JP2865708B2 - 縮合環含有化合物 - Google Patents

縮合環含有化合物

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオクタヒドロジメタノナフタレン骨格または
ドデカヒドロトリメタノアントラセン骨格を有する新規
な化合物に関する。
本発明によつて提供される化合物は各種の構造材料、
機能材料として有用な高分子化合物の原料化合物として
用いられる。
〔従来の技術〕
従来、ノルボルナン骨格、ペルヒドロジメタノナフタ
レン骨格またはペルヒドロトリメタノアントラセン骨格
を有するジメタノールとアルキレンジカルボン酸、シク
ロアルキレンジカルボン酸、アルキレンビスアリーレン
ジカルボン酸またはアリーレンアルキレンジカルボン酸
等から得られるポリエステルは寸法安定性に優れてお
り、写真用フィルムのベースなどに用いられることが知
られている(米国防衛特許第896,033号明細書参照)。
また、上記のジメタノールと芳香族ジカルボン酸より得
られるポリエステルのうち、ペルヒドロジメタノナフタ
レン骨格またはペルヒドロトリメタノアントラセン骨格
を有するポリエステルは高いガラス転移温度を有するこ
とが報告されている〔ジヤーナル・オブ・ポリマー・サ
イエンス:ポリマー・ケミストリイ・エデイシヨン(Jo
urnal of Polymer Science:Polymer Chemistry Editio
n)、10巻、3191頁(1972年)参照〕。この文献には、
上記のジメタノール化合物の製造方法として、フマル酸
のジエチルエステルとシクロペンタジエンからデイール
スーアルダー(Diels−Alder)反応によりノルボルネン
骨格またはノルボルネンの累積した骨格を有する化合物
を得、次いで該化合物をパラジウム触媒の存在下に行う
二重結合の水添反応に付してノルボルナン骨格またはノ
ルボルナンの累積した骨格を有する化合物に変換させた
後、銅−クロマイト触媒の存在下に行うエステル部分の
還元反応に付することにより該ジメタノール化合物を製
造する方法が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ノルボルナン骨格またはノルボルナンの累積した骨格
を有するジメタノール化合物を製造する上記の方法にお
いては、フマル酸ジエチルとシクロペンタジエンより得
られるペリヒドロ−1,4:5,8−ジメタノナフタレン−2,3
−トランス−ジカルボン酸ジエチルを200℃、4,400psi
(約300気圧)の水素加圧下での18時間を要する反応に
付することによつて収率44.8%でペルヒドロ−1,4:5,8
−ジメタノナフタレン−2,3−トランス−ジメタノール
を得ているように、ノルボルナン骨格またはノルボルナ
ンの累積した骨格を有する化合物をジメタノール化合物
に変換する還元反応を高温かつ高圧の水素下という苛酷
な条件下で長時間行う必要があり、しかも目的とするジ
メタノール化合物の収率が著しく低いという問題点があ
る。
本発明の目的は、ペルヒドロジメタノナフタレン骨格
またはペルヒドロトリメタノアントラセン骨格を有する
ジメタノール化合物およびそのカルボン酸エステル化合
物を工業的に有利に製造するための新規な合成中間体を
提供することにある。本発明の他の目的は、それ自体、
有用な高分子化合物の原料として利用できるオクタヒド
ロジメタノナフタレン骨格またはドデカヒドロトリメタ
ノアントラセン骨格を有する新規な化合物を提供するこ
とにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、上記の目的は、下記の一般式(I)
で示される化合物を提供することによつて達成される。
(式中、nは1または2であり、R1およびR2はそれぞれ
炭素数2〜5のアシル基を表す。) 一般式(I)においてnが1である1,2,3,4,4a,5,8,8
a−オクタヒドロ−1,4:5,8−ジメタノナフタレン−2,3
−ジメタノール ジカルボキシレート、および一般式
(I)においてnが2である1,2,3,4,4a,5,8,8a,9,9a,1
0,10a−ドデカヒドロ−1,4:5,8:9,10−トリメタノアン
トラセン−2,3−ジメタノール ジカルボキシレートは
文献未記載の新規化合物である。
一般式(I)においてR1およびR2がそれぞれ表す炭素
数2〜5のアシル基の具体例を次に示す。
R1およびR2はアセチル基であることが最も好ましい。
本発明の一般式(I)で示される化合物はシクロペン
タジエンまたはジシクロペンタジエンと下記の一般式
(II)で示される2−ブテン−1,4−ジオール ジカル
ボキシレートを反応させることにより製造することがで
きる。
R1OCH2CH=CHCH2OR2 (II) (式中、R1およびR2は前記定義のとおりである。) シクロペンタジエンまたはジシクロペンタジエンと2
−ブテン−1,4−ジオール ジカルボキシレートとの反
応は溶媒の不存在下で行うことも可能であるが、適当な
有機溶媒の存在下で行うのが目的とする化合物の収率が
良好となる点で好ましい。有機溶媒としてはベンゼン、
トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオ
キサン、塩化メチレン、クロロホルム、N−メチルピロ
リドン等を使用することが好ましい。反応は約100℃〜
約300℃の範囲内の温度で実施される。ジシクロペンタ
ジエンを原料として用いる場合には、ジシクロペンタジ
エンのシクロペンタジエンへの熱分解を容易にするた
め、通常160℃以上の温度で反応を行うのが望ましい。
反応時間は約10分間ないし100時間の範囲内である。シ
クロペンタジエンは一般式(II)で示される化合物1モ
ルに対して通常2モル以上の量で用いられる。ジシクロ
ペンタジエンはシクロペンタジエンに換算した量が該シ
クロペンタジエンの使用量となるように用いられる。な
お、シクロペンタジエンはそれ自体重合し易い化合物で
あることから。シクロペンタジエンまたはジシクロペン
タジエンを一般式(II)で示される化合物1モルに対し
て最終的に2モル以上となるように反応系中に連続的ま
たは断続的に供給し、反応系中でのシクロペンタジエン
の濃度があまり高くならないように制御することが好ま
しい結果を与える。かかる制御下に反応を行う場合に
は、通常一般式(I)で示される化合物が高収率が得ら
れる。原料として2−ブテン−1,4−ジオール ジカル
ボキシレートを用いる場合には、2−ブテン−1,4−ジ
オールを用いて一般式(I)においてR1およびR2が水素
原子である化合物を得る場合よりも、一般式(I)で示
される化合物が高収率で得られる。一般式(I)で示さ
れる化合物は加水分解により容易にR1およびR2が水素原
子である化合物に変換される。2−ブテン−1,4−ジオ
ールまたはそのジカルボキシレートはトランス体、シス
体またはそれらの混合物のいずれであつてもよく、これ
ら原料に対応した幾何異性体の一般式(I)で示される
化合物が得られる。
2−ブテン−1,4−ジオール ジカルボキシレートは
例えば、パラジウム触媒の存在化にブタジエン、低級カ
ルボン酸および酸素を反応させることにより容易に製造
できる(特公昭52−12172号公報参照)。
1,2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロ−1,4:5,8−ジメタ
ノナフタレン−2,3−ジメタノール ジカルボキシレー
トおよび1,2,3,4,4a,5,8,8a,9,9a,10,10a−ドデカヒド
ロ−1,4:5,8:9,10−トリメタノアントラセン−2,3−ジ
メタノール ジカルボキシレートは、それらの二重結合
の水素添加反応によりそれぞれペルヒドロ−1,4:5,8−
ジメタノナフタレン−2,3−ジメタノール ジカルボキ
シレートまたはペルヒドロ−1,4:5,8:9,10−トリメタノ
アントラセン−2,3−ジメタノール ジカルボキシレー
トに変換され、これらの化合物はそのままで、または加
水分解によつてそれぞれ対応するジメタノール化合物に
変換したのちに、常法に従つて重縮合反応に付すること
によりポリエステル、ポリカーボネートまたはポリエス
テルカーボネートに誘導される。また、1,2,3,4,4a,5,
8,8a−オクタヒドロ−1,4:5,8−ジメタノナフタレン−
2,3−ジメタノール ジカルボキシレートおよび1,2,3,
4,4a,5,8,8a,9,9a,10,10a−ドデカヒドロ−1,4:5,8:9,1
0−トリメタノアントラセン−2,3−ジメタノール ジカ
ルボキシレートはそのままで、または加水分解によつて
それぞれ対応するジメタノール化合物に変換したのちに
上記の重縮合反応に付することも可能である。また、1,
2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロ−1,4:5,8−ジメタノナ
フタレン−2,3−ジメタノール ジカルボキシレートお
よび1,2,3,4,4a,5,8,8a,9,9a,10,10a−ドデカヒドロ−
1,4:5,8:9,10−トリメタノアントラセン−2,3−ジメタ
ノール ジカルボキシレートはそれぞれビニル重合によ
つて単独重合体となり、また二重結合を有する他の化合
物、例えば、無水マレイン酸、酢酸ビニル、アクリロニ
トリル等と共重合体を形成することも可能である。
〔実施例〕
以下、実施例によつて本発明を具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例によつて何ら制限されるもので
はない。なお、1H−NMRスペクトルは重クロロホルム中
で測定し求めたものである。
実施例1 電磁撹拌装置を備えた内容1のオートクレープにト
ランス−2−ブテン−1,4−ジアセテート120g、ジシク
ロペンタジエン60gおよびキシレン300gを仕込み、窒素
ガスで系内を置換した。次いで、オートクレーブの内温
を180℃に昇温し、同温度で撹拌下に10時間反応させ
た。次いで、定量ポンプを用いてジシクロペンタジエン
60gをオートクレーブに供給した。さらに同温度で5時
間撹拌を続けた。反応終了後、オートクレーブ内容物を
シリコンSE−30をカラムとするガスクロマトグラフイー
により分析(カラム温度90℃〜250℃、10℃/min)した
ところ、保持時間11.6分および16.8分にピークが観測さ
れた。マススペクトルによる分析の結果、これらのピー
クはそれぞれ1,2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロ−1,4:
5,8−ジメタノナフタレン−2,3−トランス−ジメタノー
ル ジアセテートおよび1,2,3,4,4a,5,8,8a,9,9a,10,10
a−ドデカヒドロ−1,4:5,8:9,10−トリメタノアントラ
セン−2,3−トランス−ジメタノール ジアセテートに
由来するものであることが確かめられた。次いで、減圧
蒸留により各々の化合物を取得した。各々の化合物の1H
−NMRスペクトルは次のとおりであつた。
1,2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロ−1,4:5,8−ジメタノ
ナフタレン−2,3−トランス−ジメタノール ジアセテ
ート 0.9ppm〜2.3ppm:18H 3.7ppm〜4.2ppm: 4H(酸素原子に結合したメチレン基の
プロトン) 6.0ppm: 2H(二重結合のプロトン) 1,2,3,4,4a,5,8,8a,9,9a,10,10a−ドデカヒドロ−1,4:
5,8:9,10−トリメタノアントラセン−2,3−トランスジ
メタノール ジアセテート 0.8ppm〜2.3ppm:24H 3.7ppm〜4.2ppm: 4H(酸素原子に結合したメチレン基の
プロトン) 6.0ppm: 2H(二重結合のプロトン) 実施例2 撹拌装置および還流冷却器を備えた内容500mlの三つ
口フラスコに実施例1におけると同様の方法で得た1,2,
3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロ−1,4:5,8−ジメタノナフ
タレン−2,3−トランス−ジメタノール ジアセテート2
0g、メタノール300mlおよび5%水酸化ナトリウム水溶
液120mlを仕込み、3時間還流下に反応させた。エバポ
レータを用いて約240mlのメタノールを留去したのち、
エーテル抽出および濃縮により13gの白色粉末を得た。
マススペクトルによる分析の結果、この粉末は1,2,3,4,
4a,5,8,8a−オクタヒドロ−1,4:5,8−ジメタノナフタレ
ン−2,3−トランス−ジメタノールであることが確認さ
れた。なお、このものの1H−NMRスペクトルは次のとお
りであつた。
0.9ppm〜2.3ppm:12H 3.0ppm〜3.7ppm: 6H(酸素原子に結合したメチレン基の
プロトンおよび水酸基のプロトン) 6.0ppm: 2H(二重結合のプロトン) 実施例3 実施例2において、1,2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒド
ロ−1,4:5,8−ジメタノナフタレン−2,3−トランス−ジ
メタノール ジアセテートに代えて、実施例1における
と同様の方法で得た1,2,3,4,4a,5,8,8a,9,9a,10,10a−
ドデカヒドロ−1,4:5,8:9,10−トリメタノアントラセン
−2,3−トランス−ジメタノール ジアセテートを用い
た以外は同様にして反応および分離操作を行うことによ
り、1,2,3,4,4a,5,8,8a,9,9a,10,10a−ドデカヒドロ−
1,4:5,8:9,10−トリメタノアントラセン−2,3−トラン
ス−ジメタノールを得た。このものの1H−NMRスペクト
ルは次のとおりであつた。
0.8ppm〜2.4ppm:18H 3.0ppm〜3.7ppm: 6H(酸素原子に結合したメチレン基の
プロトン) 6.0ppm: 2H(二重結合のプロトン) 参考例1 ペルヒドロ−1,4:5,8−ジメタノナフタレン−2,3−トラ
ンス−ジメタノールの製造 実施例1で用いたオートクレーブに、実施例2で得た
1,2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロ−1,4:5,8−ジメタノ
ナフタレン−2,3−トランス−ジメタノール30g、メタノ
ール300mlおよび5%のパラジウムを担持した活性炭触
媒1gを仕込み、系内を水素ガスで充分置換したのち、水
素ガスを30気圧仕込み、100℃で2時間撹拌した。冷却
後、反応液を取出し、触媒を濾別したのち、メタノール
を除去した。残渣をアセトンより再結晶することによ
り、融点121〜123℃の白色結晶29gを得た。1H−NMRによ
る分析の結果、得られた結晶はペルヒドロ−1,4:5,8−
ジメタノナフタレン−2,3−トランス−ジメタノールで
あることが確かめられた。
〔発明の効果〕
本発明によれば、耐熱性の良好な樹脂の原料および/
または原料前駆体となるオクタヒドロジメタノナフタレ
ン骨格またはドデカヒドロトリメタノアントラセン骨格
を有するジメタノール化合物およびそのカルボン酸エス
テル化合物を工業的に有利に製造するための新規に化合
物が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 33/05 C07C 69/03 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記の一般式(I)で示される化合物。 (式中、nは1または2であり、R1およびR2はそれぞれ
    炭素数2〜5のアシル基を表す。)
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