(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
【化１】
0006501689.tif 000009
〔式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は相互に独立しており、水素原子、Ｃ１〜Ｃ８のアルキル基、フェニル基又はＣ１〜Ｃ８のアルキル基を有するフェニル基であり、Ｒ５，Ｒ６は、水素原子又はＣ１〜Ｃ８のアルキル基であり、Ｘは水素原子又はスルホン酸基、カルボン酸基、水酸基若しくはＣ１〜Ｃ８のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基若しくはナフチル基である〕であらわされるロイコ化合物を用いて、
１価又は２価の銅化合物と、ヘテロポリ酸の存在下において、
過酸化水素、有機ヒドロペルオキシ化合物、ペルカルボン酸から選ばれる少なくとも１つの酸化剤により酸化させることを特徴とする
【化２】
0006501689.tif 000010
〔式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は相互に独立しており、水素原子、Ｃ１〜Ｃ８のアルキル基、フェニル基又はＣ１〜Ｃ８のアルキル基を有するフェニル基であり、Ｒ５，Ｒ６は、水素原子又はＣ１〜Ｃ８のアルキル基であり、Ｘは水素原子又はスルホン酸基、カルボン酸基、水酸基若しくはＣ１〜Ｃ８のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基若しくはナフチル基である〕であらわされるジ−及びトリアリールメタン染料の製造方法。
【請求項２】
前記銅化合物が、酢酸銅、硫酸銅、炭酸銅、水酸化銅、塩化銅、硝酸銅、酸化銅から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載のジ−及びトリアリールメタン染料の製造方法。
【請求項３】
前記ヘテロポリ酸が、ケイタングステン酸、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングストモリブデン酸、リンバナドモリブデン酸から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のジ−及びトリアリールメタン染料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジアリール及びトリアリールメタン染料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工業上ロイコ化合物から酸化してジアリール及びトリアリールメタン系化合物の合成染料を製造するときにおいて、酸化触媒として酸化鉛や重クロム酸塩などの重金属が用いられてきた。
【０００３】
そして、ジアリール及びトリアリールメタン染料を製造するときにおいて、種々の酸化触媒、さらにはその補助剤を添加して製造する方法が検討されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ロイコ酸化合物からトリアリールメタン染料を製造するために、空気又は酸素を供給して加圧下で、置換基を有するベンゾキノン、バナジウム触媒、モリブデン酸塩触媒を用いる製造方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、ロイコ酸化合物からトリアリールメタン染料を製造するために、酸化剤として過酸化水素などを用い、酸素移動触媒として鉄などの重金属イオン及びテトラアザ［１４］アヌレン、ポルフィリン、フタロシアニンなどの包接化合物との錯体を用いる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平２−３０３４４号公報
【特許文献２】特開平６−２５５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来工業上用いられてきた酸化鉛や重クロム酸塩の酸化触媒は有害性が高く、土壌や地下水に混ざると生態系に影響しひいては人体に悪影響を及ぼすことから、それら酸化触媒が含まれる廃液の処理を厳重に管理していた。しかし高コストであった。一方、電子・電気機器における特定有害物質の使用制限を定めるＲｏＨＳ指令において、鉛、六価クロムが挙げられている。製造されたジアリール及びトリアリールメタン染料には鉛とかクロムが残留しており、ＲｏＨＳの規制をクリアした製品にするのは、技術的にも経済的にも非常に難しいのが現状である。
【０００８】
また、特許文献１に記載の製造方法では、酸化剤として空気中に含まれる酸素を用いており、反応の効率を向上させるために、大気圧より加圧した状態で反応をさせており、製造設備に耐圧性の反応釜、安全装置等を導入しなければならず安全性だけでなく費用も嵩むことから好ましくはなかった。また、大気圧下でも反応させられる旨も開示されているが、反応の効率が落ちる為により長くの反応時間が掛かり好ましくなく、現に実施例においてはいずれも加圧状態での反応しか挙げられていない。
【０００９】
さらに、特許文献２に記載の製造方法では、酸素移動触媒として金属錯体を用いているが、それら金属錯体は芳香族を含むなど複数のπ電子が非局在化している化合物であるため、製造されたジアリール及びトリアリールメタン染料との親和性が高く精密に精製するなどして金属錯体を除去しなければならないという課題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、鉛や六価クロムを使用せずにＲｏＨＳ指令にも対応することでき、大気圧下でも反応が進行し、さらに、精密な精製工程を経なくても製造することができる新規なジアリール及びトリアリールメタン染料の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
〔１〕すなわち、本発明は、
【化１】
0006501689.tif 000002
〔式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は相互に独立しており、水素原子、Ｃ１〜Ｃ８のアルキル基、フェニル基又はＣ１〜Ｃ８のアルキル基を有するフェニル基であり、Ｒ５，Ｒ６は、水素原子又はＣ１〜Ｃ８のアルキル基であり、Ｘは水素原子又はスルホン酸基、カルボン酸基、水酸基若しくはＣ１〜Ｃ８のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基若しくはナフチル基である〕であらわされるロイコ化合物を用いて、
１価又は２価の銅化合物と、ヘテロポリ酸の存在下において、
過酸化水素、有機ヒドロペルオキシ化合物、ペルカルボン酸から選ばれる少なくとも１つの酸化剤により酸化させることを特徴とする
【化２】
0006501689.tif 000003
〔式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は相互に独立しており、水素原子、Ｃ１〜Ｃ８のアルキル基、フェニル基又はＣ１〜Ｃ８のアルキル基を有するフェニル基であり、Ｒ５，Ｒ６は、水素原子又はＣ１〜Ｃ８のアルキル基であり、Ｘは水素原子又はスルホン酸基、カルボン酸基、水酸基若しくはＣ１〜Ｃ８のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基若しくはナフチル基である〕であらわされるジ−及びトリアリールメタン染料の製造方法である。
【００１２】
〔２〕そして、前記銅化合物が、酢酸銅、硫酸銅、炭酸銅、水酸化銅、塩化銅、硝酸銅、酸化銅から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする前記〔１〕に記載のジ−及びトリアリールメタン染料の製造方法である。
【００１３】
〔３〕そして、前記ヘテロポリ酸が、ケイタングステン酸、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングストモリブデン酸、リンバナドモリブデン酸から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする前記〔１〕又は前記〔２〕に記載のジ−及びトリアリールメタン染料の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、鉛や六価クロムを使用せずにＲｏＨＳ指令にも対応することでき、大気圧下でも反応が進行し、さらに、精密な精製工程を経なくても製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るジ−及びトリアリールメタン染料の製造方法に関する実施の形態について、詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するに好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨が明記されていない限り、この形態に限定されるものではない。また、数値範囲を表す表記は上限と下限を含むものである。
【００１６】
本発明で用いられる
【化１】
0006501689.tif 000004
〔式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は相互に独立しており、水素原子、Ｃ１〜Ｃ８のアルキル基、フェニル基又はＣ１〜Ｃ８のアルキル基を有するフェニル基であり、Ｒ５，Ｒ６は、水素原子又はＣ１〜Ｃ８のアルキル基であり、Ｘは水素原子又はスルホン酸基、カルボン酸基、水酸基若しくはＣ１〜Ｃ８のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基若しくはナフチル基である〕であらわされるロイコ化合物は、対応する酸化物の還元体であり、２個又は３個のアリール基を有するメタン化合物である。各置換基Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は相互に独立しており、それぞれ水素原子、直鎖又は分岐鎖を有する炭素数１〜８のアルキル基、フェニル基や、直鎖又は分岐鎖を有する炭素数１〜８のアルキル基により置換されたフェニル基である。各置換基Ｒ５，Ｒ６は、水素原子や、直鎖又は分岐鎖を有する炭素数１〜８のアルキル基である。そして、Ｘが水素原子であるとロイコ化合物はジアリールメタン染料であり、Ｘがスルホン酸基、カルボン酸基、水酸基若しくは直鎖又は分岐鎖を有する炭素数１〜８のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基、若しくはスルホン酸基、カルボン酸基、水酸基若しくは直鎖又は分岐鎖を有する炭素数１〜８のアルキル基で置換されていてもよいナフチル基であるとロイコ化合物はトアリールメタン染料である。ロイコ化合物としては、アシッドブルー１、アシッドブルー９、アシッドブルー３、キシレンシアノールＦＦなどの還元体が好ましい。
【００１７】
また、Ｘがスルホン酸基、カルボン酸基で置換されているフェニル基、若しくはスルホン酸基、カルボン酸基で置換されているナフチル基であるロイコ化合物は、そのままで製造に使用することもできるが、反応性を向上させるために、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどの塩基性化合物と攪拌混合して処理し、ｐＨが６〜８の中性付近となるようにあらかじめ調整しておくことが好ましい。
【００１８】
本発明で用いられる１価又は２価の銅化合物は、酸化反応を促進するために触媒である。銅化合物として、酢酸銅（ＩＩ）、硫酸銅（ＩＩ）、炭酸銅（ＩＩ）、水酸化銅（ＩＩ）、塩化銅（ＩＩ）、塩化銅（Ｉ）、硝酸銅（ＩＩ）、酸化銅（ＩＩ）、酸化銅（Ｉ）などから１種又は２種以上組み合わせて用いることが好ましい。なお、ＩやＩＩの数は銅の価数である。
【００１９】
銅化合物の配合量は、ロイコ化合物１モルに対して０．００５〜０．４モルとなる量が好ましく、０．０１〜０．３モルとなる量がより好ましい。銅化合物の配合量がこの範囲にあると、ロイコ化合物から酸化体であるジ−及びトリアリールメタン染料への反応が充分に進行する。
【００２０】
本発明で用いられるヘテロポリ酸は、タングステン、モリブデン、バナジウムなどのような金属からなるイソポリ酸骨格に対して、ケイ素、リン、ヒ素などのＰブロック元素などからなるヘテロ原子が挿入されたポリ酸であり、酸化反応を促進するための触媒である。ヘテロポリ酸として、ケイタングステン酸（Ｈ４［ＳｉＷ１２Ｏ４０］・ｎＨ２Ｏ；ｎはおおよそ３０）、リンタングステン酸（Ｈ３［ＰＷ１２Ｏ４０］・ｎＨ２Ｏ；ｎはおおよそ３０）、リンモリブデン酸（Ｈ３［ＰＭｏ１２Ｏ４０］・ｎＨ２Ｏ；ｎはおおよそ３０）、リンタングストモリブデン酸（Ｈ３［ＰＷ１２−ＸＭｏｘＯ４０］・ｎＨ２Ｏ；ｘは０より大きく１２未満、ｎはおおよそ３０）、リンバナドモリブデン酸（Ｈ１５−Ｘ［ＰＶ１２−ＸＭｏｘＯ４０］・ｎＨ２Ｏ；ｘは６より大きく１２未満、ｎはおおよそ３０）などから１種又は２種以上組み合わせて用いることが好ましい。
【００２１】
ヘテロポリ酸の配合量は、ロイコ化合物１モルに対して０．００５〜０．３モルとなる量が好ましく、０．０１〜０．２５モルとなる量がより好ましい。ヘテロポリ酸の配合量がこの範囲にあると、ロイコ化合物から酸化体であるジ−及びトリアリールメタン染料への反応が充分に進行する。
【００２２】
また、前記銅化合物及びヘテロポリ酸は、それぞれ単独で使用しただけでは反応性が充分ではないため、併用しなければならない。このとき、前記銅化合物及びヘテロポリ酸の配合割合としては、前記銅化合物／ヘテロポリ酸＝１００／１〜１／１０であることが好ましく、５／１〜１／１であることがより好ましい。前記銅化合物及びヘテロポリ酸の配合割合がこの範囲にあると、ロイコ化合物から酸化体であるジ−及びトリアリールメタン染料への反応が充分に進行する。
【００２３】
本発明で用いられる酸化剤は、分子内に不安定で放出し易い酸素原子を有する化合物であり、過酸化水素、有機ヒドロペルオキシ化合物、ペルカルボン酸から選ばれる少なくとも１つの化合物である。有機ヒドロペルオキシ化合物として、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、ジメチルジオキシラン、過酸化アセトン、メチルエチルケトンペルオキシド、ヘキサメチレントリペルオキシドジアミン、クメンヒドロペルオキシドなどからから１種又は２種以上組み合わせて用いることが好ましい。また、ペルカルボン酸として、過酢酸、メタクロロ過安息香酸などから１種又は２種以上組み合わせて用いることが好ましい。
【００２４】
酸化剤の配合量は、原料であるロイコ化合物のモル数以上のモル当量数であることが好ましく、ロイコ化合物１モルに対して２〜２０当量であることがより好ましく、ロイコ化合物１モルに対して５〜１０当量であることが最も好ましい。酸化剤の配合量がこの範囲にあると、ロイコ化合物を充分に酸化できる酸素原子を供給することができる。
【００２５】
反応溶媒としては、原材料の極性に応じて種々の溶媒を使用することができ、原材料となるロイコ化合物の極性が大きいときは、水や、メタノール、エタノールなどの炭素数１〜４の低級アルコールを用いることができ、原材料となるロイコ化合物の極性が小さいときは水やアルコールよりも極性の小さいメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、トルエンなどを使用することができる。また、反応溶媒の極性が小さいときには、４級アンモニウム塩などの相間移動触媒を使用することもできる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明に係るジ−及びトリアリールメタン染料の製造方法に関する実施例についてより具体的に説明する。
【００２７】
ロイコ化合物として、
【化３】
0006501689.tif 000005
に示されるロイコ化合物１を用いた。ロイコ化合物１は、試薬など市販品として入手することができる化合物である。
【００２８】
＜実施例１＞
１０ｍｌの二口フラスコに、ロイコ化合物１の重量２００ｍｇ（０．３０ｍｍｏｌ）に水、酸化銅（ＩＩ）４．７７ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）、ケイタングステン酸〔Ｈ４［ＳｉＷ１２Ｏ４０］・２６Ｈ２Ｏ〕９９．３１ｍｇ（０．０３０ｍｍｏｌ）、及び水１０．０ｍＬを混合し、攪拌しながら３０％過酸化水素水（１０モル当量）を添加して、反応溶液を１００℃まで加熱し１時間攪拌した。反応後、塩化ナトリウムを添加して、
【化４】
0006501689.tif 000006
【化５】
0006501689.tif 000007
に示されるトリアリールメタン２若しくはトリアリールメタン３、又はトリアリールメタン２及びトリアリールメタン３の混合物であるトリアリールメタン染料を得た。酸化銅（ＩＩ）は水に溶解しにくいので、塩析により容易にトリアリールメタン染料から分離することができる。
【００２９】
反応収率は、原材料であるロイコ酸１と目的物であるトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料を紫外−可視スペクトルを測定して得られた検量線を用いて求めた。すなわち、反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料を所定濃度に希釈した溶液を用いて、紫外−可視分光計（ジャスコエンジニアリング製、型番：Ｖ−５６０）を用いて６３９ｎｍにおける吸光度を測定し、濃度を逆算することにより、反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の生成量を算出して、反応率を求めた。この結果、反応収率は７５％であった。
【００３０】
＜実施例２＞
銅化合物として、酸化銅（Ｉ）８．５９ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様にして反応を行った。反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の反応収率は７４％であった。
【００３１】
＜実施例３＞
銅化合物として、酢酸銅（ＩＩ）１０．９ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）を用い、反応時間を２４時間とした以外は実施例１と同様にして反応を行った。反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の反応収率は６１％であった。
【００３２】
＜実施例４＞
銅化合物として、酢酸銅（ＩＩ）１０．９ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）を用い、反応時間を１２時間とした以外は実施例１と同様にして反応を行った。反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の反応収率は７０％であった。
【００３３】
＜実施例５＞
銅化合物として、酢酸銅（ＩＩ）１０．９ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様にして反応を行った。反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の反応収率は６０％であった。
【００３４】
＜実施例６＞
ヘテロポリ酸として、リンタングステン酸〔Ｈ３［ＰＷ１２Ｏ４０］・３０Ｈ２Ｏ〕１０２．６ｍｇ（０．０３０ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様にして反応を行った。反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の反応収率は６２％であった。
【００３５】
＜実施例７＞
ロイコ化合物１の重量１００ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）、ケイタングステン酸〔Ｈ４［ＳｉＷ１２Ｏ４０］・２６Ｈ２Ｏ〕９９．３１ｍｇ（０．０３０ｍｍｏｌ）を用いて、銅化合物として、硫酸銅（ＩＩ）１５．０ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）を用い、反応温度を６０℃、反応時間を２４時間とした以外は実施例１と同様にして反応を行った。反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の反応収率は２５％であった。
【００３６】
＜実施例８＞
ヘテロポリ酸として、リンモリブデン酸〔Ｈ３［ＰＭｏ１２Ｏ４０］・３０Ｈ２Ｏ〕７１．０ｍｇ（０．０３０ｍｍｏｌ）を用いて、銅化合物として、酢酸銅（ＩＩ）１５．０ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）を用い、反応温度を６０℃、反応時間を１２時間とした以外は実施例１と同様にして反応を行った。反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の反応収率は２８％であった。
【００３７】
＜比較例１＞
ヘテロポリ酸を使用しない以外は実施例１と同様にして反応を行った。反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の反応収率は検出できなかった。
【００３８】
＜比較例２＞
銅化合物を使用しない以外は実施例１と同様にして反応を行った。反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の反応収率は１５％であった。
【００３９】
＜比較例３＞
銅化合物として、酸化亜鉛４．８８ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様にして反応を行った。反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の反応収率は１１％であった。
【００４０】
＜比較例４＞
ロイコ化合物１の重量２００ｍｇ（０．３０ｍｍｏｌ）を用い、銅化合物の代わりとして、二酸化マンガン（ＩＶ）５．２１ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）を用いた以外は実施例１と同様にして反応を行った。反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の反応収率は５７％であった。
【００４１】
＜比較例５＞
銅化合物を使用せず、反応温度を６０℃、反応時間を２４時間とした以外は実施例１と同様にして反応を行った。反応により得られたトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料の反応収率は３％であった。
【００４２】
これらの結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
0006501689.tif 000008
【００４４】
表１の結果より、触媒としてヘテロポリ酸及び銅化合物を併用した場合は、反応温度１００℃ではいずれも反応収率６０％以上であり良好であったのに対して、ヘテロポリ酸のみ用いた場合、銅化合物のみ用いた場合、ヘテロポリ酸と銅化合物以外の金属触媒を用いた場合は、反応温度１００℃ではいずれも反応収率６０％未満であり不十分であった。また、反応温度が６０℃であると、１００℃のときよりも反応収率が下がる傾向にあるが、同温度で銅化合物を併用しない場合に比べると反応収率は大きいことが分かった。これらの結果より、ヘテロポリ酸及び銅化合物を併用することで実製造に応用し得る収率でトリアリールメタン２の塩からなるトリアリールメタン染料を得られることが分かった。