JPH10120614A - ２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素塩の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高純度の２−メチル−１，４−ナフトキノン
亜硫酸水素塩を簡便な操作で工業的に有利に製造できる
方法を提供する。 【解決手段】 ２−メチル−１，４−ナフトキノンの水
と非混和性の有機溶媒溶液（Ａ）に、亜硫酸水素アルカ
リ金属塩、亜硫酸水素アルカリ土類金属塩、亜硫酸水素
アンモニウム又は亜硫酸水素アミン塩の１種以上の亜硫
酸水素塩を含有する水溶液（Ｂ）を接触させて、２−メ
チル−１，４−ナフトキノンを２−メチル−１，４−ナ
フトキノン亜硫酸水素塩に変換析出させる第１工程、２
−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素塩析出物を
含有する混合物から析出物と残余の混合液を分離取得す
る第２工程、第２工程で得た混合液から水相を分離取得
する第３工程、得た水相をＢの少なくとも１部として第
１工程に循環する第４工程からなる２−メチル−１，４
−ナフトキノン亜硫酸水素塩の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２−メチル−１，
４−ナフトキノン亜硫酸水素塩（２−メチル−１，４−
ナフトキノンと亜硫酸水素塩との付加物）の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】２−メチル−１，４−ナフトキノンは、
メナジオンあるいはビタミンＫ₃ といわれ、動物の止血
剤等として有用である。しかしながら、この化合物は熱
や光に対する安定性が低く、また、皮膚に対して刺激性
があるので、通常、亜硫酸水素塩に変換し、安定化した
上で保存、流通される。また、２−メチル−１，４−ナ
フトキノンの亜硫酸水素塩は、それ自体、医薬品や飼料
の添加物としても有用である。

【０００３】２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸
水素塩は、２−メチル−１，４−ナフトキノンと亜硫酸
水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム等の亜硫酸水素塩
の反応によって生成し、通常水溶液の形で得られる。例
えば、米国特許第３，６５７，２８６号明細書には、
四塩化炭素と水の存在下に２−メチル−１，４−ナフト
キノンと亜硫酸水素塩を反応させ、２−メチル−１，４
−ナフトキノン亜硫酸水素塩を含有する水相を分離取得
する方法が記載されている。そして、同明細書には、得
られた水相からの２−メチル−１，４−ナフトキノン亜
硫酸水素塩の単離は、スプレードライ法による水の除
去、あるいはイソプロパノールなどの溶媒を加えて沈澱
させる方法などによって実施できることが開示されてい
る。

【０００４】また、特公平７−９８７７３号公報に
は、２−メチルナフタレンを酸化することによって得ら
れた、６−メチル−１，４−ナフトキノンを含有する２
−メチル−１，４−ナフトキノンをジエン化合物で処理
して副生物である６−メチル−１，４−ナフトキノンを
ディールス・アルダー付加体とした後、２−メチル−
１，４−ナフトキノンを亜硫酸塩として水相に抽出する
方法が記載されている。そして、同公報には、得られた
水相からの２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水
素塩の単離は、メタノールやアセトンといった溶媒を添
加して沈澱させる方法、あるいは塩化ナトリウム、亜硫
酸ナトリウム、クエン酸の塩などを加えて塩析させる方
法などによって実施されることが記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、水溶液
の形で得られた２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫
酸水素塩は、スプレードライ法により水を除去する方
法、水と混和性の溶媒を添加して沈澱させる方法、塩析
させる方法などによって単離されているが、これらの方
法ではいずれも以下のような問題点がある。すなわち、
スプレードライ法を利用する場合には、水の除去に特殊
な設備を必要とする上、比較的多量の水を除去する関係
上、エネルギ−的に効率が悪く、製造コスト上不利であ
る。また、水と混和性の溶媒を添加して沈澱させる方法
では、２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素塩
の回収率を高めるためには多量の溶媒を添加せねばなら
ず、製造コスト上難点がある。そして、塩析を利用する
方法では、塩析のために添加した塩が析出する２−メチ
ル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素塩中に混入し易
く、目的化合物の純度の低下を起こしやすい。本発明
は、上記の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであ
って、高純度の２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫
酸水素塩を簡便な操作で工業的に有利に製造できる方法
を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
課題は、２−メチル−１，４−ナフトキノンの水と非混
和性の有機溶媒溶液（Ａ）に、亜硫酸水素アルカリ金属
塩、亜硫酸水素アルカリ土類金属塩、亜硫酸水素アンモ
ニウムおよび亜硫酸水素アミン塩からなる群から選ばれ
る少なくとも１種の亜硫酸水素塩を含有する水溶液
（Ｂ）を接触させることにより該水と非混和性の有機溶
媒溶液（Ａ）中の２−メチル−１，４−ナフトキノンを
２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素塩に変換
するとともに、２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫
酸水素塩を析出させることからなる第１の工程、上記第
１の工程によって得られた、２−メチル−１，４−ナフ
トキノン亜硫酸水素塩の析出物を含有する混合物から、
該析出物と残余の混合液をそれぞれ分離取得することか
らなる第２の工程、上記の第２の工程で得られた混合液
から水相を分離取得することからなる第３の工程、およ
び上記第３の工程で分離取得された水相を亜硫酸水素塩
を含有する水溶液（Ｂ）の少なくとも１部として使用す
るために、第１の工程に循環することからなる第４の工
程からなる２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水
素塩の製造方法を提供することにより解決される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
まず、第１の工程について説明する。本発明における第
１の工程では、２−メチル−１，４−ナフトキノンの水
と非混和性の有機溶媒溶液（Ａ）に、亜硫酸水素アルカ
リ金属塩、亜硫酸水素アルカリ土類金属塩、亜硫酸水素
アンモニウムおよび亜硫酸水素アミン塩からなる群から
選ばれる少なくとも１種の亜硫酸水素塩を含有する水溶
液（Ｂ）を接触させることにより該水と非混和性の有機
溶媒溶液（Ａ）中の２−メチル−１，４−ナフトキノン
を２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素塩に変
換するとともに、２−メチル−１，４−ナフトキノン亜
硫酸水素塩を析出させる。

【０００８】ここで、出発原料となる２−メチル−１，
４−ナフトキノンは公知化合物であり、種々の方法によ
って製造することができる。具体例を示せば、従来より
一般的に行われている、２−メチルナフタレンを無水ク
ロム酸、重クロム酸ナトリムなどのクロム化合物で酸化
する方法の他、２−メチルナフタレンをバナジウム触媒
を利用して気相で酸化する方法（特開平６−９４８５号
公報参照）、２−メチルナフタレンをセリウム化合物を
利用して液相で酸化する方法（特開昭６３−２６４４２
８号公報参照）、２−メチルナフタレンを、カルボン酸
を含む溶媒中、パラジウム化合物および特定量の硫酸の
存在下に過酸化水素および／または有機過酸で酸化する
方法（特開平８−９２１５２号公報参照）などが挙げら
れる。

【０００９】本発明では、２−メチル−１，４−ナフト
キノンとして、どのような製造方法で使用したものを使
用してもよい。また、本発明では、合成反応終了後の反
応混合物から単離した２−メチル−１，４−ナフトキノ
ンを使用してもよいし、合成反応終了後の反応混合物か
ら適宜水と非混和性の有機溶媒を用いて生成物を抽出し
た抽出溶液を使用してもよい。さらに、２−メチル−
１，４−ナフトキノンが水と非混和性の有機溶媒溶液の
形となっているのであれば、合成反応終了後の反応混合
物をそのまま使用することも可能である。なお、製造方
法の如何により２−メチル−１，４−ナフトキノンが酸
性物質を含有していることがあるが、このような場合に
は、水酸化ナトリウムなどの塩基性物質を用いて、かか
る酸性物質を中和することが望ましい。

【００１０】本発明において２−メチル−１，４−ナフ
トキノンを溶解する溶媒として使用される水と非混和性
の有機溶媒とは、有機溶媒の中で水と均一に混合しない
ものを意味している。具体例を示せば、ｎ−ペンタン、
ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等の脂肪族
炭化水素系溶媒；シクロヘキサン等の脂環式炭化水素系
溶媒；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒；
酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒；ジクロロ
メタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化
水素系溶媒；イソプロピルエーテル等のエ−テル系溶媒
などが挙げられるが、これらの中でも、酢酸ブチル、酢
酸エチルが好ましい。水と非混和性の有機溶媒は１種類
のものを使用してもよいし、２種以上を混合して使用し
てもよい。

【００１１】水と非混和性の有機溶媒の使用量は、使用
する２−メチル−１，４−ナフトキノンの全量を溶解す
るのに必要な最少量以上であればよいが、通常、２−メ
チル−１，４−ナフトキノンに対して１０〜１００重量
倍である。

【００１２】本発明において使用される、亜硫酸水素ア
ルカリ金属塩としては、例えば、亜硫酸水素ナトリウ
ム、亜硫酸水素カリウムなどが挙げられ、亜硫酸水素ア
ルカリ土類金属塩としては、例えば、亜硫酸水素カルシ
ウムなどが挙げられ、亜硫酸水素アミン塩としては、例
えば、亜硫酸水素ジメチルピリミジノールなどが挙げら
れる。これらの亜硫酸水素塩の使用量は、２−メチル−
１，４−ナフトキノン１モルに対し、通常１〜２モルで
あり、好ましくは１〜１．５モルである。また、これら
の亜硫酸水素塩の水溶液（Ｂ）中の濃度は特に限定され
ないが、通常５〜３５重量％である。

【００１３】上記の亜硫酸水素塩の水溶液（Ｂ）を２−
メチル−１，４−ナフトキノンに接触させる際の温度
は、通常１０〜５０℃、好ましくは２０〜４０℃であ
る。また、亜硫酸水素塩の水溶液（Ｂ）を２−メチル−
１，４−ナフトキノンに接触させる時間は、温度により
異なるが、通常１〜３時間である。

【００１４】また、第１の工程は、窒素、アルゴン等の
不活性ガス雰囲気下に行うことが好ましい。第１の工程
において、亜硫酸水素塩の水溶液（Ｂ）を接触させた結
果、水と非混和性の有機溶媒溶液（Ａ）中の２−メチル
−１，４−ナフトキノンは２−メチル−１，４−ナフト
キノン亜硫酸水素塩に変換され、水に対する溶解度およ
び水と非混和性の有機溶媒に対する溶解度を越える量の
２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素塩が析出
する。

【００１５】次に第２の工程について説明する。本発明
における第２の工程では、上記の第１の工程によって得
られた、２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素
塩の析出物を含有する混合物から、該析出物と残余の混
合液をそれぞれ分離取得する。ここで、２−メチル−
１，４−ナフトキノン亜硫酸水素塩の析出物と残余の混
合液の分離は、第１の工程によって得られた混合物を、
例えば、濾過、遠心分離等の常法に従う分離操作に供す
ることによって容易に実施することができる。

【００１６】かくして分離取得された２−メチル−１，
４−ナフトキノン亜硫酸水素塩は、十分に高い純度を有
しているが、所望により、再結晶などにより、さらに純
度を高めることができる。

【００１７】次に第３の工程について説明する。本発明
における第３の工程では、上記の第２の工程で得られた
混合液から水相を分離取得する。ここで、水相の分離
は、第２の工程によって得られた混合液を、例えば、分
液等の常法に従う分離操作に供することにより容易に実
施することができる。

【００１８】最後に第４の工程について説明する。本発
明における第４の工程では、上記の第３の工程で分離取
得された水相を、亜硫酸水素塩を含有する水溶液（Ｂ）
の少なくとも１部として使用するために第１の工程に循
環させる。第３の工程で分離取得された水相は、通常２
−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素塩の飽和水
溶液となっている。このため、該水相を亜硫酸水素塩を
含有する水溶液（Ｂ）として使用する場合には、第１の
工程において新たに生成する２−メチル−１，４−ナフ
トキノン亜硫酸水素塩は、ほぼ全量が析出することとな
り、続く第２の工程において効率よく取得される。この
ように、本発明では、溶媒の添加や塩析のための塩の添
加は必要がなく、高純度の２−メチル−１，４−ナフト
キノン亜硫酸水素塩を効率よく得ることが可能となる。

【００１９】なお、第３の工程で分離取得された水相に
あっては、亜硫酸水素アルカリ金属塩、亜硫酸水素アル
カリ土類金属塩、亜硫酸水素アンモニウムおよび亜硫酸
水素アミン塩からなる群から選ばれる少なくとも１種の
亜硫酸水素塩は、２−メチル−１，４−ナフトキノンと
の反応によって消費されているが、第１の工程に循環す
る際に、消費された分量に対応する量を適宜追加補充す
ればよい。亜硫酸水素塩の追加補充は、第３の工程で分
離取得された水相に亜硫酸水素塩を直接添加する方法、
別途調製した亜硫酸水素塩の水溶液を添加する方法など
によって実施することができる。

【００２０】本発明では、上記の第１の工程から第４の
工程を順次繰り返して行い、析出する２−メチル−１，
４−ナフトキノン亜硫酸水素塩を取得していくが、第３
の工程で分離取得される水相には、不純物が蓄積してく
る。そして、水相中の不純物の量がある程度以上となる
と、かかる不純物が第１の工程で析出する２−メチル−
１，４−ナフトキノン亜硫酸水素塩中に混入する恐れが
ある。従って、本発明にあっては、第２の工程において
分離取得される２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫
酸水素塩の析出物の純度が所望とするレベルより低下し
た時点で、水相の循環を中止することが望ましい。な
お、不純物が蓄積した水相は、水酸化ナトリウム、炭酸
ナトリウム等の塩基で処理することにより、粗２−メチ
ル−１，４−ナフトキノンを再生することができる。か
かる粗２−メチル−１，４−ナフトキノンは、クロロホ
ルムなどの有機溶媒を用いて抽出することなどによって
回収することができ、新たに出発原料として使用すれば
よい。

【００２１】

【実施例】以下、実施例により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限定されるものではな
い。

【００２２】参考例（２−メチル−１，４−ナフトキノ
ンの合成） ２−メチルナフタレン０．７ｇ（４．９２ミリモル）お
よび硫酸８００ｍｇを酢酸１３ｍｌ中に溶解させ、酢酸
パラジウムの０．２％酢酸溶液４．０ｍｌを加え、攪拌
下に７０℃に昇温し、次いで６０％過酸化水素水０．７
ｍｌ（１５．３２ミリモル）と酢酸３．０ｍｌの混合物
を１５分かけて滴下した。滴下終了後、１５分間７０℃
で攪拌し、反応液を室温まで冷却した。得られた反応混
合物に５０％水酸化ナトリウム水溶液０．７ｍｌを加え
て３０分攪拌して残留する硫酸を中和し、析出した硫酸
ナトリウムを濾別した。さらに、残存する過酸化物に対
して１／４当量となる量の水硫化ナトリウム（ＮａＳ
Ｈ）を加え、残存する過酸化物を分解するとともに、パ
ラジウム触媒を硫化物として沈澱させた。析出した沈澱
を濾過した後、得られた濾液を減圧下に蒸留することに
より、粗２−メチル−１，４−ナフトキノン（純度：８
５％、ＨＰＬＣ分析による）を０．４２ｇ得た。分析条件 カラム： Ｌｉｃｈｒｏｓｐｈｅｒ １００ ＲＰ−１
８（５μｍ） 展開液： 水／メタノール＝２０／８０（体積比） 流 速： ０．５ｍｌ／ｍｉｎ 検出器： ＲＩ検出器

【００２３】実施例１第１の工程（１回目） ２５．４％の亜硫酸水素ナトリウム水溶液１７．４ｇ
〔亜硫酸水素ナトリウム４．４２ｇ（４２．５ミリモ
ル）を含有する〕中に、１０％水酸化ナトリウム水溶液
０．８２ｇを添加し、次いで参考例の方法に従って得ら
れた粗２−メチル−１，４−ナフトキノン６．６５２ｇ
（３８．６ミリモル）を含有する酢酸ブチル溶液６０ｇ
を加え、窒素雰囲気下、３０℃で２時間攪拌した。

【００２４】第２の工程（１回目） 析出した結晶を濾別し、イソプロパノールで洗浄し、乾
燥することにより、２−メチル−１，４−ナフトキノン
亜硫酸水素ナトリウムを９．６８ｇ得た（純度：９８．
３％、ＨＰＬＣ分析による）。分析条件 カラム： Ｌｉｃｈｒｏｓｐｈｅｒ １００ ＲＰ−１
８（５μｍ） 展開液： リン酸緩衝液／メタノール＝６０／４０（体
積比） （リン酸緩衝液・・・リン酸０．２ｇおよびリン酸水素
２ナトリウム１ｇを水１リットルに溶解してなる水溶
液） 流 速： ０．５ｍｌ／ｍｉｎ 検出器： ＲＩ検出器

【００２５】第３の工程（１回目） また、結晶を濾別した後の濾液を静置して水相と有機相
に分離させ、両者を分液して、水相７．９６ｇおよび有
機相５８ｇを得た。ＨＰＬＣにより分析したところ、水
相中には２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素
ナトリウムが２．１５ｇ含まれており、また、有機相中
には未反応の２−メチル−１，４−ナフトキノンが０．
２７９ｇ（１．６２ミリモル）含まれていることが分か
った。

【００２６】第４の工程（１回目）および第１の工程
（２回目） 次に、１０５％亜硫酸水素ナトリウム４．２１ｇ（４
２．５ミリモル）を水７．６０ｇに溶解し、１０％水酸
化ナトリウム水溶液０．８１ｇを添加し、次いで上記の
第３の工程（１回目）で分離取得された水相７．９６ｇ
〔２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素ナトリ
ウムを２．１５ｇ含有する〕および参考例の方法に従っ
て得られた粗２−メチル−１，４−ナフトキノン６．６
５７ｇ（３８．７ミリモル）を含有する酢酸ブチル溶液
６０ｇを加え、窒素雰囲気下、３０℃で２時間攪拌し
た。

【００２７】第２の工程（２回目） 析出した結晶を濾別し、イソプロパノールで洗浄し、乾
燥することにより、２−メチル−１，４−ナフトキノン
亜硫酸水素ナトリウムを１０．６８ｇ得た（純度：９
４．３％）。

【００２８】第３の工程（２回目） また、結晶を濾別した後の濾液を静置して水相と有機相
に分離させ、両者を分液して、水相６．５３ｇおよび有
機相５８ｇを得た。ＨＰＬＣにより分析したところ、水
相中には２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素
ナトリウムが１．２７ｇ含まれており、また、有機相中
には未反応の２−メチル−１，４−ナフトキノンが０．
２１３ｇ（１．２４ミリモル）含まれていることが分か
った。

【００２９】第４の工程（２回目）および第１の工程
（３回目） １０５％亜硫酸水素ナトリウム４．２９ｇ（４３．３ミ
リモル）を水８．５３ｇに溶解し、１０％水酸化ナトリ
ウム水溶液０．８３ｇを添加し、次いで上記の第３の工
程（２回目）で分離取得された水相６．５３ｇ〔２−メ
チル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素ナトリウムを
１．２７ｇ含有する〕および参考例の方法に従って得ら
れた粗２−メチル−１，４−ナフトキノン６．７８ｇ
（３９．４ミリモル）を含有する酢酸ブチル溶液６０ｇ
を加え、窒素雰囲気下、３０℃で２時間攪拌した。

【００３０】第２の工程（３回目） 析出した結晶を濾別し、イソプロパノールで洗浄し、乾
燥することにより、２−メチル−１，４−ナフトキノン
亜硫酸水素ナトリウムを９．１３ｇ得た（純度：９６．
０％）。

【００３１】第３の工程（３回目） また、結晶を濾別した後の濾液を静置して水相と有機相
に分離させ、両者を分液して、水相９．８２ｇおよび有
機相５８ｇを得た。ＨＰＬＣにより分析したところ、水
相中には２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素
ナトリウムが２．０７ｇ含まれており、また、有機相中
には未反応の２−メチル−１，４−ナフトキノンが０．
２７８ｇ（１．６１ミリモル）含まれていることが分か
った。ここで得られた水相には、５％炭酸ナトリウム水
溶液３０ｍｌを添加し、５分間攪拌した。生成した２−
メチル−１，４−ナフトキノンをクロロホルム３０ｍｌ
で２回抽出し、クロロホルムを減圧下に留去して、粗２
−メチル−１，４−ナフトキノンを１．１１３ｇ（純
度：９４．３％）得た。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、高純度の２−メチル−
１，４−ナフトキノン亜硫酸水素塩を簡便な操作で工業
的に有利に製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２−メチル−１，４−ナフトキノンの水
   と非混和性の有機溶媒溶液（Ａ）に、亜硫酸水素アルカ
   リ金属塩、亜硫酸水素アルカリ土類金属塩、亜硫酸水素
   アンモニウムおよび亜硫酸水素アミン塩からなる群から
   選ばれる少なくとも１種の亜硫酸水素塩を含有する水溶
   液（Ｂ）を接触させることにより該水と非混和性の有機
   溶媒溶液（Ａ）中の２−メチル−１，４−ナフトキノン
   を２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫酸水素塩に変
   換するとともに、２−メチル−１，４−ナフトキノン亜
   硫酸水素塩を析出させることからなる第１の工程、上記
   第１の工程によって得られた、２−メチル−１，４−ナ
   フトキノン亜硫酸水素塩の析出物を含有する混合物か
   ら、該析出物と残余の混合液をそれぞれ分離取得するこ
   とからなる第２の工程、上記の第２の工程で得られた混
   合液から水相を分離取得することからなる第３の工程、
   および上記第３の工程で分離取得された水相を亜硫酸水
   素塩を含有する水溶液（Ｂ）の少なくとも１部として使
   用するために、第１の工程に循環することからなる第４
   の工程からなる２−メチル−１，４−ナフトキノン亜硫
   酸水素塩の製造方法。