JP7763838B2 - 2,4,6-トリメチルフェノールの光酸化 - Google Patents
2,4,6-トリメチルフェノールの光酸化Info
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Description
本発明は、4-ヒドロペルオキシ-2,4,6-トリメチルシクロヘキサ-2,5-ジエン-1-オン及び2,3,5-トリメチルヒドロキノンの調製、特に2,4,6-トリメチルフェノール(=メシトール)の光酸化の分野に関する。
2,3,5-トリメチルヒドロキノンは、α-トコフェロールの製造における重要な中間体である。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、4-ヒドロペルオキシ-2,4,6-トリメチルシクロヘキサ-2,5-ジエン-1-オン又は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-オン又は2,3,5-トリメチルヒドロキノンをそれぞれ高収率且つ高選択率で合成する効率的な方法を提供することである。
本発明は、第1の態様では、
酸素及び式(III):
(式中、R8、R8’、R8’’及びR8’’’は、互いに独立して、H、又はC1~4アルキル基を表し、
或いは、
R8とR8’及び/又はR8’’ とR8’’’ は、Nとともに5員環又は6員環を形成し、
但し、R8基、R8’基、R8’’基、及びR8’’’基の少なくとも1つはHではなく;
X-は、陰イオンを表す)の光増感剤を、
水と少なくとも1種のC1~8アルカノール又は少なくとも1種のC2~4アルキレンジオールとの溶媒混合物中で使用し、
そのスペクトルのピーク波長(λmax)が580~780nmの範囲にある光を使用して光酸化を行うことにより、式(II)の化合物から式(I)の化合物
を製造する方法に関する。
本文書において、「Cx~yアルキル」基とは、x~y個の炭素原子を含むアルキル基であり、即ち、例えば、C1~3アルキル基は、1~3個の炭素原子を含むアルキル基である。アルキル基は直鎖であっても分岐鎖であってもよい。例えば、-CH(CH3)-CH2-CH3はC4アルキル基とみなされる。
(式中、R8、R8’、R8’’及びR8’’’は、互いに独立して、H、又はC1~4アルキル基を表し、
或いは、
R8とR8’及び/又はR8’’とR8’’’は、Nとともに5員環又は6員環を形成し、
但し、R8基、R8’基、R8’’基、及びR8’’’基の少なくとも1つはHではなく;
X-は、陰イオンを表す)。
a)上で詳述した化合物(II)を光酸化して、式(I)
の化合物を得る工程;
b)還元剤によって式(I)の化合物を還元して、式(IV)
の化合物を得る工程;
を含む方法に関する。
a)上で詳述した化合物(II)の光酸化を行って、式(I)
の化合物を得る工程;
b)還元剤によって式(I)の化合物を還元して、式(IV)
の化合物を得る工程;
c)>200℃、好ましくは>240℃の温度で、式(IV)の化合物を塩基性物質で処理して、式(V)
の化合物を得る工程;
を含む。
A.アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、及び水酸化バリウム;並びに
B.アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩及び重炭酸塩、例えば炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、及び炭酸マグネシウム;並びに
C.アルカリ土類金属の酸化物、例えば酸化カルシウム、酸化マグネシウム、及び酸化バリウム;並びに
D.これまで緩衝剤として使用されてきたアルカリ金属又はアルカリ土類金属含有化合物、例えばリン酸二水素一カリウムなどのリン酸二水素アルカリとリン酸一水素二カリウムなどのリン酸一水素二アルカリとの適切な混合物、又はホウ酸、クエン酸、乳酸、酒石酸、及び酢酸などの有機カルボン酸のアルカリ金属塩。
別の好ましい実施形態では、光源(1)は橙色LED又は赤色LEDのいずれかであり、好ましくは赤色LEDであり、その場合にはフィルター(6)は存在しない。光反応器の出口には、生成物が収集容器(12)に最終的に収集される前に、背圧調整器(9)が配置される。
2a 望ましい波長の光
2b 望ましくない波長の光
3 光酸化反応混合物
4 光反応器の透明壁
5 光反応器
6 フィルター
7 ポンプ
8 マスフローコントローラー
9 背圧調整器
10 予備混合物
11 酸素
12 収集容器
13 式(I)の化合物
14 還元用反応器
15 還元剤
16 式(IV)の化合物
17 熱処理用反応器
18 塩基性物質
本発明を以下の実験によって更に説明する。
以下の実験では、図2cに概略的に表されている実験レイアウトを使用した:
光反応器(5)は、ファンで冷却されたLEDランプ(1)の周囲の内側ガラス製シリンダー上に巻き付けられている。光反応器の出口には、生成物が収集容器(12)に最終的に収集される前に、背圧調整器(9)が配置される。
2,4,6-トリメチルフェノール(20.0mmol・L-1、2.00mmol[反応期間中]、1.0当量)とメチレンブルー水和物(0.180nmol、0.900mol%)[CAS:122965-43]-9])との溶液をメタノール及び水(4:1、v/v)の中で調製することで、均一な青色の溶液を得る。
この溶液を、高圧液体クロマトグラフィーポンプ(Dionex P580)を通して、光反応器(チューブシステム:内径0.75mm、外径1.58mm、PFAコイル)に10barの一定圧力(液体流量:0.093mL/分、HPLC調整ピストンポンプ)で送る(背圧調整器により調整、Equilibar Zero-Flow ZF1背圧調整器、コンピュータ制御)。
50mL丸底フラスコの中に、実施例1で調製した4-ヒドロペルオキシ-2,4,6-トリメチルシクロヘキサ-2,5-ジエン-1-オン(300mg、1.78mmol、1.0当量)の黄色溶液を入れ、メタノールと水(25mL、4:1v/v)の中のチオ硫酸ナトリウム(1.40g、8.90mmol、5.0当量)を調製する。薄層クロマトグラフィー(4:1シクロヘキサン/EtOAc、Rf(基質)=0.3、Rf(生成物)=0.2)により完全な変換が観察されるまで、反応混合物を周囲温度で撹拌する。黄色からピンク色への溶液の色の変化が観察される。メタノールを減圧下で除去する。水(30mL)を残渣に添加し、溶液を酢酸エチル(3×25mL)で抽出する。合わせた有機層をブライン(30mL)で洗浄し、Na2SO4で乾燥し、濾過し、有機溶媒を減圧下(15mbar)で除去することで、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-オンが黄緑色の粘稠なワックスとして得られる(253mg、収率93%)。
以下の実験では、図5aに概略的に表されている実験レイアウトを使用した:
Claims (15)
- 下記式(II)の化合物から下記式(I)の化合物を製造する方法であって:
酸素及び下記式(III):
(式中、R8、R8’、R8’’及びR8’’’は、互いに独立して、H、又はC1~4アルキル基を表し、
或いは、
R8とR8’及び/又はR8’’とR8’’’は、Nとともに5員環又は6員環を形成し、
但し、R8基、R8’基、R8’’基、及びR8’’’基の少なくとも1つはHではなく;
X-は、陰イオンを表す)の光増感剤を、
水と少なくとも1種のC1~8アルカノール又は少なくとも1種のC2~4アルキレンジオールとの溶媒混合物中で使用し、
そのスペクトルのピーク波長(λmax)が580~780nmの範囲にある光を使用して光酸化を行うことにより、下記式(II)の化合物から下記式(I)の化合物
を製造する方法。 - 前記使用される光が、そのスペクトルのピーク波長(λmax)が625~740nmの範囲にあることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記光の80%超が525~780nmの波長を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記溶媒混合物が、水とメタノール及び/又はエタノール及び/又はイソプロパノールとの混合物であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記光の光源が赤色LEDランプであることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記光の光源が、500nm未満の波長を遮断するフィルターと組み合わせた白色LEDランプであることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- R8=R8’=R8’’=R8’’’=CH3であることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- X-が、ハライドを表すことを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記式(II)の化合物の濃度が、前記光酸化の開始時に0.002~2.0モル/lの範囲内であることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記式(III)の化合物の前記式(II)の化合物に対する比が、0.005~20モル%の範囲内であることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
- 連続プロセスであることを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 下記式(II)の化合物から下記式(IV)の化合物を調製する方法であって、
a)請求項1~11のいずれか一項に記載の方法で式(II)の化合物を光酸化して、下記式(I)
の化合物を得る工程;
b)還元剤によって前記式(I)の化合物を還元して、下記式(IV)
の化合物を得る工程;
を含む方法。 - 前記工程b)が連続的に行われる、請求項12に記載の方法。
- 下記式(II)の化合物から下記式(V)の化合物を調製する方法であって、
a)請求項1~11のいずれか一項に記載の方法で式(II)の化合物を光酸化して、下記式(I)
の化合物を得る工程;
b)還元剤によって前記式(I)の化合物を還元して、下記式(IV)
の化合物を得る工程;
(c)>200℃の温度で、前記式(IV)の化合物を塩基性物質で処理して、下記式(V)
の化合物を得る工程;
を含む方法。 - 前記工程b)及び/又はc)が連続的に行われることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
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