JP4507069B2 - Method for producing dialkylphenol dimer - Google Patents
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Description
本発明は、ジアルキルフェノール2量体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a dialkylphenol dimer.
置換基を有するフェノール(フェノール類)の2量体(フェノール類2量体)は樹脂材料などとして広く用いられており、従来、各種フェノール類2量体を得るための方法が提案されている。
特許文献1では、水性媒体中において、ペルオキシダーゼ酵素、過酸化物及びラジカル伝達薬剤の存在下で、置換芳香族化合物を反応させる2量体化方法が記載されている。
特許文献2では、便利で安価な合成方法への要望に対応して、過酸化物の存在する水性媒質中で、炭素原子数1ないし6のアルキル基を持つ2,4−または2,6−ジアルキルフェノールを大豆ペルオキシダーゼ酵素と反応させ、2,4−または2,6−ジアルキルフェノールの酸化的カップリングによりテトラアルキルビフェノールを生成する方法、あるいはテトラアルキルキノンを生成し、このテトラアルキルキノンを還元してテトラアルキルビフェノール(ジアルキルフェノール2量体に相当する)を生成する方法が記載されている。
Patent Document 1 describes a dimerization method in which a substituted aromatic compound is reacted in an aqueous medium in the presence of a peroxidase enzyme, a peroxide, and a radical transfer agent.
In Patent Document 2, in response to a demand for a convenient and inexpensive synthesis method, 2,4- or 2,6- having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in an aqueous medium containing a peroxide. Dialkylphenol is reacted with soybean peroxidase enzyme to produce tetraalkylbiphenol by oxidative coupling of 2,4- or 2,6-dialkylphenol, or tetraalkylquinone is produced, and this tetraalkylquinone is reduced. A process for producing tetraalkylbiphenols (corresponding to dialkylphenol dimers) is described.
しかし、特許文献1、2に記載の方法でフェノール類2量体を合成すると、得られるフェノール類2量体の収率が安定しない。また、フェノール類2量体を得るまでの製造工程において、絶えず加熱等の温度制御が必要であり、効率よく生産を行うには問題となる。また、特許文献1、2に記載の方法では、充分な濃度のフェノール類2量体を得るためには、8時間超など非常に長時間の工程が必要とされる。 However, when a phenol dimer is synthesized by the methods described in Patent Documents 1 and 2, the yield of the resulting phenol dimer is not stable. In addition, temperature control such as heating is constantly required in the production process until the phenol dimer is obtained, which is a problem for efficient production. In addition, in the methods described in Patent Documents 1 and 2, a very long process such as more than 8 hours is required to obtain a phenol dimer having a sufficient concentration.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ジアルキルフェノール2量体を、短時間、低温で、安定した収率をもって効率よく得るための製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a production method for efficiently obtaining a dialkylphenol dimer in a short time at a low temperature and with a stable yield.
本発明のジアルキルフェノール2量体の製造方法は、水性媒質中で、炭素数1〜4のアルキル基を有するジアルキルフェノールと、マンガンペルオキシダーゼと、過酸化水素と、二価のマンガンイオンとを反応させて第一生成物を得る第一工程と、前記第一工程に引き続いて該第一生成物に還元剤を添加する第二工程とを有し、前記第二工程を、0℃以上25℃以下で行うことを特徴とする。 The method for producing a dialkylphenol dimer according to the present invention comprises reacting a dialkylphenol having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, manganese peroxidase, hydrogen peroxide, and a divalent manganese ion in an aqueous medium. a first step of obtaining a first product Te, subsequent to the first step have a a second step of adding a reducing agent to said first product, the second step, 0 ° C. or higher 25 ° C. or less It is characterized by being performed by.
本発明の製造方法によれば、ジアルキルフェノールを材料としてフェノール類2量体であるジアルキルフェノール2量体を安定して製造することができ、しかも製造工程全体を通して低温、短時間という効率のよい条件で製造できる。
さらに酵素濃度および基質濃度を制御することで、高収率をもってジアルキルフェノール2量体を提供することができる。
According to the production method of the present invention, a dialkylphenol dimer, which is a phenol dimer, can be stably produced using a dialkylphenol as a material, and the efficient conditions of low temperature and short time throughout the production process. Can be manufactured.
Furthermore, the dialkylphenol dimer can be provided with high yield by controlling the enzyme concentration and the substrate concentration.
本発明に係るジアルキルフェノール2量体の製造方法は、水性媒質中で、炭素数1〜4のアルキル基を有するジアルキルフェノールと、マンガンペルオキシダーゼと、酸化剤と、二価のマンガンイオン(Mn2+)とを反応させて第一生成物を得る第一工程と、前記第一工程に引き続いて該第一生成物に還元剤を添加する第二工程とを有することを特徴とする。 The method for producing a dialkylphenol dimer according to the present invention includes a dialkylphenol having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, manganese peroxidase, an oxidizing agent, and a divalent manganese ion (Mn 2+ ) in an aqueous medium. And a second step of adding a reducing agent to the first product subsequent to the first step.
本発明においては、まず、水性媒質中で、炭素数1〜4のアルキル基を有するジアルキルフェノールと、マンガンペルオキシダーゼと、酸化剤と、Mn2+とを反応させて第一生成物を得る第一工程を行う。
第一工程は、例えば、マンガンペルオキシダーゼと、ジアルキルフェノールと、マンガンの酸化数が+2であるマンガン化合物とを、水性媒質中に溶解あるいは分散させた反応液を調製し、該反応液に酸化剤を添加することで開始することができる。なお、ジアルキルフェノールを有機溶媒に溶解させた溶液を、水性媒質中に分散させてもよい。この場合、後述の水性媒質における有機溶媒含有率が10体積%以下であればよい。
In the present invention, first, a first step of obtaining a first product by reacting a dialkylphenol having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, manganese peroxidase, an oxidizing agent, and Mn 2+ in an aqueous medium. I do.
In the first step, for example, a reaction solution in which manganese peroxidase, dialkylphenol, and a manganese compound having an oxidation number of manganese of +2 are dissolved or dispersed in an aqueous medium is prepared, and an oxidizing agent is added to the reaction solution. It can be started by adding. A solution in which dialkylphenol is dissolved in an organic solvent may be dispersed in an aqueous medium. In this case, the organic solvent content in the aqueous medium described later may be 10% by volume or less.
水性媒質としては、水、pH緩衝液、または、水もしくはpH緩衝液と有機溶媒との混合溶液が用いられる。
pH緩衝液としては、例えば、マロン酸緩衝液、シュウ酸緩衝液、酒石酸緩衝液、酢酸緩衝液、コハク酸緩衝液、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、等が挙げられる。
水性媒質が水と有機溶媒の混合溶液である場合、有機溶媒の割合は10体積%以下、好ましくは5体積%以下である。ここで、利用しうる有機溶媒の代表的な例としては、ヘキサン、トリクロロメタン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、ブタノール、エタノール、メタノール、ジオキサン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ギ酸ジメチルホルムアミドメチル、アセトン、n−プロパノール、イソプロパノール、t−ブチルアルコール等が挙げられる。
As the aqueous medium, water, a pH buffer solution, or a mixed solution of water or a pH buffer solution and an organic solvent is used.
Examples of the pH buffer include malonate buffer, oxalate buffer, tartrate buffer, acetate buffer, succinate buffer, citrate buffer, phosphate buffer, and the like.
When the aqueous medium is a mixed solution of water and an organic solvent, the proportion of the organic solvent is 10% by volume or less, preferably 5% by volume or less. Here, representative examples of organic solvents that can be used include hexane, trichloromethane, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butanol, ethanol, methanol, dioxane, acetonitrile, tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide methyl formate, acetone, n- Examples include propanol, isopropanol, t-butyl alcohol, and the like.
本発明の製造方法においては、水性媒質中に有機酸を含有させることが、マンガンペルオキシダーゼによる酵素反応を効率よく進行させるために好ましい。有機酸として、マロン酸、シュウ酸、酒石酸などを用いることが好ましい。これらの有機酸は、酸化剤が還元されることに伴うMn2+の酸化によって生成する、三価のマンガンイオン(Mn3+)と効率よく錯体を形成するからである。
特に、pH緩衝液として酢酸緩衝液、コハク酸緩衝液、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液等を用いる場合は、上記の好ましい有機酸を用いることが望ましい。
In the production method of the present invention, it is preferable to contain an organic acid in the aqueous medium in order to allow the enzymatic reaction with manganese peroxidase to proceed efficiently. As the organic acid, it is preferable to use malonic acid, oxalic acid, tartaric acid or the like. This is because these organic acids efficiently form complexes with trivalent manganese ions (Mn 3+ ) generated by oxidation of Mn 2+ accompanying the reduction of the oxidizing agent.
In particular, when an acetate buffer, succinate buffer, citrate buffer, phosphate buffer, or the like is used as the pH buffer, it is desirable to use the preferred organic acids described above.
本発明に用いられるジアルキルフェノールは、炭素数1〜4のアルキル基を有する。本発明に使用可能なジアルキルフェノールとしては、2,4‐ジアルキルフェノール、2,6‐ジアルキルフェノール、3,5‐ジアルキルフェノール、2,3‐ジアルキルフェノール、2,5‐ジアルキルフェノール等の、各種置換位置の2置換フェノールが挙げられる。これらの中でも、2,4‐体、2,6‐体が好ましく、特に、下記一般式(1)に示す2,6‐ジアルキルフェノールを用いることが、ジアルキルフェノール2量体の収率の観点から好ましい。 The dialkylphenol used in the present invention has an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Dialkylphenols that can be used in the present invention include various substitutions such as 2,4-dialkylphenol, 2,6-dialkylphenol, 3,5-dialkylphenol, 2,3-dialkylphenol, and 2,5-dialkylphenol. Positional disubstituted phenols are mentioned. Among these, 2,4-isomer and 2,6-isomer are preferable, and in particular, 2,6-dialkylphenol represented by the following general formula (1) is used from the viewpoint of the yield of dialkylphenol dimer. preferable.
(式中R1、R2は独立して炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
ジアルキルフェノールのアルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよい。このような炭素数1〜4のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基が挙げられるが、メチル基であることが好ましい。式(1)におけるR1とR2は、同じでも異なっていてもよい。
また、2,6−ジアルキルフェノールの中でも、下式(2)に示す2,6−ジメチルフェノールが特に好ましく用いられる。これは、実用性の点で有利なためである。
(In the formula, R 1 and R 2 independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
The alkyl group of the dialkylphenol may be linear or branched. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group, and a methyl group is preferable. R 1 and R 2 in formula (1) may be the same or different.
Among 2,6-dialkylphenols, 2,6-dimethylphenol represented by the following formula (2) is particularly preferably used. This is because it is advantageous in terms of practicality.
本発明においては、異なる2種以上のジアルキルフェノールを用いても構わない。 In the present invention, two or more different dialkylphenols may be used.
マンガンペルオキシダーゼとしては、ファネロカエテ・クリソスポリウム(Phanerochaete chrysosporium)、ファネロカエテ・ソルディダ(Phanerochaete sordida)、カイガラタケ(Lenzites betulinus)、ヒラタケ(Pleurotus ostreatus)、シイタケ(Lentinus edodes)等の担子菌類が生産するリグニン分解酵素が挙げられる。これらのマンガンペルオキシダーゼは、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
マンガンペルオキシダーゼの中でも、「ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(The Journal of Biological Chemistry)」、1992年、第267巻、第33号の「MATERIALS AND METHODS」の項に記載されている、担子菌であるファネロカエテ・クリソスポリウム(Phanerochaete chrysosporium)の培養菌床から単離精製されたマンガンペルオキシダーゼが、ジアルキルフェノールから後述のジアルキルフェノール2量体を生成する反応の反応触媒活性が高いため好ましい。
Manganese peroxidases include Phanerochaete chrysosporium, Phanerochaete sordida, Lentites betinus, Lentus betulinus, Lentus betuline, Pleur Is mentioned. These manganese peroxidases may be used alone or in combination of two or more.
Among manganese peroxidases, it is a basidiomycete described in “MATERIALS AND METHODS” in “The Journal of Biological Chemistry”, 1992, Vol. 267, No. 33. Manganese peroxidase isolated and purified from a culture cell bed of a certain Phanerochaete chrysosporium is preferable because of its high catalytic activity in the reaction of producing a dialkylphenol dimer described below from a dialkylphenol.
本発明の製造方法においては、第一工程において、反応が開始したときの水性媒質中のマンガンペルオキシダーゼ濃度(以下、「酵素濃度」という)、即ち上述の反応液におけるマンガンペルオキシダーゼ濃度を、10nmol/L以上とすることが好ましく、50nmol/L以上とすることがさらに好ましい。
また、前記第一工程における水性媒質中のジアルキルフェノール濃度、即ち上述の反応液におけるジアルキルフェノール濃度(以下、「基質濃度」という)を、5mmol/L以下、特に2mmol/L以下とすることが好ましい。
In the production method of the present invention, in the first step, the manganese peroxidase concentration (hereinafter referred to as “enzyme concentration”) in the aqueous medium when the reaction is started, that is, the manganese peroxidase concentration in the above reaction solution is 10 nmol / L. It is preferable to set it above, and it is more preferable to set it as 50 nmol / L or more.
In addition, the dialkylphenol concentration in the aqueous medium in the first step, that is, the dialkylphenol concentration in the reaction solution (hereinafter referred to as “substrate concentration”) is preferably 5 mmol / L or less, particularly preferably 2 mmol / L or less. .
ここで、基質濃度を2mmol/L以下とし、かつ酵素濃度を50nmol/L以上とすることで、高い収率でジアルキルフェノール2量体を得ることができる。
さらには、基質濃度を1mmol/L以下とし、かつ酵素濃度を100nmol/L以上とすることで、非常に高い収率でジアルキルフェノール2量体を得ることができる。
Here, the dialkylphenol dimer can be obtained with a high yield by setting the substrate concentration to 2 mmol / L or less and the enzyme concentration to 50 nmol / L or more.
Furthermore, by setting the substrate concentration to 1 mmol / L or less and the enzyme concentration to 100 nmol / L or more, a dialkylphenol dimer can be obtained with a very high yield.
酸化剤としては、過酸化水素、メチル過酸化物、エチル過酸化物等の過酸化物などが挙げられるが、反応性、経済性の点で過酸化水素が好ましい。
酸化剤の配合量は適宜調整されうる。例えば酸化剤として過酸化水素を用いる場合、上記反応液に添加された際の過酸化水素終濃度を10mmol/L以下とすることが好ましく、特にマンガンペルオキシダーゼの安定性を考慮して、0.1〜5mmol/Lとすることが特に好ましい。
第一工程において、二価のマンガンイオンを反応系に供給するために、マンガンの酸化数が+2であるマンガン化合物を用いることができる。使用可能なマンガン化合物としては、硫酸マンガン等が例示される。
Examples of the oxidizing agent include peroxides such as hydrogen peroxide, methyl peroxide, and ethyl peroxide. Hydrogen peroxide is preferable from the viewpoint of reactivity and economy.
The compounding quantity of an oxidizing agent can be adjusted suitably. For example, when hydrogen peroxide is used as the oxidizing agent, the final concentration of hydrogen peroxide when added to the reaction solution is preferably 10 mmol / L or less, and in particular, considering the stability of manganese peroxidase, 0.1% It is particularly preferable to set it to ˜5 mmol / L.
In the first step, a manganese compound having an oxidation number of manganese of +2 can be used to supply divalent manganese ions to the reaction system. Examples of the manganese compound that can be used include manganese sulfate.
上記反応液に酸化剤を添加した後、所望の反応温度で、好ましくは室温で保持することにより、ジアルキルフェノールからジアルキルキノン2量体及びジアルキルフェノール2量体が生成する反応が進行し、ジアルキルフェノール2量体及びジアルキルキノン2量体を含む第一生成物が得られる。この第一生成物は、通常、反応時間に応じて未反応のジアルキルフェノールを含む。
例えば、ジアルキルフェノールとして2,6−ジアルキルフェノールを用いた場合、第一工程によって、下式(I)に示すように、2,6−ジアルキルフェノール(A)から2,6‐ジアルキルフェノール2量体(B)及び2,6−ジアルキルキノン2量体(2,2’,6,6’−テトラアルキルキノン)(C)が生成する反応が起こり、2,6‐ジアルキルフェノール2量体(B)及び2,6−ジアルキルキノン2量体(C)を含む第一生成物が得られる。
このことは、水性媒質中で、2,6−ジアルキルフェノール(A)から2,6‐ジアルキルフェノール2量体(B)を経て2,6−ジアルキルキノン2量体(C)が生成するためと推定される。
After adding an oxidizing agent to the reaction solution, the reaction for producing a dialkylquinone dimer and a dialkylphenol dimer proceeds from the dialkylphenol by maintaining at a desired reaction temperature, preferably at room temperature, and the dialkylphenol A first product comprising a dimer and a dialkylquinone dimer is obtained. This first product usually contains unreacted dialkylphenol depending on the reaction time.
For example, when 2,6-dialkylphenol is used as the dialkylphenol, the 2,6-dialkylphenol dimer is converted from 2,6-dialkylphenol (A) by the first step as shown in the following formula (I). (B) and 2,6-dialkylquinone dimer (2,2 ′, 6,6′-tetraalkylquinone) (C) are produced, and the 2,6-dialkylphenol dimer (B) And a first product comprising 2,6-dialkylquinone dimer (C).
This is because 2,6-dialkylquinone dimer (C) is produced from 2,6-dialkylphenol (A) through 2,6-dialkylphenol dimer (B) in an aqueous medium. Presumed.
(式中R1、R2は独立して炭素数1〜4のアルキル基を示す。) (In the formula, R 1 and R 2 independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
本発明においては、前記第一工程に引き続いて、第一工程で得られた第一生成物に還元剤を添加する第二工程を行う。
ジアルキルキノン2量体及びジアルキルフェノール2量体を含む第一生成物に、還元剤を添加することで、含まれているジアルキルキノン2量体が還元されてジアルキルフェノール2量体が生成する反応が開始される。例えば、下式(II)に示すように、2,6‐ジアルキルキノン2量体(C)が還元されて、2,6‐ジアルキルフェノール2量体(B)が生成する。
In this invention, following the said 1st process, the 2nd process which adds a reducing agent to the 1st product obtained at the 1st process is performed.
By adding a reducing agent to the first product containing dialkylquinone dimer and dialkylphenol dimer, the reaction in which the dialkylquinone dimer contained is reduced to produce a dialkylphenol dimer is produced. Be started. For example, as shown in the following formula (II), 2,6-dialkylquinone dimer (C) is reduced to produce 2,6-dialkylphenol dimer (B).
この第二工程を行うことで、ジアルキルフェノール2量体を主として含む第二生成物が得られる。 By performing this second step, a second product mainly containing a dialkylphenol dimer is obtained.
還元剤は特に限定されず、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、亜ジチオン酸ナトリウム等があげられる。
還元剤の添加量は、第一生成物中のジアルキルキノン2量体濃度の当量であることが好ましい。
The reducing agent is not particularly limited, and examples thereof include sodium borohydride and sodium dithionite.
The amount of the reducing agent added is preferably equivalent to the dialkylquinone dimer concentration in the first product.
本発明の製造方法では、ジアルキルフェノールからなる基質およびマンガンペルオキシダーゼを用いることにより、ジアルキルフェノール2量体及びジアルキルキノン2量体を主として含む第一生成物を安定して得ることができる。
このような第一生成物に、引き続き還元剤を添加することで、ジアルキルキノン2量体からジアルキルフェノール2量体を生成させることができ、既に第一生成物に含まれるジアルキルフェノール2量体と併せて、多量のジアルキルフェノール2量体を含む生成物が得られる。したがって、前記基質濃度に対して高い収率で、ジアルキルフェノール2量体を製造することができる。
ここで、第一生成物の全量に対して還元反応を起こす必要がないため、第二工程を低温条件で行っても充分に短時間で充分量のジアルキルフェノール2量体を得ることができる。
さらに、マンガンペルオキシダーゼを用いること、及び第一工程に引き続き還元剤の添加を行うことにより、製造工程全体を通して反応時間を短時間とし、低温で、また酵素の使用量を低減しつつ、充分な収率を達成することができる。
In the production method of the present invention, a first product mainly containing a dialkylphenol dimer and a dialkylquinone dimer can be stably obtained by using a substrate comprising dialkylphenol and manganese peroxidase.
By continuously adding a reducing agent to such a first product, a dialkylphenol dimer can be produced from a dialkylquinone dimer, and a dialkylphenol dimer already contained in the first product and In addition, a product containing a large amount of dialkylphenol dimer is obtained. Therefore, a dialkylphenol dimer can be produced at a high yield relative to the substrate concentration.
Here, since it is not necessary to cause a reduction reaction with respect to the total amount of the first product, a sufficient amount of dialkylphenol dimer can be obtained in a sufficiently short time even if the second step is performed under low temperature conditions.
Furthermore, by using manganese peroxidase and adding a reducing agent following the first step, the reaction time is shortened throughout the entire production process, and sufficient yield is achieved at low temperatures and while reducing the amount of enzyme used. Rate can be achieved.
第一工程の反応温度は、マンガンペルオキシダーゼの種類、酵素濃度等に応じて調整されうるが、比較的低温に設定することができ、5〜60℃とすることが好ましく、10〜 40℃とすることがさらに好ましい。また、反応温度は室温であってもよい。
その他pH等の反応条件は、マンガンペルオキシダーゼの種類等に応じて適宜調整されうるが、好ましくはpH2.5〜6.5、特に好ましくはpH4.0〜5.0とすることが好ましい。
The reaction temperature in the first step can be adjusted according to the type of manganese peroxidase, the enzyme concentration, etc., but can be set to a relatively low temperature, preferably 5 to 60 ° C., and preferably 10 to 40 ° C. More preferably. The reaction temperature may be room temperature.
Other reaction conditions such as pH can be appropriately adjusted according to the type of manganese peroxidase, etc., but preferably pH 2.5 to 6.5, particularly preferably pH 4.0 to 5.0.
本発明において、第一工程の反応時間は、マンガンペルオキシダーゼとジアルキルフェノールと酸化剤と二価マンガンイオンとを水性媒質中で共存させた時点、例えば上記反応液に酸化剤を添加した時点から、還元剤が添加される時点までとなる。ここで、第一工程の反応時間は、ジアルキルフェノールが充分に消費される時間とすることが好ましい。ジアルキルフェノールの消費は、例えば、第一生成物を分取して高速液体クロマトグラフィーに供し、検出波長を270nm付近としてジアルキルフェノールの残存量を測定することによって確認可能である。
第一工程において、上記反応液に酸化剤を添加した後、反応を長時間行わせすぎると、下式(III)に示すような、ジアルキルフェノール(A)からのポリフェニレンアルコキシド(D)の生成が進行する場合がある。ここで、ポリフェニレンアルコキシドが生成する機構は、ジアルキルフェノールからいったんジアルキルキノン2量体が生成し、このジアルキルキノン2量体が重合してポリフェニレンアルコキシドが生成するものと推定される。
In the present invention, the reaction time of the first step is reduced from the time when manganese peroxidase, dialkylphenol, oxidizing agent and divalent manganese ion coexist in an aqueous medium, for example, from the time when the oxidizing agent is added to the reaction solution. Up to the point when the agent is added. Here, the reaction time in the first step is preferably set to a time during which the dialkylphenol is sufficiently consumed. The consumption of dialkylphenol can be confirmed, for example, by fractionating the first product and subjecting it to high performance liquid chromatography, and measuring the residual amount of dialkylphenol with a detection wavelength of around 270 nm.
In the first step, after adding an oxidizing agent to the reaction solution, if the reaction is carried out for a long time, the polyphenylene alkoxide (D) is generated from the dialkylphenol (A) as shown in the following formula (III). May progress. Here, the mechanism by which polyphenylene alkoxide is produced is presumed that dialkylquinone dimer is once produced from dialkylphenol, and this dialkylquinone dimer is polymerized to produce polyphenylene alkoxide.
(式中R1、R2は独立して炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
第一工程の好適な反応時間は、酵素濃度と基質濃度等により異なり得るが、例えば基質濃度1mmol/L、酵素濃度200nmol/Lの場合、好ましくは15〜120分、さらに好ましくは30〜60分である。
(In the formula, R 1 and R 2 independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
A suitable reaction time in the first step may vary depending on the enzyme concentration, the substrate concentration, etc. For example, when the substrate concentration is 1 mmol / L and the enzyme concentration is 200 nmol / L, it is preferably 15 to 120 minutes, more preferably 30 to 60 minutes. It is.
本発明の製造方法では、前記第一工程の後、還元剤を添加する第二工程を行うことで、ジアルキルキノン2量体からジアルキルフェノール2量体の生成反応を安定に進行させることができる。 In the manufacturing method of this invention, the production | generation reaction of the dialkylphenol dimer can be stably advanced from the dialkylquinone dimer by performing the 2nd process which adds a reducing agent after said 1st process.
本発明ではマンガンペルオキシダーゼを用いるが、これによってジアルキルキノン2量体からジアルキルフェノール2量体への還元反応が阻害されることはなく、しかもジアルキルキノン2量体への反応率を安定に高くすることができるので、通常の還元剤を用いて、反応条件を緩やかに設定して、ジアルキルフェノール2量体の生成を進行させることができる。
第二工程の反応温度は、還元反応を安定に進めるためには0℃以上とすることが好ましい。製造効率、副生物の生成抑制の面では反応温度が低い方が好ましく、25℃以下とすることが好ましい。本発明では、第二工程の反応温度を室温としつつ充分な収率をあげることができるため、室温とすることが、収率と製造効率とのバランス面で好ましい。
本発明において、第二工程の反応時間は、還元剤の添加時点を起点とする。
第二工程の反応時間は、好ましくは30秒以下、さらに好ましくは5〜10秒である。
第二工程において、pH等のその他反応条件は、マンガンペルオキシダーゼの種類等に応じて適宜調整されうるが、pH2.5〜6.5、特に好ましくはpH4.0〜5.0とすることが好ましい。
In the present invention, manganese peroxidase is used, but this does not inhibit the reduction reaction from the dialkylquinone dimer to the dialkylphenol dimer, and the reaction rate to the dialkylquinone dimer should be stably increased. Therefore, using a normal reducing agent, the reaction conditions can be set gently, and the production of the dialkylphenol dimer can proceed.
The reaction temperature in the second step is preferably 0 ° C. or higher in order to proceed the reduction reaction stably. In terms of production efficiency and suppression of by-product formation, the reaction temperature is preferably low, and is preferably 25 ° C. or less. In the present invention, it is possible to increase the yield while keeping the reaction temperature in the second step at room temperature. Therefore, the room temperature is preferable in terms of the balance between the yield and the production efficiency.
In the present invention, the reaction time of the second step starts from the time when the reducing agent is added.
The reaction time in the second step is preferably 30 seconds or less, more preferably 5 to 10 seconds.
In the second step, other reaction conditions such as pH can be appropriately adjusted according to the type of manganese peroxidase, etc., but it is preferably pH 2.5 to 6.5, particularly preferably pH 4.0 to 5.0. .
なお、本発明において、前記マンガンペルオキシダーゼとしてファネロカエテ・クリソスポリウムの培養菌床から単離精製されたものを用いる場合、ジアルキルフェノールとして2,6−ジメチルフェノールを、酸化剤として過酸化水素を、還元剤として亜ジチオン酸ナトリウムをそれぞれ用いることが、ジアルキルフェノール2量体の収率の安定性から好ましい。 In the present invention, when the manganese peroxidase is isolated and purified from the fungal bed of Funerocaete chrysosporium, 2,6-dimethylphenol is used as the dialkylphenol, hydrogen peroxide is used as the oxidizing agent, It is preferable to use sodium dithionite as an agent from the stability of the yield of dialkylphenol dimer.
本発明の方法により得られるジアルキルフェノール2量体は、種々の分野、例えば、エポキシ樹脂、難燃剤、酸化防止剤、ポリエステル、ポリカーボネート等の製造、および芳香族ジオールが使用される他の用途に広く使用することができる。
本発明の製造方法により得られるジアルキルフェノール2量体は、上記の第二生成物中に高含有率で含まれる形態で得られる。したがって、本発明の方法により得られるジアルキルフェノール2量体を各種用途に使用する場合、第二生成物をそのまま用いてもよいし、あるいは公知の方法でジアルキルフェノール2量体を精製して使用してもよい。
The dialkylphenol dimers obtained by the method of the present invention are widely used in various fields, for example, the production of epoxy resins, flame retardants, antioxidants, polyesters, polycarbonates, etc., and other applications where aromatic diols are used. Can be used.
The dialkylphenol dimer obtained by the production method of the present invention is obtained in a form that is contained in a high content in the second product. Therefore, when the dialkylphenol dimer obtained by the method of the present invention is used for various purposes, the second product may be used as it is, or the dialkylphenol dimer may be purified and used by a known method. May be.
以下、本発明を実験例に基づいてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は以下の実験例に限定されるものではない。以下、単位「M」は「mol/L」を示す。
以下実施例、比較例においては、ジアルキルフェノールとして2,6‐ジメチルフェノール(和光純薬社製「2,6‐ジメチルフェノール」)を用い、酸化数+2のマンガンを有するマンガン化合物として硫酸マンガン(MnSO4:和光純薬社製「硫酸マンガン」)を用いた。また、以下、還元剤として亜ジチオン酸ナトリウム(和光純薬社製「ハイドロサルファイトナトリウム」)を用いた。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on experimental examples. However, the present invention is not limited to the following experimental examples. Hereinafter, the unit “M” represents “mol / L”.
Hereinafter, in Examples and Comparative Examples, 2,6-dimethylphenol (“2,6-dimethylphenol” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is used as the dialkylphenol, and manganese sulfate (MnSO4) is used as the manganese compound having manganese having an oxidation number of +2. 4 : “Manganese sulfate” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used. Hereinafter, sodium dithionite (“Hydrosulfite Sodium” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the reducing agent.
マンガンペルオキシダーゼとしては、ファネロカエテ・クリソスポリウム(Phanerochaete chrysosporium)の培養菌床から得られたマンガンペルオキシダーゼを用いた。このマンガンペルオキシダーゼの調製方法は以下の通りとした。
白色腐朽菌ファネロカエテ・クリソスポリウム(Phanerochaete chrysosporium)ATCC34541を、Kirk液体培地(組成を表1に示す。)で37℃にて培養した。培養は2 L 三角フラスコ中で上記した培地1 Lにて培養し、37℃で3日間培養後、100 %酸素をパージし、その後毎日一回酸素パージを行った。所定時間培養した後、培養液を吸引濾過して培養濾液を得、得られた培養濾液を粗酵素溶液とした。粗酵素溶液のpHを7.2に調整後、pH7.2のリン酸緩衝液にて膨潤後カラムに充填されたDEAE Sepharose(DEAE−セファロース)にチャージした。カラム中に充填されたDEAE Sepharoseに吸着されたマンガンペルオキシダーゼを、pH 6.0のリン酸緩衝液にて流出させ、回収した。
As the manganese peroxidase, a manganese peroxidase obtained from a cultured bacterial bed of Phanerochaete chrysosporium was used. The method for preparing this manganese peroxidase was as follows.
White rot fungus Phanerochaete chrysosporium ATCC 34541 was cultured at 37 ° C. in Kirk liquid medium (composition shown in Table 1). The culture was performed in 1 L of the above medium in a 2 L Erlenmeyer flask, cultured at 37 ° C. for 3 days, purged with 100% oxygen, and then purged with oxygen once a day. After culturing for a predetermined time, the culture solution was suction filtered to obtain a culture filtrate, and the obtained culture filtrate was used as a crude enzyme solution. After adjusting the pH of the crude enzyme solution to 7.2, it was charged with DEAE Sepharose (DEAE-Sepharose) packed in a column after swelling with a phosphate buffer solution of pH 7.2. Manganese peroxidase adsorbed on DEAE Sepharose packed in the column was discharged with a phosphate buffer at pH 6.0 and collected.
(実施例1)
まず、試験管中で、50 mM、 pH 4.5 のマロン酸バッファ(Malonate Buffer)に、マンガンペルオキシダーゼを200nMとなるように、2,6‐ジメチルフェノールを表2に示す各基質濃度となるように、それぞれ添加し、さらに、硫酸マンガンを終濃度0.5 mMとなるように添加して反応液を調製した。
さらに、酸化剤として過酸化水素を、終濃度0.75 mMとなるように添加し、温度30℃の条件で保持した。
過酸化水素の添加から1時間後に、還元剤を添加した。温度25℃の条件に制御して30秒経過後、生成物を測定した。
Example 1
First, in a test tube, 50 mM, pH 4.5 malonate buffer (malonate buffer), manganese peroxidase to 200 nM, 2,6-dimethylphenol to each substrate concentration shown in Table 2 In addition, manganese sulfate was further added to a final concentration of 0.5 mM to prepare a reaction solution.
Furthermore, hydrogen peroxide as an oxidizing agent was added so as to have a final concentration of 0.75 mM, and the temperature was maintained at 30 ° C.
One hour after the addition of hydrogen peroxide, the reducing agent was added. The product was measured after 30 seconds with the temperature controlled at 25 ° C.
(評価方法)
生成物について、下記条件でHPLC(高速液体クロマトグラフィー)による測定を行った。
検出装置:HPLC
カラム:STR ODS−II(島津ジーエルシー)
溶出条件:0.59 g/L リン酸水溶液(20% アセトニトリル)/100% アセトニトリル
0−5分:20 %(アセトニトリル%)
5−21分:20−100 % グラジエント
21−31分:100 %
送液速度:1.0 mL/min
検出波長:270 nm
(Evaluation methods)
The product was measured by HPLC (high performance liquid chromatography) under the following conditions.
Detector: HPLC
Column: STR ODS-II (Shimadzu GLC)
Elution conditions: 0.59 g / L phosphoric acid aqueous solution (20% acetonitrile) / 100% acetonitrile 0-5 minutes: 20% (acetonitrile%)
5-21 minutes: 20-100% Gradient 21-31 minutes: 100%
Liquid feeding speed: 1.0 mL / min
Detection wavelength: 270 nm
ジアルキルフェノール2量体の収率:上記条件によるHPLC測定において検出された吸収ピークの強度より、生成物に含まれるジアルキルフェノール2量体のモル濃度Cを求めた。
2,6‐ジメチルフェノールに対する、2,6‐ジメチルフェノール2量体の収率(「収率」)を、下式により算出した。収率を表2に示す。
(収率)[%]=C/[(1/2)×(反応が開始したときの2,6‐ジメチルフェノールモル濃度)]×100
Yield of dialkylphenol dimer: From the intensity of the absorption peak detected in the HPLC measurement under the above conditions, the molar concentration C of the dialkylphenol dimer contained in the product was determined.
The yield (“yield”) of 2,6-dimethylphenol dimer relative to 2,6-dimethylphenol was calculated according to the following equation. The yield is shown in Table 2.
(Yield) [%] = C / [(1/2) × (2,6-dimethylphenol molar concentration when the reaction starts)] × 100
(実施例2)
2,6‐ジメチルフェノールの濃度を5mMに固定し、過酸化水素を、終濃度が表3に示す条件となるように各々添加した以外は、実施例1と同様に行った。2,6‐ジメチルフェノール2量体の収率を表3に示す。
(Example 2)
The same procedure as in Example 1 was conducted except that the concentration of 2,6-dimethylphenol was fixed to 5 mM and hydrogen peroxide was added so that the final concentration was as shown in Table 3. The yield of 2,6-dimethylphenol dimer is shown in Table 3.
(比較例1)
酵素として、マンガンペルオキシダーゼに代わり、大豆ペルオキシダーゼを用い、酵素濃度を200nM、基質(2,6‐ジメチルフェノール)濃度を1mMとした以外は実施例1と同様に行った。2,6‐ジメチルフェノール2量体の収率は47.4%であった。
(Comparative Example 1)
As the enzyme, soybean peroxidase was used instead of manganese peroxidase, and the same procedure as in Example 1 was performed except that the enzyme concentration was 200 nM and the substrate (2,6-dimethylphenol) concentration was 1 mM. The yield of 2,6-dimethylphenol dimer was 47.4%.
以上結果から明らかなように、マンガンペルオキシダーゼを用いた実施例1、2では、酵素の使用量に対して効率よくジアルキルフェノール2量体を得られることが示された。
一方、反応温度、反応時間を実施例と同様にし、大豆ペルオキシダーゼを用いた比較例1では、基質濃度、酵素濃度、酸化剤濃度が同条件の実施例と比べて、はるかに収率が小さかった。したがって比較例では、ジアルキルフェノール2量体を穏やかな反応条件で効率よく、安定して得ることはできないことが示された。
As is clear from the above results, in Examples 1 and 2 using manganese peroxidase, it was shown that dialkylphenol dimers can be obtained efficiently with respect to the amount of enzyme used.
On the other hand, the reaction temperature and the reaction time were the same as those in the example, and in Comparative Example 1 using soybean peroxidase, the yield was much smaller than in the example in which the substrate concentration, enzyme concentration, and oxidizing agent concentration were the same. . Therefore, in the comparative example, it was shown that the dialkylphenol dimer cannot be obtained efficiently and stably under mild reaction conditions.
Claims (5)
前記第一工程に引き続いて該第一生成物に還元剤を添加する第二工程とを有し、
前記第二工程を、0℃以上25℃以下で行うことを特徴とするジアルキルフェノール2量体の製造方法。 A first step of obtaining a first product by reacting a dialkylphenol having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, manganese peroxidase, hydrogen peroxide, and divalent manganese ions in an aqueous medium;
Possess a second step of adding a reducing agent to said first product subsequent to the first step,
The said 2nd process is performed at 0 degreeC or more and 25 degrees C or less, The manufacturing method of the dialkylphenol dimer characterized by the above-mentioned .
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---|---|---|---|---|
JPH11506903A (en) * | 1995-01-27 | 1999-06-22 | エンジモル インターナショナル インク | Method for synthesizing tetraalkylbiphenol using biocatalyst |
JPH11503021A (en) * | 1995-04-05 | 1999-03-23 | エンジモル インターナショナル インク | Method of biocatalytic coupling of aromatic compounds in the presence of radical transfer agents |
JP2000041691A (en) * | 1998-07-28 | 2000-02-15 | Agency Of Ind Science & Technol | Production of low-molecular weight condensate of phenol |
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