JP6057652B2 - ３，３’−ジニトロ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテルの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、耐熱性に優れる樹脂（耐熱性ポリマー）の原料モノマーの中間体となる３，３’−ジニトロ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテルの製造方法に関する。
ビス（４−ヒドロキシ−３−ニトロフェニル）エーテル類は、耐熱性ポリマー用の中間体として重要な化合物であり、かかるエーテル類またはその関連物質を得る方法としては次の方法が知られている。
特許文献１には、ビス（４−ヒドロキシフェニル）類を、硫酸水溶液中で硝酸にてニトロ化することにより、２，２−ビス（３−ニトロ−４−ヒドロキシフェニル）類を製造する方法が開示されている。
特許文献２には、ビス（４−ヒドロキシフェニル）類を、不活性溶媒中実質的に他の酸の存在しない条件下で硝酸を用いてニトロ化することにより、ビス（４−ヒドロキシ−３−ニトロフェニル）類を製造する方法が開示されている。
非特許文献１には、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテルを、ベンゼン−氷酢酸の混合溶媒下、硝酸にてニトロ化を行い、反応後、反応液を多量の水に投入し結晶化させることにより、収率７５％で３，３’−ジニトロ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテルを得られることが記載されている。
Trans. Kentucky Acad. Sci., 22 60-68(1961)
しかしながら、上記の特許文献１に開示される方法によれば、３３．６ｇの原料物質から反応生成物を得るために、溶媒として８０質量％硫酸を２００ｇ必要とし、さらに、原料物質と硝酸とを含む反応液に氷水２６０ｃｃを必要とする。すなわち、４０ｇ程度の製品を得るために硫酸および硝酸を含む廃液が５００ｇ程度も発生することになり、工業的な製造方法とはいえない。また、特許文献１には、ビス（４−ヒドロキシ−３−ニトロフェニル）エーテル類を製造した実施例が記載されておらず、当該文献に記載される方法でかかるエーテル類が製造されるか否かは不明である。
特許文献２に開示される方法は、不活性溶媒の定義が明確でなく、その実施例等によれば、事実上ハロゲン化炭化水素を溶媒として用いているため、環境に与える影響がきわめて大きい方法である。したがって、環境保護の意識が高まった現在では、当該方法は工業的な製造方法とはいえない。また、特許文献２には、ビス（４−ヒドロキシ−３−ニトロフェニル）エーテル類を製造した実施例が記載されておらず、当該文献に記載される方法でかかるエーテル類が製造されるか否かは不明である。この点に関し、本発明者らがこの方法がビス（４−ヒドロキシ−３−ニトロフェニル）エーテル類に適用可能か否かを確認したところ、収率は３０％程度となって、適用不可能であった（後述する比較例２参照）。
非特許文献１に記載される方法は、１０ｇ程度の製品を得るために、２６０ｍｌの溶媒を使用し、さらに反応生成物の結晶化のために２Ｌもの氷を必要とする。本発明者らが確認したところ、この結晶化のための水の使用量を制限すると、収率が低下した（後述する比較例１参照）。したがって、収率を高めるためには水の使用量を制限することができず、この方法は工業的なレベルでの製造方法とはなりえない。
かかる現状を鑑み、本発明は、下記式（１）に示される４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（本明細書において「ＨＰＥ」ともいう。）から、下記式（２）に示される３，３’−ジニトロ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（本明細書において「ＮＨＰＥ」ともいう。）を生産性良く製造する方法を提供することにある。なお、本発明において、「生産性が良い」とは、収率および廃液量の少なくとも一方の観点で従来技術に係る製造方法よりも優れていることを意味する。
上記課題を解決すべく本発明者らが鋭意検討した結果、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）を芳香族炭化水素溶媒中、硝酸でニトロ化することにより、３，３’−ジニトロ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＮＨＰＥ）が生産性良く得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明によれば、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）から３，３’−ジニトロ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＮＨＰＥ）を製造するにあたり、高収率で得ることおよび廃液量を少なくすることの少なくとも一方を達成でき、好ましい態様においては双方を実現できる。したがって、本発明により、ＮＨＰＥを工業的な製造方法として適用可能な程度に生産性良く製造する方法が提供される。
以下、本発明の一実施形態について詳しく説明する。
反応原料である４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）の製造方法は公知であり、また、市販もされており、比較的安価に手に入れることができる化合物である。ＨＰＥを含む材料を原料として使用するにあたり求められるＨＰＥの純度に特に制限はないが、通常、ＨＰＬＣ分析による純度としてＨＰＥの含有量が９７％以上の材料を使用することができる。
反応原料である４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）の製造方法は公知であり、また、市販もされており、比較的安価に手に入れることができる化合物である。ＨＰＥを含む材料を原料として使用するにあたり求められるＨＰＥの純度に特に制限はないが、通常、ＨＰＬＣ分析による純度としてＨＰＥの含有量が９７％以上の材料を使用することができる。
本実施形態において溶媒として使用する芳香族炭化水素化合物として、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等が具体例として挙げられる。これらの芳香族炭化水素の中でも、トルエン、キシレンが好ましい。なお、キシレンは、三種の異性体（オルト体、メタ体、パラ体）から選ばれる一種を単独で使用してもよいし、これらの異性体の二種以上の混合物を用いてもよい。また、本実施形態に係る溶媒は一種類の芳香族炭化水素化合物から構成されていてもよいし、複数種類の芳香族炭化水素から構成されていてもよい。
芳香族炭化水素は硝酸によりニトロ化する可能性が十分にある化合物であり、ニトロ化に対して不活性溶媒とはいえない。このような化合物を溶媒として使用すれば、その溶媒のニトロ化は目的とするＨＰＥのニトロ化と競合することは明らかである。したがって、芳香族炭化水素化合物を溶媒とすれば、３，３’−ジニトロ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＮＨＰＥ）の収率は低下すると思われるところ、予想に反して、ＮＨＰＥの収率は高まり、従来技術に係る製造方法に比べて廃液の発生量も少なくすることができる。
本実施形態に係る製造方法において溶媒とされる芳香族炭化水素化合物の使用量は、通常、ＨＰＥに対して０．１〜５０倍（重量比）であり、好ましくは０．５〜１０倍である。
反応原料のニトロ化剤として使用する硝酸の濃度は特に限定されず、濃度が１０質量％以上１００質量％未満の水溶液を用いればよい。一般的に入手可能な工業用硝酸をそのまま用いてもよいし、これを水で希釈したものを使用してもよい。廃液量を低減させる観点および反応の均一性を高める観点などから、硝酸の濃度は４０質量％以上８０質量％以下とすることが好ましい。また、硝酸の濃度を４０質量％以上７０質量％以下とした場合には反応原料のニトロ化の効率が向上し、収率が向上することもある。
硝酸の使用量も特に限定されないが、過度に少ない場合にはニトロ化が十分に進行せず、過度に多くしても使用量に見合う収率の向上は得られず、経済的観点（含む廃液処理コスト）から不利となる。したがって、硝酸の使用量は、ＨＰＥ１モルに対して１．３モル以上３．０モル以下とすることが好ましく、１．７モル以上２．８モル以下とすることがより好ましく、１．９モル以上２．４モル以下とすることが特に好ましい。
ＨＰＥからＮＨＰＥを製造するための反応温度は、−３０℃以上５０℃以下とすることが好ましい。反応温度が過度に高い場合には、反応終了後の反応混合物（反応原料であるＨＰＥおよび目的物であるＮＨＰＥが反応液に分散したもの）をろ過した際に、目的物であるＮＨＰＥがろ液に含有されやすくなり、目的物の収率が低下してしまう。一方、反応温度が過度に低い場合には、ＨＰＥのニトロ化反応が進みにくくなり、目的物であるＮＨＰＥの収率が低下する。
反応混合物中の反応液の分析によれば、反応液に含有される主たる不純物は、ＨＰＥの分解物であるキノンまたはそのラジカルである。こうした不純物の生成を少なくし、反応目的物であるＮＨＰＥをより効率的に得る、つまり収率を高める観点から、反応温度は−２５℃以上１０℃以下とすることが好ましく、−２０℃以上５℃以下とすることがより好ましく、−２０℃以上０℃以下とすることがさらに好ましく、−２０℃以上−５℃以下とすることが特に好ましい。なお、ＨＰＥからＮＨＰＥを製造する反応は、反応原料のジニトロ化であり、この反応に至るにはモノニトロ化を経由し、過反応によりトリニトロ化が生じる可能性がある。また、溶媒である芳香族炭化水素化合物もニトロ化される可能性がある。
本実施形態に係る製造方法において硝酸の供給方法は特に限定されないが、上記のように反応温度が過度に高まらないことが好ましいことから、次のような製造方法により製造することが好ましい。
すなわち、ＨＰＥおよび芳香族炭化水素溶媒を含む液体を、反応容器内にて、温度を所定の温度に維持しながら攪拌して、ＨＰＥを芳香族炭化水素溶媒内に均一に分散させる。この反応容器内の攪拌された状態にある反応混合物に、液温を所定の温度に維持しながら所定量の硝酸水溶液を滴下する。
硝酸を添加した後も反応混合物の攪拌を継続して、ニトロ化反応を進行させることが好ましい。この硝酸を添加した後の攪拌時間は特に限定されず、基本的な傾向として反応温度が低いほど攪拌時間は長く設定することが好ましい。この攪拌時間を設定する一つの方法として、攪拌中の反応混合物から反応液のサンプリングを定期的に行って、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）などにて反応原料の濃度を確認する方法が例示される。具体例として、ＨＰＬＣを用いた場合には、面積百分率として、反応液中の反応原料の濃度が２％以下になった段階を反応終点として、反応を終了させることが挙げられる。
目的物であるＮＨＰＥの収率を高めることと作業性を向上させることとを両立させる観点から、芳香族炭化水素溶媒とＨＰＥとを含む反応混合物に硝酸を供給した後、攪拌開始から１〜２時間は反応混合物を硝酸添加時と同様に冷却し、その後、攪拌を継続しながら反応混合物を室温程度の温度（例えば２０℃）まで上昇させて、ろ過などの後処理の作業を容易にしてもよい。この際の昇温速度は特に限定されないが、１℃／分程度を目安にすればよい。この場合には、反応混合物の温度が室温程度となってから数時間（２，３時間）後に反応終点に至る場合が多い。なお、反応終点に至るまでの時間を長くすることは、必ずしも目的物の収率の向上に寄与しない場合があり、むしろ目的物の収率を低下させる場合もある。この傾向は、反応温度が高い場合により顕著となる。
反応終点に到達した反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水で洗浄し、洗浄後のケーキを乾燥することで目的物が得られる。必要に応じ、再結晶などの精製手段を実施してもよい。
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明がこれらの具体例にのみ限定されるものではない。なお、分析は下記条件の高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）により実施し、面積％により純度を評価した。
（カラム）Ｌ−ｃｏｌｕｍｎ ＯＤＳ４．６ｍｍφ×１５０ｍｍ（（財）化学物質評価研究機構製）
（移動相）
Ａ：２０ｍｍｏｌ／Ｌのリン酸二水素カリウム溶液に、ＨＰＬＣ用リン酸を滴下してｐＨ３．０に調製する。
Ｂ：ＨＰＬＣ用メタノール（関東化学製）
（移動相組成）
Ａ／Ｂ：５０体積％／５０体積％（分析開始から２０分間）
：１０体積％／９０体積％（分析開始から２０分経過後４０分まで）
（移動相流量）１．０ｍＬ/ｍｉｎ
（測定波長）２５４ｎｍ
（カラム温度）４０℃
（注入量）１０μL
（サンプル調製法）３０ｍｇを５０ｍＬメスフラスコに秤量し、アセトニトリルでメスアップする。
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（カラム温度）４０℃
（注入量）１０μL
（サンプル調製法）３０ｍｇを５０ｍＬメスフラスコに秤量し、アセトニトリルでメスアップする。
（実施例１）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１０１ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し、０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜５℃に保持しながら、６１質量％硝酸２１．０ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．０）を１時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜５℃を保持しながら３．５時間撹拌した後、反応混合物の温度を２０℃まで徐々に昇温した。２０℃となった反応混合物をさらに攪拌し、上記の昇音開始後２時間の時点で反応混合物中の反応液をＨＰＬＣにて分析した。その結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下となっていることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水５０ｇで洗浄してウェットケーキ２７．８ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２０．５ｇを、やや黒みがかった黄色粉末結晶として得た。収率は６１．６モル％であり、純度は８７．６％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１０１ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し、０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜５℃に保持しながら、６１質量％硝酸２１．０ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．０）を１時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜５℃を保持しながら３．５時間撹拌した後、反応混合物の温度を２０℃まで徐々に昇温した。２０℃となった反応混合物をさらに攪拌し、上記の昇音開始後２時間の時点で反応混合物中の反応液をＨＰＬＣにて分析した。その結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下となっていることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水５０ｇで洗浄してウェットケーキ２７．８ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２０．５ｇを、やや黒みがかった黄色粉末結晶として得た。収率は６１．６モル％であり、純度は８７．６％であった。
（実施例２）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１０１ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し、−２０〜−１５℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を上記の温度範囲に保持しながら、６１質量％硝酸２１．０ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．０）を１．５時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を−２０〜−１５℃に保持しながら２時間撹拌した後、反応混合物の温度を２０℃まで徐々に昇温した。２０℃となった反応混合物をさらに攪拌し、上記の昇音開始後２時間の時点で反応混合物中の反応液をＨＰＬＣにて分析した。その結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下となっていることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水５０ｇで洗浄してウェットケーキ２８．７ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２１．７ｇを、やや黒みがかった黄色粉末結晶として得た。収率は６６．５モル％であり、純度は８８．４％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１０１ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し、−２０〜−１５℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を上記の温度範囲に保持しながら、６１質量％硝酸２１．０ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．０）を１．５時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を−２０〜−１５℃に保持しながら２時間撹拌した後、反応混合物の温度を２０℃まで徐々に昇温した。２０℃となった反応混合物をさらに攪拌し、上記の昇音開始後２時間の時点で反応混合物中の反応液をＨＰＬＣにて分析した。その結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下となっていることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水５０ｇで洗浄してウェットケーキ２８．７ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２１．７ｇを、やや黒みがかった黄色粉末結晶として得た。収率は６６．５モル％であり、純度は８８．４％であった。
（実施例３）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびキシレン（三種の異性体の混合物、キシレン含有量８５質量％、残部エチルベンゼンなど）６０．６ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜９℃の範囲に保持しながら、６９質量％硝酸１８．３ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．０）を１．５時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜２℃に保持しながら２時間撹拌した後、反応混合物の温度を２０℃まで徐々に昇温した。２０℃となった反応混合物をさらに攪拌しながら、反応終点（ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下）の確認を行った。その結果、攪拌開始から２時間後に反応終点に到達したことを確認した。反応終点に到達した反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水５０ｇで洗浄してウェットケーキ２６．４ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２０．９ｇを、やや黒みがかった黄色粉末結晶として得た。収率は６０．４モル％であり、純度は８５．４％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびキシレン（三種の異性体の混合物、キシレン含有量８５質量％、残部エチルベンゼンなど）６０．６ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜９℃の範囲に保持しながら、６９質量％硝酸１８．３ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．０）を１．５時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜２℃に保持しながら２時間撹拌した後、反応混合物の温度を２０℃まで徐々に昇温した。２０℃となった反応混合物をさらに攪拌しながら、反応終点（ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下）の確認を行った。その結果、攪拌開始から２時間後に反応終点に到達したことを確認した。反応終点に到達した反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水５０ｇで洗浄してウェットケーキ２６．４ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２０．９ｇを、やや黒みがかった黄色粉末結晶として得た。収率は６０．４モル％であり、純度は８５．４％であった。
（実施例４）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１０１ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を１５℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を１５〜２０℃の範囲に保持しながら、６１質量％硝酸２１．０ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．０）を１．０時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を１５〜２０℃に保持しながら４時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水５０ｇで洗浄してウェットケーキ２２．４ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品１７．２ｇを、やや黒みがかった黄色粉末結晶として得た。収率は５２．０モル％であり、純度は８８．２％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１０１ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を１５℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を１５〜２０℃の範囲に保持しながら、６１質量％硝酸２１．０ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．０）を１．０時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を１５〜２０℃に保持しながら４時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水５０ｇで洗浄してウェットケーキ２２．４ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品１７．２ｇを、やや黒みがかった黄色粉末結晶として得た。収率は５２．０モル％であり、純度は８８．２％であった。
（実施例５）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた１０００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）８０．９ｇ（０．４モル）およびトルエン６４７ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を−９℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を−９〜２℃の範囲に保持しながら、６９質量％硝酸７３．１ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．０）を２．０時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を−２〜２℃に保持しながら２時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水３２４ｇで洗浄してウェットケーキ１１３．７ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品８５．３ｇを、やや黒みがかった黄色粉末結晶として得た。収率は、６４．１モル％であり、純度は８７．８％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた１０００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）８０．９ｇ（０．４モル）およびトルエン６４７ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を−９℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を−９〜２℃の範囲に保持しながら、６９質量％硝酸７３．１ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．０）を２．０時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を−２〜２℃に保持しながら２時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水３２４ｇで洗浄してウェットケーキ１１３．７ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品８５．３ｇを、やや黒みがかった黄色粉末結晶として得た。収率は、６４．１モル％であり、純度は８７．８％であった。
（実施例６）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１６２ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜３℃の範囲に保持しながら、６９質量％硝酸１８．３ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．０）を１．０時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜３℃に保持しながら２時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水６０ｇで洗浄してウェットケーキ２８．０ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２０．６ｇを、やや黒みがかった黄色の粉末結晶として得た。収率は、６０．７モル％であり、純度は８６．０％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１６２ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜３℃の範囲に保持しながら、６９質量％硝酸１８．３ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．０）を１．０時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜３℃に保持しながら２時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水６０ｇで洗浄してウェットケーキ２８．０ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２０．６ｇを、やや黒みがかった黄色の粉末結晶として得た。収率は、６０．７モル％であり、純度は８６．０％であった。
（実施例７）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）１０．１ｇ（０．０５モル）およびトルエン５０．５ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜２℃の範囲に保持しながら、６１質量％硝酸６．８ｇ（反応原料に対する理論モル比：１．３）を０．５時間かけて滴下した。さらに６１質量％硝酸２．１ｇ（反応原料に対する理論モル比：０．４０）を０．５時間かけて滴下し、フラスコ内の反応混合物の温度を０〜２℃に保持したまま４時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水３０ｇで洗浄してウェットケーキ１２．５ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品９．５１ｇを、山吹色の粉末結晶として得た。収率は、５４．９モル％であり、純度は８４．４％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）１０．１ｇ（０．０５モル）およびトルエン５０．５ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜２℃の範囲に保持しながら、６１質量％硝酸６．８ｇ（反応原料に対する理論モル比：１．３）を０．５時間かけて滴下した。さらに６１質量％硝酸２．１ｇ（反応原料に対する理論モル比：０．４０）を０．５時間かけて滴下し、フラスコ内の反応混合物の温度を０〜２℃に保持したまま４時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水３０ｇで洗浄してウェットケーキ１２．５ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品９．５１ｇを、山吹色の粉末結晶として得た。収率は、５４．９モル％であり、純度は８４．４％であった。
（実施例８）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１６２ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜２℃の範囲に保持しながら、６９質量％硝酸１６．４ｇ（反応原料に対する理論モル比：１．８）を１．３時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜２℃に保持しながら４時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水６１ｇで洗浄してウェットケーキ２４．５ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品１８．９ｇを、やや黒みがかった黄色の粉末結晶として得た。収率は、５４．８モル％であり、純度は８４．９％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１６２ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜２℃の範囲に保持しながら、６９質量％硝酸１６．４ｇ（反応原料に対する理論モル比：１．８）を１．３時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜２℃に保持しながら４時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水６１ｇで洗浄してウェットケーキ２４．５ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品１８．９ｇを、やや黒みがかった黄色の粉末結晶として得た。収率は、５４．８モル％であり、純度は８４．９％であった。
（実施例９）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン６０．６ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜７℃の範囲に保持しながら、６１質量％硝酸２０．０ｇ（反応原料に対する理論モル比：１．９）を０．８時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜７℃に保持しながら２時間撹拌した。その後、攪拌を継続しながら、反応混合物の温度を２０℃まで昇温し、２０℃まで到達した後、さらに攪拌を継続した。昇音開始から２時間の時点で反応混合物中の反応液をＨＰＬＣにて分析した。その結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水１００ｇで洗浄してウェットケーキ２６．９ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２０．２ｇを、やや黒みがかった黄色の粉末結晶として得た。収率は、５９．１モル％であり、純度は８５．４％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン６０．６ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜７℃の範囲に保持しながら、６１質量％硝酸２０．０ｇ（反応原料に対する理論モル比：１．９）を０．８時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜７℃に保持しながら２時間撹拌した。その後、攪拌を継続しながら、反応混合物の温度を２０℃まで昇温し、２０℃まで到達した後、さらに攪拌を継続した。昇音開始から２時間の時点で反応混合物中の反応液をＨＰＬＣにて分析した。その結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水１００ｇで洗浄してウェットケーキ２６．９ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２０．２ｇを、やや黒みがかった黄色の粉末結晶として得た。収率は、５９．１モル％であり、純度は８５．４％であった。
（実施例１０）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１６２ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜３℃の範囲に保持しながら、６９質量％硝酸２０．１ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．２）を１．０時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜５℃に保持しながら２時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水６０ｇで洗浄してウェットケーキ２６．１ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２０．２ｇを、やや黒みがかった黄色の粉末結晶として得た。収率は、６０．２モル％であり、純度は８７．０％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１６２ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜３℃の範囲に保持しながら、６９質量％硝酸２０．１ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．２）を１．０時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜５℃に保持しながら２時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水６０ｇで洗浄してウェットケーキ２６．１ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２０．２ｇを、やや黒みがかった黄色の粉末結晶として得た。収率は、６０．２モル％であり、純度は８７．０％であった。
（実施例１１）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１６２ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜３℃の範囲に保持しながら、６９質量％硝酸２１．９ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．４）を１．０時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜５℃に保持しながら４時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水６０ｇで洗浄してウェットケーキ２５．６ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２０．１ｇを、やや黒みがかった黄色の粉末結晶として得た。収率は、５９．８モル％であり、純度は８７．０％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびトルエン１６２ｇを加えて、フラスコ内の反応混合物を撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。続いて、反応混合物の温度を０〜３℃の範囲に保持しながら、６９質量％硝酸２１．９ｇ（反応原料に対する理論モル比：２．４）を１．０時間かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物を０〜５℃に保持しながら４時間撹拌した。攪拌後の反応液の分析の結果、ＨＰＬＣによる面積百分率で反応液中の反応原料の濃度が２％以下であることを確認した。そこで、この時点で反応終点に到達していると判断して、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水６０ｇで洗浄してウェットケーキ２５．６ｇを得た。このウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２０．１ｇを、やや黒みがかった黄色の粉末結晶として得た。収率は、５９．８モル％であり、純度は８７．０％であった。
（比較例１）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた３００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）３．０ｇ（０．０１５モル）、ベンゼン２６．１ｇおよび酢酸４９．８ｇを加えて撹拌し反応混合物を１５℃に冷却した。その後、フラスコ内の反応混合物の温度を１５〜１９℃に保持しながら、６１質量％硝酸２．７ｇ（反応原料に対する理論モル比：１．８）を１．６時間かけて滴下した。滴下後の反応混合物の温度を１５〜１９℃に保持しながら１時間撹拌した後、反応混合物に水３０ｇを添加して、添加後の反応混合物を０〜５℃まで冷却して、この温度を保持しながら１時間撹拌した。攪拌終了後、反応混合物をろ過して、ろ過ケーキを水３０ｇで洗浄してウェットケーキ４．０ｇを得た。ウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２．１ｇを黄色結晶として得た。収率は４７．８モル％であり、純度は、９６．５％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた３００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）３．０ｇ（０．０１５モル）、ベンゼン２６．１ｇおよび酢酸４９．８ｇを加えて撹拌し反応混合物を１５℃に冷却した。その後、フラスコ内の反応混合物の温度を１５〜１９℃に保持しながら、６１質量％硝酸２．７ｇ（反応原料に対する理論モル比：１．８）を１．６時間かけて滴下した。滴下後の反応混合物の温度を１５〜１９℃に保持しながら１時間撹拌した後、反応混合物に水３０ｇを添加して、添加後の反応混合物を０〜５℃まで冷却して、この温度を保持しながら１時間撹拌した。攪拌終了後、反応混合物をろ過して、ろ過ケーキを水３０ｇで洗浄してウェットケーキ４．０ｇを得た。ウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品２．１ｇを黄色結晶として得た。収率は４７．８モル％であり、純度は、９６．５％であった。
（比較例２）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）１０．１ｇ（０．０５モル）、塩化メチレン５０．５ｇを加えて撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。その後、フラスコ内の反応混合物の温度を０〜６℃を保持しながら６１質量％硝酸６．８ｇ（反応原料に対する理論モル比：１．３）を１時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに６１質量％硝酸２．１ｇ（反応原料に対する理論モル比：０．４０）を１時間かけて滴下し、フラスコ内の反応混合物の温度を０〜６℃に保持したまま３時間撹拌した。攪拌終了後、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水１０ｇで洗浄してウェットケーキ７．１ｇを得た。ウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品４．８ｇを結晶として得た。収率は３０．２モル％であり、純度は９１．６％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）１０．１ｇ（０．０５モル）、塩化メチレン５０．５ｇを加えて撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。その後、フラスコ内の反応混合物の温度を０〜６℃を保持しながら６１質量％硝酸６．８ｇ（反応原料に対する理論モル比：１．３）を１時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに６１質量％硝酸２．１ｇ（反応原料に対する理論モル比：０．４０）を１時間かけて滴下し、フラスコ内の反応混合物の温度を０〜６℃に保持したまま３時間撹拌した。攪拌終了後、反応混合物をろ過し、ろ過ケーキを水１０ｇで洗浄してウェットケーキ７．１ｇを得た。ウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品４．８ｇを結晶として得た。収率は３０．２モル％であり、純度は９１．６％であった。
（比較例３）
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびアセトニトリル１０１ｇを加えて撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。その後、反応混合物を０〜５℃を保持しながら６１質量％硝酸１０．３ｇ（反応原料に対する理論モル比：１．０）を１６分かけて滴下した。温度を保持したまま３０分撹拌後、さらに６１質量％硝酸２．６ｇ（反応原料に対する理論モル比：０．２５）を６分かけて滴下した。滴下終了後、反応混合物の温度を０〜５℃に保持したまま２時間撹拌し、その後、さらに６１％硝酸２．６ｇ（反応原料に対する理論モル比：０．２５）を６分かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物をろ過し、得られたろ過ケーキを水５０ｇで洗浄してウェットケーキ１４．９ｇを得た。ウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品１４．１ｇを黄色結晶として得た。収率は２６．５モル％であり、純度は５４．８％であった。
温度計、ジムロート冷却器および攪拌機を備えた２００ｍＬ四つ口フラスコに、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）２０．２ｇ（０．１モル）およびアセトニトリル１０１ｇを加えて撹拌し反応混合物を０℃に冷却した。その後、反応混合物を０〜５℃を保持しながら６１質量％硝酸１０．３ｇ（反応原料に対する理論モル比：１．０）を１６分かけて滴下した。温度を保持したまま３０分撹拌後、さらに６１質量％硝酸２．６ｇ（反応原料に対する理論モル比：０．２５）を６分かけて滴下した。滴下終了後、反応混合物の温度を０〜５℃に保持したまま２時間撹拌し、その後、さらに６１％硝酸２．６ｇ（反応原料に対する理論モル比：０．２５）を６分かけて滴下した。滴下終了後の反応混合物をろ過し、得られたろ過ケーキを水５０ｇで洗浄してウェットケーキ１４．９ｇを得た。ウェットケーキを真空乾燥機で乾燥し、乾燥品１４．１ｇを黄色結晶として得た。収率は２６．５モル％であり、純度は５４．８％であった。
本発明により提供される製造方法は、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＨＰＥ）を原料として、生産性の高い工業的な処方で、３，３’−ジニトロ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル（ＮＨＰＥ）を製造できる方法である。
Claims (1)
- ４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテルを、トルエン、キシレンおよびエチルベンゼンからなる群から選ばれる一種または二種以上からなる溶媒下、硝酸を用いてニトロ化することを特徴とする３，３’−ジニトロ−４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテルの製造方法。
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