JPWO2017130871A1 - 酸ハライド溶液の製造方法、及びモノエステル化合物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、ジカルボン酸クロライドの製造方法としては、N,N−ジメチルホルムアミド、トリエチルアミン、テトラアルキルアンモニウム塩等の反応触媒(本発明においては、「活性化剤」ともいう。)の存在下、ジカルボン酸化合物に、塩化チオニル等の塩素化剤を作用させる方法(酸ハライド法)が知られている。
例えば、特許文献2には、テトラアルキルアンモニウム塩存在下に、5−アミノ−2,4,6−トリヨードイソフタル酸に塩化チオニルを反応させることにより、5−アミノ−2,4,6−トリヨードイソフタル酸二塩化物を製造する方法が記載されている。
また、特許文献3には、酸ハライド法により、所定の構造を有するエステル基含有テトラカルボン酸二無水物を製造する方法が記載されている。そして、特許文献3には、ジカルボン酸に塩化チオニルを反応させるに際し、触媒として、N,N−ジメチルホルムアミドやピリジンを反応系に添加してもよいことが記載されている。
さらに、非特許文献1には、所定の構造を有するジカルボン酸に、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライドの存在下、塩化チオニルを反応させることにより、ジカルボン酸の二塩化物を製造する方法が記載されている。
しかしながら、少量スケールで目的物を製造する場合は再結晶といった精製方法が使用できるが、工業的生産規模で製造する場合には、再結晶等の精製方法は煩雑であり、工業的に有利な製造方法とはいえない。
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、重合性液晶化合物を工業的に有利に製造することを可能にする、酸ハライド溶液の製造方法、及び前記酸ハライド溶液を用いるモノエステル化合物の製造方法を提供することを目的とする。
その結果、活性化剤の使用量が少な過ぎるときは、ジカルボン酸クロライドを効率よく製造できない場合があることが分かった。一方、活性化剤を比較的多く使用すると、ジカルボン酸クロライドの製造自体には問題はないものの、非水混和性有機溶媒と混和しないオイル状液体物を含む反応液が得られ、そのような反応液をそのままエステル化反応に用いると、ジカルボン酸クロライドからエステルへの転化率が著しく低くなることが分かった。
そして、この知見を基にして、本発明を完成するに至った。
〔1〕非水混和性有機溶媒中、下記式(I):
〔2〕前記第2工程の後、前記第2工程において得られた前記精製液を濃縮する第3工程をさらに含む、〔1〕に記載の酸ハライド溶液の製造方法。
〔3〕前記式(I)で表されるジカルボン酸化合物が、下記式(I−a):
〔4〕前記活性化剤が、窒素原子を含む非プロトン性極性溶剤、又は、下記式(III):
〔5〕前記窒素原子を含む非プロトン性極性溶剤が、アミド系溶剤である、〔4〕に記載の酸ハライド溶液の製造方法。
〔6〕前記アミド系溶剤が、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、及び1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンからなる群から選ばれる少なくとも一種である、〔5〕に記載の酸ハライド溶液の製造方法。
〔7〕前記式(III)で表されるテトラアルキルアンモニウム塩が、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムクロライド、及びベンジルトリメチルアンモニウムクロライドからなる群から選ばれる少なくとも一種である、〔4〕に記載の酸ハライド溶液の製造方法。
〔8〕前記ハロゲン化剤が、塩化チオニル、塩化オキザリル、塩化スリフリル、塩化ホスホリル、三塩化リン、及び五塩化リンからなる群から選ばれる少なくとも一種である、〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の酸ハライド溶液の製造方法。
〔9〕前記式(II)で表される酸ハライド化合物が、下記式(II−1):
〔10〕前記〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載の製造方法により得られた酸ハライド溶液に、式(IV):R6OH(式(IV)中、R6は、有機基を表す。)で表されるヒドロキシ化合物、及び、塩基を添加する第4工程を含む、下記式(V):
〔11〕前記式(IV)で表されるヒドロキシ化合物が、下記式(IV−1):
〔12〕前記第4工程の後、前記第4工程により得られた反応液を、弱酸性の緩衝溶液にて洗浄する第5工程をさらに含む、〔10〕又は〔11〕に記載のモノエステル化合物の製造方法。
〔13〕前記弱酸性の緩衝溶液が、pHが5.0以上6.0以下の水溶液である、〔12〕に記載のモノエステル化合物の製造方法。
〔14〕前記弱酸性の緩衝溶液が、酢酸と酢酸ナトリウムとの混合物の水溶液、及び/又はフタル酸水素カリウムと水酸化ナトリウムとの混合物の水溶液である、〔12〕又は〔13〕に記載のモノエステル化合物の製造方法。
本発明の酸ハライド溶液の製造方法は、非水混和性有機溶媒中において、前記式(I)で表されるジカルボン酸化合物(以下、「ジカルボン酸化合物(I)」ということがある。)を、ジカルボン酸化合物(I)に対して1.1当量以上3.0当量以下の活性化剤存在下、ハロゲン化剤と反応させることにより、前記式(II)で表される酸ハライド化合物(以下、「酸ハライド化合物(II)」ということがある。)を含む溶液と、この溶液と混和しないオイル状液体物とを含有する反応液を得る第1工程、及び、前記第1工程において得られた前記反応液から前記オイル状液体物を除去し、酸ハライド化合物(II)を含む精製液を得る第2工程を含むことを特徴とする。
なお、本発明において、「当量」とは、「モル当量」を意味する。
第1工程は、非水混和性有機溶媒中において、ジカルボン酸化合物(I)を、ジカルボン酸化合物(I)に対して1.1当量以上3.0当量以下の活性化剤存在下、ハロゲン化剤と反応させることにより、酸ハライド化合物(II)を含む溶液と、この溶液と混和しないオイル状液体物とを含有する反応液を得る工程である。
本発明に用いる非水混和性有機溶媒は、ジカルボン酸化合物(I)及びジカルボン酸化合物(I)に対応する酸ハライド化合物(II)を溶解し、水と混和しない有機溶媒であれば、特に制限されない。水と混和しない有機溶媒としては、25℃における水に対する溶解度が10g/L以下である有機溶媒が挙げられる。
これらの溶媒は、一種単独で、或いは二種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、ハロゲン化炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂環式炭化水素系溶媒の使用が好ましく、シクロペンチルメチルエーテル、クロロホルム、シクロヘキサン、トルエンがより好ましい。
このような有機溶媒を用いることにより、後の洗浄工程の操作を容易とし、目的とするモノエステル化合物を効率よく得ることができる。
本発明に用いるジカルボン酸化合物(I)は、前記式(I)で表されるジカルボン酸である。前記式(I)中、nは0又は1を表し、1であることが好ましい。
本発明に用いる活性化剤は、ジカルボン酸化合物(I)とハロゲン化剤との反応を促進する化合物である。
活性化剤を用いることで、より低い反応温度、より短時間で、かつ、より収率よく目的の酸ハライド化合物(II)を得ることができる。
これらの溶剤は、一種単独で、或いは二種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、目的の酸ハライド化合物(II)を収率よく得ることができることから、アミド系溶剤が好ましい。
なお、本発明において、「窒素原子を含む非プロトン性極性溶剤」は、水と混和しうり、例えば、25℃における水に対する溶解度が10g/L超である。よって、上述した非水混和性有機溶媒に該当する有機溶媒は、窒素原子を含む非プロトン性極性溶剤には含まれない。
前記式(III)中、A−は、塩化物イオン、臭化物イオン等のハロゲン化物イオン;又は、式:R5SO3 −で表されるスルホネートイオンを表す。ここで、R5は、メチル基、フェニル基若しくは4−メチルフェニル基を表す。
これらの中でも、汎用性の観点から、A−としては、ハロゲン化物イオンが好ましく、塩化物イオンが特に好ましい。
R1、R2、R3及びR4の、無置換の又は置換基を有するアルキル基のアルキル基としては、炭素数1以上30以下のアルキル基、好ましくは炭素数1以上20以下のアルキル基、より好ましくは炭素数1以上18以下のアルキル基が挙げられる。また、R1、R2、R3及びR4のアルキル基は、直鎖構造を有するものであっても、分岐構造を有するものであってもよい。
R1、R2、R3及びR4の、無置換の又は置換基を有するアルキル基のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソアミル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、セチル基等が挙げられる。
ただし、R1、R2、R3及びR4の炭素原子数の総和は、4以上100以下、好ましくは4以上80以下、より好ましくは4以上50以下、特に好ましくは4以上30以下である。
R1、R2、R3及びR4の、置換基を有するアルキル基の具体例としては、2−メトキシエチル基、3−メトキシプロピル基、ベンジル基、4−メチルベンジル基、フェネチル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
テトラアルキルアンモニウム塩(III)は一種単独で、或いは二種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明で用いるハロゲン化剤としては、ジカルボン酸化合物(I)を対応する酸ハライド化合物(II)に変換するものであれば、特に限定されない。
これらのハロゲン化剤は、一種単独で、或いは二種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、汎用性の観点から、塩化チオニル、塩化オキザリル、塩化スリフリル、塩化ホスホリル、三塩化リン及び五塩化リンからなる群から選ばれる少なくとも一種が好ましい。
第1工程においては、非水混和性有機溶媒中、ジカルボン酸化合物(I)を、ジカルボン酸化合物(I)に対して1.1当量以上3.0当量以下の活性化剤存在下、ハロゲン化剤と反応させる。
反応温度は特に限定されないが、通常0℃以上100℃以下、好ましくは0℃以上50℃以下である。
また、反応時間は、基質の種類、反応規模等にもよるが、通常、数分から8時間である。
酸ハライド化合物(II)の中でも、重合性液晶化合物の製造中間体等としての有用性の観点から、下記式(II−1):
このように、本発明の製造方法における「混和しない」とは、「オイル状液体物が、どのような条件下でも、酸ハライド化合物(II)を含む溶液と混和しない」という意味ではなく、「第2工程を行う条件において、オイル状液体物が、酸ハライド化合物(II)を含む溶液と混和しない状態となっている」という意味である。
第2工程は、前記第1工程において得られた反応液から前記オイル状液体物を除去し、酸ハライド化合物(II)を含む精製液を得る工程である。
オイル状液体物を含んだ状態の反応液又はその濃縮液をそのままエステル化反応に供すると、エステル化反応における収率が低下する傾向がある。このため、本発明の製造方法においては、この第2工程を設けることで反応液からオイル状液体物を除去し、酸ハライド化合物(II)を含む精製液を調製する。
分液処理は、−5℃以上30℃以下において実施するのが好ましい。
また、分液処理は、反応液が二層状態を保持する限りにおいて、溶媒を追加して行ってもよい。
なお、第2工程において得られた酸ハライド化合物(II)を含む精製液は、そのまま、酸ハライド溶液として後述するモノエステル化合物の製造に使用することができる。
上述のように、第2工程において得られた精製液をそのままモノエステル化合物の製造に使用することもできるが、当該精製液を濃縮して精製液中の溶媒の一部を除去することが好ましい。すなわち、本発明の製造方法は、前記第2工程において得られた精製液を濃縮する第3工程を更に含むことが好ましい。
第3工程を設けることにより、酸ハライド化合物(II)の濃度が高まり、エステル化反応の原料溶液としてより適したものとなる。また、第3工程を行うことで、第2工程では除去しきれなかった副生物(例えば、SO2、HCl、SOCl2等のハロゲン化剤由来の酸成分)を除去することができる。すなわち、第3工程を設けることにより、反応系内に残存する、ハロゲン化剤由来の酸成分(SO2、HCl、SOCl2等の酸成分)を除去することができる。
また、濃縮操作は、常圧(0.1MPa程度)下で行っても、減圧下で行ってもよい。濃縮操作を効率よく行う観点から、減圧下で行うことが好ましい。減圧下で濃縮を行う場合、減圧度は、通常、10mmHg以上500mmHg以下である。
得られた酸ハライド溶液は、後述するように、ヒドロキシ化合物とのエステル化反応によって、モノエステル化合物を製造する原料溶液として有用である。
本発明のモノエステル化合物の製造方法は、上記した本発明の酸ハライド溶液の製造方法により得られた酸ハライド溶液に、式(IV):R6OH(式(IV)中、R6は有機基を表す。)で表されるヒドロキシ化合物(以下、「ヒドロキシ化合物(IV)」ということがある。)、及び、塩基を添加する第4工程を備える。
また、上記式(IV)および(V)中、R6は有機基を表す。R6の有機基は、水酸基等の酸素原子と炭素原子で結合する基である。
R6の有機基の炭素数は特に限定されないが、1以上30以下が好ましい。
有機基としては、例えば、無置換の又は置換基を有する、炭素数1以上30以下のアルキル基、無置換の又は置換基を有する、炭素数2以上30以下のアルケニル基、無置換の又は置換基を有する、炭素数2以上30以下のアルキニル基、無置換の又は置換基を有する、炭素数3以上30以下のシクロアルキル基等の、無置換の又は置換基を有する脂肪族炭化水素基;無置換の又は置換基を有する、炭素数6以上30以下の芳香族炭化水素基、無置換の又は置換基を有する、炭素数1以上30以下の芳香族複素環基;が挙げられる。
また、mは、1以上20以下の整数を表し、1以上12以下の整数が好ましく、2以上10以下の整数がさらに好ましい。
これらの中でも、塩基としては、収率よく目的物が得られる観点から、有機塩基が好ましく、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等の3級アミンがより好ましく、トリエチルアミンが特に好ましい。
また、塩基の使用量は、酸ハライド化合物(II)1モルに対して、通常1モル以上3モル以下、好ましくは1モル以上1.5モル以下である。
反応温度は、通常0℃以上80℃以下、好ましくは0℃以上50℃以下、より好ましくは、0℃以上30℃以下である。
反応時間は、反応規模等にもよるが、通常、数分から数時間である。
第4工程により得られた反応液中には、通常、目的物であるモノエステル化合物(V)の他に、副生するジエステル化合物や、酸ハライド溶液中に残存していたジカルボン酸化合物(I)が含まれる。すなわち、第4工程により目的のモノエステル化合物(V)を含む混合物が得られるが、この第5工程を設けることにより、この混合物中におけるジカルボン酸化合物(I)等の含有量を低減することができる。この結果、後の工程の反応における、ジカルボン酸化合物(I)等による悪影響(副反応の発生による収率の低下)を防ぐことができる。
これらの中でも、本発明のより優れた効果が得られる観点から、酢酸と酢酸ナトリウムの混合系の緩衝溶液、又は、フタル酸水素カリウムと水酸化ナトリウムの混合系の緩衝溶液であるのが好ましい。
第5工程における緩衝溶液での反応液の洗浄回数は特に制限されないが、通常1回以上3回以下である。緩衝溶液での洗浄後に水洗を行ってもよい。
なお、上記式(5)で表される重合性液晶化合物は、例えば、以下の工程により製造することができる。
すなわち、式(1)で表されるアルデヒド化合物と、モノエステル化合物(V)としての式(2)で表されるカルボン酸モノエステルとを反応させることにより、式(3)で表される化合物を得て、さらに、式(3)で表される化合物と、式(4)で表されるヒドラジン化合物とを反応させることで、目的とする式(5)で表される重合性液晶化合物を得ることができる。
いずれの反応においても、反応温度は、通常0℃以上80℃以下、好ましくは5℃以上50℃以下、より好ましくは、5℃以上30℃以下である。
反応時間は、反応規模等にもよるが、通常、数分から数時間である。
温度計を備えた三口反応器に、窒素気流中、ジカルボン酸化合物(I)としてのtrans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸10.0g(58.08mmol)と、非水混和性有機溶媒としてのシクロペンチルメチルエーテル(CPME)100gと、活性化剤としてのN,N−ジメチルホルムアミド10.61g(145mmol)を加え、反応器を氷浴に浸して反応液内温を0℃とした。次いで、ハロゲン化剤としての塩化チオニル17.63g(145mmol)を、反応液内温を10℃以下に保持しながら、5分間かけてゆっくり滴下した。滴下終了後、全容を25℃にて、そのまま1時間さらに撹拌した。
反応終了後、10分間静置してから、分液操作を行い、有機層と混和しないオイル状液体物を抜き出した。そのあと、得られた有機層をロータリーエバポレーターにて濃縮し、使用したCPMEの80質量%(80g)を抜き出して、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(A)とする。
実施例1において、非水混和性有機溶媒をCPME100gからトルエン100gに替えた以外は、実施例1と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がトルエンに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(B)とする。
実施例1において、非水混和性有機溶媒をCPME100gからシクロヘキサン50gとトルエン50gの混合溶媒に替えた以外は、実施例1と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がシクロヘキサンとトルエンの混合溶媒に溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(C)とする。
実施例1において、活性化剤としてのN,N−ジメチルホルムアミド10.61g(145mmol)をN,N−ジメチルアセトアミド12.65g(145mmol)に替えた以外は、実施例1と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(D)とする。
実施例4において、非水混和性有機溶媒をCPME100gからトルエン100gに替えた以外は、実施例4と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がトルエンに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(E)とする。
実施例1において、活性化剤としてのN,N−ジメチルホルムアミド10.61g(145mmol)をN−メチルピロリドン14.39g(145mmol)に替えた以外は、実施例1と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(F)とする。
実施例6において、非水混和性有機溶媒をCPME100gからトルエン100gに替えた以外は、実施例6と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がトルエンに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(G)とする。
実施例1において、活性化剤としてのN,N−ジメチルホルムアミド10.61g(145mmol)を1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン16.57g(145mmol)に替えた以外は、実施例1と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(H)とする。
実施例8において、非水混和性有機溶媒をCPME100gからシクロヘキサン50gとトルエン50gの混合溶媒に替えた以外は、実施例8と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がシクロヘキサンとトルエンの混合溶媒に溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(I)とする。
温度計を備えた三口反応器に、窒素気流中、ジカルボン酸化合物(I)としてのtrans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸10.0g(58.08mmol)と、非水混和性有機溶媒としてのCPME100gを加えた。そこへ、活性化剤としてのベンジルトリエチルアンモニウムクロライド14.55g(63.89mmol)を加えた。その後、23℃にてハロゲン化剤としての塩化チオニル14.81g(122mmol)を5分間かけてゆっくり滴下した。滴下終了後、全容を40℃に加温して、そのまま30分間さらに撹拌した。
反応終了後、10分間静置してから、分液操作を行い、有機層と混和しないオイル状液体物を抜き出した。そのあと、得られた有機層をロータリーエバポレーターにて濃縮し、使用したCPMEの80質量%(80g)を抜き出してジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(J)とする。
実施例10において、非水混和性有機溶媒をCPME100gからトルエン100gに替えた以外は、実施例10と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がトルエンに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(K)とする。
実施例10において、活性化剤としてのベンジルトリエチルアンモニウムクロライド14.55g(63.89mmol)をトリ(n−オクチル)メチルアンモニウムクロライド(商品名:Aliquat)25.82g(63.89mmol)に替えた以外は、実施例10と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(L)とする。
実施例12において、非水混和性有機溶媒をCPME100gからトルエン100gに替えた以外は、実施例12と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライドがトルエンに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(M)とする。
実施例13において、活性化剤としてのトリ(n−オクチル)メチルアンモニウムクロライド(商品名:Aliquat)25.82g(63.89mmol)をメチルトリオクチルアンモニウムクロライド混合物(商品名:Adogen)25.82g(63.89mmol)に替えた以外は、実施例13と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)がトルエンに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(N)とする。
得られた反応液に、蒸留水36gを加えて25℃にて2時間洗浄を行った後、水層を抜き出した。有機層について、濃度1mol/リットルの酢酸と酢酸ナトリウムの混合物の水溶液からなる緩衝溶液(pH:5.5)61gで3回洗浄を行ったあと、緩衝溶液を抜き出した。
その後、蒸留水36gで1回洗浄を行った。得られた有機層にn−ヘキサン365mlを加えて結晶を析出させ、析出した結晶をろ取した。得られた結晶をn−ヘキサン18mlで洗浄後、真空乾燥させることで、白色固体として混合物1を17.67g得た。得られた結晶を高速液体クロマトグラフ(HPLC)にて分析を行い、検量線にてモノエステルとジエステルの定量を行ったところ、目的物であるモノエステルが12.10g(28.91mmol)、ジエステルが5.58g(8.39mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例2で調製した酸クロリド溶液(B)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を17.35g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが11.54g(27.57mmol)、ジエステルが5.81g(8.74mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例3で調製した酸クロリド溶液(C)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を17.43g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが11.55g(27.61mmol)、ジエステルが5.88g(8.84mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例4で調製した酸クロリド溶液(D)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を17.52g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが11.98g(28.62mmol)、ジエステルが5.54g(8.33mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例5で調製した酸クロリド溶液(E)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を17.51g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが11.57g(27.65mmol)、ジエステルが5.94g(8.93mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例6で調製した酸クロリド溶液(F)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を17.47g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが12.04g(28.76mmol)、ジエステルが5.43g(8.17mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例7で調製した酸クロリド溶液(G)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を17.54g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが11.59g(27.70mmol)、ジエステルが5.94g(8.94mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例8で調製した酸クロリド溶液(H)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を17.56g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが12.02g(28.73mmol)、ジエステルが5.54g(8.33mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例9で調製した酸クロリド溶液(I)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を17.46g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが11.57g(27.65mmol)、ジエステルが5.89g(8.86mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例10で調製した酸クロリド溶液(J)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を18.11g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが11.96g(28.57mmol)、ジエステルが6.16g(9.26mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例11で調製した酸クロリド溶液(K)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を18.01g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが11.87g(28.35mmol)、ジエステルが6.14g(9.24mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例12で調製した酸クロリド溶液(L)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を17.93g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが11.89g(28.41mmol)、ジエステルが6.05g(9.09mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例13で調製した酸クロリド溶液(M)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を17.98g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが11.79g(28.17mmol)、ジエステルが6.19g(9.31mmol)含まれていることが分かった。
実施例15において、実施例1で調製した酸クロリド溶液(A)に替えて、実施例14で調製した酸クロリド溶液(N)を用いた以外は、実施例15と同様の操作を行った。その結果、白色固体を17.96g得た。実施例15と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが11.89g(28.42mmol)、ジエステルが6.07g(9.13mmol)含まれていることが分かった。
温度計を備えた3口反応器に、窒素気流中、ジカルボン酸化合物(II)としてのtrans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸10.0g(58.08mmol)と、非水混和性有機溶媒としてのCPME100gと、活性化剤としてのN,N−ジメチルホルムアミド425mg(5.81mmol)を加えた。その後、23℃にてハロゲン化剤としての塩化チオニル14.81g(122mmol)を5分間かけてゆっくり滴下した。滴下終了後、全容を50℃に加温して5時間さらに攪拌した。
反応終了後、分液操作を行わず、有機層と混和しないオイル状液体物が共存した状態で、ロータリーエバポレーターにて濃縮を行い、使用したCPMEの80質量%(80g)を抜き出してジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、N,N−ジメチルホルムアミドがCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(a)とする。
比較例1において、活性化剤としてのN,N−ジメチルホルムアミド425mg(5.81mmol)をN,N−ジメチルアセトアミド506mg(5.81mmol)に替えた以外は、比較例1と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、N,N−ジメチルアセトアミドがCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(b)とする。
温度計を備えた三口反応器に、窒素気流中、ジカルボン酸化合物(II)としてのtrans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸10.0g(58.08mmol)と、非水混和性有機溶媒としてのCPME100gと、活性化剤としてのN,N−ジメチルホルムアミド10.61g(145mmol)を加え、反応器を氷浴に浸して反応液内温を0℃とした。次いで、ハロゲン化剤としての塩化チオニル17.63g(145mmol)を、反応液内温を10℃以下に保持しながら、5分間かけてゆっくり滴下した。滴下終了後、全容を25℃にて、そのまま1時間さらに撹拌した。
反応終了後、分液操作を行わず、有機層と混和しないオイル状液体物が共存した状態で、ロータリーエバポレーターにて濃縮を行い、使用したCPMEの80質量%(80g)を抜き出してジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、N,N−ジメチルホルムアミドがCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(c)とする。
比較例3において、活性化剤としてのN,N−ジメチルホルムアミド10.61g(145mmol)をN,N−ジメチルアセトアミド12.65g(145mmol)に替えて、非水混和性有機溶媒をCPME100gからトルエン100gに替えた以外は、比較例3と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、N,N−ジメチルアセトアミドがトルエンに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(d)とする。
比較例3において、活性化剤としてのN,N−ジメチルホルムアミド10.61g(145mmol)をN−メチルピロリドン14.39g(145mmol)に替えた以外は、比較例3と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、N−メチルピロリドンがCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(e)とする。
比較例3において、活性化剤としてのN,N−ジメチルホルムアミド10.61g(145mmol)を1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン16.57g(145mmol)に替えて、非水混和性有機溶媒をシクロペンチルメチルエーテル(CPME)100gからシクロヘキサン50gとトルエン50gの混合溶媒に替えた以外は、比較例3と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンがシクロヘキサンとトルエンの混合溶媒に溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(f)とする。
比較例3と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、N,N−ジメチルホルムアミドがトCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(g)とする。
比較例3と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、N,N−ジメチルホルムアミドがトCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(h)とする。
温度計を備えた三口反応器に、窒素気流中、ジカルボン酸化合物(II)としてのtrans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸10.0g(58.08mmol)と、非水混和性有機溶媒としてのCPME100gを加えた。そこへ、活性化剤としてのベンジルトリエチルアンモニウムクロライド14.55g(63.89mmol)を加えた。その後、23℃にてハロゲン化剤としての塩化チオニル14.81g(122mmol)を5分間かけてゆっくり滴下した。滴下終了後、全容を40℃に加温して、そのまま30分間さらに撹拌した。
反応終了後、分液操作を行わず、有機層と混和しないオイル状液体物が共存した状態で、ロータリーエバポレーターにて濃縮を行い、使用したCPMEの80質量%(80g)を抜き出してジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライドがCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(i)とする。
比較例9において、活性化剤としてのベンジルトリエチルアンモニウムクロライド14.55g(63.89mmol)をトリ(n−オクチル)メチルアンモニウムクロライド(商品名:Aliquat)25.82(63.89mmol)に替えて、非水混和性有機溶媒をCPME100gからトルエン100gに替えた以外は、比較例9と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、トリ(n−オクチル)メチルアンモニウムクロライドがトルエンに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(j)とする。
比較例9において、活性化剤としてのベンジルトリエチルアンモニウムクロライド14.55g(63.89mmol)をメチルトリオクチルアンモニウムクロライド混合物(商品名:Adogen)25.82g(63.89mmol)に替えた以外は、比較例9と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、メチルトリオクチル、アンモニウムクロライド混合物がCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(k)とする。
比較例9と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライドがCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(l)とする。
比較例11と同様の操作を行い、ジカルボン酸クロライド(trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド)、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド混合物がCPMEに溶解した溶液を調製した。この溶液を酸クロリド溶液(m)とする。
温度計を備えた3口反応器に、窒素気流中、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)を加えたのち、CPME222gを加え、反応器を氷浴に浸して反応液内温を0℃とした。そこへ、ヒドロキシ化合物(IV)としての4−(6−アクリロイルオキシ−ヘクス−1−イルオキシ)フェノール(DKSH社製)14.58g(55.17mmol)を加えた。次いで、塩基としてのトリエチルアミン6.70g(66.21mmol)を、反応液内温を10℃以下に保持しながら、5分間かけてゆっくり滴下した。滴下終了後、全容を0℃にて、そのまま1時間さらに撹拌した。
得られた反応液に、蒸留水36gを加えて25℃にて2時間洗浄を行った後、水層を抜き出した。有機層について、濃度1mol/リットルの酢酸と酢酸ナトリウムの混合物の水溶液からなる緩衝溶液(pH:5.5)61gで3回洗浄を行ったあと、緩衝溶液を抜き出した。
その後、蒸留水36gで1回洗浄を行った。得られた有機層にn−ヘキサン365mlを加えて結晶を析出させ、析出した結晶をろ取した。得られた結晶をn−ヘキサン18mlで洗浄後、真空乾燥させることで、白色固体として混合物15を15.56g得た。得られた結晶を高速液体クロマトグラフ(HPLC)にて分析を行い、検量線にてモノエステルとジエステルの定量を行ったところ、目的物であるモノエステルが9.93g(23.73mmol)、ジエステルが5.63g(8.47mmol)含まれていることが分かった。
比較例14において、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)に替えて、比較例2で調製した酸クロリド溶液(b)を用いた以外は、比較例14と同様の操作を行った。その結果、白色固体を15.72g得た。比較例14と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが10.06g(24.03mmol)、ジエステルが5.67g(8.52mmol)含まれていることが分かった。
比較例14において、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)に替えて、比較例3で調製した酸クロリド溶液(c)を用いた以外は、比較例14と同様の操作を行った。その結果、白色固体を2.79g得た。比較例14と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが2.45g(5.84mmol)、ジエステルが0.34g(0.52mmol)含まれていることが分かった。
比較例14において、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)に替えて、比較例4で調製した酸クロリド溶液(d)を用いた以外は、比較例14と同様の操作を行った。その結果、白色固体を2.66g得た。比較例14と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが2.29g(5.47mmol)、ジエステルが0.37g(0.56mmol)含まれていることが分かった。
比較例14において、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)に替えて、比較例5で調製した酸クロリド溶液(e)を用いた以外は、比較例14と同様の操作を行った。その結果、白色固体を2.88g得た。比較例14と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが2.51g(5.99mmol)、ジエステルが0.37g(0.56mmol)含まれていることが分かった。
比較例14において、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)に替えて、比較例6で調製した酸クロリド溶液(f)を用いた以外は、比較例14と同様の操作を行った。その結果、白色固体を2.63g得た。比較例14と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが2.27g(5.43mmol)、ジエステルが0.36g(0.54mmol)含まれていることが分かった。
比較例14において、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)に替えて、比較例7で調製した酸クロリド溶液(g)を使用し、さらに、トリエチルアミンの量を6.70g(66.21mmol)から14.0g(138mmol)に替えた以外は、比較例14と同様の操作を行った。その結果、白色固体を4.74g得た。比較例14と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが3.44g(8.22mmol)、ジエステルが1.31g(1.96mmol)含まれていることが分かった。
比較例14において、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)に替えて、比較例8で調製した酸クロリド溶液(h)を使用し、さらに、トリエチルアミンの量を6.70g(66.21mmol)から27.9g(276mmol)に替えた以外は、比較例14と同様の操作を行った。その結果、白色固体を10.67g得た。比較例14と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが5.80g(13.85mmol)、ジエステルが4.87g(7.32mmol)含まれていることが分かった。
比較例14において、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)に替えて、比較例9で調製した酸クロリド溶液(i)を用いた以外は、比較例14と同様の操作を行った。その結果、白色固体を15.03g得た。比較例14と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが10.31g(24.64mmol)、ジエステルが4.72g(7.10mmol)含まれていることが分かった。
比較例14において、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)に替えて、比較例10で調製した酸クロリド溶液(j)を用いた以外は、比較例14と同様の操作を行った。その結果、白色固体を15.11g得た。比較例14と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが10.36g(24.77mmol)、ジエステルが4.75g(7.14mmol)含まれていることが分かった。
比較例14において、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)に替えて、比較例11で調製した酸クロリド溶液(k)を用いた以外は、比較例14と同様の操作を行った。その結果、白色固体を14.87g得た。比較例14と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが10.21g(24.39mmol)、ジエステルが4.67g(7.02mmol)含まれていることが分かった。
比較例14において、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)に替えて、比較例12で調製した酸クロリド溶液(l)を使用し、さらに、トリエチルアミンの量を6.70g(66.21mmol)から8.93g(88.28mmol)に替えた以外は、比較例14と同様の操作を行った。その結果、白色固体を16.12g得た。比較例14と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが10.39g(24.82mmol)、ジエステルが5.73g(8.62mmol)含まれていることが分かった。
比較例14において、比較例1で調製した酸クロリド溶液(a)に替えて、比較例13で調製した酸クロリド溶液(m)を使用し、さらに、トリエチルアミンの量を6.70g(66.21mmol)から8.93g(88.28mmol)に替えた以外は、比較例14と同様の操作を行った。その結果、白色固体を16.33g得た。比較例14と同様の方法で組成を確認したところ、目的物であるモノエステルが10.56g(25.23mmol)、ジエステルが5.77g(8.69mmol)含まれていることが分かった。
表1、2において、(T)〜(Z)は、以下のものを表す。
(T):N,N−ジメチルホルムアミド
(U):N,N−ジメチルアセトアミド
(V):N−メチルピロリドン
(W):1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン
(X):ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド
(Y):トリ(n−オクチル)メチルアンモニウムクロライド(商品名:Aliquat)
(Z):メチルトリオクチルアンモニウムクロライド混合物(商品名:Adogen)
また、表2から、次工程のエステル化反応においても、非プロトン性極性溶剤又はテトラアルキルアンモニウム塩を1.1当量以上3.0当量以下使用して製造された酸クロリド溶液は、良好な反応成績を与えるが(実施例15〜28)、非プロトン性極性溶剤を少ない添加量で用いた場合には、転化率が低くなり、反応が完結しないだけでなく、収量が低下する可能性があることが分かる。これは、反応系内に副生成物の生成が多く見られることに起因する(比較例14〜15)。
さらに、表1、2より、活性剤としての非プロトン性極性溶剤又はテトラアルキルアンモニウム塩を1.1当量以上3.0当量以下使用して酸クロリド化反応を行った後、分液操作により、非水混和性有機溶媒と混和しないオイル状液体物を除去した場合(実施例1〜28)、次工程のエステル化反応において良好な反応成績を与えるが、分液操作を行わずにオイル状液体物が共存した状態の場合(比較例14〜19、22〜24)、転化率が著しく低下し、反応が完結しておらず、好ましい結果は得られないことが分かる。これは、反応系内に副反応の原因となるハロゲン化剤が多く残存していることに起因する。また、酸クロライド化反応でオイル状液体物が共存した状態で、エステル化反応を行った場合、塩基であるトリエチルアミンを過剰量使用しても、副生成物の生成量が増加するため、好ましい結果は得られないことが分かる(比較例20、21、25、26)。
Claims (14)
- 非水混和性有機溶媒中、下記式(I):
前記第1工程において得られた前記反応液から前記オイル状液体物を除去し、前記式(II)で表される酸ハライド化合物を含む精製液を得る第2工程、
を含むことを特徴とする酸ハライド溶液の製造方法。 - 前記第2工程の後、前記第2工程において得られた前記精製液を濃縮する第3工程をさらに含む、請求項1に記載の酸ハライド溶液の製造方法。
- 前記窒素原子を含む非プロトン性極性溶剤が、アミド系溶剤である、請求項4に記載の酸ハライド溶液の製造方法。
- 前記アミド系溶剤が、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、及び1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項5に記載の酸ハライド溶液の製造方法。
- 前記式(III)で表されるテトラアルキルアンモニウム塩が、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムクロライド、及びベンジルトリメチルアンモニウムクロライドからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項4に記載の酸ハライド溶液の製造方法。
- 前記ハロゲン化剤が、塩化チオニル、塩化オキザリル、塩化スリフリル、塩化ホスホリル、三塩化リン、及び五塩化リンからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1〜7のいずれかに記載の酸ハライド溶液の製造方法。
- 前記第4工程の後、前記第4工程により得られた反応液を、弱酸性の緩衝溶液にて洗浄する第5工程をさらに含む、請求項10又は11に記載のモノエステル化合物の製造方法。
- 前記弱酸性の緩衝溶液が、pHが5.0以上6.0以下の水溶液である、請求項12に記載のモノエステル化合物の製造方法。
- 前記弱酸性の緩衝溶液が、酢酸と酢酸ナトリウムとの混合物の水溶液、及び/又はフタル酸水素カリウムと水酸化ナトリウムとの混合物の水溶液である、請求項12又は13に記載のモノエステル化合物の製造方法。
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