(57)【要約】  液晶表示素子などに用いられる光重合性化合物を、安価に、収率よく製造するための新規な製造方法及び新規な中間体化合物の提供。  式（Ａ）で表される化合物と式（Ｃ）とを、金属錫又は錫含有化合物の存在下に、酸性条件で反応させる（１）で表される化合物の製造方法、式（１）で表される化合物と式（Ｄ）で表される化合物とを、塩基存在下で反応させて、式（２−Ａ）で表される化合物の製造方法、及び式（１）で表される化合物や式（２−Ａ）で表される化合物等。［化１］2016072366.tif 000042（式中、ｎは１又は２を表し、Ｊ１、Ｊ２はハロゲン原子を表し、Ｒは炭素原子数１〜６のアルキル基を表し、Ｙ１は-SO2-R2を表し、Ｒは炭化水素基を表す。）
2016072366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（Ａ）で表される化合物と、下記式（Ｃ）で表される化合物とを、金属錫又は錫含有化合物の存在下に、酸性条件で反応させることを特徴とする式（１）で表される化合物の製造方法。
【化１】
2016072366.tif 000030
（式中、ｎは１又は２を表す。）
【化２】
2016072366.tif 000031
（式中、Ｊ１はハロゲン原子を表し、Ｒは炭素原子数１〜６のアルキル基を表す。）
【化３】
2016072366.tif 000032
（式中、ｎは上記の意味を表す。）
【請求項２】
下記式（１）で表される化合物と、下記式（Ｄ）で表される化合物とを、塩基存在下で反応させ、次いで、式（２）におけるＲ１がハロゲン原子の場合は、得られる反応生成物を金属ハロゲン化物と反応させる下記式（３）で表される化合物の製造方法。
【化４】
2016072366.tif 000033
（式中、ｎは１又は２を表す。）
【化５】
2016072366.tif 000034
（式中、Ｊ２はハロゲン原子を表し、Ｙ１は-SO2-R2を表し、R2は炭化水素基を表す。）
【化６】
2016072366.tif 000035
（式中、ｎは１又は２を表し、Ｒ１はＯＹ１、ハロゲン原子を表し、Ｙ１は-SO2-R2を表し、R2は炭化水素基を表す。）
【請求項３】
下記式（２）で表される化合物を、下記式（Ｅ）で表される化合物と反応させることによる、下記式（３）で表される化合物の製造方法。
【化７】
2016072366.tif 000036
（式中、ｎは１又は２を表し、Ｒ１はＯＹ１、塩素、臭素又はヨウ素を表し、Ｙ１は-SO2-R2を表し、R2は炭化水素基を表す。）
【化８】
2016072366.tif 000037
（式中、Ａｒ１は下記式（４）、（５）又は（６）で表される２価の基を表す。）
【化９】
2016072366.tif 000038
（式（４）、（５）及び（６）中、Ｘは、各々独立に、ハロゲン原子、炭素原子数１〜６のアルコキシ基、炭素原子数１〜６のハロアルキル基、炭素原子数１〜６のハロアルコキシ基及びシアノ基から選ばれる置換基を表し、ｍ１〜ｍ６は、各々独立に、０〜４の整数であり、ｍ7及びｍ８は、各々独立に、０〜３の整数であり、Ｘの数が２以上となる場合は、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい。）
【化１０】
2016072366.tif 000039
（式中、ｎ及びＡｒ１は上記の意味を表す。）
【請求項４】
下記式（１）で表される化合物。
【化１１】
2016072366.tif 000040
（式中、ｎは１又は２を表す。）
【請求項５】
下記式（２）で表される化合物。
【化１２】
2016072366.tif 000041
（式中、ｎは１又は２を表し、Ｒ１はＯＹ１、塩素、臭素又はヨウ素を表し、Ｙ１は-SO2-R2を表し、R2は炭化水素基を表す。）
【請求項６】
反応条件が、ｐＨが１〜２の酸性条件である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項７】
式（Ｃ）で表される化合物の使用量が、式(A)で表される化合物の１当量に対し、２．０〜２．５当量である、請求項１又は６に記載の製造方法。
【請求項８】
金属錫又は錫含有化合物の使用量が、式（Ａ）で表される化合物の１当量に対して、２〜４当量である、請求項１、６又は７に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブチロラクトン環を有する化合物の製造方法、及びそこで使用される新規な中間体化合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に対して垂直に配向している液晶分子を、電界によって応答させる方式（垂直配向（ＶＡ）方式ともいう）の液晶表示素子の中には、その製造過程において、液晶分子に電圧を印加しながら紫外線を照射する工程を含むものがある。
このような垂直配向方式の液晶表示素子では、あらかじめ液晶組成物中に光重合性化合物を添加し、ポリイミド等の垂直配向膜と共に用いて、液晶セルに電圧を印加しながら紫外線を照射することで、液晶の応答速度を速くするＰＳＡ（（Polymer sustained Alignment）型液晶ディスプレイ）が知られている。（特許文献１及び非特許文献１参照）【０００３】
通常、電界に応答した液晶分子の傾く方向は、基板上に設けられた突起や表示用電極に設けられたスリットなどによって制御されているが、液晶組成物中に光重合性化合物を添加し、液晶セルに電圧を印加しながら紫外線を照射することにより、液晶分子の傾いていた方向が記憶されたポリマー構造物が液晶配向膜上に形成されるので、突起やスリットのみで液晶分子の傾き方向を制御する方法と比べて、液晶表示素子の応答速度が速くなるといわれている。
また、光重合性化合物を液晶組成物中ではなく液晶配向膜中に添加することによっても、液晶表示素子の応答速度が速くなることが報告されている（ＳＣ−ＰＶＡ型液晶ディスプレイ）（非特許文献２参照）。
上記の添加光重合性化合物としては、幾つかの重合性化合物が知られている（特許文献２〜６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本特開２００３−３０７７２０号公報
【特許文献２】日本特開２００８−２３９８７３号公報
【特許文献３】日本特開２０１１−８４４７７号公報
【特許文献４】日本特開２０１２−２４０９４５号公報
【特許文献５】日本特表２０１３−５０９４５７号公報
【特許文献６】英国特許出願公開ＧＢ２２９７５４９Ａ号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】K.Hanaoka,SID 04 DIGEST、P.1200-1202
【非特許文献２】K.H Y.-J.Lee,SID 09 DIGEST、P.666-668
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光重合性化合物は、従来、高価な化合物を原料として製造されてきた。そのため、コスト削減が要求される電子機器の原料としては、その供給性に課題があった。そこで、光重合性化合物を安価に製造しうる、新規な製造方法が求められている。【０００７】
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解決することにある。
具体的には、本発明の目的は、液晶表示素子に用いられる光重合性化合物を、安価に、収率よく製造するための新規な製造方法及び新規な中間体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、ヒドロキシアルキル基で置換されたγ−ブチロラクトン化合物を中間体として用いることにより、ヒドロキシフェニル基及びヒドロキシナフチル基から選ばれる高価な原料を最終工程に用いることが可能となると考え、検討を重ねた。
その結果、当該中間体が、安価な不飽和へテロ環化合物から１段階で収率よく得られるとともに、当該中間体の保存安定性も良いことから、工業的にも極めて有利であることを見いだした。また、当該中間体を用いて、液晶表示素子において有用な光重合性化合物を製造しうることを見いだした。【０００９】
本発明はかかる知見に基づくもので、以下の要旨を有する。
１．下記式（Ａ）で表される化合物と、下記式（Ｃ）で表される化合物とを金属錫又は錫含有化合物の存在下に、酸性条件で反応させることを特徴とする式（１）で表される化合物の製造方法。
【化１】
2016072366.tif 000003
（式中、ｎは１又は２を表す。）
【化２】
2016072366.tif 000004
（式中、Ｊ１はハロゲン原子を表し、Ｒは炭素原子数１〜６のアルキル基を表す。）
【化３】
2016072366.tif 000005
（式中、ｎは上記の意味を表す。）【００１０】
２．下記式（１）で表される化合物と、下記式（Ｄ）で表される化合物とを、塩基存在下で反応させ、次いで、式（２）におけるＲ１がハロゲン原子の場合は、得られる反応生成物を金属ハロゲン化物と反応させる下記式（３）で表される化合物の製造方法。
【化４】
2016072366.tif 000006
（式中、ｎは１又は２を表す。）
【化５】
2016072366.tif 000007
（式中、Ｊ２はハロゲン原子を表し、Ｙ１は-SO2-R2を表し、R2は炭化水素基を表す。）
【化６】
2016072366.tif 000008
（式中、ｎは１又は２を表し、Ｒ１はＯＹ１、ハロゲン原子を表し、Ｙ１は-SO2-R2を表し、R2は炭化水素基を表す。）【００１１】
３．下記式（２）で表される化合物を、下記式（Ｅ）で表される化合物と反応させることによる、下記式（３）で表される化合物の製造方法。
【化７】
2016072366.tif 000009
（式中、ｎは１又は２を表し、Ｒ１はＯＹ１、塩素、臭素又はヨウ素を表し、Ｙ１は-SO2-R2を表し、R2は炭化水素基を表す。）
【化８】
2016072366.tif 000010
（式中、Ａｒ１は下記式（４）、（５）又は（６）で表される２価の基である。）
【化９】
2016072366.tif 000011
【００１２】
（式（４）、（５）又は（６）中、Ｘは、各々独立に、ハロゲン原子、炭素原子数１〜６のアルコキシ基、炭素原子数１〜６のハロアルキル基、炭素原子数１〜６のハロアルコキシ基及びシアノ基から選ばれる置換基を表し、ｍ１〜ｍ６は、各々独立に、０〜４の整数であり、ｍ7及びｍ８は、各々独立に、０〜３の整数であり、Ｘの数が２以上となる場合は、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい。）
【化１０】
2016072366.tif 000012
（式中、ｎ及びＡｒ１は上記の意味を表す。）【００１３】
４．下記式（１）で表される化合物。
【化１１】
2016072366.tif 000013
（式中、ｎは１又は２を表す。）【００１４】
５．下記式（２）で表される化合物。
【化１２】
2016072366.tif 000014
（式中、ｎは１又は２を表し、Ｒ１はＯＹ１、塩素、臭素又はヨウ素を表し、Ｙ１は-SO2-R2を表し、R2は炭化水素基を表す。）
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ハロゲン置換基を少なくとも１つ有する芳香族環を有する二価の有機基と、２個のα−メチレン−γ−ブチロラクトン基を有する式（３）で表される化合物を、安価に、収率よく製造するための新規な製造方法、及び該製造方法などに使用される、式（１）で表される化合物、及び式（２）で表される化合物の新規な中間体化合物が提供される。
本発明の製造方法で得られる式（３）で表される化合物は、液晶表示素子における重合性化合物として、特に、液晶配向膜材料に添加される重合性化合物として用いた場合には、高い配向固定化能力を有し、且つ、ワニス中での保存安定性が向上し、さらには液晶への溶解性が向上する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜式（１）で表される化合物＞
本発明は、下記スキームで表されるとおり、下記式（Ａ）で表される不飽和ヘテロ環化合物と、下記式（Ｃ）で表される化合物とを金属錫又は錫含有化合物の存在下に酸性条件で反応させることによる、式（１）で表される化合物の製造方法である。
【００１７】
【化１３】
2016072366.tif 000015
式中、ｎは０又は１を表し、Ｊ１はハロゲン原子を表し、Ｒは炭素原子数が１〜６のアルキル基を表す。
Ｊ１は、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素又は臭素が好ましい。
Ｒとしては、炭素原子数が１〜５のアルキル基が好ましく、直鎖状でも分岐状でもよいが、直鎖状が好ましい。特に、メチル基又はエチル基が好ましい。
【００１８】
式（Ａ）で表される化合物は、公知化合物であり、商業的に入手することが可能である。式（Ｃ）で表される化合物も公知化合物であり、商業的に入手することが可能である。
【００１９】
金属錫又は錫含有化合物の例としては、錫粉末、無水塩化錫、塩化錫二水和物、塩化錫五水和物などの錫系化合物が使用できる。特に、無水塩化錫又は塩化錫二水和物が好ましい。
【００２０】
酸としては、塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸水溶液、Ａｍｂｅｒｌｙｓｔ １５などの酸性樹脂、p-トルエンスルホン酸、酢酸、蟻酸などの有機酸が使用できる。特に塩酸、硫酸又は酢酸が好ましい。
【００２１】
上記化合物（Ｃ）である、アクリル酸誘導体としては、２-(クロロメチル)アクリル酸、２-(クロロメチル)アクリル酸メチル、２-(クロロメチル)アクリル酸エチル、２-(ブロモメチル)アクリル酸、２-(ブロモメチル)アクリル酸メチル、２-(ブロモメチル)アクリル酸エチルなどが好ましく、特に、２-(ブロモメチル)アクリル酸又は２-(ブロモメチル)アクリル酸エチルが好ましい。
【００２２】
化合物（Ｃ）の使用量は、式（Ａ）で表される化合物である、不飽和ヘテロ環化合物の１当量に対して、１．０〜１．２当量が好ましく、１．１〜１．２当量がより好ましい。
【００２３】
上記反応は酸性条件で行なわれ、反応におけるｐＨが、好ましくは１〜３、より好ましくは１〜２で行なわれる。
【００２４】
上記反応は、溶媒の使用が好ましく、安定で不活性であり、反応を妨げない溶媒が好ましい。例えば、水、エーテル類（Ｅｔ２Ｏ、 ｉ−Ｐｒ２Ｏ）、 ＴＢＭＥ（ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル）、 ＣＰＭＥ（シクロペンチルメチルエーテル）、 テトラヒドロフラン、 ジオキサンなど）が使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、１種単独でも、２種以上混合しても用いることができる。好ましくは、テトラヒドロフラン又は水である。
【００２５】
反応温度は、特に限定されないが、通常、０〜１００℃、好ましくは２０〜７０℃である。
反応時間は、通常、１〜１００時間、好ましくは１〜１２時間である。
【００２６】
上記のようにして得られる化合物（１）である、α−メチレン−γ−ブチロラクトン化合物は、反応後に、反応液に塩基を加えて過剰の酸を除去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどで精製することにより高純度化することができる。
【００２７】
精製に使用されるシリカゲルカラムクロマトグラフィーに用いる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン、トルエンなどの炭化水素類；クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサンなどのエーテル類；酢酸エチルなどのエステル類；これらの混溶液；などが挙げられる。好ましくは、酢酸エチルなどのエステル類とヘキサン又はヘプタンなどの炭化水素類との混合液である。
【００２８】
＜式（２）で表される化合物＞
上記で得られた式（１）で表される化合物と、式（Ｄ）で表される化合物とを、塩基存在下で反応させ、次いで、式（２）におけるＲ１がハロゲン原子の場合は、得られる反応生成物を金属ハロゲン化物と反応させることにより、式（３）で表される化合物が製造される。
【化１４】
2016072366.tif 000016
（式中、Ｊ２はハロゲン原子を表し、Ｙ１は-SO2-R2を表し、R2は炭化水素基を表す。）
【００２９】
【化１５】
2016072366.tif 000017
（式中、ｎは１又は２を表し、Ｒ１はＯＹ１、ハロゲン原子を表し、Ｙ１は-SO2-R2を表し、R2は炭化水素基を表す。）
【００３０】
以下にこれについて説明すると、上記で得られた式（１）で表される化合物の有するヒドロキシ基は、下記スキームに示すように、式（Ｄ）で表される化合物であるスルホン酸ハロゲン化物と反応させることにより、脱離基に変換することができる。
【化１６】
2016072366.tif 000018
式中、ｎは前記と同じ意味を表し、Ｊ２はハロゲン原子を表し、Ｙ１は-ＳＯ２-Ｒ２を表し、Ｒ２は炭化水素基を表す。Ｊ２としては、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
【００３１】
Ｒ２における炭化水素基としては、直鎖状又は分岐状のＣ１-１２アルキル基、Ｃ３-１２シクロアルキル基、Ｃ２-１２ハロアルキル基、Ｒａで置換されていてもよいベンジル基又はＲａで置換されていてもよいフェニル基が挙げられる。
Ｒａとしては、ハロゲン、Ｃ1-6アルキル基、Ｃ1-6ハロアルキル基、Ｃ3-6シクロアルキル基、Ｃ1-6アルコキシ基、Ｃ1-6アルコキシＣ1-6アルキル基、Ｃ1-6ハロアルコキシ基、ＮＯ２、ＣＮ、ホルミル基、及びフェニル基から選ばれる置換基が挙げられる。好ましくはメチル基又はエチル基である。
【００３２】
化合物（１）と化合物（Ｄ）との反応は、塩基の存在下で行うことが好ましい。塩基は、化合物（１）に対して、好ましくは１．２〜１０当量、より好ましくは１．２〜３当量使用される。
塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、水素化ナトリウム等の無機塩基類；ピリジン、４−ジメチルアミノピリジン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン等の有機塩基類；等が挙げられる。中でも、４−ジメチルアミノピリジン、ピリジン、トリエチルアミン等の塩基類が使用できる。好ましくは、ピリジン又はトリエチルアミンである。
【００３３】
上記反応においては、溶媒の使用が好ましく、安定で不活性であり、反応を妨げない溶媒が用いられる。例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類；非プロトン性極性有機溶媒（ＤＭＦ, ＤＭＳＯ, ＤＭＡｃ, ＮＭＰなど）；エーテル類（Ｅｔ２Ｏ, ｉ−Ｐｒ２Ｏ, ＴＢＭＥ, ＣＰＭＥ, テトラヒドロフラン, ジオキサンなど）；芳香族炭化水素類（ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど）；ハロゲン系炭化水素類（クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど）；低級脂肪酸エステル類（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等）；などが使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、１種単独でも、２種以上混合しても用いることができる。好ましくは、テトラヒドロフランである。
【００３４】
反応温度は、特に限定されないが、通常、０〜１００℃であり、好ましくは４０〜７０℃である。反応時間は、通常、１〜１００時間であり、好ましくは１〜１２時間である。
【００３５】
上記で得られた化合物（２−Ａ）は、反応後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどで精製することにより高純度化することができる。
【００３６】
シリカゲルカラムクロマトグラフィーに用いる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン、トルエンなどの炭化水素類；クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサンなどのエーテル類；酢酸エチルなどのエステル類；これらの混溶液；などが挙げられ、好ましくは、酢酸エチルなどのエステル類とヘキサン又はヘプタンなどの炭化水素類との混合液である。
【００３７】
式（２）におけるＲ１がハロゲン原子である式（２）の化合物を得る場合には、上記で得られた式（２−Ａ）で表される化合物を、好ましくは溶媒中、金属ハロゲン化物と反応させることにより、―ＯＹ１をハロゲンに変換した、式（２−Ｂ）で表される化合物を得ることができる。
【化１７】
2016072366.tif 000019
（式中、Ｊ３はハロゲン原子を表し、Ｙ１は前記の意味を表す。）
【００３８】
上記金属ハロゲン化物としては、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム等が使用できる。金属ハロゲン化物の使用量としては、化合物（２−Ａ）の１モルに対して、１〜２モルが好ましく、１〜１．２モルがさらに好ましい。
【００３９】
この反応の溶媒としては、反応条件下に安定であり不活性で、反応を妨げない溶媒が用いられる。例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類；非プロトン性極性有機溶媒（ＤＭＦ, ＤＭＳＯ, ＤＭＡｃ, ＮＭＰなど）；エーテル類（Ｅｔ２Ｏ, ｉ−Ｐｒ２Ｏ, ＴＢＭＥ, ＣＰＭＥ, テトラヒドロフラン, ジオキサンなど）；芳香族炭化水素類（ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど）；ハロゲン系炭化水素類（クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど）；低級脂肪酸エステル類（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等）；などが使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、１種単独でも、２種以上混合しても用いることができる。好ましくは、アセトンである。
【００４０】
反応温度は、特に限定されないが、通常、０〜１００℃であり、好ましくは３０〜４５℃である。反応時間は、通常、１〜１００時間であり、好ましくは１〜１２時間である。
【００４１】
上記のようにして式（２−Ｂ）で表される化合物は、反応後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどで精製することにより高純度化することができる。
【００４２】
上記の化合物（２−Ａ）から化合物（２−Ｂ）を得る反応において、フェノール性水酸基との反応が特に純度良く進行するという点で、化合物（２−Ａ）におけるＯＹ１におけるＹ１が-ＳＯ２-Ｒ２であり、Ｒ２が上記Ｒａで置換されていてもよいフェニル基である化合物が好ましい。
【００４３】
＜式（３）で表される化合物＞
上記で得られた式（２）で表される化合物は、下記のスキームに示すように、式（Ｅ）で表されるフェノール性水酸基を有する芳香族化合物と、塩基の存在下で反応させることにより、式（３）で表される重合性化合物を得ることができる。
【００４４】
【化１８】
2016072366.tif 000020
【００４５】
上記式中、Ａｒ1は、下記式（４）、（５）又は（６）で表される２価の基である。式（４）、（５）又は（６）中、Ｘは、各々独立に、ハロゲン原子、炭素原子数１〜６のアルコキシ基、炭素原子数１〜６のハロアルキル基、炭素原子数１〜６のハロアルコキシ基及びシアノ基から選ばれる置換基を表し、ｍ１〜ｍ６は、各々独立に、０〜４の整数であり、ｍ7及びｍ８は、各々独立に、０〜３の整数であり、Ｘの数が２以上となる場合は、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素等が挙げられる。
Ｘとしては、メトキシ基、トリフルオロメチル基、トリフロオロメトキシ基等が好ましい。ｍ１〜ｍ６は、０〜１が好ましい。ｍ7、ｍ８は、０〜１が好ましい。
【００４６】
【化１９】
2016072366.tif 000021
【００４７】
塩基としては、水素化ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、燐酸ナトリウム、燐酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウムなどの無機塩基などが使用できる。好ましくは、炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムである。
【００４８】
反応速度を促進する目的で、更に添加剤を使用することができる。添加剤としては、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、第４級アンモニウム塩、クラウンエーテルなどが使用できる。
【００４９】
上記反応においては、溶媒の使用が好ましく、安定で、不活性な、反応を妨げない溶媒が用いられる。例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類；非プロトン性極性有機溶媒（ＤＭＦ, ＤＭＳＯ, ＤＭＡｃ, ＮＭＰなど）；エーテル類（Ｅｔ２Ｏ, ｉ−Ｐｒ２Ｏ, ＴＢＭＥ, ＣＰＭＥ, テトラヒドロフラン, ジオキサンなど）、芳香族炭化水素類（ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど）；ハロゲン系炭化水素類（クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど）；低級脂肪酸エステル類（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等）；ニトリル類（アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等）；などが使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、１種単独でも、２種以上混合しても用いることができる。好ましくは、非プロトン性極性有機溶媒（ＤＭＦ, ＤＭＳＯ, ＤＭＡｃ, ＮＭＰなど）である。
【００５０】
反応温度は、特に限定されないが、通常４０〜２００℃であり、好ましくは４０〜１５０℃である。反応時間は、通常、２０〜１００時間であり、好ましくは２０〜６０時間である。
【００５１】
上記のようにして得られた化合物（３）は、反応後にスラリー洗浄、再結晶、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどで精製することにより高純度化することができる。
【００５２】
洗浄に用いる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン、トルエンなどの炭化水素類；クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサンなどのエーテル類；酢酸エチルなどのエステル類、アセトン又はメチルエチルケトンなどのケトン類、メタノール又はエタノール、２−プロパノール等のアルコール類；これらの混合物；などが挙げられる。好ましくは、メタノール、エタノール、２−プロパノール等のアルコール類である。
【００５３】
再結晶に用いる溶媒としては、化合物（３）が加熱時に溶解し、冷却時に析出すれば特に限定されない。例えば、ヘキサン、ヘプタン、トルエンなどの炭化水素類；クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサンなどのエーテル類；酢酸エチルなどのエステル類；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類；メタノール、エタノール、２−プロパノール等のアルコール類；これらの混合物；などが挙げられる。好ましくは、テトラヒドロフラン、トルエン、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ヘキサン、ヘプタン又はこれらの混合物である。
【００５４】
＜式（Ｅ）で表される化合物＞
原料である式（Ｅ）で表される化合物は、市販品の入手も可能であるが、下記に示すように、ハロゲン化アリール［２−Ａ］と有機金属試薬［３−Ａ］とを、塩基の存在下に、金属触媒を用いるクロスカップリング反応（鈴木-宮浦反応）させることにより得ることができる。
【００５５】
【化２０】
2016072366.tif 000022
【００５６】
上記式中、Ｘ、ｍ１及びｍ２は前記の意味を表し、ＨａｌはＢｒ、Ｉ又はＯＴｆ（Ｔｆはパラトルエンスルホニル基）を表し、ＭはＢ（ＯＨ）２又は４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イルを表す。
【００５７】
上記クロスカップリング反応に用いるハロゲン化アリール［２−Ａ］とボロン酸誘導体［３−Ａ］の使用量は特に限定されないが、ハロゲン化アリール［２−Ａ］１当量に対して、ボロン酸誘導体［３−Ａ］を１．０〜１．５当量使用することが好ましい。また、ボロン酸誘導体［３−Ａ］１当量に対して、ハロゲン化アリール［２−Ａ］を１．０〜１．５当量使用してもよい。
【００５８】
上記カップリング反応応で用いられる金属触媒としては、金属錯体と配位子とを使用することが好ましいが、配位子なしでも反応が進行する場合は、配位子を用いなくてもよい。金属錯体としては、種々の構造のものを用いることができるが、パラジウム錯体やニッケル錯体が好ましく使用される。金属錯体としては、低原子価のパラジウム錯体又はニッケル錯体を用いることが好ましく、特に３級ホスフィンや３級ホスファイトを配位子とするゼロ価錯体が好ましい。また、反応系中で容易にゼロ価錯体に変換される適当な前駆体を用いることもできる。
【００５９】
さらに、反応系中で、３級ホスフィンや３級ホスファイトを配位子として含まない錯体と、３級ホスフィンや３級ホスファイトとを混合し、３級ホスフィンや３級ホスファイトを配位子とする低原子価錯体を発生させることもできる。３級ホスフィン又は３級ホスファイトとしては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ-o-トリルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、フェニルジメチルホスフィン、1,2-ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン、1,3-ビス（ジフェニルホスフィノ）プロパン、1,4-ビス（ジフェニルホスフィノ）ブタン、1,1’-ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスファイト等が挙げられる。これらの配位子の２種以上を混合して含む錯体も好適に用いられる。
【００６０】
金属触媒としては、３級ホスフィンや３級ホスファイトを含まないパラジウム錯体やニッケル錯体、及び３級ホスフィンや３級ホスファイトを含む錯体と、前記した配位子と、を組み合わせて用いることも好ましい態様である。組み合わせて用いられる、上記３級ホスフィンや３級ホスファイトを含まないパラジウム錯体やニッケル錯体としては、ビス（ベンジリデンアセトン）パラジウム、トリス（ベンジリデンアセトン）ジパラジウム、ビス（アセトニトリル）ジクロロパラジウム、ビス（ベンゾニトリル）ジクロロパラジウム、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、塩化パラジウム-アセトニトリル錯体、パラジウム−活性炭、塩化ニッケル、ヨウ化ニッケル等が挙げられる。また、上記３級ホスフィンや３級ホスファイトを含む錯体としては、ジメチルビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム、ジメチルビス（ジフェニルメチルホスフィン）パラジウム、（エチレン）ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム、ビス（トリフェニルホスフィン）ジクロロパラジウム、[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ニッケル(ＩＩ)ジクロリド、[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ニッケル(ＩＩ)ジクロリド等が挙げられる。これらは、上記したものに限定されるものではない。
これらパラジウム錯体及びニッケル錯体の使用量は、いわゆる触媒量で良く、一般的には、基質に対して20モル%以下で十分であり、通常１０モル％以下である。
【００６１】
塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、燐酸ナトリウム、燐酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウムなどの無機塩基；メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、キノリン、コリジンなどのアミン類；酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウム；なども使用できる。
【００６２】
上記反応においては、溶媒の使用が好ましく、安定で、不活性な、反応を妨げない溶媒が用いられる。例えば、水、アルコール類、アミン類、非プロトン性極性有機溶媒（ＤＭＦ, ＤＭＳＯ, ＤＭＡｃ, ＮＭＰなど）、エーテル類（Ｅｔ２Ｏ, ｉ−Ｐｒ２Ｏ, ＴＢＭＥ, ＣＰＭＥ, テトラヒドロフラン, ジオキサンなど）、脂肪族炭化水素類（ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど）、芳香族炭化水素類（ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど）、ハロゲン系炭化水素類（クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど）、低級脂肪酸エステル類（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等）、ニトリル類（アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等）などが使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができるが、上記溶媒は１種単独でも２種以上混合しても用いることができる。
【００６３】
反応温度は、特に限定されないが、通常、−９０〜２００℃であり、好ましくは−５０〜１５０℃、より好ましくは４０〜１２０℃である。反応時間は、通常、０．０５〜１００時間、好ましくは０．５〜４０時間であり、より好ましくは０．５〜２４時間である。
【００６４】
上記のようにして得られたビフェニル化合物［４−Ａ］は、反応後にスラリー洗浄、再結晶、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどで精製することにより、高純度化することができる。
【００６５】
スラリー洗浄に用いる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン、トルエンなどの炭化水素類；クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサンなどのエーテル類；酢酸エチルなどのエステル類；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類；アセトニトリル又、プロピオニトリル等のニトリル類；メタノール、エタノール、２−プロパノール等のアルコール類；これらの混合物；などが挙げられる。
【００６６】
再結晶に用いる溶媒としては、ビフェニル化合物［４−Ａ］が加熱時に溶解し、冷却時に析出すれば特に限定されない。例えば、ヘキサン、ヘプタン、トルエンなどの炭化水素類；クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサンなどのエーテル類；酢酸エチルなどのエステル類；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類；アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類；メタノール、エタノール、２−プロパノール等のアルコール類；これらの混合物；などが挙げられる。好ましくは、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、トルエン又はヘキサンである。このような方法により、各種の化合物（Ｅ）を製造することができる。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、これらの実施例によって本発明の解釈が限定されるものではない。なお、実施例にて採用した分析装置及び分析条件は、下記のとおりである。
ＨＰＬＣ分析
装置：ＬＣ−２０Ａシステム（島津製作所社製）
カラム：Ｉｎｅｒｔｓｉｌ  ＯＤＳ−３（４．６ｍｍΦ×２５０ｍｍ、ジーエルサイエンス社製）
検出器：ＵＶ検出（波長２２０ｎｍ）
溶離液：アセトニトリル／０．１ｗｔ％リン酸水溶液（３０／７０、ｖ／ｖ、０−１０ｍｉｎ）→（８０／２０、ｖ／ｖ、１５−２５ｍｉｎ）【００６８】
実施例１：
【化２１】
2016072366.tif 000023
【００６９】
ＴＨＦ(テトラヒドロフラン)（３００．０ｇ）、１Ｎ塩酸（３３．９ｇ）及びブロモメタクリル酸エチルエステル（７５．７ｇ、３９２ｍｍｏｌ）の混合溶液に、塩化第一スズ−２水和物（８８．５ｇ、３９２ｍｍｏｌ）を溶解した後、３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピラン（３０．０ｇ、３５７ｍｍｏｌ）を、２５−３０℃で３０分かけて滴下した。その後、６４℃まで昇温し、７時間撹拌して、５−（４−ヒドロキシブチル）−３−メチレンジヒドロフラン−２（３Ｈ）−オンを含む反応混合物を得た。【００７０】
次に、得られた反応液を２５℃まで冷却し、トリエチルアミン（１２０．０ｇ、１１８６ｍｍｏｌ）を加え、生成した白色の塩をろ過により除去した。続いて、得られたろ液を濃縮して、５−（４−ヒドロキシブチル）−３−メチレンジヒドロフラン−２（３Ｈ）−オンを得た。（５８．８ｇ、収率９６．９％）【００７１】
実施例２
【化２２】
2016072366.tif 000024
【００７２】
ＴＨＦ（３００．０ｇ）、１Ｎ塩酸（３３．９ｇ）及びブロモメタクリル酸エチルエステル（９０．９ｇ、４７１ｍｍｏｌ）の混合溶液に、塩化第一スズ−２水和物（１０６．２ｇ、４７１ｍｍｏｌ）を溶解した後、２，３−ジヒドロフラン（３０．０ｇ、４２８ｍｍｏｌ）を、２５−３０℃で３０分かけて滴下した。その後、６４℃まで昇温し、６時間撹拌して、５−（３−ヒドロキプロピル）−３−メチレンジヒドロフラン−２（３Ｈ）−オンを含む反応混合物を得た。
次に、得られた反応液を２５℃まで冷却し、トリエチルアミン（１４２．８ｇ、１４１１ｍｍｏｌ）を加え、生成した白色の塩をろ過により除去した。続いて、得られたろ液を濃縮して、５−（３−ヒドロキプロピル）−３−メチレンジヒドロフラン−２（３Ｈ）−オンを得た。（４３．５ｇ、収率６５．１％）【００７３】
実施例1で得られた化合物を出発原料として用いた際は、例えば、以下の化合物へ誘導することが可能である。下記式中、Ｍｓはメタンスルホニル基を、Ｉはヨウ素原子を、Ｔｓはｐ−トルエンスルホニル基をそれぞれ表す。【００７４】
【化２３】
2016072366.tif 000025
【００７５】
実施例３
【化２４】
2016072366.tif 000026
【００７６】
ＴＨＦ（３０３．５ｇ）、トリエチルアミン（２１．７ｇ、２１４ｍｍｏｌ）及び５−（４−ヒドロキシブチル）−３−メチレンジヒドロフラン−２（３Ｈ）−オン（３０．４ｇ、１７８ｍｍｏｌ）の混合溶液に、メタンスルホニルクロリド（２４．５ｇ、２１３ｍｍｏｌ）を、０℃で３０分かけて滴下した。その後、５時間撹拌して、４−（４−メチレン−５−オキソテトラヒドロフラン−２−イル）ブチルメタンスルホナートを含む反応混合物を得た。
次に、得られた反応液を２５℃まで昇温し、生成した白色の塩をろ過により除去した。続いて、得られたろ液を濃縮して、４−（４−メチレン−５−オキソテトラヒドロフラン−２−イル）ブチルメタンスルホナートを得た。（４１．１ｇ、収率９２．８％）【００７７】
実施例４：
【化２５】
2016072366.tif 000027
【００７８】
アセトン（１００．０ｇ）、ヨウ化ナトリウム（７．２ｇ、４８ｍｍｏｌ）及び４−（４−メチレン−５−オキソテトラヒドロフラン−２−イル）ブチルメタンスルホナート（１０．０ｇ、４０ｍｍｏｌ）を２５〜３０℃で混合して仕込み、４５℃で６時間撹拌して、５−（４−ヨードブチル）−３−メチレンジヒドロフラン−２（３Ｈ）−オンを含む反応混合物を得た。
次に、得られた反応混合物を濃縮し、酢酸エチル（１００．０ｇ）で希釈し、１０ｗｔ％亜硫酸ナトリウム水溶液（１００．０ｇ）で２回洗浄した。次いで、水（１００．０ｇ）で洗浄し、有機層を濃縮して、５−（４−ヨードブチル）−３−メチレンジヒドロフラン−２（３Ｈ）−オンを得た。（４１．１ｇ、収率７１．０％）【００７９】
実施例５：
【化２６】
2016072366.tif 000028
【００８０】
ｐ−トルエンスルホニルクロリド（３３．６ｇ、１７６ｍｍｏｌ）及びピリジン（２００．０ｇ）の混合溶液に、５−（４−ヒドロキシブチル）−３−メチレンジヒドロフラン−２（３Ｈ）−オン（２０．０ｇ、１１８ｍｍｏｌ）を、２０〜３０℃で１０分かけて滴下した。その後、２時間撹拌して、４−（４−メチレン−５−オキソテトラヒドロフラン−２−イル）ブチル−４−メチルベンゼンスルホナートを含む反応混合物を得た。
次に、得られた反応混合物に、ジエチルエーテル（２００．０ｇ）及び水（２００．０ｇ）を加えて水洗を行った後、水層を分離、廃棄した。その後、１Ｎ塩酸（２００．０ｇ）を加えて３回洗浄を行った後、有機層を濃縮して、４−（４−メチレン−５−オキソテトラヒドロフラン−２−イル）ブチル−４−メチルベンゼンスルホナートを得た。（１４．５ｇ、収率３８．０％）【００８１】
実施例５で得られた化合物を出発原料として用い、実施例６で示す反応により、下記化合物を合成した。
なお、実施例６で採用した分析装置及び分析条件は、検出器としてＵＶ検出（波長２６５ｎｍ）を使用し、また、溶離液として、アセトニトリル／０．２ｗｔ％酢酸アンモニウム水溶液（７０／３０（０−５ｍｉｎ）→８５／１５（１０−３０ｍｉｎ））［ｖ／ｖ］を使用した以外は、上記したＨＰＬＣ分析を使用した。【００８２】
実施例６：
【化２７】
2016072366.tif 000029
【００８３】
ジメチルホルムアミド（１００．０ｇ）、３−フルオロ［１，１‘−ビフェニル］−４，４’−ジオール（５．０ｇ、２５ｍｍｏｌ）及び炭酸カリウム（７．５ｇ、５４ｍｍｏｌ）の混合溶液に、４−（４−メチレン−５−オキソテトラヒドロフラン−２−イル）ブチル−４−メチルベンゼンスルホナート（１９．１ｇ、５９ｍｍｏｌ）を、２０〜３０℃で１０分かけて滴下した。その後、６０℃で２０時間、８０℃で２７時間撹拌して、４，４‘−ビス（４−（３−メチレンテトラヒドロフラン−２（３Ｈ）−オン−５−イル）ブトキシ）−３−フルオロ−ビフェニルを含む反応混合物を得た。【００８４】
次に、得られた反応混合物に水（１６７．０ｇ）を加え、ろ過を行った後で、ろ物を回収した。次いで、ろ物にＴＨＦ（１６７．０ｇ）を加えて溶解させた後、再度、ろ過により不溶物を除去した。その後、ろ液にヘプタン（６７．０ｇ）を加え、結晶を析出させた。析出した結晶をろ過し、乾燥して、４，４‘−ビス（４−（３−メチレンテトラヒドロフラン−２（３Ｈ）−オン−５−イル）ブトキシ）−３−フルオロ−ビフェニルを得た。（６．７ｇ、収率５３．５％）（ＨＰＬＣ純度；９１％）
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の製造方法により得られる、式（３）で表されるα−メチレン−γ−ブチロラクトン基を有する化合物は、液晶表示素子に用いられる光重合性化合物などして広範な分野に使用される。また、式（１）で表される化合物、及び式（２）で表される化合物は、式（３）で表される化合物の中間体などして使用される。【００８６】
なお、２０１４年１１月４日に出願された日本特許出願２０１４−２２４５１１号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【国際調査報告】
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