(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）
0004003817.tif 000011
（式中、Ｒ1はアルキルを表し、Ｒ2、Ｒ3およびＸは同一または異なってハロゲンを表す）で表される３−アルコキシ−２，２，４，４−テトラハロゲノシクロブタノン誘導体を加水分解することを特徴とする一般式（II）
0004003817.tif 000012
で表される３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオンの製造法。
【請求項２】
一般式（III）
0004003817.tif 000013
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は前記と同意義を表す）で表される３−アルコキシ−２，２−ジハロゲノシクロブタノン誘導体をハロゲン化剤の存在下に処理することを特徴とする一般式（Ｉ）
0004003817.tif 000014
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＸは前記と同意義を表す）で表される３−アルコキシ−２，２，４，４−テトラハロゲノシクロブタノン誘導体の製造法。
【請求項３】
一般式（III）
0004003817.tif 000015
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は前記と同意義を表す）で表される３−アルコキシ−２，２−ジハロゲノシクロブタノン誘導体をハロゲン化剤の存在下に処理して一般式（Ｉ）
0004003817.tif 000016
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＸは前記と同意義を表す）で表される３−アルコキシ−２，２，４，４−テトラハロゲノシクロブタノン誘導体を得、次いで該誘導体を単離することなく加水分解することを特徴とする一般式（II）
0004003817.tif 000017
で表される３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオンの製造法。
【請求項４】
一般式（Ｉ）
0004003817.tif 000018
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＸは前記と同意義を表す）で表される３−アルコキシ−２，２，４，４−テトラハロゲノシクロブタノン誘導体。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオンの製造法に関する。
３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオン（慣用名squaric acid＝スクアリン酸）は、医薬品、または電子写真用感光体、追記型光ディスク用記録材料、光増感剤等の機能性材料の原料として有用である［Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．，９３，４４９（１９９３）；特開平４−１０６４００；特開平２−３０６２４７；特開平２−４８６６５；特開平5-５００５；特開平5-９６１７３等］。
背景技術
これまで、３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオンに関して、多くの製造法が知られている。しかしながら、これらの方法は、プロセスが長い、原料合成が困難、反応条件が厳しい、収率が低い、製造に特殊な設備を必要とする等の問題点を有している。例えば、▲１▼トリケテンを原料とする方法（Ｂ．Ｊａｃｋｓｏｎら、ＥＰ４４２４３１等）、▲２▼４−ヒドロキシ−３−シクロブテン−１,２−ジオンを原料とする方法［Ｄ．Ｂｅｌｌｕｓら、Ｈｅｌｖ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ，６１，１７８４（１９７８）］、▲３▼テトラアルコキシエチレンを原料とする方法［Ｄ．Ｂｅｌｌｕｓ、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４４，１２０８（１９７９）］、▲４▼ジアルコキシアセチレンを原料とする方法［M.A.Pericas、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔｅｒ，４４３７（１９７７）］、▲５▼テトラハロゲノエチレンを原料とする方法［Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，８１，３４８０（１９５９）等］、▲６▼ヘキサクロロブタジエンを原料とする方法（Ｐ．Ｈａｇｅｎｂｅｒｇら、Ｇｅｒ．Ｏｆｆｅｎ．１５６８２９１等）、▲７▼一酸化炭素を原料とする方法［Ｇ．Ｓｉｌｖｅｓｔｒｉら、Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍ．Ａｃｔａ，２３，４１３（１９７８）］等が知られている。しかしながら、▲１▼の方法は、原料トリケテンがジケテン製造時の副生成物のため多量の原料を確保するのが困難、▲２▼の方法は、原料の入手方法が生産性の低い固体培養法あるいはプロセスの長い合成法である、▲３▼の方法は、原料合成が困難、かつ収率が低い、▲４▼の方法は、原料合成が困難、▲５▼の方法は、原料合成が困難、かつプロセスが長い、▲６▼の方法は、収率が低い、▲７▼の方法は、製造に特殊な設備を必要とする等の問題点を有している。
発明の開示
本発明は、一般式（Ｉ）
0004003817.tif 000002
（式中、Ｒ1はアルキルを表し、Ｒ2、Ｒ3およびＸは同一または異なってハロゲンを表す）で表される３−アルコキシ−２，２，４，４−テトラハロゲノシクロブタノン誘導体を加水分解することを特徴とする一般式（II）
0004003817.tif 000003
で表される３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオンの製造法に関する。
また、本発明は、一般式（III）
0004003817.tif 000004
（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は前記と同意義を表す）で表される３−アルコキシ−２，２−ジハロゲノシクロブタノン誘導体をハロゲン化剤の存在下に処理することを特徴とする一般式（Ｉ）
0004003817.tif 000005
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＸは前記と同意義を表す）で表される３−アルコキシ−２，２，４，４−テトラハロゲノシクロブタノン誘導体の製造法に関する。
また、本発明により、一般式（Ｉ）
0004003817.tif 000006
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＸは前記と同意義を表す）で表される３−アルコキシ−２，２，４，４−テトラハロゲノシクロブタノン誘導体を提供することができる。
以下、一般式（Ｉ）〜一般式（III）で表される化合物をそれぞれ化合物（Ｉ）〜化合物（III）という。
一般式（Ｉ）および一般式（II）の各基の定義において、アルキルとしては、直鎖または分枝状の炭素数１〜１８の、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、イソアミル、ネオペンチル、２−ペンチル、３−ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシル、ノニル、デシル、ドデシル、ペンタデシル、オクタデシル等があげられる。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の各原子を意味する。
次に、本発明について詳細に説明する。
化合物（II）は、次の反応工程に従い製造することができる。
0004003817.tif 000007
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＸは前記と同意義を表す）
工程１
原料化合物（III）（３−アルコキシ−２，２−ジハロゲノシクロブタノン誘導体）は、公知の方法［Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，３２，３７０３，（１９６７）；Ｈｅｌｖ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ，６１，１７８４（１９７８）］またはそれに準じて、アルキルビニルエーテルとジハロゲノ酢酸クロライドとをトリエチルアミンの存在下に反応させ、次いで加水分解することにより、容易に製造することができる。
化合物（Ｉ）（３−アルコキシ−２，２，４，４−テトラハロゲノシクロブタノン誘導体）は、化合物（III）を、必要により２〜５当量、好ましくは２〜３当量の塩基性化合物または触媒量〜３当量のりん化合物またはこれらの混合物の存在下、反応に不活性な溶媒中、２〜５当量、好ましくは２〜３当量のハロゲン化剤で処理することにより得ることができる。ハロゲン化剤としては、塩素、臭素、ヨウ素、五塩化りん、塩化スルフリル、Ｎ−ブロモスクシンイミド、Ｎ−クロロスクシンイミド等が例示される。塩基性化合物としては、ピリジン、トリエチルアミン、キノリン等の有機塩基性化合物、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、炭酸水素ナトリウム等の無機塩基性化合物、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等の塩基性有機酸塩類、あるいはこれらの混合物等が例示される。リン化合物としては、三臭化りん、三塩化りん等が例示される。反応に不活性な溶媒としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、tert-ブチルメチルエーテル等のエーテル類、クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、水、あるいはこれらの混合溶媒等が例示される。反応は、室温〜１００℃の間の温度で行い、１０分〜３時間で終了する。
工程２
化合物（II）（３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオン）は、化合物（Ｉ）を、溶媒中もしくは無溶媒中、酸性水溶液と共に加熱することにより得ることができる。溶媒としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、tert-ブチルメチルエーテル等のエーテル類、クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、酢酸、あるいはこれらの混合溶媒等が例示される。酸性水溶液としては、硫酸水溶液、塩化水素水溶液、酢酸水溶液、硝酸水溶液、りん酸水溶液、トリフルオロ酢酸水溶液等、あるいはこれらの混合物等が例示される。酸性水溶液濃度は、１〜９０重量％、好ましくは２０〜６０重量％である。反応は、８０〜１２０℃、好ましくは９０〜１１０℃の間の温度で行い、１〜48時間で終了する。
上記製造法における中間体および目的化合物は、有機合成化学で常用される精製法、例えば蒸留、濾過、抽出、洗浄、乾燥、濃縮、再結晶、各種クロマトグラフィー等に付して単離精製することができる。また、中間体においては、特に単離あるいは精製することなく次の反応に供することもできる。
化合物（Ｉ）および化合物（II）は、水あるいは各種溶媒との付加物の形で存在することもあるが、これら付加物も本発明に包含される。
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
発明を実施するための最良の形態
実施例１
２，２−ジブロモ−４，４−ジクロロ−３−イソブトキシシクロブタノンの合成
２，２−ジクロロ−３−イソブトキシシクロブタノン２６２．４ｇをtert-ブチルメチルエーテル１Ｌに溶解した溶液に、氷水冷下、臭素５０７．４ｇおよびピリジン２５０．６ｇを加え、４４℃で１時間反応させた。反応液を１０重量％チオ硫酸ナトリウム水溶液４００ｇで洗浄し、水層を除去した。溶媒を減圧濃縮後、残渣を蒸留することにより、２，２−ジブロモ−４，４−ジクロロ−３−イソブトキシシクロブテノン３６０ｇを得た［反応収率９６．９％（ガスクロ），単離収率７９％］。
0004003817.tif 000008
実施例２
３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオンの合成
実施例１で得られた２，２−ジブロモ−４，４−ジクロロ−３−イソブトキシシクロブタノン２ｇ、３３重量％硫酸水溶液３ｇおよびプロパノール４ｍｌの混合物を２２時間還流した。プロパノールを大部分留去し、反応液を室温まで冷却後、析出物を濾過することにより、３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオン０．４７ｇを得た（収率７６％）。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6）：δ  １３．７ｐｐｍ
13−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6）：δ  １８９．９ｐｐｍ
実施例３
２，２−ジブロモ−４，４−ジクロロ−３−エトキシシクロブタノンの合成
２，２−ジクロロ−３−エトキシシクロブタノン１０ｇおよび２０％酢酸ナトリウム水溶液２７．１ｇをtert-ブチルメチルエーテル８３ｍｌに加え、これに１０℃で臭素２１．１ｇおよびピリジン５．２２ｇを加え、４４℃で１時間反応させた。水層を除去した後、有機層を１０重量％チオ硫酸ナトリウム水溶液１６ｍｌおよび飽和食塩水８ｍｌで洗浄し、再び水層を除去した。溶媒を減圧濃縮後、残渣を蒸留することにより、２，２−ジブロモ−４，４−ジクロロ−３−エトキシシクロブタノンを得た［反応収率９８．３％（ガスクロ），単離収率６８．６％］。
0004003817.tif 000009
実施例４
２，２−ジブロモ−４，４−ジクロロ−３−プロポキシシクロブタノンの合成
２，２−ジクロロ−３−エトキシシクロブタノン１０ｇの代わりに２，２−ジクロロ−３−プロポキシシクロブタノン１０．８３ｇを用いた以外は実施例３と同様にして、２，２−ジブロモ−４，４−ジクロロ−３−プロポキシシクロブタノンを得た［反応収率９０．９％（ガスクロ），単離収率６７．８％］。
0004003817.tif 000010
実施例５
２，２−ジブロモ−４，４−ジクロロ−３−オクタデシルオキシシクロブタノンの合成
２，２−ジクロロ−３−オクタデシルオキシシクロブタノン２２．３ｇおよび２０％酢酸ナトリウム水溶液２７．１ｇをtert-ブチルメチルエーテル８３ｍｌに加え、これに１０℃で臭素２１．１ｇおよびピリジン５．２２ｇを加え、４０〜５０℃で１時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、飽和食塩水１５ｍｌおよび１０重量％チオ硫酸ナトリウム水溶液２４ｍｌで洗浄し、水層を除去した。その後、溶媒を減圧留去することにより、２，２−ジブロモ−４，４−ジクロロ−３−オクタデシルオキシシクロブタノン２８．３ｇを得た（収率９１．２％）。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）  ０．８８（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７Ｈｚ），１．３−１．４８（３０Ｈ，ｍ），１．７７（２Ｈ，ｓｅｘｔｅｔ，Ｊ＝７Ｈｚ），３．８３−３．９３（２Ｈ，ｍ），４．６６（１Ｈ，ｓ）
13Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）  １４．１，２２．７，２５．９，２９．３−２９．７，３１．９，５７．０，７３．１，８２．９，９０．１，１８４．４
実施例６
３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオンの合成
実施例３で得られた２，２−ジブロモ−４，４−ジクロロ−３−エトキシシクロブタノン２０ｇ、３３重量％硫酸水溶液３２．５ｇおよびイソプロパノール４３．３ｍｌの混合物を６時間還流した。常圧加熱により揮発分を留去し、反応液を１０℃まで冷却後、析出物を濾過することにより、３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオン５．１８ｇを得た（収率７６．７％）。
実施例７
３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオンの合成
実施例４で得られた２，２−ジブロモ−４，４−ジクロロ−３−プロポキシシクロブタノン２０ｇ、３３重量％硫酸水溶液３１．２ｇおよびイソプロパノール４１．６ｍｌの混合物を６時間還流した。常圧加熱により揮発分を留去し、反応液を１０℃まで冷却後、析出物を濾過することにより、３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオン４．９３ｇを得た（収率７６．１％）。
実施例８
３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオンの合成
２，２−ジクロロ−３−オクタデシルオキシシクロブタノン１３７．５ｇおよび２０％酢酸ナトリウム水溶液１５6.９ｇをtert-ブチルメチルエーテル２００ｍｌに加え、これに１０〜２０℃で臭素１２２．３ｇおよびピリジン３０．２６ｇを加え、４４℃で１時間反応させた。水層を除去した後、有機層を１０％チオ硫酸ナトリウム水溶液９０ｍｌおよび飽和食塩水４５ｍｌで洗浄し、再び水層を除去した。減圧濃縮によりtert-ブチルメチルエーテルを留去した後、３３重量％硫酸水溶液１５７．８ｇおよびイソプロパノール６００ｍｌを加え、６時間還流した。常圧加熱により揮発分を留去した後、クロロホルム８００ｍｌを加え、析出物を濾過することにより、３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオン２２．０５ｇを得た（収率５７．３％）。
産業上の利用可能性
本発明によれば、入手容易な原料から、汎用合成設備を使い、工程数が少なくかつ穏和な条件下で、収率良く３，４−ジヒドロキシ−３−シクロブテン−１，２−ジオンを製造する方法を提供することができる。