(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤溶液中のインダン、またはインダンの脂環の１、２、３位およびベンゼン環の４、５、６、７位にメトキシ基、クロロ基、ニトロ基、メチル基およびフェニル基から選ばれる少なくとも１つの置換基を有する化合物（以下「インダン類」という）を、遷移金属−臭素系の触媒の存在下、酸素または酸素含有ガスで酸化して１−インダノン、または１−インダノンの脂環の１、２、３位およびベンゼン環の４、５、６、７位にメトキシ基、クロロ基、ニトロ基、メチル基およびフェニル基から選ばれる少なくとも１つの置換基を有する化合物（以下「１−インダノン類」という）を製造するにあたり、インダン類溶液のインダン類濃度を５重量％以上２０重量％以下とし、上記遷移金属触媒のＣｏ／Ｍｎの原子比を４以上とし、反応温度を１５℃以上３０℃以下に調整することを特徴とする１−インダノン類の製造方法。
【請求項２】
有機溶媒として炭素数が１〜６の低級脂肪酸を使用する請求項１に記載の１−インダン類の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬・農薬などの中間原料として有用な１−インダノン類をインダン類より工業的に有利に製造する方法に関する。なお、本発明において「インダン類」とはインダンおよびその置換誘導体を意味し、かつ「１−インダノン類」とは１−インダノンおよびその置換誘導体を意味する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の１−インダノンの製造方法としては、
（１）３−フェニルプロピオン酸を塩化アルミニウムなどの触媒存在下に閉環する方法、
（２）インデンに塩化水素ガスを通じて１−クロロインダンとし、ついでクロム酸を用いて酸化する方法、および
（３）インデンを水添して得られるインダンを酸化する方法、
などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記（１）の方法は、３−フェニルプロピオン酸を安価に入手することが困難であるという問題がある。また、上記（２）の方法は、環境負荷の大きいクロム酸を使用するという問題がある。そこで、上記（３）の方法のように、インデンを水添して得られるインダンを酸化して１−インダノンを合成しようとする方法が検討されている。例えば、可溶性クロム塩および／またはコバルト塩を触媒とし、Ｎ，Ｎ−ジアルキル脂肪酸アミドの存在下で１−インダノンを製造する方法が知られている（特開昭５６−３２４３９号公報）。この方法は、インダン転化率が高い場合には１−インダノン選択率が低く、一方、選択率を高くする場合は転化率を低くせざるを得ないという問題がある。
【０００４】
また、可溶性クロム塩および／またはコバルト塩を触媒とし、Ｎ−アルキル脂肪酸アミド存在下で１−インダノンを製造する方法（特開平９−１３６８５９号公報）は、転化率および選択率ともに良好であるという利点はあるが、この反応は、反応時の圧力が３０ｋｇ／ｃｍ2で、しかも１００℃前後という過酷な反応条件が必要であり、作業安全面からも好ましくない。また、クロム、マンガンなどの遷移金属触媒およびアルデヒド類の存在下、酸素を作用させる方法（特開平５−２４６９１４号公報）は、インダンの転化率、および１−インダノンへの選択率がともに低く、実用的な方法とは言い難い。
従って本発明の目的は、上記従来技術における問題点を解消した１−インダノン類の製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記従来技術の問題点を解決すべく検討を重ねた結果、本発明に至った。
すなわち、本発明は、有機溶剤溶液中のインダン、またはインダンの脂環の１、２、３位およびベンゼン環の４、５、６、７位にメトキシ基、クロロ基、ニトロ基、メチル基およびフェニル基から選ばれる少なくとも１つの置換基を有する化合物（以下「インダン類」という）を、遷移金属−臭素系の触媒の存在下、酸素または酸素含有ガスで酸化して１−インダノン、または１−インダノンの脂環の１、２、３位およびベンゼン環の４、５、６、７位にメトキシ基、クロロ基、ニトロ基、メチル基およびフェニル基から選ばれる少なくとも１つの置換基を有する化合物（以下「１−インダノン類」という）を製造するにあたり、インダン類溶液のインダン類濃度を５重量％以上２０重量％以下とし、上記遷移金属触媒のＣｏ／Ｍｎの原子比を４以上とし、反応温度を１５℃以上３０℃以下に調整することを特徴とする１−インダノン類の製造方法を提供する。
【０００６】
本発明の方法によれば、原料であるインダン類の転化率を向上させ、一方、１−インダノール類の副生物を低減し、１−インダノン類を高収率で製造することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
本発明で原料として使用するインダン類とは、インダンまたはその置換誘導体である。インダンの置換誘導体とは、インダンの脂環の１、２、３位およびベンゼン環の４、５、６、７位に少なくとも１つに置換基を有する化合物で、具体的には１−メトキシインダン、１，２−ジメトキシインダン、３，４−ジメトキシインダン、４−クロロインダン、４−ニトロインダン、１−メチルインダン、２−メチルインダンおよび２−フェニルインダンを挙げることができる。
【０００８】
本発明においては、インダン類の酸化を有機溶媒中で行なう。使用する有機溶媒としては公知の炭素数１〜６の低級脂肪酸を使用することが好ましい。例えば、炭素数１〜６程度の脂肪酸としては、具体的にはギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、カプリル酸など、およびそれらの混合物を挙げることができ、実質的には酢酸を使用することが好ましい。
【０００９】
原料であるインダン類溶液のインダン類濃度は、上記低級脂肪酸溶液として５重量％以上２０重量％以下で、より好ましくは５重量％以上１０重量％以下である。インダン類濃度が２０重量％を超えると、インダン類の転化率が低下するばかりか、１−インダノール類の副生が顕著となる。一方、５重量％未満になると、１−インダノン類の生産効率が低下するために好ましくない。
【００１０】
本発明で用いる遷移金属−臭素系触媒は、工業的に使用されている公知のものでよい。具体的には、コバルト、マンガン、セリウムなどの遷移金属の酢酸塩、硝酸塩などの如くインダン類溶液に可溶性のもので、コバルト化合物とマンガン化合物とを必須とし、他に一種または二種以上組み合わせたものを使用することが好ましい。
【００１１】
コバルト化合物とマンガン化合物の使用比率は、Ｃｏ／Ｍｎ（原子比）として４以上とするのがよい。Ｃｏ／Ｍｎが４未満になると、酸化反応がさらに進行し、インダン骨格の脂環部分の結合が開裂し、カルボン酸誘導体の生成が増加するために好ましくない。遷移金属塩の使用量は、原料であるインダン類１モル当たり、遷移金属塩の全モル数として０．１モル以下であり、好ましくは０．０３モル以上０．０７モル以下である。
【００１２】
触媒系を構成する臭素化合物は、臭素イオンを供給し得るものとして、臭化ナトリウム、臭化アンモニウムなどを例示することができるが、使用量は臭素／遷移金属（原子比）として０．５から２．０とするのがよい。臭素が少なすぎると反応速度が低下し、一方、多すぎると副生成物が増加する傾向がある。
【００１３】
反応温度は、１５℃〜３０℃に保持し、特に２０℃〜２５℃が望ましい。反応温度が３０℃を超えると、インダン類の脂環部分が開裂してカルボン酸誘導体が生成したり、原料であるインダン類の重質化が促進され、反応の選択率が低下する。酸化反応により液温が上昇する場合には、冷却することにより反応液を所定温度を維持することが望ましい。反応時間は反応温度によって変化するが、上記反応温度範囲においては約１〜５０時間である。
【００１４】
酸化剤として使用する分子状酸素含有ガスは、純酸素、空気、その他酸素含有の排ガスが使用できるが、通常の空気で何ら問題はない。本発明の反応形式は、回分式、連続式のいずれの方法も可能である。反応生成物から目的の１−インダノン類の分離精製は、蒸留、さらには再結晶などの公知の方法を適用することにより容易に行なうことができる。
【００１５】
【実施例】
つぎに実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
実施例１
攪拌機、温度計、ガス吹込み管および還流冷却管を取り付けた１００ｍｌフラスコに、インダン１２．０ｇ（純度９８．０％、０．１モル）、酢酸コバルト（II）四水和物１．３５ｇ（５．４ミリモル）、酢酸マンガン（II）四水和物０．１５ｇ（０．６ミリモル）、臭化ナトリウム０．９１ｇ（８．８ミリモル）および酢酸９０．４ｇを仕込み、空気を毎分１００ｍｌの割合で流通させながら反応温度２０℃で１２時間反応させた。反応終了後、この反応液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、インダンの転化率は９８．２％、１−インダノン選択率は８５．７％であった。１−インダノン／１−インダノール（モル比）は１１．３であった。
【００１６】
実施例２
臭化ナトリウムを１．２３ｇ（１２ミリモル）使用したこと以外は、実施例１と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００１７】
実施例３
触媒として、酢酸コバルト（II）四水和物０．９０ｇ（３．６ミリモル）、酢酸マンガン（II）四水和物０．１０ｇ（０．４ミリモル）および臭化ナトリウム０．８２ｇ（８ミリモル）を使用したこと以外は、実施例１と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００１８】
実施例４
触媒として、酢酸コバルト（II）四水和物１．４４ｇ（５．８ミリモル）、酢酸マンガン（II）四水和物０．０５ｇ（０．２ミリモル）および臭化ナトリウム１．２３ｇ（１２ミリモル）使用したこと以外は、実施例１と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００１９】
実施例５
触媒として、酢酸コバルト（II）四水和物１．３９ｇ（５．６ミリモル）、酢酸マンガン（II）四水和物０．１０ｇ（０．４２ミリモル）および臭化ナトリウム１．２３ｇ（１２ミリモル）使用したこと以外は、実施例１と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００２０】
実施例６
触媒として、酢酸コバルト（II）四水和物１．２７ｇ（５．１ミリモル）、酢酸マンガン（II）四水和物０．２２ｇ（０．９ミリモル）および臭化ナトリウム１．２３ｇ（１２ミリモル）使用したこと以外は、実施例１と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００２１】
実施例７
触媒として、酢酸コバルト（II）四水和物１．２０ｇ（４．８ミリモル）、酢酸マンガン（II）四水和物０．２９ｇ（１．２ミリモル）および臭化ナトリウム１．２３ｇ（１２ミリモル）使用したこと以外は、実施例１と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００２２】
実施例８
反応温度を１５℃としたこと以外は実施例７と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００２３】
実施例９
インダン７．５ｇ（純度９８．０％、０．０６２モル）、酢酸コバルト（II）四水和物０．８２ｇ（３．３ミリモル）、酢酸マンガン（II）四水和物０．０９ｇ（０．３７ミリモル）および臭化ナトリウム０．７６ｇ（７．４ミリモル）使用したこと以外は、実施例１と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００２４】
実施例１０
インダン１５．３ｇ（純度９８．０％、０．１２７モル）、酢酸コバルト（II）四水和物１．６９ｇ（６．８ミリモル）、酢酸マンガン（II）四水和物０．１９ｇ（０．７６ミリモル）および臭化ナトリウム１．５６ｇ（１５．２ミリモル）使用したこと以外は、実施例１と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００２５】
実施例１１
反応温度を３０℃としたこと以外は、実施例２と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
実施例１２
反応時間を８時間としたこと以外は、実施例２と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００２６】
実施例１３
反応時間を２４時間としたこと以外は、実施例２と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
実施例１４
インダン類として２−メチルインダン１３．６ｇ（純度９７％、０．１モル）を使用したこと以外は、実施例２と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００２７】
実施例１５
インダン類として２−フェニルインダン２０．２ｇ（純度９６％、０．１モル）を使用し、および酢酸１４８ｇを使用したこと以外は、実施例２と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
実施例１６
インダン類として１−メトキシインダン１５．３ｇ（純度９７％、０．１モル）を使用し、および酢酸１１２ｇを使用したこと以外は、実施例２と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００２８】
実施例１７
インダン類として５，６−ジメトキシインダン１８．６ｇ（純度９６％、０．１モル）を使用し、および酢酸１３０ｇを使用したこと以外は、実施例２と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
実施例１８
コバルト−臭素化合物として臭化コバルト（II）１．１８ｇ（５．４ミリモル）を使用したこと以外は、実施例２と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００２９】
実施例１９
コバルト化合物としてコバルト（II）アセチルアセトナート二水和物１．５８ｇ（５．４ミリモル）を使用したこと以外は、実施例２と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
実施例２０
コバルト化合物としてコバルト（II）アセチルアセトナート二水和物１．５８ｇ（５．４ミリモル）およびマンガン化合物としてマンガン（II）アセチルアセトナート二水和物０．１７ｇ（０．６ミリモル）を使用したこと以外は、実施例２と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００３０】
比較例１
インダン２５．０ｇ（純度９８．０％、０．２１２モル）、酢酸コバルト（II）四水和物２．８４ｇ（１１．４ミリモル）、酢酸マンガン（II）四水和物０．３１ｇ（１．３ミリモル）および臭化ナトリウム２．６２ｇ（２５．４ミリモル）使用したこと以外は、実施例１と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
比較例２
反応温度を６０℃としたこと以外は、実施例２と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００３１】
比較例３
触媒として酢酸コバルト（II）四水和物０．７５ｇ（３ミリモル）および酢酸マンガン（II）四水和物０．７４ｇ（３ミリモル）使用したこと以外は、実施例２と同様な方法で行った。結果を表１に示す。
【００３２】
0004297307.tif 000002
【００３３】
0004297307.tif 000003
【００３４】
0004297307.tif 000004
【００３５】
0004297307.tif 000005
【００３６】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、原料であるインダン類の溶液のインダン類濃度、触媒使用量を規定し、マイルドな条件でインダン類を酸化することにより、高転化率、かつ高選択率にて１−インダノン類を得ることができるので、安価にかつ工業的規模での１−インダノン類の製造が可能である。