JP6819961B2 - New diepoxy compound - Google Patents
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Description
本発明は、新規なジエポキシ化合物に関する。詳しくは、3つもしくは4つのフェニレン基を有し、化合物の両末端にエポキシ環を有するジエポキシ化合物に関する。 The present invention relates to novel diepoxy compounds. More specifically, the present invention relates to a diepoxy compound having three or four phenylene groups and having epoxy rings at both ends of the compound.
電子機器の小型化・高集積化に伴う実装部品(車載用インバータ、LED照明等)の発熱や使用環境の高温化が問題となっている。これらの絶縁構成材料にはエポキシ樹脂が広く用いられている。このような分野では、高い熱伝導性を有するエポキシ樹脂が求められている。そのための手段の一つとして、エポキシ化合物に液晶性(高配向性)を持たせることが有効であることが知られている。
従来、このような耐熱性液晶性エポキシ化合物としては、分子中に2個の安息香酸フェニル基などのメソゲンを持つ液晶性ジエポキシ化合物がいくつか知られている(例えば、特許文献1、2など)。しかしながら液晶性ジエポキシ化合物は分子構造が複雑で製造が困難である上に、取り扱いが極めて困難であった。
一方、取り扱いや合成が容易な耐熱性エポキシ化合物としては、例えば分子中に1個のビフェニル基を有するジエポキシ化合物が知られている。特許文献3には、フェノキシビフェニル構造を有する、下記に示すジエポキシ化合物(a)が記載されているが、熱伝導性や液晶性については、説明されていない。
Conventionally, as such a heat-resistant liquid crystal epoxy compound, some liquid crystal diepoxy compounds having a mesogen such as two phenyl groups of benzoate in the molecule are known (for example, Patent Documents 1 and 2). .. However, the liquid crystal diepoxy compound has a complicated molecular structure and is difficult to manufacture, and it is extremely difficult to handle.
On the other hand, as a heat-resistant epoxy compound that is easy to handle and synthesize, for example, a diepoxy compound having one biphenyl group in the molecule is known. Patent Document 3 describes the diepoxy compound (a) shown below, which has a phenoxybiphenyl structure, but does not describe thermal conductivity or liquid crystallinity.
特許文献4には、4,4’−ジフェノキシビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂が提案されており、そのエポキシ樹脂硬化物は機械強度に優れることが記されているが、熱伝導性や液晶性については、説明されていない。そのうち、例えば、下記のp,p’−ビス(4−グリシドキシフェノキシ)ビフェニルは融点が示されるのみであって、このことから液晶性化合物ではないことは明らかである。このような化合物は優れた耐熱性や機械強度を有するビフェニル骨格含有エポキシ樹脂であるが、液晶性を示さないので絶縁構成部材に使用しても、熱伝導率が十分に高くないことが予測される。
また、特許文献5には、ビフェニル骨格とエステル基を含有する、下記に示すジエポキシ化合物(b)が記載されている。
さらに、エステル基を有するジエポキシ化合物は加水分解やアルカリ等により、特に高温環境下においては劣化が進行しやすいことが懸念される。
Further, Patent Document 5 describes the diepoxy compound (b) shown below, which contains a biphenyl skeleton and an ester group.
Further, there is a concern that the diepoxy compound having an ester group is likely to deteriorate due to hydrolysis, alkali, etc., particularly in a high temperature environment.
本発明は、液晶性を有し熱伝導性、耐熱性に優れた新規なジエポキシ化合物を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a novel diepoxy compound which has liquid crystal properties and is excellent in thermal conductivity and heat resistance.
本発明者らは、上述の課題解決のために鋭意検討した結果、主鎖に一個のビフェニル骨格を有し、ビフェニル骨格の結合基にエステル基を有さない特定構造のジエポキシ化合物は、液晶性を示すことを見出し、このようなジエポキシ化合物は液晶性を有し熱伝導性、耐熱性に優れた新規なジエポキシ化合物であることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明によると、下記一般式(1)で表されるジエポキシ化合物が提供される。
That is, according to the present invention, a diepoxy compound represented by the following general formula (1) is provided.
本発明のジエポキシ化合物は、液晶性を有し、熱伝導性、耐熱性に優れている。
また、ビフェニル骨格を有することから耐熱性と機械強度に優れ、さらにエステル基を有さず、メチレンオキシ基のエーテル結合を有することから耐加水分解性や耐アルカリ性にも優れている。
したがって、本発明のジエポキシ化合物と各種硬化剤、例えば、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミド系硬化剤、フェノール系硬化剤、カチオン重合開始剤などを含有し、任意に硬化促進剤、無機充填剤、離型剤等の配合剤を含んでも良いエポキシ樹脂組成物は取り扱いが容易であり、しかも硬化樹脂とした場合、熱伝導性に優れ、耐熱性、機械強度、耐湿・耐アルカリ性にも優れた硬化樹脂を形成することができるため、電子部品用絶縁材料、接着剤等に好適に用いられる。
The diepoxy compound of the present invention has liquid crystallinity and is excellent in thermal conductivity and heat resistance.
Further, since it has a biphenyl skeleton, it is excellent in heat resistance and mechanical strength, and since it does not have an ester group and has an ether bond of a methyleneoxy group, it is also excellent in hydrolysis resistance and alkali resistance.
Therefore, the diepoxy compound of the present invention and various curing agents, for example, an amine-based curing agent, an acid anhydride-based curing agent, an amide-based curing agent, a phenol-based curing agent, a cationic polymerization initiator, and the like are contained, and an optional curing accelerator. The epoxy resin composition which may contain a compounding agent such as an inorganic filler and a mold release agent is easy to handle, and when it is a cured resin, it has excellent thermal conductivity, heat resistance, mechanical strength, moisture resistance and alkali resistance. Since it is possible to form an excellent cured resin, it is suitably used as an insulating material for electronic parts, an adhesive, and the like.
以下、本発明のジエポキシ化合物について詳細に説明する。
本発明の下記一般式(1)
したがって、前記一般式(1)で表される本発明のジエポキシ化合物として、具体的には、下記構造式で表されるジエポキシ化合物(2)〜(9)を例示することができる。
Hereinafter, the diepoxy compound of the present invention will be described in detail.
The following general formula (1) of the present invention
Therefore, as the diepoxy compound of the present invention represented by the general formula (1), specifically, the diepoxy compounds (2) to (9) represented by the following structural formulas can be exemplified.
本発明による前記一般式(1)で表されるジエポキシ化合物の製造方法は、特に制限はなく、目的とするジエポキシ化合物に対応して、その出発原料の選定並びに反応工程、反応方法は公知の方法を適宜用いることができる。
例えば、前記したジエポキシ化合物(2)及び(3)の製造方法については、p−クレゾールとエピハロヒドリンを出発原料とし、下記のSTEP1−1〜STEP1−5の工程を順次経て合成することができる。
The method for producing the diepoxy compound represented by the general formula (1) according to the present invention is not particularly limited, and the selection of the starting material, the reaction step, and the reaction method are known methods according to the target diepoxy compound. Can be used as appropriate.
For example, the above-mentioned methods for producing the diepoxy compounds (2) and (3) can be synthesized by using p-cresol and epihalohydrin as starting materials and sequentially passing through the following steps STEP1-1 to STEP1-5.
(STEP1−1)
p−クレゾールと下記一般式(10)
で表されるエピハロヒドリン(以下、化合物(10)と記す)を反応させて、1−メチル−4−(オキシラン−2−イルメトキシ)ベンゼン(以下、化合物(A)と称呼する)を得る工程。
(STEP1−2)
化合物(A)のメチル基を臭素化させて、1−(ブロモメチル)−4−(オキシラン−2−イルメトキシ)ベンゼン(以下、化合物(B)と称呼する)を得る工程。
(STEP1−3)
化合物(B)と下記一般式(11)
で表される4−ブロモフェノール類(以下、化合物(11)と称呼する)を反応させて、下記一般式(12)
で表される化合物(以下、化合物(12)と称呼する)を得る工程。
(STEP1−4)
化合物(12)と4−ヒドロキシフェニルボロン酸を反応させて、下記一般式(13)
で表される化合物(以下、化合物(13)と称呼する)を得る工程。
(STEP1−5)
化合物(13)と化合物(10)を反応させて、ジエポキシ化合物(2)又は(3)を得る工程。
(STEP1-1)
p-cresol and the following general formula (10)
A step of reacting epihalohydrin represented by (hereinafter referred to as compound (10)) to obtain 1-methyl-4- (oxylan-2-ylmethoxy) benzene (hereinafter referred to as compound (A)).
(STEP1-2)
A step of brominating the methyl group of compound (A) to obtain 1- (bromomethyl) -4- (oxylan-2-ylmethoxy) benzene (hereinafter referred to as compound (B)).
(STEP1-3)
Compound (B) and the following general formula (11)
4-Bromophenols represented by (hereinafter referred to as compound (11)) are reacted to form the following general formula (12).
A step of obtaining a compound represented by (hereinafter referred to as compound (12)).
(STEP1-4)
The compound (12) is reacted with 4-hydroxyphenylboronic acid to form the following general formula (13).
A step of obtaining a compound represented by (hereinafter referred to as compound (13)).
(STEP1-5)
A step of reacting compound (13) with compound (10) to obtain a diepoxy compound (2) or (3).
上記STEP1−1〜STEP1−5の工程スキームを反応式で示す。
次に前記各工程をさらに詳細に説明する。
(STEP1−1):化合物(A)の合成(グリシジルエーテル化)
化合物(A)は、p−クレゾールとエピハロヒドリンを塩基性化合物の存在下に反応(グリシジルエーテル化)させる公知の方法(例えば特開昭62−148477号公報など)により容易に合成することができる。
反応に際し、エピハロヒドリン(化合物(10))としては、エピクロロヒドリン又はエピブロモヒドリンを好ましく用いることができる。また、エピハロヒドリンはそれ自身を溶媒としても用いることができる。エピハロヒドリンの使用量は、p−クレゾール1モルに対して、通常、1〜100モルの割合で用いられる。
また、塩基性化合物としては、具体的には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩等の無機塩、ピリジンなどの塩基性芳香族化合物、トリエチルアミンなどの有機アミン、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド等のアンモニウム塩などが挙げられる。これら塩基性化合物は、使用する溶媒に溶解した溶液の形態でも使用できるし、固形の形態でも使用できる。また、単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。塩基性化合物の使用量は、p−クレゾール1モルに対して、通常、0.1〜10モルの割合で用いられる。
反応に際し、溶媒は操作性に問題なければ用いなくてもよい。溶媒を用いる場合は、溶媒は該反応に不活性であれば特に制限はない。用いられる溶媒として、具体的には、例えば、水、n−ペンタン、n−ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノールなどのアルコール類、エチレングリコール、トリメチレングリコールなどのグリコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ類、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキサン、ジエトキシエタンなどのエーテル類、アセトニトリル、プロピオニトリルなどの脂肪族ニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどのアミド類、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。このような溶媒は単独でも、また2種類以上併用して用いてもよい。
反応温度は、使用する溶媒によっても変わるが、通常、40℃〜150℃の範囲である。このような反応条件において、反応時間は反応温度、使用する塩基性化合物や溶媒の種類や量等によっても変わるが、通常、0.5〜20時間の範囲である。
反応終了後、反応生成混合物から目的とする化合物を精製、単離するのが好ましく、例えば、常法に従い、反応終了後、中和、水洗、晶析、ろ過、乾燥、蒸留などの後処理操作を行うことで、化合物(A)を得ることができる。得られた化合物(A)は、さらに純度を高めるため、常法に従い蒸留や再結晶、カラムクロマトグラフィーによる精製を行ってもよい。
Next, each of the above steps will be described in more detail.
(STEP1-1): Synthesis of compound (A) (glycidyl etherification)
Compound (A) can be easily synthesized by a known method (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-148477) in which p-cresol and epihalohydrin are reacted (glycidyl etherification) in the presence of a basic compound.
In the reaction, epichlorohydrin or epibromohydrin can be preferably used as the epichlorohydrin (compound (10)). Epihalohydrin itself can also be used as a solvent. The amount of epihalohydrin used is usually 1 to 100 mol per 1 mol of p-cresol.
Specific examples of the basic compound include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, and alkaline earths such as magnesium hydroxide, calcium hydroxide and barium hydroxide. Metal hydroxides, inorganic salts such as alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, basic aromatic compounds such as pyridine, organic amines such as triethylamine, tetrabutylammonium bromide, tetraethylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, benzyl Examples thereof include ammonium salts such as trimethylammonium chloride. These basic compounds can be used in the form of a solution dissolved in the solvent used, or in the form of a solid. Further, it may be used alone or in combination of two or more. The amount of the basic compound used is usually 0.1 to 10 mol with respect to 1 mol of p-cresol.
In the reaction, the solvent may not be used if there is no problem in operability. When a solvent is used, there is no particular limitation as long as the solvent is inert to the reaction. Specific examples of the solvent used include water, aliphatic hydrocarbons such as n-pentane and n-hexane, alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and ethylbenzene. Ketones such as hydrogen, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, alcohols such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butanol, secondary butanol, tertiary butanol, ethylene glycol, trimethylene glycol Glycols such as glycols, methyl cellosolves, cellosolves such as ethyl cellosolves, ethers such as tetrahydrofuran, diethyl ether, dimethyl ether, 1,4-dioxane, 1,3-dioxane, diethoxyethane, and fats such as acetonitrile and propionitrile. Examples thereof include group nitriles, amides such as N, N-dimethylformamide and N-methyl-2-pyrrolidone, and dimethylsulfoxide. Such a solvent may be used alone or in combination of two or more.
The reaction temperature varies depending on the solvent used, but is usually in the range of 40 ° C to 150 ° C. Under such reaction conditions, the reaction time varies depending on the reaction temperature, the type and amount of the basic compound and solvent used, and the like, but is usually in the range of 0.5 to 20 hours.
After completion of the reaction, it is preferable to purify and isolate the target compound from the reaction product mixture. For example, after completion of the reaction, post-treatment operations such as neutralization, washing with water, crystallization, filtration, drying and distillation are performed according to a conventional method. The compound (A) can be obtained by carrying out the above. The obtained compound (A) may be purified by distillation, recrystallization or column chromatography according to a conventional method in order to further increase the purity.
(STEP1−2):化合物(B)の合成(臭素化)
STEP1−1で合成した化合物(A)のメチル基を臭素化することにより、化合物(B)を合成することができる。化合物(A)の臭素化は公知の方法で行うことができる。例えば、過酸化ベンゾイルなどのラジカル開始剤の存在下、四塩化炭素等の溶媒中、N−ブロモスクシンイミド等の臭素化剤と反応させる方法により行うことができる。
反応に際し、用いられる臭素化剤としては、具体的には、例えばN−ブロモスクシンイミド、臭素、N−ブロモグルタルイミド、N−ブロモフタルイミドなどが挙げられる。臭素化剤の使用量としては、化合物(A)1モルに対して、通常、1〜10モルの割合で用いられる。
また、ラジカル開始剤としては、具体的には例えば、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、ジアシルペルオキシド、ジアルキルペルオキシジカルボネート、tert−アルキルペルオキシエステル、モノペルオキシカルボネート、ジ(tert−アルキルペルオキシ)ケタールおよびケトンペルオキシド等が挙げられる。ラジカル開始剤の使用量は、化合物(A)1モルに対して、通常、0.001〜0.1モルの割合で用いられる。
反応は、通常、溶媒中で行われる。用いられる溶媒としては、具体的には、例えば、四塩化炭素、n−ヘプタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ペンタン、トルエン、キシレン等の炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、アニソール、メチルtert−ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、テトラクロロエタン、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、トリフルオロベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、α,α,α−トリフルオロトルエン、α,α,α−トリクロロトルエン等のハロゲン化炭化水素類、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類などが挙げられる。このような溶媒は単独でも、また2種類以上併用して用いてもよい。
反応温度は、通常、−20〜100℃の範囲である。このような反応条件において、反応時間は、反応温度、使用する溶媒の種類や量等によっても変わるが、通常、0.5〜24時間の範囲である。
反応終了後、反応生成混合物から目的とする化合物を精製、単離するのが好ましく、常法に従い、反応終了後、中和、水洗、晶析、ろ過、乾燥、蒸留などの後処理操作を行うことで化合物(B)を得ることができる。例えば、N−ブロモスクシンイミドを用いる場合、臭素化反応を行うとスクシンイミドの固体が析出するため、これをろ別し、得られた母液を蒸留により濃縮、分留したり、母液に溶媒を混合して生成物を結晶化させたり、母液の濃縮液をカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、化合物(B)の精製品を得ることができる。
(STEP1-2): Synthesis of compound (B) (bromination)
Compound (B) can be synthesized by brominating the methyl group of compound (A) synthesized in STEP1-1. Bromination of compound (A) can be carried out by a known method. For example, it can be carried out by reacting with a brominating agent such as N-bromosuccinimide in a solvent such as carbon tetrachloride in the presence of a radical initiator such as benzoyl peroxide.
Specific examples of the brominating agent used in the reaction include N-bromosuccinimide, bromine, N-bromoglutarimide, and N-bromophthalimide. The amount of the brominating agent used is usually 1 to 10 mol per 1 mol of compound (A).
Specific examples of the radical initiator include benzoyl peroxide, azobisisobutyronitrile (AIBN), azobiscyclohexanecarbonitrile, diacyl peroxide, dialkylperoxydicarbonate, tert-alkylperoxyester, and monoperoxy. Examples thereof include carbonate, di (tert-alkylperoxy) ketal and ketone peroxide. The amount of the radical initiator used is usually 0.001 to 0.1 mol per 1 mol of compound (A).
The reaction is usually carried out in a solvent. Specific examples of the solvent used include hydrocarbons such as carbon tetrachloride, n-heptane, n-hexane, cyclohexane, n-pentane, toluene and xylene, diethyl ether, tetrahydrofuran and 1,4-dioxane. , Ethylene glycol dimethyl ether, anisole, methyl tert-butyl ether, ethers such as diisopropyl ether, chloroform, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, tetrachloroethane, fluorobenzene, difluorobenzene, trifluorobenzene, chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, Halogenized hydrocarbons such as α, α, α-trifluorotoluene, α, α, α-trichlorotoluene, esters such as ethyl acetate and methyl acetate, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, acetonitrile, Examples thereof include nitriles such as propionitrile. Such a solvent may be used alone or in combination of two or more.
The reaction temperature is usually in the range of -20 to 100 ° C. Under such reaction conditions, the reaction time varies depending on the reaction temperature, the type and amount of the solvent used, and the like, but is usually in the range of 0.5 to 24 hours.
After completion of the reaction, it is preferable to purify and isolate the target compound from the reaction product mixture, and after completion of the reaction, post-treatment operations such as neutralization, washing with water, crystallization, filtration, drying and distillation are performed according to a conventional method. As a result, compound (B) can be obtained. For example, when N-bromosuccinimide is used, a solid succinimide precipitates when the bromination reaction is carried out. Therefore, this is separated, and the obtained mother liquor is concentrated and fractionated by distillation, or a solvent is mixed with the mother liquor. The product can be crystallized or the concentrate of the mother liquor can be purified by column chromatography to obtain a purified product of compound (B).
(STEP1−3):化合物(12)の合成(エーテル化)
STEP1−2で合成した化合物(B)と、化合物(11)を公知の方法により塩基性条件下に反応させることにより、化合物(12)を合成することができる。
ここにおいて、化合物(11)としては、具体的には、4−ブロモフェノール又は4−ブロモ−2−メチルフェノールが挙げられる。
反応に際し、化合物(B)と化合物(11)のモル比は、通常、化合物(B)1モルに対して、化合物(11)は1〜20モル範囲の割合で用いられる。
用いられる塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、水素化ナトリウム等の無機塩トリエチルアミン、ピリジンなどの有機塩基が挙げられる。塩基の使用量としては 化合物(B)1モルに対して0.1〜10モルの割合で用いられる。
反応は通常、溶媒中で行われる。用いられる溶媒としては、反応に不活性であれば特に制限されないが、具体的には、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ類、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキサン、ジエトキシエタン等のエーテル類、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。これらの有機溶媒は、それぞれ単独で用いてもよいし、また、極性を調整するために適宜2種以上を併用してもよい。
反応温度は、通常、0℃〜50℃の範囲である。このような反応条件において、反応時間は、反応温度、使用する溶媒の種類や量等によっても変わるが、通常、1〜48時間の範囲である。
反応終了後、反応生成混合物から目的とする化合物を精製、単離するのが好ましく、例えば常法に従い、反応終了後、中和、水洗、晶析、ろ過、蒸留、カラムクロマトグラフィーによる分離などの後処理操作を行うことで、化合物(12)を得ることができる。得られた化合物(12)は、さらに純度を高めるため、常法に従い蒸留や再結晶、カラムクロマトグラフィーによる精製を行ってもよい。
(STEP1-3): Synthesis of compound (12) (etherification)
Compound (12) can be synthesized by reacting compound (B) synthesized in STEP 1-2 with compound (11) under basic conditions by a known method.
Here, specific examples of compound (11) include 4-bromophenol and 4-bromo-2-methylphenol.
In the reaction, the molar ratio of compound (B) to compound (11) is usually in the range of 1 to 20 mol with respect to 1 mol of compound (B).
Examples of the base used include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, inorganic salts such as sodium hydride, triethylamine and pyridine. Organic bases can be mentioned. The amount of the base used is 0.1 to 10 mol per 1 mol of compound (B).
The reaction is usually carried out in a solvent. The solvent used is not particularly limited as long as it is inert to the reaction, but specifically, for example, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, cellosolves such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve, tetrahydrofuran and 1,4-dioxane. , Ethers such as 1,3-dioxane and diethoxyethane, and aprotic polar solvents such as acetonitrile, dimethyl sulfoxide and dimethylformamide. Each of these organic solvents may be used alone, or two or more of them may be used in combination as appropriate to adjust the polarity.
The reaction temperature is usually in the range of 0 ° C to 50 ° C. Under such reaction conditions, the reaction time is usually in the range of 1 to 48 hours, although it varies depending on the reaction temperature, the type and amount of the solvent used, and the like.
After completion of the reaction, it is preferable to purify and isolate the target compound from the reaction product mixture. For example, according to a conventional method, after completion of the reaction, neutralization, washing with water, crystallization, filtration, distillation, separation by column chromatography, etc. The compound (12) can be obtained by performing a post-treatment operation. The obtained compound (12) may be purified by distillation, recrystallization or column chromatography according to a conventional method in order to further increase the purity.
(STEP1−4):化合物(13)の合成(鈴木クロスカップリング反応)
STEP1−3で合成した化合物(12)と4−ヒドロキシフェニルボロン酸を、鈴木クロスカップリング反応させることにより、化合物(13)を合成することができる。クロスカップリング反応に際しては、公知の方法に従い、反応触媒と塩基を用いる。
反応に際し、4−ヒドロキシフェニルボロン酸と化合物(12)のモル比は、通常、化合物(12)1モルに対して、4−ヒドロキシフェニルボロン酸は1〜10モル範囲の割合で用いられる。
用いられるカップリング反応触媒としては、パラジウム系触媒、ニッケル系触媒などが挙げられる。パラジウム系触媒としては、具体的には例えば、パラジウム−活性炭素、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)等の0価のパラジウム化合物や、酢酸パラジウム(II)、塩化パラジウム(II)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド、[1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン]パラジウム(II) ジクロリド、ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)ジクロリド、ビス(ベンゾニトリル)パラジウム(II)ジクロリド、アリルパラジウム(II)クロリド2量体、シクロペンタジエニルアリルパラジウム(II)、水酸化パラジウム等の2価のパラジウム化合物等が挙げられる。またパラジウム化合物は、反応中、溶解していても、何らかの担体に担持されていてもよい。ニッケル系触媒としては、具体的には例えば、ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケルクロリド、テトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケル等のニッケル化合物等が挙げられる。パラジウム系触媒及びニッケル系触媒は、必要に応じてそれらを2種以上併用して用いることもできる。パラジウム系触媒及びニッケル系触媒の使用量は、化合物(12)1モルに対して、通常、0.001〜0.1モル範囲の割合で用いられる。
塩基としては、具体的には、例えば、酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属重炭酸塩、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等のアルカリ金属酢酸塩、リン酸ナトリウム等のアルカリ金属リン酸塩、水素化ナトリウム、水素化カリウム等の金属水素化物類、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムtert−ブトキシド等のアルコール金属塩類、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、ピリジン、4−N,N−ジメチルアミノピリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン等の有機塩基などが挙げられる。これらを単独もしくは必要に応じて2種以上を併用して用いることができる。中でも、収率がよい点でアルカリ金属炭酸塩が好ましい。塩基の使用量は、化合物(12)1モルに対して、通常、0.5〜5.0モル範囲の割合で用いられる。
反応は通常、溶媒中で行われる。用いられる溶媒としては、具体的には、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン又はクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の非プロトン性極性溶媒;アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類;酢酸エチル、プロピオン酸エチル等のエステル類;ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類;メタノール、エタノール等のアルコール類;水が挙げられる。これらを単独もしくは必要に応じて2種以上を併用して用いることができる。溶媒の使用量は、化合物(12)1重量部に対して、0.1〜50重量部の範囲、好ましくは0.5〜20重量部の範囲である。
反応温度は、通常、20〜100℃の範囲である。このような反応条件において、反応時間は、反応温度、使用する溶媒の種類や量等によっても変わるが、通常、0.5〜10時間の範囲である。
反応終了後、反応生成混合物から目的とする化合物を精製、単離するのが好ましく、例えば、常法に従い、反応終了後、中和、水洗、晶析、ろ過、蒸留、カラムクロマトグラフィーによる分離などの後処理操作を行うことで、化合物(13)を得ることができる。
得られた生成物の着色が強い場合には、生成物を溶媒に溶解させ、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、アルミナゲル、活性白土などの吸着剤で処理することで着色を低減することができる。
(STEP1-4): Synthesis of compound (13) (Suzuki cross-coupling reaction)
Compound (13) can be synthesized by subjecting compound (12) synthesized in STEP 1-3 and 4-hydroxyphenylboronic acid to a Suzuki cross-coupling reaction. In the cross-coupling reaction, a reaction catalyst and a base are used according to a known method.
In the reaction, the molar ratio of 4-hydroxyphenylboronic acid to compound (12) is usually in the range of 1 to 10 mol with respect to 1 mol of compound (12).
Examples of the coupling reaction catalyst used include a palladium-based catalyst and a nickel-based catalyst. Specific examples of the palladium-based catalyst include palladium-activated carbon, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), bis (dibenzylideneacetone) palladium (0), and tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0). Palladium acetate (II), palladium (II) chloride, bis (triphenylphosphine) palladium (II) dichloride, [1,1'-bis (diphenylphosphino) ferrocene] palladium (II) ) Dichloride, [1,4-bis (diphenylphosphino) butane] palladium (II) dichloride, bis (acetritale) palladium (II) dichloride, bis (benzonitrile) palladium (II) dichloride, allylpalladium (II) chloride 2 Examples thereof include a metric, a divalent palladium compound such as cyclopentadienylallyl palladium (II) and palladium hydroxide. Further, the palladium compound may be dissolved or supported on some carrier during the reaction. Specific examples of the nickel-based catalyst include nickel compounds such as bis (triphenylphosphine) nickel chloride and tetrakis (triphenylphosphine) nickel. The palladium-based catalyst and the nickel-based catalyst may be used in combination of two or more, if necessary. The amount of the palladium-based catalyst and the nickel-based catalyst used is usually in the range of 0.001 to 0.1 mol with respect to 1 mol of the compound (12).
Specific examples of the base include alkali metal hydroxides such as lithium oxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide, sodium carbonate and carbon dioxide. Alkali metal carbonates such as potassium and cesium carbonate, alkali metal bicarbonates such as sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate, alkali metal acetates such as sodium acetate and potassium acetate, alkali metal phosphates such as sodium phosphate, and hydrogen. Metal hydrides such as sodium hydroxide and potassium hydride, alcohol metal salts such as sodium methoxydo, sodium ethoxydo and potassium tert-butoxide, triethylamine, N, N-dimethylaniline, pyridine, 4-N, N-dimethylamino Examples thereof include organic bases such as pyridine and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene. These can be used alone or in combination of two or more as required. Among them, alkali metal carbonate is preferable in terms of good yield. The amount of the base used is usually in the range of 0.5 to 5.0 mol per 1 mol of compound (12).
The reaction is usually carried out in a solvent. Specific examples of the solvent used include ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran (THF) and dioxane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene or chlorobenzene; N, N-dimethylformamide (DMF). ), N, N-Dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, sulfolane and other aprotic polar solvents; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; esters such as ethyl acetate and ethyl propionate; Alibo hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and heptane; alcohols such as methanol and ethanol; water. These can be used alone or in combination of two or more as required. The amount of the solvent used is in the range of 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 20 parts by weight, based on 1 part by weight of the compound (12).
The reaction temperature is usually in the range of 20-100 ° C. Under such reaction conditions, the reaction time is usually in the range of 0.5 to 10 hours, although it varies depending on the reaction temperature, the type and amount of the solvent used, and the like.
After completion of the reaction, it is preferable to purify and isolate the target compound from the reaction product mixture. For example, after completion of the reaction, neutralization, washing with water, crystallization, filtration, distillation, separation by column chromatography, etc. are performed according to a conventional method. The compound (13) can be obtained by performing a post-treatment operation.
When the color of the obtained product is strong, the color can be reduced by dissolving the product in a solvent and treating it with an adsorbent such as activated carbon, zeolite, silica gel, alumina gel, or activated clay.
(STEP1−5):ジエポキシ化合物(2)又は(3)の合成(ジグリシジルエーテル化)
STEP1−4で得られた化合物(13)は、STEP1−1と同様にして、化合物(10)とグリシジルエーテル化反応をすることにより、ジエポキシ化合物(2)又は(3)を得ることができる。また得られたジエポキシ化合物(2)又は(3)は、STEP1−1と同様の後処理操作を行うことで、精製・単離することができる。
(STEP1-5): Synthesis of diepoxy compound (2) or (3) (diglycidyl etherification)
The compound (13) obtained in STEP 1-4 can be obtained as a diepoxy compound (2) or (3) by subjecting the compound (10) to a glycidyl etherification reaction in the same manner as in STEP 1-1. Further, the obtained diepoxy compound (2) or (3) can be purified and isolated by performing the same post-treatment operation as in STEP1-1.
次に、前記したジエポキシ化合物(4)及び(5)の製造方法については、例えば、前記した化合物(B)と下記一般式(14)
で表される4,4’−ジヒドロキシビフェニル類(以下、化合物(14)と称呼する)を出発原料とし、公知の方法に従い、塩基性条件下に反応させる(ジエーテル化)ことにより得ることができる。
上記工程スキームを反応式で示す。
It can be obtained by using 4,4'-dihydroxybiphenyls represented by (hereinafter referred to as compound (14)) as a starting material and reacting them under basic conditions (dietheration) according to a known method. ..
The above process scheme is shown by a reaction formula.
反応に際し、化合物(B)と化合物(14)のモル比は、通常、化合物(14)1モルに対して、化合物(B)は2〜50モル範囲の割合で用いられる。
用いられる塩基は前記したSTEP1−3で用いられる塩基と同様である。塩基の使用量は、化合物(14)1モルに対して、通常、0.1〜10モル範囲の割合で用いられる。
反応は、通常、溶媒中で行われる。用いられる溶媒としては、前記したSTEP1−3で用いられる溶媒と同様である。溶媒の使用量は、化合物(14)1重量部に対して、通常、10〜500重量部の範囲である。
反応温度は、通常、10〜50℃の範囲である。このような反応条件において、反応時間は、反応温度、使用する溶媒の種類や量等によっても変わるが、通常、5〜48時間の範囲である。
反応終了後、反応生成混合物から目的とする化合物を精製、単離するのが好ましく、例えば、反応終了後、生成物が固体として析出する場合、必要に応じて溶媒を混合し、ろ別して回収する。析出しない場合は、貧溶媒を混合したり、濃縮することにより生成物を結晶化させ、回収して、ジエポキシ化合物(4)又は(5)を得ることができる。
得られたジエポキシ化合物(4)又は(5)は、さらに純度を高めるため、常法に従い蒸留や再結晶、カラムクロマトグラフィーによる精製を行ってもよい。
In the reaction, the molar ratio of compound (B) to compound (14) is usually in the range of 2 to 50 mol with respect to 1 mol of compound (14).
The base used is the same as the base used in STEP 1-3 described above. The amount of the base used is usually in the range of 0.1 to 10 mol per 1 mol of compound (14).
The reaction is usually carried out in a solvent. The solvent used is the same as the solvent used in STEP 1-3 described above. The amount of the solvent used is usually in the range of 10 to 500 parts by weight with respect to 1 part by weight of the compound (14).
The reaction temperature is usually in the range of 10 to 50 ° C. Under such reaction conditions, the reaction time is usually in the range of 5 to 48 hours, although it varies depending on the reaction temperature, the type and amount of the solvent used, and the like.
After completion of the reaction, it is preferable to purify and isolate the target compound from the reaction product mixture. For example, when the product precipitates as a solid after completion of the reaction, a solvent is mixed as necessary, and the mixture is collected by filtration. .. If it does not precipitate, the product can be crystallized and recovered by mixing or concentrating a poor solvent to obtain the diepoxy compound (4) or (5).
The obtained diepoxy compound (4) or (5) may be purified by distillation, recrystallization or column chromatography according to a conventional method in order to further increase the purity.
次に、前記したジエポキシ化合物(6)及び(7)の製造方法については、例えば、下記一般式(15)で表される4−ブロモベンジルハライド類とハイドロキノンを出発原料とし、下記のSTEP3−1〜3−3の工程を順次経て合成することができる。
(STEP3−1)
下記一般式(15)
で表される4−ブロモベンジルハライド類(以下、化合物(15)と称呼する)とハイドロキノンを反応させて、下記一般式(16)
で表される化合物(以下、化合物(16)と称呼する)を得る工程。
(STEP3−2)
化合物(16)と4−ヒドロキシフェニルボロン酸を反応させて、下記一般式(17)
で表される化合物(以下、化合物(17)と称呼する)を得る工程。
(STEP3−3)
化合物(17)と化合物(10)を反応させて、ジエポキシ化合物(6)又は(7)を得る工程。
Next, regarding the method for producing the diepoxy compounds (6) and (7) described above, for example, 4-bromobenzyl halides represented by the following general formula (15) and hydroquinone are used as starting materials, and the following STEP3-1 It can be synthesized through the steps of ~ 3-3 in sequence.
(STEP3-1)
The following general formula (15)
Hydroquinone is reacted with 4-bromobenzyl halides (hereinafter referred to as compound (15)) represented by the following general formula (16).
A step of obtaining a compound represented by (hereinafter referred to as compound (16)).
(STEP3-2)
The compound (16) is reacted with 4-hydroxyphenylboronic acid to the following general formula (17).
A step of obtaining a compound represented by (hereinafter referred to as compound (17)).
(STEP3-3)
A step of reacting compound (17) with compound (10) to obtain a diepoxy compound (6) or (7).
上記STEP3−1〜STEP3−3の工程スキームを反応式で示す。
次に前記各工程を更に詳細に説明する。
(STEP3−1):化合物(16)の合成(エーテル化)
化合物(16)は化合物(15)とハイドロキノンを塩基性化合物存在下に、公知の方法に従い反応させることにより容易に得ることができる。
原料化合物(15)としては、具体的には、4−ブロモベンジルブロミド、4−ブロモ−2−メチルベンジルブロミド、4−ブロモベンジルクロリド、4−ブロモ−2−メチルベンジルクロリド、4−ブロモベンジルヨード、4−ブロモ−2−メチルベンジルヨードなどが挙げられる。
反応に際し、化合物(16)とハイドロキノンのモル比は、通常、化合物(16)1モルに対して、ハイドロキノンは1〜10モル範囲の割合で用いられる。
用いられる塩基は前記したSTEP1−3で用いられる塩基と同様である。塩基の使用量は、化合物(15)1モルに対して、通常、0.1〜10モル範囲の割合で用いられる。
反応は通常、溶媒中で行われる。用いられる溶媒としては、前記したSTEP1−3で用いられる溶媒と同様である。溶媒の使用量は、化合物(15)1重量部に対して、5〜100重量部範囲の割合で用いられる。
反応温度は、通常、20〜100℃の範囲である。
このような反応条件において、反応時間は、反応温度、使用する溶媒の種類や量等によっても変わるが、通常、1〜10時間の範囲である。
反応終了後、反応生成混合物から目的とする化合物を精製、単離するのが好ましく、例えば常法に従い、反応終了後、中和、水洗、晶析、ろ過、乾燥、蒸留などの後処理操作を行うことで、化合物(16)を得ることができる。
得られた化合物(16)は、さらに純度を高めるため、常法に従い蒸留や再結晶、カラムクロマトグラフィーによる精製を行ってもよい。
Next, each of the above steps will be described in more detail.
(STEP3-1): Synthesis of compound (16) (etherification)
Compound (16) can be easily obtained by reacting compound (15) with hydroquinone in the presence of a basic compound according to a known method.
Specific examples of the raw material compound (15) include 4-bromobenzyl bromide, 4-bromo-2-methylbenzyl bromide, 4-bromobenzyl chloride, 4-bromo-2-methylbenzyl chloride, and 4-bromobenzyliode. , 4-Bromo-2-methylbenzyl iodo and the like.
In the reaction, the molar ratio of compound (16) to hydroquinone is usually in the range of 1 to 10 mol with respect to 1 mol of compound (16).
The base used is the same as the base used in STEP 1-3 described above. The amount of the base used is usually in the range of 0.1 to 10 mol per 1 mol of compound (15).
The reaction is usually carried out in a solvent. The solvent used is the same as the solvent used in STEP 1-3 described above. The amount of the solvent used is in the range of 5 to 100 parts by weight with respect to 1 part by weight of the compound (15).
The reaction temperature is usually in the range of 20-100 ° C.
Under such reaction conditions, the reaction time is usually in the range of 1 to 10 hours, although it varies depending on the reaction temperature, the type and amount of the solvent used, and the like.
After completion of the reaction, it is preferable to purify and isolate the target compound from the reaction product mixture. For example, after completion of the reaction, post-treatment operations such as neutralization, washing with water, crystallization, filtration, drying and distillation are performed according to a conventional method. By doing so, compound (16) can be obtained.
The obtained compound (16) may be purified by distillation, recrystallization or column chromatography according to a conventional method in order to further increase the purity.
(STEP3−2):化合物(17)の合成(鈴木クロスカップリング反応)
STEP3−1で得られた化合物(16)は、4−ヒドロキシフェニルボロン酸と、前記したSTEP1−4と同様の方法で鈴木クロスカップリング反応させることにより化合物(17)を得ることができる。
また、得られた反応生成物は、STEP1−4と同様の後処理操作を行うことで、化合物(17)を精製・単離することができる。
(STEP3-2): Synthesis of compound (17) (Suzuki cross-coupling reaction)
The compound (16) obtained in STEP3-1 can be obtained by subjecting 4-hydroxyphenylboronic acid to a Suzuki cross-coupling reaction in the same manner as in STEP1-4 described above.
In addition, compound (17) can be purified and isolated from the obtained reaction product by performing the same post-treatment operation as in STEP1-4.
(STEP3−3):ジエポキシ化合物(6)又は(7)の合成(ジグリシジルエーテル化)
STEP3−2で得られた化合物(17)は、化合物(10)と、前記したSTEP1−5と同様の方法で反応を行うことにより、ジエポキシ化合物(6)又は(7)を得ることができる。
また、得られた反応生成物は、STEP1−5と同様の後処理操作を行うことで、ジエポキシ化合物(6)又は(7)を精製・単離することができる。
(STEP3-3): Synthesis of diepoxy compound (6) or (7) (diglycidyl etherification)
The compound (17) obtained in STEP 3-2 can be reacted with the compound (10) in the same manner as in STEP 1-5 to obtain a diepoxy compound (6) or (7).
Further, the obtained reaction product can be purified and isolated from the diepoxy compound (6) or (7) by performing the same post-treatment operation as in STEP1-5.
次に、前記したジエポキシ化合物(8)及び(9)の製造方法については、例えば、前記化合物(16)と化合物(10)を出発原料として、下記のSTEP4−1〜4−3の工程を順次経て合成することができる。
(STEP4−1)
化合物(16)と化合物(10)を反応させて、下記一般式(18)
で表される化合物(以下、化合物(18)と称呼する)を合成する工程。
(STEP4−2)
化合物(18)と4−ヒドロキシフェニルボロン酸を反応させて、下記一般式(19)
で表される化合物(以下、化合物(19)と称呼する)を合成する工程。
(STEP4−3)
化合物(19)と化合物(B)を反応させて化合物(8)又は(9)を合成する工程。
Next, regarding the method for producing the diepoxy compounds (8) and (9) described above, for example, the following steps STEP4-1 to 4-3 are sequentially performed using the compound (16) and the compound (10) as starting materials. Can be synthesized via.
(STEP4-1)
The compound (16) and the compound (10) are reacted to form the following general formula (18).
A step of synthesizing a compound represented by (hereinafter referred to as compound (18)).
(STEP4-2)
The compound (18) is reacted with 4-hydroxyphenylboronic acid to the following general formula (19).
A step of synthesizing a compound represented by (hereinafter referred to as compound (19)).
(STEP4-3)
A step of reacting compound (19) with compound (B) to synthesize compound (8) or (9).
上記STEP4−1〜STEP4−3の工程スキームを反応式で示す。
次に前記各工程を更に詳細に説明する。
(STEP4−1):化合物(18)の合成(グリシジルエーテル化)
上記STEP3−1で得られたものであってもよい化合物(16)と化合物(10)を、前記したSTEP1−5と同様の方法で反応を行うことにより、化合物(18)を得ることができる。
また、得られた反応生成物は、STEP1−5と同様の後処理操作を行うことで、化合物(18)を精製・単離することができる。
(STEP4−2):化合物(19)の合成(鈴木クロスカップリング反応)
STEP4−1で得られた化合物(18)は、4−ヒドロキシフェニルボロン酸と、前記したSTEP1−4と同様の方法で鈴木クロスカップリング反応させることにより化合物(19)を得ることができる。
また、得られた反応生成物は、STEP1−4と同様の後処理操作を行うことで、化合物(19)を精製・単離することができる。
(STEP4−3):ジエポキシ化合物(8)又は(9)の合成(エーテル化)
STEP4−2で得られた化合物(19)は、化合物(B)と、前記したSTEP1−3と同様の方法で反応させることによりジエポキシ化合物(8)又は(9)を得ることができる。
また、得られた反応生成物は、STEP1−3と同様の後処理方法に従い、ジエポキシ化合物(8)又は(9)を精製・単離することができる。
Next, each of the above steps will be described in more detail.
(STEP4-1): Synthesis of compound (18) (glycidyl etherification)
Compound (18) can be obtained by reacting compound (16) and compound (10), which may be obtained in STEP3-1, in the same manner as in STEP1-5. ..
In addition, compound (18) can be purified and isolated from the obtained reaction product by performing the same post-treatment operation as in STEP1-5.
(STEP4-2): Synthesis of compound (19) (Suzuki cross-coupling reaction)
The compound (18) obtained in STEP 4-1 can be obtained by subjecting 4-hydroxyphenylboronic acid to a Suzuki cross-coupling reaction in the same manner as in STEP 1-4 described above.
Further, the obtained reaction product can be purified and isolated of compound (19) by performing the same post-treatment operation as in STEP1-4.
(STEP4-3): Synthesis of diepoxy compound (8) or (9) (etherification)
The compound (19) obtained in STEP 4-2 can be reacted with the compound (B) in the same manner as in STEP 1-3 to obtain a diepoxy compound (8) or (9).
Further, the obtained reaction product can be purified and isolated from the diepoxy compound (8) or (9) according to the same post-treatment method as in STEP1-3.
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。
ジエポキシ化合物の液晶性の有無については、以下の確認方法及び測定法で判定した。
(1)偏光顕微鏡による確認方法
得られたエポキシ化合物が液晶性を発現するか否かについては、室温からの昇温過程で物質の状態変化を、偏光顕微鏡を用いて観察することで判断できる。
クロスニコル状態での観察において、結晶相および液晶相は偏光解消による干渉模様が見られ、等方相は暗視野に見える。また、結晶相から液晶相への相転移は流動性の有無により確認できる。
すなわち、偏光顕微鏡による観察において、流動性を有し、且つ偏光解消による干渉模様が観察される温度範囲が確認されれば液晶相を有すると判断する。
(2)示差走査熱量測定(DSC)による確認方法
得られたジエポキシ化合物が結晶相から液晶相へ転移する温度、および液晶相から等方相へ転移する温度は、示差走査熱量測定装置(DSC)を用いて測定することができる。相転移に伴うエネルギー変化がDSC測定で吸熱ピークとして現れる。
したがって、ジエポキシ化合物が結晶相から液晶相に転移する温度及び、ジエポキシ化合物が液晶相から等方相に転移する温度の確認はDSC測定と偏光顕微鏡観察の両方で行うことが好ましい。
(3)液晶性の測定
(ア)融点、相転移温度の測定
示差走査熱量測定装置(セイコーインスツル製、DSC6100)を用い、昇温速度10℃/分(但し、化合物(6)は1℃/分)、測定温度範囲25〜350℃、流量20mL/分のアルゴン雰囲気下の条件で、アルミパンに密閉した約3mgの試料の示差走査熱量測定を行った。
(イ)偏光顕微鏡による観察
得られたジエポキシ化合物の試料を加熱しながら、又は加熱した試料を冷却しながら、状態変化について偏光顕微鏡(ニコン製、ECLIPSE 50iPOL)を用いて、クロスニコル状態で観察した。加熱過程若しくは冷却過程で流動性を有し、かつ偏光解消による干渉模様が観察されれば上記ジエポキシ化合物は液晶性を有すると判断した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
The presence or absence of liquid crystallinity of the diepoxy compound was determined by the following confirmation method and measurement method.
(1) Confirmation method using a polarizing microscope Whether or not the obtained epoxy compound exhibits liquid crystallinity can be determined by observing a change of state of a substance in the process of raising the temperature from room temperature using a polarizing microscope.
In the observation in the cross Nicol state, an interference pattern due to depolarization is observed in the crystal phase and the liquid crystal phase, and the isotropic phase appears in the dark field. In addition, the phase transition from the crystalline phase to the liquid crystal phase can be confirmed by the presence or absence of fluidity.
That is, in the observation with a polarizing microscope, if it has fluidity and the temperature range in which the interference pattern due to depolarization is observed is confirmed, it is judged to have a liquid crystal phase.
(2) Confirmation method by differential scanning calorimetry (DSC) The temperature at which the obtained diepoxy compound transitions from the crystal phase to the liquid crystal phase and the temperature at which the liquid crystal phase transitions to the isotropic phase are determined by the differential scanning calorimetry device (DSC). Can be measured using. The energy change associated with the phase transition appears as an endothermic peak in DSC measurement.
Therefore, it is preferable to confirm the temperature at which the diepoxy compound changes from the crystal phase to the liquid crystal phase and the temperature at which the diepoxy compound changes from the liquid crystal phase to the isotropic phase by both DSC measurement and polarization microscope observation.
(3) Measurement of liquid crystal property (a) Measurement of melting point and phase transition temperature Using a differential scanning calorimetry device (DSC6100 manufactured by Seiko Instruments), the temperature rise rate is 10 ° C / min (however, compound (6) is 1 ° C. The differential scanning calorimetry of a sample of about 3 mg sealed in an aluminum pan was performed under the conditions of a measurement temperature range of 25 to 350 ° C. and a flow rate of 20 mL / min in an argon atmosphere.
(B) Observation with a polarizing microscope While heating the obtained diepoxy compound sample or cooling the heated sample, the state change was observed in a cross-nicol state using a polarizing microscope (ECLIPSE 50iPOL manufactured by Nikon). .. If the diepoxy compound has fluidity in the heating process or the cooling process and an interference pattern due to depolarization is observed, it is judged that the diepoxy compound has liquid crystallinity.
<実施例1>ジエポキシ化合物(2)の合成
工程スキームを反応式で示す。
(合成1)化合物(A)の合成
還流器を備えた200mLのフラスコにp−クレゾール21.6g(0.2mol)、エピクロロヒドリン46.3g(0.5mol)、水酸化ナトリウム水(水酸化ナトリウム12g(0.3mol)を水30mLに溶解)を仕込み、バス温80℃にて1時間反応させた。その後、室温まで冷却し、水層を分離した。得られた油層に酢酸エチルと水を添加し、室温で撹拌した後、水層を分離した。次に飽和食塩水を加え、室温で撹拌した後水層を分離した。得られた油層に硫酸ナトリウムを添加し脱水後、ろ別した。得られた油層を濃縮し、減圧単蒸留にて純度100%(高速液体クロマトグラフィー法254nmにおけるピーク面積基準)の無色透明液体19.5gを得た。また、1H−NMR分析結果から目的化合物であることを確認した。
(合成2)化合物(B)の合成
還流器を備えた100mLのフラスコに合成1で得た化合物(A)2.96g(18mmol)、N−ブロモスクシンイミド3.36g(18.9mmol)、過酸化ベンゾイル174mg(0.7mmol)、四塩化炭素20mLを仕込み、バス温91℃にて2時間反応させた。その後、室温まで冷却し、反応で副生したスクシンイミドをろ別した。得られたろ液を濃縮し、淡黄白色固体4.78gを得た。また、1H−NMR分析結果から目的化合物であることを確認した。
(合成3)1−[(4−ブロモフェノキシ)メチル]−4−(オキシラン−2−イルメトキシ)ベンゼンの合成
50mLのフラスコに合成2で得た化合物(B)1.95g(8.0mmol)、4−ブロモフェノール0.69g(4.0mmol)、炭酸カリウム2.21g(16mmol)、アセトン25mLを仕込み、室温にて16時間反応させた。その後、反応液をろ別し、得られたろ液を濃縮した。この濃縮物のシリカゲルカラム分離を行い、純度100%(高速液体クロマトグラフィー法254nmにおけるピーク面積基準)の白色固体0.6gを得た。また、1H−NMR分析結果から目的化合物であることを確認した。
(合成4)4−(4−{[4−(オキシラン−2−イルメトキシ)フェニル]メトキシ}フェニル)フェノールの合成
還流器を備えた50mLのフラスコに合成3で得た化合物0.50g(1.5mmol)、4−ヒドロキシフェニルボロン酸0.23g(1.7mmol)、炭酸ナトリウム0.32g(3.0mmol)、PdCl2(dppf)・CH2Cl20.03g(0.03mmol)、1,4−ジオキサン7.5mL、水5.0mLを仕込み、アルゴン雰囲気下にてバス温50℃で1時間反応させた。その後、室温まで冷却し、水を加えてろ別して固形物を得た。この固形物をアセトンに溶解させろ別し、得られたろ液に活性炭0.5gを加え室温にて1時間撹拌した。その後、ろ別により活性炭を除去し、得られたろ液から、純度97.3%(高速液体クロマトグラフィー法254nmにおけるピーク面積基準)の灰白色固体0.26gを得た。また、1H−NMR分析結果から目的化合物であることを確認した。
(合成5)ジエポキシ化合物(2)の合成
還流器を備えた30mLのフラスコに合成4で得た化合物0.14g(0.4mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド0.03g(0.1mmol)、エピクロロヒドリン1.48g(16mmol)を仕込み、バス温55℃にて8時間反応させた。その後、水を添加し、析出物をろ別により取得した。得られた析出物をDMAc(15mL)に溶解させ、水酸化ナトリウム0.05gを添加し、室温で30分撹拌した。この溶液に水を添加し、析出物をろ別、乾燥し、純度93.8%(高速液体クロマトグラフィー法254nmにおけるピーク面積基準)の白色固体0.08gを得た。DART−MSによる質量分析を行い、目的物(Exact Mass:404.2)を示唆する分子イオンピークが確認でき、また、1H−NMR分析結果から目的化合物であることを確認した。
示差走査熱量測定法による熱分析の結果、3つの相転移(161、186、201℃、このうち融点は161℃)が確認できた。さらに、偏光顕微鏡観察にて161〜186℃及び186〜201℃の間で、流動性及びそれぞれで異なる干渉模様が観察され、目的物が液晶化合物であることが明らかとなった。
(Synthesis 5) Synthesis of diepoxy compound (2) 0.14 g (0.4 mmol) of the compound obtained in Synthesis 4, 0.03 g (0.1 mmol) of tetrabutylammonium bromide, epichloro in a 30 mL flask equipped with a reflux device. 1.48 g (16 mmol) of hydrin was charged and reacted at a bath temperature of 55 ° C. for 8 hours. Then, water was added and the precipitate was obtained by filtration. The obtained precipitate was dissolved in DMAc (15 mL), 0.05 g of sodium hydroxide was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Water was added to this solution, and the precipitate was filtered off and dried to obtain 0.08 g of a white solid having a purity of 93.8% (based on the peak area at 254 nm by high performance liquid chromatography). Mass spectrometry by DART-MS was performed, and a molecular ion peak suggesting the target product (Exact Mass: 404.2) was confirmed, and it was confirmed from the 1 H-NMR analysis result that the compound was the target compound.
As a result of thermal analysis by the differential scanning calorimetry method, three phase transitions (161, 186, 201 ° C., of which the melting point was 161 ° C.) were confirmed. Further, by observing with a polarizing microscope, fluidity and different interference patterns were observed between 161 to 186 ° C. and 186 to 201 ° C., and it was clarified that the target product was a liquid crystal compound.
<実施例2>ジエポキシ化合物(3)の合成
工程スキームを反応式で示す。
(合成1)4−ブロモ−2−メチル−1−{[4−(オキシラン−2−イルメトキシ)フェニル]メトキシ}ベンゼンの合成
100mLのフラスコに実施例1の合成2で得た化合物(B)1.46g(6.0mmol)、4−ブロモ−2−メチルフェノール0.75g(4.0mmol)、炭酸カリウム1.11g(8.0mmol)、アセトン25mLを仕込み、室温にて16時間反応させた。その後、反応液をろ別し、得られたろ液を濃縮した。この濃縮物のシリカゲルカラム分離を行い、純度96.2%(高速液体クロマトグラフィー法254nmにおけるピーク面積基準)の白色固体1.07gを得た。また、1H−NMR分析結果から目的化合物であることを確認した。
(合成2)4−(3−メチル−4−{[4−(オキシラン−2−イルメトキシ)フェニル]メトキシ}フェニル)フェノールの合成
還流器を備えた100mLのフラスコに合成1で得た化合物0.52g(1.5mmol)、4−ヒドロキシフェニルボロン酸0.23g(1.7mmol)、炭酸ナトリウム0.32g(3.0mmol)、PdCl2(dppf)・CH2Cl20.03g(0.03mmol)、1,4−ジオキサン12mL、水12mLを仕込み、アルゴン雰囲気下にてバス温50℃で2.5時間反応させた。その後、室温まで冷却し、水を加えてろ別して固形物を得た。この固形物をアセトンに溶解させろ別し、得られたろ液に活性炭0.5gを加え室温にて30分撹拌した。その後、ろ別により活性炭を除去し、得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラム分離を行い純度93.1%(高速液体クロマトグラフィー法254nmにおけるピーク面積基準)の淡黄白色固体0.31gを得た。また、1H−NMR分析結果から目的化合物であることを確認した。
(合成3)ジエポキシ化合物(3)の合成
還流器を備えた50mLのフラスコに合成2で得た化合物0.18g(0.5mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド0.04g(0.1mmol)、エピクロロヒドリン1.85g(20mmol)を仕込み、バス温55℃にて4時間反応させた。その後、酢酸エチル30mLと水15mLを添加し、分液により油層を取得した。得られた油層を濃縮し、THF15mLに溶解させた後、水酸化ナトリウム0.08gを添加し、室温で1時間撹拌した。この溶液に水を添加し、析出物をろ別、乾燥し、純度97.5%(高速液体クロマトグラフィー法254nmにおけるピーク面積基準)の淡黄白色固体0.15gを得た。DART−MSによる質量分析を行い目的物(Exact Mass:418.2)を示唆する分子イオンピークが確認でき、また、1H−NMR分析結果から目的化合物であることを確認した。
示差走査熱量測定法による熱分析の結果、2つの相転移(106、144℃、このうち融点は106℃)が確認できた。さらに、偏光顕微鏡観察にて、106〜144℃の間で流動性と干渉模様が観察され、目的物が液晶化合物であることが明らかとなった。
(Synthesis 3) Synthesis of diepoxy compound (3) 0.18 g (0.5 mmol) of the compound obtained in Synthesis 2, 0.04 g (0.1 mmol) of tetrabutylammonium bromide, epichloro in a 50 mL flask equipped with a reflux device. 1.85 g (20 mmol) of hydrin was charged and reacted at a bath temperature of 55 ° C. for 4 hours. Then, 30 mL of ethyl acetate and 15 mL of water were added, and an oil layer was obtained by liquid separation. The obtained oil layer was concentrated and dissolved in 15 mL of THF, 0.08 g of sodium hydroxide was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Water was added to this solution, and the precipitate was filtered off and dried to obtain 0.15 g of a pale yellowish white solid having a purity of 97.5% (based on the peak area at 254 nm by high performance liquid chromatography). Mass spectrometry by DART-MS confirmed a molecular ion peak suggesting the target substance (Exact Mass: 418.2), and 1 H-NMR analysis result confirmed that the compound was the target compound.
As a result of thermal analysis by the differential scanning calorimetry method, two phase transitions (106, 144 ° C., of which the melting point was 106 ° C.) were confirmed. Further, by observing with a polarizing microscope, fluidity and an interference pattern were observed between 106 and 144 ° C., and it was clarified that the target product was a liquid crystal compound.
<実施例3>ジエポキシ化合物(4)の合成
工程スキームを反応式で示す。
示差走査熱量測定法による熱分析の結果、2つの相転移(229、254℃、このうち融点は229℃)が確認できた。さらに、偏光顕微鏡観察にて229〜254℃の間で流動性と干渉模様が観察され、目的物が液晶化合物であることが明らかとなった。
<Example 3> Synthesis of diepoxy compound (4) The process scheme is shown by a reaction formula.
As a result of thermal analysis by the differential scanning calorimetry method, two phase transitions (229, 254 ° C., of which the melting point was 229 ° C.) were confirmed. Furthermore, fluidity and interference patterns were observed between 229 and 254 ° C. by polarizing microscope observation, and it was clarified that the target product was a liquid crystal compound.
<実施例4>ジエポキシ化合物(6)の合成
工程スキームを反応式で示す。
(合成1)4−[(4−ブロモフェニル)メトキシ]フェノールの合成
還流器を備えた200mLのフラスコに4−ブロモベンジルブロミド5.0g(20mmol)、ハイドロキノン11.0g(100mmol)、炭酸カリウム4.1g(30mmol)、アセトン70mLを仕込み、バス温70℃にて3時間反応させた。その後、室温まで冷却し、無機塩をろ別した。得られたろ液を濃縮し、クロロホルムを用いて数回洗浄した。この洗浄液を濃縮し、酢酸エチルに溶解後、ヘキサンを加え淡黄白色結晶を取得した。さらにトルエンに溶解後、水洗を行い、ヘキサンを加え純度97.7%(高速液体クロマトグラフィー法280nmにおけるピーク面積基準)の淡黄白色結晶1.9gを得た。また、1H−NMR分析結果から目的化合物であることを確認した。
(合成2)4−(4−{[4−(オキシラン−2−イルメトキシ)フェニル]メトキシ}フェニル)フェノールの合成
還流器を備えた50mLのフラスコに合成1で得た化合物0.56g(2.0mmol)、4−ヒドロキシフェニルボロン酸0.30g(2.2mmol)、炭酸ナトリウム0.42g(4.0mmol)、PdCl2(dppf)・CH2Cl20.03g(0.04mmol)、1,4−ジオキサン4.0mL、水4.0mLを仕込み、アルゴン雰囲気下にてバス温70℃で2時間反応させた。その後、室温まで冷却し、水を加えてろ別して固形物を得た。この固形物をアセトンに溶解させ、活性炭を加えバス温40℃にて30分撹拌した。その後、ろ別により活性炭を除去し、得られたろ液から灰白色固体0.51gを得た。さらに、メタノールを用いて再結晶を行い、純度83.9%(高速液体クロマトグラフィー法280nmにおけるピーク面積基準)の灰白色固体0.25gを得た。また、1H−NMR分析結果から目的化合物であることを確認した。
(合成3)ジエポキシ化合物(6)の合成
還流器を備えた30mLのフラスコに合成2で得た化合物0.19g(0.65mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド0.05g(0.16mmol)、エピクロロヒドリン2.10g(22.8mmol)を仕込み、バス温55℃にて15時間反応させた。その後、水を添加し、析出物をろ別により取得した。得られた析出物をDMAc(10mL)に溶解させ、水酸化ナトリウム0.05gを添加し、バス温20℃で1時間撹拌した。この溶液に水を添加し、析出物をろ別した。得られたろ過物をメタノールにてスラリー洗浄し、純度94.4%(高速液体クロマトグラフィー法254nmにおけるピーク面積基準)の白色固体0.16gを得た。DART−MSによる質量分析を行い目的物(Exact Mass:404.2)を示唆する分子イオンピークが確認でき、また、1H−NMR分析結果から目的化合物であることを確認した。
示差走査熱量測定法による熱分析の結果、4つの相転移(151、175、177、181℃、このうち融点は151℃)が確認できた。さらに、偏光顕微鏡観察にて、151〜181℃の間で流動性と干渉模様が観察され、目的物が液晶化合物であることが明らかとなった。
(Synthesis 3) Synthesis of diepoxy compound (6) 0.19 g (0.65 mmol) of the compound obtained in Synthesis 2, 0.05 g (0.16 mmol) of tetrabutylammonium bromide, epichloro in a 30 mL flask equipped with a reflux device. 2.10 g (22.8 mmol) of hydrin was charged and reacted at a bath temperature of 55 ° C. for 15 hours. Then, water was added and the precipitate was obtained by filtration. The obtained precipitate was dissolved in DMAc (10 mL), 0.05 g of sodium hydroxide was added, and the mixture was stirred at a bath temperature of 20 ° C. for 1 hour. Water was added to this solution and the precipitate was filtered off. The obtained filtrate was slurry-washed with methanol to obtain 0.16 g of a white solid having a purity of 94.4% (based on the peak area at 254 nm by high performance liquid chromatography). Mass spectrometry by DART-MS confirmed a molecular ion peak suggesting the target substance (Exact Mass: 404.2), and 1 H-NMR analysis result confirmed that the compound was the target compound.
As a result of thermal analysis by the differential scanning calorimetry method, four phase transitions (151, 175, 177, 181 ° C., of which the melting point was 151 ° C.) were confirmed. Further, by observing with a polarizing microscope, fluidity and an interference pattern were observed between 151 and 181 ° C., and it was clarified that the target product was a liquid crystal compound.
<比較例1>下記式(21)で表される化合物の合成
示差走査熱量測定法による熱分析の結果、1つの相転移(151℃)しか確認されず、化合物(21)に液晶性は確認できなかった。
<Comparative Example 1> Synthesis of a compound represented by the following formula (21)
As a result of thermal analysis by the differential scanning calorimetry method, only one phase transition (151 ° C.) was confirmed, and the liquid crystal property of compound (21) could not be confirmed.
<比較例2>下記式(22)で表される化合物の合成
示差走査熱量測定法による熱分析の結果、1つの相転移(128℃)しか確認されず、化合物(22)に液晶性は確認できなかった。
<Comparative Example 2> Synthesis of a compound represented by the following formula (22)
As a result of thermal analysis by the differential scanning calorimetry method, only one phase transition (128 ° C.) was confirmed, and the liquid crystal property of compound (22) could not be confirmed.
<比較例3>下記式(23)で表される化合物の合成
示差走査熱量測定法による熱分析の結果、1つの相転移(121℃)しか確認されず、化合物(23)に液晶性は確認できなかった。
<Comparative Example 3> Synthesis of a compound represented by the following formula (23)
As a result of thermal analysis by the differential scanning calorimetry method, only one phase transition (121 ° C.) was confirmed, and the liquid crystal property of compound (23) could not be confirmed.
<比較例4>下記式(24)で表される化合物の合成
示差走査熱量測定法による熱分析の結果、1つの相転移(214℃)しか確認されず、化合物(24)に液晶性は確認できなかった。
<Comparative Example 4> Synthesis of a compound represented by the following formula (24)
As a result of thermal analysis by the differential scanning calorimetry method, only one phase transition (214 ° C.) was confirmed, and the liquid crystal property of compound (24) could not be confirmed.
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