(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナトリウムと酸性塩と水酸基を有する炭化水素化合物とを混合させ、前記ナトリウムが前記酸性塩中の水素と置換されて正塩を形成することにより、前記ナトリウムを失活させる工程を有する、ナトリウムの失活方法。
【請求項２】
前記酸性塩が、炭酸水素ナトリウムである請求項１に記載のナトリウムの失活方法。
【請求項３】
前記ナトリウムに対する前記水酸基を有する炭化水素化合物の物質量が、1.0モル当量以下である請求項１又は２に記載のナトリウムの失活方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナトリウムの失活方法に関する。
【０００２】
従来、アルカリ金属は、アルカリ金属単体や有機アルカリ金属等の形態で、金属交換用試薬や求核剤、強塩基等として有機合成化学分野等の広範な工業用途に利用されている。なかでも、ナトリウムは、安価で資源豊富であり、サステナビリティに優れるため、今後、更なる応用研究が進展することが期待される。特に、ナトリウムをノルマルパラフィン油等の分散溶媒に分散させた分散体（以下、Sodium Dispersionの略号である「SD」と略する場合がある）は、芳香族化合物や芳香族複素環化合物のカップリング反応等や、有機亜鉛化合物等の有機金属化合物の合成反応等、医農薬や電子材料等の機能性材料やその中間体の合成において有用であることが報告されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、SDと1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン（以下、「DMI」と略する場合がある）との混合物が、電子供与体として機能し得ることが報告されている。かかる電子供与体は、芳香族化合物や芳香族複素環化合物等のカップリング反応や、芳香族化合物やアルケン、アルキン等に含まれる不飽和結合の還元反応等における還元剤として種々の合成プロセスに用いることが可能である。かかる合成プロセスにおいて、反応に用いられなかった余剰のSD由来のナトリウムが生じる場合がある。このように工業利用後に生じる余剰のナトリウムを失活させる技術が必要となる。
【０００４】
ナトリウムは、空気中で容易に酸化されるため、空気に触れないように失活させる必要がある。このナトリウムの失活方法として、ナトリウムを導入したヘキサンやシクロヘキサン等の不活性油に水分を添加して、苛性ソーダ（NaOH）を生成させることによりナトリウムを失活させる技術が報告されている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２には、不活性油と水の親和性を高めるために、水分又は不活性油の少なくとも一方に界面活性剤を更に添加してもよいことも報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第6543011号公報
【特許文献２】国際公開第2015/186637号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の技術は、水分を用いるものであるため、水分とナトリウムが反応して発熱が生じる。発熱により反応が加速し発火等の危険を伴う場合がある。また、合成プロセス等においてテトラヒドロフラン等の水と共沸混合物を形成する溶媒が汎用されるが、これらの溶媒から蒸留等によって水分を除去することは困難であり、ナトリウム失活後のこれらの溶媒の再利用の点にも問題がある。
【０００７】
そこで、ナトリウムを、簡便かつ安全、効率的に失活できる技術の構築が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく研究を重ねた結果、ナトリウムと、酸性塩と水酸基を有する炭化水素化合物とを混合させることで、ナトリウムを簡便かつ安全、効率的に失活できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、ナトリウムの失活方法に関するものであり、その特徴構成は、ナトリウムと酸性塩と水酸基を有する炭化水素化合物とを混合させ、前記ナトリウムが前記酸性塩の水素と置換されて正塩を形成することにより、前記ナトリウムを失活させる工程を有する、点にある。
【００１０】
本構成によれば、ナトリウムと、酸性塩と水酸基を有する炭化水素化合物とを混合させると、水酸基を有する炭化水素化合物の水酸基の水素がナトリウムと置き換わることによって、ナトリウムアルコキシドが生成される。続いて、ナトリウムアルコキシドのナトリウムが酸性塩の分子内の水素と置換されて正塩を生成することでナトリウムが失活する。本構成によれば、水分と接触させることなくナトリウムを失活できるものであり、異常な発熱等を抑制でき、簡便かつ安全に効率的に失活できる。また、合成プロセス等において汎用されるテトラヒドロフラン等の水と共沸混合物を形成する溶媒中に含まれるナトリウムを失活させる場合においても、水分を除去する必要がないことからこれらの溶媒の再利用の点で有利である。本構成のナトリウムの失活方法は、ナトリウム単体、ナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体等、様々な性状のナトリウムに適用することができる。
【００１１】
他の特徴構成は、前記酸性塩が、炭酸水素ナトリウムである、点にある。
【００１２】
本構成によれば、酸性塩として炭酸水素ナトリウムを用いることで、正塩として炭酸ナトリウムが生成し、ナトリウムを失活することができる。生成した炭酸ナトリウムは、合成プロセスにおいて反応溶媒等として汎用されるテトラヒドロフラン等の溶媒に溶解せず沈殿する。したがって、濾過等により固液分離することで、反応溶媒から失活したナトリウムを炭酸ナトリウムの形態で除去することができ、回収した反応溶媒を合成プロセスに再利用することができる。また、炭酸水素ナトリウムは、取り扱いが容易であり、また、安価であることから、工業的にも有利である。
【００１３】
他の特徴構成は、前記ナトリウムに対する前記水酸基を有する炭化水素化合物の物質量が、1.0モル当量以下である、点にある。
【００１４】
本構成によれば、ナトリウムの失活に際して、水酸基を有する炭化水素化合物とナトリウムの反応により生成したナトリウムアルコキシドは、ナトリウムが酸性塩と反応し正塩を形成すると共に、アルコキシドが酸性塩から水素を受け取り元の水酸基を有する炭化水素化合物に戻る。その結果、ナトリウムを失活させながら水酸基を有する炭化水素化合物を繰り返し使用することができ、水酸基を有する炭化水素化合物の使用量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】フェノール類を用いたSD由来のナトリウムの失活方法の検討を行った事前検討例１の結果を示し、ナトリウムの失活をGC/MS分析により確認したクロマトグラムである。
【図２】フェノール類を用いたSD由来のナトリウムの失活方法の検討を行った事前検討例２の結果を示し、酸性塩として炭酸水素ナトリウムを用いてナトリウムの失活（30分間）を行った後、ナトリウムの失活をGC/MS分析により確認したクロマトグラムである。
【図３】フェノール類を用いたSD由来のナトリウムの失活方法の検討を行った実施例１の結果を示し、酸性塩として炭酸水素ナトリウムを用いてナトリウムの失活（14時間）を行った後、ナトリウムの失活をGC/MS分析により確認したクロマトグラムである。
【図４】フェノール類を用いたナトリウム単体の失活方法の検討を行った実施例２の結果を示し、酸性塩として炭酸水素ナトリウムを用いてナトリウムの失活（15時間）を行った後、ナトリウムの失活をGC/MS分析により確認したクロマトグラムである。
【図５】アルコール類を用いたSD由来のナトリウムの失活方法の検討を行った実施例３の結果を示し、失活時の温度の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施形態に係るナトリウムの失活方法について詳細に説明する。ただし、本発明は後述する実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
本実施形態に係るナトリウムの失活方法は、ナトリウムと酸性塩と水酸基を有する炭化水素化合物とを混合させ、ナトリウムを失活させるものである。ここで、本実施形態における水酸基を有する炭化水素化合物は、炭化水素化合物の任意の水素原子を水酸基に置き換えた炭化水素化合物であり、飽和炭化水素の水素原子が水酸基に置換されたアルコール類、及び、芳香族炭化水素のベンゼン環上の水素原子が水酸基に置換されたフェノール類等のことを意味する。これにより、ナトリウムを、簡便かつ安全、効率的に失活することができる。
【００１８】
本実施形態に係るナトリウムの失活方法の対象となるナトリウムは、失活が所望されるナトリウムである限り、その性状等に特に制限はない。したがって、ナトリウム単体、ナトリウムを分散溶媒に分散させた分散体（SD）、ナトリウムと他の金属等との混合物等、何れも失活の対象とすることができる。例えば、ナトリウムを用いた合成プロセスにおいて、反応に用いられなかった余剰のナトリウム等が挙げられる。したがって、反応溶媒中で出発化合物とナトリウムを反応させて目的化合物を合成するプロセスにおいて、当該目的化合物を合成後の反応溶媒中に残存したナトリウム等を対象とすることができる。反応後において、目的化合物が反応溶媒に溶解し、ナトリウムが反応溶媒に溶解せず分散している場合には、濾過等の固液分離手段により固体形態のナトリウムを回収し、失活対象とすることができる。この回収した固体形態のナトリウムを適当な溶媒に溶解させて溶液形態のナトリウムを得て、これを失活対象としてもよい。溶解用の適当な溶媒としては、アミド系溶媒やポリエーテル系溶媒等を用いることができる。また、目的化合物が反応溶媒に分散又は沈降し、ナトリウムが反応溶媒に溶解している場合にも、濾過等の固液分離手段により溶液形態のナトリウムを回収し、失活対象とすることができる。
【００１９】
このような合成プロセスにおいて用いられる反応溶媒としては、ノルマルパラフィン系やシクロパラフィン系等のパラフィン系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族系溶媒、アミン系溶媒、複素環化合物溶媒等の当該技術分野で公知の溶媒が挙げられるが、これらに限定するものではない。ここで、パラフィン系溶媒としては、シクロヘキサン、ノルマルヘキサン、及び、ノルマルデカン、ノルマルへプタン、ノルマルペンタン等が特に好ましい。エーテル系溶媒としては、シクロペンチルメチルエーテル、2-メチルテトラヒドロピレン、テトラヒドロフラン等を好ましく使用することができる。芳香族系溶媒としては、キシレン、トルエン及びベンゼン等が好ましく、クロロベンゼンやフルオロベンゼン等のハロゲン化芳香族系溶媒を利用することができる。アミン系溶媒としては、エチレンジアミン等を好ましく使用することができる。複素環化合物溶媒としては、テトラヒドロチオフェン等を利用することができる。また、これらは1種類のみを添加してもよいし、2種以上を併用し混合溶媒として添加することもできる。
【００２０】
ここで、SDは、ナトリウムを微粒子としてナトリウムを溶解させない不溶性溶媒に分散させたもの、又は、ナトリウムを液体の状態で不溶性溶媒に分散させたものである。ナトリウムとしては、金属ナトリウムのほか、金属ナトリウムを含む合金などが挙げられる。微粒子の平均粒子径として、好ましくは、100μm未満であり、特に好ましくは、50μm未満、更に好ましくは30μm未満、より更に好ましくは10μm未満のものを用いることができる。平均粒子径は、顕微鏡写真の画像解析によって得られた投影面積と同等の投影面積を有する球の径で表した。
【００２１】
分散溶媒としては、ナトリウムを微粒子として分散、又は、ナトリウムを液体の状態で不溶性溶媒に分散でき、かつ、カップリング対象化合物等の出発化合物とSD由来の溶媒和電子等との反応を阻害しない限り、当該技術分野で公知の溶媒を使用することができ、また、上記した反応溶媒として用いた溶媒と同一のものを用いてもよい。分散溶媒としては、例えば、ノルマルデカン、ノルマルヘキサン、ノルマルへプタン、ノルマルペンタン等のノルマルパラフィン系溶媒、キシレン、トルエン等の芳香族系溶媒や、テトラヒドロチオフェン等の複素環化合物溶媒、又は、それらの混合溶媒等が挙げられる。
【００２２】
例えば、SDをDMIと混合させて、生成する溶媒和電子により還元反応等を行う場合においては、分散溶媒は、極性溶媒であるDMIと混合すると二層に分離する無極性溶媒であることが好ましい。更には、DMIと混合すると二層に分離する共に上層側に移行する、比重がDMIよりも小さなものが好ましい。DMIの比重（20/20）は1.0570〜1.0590であり、分散溶媒の比重はそれよりも小さいものが好ましく、特には1.05以下、更には0.95以下であることが好ましい。これにより、SDとDMIとの混合物は二層に分離し、SDの中のナトリウムがDMIに溶解して生じた溶媒和電子を含んだ層の上部に、SDの分散溶媒の層が形成される。これにより溶媒和電子を含んだ下層が空気と遮断され、SDを空気中でも容易に取り扱うことが可能となると共に、不純物の混入を抑制できるため反応効率も向上させることができる。
【００２３】
本実施形態に係るナトリウムの失活方法で用いられる水酸基を有する炭化水素化合物として例示されるアルコール類は、イソプロピルアルコール、メタノールやエタノール等の低級アルコールが好適であるが、高級アルコールでも良く特に限定されない。また、フェノール類も同様に好適に利用でき、フェノール類は、フェノール、クレゾール、ジブチルヒドロキシトルエン等が好適であるが、特に限定されない。ナトリウムを用いた合成プロセスにおいて、当該反応後の反応溶媒中に残存したナトリウムを失活の対象とする場合には、水酸基を有する炭化水素化合物は、沸点が当該反応溶媒と20℃以上異なるものが好適に用いられる。更には、当該反応溶媒と共沸しないものが好適に用いられる。これにより、ナトリウム失活後の残液を加熱沸騰することにより、沸点差を利用して反応溶媒と水酸基を有する炭化水素化合物とを分離することができる。回収した反応溶媒は合成プロセスに再利用することができ、また、水酸基を有する炭化水素化合物をナトリウムの失活のために再利用してもよい。
【００２４】
本実施形態に係るナトリウムの失活方法で用いられる酸性塩は、その分子内に電離し得る水素が、金属又は陽性基で全てを置換されずに一部残っている塩を意味する。本実施形態に係るナトリウムの失活方法において、酸性塩は、その分子内の水素がナトリウムと置換して正塩を形成し、これにより、ナトリウムを失活させるものである。したがって、酸性塩は、その分子内にナトリウムと置換し得る水素を有するものである限り特に制限はない。酸性塩は、炭酸水素塩が好適に用いられる。炭酸水素塩はアルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩が好適に用いられ、好ましくは炭酸水素ナトリウム（重曹）である。なお、硫酸水素塩、リン酸二水素塩、リン酸水素塩等を用いても良く、例えば、硫酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム等が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００２５】
また、酸性塩としては、その分子内の水素がナトリウムと置換されて形成する正塩が、失活後の残液に溶解せず沈殿するものを好適に利用できる。これにより、失活したナトリウムを濾過等により、簡便かつ安全に除去することができる。したがって、例えば、ナトリウムを用いた合成プロセスにおいて反応溶媒中に残存したナトリウムを失活の対象とする場合等において、反応溶媒から失活したナトリウムを固体形態の正塩として簡便かつ安全に除去することができる。回収した反応溶媒は合成プロセスに再利用することができる。
【００２６】
本実施形態に係るナトリウムの失活方法において、ナトリウムと酸性塩と水酸基を有する炭化水素化合物との混合は、ナトリウムと水酸基を有する炭化水素化合物とを接触させた後に酸性塩を添加することで行ってもよく、また、ナトリウムと酸性塩を接触させた後に水酸基を有する炭化水素化合物を添加することで行ってもよい。更に、酸性塩と水酸基を有する炭化水素化合物との混合物にナトリウムを添加することで行ってもよく、ナトリウムに酸性塩と水酸基を有する炭化水素化合物との混合物を添加することで行ってもよい。
【００２７】
本実施形態に係るナトリウムの失活方法は、大気雰囲気下で行っても良いし、アルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で行っても良い。必要に応じて、ナトリウムと、酸性塩と水酸基を有する炭化水素化合物との接触効率を向上させるために撹拌手段を設けることができる。
【００２８】
また、失活時の反応温度は、特に限定されず、失活対象となるナトリウムの種類や量、添加する酸性塩及び水酸基を有する炭化水素化合物の種類や量、並びに、反応圧力等により適宜設定することができる。具体的には、ナトリウムを用いた合成プロセスにおいて反応溶媒中に残存したナトリウムを失活の対象とする場合等においては、反応溶媒及び添加した水酸基を有する炭化水素化合物の沸点を越えない温度に設定することが好ましい。加圧下では大気圧下での沸点よりも高くなるため反応温度を高い温度で設定することができる。反応は、室温で行うこともでき、好ましくは0〜100℃であり、特に好ましくは20〜80℃、更に好ましくは室温〜50℃である。特段の加熱や冷却等のための温度制御手段を設ける必要はないが、必要に応じて、温度制御手段を設けても良く、失活時の発熱の抑制等を図るため、必要に応じて、低温、好ましくは0℃付近で行っても良い。
【００２９】
更に、失活時の反応時間についても、特に限定されず、失活対象となるナトリウムの種類や量、添加する酸性塩及び水酸基を有する炭化水素化合物の種類や量、並びに、反応圧力や反応温度等に応じて適宜設定すればよい。通常は、5時間〜24時間、好ましくは8時間〜14時間で行われる。
【００３０】
例えば、酸性塩として炭酸水素ナトリウムを用いた場合には、下記反応式（１）及び（２）の反応が進行することでナトリウムが失活する。つまり、水酸基を有する炭化水素化合物の水酸基の水素がナトリウムと置き換わることによって、ナトリウムアルコキシドが生成される（１）。続いて、ナトリウムアルコキシドのナトリウムが炭酸水素ナトリウムの水素と置換され正塩である炭酸ナトリウムを生成することで、ナトリウムは失活する（２）。一方、ナトリウムアルコキシドのアルコキシドは、炭酸水素ナトリウムから水素を受け取り、元の水酸基を有する炭化水素化合物に戻る（２）。
（１）Na ＋ R-OH → R-ONa ＋ 1/2H2
（２）R-ONa ＋ NaHCO3 → R-OH ＋ Na2CO3
【００３１】
この反応が繰返し行われることで、ナトリウムを失活させながら水酸基を有する炭化水素化合物を再利用できる。このため、失活工程で用いられる水酸基を有する炭化水素化合物は、ナトリウムに対して1.0モル当量以下、好ましくは0.8モル当量以下であることが好ましい。ここで、失活対象をSDとする場合には、SDの物質量は、SD中に含まれるナトリウム換算での物質量を意味する。
【００３２】
生成した炭酸ナトリウムは、反応溶媒として汎用されるテトラヒドロフラン等の溶媒に溶解せず沈殿するため、濾過等により固液分離することで、失活したナトリウムを炭酸ナトリウムの形態で除去することができる。
【００３３】
本実施形態に係るナトリウムの失活方法は、ナトリウムと酸性塩と水酸基を有する炭化水素化合物とを混合させると、水酸基を有する炭化水素化合物の水酸基の水素がナトリウムと置き換わることによって、ナトリウムアルコキシドを生成する。続いて、ナトリウムアルコキシドのナトリウムが酸性塩の分子内の水素と置換されて正塩を形成することにより、ナトリウムが失活される。したがって、本実施形態に係るナトリウムの失活方法によれば、水分と接触させることなくナトリウムを失活できるものであり、異常な発熱等を抑制でき、簡便かつ安全に、また、効率的に失活できる。本実施形態に係るナトリウムの失活方法は、合成プロセス等において汎用されるテトラヒドロフラン等の水と共沸混合物を形成する溶媒中に含まれるナトリウムを失活させる場合においても、水分を除去する必要がないことからこれらの溶媒の再利用の点で有利である。
【００３４】
以下、ナトリウムを用いる合成プロセスの一例として、SDのDMIとの混合物を電子供与体として用いて、芳香族化合物のカップリング反応を行うプロセスを説明する。当該カップリング反応は、SDをDMIと混合することで形成される電子供与体にカップリング対象化合物を接触させることにより進行する。当該カップリング反応は、非水素性極性溶媒であるDMIを含んで構成されることから、反応に際して他の溶媒を反応溶媒として別途添加する必要はない。しかしながら、必要に応じて、上記したノルマルパラフィン系やシクロパラフィン系等のパラフィン系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族系溶媒、アミン系溶媒、複素環化合物溶媒等の当該技術分野で公知の溶媒を添加することを妨げるものではない。
【００３５】
カップリング対象物は、特に制限はないが、例えば、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、脂環式複素環、芳香族炭化水素、又は、芳香族複素環化合物等を対象とすることができる。特に好ましくは、芳香環構造を有する芳香族化合物や芳香族複素環化合物である。
【００３６】
カップリング反応終了後、反応溶媒中には反応に用いられなかった残余のSDが存在する場合があり、この残余のSD由来のナトリウムを失活させる必要がある。反応後の反応溶媒に、酸性塩及び水酸基を有する炭化水素化合物を導入し、ナトリウムが酸性塩中の水素と置換されて正塩を形成することで、ナトリウムを失活させるものである。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の事前検討例１〜２並びに実施例１及び３では、ナトリウムとしてSDを失活の対象とした。詳細には、金属ナトリウムを微粒子としてノルマルパラフィン油に分散させた分散体を使用し、SDの物質量は、SDに含まれる金属ナトリウム換算での数値である。また、以下の実施例２では、ナトリウムとして金属ナトリウム単体を失活の対象とした。
【００３８】
（事前検討例１）フェノール類を用いたSD由来のナトリウムの失活方法の検討
本事前検討例では、水酸基を有する炭化水素化合物（フェノール類）としてジブチルヒドロキシトルエン（以下、「BHT」と略する場合がある）を用いてSD由来のナトリウムを失活できるか検討を行った。
【００３９】
（実験方法）
BHT（0.22 g、1.00 mmol）をシュレンク管に加えた後、内部を窒素置換した。続いて、テトラヒドロフラン（以下、「THF」と略する場合がある）（2.00 ml）を加えた後、SD（0.11 g、1.2 mmol）を加え、室温で14時間反応させた。反応後、クロロトリメチルシラン（以下、「TMSCl」と略する場合がある）（0.3 ml、約1.5 mmol）を加えて1時間撹拌し、反応させた。SDの存在下では、BHTの水酸基の水素がSD由来のナトリウムで置換しナトリウムアルコキシドとなる。この生成したナトリウムアルコキシドに、TMSClを反応させると、BHTがTMS化（トリメチルシリル化）される。生成物に対してGC/MS分析（Agilent 5977B：アジレント・テクノロジー（株））を行い、定性分析データをMassHunter GC-MS Acquisition B.07.04.2260（アジレント・テクノロジー（株））で取得し、BHTのTMS化を確認した。
【００４０】
結果を図１に示す。図１は、生成物のGC/MS分析の結果を示すクロマトグラムである。その結果、TMS化されたBHTのピーク（9.934分）の方が、BHTのピーク（7.781分）よりも大きく、SD由来のナトリウムによるBHTのアルコキシド化、それに続くTMS化が進行していることが理解できる。
【００４１】
（事前検討例２）フェノール類を用いたSD由来のナトリウムの失活方法の検討
本事前検討例では、酸性塩として炭酸水素ナトリウム、水酸基を有する炭化水素化合物（フェノール類）としてBHTを用いてSD由来のナトリウムを失活できるか検討を行った。本事前検討例では、SD、炭酸水素ナトリウム、BHTの反応は30分間とした。
【００４２】
（実験方法）
BHT（0.22 g、1.00 mmol）及び炭酸水素ナトリウム（0.84 g、10.00 mmol）をシュレンク管に加えた後、内部を窒素置換した。続いて、THF（2.00 ml）を加えた後、SD（0.11 g、1.2 mmol）を加え、室温で30分間反応させた。反応後、TMSCl（0.3 ml、約1.5 mmol）を加えて1時間撹拌し、反応させた。事前検討例１及び２と同様に、生成物に対してGC/MS分析を行い、定性分析データを取得しBHTのTMS化を確認した。
【００４３】
結果を図２に示す。図２は、生成物のGC/MS分析の結果を示すクロマトグラムである。その結果、TMS化されたBHTのピーク（9.940分）の方が、BHTのピーク（7.781分）よりも大きく、SD由来のナトリウムによるBHTのアルコキシド化、それに続くTMS化が進行していることが理解できる。
【００４４】
（実施例１）フェノール類を用いたSD由来のナトリウムの失活方法の検討
本実施例では、酸性塩として炭酸水素ナトリウム、水酸基を有する炭化水素化合物（フェノール類）としてBHTを用いてSD由来のナトリウムを失活できるか検討を行った。本実施例では、SD、炭酸水素ナトリウム、BHTの反応は14時間とした。
【００４５】
（実験方法）
BHT（0.22 g、1.00 mmol）及び炭酸水素ナトリウム（0.84 g、10.00 mmol）をシュレンク管に加えた後、内部を窒素置換した。続いて、THF（2.00 ml）を加えた後、SD（0.11 g、1.2 mmol）を加え、室温で14時間反応させた。反応後、TMSCl（0.3 ml、約1.5 mmol）を加えて1時間撹拌し、反応させた。事前検討例１及び２と同様に、生成物に対してGC/MS分析を行い、定性分析データを取得しBHTのTMS化を確認した。
【００４６】
結果を図３に示す。図３は、生成物のGC/MS分析の結果を示すクロマトグラムである。その結果、BHTのピーク（7.787分）のみが確認され、TMS化されたBHTのピークは確認できず、BHTのTMS化が進行していないことが確認できる。これは、SDの存在下では、BHTの水酸基の水素がSD由来のナトリウムで置換されナトリウムアルコキシドとなるが、炭酸水素ナトリウムの存在により生成したナトリウムアルコキシドのアルコキシド基が元の水酸基に戻り、炭酸水素ナトリウムの水素がナトリウムに置換され炭酸ナトリウムを生成している。このことは、SD由来のナトリウムが炭酸水素ナトリウムによって失活されていることを意味している。
【００４７】
また、本実施例では、SDをBHTに対して1.2モル当量加えたにも関わらず、TMS化が全く進行しなかったことから、BHTはSD由来のナトリウムと反応しナトリウムアルコキシドを形成し、続いて、炭酸水素ナトリウムの存在により生成したナトリウムアルコキシドのアルコキシド基が元の水酸基に戻った後、再び、残存するSD由来のナトリウムによりナトリウムアルコキシドを形成していることが理解できる。
【００４８】
事前検討例２では、SD、炭酸水素ナトリウム、BHTの反応時間が30分と短かったため、炭酸水素ナトリウムによるSD由来のナトリウムの失活が確認できなかったが、本実施例で炭酸水素ナトリウムによるナトリウムの失活が確認されたことから、反応条件を最適化することにより、短時間であってもナトリウムの失活が進行することが予想される。
【００４９】
（実施例２）フェノール類を用いたナトリウム単体の失活方法の検討
本実施例では、酸性塩として炭酸水素ナトリウム、水酸基を有する炭化水素化合物（フェノール類）としてBHTを用いてナトリウム単体を失活できるか検討を行った。本実施例では、ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、BHTの反応は15時間とした。
【００５０】
（実験方法）
ナトリウム単体（0.024 g、1 mmol)をシュレンク管に加えた後、内部を窒素置換し、BHT（0.1161 g、0.5 mmol）/THF 4.5ml溶液と炭酸水素ナトリウム（0.2527 g、3 mmol）を加え、室温で15時間攪拌し反応させた。反応後、TMSCl（0.35 ml、2.8 mmol）を加えて1時間撹拌し、反応させた。実施例１等と同様に、生成物に対してGC/MS分析を行い、定性分析データを取得しBHTのTMS化を確認した。
【００５１】
結果を図４に示す。図４は、生成物のGC/MS分析の結果を示すクロマトグラムである。その結果、BHTのピーク（7.740分）のみが確認され、TMS化されたBHTのピークは確認できず、BHTのTMS化が進行していないことが確認できる。このことは、実施例１のSD由来のナトリウムと同様に、ナトリウム単体が炭酸水素ナトリウムとフェノール類とによって失活されていることを意味している。したがって、当該ナトリウムの失活方法は、SDのみならず、ナトリウム単体等の種々の性状のナトリウムに適用できることが理解できる。
【００５２】
（実施例３）アルコール類を用いたナトリウム単体の失活方法の検討
本実施例では、酸性塩として炭酸水素ナトリウム、水酸基を有する炭化水素化合物（アルコール類）としてイソプロピルアルコール（以下、「IPA」と略する場合がある）を用いてSD由来のナトリウムを失活できるか検討を行った。本実施例では、ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、IPAの反応は0時間及び8時間とし、失活時の反応溶液の温度を測定した。
【００５３】
（実験方法）
<反応時間−0時間>
炭酸水素ナトリウム（0.2555 g、3 mmol)をシュレンク管に加えた後、内部を窒素置換し、IPA（0.0368 g、0.6 mmol）とTHF 2.0 mlとを加え、更に、SD（0.0915 g、1 mmol）を加え、室温で攪拌を開始した。その直後に水0.1 mlを添加し反応を終了させ、経時的に温度を測定した。
【００５４】
<反応時間−8時間>
炭酸水素ナトリウム（0.2526 g、3 mmol)をシュレンク管に加えた後、内部を窒素置換し、IPA（0.0368 g、0.6 mmol）とTHF 2.0 mlとを加え、更に、SD（0.0986 g、1 mmol）を加え、攪拌を開始した。室温で8時間攪拌し反応させた後、水0.1 mlを添加し反応を終了させ、経時的に温度を測定した。
【００５５】
結果を図５に示す。図５は、反応終了後の各反応溶液の温度の経時変化を示すグラフである。<反応時間-0時間>では、24 ℃から37 ℃まで温度が13 ℃上昇した。これに対して、<反応時間-8時間>では、25℃から30℃までの5 ℃の温度上昇が確認されたが、<反応時間-0時間>に比べて発熱が抑えられた。したがって、アルコール類を用いることによっても、発熱を抑えて安全にナトリウムを失活できること確認できた。したがって、当該ナトリウムの失活方法は、酸性塩とアルコール類やフェノール類等の水酸基を有する炭化水素化合物とを組み合わせることで、ナトリウムを安全かつ効率よく失活できることが理解できる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、ナトリウムの失活方法、特には、ナトリウムを分散溶媒に分散した分散体を用いた合成プロセスにおいて、ナトリウムを失活する場合に利用可能である。
【要約】
【課題】ナトリウムを、簡便かつ安全、効率的に失活できる技術の構築が望まれている。
【解決手段】ナトリウムと酸性塩と水酸基を有する炭化水素化合物とを混合させ、前記ナトリウムが前記酸性塩中の水素と置換されて正塩を形成することにより、前記ナトリウムを失活させる工程を有する、ナトリウムの失活方法。
【選択図】なし【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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