JP2021031457A - ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩及びその用途 - Google Patents

ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩及びその用途 Download PDF

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Abstract

【課題】ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩、さらに、前記塩を用いたゼオライトの製造方法を提供する。
【解決手段】下式で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩。

(Xは、各々独立に、水素原子又はハロゲン原子。R、R、R及びRは、各々独立に、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のハロアルキル基、及び炭素数6〜10のアリール基であって、水酸基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数6〜10のアリールオキシ基、炭素数2〜12のジアルキルアミノ基、炭素数6〜10のモノアリールアミノ基、及び炭素数12〜20のジアリールアミノ基の中の1つ以上で置換されていてもよい。Yは、各々独立に、ハロゲン化物イオン、スルホン酸イオン、カルボン酸イオン又は水酸化物イオン。)
【選択図】なし

Description

本発明は、新規なヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩及びその用途に関する。
本発明のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩に類似した分子構造を持つ化合物として特許文献1、特許文献2、非特許文献1及び非特許文献2に記載の化合物等が報告されている。しかし、いずれも第四級の窒素原子周りがスピロ構造を有している点で本発明のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩とは異なる。また、ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩は、例えば特許文献1に記載のアイオノマーの陽イオン源等の用途で使用されている。しかしながら、ゼオライト製造用の構造指向剤として適したヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩は報告されていない。
米国特許第6365705号明細書 国際公開第2014/016202号 Journal of the Chemical Society, Chemical Communications,1977年,15巻,525−526ページ Synthetic Communications,2005年,35巻,2985−2992ページ
本発明は、ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩を提供することを目的とする。さらに、本発明はヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩を用いたゼオライトの製造方法を提供することを別の目的とする。
本発明において、一般式(1)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩を見出した。さらにヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1)がゼオライトの構造指向剤として好適に機能することを見出した。
すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
[1] 一般式(1)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩。
(式中、Xは、同一又は相異なって、水素原子又はハロゲン原子を表し、
、R、R及びRは、各々独立に、炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のハロアルキル基、又は炭素数6から10のアリール基を表し、これらの置換基は、水酸基、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルコキシ基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基、炭素数6から10のモノアリールアミノ基及び炭素数12から20のジアリールアミノ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい。
は、同一又は相異なって、ハロゲン化物イオン、RSOで表されるスルホン酸イオン、RCOOで表されるカルボン酸イオン又はOH(水酸化物イオン)を表し、
は、炭素数1から9のアルキル基、炭素数1から9のフルオロアルキル基、又はフェニル基を表し、該フェニル基は、炭素数1から4のアルキル基、炭素数1から4のフルオロアルキル基、炭素数1から4のアルコキシ基、炭素数1から4のフルオロアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基及びニトロ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい。
は、炭素数1から6のアルキル基、炭素数1から4のフルオロアルキル基、又はフェニル基を表し、該フェニル基は、炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい。)
[2] 一般式(1)におけるYが、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン又は水酸化物イオンである[1]に記載のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩。
[3] 一般式(1)におけるXが、水素原子である[1]又は[2]に記載のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩。
[4] 一般式(1)におけるR、R、R及びRが、各々独立に、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基及び炭素数1から6のアルコキシ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基、又は炭素数1から6のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基である[1]乃至[3]のいずれか一項に記載のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩。
[5] 一般式(1)における、R、R、R及びRが、各々独立に、メチル基又はエチル基であり、Yが塩化物イオン又は臭化物イオンである[1]乃至[3]のいずれか一項に記載のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩。
[6] [1]に記載の一般式(1)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源及び水を含む組成物を結晶化させる結晶化工程、を有することを特徴とするゼオライトの製造方法。
本発明により、新規なヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩及びその製造方法を提供できる。さらに、本発明により、該ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩を使用するゼオライトの製造方法を提供することができる。
実施例2−1のAFX型ゼオライトのXRDパターン 実施例2−1のAFX型ゼオライトのSEM観察図 実施例2−2のAFX型ゼオライトのXRDパターン 実施例2−2のAFX型ゼオライトのSEM観察図
以下、本発明について、実施形態の一例を示して説明する。
まず一般式(1)中のX、R、R、R、R及びYの定義について詳細に説明する。
Xは、同一又は相異なって、水素原子又はハロゲン原子であり、水素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子のいずれかであることが好ましく、水素原子又は臭素原子であることがより好ましく、水素原子であることが更に好ましい。
、R、R及びRで表される炭素数1から10のアルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれかのアルキル基であればよく、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、シクロヘキシルメチル基、2−シクロペンチルエチル基、2−メチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、3−シクロプロピルプロピル基、シクロプロピル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、3−メチルブタン−2−イル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、2−メチルペンチル基、3−エチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルペンタン−2−イル基、4,4−ジメチルペンタン−2−イル基、2−エチルプロピル基、3−エチルペンタン−3−イル基、シクロペンチル基、2,5−ジメチルシクロペンチル基、3−エチルシクロペンチル基、ヘキシル基、2−メチルヘキシル基、3,3−ジメチルヘキシル基、4−エチルヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルヘキサン−2−イル基、5,5−ジメチルヘキサン−2−イル基、2−エチルブチル基、2,4−ジメチルヘキサン−3−イル基、シクロヘキシル基、4−エチルシクロヘキシル基、4−プロピルシクロヘキシル基、4,4−ジメチルシクロヘキシル基、ヘプチル基、1−メチルヘキシル基、1−エチルペンチル基、1−プロピルブチル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル基、オクチル基、1−メチルヘプチル基、1−エチルへキシル基、1−プロピルペンチル基、シクロオクチル基、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2−イル基、ノニル基、1−ブチルペンチル基、デシル基、1−メチルノニル基、又は1−ブチルヘキシル基が例示できる。
、R、R及びRで表される炭素数1から10のハロアルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれかのハロアルキル基であればよく、特に限定するものではないが、例えば、トリフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、1,1−ジフルオロプロピル基、ペルフルオロ(1−メチルプロピル)基、2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチル基、ペルフルオロシクロプロピル基、2,2,3,3−テトラフルオロシクロプロピル基、ペルフルオロブチル基、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチル基、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル基、4,4,4−トリフルオロブチル基、1,2,2,3,3,3−ヘキサフルオロ−1−(トリフルオロメチル)プロピル基、1−(トリフルオロメチル)プロピル基、1−メチル−3,3,3−トリフルオロプロピル基、ペルフルオロシクロブチル基、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロシクロブチル基、ペルフルオロペンチル基、2,2,3,3,4,4,5,5,5−ノナフルオロペンチル基、3,3,4,4,5,5,5−ヘプタフルオロペンチル基、4,4,5,5,5−ペンタフルオロペンチル基、5,5,5−トリフルオロペンチル基、1,2,2,3,3,3−ヘキサフルオロ−1−(ペルフルオロエチル)プロピル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−(ペルフルオロエチル)プロピル基、ペルフルオロシクロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6−ウンデカフルオロヘキシル基、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル基、4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロヘキシル基、5,5,6,6,6−ペンタフルオロヘキシル基、6,6,6−トリフルオロヘキシル基、ペルフルオロシクロヘキシル基、クロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル基、2−クロロエチル基、又は、3−ブロモプロピル基が例示できる。
、R、R及びRで表される炭素数6から10のアリール基としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、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、2,3,4−トリメチルフェニル基、2,3,5−トリメチルフェニル基、2,3,6−トリメチルフェニル基、2,4,5−トリメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、3,4,5−トリメチルフェニル基、2,3,4,5−テトラメチルフェニル基、2,3,4,6−テトラメチルフェニル基、2,3,5,6−テトラメチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、4−エチルフェニル基、2,3−ジエチルフェニル基、2,4−ジエチルフェニル基、2,5−ジエチルフェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、3,4−ジエチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、2−プロピルフェニル基、3−プロピルフェニル基、4−プロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、2−シクロプロピルフェニル基、3−シクロプロピルフェニル基、4−シクロプロピルフェニル基、2−ブチルフェニル基、3−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、2−(1−メチルプロピル)フェニル基、3−(1−メチルプロピル)フェニル基、4−(1−メチルプロピル)フェニル基、2−(2−メチルプロピル)フェニル基、3−(2−メチルプロピル)フェニル基、4−(2−メチルプロピル)フェニル基、2−シクロブチルフェニル基、3−シクロブチルフェニル基、4−シクロブチルフェニル基、1−ナフチル基、又は2−ナフチル基が例示できる。
、R、R及びRで表される炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のハロアルキル基、及び炭素数6から10のアリール基については、上記の通り、各々独立に、水酸基、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルコキシ基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基、炭素数6から10のモノアリールアミノ基、及び、炭素数12から20のジアリールアミノ基の群から選択される1つ以上で置換されていてもよい。
前記の炭素数1から6のアルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれかのアルキル基であればよく、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、シクロヘキシルメチル基、2−シクロペンチルエチル基、2−メチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、3−シクロプロピルプロピル基、シクロプロピル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、3−メチルブタン−2−イル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルペンタン−2−イル基、2−エチルプロピル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−エチルブチル基、又はシクロヘキシル基が例示できる。
前記の炭素数6から10のアリール基としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、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、2,3,4−トリメチルフェニル基、2,3,5−トリメチルフェニル基、2,3,6−トリメチルフェニル基、2,4,5−トリメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、3,4,5−トリメチルフェニル基、2,3,4,5−テトラメチルフェニル基、2,3,4,6−テトラメチルフェニル基、2,3,5,6−テトラメチルフェニル基、2−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、4−エチルフェニル基、2,3−ジエチルフェニル基、2,4−ジエチルフェニル基、2,5−ジエチルフェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、3,4−ジエチルフェニル基、3,5−ジエチルフェニル基、2−プロピルフェニル基、3−プロピルフェニル基、4−プロピルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、2−シクロプロピルフェニル基、3−シクロプロピルフェニル基、4−シクロプロピルフェニル基、2−ブチルフェニル基、3−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、2−(1−メチルプロピル)フェニル基、3−(1−メチルプロピル)フェニル基、4−(1−メチルプロピル)フェニル基、2−(2−メチルプロピル)フェニル基、3−(2−メチルプロピル)フェニル基、4−(2−メチルプロピル)フェニル基、2−シクロブチルフェニル基、3−シクロブチルフェニル基、4−シクロブチルフェニル基、1−ナフチル基、又は、2−ナフチル基が例示できる。
前記の炭素数1から6のアルコキシ基としては、特に限定するものではないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、2,2−ジメチルプロポキシ基、3−シクロプロピルプロポキシ基、シクロプロポキシ基、2−メチルブトキシ基、3−メチルブトキシ基、tert−ブトキシ基、シクロブトキシ基、ペンチルオキシ基、2−メチルペンチルオキシ基、1−メチルブチル基、1,2−ジメチルブトキシ基、1−エチルプロポキシ基、シクロペンチルオキシ基、ヘキシル基、又は、シクロヘキシルオキシ基が例示できる。
前記の炭素数6から10のアリールオキシ基としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニルオキシ基、2−メチルフェニルオキシ基、3−メチルフェニルオキシ基、4−メチルフェニルオキシ基、2,3−ジメチルフェニルオキシ基、2,4−ジメチルフェニルオキシ基、2,5−ジメチルフェニルオキシ基、2,6−ジメチルフェニルオキシ基、3,4−ジメチルフェニルオキシ基、3,5−ジメチルフェニルオキシ基、2,3,4−トリメチルフェニルオキシ基、2,3,5−トリメチルフェニルオキシ基、2,3,6−トリメチルフェニルオキシ基、2,4,5−トリメチルフェニルオキシ基、2,4,6−トリメチルフェニルオキシ基、3,4,5−トリメチルフェニルオキシ基、2,3,4,5−テトラメチルフェニルオキシ基、2,3,4,6−テトラメチルフェニルオキシ基、2,3,5,6−テトラメチルフェニルオキシ基、2−エチルフェニルオキシ基、3−エチルフェニルオキシ基、4−エチルフェニルオキシ基、2,3−ジエチルフェニルオキシ基、2,4−ジエチルフェニルオキシ基、2,5−ジエチルフェニルオキシ基、2,6−ジエチルフェニルオキシ基、3,4−ジエチルフェニルオキシ基、3,5−ジエチルフェニルオキシ基、2−プロピルフェニルオキシ基、3−プロピルフェニルオキシ基、4−プロピルフェニルオキシ基、2−イソプロピルフェニルオキシ基、3−イソプロピルフェニルオキシ基、4−イソプロピルフェニルオキシ基、2−シクロプロピルフェニルオキシ基、3−シクロプロピルフェニルオキシ基、4−シクロプロピルフェニルオキシ基、2−ブチルフェニルオキシ基、3−ブチルフェニルオキシ基、4−ブチルフェニルオキシ基、2−(1−メチルプロピル)フェニルオキシ基、3−(1−メチルプロピル)フェニルオキシ基、4−(1−メチルプロピル)フェニルオキシ基、2−(2−メチルプロピル)フェニルオキシ基、3−(2−メチルプロピル)フェニルオキシ基、4−(2−メチルプロピル)フェニルオキシ基、2−シクロブチルフェニルオキシ基、3−シクロブチルフェニルオキシ基、4−シクロブチルフェニルオキシ基、1−ナフチルオキシ基、又は、2−ナフチルオキシ基が例示できる。
前記の炭素数2から12のジアルキルアミノ基としては、特に限定するものではないが、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ビス(2−メチルプロピル)アミノ基、ビス(2,2−ジメチルプロピル)アミノ基、ビス(3−シクロプロピルプロピル)アミノ基、ジシクロプロピルアミノ基、ビス(2−メチルブチル)アミノ基、ビス(3−メチルブチル)アミノ基、ジ(tert−ブチル)アミノ基、ジシクロブチルアミノ基、ジペンチルアミノ基、ビス(2−メチルペンチル)アミノ基、ジ(1−メチルブチル)アミノ基、ビス(1,2−ジメチルブチル)アミノ基、ジ(1−エチルプロピル)アミノ基、ジシクロペンチルアミノ基、ジヘキシルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、N−エチル−N−メチルアミノ基、N−メチル−N−プロピル基、N−シクロプロピル−N−メチルアミノ基、N−ブチル−N−メチルアミノ基、N−シクロブチル−N−メチルアミノ基、N−メチル−N−ペンチル基、N−シクロペンチル−N−メチルアミノ基、N−ヘキシル−N−メチルアミノ基、N−シクロヘキシル−N−メチルアミノ基、N−シクロヘプチル−N−メチルアミノ基、N−メチル−N−オクチルアミノ基、N−メチル−N−ノニルアミノ基、N−デシル−N−メチルアミノ基、又は、N−メチル−N−ウンデシルアミノ基が例示できる。
前記の炭素数6から10のモノアリールアミノ基としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニルアミノ基、2−メチルフェニルアミノ基、3−メチルフェニルアミノ基、4−メチルフェニルアミノ基、2,3−ジメチルフェニルアミノ基、2,4−ジメチルフェニルアミノ基、2,5−ジメチルフェニルアミノ基、2,6−ジメチルフェニルアミノ基、3,4−ジメチルフェニルアミノ基、3,5−ジメチルフェニルアミノ基、2,3,4−トリメチルフェニルアミノ基、2,3,5−トリメチルフェニルアミノ基、2,3,6−トリメチルフェニルアミノ基、2,4,5−トリメチルフェニルアミノ基、2,4,6−トリメチルフェニルアミノ基、3,4,5−トリメチルフェニルアミノ基、2,3,4,5−テトラメチルフェニルアミノ基、2,3,4,6−テトラメチルフェニルアミノ基、2,3,5,6−テトラメチルフェニルアミノ基、2−エチルフェニルアミノ基、3−エチルフェニルアミノ基、4−エチルフェニルアミノ基、2,3−ジエチルフェニルアミノ基、2,4−ジエチルフェニルアミノ基、2,5−ジエチルフェニルアミノ基、2,6−ジエチルフェニルアミノ基、3,4−ジエチルフェニルアミノ基、3,5−ジエチルフェニルアミノ基、2−プロピルフェニルアミノ基、3−プロピルフェニルアミノ基、4−プロピルフェニルアミノ基、2−イソプロピルフェニルアミノ基、3−イソプロピルフェニルアミノ基、4−イソプロピルフェニルアミノ基、2−シクロプロピルフェニルアミノ基、3−シクロプロピルフェニルアミノ基、4−シクロプロピルフェニルアミノ基、2−ブチルフェニルアミノ基、3−ブチルフェニルアミノ基、4−ブチルフェニルアミノ基、2−(1−メチルプロピル)フェニルアミノ基、3−(1−メチルプロピル)フェニルアミノ基、4−(1−メチルプロピル)フェニルアミノ基、2−(2−メチルプロピル)フェニルアミノ基、3−(2−メチルプロピル)フェニルアミノ基、4−(2−メチルプロピル)フェニルアミノ基、2−シクロブチルフェニルアミノ基、3−シクロブチルフェニルアミノ基、4−シクロブチルフェニルアミノ基、1−ナフチルアミノ基、又は、2−ナフチルアミノ基が例示できる。
前記の炭素数12から20のジアリールアミノ基としては、特に限定するものではないが、例えば、ジフェニルアミノ基、ビス(2−メチルフェニル)アミノ基、ビス(3−メチルフェニル)アミノ基、ビス(4−メチルフェニル)アミノ基、ビス(2,3−ジメチルフェニル)アミノ基、ビス(2,4−ジメチルフェニル)アミノ基、ビス(2,5−ジメチルフェニル)アミノ基、ビス(2,6−ジメチルフェニル)アミノ基、ビス(3,4−ジメチルフェニル)アミノ基、ビス(3,5−ジメチルフェニル)アミノ基、ビス(2,3,4−トリメチルフェニル)アミノ基、ビス(2,3,5−トリメチルフェニル)アミノ基、ビス(2,3,6−トリメチルフェニル)アミノ基、ビス(2,4,5−トリメチルフェニル)アミノ基、ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)アミノ基、ビス(3,4,5−トリメチルフェニル)アミノ基、ビス(2,3,4,5−テトラメチルフェニル)アミノ基、ビス(2,3,4,6−テトラメチルフェニル)アミノ基、ビス(2,3,5,6−テトラメチルフェニル)アミノ基、ビス(2−エチルフェニル)アミノ基、ビス(3−エチルフェニル)アミノ基、ビス(4−エチルフェニル)アミノ基、ビス(2,3−ジエチルフェニル)アミノ基、ビス(2,4−ジエチルフェニル)アミノ基、ビス(2,5−ジエチルフェニル)アミノ基、ビス(2,6−ジエチルフェニル)アミノ基、ビス(3,4−ジエチルフェニル)アミノ基、ビス(3,5−ジエチルフェニル)アミノ基、ビス(2−プロピルフェニル)アミノ基、ビス(3−プロピルフェニル)アミノ基、ビス(4−プロピルフェニル)アミノ基、ビス(2−イソプロピルフェニル)アミノ基、ビス(3−イソプロピルフェニル)アミノ基、ビス(4−イソプロピルフェニル)アミノ基、ビス(2−シクロプロピルフェニル)アミノ基、ビス(3−シクロプロピルフェニル)アミノ基、ビス(4−シクロプロピルフェニル)アミノ基、ビス(2−ブチルフェニル)アミノ基、ビス(3−ブチルフェニル)アミノ基、ビス(4−ブチルフェニル)アミノ基、ビス[2−(1−メチルプロピル)フェニル]アミノ基、ビス[3−(1−メチルプロピル)フェニル]アミノ基、ビス[4−(1−メチルプロピル)フェニル]アミノ基、ビス[2−(2−メチルプロピル)フェニル]アミノ基、ビス[3−(2−メチルプロピル)フェニル]アミノ基、ビス[4−(2−メチルプロピル)フェニル]アミノ基、ビス(2−シクロブチルフェニル)アミノ基、ビス(3−シクロブチルフェニル)アミノ基、ビス(4−シクロブチルフェニル)アミノ基、ジ(1−ナフチル)アミノ基、ジ(2−ナフチル)アミノ基、N−(2−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(4−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(2,3−ジメチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(2,4−ジメチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(2,5−ジメチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(2,6−ジメチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(3,4−ジメチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(3,5−ジメチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(2,3,4−トリメチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(2,3,5−トリメチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(2,3,6−トリメチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(2,4,5−トリメチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(2,4,6−トリメチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(3,4,5−トリメチルフェニル)−N−フェニルアミノ基、N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ基、又は、N−(2−ナフチル)−N−フェニルアミノ基が例示できる。
、R、R及びRは、各々独立に、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基及び炭素数1から6のアルコキシ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基、又は炭素数1から6のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基であることが好ましく、各々独立に、炭素数1から6のアルキル基(該基は、炭素数1から6のアルキル基で置換されていてもよい)、又はフェニル基(該基は、炭素数1から6のアルキル基で置換されていてもよい)であることが好ましく、各々独立に、メチル基又はエチル基であることが殊更好ましい。
がハロゲン化物イオンである場合、該ハロゲン化物イオンは、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン又はヨウ化物イオンであることが好ましく、塩化物イオン、臭化物イオン又はヨウ化物イオンであることがより好ましい。
がRSOで表されるスルホン酸イオンである場合、Rは、炭素数1から9のアルキル基、炭素数1から9のフルオロアルキル基、又はフェニル基(該フェニル基は、炭素数1から4のアルキル基、炭素数1から4のフルオロアルキル基、炭素数1から4のアルコキシ基、炭素数1から4のフルオロアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基及びニトロ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい)を表す。
前記のRで表される炭素数1から9のアルキル基としては、直鎖状、分岐状又は環状のいずれかのアルキル基であればよく、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、シクロヘキシルメチル基、2−シクロペンチルエチル基、2−メチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、3−シクロプロピルプロピル基、シクロプロピル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、3−メチルブタン−2−イル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、2−メチルペンチル基、3−エチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルペンタン−2−イル基、4,4−ジメチルペンタン−2−イル基、2−エチルプロピル基、3−エチルペンタン−3−イル基、シクロペンチル基、2,5−ジメチルシクロペンチル基、3−エチルシクロペンチル基、ヘキシル基、2−メチルヘキシル基、3,3−ジメチルヘキシル基、4−エチルヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルヘキサン−2−イル基、5,5−ジメチルヘキサン−2−イル基、2−エチルブチル基、2,4−ジメチルヘキサン−3−イル基、シクロヘキシル基、4−エチルシクロヘキシル基、4−プロピルシクロヘキシル基、4,4−ジメチルシクロヘキシル基、ヘプチル基、1−メチルヘキシル基、1−エチルペンチル基、1−プロピルブチル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル基、オクチル基、1−メチルヘプチル基、1−エチルへキシル基、1−プロピルペンチル基、シクロオクチル基、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2−イル基、ノニル基、又は1−ブチルペンチル基が例示できる。
前記のRで表される炭素数1から9のフルオロアルキル基としては、直鎖状、分岐状又は環状のいずれかのフルオロアルキル基であればよく、特に限定するものではないが、例えば、トリフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、1,1−ジフルオロプロピル基、ペルフルオロ(1−メチルプロピル)基、2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチル基、ペルフルオロシクロプロピル基、2,2,3,3−テトラフルオロシクロプロピル基、ペルフルオロブチル基、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチル基、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル基、4,4,4−トリフルオロブチル基、1,2,2,3,3,3−ヘキサフルオロ−1−(トリフルオロメチル)プロピル基、1−(トリフルオロメチル)プロピル基、1−メチル−3,3,3−トリフルオロプロピル基、ペルフルオロシクロブチル基、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロシクロブチル基、ペルフルオロペンチル基、2,2,3,3,4,4,5,5,5−ノナフルオロペンチル基、3,3,4,4,5,5,5−ヘプタフルオロペンチル基、4,4,5,5,5−ペンタフルオロペンチル基、5,5,5−トリフルオロペンチル基、1,2,2,3,3,3−ヘキサフルオロ−1−(ペルフルオロエチル)プロピル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−(ペルフルオロエチル)プロピル基、ペルフルオロシクロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6−ウンデカフルオロヘキシル基、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル基、4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロヘキシル基、5,5,6,6,6−ペンタフルオロヘキシル基、6,6,6−トリフルオロヘキシル基、又はペルフルオロシクロヘキシル基が例示できる。
がフェニル基である場合、該フェニル基は炭素数1から4のアルキル基、炭素数1から4のフルオロアルキル基、炭素数1から4のアルコキシ基、炭素数1から4のフルオロアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基のニトロ基の群から選ばれる1つ以上の置換基で置換されていてもよい。
前記の炭素数1から4のアルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれかのアルキル基であればよく、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、2−メチルプロピル基、シクロプロピル基、tert−ブチル基、又はシクロブチル基が例示できる。
前記の炭素数1から4のフルオロアルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれかのフルオロアルキル基であればよく、特に限定するものではないが、例えば、トリフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、1,1−ジフルオロプロピル基、ペルフルオロ(1−メチルプロピル)基、2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチル基、ペルフルオロシクロプロピル基、2,2,3,3−テトラフルオロシクロプロピル基、ペルフルオロブチル基、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチル基、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル基、4,4,4−トリフルオロブチル基、1,2,2,3,3,3−ヘキサフルオロ−1−(トリフルオロメチル)プロピル基、1−(トリフルオロメチル)プロピル基、1−メチル−3,3,3−トリフルオロプロピル基、ペルフルオロシクロブチル基、又は2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロシクロブチル基が例示できる。
前記の炭素数1から4のアルコキシ基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれかのアルコキシ基であればよく、特に限定するものではないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、シクロプロポキシ基、tert−ブトキシ基、又はシクロブトキシ基が例示できる。
前記の炭素数1から4のフルオロアルコキシ基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれかのフルオロアルコキシ基であればよく、特に限定するものではないが、例えば、トリフルオロメチルオキシ基、ジフルオロメチルオキシ基、ペルフルオロエチルオキシ基、2,2,2−トリフルオロエチルオキシ基、1,1−ジフルオロエチルオキシ基、2,2−ジフルオロエチルオキシ基、ペルフルオロプロピルオキシ基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルオキシ基、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルオキシ基、3,3,3−トリフルオロプロピルオキシ基、1,1−ジフルオロプロピルオキシ基、ペルフルオロ(1−メチルプロピル)オキシ基、2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチルオキシ基、ペルフルオロシクロプロピルオキシ基、2,2,3,3−テトラフルオロシクロプロピルオキシ基、ペルフルオロブチルオキシ基、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチルオキシ基、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチルオキシ基、4,4,4−トリフルオロブチルオキシ基、1,2,2,3,3,3−ヘキサフルオロ−1−(トリフルオロメチル)プロピルオキシ基、1−(トリフルオロメチル)プロピルオキシ基、1−メチル−3,3,3−トリフルオロプロピルオキシ基、ペルフルオロシクロブチルオキシ基、又は2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロシクロブチルオキシ基が例示できる。
前記のハロゲン原子としては、特に限定するものではないが、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が例示できる。
で表される炭素数1から4のアルキル基、炭素数1から4のフルオロアルキル基、炭素数1から4のアルコキシ基、炭素数1から4のフルオロアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基及びニトロ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよいフェニル基(以下、「置換フェニル基」ともいう。)としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、2−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、2,5−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−プロピルフェニル基、2,4,6−トリイソプロピルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、2−トリフルオロメチルフェニル基、3−(トリフルオロメチル)フェニル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル基、4−メトキシフェニル基、4−(イソプロポキシ)フェニル基、4−トリフルオロメトキシフェニル基、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基、2−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、4−クロロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、2,6−ジクロロフェニル基、2−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、4−ブロモフェニル基、2−シアノフェニル基、3−シアノフェニル基、4−シアノフェニル基、2−ニトロフェニル基、3−ニトロフェニル基又は4−ニトロフェニル基が例示できる。
は、フェニル基、4−メチルフェニル基、メチル基又はトリフルオロメチル基であることが好ましい。すなわち、RSOで表されるスルホン酸イオンが、CSOで表されるベンゼンスルホン酸イオン、p−CHSOで表されるp−トルエンスルホン酸イオン、CHSOで表されるメタンスルホン酸イオン、又はCFSOで表されるトリフルオロメタンスルホン酸イオンであることが好ましい。
がRCOOで表されるカルボン酸イオンである場合、Rは、炭素数1から6のアルキル基、炭素数1から4のフルオロアルキル基、又はフェニル基(該フェニル基は、炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい)を表す。
前記の炭素数1から6のアルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であればよく、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、2−メチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、3−シクロプロピルプロピル基、シクロプロピル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、3−メチルブタン−2−イル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、2−メチルペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルペンタン−2−イル基、1−エチルプロピル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、1−メチルペンチル基、1−エチルブチル基、又は、シクロヘキシル基が例示できる。
前記の炭素数1から4のフルオロアルキル基は、特に限定するものではないが、例えば、Rの説明で例示した炭素数1から4のフルオロアルキル基と同じ基が例示できる。
前記の炭素数1から4のアルキル基は、特に限定するものではないが、例えば、Rの説明で例示した炭素数1から4のアルキル基と同じ基が例示できる。
は、フェニル基、4−メチルフェニル基、メチル基又はトリフルオロメチル基のいずれかであることが好ましい。すなわち、RCOOで表されるカルボン酸イオンが、CCOOで表される安息香酸イオン、4−CHCOOで表される4−メチル安息香酸イオン、CHCOOで表される酢酸イオン、又はCFCOOで表されるトリフルオロ酢酸イオンであることが好ましい。
なお、Yは、ハロゲン化物イオン、RSOで表されるスルホン酸イオン又はOH(水酸化物イオン)であることが好ましく、Cl(塩化物イオン)、Br(臭化物イオン)、I(ヨウ化物イオン)、CSOで表されるベンゼンスルホン酸イオン、p−CHSOで表されるp−トルエンスルホン酸イオン、CHSOで表されるメタンスルホン酸イオン、CFSOで表されるトリフルオロメタンスルホン酸イオン又はOH(水酸化物イオン)であることがより好ましく、Br(臭化物イオン)、Cl(塩化物イオン)又はOH(水酸化物イオン)であることがより好ましい。
本発明のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1)の好ましい実施形態として、一般式(1’)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩、が挙げられる。
式中、X、R、R、R、R及びYは一般式(1)のものと同じ定義であり、なおかつ、RとRが同じであり、RとRが同じである。
より好ましい実施形態として、一般式(1”)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩、が挙げられる。
式中、X、R、R、R、R及びYは一般式(1)のものと同じ定義であり、なおかつ、R、R、R及びRが同じである。
さらに好ましい実施形態として、一般式(1’’’)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩、が挙げられる。
式中、Xは、水素原子を表し、
、R、R及びRは、同一又は相異なっていてもよく、メチル基又はエチル基を表し、
は、同一又は相異なって、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン又は水酸化物イオンであり、このうち殊更好ましくは塩化物イオン、臭化物イオン又は水酸化物イオンである。
ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1)の具体例としては、以下の(1−1)から(1−978)を例示できるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、本明細書中のMeはメチル基、Etはエチル基、Prはプロピル基、iPrはイソプロピル基、Buはブチル基、Hexはヘキシル基、Hepはヘプチル基、Octはオクチル基、Nonyはノニル基、Decはデシル基、Dodecはドデシル基、Octdecはオクタデシル基、Undecはウンデシル基、Cyはシクロヘキシル基、Phはフェニル基、TsOはp−トルエンスルホン酸イオンを表す。
(1−1)から(1−978)で示される化合物のうち、本発明のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩としては1−2、1−3、1−5、1−26、1−27、1−29、1−38、1−39、1−41、1−62、1−63、1−65、1−74、1−75、1−77、1−110、1−111、1−113、1−135、1−136、1−137、1−334、1−335、1−337、1−430、1−431、1−433、1−586、1−587、1−589、1−728、1−729、1−731、1−740、1−741、1−743、1−836、1−837及び1−839で示される化合物が、合成が容易な点で好ましい。
次に、本発明のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1)の製造方法について説明する。
<製造方法の実施形態1>
本発明のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1)の製造方法として、一般式(2)で表される芳香族化合物と、一般式(3)で表される第二級アミンとを反応させる工程、を含む、一般式(1a)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩の製造方法(以下、「製法1」ともいう。)を挙げることができる。
Xは、同一又は相異なってよく、一般式(1)のXと同義である。
Yaは、同一又は相異なって、ハロゲン原子又はRSOOで表される有機スルホニルオキシ基を表す。
は、一般式(1)のRと同義である。
及びRは、各々独立に、炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のハロアルキル基、又は炭素数6から10のアリール基(これらの置換基は、水酸基、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルコキシ基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基、炭素数6から10のモノアリールアミノ基及び炭素数12から20のジアリールアミノ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい)を表す。
Xは、同一又は相異なってよく、一般式(1)のXと同義である。
及びRは、一般式(3)におけるR及びRと同義である。
Yaは、ハロゲン化物イオン又はRSOで表されるスルホン酸イオンを表す。
は、一般式(2)におけるRと同義である。
上記のR及びRで表される各置換基(炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のハロアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルコキシ基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基、炭素数6から10のモノアリールアミノ基、炭素数12から20のジアリールアミノ基)については、R、R、R、及びRにおける各置換基の定義と同義である。
及びRは、各々独立に、炭素数1から12のアルキル基又は2−エトキシエチル基であることが好ましく、各々独立に、メチル基、エチル基又は2−エトキシエチル基であることがより好ましい。
Xは、水素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
Yaは、ハロゲン原子又はRSOOで表される有機スルホニルオキシ基を表し、当該Yaは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ベンゼンスルホニルオキシ基、p−トルエンスルホニルオキシ、メタンスルホニルオキシ基又はトリフルオロメチルスルホニルオキシ基であることが好ましく、臭素原子、ヨウ素原子、p−トルエンスルホニルオキシ基又はメタンスルホニルオキシ基であることがより好ましい。
製法1の反応に供する、芳香族化合物(2)及び第二級アミン(3)は、市販のものを用いることができ、また公知の芳香族化合物の入手方法、例えば、Tetrahedron,71巻,6944−6955頁,2005年やJournal of the Amrican Chemical Society,129巻,13362−13363頁,2007年などで開示された製造方法に準じて入手することができる。
製法1の反応において、芳香族化合物(2)に対する、第二級アミン(3)は、2〜100モル当量であることが好ましく、2〜10モル当量であることがより好ましい。
製法1において、芳香族化合物(2)と第二級アミン(3)は塩基存在下で反応させることが好ましい。該塩基として有機塩基又は無機塩基が挙げられる。有機塩基としては、特に限定するものではないが、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、ピロリジン、ジエチルアミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセンなどが、無機塩基としては、特に限定するものではないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウムなどが、それぞれ、例示できる。
該塩基としては、ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピロリジン、ジエチルアミン、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム又は炭酸ナトリウムであることが好ましく、ピロリジン、ジエチルアミン又は水酸化ナトリウムが好ましい。
また、第二級アミン(3)は、前記の塩基として作用させることができる。例えば、第二級アミン(3)の添加量を過剰量とすること、例えば芳香族化合物(2)に対して2モル当量以上、更には5モル当量以上とすること、で製法1の反応を塩基存在下の反応とすることができる。
製法1の反応において、芳香族化合物(2)と第二級アミン(3)は、溶媒中で反応させることが好ましい。該溶媒は反応を阻害しないものであれば制限は無く、例えば、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、ハロゲン系溶媒、アミド系溶媒、ウレア系溶媒、ケトン系溶媒、ニトリル系溶媒、スルホキシド系溶媒、アルコール系溶媒及び水が挙げられる。
これらの溶媒の具体的なものとして、芳香族炭化水素系溶媒としてトルエン、キシレン及びクロロベンゼンが、エーテル系溶媒としてテトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン及び1,4−ジオキサンが、エステル系溶媒として酢酸エチル又は酢酸ブチルが、ハロゲン系溶媒としてクロロホルム、四塩化炭素、及びクロロベンゼンが、アミド系溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド又はN,N−ジメチルアセトアミドが、ウレア系溶媒として、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン又は1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2(1H)−オンが、ケトン系溶媒としてアセトン又はメチルエチルケトンが、ニトリル系溶媒としてアセトニトリル、プロピオニトリル及びベンゾニトリルが、スルホキシド系溶媒としてジメチルスルホキシドが、アルコール系溶媒としてメタノール、エタノール及びプロパノールが、それぞれ、例示できる。
製法1において、好ましい溶媒としてエーテル系溶媒、アルコール系溶媒及びニトリル系溶媒が、より好ましい溶媒としてテトラヒドロフラン、エタノール及びアセトニトリルが、例示できる。
製法1において、好ましい反応温度として0℃以上200℃以下の任意の温度が、より好ましい反応温度として20℃以上80℃以下が、好ましい反応時間として1時間以上100時間以下が、それぞれ、挙げられる。
製法1は、一般式(1a)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩を単離する工程(以下、「単離工程」ともいう。)、更に必要に応じて、単離後のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩をイオン交換する工程(以下、「イオン交換工程」ともいう。)を含んでいてもよい。
単離工程において、ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1a)が反応混合物から単離できればその方法は任意であり、単離方法として当業者が通常用いる一般的な精製方法をも用いることが出来、具体的には溶媒抽出、カラムクロマトグラフィー、分取薄層クロマトグラフィー、分取液体クロマトグラフィー、再結晶などが例示できる。
イオン交換工程では、ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1a)をイオン交換する。これにより、一般式(1b)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩を得ることができる。
式中、R、R及びXは一般式(1a)におけるR、R及びXと同義であり、Ybはハロゲン化物イオン又は水酸化物イオンを表す。
イオン交換の方法としては、当業者が四級アンモニウム塩のイオン交換に用いる一般的な方法を用いることが出来、例えばヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1a)と、イオン交換樹脂とを接触させればよい。イオン交換樹脂として、交換基Ybを有するイオン交換樹脂であればよく、例えば、アンバーライトIRA−400、アンバーライトIRA−402、アンバーライトIRA−404、アンバーライトIRA−900、アンバーライトIRA−904、アンバーライトIRA−458、アンバーライトIRA−958、アンバーライトIRA−420、アンバーライトIRN−78、アンバーライトIRA−411及びアンバーライトIRA−910が例示でき、好ましくはアンバーライトIRA−400が例示できる。
イオン交換は、イオン交換を阻害しない溶媒中で実施すればよい。該溶媒として、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、ニトリル系溶媒、アルコール系溶媒及び水の群から選択される1つ以上が挙げられる。具体的な溶媒は、それぞれ、前述の製法1の説明で例示した具体的な溶媒と同じものが例示できる。
<製造方法の実施形態2>
本実施形態のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩の製造方法の別の実施形態として、一般式(4a)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロールと、一般式(5a)で表されるアルキル化剤とを反応させる工程、を有することを特徴とする、一般式(1c)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩の製造方法(以下、「製法2」ともいう。)が挙げられる。
式中、Rは、同一又は相異なって、炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のハロアルキル基、又は炭素数6から10のアリール基(これらの置換基は、水酸基、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルコキシ基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基、炭素数6から10のモノアリールアミノ基及び炭素数12から20のジアリールアミノ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい)を表す。
式中、R10は、炭素数1から10のアルキル基、又は炭素数1から10のハロアルキル基(これらの置換基は、水酸基、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルコキシ基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基、炭素数6から10のモノアリールアミノ基及び炭素数12から20のジアリールアミノ基の群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい)を表し、
Yaは、ハロゲン原子又はRSOOで表される有機スルホニルオキシ基を表す。
は、一般式(1)におけるRと同義である。
式中、Rは、一般式(4a)におけるRと同義である。
式中、R10は、一般式(5a)におけるR10と同義である。
Yaは、同一又は相異なって、ハロゲン化物イオン又はRSOで表されるスルホン酸イオンを表す。
は、一般式(1)におけるRと同義である。
における、炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のハロアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルコキシ基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基、炭素数6から10のモノアリールアミノ基、及び炭素数12から20のジアリールアミノ基については、特に限定するものではないが、R〜Rにおける、炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のハロアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルキル基、炭素数1から6のアルコキシ基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基、炭素数6から10のモノアリールアミノ基、及び炭素数12から20のジアリールアミノ基と同じものを例示することができる。
10における、炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のハロアルキル基、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルコキシ基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基、炭素数6から10のモノアリールアミノ基、及び炭素数12から20のジアリールアミノ基については、特に限定するものではないが、R〜Rにおける、炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のハロアルキル基、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルコキシ基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基、炭素数6から10のモノアリールアミノ基、及び炭素数12から20のジアリールアミノ基と同じものを例示することができる。
及びR10については、各々独立に、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基及び炭素数1から6のアルコキシ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基、又は炭素数1から6のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基であることが好ましく、各々独立に、炭素数1から6のアルキル基(該基は、炭素数1から6のアルキル基で置換されていてもよい)、又はフェニル基(該基は、炭素数1から6のアルキル基で置換されていてもよい)であることが好ましく、各々独立に、メチル基又はエチル基であることが殊更好ましい。
好ましい又はより好ましいYaは、製法1におけるものと同じである。
製法2の反応に供する、ヘキサヒドロベンゾジピロール(4a)及びアルキル化剤(5a)は、市販のものを入手することが出来、また後述の原料製法1にしたがってヘキサヒドロベンゾジピロール(4a)を入手することも出来る。
製法2の反応において、ヘキサヒドロベンゾジピロール(4a)に対する、アルキル化剤(5a)は、2〜100モル当量であることが好ましく、2〜10モル当量であることがより好ましい。
製法2の反応において、ヘキサヒドロベンゾジピロール(4a)とアルキル化剤(5a)を溶媒中で反応させることが好ましい。該溶媒は、反応を阻害しないものが好ましく、製法1の反応における溶媒と同じものが例示できる。
製法2の反応における、具体的な溶媒、好ましい溶媒、反応温度及び反応時間その他条件は、製法1の反応における条件と同じ条件が例示できる。
製法2は、ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1c)を単離する工程、若しくは、これ(又は単離後の一般式(1c)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩)をイオン交換する工程の少なくともいずれか、を含んでいてもよい。
単離方法その他の条件は、製法1の単離工程と同じ条件が例示できる。
一般式(1c)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩のイオン交換により、一般式(1d)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩を得ることができる。
式中、R、及びR10は、一般式(1c)におけるR、及びR10と同義であり、Ybは、ハロゲン化物イオン又は水酸化物イオンを表す。
好ましい又はより好ましいYbは、製法1におけるYbと同じである。
イオン交換は、ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1c)と、イオン交換樹脂とを接触させればよい。該イオン交換における、イオン交換樹脂、及び、溶媒その他の条件は、製法1のイオン交換工程と同じ条件が例示できる。
<一般式(4a)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロールの製造方法>
製法2に供するヘキサヒドロベンゾジピロール(4a)の製造方法の実施形態の一例として、一般式(6a)で表されるピロメリット酸ジイミドと、還元剤とを反応させる工程、を有することを特徴とする、ヘキサヒドロベンゾジピロール(4a)の製造方法(以下、「原料製法1」ともいう。)、を挙げることができる。
式中、Rは、同一又は相異なっていてよく、一般式(4a)におけるRと同義である。
式中、Rは、同一又は相異なっていてよく、一般式(4a)におけるRと同義である。
原料製法1におけるR、好ましい又はより好ましいRは、製法2におけるものと同じである。
原料製法1に用いる還元剤としては、水素化アルミニウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム、ボラン−ジメチルスルフィド錯体、ボラン−テトラヒドロフラン錯体、ボラン−ピリジン錯体、及び、水素化ホウ素ナトリウム/三フッ化ホウ素―ジエチルエーテル錯体が例示でき、水素化アルミニウムリチウム、水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム、ボラン−ジメチルスルフィド錯体、及び、ボラン−テトラヒドロフラン錯体が好ましく、水素化アルミニウムリチウム又はボラン−ジメチルスルフィド錯体がより好ましい。
原料製法1において、ピロメリット酸ジイミド(6a)に対する、還元剤は、2〜50モル当量であることが好ましく、4〜10モル当量であることがより好ましい。
原料製法1は、ピロメリット酸ジイミド(6a)と還元剤とを溶媒中で反応させればよい。該溶媒は反応を阻害しないものであればよく、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、MTBEなどのエーテル系溶媒、及びメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶媒の群から還元剤の種類に応じて適宜選択される1つ以上が例示でき、好ましい溶媒として芳香族炭化水素系溶媒又はエーテル系溶媒が、より好ましい溶媒としてトルエン又はテトラヒドロフランが、例示できる。
原料製法1において、好ましい反応温度として20℃以上150℃以下の任意の温度が、より好ましい反応温度として40℃以上120℃以下が、好ましい反応時間として1時間以上100時間以下が、それぞれ、例示できる。
原料製法1は、ヘキサヒドロベンゾジピロール(4a)を単離する工程、を含んでいてもよい。
単離方法その他の条件は、製法1の単離工程と同じ条件が例示できる。
<製造方法の実施形態3>
本実施形態のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1)の製造方法の別の実施形態として、一般式(4b)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロールと、一般式(5a)で表されるアルキル化剤とを反応させる工程、を有することを特徴とする、一般式(1f)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩の製造方法(以下、「製法3」ともいう。)を挙げることができる。
式中、Xは、同一又は相異なって、水素原子又はハロゲン原子を表し、
11は、同一又は相異なって、水素原子又はR12C(O)で表されるアシル基を表し、
12は、炭素数1から10のハロアルキル基を表す。
製法3に用いるアルキル化剤(5a)は、製法2におけるアルキル化剤(5a)と同義である。
式中、R10は一般式(4b)におけるR10と同義である。
式中、Xは一般式(4b)におけるXと同義である。
Yaは、ハロゲン化物イオン又はRSOで表されるスルホン酸イオンを表す。
好ましい又はより好ましいXは、並びに、好ましいYaは、それぞれ、製法1におけるものと同じである。
12は炭素数1から10のハロアルキル基であり、特に限定するものではないが、R、R、R及びRにおける炭素数1から10のハロアルキル基と同じものを例示できる。好ましいR12で表される炭素数1から10のハロアルキル基は、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、又はトリクロロメチル基であることが好ましく、トリフルオロメチル基、又はトリクロロメチル基であることがより好ましい。
11は、特に限定するものではないが、水素原子、トリフルオロアセチル基、ペンタフルオロエチルカルボニル基又はトリクロロメチルカルボニル基であることが好ましく、水素原子、トリフルオロアセチル基又はトリクロロメチルカルボニル基であることがより好ましい。
製法3において、R10及び好ましいR10は、製法2におけるR10及び好ましいR10と同じである。
製法3において、Ya、並びに、好ましい又はより好ましいYaは、製法1におけるYa、並びに、好ましい又はより好ましいYaと同じである。
製法3の反応に供する、ヘキサヒドロベンゾジピロール及びアルキル化剤は、公知又は市販のものであればよい。
製法3において、ヘキサヒドロベンゾジピロール(4b)に対するアルキル化剤(5a)の使用量は、4〜100モル当量であることが好ましく、4〜10モル当量であることがより好ましい。
製法3において、塩基存在下でヘキサヒドロベンゾジピロール(4b)と、アルキル化剤(5a)とを反応させることが好ましい。該塩基は、製法1の反応における塩基と同じものが例示でき、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメトキシド及びナトリウムエトキシドの群から選択される1つ以上であることが好ましく、水酸化ナトリウムであることがより好ましい。
製法3において、ヘキサヒドロベンゾジピロール(4b)と該アルキル化剤(5a)を溶媒中で反応させることが好ましい。該溶媒は反応を阻害しないものが好ましく、特に限定するものではないが、例えば、製法1の反応における溶媒と同じものが例示できる。
製法3における、具体的な溶媒、好ましい溶媒、反応温度及び反応時間その他の条件は、前述の製法1の反応における条件と同じ条件が例示できる。
製法3は、ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1f)を単離する工程、若しくは、これ(又は単離後の一般式(1f)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩)をイオン交換する工程の少なくともいずれか、で処理してもよい。
単離方法その他の条件は、製法1における単離工程と同じ条件が例示できる。
イオン交換により、ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1f)をイオン交換し、一般式(1g)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩を得ることができる。
式中、R10は、一般式(1f)におけるR10と同義であり、Ybは、ハロゲン化物イオン又はOHを表す。
イオン交換は、一般式(1f)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩と、イオン交換樹脂とを接触させればよい。
一般式(1f)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩のイオン交換における、イオン交換樹脂、及び、溶媒その他の条件は、製法1のイオン交換工程における条件と同じ条件が例示できる。
<一般式(4c)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロールの製造方法>
製法3に供する一般式(4c)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロールの製造方法の実施形態の一例として、芳香族化合物(2)と、一般式(3b)で表されるアミド化合物とを反応させる工程、を有することを特徴とする、一般式(4c)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロールの製造方法(以下、「原料製法2」ともいう。)、を挙げることができる。
(式中、X及びYaは前記と同じ意味を表す。)
式中、R12は、一般式(4b)におけるR12と同義である。
式中、Xは一般式(2)におけるXと同じである。
式中、R12は一般式(3b)におけるR12と同じである。
好ましいX及びYaは製法1における好ましいX及びYaと同義であり、R12は製法3の反応におけるR12と同義である。
原料製法2の反応に供する芳香族化合物(2)及びアミド化合物(3b)は、市販品でも良く、当業者の良く知る公知の合成法に準じて入手することが出来る。
原料製法2において、芳香族化合物(2)に対して、アミド化合物(3b)は、2〜50モル当量であることが好ましく、2〜5モル当量であることがより好ましい。
原料製法2において、塩基存在下で芳香族化合物(2)とアミド化合物(3b)とを反応させることが好ましい。該塩基は、製法1の反応における塩基と同じものが例示でき、ジイソプロピルエチルアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン、水素化ナトリウム又は水素化カリウムのいずれかであることが好ましく、水素化ナトリウムであることがより好ましい。
原料製法2において、反応は溶媒中で実施できる。溶媒は、反応を阻害しないものが好ましく、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、ハロゲン系溶媒、アミド系溶媒、ウレア系溶媒、ケトン系溶媒、ニトリル系溶媒及びスルホキシド系溶媒の群から選択される1つ以上が挙げられる。具体的な溶媒は、それぞれ、製法1の反応における具体的な溶媒と同じものが例示できる。
好ましい溶媒としてエーテル系溶媒、アミド系溶媒及びニトリル系溶媒の群から選択される1つ以上が例示でき、より好ましい溶媒としてテトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド及びアセトニトリルの群から選択される1つ以上が例示できる。
原料製法2の反応における、反応温度及び反応時間その他の条件は、製法1の反応における条件と同じ条件が例示できる。
本発明のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1)は、公知のアンモニウム塩の用途に適用できるが、遷移金属触媒の配位子、又は、ゼオライトの製造における有機構造指向剤(以下、「SDA」ともいう。)として適しており、特に小細孔ゼオライトのSDAとして適している。
以下、本発明のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1)をSDAとして適用したゼオライトの製造方法について説明する。
本実施形態のゼオライトの製造方法は、一般式(1)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源及び水を含む組成物(以下、「原料組成物」ともいう。)を結晶化させる結晶化工程、を有することを特徴とするゼオライトの製造方法である。
本発明のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩(1)は、小細孔ゼオライト、特にAFX型ゼオライト、を指向するSDAとして用いることが出来る。本実施形態において、AFX型ゼオライトとは、AFX構造を有するゼオライトであり、AFX構造を有する結晶性アルミノシリケートである。
AFX構造とは、国際ゼオライト学会(International Zeolite Association;以下、「IZA」とする。)のStructure Commissionが定めているIUPAC構造コードで、AFX型となる構造である。
本実施形態において、結晶性アルミノシリケートはアルミニウム(Al)とケイ素(Si)を骨格金属(以下、「T原子」ともいう。)とし、T原子が酸素原子(O)を介して結合した三次元のネットワークからなる骨格構造を有する。
シリカ源は、シリカ(SiO)又はその前駆体となるケイ素化合物であり、例えば、コロイダルシリカ、無定型シリカ、珪酸ナトリウム、テトラエチルオルトシリケート、沈殿法シリカ、ヒュームドシリカ、結晶性アルミノシリケート及びアルミノシリケートゲルの群から選ばれる少なくともいずれかが挙げられ、結晶性アルミノシリケート及びアルミノシリケートゲルの少なくともいずれかであることが好ましい。
アルミナ源は、アルミナ(Al)又はその前駆体となるアルミニウム化合物であり、例えば、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミノシリケートゲル、結晶性アルミノシリケート及び金属アルミニウムの群から選ばれる少なくともいずれかが挙げられ、結晶性アルミノシリケート及びアルミノシリケートゲルの少なくともいずれかであることが好ましい。
アルカリ源は、アルカリ金属の水酸化物及びハロゲン化物の少なくともいずれかが挙げられ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム及び水酸化セシウムの群から選ばれる少なくともいずれかであることが好ましい。
本実施形態において、原料組成物は以下に示す組成のいずれかの組合せを有することが好ましい。
SiO/Al : 5以上、100以下、
好ましくは10以上、50以下、
より好ましくは15以上、40以下
OH/SiO : 0.06以上、1.0以下、
好ましくは0.08以上、0.60以下、
より好ましくは0.10以上、0.40以下
M/SiO : 0.06以上、1.0以下、
好ましくは0.08以上、0.60以下、
より好ましくは0.10以上、0.40以下
SDA/SiO : 0.01以上、2.0以下
好ましくは0.02以上、0.50以下
より好ましくは0.03以上、0.30以下
O/SiO : 5以上、60以下、
好ましくは10以上、50以下、
より好ましくは15以上、40以下
上記組成において、SiO/Alは原料組成物中のアルミナに対するシリカのモル比であり、OH/SiO、M/SiO、SDA/SiO及びHO/SiOは、それぞれ、原料組成物中のシリカに対する水酸化物イオン、アルカリ金属、SDA又は水のモル比である。なお、Mはアルカリ金属であり、例えば、アルカリ金属がナトリウムである場合、又は、アルカリ金属がナトリウムとカリウムである場合、M/SiOは、それぞれ、Na/SiO、又は(Na+K)/SiOとなる。
本実施形態において、原料組成物は種晶を含んでいてもよい。種晶を含む場合、原料組成物の種晶の含有量は、原料組成物中のケイ素をシリカ(SiO)換算した重量に対する種晶中のケイ素をシリカ換算した重量割合として、0重量%以上10.0重量%以下、更には0.5重量%以上5.0重量%以下、また更には0.5重量%以上3.5重量%以下であることが挙げられる。
種晶は、結晶構造中に奇数員環を含まないゼオライトであればよく、例えば、FAU、CHA、AEI、LEV、AFX、ERI、OFF、LTL及びGMEの群から選ばれるいずれかの構造を有するゼオライトであることが好ましく、CHA、AEI、LEV、AFX及びERIの群から選ばれるいずれかの構造を有するゼオライトであることがより好ましく、AFX型ゼオライトであることが更に好ましい。
本実施形態において、結晶化工程では原料組成物を結晶化するが、原料組成物を水熱処理することによって、これを結晶化すればよい。水熱処理は、原料組成物を密閉耐圧容器に入れ、これを加熱すればよい。水熱処理条件として以下のものを挙げることができる。
処理温度 :80℃以上190℃以下、好ましくは150℃以上190℃以下
処理時間 :2時間以上500時間以下
処理圧力 :自生圧
結晶化における原料組成物の状態は任意であり、静置下又は攪拌下のいずれでもよいが、攪拌下であることが好ましい。
本実施形態のゼオライト製造方法は、洗浄工程、乾燥工程、SDA除去工程、又は、アンモニウム処理工程などの後処理工程を含んでもよい。
洗浄工程は、ゼオライトを洗浄する。洗浄方法は任意であるが、ゼオライトを十分量の純水と接触させることが例示できる。
乾燥工程は、ゼオライトから水分を除去する。乾燥方法は任意であるが、ゼオライトを、大気中、100℃以上、150℃以下で2時間以上処理することが例示できる。
SDA除去工程は、ゼオライトに残存するSDAを除去する。SDA除去方法として、大気中、400℃以上700℃以下で、1〜2時間処理することが挙げられる。
アンモニウム処理工程は、ゼオライトからのアルカリ金属の除去、及び、カチオンタイプをアンモニウム型(以下、「NH 型」とする。)にする。アンモニウム処理方法は、アンモニウムイオンを含有する水溶液とゼオライトと接触させることが挙げられる。なお、NH 型のゼオライトを、熱処理し、カチオンタイプがプロトン型(以下、「H型」とする。)のゼオライトとしてもよい。具体的な熱処理条件として、大気中、500℃、1〜2時間が例示できる。
本実施形態のゼオライトの製造方法により得られるゼオライトは、例えば、吸着剤、触媒、吸着剤の担体又は触媒担体など、公知のゼオライトの用途に使用することができる。
次に、本開示の実施例を示す。しかしながら、本開示はこれらに限定されるものではない。
(H−NMR)
AscendTM 400(400MHz、Bruker製)又はUltraShieldTM Plus 400(400MHz、Bruker製)を使用して、試料のH−NMRスペクトルを測定した。測定溶媒として、重クロロホルム(CDCl)、重ジメチルスルホキシド−d(DMSO−d)、重アセトン(Acetone−d)又は重水(DO)を、内部標準物質としてテトラメチルシラン(TMS)を用いて試料のH−NMRスペクトルを測定した。測定データは、化学シフト、多重度、カップリング定数(Hz)及び積分値の順に記載した。
(粉末X線回折)
一般的なX線回折装置(装置名:Ultima IV、RIGAKU製)を使用し、試料のXRDを測定した。測定条件は以下のとおりである。
線源 : CuKα線(λ=1.5405Å)
測定モード : ステップスキャン
スキャン幅 : 0.02°
発散スリット: 1.00deg
散乱スリット: 開放
受光スリット: 開放
計測時間 : 1.0分
測定範囲 : 2θ=3.0°〜43.0°
得られたXRDのパターンとIZAのStructure Commissionのホーム−ページに掲載されたXRDパターンとを比較することによって、試料の結晶相及びXRDピーク強度比を確認した。
(ケイ素、アルミニウムの定量)
一般的な誘導結合プラズマ発光分析装置(装置名:OPTIMA3300DV、PERKIN ELMER製)を用いて、試料の組成分析を行った。試料をフッ酸と硝酸の混合溶液に溶解させ、測定溶液を調製した。得られた測定溶液を装置に投入して試料の組成を分析した。得られたケイ素(Si)、アルミニウム(Al)のモル濃度から、SiO/Alを算出した。
(ヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩の合成)
実施例1−1
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(1.80g,4.00mmol)のエタノール(8.0mL)溶液に、ジメチルアミンの2.0Mテトラヒドロフラン溶液(8.40mL,16.8mmol)を加え70℃で5時間撹拌した。反応後、析出した固体をろ取し、エタノール/テトラヒドロフラン(1:1)混合液で洗浄して、白色固体の2,2,6,6−テトラメチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(1.40g,収率92%)を得た。
2,2,6,6−テトラメチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO):δ7.46(s,2H),4.92(s,8H),3.37(s,12H)。
実施例1−2
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(1.80g,4.00mmol)のエタノール/テトラヒドロフラン(1:1,13mL)溶液に、N−エチル−N−メチルアミン(1.44mL,16.8mmol)を加え70℃で2時間撹拌した。反応後、反応液から減圧下で溶媒を留去し、得られた固体をアセトンで洗浄して、白色固体の2,6−ジエチル−2,6−ジメチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(1.10g,収率68%)を得た。
2,6−ジエチル−2,6−ジメチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO):δ7.40(s,2H),4.89(d,J=14.5Hz,4H),4.78(d,J=14.5Hz,4H),3.64(q,J=7.2Hz,4H),3.17(s,6H),1.38(t,J=7.2Hz,6H)。
実施例1−3
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(12.6g,28.0mmol)のエタノール/テトラヒドロフラン(1:1,90mL)溶液に、ジエチルアミン(12.2mL,118mmol)を加え70℃で4時間撹拌した。反応後、析出した固体をろ取し、エタノール/テトラヒドロフラン(1:1)混合液で洗浄して、白色固体の2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(9.87g,収率81%)を得た。
2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DMSO−d)δ7.33(s,2H),4.82(s,8H),3.53(q,J=7.2Hz,8H),1.27(q,J=7.2Hz,12H)。
実施例1−4
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(1.44g,3.20mmol)のエタノール/テトラヒドロフラン(1:1,10mL)溶液にN−エチル−N−イソプロピルアミン(1.62mL,13.4mmol)を加え、70℃で5時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、析出した固体をろ取し、エタノール/テトラヒドロフラン(1:1)混合液で洗浄して、白色固体の2,6−ジエチル−2,6−ジイソプロピル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(0.873g,収率59%)を得た。
2,6−ジエチル−2,6−ジイソプロピル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO)δ7.24(s,2H),4.94(d,J=15.2Hz,4H),4.78(d,J=15.2Hz,4H),3.99〜3.90(m,2H),3.57〜3.48(m,4H),1.34〜1.31(m,12H),1.11〜1.06(m,6H)。
実施例1−5
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(1.80g,4.00mmol)のエタノール/テトラヒドロフラン(1:1,13mL)溶液にN−tert−ブチル−N−エチルイソプロピルアミン(2.33mL,16.8mmol)を加え、70℃で7時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、析出した固体をろ取し、エタノール/テトラヒドロフラン(1:1)混合液で洗浄して、白色固体の2,6−ジ(tert−ブチル)−2,6−ジエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(1.15g,収率53%)を得た。
2,6−ジ(tert−ブチル)−2,6−ジエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO)δ7.24(s,2H),5.18〜5.12(m,4H),4.64(d,J=16.3Hz,4H),3.61(d,J=7.0Hz,4H),1.49(s,18H),0.96〜0.89(m,6H)。
実施例1−6
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(1.44g,3.20mmol)のエタノール/テトラヒドロフラン(1:1,10mL)溶液にジイソプロピルアミン(1.88mL,13.4mmol)を加え、70℃で5時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、反応液から溶媒を留去して、得られた固体をクロロホルムで洗浄して、白色固体の2,2,6,6−テトライソプロピル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(1.05g,収率67%)を得た。
2,2,6,6−テトライソプロピル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO)δ7.22(s,2H),4.82(s,8H),3.98(sept,J=6.4Hz,4H),1.26(d,J=6.4Hz,24H)。
実施例1−7
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(1.12g,2.50mmol)のエタノール/テトラヒドロフラン(1:1,10mL)溶液にジドデシルアミン(3.71g,10.5mmol)を加え、70℃で18時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、析出した固体をろ別した。ろ液から溶媒を減圧下で留去し、得られた固体を酢酸エチルで洗浄して、白色固体の2,2,6,6−テトラドデシル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(2.19g,収率88%)を得た。
2,2,6,6−テトラドデシル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,CDCl)δ7.67(s,2H),5.27(s,8H),3.78〜3.53(m,8H),1.83〜1.65(m,8H),1.45〜1.17(m,72H),0.88(t,J=6.7Hz,12H)。
実施例1−8
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(1.12g,2.50mmol)のテトラヒドロフラン(10mL)溶液にビス(2−エトキシエチル)アミン(1.87mL,10.3mmol)を加え、60℃で2時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、析出した固体をろ取し、固体をテトラヒドロフランで洗浄して、白色固体の2,2,6,6−テトラキス(2−エトキシエチル)−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(2.19g,収率88%)を得た。
2,2,6,6−テトラキス(2−エトキシエチル)−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO)δ7.47(s,2H),5.10(s,8H),3.94〜3.86(m,16H),3.46(q,J=7.1Hz,8H),1.17(t,J=7.1Hz,12H)。
実施例1−9
ビス[(2−ジイソプロピルアミノ)エチル]アミン(1.64mL,5.13mmol)のクロロホルム(12mL)溶液に、1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(1.12g,2.50mmol)のクロロホルム(25mL)溶液を氷浴下で加えた後、50℃で17時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、溶媒を留去した。得られた粘稠性液体をエタノールで希釈し、30%水酸化ナトリウム水溶液(2.00mL,15.2mmol)を加えて20分間撹拌した。溶液から溶媒を減圧下で留去し、粘稠性の液体を得た。この液体にアセトンを加え、析出した固体をろ別してろ液から溶媒を留去した。得られた粘稠性液体に酢酸エチルを加え、析出した固体をろ取し、酢酸エチルで洗浄することで、白色固体の2,2,6,6−テトラキス[ビス(2−ジイソプロピルアミノ)エチル]−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(0.940g,収率45%)を得た。
2,2,6,6−テトラキス[ビス(2−ジイソプロピルアミノ)エチル]−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DMSO−d)δ7.53(s,2H),5.09(s,8H),3.53(t,J=6.8Hz,8H),2.98(sept,J=6.5Hz,8H),2.77(t,J=6.8Hz,8H),0.97(d,J=6.5Hz,48H)。
実施例1−10
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(1.12g,2.50mmol)のテトラヒドロフラン(10mL)溶液にN−メチルアニリン(1.10mL,10.0mmol)を加え、室温で24時間撹拌した。反応後、反応液から溶媒を減圧下で留去し、得られた固体をクロロホルム、次いでアセトンで洗浄して、白色固体の2,6−ジメチル−2,6−ジフェニル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(0.250g,収率20%)を得た。
2,6−ジメチル−2,6−ジフェニル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO)δ7.82〜7.73(m,4H),7.71〜7.54(m,8H),5.56〜5.43(m,8H),3.54(s,3H),3.53(s,3H)。
実施例1−11
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(1.12g,2.50mmol)のテトラヒドロフラン(10mL)溶液にN−メチル−p−トルイジン(1.30mL,10.3mmol)を加え、室温で6時間撹拌した。反応後、反応液から溶媒を減圧下で留去し、得られた固体をクロロホルム、次いでアセトンで洗浄して、白色固体の2,6−ジメチル−2,6−ジ(p−トリル)−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(0.213g,収率16%)を得た。
2,6−ジメチル−2,6−ジ(p−トリル)−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO)δ7.62(s,2H),7.61(d,J=8.5Hz,4H),7.42(d,J=8.5Hz,4H),5.44(s,8H),3.50(s,6H),2.34(s,6H)。
実施例1−12
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(1.80g,4.00mmol)のテトラヒドロフラン(16mL)溶液に30%水酸化ナトリウム水溶液(1.15mL,8.80mmol)、ビス(2−エトキシエチル)アミン(1.45mL,8.00mmol)を順次加え、還流下で2時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、クロロホルムで希釈し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶液から硫酸マグネシウムをろ別し、ろ液から溶媒を減圧下で濃縮した。得られた粘稠性液体にアセトンを加え、析出した固体をろ取し、アセトンで洗浄して、白色固体の2,2,6,6−テトラキス(2−エトキシエチル)−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(1.63g,収率68%)を得た。
実施例1−13
2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(5.61g,12.9mmol)のメタノール溶液を陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA−900 Cl型,250cm)を充填したカラムに通じた後、溶液からメタノールを留去した。得られた固体をアセトンで洗浄して、固体をろ取することで、白色固体の2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジクロリド(4.42g,収率>99%)を得た。
2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジクロリドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO)δ7.33(s,2H),4.82(s,8H),3.53(q,J=7.2Hz,8H),1.27(q,J=7.2Hz,12H)。
実施例1−14
水素化アルミニウムリチウム(3.04g,80.0mmol)とテトラヒドロフラン(100mL)の懸濁液に、N,N’−ジエチルピロメリット酸ジイミド(5.45g,20.0mmol)を氷浴下で加え、60℃で18時間撹拌した。反応後、反応液を氷浴で冷却し、水(3.0mL)、15%水酸化ナトリウム水溶液(3.0mL)、水(9.0mL)を順次加えて撹拌した。反応液から析出した固体をろ別し、固体をテトラヒドロフラン及び酢酸エチルで洗浄した後、ろ液から溶媒を減圧下で留去して、2,6−ジエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロールの粗生成物(4.10g)を得た。
2,6−ジエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロールの粗生成物のNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,CDCl)δ7.01(s,2H),3.88(s,8H),2.77(q,J=7.2Hz,8H),1.19(q,J=7.2Hz,12H)。
2,6−ジエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロールの粗生成物(4.10g)のアセトニトリル(40mL)溶液に、ブロモエタン(4.48mL,60.0mmol)を加えた。室温で13時間撹拌した後、反応液から溶媒を減圧下で留去した。得られた固体をアセトンで洗浄して、固体をろ取することで、白色固体の2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(3.47g,2工程での総収率40%)を得た。
2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DMSO−d)δ7.33(s,2H),4.82(s,8H),3.53(q,J=7.2Hz,8H),1.27(q,J=7.2Hz,12H)。
実施例1−15
(2,6−ジヘキシル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロールの合成)
水素化アルミニウムリチウム(3.42g,90.0mmol)とテトラヒドロフラン(150mL)の懸濁液に、N,N’−ジヘキシルピロメリット酸ジイミド(6.19g,15.0mmol)を氷浴下で加え、60℃で7時間撹拌した。反応後、反応液を氷浴で冷却し、水(3.5mL)、15%水酸化ナトリウム水溶液(3.5mL)、水(10.5mL)を順次加えて撹拌した。反応液から析出した固体をろ別し、固体をテトラヒドロフラン及び酢酸エチルで洗浄した。ろ液から溶媒を減圧下で留去して得られた粘稠性液体にジエチルエーテルを加え、析出した固体をろ取することで、白色固体の2,6−ジヘキシル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロール(2.15g,収率44%)を得た。
2,6−ジヘキシル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロールのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,CDCl)δ7.00(s,2H),3.86(s,8H),2.68(t,J=7.7Hz,4H),1.57(dt,J=6.9,7.7Hz,4H),1.44〜1.23(m,12H),0.90(t,J=6.9Hz,6H)。
(2,2,6,6−テトラヘキシル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドの合成)
2,6−ジヘキシル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロール(1.78g,5.43mmol)のアセトニトリル/トルエン(1:1,10mL)溶液に、1−ブロモヘキサン(1.54mL,11.0mmol)を加えた。100℃で12時間撹拌した。得られた粘稠性液体にクロロホルムを加え、析出した固体をろ取することで、白色固体の2,2,6,6−テトラヘキシル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(3.36g,収率94%)を得た。
2,2,6,6−テトラヘキシル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DMSO−d)δ7.39(s,2H),4.95(s,8H),3.59〜3.41(m,8H),1.72〜1.49(m,8H),1.37〜1.18(m,24H),0.87(t,J=6.7Hz,12H)。
実施例1−16
(2,6−ビス(トリフルオロアセチル)−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロールの合成)
水素化ナトリウム(1.09g,25.0mmol)のN,N−ジメチルホルムアミド(25mL)懸濁液に、トリフルオロアセトアミド(2.83g,25.0mmol)のN,N−ジメチルホルムアミド(25mL)溶液を滴下して室温で1時間撹拌した後、1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(2.24g,5.00mmol)を加えた。室温で24時間撹拌した後、反応液を2M塩酸に注ぎ入れて15分間撹拌した。混合液から析出した固体をろ取し、酢酸エチルで洗浄することで、黄色固体の2,6−ビス(トリフルオロアセチル)−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロール(0.690g,収率39%)を得た。
2,6−ビス(トリフルオロアセチル)−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロールのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,Acetone−d)δ7.51〜7.43(m,2H),5.14(s,4H),4.91(s,4H).19F−NMR(376MHz,Acetone−d)δ−73.4(s,6F)。
(2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドの合成)
2,6−ビス(トリフルオロアセチル)−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロール(0.704g,2.00mmol)のエタノール/テトラヒドロフラン(1:1,6.8mL)溶液に、ブロモエタン(0.630mL,8.40mmol)、30%水酸化ナトリウム水溶液(1.32mL,10.0mmol)を加え、密栓容器内70℃で18時間撹拌した。反応後、反応液を室温まで冷却し、溶媒を減圧下で留去した。得られた残渣にエタノールを加えて、モレキュラーシーブ4Aで乾燥し、固体をろ別した後、ろ液からエタノールを留去した。得られた固体をアセトンで洗浄し、ろ取することで、白色固体の2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(0.659g,収率76%)を得た。
実施例1−17
2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミド(216mg,0.497mmol)のメタノール溶液を陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRN−78 OH型,30cm)を充填したカラムに通じた後、溶液からメタノールを留去し、2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジヒドロキシドの水溶液(5mL)を得た。これをイオン交換水で希釈し、0.010M塩酸で滴定し、イオン交換率を測定したところ91%のイオン交換率であった。
2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジヒドロキシドの水溶液のNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO)δ7.29(s,2H),4.79(s,8H),3.50(q,J=7.3Hz,8H),1.24(q,J=7.3Hz,12H)。
参考例1−18
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(225mg,0.499mmol)のアセトニトリル(11mL)溶液にメタンスルホン酸銀(408mg,2.00mmol)を加え、85℃で2時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、固体をろ過して除き、ろ液を濃縮することで、白色固体の1,2,4,5−テトラキス(メタンスルホニルオキシ)メチルベンゼン(255mg,収率>99%)を得た。
1,2,4,5−テトラキス(メタンスルホニルオキシ)メチルベンゼンのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO)δ7.63(s,2H),5.36(s,8H),3.06(s,12H)。
参考例1−19
1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン(453g,1.01mmol)のアセトニトリル(22mL)溶液にp−トルエンスルホン酸銀(1.18,4.22mmol)を加え、85℃で2時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、固体をろ過して除き、ろ液を濃縮することで、白色固体の1,2,4,5−テトラキス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン(848g,収率>99%)を得た。
1,2,4,5−テトラキス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼンのNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO)δ7.72(brd,J=8.3Hz,8H),7.33(brd,J=8.3Hz,8H),7.09(s,2H),4.94(s,8H),2.45(s,12H)。
実施例1−20
参考例1−1で得た1,2,4,5−テトラキス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン(119mg,0.233mmol)のエタノール/テトラヒドロフラン(1:1,0.76mL)溶液にジエチルアミン(0.10mL,0.96mmol)を加え、70℃で16時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、析出した固体をろ取し、エタノール/テトラヒドロフラン(1:1)混合液で洗浄して、白色固体の2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ビス(メタンスルホネート)(71.7mg,収率66%)を得た。
2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ビス(メタンスルホネート)のNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO)δ7.30(s,2H),4.80(s,8H),3.51(q,J=7.1Hz,8H),1.25(t,J=7.1Hz,12H)。
実施例1−21
参考例1−2で得た1,2,4,5−テトラキス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン(273mg,0.329mmol)のエタノール/テトラヒドロフラン(1:1,1.0mL)溶液にジエチルアミン(0.14mL,1.35mmol)を加え、75℃で13時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、析出した固体をろ取し、エタノール/テトラヒドロフラン(1:1)混合液で洗浄して、白色固体の2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ビス(p−トルエンスルホネート)(123mg,収率61%)を得た。
2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ビス(p−トルエンスルホネート)のNMRスペクトル:H−NMR(400MHz,DO)δ7.59(brd,J=8.3Hz,4H),7.29(s,2H),7.28(brd,J=8.3Hz,4H),4.80(s,8H),3.50(q,J=7.2Hz,8H),1.24(t,J=7.1Hz,12H)。
(AFX型ゼオライトの合成)
実施例2−1
実施例1−3で得られた2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジブロミドを構造規定剤(SDA)とし、48%NaOH及びY型ゼオライト(商品名:HSZ−350HUA、東ソー製、シリカ及びアルカリ源)を混合し組成物を得た。得られた組成物の組成を示す。
SiO/Al = 11.1
OH/SiO = 0.35
Na/SiO = 0.35
SDA/SiO = 0.10
O/SiO = 25
組成物の種晶含有量が3.0重量%となるように、組成物に種晶AFX型ゼオライトを添加した後、十分に撹拌した。攪拌後の組成物をステンレス製オートクレーブに密閉し、当該オートクレーブを回転させながら、180℃で184時間加熱して生成物を得た。
生成物を濾過、洗浄し、大気中110℃で一晩乾燥させた。生成物はAFX型ゼオライトの単一相であり、SiO/Alは10.9であった。
本実施例のAFX型ゼオライトのXRDパターンを図1、SEM観察図を図2に示す。
実施例2−2
実施例1−13で得られた2,2,6,6−テトラエチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロベンゾ[1,2−c:4,5−c’]ジピロリウム=ジクロリドを構造規定剤(SDA)として使用したこと以外は実施例2−1と同様の方法で生成物を得、これを濾過、洗浄及び乾燥した。
生成物はAFX型ゼオライトの単一相であり、SiO/Alが9.8であった。
本実施例のAFX型ゼオライトのXRDパターンを図3、SEM観察図を図4に示す。

Claims (6)

  1. 一般式(1)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩。
    (式中、Xは、同一又は相異なって、水素原子又はハロゲン原子を表し、
    、R、R及びRは、各々独立に、炭素数1から10のアルキル基、炭素数1から10のハロアルキル基、又は炭素数6から10のアリール基を表し、これらの置換基は、水酸基、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリール基、炭素数1から6のアルコキシ基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基、炭素数6から10のモノアリールアミノ基及び炭素数12から20のジアリールアミノ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい。
    は、同一又は相異なって、ハロゲン化物イオン、RSOで表されるスルホン酸イオン、RCOOで表されるカルボン酸イオン又はOH(水酸化物イオン)を表し、
    は、炭素数1から9のアルキル基、炭素数1から9のフルオロアルキル基、又はフェニル基を表し、該フェニル基は、炭素数1から4のアルキル基、炭素数1から4のフルオロアルキル基、炭素数1から4のアルコキシ基、炭素数1から4のフルオロアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基及びニトロ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい。
    は、炭素数1から6のアルキル基、炭素数1から4のフルオロアルキル基、又はフェニル基を表し、該フェニル基は、炭素数1から4のアルキル基で置換されていてもよい。)
  2. 前記一般式(1)におけるYが、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン又は水酸化物イオンである請求項1に記載のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩。
  3. 前記一般式(1)におけるXが、水素原子である請求項1又は2に記載のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩。
  4. 前記一般式(1)におけるR、R、R及びRが、各々独立に、炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から10のアリールオキシ基、炭素数2から12のジアルキルアミノ基及び炭素数1から6のアルコキシ基からなる群から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい炭素数1から6のアルキル基、又は炭素数1から6のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基である請求項1乃至3のいずれか一項に記載のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩。
  5. 前記一般式(1)における、R、R、R及びRが、各々独立に、メチル基又はエチル基であり、Yが塩化物イオン又は臭化物イオンである請求項1乃至3のいずれか一項に記載のヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩。
  6. 請求項1に記載の一般式(1)で表されるヘキサヒドロベンゾジピロリウム塩、シリカ源、アルミナ源、アルカリ源及び水を含む組成物を結晶化させる結晶化工程、を有することを特徴とするゼオライトの製造方法。
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