JPS60104036A - トリシクロ〔5.2.1.0↑2’↑6〕デセ−3−エン−8,9−ジカルボン酸及びその製造方法 - Google Patents

トリシクロ〔5.2.1.0↑2’↑6〕デセ−3−エン−8,9−ジカルボン酸及びその製造方法

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JPS60104036A
JPS60104036A JP21060283A JP21060283A JPS60104036A JP S60104036 A JPS60104036 A JP S60104036A JP 21060283 A JP21060283 A JP 21060283A JP 21060283 A JP21060283 A JP 21060283A JP S60104036 A JPS60104036 A JP S60104036A
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JP
Japan
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tricyclo
alkyl
dicarboxylic acid
alcohol
reaction
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JP21060283A
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Hideo Suzuki
秀雄 鈴木
Kanji Otsuka
寛治 大塚
Masami Adachi
安達 雅已
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Nissan Chemical Corp
Original Assignee
Nissan Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、構造式〔I〕で表わされる トリシクロ〔5,2,1,02+6〕 グセ−5−エン
−伐9−ジカルボン酸及びその製造方法に関するもので
ある。
本発明の化合物は新規化合物であり、一般にこの系統の
ジカルボン酸は、エポキシ系熱硬化剤。
ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の中間原料として
、又抗菌剤などの農薬、中枢神経作用薬や循環作用薬な
どの医薬の前駆物質として。
その利用分野は極めて多岐に亘っている。
特に、耐熱性を目的としたポリイミド樹脂の用途には、
従来の網台型ポリイミドの欠点を改良する新しい付加型
ポリイミドの中間原料として新規な特性が期待される。
本発明化合物は次の式で示されるルートで製造される。
トリシクロ〔5,2,1,0216〕デセー6−エン−
ジエステル トリシクロ[5,2,1,0’−’] デモ−6−エシ
タ従来、シクロオレフィンの直接ジエステル化例は、ジ
ェイ・ケー・スティール(JL K、 5tille 
)等がジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・
 ソサエティ(、T、 ’Am、 Ohem、 8oC
、)第98巻7号1810頁(1976)にシクロモノ
オレフィンについて検討している程度で、極めて数が少
なく、さらにシクロジオレフィンの直接ジエステル化例
は全く報告されていない。
本発明者らは、シクロジオレフィンの−っであるジシク
ロペンタジェンを原料として、その一つの二重結合を選
択的に直接ジエステル化する方法について鋭意検討を重
ねた結果、*<べきことにシクロペンテン環の二重結合
を残余しつつ、ノルボルネン環の二重結合のみを選択的
に高収率でジエステル化する反応を見出し、続いてこの
ジエステルを加水分解して対応するジカルボン酸を得1
本発明を完成するに至ったものである。
本発明の原料であるジシクロペンタジェンはナフサのク
ラッキングで得られるC、留分中にかなりの割合で含ま
れ、現在大量に余剰となっている処から、この有効利用
の工業的意味合いは極めて大きいと言える。
次に本発明の化合物の製造方法の実施態様について説明
する。
まず9本発明のジエステル化は基本的にはPd2+の酸
化的付加反応によって可能となったものであり、融媒と
して一般にパラジウムを使用するが、又パラジウムが存
在しなくともジエステル化反応が進行する事も見出した
態にはとられれることなく使用可能である。
具体的には、塩化パラジウム、硝酸ノζラジウム。
硫酸パラジウム、酢酸パラジウム、プロピオン酸パラジ
ウム、パラジウム−炭素、パラジウム−シリカ、ノくラ
ジウム−アルミナ、ノくラジウム−炭酸バリウム、パラ
ジウム黒、コOイ)”パラジウム等を挙げることができ
る。
その使用量は、原料ジシクロペンタジェンに対し、01
モル%以上であれば、ジエステルが高収耶で得られる。
さらに1本反応ではP、−12+が反応によりPd’に
還元されるのでこれをPd2+へ戻す酸化剤が必要であ
る。酸化剤としては、酸化還元電位の小さい金属化合物
が好ましく、特に銅又は鉄化合物が使用される。
具体的には、塩化第二銅、硝酸第二銅、硫酸第二銅、蟻
酸第二銅、酢酸第二銅、塩化第二鉄。
硝酸第二鉄、硫酸第二鉄、蟻酸第二鉄、酢酸第二鉄等が
使用され、特に銅化付物が優れた結果を与える。
また、これらの化合物は、いずれも無水物の方がジエス
テルが高収率で得られ、水和物では収率が低下する傾向
にある。
これらの酸化剤の使用量は、原料に対し理論量必要であ
り2本発明のジエステル化反応ではパラジウム触媒をい
わゆる触媒量使用した場合は、原料ジシクロペンタジェ
ンに対し、2モル倍必要である。
一方、酸化剤として金属化合物を使用せず分子状酸素を
使用することも可能であり、金属化合物と分子状酸素と
の組合せも使用できる。
なお2分子状酸素を酸化剤とする場合は、アルコールの
誘導体でもあるオルト蟻酸メチル、オルト酢酸メチル、
オルト蟻酸エチル、1.1−ジメトキシシクロヘキサン
等の脱水剤を添加することが重要であり、これにより顕
著な収率向上がみられる。
又2本発明では、意外なことに酸化剤である金属化合物
単独でも酸化的付加反応を起こしジエステル化反応が進
行することを見出した。
この条件では、パラジウム触媒と金属化合物の組合せの
時に比べ反応速度は低下するが、目的トスるジエステル
の選択率ハ高い。
従って工業的には、触媒量の低減に有効な条件となり得
る可能性がある。
ジエステル化のもう−っの原料であるアルコールは、ア
ルキルアルコール、不飽和アルキルアルコール、シクロ
アルキルアルコール、ベンゼン置換アルキルアルコール
、ベンゼン置換不飽和アルコールでアルキル及び不飽和
アルキルはO,N原子を含んでいても良く1価又は多価
アルコールの別は問わない。
具体的には、メタノール、エタノール、ブタノール、ノ
ナノール、l−リデカノール、シタロヘキザノール、べ
/ジルアルコール、アリルアルコール、シンナミルアル
コール、フルフリルアルコール、プロパルギルアルコー
ル、ケラニオール、ネロール、エチレンクリコール、プ
ロパンジオール、グリセリン、エタノールアミン。
グロパノールアミンなどを挙げることができる。
又、アルコールをその誘導体であるアセタール、ケター
ル、オルト蟻酸アルキルの形で使用することもでき1反
応は同様に進行する。
例えば、オルト蟻酸メチル、オルト酢酸メチル。
1.1−ジメトキシシクロヘキサン等を用いた場合も、
メタノールを用いた場合と同様にジメチルエステルを得
ることができる。
さらKM媒として、ペンタン、n−ヘキサン。
シクロヘキサン、ヘプタンなどの炭化水素が使用できる
が、原料の一つであるアルコール又はその誘導体である
アセタール、ケタール、オルト蟻酸アルキル等をジシク
ロペンタジェンに対し理論量以上に加えて、そのまま溶
媒とすることもできる。
又、水、酢酸、 N、N−ジメチルホルムアミ ド(D
MF)等は、ジエステルの収車が低下し溶媒として好ま
しくない。
溶媒量は、特に制限はないが、ジシクロペンタジェンに
対し0.1〜3重量倍程度が好ましい。
又2反応中触媒や酸化剤から副生する酸を除去するため
に塩基を存在させ、/・ロゲン化物等の副生物を抑制す
ることもできる。塩基としては酢酸ナトリウム、10ピ
オン酸ナトリウム。
酪酸ナトリウム等の脂肪酸塩が好ましい。
反応温度は、常温付近で充分反応が進行するが100℃
以上で行うこともできる。
−酸化炭素の圧力には特に制限はないが、常圧〜50k
g/ff1Gが好ましい。
低圧の場合は反応時間が長くなり、ジエステルの選択率
が低下する傾向にある。
一酸化炭素は高純度である必要はなく、水素との混合ガ
スであるオキソガスも一酸化炭素と同様に使用でき、工
業的にも有利である。
反応時間は、触媒量、−酸化炭素圧力等との相関になる
が2通常15分から2時間程度で終了することができ1
反応時間が長くなる条件の場合は概してジエステルの収
率は低下するうこの様にして得られたジエステルを次に
加水分解する。
加水分Sは、塩酸、硫酸等の酸による方法、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム水溶液等の塩基による方法のい
ずれでも可能であるが、特には塩基を用いることにより
、容易にかつ定量的に反応が進行し、トリシクロ[: 
5.2.1.02−’ ] ]デー−6−エンーa9−
ジカルボン酸ニアルカリが得られる。
塩基による加水分解は、原料ジエステルをエタノール、
グロパノール等のアルコール溶媒に溶かし、理論量より
やや過剰のアルカリ水溶液を加えアルコールの還流温度
付近で1〜2時間攪拌することにより反応は容易に終了
する。
こうして得られたアルカリ塩を、塩酸、硫酸等の酸処理
により目的とするジカルボン酸が得られる。
このジカルボン酸はアセトニトリル等を溶媒として再結
晶して精製することにより白色結晶として得られるう又
実施例24.26で示すジカルボン酸無水物を常法によ
り加水分解してもジカルボン酸は高収出で得られる。
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが2
本発明はこれらによって伺ら制限されるものではな、い
実施例1 (ジメチルエステル) 内容積100m1のハステロイ製オートクレーブに、ジ
シクロペンタジェン(DOPD)3.951 (s o
mmot) !塩化パラジウムα2671(1、5mm
ot) 、無水塩化第2銅(純度95%)I Q、4 
? (73mmot)、メタノール241を仕込み、−
酸化炭素で35kg/cfliGまで加圧した後、室温
(25℃)で反応を開始した。ただちに−酸化炭素の吸
収が始まり15分後に圧力は5に9 / di aとな
り吸収が停止した。
反応は発熱反応で最高温度48℃にまで達した。
更に15分間攪拌後反応を停止し、オートクレーブを室
温に戻してから一酸化炭素を除き2反応液をとり出した
反応液はそのまま濃縮操作によ#)溶媒を除去した後1
反応生成物をn−へキサンにより抽出した。このn−ヘ
キサン溶液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、
原料のジシクロペンタジェンは残余せず、生成物として
ほぼ単一ピークが検出された。
そこで本反応を全く同様に5回繰り返し2反応液の濃縮
後、5回分のn−へキサン抽出液を合わせて濃縮し、さ
らに減圧蒸留によって140〜b 本留分の分析結果は以下の通りとなった。
工R(NaO4) : 2930.1730.1430
.1200(c!n−1)130−n−1)130−N
 : 174.1.173.9.151.9.151.
552.5.51.5.46.4.44.5.4五5.
4!L141.8.3a7.32.2 (δppm)マ
ススペクトル(%に)): 250(献25)、21B
(100’)124(S3)、 66(80) 元素分析’ 011 日180゜とじて以上から本留分
は、トリシフO[5,2,1,02″6]デセー5−エ
ン−8,9−ジカルボン酸ジメチルエステル(ジメチル
エステルと略称する)であることが判明したう さらに、n−へキサ、/溶液をガスクロマトグラフィー
で定量した結果、ジメチルエステルの反応収率は98%
であった。
実施例2,6 (ジメチルエステル) 実施例1におけるメタノールの一部又は全部をオルト蟻
酸メチルに変えた他は同様にして反応させた結果を表1
に示す。
表 1 実施例4〜11 (ジメチルエステル)実施例1におけ
る触媒及び酸化剤の種類、触媒と酸化剤のモル比及び反
応時間を変えた他は同様に反応を行った結果を表2VC
示す。
表 2 *1反反応度 60℃ *2反反応度100℃実施例1
2〜14 (ジメチルエステル)実施例1における無水
塩化第二銅の一部又は全部を分子状酸素(e素圧20 
kg/crl G 、従って反応初圧s s kg/、
dl o )に変え、さらにアルコールと脱水剤の割合
を変えた他は実施例1と同様に行った結果を表3に示す
表 3 実施例 15.16’(ジメチルエステル)実施例1に
おける一酸化炭素圧力を変えた他は同様に反応を行った
結果を表4に示す。
実施例27 (ジカルボン酸) トリシクロ〔5,2,1,0216〕 グセ−3−エン
ーa9−ジカルボン酸ジメチルエステル252をエタノ
ール1oor、sox水酸化カリウム水溶液502と混
合し、78℃で2時間還流を続けると結晶が析出した。
結晶’k濾過後、ヘキサン洗浄し、得られた結晶281
をクロロホルム2002と55X濃塩酸302の混合液
に溶解させて中和した。この下層のクロロホルム溶液を
分液し、水洗、脱水後濃縮して粗結晶20?を得た。こ
れをアセトニトリル溶媒で再結晶することにより白色結
晶が得られた。
この結晶をテトラヒドロフランに溶解し、ガスクロマト
グラフィーで分析した結果、単一ピークで、原料のジエ
ステルと異なる保持時間を示し、トリメチルシリル化処
理によって保持時間が短縮した。
さらに、この結晶について以下の分析を行ったIR(k
Br) : 2960,1700. 1420. 12
40920(の−1) 130−NMR(CD、OH) ’ : 177.5.
177.2.152.7.132..55A5.47.
5.45.5.44.4.44.1.42.81.1.
5LB (δρ狙) マススペクトル(ビス(トリメチルシリル)アセトアミ
ドでシリル化して測定した) (%(財)’): 566(10)、551(71)。
255(46)、147(76)、73(100)元素
分析”IIHll 04として 融点:167.5〜16aθ℃ 以上より本結晶はトリシクロ〔5,2,1,0”6]デ
セー3−工/−8,9−ジカルボ/#であることが判明
した。
特許出願人 日産化学工業株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)構造式〔I〕で表わされる トリシクロ〔5,2,1,0] ]プセー5−エンーa
    9−ジカルボン 酸2)シシクロベ/タジエン、 −酸化炭i、yル:y
    −ル及び又はその誘導体であるアセタール。 ケタール、オルト蟻酸ダルキルをノくラジウム触媒、銅
    又は鉄化合物及び又は酸素の存在下反応させ、構造式[
    111で表わされる(RUアルキル、不飽和アルキル、
    シクロアルキル、ベンゼン置換アルキル、ベンゼン置換
    不飽和アルキルでアルキル及び不飽和アルキルl−t 
    O,N原子を含んでいても良い。)トリシクロ[5,2
    ,1,02−6]]デー−5−工/−8,9−ジエステ
    とし、続いてこれ全加水分解して構造式〔■〕で表わさ
    れるトリシクロ[5,2,1,02・6]デセー3−エ
    ンーa9−ジカルボン酸を得ることを特徴とする製造方
    法。 (3)ジシクロペンタジェン、−酸化炭素、アルコール
    及び又はその誘導体であるアセタール。 ケタール、オルト蟻酸アルキルを銅又は鉄化合物の存在
    下反応させ、構造式[10で表わされるトリシクロ[5
    ,2,L O” ’) デャー、−エンー8.9−ジエ
    ステルとし、続いてこれを加水分解して、構造式CI〕
    で表わされるトリシクロ〔5,2,1,02・6〕デセ
    ー5−エン−8,9−ジカルボン酸を得ることを特徴と
    する製造方法。
JP21060283A 1983-11-09 1983-11-09 トリシクロ〔5.2.1.0↑2’↑6〕デセ−3−エン−8,9−ジカルボン酸及びその製造方法 Pending JPS60104036A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024106432A1 (ja) * 2022-11-15 2024-05-23 国立大学法人九州大学 ジカルボン酸誘導体構造を有する化合物の製造方法

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