スピロ化合物の製造方法
【課題】 フォトクロミック化合物等の機能性色素の原料として有用なクロメン化合物の中間体となり得るスピロ化合物を、高収率で効率的に製造する方法を提供すること。
【解決手段】 アルコキシ基がナフタレン環に結合している特定の構造を有する３級アルコール化合物を、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸と反応させることにより、該アルコキシ基が脱離したスピロ化合物の生成を大幅に低減し、その結果、高収率、且つ、高選択率で目的とするスピロ化合物を得る製造方法を提供する。
【解決手段】 アルコキシ基がナフタレン環に結合している特定の構造を有する３級アルコール化合物を、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸と反応させることにより、該アルコキシ基が脱離したスピロ化合物の生成を大幅に低減し、その結果、高収率、且つ、高選択率で目的とするスピロ化合物を得る製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な化合物の中間体、例えば、フォトクロミック化合物の中間体として使用されているスピロ化合物の新規な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピロ化合物は、様々な化合物の中間体として使用されている。具体的には、医薬品、農薬、フォトクロミック化合物等の中間体として使用されている。
【０００３】
前記フォトクロミック化合物とは、ある化合物に太陽光あるいは水銀灯の光のような紫外線を含む光を照射すると速やかに色が変わり、光の照射をやめて暗所におくと元の色に戻る可逆作用を示す化合物であり、フォトクロミックプラスチックレンズ材料として使用されている。このようなフォトクロミック化合物としては、退色速度が速く、フォトクロミック性の耐久性に優れた化合物として、スピロ化合物とプロパルギルアルコール誘導体とを反応させて得られるクロメン化合物が知られている。
【０００４】
このようなクロメン化合物の中間体として使用されるスピロ化合物の合成は、分子内フリーデルクラフツ反応による脱水によって実施されることが多い（酸触媒を使用して、３級アルコール化合物をビニル化合物とし、次いで、スピロ化合物とする方法で実施される場合が多い。）。具体的な方法としては、下記式（Ａ）に示すように、１−（２−ビフェニル）シクロキサノールをピリジン、塩化チオニルで処理した後に得られる１−（２−ビフェニル）−シクロヘキセンを原料とし、ベンゼン中、酸触媒にｐ−トルエンスルホン酸・一水和物を使用する方法で、スピロ［シクロヘキサン−９，９フルオレン］を収率８４％で得る方法（例えば、非特許文献１）が知られている。
【０００５】
【化１】
【０００６】
このような方法をフォトクロミック特性に優れたクロメン化合物の中間体であるスピロ化合物の合成に適宜使用することは可能であり、該スピロ化合物の製造方法として、以下の方法が知られている（特許文献１、２参照）。
【０００７】
具体的には、酸触媒として酢酸、塩酸、硫酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、又は酸性アルミナ等を使用することにより、前記式（Ａ）の３級アルコール化合物に類似した構造の３級アルコール化合物（ヒドロキシ−フルオレノン誘導体）を、フォトクロミック特性に優れたクロメン化合物の中間体となるスピロ化合物とすることができる。
しかしながら、本発明者等の検討によれば、スピロ化合物の原料である３級アルコール化合物の内、ナフタレン環にアルコキシ基が結合した化合物をスピロ化する際、非特許文献１、特許文献１、及び２に記載されている酸触媒を使用すると、目的とするスピロ化合物以外に、アルコキシ基が切断されたスピロ化合物（以下、脱アルキル体という）が副生する場合があった。また、使用する酸によっては、反応速度が遅くなったり、中間体であるビニル化合物が多く生成する場合があった。さらに、前記脱アルキル体の副生量は、反応液中に存在する水分量に影響され、水分量が多いほど多くなり、また、反応開始時の反応溶液中の水分量を極力減らしたとしても、反応途中で原料の３級アルコール化合物が脱水して生じる水により、脱アルキル体が副生することも分かった。
【０００８】
【非特許文献１】Ｃａｎ．Ｊ．Ｃｈｅｍ．、６３巻、１９８５年、２１９２−２１９６ページ
【特許文献１】国際公開特許ＷＯ２００５／０２８４６５号パンフレット
【特許文献２】国際公開特許ＷＯ２００１／６０８１１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１、及び２にも示されている通り、アルコキシ基を有する３級アルコール化合物をスピロ化したスピロ化合物は、優れたフォトクロミック特性を示すクロメン化合物の有用な中間体として使用することができる。
【００１０】
しかしながら、前記スピロ化合物に脱アルキル体が含まれると、脱アルキル体もスピロ化合物と同じく、例えば、プロパルギルアルコール誘導体と反応するため、最終生成物中に、構造が類似した不純物を多く含むようなり、最終生成物の精製が煩雑になる。そのため、前記脱アルキル体の副生量が少なく、収率が高いスピロ化合物の製造方法が求められていた。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、フォトクロミック化合物の原料として有用なスピロ化合物を製造する方法において、脱アルキル体の副生量が少なく、目的とするスピロ化合物を高収率で製造できる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討を行った。そして、使用する酸触媒に着目して検討を行った結果、特定のｐKａの範囲を満足する酸を使用することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
即ち、本発明は、
下記式（１）
【００１４】
【化２】
【００１５】
（式中、
Ｒ１は、ナフタレン環に結合する基であって、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、水酸基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
Ｒ２は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とベンゼン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
Ｒ３は、炭素数１〜２０のアルキル基であって、ＯＲ３はナフタレン環に結合する基であり、
Ｒ４、およびＲ５は、それぞれ、炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ４、およびＲ５は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよく、
Ｒ６、およびＲ７は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、又は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ６、およびＲ７は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよく、
ｐは１〜５の整数、ｑは０〜４の整数、ｒは１〜４の整数であって、ｐは０〜５の整数、ｑは１〜４の整数、ｒは１〜４の整数であって、ｐとｒの合計が１〜６であり、ｓは０又は１の整数である。）
で示される３級アルコール化合物と、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸とを反応させることを特徴とする、下記式（２）
【００１６】
【化３】
【００１７】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７、及びｐ〜ｒは、前記式（１）におけるものと同義である。）
で示されるスピロ化合物の製造方法である。
【００１８】
また、第２の本発明は、前記式（１）におけるｓが０である３級アルコール化合物を使用することを特徴とするスピロ化合物の製造方法である。
【００１９】
また、第３の本発明は、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸がギ酸であることを特徴とする前記スピロ化合物の製造方法である。
【００２０】
更に、第４の本発明は、前記式（１）で示される３級アルコール化合物と２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸との反応を、反応溶液中の水分量が５質量％以下となるような条件下で行うことを特徴とする前記スピロ化合物の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ナフタレン環に結合したアルコキシ基が切断された脱アルキル体の副生量を大幅に低減することができる。その結果、目的とするスピロ化合物の収率を高めることができる。また、反応収率、及び目的物の選択率が高いため、精製工程の簡便化が可能となる。
【００２２】
以上の通り、本発明は、高純度品が求められるフォトクロミック化合物の原料として有用なスピロ化合物を高収率で得ることができるため、工業的実施において非常に有用な方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、フォトクロミック化合物として有用なアルコキシ基を有する３級アルコール化合物をスピロ化する際、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸を使用することで、脱アルキル体の副生量を大幅に低減でき、目的とするスピロ化合物を高収率で製造することを可能としたものである。以下、本発明の製造方法で使用する反応物、反応条件や反応手順、生成物等について詳しく説明する。
（３級アルコール化合物）
本発明の方法で使用する３級アルコール化合物は、下記式（１）で示される。
【００２４】
【化４】
【００２５】
（式中、Ｒ１は、ナフタレン環に結合する基であって、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、水酸基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
Ｒ２は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
Ｒ３は、炭素数１〜２０のアルキル基であって、OＲ３はナフタレン環に結合する基であり、
Ｒ４、およびＲ５は、それぞれ、炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ４、およびＲ５は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよく、
Ｒ６、およびＲ７は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ６、およびＲ７は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよく、
ｐは０〜５の整数、ｑは０〜４の整数、ｒは１〜４の整数であって、ｐは０〜５の整数、ｑは０〜４の整数、ｒは１〜４の整数であって、ｐとｒの合計が１〜６であり、ｓは０又は１の整数である。）。
【００２６】
このような３級アルコール化合物は、前記特許文献１や２に記載の方法で製造することができる。
【００２７】
（基Ｒ１）
前記式（１）において、Ｒ１はナフタレン環に結合する基である。そのため、基Ｒ１の数を示すｐは、前記式（１）で示される３級アルコール化合物において、下記に詳述する基ＯＲ３が必須のため、０〜５の整数となる。
【００２８】
Ｒ１は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、水酸基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環が結合した縮合複素環基である。
【００２９】
ここで、炭素数１〜２０のアルキル基を具体的に例示すると、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、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコサニル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等を挙げることができ、この内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、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、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましく、特に、メチル基、エチル基が好ましい。
【００３０】
また、炭素数１〜２０の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、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、ヘプタデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、ノナデシルオキシ基、イコサニルオキシ基、メチレンジオキシ基、エチレンジオキシ基、プロピレンジオキシ基、ベンジルオキシ等を挙げることができ、この内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、メチレンジオキシ基、プロピレンジオキシ基、ベンジルオキシ基が好ましく、特に、メトキシ基、エトキシ基、メチレンジオキシ基、ベンジルオキシ基が好ましい。
【００３１】
アミノ基としては、１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。アルキル基としては、炭素数１〜１０のアルキル基、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましい。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；フェニルメチルアミノ基、フェニルエチルアミノ基等のアルキル基、フェニル基を有するアミノ基などを挙げることできる。この内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、ジメチルアミノ基、ジブチルアミノ基、が好ましい。
【００３２】
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基を挙げることができる。またアリール基は、アリール基の水素原子の少なくとも一つが置換基で置換されたものであってもよく、これら置換基を有するアリール基を例示すれば、アルキル基で置換されたアルキル置換アリール基、アルコキシ基で置換されたアルコキシ置換アリール基、アミノ基で置換されたアミノ基置換アリール基、複素環基で置換された置換アリール基等を挙げることができる。
【００３３】
アルキル置換アリール基のアルキル基としては、炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、アルコキシ基置換アリール基のアルコキシ基としては、炭素数１〜６のアルコキシ基が好ましい。アルキル置換アリール基、及びアルコキシ置換アリール基を具体的に例示すれば、２−トルイル基、３−トルイル基、４−トルイル基、２−エチルフェニル基、３−エチルフェニル基、４−エチルフェニル基、２，４−ジメチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、２−メトキシフェニル基、３−メトキシフェニル基、４−メトキシフェニル基、２−エトキシフェニル基、３−エトキシフェニル基、４−エトキシフェニル基、２−プロポキシフェニル基、３−プロポキシフェニル基、４−プロポキシフェニル基、２，４−ジメトキシフェニル基、２，６−ジメトキシフェニル基、２，４，６−トリメトキシフェニル基、２，４−エトキシフェニル基、２，６−ジエトキシフェニル基、２，４，６−トリエトキシフェニル基が挙げられる。この内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、２−トルイル基、４−トルイル基、２−メトキシフェニル基、４−メトキシフェニル基、２，４−ジメトキシフェニル基、２，６−ジメトキシフェニル基、２，４，６−トリメトキシフェニル基が好ましく、特に、２−メトキシフェニル基、４−メトキシフェニル基、２，４−ジメトキシフェニル基が好ましい。
【００３４】
アミノ基置換アリール基のアミノ基としては、アミノ基以外に、炭素数１〜１０のアルキル基、１〜４の酸素原子を有する炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状のエーテル結合を有する基で置換されたアミノ基が好ましい。アミノ基置換アリール基を具体的に例示すれば、２−ジメチルアミノフェニル基、３−ジメチルアミノフェニル基、４−ジメチルアミノフェニル基、４−ビス（エトキシメチル）アミノフェニル基、４−ビス（メトキシエチル）アミノフェニル基等が挙げられる。これらの内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、４−ジメチルアミノフェニル基であることが好ましい。
【００３５】
さらに、複素環基で置換された置換アリール基の複素環基としては、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とアリール基の環とが結合する複素環基、又は該複素環基に芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環が結合した縮合複素環基が挙げられる。該複素環基は、特に制限されるものではないが、複素環基を構成する炭素原子の数が２〜１０、特に２〜６のものであることが好ましい。また、該複素環内には、アリール基の環に結合する窒素原子の他に更にヘテロ原子が存在してもよい。該へテロ原子は、特に制限されないが、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられ、中でも、得られるスピロ化合物の有用性の点より、酸素原子であることが好ましい。さらに、前記複素環基、又は前記縮合複素環基は、置換基を有していてもよく、この置換基としては、モルホリノ基、ピペリジノ基、ヘキサメチレンイミノ基等が挙げられる。このような複素環基で置換された置換アリール基を具体的に例示すると、２−モルホリノフェニル基、３−モルホリノフェニル基、４−モルホリノフェニル基、２−ピペリジルフェニル基、３−ピペリジルフェニル基、４−ピペリジルフェニル基、３−ヘキサメチレンイミノフェニル基、４−ヘキサメチレンイミノフェニル基、４−（２，６−ジメチルモルホリノ）フェニル基等を挙げられる。この内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、４−モルホリノフェニル基、４−ピペリジルフェニル基、４−（２，６−ジメチルモルホリノ）フェニル基、４−ヘキサメチレンイミノフェニル基が好ましい。
【００３６】
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素を挙げることができ、この内特に得られるスピロ化合物の有用性の観点より、フッ素が好ましい。
【００３７】
窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環が結合した縮合複素環基としては、特に制限されるものではないが、複素環基を構成する炭素原子の数が２〜１０、特に２〜６のものであることが好ましい。また、該複素環内には、ナフタレン環に結合する窒素原子の他に更にヘテロ原子が存在してもよい。該へテロ原子は、特に制限されないが、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられ、中でも、得られるスピロ化合物の有用性の点より、酸素原子であることが好ましい。さらに、前記複素環基、又は前記縮合複素環基は、置換基を有していてもよく、この置換基としては、炭素数１〜２０のアルキル基が挙げられる。これら複素環基を具体的に例示すれば、モルホリノ基、２，６−ジメチルモルホリノ基、ピロリジル基、ピペリジル基、ヘキサメチレンイミノ基等を挙げることができる。この内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、モルホリノ基、ピペリジル基が好ましい。
【００３８】
（基Ｒ２）
Ｒ２は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とベンゼン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環が結合した縮合複素環基である。これらの基は、前述の基Ｒ１において説明した基と同様な置換基が好適な例として挙げられる。なお、Ｒ２における前記複素環基（複素環基、及び縮合複素環基）は、Ｒ２が結合する環がベンゼン環である以外は、Ｒ１と同じ複素環基である。
【００３９】
（基Ｒ３）
Ｒ３は、炭素数１〜２０のアルキル基であり、具体的な例示及び好ましいアルキル基としては、基Ｒ１で説明したものと同じものを挙げることができる。本発明は、下記に詳述するが、良好なフォトクロミック特性を有するクロメン化合物を合成するために有用なスピロ化合物とするには、このアルキル基と酸素原子が結合したアルコキシ基を有する３級アルコール化合物を原料とする必要がある。本発明は、このような３級アルコール化合物からスピロ化合物を製造する場合に、特に優れた効果を発揮するものである。
【００４０】
（基Ｒ４および基Ｒ５）
Ｒ４、およびＲ５は、それぞれ、炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ４、およびＲ５は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよい基である。
【００４１】
ここで、炭素数１〜２０のアルキル基は、基Ｒ１で説明したものを挙げることができる。中でも、得られるスピロ化合物の有用性の点より、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が好ましく、特に、メチル基、エチル基が好ましい。なお、この場合、Ｒ４、およびＲ５は、同一の基であってもよいし、それぞれ互いに異なる基であってもよい。
【００４２】
また、Ｒ４、およびＲ５が互いに結合して環を形成する場合の基としては、環を形成する炭素数が３〜２０であり、好ましくは炭素数が４〜２０、さらに好ましくは５〜１５のものである。このような環としては、炭素数が上記範囲を満足する脂肪族炭化水素環が挙げられ、単環、ビシクロ環、トリシクロ環が挙げられる。
【００４３】
さらに、該環は置換基を有していてもよく、その場合の置換基としては、基Ｒ１で説明した炭素数１〜２０のアルキル基を挙げることができる。その中でも特に、得られるスピロ化合物の有用性の観点より、メチル基、エチル基が好ましい。このような基Ｒ４と基Ｒ５とにより形成される環は、２つの結合手を有する炭素原子（スピロ炭素原子）の位置は特に制限はされないが、具体例としては、下記のものを例示することができる。ただし、これに限定されるわけではない。なお、下記に示す環において、最も下に位置するスピロ炭素原子が、基Ｒ４及び基Ｒ５が結合している炭素原子に相当する。
【００４４】
【化５】
【００４５】
（基Ｒ６および基Ｒ７）
Ｒ６、およびＲ７は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ６、およびＲ７は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよい基である。
【００４６】
ここで、炭素数１〜２０のアルキル基は、基Ｒ１で説明したものを挙げることができる。中でも、得られるスピロ化合物の有用性の点より、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が好ましく、特に、メチル基、エチル基が好ましい。なお、この場合、Ｒ６、およびＲ７は、同一の基であってもよいし、それぞれ互いに異なる基であってもよい。
【００４７】
また、Ｒ６、およびＲ７は互いに連結して形成する炭素数３〜２０の環基に関しては、Ｒ４、およびＲ５で説明したものと同じものを挙げることができる。
【００４８】
（基の数、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ）
前記式（１）において、ｐ、ｑ、ｒ、およびｓは、基Ｒ１、基Ｒ２、基（OＲ３）、及び基（ＣＲ６Ｒ７）の数を示すものである。ｐは０〜５、ｑは０〜４、ｒは１〜４の整数であって、ｐとｒの合計が１〜６あり、ｓは０又は１の整数である。中でも、得られるスピロ化合物の有用性の観点より、ｐは０〜２、ｑが０〜２、ｒが１〜２であって、ｐとｒの合計が１〜４であり、ｓが０であるのが特に好ましい。なお、ｐが２以上である場合には、各Ｒ１は、同じ基であってもよいし、互いに異なる基であってもよい。また同じく、ｑが２以上である場合には、各Ｒ２は、同じ基であってもよいし、互いに異なる基であってもよい。さらに同じく、ｒが２以上である場合には、各Ｒ３は、同じ基であってもよいし、互いに異なる基であってもよい。
【００４９】
（好適な３級アルコール化合物）
上記説明した３級アルコール化合物の中でも特に、下記式（３）
【００５０】
【化６】
【００５１】
｛式中、Ｒ２〜Ｒ７は、前記式（１）のＲ２〜Ｒ７と同義であり、
Ｒ８は、ナフタレン環に結合する基であって、炭素数１〜２０のアルキル基、アミノ基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
ｑは０〜４の整数、ｓは０又は１の整数、ｔは０〜３の整数、ｕは１〜４の整数であり、ｕとｔの合計が１〜４である。｝
で示される３級アルコール化合物が好ましい。前記式（３）で示される３級アルコール化合物より得られるスピロ化合物は、特許文献１及び特許文献２に記載されている通り、プロパルギルアルコール化合物と反応させることにより、有用なフォトクロミック化合物（クロメン化合物）となる。
【００５２】
（基Ｒ８、基の数、ｑ、ｓ、ｔ、uについて）
前記式（３）において、Ｒ８の炭素数１〜２０のアルキル基、アミノ基、アリール基、ハロゲン原子または窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基としては、前記式（１）の基Ｒ１で説明したものと同じものが挙げられる。
【００５３】
ｑ及びｓは、基Ｒ２及び基（ＣＲ６Ｒ７）の数を示すものであり、前記式（１）で説明した通りである。さらに、ｔは基Ｒ８の数を示すものであり、０〜３の整数であるが、得られるスピロ化合物の有用性の観点より、０又は１であることが好ましい。ｕは基（OＲ３）の数を示すものであり、１〜４の整数であるが、得られるスピロ化合物の有用性の観点より、１又は２であることが好ましい。また、ｕとｔの合計は、１〜４であり、得られるスピロ化合物の有用性の観点より、１〜３であるのが好ましい。なお、ｔが２以上の場合には、各Ｒ８は互いに異なる基であってもよく、ｕが２以上の場合には、各Ｒ３は互いに異なる基であってもよい。
【００５４】
前記式（３）で示される化合物の内、好適な化合物を具体的に例示すると、以下のものをあげることができるが、これに限定されるわけではない。
【００５５】
【化７】
【００５６】
【化８】
【００５７】
（３級アルコール化合物と反応させる酸）
本発明で使用する、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸（以後、単に酸ともいう）としては、ギ酸（ｐＫａ＝３．５５）、アクリル酸（ｐＫａ＝４．２６）、蓚酸（ｐＫａ＝１．０４）、クエン酸（ｐＫａ＝２．８７）、ｏ−クロロ安息香酸（ｐＫａ＝２．９２）、ｍ−クロロ安息香酸（ｐＫａ＝３．８２）、ｐ−クロロ安息香酸（ｐＫａ＝３．９９）等を挙げることができる。なお、前記酸において、カッコ内の値は２５℃における水溶液中のｐＫａである。以下、ｐＫａの値は、特別な説明がない場合は、２５℃における水溶液中の値を指すものである。
【００５８】
ｐＫａが０．８未満の酸を使用した場合には、脱アルキル体の副生量が増加するため好ましくない。一方、ｐＫａが４．４を超える酸を使用した場合には、スピロ化反応の進行速度が極端に遅くなったり、３級アルコール化合物が脱水したビニル化合物で反応が停止するため好ましくない。脱アルキル体の副生量、反応の進行速度等を考慮すると、使用する酸は、ｐＫａが好ましくは２．０〜４．２、さらに好ましくは３．０〜４．０、さらに好ましくは３．２〜３．８である。さらに、この範囲を満足する酸の中でも、特に、得られるスピロ化合物の選択率を高めるという観点から、本発明で使用する酸は、ギ酸であることが好ましい。
【００５９】
なお、特許文献１及び２に示されている酸触媒の水溶液中のｐＫａは、酢酸（ｐＫａ＝４．５６）、塩酸（ｐＫａ＝−２．２）、硫酸（ｐＫａ＝−５．０）、市販のベンゼンスルホン酸（ｐＫａ＝−２．５〜０）、市販のｐ−トルエンスルホン酸（ｐＫａ−２．０〜０）、市販の酸性アルミナ（ｐＫａ＝４．５以上）である。
【００６０】
本発明においては、反応系中、すなわち反応溶液中に水が少ない方が、副生成物である脱アルキル体の生成を抑制することができ、目的とするスピロ化合物の収率を高くすることができる。そのため、前記本発明で使用する酸も、水分量が少ないものを使用することが好ましい。具体的には、使用する酸に含まれる水分量は、好ましくは５質量％以下、より好ましくは３質量％以下である。下記に詳述するが、反応を酸のみで行う場合には、反応に使用する溶液は酸のみとなるため、酸に含まれる水分量を極力低減させることが好ましい。そのため、酸に含まれる水分量の下限は、０質量％である。
【００６１】
本発明において、酸の使用量は、多すぎると後処理が煩雑となり、少なすぎると反応の進行速度が遅くなるため、３級アルコール化合物１質量部に対して、好ましくは１〜１００質量部、さらに好ましくは２〜８０質量部、特に好ましくは５〜５０質量部である。
【００６２】
（反応溶液中の水分量）
本発明おいては、３級アルコール化合物の脱水により反応溶液中に水が生成する。本発明者等の検討によれば、反応溶液中に水が多く存在すると脱アルキル体の副生量が増加することが分かった。そのため、反応溶液中に含まれる水分量（反応により生じる水分量を含む）を好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下、さらに好ましくは３質量％以下とする。反応溶液中に含まれる水分量は極力少ないほうが好ましいため、水分量の下限値は、０質量％であるが、本発明においては、前記酸を使用するため、反応溶液中から下記の方法により水分を除去できる下限であればよい。反応溶液中の水分量を低減するには、前記の通り、水分量が低減された酸を使用したり、蒸留による水の除去、または脱水剤等を使用した水の除去方法により実施してやればよい。中でも、操作性、後工程における精製等を考慮すると、水分量を低減した酸を、反応溶液中の水分量が前記範囲を満足するように使用することが好ましい。また、反応溶液に、有機溶媒を添加して使用する場合には、酸、及び有機溶媒を含む溶液中の水分量が上記範囲を満足するように調整してやればよい。
【００６３】
（その他の反応条件）
本発明の反応は、上記反応物（３級アルコール化合物、およびｐＫａが０．８〜４．４である酸）を混合して実施する。その際、反応を阻害しない有機溶媒の存在下で行なうこともできるし、有機溶媒の非存在下で行なうこともできる。但し有機溶媒を使用する際には、水を除去した乾燥溶媒を使用することが好ましい。
【００６４】
有機溶媒を使用する場合、その使用量は、多すぎると後処理が煩雑となり、本発明で使用する酸が固体である場合、少なすぎると反応速度の進行が遅くなるため、３級アルコール化合物１質量部に対して、好ましくは０．５〜５０質量部、特に好ましくは１〜３０質量部である。但し、前記３級アルコール化合物と反応させる条件下において、本発明で使用する酸が液体である場合、有機溶媒を添加しない方が、反応速度が速くなるため、特に有機溶媒を使用する必要はない。
【００６５】
本発明において、前記３級アルコール化合物と酸とを反応させる際の反応温度は、使用する３級アルコール化合物、および酸（以下、単にこれらをまとめて原料とする場合もある）の種類に応じて適宜決定すればよいが、温度が低すぎると反応速度が極端に遅くなり、高すぎると副生成物が増加する傾向にあることから、好ましくは２０〜１５０℃、さらに好ましくは４０〜１３０℃、特に好ましくは６０〜１２０℃、最も好ましくは８０〜１０５℃である。このような温度範囲で反応を行うことにより、本発明は特に優れた効果を発揮する。
【００６６】
その他、反応時間も、使用する原料に応じて適宜決定すればよいが、上記温度範囲において、撹拌下、２〜３０時間であれば十分である。また、反応を行う際の雰囲気も特に制限されるものではないが、反応溶液中に水がなるべく含まれないようにすることが好ましいため、乾燥ガス雰囲気下、例えば、窒素雰囲気下やアルゴン雰囲気下で実施することが好ましい。さらに、本発明は、常圧、加圧、減圧下の何れの条件でも実施することができる。
【００６７】
（スピロ化合物、及び精製方法）
上記のような反応を行うことにより得られるスピロ化合物は、前記式（１）で示される３級アルコール化合物を原料として使用した場合、下記式（２）で示される。
【００６８】
【化９】
【００６９】
｛式中、Ｒ１〜Ｒ７、ｐ、ｑ、ｒ、ｓは、前記式（２）と同義である。｝
また、前記式（３）で示される３級アルコール化合物を原料として使用した場合、下記式（４）で示される構造を有するものである。
【００７０】
【化１０】
【００７１】
｛式中、Ｒ２〜Ｒ８、ｑ、ｓ、ｔ、ｕは、前記式（３）と同義である。｝
前記式（４）で示される化合物の構造は、夫々原料として使用する３級アルコール化合物の構造に対応するものとなる。よって、好適なスピロ化合物を具体的に例示すると、以下のものを挙げることができるが、これに限定されるわけではない。
【００７２】
【化１１】
【００７３】
【化１２】
【００７４】
なお、本発明の方法で得られる前記式（４）で示されるスピロ化合物の粗体中には、一部、ナフトールの水酸基と使用した酸がエステル結合したエステル化合物が得られる場合がある。例えば、本発明で使用する酸がギ酸である場合は、下記式（５）で示されるエステル化合物が副生する場合がある。
【００７５】
【化１３】
【００７６】
｛式中、Ｒ２〜Ｒ８、ｑ、ｓ、ｔ、ｕは、前記式（４）と同義である。｝
但し、これらエステル化合物は、スピロ化合物及びエステル化合物を含む反応液に、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類を加え、エステル交換反応を実施すれば、目的とするスピロ化合物へ転化させることが可能である。本発明によれば、前記式（５）で示されるエステル化合物が生成したとしても、前記の通り、目的とするスピロ化合物に容易に転化することができる。
【００７７】
エステル交換反応温度は、使用するアルコール類にもよるが、２０〜１００℃、特に３０〜８０℃で実施すればよい。また、加えるアルコールの量は、スピロ化合物の収率、後処理等を考慮すると、前記式（５）のエステル化合物１モルに対して、好ましくは１０〜１０００モル、さらに好ましくは２０〜８００モル、特に好ましくは５０〜６００モルである。このエステル交換反応の反応時間は、特に制限されるものではないが、撹拌下、２〜４８時間の範囲で行えばよい。また、反応雰囲気下も特に制限されるものではなく、前記式（１）で示される３級アルコール化合物と酸との反応と同じ雰囲気下で反応を実施することができる。
【００７８】
また、エステル交換反応の進行が遅い場合は、副生するエステル類（例えば、本発明で使用する酸にギ酸を使用し、アルコールにエタノールを使用した場合は、ギ酸エチルが副生する）を留去しながら反応を行うことが好ましい。また、場合によっては、アルコールを追加して反応を実施することにより、反応の進行を速くすることができる。この場合、アルコールは、前記式（４）で示されるエステル化合物１モルに対して、最初に、好ましくは１０〜１０００モル加え、さらに、追加分として、全アルコールの量が２０００モル以下となる量を加えることが好ましい。さらに、スピロ化合物及びエステル化合物を含む反応液を有機溶媒で抽出、濃縮後、塩基性条件下で加水分解を実施することで、副生したエステル化合物のエステル結合を切断し、目的とするスピロ化合物へ転化させることも可能である。
【００７９】
なお、当然のことながら、Ｒ１が水酸基でない場合には、前記式（５）で示されるエステル化合物は生成されないため、エステル交換反応の必要はない。
【００８０】
このような方法で得られたスピロ化合物は、例えば、次のような方法により反応液から分離することができる。即ち、反応終了後の反応液に抽出溶媒を添加し、分液操作で水層を分離する。その後、有機層を水洗して、中性にした後、減圧濃縮を行なうことにより、スピロ化合物の粗体を分離することができる。このようにして得られた粗体の純度は、高速液体クロマトグラフィー（以下、ＨＰＬＣという）分析により確認することができ、通常ＨＰＬＣ純度９０％以上（ここでいうＨＰＬＣ純度とは、溶媒を除く各ピークの総面積値を１００とした面積百分率であり、以後示すＨＰＬＣ純度も同様の意味を示す）で、目的のスピロ化合物を含有している。
【００８１】
また、前記式（４）で示される３級アルコール化合物を、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８未満である酸を使用してスピロ化した場合には、反応条件にもよるが、下記式（６）
【００８２】
【化１４】
【００８３】
｛式中、Ｒ２〜Ｒ８、ｑ、ｓ、ｔ、ｕは、前記式（４）と同義である。｝
で示される脱アルキル体がＨＰＬＣ純度で４〜１５％程度副生する。すなわち、水溶液中のｐＫａが０．８未満の酸を使用した場合、反応開始時に反応液中の水分量を前記した範囲まで低減させたとしても、原料となる３級アルコール化合物が脱水し、副生する水により脱アルキル体がＨＰＬＣ純度で４〜１５％程度副生する。これに対して、本発明の方法によれば、上記脱アルキル体の生成を、溶媒を除くＨＰＬＣ面積百分率で４％未満、さらに反応条件を最適化すれば２％未満に抑えることが可能となる。
【００８４】
通常、フォトクロミック化合物は、可能な限り高純度であることが求められている。副生した前記式（６）で示される脱アルキル体は、プロパルギルアルコール誘導体と反応し、目的としないクロメン化合物を副生するので、スピロ化合物の時点で可能な限り脱アルキル体の副生を抑えることが重要である。
【００８５】
上記のような方法で得られたスピロ化合物の粗体は、シリカゲル、アルミナ、活性炭等の吸着剤による吸着処理や晶析（再結晶）、減圧蒸留、水蒸気蒸留、昇華精製、カラムクロマトグラフィー等の公知の方法で、さらに精製を行なうことにより高純化することができる。
【００８６】
本発明の方法で得られるスピロ化合物は、フォトクロミック化合物等の機能性色素の原料として使用することが可能である。特に、本発明で得られたスピロ化合物は、プロパルギルアルコール誘導体と公知の方法、例えば、特許文献１及び２に記載された方法で反応させることにより、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ことができる。本発明は、プロパルギルアルコール誘導体と反応する脱アルキル体が少ないスピロ化合物を製造することができる。そのため、得られたスピロ化合物をクロメン化合物の原料とすることにより、効率よく純度の高いクロメン化合物を製造することができる。
【００８７】
したがって、本発明は、脱アルキル体を含む副生成物の副生量も少なく、高純度品が必要とされるフォトクロミック化合物の原料を製造する方法として、非常に有用な方法である。
【実施例】
【００８８】
以下、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８９】
実施例１
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、
【００９０】
【化１５】
【００９１】
で示される３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０３９８ｍｏｌ）、１質量％の水を含有するギ酸（ｐＫａ＝３．５５）３００ｇを混合し、１０２℃へ昇温した。１０２℃で４時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、溶媒を除くＨＰＬＣ面積百分率において、目的とするスピロ化合物が７２．０％、ナフトールとギ酸がエステル結合したエステル化合物が２７．５％、脱アルキル体が０．５％生成していた。反応液を４０℃へ降温し、メタノールを３５０ｇ（１０．９ｍｏｌ）投入して、４５℃で８時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、溶媒を除くＨＰＬＣ面積百分率でスピロ化合物が９９．０％、エステル化合物が０．５％、脱アルキル体が０．５％生成していた（以下、純度、収量割合を示す％の値は、ＨＰＬＣ面積百分率の値である。）。
【００９２】
メタノールを常圧で留去後、トルエンを２５０ｇ加え、分液操作を行い、水層を分離した。有機層（トルエン層）を水１００ｇで４回洗浄し、ｐＨを中性とした後、減圧濃縮を行った。エタノール及び水で再結晶を行い、１２．４ｇ（０．０３４６ｍｏｌ）の肌色固体（収率：８７％、ＨＰＬＣ純度：９９．０％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、０．４％であった。得られたスピロ化合物の分析値は、
ＨＰＬＣ−マススペクトル（ＡＰＣＩ＋）：ｍ／ｚ３５９（Ｍ＋１）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（重ＤＭＳＯ中）：δ１〜４ｐｐｍ（１４Ｈ）、δ３．９ｐｐｍ（３Ｈ）、δ６〜９ｐｐｍ（８Ｈ）、δ１０．３ｐｐｍ（１Ｈ）
であり、下記に示される目的物であることが確認された。
【００９３】
【化１６】
【００９４】
実施例２
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、
【００９５】
【化１７】
【００９６】
で示される３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０３７１ｍｏｌ）、水を２質量％含有するギ酸３００ｇを混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で５時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、溶媒を除くＨＰＬＣ面積百分率において、目的とするスピロ化合物が７０．４％、ナフトールとギ酸がエステル結合したエステル化合物が２９．３％、脱アルキル体が０．３％生成していた。反応液を４０℃へ降温し、メタノールを３５０ｇ（１０．９ｍｏｌ）投入して、４５℃で８時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、スピロ化合物が９９．２％、エステル化合物が０．５％、脱アルキル体が０．３％生成していた。メタノールを常圧で留去後、実施例１と同様の操作を行い、１３．１ｇ（０．０３３９ｍｏｌ）の肌色固体（収率：９１％、ＨＰＬＣ純度：９９．３％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、０．２％であった。分析値は、
ＨＰＬＣ−マススペクトル（ＡＰＣＩ＋）：ｍ／ｚ３８７（Ｍ＋１）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（重ＤＭＳＯ中）：δ０．８〜２．５ｐｐｍ（１８Ｈ）、δ４．０ｐｐｍ（３Ｈ）、δ６〜９ｐｐｍ（８Ｈ）、δ１０．２ｐｐｍ（１Ｈ）
であり、下記に目的物であることが確認された。
【００９７】
【化１８】
【００９８】
実施例３〜７
実施例２において、ギ酸の使用量、濃度、反応温度、表１に示す通りに変更した以外は、同様に操作を行った。結果を表１に示す。なお、表１中の使用量は、原料とする３級アルコール化合物に対する量である。
【００９９】
【表１】
【０１００】
実施例８
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、
【０１０１】
【化１９】
【０１０２】
で示される３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０２９４ｍｏｌ）、水を１質量％含有するギ酸を３００ｇ混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で４時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が７３．８％、ナフトールとギ酸がエステル結合したエステル化合物が２６．０％、脱アルキル体が０．２％生成していた。反応液を４０℃へ降温し、メタノールを３５０ｇ（１０．９ｍｏｌ）投入して、４５℃で８時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、スピロ化合物が９９．２％、エステル化合物が０．４％、脱アルキル体が０．４％生成していた。メタノールを常圧で留去後、実施例１と同様の操作を行い、１２．９ｇ（０．０２６２ｍｏｌ）の肌色固体（収率：８９％、ＨＰＬＣ純度：９９．３％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、０．３％であった。分析値は、
ＨＰＬＣ−マススペクトル（ＡＰＣＩ＋）：ｍ／ｚ４９３（Ｍ＋１）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（重ＤＭＳＯ中）：δ０．８〜２．５ｐｐｍ（１８Ｈ）、δ３．７〜４．０ｐｐｍ（６Ｈ）、δ６〜９ｐｐｍ（１１Ｈ）、δ１０．３ｐｐｍ（１Ｈ）
であり、下記に示される目的物であることが確認された。
【０１０３】
【化２０】
【０１０４】
実施例９〜１４
実施例８において、アルコール投入前の反応時間（９８℃での反応時間）、アルコール投入後の反応時間（４５℃での反応時間）、アルコールの種類と使用量を表２に示す通りに変更した以外は、同様に操作を行った。結果を表１に示す。なお、表２中の使用量は、原料とする３級アルコール化合物に対する量である。
【０１０５】
【表２】
【０１０６】
実施例１５
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、
【０１０７】
【化２１】
【０１０８】
で示される３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０２７７ｍｏｌ）、水を１質量％含有するギ酸を３００ｇ混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で５時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が７０．４％、ナフトールとギ酸がエステル結合したエステル化合物が２９．１％、脱アルキル体が０．５％生成していた。反応液を４０℃へ降温し、メタノールを３５０ｇ（１０．９ｍｏｌ）投入して、４５℃で８時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、スピロ化合物が９９．１％、エステル化合物が０．４％、脱アルキル体が０．５％生成していた。メタノールを常圧で留去後、実施例１と同様の操作を行い、１２．８ｇ（０．０２４５ｍｏｌ）の肌色固体（収率：８８％、ＨＰＬＣ純度：９９．２％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、０．４％であった。分析値は、
ＨＰＬＣ−マススペクトル（ＡＰＣＩ＋）：ｍ／ｚ５２３（Ｍ＋１）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（重ＤＭＳＯ中）：δ０．８〜２．５ｐｐｍ（１８Ｈ）、δ３．７〜４．０ｐｐｍ（９Ｈ）、δ６〜９ｐｐｍ（１０Ｈ）、δ１０．３ｐｐｍ（１Ｈ）
であり、下記に示される目的物であることが確認された。
【０１０９】
【化２２】
【０１１０】
実施例１６
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、
【０１１１】
【化２３】
【０１１２】
で示される３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０４２８ｍｏｌ）、水を１質量％含有するギ酸を３００ｇ混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で８時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が６８．５％、ナフトールとギ酸がエステル結合したエステル化合物が３１．０％、脱アルキル体が０．５％生成していた。反応液を４０℃へ降温し、メタノールを３５０ｇ（１０．９ｍｏｌ）投入して、４５℃で８時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、スピロ化合物が９９．０％、エステル化合物が０．５％、脱アルキル体が０．５％生成していた。メタノールを常圧で留去後、実施例１と同様の操作を行い、１２．３ｇ（０．０３７０ｍｏｌ）の肌色固体（収率：８６％、ＨＰＬＣ純度：９９．０％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、０．４％であった。分析値は、
ＨＰＬＣ−マススペクトル（ＡＰＣＩ＋）：ｍ／ｚ３３３（Ｍ＋１）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（重ＤＭＳＯ中）：δ０．５〜２．０ｐｐｍ（１２Ｈ）、δ４．０ｐｐｍ（３Ｈ）、δ５．８〜９ｐｐｍ（８Ｈ）、δ１０．２ｐｐｍ（１Ｈ）
であり、下記に示される目的物であることが確認された。
【０１１３】
【化２４】
【０１１４】
実施例１７
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、
【０１１５】
【化２５】
【０１１６】
で示される３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０４１６ｍｏｌ）、１質量％の水を含有するギ酸（ｐＫａ＝３．５５）３００ｇを混合し、１０２℃へ昇温した。１０２℃で４時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が９９．５％、ナフトールとギ酸がエステル結合したエステル化合物は検出されず、脱アルキル体が０．５％生成していた。メタノールを常圧で留去後、トルエンを２５０ｇ加え、分液操作を行い、水層を分離した。有機層（トルエン層）を水１００ｇで４回洗浄し、ｐＨを中性とした後、減圧濃縮を行い、１４．０ｇ（０．０４０９ｍｏｌ）の淡黄色固体（収率：９８％、ＨＰＬＣ純度：９９．５％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、０．３％であった。分析値は、
ＨＰＬＣ−マススペクトル（ＡＰＣＩ＋）：ｍ／ｚ３４３（Ｍ＋１）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（ＣＤＣｌ３中）：δ１〜４ｐｐｍ（１４Ｈ）、δ６〜９ｐｐｍ（９Ｈ）
であり、下記に示される目的物であることが確認された。
【０１１７】
【化２６】
【０１１８】
比較例１
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、実施例２で使用した３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０３７１ｍｏｌ）、水分量３００ｐｐｍ以下のトルエンを３００ｇ混合した。そこへ、水を２質量％含有するメタンスルホン酸（ｐＫａ＝−１．２）を１０．７ｇ混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で４時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が８９．０％、脱アルキル体が６．２％、構造不明の不純物４．８％が生成していた。室温へ冷却し、水１００ｇで有機層（トルエン層）を６回洗浄し、ｐＨを中性とした後、減圧濃縮を行った。エタノール及び水で再結晶を行い、１１．９ｇ（０．０３０８ｍｏｌ）の茶色固体（収率：８３％、ＨＰＬＣ純度：９２．２％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、５．８％であった。
【０１１９】
比較例２
窒素気流下、２０００ｍｌの４つ口フラスコに、実施例２で使用した３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０３７１ｍｏｌ）、水分量３００ｐｐｍ以下のトルエンを３００ｇ混合した。そこへ、市販のｐ−トルエンスルホン酸・一水和物をトルエンと共沸脱水した、水を３質量％含むｐ−トルエンスルホン酸（ｐＫａ＝−１．３）２１．２ｇを含むトルエン溶液を混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で４時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が８９．２％、脱アルキル体が７．１％、構造不明の不純物３．７％が生成していた。室温へ冷却し、水１００ｇで有機層（トルエン層）を６回洗浄し、ｐＨを中性とした後、減圧濃縮を行った。エタノール及び水で再結晶を行い、１２．１ｇ（０．０３１３ｍｏｌ）の茶色固体（収率：８４％、ＨＰＬＣ純度：９２．６％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、５．９％であった。
【０１２０】
比較例３
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、実施例２で使用した３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０３７１ｍｏｌ）、水分量３００ｐｐｍ以下のトルエンを３００ｇ混合した。そこへ、酢酸（ｐＫａ＝４．５６）を２２．３ｇ（０．３７１ｍｏｌ）混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で４時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が２．１％、脱アルキル体は検出されず、中間体である
【０１２１】
【化２７】
【０１２２】
で示されるビニル化合物が９７．９％生成していた。室温へ冷却し、水１００ｇで有機層（トルエン層）を６回洗浄し、ｐＨを中性とした後、減圧濃縮を行った。エタノール及び水で再結晶を行い、１３．９ｇ（０．０３５９ｍｏｌ）の淡黄色油状物（ビニル化合物として、ＨＰＬＣ純度：９７．９％）を得た。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な化合物の中間体、例えば、フォトクロミック化合物の中間体として使用されているスピロ化合物の新規な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピロ化合物は、様々な化合物の中間体として使用されている。具体的には、医薬品、農薬、フォトクロミック化合物等の中間体として使用されている。
【０００３】
前記フォトクロミック化合物とは、ある化合物に太陽光あるいは水銀灯の光のような紫外線を含む光を照射すると速やかに色が変わり、光の照射をやめて暗所におくと元の色に戻る可逆作用を示す化合物であり、フォトクロミックプラスチックレンズ材料として使用されている。このようなフォトクロミック化合物としては、退色速度が速く、フォトクロミック性の耐久性に優れた化合物として、スピロ化合物とプロパルギルアルコール誘導体とを反応させて得られるクロメン化合物が知られている。
【０００４】
このようなクロメン化合物の中間体として使用されるスピロ化合物の合成は、分子内フリーデルクラフツ反応による脱水によって実施されることが多い（酸触媒を使用して、３級アルコール化合物をビニル化合物とし、次いで、スピロ化合物とする方法で実施される場合が多い。）。具体的な方法としては、下記式（Ａ）に示すように、１−（２−ビフェニル）シクロキサノールをピリジン、塩化チオニルで処理した後に得られる１−（２−ビフェニル）−シクロヘキセンを原料とし、ベンゼン中、酸触媒にｐ−トルエンスルホン酸・一水和物を使用する方法で、スピロ［シクロヘキサン−９，９フルオレン］を収率８４％で得る方法（例えば、非特許文献１）が知られている。
【０００５】
【化１】
【０００６】
このような方法をフォトクロミック特性に優れたクロメン化合物の中間体であるスピロ化合物の合成に適宜使用することは可能であり、該スピロ化合物の製造方法として、以下の方法が知られている（特許文献１、２参照）。
【０００７】
具体的には、酸触媒として酢酸、塩酸、硫酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、又は酸性アルミナ等を使用することにより、前記式（Ａ）の３級アルコール化合物に類似した構造の３級アルコール化合物（ヒドロキシ−フルオレノン誘導体）を、フォトクロミック特性に優れたクロメン化合物の中間体となるスピロ化合物とすることができる。
しかしながら、本発明者等の検討によれば、スピロ化合物の原料である３級アルコール化合物の内、ナフタレン環にアルコキシ基が結合した化合物をスピロ化する際、非特許文献１、特許文献１、及び２に記載されている酸触媒を使用すると、目的とするスピロ化合物以外に、アルコキシ基が切断されたスピロ化合物（以下、脱アルキル体という）が副生する場合があった。また、使用する酸によっては、反応速度が遅くなったり、中間体であるビニル化合物が多く生成する場合があった。さらに、前記脱アルキル体の副生量は、反応液中に存在する水分量に影響され、水分量が多いほど多くなり、また、反応開始時の反応溶液中の水分量を極力減らしたとしても、反応途中で原料の３級アルコール化合物が脱水して生じる水により、脱アルキル体が副生することも分かった。
【０００８】
【非特許文献１】Ｃａｎ．Ｊ．Ｃｈｅｍ．、６３巻、１９８５年、２１９２−２１９６ページ
【特許文献１】国際公開特許ＷＯ２００５／０２８４６５号パンフレット
【特許文献２】国際公開特許ＷＯ２００１／６０８１１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１、及び２にも示されている通り、アルコキシ基を有する３級アルコール化合物をスピロ化したスピロ化合物は、優れたフォトクロミック特性を示すクロメン化合物の有用な中間体として使用することができる。
【００１０】
しかしながら、前記スピロ化合物に脱アルキル体が含まれると、脱アルキル体もスピロ化合物と同じく、例えば、プロパルギルアルコール誘導体と反応するため、最終生成物中に、構造が類似した不純物を多く含むようなり、最終生成物の精製が煩雑になる。そのため、前記脱アルキル体の副生量が少なく、収率が高いスピロ化合物の製造方法が求められていた。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、フォトクロミック化合物の原料として有用なスピロ化合物を製造する方法において、脱アルキル体の副生量が少なく、目的とするスピロ化合物を高収率で製造できる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討を行った。そして、使用する酸触媒に着目して検討を行った結果、特定のｐKａの範囲を満足する酸を使用することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
即ち、本発明は、
下記式（１）
【００１４】
【化２】
【００１５】
（式中、
Ｒ１は、ナフタレン環に結合する基であって、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、水酸基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
Ｒ２は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とベンゼン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
Ｒ３は、炭素数１〜２０のアルキル基であって、ＯＲ３はナフタレン環に結合する基であり、
Ｒ４、およびＲ５は、それぞれ、炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ４、およびＲ５は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよく、
Ｒ６、およびＲ７は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、又は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ６、およびＲ７は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよく、
ｐは１〜５の整数、ｑは０〜４の整数、ｒは１〜４の整数であって、ｐは０〜５の整数、ｑは１〜４の整数、ｒは１〜４の整数であって、ｐとｒの合計が１〜６であり、ｓは０又は１の整数である。）
で示される３級アルコール化合物と、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸とを反応させることを特徴とする、下記式（２）
【００１６】
【化３】
【００１７】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７、及びｐ〜ｒは、前記式（１）におけるものと同義である。）
で示されるスピロ化合物の製造方法である。
【００１８】
また、第２の本発明は、前記式（１）におけるｓが０である３級アルコール化合物を使用することを特徴とするスピロ化合物の製造方法である。
【００１９】
また、第３の本発明は、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸がギ酸であることを特徴とする前記スピロ化合物の製造方法である。
【００２０】
更に、第４の本発明は、前記式（１）で示される３級アルコール化合物と２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸との反応を、反応溶液中の水分量が５質量％以下となるような条件下で行うことを特徴とする前記スピロ化合物の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ナフタレン環に結合したアルコキシ基が切断された脱アルキル体の副生量を大幅に低減することができる。その結果、目的とするスピロ化合物の収率を高めることができる。また、反応収率、及び目的物の選択率が高いため、精製工程の簡便化が可能となる。
【００２２】
以上の通り、本発明は、高純度品が求められるフォトクロミック化合物の原料として有用なスピロ化合物を高収率で得ることができるため、工業的実施において非常に有用な方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、フォトクロミック化合物として有用なアルコキシ基を有する３級アルコール化合物をスピロ化する際、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸を使用することで、脱アルキル体の副生量を大幅に低減でき、目的とするスピロ化合物を高収率で製造することを可能としたものである。以下、本発明の製造方法で使用する反応物、反応条件や反応手順、生成物等について詳しく説明する。
（３級アルコール化合物）
本発明の方法で使用する３級アルコール化合物は、下記式（１）で示される。
【００２４】
【化４】
【００２５】
（式中、Ｒ１は、ナフタレン環に結合する基であって、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、水酸基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
Ｒ２は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
Ｒ３は、炭素数１〜２０のアルキル基であって、OＲ３はナフタレン環に結合する基であり、
Ｒ４、およびＲ５は、それぞれ、炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ４、およびＲ５は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよく、
Ｒ６、およびＲ７は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ６、およびＲ７は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよく、
ｐは０〜５の整数、ｑは０〜４の整数、ｒは１〜４の整数であって、ｐは０〜５の整数、ｑは０〜４の整数、ｒは１〜４の整数であって、ｐとｒの合計が１〜６であり、ｓは０又は１の整数である。）。
【００２６】
このような３級アルコール化合物は、前記特許文献１や２に記載の方法で製造することができる。
【００２７】
（基Ｒ１）
前記式（１）において、Ｒ１はナフタレン環に結合する基である。そのため、基Ｒ１の数を示すｐは、前記式（１）で示される３級アルコール化合物において、下記に詳述する基ＯＲ３が必須のため、０〜５の整数となる。
【００２８】
Ｒ１は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、水酸基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環が結合した縮合複素環基である。
【００２９】
ここで、炭素数１〜２０のアルキル基を具体的に例示すると、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、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコサニル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等を挙げることができ、この内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、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、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましく、特に、メチル基、エチル基が好ましい。
【００３０】
また、炭素数１〜２０の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、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、ヘプタデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、ノナデシルオキシ基、イコサニルオキシ基、メチレンジオキシ基、エチレンジオキシ基、プロピレンジオキシ基、ベンジルオキシ等を挙げることができ、この内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、メチレンジオキシ基、プロピレンジオキシ基、ベンジルオキシ基が好ましく、特に、メトキシ基、エトキシ基、メチレンジオキシ基、ベンジルオキシ基が好ましい。
【００３１】
アミノ基としては、１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。アルキル基としては、炭素数１〜１０のアルキル基、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましい。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；フェニルメチルアミノ基、フェニルエチルアミノ基等のアルキル基、フェニル基を有するアミノ基などを挙げることできる。この内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、ジメチルアミノ基、ジブチルアミノ基、が好ましい。
【００３２】
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基を挙げることができる。またアリール基は、アリール基の水素原子の少なくとも一つが置換基で置換されたものであってもよく、これら置換基を有するアリール基を例示すれば、アルキル基で置換されたアルキル置換アリール基、アルコキシ基で置換されたアルコキシ置換アリール基、アミノ基で置換されたアミノ基置換アリール基、複素環基で置換された置換アリール基等を挙げることができる。
【００３３】
アルキル置換アリール基のアルキル基としては、炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、アルコキシ基置換アリール基のアルコキシ基としては、炭素数１〜６のアルコキシ基が好ましい。アルキル置換アリール基、及びアルコキシ置換アリール基を具体的に例示すれば、２−トルイル基、３−トルイル基、４−トルイル基、２−エチルフェニル基、３−エチルフェニル基、４−エチルフェニル基、２，４−ジメチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、２−メトキシフェニル基、３−メトキシフェニル基、４−メトキシフェニル基、２−エトキシフェニル基、３−エトキシフェニル基、４−エトキシフェニル基、２−プロポキシフェニル基、３−プロポキシフェニル基、４−プロポキシフェニル基、２，４−ジメトキシフェニル基、２，６−ジメトキシフェニル基、２，４，６−トリメトキシフェニル基、２，４−エトキシフェニル基、２，６−ジエトキシフェニル基、２，４，６−トリエトキシフェニル基が挙げられる。この内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、２−トルイル基、４−トルイル基、２−メトキシフェニル基、４−メトキシフェニル基、２，４−ジメトキシフェニル基、２，６−ジメトキシフェニル基、２，４，６−トリメトキシフェニル基が好ましく、特に、２−メトキシフェニル基、４−メトキシフェニル基、２，４−ジメトキシフェニル基が好ましい。
【００３４】
アミノ基置換アリール基のアミノ基としては、アミノ基以外に、炭素数１〜１０のアルキル基、１〜４の酸素原子を有する炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状のエーテル結合を有する基で置換されたアミノ基が好ましい。アミノ基置換アリール基を具体的に例示すれば、２−ジメチルアミノフェニル基、３−ジメチルアミノフェニル基、４−ジメチルアミノフェニル基、４−ビス（エトキシメチル）アミノフェニル基、４−ビス（メトキシエチル）アミノフェニル基等が挙げられる。これらの内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、４−ジメチルアミノフェニル基であることが好ましい。
【００３５】
さらに、複素環基で置換された置換アリール基の複素環基としては、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とアリール基の環とが結合する複素環基、又は該複素環基に芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環が結合した縮合複素環基が挙げられる。該複素環基は、特に制限されるものではないが、複素環基を構成する炭素原子の数が２〜１０、特に２〜６のものであることが好ましい。また、該複素環内には、アリール基の環に結合する窒素原子の他に更にヘテロ原子が存在してもよい。該へテロ原子は、特に制限されないが、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられ、中でも、得られるスピロ化合物の有用性の点より、酸素原子であることが好ましい。さらに、前記複素環基、又は前記縮合複素環基は、置換基を有していてもよく、この置換基としては、モルホリノ基、ピペリジノ基、ヘキサメチレンイミノ基等が挙げられる。このような複素環基で置換された置換アリール基を具体的に例示すると、２−モルホリノフェニル基、３−モルホリノフェニル基、４−モルホリノフェニル基、２−ピペリジルフェニル基、３−ピペリジルフェニル基、４−ピペリジルフェニル基、３−ヘキサメチレンイミノフェニル基、４−ヘキサメチレンイミノフェニル基、４−（２，６−ジメチルモルホリノ）フェニル基等を挙げられる。この内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、４−モルホリノフェニル基、４−ピペリジルフェニル基、４−（２，６−ジメチルモルホリノ）フェニル基、４−ヘキサメチレンイミノフェニル基が好ましい。
【００３６】
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素を挙げることができ、この内特に得られるスピロ化合物の有用性の観点より、フッ素が好ましい。
【００３７】
窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環が結合した縮合複素環基としては、特に制限されるものではないが、複素環基を構成する炭素原子の数が２〜１０、特に２〜６のものであることが好ましい。また、該複素環内には、ナフタレン環に結合する窒素原子の他に更にヘテロ原子が存在してもよい。該へテロ原子は、特に制限されないが、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられ、中でも、得られるスピロ化合物の有用性の点より、酸素原子であることが好ましい。さらに、前記複素環基、又は前記縮合複素環基は、置換基を有していてもよく、この置換基としては、炭素数１〜２０のアルキル基が挙げられる。これら複素環基を具体的に例示すれば、モルホリノ基、２，６−ジメチルモルホリノ基、ピロリジル基、ピペリジル基、ヘキサメチレンイミノ基等を挙げることができる。この内、特に、得られるスピロ化合物の有用性の点より、モルホリノ基、ピペリジル基が好ましい。
【００３８】
（基Ｒ２）
Ｒ２は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とベンゼン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環が結合した縮合複素環基である。これらの基は、前述の基Ｒ１において説明した基と同様な置換基が好適な例として挙げられる。なお、Ｒ２における前記複素環基（複素環基、及び縮合複素環基）は、Ｒ２が結合する環がベンゼン環である以外は、Ｒ１と同じ複素環基である。
【００３９】
（基Ｒ３）
Ｒ３は、炭素数１〜２０のアルキル基であり、具体的な例示及び好ましいアルキル基としては、基Ｒ１で説明したものと同じものを挙げることができる。本発明は、下記に詳述するが、良好なフォトクロミック特性を有するクロメン化合物を合成するために有用なスピロ化合物とするには、このアルキル基と酸素原子が結合したアルコキシ基を有する３級アルコール化合物を原料とする必要がある。本発明は、このような３級アルコール化合物からスピロ化合物を製造する場合に、特に優れた効果を発揮するものである。
【００４０】
（基Ｒ４および基Ｒ５）
Ｒ４、およびＲ５は、それぞれ、炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ４、およびＲ５は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよい基である。
【００４１】
ここで、炭素数１〜２０のアルキル基は、基Ｒ１で説明したものを挙げることができる。中でも、得られるスピロ化合物の有用性の点より、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が好ましく、特に、メチル基、エチル基が好ましい。なお、この場合、Ｒ４、およびＲ５は、同一の基であってもよいし、それぞれ互いに異なる基であってもよい。
【００４２】
また、Ｒ４、およびＲ５が互いに結合して環を形成する場合の基としては、環を形成する炭素数が３〜２０であり、好ましくは炭素数が４〜２０、さらに好ましくは５〜１５のものである。このような環としては、炭素数が上記範囲を満足する脂肪族炭化水素環が挙げられ、単環、ビシクロ環、トリシクロ環が挙げられる。
【００４３】
さらに、該環は置換基を有していてもよく、その場合の置換基としては、基Ｒ１で説明した炭素数１〜２０のアルキル基を挙げることができる。その中でも特に、得られるスピロ化合物の有用性の観点より、メチル基、エチル基が好ましい。このような基Ｒ４と基Ｒ５とにより形成される環は、２つの結合手を有する炭素原子（スピロ炭素原子）の位置は特に制限はされないが、具体例としては、下記のものを例示することができる。ただし、これに限定されるわけではない。なお、下記に示す環において、最も下に位置するスピロ炭素原子が、基Ｒ４及び基Ｒ５が結合している炭素原子に相当する。
【００４４】
【化５】
【００４５】
（基Ｒ６および基Ｒ７）
Ｒ６、およびＲ７は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ６、およびＲ７は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよい基である。
【００４６】
ここで、炭素数１〜２０のアルキル基は、基Ｒ１で説明したものを挙げることができる。中でも、得られるスピロ化合物の有用性の点より、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が好ましく、特に、メチル基、エチル基が好ましい。なお、この場合、Ｒ６、およびＲ７は、同一の基であってもよいし、それぞれ互いに異なる基であってもよい。
【００４７】
また、Ｒ６、およびＲ７は互いに連結して形成する炭素数３〜２０の環基に関しては、Ｒ４、およびＲ５で説明したものと同じものを挙げることができる。
【００４８】
（基の数、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ）
前記式（１）において、ｐ、ｑ、ｒ、およびｓは、基Ｒ１、基Ｒ２、基（OＲ３）、及び基（ＣＲ６Ｒ７）の数を示すものである。ｐは０〜５、ｑは０〜４、ｒは１〜４の整数であって、ｐとｒの合計が１〜６あり、ｓは０又は１の整数である。中でも、得られるスピロ化合物の有用性の観点より、ｐは０〜２、ｑが０〜２、ｒが１〜２であって、ｐとｒの合計が１〜４であり、ｓが０であるのが特に好ましい。なお、ｐが２以上である場合には、各Ｒ１は、同じ基であってもよいし、互いに異なる基であってもよい。また同じく、ｑが２以上である場合には、各Ｒ２は、同じ基であってもよいし、互いに異なる基であってもよい。さらに同じく、ｒが２以上である場合には、各Ｒ３は、同じ基であってもよいし、互いに異なる基であってもよい。
【００４９】
（好適な３級アルコール化合物）
上記説明した３級アルコール化合物の中でも特に、下記式（３）
【００５０】
【化６】
【００５１】
｛式中、Ｒ２〜Ｒ７は、前記式（１）のＲ２〜Ｒ７と同義であり、
Ｒ８は、ナフタレン環に結合する基であって、炭素数１〜２０のアルキル基、アミノ基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
ｑは０〜４の整数、ｓは０又は１の整数、ｔは０〜３の整数、ｕは１〜４の整数であり、ｕとｔの合計が１〜４である。｝
で示される３級アルコール化合物が好ましい。前記式（３）で示される３級アルコール化合物より得られるスピロ化合物は、特許文献１及び特許文献２に記載されている通り、プロパルギルアルコール化合物と反応させることにより、有用なフォトクロミック化合物（クロメン化合物）となる。
【００５２】
（基Ｒ８、基の数、ｑ、ｓ、ｔ、uについて）
前記式（３）において、Ｒ８の炭素数１〜２０のアルキル基、アミノ基、アリール基、ハロゲン原子または窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基としては、前記式（１）の基Ｒ１で説明したものと同じものが挙げられる。
【００５３】
ｑ及びｓは、基Ｒ２及び基（ＣＲ６Ｒ７）の数を示すものであり、前記式（１）で説明した通りである。さらに、ｔは基Ｒ８の数を示すものであり、０〜３の整数であるが、得られるスピロ化合物の有用性の観点より、０又は１であることが好ましい。ｕは基（OＲ３）の数を示すものであり、１〜４の整数であるが、得られるスピロ化合物の有用性の観点より、１又は２であることが好ましい。また、ｕとｔの合計は、１〜４であり、得られるスピロ化合物の有用性の観点より、１〜３であるのが好ましい。なお、ｔが２以上の場合には、各Ｒ８は互いに異なる基であってもよく、ｕが２以上の場合には、各Ｒ３は互いに異なる基であってもよい。
【００５４】
前記式（３）で示される化合物の内、好適な化合物を具体的に例示すると、以下のものをあげることができるが、これに限定されるわけではない。
【００５５】
【化７】
【００５６】
【化８】
【００５７】
（３級アルコール化合物と反応させる酸）
本発明で使用する、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸（以後、単に酸ともいう）としては、ギ酸（ｐＫａ＝３．５５）、アクリル酸（ｐＫａ＝４．２６）、蓚酸（ｐＫａ＝１．０４）、クエン酸（ｐＫａ＝２．８７）、ｏ−クロロ安息香酸（ｐＫａ＝２．９２）、ｍ−クロロ安息香酸（ｐＫａ＝３．８２）、ｐ−クロロ安息香酸（ｐＫａ＝３．９９）等を挙げることができる。なお、前記酸において、カッコ内の値は２５℃における水溶液中のｐＫａである。以下、ｐＫａの値は、特別な説明がない場合は、２５℃における水溶液中の値を指すものである。
【００５８】
ｐＫａが０．８未満の酸を使用した場合には、脱アルキル体の副生量が増加するため好ましくない。一方、ｐＫａが４．４を超える酸を使用した場合には、スピロ化反応の進行速度が極端に遅くなったり、３級アルコール化合物が脱水したビニル化合物で反応が停止するため好ましくない。脱アルキル体の副生量、反応の進行速度等を考慮すると、使用する酸は、ｐＫａが好ましくは２．０〜４．２、さらに好ましくは３．０〜４．０、さらに好ましくは３．２〜３．８である。さらに、この範囲を満足する酸の中でも、特に、得られるスピロ化合物の選択率を高めるという観点から、本発明で使用する酸は、ギ酸であることが好ましい。
【００５９】
なお、特許文献１及び２に示されている酸触媒の水溶液中のｐＫａは、酢酸（ｐＫａ＝４．５６）、塩酸（ｐＫａ＝−２．２）、硫酸（ｐＫａ＝−５．０）、市販のベンゼンスルホン酸（ｐＫａ＝−２．５〜０）、市販のｐ−トルエンスルホン酸（ｐＫａ−２．０〜０）、市販の酸性アルミナ（ｐＫａ＝４．５以上）である。
【００６０】
本発明においては、反応系中、すなわち反応溶液中に水が少ない方が、副生成物である脱アルキル体の生成を抑制することができ、目的とするスピロ化合物の収率を高くすることができる。そのため、前記本発明で使用する酸も、水分量が少ないものを使用することが好ましい。具体的には、使用する酸に含まれる水分量は、好ましくは５質量％以下、より好ましくは３質量％以下である。下記に詳述するが、反応を酸のみで行う場合には、反応に使用する溶液は酸のみとなるため、酸に含まれる水分量を極力低減させることが好ましい。そのため、酸に含まれる水分量の下限は、０質量％である。
【００６１】
本発明において、酸の使用量は、多すぎると後処理が煩雑となり、少なすぎると反応の進行速度が遅くなるため、３級アルコール化合物１質量部に対して、好ましくは１〜１００質量部、さらに好ましくは２〜８０質量部、特に好ましくは５〜５０質量部である。
【００６２】
（反応溶液中の水分量）
本発明おいては、３級アルコール化合物の脱水により反応溶液中に水が生成する。本発明者等の検討によれば、反応溶液中に水が多く存在すると脱アルキル体の副生量が増加することが分かった。そのため、反応溶液中に含まれる水分量（反応により生じる水分量を含む）を好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下、さらに好ましくは３質量％以下とする。反応溶液中に含まれる水分量は極力少ないほうが好ましいため、水分量の下限値は、０質量％であるが、本発明においては、前記酸を使用するため、反応溶液中から下記の方法により水分を除去できる下限であればよい。反応溶液中の水分量を低減するには、前記の通り、水分量が低減された酸を使用したり、蒸留による水の除去、または脱水剤等を使用した水の除去方法により実施してやればよい。中でも、操作性、後工程における精製等を考慮すると、水分量を低減した酸を、反応溶液中の水分量が前記範囲を満足するように使用することが好ましい。また、反応溶液に、有機溶媒を添加して使用する場合には、酸、及び有機溶媒を含む溶液中の水分量が上記範囲を満足するように調整してやればよい。
【００６３】
（その他の反応条件）
本発明の反応は、上記反応物（３級アルコール化合物、およびｐＫａが０．８〜４．４である酸）を混合して実施する。その際、反応を阻害しない有機溶媒の存在下で行なうこともできるし、有機溶媒の非存在下で行なうこともできる。但し有機溶媒を使用する際には、水を除去した乾燥溶媒を使用することが好ましい。
【００６４】
有機溶媒を使用する場合、その使用量は、多すぎると後処理が煩雑となり、本発明で使用する酸が固体である場合、少なすぎると反応速度の進行が遅くなるため、３級アルコール化合物１質量部に対して、好ましくは０．５〜５０質量部、特に好ましくは１〜３０質量部である。但し、前記３級アルコール化合物と反応させる条件下において、本発明で使用する酸が液体である場合、有機溶媒を添加しない方が、反応速度が速くなるため、特に有機溶媒を使用する必要はない。
【００６５】
本発明において、前記３級アルコール化合物と酸とを反応させる際の反応温度は、使用する３級アルコール化合物、および酸（以下、単にこれらをまとめて原料とする場合もある）の種類に応じて適宜決定すればよいが、温度が低すぎると反応速度が極端に遅くなり、高すぎると副生成物が増加する傾向にあることから、好ましくは２０〜１５０℃、さらに好ましくは４０〜１３０℃、特に好ましくは６０〜１２０℃、最も好ましくは８０〜１０５℃である。このような温度範囲で反応を行うことにより、本発明は特に優れた効果を発揮する。
【００６６】
その他、反応時間も、使用する原料に応じて適宜決定すればよいが、上記温度範囲において、撹拌下、２〜３０時間であれば十分である。また、反応を行う際の雰囲気も特に制限されるものではないが、反応溶液中に水がなるべく含まれないようにすることが好ましいため、乾燥ガス雰囲気下、例えば、窒素雰囲気下やアルゴン雰囲気下で実施することが好ましい。さらに、本発明は、常圧、加圧、減圧下の何れの条件でも実施することができる。
【００６７】
（スピロ化合物、及び精製方法）
上記のような反応を行うことにより得られるスピロ化合物は、前記式（１）で示される３級アルコール化合物を原料として使用した場合、下記式（２）で示される。
【００６８】
【化９】
【００６９】
｛式中、Ｒ１〜Ｒ７、ｐ、ｑ、ｒ、ｓは、前記式（２）と同義である。｝
また、前記式（３）で示される３級アルコール化合物を原料として使用した場合、下記式（４）で示される構造を有するものである。
【００７０】
【化１０】
【００７１】
｛式中、Ｒ２〜Ｒ８、ｑ、ｓ、ｔ、ｕは、前記式（３）と同義である。｝
前記式（４）で示される化合物の構造は、夫々原料として使用する３級アルコール化合物の構造に対応するものとなる。よって、好適なスピロ化合物を具体的に例示すると、以下のものを挙げることができるが、これに限定されるわけではない。
【００７２】
【化１１】
【００７３】
【化１２】
【００７４】
なお、本発明の方法で得られる前記式（４）で示されるスピロ化合物の粗体中には、一部、ナフトールの水酸基と使用した酸がエステル結合したエステル化合物が得られる場合がある。例えば、本発明で使用する酸がギ酸である場合は、下記式（５）で示されるエステル化合物が副生する場合がある。
【００７５】
【化１３】
【００７６】
｛式中、Ｒ２〜Ｒ８、ｑ、ｓ、ｔ、ｕは、前記式（４）と同義である。｝
但し、これらエステル化合物は、スピロ化合物及びエステル化合物を含む反応液に、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類を加え、エステル交換反応を実施すれば、目的とするスピロ化合物へ転化させることが可能である。本発明によれば、前記式（５）で示されるエステル化合物が生成したとしても、前記の通り、目的とするスピロ化合物に容易に転化することができる。
【００７７】
エステル交換反応温度は、使用するアルコール類にもよるが、２０〜１００℃、特に３０〜８０℃で実施すればよい。また、加えるアルコールの量は、スピロ化合物の収率、後処理等を考慮すると、前記式（５）のエステル化合物１モルに対して、好ましくは１０〜１０００モル、さらに好ましくは２０〜８００モル、特に好ましくは５０〜６００モルである。このエステル交換反応の反応時間は、特に制限されるものではないが、撹拌下、２〜４８時間の範囲で行えばよい。また、反応雰囲気下も特に制限されるものではなく、前記式（１）で示される３級アルコール化合物と酸との反応と同じ雰囲気下で反応を実施することができる。
【００７８】
また、エステル交換反応の進行が遅い場合は、副生するエステル類（例えば、本発明で使用する酸にギ酸を使用し、アルコールにエタノールを使用した場合は、ギ酸エチルが副生する）を留去しながら反応を行うことが好ましい。また、場合によっては、アルコールを追加して反応を実施することにより、反応の進行を速くすることができる。この場合、アルコールは、前記式（４）で示されるエステル化合物１モルに対して、最初に、好ましくは１０〜１０００モル加え、さらに、追加分として、全アルコールの量が２０００モル以下となる量を加えることが好ましい。さらに、スピロ化合物及びエステル化合物を含む反応液を有機溶媒で抽出、濃縮後、塩基性条件下で加水分解を実施することで、副生したエステル化合物のエステル結合を切断し、目的とするスピロ化合物へ転化させることも可能である。
【００７９】
なお、当然のことながら、Ｒ１が水酸基でない場合には、前記式（５）で示されるエステル化合物は生成されないため、エステル交換反応の必要はない。
【００８０】
このような方法で得られたスピロ化合物は、例えば、次のような方法により反応液から分離することができる。即ち、反応終了後の反応液に抽出溶媒を添加し、分液操作で水層を分離する。その後、有機層を水洗して、中性にした後、減圧濃縮を行なうことにより、スピロ化合物の粗体を分離することができる。このようにして得られた粗体の純度は、高速液体クロマトグラフィー（以下、ＨＰＬＣという）分析により確認することができ、通常ＨＰＬＣ純度９０％以上（ここでいうＨＰＬＣ純度とは、溶媒を除く各ピークの総面積値を１００とした面積百分率であり、以後示すＨＰＬＣ純度も同様の意味を示す）で、目的のスピロ化合物を含有している。
【００８１】
また、前記式（４）で示される３級アルコール化合物を、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８未満である酸を使用してスピロ化した場合には、反応条件にもよるが、下記式（６）
【００８２】
【化１４】
【００８３】
｛式中、Ｒ２〜Ｒ８、ｑ、ｓ、ｔ、ｕは、前記式（４）と同義である。｝
で示される脱アルキル体がＨＰＬＣ純度で４〜１５％程度副生する。すなわち、水溶液中のｐＫａが０．８未満の酸を使用した場合、反応開始時に反応液中の水分量を前記した範囲まで低減させたとしても、原料となる３級アルコール化合物が脱水し、副生する水により脱アルキル体がＨＰＬＣ純度で４〜１５％程度副生する。これに対して、本発明の方法によれば、上記脱アルキル体の生成を、溶媒を除くＨＰＬＣ面積百分率で４％未満、さらに反応条件を最適化すれば２％未満に抑えることが可能となる。
【００８４】
通常、フォトクロミック化合物は、可能な限り高純度であることが求められている。副生した前記式（６）で示される脱アルキル体は、プロパルギルアルコール誘導体と反応し、目的としないクロメン化合物を副生するので、スピロ化合物の時点で可能な限り脱アルキル体の副生を抑えることが重要である。
【００８５】
上記のような方法で得られたスピロ化合物の粗体は、シリカゲル、アルミナ、活性炭等の吸着剤による吸着処理や晶析（再結晶）、減圧蒸留、水蒸気蒸留、昇華精製、カラムクロマトグラフィー等の公知の方法で、さらに精製を行なうことにより高純化することができる。
【００８６】
本発明の方法で得られるスピロ化合物は、フォトクロミック化合物等の機能性色素の原料として使用することが可能である。特に、本発明で得られたスピロ化合物は、プロパルギルアルコール誘導体と公知の方法、例えば、特許文献１及び２に記載された方法で反応させることにより、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ことができる。本発明は、プロパルギルアルコール誘導体と反応する脱アルキル体が少ないスピロ化合物を製造することができる。そのため、得られたスピロ化合物をクロメン化合物の原料とすることにより、効率よく純度の高いクロメン化合物を製造することができる。
【００８７】
したがって、本発明は、脱アルキル体を含む副生成物の副生量も少なく、高純度品が必要とされるフォトクロミック化合物の原料を製造する方法として、非常に有用な方法である。
【実施例】
【００８８】
以下、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８９】
実施例１
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、
【００９０】
【化１５】
【００９１】
で示される３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０３９８ｍｏｌ）、１質量％の水を含有するギ酸（ｐＫａ＝３．５５）３００ｇを混合し、１０２℃へ昇温した。１０２℃で４時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、溶媒を除くＨＰＬＣ面積百分率において、目的とするスピロ化合物が７２．０％、ナフトールとギ酸がエステル結合したエステル化合物が２７．５％、脱アルキル体が０．５％生成していた。反応液を４０℃へ降温し、メタノールを３５０ｇ（１０．９ｍｏｌ）投入して、４５℃で８時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、溶媒を除くＨＰＬＣ面積百分率でスピロ化合物が９９．０％、エステル化合物が０．５％、脱アルキル体が０．５％生成していた（以下、純度、収量割合を示す％の値は、ＨＰＬＣ面積百分率の値である。）。
【００９２】
メタノールを常圧で留去後、トルエンを２５０ｇ加え、分液操作を行い、水層を分離した。有機層（トルエン層）を水１００ｇで４回洗浄し、ｐＨを中性とした後、減圧濃縮を行った。エタノール及び水で再結晶を行い、１２．４ｇ（０．０３４６ｍｏｌ）の肌色固体（収率：８７％、ＨＰＬＣ純度：９９．０％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、０．４％であった。得られたスピロ化合物の分析値は、
ＨＰＬＣ−マススペクトル（ＡＰＣＩ＋）：ｍ／ｚ３５９（Ｍ＋１）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（重ＤＭＳＯ中）：δ１〜４ｐｐｍ（１４Ｈ）、δ３．９ｐｐｍ（３Ｈ）、δ６〜９ｐｐｍ（８Ｈ）、δ１０．３ｐｐｍ（１Ｈ）
であり、下記に示される目的物であることが確認された。
【００９３】
【化１６】
【００９４】
実施例２
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、
【００９５】
【化１７】
【００９６】
で示される３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０３７１ｍｏｌ）、水を２質量％含有するギ酸３００ｇを混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で５時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、溶媒を除くＨＰＬＣ面積百分率において、目的とするスピロ化合物が７０．４％、ナフトールとギ酸がエステル結合したエステル化合物が２９．３％、脱アルキル体が０．３％生成していた。反応液を４０℃へ降温し、メタノールを３５０ｇ（１０．９ｍｏｌ）投入して、４５℃で８時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、スピロ化合物が９９．２％、エステル化合物が０．５％、脱アルキル体が０．３％生成していた。メタノールを常圧で留去後、実施例１と同様の操作を行い、１３．１ｇ（０．０３３９ｍｏｌ）の肌色固体（収率：９１％、ＨＰＬＣ純度：９９．３％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、０．２％であった。分析値は、
ＨＰＬＣ−マススペクトル（ＡＰＣＩ＋）：ｍ／ｚ３８７（Ｍ＋１）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（重ＤＭＳＯ中）：δ０．８〜２．５ｐｐｍ（１８Ｈ）、δ４．０ｐｐｍ（３Ｈ）、δ６〜９ｐｐｍ（８Ｈ）、δ１０．２ｐｐｍ（１Ｈ）
であり、下記に目的物であることが確認された。
【００９７】
【化１８】
【００９８】
実施例３〜７
実施例２において、ギ酸の使用量、濃度、反応温度、表１に示す通りに変更した以外は、同様に操作を行った。結果を表１に示す。なお、表１中の使用量は、原料とする３級アルコール化合物に対する量である。
【００９９】
【表１】
【０１００】
実施例８
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、
【０１０１】
【化１９】
【０１０２】
で示される３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０２９４ｍｏｌ）、水を１質量％含有するギ酸を３００ｇ混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で４時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が７３．８％、ナフトールとギ酸がエステル結合したエステル化合物が２６．０％、脱アルキル体が０．２％生成していた。反応液を４０℃へ降温し、メタノールを３５０ｇ（１０．９ｍｏｌ）投入して、４５℃で８時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、スピロ化合物が９９．２％、エステル化合物が０．４％、脱アルキル体が０．４％生成していた。メタノールを常圧で留去後、実施例１と同様の操作を行い、１２．９ｇ（０．０２６２ｍｏｌ）の肌色固体（収率：８９％、ＨＰＬＣ純度：９９．３％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、０．３％であった。分析値は、
ＨＰＬＣ−マススペクトル（ＡＰＣＩ＋）：ｍ／ｚ４９３（Ｍ＋１）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（重ＤＭＳＯ中）：δ０．８〜２．５ｐｐｍ（１８Ｈ）、δ３．７〜４．０ｐｐｍ（６Ｈ）、δ６〜９ｐｐｍ（１１Ｈ）、δ１０．３ｐｐｍ（１Ｈ）
であり、下記に示される目的物であることが確認された。
【０１０３】
【化２０】
【０１０４】
実施例９〜１４
実施例８において、アルコール投入前の反応時間（９８℃での反応時間）、アルコール投入後の反応時間（４５℃での反応時間）、アルコールの種類と使用量を表２に示す通りに変更した以外は、同様に操作を行った。結果を表１に示す。なお、表２中の使用量は、原料とする３級アルコール化合物に対する量である。
【０１０５】
【表２】
【０１０６】
実施例１５
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、
【０１０７】
【化２１】
【０１０８】
で示される３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０２７７ｍｏｌ）、水を１質量％含有するギ酸を３００ｇ混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で５時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が７０．４％、ナフトールとギ酸がエステル結合したエステル化合物が２９．１％、脱アルキル体が０．５％生成していた。反応液を４０℃へ降温し、メタノールを３５０ｇ（１０．９ｍｏｌ）投入して、４５℃で８時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、スピロ化合物が９９．１％、エステル化合物が０．４％、脱アルキル体が０．５％生成していた。メタノールを常圧で留去後、実施例１と同様の操作を行い、１２．８ｇ（０．０２４５ｍｏｌ）の肌色固体（収率：８８％、ＨＰＬＣ純度：９９．２％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、０．４％であった。分析値は、
ＨＰＬＣ−マススペクトル（ＡＰＣＩ＋）：ｍ／ｚ５２３（Ｍ＋１）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（重ＤＭＳＯ中）：δ０．８〜２．５ｐｐｍ（１８Ｈ）、δ３．７〜４．０ｐｐｍ（９Ｈ）、δ６〜９ｐｐｍ（１０Ｈ）、δ１０．３ｐｐｍ（１Ｈ）
であり、下記に示される目的物であることが確認された。
【０１０９】
【化２２】
【０１１０】
実施例１６
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、
【０１１１】
【化２３】
【０１１２】
で示される３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０４２８ｍｏｌ）、水を１質量％含有するギ酸を３００ｇ混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で８時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が６８．５％、ナフトールとギ酸がエステル結合したエステル化合物が３１．０％、脱アルキル体が０．５％生成していた。反応液を４０℃へ降温し、メタノールを３５０ｇ（１０．９ｍｏｌ）投入して、４５℃で８時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、スピロ化合物が９９．０％、エステル化合物が０．５％、脱アルキル体が０．５％生成していた。メタノールを常圧で留去後、実施例１と同様の操作を行い、１２．３ｇ（０．０３７０ｍｏｌ）の肌色固体（収率：８６％、ＨＰＬＣ純度：９９．０％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、０．４％であった。分析値は、
ＨＰＬＣ−マススペクトル（ＡＰＣＩ＋）：ｍ／ｚ３３３（Ｍ＋１）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（重ＤＭＳＯ中）：δ０．５〜２．０ｐｐｍ（１２Ｈ）、δ４．０ｐｐｍ（３Ｈ）、δ５．８〜９ｐｐｍ（８Ｈ）、δ１０．２ｐｐｍ（１Ｈ）
であり、下記に示される目的物であることが確認された。
【０１１３】
【化２４】
【０１１４】
実施例１７
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、
【０１１５】
【化２５】
【０１１６】
で示される３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０４１６ｍｏｌ）、１質量％の水を含有するギ酸（ｐＫａ＝３．５５）３００ｇを混合し、１０２℃へ昇温した。１０２℃で４時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が９９．５％、ナフトールとギ酸がエステル結合したエステル化合物は検出されず、脱アルキル体が０．５％生成していた。メタノールを常圧で留去後、トルエンを２５０ｇ加え、分液操作を行い、水層を分離した。有機層（トルエン層）を水１００ｇで４回洗浄し、ｐＨを中性とした後、減圧濃縮を行い、１４．０ｇ（０．０４０９ｍｏｌ）の淡黄色固体（収率：９８％、ＨＰＬＣ純度：９９．５％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、０．３％であった。分析値は、
ＨＰＬＣ−マススペクトル（ＡＰＣＩ＋）：ｍ／ｚ３４３（Ｍ＋１）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（ＣＤＣｌ３中）：δ１〜４ｐｐｍ（１４Ｈ）、δ６〜９ｐｐｍ（９Ｈ）
であり、下記に示される目的物であることが確認された。
【０１１７】
【化２６】
【０１１８】
比較例１
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、実施例２で使用した３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０３７１ｍｏｌ）、水分量３００ｐｐｍ以下のトルエンを３００ｇ混合した。そこへ、水を２質量％含有するメタンスルホン酸（ｐＫａ＝−１．２）を１０．７ｇ混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で４時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が８９．０％、脱アルキル体が６．２％、構造不明の不純物４．８％が生成していた。室温へ冷却し、水１００ｇで有機層（トルエン層）を６回洗浄し、ｐＨを中性とした後、減圧濃縮を行った。エタノール及び水で再結晶を行い、１１．９ｇ（０．０３０８ｍｏｌ）の茶色固体（収率：８３％、ＨＰＬＣ純度：９２．２％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、５．８％であった。
【０１１９】
比較例２
窒素気流下、２０００ｍｌの４つ口フラスコに、実施例２で使用した３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０３７１ｍｏｌ）、水分量３００ｐｐｍ以下のトルエンを３００ｇ混合した。そこへ、市販のｐ−トルエンスルホン酸・一水和物をトルエンと共沸脱水した、水を３質量％含むｐ−トルエンスルホン酸（ｐＫａ＝−１．３）２１．２ｇを含むトルエン溶液を混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で４時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が８９．２％、脱アルキル体が７．１％、構造不明の不純物３．７％が生成していた。室温へ冷却し、水１００ｇで有機層（トルエン層）を６回洗浄し、ｐＨを中性とした後、減圧濃縮を行った。エタノール及び水で再結晶を行い、１２．１ｇ（０．０３１３ｍｏｌ）の茶色固体（収率：８４％、ＨＰＬＣ純度：９２．６％）を得た。脱アルキル体のＨＰＬＣ面積百分率は、５．９％であった。
【０１２０】
比較例３
窒素気流下、１０００ｍｌの４つ口フラスコに、実施例２で使用した３級アルコール化合物を１５ｇ（０．０３７１ｍｏｌ）、水分量３００ｐｐｍ以下のトルエンを３００ｇ混合した。そこへ、酢酸（ｐＫａ＝４．５６）を２２．３ｇ（０．３７１ｍｏｌ）混合し、９８℃へ昇温した。９８℃で４時間反応後、ＨＰＬＣ分析を行った結果、原料の３級アルコール化合物は消失しており、目的とするスピロ化合物が２．１％、脱アルキル体は検出されず、中間体である
【０１２１】
【化２７】
【０１２２】
で示されるビニル化合物が９７．９％生成していた。室温へ冷却し、水１００ｇで有機層（トルエン層）を６回洗浄し、ｐＨを中性とした後、減圧濃縮を行った。エタノール及び水で再結晶を行い、１３．９ｇ（０．０３５９ｍｏｌ）の淡黄色油状物（ビニル化合物として、ＨＰＬＣ純度：９７．９％）を得た。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）
【化１】
（式中、
Ｒ１は、ナフタレン環に結合する基であって、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、水酸基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
Ｒ２は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とベンゼン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
Ｒ３は、炭素数１〜２０のアルキル基であって、ＯＲ３はナフタレン環に結合する基であり、
Ｒ４、およびＲ５は、それぞれ、炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ４、およびＲ５は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよく、
Ｒ６、およびＲ７は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、又は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ６、およびＲ７は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよく、
ｐは０〜５の整数、ｑは０〜４の整数、ｒは１〜４の整数であって、ｐとｒの合計が１〜６であり、ｓは０又は１の整数である。）
で示される３級アルコール化合物と、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸とを反応させることを特徴とする、下記式（２）
【化２】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７、及びｐ〜ｒは、前記式（１）におけるものと同義である。）
で示されるスピロ化合物の製造方法。
【請求項２】
前記式（１）におけるｓが０である３級アルコール化合物を使用することを特徴とする請求項１に記載のスピロ化合物の製造方法。
【請求項３】
２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸がギ酸であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスピロ化合物の製造方法。
【請求項４】
前記式（１）で示される３級アルコール化合物と２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸との反応を、反応溶液中の水分量が１０質量％以下となるような条件下で行うことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のスピロ化合物の製造方法。
【請求項１】
下記式（１）
【化１】
（式中、
Ｒ１は、ナフタレン環に結合する基であって、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、水酸基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とナフタレン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
Ｒ２は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アミノ基、アリール基、ハロゲン原子、窒素原子をヘテロ原子として有し該窒素原子とベンゼン環とが結合する複素環基、または該複素環基に芳香族炭化水素環若しくは芳香族複素環が縮合した縮合複素環基であり、
Ｒ３は、炭素数１〜２０のアルキル基であって、ＯＲ３はナフタレン環に結合する基であり、
Ｒ４、およびＲ５は、それぞれ、炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ４、およびＲ５は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよく、
Ｒ６、およびＲ７は、それぞれ、水素原子、フッ素原子、又は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ６、およびＲ７は互いに連結して炭素数３〜２０の環を形成してもよく、
ｐは０〜５の整数、ｑは０〜４の整数、ｒは１〜４の整数であって、ｐとｒの合計が１〜６であり、ｓは０又は１の整数である。）
で示される３級アルコール化合物と、２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸とを反応させることを特徴とする、下記式（２）
【化２】
（式中、Ｒ１〜Ｒ７、及びｐ〜ｒは、前記式（１）におけるものと同義である。）
で示されるスピロ化合物の製造方法。
【請求項２】
前記式（１）におけるｓが０である３級アルコール化合物を使用することを特徴とする請求項１に記載のスピロ化合物の製造方法。
【請求項３】
２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸がギ酸であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスピロ化合物の製造方法。
【請求項４】
前記式（１）で示される３級アルコール化合物と２５℃における水溶液中のｐＫａが０．８〜４．４である酸との反応を、反応溶液中の水分量が１０質量％以下となるような条件下で行うことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のスピロ化合物の製造方法。
【公開番号】特開２００９−２６３２６０（Ｐ２００９−２６３２６０Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１２７７６（Ｐ２００８−１１２７７６）
【出願日】平成２０年４月２３日（２００８．４．２３）
【出願人】（０００００３１８２）株式会社トクヤマ (839)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２３日（２００８．４．２３）
【出願人】（０００００３１８２）株式会社トクヤマ (839)
【Ｆターム（参考）】
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