(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インデンまたはそのベンゼン環置換体に、有機酸及び上記有機酸に対し１〜２０倍（重量）の水を添加し、４０〜１１０℃で上記混合物に過酸化水素を滴下して酸化することを特徴とする１，２−インダンジオール類の製造方法。
【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、樹脂改質等の製造原料として有用な１，２−インダンジオール類を工業的規模で製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１，２−インダンジオール類の製造方法としては、例えば、インデンに臭素水を反応させてブロモヒドリン体とし、次いでアルカリ触媒の存在下加水分解する方法（以下プロモヒドリン法と略す；Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，５７，２０２２（１９３５）およびＪ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，３７，２０，３１８１（１９７２））、インデンを大過剰のギ酸を用い過酸化水素により過ギ酸として酸化してギ酸エステル体とし、次いで水を加えて加熱する方法（以下ギ酸エステル法と略す；特開平８−１１９８９１）、１，２−エポキシインダンを酸またはアルカリ触媒の存在下水和させる方法（特開平７−１６５６４７およびＪ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，３９，１７，２５９６（１９７４））、インデンを直接酸化する方法、例えば酸化オスミウムで酸化する方法（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，３７，２０，３１８１（１９７２））、過マンガン塩で酸化する方法（Ｚ．ｐｈｙｓｉｋ，Ｃｈｅｍ．，１１３，３３７（１９２４））等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ブロモヒドリン法は、臭素水を使用するために安全衛生および廃棄物・廃水処理の面で問題がある。
【０００４】
ギ酸エステル法では、大過剰のギ酸を溶媒として使用するため、インデンと過ギ酸を反応させた後、中間体であるギ酸エステル体を取り出すためにギ酸を留去しなければならず、これは未反応の過酸化物を濃縮することになって爆発等の危険性を伴うという欠点を有している。また、酸化反応温度が３０〜４０℃と低いため、工業的規模で実施するには、酸化に伴う発熱を制御するために、低温まで冷却できる特殊な設備が必要で、そのような設備のない場合は過酸化水素の滴下に非常に長時間かかり経済的ではないという欠点を有している。
【０００５】
１，２−エポキシインダンを水和させる方法は、原料である１，２−エポキシインダンの入手に問題がある。１，２−エポキシインダンは、一般的にはブロモヒドリン体から誘導されるが、その場合前述した問題があり、また工程数も多くなり望ましくない。
【０００６】
さらに、インデンを直接酸化する方法では、経済的にも廃水処理の面でも問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記欠点を解決すべく鋭意検討を行った結果、インデンまたはそのベンゼン環置換体（以下インデン類と呼ぶ）を有機過酸により酸化する際にインデン類に有機酸を添加し、これに過酸化水素を滴下して反応系内で有機過酸を生成させながら、この有機過酸でインデン類を酸化することにより、１，２−インダンジオール類が高収率で得られ、また酸化反応終了後は反応液を濃縮することがないため、過酸化物濃度が高くなることはなく、安全性の面でも向上され工業的に極めて有用であることを見出した。
【０００８】
さらに、このような過酸化水素を滴下して酸化反応を行う場合に、反応溶媒として一定量の水を用いることにより、使用する有機酸量が低減でき、かつ４０〜１１０℃の高温での反応が可能となり、有機酸エステル含有量の少ない１，２−インダンジオール類が一段階で高収率で得られ、工業的に非常に有用な製造方法であることを見出しこの発明を完成したものである。
【０００９】
すなわち本発明は、インデンまたはそのベンゼン環置換体に、有機酸及び上記有機酸に対し１〜２０倍（重量）の水を添加し、４０〜１１０℃で上記混合物に過酸化水素を滴下して酸化することを特徴とする１，２−インダンジオール類の製造方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明で原料として使用されるものはインデン類、すなわちインデンまたはそのベンゼン環置換体である。インデンのベンゼン環置換体とは、インデン骨格のベンゼン環側、すなわち４位、５位、６位、７位の少なくとも一つに置換基を有する化合物のことである。置換基としては、アルキル基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基およびハロゲン等が挙げられる。
【００１１】
また、本発明で使用する有機酸としては低級脂肪族カルボン酸、例えば、ギ酸、酢酸等が挙げられる。使用する有機酸の濃度は、有機酸が純分として所定量あれば問題なく、使用する水の量にもよるが、その使用量は、原料のインデン類に対して０．２〜１０当量、好ましくは０．５〜５当量である。使用量が少なすぎると、反応速度が遅くなり反応に長時間かかり好ましくない。逆に多すぎても、効果はなく経済的ではない。
【００１２】
本発明では水を溶媒としてインデン類の酸化を行うが、使用する水としては、工業用水、イオン交換水、純水、蒸留水等いずれでも使用でき、特に限定はしない。その使用量は、有機酸に対し重量で１〜２０倍、好ましくは１〜１０倍である。使用量が多すぎると、反応速度が遅くなり反応に長時間かかり好ましくない。また少なすぎると、副反応が増え収率が低下する。
【００１３】
本発明はインデン類を有機過酸により酸化して１，２−インダンジオール類を製造する方法であるが、その際、インデン類、水及び有機酸の混合物に、過酸化水素を滴下して有機過酸を生成させながら酸化反応を行うことを特徴としている。
【００１４】
過酸化水素としては３〜９０重量％の過酸化水素水を使用できるが、通常は市販の３０〜３５重量％の過酸化水素水を使用する。この使用量は、原料のインデン類に対し０．５〜５当量、好ましくは０．８〜３当量である。使用量が少なすぎると、原料のインデン類の転化が不十分となる。ただし、過酸化水素量を少なくして全量転化させ、原料のインデン類を残して後で回収することもできるので、このような方式をとる場合は、この限りではない。また逆に多すぎても未反応の過酸化水素が残るだけで経済的ではない。
【００１５】
また、過酸化水素の滴下温度および反応温度は４０〜１１０℃である。この温度が低すぎると、反応速度が遅くなり反応に長時間かかり好ましくない。また本発明においては、水の存在下、過酸化水素を滴下して有機過酸を生成させながら酸化反応を行うことにより、従来法に比べて高温度でも安全に操作することができるが、温度があまり高すぎると、過酸化物の分解が激しくなり、また爆発の危険性も増大する。
【００１６】
過酸化水素の滴下時間は、特に限定はせず冷却能力に合わせて決定すればよいが、通常０．５〜２４時間程度である。酸化反応は、滴下終了後直ぐに反応を終了させてもよいが、好ましくは撹拌を０．５〜５時間継続して反応を完結させる。
【００１７】
酸化反応液は、次いで冷却することにより１，２−インダンジオール類の結晶が析出してくる。冷却温度は特に限定はしないが、より低温の方が１，２−インダンジオール類収率が向上する。析出した結晶は、例えば遠心分離、減圧濾過等の常法にしたがって回収される。また、高純度の１，２−インダンジオール類が必要であれば、回収した結晶を再結晶もしくは蒸留等の手段を用いて精製することも可能である。
【００１８】
さらに、分離した後の濾液の中には、まだ一部の１，２−インダンジオール類および大部分のギ酸が含まれている。これらは、次回にリサイクルすることにより１，２−インダンジオール類収率を高めることができ、ギ酸使用量も低減することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例に基いて、本発明方法を具体的に説明する。
［実施例１］
撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた内容積２００ミリリットルのフラスコに、インデン（９８．６％）２３．２ｇ（０．２モル）、９０重量％ギ酸１５．３ｇ（０．３モル）、水３０ｇを仕込み、７０℃で３４．５重量％過酸化水素水２３．７ｇ（０．２４モル）を０．４時間かけて滴下し、滴下終了後７０℃で２．６時間撹拌を継続した。
【００２０】
反応終了後、反応液をガスクロマトグラフにより分析したところ、インデンはほぼ全量転化しており、１，２−インダンジオール濃度は２３．０重量％で、収率は７１．４モル％であった。また反応液中の１，２−インダンジオールのモノギ酸エステル濃度は１．０％であった。結果を表１に示す。
【００２１】
［実施例２］
インデン（９８．６％）１１．６ｇ（０．１モル）、９０重量％ギ酸１５．３ｇ（０．３モル）、水４５ｇを仕込み、７０℃で３４．５重量％過酸化水素水１２．８ｇ（０．１３モル）を１時間かけて滴下し、滴下終了後７０℃で１時間撹拌を継続した。
【００２２】
反応終了後、反応液をガスクロマトグラフにより分析したところ、インデンはほぼ全量転化しており、１，２−インダンジオール濃度は１４．２重量％で、収率は８１．３モル％であった。また反応液中の１，２−インダンジオールのモノギ酸エステル濃度は０．４％であった。結果を表１に示す。
【００２３】
［実施例３〜６］
インデン、９０重量％ギ酸、水、３４．５重量％過酸化水素水量および反応温度を変えて、実施例２と同様に操作した。結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
0003841886.tif 000002
【００２５】
［実施例７］
撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた内容積２リットルのフラスコに、インデン（９８．６％）４７４ｇ（４モル）、９８重量％ギ酸２８２ｇ（６モル）、水６８２．５ｇを仕込み、７０℃で３２重量％過酸化水素水５５２．５ｇ（５．２モル）を２．４時間かけて滴下し、滴下終了後７０℃で１時間撹拌を継続した。
【００２６】
反応終了後、反応液をガスクロマトグラフにより分析したところ、インデンはほぼ全量転化しており、１，２−インダンジオール濃度は２０．８重量％で、収率は７１．２モル％であった。また反応液中の１，２−インダンジオールのモノギ酸エステル濃度は１．１％であった。
【００２７】
［実施例８］
インデン（９８．６％）２３７ｇ（２モル）、９８重量％ギ酸２８２ｇ（６モル）、水６２５．２ｇを仕込み、７０℃で３３．７重量％過酸化水素水２６２．２ｇ（２．６モル）を１．２時間かけて滴下し、滴下終了後７０℃で０．８時間撹拌を継続した。
【００２８】
反応終了後、反応液をガスクロマトグラフにより分析したところ、インデンはほぼ全量転化しており、１，２−インダンジオール濃度は１５．７重量％で、収率は７５．１モル％であった。また反応液中の１，２−インダンジオールのモノギ酸エステル濃度は１．２％であった。
【００２９】
［実施例９］
インデン（９８．６％）４７４ｇ（４モル）、９８重量％ギ酸２８２ｇ（６モル）、水６２６．４ｇを仕込み、５０℃で３４．５重量％過酸化水素水４３３．５ｇ（４．４モル）を４時間かけて滴下し、滴下終了後５０℃で５時間撹拌を継続した。
【００３０】
反応終了後、反応液をガスクロマトグラフにより分析したところ、インデンはほぼ全量転化しており、１，２−インダンジオール濃度は２３．７重量％で、収率は７２．７モル％であった。また反応液中の１，２−インダンジオールのモノギ酸エステル濃度は１．９％であった。
【００３１】
［比較例１］
撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた内容積１００ミリリットルのフラスコに、インデン（９８．６％）２３．２ｇ（０．２モル）、９０重量％ギ酸３０．７ｇ（０．６モル）を仕込み、水を添加せず、７０℃で３２重量％過酸化水素水２５．５ｇ（０．２４モル）を１．７時間かけて滴下し、滴下終了後７０℃で１時間撹拌を継続した。
【００３２】
反応終了後、反応液をガスクロマトグラフにより分析したところ、インデンはほぼ全量転化していたが、１，２−インダンジオール濃度は１２．８重量％で、収率は３４．４モル％であった。また反応液中の１，２−インダンジオールのモノギ酸エステル濃度は４．０％であった。結果を表２に示す。
【００３３】
［比較例２］
撹拌機、温度計、還流冷却器を備えた内容積２００ミリリットルのフラスコに、インデン（９８．６％）２３．２ｇ（０．２モル）、９０重量％ギ酸１５．３ｇ（０．３モル）、水３０．０ｇを仕込み、３０℃で３４．５重量％過酸化水素水２３．７ｇ（０．２４モル）を１時間かけて滴下し、滴下終了後３０℃で６時間撹拌を継続した。
【００３４】
反応終了後、反応液をガスクロマトグラフにより分析したところ、インデン転化率は８６．５％であり、１，２−インダンジオール濃度は１５．４重量％で、収率は４６．５モル％であった。また反応液中の１，２−インダンジオールのモノギ酸エステル濃度は２．２％であった。結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】
0003841886.tif 000003
【００３６】
［実施例１０］
５−メチルインデン１３．０ｇ（０．１モル）、９０重量％ギ酸１５．３ｇ（０．３モル）、水４５ｇを仕込み、７０℃で３４．５重量％過酸化水素水１２．８ｇ（０．１３モル）を１時間かけて滴下し、滴下終了後７０℃で１時間撹拌を継続した。
【００３７】
反応終了後、反応液をガスクロマトグラフにより分析したところ、５−メチル−１，２−インダンジオール濃度は１４．６重量％で、収率は７６．４モル％であった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、有機酸量の使用量を低減することができ、従来のギ酸エステル法よりも高温での反応が可能となり１，２−インダンジオール類が一段階で高収率で得られる。また酸化反応終了後は反応液を濃縮して過酸化物濃度を高める工程がないので、安全性が高く工業的に極めて有用である。