クロメン化合物の製造方法
【課題】 優れたフォトクロミック特性を有するクロメン化合物を高収率で製造する方法を提供する。
【解決手段】 芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩存在下、
下記一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アラルコキシ基、アラルキル基、又はアリール基であり、ａ、及びｂは、それぞれ、０〜４の整数である。）で示されるプロパルギルアルコール誘導体とナフトール誘導体とを１００℃未満の反応温度で反応させてクロメン化合物を製造する。
【解決手段】 芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩存在下、
下記一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アラルコキシ基、アラルキル基、又はアリール基であり、ａ、及びｂは、それぞれ、０〜４の整数である。）で示されるプロパルギルアルコール誘導体とナフトール誘導体とを１００℃未満の反応温度で反応させてクロメン化合物を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトクロミック特性に優れたクロメン化合物の新規な製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
いくつかのベンゾピラン（クロメン）化合物は、太陽光のような紫外線を含む光を照射することによってその化学構造を変え着色し、また光の照射を止めると元の化学構造に戻り着色が消えるというフォトクロミック性を有することが知られており、現在市販されているフォトクロミックレンズの主要材料となっている。
【０００３】
クロメン化合物のうち、発退色のスピードや耐久性などのフォトクロミック特性に特に優れる化合物として、種々の置換基を有するナフトピラン化合物が知られている。該ナフトピラン化合物の一般的な製造方法としては、ナフトール誘導体とプロパルギルアルコール誘導体とを酸触媒の存在下で攪拌混合する方法が知られている。酸触媒としては、ｐ−トルエンスルホン酸が最も一般的に使用されているが、該触媒は、酸性度が強く、タール成分が副生することから、ナフトピラン化合物の収率は、必ずしも良くない。さらに、ナフトピラン化合物を含むクロメン化合物は、酸に対する安定性が必ずしも高くないため、触媒量が多くなったり、あるいは反応時間が長くなったりすると収率がさらに低下し、生成する様々な副生物との分離に困難を来たすという問題も生じている。
【０００４】
また、最近のナフトピラン化合物（クロメン化合物）は、その構造が複雑になってきており、原料であるナフトール誘導体を得るまでに１０ステップを超える工程を要することも珍しくない。従って、ナフトール誘導体とプロパルギルアルコール誘導体とを反応させる工程において、収率の低さ、及び収率の不安定さは、現実的な製造コストを実現する上での大きな課題となっている。
【０００５】
このような観点から、該工程で使用する適切な触媒についての検討がなされている。最近、ｐ−トルエンスルホン酸の代わりに、より酸性度を低くした酸性アルミナ（特許文献１参照）やシリカゲル（特許文献２参照)を用いる方法が報告されている。
【０００６】
しかしながら、酸性アルミナを用いる方法では、原料のナフトール誘導体を基準とした目的物（クロメン化合物）の収率は５〜５８％と低い点で改善の余地があった。
【０００７】
一方、シリカゲルを用いる方法は、非常に高い収率でクロメン化合物を製造できる優れた方法である。しかしながら、シリカゲルは、固体であるため、反応溶液を十分に攪拌しなければナフトール誘導体、及びプロパルギルアルコール誘導体との接触効率が低下する場合があった。また、シリカゲルは、水を吸着し易いため、反応に使用する前に十分に乾燥する必要があり、操作が煩雑になるといった点で改善の余地があった。
【０００８】
その他、有機溶媒に可溶な触媒として、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩（非特許文献１参照、特許文献２参照）を用いる方法も報告されている。非特許文献１に記載の方法においては、クロメン化合物の収率が８０〜１００％と非常に高くなることが報告されている。この方法を具体的に説明すると、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、及び脱水剤としてオルトギ酸トリメチルの存在下、ナフトール誘導体とプロパルギルアルコール誘導体とを反応させるものである。
【０００９】
しかしながら、この方法においては、前記の通り、有害性の高いハロゲン系溶媒を使用し、さらには、脱水剤として、刺激性のあるオルトギ酸トリメチルをナフトール誘導体の２倍当量も使用しなければならず、工業的な生産を考慮すると改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第９４／２２８５０号パンフレット
【特許文献２】特開２００７−９１５９５号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】オーガニックレターズ，２００３年，第５巻２２号，ｐ．４１５３−４１５４（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ、５，２２、（２００２）４１５３−４１５４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明者等も、特許文献２の比較例において、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を使用したクロメン化合物の製造を行っている。この場合、トルエン溶液中、オルトギ酸トリメチルのような脱水剤は使用せず、１００℃以上の温度において反応を実施しているが、クロメン化合物の収率は７１％に留まっている。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、クロメン化合物の収率を高くすることができ、しかも、特殊な脱水剤を使用することなく、操作性が向上されたクロメン化合物の製造方法を提供することにある。特に、特定の構造を有するプロパルギルアルコール誘導体を原料とした場合に好適なクロメン化合物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った。特に、取り扱い易いｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を使用した場合、クロメン化合物の収率が低下する原因の解明を行ったところ、プロパルギルアルコール誘導体の酸化が原因であると考えられた。その結果、クロメン化合物の収率を改善するためには、芳香族炭化水素溶媒を使用し、反応触媒としてｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を使用し、さらに、反応温度を特定の範囲とすることが重要であることを見出し、本発明を完成するに至った。しかも、特定の構造を有するプロパルギルアルコール誘導体を原料とした場合に、特にクロメン化合物の収率を改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
即ち、本発明は、
芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩存在下、
下記一般式（１）
【００１６】
【化１】
【００１７】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アラルコキシ基、アラルキル基、又はアリール基であり、
ａ、及びｂは、それぞれ、０〜４の整数である。）
で示されるプロパルギルアルコール誘導体とナフトール誘導体とを１００℃未満の反応温度で反応させてクロメン化合物を製造することを特徴とするクロメン化合物の製造方法である。
【００１８】
また、本発明においては、前記プロパルギルアルコール誘導体と反応させるナフトール誘導体は、下記一般式（２）、又は下記一般式（３）で示されるナフトール誘導体であることが好ましい。
【００１９】
【化２】
【００２０】
（式中、
Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基であり、
Ｒ６とＲ７とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよく、また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよく、
ｃは、１〜４の整数である。）。
【００２１】
【化３】
【００２２】
（式中、
Ｒ８、及びＲ９は、それぞれ、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルコキシ基であり、
Ｒ８とＲ９とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよく、また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよく、
Ｒ１０、及びＲ１１は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基であり、
ｄ、及びｅは、０〜４の整数である。）。
【００２３】
前記一般式（２）で示されるナフトール誘導体を使用した場合には、下記一般式（４）
【００２４】
【化４】
【００２５】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ａ、及びｂは、前記一般式（１）におけるものと同義であり、
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びｃは、前記一般式（２）におけるものと同義である。）
で示されるクロメン化合物を製造することができ、
前記一般式（３）で示されるナフトール誘導体を使用した場合には、下記一般式（５）
【００２６】
【化５】
【００２７】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ａ、及びｂは、前記一般式（１）におけるものと同義であり、
Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、ｄ、及びｅは、前記一般式（３)におけるものと同義である。）
で示されるクロメン化合物を製造することができる。これらクロメン化合物は、優れたフォトクロミック特性を有する化合物である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、タール成分が副生することなく高収率でクロメン化合物を製造することができる。また、収率を高めるために酸触媒（ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩）の使用量を多くしたり、あるいは反応時間を長くしたりしても、原料（特に、プロパルギルアルコール誘導体)や生成物（クロメン）が分解することがないため、安定して高収率でクロメン化合物を得ることができる。
【００２９】
さらに、本発明は、特別な脱水剤を使用することなく、しかも、汎用的な芳香族炭化水素溶媒を使用してクロメン化合物の製造であるため、操作性が著しく改善され、その工業的利用価値は非常に高い。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の製造方法では、特定の構造を有するプロパルギルアルコール誘導体とナフトール誘導体とを反応させてクロメン化合物を製造するに際し、芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を触媒として用い、反応を１００℃未満の温度範囲で行うことを特徴とする。
以下、順を追って説明する。
【００３１】
（プロパルギルアルコール誘導体）
本発明においては、下記一般式（１）
【００３２】
【化６】
【００３３】
で示されるプロパルギルアルコール誘導体を原料として使用する場合に適用されるクロメン化合物の製造方法である。本発明においては、基Ｒ１、及びＲ２が以下の置換基であるプロパルギルアルコール誘導体を使用するため、優れた効果を発揮する。
【００３４】
（基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４）
前記一般式（１）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４示される基は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アラルコキシ基、アラルキル基およびアリール基である。
【００３５】
ここでアルキル基としては、特に限定されないが、炭素数１〜１２のアルキル基が好ましい。好適なアルキル基を例示すると、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基等を挙げることができる。また、該アルキル基は、シクロアルキル基であってもよく、この場合、炭素数３〜１２のシクロアルキル基が好ましい。好適なシクロアルキル基を例示すると、シクロプロピル基、シクロブチル、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。これらのアルキル基の中でも、メチル基が最も好適である。
【００３６】
アルコキシ基としては、特に限定されないが、一般的には炭素数１〜５のアルコキシ基が好ましい。好適なアルコキシ基を具体的に例示すると、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ｓ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基等を挙げることができる。
【００３７】
アラルコキシ基としては、炭素数６〜１０のアラルコキシ基が好ましい。好適なアラルコキシ基を具体的に例示すると、フェノキシ基、ナフトキシ基等を挙げることができる。
【００３８】
アラルキル基はとしては、炭素数７〜１１のアラルキル基が好ましい。好適なアラルキル基を例示すると、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基等を挙げることができる。
【００３９】
アリール基としては、特に限定されないが、炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基が好ましい。好適なアリール基を例示すると、フェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。また、該アリール基の１もしくは２以上の水素原子が、上述と同様のアルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、アラルコキシ基等の置換基で置換された置換アリール基も好適に用いることができる。
【００４０】
（Ｒ３、及びＲ４の置換基数ａ、ｂ）
前記一般式（１）において、ａは基Ｒ３の基の数を示し、ｂは基Ｒ４の基を示す。ａ、及びｂは、０〜４の整数であり、特に好ましくは、０〜１である。
【００４１】
（好適なプロパルギルアルコール誘導体）
本発明においては、置換基としてＲ１、及びＲ２が前記基であるプロパルギルアルコール誘導体を使用するため、使用する溶媒、酸触媒、及び反応温度を下記に詳述するように限定しなければならない。この理由は明らかではないが、前記一般式（１）において、基Ｒ１、及びＲ２が前記置換基であることにより、プロパルギルアルコール誘導体が酸化され易いことが原因であると考えられる。前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体は、特に、１００℃以上の温度において酸化され易いものと考えられる。このようなプロパルギルアルコール誘導体の中でも、より酸化され易いため本発明の効果が顕著に発揮され、かつ得られるクロメン化合物が優れたフォトクロミック特性を発揮するためには、基Ｒ１、及びＲ２が、アルキル基、又はアルコキシ基であることが好ましい。さらに、基Ｒ１、及びＲ２は、アルキル基の中でもメチル基が好ましく、アルコキシ基の中でもメトキシ基、エトキシ基、またはプロポキシ基が好ましい。アルコキシ基の中では、特にプロポキシ基が好ましい。
【００４２】
このようなプロパルギルアルコール誘導体の具体的な例を挙げると、基Ｒ１、及びＲ２が共にアルキル基である１，１−ビス（４−メチルフェニル−）−２−プロピン１−オール、基Ｒ１、及びＲ２が共にアルコキシ基である１，１−ビス（４−メトキシフェニル）−２−プロピン−１−オール、１，１−ビス（４−エトキシフェニル）−２−プロピン−１−オール、１，１−ビス（４−プロポキシフェニル）−２−プロピン−１−オール等が挙げられる。これらの中でも、１，１−ビス（４−メチルフェニル−）−２−プロピン１−オール、又は１，１−ビス（４−プロポキシフェニル）−２−プロピン−１−オールが、本発明の効果をより発揮し、優れたフォトクロミック特性を発揮するクロメン化合物となるため好ましい。
【００４３】
（ナフトール誘導体）
本発明においては、前記プロパルギルアルコール誘導体とナフトール誘導体とを反応させてクロメン化合物を製造するものである。このナフトール誘導体は、公知の化合物を使用することができ、特に制限されるものではないが、前記プロパルギルアルコール誘導体と反応させ、優れたフォトクロミック特性を有するクロメン化合物を製造するためには、前記一般式（２）、又は前記一般式（３）で示されるナフトール誘導体であることが好ましい。
【００４４】
（好適なナフトール誘導体：一般式（２）で示されるナフトール誘導体）
本発明において、優れたフォトクロミック特性を有するクロメン化合物とするためには、
前記プロパルギルアルコール誘導体と反応させるナフトール誘導体は、下記一般式（２）
【００４５】
【化７】
【００４６】
で示されるナフトール誘導体であることが好ましい。
【００４７】
（基Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７）
前記一般式（２）において、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基であり、
また、Ｒ６とＲ７とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよく、また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよい。
【００４８】
ここで、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、又はアラルキル基としては前記一般式（１）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４で説明した基と同義である。
【００４９】
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子を挙げることができる。
【００５０】
アミノ基としては、一級アミノ基に限定されず、置換基を有する２級アミノ基や３級アミノ基であってもよい。かかるアミノ基が有する置換基としては、特に限定されないが、アルキル基またはアリール基が代表的である。このような置換アミノ基（２級アミノ基或いは３級アミノ基）の好適な例としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；フェニルアミノ基等のアリールアミノ基；ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基；などを挙げることできる。特に、最終的に得られるクロメン化合物の性能を考慮すると、ジメチルアミノ基が好適である。
【００５１】
窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基としては、モルホリノ基、ピペリジノ基、ピロリジニル基、ピペラジノ基、Ｎ−メチルピペラジノ基、インドリニル基等を挙げることがでる。さらに、該複素環基は、メチル基等のアルキル基を置換基として有していてもよい。このような置換基を有する複素環基としては、２，６−ジメチルモルホリノ基、２，６−ジメチルピペリジノ基、２，２，６，６−テトラメチルピペリジノ基等が挙げられる。特に、最終的に得られるクロメン化合物の性能を考慮すると、モルホリノ基、ピペリジノ基が好適である。
【００５２】
また、Ｒ６とＲ７とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよい。この脂肪族炭化水素環は、特に制限されるものではないが、炭素数が５〜７であることが好ましい。また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環してもよく、該縮合環は前述のアルキル基やアルコキシ基が置換していてもよい。このＲ６とＲ７とが互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成する場合、特に、ベンゼン環のような芳香族炭化水素環が縮環していることが好ましく、このような好適なナフトール誘導体は以下のものが挙げられる。
【００５３】
【化８】
【００５４】
また、前記フェニル基に置換した基Ｒ１２の数を示すｆは０〜４の整数であり、特に０〜１であることが好ましい。
【００５５】
さらに、前記炭素数５〜７の脂肪族炭化水素環に置換した基Ｒ１３の数を示すｇ、ｈ、iは、それぞれ、ｇは０〜２の整数であり、ｈは０〜４の整数であり、ｉは０〜６の整数であり、特に好ましくは、ｇは０〜１の整数であり、ｈは０〜１の整数であり、ｉは０〜１の整数である。
【００５６】
（基Ｒ５の数 ｃ）
ｃは、基Ｒ５の数を示し、１〜４の整数である。この中でも、ｃは、０〜１であることが好ましい。特に、好ましくは、ｃは０であり、基Ｒ５が水素原子である。
【００５７】
（一般式（２）で示されるナフトール誘導体の具体例）
本発明においては、前記一般式（２）で示されるナフトール誘導体の中でも、前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体と反応させ、特に優れたフォトクロミック特性を発揮するクロメン化合物とするためには、以下のナフトール誘導体を使用することが好ましい。具体的には、７−ベンゾ［Ｃ］フルオレン−６−オール、７，８−ジヒドロベンゾ［Ｃ］フェナントレン−６−オール、８、９−ジヒドロ−７−ベンゾ ［６，７］シクロヘプタ［１，２−ａ］ナフタレン−６−オールが好ましい。
【００５８】
（好適なナフトール誘導体：一般式（３）で示されるナフトール誘導体）
また、本発明において、優れたフォトクロミック特性を有するクロメン化合物とするためには、前記プロパルギルアルコール誘導体と反応させるナフトール誘導体は、下記一般式（３）
【００５９】
【化９】
【００６０】
で示されるナフトール誘導体であってもよい。
【００６１】
（基Ｒ８、及びＲ９）
前記一般式（３）において、基Ｒ８、及びＲ９は、それぞれ、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルコキシ基であり、Ｒ８とＲ９とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよい。
【００６２】
ここで、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルコキシ基としては、前記一般式（１）において説明した基と同義である。
【００６３】
また、基Ｒ８、及びＲ９は、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよく、また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよい。該脂肪族炭化水素環は、該環を形成する炭素数が３〜１０である環が好ましい。また、該脂肪族炭化水素環は、炭素数１〜５のアルキル基やアルコキシ基を置換基として有していてもよい（置換基の数および置換する位置に関しては特に制限はない）。また、該脂肪族炭化水素環には、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよく、特に、ベンゼン、ナフタレンなどの芳香族炭化水素環が縮環していることが好ましい。このような基Ｒ８及びＲ９とにより形成される脂肪族炭化水素環の具体例としては、以下のものを例示することができる。
【００６４】
なお、下記に示す環において、最も下に位置する２つの結合手を有する炭素原子（スピロ炭素原子）が、基Ｒ８及び基Ｒ９が結合している５員環中の炭素原子に相当する。
【００６５】
【化１０】
【００６６】
（基Ｒ１０、及びＲ１１）
前記一般式（３）において、基Ｒ１０、及びＲ１１は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基である。
【００６７】
ここで、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基は、前記一般式（１）、及び前記一般式（２）において説明した基と同義である。
【００６８】
（基Ｒ１０、及びＲ１１の数 ｄ、及びｅ）
ｄ、及びｅは、基Ｒ１０、及びＲ１１の数を示し、０〜４の整数である。ｄ、及びｅは、好ましくは０〜２の整数である。
【００６９】
（一般式（３）で示されるナフトール誘導体の具体例）
本発明においては、前記一般式（３）で示されるナフトール誘導体の中でも、前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体と反応させ、特に優れたフォトクロミック特性を発揮するクロメン化合物とするためには、以下のナフトール誘導体を使用することが好ましい。具体的には、７，７−スピロシクロオクタノ−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン、７，７−スピロシクロオクタノ−３−メトキシ−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン、７，７−スピロ（３’，３’，５’，５’−テトラメチルシクロヘキサノ）−２−（２，４−ジメトキシフェニル）−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレンが好ましい。
【００７０】
（クロメン化合物の製造方法）
本発明においては、前記プロパルギルアルコール誘導体と前記ナフトール誘導体とを特定の条件下で反応させてクロメン化合物を製造する。クロメン化合物を製造するには、芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩の存在下で前記プロパルギルアルコール誘導体と前記ナフトール誘導体を混合してやればよい。
以下、反応に使用する溶媒、酸触媒、及び反応条件について説明する。
【００７１】
（反応溶媒）
本発明においては、反応溶媒として芳香族炭化水素溶媒を使用する。芳香族炭化水素溶媒は、クロメン化合物の製造に好適な１００℃未満の温度において、反応で副生する水と共沸し、水を反応系中より効率的に除去することができる。その結果、プロパルギルアルコール誘導体の酸化が起こることなく反応が速やかに進行し、非常に高い収率でクロメン化合物を製造できるのではないかと考えられる。
【００７２】
該芳香族炭化水素溶媒を具体的に例示すると、ベンゼン、トルエン、またはキシレンを使用することができる。これらの中でも、有害性、得られるクロメン化合物の精製等を考慮するとトルエン、またはキシレンを使用することが好ましく、特に、トルエンを使用することが好ましい。
【００７３】
本発明において、芳香族炭化水素溶媒の使用量は、特に制限されるものではいが、工業的な生産を考慮すると、プロパルギルアルコール誘導体１質量部に対して、３〜１０００質量部とすることが好ましく、さらに５〜３００質量部とすることが好ましく、特に１０〜１００質量部とすることが好ましい。また、反応溶媒に含まれる水分量は、１質量％以下であることが好ましい。
【００７４】
（酸触媒 ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩）
本発明の方法においては、酸触媒として、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を使用する。前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体を使用した場合、酸性アルミナ、ｐ−トルエンスルホン酸・一水和物ではクロメン化合物の収率を高くすることができない。
【００７５】
本発明において、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩は、市販のものを使用することができる。また、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩の使用量は、特に制限されるものではないが、反応時間の短縮、クロメン化合物の収率、精製等のし易さを考慮すると、プロパルギルアルコール誘導体１モルを基準として、０．０３〜１モルとすることが好ましく、さらに０．０５〜０．３モルとすることが好ましく、特に０．１〜０．２モルとすることが好ましい。
【００７６】
（混合方法）
本発明においては、芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩の存在下、前記プロパルギルアルコール誘導体と前記ナフトール誘導体とを反応させるが、この際、各成分が十分に接触できるように混合してやればよい。これら成分を混合する方法としては、特に制限されるものではなく、例えば、プロパルギルアルコール誘導体、ナフトール誘導体、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、反応溶媒の全てを反応容器に仕込んでから攪拌混合する方法；ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、反応溶媒の混合溶液にプロパルギルアルコール誘導体とナフトール誘導体（反応溶媒に溶解したものでもよい）を加えて攪拌混合する等の方法が挙げられる。中でも、ナフトール誘導体、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、反応溶媒の混合溶液にプロパルギルアルコール誘導体反応溶媒に溶解したものでもよい）を加えて攪拌混合することにより、クロメン化合物の収率を高くすることができる。
【００７７】
（反応温度）
本発明においては、前記混合方法によりプロパルギルアルコール誘導体、及びナフトール誘導体とを反応させるが、この際、反応温度を１００℃未満の範囲に維持することが重要である。なお、この反応温度は、反応を行っている際の反応溶液の温度を指す。前記プロパルギルアルコール誘導体を使用した場合、反応温度が１００℃以上になるとクロメン化合物の収率が低下するため好ましくない。
【００７８】
通常、このような反応においては、反応温度が高くなると反応速度が速くなり、短時間でクロメン化合物の収率を高くできる。しかしながら、前記プロパルギルアルコール誘導体を使用した場合には、驚くべきことに、反応温度が高くなる（１００℃以上となる）とクロメン化合物の収率が低下することが分かった。この理由は明らかではないないが、以下のように推定している。つまり、反応温度が１００℃以上となると、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩によって、原料であるプロパルギルアルコール誘導体の酸化が進行し、その結果、クロメン化合物の収率が低下するものと考えられる。
【００７９】
一方、反応温度が低すぎると、反応が進行し難くなる。そのため、反応温度は、好ましくは室温以上９５℃以下であり、さらに好ましくは５０℃以上９５℃以下であり、特に好ましくは６０℃以上９０℃以下である。中でも、最も好ましい反応溶媒であるトルエンを使用した場合には、好ましくは５０℃以上９０℃以下であり、さらに好ましくは５５℃以上８５℃未満であり、特に好ましくは６５℃を超え、８５℃未満である。
【００８０】
反応時間は、ナフトール誘導体の転換率を確認して適宜決定すればよいが、前記条件であれば、好ましくは０．５〜６時間、より好ましくは１〜３時間である。なお、この反応時間は、芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、前記プロパルギルアルコール誘導体、および前記ナフトール誘導体を設定した反応温度において混合する時間を指すものである。
【００８１】
（精製工程）
反応終了後は、以下方法によりクロメン化合物を単離してやればよい。具体的には、分液操作、カラムクロマトグラフィー、再結晶等の方法により、クロメン化合物を純度９９％以上で単離することができる。
【００８２】
（クロメン化合物）
本発明によれば、分解し易いプロパルギルアルコール誘導体を使用しても、高い収率でクロメン化合物を製造することができる。得られるクロメン化合物は、前記一般式（２）で示されるナフトール誘導体を使用した場合には、下記一般式（４）
【００８３】
【化１１】
【００８４】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ａ、及びｂは、前記一般式（１）におけるものと同義であり、
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びｃは、前記一般式（２）におけるものと同義である。）
で示されるクロメン化合物を製造することができる。
【００８５】
また、前記一般式（３）で示したナフトール誘導体を使用した場合には、下記一般式（５）
【００８６】
【化１２】
【００８７】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ａ、及びｂは、前記一般式（１）におけるものと同義であり、
Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、ｄ、及びｅは、前記一般式（３)におけるものと同義である。）
で示されるクロメン化合物を製造することができる。
【００８８】
これらクロメン化合物は、優れたフォトクロミック特性を有するものである。本発明によれば、分解し易いプロパルギルアルコール誘導体からフォトクロミック特性に優れた前記クロメン化合物を高収率で製造することができる。
【実施例】
【００８９】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９０】
実施例１
（前記一般式（５）で示されるクロメン化合物の合成）
プロパルギルアルコール誘導体である１，１−ビス（４−メトキシフェニル）−２−プロピン−１−オール３．４９ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１、Ｒ２がメトキシ基であるもの）と、ナフトール誘導体である７，７−スピロシクロオクタノ−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン３．２８ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトルエン１００ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて７５℃で２時間撹拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにトルエン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、３、３−ビス（４−ジメトキシフェニル）−１３，１３−スピロシクロオクタノ−インデノ［２，１−ｆ］ナフト［１，２−ｂ］ピランを５．３８ｇ（収率９３％）得た。
【００９１】
実施例２
（前記一般式（５）で示されるクロメン化合物の合成）
１，１−ビス（４−エトキシフェニル）−２−プロピン−１−オール３．８５ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１、Ｒ２がエトキシ基であるもの）と、７，７−スピロシクロオクタノ−３−メトキシ−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン３．５８ｇ（１０ｍｍｏｌ）をキシレン９０ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて７５℃で３時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにトルエン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、６−メトキシ−３、３−ビス（４−ジエトキシフェニル）−１３，１３−スピロシクロオクタノ−インデノ［２，１−ｆ］ナフト［１，２−ｂ］ピランを５．８６ｇ（収率９２％）得た。
【００９２】
実施例３
（前記一般式（５）で示されるクロメン化合物の合成）
１―（４−メトキシフェニル）−１−（４−メチルフェニル）−２−プロピン−１−オール３．２８ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１がメトキシ基、Ｒ２がメチル基であるもの）と、７，７−スピロ（３’，３’，５’，５’−テトラメチルシクロヘキサノ）−２−（２，４−ジメトキシフェニル）−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン５．２２ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトルエン１３０ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて７５℃で２時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにトルエン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、７−（２，４−ジメトキシフェニル）−６−メトキシ−３−（４−メトキシフェニル）−３−（４−メチルフェニル）−３’，３’，５’，５’−テトラメチルスピロ［ベンゾ[ｈ]インデノ［２，１−ｆ］クロメン−１３，１’−シクロヘキサン］を６．９６ｇ（収率９２％）得た。
【００９３】
実施例４
（前記一般式（５）で示されるクロメン化合物の合成）
１，１−ビス（４−プロポキシフェニル）−２−プロピン−１−オール２．９４ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１、Ｒ２がプロポキシ基であるもの）と、７，７−スピロ（３’，３’，５’，５’−テトラメチルシクロヘキサノ）−２−（２，４−ジメトキシフェニル）−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン５．２２ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトルエン１３０ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて７５℃の温度範囲で２時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにトルエン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、７−（２，４−ジメトキシフェニル）−６−メトキシ−３，３−ビス（４−プロポキシフェニル）−３’，３’，５’，５’−テトラメチルスピロ［ベンゾ[ｈ]インデノ［２，１−ｆ］クロメン−１３，１′−シクロヘキサン］を７．７９ｇ（収率９４％）得た。
【００９４】
実施例５
（前記一般式（５）で示されるクロメン化合物の合成）
１，１―ビス（４−メチルフェニル）−２−プロピン−１−オール３．０７ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１、Ｒ２がメチル基であるもの）と７，７−スピロ（３’，３’，５’，５’−テトラメチルシクロヘキサノ）−３，９−ジメチル−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン３．８４ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトルエン１００ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて７５℃で２時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにトルエン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、６，９−メチル−３，３−ビス（４−メチルフェニル）−３’，３’，５’，５’−テトラメチルスピロ［ベンゾ[ｈ]インデノ［２，１−ｆ］クロメン−１３，１’−シクロヘキサン］を５．４１ｇ（収率９１％）得た。
【００９５】
実施例６
（前記一般式（４）で示されるクロメン化合物の合成）
１，１―ビス（４−メチルフェニル）−２−プロピン−１−オール３．０７ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１、Ｒ２がメチル基であるもの）と、７，８−ジヒドロベンゾ［Ｃ］フェナントレン−６−オール２．４６ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトルエン６０ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて６５℃の温度範囲で４時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにトルエン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、２，２−ビス（４-メチルフェニル）−２Ｈ−１３，１４−ジヒドロナフト−[１，２−ｈ]ベンゾ−[ｆ]クロメンを４．１８ｇ（収率９０％）得た。
【００９６】
実施例７
（前記一般式（４）で示されるクロメン化合物の合成）
１−（３，４−ジメトキシフェニル）−１’−（４−メチルフェニル）−２−プロピン−１−オール３．６７ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１、Ｒ３がメトキシ基、Ｒ２がメチル基であるもの）と、７，８−ジヒドロベンゾ［Ｃ］フェナントレン−６−オール２．４６ｇ（１０ｍｍｏｌ）をキシレン８０ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて８５℃の温度範囲で５時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにキシレン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、２−（３，４−ジメトキシフェニル）−２’−（４−メチルフェニル）−２Ｈ−１３，１４−ジヒドロナフト−[１，２−ｈ]ベンゾ−[ｆ]クロメンを４．４９ｇ（収率８８％）得た。
【００９７】
比較例１
実施例１のｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩をｐ−トルエンスルホン酸・一水和物に替えた以外は実施例１と同様に反応を行った。反応液を精製したところ、４．２８ｇ（収率７４％）であった。
【００９８】
比較例２
実施例１のｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を酸性アルミナ（Ａｌｄｒｉｃｈ社製ｐＨ４．５±０．５）１０．４７ｇに替えた以外は実施例１と同様に反応を行った。反応液を精製後したところ、２．０２ｇ（収率３５％）であった。
【００９９】
比較例３
（前記一般式（４）で示されるクロメン化合物の合成）
１−（３、４−ジメトキシフェニル）−１’−（４−メチルフェニル）−２−プロピン−１−オール３．６７ｇ（１３ｍｍｏｌ）と７，８−ジヒドロベンゾ［Ｃ］フェナントレン−６−オール２．４６ｇ（１０ｍｍｏｌ）と酸性アルミナ（Ａｌｄｒｉｃｈ社製ｐＨ４．５±０．５）１１．０１ｇにトルエン６０ｍｌを加え、１１０℃で４時間加熱攪拌混合した。酸性アルミナをろ別後、２−（３，４−ジメトキシフェニル）−２´−（４−メチルフェニル）−２Ｈ−１３，１４−ジヒドロナフト−[１，２−ｈ]ベンゾ−[ｆ]クロメンは２．７５ｇ（収率５４％）であった。
【０１００】
比較例４
実施例３のｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩をｐ−トルエンスルホン酸・一水和物に替えた以外は実施例１と同様に反応を行った。反応液を精製したところ、４．２８ｇ（収率７４％）であった。
【０１０１】
比較例５
実施例４の反応温度を１１０℃に替えた以外は実施例４と同様に反応を行った。反応液を精製したところ、６．１３ｇ（収率７４％）であった。
【０１０２】
比較例６
実施例６の反応温度を１１０℃に替えた以外は実施例６と同様に反応を行った。反応液を精製したところ、３．７２ｇ（収率８０％）であった。
【０１０３】
比較例７
７，７−スピロシクロオクタノ−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン ３．２８ｇ（１０ｍｍｏｌ）と１−（４−ジメチルアミノフェニル）−１−フェニル−２−プロピン−１−オール３．２６ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体以外のもの）をトルエン６０ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて１１０℃で２時間攪拌した。反応液を定量したところ、３−（４−ジメチルアミノフェニル）−３−フェニル１３，１３−スピロシクロオクタノ−インデノ［２，１−ｆ］ナフト［１，２−ｂ］ピランは３．９８ｇ（収率７１％）であった。
【０１０４】
実施例１〜７に示されるように、本発明の方法によれば、クロメン化合物は非常に高い収率で製造することができる。
【０１０５】
一方、比較例１〜３の結果に示されるように、酸触媒にｐ−トルエンスルホン酸・一水和物や、酸性アルミナを用いた場合には収率が低く、また不純物も多く生成しており精製は容易ではない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトクロミック特性に優れたクロメン化合物の新規な製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
いくつかのベンゾピラン（クロメン）化合物は、太陽光のような紫外線を含む光を照射することによってその化学構造を変え着色し、また光の照射を止めると元の化学構造に戻り着色が消えるというフォトクロミック性を有することが知られており、現在市販されているフォトクロミックレンズの主要材料となっている。
【０００３】
クロメン化合物のうち、発退色のスピードや耐久性などのフォトクロミック特性に特に優れる化合物として、種々の置換基を有するナフトピラン化合物が知られている。該ナフトピラン化合物の一般的な製造方法としては、ナフトール誘導体とプロパルギルアルコール誘導体とを酸触媒の存在下で攪拌混合する方法が知られている。酸触媒としては、ｐ−トルエンスルホン酸が最も一般的に使用されているが、該触媒は、酸性度が強く、タール成分が副生することから、ナフトピラン化合物の収率は、必ずしも良くない。さらに、ナフトピラン化合物を含むクロメン化合物は、酸に対する安定性が必ずしも高くないため、触媒量が多くなったり、あるいは反応時間が長くなったりすると収率がさらに低下し、生成する様々な副生物との分離に困難を来たすという問題も生じている。
【０００４】
また、最近のナフトピラン化合物（クロメン化合物）は、その構造が複雑になってきており、原料であるナフトール誘導体を得るまでに１０ステップを超える工程を要することも珍しくない。従って、ナフトール誘導体とプロパルギルアルコール誘導体とを反応させる工程において、収率の低さ、及び収率の不安定さは、現実的な製造コストを実現する上での大きな課題となっている。
【０００５】
このような観点から、該工程で使用する適切な触媒についての検討がなされている。最近、ｐ−トルエンスルホン酸の代わりに、より酸性度を低くした酸性アルミナ（特許文献１参照）やシリカゲル（特許文献２参照)を用いる方法が報告されている。
【０００６】
しかしながら、酸性アルミナを用いる方法では、原料のナフトール誘導体を基準とした目的物（クロメン化合物）の収率は５〜５８％と低い点で改善の余地があった。
【０００７】
一方、シリカゲルを用いる方法は、非常に高い収率でクロメン化合物を製造できる優れた方法である。しかしながら、シリカゲルは、固体であるため、反応溶液を十分に攪拌しなければナフトール誘導体、及びプロパルギルアルコール誘導体との接触効率が低下する場合があった。また、シリカゲルは、水を吸着し易いため、反応に使用する前に十分に乾燥する必要があり、操作が煩雑になるといった点で改善の余地があった。
【０００８】
その他、有機溶媒に可溶な触媒として、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩（非特許文献１参照、特許文献２参照）を用いる方法も報告されている。非特許文献１に記載の方法においては、クロメン化合物の収率が８０〜１００％と非常に高くなることが報告されている。この方法を具体的に説明すると、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、及び脱水剤としてオルトギ酸トリメチルの存在下、ナフトール誘導体とプロパルギルアルコール誘導体とを反応させるものである。
【０００９】
しかしながら、この方法においては、前記の通り、有害性の高いハロゲン系溶媒を使用し、さらには、脱水剤として、刺激性のあるオルトギ酸トリメチルをナフトール誘導体の２倍当量も使用しなければならず、工業的な生産を考慮すると改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第９４／２２８５０号パンフレット
【特許文献２】特開２００７−９１５９５号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】オーガニックレターズ，２００３年，第５巻２２号，ｐ．４１５３−４１５４（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ、５，２２、（２００２）４１５３−４１５４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明者等も、特許文献２の比較例において、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を使用したクロメン化合物の製造を行っている。この場合、トルエン溶液中、オルトギ酸トリメチルのような脱水剤は使用せず、１００℃以上の温度において反応を実施しているが、クロメン化合物の収率は７１％に留まっている。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、クロメン化合物の収率を高くすることができ、しかも、特殊な脱水剤を使用することなく、操作性が向上されたクロメン化合物の製造方法を提供することにある。特に、特定の構造を有するプロパルギルアルコール誘導体を原料とした場合に好適なクロメン化合物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った。特に、取り扱い易いｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を使用した場合、クロメン化合物の収率が低下する原因の解明を行ったところ、プロパルギルアルコール誘導体の酸化が原因であると考えられた。その結果、クロメン化合物の収率を改善するためには、芳香族炭化水素溶媒を使用し、反応触媒としてｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を使用し、さらに、反応温度を特定の範囲とすることが重要であることを見出し、本発明を完成するに至った。しかも、特定の構造を有するプロパルギルアルコール誘導体を原料とした場合に、特にクロメン化合物の収率を改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
即ち、本発明は、
芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩存在下、
下記一般式（１）
【００１６】
【化１】
【００１７】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アラルコキシ基、アラルキル基、又はアリール基であり、
ａ、及びｂは、それぞれ、０〜４の整数である。）
で示されるプロパルギルアルコール誘導体とナフトール誘導体とを１００℃未満の反応温度で反応させてクロメン化合物を製造することを特徴とするクロメン化合物の製造方法である。
【００１８】
また、本発明においては、前記プロパルギルアルコール誘導体と反応させるナフトール誘導体は、下記一般式（２）、又は下記一般式（３）で示されるナフトール誘導体であることが好ましい。
【００１９】
【化２】
【００２０】
（式中、
Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基であり、
Ｒ６とＲ７とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよく、また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよく、
ｃは、１〜４の整数である。）。
【００２１】
【化３】
【００２２】
（式中、
Ｒ８、及びＲ９は、それぞれ、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルコキシ基であり、
Ｒ８とＲ９とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよく、また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよく、
Ｒ１０、及びＲ１１は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基であり、
ｄ、及びｅは、０〜４の整数である。）。
【００２３】
前記一般式（２）で示されるナフトール誘導体を使用した場合には、下記一般式（４）
【００２４】
【化４】
【００２５】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ａ、及びｂは、前記一般式（１）におけるものと同義であり、
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びｃは、前記一般式（２）におけるものと同義である。）
で示されるクロメン化合物を製造することができ、
前記一般式（３）で示されるナフトール誘導体を使用した場合には、下記一般式（５）
【００２６】
【化５】
【００２７】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ａ、及びｂは、前記一般式（１）におけるものと同義であり、
Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、ｄ、及びｅは、前記一般式（３)におけるものと同義である。）
で示されるクロメン化合物を製造することができる。これらクロメン化合物は、優れたフォトクロミック特性を有する化合物である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、タール成分が副生することなく高収率でクロメン化合物を製造することができる。また、収率を高めるために酸触媒（ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩）の使用量を多くしたり、あるいは反応時間を長くしたりしても、原料（特に、プロパルギルアルコール誘導体)や生成物（クロメン）が分解することがないため、安定して高収率でクロメン化合物を得ることができる。
【００２９】
さらに、本発明は、特別な脱水剤を使用することなく、しかも、汎用的な芳香族炭化水素溶媒を使用してクロメン化合物の製造であるため、操作性が著しく改善され、その工業的利用価値は非常に高い。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の製造方法では、特定の構造を有するプロパルギルアルコール誘導体とナフトール誘導体とを反応させてクロメン化合物を製造するに際し、芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を触媒として用い、反応を１００℃未満の温度範囲で行うことを特徴とする。
以下、順を追って説明する。
【００３１】
（プロパルギルアルコール誘導体）
本発明においては、下記一般式（１）
【００３２】
【化６】
【００３３】
で示されるプロパルギルアルコール誘導体を原料として使用する場合に適用されるクロメン化合物の製造方法である。本発明においては、基Ｒ１、及びＲ２が以下の置換基であるプロパルギルアルコール誘導体を使用するため、優れた効果を発揮する。
【００３４】
（基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４）
前記一般式（１）においてＲ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４示される基は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アラルコキシ基、アラルキル基およびアリール基である。
【００３５】
ここでアルキル基としては、特に限定されないが、炭素数１〜１２のアルキル基が好ましい。好適なアルキル基を例示すると、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基等を挙げることができる。また、該アルキル基は、シクロアルキル基であってもよく、この場合、炭素数３〜１２のシクロアルキル基が好ましい。好適なシクロアルキル基を例示すると、シクロプロピル基、シクロブチル、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。これらのアルキル基の中でも、メチル基が最も好適である。
【００３６】
アルコキシ基としては、特に限定されないが、一般的には炭素数１〜５のアルコキシ基が好ましい。好適なアルコキシ基を具体的に例示すると、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ｓ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基等を挙げることができる。
【００３７】
アラルコキシ基としては、炭素数６〜１０のアラルコキシ基が好ましい。好適なアラルコキシ基を具体的に例示すると、フェノキシ基、ナフトキシ基等を挙げることができる。
【００３８】
アラルキル基はとしては、炭素数７〜１１のアラルキル基が好ましい。好適なアラルキル基を例示すると、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基等を挙げることができる。
【００３９】
アリール基としては、特に限定されないが、炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基が好ましい。好適なアリール基を例示すると、フェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。また、該アリール基の１もしくは２以上の水素原子が、上述と同様のアルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、アラルコキシ基等の置換基で置換された置換アリール基も好適に用いることができる。
【００４０】
（Ｒ３、及びＲ４の置換基数ａ、ｂ）
前記一般式（１）において、ａは基Ｒ３の基の数を示し、ｂは基Ｒ４の基を示す。ａ、及びｂは、０〜４の整数であり、特に好ましくは、０〜１である。
【００４１】
（好適なプロパルギルアルコール誘導体）
本発明においては、置換基としてＲ１、及びＲ２が前記基であるプロパルギルアルコール誘導体を使用するため、使用する溶媒、酸触媒、及び反応温度を下記に詳述するように限定しなければならない。この理由は明らかではないが、前記一般式（１）において、基Ｒ１、及びＲ２が前記置換基であることにより、プロパルギルアルコール誘導体が酸化され易いことが原因であると考えられる。前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体は、特に、１００℃以上の温度において酸化され易いものと考えられる。このようなプロパルギルアルコール誘導体の中でも、より酸化され易いため本発明の効果が顕著に発揮され、かつ得られるクロメン化合物が優れたフォトクロミック特性を発揮するためには、基Ｒ１、及びＲ２が、アルキル基、又はアルコキシ基であることが好ましい。さらに、基Ｒ１、及びＲ２は、アルキル基の中でもメチル基が好ましく、アルコキシ基の中でもメトキシ基、エトキシ基、またはプロポキシ基が好ましい。アルコキシ基の中では、特にプロポキシ基が好ましい。
【００４２】
このようなプロパルギルアルコール誘導体の具体的な例を挙げると、基Ｒ１、及びＲ２が共にアルキル基である１，１−ビス（４−メチルフェニル−）−２−プロピン１−オール、基Ｒ１、及びＲ２が共にアルコキシ基である１，１−ビス（４−メトキシフェニル）−２−プロピン−１−オール、１，１−ビス（４−エトキシフェニル）−２−プロピン−１−オール、１，１−ビス（４−プロポキシフェニル）−２−プロピン−１−オール等が挙げられる。これらの中でも、１，１−ビス（４−メチルフェニル−）−２−プロピン１−オール、又は１，１−ビス（４−プロポキシフェニル）−２−プロピン−１−オールが、本発明の効果をより発揮し、優れたフォトクロミック特性を発揮するクロメン化合物となるため好ましい。
【００４３】
（ナフトール誘導体）
本発明においては、前記プロパルギルアルコール誘導体とナフトール誘導体とを反応させてクロメン化合物を製造するものである。このナフトール誘導体は、公知の化合物を使用することができ、特に制限されるものではないが、前記プロパルギルアルコール誘導体と反応させ、優れたフォトクロミック特性を有するクロメン化合物を製造するためには、前記一般式（２）、又は前記一般式（３）で示されるナフトール誘導体であることが好ましい。
【００４４】
（好適なナフトール誘導体：一般式（２）で示されるナフトール誘導体）
本発明において、優れたフォトクロミック特性を有するクロメン化合物とするためには、
前記プロパルギルアルコール誘導体と反応させるナフトール誘導体は、下記一般式（２）
【００４５】
【化７】
【００４６】
で示されるナフトール誘導体であることが好ましい。
【００４７】
（基Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７）
前記一般式（２）において、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基であり、
また、Ｒ６とＲ７とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよく、また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよい。
【００４８】
ここで、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、又はアラルキル基としては前記一般式（１）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４で説明した基と同義である。
【００４９】
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子を挙げることができる。
【００５０】
アミノ基としては、一級アミノ基に限定されず、置換基を有する２級アミノ基や３級アミノ基であってもよい。かかるアミノ基が有する置換基としては、特に限定されないが、アルキル基またはアリール基が代表的である。このような置換アミノ基（２級アミノ基或いは３級アミノ基）の好適な例としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；フェニルアミノ基等のアリールアミノ基；ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基；などを挙げることできる。特に、最終的に得られるクロメン化合物の性能を考慮すると、ジメチルアミノ基が好適である。
【００５１】
窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基としては、モルホリノ基、ピペリジノ基、ピロリジニル基、ピペラジノ基、Ｎ−メチルピペラジノ基、インドリニル基等を挙げることがでる。さらに、該複素環基は、メチル基等のアルキル基を置換基として有していてもよい。このような置換基を有する複素環基としては、２，６−ジメチルモルホリノ基、２，６−ジメチルピペリジノ基、２，２，６，６−テトラメチルピペリジノ基等が挙げられる。特に、最終的に得られるクロメン化合物の性能を考慮すると、モルホリノ基、ピペリジノ基が好適である。
【００５２】
また、Ｒ６とＲ７とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよい。この脂肪族炭化水素環は、特に制限されるものではないが、炭素数が５〜７であることが好ましい。また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環してもよく、該縮合環は前述のアルキル基やアルコキシ基が置換していてもよい。このＲ６とＲ７とが互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成する場合、特に、ベンゼン環のような芳香族炭化水素環が縮環していることが好ましく、このような好適なナフトール誘導体は以下のものが挙げられる。
【００５３】
【化８】
【００５４】
また、前記フェニル基に置換した基Ｒ１２の数を示すｆは０〜４の整数であり、特に０〜１であることが好ましい。
【００５５】
さらに、前記炭素数５〜７の脂肪族炭化水素環に置換した基Ｒ１３の数を示すｇ、ｈ、iは、それぞれ、ｇは０〜２の整数であり、ｈは０〜４の整数であり、ｉは０〜６の整数であり、特に好ましくは、ｇは０〜１の整数であり、ｈは０〜１の整数であり、ｉは０〜１の整数である。
【００５６】
（基Ｒ５の数 ｃ）
ｃは、基Ｒ５の数を示し、１〜４の整数である。この中でも、ｃは、０〜１であることが好ましい。特に、好ましくは、ｃは０であり、基Ｒ５が水素原子である。
【００５７】
（一般式（２）で示されるナフトール誘導体の具体例）
本発明においては、前記一般式（２）で示されるナフトール誘導体の中でも、前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体と反応させ、特に優れたフォトクロミック特性を発揮するクロメン化合物とするためには、以下のナフトール誘導体を使用することが好ましい。具体的には、７−ベンゾ［Ｃ］フルオレン−６−オール、７，８−ジヒドロベンゾ［Ｃ］フェナントレン−６−オール、８、９−ジヒドロ−７−ベンゾ ［６，７］シクロヘプタ［１，２−ａ］ナフタレン−６−オールが好ましい。
【００５８】
（好適なナフトール誘導体：一般式（３）で示されるナフトール誘導体）
また、本発明において、優れたフォトクロミック特性を有するクロメン化合物とするためには、前記プロパルギルアルコール誘導体と反応させるナフトール誘導体は、下記一般式（３）
【００５９】
【化９】
【００６０】
で示されるナフトール誘導体であってもよい。
【００６１】
（基Ｒ８、及びＲ９）
前記一般式（３）において、基Ｒ８、及びＲ９は、それぞれ、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルコキシ基であり、Ｒ８とＲ９とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよい。
【００６２】
ここで、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルコキシ基としては、前記一般式（１）において説明した基と同義である。
【００６３】
また、基Ｒ８、及びＲ９は、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよく、また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよい。該脂肪族炭化水素環は、該環を形成する炭素数が３〜１０である環が好ましい。また、該脂肪族炭化水素環は、炭素数１〜５のアルキル基やアルコキシ基を置換基として有していてもよい（置換基の数および置換する位置に関しては特に制限はない）。また、該脂肪族炭化水素環には、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよく、特に、ベンゼン、ナフタレンなどの芳香族炭化水素環が縮環していることが好ましい。このような基Ｒ８及びＲ９とにより形成される脂肪族炭化水素環の具体例としては、以下のものを例示することができる。
【００６４】
なお、下記に示す環において、最も下に位置する２つの結合手を有する炭素原子（スピロ炭素原子）が、基Ｒ８及び基Ｒ９が結合している５員環中の炭素原子に相当する。
【００６５】
【化１０】
【００６６】
（基Ｒ１０、及びＲ１１）
前記一般式（３）において、基Ｒ１０、及びＲ１１は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基である。
【００６７】
ここで、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基は、前記一般式（１）、及び前記一般式（２）において説明した基と同義である。
【００６８】
（基Ｒ１０、及びＲ１１の数 ｄ、及びｅ）
ｄ、及びｅは、基Ｒ１０、及びＲ１１の数を示し、０〜４の整数である。ｄ、及びｅは、好ましくは０〜２の整数である。
【００６９】
（一般式（３）で示されるナフトール誘導体の具体例）
本発明においては、前記一般式（３）で示されるナフトール誘導体の中でも、前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体と反応させ、特に優れたフォトクロミック特性を発揮するクロメン化合物とするためには、以下のナフトール誘導体を使用することが好ましい。具体的には、７，７−スピロシクロオクタノ−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン、７，７−スピロシクロオクタノ−３−メトキシ−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン、７，７−スピロ（３’，３’，５’，５’−テトラメチルシクロヘキサノ）−２−（２，４−ジメトキシフェニル）−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレンが好ましい。
【００７０】
（クロメン化合物の製造方法）
本発明においては、前記プロパルギルアルコール誘導体と前記ナフトール誘導体とを特定の条件下で反応させてクロメン化合物を製造する。クロメン化合物を製造するには、芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩の存在下で前記プロパルギルアルコール誘導体と前記ナフトール誘導体を混合してやればよい。
以下、反応に使用する溶媒、酸触媒、及び反応条件について説明する。
【００７１】
（反応溶媒）
本発明においては、反応溶媒として芳香族炭化水素溶媒を使用する。芳香族炭化水素溶媒は、クロメン化合物の製造に好適な１００℃未満の温度において、反応で副生する水と共沸し、水を反応系中より効率的に除去することができる。その結果、プロパルギルアルコール誘導体の酸化が起こることなく反応が速やかに進行し、非常に高い収率でクロメン化合物を製造できるのではないかと考えられる。
【００７２】
該芳香族炭化水素溶媒を具体的に例示すると、ベンゼン、トルエン、またはキシレンを使用することができる。これらの中でも、有害性、得られるクロメン化合物の精製等を考慮するとトルエン、またはキシレンを使用することが好ましく、特に、トルエンを使用することが好ましい。
【００７３】
本発明において、芳香族炭化水素溶媒の使用量は、特に制限されるものではいが、工業的な生産を考慮すると、プロパルギルアルコール誘導体１質量部に対して、３〜１０００質量部とすることが好ましく、さらに５〜３００質量部とすることが好ましく、特に１０〜１００質量部とすることが好ましい。また、反応溶媒に含まれる水分量は、１質量％以下であることが好ましい。
【００７４】
（酸触媒 ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩）
本発明の方法においては、酸触媒として、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を使用する。前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体を使用した場合、酸性アルミナ、ｐ−トルエンスルホン酸・一水和物ではクロメン化合物の収率を高くすることができない。
【００７５】
本発明において、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩は、市販のものを使用することができる。また、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩の使用量は、特に制限されるものではないが、反応時間の短縮、クロメン化合物の収率、精製等のし易さを考慮すると、プロパルギルアルコール誘導体１モルを基準として、０．０３〜１モルとすることが好ましく、さらに０．０５〜０．３モルとすることが好ましく、特に０．１〜０．２モルとすることが好ましい。
【００７６】
（混合方法）
本発明においては、芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩の存在下、前記プロパルギルアルコール誘導体と前記ナフトール誘導体とを反応させるが、この際、各成分が十分に接触できるように混合してやればよい。これら成分を混合する方法としては、特に制限されるものではなく、例えば、プロパルギルアルコール誘導体、ナフトール誘導体、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、反応溶媒の全てを反応容器に仕込んでから攪拌混合する方法；ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、反応溶媒の混合溶液にプロパルギルアルコール誘導体とナフトール誘導体（反応溶媒に溶解したものでもよい）を加えて攪拌混合する等の方法が挙げられる。中でも、ナフトール誘導体、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、反応溶媒の混合溶液にプロパルギルアルコール誘導体反応溶媒に溶解したものでもよい）を加えて攪拌混合することにより、クロメン化合物の収率を高くすることができる。
【００７７】
（反応温度）
本発明においては、前記混合方法によりプロパルギルアルコール誘導体、及びナフトール誘導体とを反応させるが、この際、反応温度を１００℃未満の範囲に維持することが重要である。なお、この反応温度は、反応を行っている際の反応溶液の温度を指す。前記プロパルギルアルコール誘導体を使用した場合、反応温度が１００℃以上になるとクロメン化合物の収率が低下するため好ましくない。
【００７８】
通常、このような反応においては、反応温度が高くなると反応速度が速くなり、短時間でクロメン化合物の収率を高くできる。しかしながら、前記プロパルギルアルコール誘導体を使用した場合には、驚くべきことに、反応温度が高くなる（１００℃以上となる）とクロメン化合物の収率が低下することが分かった。この理由は明らかではないないが、以下のように推定している。つまり、反応温度が１００℃以上となると、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩によって、原料であるプロパルギルアルコール誘導体の酸化が進行し、その結果、クロメン化合物の収率が低下するものと考えられる。
【００７９】
一方、反応温度が低すぎると、反応が進行し難くなる。そのため、反応温度は、好ましくは室温以上９５℃以下であり、さらに好ましくは５０℃以上９５℃以下であり、特に好ましくは６０℃以上９０℃以下である。中でも、最も好ましい反応溶媒であるトルエンを使用した場合には、好ましくは５０℃以上９０℃以下であり、さらに好ましくは５５℃以上８５℃未満であり、特に好ましくは６５℃を超え、８５℃未満である。
【００８０】
反応時間は、ナフトール誘導体の転換率を確認して適宜決定すればよいが、前記条件であれば、好ましくは０．５〜６時間、より好ましくは１〜３時間である。なお、この反応時間は、芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、前記プロパルギルアルコール誘導体、および前記ナフトール誘導体を設定した反応温度において混合する時間を指すものである。
【００８１】
（精製工程）
反応終了後は、以下方法によりクロメン化合物を単離してやればよい。具体的には、分液操作、カラムクロマトグラフィー、再結晶等の方法により、クロメン化合物を純度９９％以上で単離することができる。
【００８２】
（クロメン化合物）
本発明によれば、分解し易いプロパルギルアルコール誘導体を使用しても、高い収率でクロメン化合物を製造することができる。得られるクロメン化合物は、前記一般式（２）で示されるナフトール誘導体を使用した場合には、下記一般式（４）
【００８３】
【化１１】
【００８４】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ａ、及びｂは、前記一般式（１）におけるものと同義であり、
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びｃは、前記一般式（２）におけるものと同義である。）
で示されるクロメン化合物を製造することができる。
【００８５】
また、前記一般式（３）で示したナフトール誘導体を使用した場合には、下記一般式（５）
【００８６】
【化１２】
【００８７】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ａ、及びｂは、前記一般式（１）におけるものと同義であり、
Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、ｄ、及びｅは、前記一般式（３)におけるものと同義である。）
で示されるクロメン化合物を製造することができる。
【００８８】
これらクロメン化合物は、優れたフォトクロミック特性を有するものである。本発明によれば、分解し易いプロパルギルアルコール誘導体からフォトクロミック特性に優れた前記クロメン化合物を高収率で製造することができる。
【実施例】
【００８９】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９０】
実施例１
（前記一般式（５）で示されるクロメン化合物の合成）
プロパルギルアルコール誘導体である１，１−ビス（４−メトキシフェニル）−２−プロピン−１−オール３．４９ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１、Ｒ２がメトキシ基であるもの）と、ナフトール誘導体である７，７−スピロシクロオクタノ−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン３．２８ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトルエン１００ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて７５℃で２時間撹拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにトルエン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、３、３−ビス（４−ジメトキシフェニル）−１３，１３−スピロシクロオクタノ−インデノ［２，１−ｆ］ナフト［１，２−ｂ］ピランを５．３８ｇ（収率９３％）得た。
【００９１】
実施例２
（前記一般式（５）で示されるクロメン化合物の合成）
１，１−ビス（４−エトキシフェニル）−２−プロピン−１−オール３．８５ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１、Ｒ２がエトキシ基であるもの）と、７，７−スピロシクロオクタノ−３−メトキシ−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン３．５８ｇ（１０ｍｍｏｌ）をキシレン９０ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて７５℃で３時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにトルエン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、６−メトキシ−３、３−ビス（４−ジエトキシフェニル）−１３，１３−スピロシクロオクタノ−インデノ［２，１−ｆ］ナフト［１，２−ｂ］ピランを５．８６ｇ（収率９２％）得た。
【００９２】
実施例３
（前記一般式（５）で示されるクロメン化合物の合成）
１―（４−メトキシフェニル）−１−（４−メチルフェニル）−２−プロピン−１−オール３．２８ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１がメトキシ基、Ｒ２がメチル基であるもの）と、７，７−スピロ（３’，３’，５’，５’−テトラメチルシクロヘキサノ）−２−（２，４−ジメトキシフェニル）−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン５．２２ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトルエン１３０ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて７５℃で２時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにトルエン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、７−（２，４−ジメトキシフェニル）−６−メトキシ−３−（４−メトキシフェニル）−３−（４−メチルフェニル）−３’，３’，５’，５’−テトラメチルスピロ［ベンゾ[ｈ]インデノ［２，１−ｆ］クロメン−１３，１’−シクロヘキサン］を６．９６ｇ（収率９２％）得た。
【００９３】
実施例４
（前記一般式（５）で示されるクロメン化合物の合成）
１，１−ビス（４−プロポキシフェニル）−２−プロピン−１−オール２．９４ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１、Ｒ２がプロポキシ基であるもの）と、７，７−スピロ（３’，３’，５’，５’−テトラメチルシクロヘキサノ）−２−（２，４−ジメトキシフェニル）−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン５．２２ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトルエン１３０ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて７５℃の温度範囲で２時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにトルエン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、７−（２，４−ジメトキシフェニル）−６−メトキシ−３，３−ビス（４−プロポキシフェニル）−３’，３’，５’，５’−テトラメチルスピロ［ベンゾ[ｈ]インデノ［２，１−ｆ］クロメン−１３，１′−シクロヘキサン］を７．７９ｇ（収率９４％）得た。
【００９４】
実施例５
（前記一般式（５）で示されるクロメン化合物の合成）
１，１―ビス（４−メチルフェニル）−２−プロピン−１−オール３．０７ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１、Ｒ２がメチル基であるもの）と７，７−スピロ（３’，３’，５’，５’−テトラメチルシクロヘキサノ）−３，９−ジメチル−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン３．８４ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトルエン１００ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて７５℃で２時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにトルエン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、６，９−メチル−３，３−ビス（４−メチルフェニル）−３’，３’，５’，５’−テトラメチルスピロ［ベンゾ[ｈ]インデノ［２，１−ｆ］クロメン−１３，１’−シクロヘキサン］を５．４１ｇ（収率９１％）得た。
【００９５】
実施例６
（前記一般式（４）で示されるクロメン化合物の合成）
１，１―ビス（４−メチルフェニル）−２−プロピン−１−オール３．０７ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１、Ｒ２がメチル基であるもの）と、７，８−ジヒドロベンゾ［Ｃ］フェナントレン−６−オール２．４６ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトルエン６０ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて６５℃の温度範囲で４時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにトルエン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、２，２−ビス（４-メチルフェニル）−２Ｈ−１３，１４−ジヒドロナフト−[１，２−ｈ]ベンゾ−[ｆ]クロメンを４．１８ｇ（収率９０％）得た。
【００９６】
実施例７
（前記一般式（４）で示されるクロメン化合物の合成）
１−（３，４−ジメトキシフェニル）−１’−（４−メチルフェニル）−２−プロピン−１−オール３．６７ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体において、Ｒ１、Ｒ３がメトキシ基、Ｒ２がメチル基であるもの）と、７，８−ジヒドロベンゾ［Ｃ］フェナントレン−６−オール２．４６ｇ（１０ｍｍｏｌ）をキシレン８０ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて８５℃の温度範囲で５時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却し、水を加えて分液し、さらにキシレン層をｐＨが中性になるまで水洗した。溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィー法により精製して、２−（３，４−ジメトキシフェニル）−２’−（４−メチルフェニル）−２Ｈ−１３，１４−ジヒドロナフト−[１，２−ｈ]ベンゾ−[ｆ]クロメンを４．４９ｇ（収率８８％）得た。
【００９７】
比較例１
実施例１のｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩をｐ−トルエンスルホン酸・一水和物に替えた以外は実施例１と同様に反応を行った。反応液を精製したところ、４．２８ｇ（収率７４％）であった。
【００９８】
比較例２
実施例１のｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を酸性アルミナ（Ａｌｄｒｉｃｈ社製ｐＨ４．５±０．５）１０．４７ｇに替えた以外は実施例１と同様に反応を行った。反応液を精製後したところ、２．０２ｇ（収率３５％）であった。
【００９９】
比較例３
（前記一般式（４）で示されるクロメン化合物の合成）
１−（３、４−ジメトキシフェニル）−１’−（４−メチルフェニル）−２−プロピン−１−オール３．６７ｇ（１３ｍｍｏｌ）と７，８−ジヒドロベンゾ［Ｃ］フェナントレン−６−オール２．４６ｇ（１０ｍｍｏｌ）と酸性アルミナ（Ａｌｄｒｉｃｈ社製ｐＨ４．５±０．５）１１．０１ｇにトルエン６０ｍｌを加え、１１０℃で４時間加熱攪拌混合した。酸性アルミナをろ別後、２−（３，４−ジメトキシフェニル）−２´−（４−メチルフェニル）−２Ｈ−１３，１４−ジヒドロナフト−[１，２−ｈ]ベンゾ−[ｆ]クロメンは２．７５ｇ（収率５４％）であった。
【０１００】
比較例４
実施例３のｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩をｐ−トルエンスルホン酸・一水和物に替えた以外は実施例１と同様に反応を行った。反応液を精製したところ、４．２８ｇ（収率７４％）であった。
【０１０１】
比較例５
実施例４の反応温度を１１０℃に替えた以外は実施例４と同様に反応を行った。反応液を精製したところ、６．１３ｇ（収率７４％）であった。
【０１０２】
比較例６
実施例６の反応温度を１１０℃に替えた以外は実施例６と同様に反応を行った。反応液を精製したところ、３．７２ｇ（収率８０％）であった。
【０１０３】
比較例７
７，７−スピロシクロオクタノ−５−ヒドロキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］フルオレン ３．２８ｇ（１０ｍｍｏｌ）と１−（４−ジメチルアミノフェニル）−１−フェニル−２−プロピン−１−オール３．２６ｇ（１３ｍｍｏｌ：前記一般式（１）で示されるプロパルギルアルコール誘導体以外のもの）をトルエン６０ｍｌに溶解し、さらにｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を０．２３ｇ加えて１１０℃で２時間攪拌した。反応液を定量したところ、３−（４−ジメチルアミノフェニル）−３−フェニル１３，１３−スピロシクロオクタノ−インデノ［２，１−ｆ］ナフト［１，２−ｂ］ピランは３．９８ｇ（収率７１％）であった。
【０１０４】
実施例１〜７に示されるように、本発明の方法によれば、クロメン化合物は非常に高い収率で製造することができる。
【０１０５】
一方、比較例１〜３の結果に示されるように、酸触媒にｐ−トルエンスルホン酸・一水和物や、酸性アルミナを用いた場合には収率が低く、また不純物も多く生成しており精製は容易ではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩存在下、
下記一般式（１）
【化１】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アラルコキシ基、アラルキル基、又はアリール基であり、
ａ、及びｂは、それぞれ、０〜４の整数である。）
で示されるプロパルギルアルコール誘導体とナフトール誘導体とを１００℃未満の反応温度で反応させてクロメン化合物を製造することを特徴とするクロメン化合物の製造方法。
【請求項２】
前記ナフトール誘導体として下記一般式（２）、又は下記一般式（３）で示される化合物を使用し、下記一般式（４）、又は下記一般式（５）で示されるクロメン化合物を製造することを特徴とする請求項１に記載のクロメン化合物の製造方法。
一般式（２）：
【化２】
（式中、
Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基であり、
Ｒ６とＲ７とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよく、また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよく、
ｃは、１〜４の整数である。）。
一般式（３）：
【化３】
（式中、
Ｒ８、及びＲ９は、それぞれ、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルコキシ基であり、
Ｒ８とＲ９とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよく、また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよく、
Ｒ１０、及びＲ１１は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基であり、
ｄ、及びｅは、０〜４の整数である。）。
一般式（４）：
【化４】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ａ、及びｂは、前記一般式（１）におけるものと同義であり、
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びｃは、前記一般式（２）におけるものと同義である。）。
一般式（５）：
【化５】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ａ、及びｂは、前記一般式（１）におけるものと同義であり、
Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、ｄ、及びｅは、前記一般式（３)におけるものと同義である。）。
【請求項１】
芳香族炭化水素溶媒中、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩存在下、
下記一般式（１）
【化１】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アラルコキシ基、アラルキル基、又はアリール基であり、
ａ、及びｂは、それぞれ、０〜４の整数である。）
で示されるプロパルギルアルコール誘導体とナフトール誘導体とを１００℃未満の反応温度で反応させてクロメン化合物を製造することを特徴とするクロメン化合物の製造方法。
【請求項２】
前記ナフトール誘導体として下記一般式（２）、又は下記一般式（３）で示される化合物を使用し、下記一般式（４）、又は下記一般式（５）で示されるクロメン化合物を製造することを特徴とする請求項１に記載のクロメン化合物の製造方法。
一般式（２）：
【化２】
（式中、
Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基であり、
Ｒ６とＲ７とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよく、また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよく、
ｃは、１〜４の整数である。）。
一般式（３）：
【化３】
（式中、
Ｒ８、及びＲ９は、それぞれ、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラルコキシ基であり、
Ｒ８とＲ９とは、互いに結合して脂肪族炭化水素環を形成してもよく、また、該脂肪族炭化水素環に、さらに脂肪族炭化水素環、または芳香族炭化水素環が縮環していてもよく、
Ｒ１０、及びＲ１１は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルコキシ基、アラルキル基、ハロゲン原子、アミノ基、又は窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子で結合する複素環基であり、
ｄ、及びｅは、０〜４の整数である。）。
一般式（４）：
【化４】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ａ、及びｂは、前記一般式（１）におけるものと同義であり、
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びｃは、前記一般式（２）におけるものと同義である。）。
一般式（５）：
【化５】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ａ、及びｂは、前記一般式（１）におけるものと同義であり、
Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、ｄ、及びｅは、前記一般式（３)におけるものと同義である。）。
【公開番号】特開２０１０−２１５５７８（Ｐ２０１０−２１５５７８Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６５５６３（Ｐ２００９−６５５６３）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００３１８２）株式会社トクヤマ (839)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００３１８２）株式会社トクヤマ (839)
【Ｆターム（参考）】
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