JPS5899436A - 2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸の選択的製法 - Google Patents

2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸の選択的製法

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JPS5899436A
JPS5899436A JP56195599A JP19559981A JPS5899436A JP S5899436 A JPS5899436 A JP S5899436A JP 56195599 A JP56195599 A JP 56195599A JP 19559981 A JP19559981 A JP 19559981A JP S5899436 A JPS5899436 A JP S5899436A
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隆三 上野
Kazuyuki Sakota
和之 迫田
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/15Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction of organic compounds with carbon dioxide, e.g. Kolbe-Schmitt synthesis

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、β−ナフトールカリウムと二酸化炭素との反
応による2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸の
製法の改良に関する。
2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸脂としてき
わめて優れているので、高分子素材としてバラオキシ安
息香酸とともに最近注目されている芳香族ヒドロキシカ
ルボン酸である。
このものの合成法についてはほとんど文献に記載がな(
、わずかに米国特許第1595816号明細書があるの
みであった。この方法はβ−ナフトールカリウムの固体
と二酸化炭素との反応による、新規物質としての2−ヒ
ドロキシナフタリン−6−カルボン酸の合成法である。
しかしこの米国特許明細書には170〜260℃で8時
間反応を行うとの記載はあるが、その他の反応条件特に
二酸化炭素圧力、さらに副生する2−ヒドロキシナフタ
リン−6−カルボン酸の比率の記載がな(、またこの副
生ずる酸や遊離するβ−ナフトールなどと目的物との分
離が充分に達成されていない。さらにこの方法を追試し
た結果によれば、2−ヒドロキシナフタリン−6−カル
ボン酸の収率はきわめて低く、わずかに10%以下であ
り、一方副生ずる2−ヒドロキシナフタリン−3−カル
ボン酸はその約2倍又はそれ以上であった。最近、これ
を改良した方法が米国特許第4287357号として発
表された。開明−細書には、カリウム塩基の当量当り0
.8〜1.2モルのβ−ナフトールを用いて、両者の混
合物を造り、これを脱水したのち約255〜280℃の
温度及び0.4〜5.5kl/ff12(G)の二酸化
炭素圧力で二酸化炭素との反応を、2−ヒドロキシナフ
タリン−6−カルボン酸と2−ヒドロキシナフタリン−
6−カルボン酸との比率が2以上になるまで行う方法が
記載されている。そして前記の諸工程を1−イソプロピ
ルナフタリン及び2−イソプロピルナフタリンの存在下
に行う具体例も記載されている。しかしながら、β−ナ
フトールカリウム基準の2−ヒドロキシナフタリン−6
−カルボ/酸の収率は21%以下に過ぎず、しがもβ−
ナフトールカリウムと二酸化炭素との反応を連続式に行
うことは全(記載されていない。したがって、この方法
も高分子素材として要求される純度の目的物質を工業的
に大量生産する方法としては不適当である。
本発明者らはβ−ナフトールから2−ヒドロキシナフタ
リン−6−カルボン酸の工業的大量生産法を確立するた
め、特にβ−ナフトールカリウムと二酸化炭素との反応
の改良を、反応媒体を用いて行う方法について研究した
。その結果、反応温度に適した二酸化炭素圧力を選択す
るとともに、反応系内に生成する遊離のβ−ナフトτル
を反応媒体により除去しながら連続式で反応させること
により、2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸の
生成比率及び収率を高め、この酸がほぼ選択的に得られ
ることを見出し本発明を完成した。
本発明は、260〜350℃の反応温度及び1〜20 
kg / cm”(G)の範囲内で反応温度に適する二
酸化炭素の圧力下に、β−ナフトールを溶解するがβ−
ナフトールカリウムを実質的に溶解せず、かつβ−ナフ
トールカリウムとの比重差が大きい反応媒体により、副
生ずるβ−ナフトールを除去しながら連続法もβ−ナフ
トールカリウムと二酸化炭素を反応させることを特徴と
する、2−ヒト、ロキシナフタリンー6−カルボン酸の
選択的製法である。
本発明方法によれば、2−ヒドロキシナフタリン−6−
カルボ/酸がβ−ナフトールカリウム基準の収率的45
%、2−ヒドロキシナフタリン−3−カルボン酸との生
成比率が97%以上に達する。またβ−ナフトールを除
去しながら反応を行うので、反応生成物の分解を抑制し
、タール状物質の生成が少な(、消費されたβ−ナフト
ール基準の両酸の収率は90%に達する。
さらに目的物を得るための酸析工程及び分別工程はきわ
めて簡便化され、目的物の用途によっては部分酸析を省
略できるなど多(の利点を有する。
本発明に用いられる反応媒体は、β−ナフトールを溶解
するがβ−ナフトールカリウムを実質的に溶解せず、こ
れと比重差の大きい溶媒であることが必要である。β−
ナフトールカリウムとの比重差は0.2以上、特に0.
2〜0.8が好ましい。反応媒体としては脂肪族、脂環
族もしくは芳香族の炭化水素又はこれらの残基を有する
エーテル類が適する。例えば軽油、溶油、ガンリン、潤
滑油、白油、アルキルベンゼン類、ジフェニル、ジフェ
ニルアルカン類、水素化トリフェニル類、ジフェニルエ
ーテル、アニソール、ジ) IJルエーテルなどがあげ
られる。沸点範囲が150〜400℃、特に180〜4
00℃の反応媒体が好ましい。
反応に用いるβ−ナフトールカリウムは充分脱水されて
いることが必要で、β−ナフトールとアルカリ性カリウ
ム化合物から常法により調製することができ、例えば前
記の反応媒体中で共沸脱水するとそのまま反応に使用で
きるので特に有利である。アルカリ性カリウム化合物と
しては、炭酸カリウム特に水酸化カリウムが好ましい。
β−ナフトールはアルカリ性カリウム化合物1当量に対
し0.97〜1.03モルの範囲で用いられ、約1.0
0モルが好ましい。β−ナフト°−ルとアルカリ性カリ
ウム化合物とは容易に反応するが、β−ナフトールと例
えば水酸化カリウム水溶液との反応によりβ−ナフトー
ルカリウムの濃厚溶液を得ることができる。β−ナフト
ールカリウムは実質的に無水にする必要があるので、例
えば窒素などの不活性ガスの気流下、常圧、若干の減圧
又は加圧下に、240℃以上、好ましくは250〜60
0℃に加熱して脱水する。β−ナフトールカリウムは融
点が約235℃であるので、それ自体液状で、また連続
式で脱水することができる。この場合、単−成分系で操
作ができるので、比重差の大きい反応媒体を用いない方
が両成分の均一な混合のための攪拌を強力に行う必要が
な(有利である。
さらに反応系内に正確な比率及び適当な温度で前記の反
応媒体を送入することができ、β−ナフトールカリウム
と二酸化炭素との反応熱の除去を容易にし、温度調節を
良好にできて目的物の収率及び選択率が向上できるので
好ましい。
しかし、β−ナフトールカリウム及び/又はその脱水の
工程を前記の反応媒体の存在下に回分0〜650℃、好
ましくは240〜320℃の反応温度及び1〜20 k
g / Crn2(o)、好マシ<ハ2〜j 6kg 
/ Crn”(G)の範囲内で反応温度に適した二酸化
炭素の圧力下に行う。例えば240 ’Cでは2〜4 
kII/crn”(01,260°Cテ&i 5〜7 
’jrf/ #(G)、280℃テハ8〜10kII/
crn2(G)、300 ℃では11〜13kf/cr
n2(G)、620℃では14〜16kg/cm2(G
)の反応温度及び二酸化炭素圧力の選択が好ましい。こ
れは2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸の選択
率は高温、低圧の条件が好ましく、収率は高圧の条件が
好ましいことに基づくものである。
反応媒体は、通常はβ−ナフトールカリウムの重量に対
して0,5倍以上、好ましくは0.5〜10倍、特に1
〜5倍の量で用いられる。β−ナフトールカリウムの調
製及び/又はその脱水にも反応媒体を使用するときは、
水と共沸する量だけ多く使用することが好ましい。
前記のように反応媒体は反応系内に副生ずる遊離のβ−
ナフトールを溶解するが、β−ナフトールカリウムを実
質的に溶解せず、これとの比重差が太きい。β−ナフト
ールは反応生成物によるスケーリング又は液面被覆体の
形成を防止する作用があるが、2−ヒドロキシナフタリ
ン−6−カルボン酸塩を分解し、また他の副生物を分解
してタール化する傾向があるので、β−ナフトールカリ
ウムと二酸化炭素との反応においてはその濃度が高(な
らないよう、反応媒体にこれを溶解させて除去しながら
反応を行うことが収率及び選択率の向上のために必要で
ある。前記の反応媒体はβ−ナフトールカリウムとはも
ちろん、2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸塩
との分離が容易なので、連続式反応を適切な攪拌下にオ
ーバーフロー排出方式によって行うことが好ましい。
仕上げ処理は例えば次のように行う。二酸化炭素との反
応終了後、混合物に水を加え、硫酸。
塩酸などの酸によりpHを6.5〜8に調節して未反応
のβ−ナフトールカリウムをβ−ナフトールとして遊離
させる。その前又はその後に反応媒体層を分離し、水層
から必要に応じβ−ナフトール及び樹脂状物を含むター
ル層を液状で沈降させて分離し1分離されたタール層を
水洗したのち、洗液を加水系に戻す。前記の水層な11
0℃以下で液状の疎水性溶媒を用いて抽出する。抽出溶
媒としては炭化水素、ノ10ゲン化炭化水素、ニトロ化
炭化水素、エーテル類、ケトン類、炭素数4以上のアル
コールなどが用いられる。水層の容量の0.3〜2倍量
の抽出溶媒を用い、60〜110℃で抽出する。反応媒
体層中のβ−ナフトールはそのまま循環使用し、あるい
は反応媒体層及び抽出層中のβ−ナフトールに水酸化カ
リウム水溶液を作用させてβ−ナフトールカリウム水溶
液として回収することが好ましい。また抽出層又はター
ル層中のβ−ナフトールは減圧蒸留などにより回収でき
る。
回収されたβ−ナフトールカリウム水溶液及びβ−ナフ
トールは原料調製工程に返送し、循環使用することがで
きる。
こうして抽出したのち目的物を取り出すため、抽出後の
水層のpHを約3〜5、好ましくは約6.5〜4.5に
して酸析すると、高純度の2−ヒドロキシナフタリン−
6−カルボン酸が析出する。この酸析母液をさらにpH
約1〜3、好ましくは約1.5〜2.5にして酸析する
と、2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸と2−
ヒドロキシナフタリン−3−カルボン酸との混合物が得
られる。両酸の分別は、有機溶媒又はこれに水を加えた
もので洗浄するなどの方法により容易に行うことができ
る。また、目的物の用途によっては、前記の抽出後の水
層のpHを直ちに約6以下にして酸析すればよい。この
ような酸析工程の簡便化は本発明の方法によって、2−
ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸の選択率及び収
率が向上して達成されたことである。
本発明の好ましい実施態様においては、例えば図面に示
す装置を用いてβ−ナフトールから2−ヒドロキシナフ
タリン−6−カルボ/酸を得るまでの工程を次のように
実施することができる。
第1図において、貯槽1に用意したβ−ナフトールと貯
槽2に用意した水酸化カリウム溶液を調製槽6に送り、
β−ナフトールカリウム水溶液を得る。この水溶液を濃
縮槽4に送り、さらに脱水槽5で実質的に無水のβ−ナ
フトールカリウムとする。これを貯槽6を経て、別の貯
槽7に用意した反応媒体と共に適切な攪拌効率を有し、
オーバーフロー排出の反応槽8に送り、前記の反応温度
及び二酸化炭素圧力下に反応さ゛ せる。滞留時間は好
ましくは2〜6時間である。
反応槽8からの反応混合物を、好ましくは熱交換器9で
冷却したのち、水混合槽10内で攪拌下に水と混合し、
次いで分液槽11内で反応媒体層と水層とに分液する。
反応媒体層(上層)から回収装置(図示せず)を用いて
β−ナフトールを回収することができる。
次いで分液槽11からの水層(下層)をpH調整層12
内で、酸の添加によりpH6,5〜8に調整したのち、
分液槽13に送り、ここでタール槽を液状で沈降させる
。タール層からは例えば減圧蒸留装置(図示せず)によ
りβ−ナフトールを回収できる。分液槽13中の上層を
抽出装置14、好ましくは遠心抽出装置に送り、ここで
疎水性抽出溶媒を用いて抽出する。溶媒層からは回収装
置(図示せず)を用いてβ−ナフトールを回収すること
ができる。抽出装置14から出る水層を酸析槽15に送
り、酸の添加によりpH5〜5で酸析したのち、沈殿を
遠心分離機16で分離する。実質的に純粋な2−ヒドロ
′キシナフタリンー6−カルボン酸カ得られる。この母
液を貯槽17を経て酸析槽18に送り、酸の添加により
pH1〜3で酸析し、沈殿を遠心分離機19で分離する
。2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸及び2−
ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸との混合物が得
られ、希アルコールで洗浄して分別することができる。
目的物の用途によっては、酸析槽15でpH5以下にし
てすべて酸析させてもよい。
反応媒体層、抽出溶媒層及びタール層から回収されたβ
−ナフトールカリウム水溶液及びβ−ナフ′トールは原
料調製工程に返送される。
第2図は別の実施態様を示す工程図であって。
β−ナフトールとアルカリ性カリウム化合物との反応に
より得られるβ−ナフトールカリウムの脱水を、反応媒
体の存在下に行う点(第1図の貯槽7の代わりに貯槽2
5を設けられている)及びpH調整槽32と遠心抽出装
置33とを連結して分液槽13を除いた点で異なってい
る。
この操作方法によっても、第1図の場合とほとんど同じ
成績が得られる。
本発明方法によれば1通常は2〜6時間の滞留時間でβ
−ナフトールカリウム基準の2−ヒドロキシナフタリン
−6−カルボン酸の収率は約45%に達し、2−ヒドロ
キシナフタリン−3−カルボン酸との生成比率は97%
に達し、目的物の選択的製法がほぼ達成される。消費さ
れたβ−ナフトール基準の両方の酸の総収率及びβ−ナ
フトールの回収率も90%に達する。
本発明ではβ−ナフトールカリウム自体の液状脱水が可
能であり、脱水工程による攪拌混合の簡易化及び適当な
温度の反応媒体を反応系に送入することにより、β−ナ
フトールカリウムと二酸化炭素との反応熱の除去を容易
にし、温度調節を良好にできて、目的物の収率及び選択
率を向上できる利点をも有する。その結果、酸析工程を
簡便化することができ、β−ナフ) −ルから2−ヒド
ロキシナフタリン−6−カルボン酸の連続製法をきわめ
て容易にすることができる。このように本発明方法は工
業上きわめて有用である。
実施例1 第1図に示す装置を用いて反応及び仕上げ処理を連続的
に行う。貯槽1に用篭したβ−ナフトールを毎時144
kg及び貯槽2に用意した水酸化カリウム溶液(48%
KOH)を毎時116゜7 kyの割合で、それぞれ調
製槽3に送り、β−ナフトールカリウム水溶液を得る。
この水溶液を濃縮槽4に送り、さらに脱水槽5で毎時7
5NF71”の窒素導入下、265℃で脱水し、得られ
た実質的に無水の液状β−ナフトールカリウムを毎時1
82kgの割合で貯槽6へ送る。別の貯槽7中に用意し
た軽油(沸点200〜310℃)を毎時455kg、ま
た貯槽6からβ−ナフ) −ルカリウムを毎時182k
gの割合で、二酸化炭素圧力9 kg / cm2(G
)  を保つ反応槽8に送り、280℃で反応させる。
滞留時間は3時間である。
反応槽8を出た反応混合物を熱交換器9で冷却したのち
、水混合槽10中で攪拌下に毎時水800形と混合し、
温度を80℃に調節し、次いで分液槽11に送り、80
℃で軽油層と水層に分液する。上層の軽油層から回収装
置(図示せず)を用いてβ−ナフトールを回収する。
下層の水層をpH調整槽12で希硫酸によりpH7Oに
調整したのち、分液槽13中で80℃で分液する。分液
槽13で分離された下層のタール層から減圧蒸留装置(
図示せず)を用いてβ−ナフトールを回収する。分液槽
16中の上層を遠心抽出装置14に送り、ここで毎時5
001のトルエンを用いて80℃で抽出し、トルエン層
を回収装置(図示せず)に送り、β−ナフトールを回収
する。抽出装置14から出る水層を酸析槽15に送り、
希硫酸によりpH3,8で酸析し、遠心分離機16で分
離する。毎時2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン
酸の結晶81、9 kgが得られる。遠心分離した母液
を貯槽17を経て酸析槽18に送り、希硫酸によりpH
2゜0にして酸析し、遠心分離機19で分離して2−ヒ
ドロキシナフタリン−6−カルボン酸2.5kgと2−
ヒドロキシナフタリン−3−カルボン酸2.6 )−J
を含む結晶毎時5.1 kgを得る。この結晶を洗浄槽
内(図示せず)で希メタノールで洗浄分別して、それぞ
れの酸の純品を得る。酸析槽15でpHを2.8にして
酸析すると、2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン
酸84.4 kg及び2−ヒドロキシナフタリン−6−
カルボン酸1.7 kgを含む結晶86. [kgが得
られる。
β−ナフトールカリウム基準の2−ヒドロキシナフタリ
ン−6−カルボン酸の収率は44.9%、両方の酸の合
計収率は46.6%である。β−ナフトール70.0 
kgが回収され、消費されたβ−ナフトール基準の合計
収率90.1%、β−ナフトールの回収率90.5%で
ある。
実施例2 第2図に示す装置を用い、貯槽21に用意したβ−ナフ
トールを毎時115.2kg及び貯槽22中に用意した
水酸化カリウム溶液(48%KOH)を毎時95.3 
kgの割合で、それぞ、れ調製槽23に送り、β−ナフ
トールカリウム水溶液を得る。
物(沸点610〜360℃)毎時436.8 kgと共
に脱水槽26に送り、毎時60 Hm”の窒素導入下に
260℃で脱水し、貯槽27へ毎時145.6 kli
Jの実質的に無水の液状β−ナフトールカリウムと35
4、9 kgの反応媒体の分散混合物を送る。毎時この
混合物480.5kl?を1、二酸化炭素圧8.5 k
g/ctr? (G)を保った反応槽28に送り、27
5℃で反応させる。滞留時間は4時間である。反応槽2
8を出た反応混合物を熱交換器29で冷却したのち、水
混合槽30中で攪拌下に毎時水6401と混合し、温度
を85℃に調節し、次いで分液槽31に送り、85℃で
反応媒体層と水層に分液する。上層の反応媒体層から回
収装置(図示せず)を用いてβ−ナフトールを回収する
下層の水層をpH調整槽62で希硫酸によりpH6,8
に調整したのち、遠心抽出装置63に送り、ここで毎時
500!のキシレンを用いて856Cで抽出し、キシレ
ン槽を回収装置(図示せず)に送り、β−ナフトールを
回収する。抽出装置33から出る水層を酸析槽34に送
り、希硫酸によりpH4,0で酸析し、遠心分離機35
で分離する。毎時2−ヒドロキシナフタリン−6−カル
ボン酸の結晶60.8 kgが得られる。遠心分離した
母液を貯槽36を経て酸析槽37に送り、希硫酸により
pH2,0にして酸析し、遠心分離機38で分離して毎
時2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボンe 6.6
 kgと2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸3
.0 kgを含む結晶6.6kgを得る。この結晶を洗
浄槽内で(図示せず)希メタノールで洗浄分別すると、
それぞれの酸の純品が得られる。
β−ナフトールカリウム基準の2−ヒドロキシナフタリ
ン−6−カルボン酸の収率は42.8%、両方の酸の合
計収率は44.8%である。β−ナフトール57.6 
kgが回収され、消費されたβ−ナフトール基準の両方
の酸の合計収率は896%、β−ナフトールの回収率は
90.0%である。なお、水素化トリフェニル混合物の
代りに、1−フェニル−1−(2,3−ジメチルフェニ
ル)−エタン(沸点292〜506°C)又はダウサム
A(ジフェニルエーテル75%及びジフェニル25%の
混合物、沸点257℃)を用いてもほぼ同様の結果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はそれぞれ本発明の実施態様を示す工
程図であって、1.2.6.7.17.21.22.2
5.27及び66は貯槽、6及び26は調製槽、4及び
24は濃縮槽、5及び26は脱水槽、8及び28は反応
槽、9及び29は熱交換器、10及び60は混合槽、1
1.13及び31は分液槽、12及び32はpH調整槽
、14及び36は遠心抽出機、15.18.34及び3
7は酸析槽、16.19.35及び68は遠心分離機で
ある。 出願人 株式会社上野製薬応用研究所 代理人 弁理士 小 林  正  雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.250〜550℃の反応温度及び1〜20kp/c
    ′rn2(G)の範囲内で反応温度に適する二酸化炭素
    の圧力下に、β−ナフトールを溶解するがβ−ナフトー
    ルカリウムを実質的に溶解せず、かつβ−ナフトールカ
    リウムとの比重差が大きい反応媒体により、副生ずるβ
    −ナフトールを除去しながら連続法でβ−ナフトールカ
    リウムと二酸化炭素を反応させることを特徴とする、2
    −ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸の選択的製法
    。 2、 β−ナフトールとアルカリ性化合物との反応及び
    /又は得られるβ−ナフトールカリウムの脱水を、β−
    ナフトールを溶解するが、β−ナフトールカリウムを実
    質的に溶解せず、これと比重差が大きい反応媒体の不在
    下又は存在下で行ったのち、該反応媒体を用いβ−ナフ
    トールカリウムと二酸化炭素との反応を行うことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3、 β−ナフトールとアルカリ性化合物との反応及び
    /又は得られるβ−ナフトールカリウムの脱水ならびに
    β−ナフトールカリウムと二酸化炭素との反応を連続式
    で行うことを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の
    方法。
JP56195599A 1981-12-07 1981-12-07 2−ヒドロキシナフタリン−6−カルボン酸の選択的製法 Expired JPS5935911B2 (ja)

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