JP2009298722A - Method for producing dialkoxythiophene and alkylenedioxythiophene - Google Patents

Method for producing dialkoxythiophene and alkylenedioxythiophene Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide methods for safely, efficiently and industrially advantageously producing a dialkoxythiophene and an alkylenedioxythiophene. <P>SOLUTION: The method for producing the 3,4-dialkoxythiophene comprises decarboxylating thiophene-2,5-dicarboxylic acid represented by general formula (1) (wherein R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>are each independently a 1-15C monovalent hydrocarbon group) in the presence of an alkylpyridine and a copper compound. The method can be applied also to the production of the alkylenedioxythiophene. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、高純度のジアルコキシチオフェンおよびアルキレンジオキシチオフェンの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing high-purity dialkoxythiophene and alkylenedioxythiophene.

ジアルコキシチオフェン、アルキレンジオキシチオフェンおよびそれらの誘導体は、導電性ポリマーの製造のためのモノマーとして非常に有用な材料であることが知られている。   Dialkoxythiophene, alkylenedioxythiophene and their derivatives are known to be very useful materials as monomers for the production of conductive polymers.

従来、ジアルコキシチオフェン−2,5−ジカルボン酸およびアルキレンジオキシチオフェン−2,5−ジカルボン酸を脱カルボキシル化して、ジアルコキシチオフェンおよびアルキレンジオキシチオフェンを製造する方法としては、種々の方法が知られている。例えば、(1)銅触媒存在下、高沸点溶媒を用いて脱カルボキシル化を行う方法(特許文献1参照)、(2)酸素雰囲気下、水溶性の高沸点溶媒中で、銅触媒を用いて脱カルボキシル化を行う方法(特許文献2参照)、(3)銅触媒存在下、キノリン中で脱カルボキシル化を行う方法(非特許文献1参照)が挙げられる。   Conventionally, various methods are known as methods for producing dialkoxythiophene and alkylenedioxythiophene by decarboxylation of dialkoxythiophene-2,5-dicarboxylic acid and alkylenedioxythiophene-2,5-dicarboxylic acid. It has been. For example, (1) a method of performing decarboxylation using a high-boiling solvent in the presence of a copper catalyst (see Patent Document 1), (2) using a copper catalyst in a water-soluble high-boiling solvent in an oxygen atmosphere. Examples include decarboxylation (see Patent Document 2) and (3) decarboxylation in quinoline in the presence of a copper catalyst (see Non-Patent Document 1).

しかしながら、(1)の方法では、高純度のジアルコキシチオフェンおよびアルキレンジオキシチオフェンを得るために精密蒸留が必要である。しかも、反応溶媒としてジアルコキシチオフェンおよびアルキレンジオキシチオフェンよりも沸点の高いスルホラン(沸点285℃)またはポリエチレングリコール300等を用いているので、それらを回収して再利用する場合、スルホランでは沸点が高いことから相当量の熱エネルギーが必要であり、ポリエチレングリコール300では蒸留回収が困難であることから再利用に限度がある。(2)の方法では、高温で反応溶液に酸素もしくは空気を通気するため、発火の危険性がある。(3)の方法では、反応溶媒に毒性の高いキノリンを用いており、しかも、収率が54%と低く、さらに、反応温度が200℃であるために多くの熱エネルギーを必要とする。   However, the method (1) requires precision distillation in order to obtain high-purity dialkoxythiophene and alkylenedioxythiophene. Moreover, since sulfolane (boiling point 285 ° C.) or polyethylene glycol 300 having a higher boiling point than dialkoxythiophene and alkylenedioxythiophene is used as a reaction solvent, when these are recovered and reused, sulfolane has a high boiling point. For this reason, a considerable amount of heat energy is required, and polyethylene glycol 300 has a limit in reuse because it is difficult to recover by distillation. In the method (2), oxygen or air is passed through the reaction solution at a high temperature, so there is a risk of ignition. In the method (3), a highly toxic quinoline is used as a reaction solvent, and the yield is as low as 54%. Furthermore, since the reaction temperature is 200 ° C., much heat energy is required.

従って、上記(1)〜(3)のジアルコキシチオフェンおよびアルキレンジオキシチオフェンの製造方法は、工業的に好ましいとは言えない。
特開2001−288182号公報 米国特許第7202369号明細書 シンセティック コミュニケーションズ(Synthetic Communications),第26巻,1996年,p.2205−2212
Therefore, the production methods of dialkoxythiophene and alkylenedioxythiophene of the above (1) to (3) are not industrially preferable.
JP 2001-288182 A US Pat. No. 7,202,369 Synthetic Communications, Vol. 26, 1996, p. 2205-2212

本発明の課題は、ジアルコキシチオフェンおよびアルキレンジオキシチオフェンを、安全且つ効率よく、工業的に有利に製造する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing dialkoxythiophene and alkylenedioxythiophene safely and efficiently and advantageously industrially.

本発明者らは、上記課題に対して鋭意検討を重ねた結果、ジアルコキシチオフェンおよびアルキレンジオキシチオフェンを効率よく製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that dialkoxythiophene and alkylenedioxythiophene can be efficiently produced, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、下記に示すとおりのジアルコキシチオフェンおよびアルキレンジオキシチオフェンの製造方法を提供するものである。
項1. 一般式(1);
That is, the present invention provides a method for producing dialkoxythiophene and alkylenedioxythiophene as shown below.
Item 1. General formula (1);

Figure 2009298722
Figure 2009298722

(式中、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素数1〜15の1価の炭化水素基を示す。)で表されるチオフェン−2,5−ジカルボン酸を、アルキルピリジンおよび銅化合物の存在下で脱カルボキシル化することを特徴とする一般式(2); (Wherein R 1 and R 2 each independently represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms), thiophene-2,5-dicarboxylic acid represented by alkylpyridine and copper compound General formula (2), characterized by decarboxylation in the presence of

Figure 2009298722
Figure 2009298722

(式中、RおよびRは前記と同様である。)で表されるジアルコキシチオフェンの製造方法。
項2. アルキルピリジンの沸点が、120〜180℃である項1に記載の方法。
項3. アルキルピリジンが、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2,6−ジメチルピリジン、2,4−ジメチルピリジンおよび2,4,6−トリメチルピリジンからなる群より選択される少なくとも1種である項1または2に記載の方法。
項4. 銅化合物が、銅、塩基性炭酸銅、酸化銅(I)および酸化銅(II)からなる群より選択される少なくとも1種である項1〜3のいずれかに記載の方法。
項5. 脱カルボキシル化の反応温度が、100〜180℃である項1〜4のいずれかに記載の方法。
項6. 一般式(3);
(Wherein R 1 and R 2 are the same as defined above).
Item 2. Item 2. The method according to Item 1, wherein the alkylpyridine has a boiling point of 120 to 180 ° C.
Item 3. Alkylpyridines are 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 3-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2,6-dimethylpyridine, 2,4-dimethylpyridine and 2, Item 3. The method according to Item 1 or 2, which is at least one selected from the group consisting of 4,6-trimethylpyridine.
Item 4. Item 4. The method according to any one of Items 1 to 3, wherein the copper compound is at least one selected from the group consisting of copper, basic copper carbonate, copper oxide (I), and copper oxide (II).
Item 5. Item 5. The method according to any one of Items 1 to 4, wherein the decarboxylation reaction temperature is 100 to 180 ° C.
Item 6. General formula (3);

Figure 2009298722
Figure 2009298722

(式中、Aは炭素数1〜15の2価の炭化水素基を示す。)で表されるチオフェン−2,5−ジカルボン酸を、アルキルピリジンおよび銅化合物の存在下で脱カルボキシル化することを特徴とする一般式(4); (Wherein A represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms). Decarboxylation of thiophene-2,5-dicarboxylic acid represented by alkylpyridine and a copper compound. A general formula (4) characterized by:

Figure 2009298722
Figure 2009298722

(式中、Aは前記と同様である。)で表されるアルキレンジオキシチオフェンの製造方法。
項7. アルキルピリジンの沸点が、120〜180℃である項6に記載の方法。
項8. アルキルピリジンが、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2,6−ジメチルピリジン、2,4−ジメチルピリジンおよび2,4,6−トリメチルピリジンからなる群より選択される少なくとも1種である項6または7に記載の方法。
項9. 銅化合物が、銅、塩基性炭酸銅、酸化銅(I)および酸化銅(II)からなる群より選択される少なくとも1種である項6〜8のいずれかに記載の方法。
項10. 脱カルボキシル化の反応温度が、100〜180℃である項6〜9のいずれかに記載の方法。
(Wherein A is the same as defined above), and a method for producing alkylenedioxythiophene.
Item 7. Item 7. The method according to Item 6, wherein the alkylpyridine has a boiling point of 120 to 180 ° C.
Item 8. Alkylpyridines are 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 3-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2,6-dimethylpyridine, 2,4-dimethylpyridine and 2, Item 8. The method according to Item 6 or 7, which is at least one selected from the group consisting of 4,6-trimethylpyridine.
Item 9. Item 9. The method according to any one of Items 6 to 8, wherein the copper compound is at least one selected from the group consisting of copper, basic copper carbonate, copper (I) oxide, and copper (II) oxide.
Item 10. Item 10. The method according to any one of Items 6 to 9, wherein the decarboxylation reaction temperature is 100 to 180 ° C.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

[ジアルコキシチオフェンの製造]
上記一般式(2) で表されるジアルコキシチオフェンは、上記一般式(1)で表されるチオフェン−2,5−ジカルボン酸を、アルキルピリジンおよび銅化合物の存在下で脱カルボキシル化することにより製造される。
[Production of dialkoxythiophene]
The dialkoxythiophene represented by the general formula (2) is obtained by decarboxylating the thiophene-2,5-dicarboxylic acid represented by the general formula (1) in the presence of an alkylpyridine and a copper compound. Manufactured.

上記一般式(1)においてRおよびRで示される炭素数1〜15の1価の炭化水素基としては、直鎖状でも、分岐状でも、環状でもよく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、t−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、シクロペンチル基、1−メチルシクロブチル基、2−メチルシクロブチル基、3−メチルシクロブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−フェニルメチル基、2,3−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、3,6−ジメチルフェニル基、2−メチル−3−エチルフェニル基、2−メチル−4−エチルフェニル基、2−メチル−5−エチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル基、ベンジル基、2−メチルベンジル基、3−メチルベンジル基、4−メチルベンジル基等が挙げられる。 The monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms represented by R 1 and R 2 in the general formula (1) may be linear, branched or cyclic, and may be a methyl group, an ethyl group, n -Propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, t-butyl group, cyclobutyl group, n-pentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, Cyclopentyl group, 1-methylcyclobutyl group, 2-methylcyclobutyl group, 3-methylcyclobutyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, phenyl group, 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-phenyl Methyl group, 2,3-dimethylphenyl group, 2,4-dimethylphenyl group, 2,5-dimethylphenyl group, 2,6-dimethylphenyl group, 3,4- Dimethylphenyl group, 3,5-dimethylphenyl group, 3,6-dimethylphenyl group, 2-methyl-3-ethylphenyl group, 2-methyl-4-ethylphenyl group, 2-methyl-5-ethylphenyl group, Examples include 2-methyl-6-ethylphenyl group, benzyl group, 2-methylbenzyl group, 3-methylbenzyl group, 4-methylbenzyl group and the like.

アルキルピリジンとしては特に制限はないが、2−メチルピリジン(沸点129℃)、3−メチルピリジン(沸点144℃)、4−メチルピリジン(沸点143℃)、2,3−ジメチルピリジン(沸点163℃)、2,4−ジメチルピリジン(沸点157−158℃)、2,5−ジメチルピリジン(沸点152−155℃)、2,6−ジメチルピリジン(沸点139−141℃)、3,4−ジメチルピリジン(沸点164−165℃)、3,5−ジメチルピリジン(沸点168−171℃)、2,4,6−トリメチルピリジン(沸点175−178℃)、2,4,5−トリメチルピリジン(沸点165−168℃)、2,3,6−トリメチルピリジン(沸点176−178℃)、2−エチルピリジン(沸点149℃)、3−エチルピリジン(沸点162−165℃)、4−エチルピリジン(沸点170℃)、2,6−ジエチルピリジン(沸点174−175℃)、2−エチル−6−メチルピリジン(沸点160−162℃)、2−エチル−4−メチルピリジン(沸点173−175℃)、4−エチル−2−メチルピリジン(沸点179−180℃)、5−エチル−2−メチルピリジン(沸点174−176℃)、2−プロピルピリジン(沸点170℃)、2−イソプロピルピリジン(沸点159℃)、3−イソプロピルピリジン(沸点177−178℃)、4−イソプロピルピリジン(沸点173℃)、2−t−ブチルピリジン(沸点169℃)等が挙げられる。好ましくは、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2,6−ジメチルピリジン、2,4−ジメチルピリジン、2,4,6−トリメチルピリジンであり、より好ましくは、3−メチルピリジン、4−メチルピリジンである。アルキルピリジンの使用量としては、チオフェン−2,5−ジカルボン酸1gに対して0.1〜20mlであるのが好ましく、0.5〜10mlであるのがより好ましい。   The alkyl pyridine is not particularly limited, but 2-methylpyridine (boiling point 129 ° C), 3-methylpyridine (boiling point 144 ° C), 4-methylpyridine (boiling point 143 ° C), 2,3-dimethylpyridine (boiling point 163 ° C). ), 2,4-dimethylpyridine (boiling point 157-158 ° C), 2,5-dimethylpyridine (boiling point 152-155 ° C), 2,6-dimethylpyridine (boiling point 139-141 ° C), 3,4-dimethylpyridine (Boiling point 164-165 ° C), 3,5-dimethylpyridine (boiling point 168-171 ° C), 2,4,6-trimethylpyridine (boiling point 175-178 ° C), 2,4,5-trimethylpyridine (boiling point 165- 168 ° C), 2,3,6-trimethylpyridine (boiling point 176-178 ° C), 2-ethylpyridine (boiling point 149 ° C), 3-ethylpyridine ( Point 162-165 ° C), 4-ethylpyridine (boiling point 170 ° C), 2,6-diethylpyridine (boiling point 174-175 ° C), 2-ethyl-6-methylpyridine (boiling point 160-162 ° C), 2-ethyl -4-methylpyridine (bp 173-175 ° C), 4-ethyl-2-methylpyridine (bp 179-180 ° C), 5-ethyl-2-methylpyridine (bp 174-176 ° C), 2-propylpyridine ( Boiling point 170 ° C), 2-isopropylpyridine (boiling point 159 ° C), 3-isopropylpyridine (boiling point 177-178 ° C), 4-isopropylpyridine (boiling point 173 ° C), 2-t-butylpyridine (boiling point 169 ° C), etc. Can be mentioned. Preferably, 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 3-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2,6-dimethylpyridine, 2,4-dimethylpyridine, 2,4 , 6-trimethylpyridine, more preferably 3-methylpyridine or 4-methylpyridine. The amount of alkylpyridine used is preferably 0.1 to 20 ml, more preferably 0.5 to 10 ml, based on 1 g of thiophene-2,5-dicarboxylic acid.

銅化合物としては、銅粉、酸化銅(I)、酸化銅(II)、クロム酸銅、塩基性炭酸銅(II)、硫酸銅(II)、水酸化銅(II)、塩化銅(I)、塩化銅(II)、臭化銅(I)、臭化銅(II)、ヨウ化銅(I)、ヨウ化銅(II)、酢酸銅(I)、酢酸銅(II)、アセチルアセトナート銅(II)等が挙げられ、水和物が存在するものは水和物の状態でもよい。好ましくは、銅、酸化銅(I)、酸化銅(II)、塩基性炭酸銅(II)であり、より好ましくは、酸化銅(I)、酸化銅(II)である。銅化合物の使用量としては、チオフェン−2,5−ジカルボン酸1gに対して0.001〜2gであるのが好ましく、0.01〜1gであるのがより好ましい。   Copper compounds include copper powder, copper oxide (I), copper oxide (II), copper chromate, basic copper carbonate (II), copper sulfate (II), copper hydroxide (II), copper chloride (I) , Copper (II) chloride, copper (I) bromide, copper (II) bromide, copper (I) iodide, copper (II) iodide, copper (I) acetate, copper (II) acetate, acetylacetonate Examples include copper (II) and the like, and those in which a hydrate exists may be in a hydrated state. Preferred are copper, copper oxide (I), copper oxide (II), and basic copper carbonate (II), and more preferred are copper oxide (I) and copper oxide (II). As a usage-amount of a copper compound, it is preferable that it is 0.001-2g with respect to 1g of thiophene-2,5-dicarboxylic acid, and it is more preferable that it is 0.01-1g.

反応に使用する上記一般式(1)で表されるチオフェン−2,5−ジカルボン酸は、水和物でも、水で湿っていてもよい。脱カルボキシル化の反応温度は、100〜180℃であるのが好ましく、120〜180℃であるのがより好ましい。反応時間は、チオフェン−2,5−ジカルボン酸が消失するまで行えばよいが、通常1〜24時間行えば十分である。   The thiophene-2,5-dicarboxylic acid represented by the general formula (1) used for the reaction may be a hydrate or wet with water. The reaction temperature for decarboxylation is preferably 100 to 180 ° C, more preferably 120 to 180 ° C. The reaction time may be carried out until thiophene-2,5-dicarboxylic acid disappears, but it is usually sufficient to carry out for 1 to 24 hours.

反応後、酸添加、溶媒抽出、洗浄、脱湿などの常法により得られた粗生成物を、蒸留またはカラムクロマトグラフィーを用いた精製を行うことにより、高純度のジアルコキシチオフェンが得られる。また、アルキルピリジンをリサイクル使用することも可能である。リサイクルの方法としては、反応後、酸添加した後に溶媒抽出によって生じた分液水層(酸性)を、アルカリで中和した後、有機溶媒で抽出し、有機層を蒸留する方法が挙げられる。   After the reaction, high-purity dialkoxythiophene is obtained by purifying the crude product obtained by a conventional method such as acid addition, solvent extraction, washing, and dehumidification using distillation or column chromatography. It is also possible to recycle alkylpyridine. Examples of the recycling method include a method of neutralizing a separated aqueous layer (acidic) generated by solvent extraction after reaction and then adding an acid after the reaction, followed by extraction with an organic solvent, and distilling the organic layer.

アルキルピリジンの酸塩(例えば、塩酸塩)は、キノリンの酸塩(例えば、塩酸塩)よりも水に溶解し易いため、反応後の後処理において、酸添加(酸洗浄)、溶媒抽出を行うことによって、アルキルピリジンを酸塩(水層に溶解)として容易に取り除くことができ、反応生成物との分離が容易である。また、アルキルピリジンの沸点はキノリンの沸点(237℃)よりも低いことから、溶媒のリサイクル使用を考慮した場合、蒸留等によって精製し易いために、コスト的にも有利である。   Alkylpyridine acid salts (for example, hydrochloride) are more soluble in water than quinoline acid salts (for example, hydrochloride), so acid addition (acid washing) and solvent extraction are performed in the post-treatment after the reaction. Thus, the alkylpyridine can be easily removed as an acid salt (dissolved in the aqueous layer) and can be easily separated from the reaction product. In addition, since the boiling point of alkylpyridine is lower than that of quinoline (237 ° C.), considering the recycling of the solvent, it is easy to purify by distillation or the like, which is advantageous in terms of cost.

[アルキレンジオキシチオフェンの製造]
上記一般式(4)で表されるアルキレンジオキシチオフェンは、上記一般式(3)で表されるチオフェン−2,5−ジカルボン酸を、アルキルピリジンおよび銅化合物の存在下で脱カルボキシル化することにより製造される。
[Production of alkylenedioxythiophene]
The alkylenedioxythiophene represented by the general formula (4) is obtained by decarboxylating the thiophene-2,5-dicarboxylic acid represented by the general formula (3) in the presence of an alkylpyridine and a copper compound. Manufactured by.

上記一般式(3)においてAで示される炭素数1〜15の2価の炭化水素基としては、直鎖状でも、分岐状でも、環状でもよく、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、1−メチルエチレン基、1−エチルエチレン基、1−ヘキシルエチレン基、1−オクチルエチレン基、1−デシルエチレン基、1−テトラデシルエチレン基、1−フェニルエチレン基、1,2−ジメチルエチレン基、1−メチルプロピレン基、2−メチルプロピレン基、1,2−ジメチルプロピレン基、1,3−ジメチルプロピレン基、1−エチルエチレン基、シクロブチレン基、シクロへキシレン基等が挙げられる。   In the general formula (3), the divalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms represented by A may be linear, branched or cyclic, and may be a methylene group, ethylene group, propylene group or butylene group. Pentylene group, hexylene group, 1-methylethylene group, 1-ethylethylene group, 1-hexylethylene group, 1-octylethylene group, 1-decylethylene group, 1-tetradecylethylene group, 1-phenylethylene group 1,2-dimethylethylene group, 1-methylpropylene group, 2-methylpropylene group, 1,2-dimethylpropylene group, 1,3-dimethylpropylene group, 1-ethylethylene group, cyclobutylene group, cyclohexylene Groups and the like.

また、反応に使用する上記一般式(3)で表されるチオフェン−2,5−ジカルボン酸は、水和物でも、水で湿っていてもよい。   Moreover, the thiophene-2,5-dicarboxylic acid represented by the general formula (3) used in the reaction may be a hydrate or wet with water.

なお、アルキルピリジンの種類と使用量、銅化合物の種類と使用量、脱カルボキシル化の反応温度、反応時間、反応後の後処理、精製、アルキルピリジンのリサイクル等については、上記の[ジアルコキシチオフェンの製造]で説明したのと同様である。   The types and amounts of alkylpyridines used, the types and amounts of copper compounds used, decarboxylation reaction temperature, reaction time, post-reaction post-treatment, purification, alkylpyridine recycling, etc. This is the same as described in [Manufacturing of].

本発明によれば、ジアルコキシチオフェンおよびアルキレンジオキシチオフェンを、安全且つ効率よく、工業的に有利に製造することができる。   According to the present invention, dialkoxythiophene and alkylenedioxythiophene can be produced safely and efficiently industrially advantageously.

以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例になんら限定されるものではない。   The following examples further illustrate the present invention, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1 (4−メチルピリジンを用いた3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造)
100mlフラスコに、3,4−エチレンジオキシチオフェン−2,5−ジカルボン酸1水和物15g(0.06モル)、酸化銅(II)349.3mg(4.39ミリモル)、および4−メチルピリジン(沸点143℃)56mlを加えて、130℃で3時間反応させた。反応終了後、氷浴で冷却し、18%塩酸を150ml加え、トルエン150mlで2回抽出し、有機層を18%塩酸150mlで2回、8%水酸化ナトリウム水溶液150mlで1回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。有機層を減圧濃縮し、得られた粗生成物を単蒸留することにより、無色澄明の3,4−エチレンジオキシチオフェンを収率72%(含量99.9%以上、HPLC分析)で得た。
H−NMR(CDCl,400MHz):6.31(s,2H,チオフェン環),4.18(s,4H,−CHCH−)。
Example 1 (Production of 3,4-ethylenedioxythiophene using 4-methylpyridine)
In a 100 ml flask, 15 g (0.06 mol) of 3,4-ethylenedioxythiophene-2,5-dicarboxylic acid monohydrate, 349.3 mg (4.39 mmol) of copper (II) oxide, and 4-methyl 56 ml of pyridine (boiling point 143 ° C.) was added and reacted at 130 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled in an ice bath, 150 ml of 18% hydrochloric acid was added, extracted twice with 150 ml of toluene, and the organic layer was washed twice with 150 ml of 18% hydrochloric acid and once with 150 ml of 8% aqueous sodium hydroxide solution. Dry with magnesium. The organic layer was concentrated under reduced pressure, and the resulting crude product was subjected to simple distillation to obtain colorless and clear 3,4-ethylenedioxythiophene in a yield of 72% (content: 99.9% or more, HPLC analysis). .
1 H-NMR (CDCl 3 , 400 MHz): 6.31 (s, 2H, thiophene ring), 4.18 (s, 4H, —CH 2 CH 2 —).

実施例2〜5
下記表1のアルキルピリジンを用いて、実施例1と同様に反応を行い、実施例2〜5の結果を得た。
Examples 2-5
Reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using the alkylpyridines shown in Table 1 below, and the results of Examples 2 to 5 were obtained.

Figure 2009298722
Figure 2009298722

実施例6 (4−メチルピリジンの回収)
実施例1のトルエン抽出によって生じた分液水層に、24%水酸化ナトリウム水溶液を加えて中和した後に、ジエチルエーテル50mlで2回抽出した。得られた有機層を濃縮し、次いで蒸留することにより、4−メチルピリジン50mlを回収した。
Example 6 (Recovery of 4-methylpyridine)
The liquid separation aqueous layer produced by the toluene extraction of Example 1 was neutralized by adding a 24% aqueous sodium hydroxide solution, and then extracted twice with 50 ml of diethyl ether. The obtained organic layer was concentrated and then distilled to recover 50 ml of 4-methylpyridine.

実施例7 (回収4−メチルピリジンを用いた3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造)
100mlフラスコに、3,4−エチレンジオキシチオフェン−2,5−ジカルボン酸1水和物10g(0.04モル)、酸化銅(II)232.3mg(2.91ミリモル)、および実施例6で回収した4−メチルピリジン37.5mlを加えて、130℃で3時間反応させた。反応終了後、氷浴で冷却し、18%塩酸を100ml加え、トルエン100mlで2回抽出し、有機層を18%塩酸100mlで2回、8%水酸化ナトリウム水溶液100mlで1回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。有機層を減圧濃縮し、得られた粗生成物を単蒸留することにより、無色澄明の3,4−エチレンジオキシチオフェンを収率70.4%(含量99.9%以上、HPLC分析)で得た。
Example 7 (Production of 3,4-ethylenedioxythiophene using recovered 4-methylpyridine)
In a 100 ml flask, 10 g (0.04 mol) of 3,4-ethylenedioxythiophene-2,5-dicarboxylic acid monohydrate, 232.3 mg (2.91 mmol) of copper (II) oxide, and Example 6 4-methylpyridine (37.5 ml) recovered in (3) was added and reacted at 130 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled in an ice bath, 100 ml of 18% hydrochloric acid was added, extracted twice with 100 ml of toluene, and the organic layer was washed twice with 100 ml of 18% hydrochloric acid and once with 100 ml of 8% aqueous sodium hydroxide solution. Dry with magnesium. The organic layer was concentrated under reduced pressure, and the resulting crude product was subjected to simple distillation to obtain colorless and clear 3,4-ethylenedioxythiophene in a yield of 70.4% (content: 99.9% or more, HPLC analysis). Obtained.

実施例8 (2−メチル−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシンの製造)
100mlフラスコに、2−メチル−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシン−5,7−ジカルボン酸5g(0.02モル)、酸化銅(II)124.1mg(1.56ミリモル)、および4−メチルピリジン19mlを加えて、130℃で3時間反応させた。反応終了後、氷浴で冷却し、18%塩酸を50ml加え、トルエン50mlで2回抽出し、有機層を18%塩酸50mlで2回、8%水酸化ナトリウム水溶液50mlで1回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。有機層を減圧濃縮し、得られた粗生成物を単蒸留することにより、無色澄明の2−メチル−2,3−ジヒドロ−チエノ[3,4−b][1,4]ジオキシンを収率28%(含量99.9%以上、HPLC分析)で得た。
H−NMR(CDCl,400MHz):6.31(s,2H,チオフェン環),4.30(t,1H,−CH−),4.25(dd,2H,−CH−),1.38(d,3H,−CH)。
Example 8 (Production of 2-methyl-2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin)
In a 100 ml flask, 2-methyl-2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin-5,7-dicarboxylic acid 5 g (0.02 mol), copper (II) oxide 124. 1 mg (1.56 mmol) and 19 ml of 4-methylpyridine were added and reacted at 130 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled in an ice bath, 50 ml of 18% hydrochloric acid was added, extracted twice with 50 ml of toluene, and the organic layer was washed twice with 50 ml of 18% hydrochloric acid and once with 50 ml of 8% aqueous sodium hydroxide solution. Dry with magnesium. The organic layer was concentrated under reduced pressure, and the resulting crude product was subjected to simple distillation to yield colorless and clear 2-methyl-2,3-dihydro-thieno [3,4-b] [1,4] dioxin. 28% (content 99.9% or more, HPLC analysis).
1 H-NMR (CDCl 3 , 400 MHz): 6.31 (s, 2H, thiophene ring), 4.30 (t, 1H, —CH—), 4.25 (dd, 2H, —CH 2 —), 1.38 (d, 3H, -CH 3 ).

実施例9 (3,4−ジメトキシチオフェンの製造)
10mlフラスコに、3,4−ジメトキシチオフェン−2,5−ジカルボン酸10g(0.043モル)、酸化銅(II)239.8mg(3.014ミリモル)、および4−メチルピリジン(沸点143℃)37.5mlを加えて、130℃で3時間反応させた。反応終了後、氷浴で冷却し、18%塩酸を100ml加え、トルエン100mlで2回抽出し、有機層を18%塩酸100mlで2回、8%水酸化ナトリウム水溶液100mlで1回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。有機層を減圧濃縮し、得られた粗生成物を単蒸留することにより、3,4−ジメトキシチオフェンを収率51%(含量99.9%以上、HPLC分析)で得た。
H−NMR(CDCl,400MHz):6.36(s,2H,チオフェン環),3.78(s,6H,−CH)。
Example 9 (Production of 3,4-dimethoxythiophene)
In a 10 ml flask, 10 g (0.043 mol) of 3,4-dimethoxythiophene-2,5-dicarboxylic acid, 239.8 mg (3.014 mmol) of copper (II) oxide, and 4-methylpyridine (boiling point 143 ° C.) 37.5 ml was added and reacted at 130 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled in an ice bath, 100 ml of 18% hydrochloric acid was added, extracted twice with 100 ml of toluene, and the organic layer was washed twice with 100 ml of 18% hydrochloric acid and once with 100 ml of 8% aqueous sodium hydroxide solution. Dry with magnesium. The organic layer was concentrated under reduced pressure, and the resulting crude product was subjected to simple distillation to obtain 3,4-dimethoxythiophene in a yield of 51% (content: 99.9% or more, HPLC analysis).
1 H-NMR (CDCl 3 , 400 MHz): 6.36 (s, 2H, thiophene ring), 3.78 (s, 6H, —CH 3 ).

Claims (10)

一般式(1);
Figure 2009298722
(式中、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素数1〜15の1価の炭化水素基を示す。)で表されるチオフェン−2,5−ジカルボン酸を、アルキルピリジンおよび銅化合物の存在下で脱カルボキシル化することを特徴とする一般式(2);
Figure 2009298722
(式中、RおよびRは前記と同様である。)で表されるジアルコキシチオフェンの製造方法。
General formula (1);
Figure 2009298722
(Wherein R 1 and R 2 each independently represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms), thiophene-2,5-dicarboxylic acid represented by alkylpyridine and copper compound General formula (2), characterized by decarboxylation in the presence of
Figure 2009298722
(Wherein R 1 and R 2 are the same as defined above).
アルキルピリジンの沸点が、120〜180℃である請求項1に記載の方法。   The process according to claim 1, wherein the alkylpyridine has a boiling point of 120 to 180 ° C. アルキルピリジンが、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2,6−ジメチルピリジン、2,4−ジメチルピリジンおよび2,4,6−トリメチルピリジンからなる群より選択される少なくとも1種である請求項1または2に記載の方法。   Alkylpyridines are 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 3-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2,6-dimethylpyridine, 2,4-dimethylpyridine and 2, The method according to claim 1 or 2, which is at least one selected from the group consisting of 4,6-trimethylpyridine. 銅化合物が、銅、塩基性炭酸銅、酸化銅(I)および酸化銅(II)からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1〜3のいずれかに記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the copper compound is at least one selected from the group consisting of copper, basic copper carbonate, copper oxide (I) and copper oxide (II). 脱カルボキシル化の反応温度が、100〜180℃である請求項1〜4のいずれかに記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the reaction temperature for decarboxylation is 100 to 180 ° C. 一般式(3);
Figure 2009298722
(式中、Aは炭素数1〜15の2価の炭化水素基を示す。)で表されるチオフェン−2,5−ジカルボン酸を、アルキルピリジンおよび銅化合物の存在下で脱カルボキシル化することを特徴とする一般式(4);
Figure 2009298722
(式中、Aは前記と同様である。)で表されるアルキレンジオキシチオフェンの製造方法。
General formula (3);
Figure 2009298722
(Wherein A represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms). Decarboxylation of thiophene-2,5-dicarboxylic acid represented by alkylpyridine and a copper compound. A general formula (4) characterized by:
Figure 2009298722
(Wherein A is the same as defined above), and a method for producing alkylenedioxythiophene.
アルキルピリジンの沸点が、120〜180℃である請求項6に記載の方法。   The process according to claim 6, wherein the alkylpyridine has a boiling point of 120 to 180 ° C. アルキルピリジンが、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2,6−ジメチルピリジン、2,4−ジメチルピリジンおよび2,4,6−トリメチルピリジンからなる群より選択される少なくとも1種である請求項6または7に記載の方法。   Alkylpyridines are 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 3-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2,6-dimethylpyridine, 2,4-dimethylpyridine and 2, The method according to claim 6 or 7, which is at least one selected from the group consisting of 4,6-trimethylpyridine. 銅化合物が、銅、塩基性炭酸銅、酸化銅(I)および酸化銅(II)からなる群より選択される少なくとも1種である請求項6〜8のいずれかに記載の方法。   The method according to any one of claims 6 to 8, wherein the copper compound is at least one selected from the group consisting of copper, basic copper carbonate, copper (I) oxide and copper (II) oxide. 脱カルボキシル化の反応温度が、100〜180℃である請求項6〜9のいずれかに記載の方法。   The reaction temperature of decarboxylation is 100-180 degreeC, The method in any one of Claims 6-9.
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