JP5882162B2 - Process for producing 2,3,6,7,10,11-hexahydroxytriphenylenes - Google Patents
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Description
本発明は、例えばディスコチック液晶等の機能性材料の原料として有用なヘキサヒドロキシトリフェニレン類の製造方法に関し、さらに詳しくは、原料としてカテコール類を用いる２，３，６，７，１０，１１−ヘキサヒドロキシトリフェニレン類の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing hexahydroxytriphenylenes useful as a raw material for functional materials such as discotic liquid crystals, and more specifically, 2,3,6,7,10,11-hexa, which uses catechols as a raw material. The present invention relates to a method for producing hydroxytriphenylenes.
ディスコチック液晶は、一般的に円盤状の中心母核とその母核から放射状に延びる側鎖を有し、その構造ゆえに特異な液晶性を示すことから、近年液晶分野において様々な研究がなされている。ディスコチック液晶の中心母核となる化合物としては、例えばベンゼン誘導体、トルキセン誘導体、フタロシアニン誘導体、トリフェニレン誘導体、シクロヘキサン誘導体、ポルフィリン誘導体等が挙げられるが、なかでもトリフェニレン誘導体は、光学的機能性素子の形成に有効なディスコチックネマチック相を形成しやすいことから、近年注目を集めている化合物である。 Discotic liquid crystals generally have a disk-shaped central mother nucleus and side chains extending radially from the mother nucleus, and because of their structure, they exhibit unique liquid crystallinity, and in recent years, various studies have been made in the liquid crystal field. Yes. Examples of the compound serving as the central nucleus of the discotic liquid crystal include benzene derivatives, truxene derivatives, phthalocyanine derivatives, triphenylene derivatives, cyclohexane derivatives, porphyrin derivatives, and the like. Among them, triphenylene derivatives are used to form optical functional elements. It is a compound that has attracted attention in recent years because it is easy to form a discotic nematic phase that is effective in the field.
このトリフェニレン誘導体の中でも、特に２，３，６，７，１０，１１−ヘキサヒドロキシトリフェニレン（以下、ＨＨＴＰと略記する場合がある。）は、６つのヒドロキシル基に適当な側鎖を容易に導入できることなどから、従来より様々な製造方法が報告されている。 Among these triphenylene derivatives, 2,3,6,7,10,11-hexahydroxytriphenylene (hereinafter sometimes abbreviated as HHTP) can easily introduce appropriate side chains into the six hydroxyl groups. Various manufacturing methods have been reported from the past.
具体的には、例えば原料として１，２−ジアルコキシベンゼンを用い、化学的に安定な２，３，６，７，１０，１１−ヘキサアルコキシトリフェニレンを合成する工程と、この工程で得た２，３，６，７，１０，１１−ヘキサアルコキシトリフェニレンを脱アルキル化工程に付す二段階の工程を経て、段階的にＨＨＴＰを製造する方法やカテコール（１，２−ジヒドロキシベンゼン）から直接ＨＨＴＰを製造する方法等が知られている。 Specifically, for example, using 1,2-dialkoxybenzene as a raw material, a step of synthesizing chemically stable 2,3,6,7,10,11-hexaalkoxytriphenylene and 2 obtained in this step , 3,6,7,10,11-hexaalkoxytriphenylene is subjected to a two-step process for dealkylation, and a method for producing HHTP stepwise or HHTP directly from catechol (1,2-dihydroxybenzene) A manufacturing method and the like are known.
段階的にＨＨＴＰを製造する方法としては、例えば塩化第二鉄等を用い、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサアルコキシトリフェニレンを合成した後（例えば特許文献１、非特許文献１等）、三臭化ホウ素（例えば非特許文献２等）、臭化水素酸（例えば非特許文献３等）又はヨウ化水素酸（例えば特許文献２等）等の存在下で脱アルキル化する方法等がある。 As a method for producing HHTP stepwise, for example, ferric chloride or the like is used, and after synthesis of 2,3,6,7,10,11-hexaalkoxytriphenylene (for example, Patent Document 1, Non-Patent Document 1, etc.) ), Boron tribromide (for example, Non-Patent Document 2 and the like), hydrobromic acid (for example, Non-Patent Document 3 and the like), hydroiodic acid (for example, Patent Document 2 and the like), and the like. There is.
一方で、直接ＨＨＴＰを製造する方法としては、例えばカテコールと遷移金属化合物を反応させてＨＨＴＰ、ＨＨＴＰの遷移金属錯体及びＨＨＴＰのキノン体等の混合物を得た後、この混合物を亜鉛、マグネシウム、ハイドロサルファイトナトリウム等の還元剤を用いて還元する方法（例えば特許文献３等）、例えばカテコールをパラクロラニル等の有機酸化剤を用いて酸化させる方法（例えば特許文献４等）、例えば過硫酸アンモニウム等の過酸化物を強酸の存在下で反応させる方法（例えば特許文献５等）、例えばモリブデン触媒、タングステン触媒又はレニウム触媒の存在下でカテコールと過酸化水素を反応させる方法（例えば特許文献６等）、例えば酸化第二鉄等の金属酸化物及び不揮発性の強酸を用いて製造する方法（例えば特許文献７等）等がある。 On the other hand, as a method of directly producing HHTP, for example, catechol and a transition metal compound are reacted to obtain a mixture of HHTP, a transition metal complex of HHTP, a quinone of HHTP, and the like. A method of reducing using a reducing agent such as sulfite sodium (for example, Patent Document 3), for example, a method of oxidizing catechol using an organic oxidizing agent such as parachloranil (for example, Patent Document 4), for example, ammonium persulfate, etc. A method of reacting a peroxide in the presence of a strong acid (for example, Patent Document 5), for example, a method of reacting catechol and hydrogen peroxide in the presence of a molybdenum catalyst, a tungsten catalyst or a rhenium catalyst (for example, Patent Document 6), For example, a manufacturing method using a metal oxide such as ferric oxide and a non-volatile strong acid (for example, a patent There is a Document 7, etc.), and the like.
しかしながら、特許文献１ないし２及び非特許文献１ないし３の方法は、原料である１，２−ジアルコキシベンゼンが高価であるため、工業的製法として満足のいく方法であるとは言い難い。非特許文献２の方法で用いる三臭化ホウ素は、腐食性が高い上に、反応性が非常に高く空気中の湿気で容易に分解する等の理由から工業的規模での製造では問題がある。また、非特許文献３や特許文献２の方法では、過剰のハロゲン化水素酸を使用するため、廃酸が大量に生じることが問題視されているばかりでなく、ヨウ化水素酸を用いる脱アルキル化反応において、沸点が低く有毒なヨウ化メチルの副生を伴うといった問題がある。 However, the methods of Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Documents 1 to 3 are not satisfactory as industrial production methods because 1,2-dialkoxybenzene as a raw material is expensive. Boron tribromide used in the method of Non-Patent Document 2 has a problem in production on an industrial scale because it is highly corrosive and very reactive and easily decomposes with moisture in the air. . In addition, in the methods of Non-Patent Document 3 and Patent Document 2, since excessive hydrohalic acid is used, not only is it regarded as a problem that a large amount of waste acid is generated, but also dealkylation using hydroiodic acid. There is a problem in the oxidization reaction that it is accompanied by by-product of toxic methyl iodide having a low boiling point.
特許文献３や特許文献６ないし７の方法は、鉄、モリブデン等の重金属を必要とするため、生成物のＨＨＴＰ中に重金属が不純物として混入し易くなる。このような理由から、重金属の混入が不純物量でも問題となる液晶分野や半導体分野では、このような重金属を用いる方法は好まれない。特許文献５ないし７の方法は、硫酸等の鉱酸の存在下で好ましく行われるため、廃酸が大量に生じるばかりでなく、反応後の後処理の際に大がかりな固液分離装置が必要になり、分離処理に時間がかかるなど、固液分離が容易でなく工業的な利用には難点があるという問題がある。また、特許文献４の方法は、重金属を必要としない点は好ましいが、ＨＨＴＰの収率が低く、工業的製法として満足のいく方法であるとは言い難い。このようなことから、今日においても、環境負荷低減を考慮しつつ不純物が混入する可能性をできるたけ排除した、工業的製法に有利なＨＨＴＰの製造方法の確立が求められている状況にある。 Since the methods of Patent Document 3 and Patent Documents 6 to 7 require heavy metals such as iron and molybdenum, heavy metals are easily mixed as impurities in the HHTP of the product. For this reason, such a method using heavy metals is not preferred in the liquid crystal field or semiconductor field where heavy metal contamination is a problem even in the amount of impurities. Since the methods of Patent Documents 5 to 7 are preferably carried out in the presence of a mineral acid such as sulfuric acid, not only a large amount of waste acid is generated, but also a large-scale solid-liquid separation device is required for post-treatment after the reaction. Thus, there is a problem that solid-liquid separation is not easy and there is a difficulty in industrial use, such as taking time for the separation process. Moreover, although the method of patent document 4 is preferable at the point which does not require a heavy metal, the yield of HHTP is low and it cannot be said that it is a satisfactory method as an industrial manufacturing method. For this reason, even today, there is a need to establish a method for producing HHTP that is advantageous for an industrial production method that eliminates as much as possible the possibility of impurities being mixed in consideration of reducing the environmental burden.
本発明は、上述した状況に鑑みなされたもので、重金属や硫酸等の鉱酸を使用しない等の環境負荷低減を考慮しつつＨＨＴＰ類の実用的な製造方法を提供することにある。本発明者らは、このような製造方法について鋭意研究を重ねた結果、酸化剤として超原子価ヨウ素反応剤を用いてカテコール類の三量化反応を行い、次いで三量化反応後の反応液を還元反応に付すことで、上述した目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, It is providing the practical manufacturing method of HHTPs, considering environmental load reduction, such as not using mineral acids, such as a heavy metal and a sulfuric acid. As a result of intensive research on such a production method, the present inventors conducted a trimerization reaction of catechols using a hypervalent iodine reactant as an oxidizing agent, and then reduced the reaction solution after the trimerization reaction. By attaching to the reaction, it was found that the above-described object can be achieved, and the present invention has been completed.
本発明は、一般式（１）で示される２，３，６，７，１０，１１−ヘキサヒドロキシトリフェニレン類の製造方法であって、一般式（２）で示されるカテコール類を超原子価ヨウ素反応剤の存在下で反応させる第１の工程と、前記第１の工程における反応液を還元剤で処理する第２の工程を含む、一般式（１）で示される２，３，６，７，１０，１１−ヘキサヒドロキシトリフェニレン類の製造方法の発明である。 The present invention relates to a process for producing 2,3,6,7,10,11-hexahydroxytriphenylenes represented by the general formula (1), wherein the catechols represented by the general formula (2) are converted to hypervalent iodine. 2,3,6,7 represented by the general formula (1), including a first step of reacting in the presence of a reactant and a second step of treating the reaction solution in the first step with a reducing agent. , 10,11-hexahydroxytriphenylenes.
本発明の製造方法によれば、重金属を含有しないＨＨＴＰ類を工業的規模で容易に製造できるばかりでなく、環境に有害な化合物を極力使用しない、廃酸の量を可能な限り削減できる等、環境負荷低減を考慮しつつ収率よくＨＨＴＰ類を製造することができる。 According to the production method of the present invention, not only HHTPs containing no heavy metals can be easily produced on an industrial scale, but no harmful compounds are used as much as possible, the amount of waste acid can be reduced as much as possible, HHTPs can be produced with good yield while considering reduction of environmental load.
また、本発明の製造方法は、硫酸等の鉱酸を使用しないため、従来法にあるような固液分離を行わなくてもＨＨＴＰ類を単離することができる。すなわち、本発明の製造方法によれば、反応液をろ過し、次いでろ取した結晶について練り洗を行う等の簡便な操作でＨＨＴＰ類を単離することができる。 Further, since the production method of the present invention does not use a mineral acid such as sulfuric acid, HHTPs can be isolated without performing solid-liquid separation as in the conventional method. That is, according to the production method of the present invention, HHTPs can be isolated by a simple operation such as filtering the reaction solution and then kneading the collected crystals.
本発明の製造方法は、原料としてカテコール類を用い、酸化剤として超原子価ヨウ素反応剤を用いて該カテコール類の三量化反応を行い（第１の工程）、次いで当該第１の工程における反応液を還元反応に付すことによって（第２の工程）、ＨＨＴＰ類を製造することを特徴とする。まずは、本発明の製造方法における第１の工程について詳述する。 In the production method of the present invention, catechols are used as raw materials, hypervalent iodine reactant is used as an oxidant, and the catechols are trimerized (first step), and then the reaction in the first step. HHTPs are produced by subjecting the solution to a reduction reaction (second step). First, the 1st process in the manufacturing method of this invention is explained in full detail.
本発明の第１の工程に係る一般式（２）で示されるカテコール類は、ＨＨＴＰ類を製造するための原料として用いられる。なお、これらの一般式（２）で示されるカテコール類は、市販のものを用いてもよいし、この分野で行われる一般的な方法により適宜合成したものを用いてもよい。 The catechols represented by the general formula (2) according to the first step of the present invention are used as a raw material for producing HHTPs. In addition, as the catechols represented by the general formula (2), commercially available products may be used, or those synthesized appropriately by a general method performed in this field may be used.
本発明の製造方法によって得られるＨＨＴＰ類は、下記一般式（１）で示されるものである。 HHTPs obtained by the production method of the present invention are those represented by the following general formula (1).
一般式（１）及び（２）におけるＲで示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、なかでも、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、そのなかでも、塩素原子、臭素原子がより好ましい。 Examples of the halogen atom represented by R in the general formulas (1) and (2) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and among them, a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom are preferable. Of these, a chlorine atom and a bromine atom are more preferable.
一般式（１）及び（２）におけるＲで示される炭素数１〜３のアルキル基としては、直鎖状もしくは分枝状のいずれでもよく、具体的には、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基等が挙げられ、なかでも、メチル基、エチル基が好ましく、そのなかでも、メチル基がより好ましい。なお、上述の具体例において、ｎ−はnormal−体を表す。 The alkyl group having 1 to 3 carbon atoms represented by R in the general formulas (1) and (2) may be linear or branched, and specifically includes, for example, a methyl group, an ethyl group, n -A propyl group, an isopropyl group, etc. are mentioned, Especially, a methyl group and an ethyl group are preferable, and a methyl group is more preferable among them. In the above specific examples, n- represents a normal-body.
一般式（１）及び（２）におけるＲで示される炭素数１〜３のアルコキシ基としては、直鎖状もしくは分枝状のいずれでもよく、具体的には、例えばメトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基等が挙げられ、なかでも、メトキシ基、エトキシ基が好ましく、そのなかでも、メトキシ基がより好ましい。なお、上述の具体例において、ｎ−はnormal−体を表す。 The alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms represented by R in the general formulas (1) and (2) may be linear or branched, and specifically includes, for example, a methoxy group, an ethoxy group, n -A propyloxy group, an isopropyloxy group, etc. are mentioned, Especially, a methoxy group and an ethoxy group are preferable, and a methoxy group is more preferable among them. In the above specific examples, n- represents a normal-body.
一般式（１）及び（２）におけるＲとしては、水素原子がより好ましい。 As R in the general formulas (1) and (2), a hydrogen atom is more preferable.
本発明の製造方法においては、一般式（２）で示されるカテコール類のうち、一般式（２）における２つのＲがともに水素原子であるカテコールを用いることが好ましい。原料としてカテコールを用いることにより、一般式（１）における６つのＲがすべて水素原子であるＨＨＴＰが得られる。 In the production method of the present invention, among catechols represented by the general formula (2), it is preferable to use a catechol in which two Rs in the general formula (2) are both hydrogen atoms. By using catechol as a raw material, HHTP in which all six Rs in the general formula (1) are hydrogen atoms can be obtained.
本発明の第１の工程に係る超原子価ヨウ素反応剤とは、３価又は５価の超原子価状態にあるヨウ素原子を含む反応剤のことをいう。超原子価ヨウ素反応剤は、酸化作用を有するため、重金属酸化剤と同様の反応性を示し、重金属酸化剤と比較して低毒性であり、安全性に優れるという特徴を有する。 The hypervalent iodine reactant according to the first step of the present invention refers to a reactant containing an iodine atom in a trivalent or pentavalent hypervalent state. Since the hypervalent iodine reactant has an oxidizing action, it exhibits the same reactivity as the heavy metal oxidant, and has the characteristics that it is less toxic than the heavy metal oxidant and is excellent in safety.
本発明の第１の工程に係る超原子ヨウ素反応剤は、通常この分野で用いられるものであれば特に限定されない。３価の超原子価ヨウ素反応剤としては、例えばヨードベンゼン系の超原子価ヨウ素反応剤、アダマンタン骨格を有する超原子価ヨウ素反応剤、テトラフェニルメタン骨格を有する超原子価ヨウ素反応剤等が挙げられる。ヨードベンゼン系の超原子価ヨウ素反応剤としては、例えばフェニルイオジンジアセタート［ジアセトキシヨードベンゼン］（以下、ＰＩＤＡと略記する場合がある。）、フェニルイオジンビス（トリフルオロアセタート）［ビス（トリフルオロアセトキシ）ヨードベンセン］（以下、ＰＩＦＡと略記する場合がある。）、ヒドロキシ（トシルオキシ）ヨードベンゼン（以下、ＨＴＩＢと略記する場合がある。）、ヨードシルベンゼン等が挙げられる。以下に、これらの超原子価ヨウ素反応剤の構造式を示す。ＰＩＤＡ：式［Ａ１］、ＰＩＦＡ：式［Ａ２］、ＨＴＩＢ：式［Ａ３］、ヨードシルベンゼン：式［Ａ４］。 The superatomic iodine reactant according to the first step of the present invention is not particularly limited as long as it is usually used in this field. Examples of the trivalent hypervalent iodine reactant include an iodobenzene-based hypervalent iodine reactant, a hypervalent iodine reactant having an adamantane skeleton, and a hypervalent iodine reactant having a tetraphenylmethane skeleton. It is done. Examples of the iodobenzene-based hypervalent iodine reactant include phenyliodine diacetate [diacetoxyiodobenzene] (hereinafter sometimes abbreviated as PIDA), phenyliodine bis (trifluoroacetate) [bis (Trifluoroacetoxy) iodobenzene] (hereinafter sometimes abbreviated as PIFA), hydroxy (tosyloxy) iodobenzene (hereinafter sometimes abbreviated as HTIB), iodosylbenzene, and the like. The structural formulas of these hypervalent iodine reactants are shown below. PIDA: Formula [A1], PIFA: Formula [A2], HTIB: Formula [A3], iodosylbenzene: Formula [A4].
アダマンタン骨格を有する超原子価ヨウ素反応剤の具体例としては、例えば１，３，５，７−テトラキス−［４−（ジアセトキシヨード）フェニル］アダマンタン、１，３，５，７−テトラキス−［（４−（ヒドロキシ）トシルオキシヨード）フェニル］アダマンタン、１，３，５，７−テトラキス−［４−ビス（トリフルオロアセトキシヨード）フェニル］アダマンタン等が挙げられる。テトラフェニルメタン骨格を有する超原子価ヨウ素反応剤の具体例としては、例えばテトラキス−４−（ジアセトキシヨード）フェニルメタン、テトラキス−４−ビス（トリフルオロアセトキシヨード）フェニルメタン等が挙げられる。これらの超原子価ヨウ素反応剤は、安定で取り扱い易く、高い酸化能を有する上に、脂溶性が高く、回収、再利用が可能である。 Specific examples of the hypervalent iodine reactant having an adamantane skeleton include, for example, 1,3,5,7-tetrakis- [4- (diacetoxyiodo) phenyl] adamantane, 1,3,5,7-tetrakis- [ (4- (hydroxy) tosyloxyiodo) phenyl] adamantane, 1,3,5,7-tetrakis- [4-bis (trifluoroacetoxyiodo) phenyl] adamantane and the like. Specific examples of the hypervalent iodine reactant having a tetraphenylmethane skeleton include tetrakis-4- (diacetoxyiodo) phenylmethane and tetrakis-4-bis (trifluoroacetoxyiodo) phenylmethane. These hypervalent iodine reactants are stable and easy to handle, have high oxidizing ability, and have high fat solubility, and can be recovered and reused.
また、５価の超原子価ヨウ素反応剤としては、例えばデスマーチンペルヨージナン［Dess-Martin periodinane］（以下、ＤＭＰと略記する場合がある。）、ｏ−ヨードキシ安息香酸［o−iodoxybenzoic acid］（以下、ＩＢＸと略記する場合がある。）等が挙げられる。以下に、これらの超原子価ヨウ素反応剤の構造式を示す。ＤＭＰ：式［Ｂ１］、ＩＢＸ：式［Ｂ２］。 Examples of the pentavalent hypervalent iodine reactant include Dess-Martin periodinane (hereinafter sometimes abbreviated as DMP), o-iodoxybenzoic acid [o-iodoxybenzoic acid]. (Hereinafter sometimes abbreviated as IBX). The structural formulas of these hypervalent iodine reactants are shown below. DMP: Formula [B1], IBX: Formula [B2].
本発明の製造方法においては、上述の超原子価ヨウ素反応剤のうち、３価の超原子価ヨウ素反応剤が好ましく、なかでも、ヨードベンゼン系の超原子価ヨウ素反応剤がより好ましく、そのなかでも、ＰＩＤＡがさらに好ましい。ＰＩＤＡは、安定で取り扱い易く、十分な高い酸化能を有するという特徴がある。 In the production method of the present invention, among the above-mentioned hypervalent iodine reactants, trivalent hypervalent iodine reactants are preferred, and iodobenzene-based hypervalent iodine reactants are more preferred, of which However, PIDA is more preferable. PIDA is characterized by being stable and easy to handle and having a sufficiently high oxidizing ability.
このように、本発明の製造方法においては、塩化鉄、酸化鉄、酸化モリブデン等の重金属酸化剤を使用しないため、重金属を全く含まないＨＨＴＰ類を容易に製造することができる。なお、上述の超原子価ヨウ素反応剤は、これらのうちの１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。 As described above, in the production method of the present invention, since no heavy metal oxidizing agent such as iron chloride, iron oxide, molybdenum oxide or the like is used, HHTPs containing no heavy metal can be easily produced. In addition, the above hypervalent iodine reagent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
上述の超原子価ヨウ素反応剤は、市販のものを用いてもよいし、この分野で行われる一般的な方法により適宜合成したものを用いてもよい。ＰＩＤＡは、例えば酢酸中、ヨードベンゼンをペルオキソホウ酸ナトリウム（４水和物）（ＮａＢＯ３・４Ｈ２Ｏ）を用いて酸化するか（例えばTetrahedron, 1989, 45, 3299、Chem. Rev., 1996, 96, 1123等）又はｍ−クロロ安息香酸（ｍＣＰＢＡ）を用いて酸化する（例えばAngew. Chem. Int. Ed., 2004, 43, 3595等）ことにより合成すればよい。また、ＰＩＦＡは、例えばＰＩＤＡをトリフルオロ酢酸と反応させることにより合成すればよい（例えばJ. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 1985, 757等）。さらに、１，３，５，７−テトラキス−［４−（ジアセトキシヨード）フェニル］アダマンタン、１，３，５，７−テトラキス−［（４−（ヒドロキシ）トシルオキシヨード）フェニル］アダマンタン、１，３，５，７−テトラキス−［４−ビス（トリフルオロアセトキシヨード）フェニル］アダマンタン、テトラキス−４−（ジアセトキシヨード）フェニルメタン、テトラキス−４−ビス（トリフルオロアセトキシヨード）フェニルメタンは、例えば特開２００５−２２０１２２に記載の方法等で合成すればよい。 As the above-mentioned hypervalent iodine reactant, a commercially available one may be used, or one appropriately synthesized by a general method performed in this field may be used. PIDA oxidizes iodobenzene, for example in acetic acid, using sodium peroxoborate (tetrahydrate) (NaBO 3 .4H 2 O) (eg Tetrahedron, 1989, 45, 3299, Chem. Rev., 1996). , 96, 1123, etc.) or by oxidation using m-chlorobenzoic acid (mCPBA) (for example, Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43, 3595, etc.). PIFA may be synthesized, for example, by reacting PIDA with trifluoroacetic acid (for example, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 1985, 757). Furthermore, 1,3,5,7-tetrakis- [4- (diacetoxyiodo) phenyl] adamantane, 1,3,5,7-tetrakis-[(4- (hydroxy) tosyloxyiodo) phenyl] adamantane, , 3,5,7-tetrakis- [4-bis (trifluoroacetoxyiodo) phenyl] adamantane, tetrakis-4- (diacetoxyiodo) phenylmethane, tetrakis-4-bis (trifluoroacetoxyiodo) phenylmethane, For example, it may be synthesized by the method described in JP-A-2005-220122.
本発明の第１の工程において、上述した超原子価ヨウ素反応剤の使用量としては、実用的な量であれば特に制限されず、例えば一般式（２）で示されるカテコール類のmol数に対して、通常０．８〜１０当量、好ましくは０．９〜５当量、より好ましくは１〜２当量である。超原子価ヨウ素反応剤の使用量が極めて少ない場合には、一般式（１）で示されるＨＨＴＰ類の収率が低下する傾向にある。一方で、超原子価ヨウ素反応剤の使用量が非常に多い場合には、酸化反応が過剰に進行し、後述するキノン類が副生する傾向にある。 In the first step of the present invention, the amount of the above-described hypervalent iodine reactant is not particularly limited as long as it is a practical amount. For example, the amount of mol of the catechols represented by the general formula (2) On the other hand, it is 0.8-10 equivalent normally, Preferably it is 0.9-5 equivalent, More preferably, it is 1-2 equivalent. When the amount of the hypervalent iodine reactant used is very small, the yield of the HHTPs represented by the general formula (1) tends to decrease. On the other hand, when the amount of the hypervalent iodine reactant used is very large, the oxidation reaction proceeds excessively and quinones described later tend to be by-produced.
本発明の第１の工程においては、プロトン酸の存在下で反応を行うことが好ましい。プロトン酸を用いることにより、反応速度が向上する傾向にある。このようなプロトン酸としては、炭素数１〜２０のスルホン酸、炭素数１〜１０のカルボン酸、高分子系のプロトン酸等が挙げられる。このようなプロトン酸の具体例としては、例えばメタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、２−ナフタレンスルホン酸、１，５−ナフタレンジスルホン酸、アントラキノンスルホン酸、ジ（２−エチルヘキシル）スルホコハク酸等の炭素数１〜２０のスルホン酸、例えば酢酸、トリフルオロ酢酸、安息香酸等の炭素数１〜１０のカルボン酸、例えばアンバ−ライト等の高分子系のプロトン酸等が挙げられ、なかでも、炭素数１〜２０のスルホン酸が好ましく、そのなかでも、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸がより好ましい。このように、本発明の製造方法においては、硫酸のような鉱酸を使用しないため、大量の廃酸が生じることもなく、さらには、反応後の固液分離を行う必要もない。なお、これらのプロトン酸は、これらのうちの１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the first step of the present invention, the reaction is preferably performed in the presence of a protonic acid. By using a proton acid, the reaction rate tends to be improved. Examples of such a protonic acid include sulfonic acids having 1 to 20 carbon atoms, carboxylic acids having 1 to 10 carbon atoms, and high molecular proton acids. Specific examples of such protonic acids include methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, 1,5-naphthalenedisulfonic acid, anthraquinone. C1-C20 sulfonic acids such as sulfonic acid and di (2-ethylhexyl) sulfosuccinic acid, for example, C1-C10 carboxylic acids such as acetic acid, trifluoroacetic acid, benzoic acid, and polymers such as amberlite Examples thereof include protonic acids and the like, and sulfonic acids having 1 to 20 carbon atoms are preferable, and methanesulfonic acid and paratoluenesulfonic acid are more preferable. As described above, in the production method of the present invention, since a mineral acid such as sulfuric acid is not used, a large amount of waste acid is not generated, and furthermore, it is not necessary to perform solid-liquid separation after the reaction. In addition, these protonic acids may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
本発明の第１の工程において、上述したプロトン酸の使用量としては、実用的な量であれば特に制限されず、例えば一般式（２）で示されるカテコール類のmol数に対して、通常０．８〜１０当量、好ましくは０．９〜５当量、より好ましくは１〜２当量である。プロトン酸の使用量が極めて少ない場合には、反応速度があまり向上しない傾向にある。 In the first step of the present invention, the amount of the protonic acid described above is not particularly limited as long as it is a practical amount. For example, the amount of protonic acid is usually based on the mol number of the catechols represented by the general formula (2). 0.8 to 10 equivalents, preferably 0.9 to 5 equivalents, more preferably 1 to 2 equivalents. When the amount of protonic acid used is extremely small, the reaction rate tends not to improve much.
本発明の第１の工程は、通常、有機溶媒中で実施される。本発明の第１の工程において用いられる有機溶媒としては、原料であるカテコール類、生成物であるＨＨＴＰ類、超原子価ヨウ素反応剤、並びにプロトン酸等に悪影響を及ぼさない有機溶媒であればよい。このような有機溶媒としては、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、例えばクロロメタン（塩化メチル）、ジクロロメタン（塩化メチレン）、トリクロロメタン（クロロホルム）、テトラクロロメタン（四塩化炭素）等のハロゲン系溶媒、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノール、２−メトキシエタノール等のアルコール系溶媒、例えば２，２，２−トリフルオロエタノール、ヘキサフルオロエタノール、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール等の含フッ素アルコール系溶媒、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール等のグリコール系溶媒、例えばジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルｔ−ブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル系溶媒、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル系溶媒、例えばエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルアセテート系溶媒、例えばアセトン、エチルメチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、例えば酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸ｓ−ブチル、酢酸ｔ−ブチル、酪酸エチル、酪酸イソアミル等のエステル系溶媒、例えばＮ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１−メチル−２−ピロリジノン（Ｎ−メチルピロリドン）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ジメチルエチレン尿素）等のアミド系溶媒、例えばジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、例えばアセトニトリル等のニトリル系溶媒等が挙げられる。これらの有機溶媒のなかでも、例えば２，２，２−トリフルオロエタノール、ヘキサフルオロエタノール、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール等の含フッ素アルコール系溶媒が好ましく、そのなかでも、２，２，２−トリフルオロエタノール、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノールがより好ましい。これらの含フッ素アルコール系溶媒は、超原子価ヨウ素反応剤と併用することにより、目的物であるＨＨＴＰ類の収率を向上させることができるばかりでなく、超原子価ヨウ素反応剤の使用量を減らすことができる。なお、上述の具体例において、ｎ−はnormal−体を表し、ｓ−はsec−体を表し、ｔ−はtert−体を表す。 The first step of the present invention is usually performed in an organic solvent. The organic solvent used in the first step of the present invention may be any organic solvent that does not adversely affect the raw material catechols, the product HHTPs, the hypervalent iodine reactant, and the protonic acid. . Examples of such organic solvents include aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, and octane, aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, and xylene, such as chloromethane (methyl chloride), dichloromethane (methylene chloride). ), Trichloromethane (chloroform), tetrachloromethane (carbon tetrachloride) and other halogenated solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, s-butanol, t-butanol, 2- Alcohol solvents such as methoxyethanol, for example, fluorine-containing alcohol solvents such as 2,2,2-trifluoroethanol, hexafluoroethanol, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol, Ethylene glycol, propylene glycol Glycol solvents such as coal, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, tetraethylene glycol, such as diethyl ether, diisopropyl ether, methyl t-butyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1, Ether solvents such as 4-dioxane, such as ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether , Glycol ether solvents such as ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene Glycol ether acetate solvents such as glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, such as acetone, ethyl methyl ketone, methyl isobutyl Ketone solvents such as ketones such as ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, isobutyl acetate, s-butyl acetate, t-butyl acetate, ethyl butyrate and isoamyl butyrate, such as N-methylformamide, N Amide solvents such as 1, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 1-methyl-2-pyrrolidinone (N-methylpyrrolidone), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (dimethylethyleneurea), Examples thereof include sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide, and nitrile solvents such as acetonitrile. Among these organic solvents, fluorine-containing alcohol solvents such as 2,2,2-trifluoroethanol, hexafluoroethanol, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol are preferable. Of these, 2,2,2-trifluoroethanol and 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol are more preferred. These fluorine-containing alcohol solvents can be used not only to improve the yield of the target HHTPs, but also to reduce the amount of the hypervalent iodine reactant used in combination with the hypervalent iodine reactant. Can be reduced. In the above specific examples, n- represents a normal-form, s- represents a sec-form, and t- represents a tert-form.
これらの有機溶媒は、上述した有機溶媒の１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよいが、２種以上を組み合わせて用いる場合には、少なくとも含フッ素アルコール系溶媒を用いることが好ましい。含フッ素アルコール系溶媒と組み合わせる他の溶媒としては、上述した有機溶媒のうち、本発明の第１の工程に係るカテコール類、超原子価ヨウ素反応剤及びプロトン酸の有機溶媒に対する溶解性や分散性、さらには、当該カテコール類の反応性を考慮して適宜選択すればよい。 These organic solvents may be used alone or in combination of two or more of the above-mentioned organic solvents, but when used in combination of two or more, at least a fluorine-containing alcohol system It is preferable to use a solvent. As other solvents to be combined with the fluorinated alcohol solvent, the solubility and dispersibility of the catechols, the hypervalent iodine reagent and the protonic acid according to the first step of the present invention in the organic solvent described above are included. Furthermore, it may be selected as appropriate in consideration of the reactivity of the catechols.
本発明の第１の工程において、上述の有機溶媒の使用量としては、実用的な量であれば特に制限されず、例えば一般式（２）で示されるカテコール類１mmol数に対して、通常０．１〜１００ｍＬ、好ましくは０．２〜５０ｍＬである。 In the first step of the present invention, the amount of the organic solvent used is not particularly limited as long as it is a practical amount. For example, the amount is usually 0 with respect to 1 mmol of catechols represented by the general formula (2). .1 to 100 mL, preferably 0.2 to 50 mL.
本発明の第１の工程において、含フッ素アルコール系溶媒を用いる場合の含フッ素アルコール系溶媒の使用量としては、有機溶媒全量を１００重量部とした場合に、通常１〜１００重量部、好ましくは２〜１００重量部、より好ましくは５〜１００重量である。 In the first step of the present invention, the amount of the fluorinated alcohol solvent used when the fluorinated alcohol solvent is used is usually 1 to 100 parts by weight, preferably 100 parts by weight of the total amount of the organic solvent, preferably 2 to 100 parts by weight, more preferably 5 to 100 parts by weight.
本発明の第１の工程における反応時の温度（反応温度）は、原料である一般式（２）で示されるカテコール類の三量化反応が効率よく進行し、一般式（１）で示されるＨＨＴＰ類が収率よく得られる温度に設定することが望ましい。具体的な反応温度としては、通常−５０〜１００℃、好ましくは０〜４０℃である。反応温度が−５０℃未満の場合には、反応速度が極めて遅くなる傾向があり、さらには、有機溶媒の種類によっては、該有機溶媒が−５０℃未満で凍結する場合があるため、一般式（１）で示されるＨＨＴＰ類の収率が低下するおそれがある。一方で、反応温度が１００℃を超える場合には、酸化反応が過剰に進行し、後述するキノン類が副生する傾向にある。 The reaction temperature (reaction temperature) in the first step of the present invention is such that the trimerization reaction of the catechols represented by the general formula (2) as the raw material proceeds efficiently, and the HHTP represented by the general formula (1). It is desirable to set the temperature at which the product can be obtained with good yield. The specific reaction temperature is usually −50 to 100 ° C., preferably 0 to 40 ° C. When the reaction temperature is less than −50 ° C., the reaction rate tends to be extremely slow. Furthermore, depending on the type of the organic solvent, the organic solvent may be frozen at less than −50 ° C. There exists a possibility that the yield of HHTP shown by (1) may fall. On the other hand, when the reaction temperature exceeds 100 ° C., the oxidation reaction proceeds excessively and quinones described later tend to be by-produced.
本発明の第１の工程における反応時の圧力は、原料である一般式（２）で示されるカテコール類の三量化反応が効率よく進行し、一般式（１）で示されるＨＨＴＰ類が収率よく得られる圧力に設定することが望ましいが、三量化反応は、常圧下、加圧下、減圧下のいずれの圧力でも問題なく進行する。通常は、特別な設備を必要としない常圧（０．０９〜０．１１MPa）条件下で反応を行う。 The pressure at the time of reaction in the first step of the present invention is such that the trimerization reaction of the catechols represented by the general formula (2) as the raw material proceeds efficiently, and the HHTPs represented by the general formula (1) are yielded. Although it is desirable to set it to a pressure that can be obtained well, the trimerization reaction proceeds without any problem at any pressure under normal pressure, under pressure, or under reduced pressure. Usually, the reaction is performed under normal pressure (0.09 to 0.11 MPa) conditions that do not require special equipment.
本発明の第１の工程における反応時間は、超原子価ヨウ素反応剤の種類、一般式（２）で示されるカテコール類に対する超原子価ヨウ素反応剤の使用量、プロトン酸の有無、種類及びその使用量、有機溶媒の種類及びその使用量、反応温度、並びに反応時の圧力等に影響を受ける場合がある。このため、望ましい反応時間は、一概に言えるものではないが、例えば通常０．１〜１２０時間、好ましくは１〜４８時間である。 The reaction time in the first step of the present invention is the type of the hypervalent iodine reactant, the amount of the hypervalent iodine reactant used for the catechols represented by the general formula (2), the presence or absence of the protonic acid, the type thereof It may be affected by the amount used, the type and amount of organic solvent used, the reaction temperature, and the pressure during the reaction. For this reason, a desirable reaction time cannot be generally stated, but is usually 0.1 to 120 hours, preferably 1 to 48 hours, for example.
本発明の第１の工程では、目的物である一般式（１）で示されるＨＨＴＰ類のほかにＨＨＴＰ類の過剰酸化によって生じるキノン類が副生する。本発明の製造方法は、このようなキノン類を還元して、当該キノン類をＨＨＴＰ類に変換する工程、すなわち、上述した本発明の第１の工程における反応液を還元剤で処理する第２の工程を含むことを特徴とする。次に、本発明の製造方法における第２の工程について詳述する。 In the first step of the present invention, quinones generated by excessive oxidation of HHTPs are by-produced in addition to the target HHTPs represented by the general formula (1). The production method of the present invention is a step of reducing such quinones to convert the quinones into HHTPs, that is, the second treatment of the reaction solution in the first step of the present invention described above with a reducing agent. The process is included. Next, the 2nd process in the manufacturing method of this invention is explained in full detail.
本発明の第２の工程は、第１の工程における反応液を還元剤で処理する工程であるが、当該第２の工程は、反応液中に含まれるキノン類をＨＨＴＰ類に還元できればよいため、該反応液には、副生成物であるキノン類のほか、第１の工程で生成するＨＨＴＰ類や第１の工程に係る超原子価ヨウ素反応剤、プロトン酸、有機溶媒等の第１の工程で使用した原料や反応剤以外のものが含まれていてもよい。 Although the 2nd process of this invention is a process of processing the reaction liquid in a 1st process with a reducing agent, since the said 2nd process should just reduce the quinones contained in a reaction liquid to HHTPs. In addition to the quinones that are by-products, the reaction solution contains first HHTPs produced in the first step, hypervalent iodine reactants in the first step, proton acids, organic solvents, etc. Other than the raw materials and reactants used in the process may be included.
本発明の第２の工程に係る還元剤の好ましい具体例としては、例えばマグネシウム、アルミニウム等の金属、水素、硫化水素、二酸化硫黄、ハイドロサルファイトナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、ギ酸、アスコルビン酸等が挙げられ、なかでも、ハイドロサルファイトナトリウムが好ましい。このように、本発明の製造方法においては、亜鉛、塩化スズ等の重金属還元剤を使用しないため、重金属を全く含まないＨＨＴＰ類を容易に製造することができる。なお、これらの還元剤は、これらのうちの１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。 Preferred specific examples of the reducing agent according to the second step of the present invention include metals such as magnesium and aluminum, hydrogen, hydrogen sulfide, sulfur dioxide, sodium hydrosulfite, sodium borohydride, formic acid, ascorbic acid and the like. Among them, sodium hydrosulfite is preferable. Thus, in the manufacturing method of the present invention, since no heavy metal reducing agent such as zinc or tin chloride is used, HHTPs containing no heavy metal can be easily manufactured. In addition, these reducing agents may be used individually by 1 type in these, and may be used in combination of 2 or more type.
本発明の第２の工程において、上述した還元剤の使用量としては、実用的な量であれば特に制限されず、例えば一般式（２）で示されるカテコール類１００ｍｇに対して、通常１２mmol以下、好ましくは０．５〜１０mmol、より好ましくは１〜５mmolである。還元剤の使用量が極めて少ない場合には、還元反応が十分に進行せず、一般式（１）で示されるＨＨＴＰ類の収率が低下する傾向にある。 In the second step of the present invention, the amount of the reducing agent used is not particularly limited as long as it is a practical amount. For example, it is usually 12 mmol or less with respect to 100 mg of catechols represented by the general formula (2). , Preferably 0.5 to 10 mmol, more preferably 1 to 5 mmol. When the amount of the reducing agent used is extremely small, the reduction reaction does not proceed sufficiently, and the yield of HHTPs represented by the general formula (1) tends to decrease.
本発明の第２の工程においては、上述した還元剤の効果を高めるために、３級アミンを還元処理系内に共存させてもよい。このような３級アミンとしては、例えばトリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ピリジン等が挙げられる。また、これらの３級アミンの使用量としては、実用的な量であれば特に制限されず、例えば還元剤のmol数に対して、通常０．２５〜５当量、好ましくは０．４〜２当量、より好ましくは０．５〜１．５当量である。 In the second step of the present invention, a tertiary amine may coexist in the reduction treatment system in order to enhance the effect of the reducing agent described above. Examples of such tertiary amines include triethylamine, tripropylamine, tributylamine, and pyridine. In addition, the amount of the tertiary amine used is not particularly limited as long as it is a practical amount. For example, the amount is usually 0.25 to 5 equivalents, preferably 0.4 to 2 with respect to the number of moles of the reducing agent. Equivalent, more preferably 0.5 to 1.5 equivalent.
上述した還元剤や３級アミンは、反応液に直接加えてもよいし、溶媒に溶解させたものを加えてもよい。当該還元剤や３級アミンを溶媒に溶解させる場合の溶媒としては、本発明の第１の工程において用いられる有機溶媒と同様のものが挙げられるほか、水を挙げることができる。 The reducing agent and tertiary amine described above may be added directly to the reaction solution, or those dissolved in a solvent may be added. Examples of the solvent for dissolving the reducing agent or tertiary amine in a solvent include the same organic solvents used in the first step of the present invention, and water.
本発明の第２の工程において、上述の溶媒の使用量としては、実用的な量であれば特に制限されず、例えば上述した還元剤や３級アミンを溶媒に溶解させたもの（溶液）の濃度が０．０１〜５Ｍとなるようにその使用量を適宜決定すればよい。 In the second step of the present invention, the amount of the solvent used is not particularly limited as long as it is a practical amount. For example, a solution (solution) obtained by dissolving the above-described reducing agent or tertiary amine in a solvent. What is necessary is just to determine the usage-amount suitably so that a density | concentration may be 0.01-5M.
本発明の第２の工程における反応時の温度（反応温度）は、第１の工程において副生するキノン類の還元反応が効率よく進行し、一般式（１）で示されるＨＨＴＰ類が収率よく得られる温度に設定することが望ましい。具体的な反応温度としては、通常０〜１００℃、好ましくは０〜４０℃である。反応温度が０℃未満の場合には、反応速度が極めて遅くなる傾向があり、さらには、溶媒の種類によっては、該溶媒が０℃未満で凍結する場合があるため、一般式（１）で示されるＨＨＴＰ類の収率が低下するおそれがある。 The reaction temperature (reaction temperature) in the second step of the present invention is such that the reduction reaction of quinones produced as a by-product in the first step proceeds efficiently, and the HHTPs represented by the general formula (1) are yielded. It is desirable to set the temperature so that it can be obtained well. The specific reaction temperature is usually 0 to 100 ° C., preferably 0 to 40 ° C. When the reaction temperature is less than 0 ° C, the reaction rate tends to be extremely slow. Furthermore, depending on the type of the solvent, the solvent may freeze at less than 0 ° C. The yield of HHTPs shown may be reduced.
本発明の第２の工程における反応時の圧力は、第１の工程において副生するキノン類の還元反応が効率よく進行し、一般式（１）で示されるＨＨＴＰ類が収率よく得られる圧力に設定することが望ましいが、還元反応は、常圧下、加圧下、減圧下のいずれの圧力でも問題なく進行する。通常は、特別な設備を必要としない常圧（０．０９〜０．１１MPa）条件下で反応を行う。 The pressure at the time of reaction in the second step of the present invention is a pressure at which the reduction reaction of quinones produced as a by-product in the first step proceeds efficiently, and the HHTPs represented by the general formula (1) are obtained in good yield. However, the reduction reaction proceeds without any problem under normal pressure, increased pressure, or reduced pressure. Usually, the reaction is performed under normal pressure (0.09 to 0.11 MPa) conditions that do not require special equipment.
本発明の第２の工程における反応時間は、還元剤の種類、一般式（２）で示されるカテコール類に対する還元剤の使用量、溶媒の種類及びその使用量、反応温度、並びに反応時の圧力等に影響を受ける場合がある。このため、望ましい反応時間は、一概に言えるものではないが、例えば通常０．０１〜７２時間、好ましくは０．１〜２４時間である。 The reaction time in the second step of the present invention includes the type of reducing agent, the amount of reducing agent used for the catechols represented by the general formula (2), the type and amount of solvent used, the reaction temperature, and the pressure during the reaction. May be affected. For this reason, the desired reaction time cannot be generally stated, but is usually 0.01 to 72 hours, preferably 0.1 to 24 hours, for example.
本発明の第２の工程は、上述したように、還元剤の種類及びその使用量等によって反応時間を分単位とすることもできるので、当該第２の工程を、例えば第１の工程の後処理操作と一緒に行ってもよい。具体的には、例えば第１の工程の反応液を０．１Ｍのハイドロサルファイトナトリウム水溶液を用いて分液抽出する操作を第２の工程に代えてもよい。 In the second step of the present invention, as described above, since the reaction time can be set in minutes depending on the type of reducing agent and the amount of use thereof, the second step is performed, for example, after the first step. It may be performed together with the processing operation. Specifically, for example, the operation of separating and extracting the reaction solution in the first step using a 0.1 M aqueous sodium hydrosulfite solution may be replaced with the second step.
本発明の製造方法によって得られたＨＨＴＰ類は、通常この分野で行われる一般的な後処理操作及び精製操作により単離することができる。単離方法の具体例としては、例えば反応液に、メチルエチルケトン、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水等を用いて抽出操作を行い、次いで抽出液中の抽出溶媒を留去した後、得られた結晶をろ取し、この結晶を例えばヘキサン、メタノール、ジエチルエーテル、アセトン等の適当な有機溶媒で洗浄するか、あるいはヘキサン、メタノール、ジエチルエーテル、アセトン等の適当な有機溶媒と水とで練り洗等を行うことにより、ＨＨＴＰ類を単離することができる。また、抽出液中の抽出溶媒を留去した後、熱時ろ過を行うことにより、より高純度のＨＨＴＰ類を単離することができる。なお、熱時ろ過の際には、例えば珪藻土、活性炭等のろ過助剤を併用してもよい。 The HHTPs obtained by the production method of the present invention can be isolated by general post-treatment operations and purification operations usually performed in this field. As a specific example of the isolation method, for example, the reaction solution is subjected to an extraction operation using methyl ethyl ketone, a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, water, etc., and then the extraction solvent in the extract is distilled off, and then the resulting crystals are obtained. The crystals are collected by filtration and washed with an appropriate organic solvent such as hexane, methanol, diethyl ether, or acetone, or kneaded with an appropriate organic solvent such as hexane, methanol, diethyl ether, or acetone and water. By doing so, HHTPs can be isolated. Moreover, after distilling off the extraction solvent in the extract, higher-purity HHTPs can be isolated by performing hot filtration. In addition, in the case of hot filtration, you may use together filter aids, such as diatomaceous earth and activated carbon, for example.
以上述べてきたように、本発明者らは、カテコール類を用いて直接ＨＨＴＰ類を製造する方法において、酸化剤として超原子価ヨウ素反応剤を用いてカテコール類の三量化反応を行い、次いで三量化反応後の反応液を還元反応に付すことにより、ＨＨＴＰ類を製造できる方法を見出した。本発明の製造方法は、重金属や硫酸等の鉱酸を使用しない等の環境負荷低減を考慮しつつ収率よくＨＨＴＰ類を得ることができる優れた方法である。すなわち、本発明の製造方法は、重金属フリーの方法であるため、重金属を全く含まないＨＨＴＰ類を容易に製造することができる。さらには、従来法にあるような固液分離を行わなくてもＨＨＴＰ類を単離できるため、工業的スケールでも、練り洗等の簡便な方法で安定してＨＨＴＰ類を製造することができる。 As described above, in the method for directly producing HHTPs using catechols, the present inventors conducted a trimerization reaction of catechols using a hypervalent iodine reactant as an oxidizing agent, The present inventors have found a method capable of producing HHTPs by subjecting the reaction solution after the quantification reaction to a reduction reaction. The production method of the present invention is an excellent method capable of obtaining HHTPs in a high yield while taking into consideration the reduction of environmental burden such as not using heavy acids and mineral acids such as sulfuric acid. That is, since the production method of the present invention is a heavy metal-free method, HHTPs that do not contain any heavy metal can be easily produced. Furthermore, since HHTPs can be isolated without performing solid-liquid separation as in the conventional method, HHTPs can be stably produced even on an industrial scale by a simple method such as kneading.
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited at all by these examples.
実施例１ 本発明の製造方法によるＨＨＴＰの合成
室温下、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール５０ｍＬ中に、カテコール５５０ｍｇ（５mmol；和光純薬工業株式会社製）を加える。さらに、フェニルイオジンジアセタート（ＰＩＤＡ）１．６１ｇ（５mmol；東京化成工業株式会社製）とメタンスルホン酸９８０ｍｇ（１０mmol；ナカライテスク株式会社製）の１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール１０ｍＬの溶液を別途調製する。先のカテコールを溶解させた溶液中に、別途調製したＰＩＤＡとメタンスルホン酸を溶解させた溶液を加え、室温下で１０時間攪拌した（第１の工程）。反応終了後、反応液にハイドロサルファイトナトリウム（５mmol）を水５０ｍＬに溶解させた溶液を加え、さらに５分間攪拌した（第２の工程）。ここで得られた溶液をメチルエチルケトン１００ｍＬを用いて抽出後、得られた有機層を重曹水（ｐＨ約９に調整したもの）２００ｍＬを用いて洗浄し、次いで水２００ｍＬで洗浄した。洗浄後の有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、乾燥後の有機層を減圧留去して得られた結晶をヘキサン及びジクロロメタンで洗浄し、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサヒドロキシトリフェニレン２１７ｍｇ（０．６７mmol：収率４０％）を得た。なお、第１の工程終了後の反応液から、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）により反応率を求めたところ、６４．５％であった。以下に１Ｈ−ＮＭＲの測定結果と高速液体クロマトグラフィー（ＨＨＴＰ）による測定条件を示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ（ｐｐｍ）：７．７４（ｓ，Ａｒ），９．３０（ｓ，ＯＨ）
カラム：Wakosil-II 5C18、移動相：ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ／Ｅｔ３Ｎ／Ｈ３ＰＯ４＝１９０／８１０／１／１、保持時間：ＨＨＴＰ；６．３min
Example 1 Synthesis of HHTP by the production method of the present invention Catechol 550 mg (5 mmol; manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 50 mL of 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol at room temperature Add Furthermore, 1,1,1,3,3,3- of phenyliodin diacetate (PIDA) 1.61 g (5 mmol; manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 980 mg of methanesulfonic acid (10 mmol; manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd.) Separately prepare 10 mL of hexafluoro-2-propanol. A separately prepared solution in which PIDA and methanesulfonic acid were dissolved was added to the solution in which the catechol was dissolved, and the mixture was stirred at room temperature for 10 hours (first step). After completion of the reaction, a solution prepared by dissolving sodium hydrosulfite (5 mmol) in 50 mL of water was added to the reaction solution, and the mixture was further stirred for 5 minutes (second step). The solution obtained here was extracted with 100 mL of methyl ethyl ketone, and the obtained organic layer was washed with 200 mL of sodium bicarbonate water (pH adjusted to about pH 9), and then with 200 mL of water. The washed organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the dried organic layer was distilled off under reduced pressure, and the resulting crystals were washed with hexane and dichloromethane to obtain 2,3,6,7,10,11-hexahydroxy 217 mg (0.67 mmol: yield 40%) of triphenylene was obtained. In addition, it was 64.5% when the reaction rate was calculated | required by the high performance liquid chromatography (HPLC) from the reaction liquid after completion | finish of a 1st process. The measurement results by 1 H-NMR and the measurement conditions by high performance liquid chromatography (HHTP) are shown below.
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ) δ (ppm): 7.74 (s, Ar), 9.30 (s, OH)
Column: Wakosil-II 5C18, mobile phase: CH 3 CN / H 2 O / Et 3 N / H 3 PO 4 = 190/810/1/1, retention time: HHTP; 6.3 min
以上の結果から、メタンスルホン酸等の有機プロトン酸の存在下、酸化剤として超原子価ヨウ素反応剤を用いてカテコール類の三量化反応を行い、次いで三量化反応後の反応液を還元反応に付すことにより、一般式（１）で示されるＨＨＴＰ類を収率よく製造できることを明らかにした。本発明の製造方法は、従来法とは異なり、重金属や硫酸等の鉱酸を使用しないため、再結晶等の通常の操作で簡便にＨＨＴＰ類を単離することができる。このような本発明の製造方法は、グリーンケミストリーの観点からも有用であり、環境負荷低減を考慮した実用的な製造方法であることを明らかにした。 Based on the above results, a trimerization reaction of catechols was performed using a hypervalent iodine reactant as an oxidizing agent in the presence of an organic protonic acid such as methanesulfonic acid, and then the reaction solution after the trimerization reaction was subjected to a reduction reaction. By attaching, it was clarified that the HHTPs represented by the general formula (1) can be produced with high yield. Unlike the conventional method, the production method of the present invention does not use a mineral acid such as heavy metal or sulfuric acid, so that HHTPs can be easily isolated by ordinary operations such as recrystallization. Such a manufacturing method of the present invention is also useful from the viewpoint of green chemistry, and it has been clarified that it is a practical manufacturing method considering reduction of environmental load.
本発明の製造方法は、例えばディスコチック液晶等の機能性材料の原料として有用なＨＨＴＰ類を、カテコール類の三量化反応によって製造するにあたり、簡便な操作で当該ＨＨＴＰ類を収率よく製造することを可能にするものである。さらに、本発明の製造方法は、環境負荷低減を考慮しつつＨＨＴＰ類を実用的に製造することを可能にするものである。 In the production method of the present invention, for producing HHTPs useful as a raw material for functional materials such as discotic liquid crystals by a trimerization reaction of catechols, the HHTPs are produced in a high yield by a simple operation. Is possible. Furthermore, the manufacturing method of the present invention makes it possible to practically manufacture HHTPs while taking into consideration the reduction of environmental burden.
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