(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１，３−アダマンタンジカルボン酸を酸触媒の存在下メタノールでエステル化して１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルを得、さらにトルエン溶媒中で塩基触媒の存在下、ｔｅｒｔ−ブタノールとエステル交換反応させることを特徴とする１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの製造方法。
【請求項２】
原料の１，３−アダマンタンジカルボン酸を、１，３−アダマンタンジオールを一酸化炭素雰囲気下、９５質量％以上の濃硫酸を使用してカルボニル化することによって得るものである請求項１記載の１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの製造方法に関し、さらに詳しくは、工業的規模で経済的に生産可能な１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルは、フォトレジストの性能改良剤、高級潤滑剤、可塑剤等として有用な化合物である。
これまでに、１，３−アダマンタンジカルボン酸を原料として１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルを高収率で製造する方法はなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、１，３−アダマンタンジカルボン酸を原料として高収率で１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルを製造する方法を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルを特定の溶媒でｔｅｒｔ−ブタノールとエステル交換反応を行わせることにより上記目的を達成できるということを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明はの要旨は下記のとおりである。
１．１，３−アダマンタンジカルボン酸を酸触媒の存在下メタノールでエステル化して１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルを得、さらにトルエン溶媒中で塩基触媒の存在下、ｔｅｒｔ−ブタノールとエステル交換反応させることを特徴とする１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの製造方法。
２．原料の１，３−アダマンタンジカルボン酸を、１，３−アダマンタンジオールを一酸化炭素雰囲気下、９５質量％以上の濃硫酸を使用してカルボニル化することによって得るものである前記１記載の１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの製造方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明の出発原料の１，３−アダマンタンジカルボン酸は種々の方法で製造することができ、特に限定されない。例えば、特開昭６０−１２４０６８号公報に開示されているように、１，３−ジブロモアダマンタンを硫酸銀の存在下ギ酸と反応させる方法も採用できるが、硫酸銀を化学量論量使用するため経済的でない。したがって、下記に示すような方法で製造するのが好ましい。
【０００６】
先ず、１，３−ジブロモアダマンタンを公知の方法（例えば、特開平３−１１８３４２号公報）により加水分解して１，３−アダマンタンジオールを製造する。すなわち、上記公報に記載されているようにピリジン類等の第三級アミンの存在下、１２０〜２８０℃で、０．５〜２０時間の条件で１，３−ジブロモアダマンタンの加水分解を行えばよい。
【０００７】
次いで、１，３−アダマンタンジオールを一酸化炭素雰囲気下、９５質量％以上の濃硫酸を使用してカルボニル化することによって１，３−アダマンタンジカルボン酸を製造する。
上記の一酸化炭素雰囲気をつくるための一酸化炭素源として、市販の一酸化炭素ガスを使用してもよいし、ギ酸と濃硫酸から一酸化炭素ガスを発生させたものを使用してもよい。
上記で使用する濃硫酸の濃度は９５質量％以上でなければならない。９５質量％未満であると反応が起こらない。なお、ギ酸とともに使用する場合でも同様である。
【０００８】
反応温度については、通常５〜５０℃（好ましくは１０〜３０℃）の範囲である。反応圧力については、通常、常圧〜１ＭＰａ（好ましくは常圧〜０．５ＭＰａ）の範囲である。反応時間については、通常１〜５時間（好ましくは２〜４時間の範囲である。
【０００９】
最後に、本発明の１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの製造方法について説明する。
先ず、１，３−アダマンタンジカルボン酸を公知の方法でメチルエステル化して１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルを製造する。例えば、濃硫酸の存在下１，３−アダマンタンジカルボン酸とメタノールを還流条件下で、１〜３時間反応させればよい。
【００１０】
次いで、トルエン溶媒中で塩基触媒の存在下、１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルをｔｅｒｔ−ブタノールとエステル交換反応させる。
トルエンは生成するメタノールを除去するための共沸溶媒として使用するもので、共沸溶媒として、過剰のｔｅｒｔ−ブタノール，ｎ−ヘキサン，シクロヘキサンも使用できるが、反応速度の点でトルエンが非常に優れている。そのトルエンの使用量は、通常１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチル１モルに対して、１０〜２５モルの範囲である。
【００１１】
塩基触媒として、ｔｅｒｔ−ＢｕＯＫ，ｔｅｒｔ−ＢｕＯＮａ，（ｔｅｒｔ−ＢｕＯ）4 Ｔｉ，ＫＣＮ等が使用され、使用量は、通常１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチル１モルに対して０．４〜１モルの範囲である。
使用するｔｅｒｔ−ブタノールの使用量は、通常１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルと等モル量以上であればよい。
反応温度については、通常８０〜１５０℃（好ましくは１００〜１２０℃）の範囲である。反応圧力については、通常、常圧〜０．１ＭＰａ（好ましくは常圧〜０．０５ＭＰａ）の範囲である。反応時間については、通常１０〜２４時間（好ましくは１８〜２２時間の範囲である。
【００１２】
さらに、反応方式は回分式、半回分式、連続式のいずれであってもよい。
反応終了後、トルエン等の溶媒を使用して抽出を行った後、エクストラクトから回収し、含水メタノール等の溶媒で再結晶を行えばよい。
【００１３】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によってなんら限定されるものではない。
〔実施例１〕
１，３−アダマンタンジオール１０ｇを反応器に仕込み、９８質量％濃硫酸１００ミリリットルを添加して攪拌し、１，３−アダマンタンジオールを溶解させた。反応液を１０〜１５℃まで冷却し、そこへ９９質量％ギ酸５ミリリットルを１時間かけて滴下し、滴下終了後２時間反応させた。反応終了後、反応液を４００ｇの氷に注ぎ、生成した１，３−アダマンタンジカルボン酸を析出させた。その析出物に苛性ソーダを加えて強アルカリ性（ｐＨ１４）とし、１，３−アダマンタンジカルボン酸を溶解させて、不溶分をろ過した。ろ液に硫酸を添加してｐＨを１とし、再度１，３−アダマンタンジカルボン酸を析出させ、ろ過した。得られた１，３−アダマンタンジカルボン酸を水で洗浄後、メタノールで洗浄し、真空乾燥させた。収量１３ｇで、収率は９７．５％であった。
【００１４】
〔比較例１〕
実施例１において、９８質量％濃硫酸酸に代えて９４．５質量％濃硫酸を使用したこと以外は同様な操作を行ったが、１，３−アダマンタンジカルボン酸は全く生成しなかった。
【００１５】
〔実施例２〕
（１）１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルの調製
１，３−アダマンタンジカルボン酸１０ｇ、メタノール４０ミリリットル、濃硫酸３ミリリットルをフラスコに仕込み、徐々に加熱して、２時間還流させた。冷却後、ほとんどのメタノールをエバポレーターで除き、濃縮物に水１００ミリリットルを添加した。次いで、トルエン（５０ミリリットル×２回）で抽出し、その抽出液を２質量％の重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄後、さらに水洗した。トルエンをエバポレーターで除き、１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルを得た。収量１０．７ｇで収率は９５％であった。
【００１６】
（２）１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの調製
１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチル１ｇ（３．９６ミリモル）、ｔ−ＢｕＯＫ０．２ｇ（１．７８ミリモル）、脱水処理したトルエン６ミリリットル（５７ミリモル）及びｔｅｒｔ−ブタノール５ミリリットル（５２ミリモル）をフラスコに仕込み、精留管を接続して２０時間還流させた。その間、生成するメタノールをトルエンと共沸させてゆっくりと留出させた。冷却後、トルエン１０ミリリットルを添加し、次いで水３ミリリットルを加えて１０分間攪拌した。静置後、水層を抜き出して、さらに、水３ミリリットル加えて１０分間攪拌した後、静置した。水層を抜き出した後、トルエン層をエバポレーターで濃縮し、目的とする１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルを得た。これを含水メタノールから再結晶させて、目的の物質の針状結晶を得た。収量は１．３ｇで収率は７５％であった。
【００１７】
〔実施例３〕
（１）１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルの調製
実施例２の（１）に同じ。
（２）１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの調製
１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチル１ｇ（３．９６ミリモル）、ｔ−ＢｕＯＫ０．２ｇ（１．７８ミリモル）、脱水処理したトルエン６ミリリットル（５７ミリモル）及びｔｅｒｔ−ブタノール５ミリリットル（５２ミリモル）をフラスコに仕込み、精留管を接続して６時間還流させた。その間、生成するメタノールをトルエンと共沸させてゆっくりと留出させた。冷却後、トルエン１０ミリリットルを添加し、次いで水３ミリリットルを加えて１０分間攪拌した。静置後、水層を抜き出して、さらに、水３ミリリットルを加えて１０分間攪拌した後、静置した。トルエン層をガスクロマトグラフィーにより定量したところ、目的とする１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの収率は７１％であつた。
【００１８】
〔比較例２〕
（１）１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルの調製
実施例２の（１）に同じ。
（２）１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの調製
実施例３において、反応に用いるトルエンの代わりにｎ−ヘキサン６ミリリットル（４６ミリモル）を使用したこと以外は同様に実施したところ、目的とする１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの収率は１１％であつた。
【００１９】
〔比較例３〕
（１）１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルの調製
実施例２の（１）に同じ。
（２）１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの調製
実施例３において、反応に用いるトルエンの代わりにシクロヘキサン６ミリリットル（５６ミリモル）を使用したこと以外は同様に実施したところ、目的とする１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの収率は３９％であつた。
【００２０】
〔比較例４〕
（１）１，３−アダマンタンジカルボン酸ジメチルエステルの調製
実施例２の（１）に同じ。
（２）１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの調製
実施例３において、反応に用いるトルエンの代わりにｔｅｒｔ−ブタノール６ミリリットル（６３ミリモル）を使用したこと以外は同様に実施したところ、目的とする１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルの収率は２０％であつた。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、１，３−アダマンタンジカルボン酸から、高収率で１，３−アダマンタンジカルボン酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルを得ることができる。