JP2018002689A - 6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】副生物の生成を抑制し、高収率かつ高生産効率の6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルの製造方法を提供すること。【解決手段】酸触媒の存在下、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1モル当量と脂肪族アルコール1.8〜8.0モル当量とを反応させる工程を含む、式(2)で表される6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルの製造方法。(式中、nは1〜6の整数を示す。)【選択図】なし
Description
本発明は、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルの製造方法に関する。
6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルは、レジスト材料やポリエステルの原料、感熱記録材料などの幅広い用途が提案されている。
6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルは、酸触媒の存在下、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸と脂肪族アルコールとを反応させることによって製造する方法が知られている。この反応は平衡反応であるため、原料のどちらか一方を過剰となるように存在させて反応を行うことによって、目的物の生成率を大幅に向上させることができる。一般的には、脂肪族アルコール溶媒中で反応を実施し、脂肪族アルコールを6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸に対して20〜60モル当量の過剰量とすることで、目的物を高い生成率で得ることができる(特許文献1)。しかしながら、過剰量の脂肪族アルコールによって容積が大きくなるため、生産効率の低下を引き起こすことや、後処理における脂肪族アルコールの除去工程に長時間を要するといった問題点があった。
また、非プロトン性極性溶媒およびアルカリ金属塩の存在下、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸とアルキル化剤とを反応させることによって、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを製造する方法も提案されている(特許文献2)。この製造方法では収率が高いものの、アルカリ金属塩を用いるため、得られる目的物の金属分が高くなり、電子材料用途などの低金属材料が要求される分野に用いることが不可能であった。また、ハロゲン化アルキルを用いるため、環境負荷や廃棄物処理の問題から、工業生産には適さないものであった。
さらに、上記のいずれの製造方法においても、得られる6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルは触媒や原料などの不純物が残存するため、低純度のものであった。また、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルの工業生産においては、原料である脂肪族アルコールの使用量を抑えることは生産効率を高めるだけでなく製造コストの観点からも極めて有利である。そのため、高収率かつ高純度で6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを高生産効率および低コストで製造する方法が求められていた。
本発明の目的は、副生物の生成を抑制し、高収率かつ高生産効率の6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルの製造方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、高純度の6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルが得られる製造方法を提供することにある。
本発明者らは、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルの製造方法について鋭意検討した結果、酸触媒の存在下、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸と所定量の脂肪族アルコールを反応させることによって、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルが高収率かつ高生産効率で得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
さらに、本発明者らは、酸触媒の存在下、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸と脂肪族アルコールを反応させることによって得られる、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを含む粗組成物に、非水溶性有機溶媒および塩基性化合物を添加して粗組成物を中和した後、水を添加して有機層と水層に分離し、有機層を抽出することによって、未反応のカルボン酸や酸触媒などを除去することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、酸触媒の存在下、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1モル当量と式(1)で表される脂肪族アルコール1.8〜8.0モル当量とを反応させる工程を含む、式(2)で表される6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルの製造方法を提供する。
(式中、nは1〜6の整数を示す。)
本発明によれば、副生物の生成を抑制し、高収率かつ高生産効率で6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを得ることができる。
また、本発明によれば、煩雑な精製を行うことなく、簡易な方法でより高純度の6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを得ることができる。
また、本発明によれば、煩雑な精製を行うことなく、簡易な方法でより高純度の6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを得ることができる。
本発明で使用される脂肪族アルコールは、式(1):
で表される炭素原子数1〜6の脂肪族アルコールである。その具体的としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、3−メチル−3−ペンタノール、4−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、2−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−3−ペンタノール、2−メチル−1−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、2,3−ジメチル−2−ブタノール、3,3−ジメチル−2−ブタノール、3,3−ジメチル−1−ブタノール、2,2−ジメチル−1−ブタノールおよび2,3−ジメチル−1−ブタノールからなる群から選択される1種以上が挙げられ、入手容易性および反応性に優れる点で、メタノール、エタノール、1−プロパノールおよび1−ブタノールからなる群から選択される1種以上が好ましい。
本発明で使用される6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸および脂肪族アルコールは、市販のものを用いてもよく、また当業者に知られた方法で製造したものを用いてもよい。
本発明で使用される脂肪族アルコールは、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1モル当量に対し、下限は1.8モル当量以上、好ましくは2.0モル当量以上、より好ましくは2.2モル当量以上、さらに好ましくは2.4モル当量以上反応させるのがよく、上限は8.0モル当量以下、好ましくは7.5モル当量以下、より好ましくは7.0モル当量以下、さらに好ましくは6.5モル当量以下反応させるのがよい。
本発明では、例えば6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1モル当量と脂肪族アルコール1.8モル当量とを反応させることは、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1モル当量に対し脂肪族アルコールが1.8モル当量となるような量で存在させて反応させることを意味する。
本発明では、例えば6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1モル当量と脂肪族アルコール1.8モル当量とを反応させることは、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1モル当量に対し脂肪族アルコールが1.8モル当量となるような量で存在させて反応させることを意味する。
6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1モル当量に対し、脂肪族アルコールの量が1.8モル当量を下回る場合、反応率が低下するとともに、6−アルコキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステル等の副生物が生じ易くなる。また、脂肪族アルコールの種類によっては6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸が溶解せず、撹拌不良が生じることがある。脂肪族アルコールの量が8モル当量を上回る場合、過剰量の脂肪族アルコールが残存し、生産効率が低下するとともに、後処理工程において、脂肪族アルコールの除去に長時間を要する傾向がある。
本発明に使用される酸触媒としては、p−トルエンスルホン酸、硫酸、塩酸、リン酸および硝酸からなる群から選択される1種以上が挙げられ、入手容易性および反応性に優れる点で、硫酸またはp−トルエンスルホン酸が好ましく、さらに、反応性および副生物抑制効果に優れる点でp−トルエンスルホン酸が好ましい。
これらの酸触媒は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に使用される酸触媒の量は、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸100重量部に対し、好ましくは0.1〜10重量部、より好ましくは0.3〜6重量部、さらに好ましくは0.5〜3重量部である。
6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸100重量部に対し、酸触媒の量が0.1重量部を下回る場合、反応が十分進行しない傾向がある。酸触媒の量が10重量部を上回る場合、脂肪族アルコールの2量化エーテル体等の副生物が生成する傾向があるとともに、経済的にも不利となる。
6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸と脂肪族アルコールとの反応における反応温度は脂肪族アルコールの種類によって異なるため特に限定されないが、60℃以上が好ましく、使用する脂肪族アルコールの沸点近傍温度において、還流状態で行うことがより好ましい。反応温度が60℃を下回る場合、反応が十分に進行しない傾向がある。
反応時間は、反応温度等の条件によって変動するため特に限定されないが、1〜20時間、好ましくは2〜14時間、より好ましくは4〜8時間の間で適宜選択される。
本発明において、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸と脂肪族アルコールとの反応は、不活性ガス気流下またはバブリング下、もしくは減圧条件下で行うのが好ましい。このような条件下で反応させることによって、酸素や水分による反応阻害や触媒失活を回避し、反応を円滑に進行させることが可能となる。
不活性ガスとしては、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸と脂肪族アルコールとの反応を阻害しないガスであればよく、具体的には、窒素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノンおよびクリプトンからなる群から選択される1種以上が挙げられる。これらの中で、入手容易性および経済性に優れる点で、窒素が好ましい。
不活性ガスは、原料である6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸および脂肪族アルコールを収容する反応容器の反応液上部の空間部に吹き込んでもよく、あるいは、反応液中に直接吹き付けてもよい。
酸触媒の存在下、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸と式(1)で表される脂肪族アルコールとを反応させる工程によって得られる、式(2)で表される6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを含む粗組成物は、精製により、純度を高めることができる。
精製は、前記粗組成物に非水溶性有機溶媒および塩基性化合物を添加して粗組成物を中和する工程、次いで水を添加して有機層と水層に分離し、有機層を抽出する工程、を含むのが効率よく生成物の純度を高められる点で好ましい。上記反応後の粗組成物は、必要により冷却した後、続く精製工程に供することができる。
式(2)で表される6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを含む粗組成物とは、目的物である6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステル以外に、反応原料や触媒および反応副生物などの不純物を含む組成物を意味する。
目的物である式(2)で表される6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルは、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸メチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸エチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸n−プロピルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸イソプロピルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸n−ブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸イソブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸sec−ブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸tert−ブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸n−ペンチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1−メチルブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸2−メチルブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸3−メチルブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1−エチルプロピルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1,1−ジメチルプロピルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1,2−ジメチルプロピルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸2,2−ジメチルプロピルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸n−ヘキシルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1−メチルペンチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1−エチルブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1−エチル−1−メチルプロピルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸4−メチルペンチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1,3−ジメチルブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸3−メチルペンチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1,1−ジメチルブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1,2−ジメチルブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1−エチル−2−メチルプロピルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸2−メチルペンチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸2−エチルブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1,1,2−トリメチルプロピルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1,2,2−トリメチルプロピルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸3,3−ジメチルブチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸2,2−ジメチルブチルエステルおよび6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸2,3−ジメチルブチルエステルからなる群から選択される1種以上が挙げられる。これらの中でも、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸メチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸エチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸n−プロピルエステルおよび6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸n−ブチルエステルからなる群から選択される1種以上が好ましい。
粗組成物中に含まれる不純物の例としては、原料である6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸や脂肪族アルコール、触媒等が挙げられる。また、不純物には、脂肪族アルコールの2量化エーテルや、脂肪族アルコールと酸触媒との反応による硫酸エステル等の反応副生物も包含される。
粗組成物中に非水溶性有機溶媒および塩基性化合物を添加して粗組成物を中和する工程(以下、中和工程という)、次いで水を添加して有機層と水層に分離し、有機層を抽出する工程(以下、抽出工程という)は、具体的には、反応後の粗組成物を冷却した後、中和工程において、粗組成物中に非水溶性有機溶媒および塩基性化合物を添加し、加熱下で攪拌を継続することによって触媒を失活させる。その後、抽出工程において水を添加し、さらに撹拌を継続した後、反応系を静置して有機層と水層に分離し、有機層を回収することにより行われる。
中和工程における非水溶性有機溶媒としては、1−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、クロロホルムおよびジクロロメタンからなる群から選択される1種以上が挙げられる。これらの中で、化合物に対する溶解性に優れる点で、トルエンが好ましい。
非水溶性有機溶媒の添加量は、有機層と水層の分離が可能であれば特に限定されないが、通常、原料である6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1重量部に対して2〜6重量部であるのが好ましい。
塩基性化合物としては、トリエチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、モノメチルアミン、ジメチルアミン、エチレンジアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ピロリジン、ピペリジン、ピリジン、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウムおよび炭酸水素カリウムからなる群から選択される1種以上が挙げられる。これらの中で、有機層と水層との分離性および入手容易性に優れる点でトリエチルアミンが好ましい。
塩基性化合物の添加量は、酸触媒1モル当量に対して1〜2モル当量であるのが好ましく、より好ましくは酸触媒1モル当量に対して1.2〜1.6モル当量である。
酸触媒1モル当量に対し、塩基性化合物の添加量が1モル当量を下回る場合、中和が不完全となる傾向がある。塩基性化合物の添加量が2モル当量を上回る場合、過剰な塩基性物質が不純物として目的物に残存する傾向があるとともに、経済的にも不利となる。
抽出工程における水の量は、原料である6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1重量部に対して1重量部以上であるのが好ましい。6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1重量部に対して1重量部を下回る場合、不純物となる原料の6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸や触媒、金属分が目的物中に残存して品質が低下する。
抽出工程における水は、更に原料や触媒を除去するために、炭酸水素ナトリウムや塩酸等の添加剤を含有していてもよく、通常それらの添加剤の含有量は、水100重量部に対して1〜10重量部であるのがよい。
抽出工程は、更に精製効果を高めるために繰返し行ってもよく、要求される目的物のスペックに応じて適宜実施される。
次いで抽出工程において回収された有機層は、溶媒を留去してもよい。
留去される溶媒としては、原料である脂肪族アルコールの他に、非水溶性有機溶媒や反応で生成した脂肪族アルコールの二量化エーテルのような低沸点の不純物も含まれる。
溶媒の留去は、有機層を加熱および/または減圧することによって行われる。加熱および減圧は、それぞれ単独で行ってもよく、また、併用して行ってもよい。
加熱温度は、留去される溶媒の種類や量によって異なるため特に限定されないが、好ましくは50〜180℃、より好ましくは70〜150℃である。
また、減圧によって溶媒を留去する場合、減圧時の圧力は、留去される溶媒の種類や量によって異なるため特に限定されないが、通常30〜80Torrで行うのがよい。
加熱および/または減圧時間は特に限定されないが、原料である6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1重量部に対して、溶媒が3重量部以上留去されるまで行うのがよい。
溶媒を留去した有機層は、晶析工程において晶析させるのが好ましい。晶析工程では、有機層に有機溶媒を添加し、加熱して溶解させた後、冷却することによって目的物を晶析させることができる。析出した結晶を濾過等により固液分離し、洗浄、乾燥することによって、高純度の6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを得ることができる。
晶析工程で使用される有機溶媒としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、エチレングリコール等のアルコール類、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、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル類、N,N’−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ピリジン等のアミド系化合物、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の炭化水素系化合物、クロロホルム、ジクロロメタン等の有機ハロゲン、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル類が挙げられる。これらの中で、入手容易性および乾燥効率などの工業的生産性に優れる点で、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、ヘキサン、ヘプタン、トルエンおよびキシレンからなる群から選択される1種以上が好ましい。
晶析工程で使用される有機溶媒には、静電気除去の観点から、水を添加してもよい。水の添加量は、通常有機溶媒100重量部に対して1〜5重量部がよい。
晶析工程で使用される有機溶媒の量は、用いる溶媒の種類によって変動するため特に限定されないが、原料の6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸に対し好ましくは1〜20倍重量、より好ましくは2〜15倍重量、さらに好ましくは3〜10倍重量である。
有機溶媒の量が1倍重量を下回る場合、晶析時に撹拌不良が生じる傾向があり、20倍重量を超える場合、収率が低下する傾向があるとともに、経済的にも不利となる。
晶析工程は、有機溶媒を添加した後、加熱して有機層中の有機物を完全に溶解させた後、撹拌を継続しながら、ゆっくりと冷却して晶析させることにより行われる。
晶析の際に過飽和現象が生じた場合は、種結晶を適宜添加して結晶化を促進させても良い。
晶析工程によって析出した結晶は濾過等の常套手段により固液分離し、目的物である6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを回収する。固液分離に際し、適宜有機溶媒を注いで結晶を洗浄するのが好ましい。固液分離の際に用いる有機溶媒としては、晶析工程で使用される有機溶媒と同様のものが使用される。
固液分離によって回収された結晶は、減圧および/または加熱して溶媒を留去することによって、高純度の6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを得ることができる。
減圧時の圧力は、残存する有機溶媒の種類や量によって異なるため特に限定されないが、通常50Torr以下、好ましくは30Torr以下で行うのがよい。
加熱温度は、残存する有機溶媒の種類や量、目的物の融点等によって異なるため特に限定されないが、通常50〜150℃であるのがよい。
加熱温度は、残存する有機溶媒の種類や量、目的物の融点等によって異なるため特に限定されないが、通常50〜150℃であるのがよい。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
各成分の生成量および出発物質の残存量は、以下の条件にて高速液体クロマトグラフィー(HPLC)およびガスクロマトグラフィー(GC)による定量分析により求めた。
[高速液体クロマトグラフィー(HPLC)]
装置: Waters アライアンス 2690/2996
カラム型番: L−Column
液量: 1.0mL/min
溶媒比: H2O(pH2.3)/CH3OH=50/50(5min)→27/73(12min)→10/90(21min)、グラジエント分析
波長: 229nm
カラム温度: 40℃
装置: Waters アライアンス 2690/2996
カラム型番: L−Column
液量: 1.0mL/min
溶媒比: H2O(pH2.3)/CH3OH=50/50(5min)→27/73(12min)→10/90(21min)、グラジエント分析
波長: 229nm
カラム温度: 40℃
[ガスクロマトグラフィー(GC)]
装置: 株式会社島津製作所製GC−2014/GC−14A
カラム型番: G−950
注入量: 1.0μL
オーブン温度: 225℃
キャリアガス: ヘリウム
検出器: FID
装置: 株式会社島津製作所製GC−2014/GC−14A
カラム型番: G−950
注入量: 1.0μL
オーブン温度: 225℃
キャリアガス: ヘリウム
検出器: FID
6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸の仕込量に対する各成分の生成量のモル比を転化率とした。また、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸の仕込量に対する残存量のモル比を残存率とした。
実施例1
撹拌機、温度センサーおよびディーンスターク装置を備えた500mLの4つ口フラスコ(反応容器)に、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(BON6)100.0g、1−ブタノール(BuOH)213.7gおよび触媒としてp−トルエンスルホン酸一水和物(PTS・H2O)1.1gを加え、38mL/minの窒素気流下、1時間かけて120℃まで昇温し、同温度で8時間反応させた。得られた粗組成物をHPLCにて定量分析を行った。結果を表1に記す。
撹拌機、温度センサーおよびディーンスターク装置を備えた500mLの4つ口フラスコ(反応容器)に、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(BON6)100.0g、1−ブタノール(BuOH)213.7gおよび触媒としてp−トルエンスルホン酸一水和物(PTS・H2O)1.1gを加え、38mL/minの窒素気流下、1時間かけて120℃まで昇温し、同温度で8時間反応させた。得られた粗組成物をHPLCにて定量分析を行った。結果を表1に記す。
実施例2
触媒として硫酸1.0g加え、反応時間を5時間としたこと以外は、実施例1と同様にして粗組成物を得た。得られた粗組成物をHPLCにて定量分析を行った。結果を表1に記す。
触媒として硫酸1.0g加え、反応時間を5時間としたこと以外は、実施例1と同様にして粗組成物を得た。得られた粗組成物をHPLCにて定量分析を行った。結果を表1に記す。
実施例3
1−ブタノールの仕込量を98.9gとしたこと以外は、実施例1と同様にして粗組成物を得た。得られた粗組成物をHPLCにて定量分析を行った。結果を表1に記す。
1−ブタノールの仕込量を98.9gとしたこと以外は、実施例1と同様にして粗組成物を得た。得られた粗組成物をHPLCにて定量分析を行った。結果を表1に記す。
比較例1
1−ブタノールの仕込量を59.4gとしたこと以外は、実施例1と同様にして粗組成物を得た。得られた粗組成物をHPLCにて定量分析を行った。結果を表1に記す。
1−ブタノールの仕込量を59.4gとしたこと以外は、実施例1と同様にして粗組成物を得た。得られた粗組成物をHPLCにて定量分析を行った。結果を表1に記す。
実施例4
撹拌機、温度センサーおよび冷却管を備え、底部にコック付きの排出口を設けた1Lの底抜き4つ口フラスコに、実施例1で得られた粗組成物293.0gを、70℃まで冷却した後に加えた。ここに、トリエチルアミン0.85g、トルエン430.0gを加え、70℃で1時間撹拌し中和させた。
撹拌機、温度センサーおよび冷却管を備え、底部にコック付きの排出口を設けた1Lの底抜き4つ口フラスコに、実施例1で得られた粗組成物293.0gを、70℃まで冷却した後に加えた。ここに、トリエチルアミン0.85g、トルエン430.0gを加え、70℃で1時間撹拌し中和させた。
その後水100.0gを加えて75℃で30分撹拌し、撹拌を停止して同温度で30分静置することにより有機層と水層に分離し、下層の水層を底部の排出口から回収した。この抽出工程を残り5回実施し、水100.0gの代わりに2回目は5%炭酸水素ナトリウム水溶液100.0g、3回目は3%塩酸100.0g、4〜6回目は水200.0gを加えて抽出した。
撹拌機、温度センサー、リービッヒ冷却管、その先にアダプターと留出液を溜めるフラスコを備えた1Lスケールの減圧蒸留装置に、有機層680.5gを加え、1時間かけて120℃まで昇温し、120℃および常圧で30分、その後120℃および50Torrで30分溶媒留去を行った。留去された溶媒量は553.7gであった。
溶媒留去後の残留液を100℃まで冷却し、トルエン500.0gと水10.0gを加え、75℃まで昇温して溶解させた後、25℃まで冷却して晶析させた。晶析で得られた固形物を濾別によって取り出し、トルエン100.0gで洗浄した後、70℃および10Torrの条件で乾燥させて、結晶105.5gを得た(収率81.3mol%)。
得られた結晶を、HPLCおよびGCにて定量分析を行った。結果を表1に記す。
実施例5
粗組成物を比較例1で得られた粗組成物149.5gとした以外は、実施例4と同様の操作を行い、結晶80.9gを得た(収率62.3mol%)。
粗組成物を比較例1で得られた粗組成物149.5gとした以外は、実施例4と同様の操作を行い、結晶80.9gを得た(収率62.3mol%)。
得られた結晶を、HPLCおよびGCにて定量分析を行った。結果を表1に記す。
比較例2
撹拌機、温度センサーおよび冷却管を備えた1Lの4つ口フラスコに、実施例1で得られた粗組成物293.0gを、60℃まで冷却した後に加えた。ここに、48%水酸化ナトリウム水溶液5.1g、メタノール100.8gを加え、60℃で1時間撹拌して中和させ、これを熱時濾過して不溶分を除去した。再度60℃まで昇温して溶解させた後、5℃まで冷却して晶析させた。晶析で得られた固形物を濾別によって取り出し、メタノール30.0gで洗浄した後、70℃および10Torrの条件で乾燥させて、結晶59.6gを得た(収率45.9mol%)。
撹拌機、温度センサーおよび冷却管を備えた1Lの4つ口フラスコに、実施例1で得られた粗組成物293.0gを、60℃まで冷却した後に加えた。ここに、48%水酸化ナトリウム水溶液5.1g、メタノール100.8gを加え、60℃で1時間撹拌して中和させ、これを熱時濾過して不溶分を除去した。再度60℃まで昇温して溶解させた後、5℃まで冷却して晶析させた。晶析で得られた固形物を濾別によって取り出し、メタノール30.0gで洗浄した後、70℃および10Torrの条件で乾燥させて、結晶59.6gを得た(収率45.9mol%)。
得られた結晶を、HPLCおよびGCにて定量分析を行った。結果を表1に記す。
実施例6
撹拌機、温度センサーおよびディーンスターク装置を備えた500mLの4つ口フラスコ(反応容器)に、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(BON6)100.0g、メタノール(MeOH)109.0gおよび触媒としてPTS・H2O5.5gを加え、38mL/minの窒素気流下、1時間かけて65℃まで昇温し、同温度で10時間反応させた。得られた粗組成物をHPLCにて定量分析を行った。結果を表2に記す。
撹拌機、温度センサーおよびディーンスターク装置を備えた500mLの4つ口フラスコ(反応容器)に、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(BON6)100.0g、メタノール(MeOH)109.0gおよび触媒としてPTS・H2O5.5gを加え、38mL/minの窒素気流下、1時間かけて65℃まで昇温し、同温度で10時間反応させた。得られた粗組成物をHPLCにて定量分析を行った。結果を表2に記す。
比較例3
撹拌機、温度センサーおよびディーンスターク装置を備えた300mLの4つ口フラスコ(反応容器)に、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(BON6)100.0g、メタノール(MeOH)25.5g(BON6に対して1.5当量)および触媒としてPTS・H2O5.5gを加えたが、撹拌不良を引き起こしたため、実験を中止した。
撹拌機、温度センサーおよびディーンスターク装置を備えた300mLの4つ口フラスコ(反応容器)に、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(BON6)100.0g、メタノール(MeOH)25.5g(BON6に対して1.5当量)および触媒としてPTS・H2O5.5gを加えたが、撹拌不良を引き起こしたため、実験を中止した。
実施例7
撹拌機、温度センサーおよび冷却管を備え、底部にコック付きの排出口を設けた1Lの底抜き4つ口フラスコに、実施例6で得られた粗組成物199.5gを、60℃の状態で加えた。ここに、トリエチルアミン4.3g、トルエン430.0g、1−ブタノール54.4g加え、70℃で1時間撹拌し中和させた。
撹拌機、温度センサーおよび冷却管を備え、底部にコック付きの排出口を設けた1Lの底抜き4つ口フラスコに、実施例6で得られた粗組成物199.5gを、60℃の状態で加えた。ここに、トリエチルアミン4.3g、トルエン430.0g、1−ブタノール54.4g加え、70℃で1時間撹拌し中和させた。
その後水100.0gを加えて75℃で30分撹拌し、撹拌を停止して同温度で30分静置することにより有機層と水層に分離し、下層の水層を底部の排出口から回収した。この抽出工程を残り5回実施し、水100.0gの代わりに2回目は5%炭酸水素ナトリウム水溶液100.0g、3回目は3%塩酸100.0g、4〜6回目は水200.0gを加えて抽出した。
撹拌機、温度センサー、リービッヒ冷却管、その先にアダプターと留出液を溜めるフラスコを備えた1Lスケールの減圧蒸留装置に、有機層442.5gを加え、1時間かけて120℃まで昇温し、120℃および常圧で2時間溶媒留去を行った。留去された溶媒量は308.8gであった。
溶媒留去後の残留液を100℃まで冷却し、メタノール500.0gを加え、60℃まで昇温して溶解させた後、25℃まで冷却して晶析させた。晶析で得られた固形物を濾別によって取り出し、メタノール100.0gで洗浄した後、70℃および10Torrの条件で乾燥させて、結晶88.7gを得た(収率82.6mol%)。
得られた結晶を、HPLCおよびGCにて定量分析を行った。結果を表2に記す。
このように、本発明によれば、副生物や余分な残存アルコール量を低減できるため、高収率かつ高生産効率で6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルが得られる。
さらに、本発明によれば、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを含む粗組成物を精製することで、反応原料や副生物などが除去され、高純度の6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルが得られる。
Claims (11)
- 酸触媒の量が、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸100重量部に対して0.1〜10重量部である、請求項1に記載の製造方法。
- 酸触媒が、p−トルエンスルホン酸、硫酸、塩酸、リン酸および硝酸からなる群から選択される1種以上である、請求項1または2に記載の製造方法。
- 酸触媒がp−トルエンスルホン酸である、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 前記工程が式(2)で表される6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルを含む粗組成物を得る工程である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記粗組成物に非水溶性有機溶媒および塩基性化合物を添加して粗組成物を中和する工程、次いで水を添加して有機層と水層に分離し、有機層を抽出する工程を更に含む、請求項5に記載の製造方法。
- 非水溶性有機溶媒が、1−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、クロロホルムおよびジクロロメタンからなる群から選択される1種以上である、請求項6に記載の製造方法。
- 塩基性化合物が、トリエチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、モノメチルアミン、ジメチルアミン、エチレンジアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ピロリジン、ピペリジン、ピリジン、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウムおよび炭酸水素カリウムからなる群から選択される1種以上である、請求項6に記載の製造方法。
- 抽出した有機層に有機溶媒を添加して晶析する工程を更に含む、請求項6に記載の製造方法。
- 式(2)で表される6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸アルキルエステルが、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸メチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸エチルエステル、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸n−プロピルエステルおよび6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸n−ブチルエステルからなる群から選択される1種以上である、請求項1〜9のいずれかに記載の製造方法。
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