JP5476568B2 - Method for producing thiophene derivative - Google Patents

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Description

本発明は、チオフェン誘導体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a thiophene derivative.

ピロール誘導体、アニリン誘導体、チオフェン誘導体等に代表される芳香族モノマーは導電性高分子の製造に供され、実用化に向けさまざまな研究がなされてきた。特にチオフェン誘導体を原料とする高分子は高導電性に加えて高透明性を有することから、チオフェン誘導体は重要な芳香族モノマーである。
チオフェン誘導体の中でも3,4−エチレンジオキシチオフェンは固体電解コンデンサや導電性付与剤等の原料として実用化されている。
この3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造方法として、3,4−ジメトキシチオフェンをp−トルエンスルホン酸の存在下、エチレングリコールと共にトルエン中で加熱還流させる製造方法が知られている(非特許文献1)。
Aromatic monomers represented by pyrrole derivatives, aniline derivatives, thiophene derivatives and the like have been used for the production of conductive polymers, and various studies have been conducted for practical use. In particular, a polymer using a thiophene derivative as a raw material has high transparency in addition to high conductivity, so that the thiophene derivative is an important aromatic monomer.
Among thiophene derivatives, 3,4-ethylenedioxythiophene has been put into practical use as a raw material for solid electrolytic capacitors, conductivity imparting agents and the like.
As a method for producing this 3,4-ethylenedioxythiophene, a production method is known in which 3,4-dimethoxythiophene is heated to reflux in toluene together with ethylene glycol in the presence of p-toluenesulfonic acid (Non-Patent Document). 1).

一方、3,4−ジメトキシチオフェンは、3,4−ジブロモチオフェンをメタノール溶液中でヨウ化カリウムおよび酸化銅の存在下に金属ナトリウムと反応させる製造方法により得られることも知られている(非特許文献2)。   On the other hand, 3,4-dimethoxythiophene is also known to be obtained by a production method in which 3,4-dibromothiophene is reacted with metallic sodium in the presence of potassium iodide and copper oxide in a methanol solution (non-patent document). Reference 2).

しかしながらこれらの製造方法により得られた3,4−エチレンジオキシチオフェンの純度は十分でないため、この3,4−エチレンジオキシチオフェンを原料として高分子を製造した場合、得られた高分子の導電性等の性能が十分ではないとの問題があった。
この改善策として、得られた3,4−エチレンジオキシチオフェンを精製する方法もあるが、最終的に得られる高純度の3,4−エチレンジオキシチオフェンの収率が低くなる等の問題があった。
Synthetic Communications,28(12),2237-2244(1998) Tetrahedron Letters,45,6049-6050(2004)
However, since the purity of 3,4-ethylenedioxythiophene obtained by these production methods is not sufficient, when a polymer is produced using this 3,4-ethylenedioxythiophene as a raw material, the conductivity of the obtained polymer is not There was a problem that performance such as property was not sufficient.
As an improvement measure, there is a method of purifying the obtained 3,4-ethylenedioxythiophene. However, there is a problem that the yield of the finally obtained high purity 3,4-ethylenedioxythiophene is lowered. there were.
Synthetic Communications, 28 (12), 2237-2244 (1998) Tetrahedron Letters, 45, 6049-6050 (2004)

本発明の目的は、高純度のチオフェン誘導体を与える製造方法を提供することにあり、中でも高純度のチオフェン誘導体を高収率で与える製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a production method that gives a high-purity thiophene derivative, and in particular, to provide a production method that gives a high-purity thiophene derivative in a high yield.

上記課題を解決するため発明者らが鋭意検討した結果、アルコール系溶媒中でハロゲン化チオフェンとアルカリ金属アルコキシドとを反応させる工程に、アルコール系溶媒を系外へ留去する工程を含む下記の製造方法が本発明の目的に適うことを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies by the inventors to solve the above problems, the following production comprising the step of reacting a halogenated thiophene and an alkali metal alkoxide in an alcohol solvent and the step of distilling the alcohol solvent out of the system It has been found that the method is suitable for the purposes of the present invention and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、
[1]一般式(1)

(式中のXはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子のいずれかを表す。)
により表されるハロゲン化チオフェンと
アルカリ金属アルコキシドとを、アルコール系溶媒中で反応させる工程であって、アルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作を含む工程により、
一般式(2)

(式中のRおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキル基またはアリール基を表す。)
により表されるジアルコキシチオフェンを得る工程と、
前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと
一般式(3)

(式中のZはそれぞれ独立して酸素原子またはイオウ原子であり、Rは鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキレン基または炭素数が1〜20のアリーレン基を表す。)
により表される化合物とを、
一般式(4)

(式中のRおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキル基またはアリール基を表す。)
により表される化合物を反応系外へ留去しながら反応させる工程と、
を含むことを特徴とする、
一般式(5)

(式中のZはそれぞれ独立して酸素原子またはイオウ原子であり、Rは鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキレン基または炭素数が1〜20のアリーレン基を表す。)
により表されるチオフェン誘導体の製造方法を提供するものである。
That is, the present invention
[1] General formula (1)

(X in the formulas are independent of each other and may be the same as or different from each other and each represents a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.)
A step of reacting a halogenated thiophene represented by the formula (1) with an alkali metal alkoxide in an alcohol solvent, the method including an operation of distilling the alcohol solvent out of the reaction system,
General formula (2)

(In the formula, R 1 and R 2 are each independently the same or different and each represents a chain or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group.)
Obtaining a dialkoxythiophene represented by:
Dialkoxythiophene represented by the general formula (2) and the general formula (3)

(In the formula, each Z independently represents an oxygen atom or a sulfur atom, and R represents a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or an arylene group having 1 to 20 carbon atoms. )
And a compound represented by
General formula (4)

(In the formula, R 1 and R 2 are each independently the same or different and each represents a chain or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group.)
A step of reacting while distilling out the compound represented by
Including,
General formula (5)

(In the formula, each Z independently represents an oxygen atom or a sulfur atom, and R represents a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or an arylene group having 1 to 20 carbon atoms. )
The manufacturing method of the thiophene derivative represented by these is provided.

また本発明は、
[2]前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得る工程が、
(a)アルコール系溶媒中で前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンとアルカリ金属アルコキシドとを混合し、次にアルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作、
(b)アルコール系溶媒を反応系外へ留去しながらアルコール系溶媒中で前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンとアルカリ金属アルコキシドとを混合する操作、および
(c)アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶液からアルコール系溶媒を反応系外へ留去した後、アルコール溶液中で前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンとアルカリ金属アルコキシドとを混合する操作、
からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む、上記[1]に記載のチオフェン誘導体の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides
[2] The step of obtaining a dialkoxythiophene represented by the general formula (2)
(A) an operation of mixing a halogenated thiophene represented by the general formula (1) and an alkali metal alkoxide in an alcohol solvent, and then distilling the alcohol solvent out of the reaction system;
(B) an operation of mixing the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide in the alcohol solvent while distilling the alcohol solvent out of the reaction system, and (c) the alkali metal alkoxide. An operation of mixing the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide in the alcohol solution after distilling off the alcohol solvent from the alcohol solution of
The method for producing a thiophene derivative according to the above [1], comprising at least one selected from the group consisting of:

また本発明は、
[3]前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得る工程が、銅触媒の存在の下、反応前のアルカリ金属アルコキシドの全量を基準として、前記アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度が15重量%〜55重量%の範囲により実施される、上記[1]または[2]に記載のチオフェン誘導体の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides
[3] The step of obtaining the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) is based on the total amount of the alkali metal alkoxide before the reaction in the presence of the copper catalyst, and the concentration of the alkali metal alkoxide with respect to the alcohol solvent. The method for producing a thiophene derivative according to the above [1] or [2] is carried out in a range of 15 wt% to 55 wt%.

また本発明は、
[4]前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得る工程が、反応前のアルカリ金属アルコキシドの全量を基準として、前記アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度を15重量%から50重量%の範囲内で増加させながら、アルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作を含む、上記[1]〜[3]のいずれかに記載のチオフェン誘導体の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides
[4] The step of obtaining the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) is based on the total amount of the alkali metal alkoxide before the reaction, and the concentration of the alkali metal alkoxide with respect to the alcohol solvent is 15% by weight to 50% by weight. The method for producing a thiophene derivative according to any one of the above [1] to [3], which comprises an operation of distilling off the alcohol solvent outside the reaction system while increasing the content within the range of%.

また本発明は、
[5]前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得る工程が、反応前のアルカリ金属アルコキシドの全量を基準として、前記アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度が、反応終了時点で30重量%から50重量%の範囲である、上記[1]〜[4]のいずれかに記載のチオフェン誘導体の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides
[5] In the step of obtaining the dialkoxythiophene represented by the general formula (2), the concentration of the alkali metal alkoxide with respect to the alcohol solvent is 30 based on the total amount of the alkali metal alkoxide before the reaction. The method for producing a thiophene derivative according to any one of the above [1] to [4], which is in the range of 50% by weight to 50% by weight.

また本発明は、
[6]前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと前記一般式(3)により表される化合物とを反応させる工程が、
一般式(6)

(式中、Rは鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜6のアルキル基を表す。)、
一般式(7)

(式中、RおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは分岐鎖 状の炭素数が1〜6のアルキル基を表す。)および
一般式(8)

(式中、R、RおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは 分岐鎖状の炭素数が1〜6のアルキル基を表す。)
からなる群より選ばれる少なくとも一つにより表される芳香族スルホン酸の存在下に実施される、上記[1]〜[5]のいずれかに記載のチオフェン誘導体の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides
[6] A step of reacting the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) with the compound represented by the general formula (3),
General formula (6)

(Wherein R 3 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms),
General formula (7)

(Wherein R 4 and R 5 are each independently the same or different and each represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) and a general formula (8)

(In the formula, R 6 , R 7 and R 8 are each independently the same or different and each represents a chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
The method for producing a thiophene derivative according to any one of the above [1] to [5], which is carried out in the presence of an aromatic sulfonic acid represented by at least one selected from the group consisting of: .

また本発明は、
[7]前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと前記一般式(3)により表される化合物とを反応させる工程が、
芳香族有機溶媒と共に前記一般式(4)により表される化合物を共沸させる工程と、
共沸した前記芳香族有機溶媒と前記一般式(4)により表される化合物とを冷却することにより、前記芳香族有機溶媒と前記一般式(4)により表される化合物との混合液を得る工程と、
前記混合液を水と接触させ、前記一般式(4)により表される化合物を除去する工程と、
を含む、上記[1]〜[6]のいずれかに記載のチオフェン誘導体の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides
[7] A step of reacting the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) with the compound represented by the general formula (3),
A step of azeotroping the compound represented by the general formula (4) together with an aromatic organic solvent;
By cooling the azeotropic aromatic organic solvent and the compound represented by the general formula (4), a mixed liquid of the aromatic organic solvent and the compound represented by the general formula (4) is obtained. Process,
Contacting the mixture with water to remove the compound represented by the general formula (4);
The manufacturing method of the thiophene derivative in any one of said [1]-[6] containing is provided.

また本発明は、
[8]前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと前記一般式(3)により表される化合物との反応溶液と、グリコール類とを混合する工程と、
前記反応溶液とグリコール類との混合液からグリコール類を分液除去する工程と、
を含む、上記[1]〜[7]のいずれかに記載のチオフェン誘導体の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides
[8] A step of mixing a reaction solution of the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) and the compound represented by the general formula (3) with glycols;
Separating and removing glycols from a mixture of the reaction solution and glycols;
The manufacturing method of the thiophene derivative in any one of said [1]-[7] containing is provided.

また本発明は、
[9]前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体を、ポリオール類の存在下に蒸留する工程を含む、上記[1]〜[8]のいずれかに記載のチオフェン誘導体の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides
[9] A method for producing a thiophene derivative according to any one of the above [1] to [8], comprising a step of distilling the thiophene derivative represented by the general formula (5) in the presence of a polyol. To do.

また本発明は、
[10]前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得る工程により得られた前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンに含まれる前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンの含有量が、0.05%以下である、上記[1]〜[9]のいずれかに記載のチオフェン誘導体の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides
[10] Halogen represented by the general formula (1) contained in the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) obtained by the step of obtaining the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) The method for producing a thiophene derivative according to any one of the above [1] to [9], wherein the content of thiophene is 0.05% or less.

また本発明は、
[11]前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体に含まれる前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンの含有量が、0.05%以下である、上記[1]〜[10]のいずれかに記載のチオフェン誘導体の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides
[11] The above [1] to [1], wherein the content of dialkoxythiophene represented by the general formula (2) contained in the thiophene derivative represented by the general formula (5) is 0.05% or less. [10] A method for producing the thiophene derivative according to any one of [10].

また本発明は、
[12]前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体が、3,4−エチレンジオキシチオフェンである、上記[1]〜[11]のいずれかに記載のチオフェン誘導体の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides
[12] The method for producing a thiophene derivative according to any one of the above [1] to [11], wherein the thiophene derivative represented by the general formula (5) is 3,4-ethylenedioxythiophene. Is.

また本発明は、
[13]一般式(1)

(式中のXはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子のいずれかを表す。)
により表されるハロゲン化チオフェンとアルカリ金属アルコキシドとを、アルコール系溶媒中で反応させる方法であって、
反応前のアルカリ金属アルコキシドの全量を基準として、前記アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度を15重量%から50重量%の範囲内で増加させながら、アルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作を含むことを特徴とする、
一般式(2)

(式中のRおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキル基またはアリール基を表す。)
により表されるジアルコキシチオフェンの製造方法を提供するものである。
The present invention also provides
[13] General formula (1)

(X in the formulas are independent of each other and may be the same as or different from each other and each represents a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.)
Wherein the halogenated thiophene and the alkali metal alkoxide represented by are reacted in an alcohol solvent,
An operation for distilling off the alcohol solvent out of the reaction system while increasing the concentration of the alkali metal alkoxide to the alcohol solvent within the range of 15 wt% to 50 wt% based on the total amount of the alkali metal alkoxide before the reaction. Including,
General formula (2)

(In the formula, R 1 and R 2 are each independently the same or different and each represents a chain or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group.)
A method for producing a dialkoxythiophene represented by the formula:

本発明の製造方法によれば、前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンが高純度で得られるため、前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体を製造する際に不純物が混入しない。この結果、高純度の一般式(5)により表されるチオフェン誘導体が高収率で得られ、中でもガスクロマトグラフィーによる純度が99.5%以上のチオフェン誘導体を与えることができる。   According to the production method of the present invention, since the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) is obtained with high purity, impurities are mixed in the production of the thiophene derivative represented by the general formula (5). do not do. As a result, a high-purity thiophene derivative represented by the general formula (5) can be obtained in high yield, and in particular, a thiophene derivative having a purity of 99.5% or more by gas chromatography can be provided.

以下に本発明の製造方法について詳細に説明する。
まず本発明の製造方法に使用する一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンについて説明する。
The production method of the present invention will be described in detail below.
First, the halogenated thiophene represented by the general formula (1) used in the production method of the present invention will be described.

一般式(1)

により表されるハロゲン化チオフェンは3位および4位の位置にハロゲン原子が置換したものであり、式中のXはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子のいずれかである。
General formula (1)

The halogenated thiophene represented by the formula is one in which halogen atoms are substituted at the 3-position and 4-position, and X in the formula is independent and may be the same or different from each other, and may be a fluorine atom, chlorine Either an atom, a bromine atom or an iodine atom.

具体的には、例えば、3,4−ジフルオロチオフェン、3,4−ジクロロチオフェン、3,4−ジブロモチオフェン、3,4−ジヨードチオフェン、3−クロロ−4−フルオロチオフェン、3−ブロモ−4−フルオロチオフェン、3−ヨード−4−フルオロチオフェン、3−ブロモ−4−クロロチオフェン、3−クロロ−4−ヨードチオフェン、3−ブロモ−4−ヨードチオフェン等を挙げることができる。   Specifically, for example, 3,4-difluorothiophene, 3,4-dichlorothiophene, 3,4-dibromothiophene, 3,4-diiodothiophene, 3-chloro-4-fluorothiophene, 3-bromo-4 -Fluorothiophene, 3-iodo-4-fluorothiophene, 3-bromo-4-chlorothiophene, 3-chloro-4-iodothiophene, 3-bromo-4-iodothiophene and the like.

これらの中でも価格や取扱の面で3,4−ジフルオロチオフェン、3,4−ジクロロチオフェン、3,4−ジブロモチオフェン、3,4−ジヨードチオフェン等が好ましく、3,4−ジブロモチオフェンであればさらに好ましい。   Among these, 3,4-difluorothiophene, 3,4-dichlorothiophene, 3,4-dibromothiophene, 3,4-diiodothiophene and the like are preferable in terms of price and handling, and 3,4-dibromothiophene is preferable. Further preferred.

前記ハロゲン化チオフェンは一種もしくは二種以上を使用することができる。   The said halogenated thiophene can use 1 type, or 2 or more types.

また本発明に使用するアルカリ金属アルコキシドとしては、例えば、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20の水酸基含有脂肪族化合物とアルカリ金属とを反応させたもの、炭素数が1〜20の水酸基含有芳香族化合物等とアルカリ金属とを反応させたものであり、具体的には、例えば、炭素数が1〜20の脂肪族一級アルコールとアルカリ金属とを反応させて得られたもの、炭素数が1〜20の脂肪族二級アルコールとアルカリ金属とを反応させて得られたもの、炭素数が1〜20の脂肪族三級アルコールとアルカリ金属とを反応させて得られたもの、炭素数が1〜20の水酸基含有ベンゼン環含有化合物とアルカリ金属とを反応させて得られたもの等を挙げることができる。   The alkali metal alkoxide used in the present invention is, for example, a chain or branched chain hydroxyl group-containing aliphatic compound having 1 to 20 carbon atoms and an alkali metal, having 1 to 20 carbon atoms. Is obtained by reacting a hydroxyl group-containing aromatic compound or the like with an alkali metal, specifically, for example, a product obtained by reacting an aliphatic primary alcohol having 1 to 20 carbon atoms with an alkali metal, One obtained by reacting an aliphatic secondary alcohol having 1 to 20 carbon atoms and an alkali metal, one obtained by reacting an aliphatic tertiary alcohol having 1 to 20 carbon atoms and an alkali metal, Examples thereof include those obtained by reacting a hydroxyl group-containing benzene ring-containing compound having 1 to 20 carbon atoms with an alkali metal.

さらに具体的には、例えば、リチウムメトキシド、リチウムエトキシド、リチウムプロポキシド、リチウムブトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムブトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムプロポキシド、カリウムブトキシド、リチウムフェノキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムフェノキシド等を挙げることができる。   More specifically, for example, lithium methoxide, lithium ethoxide, lithium propoxide, lithium butoxide, sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium propoxide, sodium butoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, potassium propoxide, Examples include potassium butoxide, lithium phenoxide, sodium phenoxide, potassium phenoxide, and the like.

これらの中でも取扱性の面でナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムブトキシド等が好ましく、ナトリウムメトキシドであればさらに好ましい。   Among these, sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium propoxide, sodium butoxide and the like are preferable from the viewpoint of handleability, and sodium methoxide is more preferable.

前記アルカリ金属アルコキシドは一種もしくは二種以上を使用することができる。   The said alkali metal alkoxide can use 1 type, or 2 or more types.

次に前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンとアルカリ金属アルコキシドとを反応させる工程について説明する。   Next, the step of reacting the halogenated thiophene represented by the general formula (1) with the alkali metal alkoxide will be described.

前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンとアルカリ金属アルコキシドとを、アルコール溶液中で反応させる工程により、
一般式(2)

により表されるジアルコキシチオフェンを得ることができる。
By reacting the halogenated thiophene represented by the general formula (1) with an alkali metal alkoxide in an alcohol solution,
General formula (2)

The dialkoxythiophene represented by can be obtained.

ここで式中のRおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキル基またはアリール基を表すものである。Here, R 1 and R 2 in the formula are independent of each other and may be the same as or different from each other, and represent a linear or branched alkyl group or aryl group having 1 to 20 carbon atoms. It is.

前記RおよびRは、具体的にはそれぞれメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基等を挙げることができる。
これらの中でも反応性や取扱性の面でメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が好ましく、メチル基であればさらに好ましい。
Specific examples of R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a phenyl group.
Among these, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and the like are preferable in terms of reactivity and handling properties, and a methyl group is more preferable.

前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンとしては、具体的には、例えば3,4−ジメトキシチオフェン、3−メトキシ−4−エトキシチオフェン、3,4−ジエトキシチオフェン、3−メトキシ−4−プロポキシチオフェン、3−エトキシ−4−プロポキシチオフェン、3,4−ジプロポキシチオフェン、3−ブトキシ−4−メトキシチオフェン、3−ブトキシ−4−エトキシチオフェン、3−ブトキシ−4−プロポキシチオフェン、3,4−ジブトキシチオフェン等が挙げられる。   Specific examples of the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) include 3,4-dimethoxythiophene, 3-methoxy-4-ethoxythiophene, 3,4-diethoxythiophene, 3-methoxy- 4-propoxythiophene, 3-ethoxy-4-propoxythiophene, 3,4-dipropoxythiophene, 3-butoxy-4-methoxythiophene, 3-butoxy-4-ethoxythiophene, 3-butoxy-4-propoxythiophene, 3 , 4-dibutoxythiophene and the like.

次に前記アルコール系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、メトキシメタノール、メトキシエタノール、メトキシプロパノール、メトキシブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等を挙げることができる。   Next, examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, methoxymethanol, methoxyethanol, methoxypropanol, methoxybutanol, ethylene glycol, propylene glycol and the like. it can.

前記アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等が好ましく、メタノールであればさらに好ましい。   The alcohol is preferably methanol, ethanol, propanol, butanol or the like, and more preferably methanol.

アルコール系溶媒は一種もしくは二種以上を使用することができる。   One or more alcohol solvents can be used.

前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとをアルコール系溶媒中で反応させる工程は、前記アルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作を含むものである。   The step of reacting the halogenated thiophene represented by the general formula (1) with the alkali metal alkoxide in an alcohol solvent includes an operation of distilling the alcohol solvent out of the reaction system.

前記アルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作は、反応系を前記アルコール系溶媒の沸点以上の温度に加熱する方法、減圧下に反応系を前記アルコール系溶媒の沸点以上の温度に加熱する方法等により実施することができる。   The operation of distilling off the alcohol solvent to the outside of the reaction system is a method of heating the reaction system to a temperature not lower than the boiling point of the alcohol solvent, and heating the reaction system to a temperature not lower than the boiling point of the alcohol solvent under reduced pressure. It can be implemented by a method or the like.

また前記アルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作は、前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとをアルコール系溶媒中で混合してから実施してもよいし、前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとをアルコール系溶媒中で混合しながら実施してもよい。   The operation of distilling off the alcohol solvent out of the reaction system may be carried out after mixing the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide in an alcohol solvent. The halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide may be mixed in an alcohol solvent.

また反応容器内で前記アルカリ金属アルコキシドを前記アルコール系溶媒に溶解または懸濁させておき、前記アルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作を実施してから前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとをアルコール系溶媒中で混合してもよい。   In addition, the alkali metal alkoxide is dissolved or suspended in the alcohol solvent in a reaction vessel and the alcohol solvent is distilled out of the reaction system, and then expressed by the general formula (1). The halogenated thiophene and the alkali metal alkoxide may be mixed in an alcohol solvent.

前記アルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作は、前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとをアルコール系溶媒中で混合した後に実施するか、前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとをアルコール系溶媒中で混合しながら実施することが好ましい。   The operation of distilling off the alcohol solvent out of the reaction system is carried out after mixing the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide in an alcohol solvent, or the general formula The halogenated thiophene represented by (1) and the alkali metal alkoxide are preferably mixed in an alcohol solvent.

前記アルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作により、前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとが速やかに反応するため、高純度の前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得ることができる。   Since the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide react rapidly by the operation of distilling the alcohol solvent out of the reaction system, the high purity general formula (2) The dialkoxythiophene represented by can be obtained.

前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとの反応は、前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとを混合することにより実施することができるが、具体的には、反応容器に前記アルコール系溶媒と前記アルカリ金属アルコキシドとを予め入れておき、前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンを連続的または断続的に加える操作、反応容器に前記アルコール系溶媒を入れておき、前記アルカリ金属アルコキシドと前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンとを連続的または断続的に反応容器に加える操作等により実施することができる。   The reaction between the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide is carried out by mixing the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide. Specifically, the alcohol solvent and the alkali metal alkoxide are previously placed in a reaction vessel, and the halogenated thiophene represented by the general formula (1) is added continuously or intermittently. The alcohol-based solvent is put in a reaction vessel, and the alkali metal alkoxide and the halogenated thiophene represented by the general formula (1) are added to the reaction vessel continuously or intermittently. it can.

また、前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとの反応温度は、40〜200℃の範囲が好ましく、60〜150℃の範囲であればより好ましい。   The reaction temperature between the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide is preferably in the range of 40 to 200 ° C, more preferably in the range of 60 to 150 ° C.

前記反応温度は、前記アルコール系溶媒(溶質を含まない単体)の常温常圧下における沸点を超える温度で実施することがさらに好ましく、具体的には65〜130℃の範囲であることが最も好ましい。   The reaction temperature is more preferably carried out at a temperature exceeding the boiling point of the alcohol solvent (a simple substance not containing a solute) under normal temperature and normal pressure, and specifically, the reaction temperature is most preferably in the range of 65 to 130 ° C.

また、前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとの反応時間は、1〜20時間の範囲が好ましく、2〜8時間の範囲であればより好ましい。   The reaction time of the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide is preferably in the range of 1 to 20 hours, more preferably in the range of 2 to 8 hours.

本発明に使用するアルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度は、反応前のアルカリ金属アルコキシドの全量を基準として、15〜55重量%の範囲であることが好ましく、20〜50重量%の範囲であればさらに好ましい。   The concentration of the alkali metal alkoxide used in the present invention with respect to the alcohol solvent is preferably in the range of 15 to 55% by weight, preferably in the range of 20 to 50% by weight, based on the total amount of the alkali metal alkoxide before the reaction. More preferred.

前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとをアルコール系溶媒中で混合する際には、前記アルコール系溶媒を反応系外へ留去しながら、アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度が、反応前のアルカリ金属アルコキシドの全量を基準として、15重量%から50重量%の範囲内で増加するように実施することが好ましく、20重量%から50重量%の範囲内で増加するように実施することが好ましい。
例えば、反応前のアルカリ金属アルコキシドの全量を基準として、反応前のアルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度が30重量%であり、反応終了時点のアルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度が40重量%であれば、アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度が15重量%から50重量%の範囲内で増加するように実施したことになる。
この様に前記アルコール系溶媒を反応系外へ留去しながら、アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度を増加させて前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとをアルコール系溶媒中で混合することにより、高純度かつ高収率で前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンが得られる。
When the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide are mixed in an alcohol solvent, the alcohol of the alkali metal alkoxide is distilled while distilling the alcohol solvent out of the reaction system. The concentration with respect to the system solvent is preferably increased so as to increase in the range of 15% by weight to 50% by weight, based on the total amount of the alkali metal alkoxide before the reaction, It is preferable to increase the number.
For example, based on the total amount of the alkali metal alkoxide before the reaction, the concentration of the alkali metal alkoxide before the reaction with respect to the alcohol solvent is 30% by weight, and the concentration of the alkali metal alkoxide with respect to the alcohol solvent at the end of the reaction is 40% by weight. Then, it was carried out so that the concentration of the alkali metal alkoxide with respect to the alcohol solvent increased within the range of 15 wt% to 50 wt%.
In this way, while distilling out the alcohol solvent out of the reaction system, the concentration of the alkali metal alkoxide with respect to the alcohol solvent is increased to obtain the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide. By mixing in an alcohol solvent, dialkoxythiophene represented by the general formula (2) can be obtained with high purity and high yield.

前記濃度を増加させる方法は、例えば、段階的に実施してもよいし、連続的に実施してもよい。   The method for increasing the concentration may be performed stepwise or continuously, for example.

また前記アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度は、反応前のアルカリ金属アルコキシドの全量を基準として、反応終了時点で30重量%から50重量%の範囲であればさらに好ましい。   The concentration of the alkali metal alkoxide with respect to the alcohol solvent is more preferably in the range of 30 wt% to 50 wt% at the end of the reaction, based on the total amount of the alkali metal alkoxide before the reaction.

なお前記反応終了時点とは、反応混合物におけるガスクロマトグラフィーによる前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンの濃度が、前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンおよび前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンの合計に対して0.05%以下となったときをいうが、好ましくは0.001%未満となったときである。   The reaction end point means that the concentration of the halogenated thiophene represented by the general formula (1) by gas chromatography in the reaction mixture is the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the general formula ( The time when it becomes 0.05% or less with respect to the total of dialkoxythiophene represented by 2), preferably when it becomes less than 0.001%.

また前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとをアルコール系溶媒中で混合する際には、触媒を使用することができる。   In addition, when the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide are mixed in an alcohol solvent, a catalyst can be used.

前記触媒としては、例えば、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅等のハロゲン化銅、酸化銅等の銅触媒等を挙げることができる。   Examples of the catalyst include copper halides such as copper fluoride, copper chloride, copper bromide and copper iodide, and copper catalysts such as copper oxide.

反応終了後、例えば水等を加えて濾過した後、粗生成物を有機溶媒により抽出し、得られた有機溶液層を水洗し、乾燥させる。   After completion of the reaction, for example, water is added and filtered, and then the crude product is extracted with an organic solvent, and the resulting organic solution layer is washed with water and dried.

前記有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族有機溶媒等が挙げられる。   Examples of the organic solvent include aromatic organic solvents such as toluene and xylene.

前記粗生成物の有機溶液の乾燥としては、例えば、前記粗生成物の有機溶液を減圧下に加熱還流させ、共沸する水を分離除去する等の操作により実施することができる。   The organic solution of the crude product can be dried by, for example, an operation of heating and refluxing the organic solution of the crude product under reduced pressure to separate and remove azeotropic water.

前記乾燥後、有機溶媒を留去することにより、前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得ることができる。   After the drying, the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) can be obtained by distilling off the organic solvent.

前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを、例えば減圧蒸留する等の蒸留操作等により、前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンのガスクロマトグラフィーによる含有量が0.05%以下である前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得ることができる。   When the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) is subjected to a distillation operation such as distillation under reduced pressure, the content of the halogenated thiophene represented by the general formula (1) by gas chromatography is 0.05. % Or less dialkoxythiophene represented by the general formula (2) can be obtained.

次に前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと
一般式(3)
Next, dialkoxythiophene represented by the general formula (2) and the general formula (3)

により表される化合物とを反応させる工程について説明する。   The step of reacting with the compound represented by the formula will be described.

本発明に使用する前記一般式(3)により表される化合物としては、例えば、Zはそれぞれ独立して酸素原子またはイオウ原子であり、Rが、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキレン基、炭素数が1〜20のアリーレン基のもの等を挙げることができる。   As the compound represented by the general formula (3) used in the present invention, for example, Z is each independently an oxygen atom or a sulfur atom, and R is a chain or branched chain having 1 carbon atom. And an alkylene group having ˜20 and an arylene group having 1 to 20 carbon atoms.

具体的には、例えば、エチレングリコール、プロパン−1,2−ジオール、ブタン−1,2−ジオール、ペンタン−1,2−ジオール、ブタン−2,3−ジオール、ペンタン−2,3−ジオール、ヘキサン−3,4−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,3−ジオール、ペンタン−1,3−ジオール、シクロヘキサン−1,2−ジオール、1,2−ジヒドロキシベンゼン、 1,2−エタンジチオール、1,3−プロパンジチオール等が挙げられる。   Specifically, for example, ethylene glycol, propane-1,2-diol, butane-1,2-diol, pentane-1,2-diol, butane-2,3-diol, pentane-2,3-diol, Hexane-3,4-diol, propane-1,3-diol, butane-1,3-diol, pentane-1,3-diol, cyclohexane-1,2-diol, 1,2-dihydroxybenzene, 1,2 -Ethanedithiol, 1,3-propanedithiol and the like.

前記一般式(3)により表される化合物は一種もしくは二種以上を使用することができる。前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンについても同様である。   The compound represented by the general formula (3) may be used alone or in combination of two or more. The same applies to the dialkoxythiophene represented by the general formula (2).

前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと前記一般式(3)により表される化合物とを反応させる工程は、反応容器に予め入れておいた溶媒中で、前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと前記一般式(3)により表される化合物とを混合すること等により実施することができる。   The step of reacting the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) and the compound represented by the general formula (3) is carried out in a solvent previously placed in a reaction vessel. It can be carried out by mixing the dialkoxythiophene represented by the formula (3) with the compound represented by the general formula (3).

前記混合は、例えば、最初から反応容器内に一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと一般式(3)により表される化合物とを入れておく操作、一般式(3)により表される化合物の溶液に一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを断続的または連続的に滴下する操作等により実施することができる。   The mixing is represented by, for example, an operation in which a dialkoxythiophene represented by the general formula (2) and a compound represented by the general formula (3) are placed in the reaction vessel from the beginning, the general formula (3). The dialkoxythiophene represented by the general formula (2) can be intermittently or continuously dropped into a solution of the compound.

前記溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族有機溶媒を挙げることができる。   Examples of the solvent include aromatic organic solvents such as toluene and xylene.

前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと一般式(3)により表される化合物とを反応させる際には酸触媒を使用することが好ましい。   When the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) is reacted with the compound represented by the general formula (3), it is preferable to use an acid catalyst.

前記酸触媒としては、例えば、硫酸、塩酸、リン酸等の無機酸、
メタンスルホン酸、ドデシルスルホン酸等のアルキル置換有機スルホン酸、
トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロエタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホニルイミド酸、トリフルオロメタンスルホニルメチド酸等のハロゲン化アルキル置換有機スルホン酸、
カンファースルホン酸等の環状スルホン酸、
ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸、イソプロピルベンゼンスルホン酸等のアルキル置換ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、アルキル置換ナフタレンスルホン酸、アントラセンスルホン酸、アルキル置換アントラセンスルホン酸、アントラキノンスルホン酸、ビフェニルスルホン酸、アルキルビフェニルスルホン酸、ビフェニルジスルホン酸等のアルキル置換もしくは無置換のビフェニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合体等の高分子スルホン酸等に例示される置換または無置換の芳香族スルホン酸が挙げられる。
Examples of the acid catalyst include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid,
Alkyl-substituted organic sulfonic acids such as methanesulfonic acid and dodecylsulfonic acid,
Halogenated alkyl-substituted organic sulfonic acids such as trifluoromethanesulfonic acid, trifluoroethanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonylimide acid, trifluoromethanesulfonylmethide acid,
Cyclic sulfonic acids such as camphorsulfonic acid,
Alkyl-substituted benzenesulfonic acid such as benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, ethylbenzenesulfonic acid, isopropylbenzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, alkyl-substituted naphthalenesulfonic acid, anthracenesulfonic acid, alkyl-substituted anthracenesulfonic acid, anthraquinonesulfonic acid, Substituted or unsubstituted such as exemplified by high molecular sulfonic acid such as alkyl-substituted or unsubstituted biphenyl sulfonic acid such as biphenyl sulfonic acid, alkyl biphenyl sulfonic acid, biphenyl disulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid formalin condensate Aromatic sulfonic acid is mentioned.

前記芳香族スルホン酸としては、具体的には、
一般式(6)
As the aromatic sulfonic acid, specifically,
General formula (6)

(式中、Rは鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜6のアルキル基を表す。)、
一般式(7)
(Wherein R 3 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms),
General formula (7)

(式中、RおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜6のアルキル基を表す。)、
一般式(8)
(Wherein R 4 and R 5 are each independently the same or different and each represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms),
General formula (8)

(式中、R、RおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜6のアルキル基を表す。)等が好ましい。(In the formula, R 6 , R 7 and R 8 are each independently the same or different and each represents a chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.) Etc. are preferred.

前記芳香族スルホン酸として前記一般式(6)、(7)および(8)の少なくとも一つを使用した場合、前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと一般式(3)により表される化合物とを反応させる際に生成する重合体等の生成を抑えることができ、高収率で前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体が得られる。   When at least one of the general formulas (6), (7), and (8) is used as the aromatic sulfonic acid, it is represented by the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) and the general formula (3). It is possible to suppress the formation of a polymer or the like generated when the compound is reacted with the compound to be obtained, and the thiophene derivative represented by the general formula (5) is obtained in a high yield.

前記一般式(6)により表される芳香族スルホン酸の具体例としては、例えば、トルエンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸、プロピルベンゼンスルホン酸、ブチルベンゼンスルホン酸、ペンチルベンゼンスルホン酸、ヘキシルベンゼンスルホン酸、シクロヘキシルベンゼンスルホン酸等(各種異性体を含む)が挙げられる。
前記一般式(6)により表される芳香族スルホン酸は、Rの炭素数が2〜6のものが好ましく、具体的にはエチルベンゼンスルホン酸、プロピルベンゼンスルホン酸、ブチルベンゼンスルホン酸、ペンチルベンゼンスルホン酸、ヘキシルベンゼンスルホン酸、シクロヘキシルベンゼンスルホン酸等(各種異性体を含む)が好ましい。
Specific examples of the aromatic sulfonic acid represented by the general formula (6) include, for example, toluenesulfonic acid, ethylbenzenesulfonic acid, propylbenzenesulfonic acid, butylbenzenesulfonic acid, pentylbenzenesulfonic acid, hexylbenzenesulfonic acid, And cyclohexylbenzenesulfonic acid (including various isomers).
The aromatic sulfonic acid represented by the general formula (6) preferably has R 3 having 2 to 6 carbon atoms, specifically, ethylbenzene sulfonic acid, propyl benzene sulfonic acid, butyl benzene sulfonic acid, pentyl benzene. Sulfonic acid, hexylbenzenesulfonic acid, cyclohexylbenzenesulfonic acid and the like (including various isomers) are preferable.

また前記一般式(7)により表される芳香族スルホン酸の具体例としては、例えば、ジメチルベンゼンスルホン酸、エチルメチルベンゼンスルホン酸、ジエチルベンゼンスルホン酸、メチルプロピルベンゼンスルホン酸、エチルプロピルベンゼンスルホン酸、ジプロピルベンゼンスルホン酸、ブチルメチルベンゼンスルホン酸、ブチルエチルベンゼンスルホン酸、ブチルプロピルベンゼンスルホン酸、ジブチルベンゼンスルホン酸、メチルペンチルベンゼンスルホン酸、エチルペンチルベンゼンスルホン酸、ペンチルプロピルベンゼンスルホン酸、ブチルペンチルベンゼンスルホン酸、ジペンチルベンゼンスルホン酸、ヘキシルメチルベンゼンスルホン酸、エチルヘキシルベンゼンスルホン酸、ヘキシルプロピルベンゼンスルホン酸、ブチルヘキシルベンゼンスルホン酸、ヘキシルペンチルベンゼンスルホン酸、ジヘキシルベンゼンスルホン酸、シクロヘキシルメチルベンゼンスルホン酸、シクロヘキシルエチルベンゼンスルホン酸、シクロヘキシルプロピルベンゼンスルホン酸、シクロヘキシルブチルベンゼンスルホン酸、シクロヘキシルペンチルベンゼンスルホン酸、シクロヘキシルヘキシルベンゼンスルホン酸、ジシクロヘキシルベンゼンスルホン酸等(各種異性体を含む)が挙げられる。   Specific examples of the aromatic sulfonic acid represented by the general formula (7) include, for example, dimethylbenzenesulfonic acid, ethylmethylbenzenesulfonic acid, diethylbenzenesulfonic acid, methylpropylbenzenesulfonic acid, ethylpropylbenzenesulfonic acid, Dipropylbenzenesulfonic acid, butylmethylbenzenesulfonic acid, butylethylbenzenesulfonic acid, butylpropylbenzenesulfonic acid, dibutylbenzenesulfonic acid, methylpentylbenzenesulfonic acid, ethylpentylbenzenesulfonic acid, pentylpropylbenzenesulfonic acid, butylpentylbenzenesulfone Acid, dipentylbenzenesulfonic acid, hexylmethylbenzenesulfonic acid, ethylhexylbenzenesulfonic acid, hexylpropylbenzenesulfonic acid, butyl Xylbenzenesulfonic acid, hexylpentylbenzenesulfonic acid, dihexylbenzenesulfonic acid, cyclohexylmethylbenzenesulfonic acid, cyclohexylethylbenzenesulfonic acid, cyclohexylpropylbenzenesulfonic acid, cyclohexylbutylbenzenesulfonic acid, cyclohexylpentylbenzenesulfonic acid, cyclohexylhexylbenzenesulfonic acid And dicyclohexylbenzenesulfonic acid (including various isomers).

また前記一般式(8)により表される芳香族スルホン酸の具体例としては、例えば、トリメチルベンゼンスルホン酸、トリエチルベンゼンスルホン酸、トリプロピルベンゼンスルホン酸、トリブチルベンゼンスルホン酸、トリペンチルベンゼンスルホン酸、トリヘキシルベンゼンスルホン酸、トリシクロヘキシルベンゼンスルホン酸、ジメチルエチルベンゼンスルホン酸、ジメチルプロピルベンゼンスルホン酸、ジメチルブチルベンゼンスルホン酸、ジメチルペンチルベンゼンスルホン酸、ジメチルヘキシルベンゼンスルホン酸、ジメチルシクロヘキシルベンゼンスルホン酸等(各種異性体を含む)が挙げられる。   Specific examples of the aromatic sulfonic acid represented by the general formula (8) include, for example, trimethylbenzenesulfonic acid, triethylbenzenesulfonic acid, tripropylbenzenesulfonic acid, tributylbenzenesulfonic acid, tripentylbenzenesulfonic acid, Trihexylbenzenesulfonic acid, tricyclohexylbenzenesulfonic acid, dimethylethylbenzenesulfonic acid, dimethylpropylbenzenesulfonic acid, dimethylbutylbenzenesulfonic acid, dimethylpentylbenzenesulfonic acid, dimethylhexylbenzenesulfonic acid, dimethylcyclohexylbenzenesulfonic acid, etc. Body).

芳香族スルホン酸はp−トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、メシチレンスルホン酸、クメンスルホン酸が好ましく、キシレンスルホン酸、メシチレンスルホン酸、クメンスルホン酸であればさらに好ましい。   The aromatic sulfonic acid is preferably p-toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, mesitylenesulfonic acid or cumenesulfonic acid, more preferably xylenesulfonic acid, mesitylenesulfonic acid or cumenesulfonic acid.

また芳香族スルホン酸は水和物が好ましく使用される。   As the aromatic sulfonic acid, a hydrate is preferably used.

前記酸触媒は一種もしくは二種以上を使用することができる。   The acid catalyst can be used alone or in combination of two or more.

次に前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと前記一般式(3)により表される化合物とを反応させる際には、反応により副生する
一般式(4)

により表される化合物を反応系外へ留去しながら行う。
Next, when the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) is reacted with the compound represented by the general formula (3), the general formula (4) generated as a by-product by the reaction.

Is carried out while distilling out the compound represented by the formula above.

ここでRおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキル基またはアリール基を表すものである。Here, R 1 and R 2 are independent of each other and may be the same as or different from each other, and represent a linear or branched alkyl group or aryl group having 1 to 20 carbon atoms.

前記一般式(4)により表される化合物としては、例えば、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20の水酸基含有脂肪族化合物、炭素数が1〜20の水酸基含有芳香族化合物等であり、
具体的には、例えば、炭素数が1〜20の脂肪族一級アルコール、炭素数が1〜20の脂肪族二級アルコール、炭素数が1〜20の脂肪族三級アルコール、炭素数が1〜20の水酸基含有ベンゼン環含有化合物等を挙げることができる。
Examples of the compound represented by the general formula (4) include a linear or branched hydroxyl group-containing aliphatic compound having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group-containing aromatic compound having 1 to 20 carbon atoms, and the like. And
Specifically, for example, an aliphatic primary alcohol having 1 to 20 carbon atoms, an aliphatic secondary alcohol having 1 to 20 carbon atoms, an aliphatic tertiary alcohol having 1 to 20 carbon atoms, and 1 to 1 carbon atoms. Examples include 20 hydroxyl group-containing benzene ring-containing compounds.

さらに具体的には、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール等を挙げることができる。   More specifically, examples include methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol and the like.

前記一般式(4)により表される化合物を反応系外へ留去する際には、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族有機溶媒と前記一般式(4)により表される化合物とを共沸させて反応系外へ留去させることが好ましい。
前記芳香族有機溶媒と前記一般式(4)により表される化合物との共沸混合蒸気を反応系外で冷却することにより、前記芳香族有機溶媒と前記一般式(4)により表される化合物との混合液が得られる。
この混合液を水洗することにより、前記一般式(4)により表される化合物を除去することができる。
次に水洗後の混合液を反応系内に戻すことにより、効率よく前記一般式(4)により表される化合物を反応系外へ留去することができる。
When the compound represented by the general formula (4) is distilled out of the reaction system, for example, an aromatic organic solvent such as toluene and xylene and the compound represented by the general formula (4) are azeotroped. It is preferable to distill it out of the reaction system.
The aromatic organic solvent and the compound represented by the general formula (4) by cooling an azeotropic vapor mixture of the aromatic organic solvent and the compound represented by the general formula (4) outside the reaction system. And a mixed solution is obtained.
By washing this mixed solution with water, the compound represented by the general formula (4) can be removed.
Next, by returning the mixed liquid after washing into the reaction system, the compound represented by the general formula (4) can be efficiently distilled out of the reaction system.

エーテル交換反応により生じた前記一般式(4)により表される化合物を反応系外へ留去することにより、前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンから、
一般式(5)

により表されるチオフェン誘導体への転化率が向上する。これにより高純度、高収率で前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体が得られる。
From the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) by distilling the compound represented by the general formula (4) generated by the ether exchange reaction out of the reaction system,
General formula (5)

The conversion rate to the thiophene derivative represented by is improved. Thereby, the thiophene derivative represented by the general formula (5) can be obtained with high purity and high yield.

なお、Zはそれぞれ独立して酸素原子またはイオウ原子であり、Rは鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキレン基、炭素数が1〜20のアリーレン基を表すものである。   Z is independently an oxygen atom or a sulfur atom, and R represents a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms and an arylene group having 1 to 20 carbon atoms. .

また本発明における前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと一般式(3)により表される化合物との反応温度は、40〜200℃の範囲が好ましく、80〜150℃の範囲であればより好ましい。   The reaction temperature of the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) and the compound represented by the general formula (3) in the present invention is preferably in the range of 40 to 200 ° C, and in the range of 80 to 150 ° C. More preferably.

また、前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと一般式(3)により表される化合物との反応時間は、1〜20時間の範囲が好ましく、2〜8時間の範囲であればより好ましい。   In addition, the reaction time between the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) and the compound represented by the general formula (3) is preferably in the range of 1 to 20 hours, and is in the range of 2 to 8 hours. More preferred.

反応終了後、例えば水等を反応溶液に加えて濾過等を行う。   After completion of the reaction, for example, water is added to the reaction solution, and filtration is performed.

前記反応溶液中に反応溶液に溶解しない不溶成分が生じる場合がある。この場合には、反応溶液にグリコール類を添加することにより、前記不溶成分をグリコール類に溶解させることができる。前記グリコール類は反応溶液と分離するため、前記不溶成分を溶解させたグリコール類を分液除去することにより、前記不溶成分を反応溶液から除去することができる。
また前記グリコール類は水に溶解するため、反応溶液を水洗することにより前記グリコール類を反応溶液から除去することができる。
Insoluble components that do not dissolve in the reaction solution may occur in the reaction solution. In this case, the insoluble component can be dissolved in glycols by adding glycols to the reaction solution. Since the glycols are separated from the reaction solution, the insoluble components can be removed from the reaction solution by separating and removing the glycols in which the insoluble component is dissolved.
Further, since the glycols are dissolved in water, the glycols can be removed from the reaction solution by washing the reaction solution with water.

前記グリコール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等を挙げることができる。
前記グリコール類は、エチレングリコール、プロピレングリコールであることが好ましく、エチレングリコールであればさらに好ましい。
Examples of the glycols include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol.
The glycols are preferably ethylene glycol and propylene glycol, and more preferably ethylene glycol.

次に水洗後の反応溶液を乾燥させる。
前記水洗後の反応溶液の乾燥方法としては、例えば、前記水洗後の反応溶液を減圧下に加熱還流させ、共沸する水を分離除去する等の操作により実施することができる。
Next, the reaction solution after washing with water is dried.
As a method for drying the reaction solution after washing with water, for example, the reaction solution after washing with water can be heated to reflux under reduced pressure to separate and remove azeotropic water.

前記乾燥後、溶媒を留去することにより、前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体を得ることができる。   After the drying, the thiophene derivative represented by the general formula (5) can be obtained by distilling off the solvent.

前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体を蒸留することにより前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体を精製することができる。
前記蒸留操作の際には、前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体とポリオール類との混合液から前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体を蒸留することが好ましい。
この蒸留操作の際に前記ポリオール類を使用することにより、蒸留残渣が反応容器内部に固化することを防ぐことができる。
The thiophene derivative represented by the general formula (5) can be purified by distilling the thiophene derivative represented by the general formula (5).
In the distillation operation, the thiophene derivative represented by the general formula (5) is preferably distilled from a mixed solution of the thiophene derivative represented by the general formula (5) and a polyol.
By using the polyols during the distillation operation, it is possible to prevent the distillation residue from solidifying inside the reaction vessel.

前記ポリオール類としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等を挙げることができる。
前記ポリオール類は、数平均分子量が200〜1000の範囲のものが好ましく、300〜600の範囲のものであればさらに好ましい。
Examples of the polyols include polyethylene glycol and polypropylene glycol.
The polyols preferably have a number average molecular weight in the range of 200 to 1,000, and more preferably in the range of 300 to 600.

使用する前記ポリオール類は、前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体100重量部に対して1〜100重量部の範囲が好ましく、5〜20重量部の範囲であればさらに好ましい。   The polyol to be used is preferably in the range of 1 to 100 parts by weight, more preferably in the range of 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thiophene derivative represented by the general formula (5).

蒸留後の前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体に含まれる前記ポリオール類は前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体を水洗することにより除去することができる。   The polyols contained in the thiophene derivative represented by the general formula (5) after distillation can be removed by washing the thiophene derivative represented by the general formula (5) with water.

前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体を、例えば減圧蒸留する等の蒸留操作等により、前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンのガスクロマトグラフィーによる含有量が0.05%以下である、前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体を得ることができる。   The content of the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) by gas chromatography is 0.05% by distillation operation such as distillation under reduced pressure of the thiophene derivative represented by the general formula (5). The following thiophene derivative represented by the general formula (5) can be obtained.

前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体としては、例えば、以下のもの等を挙げることができる。
Examples of the thiophene derivative represented by the general formula (5) include the following.

本発明により得られた前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体はガスクロマトグラフィーによる純度が99.5%以上、好ましくは99.8%以上であり、高機能高分子の原料として広く応用することができる。   The thiophene derivative represented by the general formula (5) obtained by the present invention has a purity by gas chromatography of 99.5% or more, preferably 99.8% or more, and is widely applied as a raw material for high-performance polymers. can do.

次に本発明について実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these Examples.

[3,4−ジブロモチオフェンから3,4−ジメトキシチオフェンの製造]
100ml四つ口フラスコにナトリウムメトキシド 21g、メタノール 72gを入れ(ナトリウムメトキシドのメタノール溶媒に対する濃度は、反応前のナトリウムメトキシドの全量を基準として22.6重量%)、アルゴン雰囲気下で70℃にて溶解させた。
[Production of 3,4-dimethoxythiophene from 3,4-dibromothiophene]
In a 100 ml four-necked flask, 21 g of sodium methoxide and 72 g of methanol were placed (the concentration of sodium methoxide in the methanol solvent was 22.6% by weight based on the total amount of sodium methoxide before the reaction), and 70 ° C. under an argon atmosphere. And dissolved.

臭化第一銅 0.83gを入れた後、3,4−ジブロモチオフェン 15gを滴下すると反応液は無色透明から黒色となった。滴下終了後、メタノール 50gを留去し(ナトリウムメトキシドのメタノール溶媒に対する濃度は、反応前のナトリウムメトキシドの全量を基準として48.8重量%)、97℃にて加熱還流を行い反応を継続した。ガスクロマトグラフィーにより反応を追跡したところ、還流開始5時間で3,4−ジブロモチオフェンおよび3−ブロモ−4−メトキシチオフェンが検出限界以下となった。   After adding 0.83 g of cuprous bromide and dropping 15 g of 3,4-dibromothiophene, the reaction solution turned from colorless and transparent to black. After completion of the dropwise addition, 50 g of methanol was distilled off (the concentration of sodium methoxide in the methanol solvent was 48.8% by weight based on the total amount of sodium methoxide before the reaction), and the reaction was continued by heating to reflux at 97 ° C. did. When the reaction was monitored by gas chromatography, 3,4-dibromothiophene and 3-bromo-4-methoxythiophene were below the detection limit within 5 hours from the start of reflux.

反応混合物に水を加えて濾過した後、トルエンにて粗生成物を抽出し、トルエン層を水洗後、トルエン層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。   After adding water to the reaction mixture and filtering, the crude product was extracted with toluene, the toluene layer was washed with water, and the toluene layer was dried over magnesium sulfate.

硫酸マグネシウムを濾過により除去した後、トルエン層をロータリーエバボレーターにて濃縮した後、減圧蒸留を行い、3,4−ジメトキシチオフェンを7.28g(収率81.5%)得た。この3,4−ジメトキシチオフェンの純度はガスクロマトグラフィーにより98.01%であった。   After removing magnesium sulfate by filtration, the toluene layer was concentrated with a rotary evaporator and then distilled under reduced pressure to obtain 7.28 g (yield 81.5%) of 3,4-dimethoxythiophene. The purity of this 3,4-dimethoxythiophene was 98.01% by gas chromatography.

なお、本発明におけるガスクロマトグラフィーによる純度(濃度)は、Aglient Technologies社製のAgilent 6890NネットワークGCを使用し、FIDによる検出装置により得られたピーク面積の面積比により表示した。   In addition, the purity (concentration) by the gas chromatography in this invention was displayed with the area ratio of the peak area obtained by the detection apparatus by FID, using Agilent Technologies 6890N network GC made from Agilent Technologies.

[3,4−ジブロモチオフェンから3,4−ジメトキシチオフェンの製造]
実施例1の場合で3,4−ジブロモチオフェンの滴下終了後、メタノール 33gを留去し(ナトリウムメトキシドのメタノール溶媒に対する濃度は、反応前のナトリウムメトキシドの全量を基準として35.0重量%)、加熱還流を行い反応を継続した。ガスクロマトグラフィーにより反応を追跡したところ、還流開始5時間で3,4−ジブロモチオフェンおよび3−ブロモ−4−メトキシチオフェンが検出限界以下となった。
[Production of 3,4-dimethoxythiophene from 3,4-dibromothiophene]
In the case of Example 1, 33 g of methanol was distilled off after completion of the dropwise addition of 3,4-dibromothiophene (the concentration of sodium methoxide in the methanol solvent was 35.0% by weight based on the total amount of sodium methoxide before the reaction). ) And heated to reflux to continue the reaction. When the reaction was monitored by gas chromatography, 3,4-dibromothiophene and 3-bromo-4-methoxythiophene were below the detection limit within 5 hours from the start of reflux.

[3,4−ジブロモチオフェンから3,4−ジメトキシチオフェンの製造]
実施例1の場合で3,4−ジブロモチオフェンの滴下終了後、メタノール 40.5gを留去し(ナトリウムメトキシドのメタノール溶媒に対する濃度は、反応前のナトリウムメトキシドの全量を基準として40.0重量%)、加熱還流を行い反応を継続した。ガスクロマトグラフィーにより反応を追跡したところ、還流開始2時間で3,4−ジブロモチオフェンおよび3−ブロモ−4−メトキシチオフェンが検出限界以下となった。
[Production of 3,4-dimethoxythiophene from 3,4-dibromothiophene]
In the case of Example 1, after completion of the dropwise addition of 3,4-dibromothiophene, 40.5 g of methanol was distilled off (the concentration of sodium methoxide in the methanol solvent was 40.0 based on the total amount of sodium methoxide before the reaction). (% By weight) and heated to reflux to continue the reaction. When the reaction was monitored by gas chromatography, 3,4-dibromothiophene and 3-bromo-4-methoxythiophene were below the detection limit within 2 hours from the start of reflux.

[比較例1]
[3,4−ジブロモチオフェンから3,4−ジメトキシチオフェンの製造]
200ml四つ口フラスコにナトリウムメトキシド 28.1g、メタノール 97gを入れ(ナトリウムメトキシドのメタノール溶媒に対する濃度は、反応前のナトリウムメトキシドの全量を基準として22.5重量%)、アルゴン雰囲気下で50℃にて溶解させた。
[Comparative Example 1]
[Production of 3,4-dimethoxythiophene from 3,4-dibromothiophene]
In a 200 ml four-necked flask, put 28.1 g of sodium methoxide and 97 g of methanol (concentration of sodium methoxide in methanol solvent is 22.5% by weight based on the total amount of sodium methoxide before the reaction) under an argon atmosphere. It was dissolved at 50 ° C.

臭化第一銅 1.0gを入れた後、3,4−ジブロモチオフェン 20gを滴下すると反応液は無色透明から黒色となった。滴下終了後、77℃にて加熱還流を行い反応を継続した。ガスクロマトグラフィーにより反応を追跡しながら、反応を13時間継続した。   After adding 1.0 g of cuprous bromide and dropping 20 g of 3,4-dibromothiophene, the reaction solution turned from colorless and transparent to black. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued by heating to reflux at 77 ° C. The reaction was continued for 13 hours, following the reaction by gas chromatography.

反応混合物に水を加えて濾過した後、トルエンにて粗生成物を抽出し、トルエン層を水洗後、トルエン層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。   After adding water to the reaction mixture and filtering, the crude product was extracted with toluene, the toluene layer was washed with water, and the toluene layer was dried over magnesium sulfate.

硫酸マグネシウムを濾過により除去した後、トルエン層をロータリーエバボレーターにて濃縮した後、減圧蒸留を行い、3,4−ジメトキシチオフェンを9.64g(収率81.0%)得た。この3,4−ジメトキシチオフェンの純度はガスクロマトグラフィーにより61.42%であった。   After removing magnesium sulfate by filtration, the toluene layer was concentrated with a rotary evaporator and then distilled under reduced pressure to obtain 9.64 g (yield 81.0%) of 3,4-dimethoxythiophene. The purity of this 3,4-dimethoxythiophene was 61.42% by gas chromatography.

[比較例2]
[3,4−ジブロモチオフェンから3,4−ジメトキシチオフェンの製造]
比較例1の場合でメタノール 72.3g(ナトリウムメトキシドのメタノール溶媒に対する濃度は、反応前のナトリウムメトキシドの全量を基準として28.0重量%)とした以外は比較例1の場合と全く同様に操作を行った。加熱還流を行い反応を継続したが、還流開始から9時間の時点で、反応溶液中の3,4−ジブロモチオフェン(DBrT)および3−ブロモ−4−メトキシチオフェン(Br−MEOT)のガスクロマトグラフィーの濃度はそれぞれ0.20%および3.29%であった。
[Comparative Example 2]
[Production of 3,4-dimethoxythiophene from 3,4-dibromothiophene]
In the case of Comparative Example 1, the same as in Comparative Example 1, except that 72.3 g of methanol (the concentration of sodium methoxide in the methanol solvent was 28.0% by weight based on the total amount of sodium methoxide before the reaction) The operation was performed. The reaction was continued by heating under reflux, but at 9 hours from the start of reflux, gas chromatography of 3,4-dibromothiophene (DBrT) and 3-bromo-4-methoxythiophene (Br-MEOT) in the reaction solution The concentrations of were 0.20% and 3.29%, respectively.

[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
先の実施例2と全く同じ製造方法により得られた3,4−ジメトキシチオフェンを用いて以下の製造を行った。以下に説明する実施例5〜9ならびに比較例3〜9についても同様である。
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
The following production was carried out using 3,4-dimethoxythiophene obtained by the same production method as in Example 2 above. The same applies to Examples 5 to 9 and Comparative Examples 3 to 9 described below.

まず100ml四つ口フラスコに3,4−ジメトキシチオフェン 10.1g、エチレングリコール 6.74g、p−トルエンスルホン酸1水和物 1.1gおよびトルエン76.6gを入れ、アルゴン雰囲気下で加熱攪拌した。   First, 10.4 g of 3,4-dimethoxythiophene, 6.74 g of ethylene glycol, 1.1 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate and 76.6 g of toluene were placed in a 100 ml four-necked flask, and the mixture was heated and stirred under an argon atmosphere. .

95℃でメタノールを留去させながら100℃まで加熱した。100℃にてメタノールの留去が終了し、トルエンの還流が始まった。   The mixture was heated to 100 ° C. while distilling off methanol at 95 ° C. At 100 ° C., the distillation of methanol was completed, and the reflux of toluene began.

反応溶液中の組成変化をN,N−ジメチルホルムアミドを内部標準としてガスクロマトグラフィーにより追跡したところ、還流開始3時間で3,4−ジメトキシチオフェンが検出限界以下となった。トルエンの還流開始からの時間と各成分の濃度との関係を表1にまとめた。表1中のEDOT、DMEOT、一置換体および二置換体はそれぞれ3,4−エチレンジオキシチオフェン、3,4−ジメトキシチオフェン、3,4−ジメトキシチオフェンの一方のメトキシ基がエチレングリコールで置換されたもの、および3,4−ジメトキシチオフェンの両方のメトキシ基がエチレングリコールで置換されたものを示す。   The composition change in the reaction solution was monitored by gas chromatography using N, N-dimethylformamide as an internal standard. As a result, 3,4-dimethoxythiophene became below the detection limit within 3 hours from the start of reflux. Table 1 summarizes the relationship between the time from the start of toluene reflux and the concentration of each component. EDOT, DMEOT, mono-substituted and di-substituted in Table 1 are substituted with ethylene glycol on one methoxy group of 3,4-ethylenedioxythiophene, 3,4-dimethoxythiophene and 3,4-dimethoxythiophene, respectively. And those in which both methoxy groups of 3,4-dimethoxythiophene are substituted with ethylene glycol.

なお表中の転化率(%)はN,N−ジメチルホルムアミドを内部標準としてガスクロマトグラフィーにより測定した場合の、理論上の3,4−エチレンジオキシチオフェン量に対する、反応溶液中の実際の3,4−エチレンジオキシチオフェン量の割合を示す。   The conversion (%) in the table is the actual 3% in the reaction solution relative to the theoretical amount of 3,4-ethylenedioxythiophene when measured by gas chromatography using N, N-dimethylformamide as an internal standard. The ratio of the amount of 1,4-ethylenedioxythiophene is shown.

また残存率(%)は、同様に理論上の3,4−ジメトキシチオフェン量に対する、反応溶液中の実際の3,4−ジメトキシチオフェン量の割合を示す。   Similarly, the residual ratio (%) indicates the ratio of the actual amount of 3,4-dimethoxythiophene in the reaction solution to the theoretical amount of 3,4-dimethoxythiophene.

反応混合物を水で希釈してから不溶物を濾過により除き、トルエンにて粗生成物を抽出し、トルエン層を水洗後、炭酸水素ナトリウム水溶液にて洗浄してから硫酸マグネシウムにより乾燥した。   The reaction mixture was diluted with water, insolubles were removed by filtration, the crude product was extracted with toluene, the toluene layer was washed with water, washed with an aqueous sodium hydrogen carbonate solution, and dried over magnesium sulfate.

硫酸マグネシウムを濾過により除去した後、トルエン層をロータリーエバボレーターにて濃縮して粗生成物を得た。
前記粗生成物の収率は6.78g(68.1%)、純度はガスクロマトグラフィーにより98.69%であった。
After removing magnesium sulfate by filtration, the toluene layer was concentrated by a rotary evaporator to obtain a crude product.
The yield of the crude product was 6.78 g (68.1%), and the purity was 98.69% by gas chromatography.

前記粗生成物を用いて減圧蒸留を行い、3,4−エチレンジオキシチオフェンを4.65g(収率46.7%)得た。この3,4−エチレンジオキシチオフェンの純度はガスクロマトグラフィーにより99.64%であった。   The crude product was distilled under reduced pressure to obtain 4.65 g (yield 46.7%) of 3,4-ethylenedioxythiophene. The purity of 3,4-ethylenedioxythiophene was 99.64% by gas chromatography.

[比較例3]
[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
100ml四つ口フラスコに3,4−ジメトキシチオフェン 2.01g、エチレングリコール 1.34g、p−トルエンスルホン酸1水和物 0.2gおよびトルエン11.83gを入れ、大気雰囲気下で加熱攪拌し、トルエンを還流させた。
[Comparative Example 3]
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
A 100 ml four-necked flask was charged with 2.01 g of 3,4-dimethoxythiophene, 1.34 g of ethylene glycol, 0.2 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate and 11.83 g of toluene, and heated and stirred in an air atmosphere. Toluene was refluxed.

ガスクロマトグラフィーにより反応を追跡したところ、還流開始14時間で3,4−ジメトキシチオフェンが0.32%となったので反応を終了した。   When the reaction was monitored by gas chromatography, 3,4-dimethoxythiophene was 0.32% in 14 hours from the start of refluxing, so the reaction was terminated.

反応混合物を水で希釈してから不溶物を濾過により除き、トルエンにて粗生成物を抽出し、トルエン層を水洗後、炭酸水素ナトリウム水溶液にて洗浄してから硫酸マグネシウムにより乾燥した。   The reaction mixture was diluted with water, insolubles were removed by filtration, the crude product was extracted with toluene, the toluene layer was washed with water, washed with an aqueous sodium hydrogen carbonate solution, and dried over magnesium sulfate.

硫酸マグネシウムを濾過により除去した後、トルエン層をロータリーエバボレーターにて濃縮して粗生成物を得た。   After removing magnesium sulfate by filtration, the toluene layer was concentrated by a rotary evaporator to obtain a crude product.

前記粗生成物の収率は1.28g(64.7%)、純度はガスクロマトグラフィーにより85.94%であった。   The yield of the crude product was 1.28 g (64.7%), and the purity was 85.94% by gas chromatography.

前記粗生成物を用いて減圧蒸留を行い、3,4−エチレンジオキシチオフェンを0.87g(収率44.0%)得た。この3,4−エチレンジオキシチオフェンの純度はガスクロマトグラフィーにより96.28%であった。   The crude product was distilled under reduced pressure to obtain 0.87 g (yield 44.0%) of 3,4-ethylenedioxythiophene. The purity of this 3,4-ethylenedioxythiophene was 96.28% by gas chromatography.

[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
実施例4のp−トルエンスルホン酸一水和物に変えて同じ物質量(モル数)のクメンスルホン酸一水和物を使用した他は実施例4と全く同様の操作を行い、反応溶液中の組成変化をN,N−ジメチルホルムアミドを内部標準としてガスクロマトグラフィーにより追跡した。トルエンの還流開始からの時間と各成分の濃度との関係を表2にまとめた。
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
Except that p-toluenesulfonic acid monohydrate of Example 4 was used and cumenesulfonic acid monohydrate having the same substance amount (number of moles) was used, the same operation as in Example 4 was performed, and the reaction solution was used. The change in the composition was monitored by gas chromatography using N, N-dimethylformamide as an internal standard. Table 2 summarizes the relationship between the time from the start of toluene reflux and the concentration of each component.

実施例4の場合と全く同様の操作により得られた粗生成物を用いて減圧蒸留を行い、3
,4−エチレンジオキシチオフェンを6.49g(収率65.2%)得た。この3,4−エチレンジオキシチオフェンの純度はガスクロマトグラフィーにより99.86%であった。
Distillation under reduced pressure was carried out using the crude product obtained by the same operation as in Example 4.
, 4-ethylenedioxythiophene 6.49g (yield 65.2%) was obtained. The purity of 3,4-ethylenedioxythiophene was 99.86% by gas chromatography.

[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
実施例5のクメンスルホン酸一水和物に変えて同じ物質量(モル数)のm−キシレン−4−スルホン酸一水和物を使用した他は実施例5と全く同様の操作を行い、反応溶液中の組成変化をN,N−ジメチルホルムアミドを内部標準としてガスクロマトグラフィーにより追跡した。トルエンの還流開始からの時間と各成分の濃度との関係を表3にまとめた。
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
The same procedure as in Example 5 was performed, except that m-xylene-4-sulfonic acid monohydrate having the same substance amount (number of moles) was used instead of cumene sulfonic acid monohydrate in Example 5. The composition change in the reaction solution was monitored by gas chromatography using N, N-dimethylformamide as an internal standard. Table 3 summarizes the relationship between the time from the start of toluene reflux and the concentration of each component.

[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
実施例5のクメンスルホン酸一水和物に変えて同じ物質量(モル数)のメシチレンスルホン酸一水和物を使用した他は実施例5と全く同様の操作を行い、反応溶液中の組成変化をN,N−ジメチルホルムアミドを内部標準としてガスクロマトグラフィーにより追跡した。トルエンの還流開始からの時間と各成分の濃度との関係を表4にまとめた。
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
The composition in the reaction solution was exactly the same as in Example 5, except that mesitylenesulfonic acid monohydrate having the same substance amount (in moles) was used instead of cumenesulfonic acid monohydrate in Example 5. The change was followed by gas chromatography using N, N-dimethylformamide as an internal standard. Table 4 summarizes the relationship between the time from the start of toluene reflux and the concentration of each component.

[比較例4]
[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
実施例5のクメンスルホン酸一水和物に変えて同じ物質量(モル数)の2−ナフタレンスルホン酸一水和物を使用した他は実施例5と全く同様の操作を行い、反応溶液中の組成変化をN,N−ジメチルホルムアミドを内部標準としてガスクロマトグラフィーにより追跡した。トルエンの還流開始からの時間と各成分の濃度との関係を表5にまとめた。
[Comparative Example 4]
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
The same operation as in Example 5 was performed except that 2-naphthalenesulfonic acid monohydrate having the same substance amount (number of moles) was used instead of cumenesulfonic acid monohydrate in Example 5, and the reaction solution was The change in the composition was monitored by gas chromatography using N, N-dimethylformamide as an internal standard. Table 5 summarizes the relationship between the time from the start of reflux of toluene and the concentration of each component.

[比較例5]
[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
実施例5のクメンスルホン酸一水和物に変えて同じ物質量(モル数)のドデシルベンゼンスルホン酸一水和物を使用した他は実施例5と全く同様の操作を行い、反応溶液中の組成変化をN,N−ジメチルホルムアミドを内部標準としてガスクロマトグラフィーにより追跡した。トルエンの還流開始からの時間と各成分の濃度との関係を表6にまとめた。
[Comparative Example 5]
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
Except for using cumenesulfonic acid monohydrate of Example 5 and using dodecylbenzenesulfonic acid monohydrate of the same substance amount (in moles), the same operation as in Example 5 was performed, The composition change was monitored by gas chromatography using N, N-dimethylformamide as an internal standard. Table 6 summarizes the relationship between the time from the start of reflux of toluene and the concentration of each component.

なおドデシルベンゼンスルホン酸一水和物を使用した場合、反応の終了後、反応混合物を水で希釈してから不溶物を濾過により除き、トルエンにて粗生成物を抽出し、トルエン層を水洗しようとしたところトルエン層と水層とを分液することができなかった。   When dodecylbenzenesulfonic acid monohydrate is used, after the reaction is complete, dilute the reaction mixture with water, remove insolubles by filtration, extract the crude product with toluene, and wash the toluene layer with water. As a result, the toluene layer and the aqueous layer could not be separated.

[比較例6]
[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
実施例5のクメンスルホン酸一水和物に変えて同じ物質量(モル数)の(+)−10−カンファースルホン酸一水和物を使用した他は実施例5と全く同様の操作を行い、反応溶液中の組成変化をN,N−ジメチルホルムアミドを内部標準としてガスクロマトグラフィーにより追跡した。トルエンの還流開始からの時間と各成分の濃度との関係を表7にまとめた。
[Comparative Example 6]
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
The same operation as in Example 5 was performed except that (+)-10-camphorsulfonic acid monohydrate having the same substance amount (number of moles) was used instead of cumenesulfonic acid monohydrate of Example 5. The composition change in the reaction solution was monitored by gas chromatography using N, N-dimethylformamide as an internal standard. Table 7 summarizes the relationship between the time from the beginning of toluene reflux and the concentration of each component.

[比較例7]
[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
実施例5のクメンスルホン酸一水和物に変えて同じ物質量(モル数)の2−アミノ−1−ナフタレンスルホン酸一水和物を使用した他は実施例5と全く同様の操作を行い、反応溶液中の組成変化をN,N−ジメチルホルムアミドを内部標準としてガスクロマトグラフィーにより追跡した。トルエンの還流開始からの時間と各成分の濃度との関係を表8にまとめた。
[Comparative Example 7]
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
The same operation as in Example 5 was performed except that 2-amino-1-naphthalenesulfonic acid monohydrate having the same substance amount (number of moles) was used instead of cumenesulfonic acid monohydrate in Example 5. The composition change in the reaction solution was monitored by gas chromatography using N, N-dimethylformamide as an internal standard. Table 8 summarizes the relationship between the time from the beginning of toluene reflux and the concentration of each component.

[比較例8]
[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
実施例5のクメンスルホン酸一水和物に変えて同じ物質量(モル数)のサリチル酸を使用した他は実施例5と全く同様の操作を行い、反応溶液中の組成変化をN,N−ジメチルホルムアミドを内部標準としてガスクロマトグラフィーにより追跡した。トルエンの還流開始からの時間と各成分の濃度との関係を表9にまとめた。
[Comparative Example 8]
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
Except that salicylic acid having the same substance amount (number of moles) was used instead of cumenesulfonic acid monohydrate of Example 5, the same operation as in Example 5 was performed, and the composition change in the reaction solution was changed to N, N- Dimethylformamide was followed by gas chromatography with internal standard. Table 9 summarizes the relationship between the time from the start of toluene reflux and the concentration of each component.

[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
実施例4では100ml四つ口フラスコを使用した場合について説明したが、実施例8では300L反応槽を使用する場合について説明する。操作の手順、量比関係等は実施例4の場合と同様である。
図1は、3,4−ジメトキシチオフェンとエチレングリコールとを反応させる反応装置を表した模式図である。
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
In Example 4, a case where a 100 ml four-necked flask was used was described, but in Example 8, a case where a 300 L reaction vessel was used will be described. Operation procedures, quantity ratio relationships, and the like are the same as in the fourth embodiment.
FIG. 1 is a schematic view showing a reaction apparatus for reacting 3,4-dimethoxythiophene and ethylene glycol.

300L反応槽1内部で3,4−ジメトキシチオフェンとエチレングリコールとが反応することにより、3,4−エチレンジオキシチオフェンが生成すると共にメタノールが副生する。反応溶液20中のメタノールはトルエンと共沸して、蒸留塔2を通って冷却器3により冷却されメタノールとトルエンの混合液となる。なお前記冷却塔3は内部蒸気を冷却水により冷却できる構造となっている。
メタノールとトルエンの混合液40はバルブ10、配管4およびバルブ11を経由して水洗槽5に送られる。
By reacting 3,4-dimethoxythiophene and ethylene glycol inside the 300 L reaction tank 1, 3,4-ethylenedioxythiophene is generated and methanol is by-produced. Methanol in the reaction solution 20 azeotropes with toluene, passes through the distillation column 2 and is cooled by the cooler 3 to become a mixed solution of methanol and toluene. The cooling tower 3 has a structure in which internal steam can be cooled by cooling water.
The mixed solution 40 of methanol and toluene is sent to the water washing tank 5 via the valve 10, the pipe 4 and the valve 11.

前記水洗槽5には水30が入れられていて、前記メタノールとトルエンの混合液40は水30と接触した後に前記水洗槽5の上層に送られる。
前記メタノールとトルエンの混合液40が水30と接触することにより、前記メタノールとトルエンの混合液40に含まれるメタノールは水30に溶ける。
前記水洗槽5の上層に送られた水洗後のトルエン溶液41が、送液ポンプ6により配管7および8を経由して冷却塔3に送られる。
Water 30 is put in the washing tank 5, and the mixed solution 40 of methanol and toluene is sent to the upper layer of the washing tank 5 after contacting the water 30.
When the methanol / toluene mixed solution 40 comes into contact with the water 30, the methanol contained in the methanol / toluene mixed solution 40 is dissolved in the water 30.
The water-washed toluene solution 41 sent to the upper layer of the water washing tank 5 is sent to the cooling tower 3 via the pipes 7 and 8 by the liquid feed pump 6.

冷却塔3に送られた水洗後のトルエン溶液41が、メタノールとトルエンの混合液40に接触する。この結果、300L反応槽1に戻されるメタノールとトルエンの混合液40中のメタノールの濃度は時間の経過と共に少なくなっていく。   The water-washed toluene solution 41 sent to the cooling tower 3 comes into contact with the mixed solution 40 of methanol and toluene. As a result, the concentration of methanol in the methanol / toluene mixture 40 returned to the 300 L reaction tank 1 decreases with time.

この様に反応系外にメタノールを除去することにより、反応スケールを300Lに拡張した場合でも、3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンを得るまでの反応時間を5時間以内に保つことができる。
なお、実施例8の場合には水洗後のトルエン溶液41を冷却塔3に循環させる場合を示しているが、水洗後のトルエン溶液41に代えて、水30を冷却塔3に循環させることもできる。この場合でも3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンを得るまでの反応時間を5時間以内に保つことができる。
Thus, even when the reaction scale was expanded to 300 L by removing methanol outside the reaction system, the reaction time for obtaining 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene was within 5 hours. Can keep.
In addition, in the case of Example 8, although the case where the toluene solution 41 after water washing is circulated to the cooling tower 3 is shown, it replaces with the toluene solution 41 after water washing, and water 30 may be circulated to the cooling tower 3. it can. Even in this case, the reaction time required to obtain 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene can be kept within 5 hours.

[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
実施例4の場合で得られた3,4−エチレンジオキシチオフェンの粗生成物を蒸留する際に、数平均分子量400のポリエチレングリコールを前記粗生成物の1/10の重量を加えて蒸留を行った。
100ml四つ口フラスコに全く付着物がなく、粗生成物の重量に対して93重量%の3,4−エチレンジオキシチオフェンを得ることができた。
次にこの3,4−エチレンジオキシチオフェンを水洗した後、再度3,4−エチレンジオキシチオフェンを蒸留したところ、この3,4−エチレンジオキシチオフェンの純度はガスクロマトグラフィーにより99.80%であった。
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
When the crude product of 3,4-ethylenedioxythiophene obtained in the case of Example 4 is distilled, polyethylene glycol having a number average molecular weight of 400 is added to the weight of 1/10 of the crude product to perform distillation. went.
There was no deposit in the 100 ml four-necked flask, and 93% by weight of 3,4-ethylenedioxythiophene was obtained based on the weight of the crude product.
Next, after 3,4-ethylenedioxythiophene was washed with water and 3,4-ethylenedioxythiophene was distilled again, the purity of this 3,4-ethylenedioxythiophene was 99.80% by gas chromatography. Met.

[比較例9]
[3,4−ジメトキシチオフェンから3,4−エチレンジオキシチオフェンの製造]
実施例9の場合で、数平均分子量400のポリエチレングリコールに代えてプロピレンカーボネートを使用して3,4−エチレンジオキシチオフェンの粗生成物を蒸留したところ、ガスクロマトグラフィーにより、プロピレンカーボネートが10%程度混入していることが確認された。
次にこの3,4−エチレンジオキシチオフェンを水洗したが、ガスクロマトグラフィーにより、プロピレンカーボネートが3%程度混入していることが確認された。
プロピレンカーボネートに代えてエチレンカーボネート、スルホランをそれぞれ使用した場合も同様の結果であった。
[Comparative Example 9]
[Production of 3,4-ethylenedioxythiophene from 3,4-dimethoxythiophene]
In the case of Example 9, when the crude product of 3,4-ethylenedioxythiophene was distilled using propylene carbonate instead of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 400, 10% propylene carbonate was obtained by gas chromatography. It was confirmed that it was mixed to some extent.
Next, this 3,4-ethylenedioxythiophene was washed with water, and it was confirmed by gas chromatography that about 3% of propylene carbonate was mixed.
Similar results were obtained when ethylene carbonate and sulfolane were used instead of propylene carbonate.

本出願は平成20年1月16日に日本国に特許出願された出願番号特願2008−006448に基づくものであり、その出願の全体は参照することにより本出願に含まれ、本明細書の一部を構成する。   This application is based on application number Japanese Patent Application No. 2008-006448 filed in Japan on January 16, 2008, and the entire application is included in this application by reference. Part of it.

3,4−ジメトキシチオフェンとエチレングリコールとを反応させる反応装置を表した模式図である。It is the schematic diagram showing the reactor which makes 3,4-dimethoxythiophene and ethylene glycol react.

符号の説明Explanation of symbols

1 300L反応槽
2 蒸留塔
3 冷却器
4,7,8,9 配管
5 水洗槽
6 送液ポンプ
10,11 バルブ
20 反応溶液
30 水
40 メタノールとトルエンの混合液
41 水洗後のトルエン溶液
50 攪拌翼
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 300L reaction tank 2 Distillation tower 3 Cooler 4,7,8,9 Piping 5 Water washing tank 6 Liquid feed pump 10,11 Valve 20 Reaction solution 30 Water 40 Mixture of methanol and toluene 41 Toluene solution after washing 50 Stirring blade

Claims (13)

一般式(1)
(式中のXはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子のいずれかを表す。)
により表されるハロゲン化チオフェンと
アルカリ金属アルコキシドとを、アルコール系溶媒中で反応させる工程であって、前記アルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作を含む工程により、
一般式(2)
(式中のRおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキル基またはアリール基を表す。)
により表されるジアルコキシチオフェンを得る工程と、
前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと
一般式(3)
(式中のZはそれぞれ独立して酸素原子またはイオウ原子であり、Rは鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキレン基または炭素数が1〜20のアリーレン基を表す。)
により表される化合物とを、
一般式(4)
(式中のRおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキル基またはアリール基を表す。)
により表される化合物を反応系外へ留去しながら反応させる工程と、
を含むことを特徴とする、
一般式(5)
(式中のZはそれぞれ独立して酸素原子またはイオウ原子であり、Rは鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜20のアルキレン基、炭素数が1〜20のアリーレン基を表す。)
により表されるチオフェン誘導体の製造方法であって、
前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体を、ポリオール類の存在下に蒸留する工程をさらに含む、前記製造方法
General formula (1)
(X in the formulas are independent of each other and may be the same as or different from each other and each represents a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.)
A step of reacting a halogenated thiophene represented by the formula (1) with an alkali metal alkoxide in an alcohol solvent, the method comprising an operation of distilling the alcohol solvent out of the reaction system,
General formula (2)
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently the same or different and each represents a chain or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group.)
Obtaining a dialkoxythiophene represented by:
Dialkoxythiophene represented by the general formula (2) and the general formula (3)
(In the formula, each Z independently represents an oxygen atom or a sulfur atom, and R represents a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or an arylene group having 1 to 20 carbon atoms. )
And a compound represented by
General formula (4)
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently the same or different and each represents a chain or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group.)
A step of reacting while distilling out the compound represented by
Including,
General formula (5)
(In the formula, each Z independently represents an oxygen atom or a sulfur atom, and R represents a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms and an arylene group having 1 to 20 carbon atoms. )
A process for producing a thiophene derivative represented by
The said manufacturing method further including the process of distilling the thiophene derivative represented by the said General formula (5) in presence of polyols .
前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得る工程が、
(a)アルコール系溶媒中で前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンとアルカリ金属アルコキシドとを混合し、次にアルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作、
(b)アルコール系溶媒を反応系外へ留去しながらアルコール系溶媒中で前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンとアルカリ金属アルコキシドとを混合する操作、および
(c)アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶液からアルコール系溶媒を反応系外へ留去し、次にアルコール系溶液中で前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンとアルカリ金属アルコキシドとを混合する操作、
からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む、請求項1に記載のチオフェン誘導体の製造方法。
The step of obtaining dialkoxythiophene represented by the general formula (2)
(A) an operation of mixing a halogenated thiophene represented by the general formula (1) and an alkali metal alkoxide in an alcohol solvent, and then distilling the alcohol solvent out of the reaction system;
(B) an operation of mixing the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide in the alcohol solvent while distilling the alcohol solvent out of the reaction system, and (c) the alkali metal alkoxide. An operation of distilling an alcohol solvent out of the alcohol solution out of the reaction system and then mixing the halogenated thiophene represented by the general formula (1) and the alkali metal alkoxide in the alcohol solution,
The method for producing a thiophene derivative according to claim 1, comprising at least one selected from the group consisting of:
前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得る工程が、銅触媒の存在の下、反応前のアルカリ金属アルコキシドの全量を基準として、前記アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度が15重量%〜55重量%の範囲により実施される、請求項1に記載のチオフェン誘導体の製造方法。   In the step of obtaining dialkoxythiophene represented by the general formula (2), in the presence of a copper catalyst, the concentration of the alkali metal alkoxide with respect to the alcohol-based solvent is 15% based on the total amount of the alkali metal alkoxide before the reaction. The manufacturing method of the thiophene derivative of Claim 1 implemented by the range of% -55weight%. 前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得る工程が、反応前のアルカリ金属アルコキシドの全量を基準として、前記アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度を15重量%から50重量%の範囲内で増加させながら、アルコール系溶媒を反応系外へ留去する操作を含む、請求項1に記載のチオフェン誘導体の製造方法。   The step of obtaining the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) is based on the total amount of the alkali metal alkoxide before the reaction, and the concentration of the alkali metal alkoxide in the alcohol solvent is in the range of 15% by weight to 50% by weight. The manufacturing method of the thiophene derivative of Claim 1 including operation which distills an alcoholic solvent out of a reaction system, making it increase in the inside. 前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得る工程が、反応前のアルカリ金属アルコキシドの全量を基準として、前記アルカリ金属アルコキシドのアルコール系溶媒に対する濃度が、反応終了時点で30重量%から50重量%の範囲である、請求項1に記載のチオフェン誘導体の製造方法。   The step of obtaining the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) is based on the total amount of the alkali metal alkoxide before the reaction, and the concentration of the alkali metal alkoxide with respect to the alcohol solvent is from 30% by weight at the end of the reaction. The method for producing a thiophene derivative according to claim 1, which is in the range of 50% by weight. 前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと前記一般式(3)により表される化合物とを反応させる工程が、
一般式(6)
(式中、Rは鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜6のアルキル基を表す。)、
一般式(7)
(式中、RおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜6のアルキル基を表す。)および
一般式(8)
(式中、R、RおよびRはそれぞれ独立し、互いに同じであっても異なっていてもよく、鎖状のまたは分岐鎖状の炭素数が1〜6のアルキル基を表す。)
からなる群より選ばれる少なくとも一つにより表される芳香族スルホン酸の存在下に実施される、請求項1に記載のチオフェン誘導体の製造方法。
The step of reacting the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) with the compound represented by the general formula (3),
General formula (6)
(Wherein R 3 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms),
General formula (7)
(Wherein R 4 and R 5 are each independently the same or different and each represents a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) and a general formula (8)
(In the formula, R 6 , R 7 and R 8 are each independently the same or different and each represents a chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
The method for producing a thiophene derivative according to claim 1, which is carried out in the presence of an aromatic sulfonic acid represented by at least one selected from the group consisting of:
前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと前記一般式(3)により表される化合物とを反応させる工程が、
芳香族有機溶媒と共に前記一般式(4)により表される化合物を共沸させる工程と、
共沸した前記芳香族有機溶媒と前記一般式(4)により表される化合物とを冷却することにより、前記芳香族有機溶媒と前記一般式(4)により表される化合物との混合液を得る工程と、
前記混合液を水と接触させ、前記一般式(4)により表される化合物を除去する工程と、
を含む、請求項1に記載のチオフェン誘導体の製造方法。
The step of reacting the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) with the compound represented by the general formula (3),
A step of azeotroping the compound represented by the general formula (4) together with an aromatic organic solvent;
By cooling the azeotropic aromatic organic solvent and the compound represented by the general formula (4), a mixed liquid of the aromatic organic solvent and the compound represented by the general formula (4) is obtained. Process,
Contacting the mixture with water to remove the compound represented by the general formula (4);
The manufacturing method of the thiophene derivative of Claim 1 containing this.
前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンと前記一般式(3)により表される化合物との反応溶液とグリコール類とを混合する工程と、
前記反応溶液とグリコール類との混合液からグリコール類を分液除去する工程と、
を含む、請求項1に記載のチオフェン誘導体の製造方法。
Mixing a reaction solution of the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) and the compound represented by the general formula (3) with glycols;
Separating and removing glycols from a mixture of the reaction solution and glycols;
The manufacturing method of the thiophene derivative of Claim 1 containing this.
前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体を、ポリオール類の存在下に蒸留する上記工程において、前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体100重量部に対して5〜20重量部のポリオール類を使用する、請求項1〜8のいずれか1項に記載のチオフェン誘導体の製造方法。 In the above step of distilling the thiophene derivative represented by the general formula (5) in the presence of polyols, 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thiophene derivative represented by the general formula (5). The method for producing a thiophene derivative according to any one of claims 1 to 8, wherein a polyol is used . 前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンを得る工程により得られた前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンに含まれる前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンの含有量が、0.05%以下である、請求項1に記載のチオフェン誘導体の製造方法。   The halogenated thiophene represented by the general formula (1) contained in the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) obtained by the step of obtaining the dialkoxythiophene represented by the general formula (2). The method for producing a thiophene derivative according to claim 1, wherein the content is 0.05% or less. 前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体に含まれる前記一般式(2)により表されるジアルコキシチオフェンの含有量が、0.05%以下である、請求項1に記載のチオフェン誘導体の製造方法。   2. The thiophene derivative according to claim 1, wherein the content of the dialkoxythiophene represented by the general formula (2) contained in the thiophene derivative represented by the general formula (5) is 0.05% or less. Production method. 前記一般式(5)により表されるチオフェン誘導体が、3,4−エチレンジオキシチオフェンである、請求項1に記載のチオフェン誘導体の製造方法。   The method for producing a thiophene derivative according to claim 1, wherein the thiophene derivative represented by the general formula (5) is 3,4-ethylenedioxythiophene. 前記一般式(1)により表されるハロゲン化チオフェンと前記アルカリ金属アルコキシドとを反応させる上記工程における反応温度が65〜130℃の範囲である、請求項1〜12のいずれか1項に記載のチオフェン誘導体の製造方法 13. The reaction temperature according to claim 1, wherein the reaction temperature in the step of reacting the halogenated thiophene represented by the general formula (1) with the alkali metal alkoxide is in the range of 65 to 130 ° C. 13. A method for producing a thiophene derivative .
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