JP4258606B2 - Phosphorus-containing organic zeolite analogues and process for producing the same - Google Patents

Description

【００１０】
（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ニトロ基又はアミノ基を表す。）
で表される含リン有機ゼオライト類縁体、また、式［２］
【００１１】
【化６】

【００１２】
（式中、Ｒ^１及びＲ^２は、前記と同じ意味を表す。）
で表されるアントラセン−ビスレゾルシン化合物と、式［３］
【００１３】
【化７】

【００１４】
（式中、Ｒ^３及びＲ^４は、前記と同じ意味を表し、Ｘはハロゲン原子を表す。）で表されるフェニルホスホン酸ジハライド化合物とを反応させることを特徴とする、式［１］で表される含リン有機ゼオライト類縁体の製造法に関する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
【００１６】
本発明の製造法は、下記のルートで表される。
【００１７】
【化８】

【００１８】
（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４、並びにＸは、前記と同じ意味を表す。）
即ち、アントラセン−ビスレゾルシン化合物とフェニルホスホン酸ジハライドを塩基の存在下で重縮合させることにより目的とする含リン有機ゼオライト類縁体を製造することができる。
【００１９】
原料のアントラセン−ビスレゾルシン化合物は、下記のスキーム１−１〜スキーム１−２のルートで製造される。
【００２０】
スキーム１−１
【００２１】
【化９】

【００２２】
（式中、Ｒ^１及びＲ^２、並びにＸは、前記と同じ意味を表す。）
スキーム１−２
【００２３】
【化１０】

【００２４】
（式中、Ｒ^１及びＲ^２は、前記と同じ意味を表す。）
即ち、１−ハロゲノ−３，５−ジメトキシベンゼン化合物とマグネシウムから、グリニヤール試薬を調製し、９，１０−ジハロゲノアントラセン化合物とニッケル錯体触媒存在下で反応させることにより９，１０−ビス（３，５−ジメトキシ−１−フェニル）アントラセン化合物（以下、ＢＤＭＰＡ化合物と略記する。）が得られる。次に、このＢＤＭＰＡ化合物と三臭化ホウ素と反応させることにより目的のアントラセン−ビスレゾルシン化合物が得られる［参考文献：「シュプラモレキュラー・ケミストリー（Supramol. Chem.）」，１９９５年，第４巻，ｐ．２２９−２４１］。
【００２５】
アントラセン−ビスレゾルシン化合物の置換基Ｒ^１、Ｒ^２としては、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ニトロ基又はアミノ基を表す。
【００２６】
入手の容易性からは、共に水素原子の９，１０−ビス（３，５−ジヒドロキシ−１−フェニル）アントラセン（以下、ＢＤＨＰＡと略記する。）が経済的である。
【００２７】
もう一方の原料であるフェニルホスホン酸ジハライドの置換基Ｒ^１、Ｒ^２としては、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ニトロ基又はアミノ基を表す。
【００２８】
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及び沃素原子である。
【００２９】
実用的な入手の容易性からは、置換基Ｒ^１、Ｒ^２が水素原子であり、ハロゲン原子が塩素原子のフェニルホスホン酸ジクロリド（以下、ＰＰＣＬと略記する。）が挙げられる。また、日産化学工業株式会社で工業薬品として製造されているため、安価に入手できて、経済的で好ましい。
【００３０】
ＰＰＣＬの仕込み量は、ＢＤＨＰＡ １．０モルに対して２．０モルを加えることが好ましい。
【００３１】
本反応では、脱ハロゲン化水素化剤として塩基を存在させることが好ましく、その種類としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン及びトリプロピルアミン等に代表される鎖状アルキルアミン化合物、ピリジン、アニリン及びＮ−メチルアニリン等に代表される芳香族アミン化合物、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノ−５−ネン（ＤＢＮ）、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＢＯ）及び１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセ−７−エン（ＤＢＵ）等に代表される環状アルキルアミン化合物、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸水素カリウム等の金属炭酸塩等が挙げられる。これらの塩基の中で特に好ましいものは、トリエチルアミンやトリプロピルアミンである。その使用量は、ＢＤＨＰＡ １．０モルに対して４．０当量（ＢＤＨＰＡと当量）が好ましい。
【００３２】
また、本反応では溶媒を使用するのが好ましい。その種類としては、炭化水素化合物は、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族族炭化水素化合物類、脂肪族エーテル化合物は、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグライム）等の鎖状エーテル類、１，４−ジオキサン、１２−クラウン−４−エーテル、１５−クラウン−５−エーテル、１８−クラウン−６−エーテル、ジベンゾ−１８−クラウン−６−エーテル等の環状エーテル類等、脂肪族ケトン化合物は、アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等、脂肪族エステル化合物は、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル及びプロピオン酸エチル等、脂肪族ニトリル化合物は、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル及びバレロニトリル等、脂肪族アミド化合物は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）及び１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）等、脂肪族ニトロ化合物は、ニトロメタン、ニトロエタン及びニトロプロパン等、更に脂肪族スルホン化合物はジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）及びスルホラン等が一例として挙げられる。これらの中でトルエン、キシレン等の芳香族族炭化水素化合物類が実用的に好ましい。その使用量は、ＢＤＨＰＡに対し１〜２００質量倍、特には５〜１００質量倍が反応の収率上好ましい。
【００３３】
本反応の温度は、−５０〜１５０℃の範囲が好ましく、特には−１０〜１００℃の範囲で行うのが好ましい。
【００３４】
反応時間は、通常１〜３０時間で終了させることができる。反応の追跡は、薄層クロマトグラフィー法で原料の消失で確認できる。
【００３５】
反応生成物は、沈降するので、濾過により捕集した後、ＤＭＳＯに分散させ、再度濾過により捕集し、メタノール洗浄後減圧乾燥することにより黄白色粉末の不溶性ポリマーが得られる。
【００３６】
【実施例】
以下に実施例を挙げ、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
なお、実施例で用いた分析法は以下の通りである。
【００３８】
［１］ 元素分析
１）ＣＨＮ定量分析： ２４００ＣＨＮ（ＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ Ｃｏｒｐ．製）で測定した。
【００３９】
２）Ｐ定量分析：硫酸、硝酸で加熱分解後、ＩＣＰ−ＡＥＳで測定した。
【００４０】
ＩＣＰ−ＡＥＳ装置：ＶＩＳＴＡ ＰＲＯ（Ｓｅｉｋｏ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製）で測定した。測定条件 波長：２１３．６１８ｎｍ、検量線：絶対検量線法。
【００４１】
［２］ 熱重量分析（ＴＧ−ＤＴＡ）
ＴＧ−ＤＴＡ装置：ＴＧ８１２０（Ｒｉｇａｋｕ Ｔｈｅｒｍｏｐｌｕｓ製）で測定した。測定条件 空気気流中、昇温速度：１０℃／ｍｉｎ。
【００４２】
［３］ 赤外分光法（ＩＲ）
ＩＲ装置：ＳＰＥＣＴＲＵＭ ２０００（Ｐａｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ製）で測定した。測定条件 ＫＢｒ錠剤法、測定範囲４０００〜４００ｃｍ^−１。
【００４３】
［４］ 蒸気吸着特性測定
ポリマーによる各種吸着質の吸着等温線は、定容型の蒸気吸着測定装置により測定した。
【００４４】
蒸気吸着条件：
ＢＥＬＳＯＲＰ１８ ＳＰ−Ｖ（日本ベル製）で測定した。
【００４５】
装置仕様：サンプルチャンバー容量１５ｍＬ、測定温度２５℃±０．１℃、サンプル量３００ｍｇ、前処理温度１００℃、前処理真空度０．００１ｔｏｒｒ以下、前処理時間１８時間、ガスチャンバー容量１７６．３６ｍＬ、死容積測定ガスＨｅ。
【００４６】
参考例１
９，１０−ビス（３，５−ジメトキシ−１−フェニル）アントラセン［ＢＤＭＰＡ］の合成
【００４７】
【化１１】

【００４８】
グリニヤール反応：窒素下、マグネシウム（２．１１ｇ，０．０８７ｍｏｌ）にテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１０ｍ１を加え、少量のジブロモエタンでマグネシウムを活性化する。滴下ロートより１−クロロ−３，５−ジメトキシベンゼン（１０ｇ，０．０５８ｍｏｌ）のＴＨＦ溶液（２０ｍｌ）をゆっくりと加える。約７ｍｌほど滴下したところで滴下をやめ、反応容器を一度加熱還流させる。溶液がやや緑色になることを確認した後、最後まで滴下する。約２４時間加熱還流を行う。
【００４９】
クロスカップリング反応：窒素下、９，１０−ジメトキシアントラセン（５．８３ｇ，０．０１５ｍｏｌ）および［ＮｉＣｌ_２（ｄｐｐｐ）］（０．１９ｇ，１ｍｏｌ％）をベンゼンとＴＨＦの混合溶媒（ベンゼン２２０ｍｌ＋ＴＨＦ１５０ｍｌ）に溶解する（４０℃）。滴下ロートに先のグリニヤール試薬を移し、ゆっくりと滴下する。滴下終了後、室温で１２時間以上撹拌する。反応終了後、反応液を濃縮し、これをクロロホルム（又は塩化メチレン）で抽出する。希塩酸、水、飽和重曹水、飽和食塩水で処理後、硫酸ナトリウム上で乾燥する。溶媒を留去し粗体を得る。これをメタノールで洗浄後、乾燥することにより高純度の目的物ＢＤＭＰＡが得られる（収率５０％）。
【００５０】
参考例２
９，１０−ビス（３，５−ジハイドロキシ−１−フェニル）アントラセン［ＢＨＰＡ］の合成
【００５１】
【化１２】

【００５２】
乾燥空気下（窒素下では反応が進行しない）、９，１０−ビス（３，５−ジメトキシ−１−フェニル）アントラセン［ＢＤＭＰＡ］（２．５９ｇ，０．００５８ｍｏｌ）を塩化メチレン８０ｍｌに溶解し、氷浴で冷却する。滴下ロートから三臭化ホウ素（３．２ｍｌ，０．０３４５ｍｏｌ）の塩化メチレン溶液（約４０ｍｌ）を遮光下ゆっくりと滴下する。約１２時間撹拌を続ける。反応終了後、水冷下、反応溶液にゆっくり水を加える（塩化メチレンと同容積）。エバポレーターで塩化メチレンのみをほとんど留去し、これを酢酸エチルで抽出する。飽和重曹水、水、飽和食塩水で処理後、硫酸ナトリウム上で乾燥する。溶媒を留去し、粗体を得る。これをシリカゲルフラッシュカラム（溶出液：酢酸エチル）にかけ、原点成分を除く。目的物を含むフラクションを濃縮し、これを少量の活性炭で処理する（液の黄色味がかなり抜ける）。最後に、目的物を最少量の酢酸エチルに溶解し、ヘキサンあるいはベンゼン雰囲気下に放置して得られた結晶を加熱乾燥することにより、純粋なアントラセン−ビスレゾルシン化合物［ＢＨＰＡ］が得られる（収率８０％）。
【００５３】
実施例１
９，１０−ビス（３，５−ジハイドロキシ−１−フェニル）アントラセン［ＢＨＰＡ］とフェニルホスホン酸ジクロライド［ＰＰＣＬ］の縮合ポリマーの合成
【００５４】
【化１３】

【００５５】
９，１０−ビス（３，５−ジハイドロキシ−１−フェニル）アントラセン［ＢＨＰＡ］０．３９４ｇ（１ｍｍｏｌ）の乾燥ベンゼン（５０ｍＬ）懸濁液にフェニルホスホン酸ジクロライド［ＰＰＣＬ］０．２８４ｍＬ（２ｍｍｏｌ）を加え、窒素下で３０分間攪拌した。この溶液にトリエチルアミン０．２７８ｍＬ（２ｍｍｏｌ）を加え、室温で３時間攪拌した。反応液中の沈殿物を濾取して、これをＤＭＳＯ１００ｍＬ中に分散させた。その後、不溶分を濾取し、これをメタノール（合計１００ｍＬ）で洗浄した。得られた黄白色粉末を６０℃で減圧乾燥し、目的物である不溶性ポリマー：［ＢＨＰＡ］＋［ＰＰＣＬ］縮合ポリマー０．３９７ｇ（収率４１．５％）を得た。
【００５６】
以下の分析値から目的物の上記構造を確認した。
ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ^−１）：ν１４４０（Ｐ−Ｃ，ｓｔ．），１２６２（Ｐ＝Ｏ，ｓｔ．）（図５：ＩＲチャート参照）
（原料ＢＨＰＡのヒドロキシ基消失）
元素分析（ｗｔ％）：Ｃ：７１．５０，Ｈ：４．５５，Ｏ：１４．４２，Ｐ：９．５３［理論値：ポリマーの繰り返し１単位をＣ_３８Ｈ_２４Ｏ_６Ｐ_２（Ｍｏｌ．Ｗｔ．：６３８）として、Ｃ：７１．５，Ｈ：３．８，Ｏ：１５．０，Ｐ：９．７］
熱分解温度（ＴＧ−ＤＴＡ）：５１５．９℃（５５６℃，８３分後残渣：３．３２％）
実施例２
［ＢＨＰＡ］＋［ＰＰＣＬ］縮合ポリマーの蒸気吸着測定（図１〜４の吸着等温線を参照。）
ゲストとしてベンゼン、メタノール、酢酸エチル及び水に関して２５℃（２９８Ｋ）における吸着等温線の測定を行った。標準状態、相対圧０．８において、ポリマー１ｇ当たり、ベンゼン７０ｍＬ、メタノール８５ｍＬ、酢酸エチル５０ｍＬ、及び水５０ｍＬのゲストを蒸気吸着することが明らかになった。
【００５７】
【発明の効果】
低濃度有機分子吸着剤、ガス吸蔵体、金属捕集剤、反応触媒等の用途が期待される含リン有機ゼオライト類縁体及びその製造法を提供した。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ベンゼンの２９８Ｋにおける吸着等温線
【図２】 メタノールの２９８Ｋにおける吸着等温線
【図３】 酢酸エチルの２９８Ｋにおける吸着等温線
【図４】 水の２９８Ｋにおける吸着等温線
【図５】 ［ＢＨＰＡ］＋［ＰＰＣＬ］縮合ポリマーのＩＲチャート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a phosphorus-containing organic zeolite analog.
[0002]
The phosphorus-containing organic zeolite analog of the present invention is expected to be used for low-concentration organic molecular adsorbents, fluorescent adsorbents, gas storage materials, metal scavengers, reaction catalysts, and the like.
[0003]
[Prior art]
Conventionally, the anthracene-bisresorcin compound itself, which is the raw material of the phosphorus-containing organic zeolite analog of the present invention, also forms a hydrogen bond network and exhibits a porous behavior, but this is crystalline, and upon adsorption of guest molecules There is a remarkable phase change (see Non-Patent Documents 1 and 2). This appears in the form of an adsorption isotherm, and the adsorption isotherm of the anthracene-bisresorcin compound rises sharply from a certain pressure threshold (transition of crystal phase to crystal phase). In this case, adsorption occurs for the first time at a concentration equal to or higher than the threshold value, and is not suitable for uptake from an extremely low concentration. If the phase containing the guest is too stable, a large amount of energy is required to remove the guest and reuse it.
[0004]
An amorphous polymer obtained by networking an anthracene-bisresorcin compound with a metal alkoxide is also known (see Non-Patent Document 3). It has also been shown to be porous and to act as a solid Lewis acid. However, this metal alkoxide type porous material is unstable to air and moisture and is not easy to handle.
[0005]
[Non-Patent Document 1]
“J. Am. Chem. Soc.” (USA), 1998, 120, 35, p. 8933-8940
[Non-Patent Document 2]
“J. Am. Chem. Soc.” (USA), 1995, Vol. 117, No. 32, p. 8341-8352
[Non-Patent Document 3]
“J. Am. Chem. Soc.” (USA), 1998, 120, 33, p. 8539-8540
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Low concentration organic molecule adsorbent, fluorescent adsorbent, gas occluding material, metal that can take in guest from extremely low concentration and the adsorption isotherm rises slowly from the low pressure side and is stable to air and moisture and easy to handle It is an object to provide an amorphous polymer that is expected to be used as a collector, a reaction catalyst, and the like.
[0007]
[Means for Solving the Invention]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor is the first to form a covalent bond (network) by condensation polymerization of the anthracene-bisresorcin compound and the phosphorus-containing halide monomer. The amorphous polymer was successfully synthesized.
[0008]
That is, the present invention provides the formula [1]
[0009]
[Chemical formula 5]

[0010]
(Wherein R ¹ , R ² , R ³ and R ⁴ are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a carbon number. 1-10 alkoxycarbonyl groups, carboxyl groups, nitro groups or amino groups are represented.)
A phosphorus-containing organic zeolite analog represented by the formula [2]
[0011]
[Chemical 6]

[0012]
(Wherein R ¹ and R ² represent the same meaning as described above.)
An anthracene-bisresorcin compound represented by the formula [3]
[0013]
[Chemical 7]

[0014]
(Wherein R ³ and R ⁴ represent the same meaning as described above, and X represents a halogen atom), and a phenylphosphonic acid dihalide compound represented by formula [1] is used. The present invention relates to a method for producing a phosphorus-containing organic zeolite analogue.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below.
[0016]
The production method of the present invention is represented by the following route.
[0017]
[Chemical 8]

[0018]
(Wherein R ¹ , R ² , R ³ and R ⁴ , and X represent the same meaning as described above.)
That is, the target phosphorus-containing organic zeolite analog can be produced by polycondensation of an anthracene-bisresorcin compound and phenylphosphonic acid dihalide in the presence of a base.
[0019]
The raw material anthracene-bisresorcin compound is produced by the route of the following scheme 1-1 to scheme 1-2.
[0020]
Scheme 1-1
[0021]
[Chemical 9]

[0022]
(In the formula, R ¹ and R ² , and X represent the same meaning as described above.)
Scheme 1-2
[0023]
[Chemical Formula 10]

[0024]
(Wherein R ¹ and R ² represent the same meaning as described above.)
That is, by preparing a Grignard reagent from a 1-halogeno-3,5-dimethoxybenzene compound and magnesium and reacting the 9,10-dihalogenoanthracene compound with a nickel complex catalyst, 9,10-bis (3,3 A 5-dimethoxy-1-phenyl) anthracene compound (hereinafter abbreviated as BDMPA compound) is obtained. Next, the target anthracene-bisresorcin compound is obtained by reacting this BDMPA compound with boron tribromide [Reference: “Supramol. Chem.”, 1995, Vol. 4, p. 229-241].
[0025]
The substituents R ¹ and R ² of the anthracene-bisresorcin compound are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or 1 carbon atom. Represents 10 to 10 alkoxycarbonyl group, carboxyl group, nitro group or amino group.
[0026]
From the viewpoint of availability, 9,10-bis (3,5-dihydroxy-1-phenyl) anthracene (hereinafter abbreviated as BDHPA) which is a hydrogen atom is economical.
[0027]
Substituents R ¹ and R ² of the other raw material phenylphosphonic acid dihalide are independently a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms. Group, a C1-C10 alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a nitro group, or an amino group.
[0028]
The halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
[0029]
In terms of practical availability, phenylphosphonic dichloride (hereinafter abbreviated as PPCL) in which the substituents R ¹ and R ² are hydrogen atoms and the halogen atom is a chlorine atom can be mentioned. Moreover, since it is manufactured as an industrial chemical by Nissan Chemical Industries, it can be obtained at a low cost, which is economical and preferable.
[0030]
It is preferable to add 2.0 mol of PPCL with respect to 1.0 mol of BDHPA.
[0031]
In this reaction, it is preferable that a base is present as a dehydrohalogenating agent, and types thereof include chain alkylamine compounds represented by trimethylamine, triethylamine, tripropylamine and the like, pyridine, aniline and N-methylaniline. 1,5-diazabicyclo [4.3.0] no-5-ene (DBN), 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DBO) and 1, Examples thereof include cyclic alkylamine compounds typified by 8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU) and the like, metal carbonates such as sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate and potassium bicarbonate. . Particularly preferred among these bases are triethylamine and tripropylamine. The amount used is preferably 4.0 equivalents (equivalent to BDHPA) per 1.0 mol of BDHPA.
[0032]
In this reaction, it is preferable to use a solvent. As the type, the hydrocarbon compound is an aromatic hydrocarbon compound such as benzene, toluene, xylene, the aliphatic ether compound is a chain ether such as 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), Aliphatic ketone compounds such as cyclic ethers such as 1,4-dioxane, 12-crown-4-ether, 15-crown-5-ether, 18-crown-6-ether and dibenzo-18-crown-6-ether Acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, aliphatic ester compounds such as ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate and ethyl propionate, aliphatic nitrile compounds include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile and valeronitrile, Aliphatic amidation The product includes aliphatic nitro such as N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), N-methylpyrrolidone (NMP) and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI). Examples of the compound include nitromethane, nitroethane, and nitropropane, and examples of the aliphatic sulfone compound include dimethyl sulfoxide (DMSO) and sulfolane. Of these, aromatic hydrocarbon compounds such as toluene and xylene are practically preferred. The amount used is preferably 1 to 200 times by mass, particularly 5 to 100 times by mass, relative to BDHPA, in terms of reaction yield.
[0033]
The temperature of this reaction is preferably in the range of −50 to 150 ° C., particularly preferably in the range of −10 to 100 ° C.
[0034]
The reaction time can usually be completed in 1 to 30 hours. Follow-up of the reaction can be confirmed by disappearance of the raw material by thin layer chromatography.
[0035]
Since the reaction product settles, it is collected by filtration, dispersed in DMSO, collected by filtration again, washed with methanol, and dried under reduced pressure to obtain a yellowish white powder insoluble polymer.
[0036]
【Example】
Examples Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0037]
The analytical methods used in the examples are as follows.
[0038]
[1] Elemental analysis 1) Quantitative analysis of CHN: Measured with 2400CHN (manufactured by PERKIN-ELMER Corp.).
[0039]
2) P quantitative analysis: measured by ICP-AES after thermal decomposition with sulfuric acid and nitric acid.
[0040]
ICP-AES apparatus: Measured with VISTA PRO (manufactured by Seiko Instruments). Measurement conditions Wavelength: 213.618 nm, calibration curve: absolute calibration curve method.
[0041]
[2] Thermogravimetric analysis (TG-DTA)
TG-DTA apparatus: Measured with TG8120 (manufactured by Rigaku Thermoplus). Measurement conditions In air stream, temperature rising rate: 10 ° C./min.
[0042]
[3] Infrared spectroscopy (IR)
IR apparatus: Measured with SPECTRUM 2000 (manufactured by Parkin-Elmer). Measurement conditions KBr tablet method, measurement range 4000-400 cm ⁻¹ .
[0043]
[4] Vapor adsorption property measurement The adsorption isotherms of various adsorbates by the polymer were measured with a constant volume vapor adsorption measuring device.
[0044]
Vapor adsorption conditions:
It measured with BELSORP18 SP-V (made by Nippon Bell).
[0045]
Equipment specifications: sample chamber volume 15 mL, measurement temperature 25 ° C. ± 0.1 ° C., sample amount 300 mg, pretreatment temperature 100 ° C., pretreatment vacuum degree 0.001 torr or less, pretreatment time 18 hours, gas chamber capacity 176.36 mL, Dead volume measuring gas He.
[0046]
Reference example 1
Synthesis of 9,10-bis (3,5-dimethoxy-1-phenyl) anthracene [BDMPA]
Embedded image

[0048]
Grignard reaction: Under nitrogen, 10 ml of tetrahydrofuran (THF) is added to magnesium (2.11 g, 0.087 mol), and magnesium is activated with a small amount of dibromoethane. From a dropping funnel, 1-chloro-3,5-dimethoxybenzene (10 g, 0.058 mol) in THF (20 ml) is slowly added. When about 7 ml is dropped, the dropping is stopped and the reaction vessel is heated to reflux once. After confirming that the solution is slightly green, add dropwise to the end. Heat to reflux for about 24 hours.
[0049]
Cross coupling reaction: Under nitrogen, 9,10-dimethoxyanthracene (5.83 g, 0.015 mol) and [NiCl ₂ (dppp)] (0.19 g, 1 mol%) were mixed with benzene and THF (220 ml of benzene + 150 ml of THF). (40 ° C.). Transfer the previous Grignard reagent to the dropping funnel and slowly drop it. After completion of dropping, the mixture is stirred at room temperature for 12 hours or more. After completion of the reaction, the reaction solution is concentrated and extracted with chloroform (or methylene chloride). After treatment with dilute hydrochloric acid, water, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, and saturated brine, it is dried over sodium sulfate. The solvent is distilled off to obtain a crude product. This is washed with methanol and then dried to obtain the target BDMPA having a high purity (yield 50%).
[0050]
Reference example 2
Synthesis of 9,10-bis (3,5-dihydroxy-1-phenyl) anthracene [BHPA]
Embedded image

[0052]
Under dry air (the reaction does not proceed under nitrogen), 9,10-bis (3,5-dimethoxy-1-phenyl) anthracene [BDMPA] (2.59 g, 0.0058 mol) was dissolved in 80 ml of methylene chloride, Cool in an ice bath. From a dropping funnel, a solution of boron tribromide (3.2 ml, 0.0345 mol) in methylene chloride (about 40 ml) is slowly added dropwise under light shielding. Continue stirring for about 12 hours. After completion of the reaction, water is slowly added to the reaction solution under water cooling (same volume as methylene chloride). Most of the methylene chloride is distilled off with an evaporator, and this is extracted with ethyl acetate. After treatment with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, water, and saturated brine, it is dried over sodium sulfate. The solvent is distilled off to obtain a crude product. Apply this to a silica gel flash column (eluent: ethyl acetate) to remove the origin component. Concentrate the fraction containing the desired product and treat it with a small amount of activated charcoal (the yellow color of the liquid is considerably lost). Finally, a pure anthracene-bisresorcin compound [BHPA] is obtained by dissolving the target product in a minimum amount of ethyl acetate and heating and drying the crystals obtained by leaving them in a hexane or benzene atmosphere (contained). 80%).
[0053]
Example 1
Synthesis of condensation polymer of 9,10-bis (3,5-dihydroxy-1-phenyl) anthracene [BHPA] and phenylphosphonic dichloride [PPCL]
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[0055]
To a suspension of 9,94-bis (3,5-dihydroxy-1-phenyl) anthracene [BHPA] 0.394 g (1 mmol) in dry benzene (50 mL), phenylphosphonic acid dichloride [PPCL] 0.284 mL (2 mmol). And stirred for 30 minutes under nitrogen. To this solution, 0.278 mL (2 mmol) of triethylamine was added and stirred at room temperature for 3 hours. The precipitate in the reaction solution was collected by filtration and dispersed in 100 mL of DMSO. Thereafter, insoluble matters were collected by filtration and washed with methanol (total of 100 mL). The yellowish white powder obtained was dried at 60 ° C. under reduced pressure to obtain 0.397 g (yield 41.5%) of the target product, insoluble polymer: [BHPA] + [PPCL] condensation polymer.
[0056]
The above structure of the target product was confirmed from the following analysis values.
IR (KBr, cm ⁻¹ ): ν 1440 (PC, st.), 1262 (P = O, st.) (See FIG. 5: IR chart)
(Hydroxy group disappearance of raw material BHPA)
Elemental analysis (wt%): C: 71.50, H: 4.55, O: 14.42, P: 9.53 [theoretical value: one unit of polymer repeat is C ₃₈ H ₂₄ O ₆ P ₂ (Mol Wt.:638), C: 71.5, H: 3.8, O: 15.0, P: 9.7]
Thermal decomposition temperature (TG-DTA): 515.9 ° C (556 ° C, residue after 83 minutes: 3.32%)
Example 2
Vapor adsorption measurement of [BHPA] + [PPCL] condensation polymer (see adsorption isotherms in FIGS. 1-4).
The adsorption isotherm was measured at 25 ° C. (298 K) for benzene, methanol, ethyl acetate and water as guests. It was revealed that 70 mL of benzene, 85 mL of methanol, 50 mL of ethyl acetate, and 50 mL of water were vapor-adsorbed per gram of polymer under standard conditions and a relative pressure of 0.8.
[0057]
【The invention's effect】
Provided are phosphorus-containing organic zeolite analogues that are expected to be used for low-concentration organic molecule adsorbents, gas storages, metal scavengers, reaction catalysts, and the like, and a method for producing the same.
[Brief description of the drawings]
[Fig. 1] Adsorption isotherm of benzene at 298K [Fig. 2] Adsorption isotherm of methanol at 298K [Fig. 3] Adsorption isotherm of ethyl acetate at 298K [Fig. 4] Adsorption isotherm of water at 298K [Fig. IR chart of BHPA] + [PPCL] condensation polymer

Claims (2)

Formula [1]

(Wherein R ¹ , R ² , R ³ and R ⁴ are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a carbon number. 1-10 alkoxycarbonyl groups, carboxyl groups, nitro groups or amino groups are represented.)
A phosphorus-containing organic zeolite analogue represented by Formula [2]

Wherein R ¹ and R ² are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkoxycarbonyl having 1 to 10 carbon atoms. Represents a group, carboxyl group, nitro group or amino group.)
An anthracene-bisresorcin compound represented by the formula [3]

(In the formula, R ³ and R ⁴ are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkoxycarbonyl having 1 to 10 carbon atoms. Represents a group, a carboxyl group, a nitro group or an amino group, and X represents a halogen atom.)
And a phenylphosphonic acid dihalide compound represented by the formula: [1], wherein the compound is reacted in the presence of a base.

(In the formula, R ¹ , R ² , R ³ and R ⁴ represent the same meaning as described above.)
The manufacturing method of the phosphorus-containing organic zeolite analog represented by these.

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