(57)【要約】【課題】  工業的に簡便、且つ安価な方法で実施可能で、有害な廃棄物をほとんど排出せずに、選択的かつ高収率な４−アルカノイルレソルシノールの製造法を提供する。【解決手段】  飽和カルボン酸、または飽和カルボン酸ハライドとレソルシノールとを反応させて４−アルカノイルレソルシノールを生成させる反応において、スルホ基を有する化合物を共存させる、下記一般式（１）で表される４−アルカノイルレソルシノールの製造法。【化１】2013216597.tif 000004［式中、Ｒは炭素数１〜１２のアルコキシル基、フェニル基で置換されてもよい炭素数１〜１２の鎖状、分岐又は環状アルキル基を示す］【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
飽和カルボン酸、または飽和カルボン酸ハライドとレソルシノールとを反応させて４−アルカノイルレソルシノールを生成させる反応において、スルホ基を有する化合物を共存させる、下記一般式（１）で表される４−アルカノイルレソルシノールの製造法。
【化１】
2013216597.tif 000003
［式中、Ｒは炭素数１〜１２のアルコキシル基、フェニル基で置換されてもよい炭素数１〜１２の鎖状、分岐又は環状アルキル基を示す］
【請求項２】
スルホ基を有する化合物が、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、１０−カンファースルホン酸、ｐ−フェノールスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、硫酸から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の４−アルカノイルレソルシノールの製造法。
【請求項３】
反応中、減圧下にて副生する水を除く、請求項１または２に記載の４−アルカノイルレソルシノールの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医薬品や化粧品の成分、電子情報材料、樹脂添加剤などの原料として有用な４−アルキルレソルシノールの前駆体や、４−アルカノイルレソルシノールの工業的に有利な製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
４−アルキルレソルシノールは医薬品や化粧品の成分、電子情報材料、樹脂への添加剤など幅広い用途に用いられている。例えば、４−ｎ−ブチルレソルシノールは美白剤として化粧品に添加され、４−ｎ−ヘキシルレソルシノールは回虫などの駆虫剤として使用されている例が挙げられる（特許文献１）。
【０００３】
この４−アルキルレソルシノールは４−アルカノイルレソルシノールをＣｌｅｍｍｅｎｓｅｎ還元、またはパラジウム触媒やラネーニッケル触媒下で接触水素化により還元することで得られることから、４−アルカノイルレソルシノールは非常に重要な前駆体である。
【０００４】
芳香環にアルカノイル基を導入する方法としては、芳香族化合物とカルボン酸ハライド、または酸無水物の共存下、三ハロゲン化アルミニウムや二塩化亜鉛などのＬｅｗｉｓ酸触媒下を添加する方法、いわゆるＦｒｉｅｄｅｌ−Ｃｒａｆｔｓアシル化反応が知られている。また、レソルシノールのようなフェノール類に対してはフェノールエステルに対してＬｅｗｉｓ酸を作用させるＦｒｉｅｓ転位反応が知られている。例えば、レソルシノールのカプロン酸エステルに二塩化亜鉛を作用させる方法（特許文献２）、レソルシノールとカプロン酸に二塩化亜鉛を作用させ、１段階で反応させる方法（特許文献３）が挙げられる。
【０００５】
上記以外の、４−アルカノイルレソルシノールを前駆体としない４−アルキルレソルシノールの製造法としては、２，４−ジヒドロキシベンズアルデヒドと有機金属化合物を反応させた後、還元する方法（特許文献１）、レソルシノールをアルキルハロゲン化物でエーテル化した後、高温条件にてアルミナ触媒で転位反応させる方法（特許文献４）、レソルシノールとアルキルアルコールを超臨界条件で反応させる方法（特許文献５）、レソルシノールとアルケニルハライドを反応させた後、還元する方法（特許文献６）などが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１３２５９３号公報
【特許文献２】特開平２−２９２２１３号公報
【特許文献３】米国特許２００６０１２９００２号明細書
【特許文献４】米国特許４０９３６６７号明細書
【特許文献５】特開２００２−１６７３４４号公報
【特許文献６】特開２０１０−２４１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
芳香環にアルカノイル基を導入する方法として、Ｆｒｉｅｄｅｌ−Ｃｒａｆｔｓアシル化反応やＦｒｉｅｓ転位反応が知られているが、これらの反応には一般的に塩化アルミニウムや塩化鉄（III）、二塩化亜鉛などの金属ハロゲン化物を触媒として使用する。これらの触媒はアシル化剤に当量のＬｅｗｉｓ酸が配位することから、過剰量がないと反応触媒として働かず、通常は１当量よりやや過剰に使用する必要がある。そのため、金属を含む有害な廃棄物が大量に発生するという課題がある。
【０００８】
例えば、特許文献２記載の方法ではｎ−カプロン酸を塩素化した後、レソルシノールをエステル化した後、レソルシノールに対して２．６当量の二塩化亜鉛を加えることでアルカノイル化させているが、当該方法では反応の工程が多いうえ、有害な亜鉛を含む廃液が大量に発生する。特許文献３の方法においても１段階でアルカノイル基を導入しているものの、相当量の二塩化亜鉛を使用していることから、有害な亜鉛を含む廃液が大量に発生する。
【０００９】
一方、４−アルカノイルレソルシノールを経ない特許文献４、５の方法はレソルシノールにアルキル基を導入する際、２５０℃以上の高温を必要とするうえ、収率や選択率が低いことから、汎用プラントでの実施は困難である。
【００１０】
特許文献６の方法は収率が高いものの、禁水性の有機金属化合物を使用することから工業的スケールで実施するには取り扱い面において不利である。
【００１１】
特許文献１の方法はアリル位がハロゲンで置換された化合物を必要とすることから、原料コスト面ではカルボン酸を使う方法と比較すると不利である。
【００１２】
本発明の目的は、有害な金属含有廃棄物が極めて少なく、工業的に簡便かつ安価な方法で高い収率で４−アルカノイルレソルシノールを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは前記課題を解決する方法について鋭意検討した結果、４−アルカノイルレソルシノールを生成させる反応において、スルホ基の構造を有する化合物を共存させることでレソルシノールを容易にアルカノイル化できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、飽和カルボン酸、または飽和カルボン酸ハライドとレソルシノールとを反応させて４−アルカノイルレソルシノールを生成させる反応において、スルホ基を有する化合物を共存させる、下記一般式（１）で表される４−アルカノイルレソルシノールの製造法である。
【００１５】
【化１】
2013216597.tif 000002
【００１６】
［式中、Ｒは炭素数１〜１２のアルコキシル基、フェニル基で置換されてもよい炭素数１〜１２の鎖状、分岐又は環状アルキル基を示す］
【発明の効果】
【００１７】
本発明の製造法によれば、レソルシノールと飽和カルボン酸の反応にスルホ基［−ＳＯ３Ｈ］の構造を有する化合物を共存させることで、工業的に有利な方法で４−アルカノイルレソルシノールを製造することができる。
【００１８】
本発明の製造法は、有害な廃棄物をほとんど排出せずに、選択的かつ高い収率で４−ｎ−ブタノイルレソルシノール、４−ｎ−ヘキサノイルレソルシノールなどの４−アルカノイルレソルシノールを得ることができる。また、工業的な製造においても簡便、且つ安価な方法で実施することが可能である。
【００１９】
本発明の製造法により製造された４−アルカノイルレソルシノールは、医薬品や化粧品の成分、電子情報材料、樹脂への添加剤など幅広い用途に有用な４−アルキルレソルシノールの前駆体として使用できる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明について具体的に述べる。本発明は、飽和カルボン酸、または飽和カルボン酸ハライドとレソルシノールとを反応させて４−アルカノイルレソルシノールを生成させる反応において、スルホ基を有する化合物を共存させる製造法である。
【００２１】
本発明において、出発原料として飽和カルボン酸としては、炭素数１〜１２の鎖状、分岐又は環状アルキルカルボン酸が使用できる。例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ｉｓｏ−酪酸、吉草酸、２−メチル酪酸、ピバル酸、トリメチル酢酸、カプロン酸、ｉｓｏ−吉草酸、ｔｅｒｔ−ブチル酢酸、２−エチル酪酸、４−メチル吉草酸、３−メチル吉草酸、エナント酸、２−メチルカプロン酸、カプリル酸、２−エチルカプロン酸、２−プロピル吉草酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、８−メチルペラルゴン酸、ラウリン酸などが挙げられる。より好ましくは、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸であり、特に好ましくは、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸である。
【００２２】
飽和カルボン酸ハライドとしては炭素数１〜１２のカルボン酸ハライドが好ましく、例えば、アセチルクロライド、プロピオン酸クロライド、酪酸クロライド、ｉｓｏ−酪酸クロライド、吉草酸クロライド、２−メチル酪酸クロライド、ピバル酸クロライド、トリメチル酢酸クロライド、カプロン酸クロライド、ｉｓｏ−吉草酸クロライド、ｔｅｒｔ−ブチル酢酸クロライド、２−エチル酪酸クロライド、４−メチル吉草酸クロライド、３−メチル吉草酸クロライド、エナント酸クロライド、２−メチルカプロン酸クロライド、カプリル酸クロライド、２−エチルカプロン酸クロライド、２−プロピル吉草酸クロライド、ペラルゴン酸クロライド、カプリン酸クロライド、８−メチルペラルゴン酸クロライド、ラウリン酸クロライドなどが挙げられる。より好ましくは、アセチルクロライド、プロピオン酸クロライド、酪酸クロライド、吉草酸クロライド、カプロン酸クロライド、エナント酸クロライド、カプリル酸クロライド、ペラルゴン酸クロライド、カプリン酸クロライド、ラウリン酸クロライドであり、特に好ましくは、アセチルクロライド、プロピオン酸クロライド、酪酸クロライド、吉草酸クロライド、カプロン酸クロライド、エナント酸クロライド、カプリル酸クロライドである。
【００２３】
これらのカルボン酸、又はカルボン酸ハライドの使用量は、レソルシノールに対して理論量以上であればよく、生産性を考慮すると１〜１０当量が好ましく、より好ましくは２〜５当量、特に好ましくは２〜３当量である。
【００２４】
また、スルホ基を有する化合物は、［−ＳＯ３Ｈ］の構造を有する化合物である。スルホ基を有する化合物は、例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ｐ−フェノールスルホン酸、２−ナフタレンスルホン酸、カンファースルホン酸、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ｏ−クレゾール−４−スルホン酸、ｐ−クロロベンゼンスルホン酸、サリチルスルホン酸・二水和物、ｐ−キシレン−２−スルホン酸・二水和物、１−プロパンスルホン酸、ｎ−ドデシルベンゼンスルホン酸などが挙げられる。スルホ基を有する化合物は、好ましくは、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、１−プロパンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸であり、特に好ましくはトリフルオロメタンスルホン酸である。
【００２５】
スルホ基を有する化合物の使用量としては、レソルシノールに対して０．００１当量〜０．７当量の範囲が好ましく、より好ましくは０．００５当量〜０．５当量、特に好ましくは０．０１〜０．２当量である。
【００２６】
本発明の４−アルカノイルレソルシノールの製造法では、含金属のルイス酸触媒ではなく、スルホ基を有する化合物を使用する。本発明の４−アルカノイルレソルシノールの製造法では、好ましくは、含金属のルイス酸触媒は使用しない。含金属のルイス酸触媒を使用しないことにより、金属を含む廃液を排出しないので、好ましい。また、スルホ基を有する化合物は、少量の使用により、効果的に、４−アルカノイルレソルシノールを製造することができる。一方、含金属のルイス酸触媒は、レソルシノールに対して当モル以上使用することが通例であり、使用量が多いので、含金属のルイス酸触媒は使用しないことが好ましい。
【００２７】
また、本発明の４−アルカノイルレソルシノールの製造法で使用するスルホ基を有する化合物は、リン酸、酢酸、ホウ酸などの非スルホン酸化合物に比較して、４−アルカノイルレソルシノールを効率的に製造することができる。
【００２８】
本反応の原料はいかなる順で添加しても良く、また溶媒として反応に影響しないのであれば、炭化水素系、エーテル系、ケトン系などの有機溶媒を使用しても良い。
【００２９】
原料仕込み後は、温度を上げて反応させることで４−アルカノイルレソルシノールが得られる。反応温度は５０〜２００℃の範囲で行うことができるが、より好ましくは１００〜１５０℃、特に好ましくは１２０〜１３０℃である。
【００３０】
本反応は、レソルシノールがエステル化されたのち、さらにＦｒｉｅｓ転位が起こる逐次反応であり、最初のエステル化が律速段階になっていると推測される。そのため、エステル化反応の平衡を移動することで反応時間が短縮でき、さらに収率を高めることができる。すなわち、好ましくは、反応中は系内を減圧に保ちながら副生する水を除くことで、反応時間の短縮と収率向上が図れる。減圧度は水を留去する程度であればよく、反応温度にもよるが、７９．９〜１３．３ｋＰａ（６００〜１００ｍｍＨｇ）が好ましく、より好ましくは６６．６〜４０．０ｋＰａ（５００〜３００ｍｍＨｇ）である。その他、ゼオライト等の脱水剤を共存させることも有効である。
【００３１】
飽和カルボン酸、または飽和カルボン酸ハライドとレソルシノールとを反応させて４−アルカノイルレソルシノールを生成させる反応は、通常３〜１０時間程度で反応は完結する。
【００３２】
反応後は減圧濃縮で未反応のカルボン酸を留去し、さらに抽出、晶析などの操作を行うことで４−アルカノイルレソルシノールを得ることができる。かくして得られた４−アルカノイルレソルシノールは公知の方法、すなわちＣｌｅｍｍｅｎｓｅｎ還元やパラジウム触媒、ラネーニッケル触媒下の接触水素化することで４−アルキルレソルシノールに還元することができる。
【００３３】
また、上記の減圧濃縮で留去したカルボン酸はリサイクルが可能であるため、廃棄物量の大幅な削減に寄与できる。
【実施例】
【００３４】
次に実施例により本発明を説明する。なお実施例において、サンプルの分析は高速液体クロマトグラフィー（以下ＨＰＬＣと略す）で測定した。内部標準法によりレソルシノールと４−アルカノイルレソルシノールの定量分析を行い、収率、及び選択率を算出した。なお、収率と選択率の算出は以下の算式にて行った。
（収率）＝｛（反応後のサンプル中の４−アルカノイルレソルシノール（ｍｏｌ））／（仕込みレソルシノール（ｍｏｌ））｝×１００（％）
（選択率）＝｛（反応後のサンプル中の４−アルカノイルレソルシノール（ｍｏｌ））／（反応したレソルシノール（ｍｏｌ））｝×１００（％）  。
【００３５】
＜＜分析方法＞＞
２５ｍｌメスフラスコにサンプル約１００ｍｇを採取し秤量する。次いで内部標準物質のｐ−メトキシフェノール５０ｍｇを精秤する。アセトニトリルで標線まで希釈したサンプルをＨＰＬＣで分析する。
【００３６】
＜ＨＰＬＣ分析条件＞
カラム：ＣＡＰＣＥＬＬＰＡＫ  Ｃ１８，４．６ｍｍ×１５０ｍｍ
移動相：Ａ液  ２０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ２．１），Ｂ液  アセトニトリル
グラジエント：Ｂｃｏｎｃ．  １０％（０−３ｍｉｎ）→８５％（２８−３８ｍｉｎ）→１０％（４０−４５ｍｉｎ）
検出波長：ＵＶ２５４ｎｍ
流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
温度：４０℃
打ち込み量：１０μｌ
内部標準物質：ｐ−メトキシフェノール  。
【００３７】
実施例１
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、酸触媒としてメタンスルホン酸１．４ｇ（１５ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において３時間反応させた。反応したサンプルを採取して分析したところ、４−ヘキサノイルレソルシノールを反応収率６８％、選択率９５％で得た。
【００３８】
実施例２
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、酸触媒としてベンゼンスルホン酸２．４ｇ（１５ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において３時間反応させた。反応したサンプルを採取して分析したところ、４−ヘキサノイルレソルシノールを反応収率５５％、選択率９１％で得た。
【００３９】
実施例３
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、酸触媒として２−ナフタレンスルホン酸・一水和物３．１ｇ（１５ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において３時間反応させた。反応したサンプルを採取して分析したところ、４−ヘキサノイルレソルシノールを反応収率３６％、選択率８８％で得た。
【００４０】
実施例４
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、酸触媒としてｐ−フェノールスルホン酸２．６ｇ（１５ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において３時間反応させた。反応したサンプルを採取して分析したところ、４−ヘキサノイルレソルシノールを反応収率４９％、選択率６５％で得た。
【００４１】
実施例５
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、酸触媒としてＤ−カンファースルホン酸３．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において３時間反応させた。反応したサンプルを採取して分析したところ、４−ヘキサノイルレソルシノールを反応収率３０％、選択率９０％で得た。
【００４２】
実施例６
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、酸触媒として硫酸０．３ｇ（３ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において３時間反応させた。反応したサンプルを採取して分析したところ、４−ヘキサノイルレソルシノールを反応収率５２％、選択率９２％で得た。
【００４３】
実施例７
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、酸触媒としてトリフルオロメタンスルホン酸０．２ｇ（１．５ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において３時間反応させた。反応したサンプルを採取して分析したところ、４−ヘキサノイルレソルシノールを反応収率７０％、選択率９８％で得た。
【００４４】
実施例８
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、酸触媒としてトリフルオロメタンスルホン酸０．０５ｇ（０．３ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において３時間反応させた。反応したサンプルを採取して分析したところ、４−ヘキサノイルレソルシノールを反応収率５９％、選択率９８％で得た。
実施例９
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３３．０ｇ（３００ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０４．５ｇ（９００ｍｍｏｌ）を仕込み、酸触媒としてトリフルオロメタンスルホン酸０．５ｇ（３ｍｍｏｌ）を添加した。アスピレーターで６６．６ｋＰａ（５００ｍｍＨｇ）に減圧しながら、１３０℃で２時間反応させた。反応したサンプルを採取して分析したところ、４−ヘキサノイルレソルシノールを反応収率７９％、選択率９３％で得た。
【００４５】
比較例１
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、酸触媒としてリン酸１．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において５時間反応させた。反応したサンプルを採取して分析したところ、４−ヘキサノイルレソルシノールの反応収率はわずか２％であった。
【００４６】
比較例２
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、酸触媒として酢酸０．９ｇ（１５ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において３時間反応させた。サンプルを採取して分析したが、４−ヘキサノイルレソルシノールは全く検出されなかった。
【００４７】
比較例３
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、酸触媒としてトリフルオロ酢酸１．７ｇ（１５ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において３時間反応させた。反応したサンプルを採取して分析したところ、４−ヘキサノイルレソルシノールの反応収率は１％未満であった。
【００４８】
比較例４
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、触媒として塩化第二鉄２．４ｇ（１５ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において５時間反応させた。反応したサンプルを採取して分析したところ、４−ヘキサノイルレソルシノールの反応収率は５０％で得られたものの、選択率は５７％と低かった。
【００４９】
比較例５
温度計、ジムロート、攪拌子を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコにレソルシノール３．３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、カプロン酸１０．５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を仕込み、触媒としてホウ酸０．９ｇ（１５ｍｍｏｌ）を添加した。大気圧、１３０℃の条件下において３時間反応させた。サンプルを採取して分析したが、４−ヘキサノイルレソルシノールは全く検出されなかった。