Brevet FR2601671A1 — publié le 19880122

1. PROCEDE POUR LA PRODUCTION DU DIHYDROXY-2.6 NAPHTALENE La présente invention se rapporte à un procédé pour la production du dihydroxy-2,6 naphtalène, qui est utilisé comme monomére dans la production de polyesters aromatiques présentant une aptitude à la formation de cristaux liquides. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un procédé pour la production du dihydroxy-2,6 naphtalène, ledit procédé comprenant l'étape qui consiste à oxyder le di(hydroxy-2 propyl-2)-2,6 naphtalène par le peroxyde d'hydrogène dans l'acétonitrile, le dioxanne-1,4, ou un mélange de ces deux solvants, en présence d'un acide minéral présent en une quantité en poids non inférieure A 0,001 fois et inférieure à 0,1 fois la quantité de di(hydroxy-2 propyl-2>-2,6 naphtalène. Ces dernières années, dans le développement de 15 divers polymères connus comme étant des matières plastiques industrielles, les polyesters aromatiques, en particulier les polyesters aromatiques présentant une aptitude à la formation de cristaux liquides, ont attiré l'attention. Comme matières premières utilisées dans la préparation de ces polyesters aromatiques, on peut mentionner l'acide téréphtalique, l'hydroquinone, l'acide p-hydroxybenzoïque et similaires. Cependant, pour améliorer les propriétés physiques et chimiques des polyesters aroma25 tiques, non seulement les dérivés du benzène, mais encore les dérivés du naphtalène, sont venus à être utilisés ces dernières années, comme matières premières dans la préparation des polyesters aromatiques. Parmi les matières premières naphtaléniques, le 30 dihydroxy-2,6 naphtalène a attiré l'attention en tant que monomère utilisé dans la production des polyesters aromatiques, parce que les propriétés physiques du polymère cristal liquide, qui dérive du dihydroxy-2,6 naphtalène, sont excellentes, et que l'acide téréphtalique utilisé comme 35 comonomère du polymère est disponible à un faible prix. Cependant, étant donné que le dihydroxy-2,6 naphtalène lui-même n'est pas actuellement produit à une échelle industrielle, il se pose le problème que le dihydroxy-2,6 naphtalène n'est pas disponible à un faible prix. Comme procédé pour la production du dihydroxy-2,6 naphtalène, on connait Jusqu'à maintenant un ancien procédé, suivant lequel le naphtalène, ou le P-naphtol, est sulfoné et, ensuite, le produit ainsi sulfoné est soumis à une fusion alcaline, un tel procédé ayant été introduit dans le "Handbuch der organischen Chemie" de Beilstein. Cependant, comme on le voit, par exemple, dans la description de la Publication du Brevet Japonais n' 56-77254 (1981), l'obtention, en tant que sous-produits, des isomères autres 15 que l'isomère 2,6 est inévitable avec ce procédé, et, en conséquence, il est impossible d'obtenir l'isomère-2,6 avec un rendement élevé. De plus, le rendement en dihydroxy-2,6 naphtalène à l'étape de la fusion alcaline du naphtol-2 sulfonate-6 de sodium est de l'ordre de 50%, comme cela est 20 décrit par A.P. Kuriakose et al. dans "J. Indian Chem. Soc., 4S, 437(1966)". En conséquence, le rendement en dihydroxy2,6 naphtalène produit par le procédé comprenant les étapes de sulfonation du naphtalène ou du Pnaphtol et de fusion alcaline du produit ainsi sulfoné est extrêmement médiocre. 25 En outre, étant donné qu'il est difficile de séparer l'isomère-2,6 et qu'il est nécessaire d'effectuer un traitement de drainage spécifique à l'étape de fusion alcaline, il se pose le problème d'un coût de production élevé. Autrement dit, ce procédé est médiocre pour une 30 utilisation pratique à l'échelle industrielle. On connaît à l'heure actuelle un procédé pour la production de l'hydroquinone à partir du p-diisopropylbenzène, appliquant le principe de la production du phénol par le procédé au cumène [on se reportera à la Publication 35 du Brevet Japonais n' 51-33100 On a proposé un procédé appliquant ce principe à la production du dihydroxy-2,6 naphtalene. Autrement dit, le diisopropyl-2,6 naphtalène, en tant que matière de départ, est oxydé pour obtenir le dihydroperoxyde de diisopropyl-2,6 naphtalène, et le dihydroperoxyde ainsi obtenu est converti en le dihydroxy-2,6 naphtalène par décomposition acide [on se reportera aux Demandes de Brevets Japonais Mises à la Disposition du Public l'échelle industrielle. On connaît encore un procédé de conversion des 15 carbinols aromatiques représentés par la formule: CH Ar-C - OH CH3 (dans laquelle Ar représente un noyau aromatique) en un composé représenté par la formule: Ar-OH. Autrement dit, le carbinol aromatique est oxydé par le peroxyde d'hydro25 gène, dans un solvant, en présence d'un acide fort [par exemple, on se reportera à la Demande de Brevet Japonais Bise à la Disposition du Public (KOKAI) n' 52-5718 (1977), à la Publication du Brevet Japonais n' 35-7558 (1960), au Brevet Britannique n' 910 735, à l'article de TSUNODA et KATO, J. Chem. Soc. Japon, L0 (7>, 689/1959 et à l'article de M.S. KHARASCH et al., J. Org. Chem., 15, 743 Cependant, les exemples décrits dans la littérature concernent des procédés pour convertir l'hydroxy-2 propyl-2 benzène, le p-di l'hydroperoxyde de p-(hydroxy-2 propyl-2>-a,a'-diméthyl- benzyle et similaires, dans le phénol ou l'hydroquinone, et l'on n'a pas décritdans la littérature de procédé pour convertir le groupe hydroxy-2 propyle-2 qui est directement lié au noyau naphtalène en le groupe hydroxyle. A ce propos, même dans le cas o le di (4) la vitesse de réaction est faible. Ces faits sont considérés comme provenant de la différence substantielle des propriétés physiques et chimiques entre le dihydroxy-2,6 naphtalène, qui est un 20 dérivé du naphtalène, et les carbinols décrits dans la littérature, qui sont des dérivés du benzène. Dans ces conditions, comme résultat de l'étude effectuée par les présents inventeurs sur un procédé réalisable à l'échelle industrielle pour la production du 25 dihydroxy-2,6 naphtalène, il a été découvert que le dihydroxy-2,6 naphtalène, représenté par la formule suivante (III>, peut être avantageusement produit par l'utilisation du 2,6-DHPN, représenté par la formule suivante (II) et dérivant du diisopropyl-2,6 naphtalène, représenté par la 30 formule suivante (I), que l'on trouve facilement dans le commerce, comme matière de départ, à savoir que, par l'oxydation du 2,6-DHPN dans des conditions spécifiques, le dihydroxy-2,6 naphtalène de la formule CH3 3 'CH Hic C CH3 H3CH3 { - C C -OH ( II H3C 3 1 H /H(III)\ H O\I/1 Ainsi, le but de la présente invention est de proposer un procédé pour produire avantageusement et industriellement le dihydroxy-2,6 naphtalène, qui est utile comme matière première pour produire le polymère dit cristal 20 liquide, qui présente une aptitude à la formation de cristaux liquides. Conformément à la présente invention, on propose un procédé pour la production du dihydroxy-2,6 naphtalène, ledit procédé comprenant l'étape qui consiste à oxyder le 25 di(hydroxy-2 propyl-2>-2,6 naphtalène, par le peroxyde d'hydrogène, dans l'acétonitrile, le dioxanne-1,4, ou un mélange des deux, en présence d'un acide minéral en une quantité en poids non inférieure à 0,001 fois et inférieure à 0,1 fois, la quantité du di(hydroxy-2 propyl-2)-2,6 30 naphtalène. La caractéristique de la présente invention réside dans la production du dihydroxy-2,6 naphtalène par l'oxydation du 2,6-DHPN de la formule acide minéral. Le composé 2,6-DHPN, représenté par la formule (II), qui est utilisé comme substance de départ dans la présente invention, est facilement disponible par l'application d'une méthode connue pour la production du diméthyl5 phénylcarbinol à partir du cumène, au diisopropyl-2,6 naphtalène. Conformément à la présente invention, dans l'oxydation de la substance de départ, le 2,6-DHPN, pour le convertir en le dihydroxy-2,6 naphtalène, il convient d'utiliser l'acétonitrile, le dioxanne-l,4 ou un solvant mixte des deux, en tant que solvant pour la réaction, en une quantité en volume allant de 7 à 25 fois le poids de la substance de-départ Bien que les présents inventeurs aient proposé précédemment que l'oxydation du 2,6-DHPN soit effectuée dans le solvant pour la réaction [on se reportera à la Demande de Brevet Japonais n' 60-123 819 l'incapacité de contrôler la température de réaction. La présente invention apporte une solution à ce problème en décrivant que, par la réduction de la quantité de l'acide minéral qui est ajouté au système réactionnel, à 25 une plage limitée de façon spécifique et par l'augmentation de la concentration en peroxyde d'hydrogène qui est utilisé pour l'oxydation, ainsi que par l'utilisation du solvant de réaction mentionné ci-dessus, le contrôle de la température de réaction est possible. Ainsi, selon la présente invention, l'oxydation de la substance de départ, soit le 2,6-DHPN, est effectuée par l'addition d'une quantité en poids de l'acide minéral non inférieure à 0,001 fois et inférieure à 0,1 fois, de préférence de 0,005 à 0,05 fois la quantité de 2,6-DHPN, et 35 d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène d'une concentration non inférieure à 60% en poids, à une solution de 2,6-DHPN dans l'acétonitrile, le dioxanne-1,4 ou un mélange des deux, et par une telle opération, la température de réaction est contrôlée à une valeur température préférée, ce qui permet de convertir le 2,6-DHPN rapidement en le dihydroxy-2,6 naphtalène. En tant qu'acide minéral, l'acide sulfurique et l'acide perchlorique peuvent être utilisés, et l'acide minéral est ajouté goutte à goutte, conjointement avec le peroxyde d'hydrogène, dans la solution de 2,6-DHPN. Dans le 10 cas o la quantité en poids de l'acide minéral aJouté est inférieure à 0,001 fois, la réaction n'est pas achevée, et, par ailleurs, dans le cas o la quantité en poids dudit acide est supérieure à 0,1 fois, la sélectivité devient médiocre et la coloration du produit est provoquée. De plus, il est préférable d'utiliser le peroxyde d'hydrogène en une quantité allant de 2 à 3 fois en moles par rapport à la substance de départ. Dans le cas o la quantité utilisée est trop faible, le taux de conversion de la substance de départ est médiocre, et, par ailleurs, dans 20 le cas o le quantité utilisée est trop importante, la coloration du produit devient notable. En ajoutant l'acide minéral et le peroxyde d'hydrogène à la substance de départ, il est préférable de mélanger l'acide minéral et le peroxyde d'hydrogène et, ensuite, de faire tomber goutte à goutte le mélange ainsi formé sur la substance de départ, ou bien, après avoir laissé tomber goutte à goutte le peroxyde d'hydrogène sur la substance de départ, il est préférable de faire tomber goutte à goutte l'acide minéral sur celle-ci. Dans le cas o l'acide minéral est aJouté à l'avance, une oléfine est formée par déshydratation de la substance de départ et l'oléfine réagit ultérieurement pour provoquer la réduction dans la production du composé visé, et, en conséquence, une telle opération n'est pas 35 souhaitable. La température de réaction dans la présente invention est, de préférence, non inférieure à 60'C et non supérieure au point d'ébullition de la solution, et, bien que le temps de réaction dépende de la température de réaction, la réaction est achevée habituellement en l'espace de 30 minutes. Après que la réaction ait été achevée, par exemple, une solution saline saturée aqueuse est ajoutée au mélange réactionnel ainsi obtenu, ce par quoi la couche 10 organique est séparée. Ensuite, la couche organique est lavée avec une solution saline saturée aqueuse et le solvant est éliminé par distillation de la couche organique, pour obtenir le dihydroxy-2,6 naphtalène brut. En recristallisant le dihydroxy-2,6 naphtalène 15 brut ainsi obtenu dans un solvant approprié, par exemple, dans l'acide acétique, il est possible d'obtenir le dihydroxy-2,6 naphtalène purifié. Conformément au procédé de la présente invention, il est possible de produire le dihydroxy-2,6 naphtalène qui 20 est utile comme matière première pour la production du polymère cristal liquide, avantageusement avec un rendement élevé, tel que cela est présenté dans les Exemples suivants, tout en utilisant comme matière de départ, le 2,6-DHPN qui est issu du diisopropyl-2,6 naphtalène que l'on peut fabriquer aisément et que l'on trouve facilement dans le commerce. En conséquence, le procédé de la présente invention est utile dans la production des polyesters aromatiques qui sont aptes à former des cristaux liquides. La présente invention est expliquée plus en déail 30 dans les Exemples suivants; cependant, il doit être entendu que le domaine de la présente invention n'est pas limité par ces Exemples. EXEMPLE 1 Dans 240 ml d'acétonitrile, 10,0 g ( 41 mmoles) de 2,6-DHPN ont été dissous à O'70C, et 4 ml d'une solution aqueuse à 70% de peroxyde d'hydrogène ont été ajoutés à la solution ainsi formée. Ensuite, une solution de 0,1 g d'acide sulfurique concentré dans 10 ml d'acétonitrile a été ajoutée au mélange ainsi formé, et on a fait réagir la totalité du mélange, sous agitation, pendant 20 minutes, dans un bain d'huile maintenu à 70'C. Après achèvement de 10 la réaction, une solution saline saturée aqueuse a été ajoutée au mélange réactionnel liquide et, après séparation de la couche d'acétonitrile, la couche d'acétonitrile ainsi obtenue a été lavée avec une solution saline saturée aqueuse Jusqu'à ce que la couche d'acétonitrile devienne neutre. Après séparation de la couche d'acétonitrile, le solvant a été éliminé par distillation de la couche d'acétonitrile et le résidu a été séché pour obtenir 6,6 g de dihydroxy-2,6 naphtalène brut PL La réaction a été effectuée de la même manière que dans l'Exemple 1, excepté que l'on a utilisé du dioxanne-1,4 à la place de l'acétonitrile de l'Exemple 1. En analysant de façon quantitative le mélange réactionnel ainsi obtenu par chromatographie liquide haute performance, on a constaté que l'on obtenait du dihydroxy-2,6 naphtalène (rendement: 99%). EXEMPLE COMPARATIF Dans 50 ml d'acétonitrile, on a mis en suspension ,1 g (41 mmoles) de 2,6DHPN, et, après avoir ajouté 10 ml d'une solution aqueuse à 31% de peroxyde d'hydrogène à la suspension ainsi formée, on a agité le mélange ainsi formé dans un bain d'huile maintenu à 30'C. Lors de l'addition d'une solution de 5 g d'acide sulfurique concentré dans 10 ml d'acétonitrile au mélange ainsi agité, le mélange est devenu transparent à un moment et, ensuite, il a commencé à devenir trouble, et bien que l'addition goutte à goutte de l'acide sulfurique dilué a été arrêtée, la température du mélange réactionnel s'est élevée de façon brusque sans que l'on puisse la contrôler et le mélange réactionnel a explosé. ll REVENDICATIONS i - Procédé pour la production du dihydroxy-2,6 naphtalène, caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape consistant à oxyder le di propyl)-2,6 naphtalène. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'acide minéral est l'acide sulfurique ou l'acide perchlorique. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on effectue l'oxydation du 15 di(hydroxy-2 propyl-2)-2,6 naphtalène en utilisant du peroxyde d'hydrogène en une quantité allant de 2 à 3 fois en moles la quantité du di 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on effectue l'oxydation du di l'acétonitrile ou le dioxanne-1,4. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, 25 caractérisé par le fait que l'on effectue l'oxydation du di(hydroxy-2 propyl-2)-2,6 naphtalène en présence de l'acide minéral en une quantité en poids de 0,005 à 0,05 fois la quantité du di(hydroxy-2 propyl-2)-2,6 naphtalène. 6 - Procédé selon l'une des revendications i à 5, 30 caractérisé par le fait que la concentration de la solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène n'est pas inférieure à 60% en poids.