JP2000219655A - 2,3,5―トリメチルヒドロキノンジエステルの製法 - Google Patents

2,3,5―トリメチルヒドロキノンジエステルの製法

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JP2000219655A
JP2000219655A JP2000016142A JP2000016142A JP2000219655A JP 2000219655 A JP2000219655 A JP 2000219655A JP 2000016142 A JP2000016142 A JP 2000016142A JP 2000016142 A JP2000016142 A JP 2000016142A JP 2000219655 A JP2000219655 A JP 2000219655A
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Steffen Krill
クリル シュテフェン
Horst Weigel
ヴァイゲル ホルスト
Klaus Dr Huthmacher
フートマッハー クラウス
Nonguan Shii
ノンギュアン シー
Markowitz Georg
マルコヴツ ゲオルク
Hoefner Volker
ヘーフナー フォルカー
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Degussa GmbH
Degussa Huels AG
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2,3,5−トリメチルヒドロキノンジエス
テルの製法 【解決手段】 本発明は、2,6,6−トリメチルシク
ロヘキセ−2−エン−1,4−ジオン(4−オキソ−イ
ソホロン、ケトイソホロン、KIP)をアシル化剤及び
酸性の可溶性又は不溶性触媒を用いて芳香化することに
より2,3,5−トリメチルヒドロキノンジエステルを
製造する方法に関し、これは、選択的に連続的又は非連
続的に操作できる。この方法は、(a)アシル化剤とし
てC1〜C4−アルキル基を有する無水カルボン酸を使用
し、この反応の後に、(b)場合により生じるカルボン
酸の一部を留去し、(c)反応溶液を冷却し、(d)晶
出した生成物を分離させ、洗浄し、かつ(e)濾液を工
程(a)に戻すことをを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アシル化剤及び酸
性の可溶性又は不溶性触媒を用いる2,6,6−トリメ
チルシクロヘキセ−2−エン−1,4−ジオン(4−オ
キソ−イソホロン、ケトイソホロン、KIP)の芳香化
により2,3,5−トリメチルヒドロキノンジエステル
を製造する方法に関し、これは選択的に連続的又は不連
続的に操作できる。
【0002】
【従来の技術】2,3,5−トリメチルヒドロキノンジ
エステルは、薬物学的に有効なビタミンE及び他のクロ
マン化合物の合成の際の重要な中間生成物であるが、抗
酸化剤としても広い分野で使用される。
【0003】強酸性触媒及びアシル化剤、例えば無水カ
ルボン酸、アシルハロゲニド又はエノールエステルの存
在下におけるKIPからの2,3,5−トリメチルヒド
ロキノンジエステルの形成は公知であり、多くの特許明
細書(例えばDE 2646172C2、EP 808
815A2及びEP 0850910A1)中に記載さ
れている。
【0004】更に、この芳香化は、100%までの変換
率で実施できるが、その選択率は、特に触媒に依存して
80〜95%であることも公知である。副生成物とし
て、主として、異性の3,4,5−トリメチルピロカテ
キンジエステルが生じる。この常に現れる副反応は、E
P 0850912A1明細書中に記載されている。
【0005】反応溶液からの2,3,5−トリメチルヒ
ドロキノンジエステルの単離及び精製は、ロスが多く、
コストがかかる。溶解された触媒を用いる例中では、水
又は塩基性水溶液の添加により、2,3,5−トリメチ
ルヒドロキノンジエステル及び3,4,5−トリメチル
ピロカテキンジエステルからの混合物が沈殿され、有機
溶剤からの再結晶により精製される。濾液からの触媒の
回収は、コストがかかり、再結晶の際には収率が著しく
低減される。この芳香化反応時に過剰に使用されたアシ
ル化剤は加水分解され、更なる反応には提供されない。
【0006】不溶性触媒、例えば強酸性イオン交換体又
はH−Y−ゼオライトを用いる作業の際には、触媒の分
離及び回収は簡単であるが、2,3,5−トリメチルヒ
ドロキノンジエステルの単離及びロスの多い精製の際に
は、溶解した触媒を用いる反応溶液に対すると違いがな
い。
【0007】この処置法は、低い単離収率及び大きい廃
棄物量に基づき、経済的及び環境的観点から工業的生産
法のためには多大の欠点と結びついている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、選択
的に固体又は溶解触媒を用いて最小廃棄物量で、連続的
又は非連続的方法で又はこれらの方法の組合せ法で、
2,3,5−トリメチルヒドロキノンジエステルを製造
することのできる方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、ケトイ
ソホロン(KIP)とアシル化剤との触媒作用反応によ
る2,3,5−トリメチルヒドロキノンジエステルの製
法であり、これは、次の特徴を有する: (a)アシル化剤としてC1〜C4−アルキル基を有する
無水カルボン酸を使用し、この反応の後に、(b)場合
により生じるカルボン酸の一部分を留去し、(c)反応
溶液を−10〜35℃、有利に0〜30℃の温度に冷却
し、(d)晶出した生成物を分離させ、洗浄し、かつ
(e)濾液を、場合によっては生じたカルボン酸の一部
の留去の後に、及び場合によっては濾液の一部の排出の
後に、工程(a)に戻す。
【0010】強酸性触媒の存在下でのKIPと無水カル
ボン酸との反応の際に、2,3,5−トリメチルヒドロ
キノンジエステル、異性トリメチルピロカテキンジエス
テル及びカルボン酸が生じる。反応したKIP1モル当
たりカルボン酸2モルが生じる。
【0011】この反応時に生じるカルボン酸は、2,
3,5−トリメチルヒドロキノンジエステル及び3,
4,5−トリメチルピロカテキンジエステルの分離のた
めに良好に適することが判明した。双方の芳香族化合物
は、カルボン酸、有利に酢酸からの簡単な結晶化により
分離できる。分子の類似性にも関わらず、混晶は生じな
い。
【0012】反応の終了後に、反応溶液を冷却し、2,
3,5−トリメチルヒドロキノンジエステルを晶出させ
る。結晶の分離の後に、ここで、勿論、場合により使用
された固体触媒を予め濾去した後に、濾過されなかった
2,3,5−トリメチルヒドロキノンジエステルの部分
に相応して濾液中に、副産物として生じた3,4,5−
トリメチルピロカテキンジエステル、場合により溶解さ
れて存在する触媒及び過剰に使用された無水カルボン酸
が残存する。この循環溶液と称される濾液、飽和生成物
溶液は、全ての副生成物、未反応の出発物質及び場合に
より触媒と一緒に全て再循環され、この際、均一反応で
は、触媒の新たな添加が省略される。今やアシル化剤
は、化学量論的量で使用でき、KIPの完全な反応のた
めに必要であるより過剰分が再循環された濾液中に含有
される。
【0013】各々の再循環時に、溶液の量は、反応した
KIP1モル当たりカルボン酸2モルの新規形成により
増大し、この際、良好な溶解可能性に基づき、生じたジ
エステルの一部分のみが晶出する。従って、カルボン酸
の一部分を留去し、循環溶液の量を一定量に保持するの
が有利である。蒸留工程は、選択的にそれぞれ結晶の分
離の前又は後に行うことができる。
【0014】トリメチルピロカテキンジエステル、僅か
であるが他の副生成物も循環溶液中に増加する。トリメ
チルヒドロキノンジエステルの濃度は、不都合なく飽和
濃度付近まで高めることができる。この値は、溶解度曲
線及び結晶化温度から得られる。ジアセテートの場合に
は、20℃の結晶化温度で循環溶液中のトリメチルピロ
カテキンジアセテートの濃度は、20質量%まで高ま
り、この際、単離された生成物の純度はそのまま残る。
循環溶液の部分流の排出より、溶液中の副生成物の濃度
を認容可能な高さに保持することができる。その中に含
有される触媒量及びアシル化剤量は、循環中への相応す
る添加により補充される。
【0015】トリメチルヒドロキノンジエステルの本発
明による製法においては、もう一つの利点を有すること
ができる。循環溶液中のトリメチルピロカテキンジアセ
テートの濃度の上昇に伴って、この副生成物の新規形成
の選択率は低下する。循環溶液中の0から15質量%ま
での濃度の上昇に伴って、その新規形成の選択率はほぼ
半分になる。
【0016】所望の生成物の結晶の洗浄は、相応するカ
ルボン酸、カルボン酸中の飽和生成物溶液又は不活性溶
剤、例えば蒸留により回収される炭化水素又はエーテル
類を用いて行なわれる。
【0017】本発明の方法では、全ての方法工程を選択
的に、操作が連続的に、回分法で又は組合せ法で行なわ
れるように設計することができる。
【0018】この方法は、サブ工程:化学的反応
(I)、蒸留(II)、結晶化(III)及び固体分離
(IV)よりなる。この場合に、サブ工程II及びII
Iは一緒にして共通の1工程にすることができる。順序
は、化学的反応(I)の後に先ず結晶化(III)及び
固体分離(IV)を、次いで蒸留(II)を行うように
選択することもできる。
【0019】化学的反応のための反応器中に、出発物
質、ケトイソホロン及びアシル化剤、有利に無水酢酸
を、かつ循環溶液を導入する。反応器の種類は、使用触
媒の特性により影響され、例えば固体床を有する反応
器、簡単な釜又は引き続く滞留時間区分を有する混合容
器であってよい。循環溶液の量は、使用ケトイソホロン
1kg当たり4〜20kg、有利に5〜10kgであ
り、結晶化後の結晶泥が流動性であるような量であるべ
きである。
【0020】必要な滞留時間は、使用触媒の種類及び量
に、かつ選択された温度に依存し、この際、条件は1〜
3時間の滞留時間が達成されるように選択するのが有利
である。本発明による方法で、濾液中に含有される過剰
な出発物質は再循環されるので、ケトイソホロンの変換
率は100%以下で存在しうる。
【0021】カルボン酸の蒸留、特に無水酢酸の使用の
場合には、酢酸の蒸留は、連続的に又は非連続的に、そ
の分離効率が塔底中に無水カルボン酸が残るように充分
である塔を介して行うのが有利である。この場合に、循
環溶液の量が一定であるような量の留出物が取り出され
る。
【0022】反応溶液の冷却時にトリメチルヒドロキノ
ンジエステルは晶出し、トリメチルピロカテキンジエス
テルは溶解したまま残留する。結晶化工程のための温度
は−10〜+35℃であってよく、この際、0〜30℃
が 有利である。結晶化は、1以上の工程で実施するこ
とができる。結晶化の方法工程は公知方法で連続的に又
は非連続的に行われ、この際、溶液が過飽和になる傾向
があるので、種結晶の添加が有利である。
【0023】固体分離は、市販のユニットを用いて、連
続的にも非連続的にも行われ、この際、濾液中に含有さ
れるアシル化剤の過剰分が加水分解されないように水分
排除に注意すべきである。付着母液を排除するために、
洗浄工程が必要である。洗浄液としては、例えば留去さ
れたカルボン酸の一部、不活性有機溶剤、例えば石油ベ
ンジン又は有利にカルボン酸中のトリメチルヒドロキノ
ンジエステルの溶液を使用することができる。
【0024】濾液は、過剰の出発物質及び場合によって
は溶解された触媒及び副生成物と一緒に再循環される。
濾液中のトリメチルピロカテキンジエステルの含分は、
不都合なく、20質量%の値まで高まることがありう
る。持続性のきれいな生成物を得るために、本発明によ
れば、濾液の数回の再循環の後に濾液の一部を排出させ
る。この場合に、1サイクルで新たに形成されたピロカ
テキンジエステルの量が溶解されるような量を排出させ
る。
【0025】
【実施例】次の実施例は、本発明の方法を説明するもの
であり、本発明をこれに限定するものではない。
【0026】例1 反応容器は、撹拌機、溢流部及び循環溶液、KIP及び
無水酢酸の流入部を備えたサーモスタット付き二重ジャ
ケット容器より成る。1時間当たりKIP76g、無水
酢酸110g及び循環溶液500gをポンプ導入する。
循環溶液はトリメチルヒドロキノンジアセテート31
%、トリメチルピロカテキンジアセテート17%、トリ
フルオロメタンスルホン酸0.8%、酢酸38%及び無
水酢酸10%を含有する。容器は内部温度が50〜55
℃であるように温度調節される。溢流部からの均一溶液
を、後反応器としての55℃に温度調節された管に通
す。反応容器及び後反応器の合計量は1.4リットルで
ある。
【0027】反応溶液を蒸留装置中に導き、30ミリバ
ールで毎時58gの酢酸を留去させる。
【0028】蒸留の塔底物を結晶化に導き、撹拌下に2
0℃に冷却させる。5時間間隔で得られた懸濁液を濾過
し、付着溶液を酢酸中のトリメチルヒドロキノンジアセ
テートの飽和溶液220gで洗浄することにより排除さ
せる。濾液の4%を排出させる。残りの濾液を新鮮触媒
1.3gと一緒に反応容器中に改めて供給する。固体を
真空中で乾燥させる。得られたトリメチルヒドロキノン
ジアセテートは、>98%の純度を有し、単離率は使用
ケトイソホロンに対して88%であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 69/28 C07C 69/28 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 ホルスト ヴァイゲル ドイツ連邦共和国 ローデンバッハ アー ホルンヴェーク 11 (72)発明者 クラウス フートマッハー ドイツ連邦共和国 ゲルンハウゼン レル ヒェンヴェーク 18 (72)発明者 シー ノンギュアン ドイツ連邦共和国 ハインブルク コンラ ート−アデナウアー−シュトラーセ 9− 11 (72)発明者 ゲオルク マルコヴツ ドイツ連邦共和国 カールシュタイン ハ ークガッセ 4アー (72)発明者 フォルカー ヘーフナー ドイツ連邦共和国 ランゲンゼルボルト アム ブリュール 8

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケトイソホロン(KIP)とアシル化剤
    との触媒反応により2,3,5−トリメチルヒドロキノ
    ンジエステルを製造する場合に、(a)アシル化剤とし
    てC1〜C4−アルキル基を有する無水カルボン酸を用
    い、この反応の後に、(b)場合により、生じるカルボ
    ン酸の一部を留去し、(c)反応溶液を−10〜35℃
    の温度まで冷却し、(d)晶出した生成物を分離させ、
    洗浄し、かつ(e)濾液を、場合によっては生じたカル
    ボン酸の一部の留去の後に、かつ場合によっては濾液の
    一部の排出の後に、a)工程に戻すことを特徴とする、
    2,3,5−トリメチルヒドロキノンジエステルの製
    法。
  2. 【請求項2】 固体触媒の使用の際に、これを工程
    (c)の前に分離除去する、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 アシル化剤として、無水酢酸又は無水プ
    ロピオン酸を使用する、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 反応を循環させて実施する、請求項1か
    ら3までのいずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 カルボン酸の一部を留去させ、循環溶液
    の量を一定値に保持する、請求項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】 循環溶液の一部を排出させることによ
    り、結晶化温度における反応溶液中のトリメチルピロカ
    テキンの濃度を、溶解限度以下に保持する、請求項1に
    記載の方法。
  7. 【請求項7】 生成物を0〜30℃で晶出させる(工程
    c)、請求項4に記載の方法。
  8. 【請求項8】 循環溶液の量を、結晶化後の結晶泥が流
    動可能であるような量にする、請求項1から7のいずれ
    か1項に記載の方法。
  9. 【請求項9】 方法を連続的に、部分連続的に又は回分
    法で実施する、請求項1から8までのいずれか1項に記
    載の方法。
JP2000016142A 1999-01-28 2000-01-25 2,3,5―トリメチルヒドロキノンジエステルの製法 Pending JP2000219655A (ja)

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DE19903269.6 1999-01-28
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AT (1) ATE224864T1 (ja)
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DE (2) DE19903269A1 (ja)
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