% (purity) of 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene, 0.5% (purity) of 3,3-dimethylcyclohexene, 4,4 -Dimethylcyclohexene 0.3% (purity) was produced, and the yield of 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene was 50%. Further, when the distillation residue was analyzed, 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene 4%, 3,3-dimethylcyclohexene 0.2%, 4,4-dimethylcyclohexene 0.2%, 3,3 -5% dimethylcyclohexane-1-ol, 2.5% 3,3-dimethylcyclohexanone and 8.8% dimedone remained.
(実施例3)
冷却管、温度計およびメカニカルスターラーを付した1Lの4つ口フラスコに、窒素雰囲気下、ジメドン24g(171mmol)およびテトラヒドロフラン500mlを仕込み、攪拌下60℃に昇温した。ジヒドロビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムの70%トルエン溶液188.6g(654mmol)を滴下ロートを用いて3時間かけて添加した後、74℃で6時間反応させた。次いで、反応溶液を氷冷しながら6N塩酸水溶液170mlを徐々に添加し、次いで、析出した塩をセライト10gで濾過した。酢酸エチル150mlを用いて塩を洗浄し、濾液を分液した。有機層を飽和食塩水200ml、飽和重曹水200ml、飽和食塩水200mlで1回ずつ洗浄して無水硫酸マグネシウムにて乾燥し、その後溶媒を留去して、ジメドンの還元生成物を無色透明粘稠状液体として20.9gを得た。得られた生成物をガスクロマトグラフィーによって定量分析した結果、5,5−ジメチル−2−シクロヘキセン−1−オール51.1%、3,3−ジメチルシクロヘキサン−1−オール5.3%、3,3−ジメチルシクロヘキサノン2.9%であり、原料ジメドンの転化率は86%であった。
(Example 3)
A 1 L four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer and a mechanical stirrer was charged with 24 g (171 mmol) of dimedone and 500 ml of tetrahydrofuran under a nitrogen atmosphere, and the temperature was raised to 60 ° C. with stirring. After adding 188.6 g (654 mmol) of a 70% toluene solution of dihydrobis (2-methoxyethoxy) aluminum sodium using a dropping funnel over 3 hours, the mixture was reacted at 74 ° C. for 6 hours. Next, 170 ml of 6N aqueous hydrochloric acid was gradually added while cooling the reaction solution with ice, and then the precipitated salt was filtered through 10 g of celite. The salt was washed with 150 ml of ethyl acetate and the filtrate was separated. The organic layer was washed once with 200 ml of saturated brine, 200 ml of saturated aqueous sodium bicarbonate, and 200 ml of saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off to give a reduced product of dimedone as a colorless transparent viscous product. As a liquid, 20.9 g was obtained. As a result of quantitative analysis of the obtained product by gas chromatography, 5,5-dimethyl-2-cyclohexen-1-ol 51.1%, 3,3-dimethylcyclohexane-1-ol 5.3%, 3, 3-dimethylcyclohexanone was 2.9%, and the conversion rate of the raw material dimedone was 86%.
上記粗生成物10gを蒸留装置に仕込み、35%硝酸水溶液11.3ml(硝酸質量:3.95g)を加え、激しく攪拌しながら徐々に昇温し、常圧にて反応蒸留を実施した。105〜109℃までの留分を捕集し水を除いた後、秤量、ガスクロマトグラフィーおよび核磁気共鳴分析によって分析した。結果、本留分(3.51g)には目的5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエン94.7%(純度)3,3−ジメチルシクロヘキセン2.5%(純度)4,4−ジメチルシクロヘキセン1.8%(純度)が生成しており、5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエンの収率は38%であった。 10 g of the above crude product was charged into a distillation apparatus, 11.3 ml of 35% nitric acid aqueous solution (nitric acid mass: 3.95 g) was added, the temperature was gradually raised while stirring vigorously, and reactive distillation was performed at normal pressure. Fractions from 105 to 109 ° C. were collected and water was removed, and then analyzed by weighing, gas chromatography, and nuclear magnetic resonance analysis. As a result, the main fraction (3.51 g) contained 94.7% (purity) of 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene, 2.5% of 3,3-dimethylcyclohexene (purity) 4,4-dimethyl. Cyclohexene 1.8% (purity) was produced, and the yield of 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene was 38%.
(実施例4)
実施例3により得られた還元粗生成物10.5gを蒸留装置に仕込み、50%亜リン酸水溶液8.28g(亜リン酸質量:4.14g)を加え、激しく攪拌しながら徐々に昇温し、常圧にて反応蒸留を実施した。105〜113℃までの留分を捕集し水を除いた後、秤量、ガスクロマトグラフィーおよび核磁気共鳴分析によって分析した。結果、本留分(3.88g)には目的5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエン97.5%(純度)、3,3−ジメチルシクロヘキセン0.6%(純度)、4,4−ジメチルシクロヘキセン0.4%(純度)が生成しており、5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエンの収率は41%であった。また、蒸留残査を分析したところ、5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエン3.2%、3,3−ジメチルシクロヘキセン0.1%、4,4−ジメチルシクロヘキセン0.1%、5,5−ジメチル−2−シクロヘキセン−1−オール6.1%、3,3−ジメチルシクロヘキサン−1−オール3.5%、3,3−ジメチルシクロヘキサノン2.2%およびジメドン11%が残留していた。
Example 4
10.5 g of the reduced crude product obtained in Example 3 was charged into a distillation apparatus, 8.28 g of a 50% aqueous phosphorous acid solution (phosphorous acid mass: 4.14 g) was added, and the temperature was gradually raised while stirring vigorously. The reaction distillation was carried out at normal pressure. Fractions from 105 to 113 ° C. were collected and water was removed, and then analyzed by weighing, gas chromatography, and nuclear magnetic resonance analysis. As a result, the main fraction (3.88 g) contained 97.5% (purity) of 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene, 0.6% (purity) of 3,3-dimethylcyclohexene, 4,4 -0.4% (purity) of dimethylcyclohexene was produced, and the yield of 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene was 41%. Further, when the distillation residue was analyzed, 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene 3.2%, 3,3-dimethylcyclohexene 0.1%, 4,4-dimethylcyclohexene 0.1%, 5% , 5-dimethyl-2-cyclohexen-1-ol 6.1%, 3,3-dimethylcyclohexane-1-ol 3.5%, 3,3-dimethylcyclohexanone 2.2% and dimedone 11% remained. It was.
(比較例:非特許文献3に記載の製造方法による5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエンの合成)
冷却管、温度計およびスターラーを付した100mlの4つ口フラスコに、窒素雰囲気下、ジメドン10g(71.4mmol)およびジエチルエーテル60mlを仕込み、攪拌下0℃に冷却した。この溶液に、水素化アルミニウムリチウム2.56g(67.4mmol)を20分かけて添加し、25℃に昇温、2時間攪拌を継続した。さらに水素化アルミニウムリチウム1.54g(40.0mmol)を徐々に加えた後、加温し、還流下2時間撹拌を続けた。反応液を0℃付近まで温度を下げ、4mlの水、4mlの15%水酸化ナトリウム水溶液および12mlの水の順番で反応液をクエンチした。濾過後、エーテル層を水で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥、濾過および減圧下ジエチルエーテルを除去することにより、無色透明粘稠状液体として還元生成物を6.24g得た。得られた生成物をガスクロマトグラフィーによって定量分析した結果、5,5−ジメチル−2−シクロヘキセン−1−オール46.1%、3,3−ジメチルシクロヘキサン−1−オール25.5%、5,5−ジメチルシクロヘキサン−1,3−ジオール3.8%、5,5−ジメチル−3−シクロヘキセン−1−オール2%、3,3−ジメチルシクロヘキサノン6.5%、5,5−ジメチル−3−ヒドロキシシクロヘキサノン0.2%であり、原料ジメドンの転化率は100%であった。
(Comparative Example: Synthesis of 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene by the production method described in Non-Patent Document 3)
A 100 ml four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer and a stirrer was charged with 10 g (71.4 mmol) of dimedone and 60 ml of diethyl ether under a nitrogen atmosphere and cooled to 0 ° C. with stirring. To this solution, 2.56 g (67.4 mmol) of lithium aluminum hydride was added over 20 minutes, and the temperature was raised to 25 ° C. and stirring was continued for 2 hours. Further, 1.54 g (40.0 mmol) of lithium aluminum hydride was gradually added, and then the mixture was heated and stirred for 2 hours under reflux. The temperature of the reaction solution was lowered to around 0 ° C., and the reaction solution was quenched in the order of 4 ml of water, 4 ml of 15% aqueous sodium hydroxide and 12 ml of water. After filtration, the ether layer was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, filtered, and diethyl ether was removed under reduced pressure to obtain 6.24 g of a reduced product as a colorless transparent viscous liquid. The obtained product was quantitatively analyzed by gas chromatography. As a result, 5,5-dimethyl-2-cyclohexen-1-ol 46.1%, 3,3-dimethylcyclohexane-1-ol 25.5%, 5, 5-dimethylcyclohexane-1,3-diol 3.8%, 5,5-dimethyl-3-cyclohexen-1-ol 2%, 3,3-dimethylcyclohexanone 6.5%, 5,5-dimethyl-3- Hydroxycyclohexanone was 0.2%, and the conversion rate of the raw material dimedone was 100%.
上記粗生成物を蒸留装置に仕込み、9M硫酸水溶液2ml(18mmol)を加え、激しく攪拌しながら130℃まで昇温し、1.5時間攪拌を継続した。97℃以下の留分をあわせ、ジエチルエーテル10mlに溶解し、10%炭酸水素ナトリウム水溶液および水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、室温での減圧濃縮によってジエチルエーテルを約5ml除去し、残留物を再度蒸留装置に仕込んだ。これを常圧から100mmHgの減圧下にて45℃から98℃まで加温し、幾つかの蒸留留分を得た。これら留分をガスクロマトグラフィーおよび核磁気共鳴分析によって分析した結果、5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエン40.5%、3,3−ジメチルシクロヘキセン10.8%、4,4−ジメチルシクロヘキセン9.2%、3,3−ジメチルシクロヘキサノン2.8%が生成しており、さらに、留分中のジエチルエーテルは32質量%であった。また、各留分中の目的の5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエンの純度は最大で63%であった。 The above crude product was charged into a distillation apparatus, 2 ml (18 mmol) of 9M sulfuric acid aqueous solution was added, the temperature was raised to 130 ° C. with vigorous stirring, and stirring was continued for 1.5 hours. The fractions of 97 ° C. or lower were combined, dissolved in 10 ml of diethyl ether, washed with a 10% aqueous sodium bicarbonate solution and water, and dried over anhydrous magnesium sulfate. After drying, about 5 ml of diethyl ether was removed by vacuum concentration at room temperature, and the residue was charged again into the distillation apparatus. This was heated from 45 ° C. to 98 ° C. under normal pressure to 100 mmHg and several distillation fractions were obtained. These fractions were analyzed by gas chromatography and nuclear magnetic resonance analysis. As a result, 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene 40.5%, 3,3-dimethylcyclohexene 10.8%, 4,4-dimethyl Cyclohexene 9.2% and 3,3-dimethylcyclohexanone 2.8% were produced, and diethyl ether in the fraction was 32% by mass. Moreover, the purity of the target 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene in each fraction was 63% at maximum.
実施例1〜4で得られた5,5−ジメチル−1,3−シクロヘキサジエンは、比較例で得られたものと比較して純度が30%以上も高く、本発明の製造方法は、従来の製造方法と比較して、高純度で目的物を得ることができる製造方法であることが分かる。 The 5,5-dimethyl-1,3-cyclohexadiene obtained in Examples 1 to 4 has a purity as high as 30% or more compared to that obtained in the comparative example, and the production method of the present invention is a conventional process. It can be seen that this is a production method capable of obtaining the target product with high purity as compared with the production method of
以上、現時点において、最も実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う1,3−シクロヘキサジエン化合物の製造方法もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
Although the present invention has been described with reference to the most practical and preferred embodiments at the present time, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein. In addition, the present invention can be modified as appropriate without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a method for producing a 1,3-cyclohexadiene compound accompanied by such a change is also a technical aspect of the present invention. It should be understood as encompassed by the scope.
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