JP6524998B2 - ノルボルナン骨格を有する二官能性化合物およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、塗料添加剤や接着剤、樹脂原料等として有用な二官能性化合物およびその製造方法に関し、特に分子中にノルボルナン骨格を有する二官能性化合物およびその製造方法に関する。
ノルボルナン骨格を有する二官能性化合物は、接着剤や樹脂原料として用いた場合に優れた特徴を示すことが知られている。ノルボルナン骨格を有する二官能性化合物として、トリシクロデカンジカルバルデヒドやペンタシクロペンタデカンジカルバルデヒドが知られており、幾つかの製造方法が報告されている(特許文献1)。
特許文献2〜4には、ロジウム触媒存在下で一酸化炭素と水素の混合ガスを使用してジシクロペンタジエンをヒドロホルミル化することによりトリシクロデカンジカルバルデヒドが得られることが記載されている。また、特許文献5には、ロジウム触媒存在下で一酸化炭素と水素の混合ガスを使用してジシクロペンタジエンやトリシクロペンタジエンをヒドロホルミル化することによりトリシクロデカンジカルバルデヒドやペンタシクロペンタデカンジカルバルデヒドが得られることが記載されている。
特許文献2〜5に記載されているトリシクロデカンジカルバルデヒドは、下記式(5)に示すようにノルボルナン1つとシクロペンタンが互いに複数の原子を共有し主骨格を形成している化合物である。また、特許文献5に記載されているペンタシクロペンタデカンジカルバルデヒドは、下記式(6)或いは下記式(7)に示すようにノルボルナン2つとシクロペンタンが相互に複数の原子を共有し主骨格を形成している化合物である。
特許文献2は、約20〜25MPaの高圧条件下でジシクロペンタジエンのヒドロホルミル化を行い、トリシクロデカンジカルバルデヒドを製造している。従って、工業的実施においては耐圧性能の高い設備を必要とするため経済性に優れた方法とは言い難い。
特許文献3および4は、トリシクロデカンジカルバルデヒドの製造法に関し、触媒毒となる共役ジエンの濃度を制御することで極少量のロジウム触媒量でジシクロペンタジエンのヒドロホルミル化を行い、トリシクロデカンジカルバルデヒドを製造することを特徴としている。しかしながら当該特許においても、高い収率を得るには9MPa以上の反応圧力を要しており、より低い圧力の反応で二官能性化合物を得る方法が望まれている。
特許文献5は、触媒としてロジウム化合物を用いてジシクロペンタジエン或いはトリシクロペンタジエンのヒドロホルミル化を行い、得られた反応液に多価アルコールからなる抽出溶媒を添加し、反応生成物であるトリシクロデカンジカルバルデヒド或いはペンタシクロペンタデカンジカルバルデヒドを抽出溶媒層に分離し、ロジウム錯体触媒を炭化水素系の反応溶媒層に分離することを特徴とするトリシクロデカンジカルバルデヒド或いはペンタシクロペンタデカンジカルバルデヒドの製造方法である。触媒費の低減を図るため、ロジウム錯体触媒の循環再使用が不可欠であり、そのための設備が必須となるため、経済的な方法とは言い難い。
特許文献2は、ジシクロペンタジエンをヒドロホルミル化反応によりジアルデヒドとし、これを水素化することによりトリシクロデカンジメタノールを製造する方法も記載している。
特許文献6は、溶媒および第三級アミン化合物存在下、ロジウム−ホスファイトからなる触媒を用いてジシクロペンタジエンのヒドロホルミル化反応を行い、ヒドロホルミル化反応液を水素化触媒存在下で水素還元するトリシクロデカンジメタノールの製造法を記載している。
特許文献7は、触媒としてロジウム化合物を用いてジシクロペンタジエン或いはトリシクロペンタジエンのヒドロホルミル化を行い、得られた反応液に多価アルコールからなる抽出溶媒を添加し、ロジウム錯体触媒を炭化水素系の反応溶媒層に分離し、反応生成物であるトリシクロデカンジカルバルデヒド或いはペンタシクロペンタデカンジカルバルデヒドを抽出溶媒層に分離した後、抽出溶媒層を水素化触媒存在下で水素還元を行うトリシクロデカンジメタノール或いはペンタシクロペンタデカンジメタノールの製造法を記載している。
特許文献2、6、7に記載されているトリシクロデカンジメタノールは、下記式(8)に示すようにノルボルナン1つとシクロペンタンが互いに複数の原子を共有し主骨格を形成している化合物である。また、特許文献7に記載されているペンタシクロペンタデカンジメタノールは、下記式(9)或いは下記式(10)に示すようにノルボルナン2つとシクロペンタンが相互に複数の原子を共有し主骨格を形成している化合物である。
特許文献2は、約20〜25MPaの高圧条件を要すトリシクロデカンジメタノールの製造法である。その工業的実施においては耐圧性能の高い設備を必要とするため経済性に優れた方法とは言い難い。
特許文献6に記載のトリシクロデカンジメタノールの製造法は、ヒドロホルミル化反応に基づくジアルデヒド合成において高い収率を得るには9MPa以上の反応圧力を要しており、より低い圧力の反応で二官能性化合物を得る方法が望まれる。また、実際に反応が進行するロジウム触媒濃度でヒドロホルミル化反応を行った後、水素化触媒存在下で水素還元を行うとヒドロホルミル化触媒である錯形成ロジウムが還元されてしまったり、一方で水素化触媒がヒドロホルミル化反応液に含まれるホスファイトにより被毒されてしまい、結果として触媒費が嵩むという問題を抱えている。
特許文献7に記載のトリシクロデカンジメタノール或いはペンタシクロペンタデカンジメタノールの製造法は、ロジウム触媒費を低減するためロジウム錯体触媒を含有する炭化水素系の反応溶媒層をリサイクルする必要があり、そのための設備が必要となるため経済的な方法とは言い難い。
特許文献8には、テトラシクロドデカン骨格を有する二官能性化合物の記載があるが、当該二官能性化合物の製造方法については全く記載されていない。加えて、特許文献8は、ポリエステル樹脂の用途を開示するものの、二官能性化合物の2,6−体または2,7−体を個別に使用する事例の記載があるのみであり、二官能性化合物の使用量も最大で5モル%に過ぎない。また、ポリカーボネート樹脂の用途については記載していない。
特開平5−125329号公報 英国特許1170226号公報 特開平11−80067号公報 特開平11−80068号公報 特開2001−11008号公報 特開平11−100339号公報 特開2001−10999号公報 特開2007−161917号公報
二官能性化合物の用途として塗料添加剤や接着剤、樹脂原料等がある。これらの用途において分子構造の異なる二官能性化合物を使うことにより、塗料、接着剤、樹脂等の特性を改変し得ることが一般的に知られている。故に改質や特性改善、機能付与等の観点から新規な二官能性化合物が望まれている。即ち、本発明の目的は、分子内にノルボルナン骨格を有し、且つトリシクロデカンジカルバルデヒドやペンタシクロペンタデカンジカルバルデヒドと異なる骨格を有する新規な二官能性化合物を提供することである。更に、本発明の目的は、分子内にノルボルナン骨格を有し、且つトリシクロデカンジメタノールやペンタシクロペンタデカンジメタノールと異なる骨格を有する新規な二官能性化合物を含む異性体混合物を提供することである。
また、別のもう一つの目的は、分子内にノルボルナンを有する新規な二官能性化合物を提供するに際し、工業的に実施可能で且つ経済性に優れる製造方法を提供することである。
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の本発明によって上記課題が解決できることを見出した。
即ち、本発明は以下の通りである。
<1> 下記式(1)で表される二官能性化合物である。
(式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。)
<2> 下記式(1)で表される二官能性化合物の製造方法であって、
(式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。)
下記式(2)で表されるモノオレフィン、一酸化炭素および水素ガスを、ロジウム化合物および有機リン化合物の存在下でヒドロホルミル化反応させる工程を有することを特徴とする、前記製造方法である。
(式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。)
<3> CH=CR(式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。)とジシクロペンタジエンとのディールスアルダー反応により前記式(2)で表されるモノオレフィンを製造する工程を有する、上記<2>に記載の製造方法である。
<4> 前記式(2)で表されるモノオレフィン1モルに対して、0.1〜60マイクロモルのロジウム化合物と、該ロジウム化合物に対して300〜10000倍モルの有機リン化合物とを使用してヒドロホルミル化反応させる、上記<2>または<3>に記載の製造方法である。
<5> 前記式(2)で表されるモノオレフィンをヒドロホルミル化する際、圧力が1〜12MPaである、上記<2>から<4>のいずれかに記載の製造方法である。
<6> 一酸化炭素および水素ガスを含む雰囲気下で、ロジウム化合物、有機リン化合物および溶媒を含む溶液に、前記式(2)で表されるモノオレフィンまたはその溶液を供給する、上記<2>から<5>のいずれかに記載の製造方法である。
<7> ヒドロホルミル化反応後の反応液から前記式(1)で表される二官能性化合物を蒸留により単離する、上記<2>から<6>のいずれかに記載の製造方法である。
<8> 下記式(1)で表される二官能性化合物を、水素化能を有する触媒と水素の存在下で還元する工程を有することを特徴とする、下記式(3)で表される二官能性化合物の製造方法である。
(式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。)
(式中、Rは、H、CHまたはCを表す。)
<9> 前記水素化能を有する触媒が、銅、クロム、鉄、亜鉛、アルミニウム、ニッケル、コバルト、およびパラジウムからなる群より選ばれる少なくとも一つの元素を含む、上記<8>記載の製造方法である。
<10> 下記式(2)で表されるモノオレフィン、一酸化炭素および水素ガスを、ロジウム化合物および有機リン化合物の存在下でヒドロホルミル化反応させ、前記式(1)で表される二官能性化合物を製造する工程を有する、上記<8>または<9>記載の製造方法である。
(式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。)
<11> 前記式(2)で表されるモノオレフィン1モルに対して、0.1〜60マイクロモルのロジウム化合物と、該ロジウム化合物に対して300〜10000倍モルの有機リン化合物とを使用してヒドロホルミル化反応させる、上記<10>に記載の製造方法である。
<12> 下記式(3−a)で表される二官能性化合物の2,6−体と、下記式(3−b)で表される二官能性化合物の2,7−体との異性体混合物であって、
前記2,6−体と前記2,7−体との混合比率が、20:80〜80:20である、前記異性体混合物である。
(式中、Rは、H、CHまたはCを表す。)
(式中、Rは、H、CHまたはCを表す。)
本発明によれば、分子内にノルボルナン骨格を有する新規な二官能性化合物を、工業的に実施可能で且つ経済性に優れる方法で得ることが可能である。
実施例1Aで得られた主反応生成物の1H−NMR測定の結果を示す。 実施例1Aで得られた主反応生成物の13C−NMR測定の結果を示す。 実施例1Aで得られた主反応生成物のCOSY−NMR測定の結果を示す。 実施例1Bで得られた主反応生成物の1H−NMR測定の結果を示す。 実施例1Bで得られた主反応生成物の13C−NMR測定の結果を示す。 実施例1Bで得られた主反応生成物のCOSY−NMR測定の結果を示す。
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。
本実施形態の二官能性化合物は、下記式(1)で表される化合物である。
式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。Rは、好ましくはCOOCHまたはCHOであり、Rは、好ましくはHまたはCHである。また、RがCHOを表す時、RがCを表す態様も好ましい。
このような式(1)で表されるノルボルナン骨格を有する二官能性化合物は、接着剤や樹脂原料として用いた場合に優れた特徴を示す。
本実施形態の式(1)で表される二官能性化合物は、下記式(2)で表される炭素数13〜19のモノオレフィンと一酸化炭素および水素ガスをロジウム化合物、有機リン化合物の存在下でヒドロホルミル化反応せしめることにより製造することができる。
式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。Rは、好ましくはCOOCHまたはCHOであり、Rは、好ましくはHまたはCHである。また、RがCHOを表す時、RがCを表す態様も好ましい。
本実施形態において式(2)で表される炭素数13〜19のモノオレフィンは、官能基を有するモノオレフィンとジシクロペンタジエンのディールスアルダー反応を行うことで製造することが可能である。
前記ディールスアルダー反応に用いる官能基を有するオレフィンとして、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクロレイン、アクロレイン等が挙げられ、より好ましいオレフィンとして、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクロレイン、アクロレイン、及びエチルアクロレインが挙げられる。
本実施形態のディールスアルダー反応に用いるジシクロペンタジエンは、高純度のものが好ましく、ブタジエン、イソプレン等の含有は極力避けることが望ましい。ジシクロペンタジエンの純度は、90%以上であるのがより好ましく、95%以上であるのが更に好ましい。また、ジシクロペンタジエンは、加熱条件下で解重合しシクロペンタジエン(所謂モノシクロペンタジエン)になることが知られていることから、ジシクロペンタジエンの代わりにシクロペンタジエンを使用することも可能である。尚、式(2)で表される炭素数13〜19のモノオレフィンは、実質的に下記式(4)で表される炭素数8〜14のモノオレフィン(1段目ディールスアルダー反応生成物)を経由して生成していると考えられ、生成した式(4)のモノオレフィンが新たな親ジエン化合物(Dienophile)として反応系内に存在するシクロペンタジエン(Diene)とディールスアルダー反応(2段目ディールスアルダー反応)に預かり、式(2)で表される炭素数13〜19のモノオレフィンが生成するものと思われる。
式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。Rは、好ましくはCOOCHまたはCHOであり、Rは、好ましくはHまたはCHである。また、RがCHOを表す時、RがCを表す態様も好ましい。
前記2段階のディールスアルダー反応を効率的に進行させるためには、反応系内にシクロペンタジエンが存在することが重要であるため、反応温度として100℃以上が好ましく、120℃以上がより好ましく、130℃以上が特に好ましい。一方で、高沸物質の副生を抑えるためには、250℃以下の温度で反応を行うのが好ましい。また、反応溶媒として炭化水素類やアルコール類、エステル類等を使用することも可能であり、炭素数6以上の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、プロパノール、ブタノール等が好適である。
本実施形態のディールスアルダー反応の反応方式としては、槽型反応器等による回分式、反応条件下の槽型反応器に基質や基質溶液を供給する半回分式、管型反応器に反応条件下で基質類を流通させる連続流通式等、多様な反応方式を採ることが可能である。
本実施形態のディールスアルダー反応で得られた反応生成物は、そのまま次のヒドロホルミル化反応の原料として用いることも出来るが、蒸留、抽出、晶析などの方法によって精製した後、次工程に供しても良い。
本実施形態の式(1)で表される二官能性化合物は、式(2)で表されるモノオレフィンと一酸化炭素および水素ガスをロジウム化合物、有機リン化合物、必要により溶媒の存在下でヒドロホルミル化反応せしめることで製造することが出来る。
本実施形態のヒドロホルミル化反応で使用されるロジウム化合物は、有機リン化合物と錯体を形成し、一酸化炭素と水素の存在下でヒドロホルミル化活性を示す化合物であればその前駆体の形態に制約は無い。ロジウムアセチルアセトナートジカルボニル(以下、Rh(acac)(CO)と記す)、Rh、Rh(CO)12、Rh(CO)16、Rh(NO)等の触媒前駆物質を有機リン化合物と共に反応混合物中に導入し、反応容器内で触媒活性を持つロジウム金属ヒドリドカルボニルリン錯体を形成させてもよいし、予めロジウム金属ヒドリドカルボニルリン錯体を調製してそれを反応器内に導入してもよい。本発明の好ましい具体例としてはRh(acac)(CO)を溶媒の存在下で有機リン化合物と反応させた後、過剰の有機リン化合物と共に反応器に導入し、触媒活性を有するロジウム−有機リン錯体とする方法が挙げられる。
本発明者等にとって意外だったのは、式(2)で表されるような比較的分子量の大きな内部オレフィンを有する2段階ディールスアルダー反応生成物が、極めて少量のロジウム触媒でヒドロホルミル化されたことである。本実施形態のヒドロホルミル化反応におけるロジウム化合物の使用量は、ヒドロホルミル化反応の基質である式(2)で表される炭素数13〜19のモノオレフィン1モルに対して0.1〜60マイクロモルが好ましく、0.1〜30マイクロモルがより好ましく、0.2〜20マイクロモルが更に好ましく、0.5〜10マイクロモルが特に好ましい。ロジウム化合物の使用量が炭素数13〜19のモノオレフィン1モルに対して60マイクロモルより少なくすることで、ロジウム錯体の回収リサイクル設備を設けなくてもロジウム触媒費を軽減することが可能なため、回収リサイクル設備に関わる経済的負担を減らすことができる。
本実施形態のヒドロホルミル化反応において、ロジウム化合物とヒドロホルミル化反応の触媒を形成する有機リン化合物としては、一般式P(−R)(−R)(−R)で表されるホスフィンまたはP(−OR)(−OR)(−OR)で表されるホスファイトが挙げられる。R、R、Rの具体例としては、炭素数1〜4のアルキル基またはアルコキシ基で置換され得るアリール基、炭素数1〜4のアルキル基またはアルコキシ基で置換され得る脂環式アルキル基等が挙げられ、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスファイトが好適に用いられる。有機リン化合物の使用量は、ロジウム化合物に対して300倍モル〜10000倍モルが好ましく、500倍モル〜10000倍モルがより好ましく、更に好ましくは700倍モル〜5000倍モル、特に好ましくは900倍モル〜2000倍モルである。有機リン化合物の使用量がロジウム化合物の300倍モルよりも少ない場合、触媒活物質のロジウム金属ヒドリドカルボニルリン錯体の安定性が損なわれ、結果として反応の進行が遅くなったりする等して好ましくない。また、有機リン化合物の使用量がロジウム金属の10000倍モルよりも多い場合、有機リン化合物に掛かるコストが増えるため好ましくない。
本実施形態のヒドロホルミル化反応は溶媒を使用せずに行うことも可能であるが、反応に不活性な溶媒を使用することにより、一層好適に実施することができる。溶媒としては式(2)で表される炭素数13〜19のモノオレフィン、および前記ロジウム化合物、前記有機リン化合物を溶解するものであれば特に制限はない。具体的には脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素類、脂肪族エステル、脂環式エステル、芳香族エステル等のエステル類、脂肪族アルコール、脂環式アルコール等のアルコール類、芳香族ハロゲン化物等の溶媒が挙げられる。これらのうち炭化水素類が好適に用いられ、中でも脂環式炭化水素、芳香族炭化水素が好適に用いられる。
本実施形態のヒドロホルミル化反応を行う場合の温度としては、40℃〜160℃が好ましく、80℃〜140℃がより好ましい。反応温度が40℃以上の場合には十分な反応速度が得られ、原料であるモノオレフィンの残留を抑えられる。また、反応温度を160℃以下にすることで原料モノオレフィンや反応生成物由来の副生物の生成を抑え、反応成績の低下を防ぐことが出来る。
本実施形態のヒドロホルミル化反応を行う場合、一酸化炭素(以下、「CO」と記載することもある)および水素(以下、「H」と記載することもある)ガスによる加圧下で反応を行う必要がある。COおよびHガスは各々独立に反応系内に導入することも、また、予め調製された混合ガスとして反応系内に導入することも可能である。反応系内に導入されるCOおよびHガスのモル比(=CO/H)は0.2〜5が好ましく、0.5〜2がより好ましく、0.8〜1.2が更に好ましい。COおよびHガスのモル比がこの範囲から逸脱すると、ヒドロホルミル化反応の反応活性や目的とするアルデヒドの選択率が低下することがある。反応系内に導入したCOおよびHガスは、反応の進行に伴い減少していくため、予め調製されたCOとHの混合ガスを利用すると反応制御が簡便な場合がある。
本実施形態のヒドロホルミル化反応の反応圧力としては、1〜12MPaが好ましく、1.2〜9MPaがより好ましく、1.5〜5MPaが更に好ましい。反応圧力を1MPa以上とすることで十分な反応速度が得られ、原料であるモノオレフィンの残留を抑えることが出来る。また、反応圧力を12MPa以下にすることで、耐圧性能に優れる高価な設備を必要としなくなるため経済的に有利である。特に、回分式や半回分式で反応を行う場合、反応終了後にCOおよびHガスを排出・落圧する必要があり、低圧になるほどCOおよびHガスの損失が少なくなるため経済的に有利である。
本実施形態のヒドロホルミル化反応を行う場合の反応方式としては、回分式反応や半回分式反応が好適である。半回分式反応はロジウム化合物、有機リン化合物、前記溶媒を反応器に加え、CO/Hガスによる加圧や加温等を行い、既述の反応条件とした後に原料であるモノオレフィンまたはその溶液を反応器に供給することにより行うことが可能である。
本実施形態のヒドロホルミル化反応で得られた反応生成物は、例えば蒸留や抽出、晶析等により精製することが出来る。
本発明の別の実施形態は、下記式(1)で表される二官能性化合物を、水素化能を有する触媒と水素の存在下で還元する工程を有することを特徴とする、下記式(3)で表される二官能性化合物の製造方法である。
式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。Rは、好ましくはCOOCHまたはCHOであり、Rは、好ましくはHまたはCHである。また、RがCHOを表す時、RがCを表す態様も好ましい。
式中、Rは、H、CHまたはCを表す。Rは、好ましくはHまたはCHである。
前記式(3)で表されるノルボルナン骨格を有する二官能性化合物は、接着剤や樹脂原料として用いた場合に優れた特徴を示す。
本実施形態の式(3)で表される炭素数14〜16の二官能性化合物は、ジシクロペンタジエンまたはシクロペンタジエンと官能基を有するオレフィンを原料として下記式(I)に示すルートで合成することが可能である。
式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。Rは、好ましくはCOOCHまたはCHOであり、Rは、好ましくはHまたはCHである。また、RがCHOを表す時、RがCを表す態様も好ましい。
〔式(2)で表される炭素数13〜19のモノオレフィンの製造〕
本実施形態において式(2)で表される炭素数13〜19のモノオレフィンは、官能基を有するオレフィンとジシクロペンタジエンのディールスアルダー反応を行うことで製造することが可能である。ここでの説明は、上記0023〜0027段落と同じである。
〔式(1)で表される炭素数14〜20の二官能性化合物の製造〕
本実施形態の前記式(I)中の式(1)で表される炭素数14〜20の二官能性化合物は、式(2)で表される炭素数13〜19のモノオレフィンと一酸化炭素および水素ガスをロジウム化合物、有機リン化合物の存在下でヒドロホルミル化反応せしめることで製造することが出来る。ここでの説明は、上記0029〜0036段落と同じである。
前記ヒドロホルミル化反応で得られた反応生成物は、そのまま次の還元反応の原料として用いることも出来るが、例えば蒸留や抽出、晶析等により精製した後、次工程に供しても良い。
〔式(3)で表される炭素数14〜16の二官能性化合物の製造〕
本実施形態の前記式(I)中の式(3)で表される炭素数14〜16の二官能性化合物は、式(1)で表される炭素数14〜20の二官能性化合物を水素化能を有する触媒および水素の存在下で還元することにより製造することが出来る。
本実施形態の還元反応では、水素化能を有する触媒として銅、クロム、鉄、亜鉛、アルミニウム、ニッケル、コバルト、およびパラジウムからなる群より選ばれる少なくとも一つの元素を含む触媒が使用される。このような触媒の例としてCu−Cr触媒、Cu−Zn触媒、Cu−Zn−Al触媒等の他、Raney−Ni触媒、Raney−Co触媒等が挙げられる。
前記水素化触媒の使用量は、基質である式(1)で表される炭素数14〜20の二官能性化合物に対して1〜100重量%、好ましくは2〜50重量%、より好ましくは5〜30重量%である。触媒使用量をこれらの範囲とすることで好適に水素化反応を実施することが出来る。触媒使用量が少ない場合には反応が完結せず、結果として目的物の収率が低下する。また、触媒使用量が多い場合には、反応に供した触媒量に見合うだけの反応速度の向上効果が得られない。
本実施形態の還元反応の反応温度は80〜250℃が好適であり、100℃〜230℃がより好適である。反応温度を250℃以下にすることで、副反応や分解反応の発生を抑制し高い収率で目的物を得ることが出来る。また、反応温度を80℃以上にすることで、適度な時間で反応を完結させることが出来、生産性の低下や目的物収率の低下を回避することが出来る。
本実施形態の還元反応の反応圧力は、水素分圧として1〜20MPaが好適であり、2〜15MPaがより好適である。水素分圧を20MPa以下にすることで、副反応や分解反応の発生を抑制し高い収率で目的物を得ることが出来る。また、水素分圧を1MPa以上にすることで、適度な時間で反応を完結させることが出来、生産性の低下や目的物収率の低下を回避することが出来る。尚、還元反応に不活性なガス(例えば窒素またはアルゴン)を共存させることも可能である。
本実施形態の還元反応においては、溶媒を使用することが可能である。溶媒としては脂肪族炭化水素類、脂環式炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコール類等が使用可能で、中でも脂環式炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコール類が好適である。具体的にはシクロヘキサン、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、1-プロパノール、シクロヘキサノール等が挙げられる。
本実施形態の還元反応の反応方式としては、槽型反応器等による回分式、反応条件下の槽型反応器に基質や基質溶液を供給する半回分式、成型触媒を充填した管型反応器に反応条件下で基質や基質溶液を流通させる連続流通式等、多様な反応方式を採ることが可能である。
本実施形態の還元反応で得られた反応生成物は、例えば蒸留や抽出、晶析等により精製することが出来る。
本発明の更に別の実施形態は、下記式(3−a)で表される二官能性化合物の2,6−体と、下記式(3−b)で表される二官能性化合物の2,7−体との異性体混合物であって、前記2,6−体と前記2,7−体との混合比率が、20:80〜80:20である、前記異性体混合物である。
(式中、Rは、H、CHまたはCを表す。)
(式中、Rは、H、CHまたはCを表す。)
前記式(3−a)で表される二官能性化合物の2,6−体と、前記式(3−b)で表される二官能性化合物の2,7−体との異性体混合物は、前記式(3)で表される炭素数14〜16の二官能性化合物の製造方法によって製造することができる。
本発明の異性体混合物において、前記2,6−体と前記2,7−体との混合比率は、20:80〜80:20であるが、好ましくは25:75〜75:25であり、より好ましくは30:70〜70:30である。前記2,6−体の混合比率が20:80より小さいと、塗料添加剤や接着剤、樹脂原料等としての特性が損なわれることがある。一方、前記2,6−体の混合比率が80:20より大きいと、やはり塗料添加剤や接着剤、樹脂原料等としての特性が損なわれることがある。
前記2,6−体と前記2,7−体との混合比率は、中間生成物であるアルデヒドエステル体あるいは最終生成物であるジオール体を蒸留精製することにより調整することができる。アルデヒドエステル体中には、モノエステル体(重合阻害物)が含まれており、これを蒸留精製で除去する際に前記2,7−体が一緒に除去されるために、蒸留単離物の前記2,6−体比率が高くなると考えられる。また、ジオール体を蒸留精製することによっても、前記2,6−体の比率を高くすることができる。
本発明の異性体混合物は、特にポリカーボネート樹脂の材料として好ましく用いられ、得られたポリカーボネート樹脂は、屈折率、アッベ数、及び引っ張り降伏伸び率の点で優れた効果を有するものである。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<分析方法>
1)ガスクロマトグラフィー測定条件
・分析装置 :株式会社島津製作所製 キャピラリガスクロマトグラフGC−2010 Plus
・分析カラム :ジーエルサイエンス株式会社製、InertCap1(30m、0.32mmI.D.、膜厚0.25μm
・オーブン温度:60℃(0.5分間)−15℃/分−280℃(4分間)
・検出器 :FID、温度280℃
2)GC−MS測定条件
・分析装置 :株式会社島津製作所製、GCMS−QP2010 Plus
・イオン化電圧:70eV
・分析カラム :Agilent Technologies製、DB-1(30m、0.32mmI.D.、膜厚1.00μm)
・オーブン温度:60℃(0.5分間)−15℃/分−280℃(4分間)検出器温度
<実施例1A>
500mlステンレス製反応器にアクリル酸メチル156g(1.81mol)、ジシクロペンタジエン150g(1.14mol)を仕込み、195℃で2時間反応を行った。下記式(2b)で表されるモノオレフィン(メチル1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒド-1,4:5,8-ジメタノナフタレン-2-カルボキシレート)87gを含有する反応液を取得し、これを蒸留精製した後、一部を後段の反応に供した。
300mlステンレス製反応器を使用し、式(2b)で表されるモノオレフィンのヒドロホルミル化反応をCO/H混合ガス(CO/Hモル比=1)を用いて行った。反応器に式(2b)で表されるモノオレフィン70g、トルエン140g、亜リン酸トリフェニル0.50g、別途調製したRh(acac)(CO)のトルエン溶液550μl(濃度0.003mol/L)を加えた。窒素およびCO/H混合ガスによる置換を各々3回行った後、CO/H混合ガスで系内を加圧し、100℃、2MPaにて5時間反応を行った。
反応終了後、上記の条件で反応液のガスクロマトグラフィー分析及びGC−MS分析を行い、分子量248である主生成物76g、式(2b)で表されるモノオレフィン1.4gを含む反応液であることを確認した(転化率98%、主生成物の選択率97%)。
(式中、Meはメチル基を表す。)
次に、ヒドロホルミル化反応で得られた反応液の一部を回転バンド蒸留装置を使用して蒸留し、沸点154〜159℃(1〜1.5Torr.)の留分を取得した。
<生成物の同定>
実施例1Aで取得した成分のNMR分析を行った。NMRスペクトルを図1〜3に示す。
(NMR測定条件)
・装置 :日本電子株式会社製,JNM−ECA500(500MHz)
・測定モード :1H−NMR、13C−NMR、COSY−NMR
・溶媒 :CDCl(重クロロホルム)
・内部標準物質:テトラメチルシラン
GC−MS分析、及び図1〜3のNMR分析の結果から、実施例1Aで得られた主生成物は、前記式(1b)で表される二官能性化合物であることが確認された。更に、得られた蒸留単離物は、重量比で2,6−体が73%であり、2,7−体が27%である異性体混合物であることがわかった。
<実施例2A>
実施例1Aのアクリル酸メチルに代えて、メタクリル酸メチル181g(1.81mol)を使用して反応を行い、下記式(2a)で表されるモノオレフィン91gを含有する反応液を取得し、これを蒸留精製した後、一部を後段の反応に供した。
300mlステンレス製反応器を使用し、式(2a)で表されるモノオレフィンのヒドロホルミル化反応をCO/H混合ガス(CO/Hモル比=1)を用いて行った。反応器に式(2a)で表されるモノオレフィン70g、トルエン140g、亜リン酸トリフェニル0.47g、別途調製したRh(acac)(CO)のトルエン溶液500μl(濃度0.003mol/L)を加えた。窒素およびCO/H混合ガスによる置換を各々3回行った後、CO/H混合ガスで系内を加圧し、100℃、2MPaにて5時間反応を行った。反応終了後、上記の条件で反応液のガスクロマトグラフィー分析及びGC−MS分析を行った。実施例1Aの結果から下記式(1a)で表される二官能性化合物が主生成物であると推察されたが、GC−MS分析より主生成物の分子量が式(1a)のそれと同一であることを確認するに至った。その後の分析により反応後の反応液には、式(1a)の化合物75g、式(2a)で表されるモノオレフィン2.2gが含まれていたことを確認した(転化率97%、選択率98%)。また、式(1a)は重量比で2,6−体が50%、2,7−体が50%の異性体混合物であることを確認した。
(式中、Meはメチル基を表す。)
<実施例3A>
実施例1Aのアクリル酸メチルに代えて、メタクロレイン127g(1.74mol/純度96%)を使用して下記式(2c) で表されるモノオレフィン63gを合成した。同反応を2回行い、蒸留精製後に一部を後段の反応に供した。
300mlステンレス製反応器を使用し、式(2c)で表されるモノオレフィンのヒドロホルミル化反応をCO/H混合ガス(CO/Hモル比=1)を用いて行った。反応器に式(2c)で表されるモノオレフィン70g、トルエン140g、亜リン酸トリフェニル0.55g、別途調製したRh(acac)(CO)のトルエン溶液580μl(濃度0.003mol/L)を加えた。窒素およびCO/H混合ガスによる置換を各々3回行った後、CO/H混合ガスで系内を加圧し、100℃、2MPaにて6時間反応を行った。反応終了後、上記の条件で反応液のガスクロマトグラフィー分析及びGC−MS分析を行い、分子量232の主生成物77g、式(2c)で表されるモノオレフィン1.3gを含む反応液であることを確認した。(転化率98%、選択率98%)
GC−MS分析及び実施例1Aの生成物からの推定で、得られた主生成物は下記式(1c)で表される二官能性化合物であると考えられた。
<実施例4A>
300mlステンレス製反応器を使用し、下記式(2a)で表されるモノオレフィンのヒドロホルミル化反応をCO/H混合ガス(CO/Hモル比=1)を用いて行った。反応器に式(2a)で表されるモノオレフィン70g、トルエン140g、トリフェニルホスフィン0.39g、別途調製したRh(acac)(CO)のトルエン溶液500μl(濃度0.003mol/L)を加えた。窒素およびCO/H混合ガスによる置換を各々3回行った後、CO/H混合ガスで系内を加圧し、100℃、2MPaにて5時間反応を行った。
反応終了後、上記の条件で反応液のガスクロマトグラフィー分析を行った。その結果、下記式(1a)で表される二官能性化合物74g、下記式(2a)で表されるモノオレフィン2.8gを含む反応液であることを確認した。(転化率96%、選択率98%)更に、得られた反応液は、重量比で2,6−体が50%であり、2,7−体が50%である異性体混合物であることがわかった。
(式中、Meはメチル基を表す。)
<実施例5A>
300mlステンレス製反応器を使用し、下記式(2b)で表されるモノオレフィンのヒドロホルミル化反応をCO/H混合ガス(CO/Hモル比=1)を用いて行った。ステンレス製のタンクに式(2b)で表されるモノオレフィン70gとトルエン100gを加え、窒素およびCO/H混合ガスによる置換を各々3回行った後、CO/H混合ガスで系内を微加圧にした。これとは別に、300mlステンレス製反応器にトルエン40g、亜リン酸トリフェニル0.13g、別途調製したRh(acac)(CO)のトルエン溶液120μl(濃度0.003mol/L)を加え、窒素およびCO/H混合ガスによる置換を各々3回行った後、CO/H混合ガスで系内を加圧し、100℃、2MPaに保持した。前述のステンレス製タンクから式(2b)で表されるモノオレフィンのトルエン溶液を2時間掛けて反応器に供給し(その間、反応器は100℃、2MPaに制御)、供給終了後、100℃、2MPaにて3時間熟成を行った。
反応終了後、上記の条件で反応液のガスクロマトグラフィー分析を行った。その結果、下記式(1b)で表される二官能性化合物78g、下記式(2b)で表されるモノオレフィン0.73gを含む反応液であることを確認した。(転化率99%、選択率99%)更に、得られた反応液は、重量比で2,6−体が50%であり、2,7−体が50%である異性体混合物であることがわかった。
(式中、Meはメチル基を表す。)
<実施例6A>
実施例1Aのアクリル酸メチルの代わりに、エチルアクロレイン52g(0.61mol/純度99%)を使用して下記式(2d)で表されるモノオレフィン14gを含有する反応液を取得した。同反応を2回行い、蒸留精製した後、一部を後段の反応に供した。
300mlステンレス製反応器を使用し、式(2d) で表されるモノオレフィンのヒドロホルミル化反応をCO/H混合ガス(CO/Hモル比=1)を用いて行った。反応器に式(2d)で表されるモノオレフィン21.3g、トルエン20g、トリフェニルホスフィン518mg、別途調製したRh(acac)(CO)のトルエン溶液128μl(濃度0.0384mol/L)を加えた。窒素およびCO/H混合ガスによる置換を各々3回行った後、CO/H混合ガスで系内を加圧し、110℃、2MPaにて1.5時間反応を行った。反応終了後、上記の条件で反応液のガスクロマトグラフィー分析を行った。その結果、下記式(1d)で表される二官能性化合物23.8gを含む反応液であることを確認した(収率98%)。
GC−MS分析及び実施例1Aの生成物からの推定で、得られた主生成物は下記式(1d)で表される二官能性化合物であると考えられた。
<実施例1B>
500mlステンレス製反応器にアクリル酸メチル173g(2.01mol)、ジシクロペンタジエン167g(1.26mol)を仕込み、195℃で2時間反応を行った。下記式(2b)で表されるモノオレフィン96gを含有する反応液を取得し、これを蒸留精製した後、一部を後段の反応に供した。
300mlステンレス製反応器を使用し、蒸留精製した式(2b)で表されるモノオレフィンのヒドロホルミル化反応をCO/H混合ガス(CO/Hモル比=1)を用いて行った。反応器に式(2b)で表されるモノオレフィン70g、トルエン140g、亜リン酸トリフェニル0.50g、別途調製したRh(acac)(CO)のトルエン溶液550μl(濃度0.003mol/L)を加えた。窒素およびCO/H混合ガスによる置換を各々3回行った後、CO/H混合ガスで系内を加圧し、100℃、2MPaにて5時間反応を行った。反応終了後、上記の条件で反応液のガスクロマトグラフィー分析を行い、下記式(1b)で表される二官能性化合物76g、式(2b)で表されるモノオレフィン1.4gを含む反応液(転化率98%、選択率97%)であることを確認すると共に、これを蒸留精製した後、一部を後段の反応に供した。
300mlステンレス製反応器に蒸留精製した式(1b)で表される二官能性化合物50g、Cu−Zn−Al触媒(日揮触媒化成株式会社製:E−01X)10g、トルエン150gを添加し、水素ガスで系内を加圧し、10MPa、215℃で8時間反応を行った。反応後、得られたスラリーをメタノールで希釈し、孔径0.2μmのメンブレンフィルターで触媒をろ過した後、エバポレーターを使用して溶媒を留去し、上記の条件でガスクロマトグラフィー及びGC−MSで分析し、分子量222の主生成物43gを含有することが確認された(主生成物収率96%)。これをさらに蒸留精製し主生成物を取得した。
(式中Meはメチル基を表す。)
<生成物の同定>
実施例1Bで取得した成分のNMR分析を行った。NMRスペクトルを図4〜6に示す。
(NMR測定条件)
・装置 :日本電子株式会社製,JNM−ECA500(500MHz)
・測定モード :1H−NMR、13C−NMR、COSY−NMR
・溶媒 :CDOD(重メタノール)
・内部標準物質:テトラメチルシラン
GC−MS分析、及び図4〜6のNMR分析の結果から、実施例1Bで得られた主生成物は、前記式(3b)で表される二官能性化合物であることが確認された。更に、得られた蒸留単離物は、重量比で2,6−体が76%であり、2,7−体が24%である異性体混合物であることがわかった。
<実施例2B>
実施例1Bのアクリル酸メチルの代わりに、メタクロレイン141g(1.93mol/純度96%)を使用して下記式(2c)で表されるモノオレフィン86gを含有する反応液を取得し、これを蒸留精製した後、一部を後段の反応に供した。
300mlステンレス製反応器を使用し、式(2c) で表されるモノオレフィンのヒドロホルミル化反応をCO/H混合ガス(CO/Hモル比=1)を用いて行った。反応器に式(2c)で表されるモノオレフィン70g、トルエン140g、亜リン酸トリフェニル0.55g、別途調製したRh(acac)(CO)のトルエン溶液580μl(濃度0.003mol/L)を加えた。窒素およびCO/H混合ガスによる置換を各々3回行った後、CO/H混合ガスで系内を加圧し、100℃、2MPaにて6時間反応を行った。反応終了後、上記の条件で反応液のガスクロマトグラフィー分析を行った。その結果、下記式(1c)で表される二官能性化合物77g、下記式(2c)で表されるモノオレフィン1.3gを含む反応液であることを確認した(転化率98%、選択率98%)
300mlステンレス製反応器に蒸留精製した式(1c)で表される二官能性化合物50g、トルエン150g、ラネーコバルト触媒10mlを添加した。水素ガスで系内を加圧し、4MPa、100℃で5時間反応を行った。反応後、得られたスラリーをメタノールで希釈し、孔径0.2μmのメンブレンフィルターで触媒をろ過した。エバポレーターを使用して溶媒を留去し、上記の条件でガスクロマトグラフィー及びGC−MSで分析を行った。実施例1Bの結果を踏まえ主生成物は下記式(3c)で表わされる二官能性化合物と推察していたが、GC−MS分析より主生成物の分子量が式(3c)のそれと同一であることを確認するに至った。また、式(3c)で表される二官能性化合物の生成量が49gであることも確認した(収率96%)。
<実施例3B>
実施例1Bと同様にして上記式(2b)で表されるモノオレフィンの合成ならびに蒸留精製を行った。
300mlステンレス製反応器を使用し、式(2b)で表されるモノオレフィンのヒドロホルミル化反応をCO/H混合ガス(CO/Hモル比=1)を用いて行った。ステンレス製のタンクに式(2b)で表されるモノオレフィン70gとトルエン100gを加え、窒素およびCO/H混合ガスによる置換を各々3回行った後、CO/H混合ガスで系内を微加圧にした。これとは別に、300mlステンレス製反応器にトルエン40g、亜リン酸トリフェニル0.13g、別途調製したRh(acac)(CO)のトルエン溶液120μl(濃度0.003mol/L)を加え、窒素およびCO/H混合ガスによる置換を各々3回行った後、CO/H混合ガスで系内を加圧し、100℃、2MPaに保持した。前述のステンレス製タンクから式(2b)で表されるモノオレフィンのトルエン溶液を2時間掛けて反応器に供給し(その間、反応器は100℃、2MPaに制御)、供給終了後、100℃、2MPaにて3時間熟成を行った。反応終了後、上記の条件で反応液のガスクロマトグラフィー分析を行った。その結果、上記式(1b)で表される二官能性化合物78g、上記式(2b)で表されるモノオレフィン0.73gを含む反応液であることを確認した(転化率99%、選択率99%)
実施例1Bと同様、式(1b)で表される二官能性化合物を原料として還元反応を行い(反応収率96%)、更に蒸留精製により上記式(3b)で表される二官能性化合物を取得した。得られた蒸留単離物は、重量比で2,6−体が52%であり、2,7−体が48%である異性体混合物であることがわかった。
<実施例4B>
実施例1Bのアクリル酸メチルの代わりに、エチルアクロレイン52g(0.61mol/純度99%)を使用して下記式(2d)で表されるモノオレフィン14gを含有する反応液を取得した。同反応を2回行い、蒸留精製した後、一部を後段の反応に供した。
300mlステンレス製反応器を使用し、式(2d) で表されるモノオレフィンのヒドロホルミル化反応をCO/H混合ガス(CO/Hモル比=1)を用いて行った。反応器に式(2d)で表されるモノオレフィン21.3g、トルエン20g、トリフェニルホスフィン518mg、別途調製したRh(acac)(CO)のトルエン溶液128μl(濃度0.0384mol/L)を加えた。窒素およびCO/H混合ガスによる置換を各々3回行った後、CO/H混合ガスで系内を加圧し、110℃、2MPaにて1.5時間反応を行った。反応終了後、上記の条件で反応液のガスクロマトグラフィー分析を行った。その結果、下記式(1d)で表される二官能性化合物23.8gを含む反応液であることを確認した(収率98%)
300mlステンレス製反応器に式(1d)で表される二官能性化合物22.7gを含む反応液、シクロヘキサノール38g、Cu−Zn−Al触媒(日揮触媒化成株式会社製:E−01X)2.2gを添加した。水素ガスで系内を加圧し、3MPa、140℃で1.5時間反応を行った。反応後、得られたスラリーをメタノールで希釈し、孔径0.2μmのメンブレンフィルターで触媒をろ過した。エバポレーターを使用して溶媒を留去し、上記の条件でガスクロマトグラフィー及びGC−MSで分析を行った。実施例1Bの結果を踏まえ主生成物は下記式(3d)で表わされる二官能性化合物と推察していたが、GC−MS分析より主生成物の分子量が式(3d)のそれと同一であることを確認するに至った。また、式(3d)で表される二官能性化合物の生成量が22gであることも確認した(収率96%)。
本発明の二官能性化合物の2,6−体と2,7−体との異性体混合物の有用性を示すために、以下の参考例1に示すように当該異性体混合物を用いてポリカーボネート樹脂を製造し、その評価を行った。
<ポリカーボネート樹脂の評価方法>
1)屈折率、アッベ数
ポリカーボネート樹脂を、40φ、3mm厚の円板にプレス成形(成形条件:200℃、100kgf/cm2、2分)し、直角に切り出し、カルニュー製KPR−200により測定した。
2)引っ張り降伏伸び率
日本工業規格K7113に基づき、ポリカーボネート樹脂を1号型試験片の形状に成形し、測定した(引っ張り速度2mm/min.)。
<参考例1>
実施例1Bで得られた(3b)で表される二官能性化合物(ヒドロキシメチル基が2,6位の異性体=76%および2,7位の異性体=24%の異性体混合物)30.9g(0.139モル)、ジフェニルカーボネート29.8g(0.139モル)、および炭酸水素ナトリウム0.09mg(1.1μモル)を攪拌機および留出装置付きの300mL反応器に入れ、窒素雰囲気760Torrの下、オイルバスにて加熱を行い、200℃からエステル交換反応を開始した。
反応開始から5分後に攪拌を開始し、20分後、10分かけて760Torrから200Torrまで減圧した。減圧しながら温度を210℃まで加熱し、反応開始後70分後で220℃まで昇温、80分後から30分かけて150Torrまで減圧、温度を240℃まで昇温させるとともに1Torrまで減圧したのち10分間保持し、ポリカーボネート樹脂を得た。
得られたポリカーボネート樹脂の屈折率は1.531、アッベ数は57.3であった。また、得られたポリカーボネート樹脂の引っ張り降伏伸び率は150%であった。
<参考例2>
実施例1Bで得られた(3b)で表される二官能性化合物(ヒドロキシメチル基が2,6位の異性体=76%および2,7位の異性体=24%の異性体混合物)の蒸留を行い、2,6位にヒドロキシメチル基を有する二官能性化合物(異性体純度99.5%)を取得した。これを原料として参考例1と同様の条件にてポリカーボネート樹脂を合成した。
得られたポリカーボネート樹脂を用いて成形した光学特性測定用の円盤状成形体は結晶化に起因する白濁が認められ、光学材料として屈折率、およびアッベ数を評価するに至らなかった。また、得られたポリカーボネート樹脂の引っ張り降伏伸び率は50%であった。
<参考例3>
実施例3Bで得られた2,6位の異性体=52%、2,7位の異性体=48%を含む二官能性化合物を原料とし、参考例1と同様の条件にてポリカーボネート樹脂を合成した。
得られたポリカーボネート樹脂の屈折率は1.532、アッベ数は57.2であった。また、得られたポリカーボネート樹脂の引っ張り降伏伸び率は160%であった。
<参考例4>
アクリル酸メチルとジシクロペンタジエンを使用して、実施例3Bと同様の条件で還元反応まで行い、上記式(3b)で表される二官能性化合物を取得した。さらに、蒸留精製により2,6位の異性体=22%、2,7位の異性体=78%を含む上記式(3b)で表される二官能性化合物を取得した。これを原料とし、参考例1と同様の条件にてポリカーボネート樹脂を合成した。
得られたポリカーボネート樹脂の屈折率は1.531、アッベ数は57.0であった。また、得られたポリカーボネート樹脂の引っ張り伸び率は130%であった。
本発明によれば、分子内にノルボルナン骨格を有し、且つトリシクロデカンジカルバルデヒドやペンタシクロペンタデカンジカルバルデヒドと異なる骨格を有する新規な二官能性化合物を工業的に経済性に優れる方法で得ることが可能である。

Claims (11)

  1. 下記式(1)で表される二官能性化合物。
    (式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。ただし、RがCHOを表すとき、RはCを表す。)
  2. 下記式(1)で表される二官能性化合物の製造方法であって、
    (式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。ただし、RがCHOを表すとき、RはCを表す。)
    下記式(2)で表されるモノオレフィン、一酸化炭素および水素ガスを、ロジウム化合物および有機リン化合物の存在下でヒドロホルミル化反応させる工程を有することを特徴とする、前記製造方法。
    (式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。ただし、RがCHOを表すとき、RはCを表す。)
  3. CH=CR(式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。ただし、RがCHOを表すとき、RはCを表す。)とジシクロペンタジエンとのディールスアルダー反応により前記式(2)で表されるモノオレフィンを製造する工程を有する、請求項2に記載の製造方法。
  4. 前記式(2)で表されるモノオレフィン1モルに対して、0.1〜60マイクロモルのロジウム化合物と、該ロジウム化合物に対して300〜10000倍モルの有機リン化合物とを使用してヒドロホルミル化反応させる、請求項2または3に記載の製造方法。
  5. 前記式(2)で表されるモノオレフィンをヒドロホルミル化する際、圧力が1〜12MPaである、請求項2から4のいずれか一項に記載の製造方法。
  6. 一酸化炭素および水素ガスを含む雰囲気下で、ロジウム化合物、有機リン化合物および溶媒を含む溶液に、前記式(2)で表されるモノオレフィンまたはその溶液を供給する、請求項2から5のいずれか一項に記載の製造方法。
  7. ヒドロホルミル化反応後の反応液から前記式(1)で表される二官能性化合物を蒸留により単離する、請求項2から6のいずれか一項に記載の製造方法。
  8. 下記式(1)で表される二官能性化合物を、水素化能を有する触媒と水素の存在下で還元する工程を有することを特徴とする、下記式(3)で表される二官能性化合物の製造方法。
    (式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。ただし、RがCHOを表すとき、RはCを表す。)
    (式中、Rは、H、CHまたはCを表す。)
  9. 前記水素化能を有する触媒が、銅、クロム、鉄、亜鉛、アルミニウム、ニッケル、コバルト、およびパラジウムからなる群より選ばれる少なくとも一つの元素を含む、請求項8記載の製造方法。
  10. 下記式(2)で表されるモノオレフィン、一酸化炭素および水素ガスを、ロジウム化合物および有機リン化合物の存在下でヒドロホルミル化反応させ、前記式(1)で表される二官能性化合物を製造する工程を有する、請求項8または9記載の製造方法。
    (式中、Rは、COOCH、COOC、COOC、COOC、またはCHOを表す。Rは、H、CHまたはCを表す。ただし、RがCHOを表すとき、RはCを表す。)
  11. 前記式(2)で表されるモノオレフィン1モルに対して、0.1〜60マイクロモルのロジウム化合物と、該ロジウム化合物に対して300〜10000倍モルの有機リン化合物とを使用してヒドロホルミル化反応させる、請求項10に記載の製造方法。
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