JPH1072397A - ２−インダノン類の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反応温度の制御が容易で、製品の回収が簡単
で、かつ安全な２−インダノン類の製造方法の提供。 【解決手段】 インデンまたはそのベンゼン環置換体
を、水を溶媒として、有機酸を加え、４０〜１１０℃で
これらの混合物に過酸化水素を滴下して酸化し、必要な
らば還元剤により過剰の過酸化物を分解した後、この反
応混合物に酸を加えて加熱処理することを特徴とする２
−インダノン類の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医薬、農薬、樹脂
改質等の製造原料として有用な２−インダノン類を工業
的規模で製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】２−インダノン類の製造方法としては、
例えば、インデンに臭素水を反応させてブロモヒドリン
体とし、次いでアルコール中でアルカリと反応させた
後、硫酸と加熱する方法（以下ブロモヒドリン法と略
す；Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，５７，２０２２
（１９３５），Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２，２５５０
（１９２２）およびＪｕｓｔｕｓ Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａ
ｎｎ． Ｃｈｅｍ．，６３９，２０４（１９６１））
や、インデンを原料とし、大過剰のギ酸を溶媒として用
い、過酸化水素により過ギ酸として酸化してギ酸エステ
ル体とし、次いで硫酸中で加熱処理する方法（以下ギ酸
エステル法と略す；Ｏｒｇ．Ｓｙｎｔｈ．，４１，５３
（１９６１））等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブロモ
ヒドリン法は、臭素水を使用するために安全衛生および
廃棄物・廃水処理の面で問題がある。他方、ギ酸エステ
ル法では、大過剰のギ酸を溶媒として使用するため、イ
ンデンと過ギ酸を反応させた後、中間体であるギ酸エス
テル体を取り出すためにギ酸を留去しなければならず、
これは未反応の過酸化物を濃縮することになって爆発等
の危険性を伴うという欠点を有している。

【０００４】これらの問題点を改善するために、溶媒と
して非水溶性有機溶媒を用いて過酸化水素による酸化反
応を行った後、静置して有機層を分離し、得られた有機
層を鉱酸処理する方法（特開昭６２−１８５０３５）
や、大過剰の有機酸を用いて有機過酸により酸化した
後、非水溶性有機溶媒で抽出し、得られた抽出液を鉱酸
処理し、抽出残液の有機酸を繰り返し酸化反応に用いる
方法（特開昭６３−３９８３３）が提案されている。

【０００５】しかし、これらの方法は、いずれも非水溶
性有機溶媒を用いるため、油水分離および溶媒回収等の
工程が必要となり、またいずれの方法も、有機過酸で酸
化する際の反応温度が３０〜４０℃と低いため、工業的
規模で実施するには、酸化に伴う発熱を制御するため
に、低温まで冷却できる特殊な設備が必要で、そのよう
な設備のない場合は過酸化水素の滴下に非常に長時間か
かり経済的ではないという欠点を有している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記欠点
を解決すべく鋭意検討を行った結果、酸化反応の際に反
応溶媒として水を用いることにより、使用する有機酸量
が低減でき、かつ４０〜１１０℃の高温での反応が可能
となり、また次いで酸化反応液に直接酸を加えて加熱処
理することにより、製造工程簡素化も可能となって、高
収率で２−インダノン類が得られ、工業的に非常に有用
であることを見出しこの発明を完成したものである。

【０００７】さらに、本発明は、過酸化水素を滴下して
反応系内で有機過酸を生成させながら、この有機過酸で
インデン類を酸化し、また酸化反応終了後は反応液を濃
縮することがないため、過酸化物濃度が高くなることは
なく、安全性の面でも向上され工業的に極めて有用な製
造方法である。

【０００８】すなわち本発明は、インデンまたはそのベ
ンゼン環置換体を、水を溶媒として、有機酸を加え、４
０〜１１０℃でこれらの混合物に過酸化水素を滴下して
酸化した後、次いでこの反応混合物に酸を加えて加熱処
理することを特徴とする２−インダノン類の製造方法で
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明で原料として使用されるも
のはインデン類、すなわちインデンまたはそのベンゼン
環置換体である。インデンのベンゼン環置換体とは、イ
ンデン骨格のベンゼン環側、すなわち４位、５位、６
位、７位の少なくとも一つに置換基を有する化合物のこ
とである。置換基としては、アルキル基、アルコキシル
基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ニトロ基、アミ
ノ基およびハロゲン等が挙げられる。

【００１０】また、本発明で使用する有機酸としては低
級脂肪族カルボン酸、例えば、ギ酸、酢酸等が挙げられ
る。使用する有機酸の使用量は、原料のインデン類に対
して０．２〜１０当量、好ましくは０．５〜５当量であ
る。使用量が少なすぎると、反応速度が遅くなり反応に
長時間かかり好ましくない。逆に多すぎても、効果はな
く経済的ではない。

【００１１】本発明で使用する水としては、工業用水、
イオン交換水、純水、蒸留水等いずれでも使用でき、特
に限定されない。なお後記のとおり、この後の過酸化水
素の添加を通常３０〜３５重量％の過酸化水素水の滴下
によって行うため、滴下開始後は過酸化水素からの水分
が付加されるが、本発明においては反応開始時におい
て、すなわち過酸化水素滴下前に、インデン類と有機酸
とともに水が存在している状態で過酸酸化を行うことが
必要である。

【００１２】また水の使用量は、反応開始時において、
有機酸に対し重量で０．３〜２０倍、好ましくは０．５
〜１０倍である。使用量が多すぎると、反応速度が遅く
なり反応に長時間かかり好ましくない。少なすぎると、
副反応が増え収率が低下する。

【００１３】本発明方法においては、上記混合物に、過
酸化水素を滴下して酸化反応を行うが、過酸化水素とし
ては３〜９０重量％の過酸化水素水を使用できるが、通
常は市販の３０〜３５重量％の過酸化水素水を使用す
る。この使用量は、原料のインデン類に対し０．５〜５
当量、好ましくは０．８〜３当量である。使用量が少な
すぎると、原料のインデン類の転化が不十分となる。た
だし、過酸化水素量を少なくしてその全量を転化させ、
原料のインデン類を残して後で回収することもできるの
で、そのような方式をとる場合は、この限りではない。
また逆に多すぎる場合は未反応の過酸化水素が残るだけ
で経済的ではない。

【００１４】過酸化水素の滴下温度および反応温度は４
０〜１１０℃の範囲に設定する。これよりも低い温度で
は、反応速度が遅くなり反応に長時間かかり好ましくな
い。また温度が高すぎると、過酸化物の分解が激しくな
り、また爆発の危険性も増大する。過酸化水素の滴下時
間は、特に限定はせず冷却能力に合わせて決定すればよ
いが、通常０．５〜２４時間程度である。酸化反応は、
滴下終了後直ぐに反応を終了させてもよいが、好ましく
は滴下終了後、撹拌を０．５〜５時間継続して反応を完
結させる。

【００１５】過酸による酸化反応終了後、酸化反応液に
酸を直接加えて加熱処理を行うが、その際、必ずしも必
要ではないが、酸化反応で多量の過酸化物が残存してい
る時には、酸処理の前に、収率の低下防止、及び安全性
向上のためにあらかじめ反応生成物に還元剤を加えて、
過剰の過酸化物を分解した後、酸を加えて加熱処理を行
うこともできる。還元剤としては例えば亜硫酸ナトリウ
ムや亜硫酸水素ナトリウム等を使用することができる。
その添加量は、未反応の過酸化物に対して０．５〜５当
量、好ましくは０．８〜１．５当量である。添加量が少
なすぎて過酸化物が多く残っていると、酸処理で収率低
下などの悪影響を及ぼす。逆に、多すぎると酸処理には
影響しないが、使用する還元剤の種類によっては亜硫酸
ガス等が発生し望ましくない。

【００１６】酸処理に使用する酸としては、硫酸、塩
酸、臭化水素酸等が挙げられるが、好ましくは安価な硫
酸もしくは塩酸を使用する。酸の添加量は、原料のイン
デン類に対し０．１〜５当量程度で、添加して加熱する
ことにより、目的とする２−インダノン類が得られる。
この加熱反応は、通常７０〜１４０℃で０．１〜１０時
間行う。

【００１７】反応終了後、有機層を分離し、これを精製
して２−インダノン類が得られるが、２−インダノン類
は熱安定性および保存安定性が悪いため、減圧下で滞留
時間の短い連続蒸留や薄膜蒸留、または被蒸留物の温度
が高くならないような減圧回分蒸留、水蒸気蒸留や再結
晶等の手段を用いて精製する。また、有機層に重合防止
剤等の添加物を加えて精製すると効果がある。

【００１８】

【実施例】以下、実施例に基いて、本発明方法を具体的
に説明する。 ［実施例１］撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた内容
積２００ミリリットルのフラスコに、インデン（９８．
６％）２３．２ｇ（０．２モル）、９０重量％ギ酸１
５．３ｇ（０．３モル）、水３０ｇを仕込み、７０℃で
３４．５重量％過酸化水素水２３．７ｇ（０．２４モ
ル）を０．４時間かけて滴下し、滴下終了後７０℃で
２．６時間撹拌を継続した。反応終了後、過酸化物量を
よう素滴定法により測定したところ、過酸化水素換算で
０．４重量％であった。

【００１９】次に反応液に３０重量％重亜硫酸ソーダ水
を過酸化物量と当量（３．９ｇ）添加し０．５時間撹拌
した後、９０℃まで昇温して３６重量％塩酸を４０．６
ｇ（０．４モル）添加し、１００℃で０．５時間撹拌し
た。反応終了後、反応液を６０℃まで冷却して静置し、
分離して有機層２６．４ｇを回収した。この有機層を液
体クロマトグラフにより分析したところ、２−インダノ
ン濃度は７０．１重量％で、収率は７１．１モル％であ
った。結果を表１に示す。

【００２０】［実施例２］実施例１で用いたと同じ２０
０ミリリットルのフラスコを用い、インデン（９８．６
％）１１．６ｇ（０．１モル）、９０重量％ギ酸１５．
３ｇ（０．３モル）、水４５ｇを仕込み、７０℃で３
４．５重量％過酸化水素水１２．８ｇ（０．１３モル）
を１時間かけて滴下し、滴下終了後７０℃で１時間撹拌
を継続した。反応終了後、過酸化物量をよう素滴定法に
より測定したところ、過酸化水素換算で０．６重量％で
あった。

【００２１】次に反応液に３０重量％重亜硫酸ソーダ水
を過酸化物量と当量（５．４ｇ）添加し０．５時間撹拌
した後、９０℃まで昇温して３６重量％塩酸を２０．３
ｇ（０．２モル）添加し、１００℃で０．５時間撹拌し
た。反応終了後、反応液を６０℃まで冷却して静置し、
分離して有機層１３．５ｇを回収した。この有機層を液
体クロマトグラフにより分析したところ、２−インダノ
ン濃度は７７．６重量％で収率は８０．５モル％であっ
た。結果を表１に示す。

【００２２】［実施例３〜５］実施例２において、過酸
酸化反応におけるインデン、ギ酸、水、過酸化水素水の
添加量、反応温度及び塩酸処理工程における塩酸量を表
１記載のとおりとした以外は実施例２と同様にして２−
インダノンの合成を行った。結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】［実施例６〜８］過酸酸化反応は実施例２
と同条件で行ったが、酸処理における塩酸量、反応温度
および反応時間を表２の条件で、実施例２と同様にして
２−インダノンの製造を行った。結果を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】［実施例９］過酸化水素酸化反応は実施例
２と同条件で行ったが、酸処理は９８重量％硫酸により
行った。結果を表２に示す。

【００２７】［実施例１０］撹拌機、温度計、還流冷却
器を備えた内容積２リットルのフラスコに、インデン
（９８．６％）４７４ｇ（４モル）、９８重量％ギ酸２
８２ｇ（６モル）、水６８２．５ｇを仕込み、７０℃で
３２重量％過酸化水素水５５２．５ｇ（５．２モル）を
２．４時間かけて滴下し、滴下終了後７０℃で１時間撹
拌を継続した。反応終了後、過酸化物量をよう素滴定法
により測定したところ、過酸化水素換算で０．４重量％
であった。

【００２８】次に反応液に３０重量％重亜硫酸ソーダ水
８８．１ｇ添加し０．５時間撹拌した後、９０℃まで昇
温して３６重量％塩酸を２０２．６ｇ（２モル）添加
し、１００℃で２．３時間撹拌した。反応終了後、反応
液を６０℃まで冷却して静置し、分離して有機層５３
８．４ｇを回収した。この有機層を液体クロマトグラフ
により分析したところ、２−インダノン濃度は５５．９
重量％で、収率は５６．６モル％であった。結果を表３
に示す。

【００２９】［実施例１１］インデン（９８．６％）２
３７ｇ（２モル）、９８重量％ギ酸２８２ｇ（６モ
ル）、水６２５．２ｇを仕込み、７０℃で３３．７重量
％過酸化水素水２６２．２ｇ（２．６モル）を１．２時
間かけて滴下し、滴下終了後７０℃で０．８時間撹拌を
継続した。反応終了後、過酸化物量をよう素滴定法によ
り測定したところ、過酸化水素換算で０．７重量％であ
った。

【００３０】次に反応液に３０重量％重亜硫酸ソーダ水
を９６ｇ添加し０．５時間撹拌した後、９０℃まで昇温
して３６重量％塩酸を１４４．７ｇ（１．４モル）添加
し、１００℃で１時間撹拌した。反応終了後、反応液を
６０℃まで冷却して静置し、分離して有機層２６５ｇを
回収した。この有機層を液体クロマトグラフにより分析
したところ、２−インダノン濃度は６６．５重量％で収
率は６６．３モル％であった。結果を表３に示す。

【００３１】［実施例１２］インデン（９８．６％）４
７４ｇ（４モル）、９８重量％ギ酸２８２ｇ（６モ
ル）、水６２６．４ｇを仕込み、５０℃で３４．５重量
％過酸化水素水４３３．５ｇ（４．４モル）を４時間か
けて滴下し、滴下終了後５０℃で５時間撹拌を継続し
た。反応終了後、過酸化物量をよう素滴定法により判定
したところ、過酸化水素換算で０．８重量％であった。

【００３２】次に反応液に３０重量％重亜硫酸ソーダ水
を１７０．１ｇ添加し０．５時間撹拌した後、９０℃ま
で昇温して３６重量％塩酸を２０２．６ｇ（２モル）添
加し、１００℃で２時間撹拌した。反応終了後、反応液
を６０℃まで冷却して静置し、分離して有機層５３８．
４ｇを回収した。この有機層を液体クロマトグラフによ
り分析したところ、２−インダノン濃度は５７重量％で
収率は５７．７モル％であった。結果を表３に示す。

【００３３】

【表３】

【００３４】［実施例１３］５−メチルインデン１３．
０ｇ（０．１モル）、９０重量％ギ酸１５．３ｇ（０．
３モル）、水４５ｇを仕込み、７０℃で３４．５重量％
過酸化水素水１２．８ｇ（０．１３モル）を１時間かけ
て滴下し、滴下終了後７０℃で１時間撹拌を継続した。
反応終了後、過酸化物量をよう素滴定法により測定した
ところ、過酸化水素換算で０．５重量％であった。

【００３５】次に反応液に３０重量％重亜硫酸ソーダ水
を過酸化物量と当量（４．４ｇ）添加し０．５時間撹拌
した後、９０℃まで昇温して３６重量％塩酸を２０．３
ｇ（０．２モル）添加し、１００℃で０．５時間撹拌し
た。反応終了後、反応液を６０℃まで冷却して静置し、
分離して有機層１５．５ｇを回収した。この有機層を液
体クロマトグラフにより分析したところ、５−メチル−
２−インダノン濃度は７０．７重量％で収率は７５．１
モル％であった。

【００３６】［比較例１］撹拌機、温度計、還流冷却器
を備えた内容積１００ミリリットルのフラスコに、イン
デン（９８．６％）２３．２ｇ（０．２モル）、９０重
量％ギ酸３０．７ｇ（０．６モル）を仕込み、水を添加
せず、７０℃で３２重量％過酸化水素水２５．５ｇ
（０．２４モル）を１．７時間かけて滴下し、滴下終了
後７０℃で１時間撹拌を継続した。反応終了後、過酸化
物量をよう素滴定法により測定したところ、過酸化水素
換算で０．２重量％であった。

【００３７】次に反応液に３０重量％重亜硫酸ソーダ水
を過酸化物量と当量（１．６ｇ）添加し０．５時間撹拌
した後、９０℃まで昇温して３６重量％塩酸を１０．１
ｇ（０．１モル）添加し、１００℃で１時間撹拌した。
反応終了後、反応液を６０℃まで冷却して静置し、分離
して有機層２５．９ｇを回収した。この有機層を液体ク
ロマトグラフにより分析したところ、２−インダノン濃
度は２１．２重量％で、収率は２０．８モル％であっ
た。結果を表４に示す。

【００３８】

【比較例２】撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた内容
積２００ミリリットルのフラスコに、インデン（９８．
６％）２３．２ｇ（０．２モル）、９０重量％ギ酸１
５．３ｇ（０．３モル）、水３０ｇを仕込み、３０℃で
３４．５重量％過酸化水素水２３．７ｇ（０．２４モ
ル）を１時間かけて滴下し、滴下終了後３０℃で２４時
間撹拌を継続した。反応終了後、過酸化物量をよう素滴
定法により測定したところ、過酸化水素換算で１重量％
であった。

【００３９】次に反応液に４０重量％重亜硫酸ソーダ水
を過酸化物量と当量（６．８ｇ）添加し０．５時間撹拌
した後、９０℃まで昇温して３６重量％塩酸を１０．１
ｇ（０．１モル）添加し、１００℃で２時間撹拌した。
反応終了後、反応液を６０℃まで冷却して静置し、分離
して有機層２７．６ｇを回収した。この有機層を液体ク
ロマトグラフにより分析したところ、２−インダノン濃
度は４９．６重量％で、収率は５１．９モル％であっ
た。結果を表４に示す。

【００４０】

【表４】

【００４１】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、酸化反応の
際に過酸化水素を滴下する温度が従来の方法に比べて高
いため、反応温度の制御が容易であり、特殊な冷却設備
を必要としない。また、酸化反応終了後は、反応混合物
に直接加えて加熱処理するため、濃縮や抽出および溶媒
回収といった繁雑な操作は必要でなく、製造工程も従来
法に比べ簡素化できる。しかも、有機酸の使用量も少な
く、溶媒等も使用しないため、製造コストの面でも極め
て有利である。さらに、有機過酸を反応系内で発生させ
ながら酸化反応を行い、また酸化反応終了後は反応液を
濃縮することがないため、過酸化物濃度が高くなること
はなく、安全性の面でも向上され工業的に極めて有用な
製造方法である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インデンまたはそのベンゼン環置換体
   を、水を溶媒として、有機酸を加え、４０〜１１０℃で
   これらの混合物に過酸化水素を滴下して酸化した後、次
   いでこの反応混合物に酸を加えて加熱処理することを特
   徴とする２−インダノン類の製造方法。
2. 【請求項２】 反応開始時における水の量が有機酸に対
   し、重量で０．５〜１０倍であることを特徴とする請求
   項１記載の２−インダノン類の製造方法。
3. 【請求項３】 過酸化水素による酸化反応終了後、還元
   剤を添加し、過剰の過酸化物を分解した後、酸を加えて
   加熱処理することを特徴とする請求項１記載の２−イン
   ダノン類の製造方法。