JP6782597B2

JP6782597B2 - ２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンの製造方法

Info

Publication number: JP6782597B2
Application number: JP2016190110A
Authority: JP
Inventors: 正基濱口; 久野　貴矢; 貴矢久野; 奈苗前川; 邦代柳川瀬
Original assignee: Ueno Fine Chemicals Industry Ltd
Current assignee: Ueno Fine Chemicals Industry Ltd
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2020-11-11
Anticipated expiration: 2036-09-28
Also published as: JP2018052853A

Description

本発明は、２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンの製造方法に関する。

フェノール骨格および分岐アルキル鎖を有するヒドロキシ芳香族誘導体は、ポリアミド等の各種樹脂のガラス転移点を低下させ、柔軟性を付与することが可能なため、可塑剤として広く使用されている（特許文献１、特許文献２）。また可塑剤以外にも、油性インク材料（特許文献３）や紫外線吸収剤（特許文献４）、末端封止剤（特許文献５）としての使用も提案されており、今後さらに幅広い分野への応用が期待されている。

このようなヒドロキシ芳香族誘導体の一つである２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンは、２−エチルヘキサン酸フェニルのＦｒｉｅｓ転位によって得ることができる。しかしながら、この製法では２−エチル−２’−ヒドロキシヘキサノフェノンが主生成物として得られるため、より反応性が高く、末端封止剤等として期待される２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンを選択的に合成することは困難であった。

特開平８−１８８７１２号公報国際公開第２０１０／０４７３１５号特開平２−２７６８７１号公報特表２００７−５１８７５７号公報特開２０１６−０４５４７９号公報

本発明の目的は、２−エチルヘキサン酸フェニルのＦｒｉｅｓ転位反応において２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンを選択的に、良好な収率で製造する方法を提供することにある。

本発明者らは、２−エチルヘキサン酸フェニルのＦｒｉｅｓ転位反応において２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンの選択的な製造方法について鋭意検討した結果、所定量のフェノールの存在下、２−エチルヘキサン酸フェニルのＦｒｉｅｓ転位反応によって、２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンが選択的に得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、フェノール０．２〜８．０モル当量の存在下、式（１）で表される２−エチルヘキサン酸フェニル１モル当量をＦｒｉｅｓ転位反応させる工程を含む、式（２）で表される２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンの製造方法に関する。

本発明によれば、２−エチルヘキサン酸フェニルのＦｒｉｅｓ転位反応において、より反応性が高く、末端封止剤等として期待される２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンを選択的にかつ良好な収率で合成することが可能となる。

実施例１で得た式（２）で表される２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンの^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す図である。実施例１で得た式（２）で表される２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンのＦＴ−ＩＲスペクトルを示す図である。

本発明は、特定量のフェノールの存在下、式（１）で表される２−エチルヘキサン酸フェニルのＦｒｉｅｓ転位反応による、式（２）で表される２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンの選択的な製造方法であり、式（３）で表される２−エチル−２’−ヒドロキシヘキサノフェノンの生成が抑制される。

本発明のＦｒｉｅｓ転位反応は２−エチルヘキサン酸フェニル１モル当量に対してフェノールが０．２〜８．０モル当量の存在下で実施され、より好ましくは０．４〜４モル当量、さらに好ましくは０．７〜１．５モル当量の存在下で実施される。２−エチルヘキサン酸フェニル１モル当量に対してフェノールが０．２モル当量未満である場合、２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンの選択性が低下し、８．０モル当量超である場合、反応の進行が阻害され、収率が低下する。

２−エチルヘキサン酸フェニルおよびフェノールは、市販のものや、当業者に知られた方法で製造したものを用いることができる。

本発明のＦｒｉｅｓ転位反応は、ルイス酸および／またはプロトン酸の存在下で実施するのが好ましく、収率に優れる点でルイス酸の存在下で実施するのが好ましい。

本発明のＦｒｉｅｓ転位反応に用いられるルイス酸としては、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化鉄、塩化亜鉛、三塩化アンチモン、五塩化アンチモン、塩化スズ、塩化ホウ素、三フッ化ホウ素、ビスマストリフラートおよびゼオライトからなる群から選択される一種以上が挙げられ、入手容易性および反応性に優れる点で塩化アルミニウムが好ましい。

ルイス酸は反応開始時に全量添加してもよく、Ｆｒｉｅｓ転位反応中に復数回に分けて添加してもよい。復数回に分けて添加する場合、添加の回数は特に制限されないが、例えば１〜１０回に分けて添加することができる。

本発明のＦｒｉｅｓ転位反応に用いられるプロトン酸としては、ポリリン酸、塩酸、硫酸、ギ酸、フッ化水素およびメタンスルホン酸からなる群から選択される一種以上が挙げられる。

本発明のＦｒｉｅｓ転位反応に用いられるルイス酸および／またはプロトン酸の使用量は、収率に優れる観点から、原料である２−エチルヘキサン酸フェニル１モル当量に対して０．２〜３．０モル当量が好ましく、０．８〜２．５モル当量がより好ましく、１．２〜２．０モル当量がさらに好ましい。

本発明においてＦｒｉｅｓ転位反応は、無溶媒下で実施してもよく、溶媒中で実施してもよい。本発明のＦｒｉｅｓ転位反応は溶媒中で実施することが好ましい。

本発明のＦｒｉｅｓ転位反応に用いられる溶媒としては、クロロベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、デカン、ニトロベンゼン、二硫化炭素、ニトロメタン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、四塩化炭素、ニトロメタン、アセトニトリルおよび軽油からなる群から選択される一種以上が挙げられ、反応性に優れる点でクロロベンゼンが好ましい。

本発明のＦｒｉｅｓ転位反応は、ルイス酸および／またはプロトン酸の代わりに紫外線を照射することによって行ってもよい。

本発明のＦｒｉｅｓ転位反応における反応温度は触媒や溶媒などによって異なるため、特に限定されないが、通常８０〜１５０℃で行われ、好ましくは用いる溶媒の沸点近傍温度で還流しながら反応を実施するのがよい。

本発明のＦｒｉｅｓ転位反応における反応時間は触媒や溶媒などによって異なるため、特に限定されないが、通常２〜１５時間行われる。

本発明のＦｒｉｅｓ転位反応によって、式（２）で表される２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンを主生成物とする、原料や副生物である式（３）で表される２−エチル−２’−ヒドロキシヘキサノフェノンを含む粗組成物が得られる。

粗組成生物はさらに精製を行うことによって、２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンの純度を高めることができる。

精製は、濃縮、抽出、蒸留、カラムクロマト分離等の一般的な精製操作を経て分離され、適宜目的とする純度まで精製することができる。

このようにして得られた２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンは樹脂の可塑剤や末端封止剤、油性インク材料、紫外線吸収剤および各種合成原料として有用である。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

［転化率および残存率］
２−エチルヘキサン酸フェニルの仕込量に対する各成分の生成量のモル比を転化率とした。また、２−エチルヘキサン酸フェニルの仕込量に対する残存量のモル比を残存率とした。
各成分の生成量、残存量および純度は、以下の高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）による定量分析により求めた。
＜高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）＞
装置：Ｗａｔｅｒｓアライアンス２６９０／２９９６
カラム型番：Ｌ−Ｃｏｌｕｍｎ
液量：１．０ｍＬ／分
溶媒比：Ｈ_２Ｏ（ｐＨ２．３）／ＣＨ_３ＯＨ＝６５／３５（１０分）→３分→３５／６５（１３分）→１分→２５／７５（３０分）→１分→１０／９０（１２分）、グラジエント分析
波長：２２０ｎｍ
カラム温度：４０℃

［収率］
収率は、合成に用いた２−エチルヘキサン酸フェニルのモル数に対する精製により得られた２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノン（４−ＨＥＨＰ）のモル数の割合として求めた。

［４−ＨＥＨＰ選択率］
２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノン（４−ＨＥＨＰ）と２−エチル−２’−ヒドロキシヘキサノフェノン（２−ＨＥＨＰ）の合計に対する２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノン（４−ＨＥＨＰ）の割合として求めた。

^１Ｈ−ＮＭＲおよびＦＴ−ＩＲの分析により２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンが得られていることを確認した。^１Ｈ−ＮＭＲおよびＦＴ−ＩＲの分析条件を以下に示す
＜^１Ｈ−ＮＭＲスペクトル＞
サンプル２０ｍｇを重水素化クロロホルムで溶解し、ＢｒｕｋｅｒＢｉｏｓｐｉｎＡＶ４００Ｍ（Ｂｒｕｋｅｒ社製）を用いて、溶液状態での^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを測定した。

＜ＦＴ−ＩＲスペクトル＞
ＳｐｅｃｔｒｕｍＯｎｅ（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製）を用いてＦＴ−ＩＲスペクトルを測定した。

実施例１
撹拌機、温度センサーおよび還流管を備えた１００ｍＬの４口フラスコに２−エチルヘキサン酸フェニル１０ｇ、クロロベンゼン３０ｇ、フェノール（ＰｈＯＨ）２．１ｇおよび塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ_３）６．１ｇを加え、窒素気流下、室温で撹拌した後、１５０℃まで昇温し、同温度で１０時間還流した。反応液を室温まで冷却して得られた粗組成物をＨＰＬＣで分析した。結果を表１に記す。粗組成物に１Ｎの塩酸５０ｇをゆっくり滴下した後、１０分間静置させ有機層を抽出し、水３０ｇで洗浄した後、有機層を２０ｍｍＨｇおよび６０℃で溶媒を留去した。残渣をヘキサンと酢酸エチルの展開溶媒によりシリカゲルカラムで精製し、溶媒を減圧で留去することで、４−ＨＥＨＰ４．２８ｇ（収率４２．８ｍｏｌ％、純度９９．２％）を得た。４−ＨＥＨＰが得られたことを^１Ｈ−ＮＭＲおよびＦＴ−ＩＲ分析にて確認した。図１および図２にそれぞれ４−ＨＥＨＰの^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルおよびＦＴ−ＩＲスペクトルを示す。

実施例２
フェノールを４．２ｇとした以外は実施例１と同様の操作を行い、粗組成物を得た。得られた粗組成物のＨＰＬＣ分析結果を表１に記す。また、得られた粗組成物を実施例１と同様の後処理を行い、４−ＨＥＨＰ４．２２ｇ（収率４２．２ｍｏｌ％、純度９９．４％）を得た。

実施例３
フェノールを２１．４ｇとした以外は実施例１と同様の操作を行い、粗組成物を得た。得られた粗組成物のＨＰＬＣ分析結果を表１に記す。また、得られた粗組成物を実施例１と同様の後処理を行い、４−ＨＥＨＰ３．３４ｇ（収率３３．４ｍｏｌ％、純度９９．４％）を得た。

実施例４
フェノールを４．２ｇとし、塩化アルミニウムを反応開始時に３．２ｇ、反応開始後２時間ごとに４回に分けて１．５ｇずつ加えた（塩化アルミニウム合計９．２ｇ）以外は実施例１と同様の操作を行い、粗組成物を得た。得られた粗組成物のＨＰＬＣ分析結果を表１に記す。また、得られた粗組成物を実施例１と同様の後処理を行い、４−ＨＥＨＰ６．２９ｇ（収率６２．９ｍｏｌ％、純度９９．２％）を得た。

比較例１
フェノールを加えなかった以外は実施例１と同様の操作を行い、粗組成物を得た。得られた粗組成物のＨＰＬＣ分析結果を表１に記す。また、得られた粗組成物を実施例１と同様の後処理を行い、４−ＨＥＨＰ１．９８ｇ（収率１９．８ｍｏｌ％、純度９９．２％）を得た。

比較例２
フェノールを０．４ｇとした以外は実施例１と同様の操作を行い、粗組成物を得た。得られた粗組成物のＨＰＬＣ分析結果を表１に記す。また、得られた粗組成物を実施例１と同様の後処理を行い、４−ＨＥＨＰ２．８１ｇ（収率２８．１ｍｏｌ％、純度９９．３％）を得た。

比較例３
フェノールを４２．８ｇとした以外は実施例１と同様の操作を行い、粗組成物を得た。得られた粗組成物のＨＰＬＣ分析結果を表１に記す。また、得られた粗組成物を実施例１と同様の後処理を行い、４−ＨＥＨＰ２．１４ｇ（収率２１．４ｍｏｌ％、純度９９．０％）を得た。

比較例４
塩化アルミニウムを９．２ｇとし、フェノールを加えなかった以外は実施例１と同様の操作を行い、粗組成物を得た。得られた粗組成物のＨＰＬＣ分析結果を表１に記す。また、得られた粗組成物を実施例１と同様の後処理を行い、４−ＨＥＨＰ２．１４ｇ（収率２１．４ｍｏｌ％、純度９９．０％）を得た。

表１に示すように、２−エチルヘキサン酸フェニルのＦｒｉｅｓ転位反応において、所定量（２−エチルヘキサン酸フェニル１モル当量に対して０．２〜８．０モル当量）のフェノールの存在下で実施することで、副生物である２−エチル−２’−ヒドロキシヘキサノフェノンの生成を抑制し、２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンを選択的にかつ良好な収率で製造することが可能である。
本発明の好ましい態様は以下を包含する。
〔１〕フェノール０．２〜８．０モル当量の存在下、式（１）で表される２−エチルヘキサン酸フェニル１モル当量をＦｒｉｅｓ転位反応させる工程を含む、式（２）で表される２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンの製造方法。

〔２〕Ｆｒｉｅｓ転位反応が、ルイス酸の存在下で行われる、〔１〕に記載の製造方法。
〔３〕ルイス酸を、Ｆｒｉｅｓ転位反応中に複数回に分けて添加する、〔２〕に記載の製造方法。
〔４〕ルイス酸が、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化鉄、塩化亜鉛、三塩化アンチモン、五塩化アンチモン、塩化スズ、塩化ホウ素、三フッ化ホウ素、ビスマストリフラートおよびゼオライトからなる群から選択される一種以上である、〔２〕または〔３〕に記載の製造方法。
〔５〕Ｆｒｉｅｓ転位反応が、溶媒の存在下で行われる、〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の製造方法。
〔６〕溶媒が、クロロベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、デカン、ニトロベンゼン、二硫化炭素、ニトロメタン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、四塩化炭素、ニトロメタン、アセトニトリルおよび軽油からなる群から選択される一種以上である、〔５〕に記載の製造方法。
〔７〕Ｆｒｉｅｓ転位反応の反応温度が８０〜１５０℃である、〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の製造方法。

Claims

フェノール０．２〜８．０モル当量の存在下、式（１）で表される２−エチルヘキサン酸フェニル１モル当量をＦｒｉｅｓ転位反応させる工程を含む、式（２）で表される２−エチル−４’−ヒドロキシヘキサノフェノンの製造方法であって、Ｆｒｉｅｓ転位反応はルイス酸の存在下および溶媒の存在下で行われ、Ｆｒｉｅｓ転位反応の反応温度は８０〜１５０℃である、前記製造方法。
ルイス酸を、Ｆｒｉｅｓ転位反応中に複数回に分けて添加する、請求項１に記載の製造方法。
ルイス酸が、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化鉄、塩化亜鉛、三塩化アンチモン、五塩化アンチモン、塩化スズ、塩化ホウ素、三フッ化ホウ素、ビスマストリフラートおよびゼオライトからなる群から選択される一種以上である、請求項１または２に記載の製造方法。
溶媒が、クロロベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、デカン、ニトロベンゼン、二硫化炭素、ニトロメタン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、四塩化炭素、ニトロメタン、アセトニトリルおよび軽油からなる群から選択される一種以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。