JPS591694B2 - ４−ヒドロキシ−２，４，６−トリメチルシクロヘキサ−２，５−ジエン−１−オンの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は４−ヒドロキシー ２ ・ ４ ・ ６−トリ
メチルシクロヘキサー ２ ・ ５−ジエンー１−オン
の新規な製造法に関するものであり、さらに詳しくは２
・４・６−トリメチルフェノールを次亜ハロゲン酸塩類
で酸化して高収率で４−ヒドロキシー２・４・６−トリ
メチルシクロヘキサー ２ ・ ５−ジエンーｌ−オン
を得る方法に関する。

４−ヒドロキシー ２ ・ ４ ・ ６−トリメチルシ
クロヘキサー ２ ・ ５−ジエンー１−オン（以下Ｈ
ＴＣＤと略記する）は（ハの構造式を持つた化合物であ
る。

ＣＨ３ ＣＨ３ （ハ ＨＴＣＤはアルカリ存在下に加熱する事によつて、２・
３・５−トリメチルヒドロキノンに変換されることが古
くから知られている。

２ ・３・５−トリメチルヒドロキノンはビタミンＥの
合成原料として、近年非常に注目されている化合物であ
り、これを安価に供給する方法の出現が強く望まれてい
る化合物である。

ＨＴＣＤを合成する方法として幾つかの方法が知られて
いる。

（ｉ）２・ ４ ・ ６−トリメチルフェノール（以下
ＴＭＰと略記する）と過硫酸モノカリウムの反応による
方法（Ｂａｍｂｅｒｇｅｒ）Ｂ、１１、２０３３）。

（１１）ＴＭＰの過ヨウ素酸酸化による方法。

（１１１）ＴＭＰの電解酸化による方法（Ｃ、Ｇ。Ｂｅ
ｄｄｏｗｓ＆ Ｄ、Ｖ、Ｗｉｌｓｏｎ、Ｊ、Ｃ、Ｓ〔Ｐ
ｅｒｋｉｎｌ〕 １９７３、２３３７）。〜１） ＴＭ
Ｐを分子状酸素で酸化する方法。などが代表的である。
しかしながら、これらの既知の諸法には工業的見地から
好ましくない問題点を含んでいる。

（１）と（ｉｉ）の方法では特殊で高価な酸化剤を使用
しており経済的な製造方法とは云い難い。（ｌｌｉ）の
方法は非常に特殊な反応装置を必要とする方法であつて
工業的には有利な方法とは云い難い。（り゜の方法が工
業的には最も有望な方法である。

例えば、ＧｅｒＯｆｆｅｒ２７４７４９７によればＴＭ
Ｐをイソプロピルアルコールの存在下に空気圧１００気
圧でコバルト系触媒を用いて２ 『Ｃで４時間反応させ
てＨＴＣＤの収率９９％が得られている。しかしながら
この条件は非常に危険である、この様に高圧の空気と有
機物の接触はしばしば爆発の原因となつており、工業的
に実施するには危険性が大き過ぎる。又特開昭５０−１
２１２５２は、７０ｋ９／ＣｒｉＬＧに加圧した純酸素
ガスを充填した多段式反応塔中に、ＮａＯＨ火にＴＭＰ
を溶解させた液をポンプを用いて繰り返し循環供給する
ことによつてＨＴＣＤが選択率７０％で得られることを
開示しており、この方法では爆発の可能性は回避されて
いる。しかしながらこの様に高圧の酸素ガス雰囲気下で
は物質は非常に発火性に富む様になり、金属でさえ危険
な状態になる。従つてこのようなガスを大量に反応塔内
に貯留しておくことは非常に危険なことと云わねばなら
ず、総体的に見て危険性が軽減しているとは考えられな
い。又一般に高圧の反応容器は製作費が高価であつて、
これが生成物のコストを引き上げる要因になることは自
明である。又特開昭４９−１２７９３７は、ＴＭＰをテ
トラフェニルポルフィリンコバルト錯 闘体触媒の存在
下に常圧で酸素酸化する方法が開示されている。しかし
ながらこの方法は用いられている触媒が非常に高価であ
つて工業的に有利とは云い難い。かつ又、収率も６５％
止りであるが、ＴＭＰの様に高価な原料を使用するプロ
セスでは、〉ＴＭＰのロスは、ＨＴＣＤに対してただち
に非常に大きなコスト上昇となつて跳ね返つて来るので
望ましいことではない。このように従来の方法は工業的
に何らかの問題点を擁しており、かならずしも満足のい
く方法で５はなかつた。

本発明者らは、以上に記述した種々の工業的不利益を取
り除くと共に、きわめて安全で、工程が簡単であり、し
かも収率の良い方法を見い出すべく鋭意努力した結果本
発明に到達するに至つた。本発明は２・４・６−トリメ
チルフェノールと次亜ハロゲン酸塩類を反応させること
を特徴とする４−ヒドロキシー２・４・６−トリメチル
シクロヘキサー２・５−ジエンー１−オンの製造法であ
る。

本発明によれば従来、全く到達できなかつ４た高収率が
達成される。本発明の方法を行う＝般的な操作法は、Ｔ
ＭＰを適当な溶媒（ＴＭＰを溶解する化合物であればど
の様なものでも良い。

かならずしも水に混合する溶媒である必要はない。）に
溶解した液と次亜ハロゲン酸塩の溶液（通常は水溶液で
十分であるが、水溶液で不都合な場合には他の媒体に置
換することも可能である。）又はスラリー液を適当な時
間接触混合させるだけで目的を達成することが出来る。
反応は非常に速く、通常は接触開始と同時か又は数分の
内に次亜ハロゲン酸塩は消費されてしまう。反応は種々
の方法で具体化することが出来る。

例えば、ＴＭＰの溶液を攪拌しながら、この中へ次亜ハ
ロゲン酸塩の水溶液を徐々に滴下して行くことによつて
達成される。又生成したＨＴＣＤと次亜ハロゲン酸塩の
接触が好ましからざる二次的な反応を多少誘起するので
、この様な不利益を防止する手段として、管型の反応器
に入口からポンプを用いてそれぞれＴＭＰ溶液と次亜ハ
ロゲン酸塩水溶液を供給するプラグフロウ型反応器によ
つて更に良い結果を得ることが出来る。本発明において
は、一般的には次亜ハロゲン酸塩の水溶液を用いるのが
適当であるが、水に溶解しない塩の場合には懸濁した形
で用いることが出来る。

又かならずしも水溶液である必要はなく、有機溶媒に懸
濁した状態で用いることも可能である。又非水状態が好
まれる場合には次亜ハロゲン酸エステルの形で用いても
良い。次亜ハロゲン酸塩としては次の様な化合物を用い
ることが出米る。

次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素
酸マグネシウム、次亜塩素酸バリウム、次亜塩素酸カル
シウム、さらし粉、次亜塩素酸バリウム、次亜塩素酸リ
チウム、次亜臭素酸ナトリウム、次亜臭素酸カリウム、
次亜臭素酸リチウム、などが適当である。これらの塩は
単独で用いても良いが、二、三種類を混合して使用する
ことに何ら障害はない。又次亜ハロゲン酸塩以外に他の
無機塩を含む系であつても何ら支障はない。実際上、工
業的に使用している次亜塩素酸ナトリウムには等モル量
の塩化ナトリウムが含まれており、他の無機塩の混在し
た形で反応が進行するのでなければ意味がない。工業的
な見知からは次亜塩素酸ナトリウムとさらし粉が適当で
ある。

ＴＭＰと次亜・・ロゲン酸塩の反応は非常に速いために
、次亜ハロゲン酸塩の濃度が反応を制御し、良い収率を
達成する重要な因子となつている。

次亜ハロゲン酸塩の濃度は通常、０．０１〜５０％、好
ましくは０．１〜１５％、とくに好ましくは０．５〜５
％である。生成したＨＴＣＤとの二次的な反応を阻止す
るには出来るだけ薄い濃度の液を用いるのが良いが、水
相に溶解するＨＴＣＤが増大する様になるので、ＨＴＣ
Ｄを抽出するための溶媒の量が増大して好ましくない効
果を生ずる、従つてあまりにも薄い液の使用は問題があ
る。次亜ハロゲン酸塩はＴＭＰに対して、最終的に化学
量論比で０．０１〜１００倍モル量、好ましくぱ０．１
〜１０倍モル量を使用することが出来るが、既に述べた
ように次亜・・ロゲン酸塩が過大に存在することは収率
を低下させる原因となるので、理論的に近い０．５〜２
倍モル量程度用いるのが好適である。

しかしながらＴＭＰに対する次亜ハロゲン酸塩の使用量
を厳密に規定することはそれ程意味のあることでぱない
。例えばＴＭＰを溶解した溶液中に次亜ハロゲン酸塩の
水溶液を滴下して反応を行なう様な場合には動的な化学
量論比はＴＭＰ過剰の状態にあるはずであり、この様な
場合にはあくまでも最終的に使用した次亜ハロゲン酸塩
の量とＴＭＰの初期存在量との比と考えるべきである。
ＴＭＰを溶解する有機溶媒としては、ＴＭＰを溶解する
能力のある化合物であればどの様なものでも使用するこ
とが出来るが、次亜ハロゲン酸塩の水溶液を用いて酸化
を行なう場合のことを考慮すると、完全に水に混合する
ことはないが、しかしある程度の親和性を持つている様
な化合物が更に一段と望ましい。

具体的には、アセトニトリル、酢酸、プロピオン酸、酪
酸、イソ酪酸、ベンゾニトリル、酢酸エチル、酢酸−ｎ
−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、プロピオン酸メチル、プ
ロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、安息香酸
メチル、エチルエーテル、ｎ−ブチルエーテル、イソプ
ロピルエーテル、テトラヒドロフラン、１・４−ジオキ
サン、１・２ージメトキシエタン、アセトン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノ
ン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−
ブタノール、Ｔｅｒｔブタノール、エチレングリコール
、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノチルエーテル、ニトロメタン、ニトロエ
タン、ニトロベンゼン、トリエチルアミン、ＤＭＦｌア
セトアミド、ピリジン、ピコリン、ルチジン、キノリン
、モルホリン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプ
タン、ｎ−オクタン、イソオクタン、石油エーテル、石
油ベンジン、リグロイン、シクロヘキサン、ベンゼン、
トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ソルベントナフ
サ、テレピン油、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化
炭素、塩化エチル、１・１・１−トリクロルエタン、１
・１・２−トリクロルエタン、１・１・１・２−テトラ
クロルエタン、１・１・２・２テトラクロルエタン、塩
化ブチル、塩化アミル、クロルベンゼン、Ｏージクロル
ベンゼン、ブロムベンゼン、フルオルトリクロルメタン
、二硫化炭素、ＤＭＳＯ、炭酸−ジエチル、リン酸トリ
エチル、スルホランなどを好適に用いることが出来る。
それらの中でも収率、及び工業的、経済的見地からカル
ボン酸エステルが特に好ましい。ＴＭＰの濃度も又反応
にとつては大事な要素である。

ＴＭＰの濃度が高い場合には反応床度が過剰に速くなり
、選択率を低下させる傾向があるので、異常に高い濃度
は避けるべきである。そして、あまりに薄い濃度の場合
にはＨＴＣＤを取り出すために溶媒を留去する際に多大
のエネルギーを消費することになり望ましくない。重量
比で溶媒の０．０００１〜５０倍の範囲が適当であり、
好ましくは０．００１〜５倍、特に好ましくは０．００
５〜０．５倍の範囲である。反応温度は、通常室温に於
ても十分大きい反応速度を有しているので、加熱する必
要を認めないが、反応条件によつては反応速度の遅い場
合があるので、そのような場合には室温より高い温度で
反応を行なうことによつて反応速度を上昇させることが
可能である。

又高濃度の次亜塩素酸塩と高濃度のＴＭＰ溶液を接触さ
せる場合には発生する熱量が大きいために液温が上昇す
る、従つてこの様な場合にぱ冷却することによつて液温
を室温以下に保つた方が良い。一般的には温度の低い方
が、反応速度は低下するが、選択率は上昇する傾向にあ
る。通常、−５０〜１５０℃、好ましくは１０〜１００
℃、とくに好ましくはＯ〜６『Ｃである。本発明の方法
に於ては、反応速度の遅い場合に種々の添加物を加える
ことによつて、反応を促進させることが出米る。

例えば、溶媒として石油工ーテルなどの様な、きわめて
水と混合しにくい溶媒を用いる場合には、界面活性剤も
しくは相間移動触媒などの名称のもとに知られている一
群の化合物を添加することによつて反応速度を上昇させ
ることが出来る。添加する界面活性剤としては石けん及
びポリアルキレンエーテルカルボン酸塩のようなりルボ
ン酸塩類、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナ
フタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸エス
テル塩、α−オレフィンスルホン酸塩類、高級アルコー
ルの硫酸エステル塩類、ポリアルキレンエーテル硫酸塩
類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸
塩のような硫酸エステル類、ポリアルキレンエーテルリ
ン酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩類のような
リン酸エステル塩、脂肪族アミン塩類、ベンザルコニゥ
ム塩、ピリジニウム塩などの陽イオン界面活性剤、カル
ボキシベタイン及びアミノカルボン酸塩のような両性界
面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリ
オキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレ
ングリコール脂肪酸エステルのような非イオン界面活性
剤を用いることが出来る。

相間移動触媒としては次の様な化合物を添加するのが良
い。

塩化及び臭化トリエチルベンジルアンモニウム、塩化及
び臭化トリメチルベンジルアンモニウム、塩化及び臭化
テトラーｎ−ブチルアンモニウム、塩化及び臭化フェニ
ルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモ
ニウムヒドロキサイド、塩化及び臭化セチルトリメチル
アンモニウム、塩化及び臭化テトラーｎ−ブチルホスホ
ニウム、塩化及び臭化ベンジルトリフェニルホスホニウ
ムなどが好適である。又さらし粉のような水及び有機溶
媒に対して溶解性の低い次亜ハロゲン酸塩を用いる場合
にはクラウンエーテル類の添加が有効である。

クラウンエーテル類としては、ジペンゾー１８−クラウ
ン６、ジシクロヘキシルー１８−クラウンー６、ジペン
ゾー２４−クラウンー８、ジシクロヘキシルー２４−ク
ラウンー８、１５−クラウンー５、１８−クラウンー６
などの大環状ポリエーテルなどが好適に使用される。界
面活性剤、相間移動触媒、クラウンエーテル類を添加す
る場合には、それらの添加量はＴＭＰｌに対しそれぞれ
０．０００１〜１０、好ましくは０．００１〜１、とく
に好ましくは０．００５〜０．５である。

以下に実施例をあげて説明する。

実施例１ ２００ｍ１四ツロフラスコに、２・４・６−トリメチル
フェノール（ＴＭＰ）２．００ｙを酢酸エチル２５ｍ′
に溶解した液と水２５ｍ２を入れ攪拌する。

この液に濃度１％の次亜塩素酸ナトリウムの水溶液１０
０ｍ１を、滴下ロードから６０分をかけて滴下した。滴
下終了後、更に３０分間撹拌を続けた。反応終了後、有
機層と水層を分離した。水層は酢酸エチル１００ｍ′を
用いて、３回抽出を行なつた。有機層と抽出液を合わせ
て、ロータリーエバポレータにより、酢酸エチルを留去
し、２．３５７の残渣を得た。残渣について、ガスクロ
マトグラフで分析したところ、２．１１ｔの４−ヒドロ
キシー２・４・６トリメチルシクロヘキサー２・５−ジ
エンー１オン（ＨＴＣＤ）を検出した。

未反応のＴＭＰは残存していなかつた。ＨＴＣＤ以外に
０．０７７の３・５−ジメチルー４−ヒドロキシベンズ
アルデヒドと０．０５７の二重体キノンが得られた。即
ちＴＭＰの反応率１００％、ＨＴＣＤの収率９４，５％
となつた。実施例２〜９ 酢酸エチルを他の種々のカルボン酸エステルに変更した
以外は実施例１と同様にして反応を行ない表１の様な結
果を得た。

実施例１０〜１５ 酢酸エチルを他の種々の有機溶媒に変更した以外は実施
例１と同様にして反応を行ない表２の様な結果を得た。

実施例１６ ２００ｍ１四ツロフラスコに、５％のＮａＯＨ水溶液５
０ｍｅを入れ、２．００ｙのＴＭＰを添加して溶解させ
る。

次いで１０％のＮａＢｒＯ水溶液４０ｍ１を添加し混合
する。そのまま室温で２時間攪拌し反応を行なつた。反
応終了後、混合液から酢酸エチル１００ｍｅを用いて、
３回抽出を行なつた。

抽出液から酢酸エチルを追い出して１．９８７の残渣を
得た。残渣について分析したところ０．１４ｙのＨＴＣ
Ｄと０．７４４７のＴＭＰが検出された。

従つてＴＭＰの反応率６２．８％、ＨＴＣＤの収率７．
０％という結果が得られた。実施例１７ １００ｍｅ四ツロフラスコに、ＴＭＰ２．ＯＯ７を酢酸
エチル２５ｍ１に溶解した液と水２５ｍ１を人れ攪拌す
る。

この液にさらし粉２．００７を添加して、室温で２時間
半攪拌した。反応終了後、有機層と水層を分離した。

水層から酢酸エチル１００ｍ１を用いて、３回抽出を行
なつた。有機層と抽出液を合わせて、ロータリーエバポ
レータにより酢酸エチルを留去し、２．０５７の残渣を
得た。残渣について分析したところ１．５４７のＨＴＣ
Ｄと０．０５６ｙのＴＭＰが検出された。

従つてＴＭＰの反応率９７．２％、ＨＴＣＤの収率６８
．６％という結果が得られた。実施例１８ １００ｍ１四ツロフラスコに、ＴＭＰ２．ＯＯｙをベン
ゼン２５ｍ１に溶解した液と水２５ｍ′を入れ攪拌する
。

この液に硫酸水素テトラブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ
４ＮｌｌＳＯ４）０．５０７とさらし粉２，００７を添
加して、室温で３０分間攪拌した。反応終了後、有機層
と水層を分離した。水層から酢酸エチル１００ｍｅを用
いて、３回抽出を行なつた。有機層と抽出液を合わせて
、ロータリーエバポレータにより溶媒を留去して、２．
２０７の残渣を得た。残渣について分析したところ１．
１７７のＨＴＣＤと０．２２７のＴＭＰが検出された。

ＴＭＰの反応率は８９．２％、ＨＴＣＤの収率は５２．
３％であり、硫酸水素テトラブチルアンモニウムを用い
ないで同様の反応の行なつた場合（反応率４２．０％、
収率１８．７％）に比し反応促進効果が認められた。実
施例１９ 硫酸水素テトラブチルアンモニウムの代わりにジペンゾ
１８−クラウンー６０．５３ｙを用いた以外は実施例１
８と同様に操作を行なつて残渣２．１９ｙを得ブこ。

残渣について分析して、ＨＴＣＤＯ．８２７とＴＭＰＯ
．４４ｙとを検出した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２・４・６−トリメチルフェノールと次亜ハロゲン
   酸塩類を反応させることを特徴とする、４−ヒドロキシ
   −２・４・６−トリメチルシクロヘキサ−２・５−ジエ
   ン−１−オンの製造方法。