JPH01312094A - ヒドロキシカルボン酸エステルの製法 - Google Patents

ヒドロキシカルボン酸エステルの製法

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JPH01312094A
JPH01312094A JP1106137A JP10613789A JPH01312094A JP H01312094 A JPH01312094 A JP H01312094A JP 1106137 A JP1106137 A JP 1106137A JP 10613789 A JP10613789 A JP 10613789A JP H01312094 A JPH01312094 A JP H01312094A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒドロキシアルデヒドの電気化学的酸化によ
るヒドロキシカルボン酸エステルの新規な製法に関する
アルデヒドを1段階でカルボン酸エステルに変えるため
の種々の方法がすでに知られているが、これらのうち若
干の方法しか、脂肪族ヒドロキシアルデヒドを低級アル
コールの存在下に、1級又は2級水酸基機能を保持しな
がらヒドロキシカルボン酸エステルに酸化するために適
しない。例えばActa Chem、 5cand、 
27 + 3009(1973)によれば、グリコール
アルデヒドを珪藻土上の炭酸銀を用いてメタノール中で
グリコール酸メチルエステルに酸化できることが知られ
ている。高価な銀の酸化剤としての使用及び銀の損失を
避けるための費用のかかる再生は、この方法を工業的使
用にとって経済上不利益にしている。
J、 Org、Chem、 53 、218−219(
1988)には、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプ
ロパナールをメタノール中で沃化カリウム及び強塩基例
えばナトリウムメタノラードの存在下に、3−ヒドロキ
シピバリン酸メチルエステルに電気化学的に酸化するこ
とによる方法が記載されている。この方法の欠点は、電
解を分割電解槽内で白金電極において行うことである。
非分割電解槽と比較して、これはより高価な投資費用だ
けでなく、より高いエネルギー損失を意味する。
なぜならば有機電解液の導電率が低いため、隔離板(隔
膜)において大きな電圧低下が起こるからである。他の
欠点は、ナトリウムメタノラードを必要とするこの方法
では、アルドール縮合を行い得ない脂肪族アルデヒドだ
けしか酸化できないことである。
本発明者らは、電気化学的酸化をイオン性の臭化物又は
塩化物の存在下に非分割電解槽内で行うとき、一般式 %式% で表わされるヒドロキシアルデヒドを式R3OH(これ
らの式中n;R’、R2及びR3は後記の意味を有する
)のアルコールの存在下に電気化学的に酸化することに
より、一般式 (式中nは0〜10の整数、R1及びR2は水素原子、
水酸基、アルコキシ基又は脂肪族もしくはオレフィン性
の直鎖状、分岐状もしくは環状の炭化水素残基を意味し
、その際R1とR2は一緒になってアルキレン基を形成
してもよく、炭化水素残基はさらにハロゲン原子、水酸
基、エポキシ基又はニトリル基により置換されていても
よく、そしてR3は低級アルキル基を意味する)で表わ
されるヒドロキシカルボン酸エステルヲ%に有利に製造
できることを見出した。
新規方法によれば、ヒドロキシカルボン酸エステルが高
い選択率及び高い電流効率で得られる。この有利な結果
は予想外のことである。なぜならJ、 Electro
chem、 Soc、 125 + 1401〜140
3(1978)には、1級アルコールを非分割電解槽内
でグラファイト電極において、塩化物及び臭化物のイオ
ンの存在下に電気化学的に酸化してアルデヒドを生成す
ることが記載されているからである。したがって本発明
方法の反応生成物として、ω、ω−ジアルコキシカルボ
ン酸エステル又はジカルボン酸エステルが予想されたは
ずである。
さらに新規方法の結果は自明ではなかった。
なぜならばJ、Org、Chem、56,218(19
88)には、アルデヒドの電気化学的酸化は臭化カリウ
ム又は塩化カリウムの存在下では起こらないが、分割電
解槽内でナトリウムメタノラードの存在下に沃化物又は
沃素によってのみ満足すべき収率を与えると記載されて
いるからである。
式■のヒドロキシアルデヒドにおいて、nは0〜10好
ましくは0〜5の数である。基R1及びR2としてあげ
た脂肪族もしくはオレフィン性の直鎖状もしくは分岐状
の炭化水素残基は、例えば1〜10個好ましくは1〜6
個特に1〜4個の炭素原子を有するアルキル ン基、例えばメチノペエチル、n−又はイソプロピル、
n−、イソ−又は三級ブチルである。
この種の置換された炭化水素残基は、例えbiヒドロキ
シメチル、クロルメチル又はヒドロキシエチルである。
環状炭化水素残基は、例えば3〜8個特に5個又は6個
の炭素原子を有するシクロアルキルである。両方の基R
1及びR2kt −緒になって2〜5個のメチレン基か
ら成って℃・てよいアルキレン基を形成することができ
る。
式R”OHのアルコールにおいて、R3は低級アルキレ
基好ましくは1〜5個の炭素原子を有するアルキル基特
にメチル又はエチルである。例えばn−又はイソプロノ
くノール、n−ブタノール、n−ペンタノール、そして
好ましくはメタノール又はエタノールが用いられる。イ
オン性ノ・ロゲン化物としては、臭化水素酸又は塩化水
素酸の塩があげられる。好ましいものは臭化水素酸の塩
、例えばアルカリ金属及びアルカリ土類金属の臭化物、
並びに四級アンモニウム臭化物特に臭化テトラアルキル
アンモニウムである。本発明に関しては陽イオンは重要
でないので、他のイオン性金属ノ・ロゲン化物を用いる
こともできるが、安価なノ・ロゲン化物を選ぶことが有
利である。その例は臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭
化カルシウム及び臭化アンモニウム、並びに臭化ジー、
トリー及びテトラメチル−又はテトラエチルアンモニウ
ムである。
新規方法は工業上普通の電解槽内で行うことができる。
好ましくは、摺電圧をできるだけ小さくするために電極
間隔をきわめて小さく保持することを可能にする非分割
貫流槽内で行うことができる。好ましい電極間隔は1叫
又はそれ以下、特に[11. 2 5 〜(Il. 5
 mである。
好ましい陽極材料はグラファイトである。しかし反応条
件下で安定な他の陽極材料を用いることもできる。陰極
材料は例えば金属、例えば鉛、鉄、鋼、ニッケル又は貴
金属例えば白金から成る。グラファイトも好ましい陰極
材料である。
電解質液の組成は広範囲に変えることができる。例えば
電解質液は、 式■のヒドロキシアルデヒド1〜80重量%、R3OH
 1 0〜95重量%、ハロゲン化物01〜10重量% から成る。
例えばヒドロキシアルデヒド又は〕・ロゲン化物の溶解
性を改良するため、所望により溶剤を電解液に加えるこ
とができる。好適な溶剤の例は、ニトリル例えばアセト
ニトリル及びエーテル例えばテトラヒドロフランである
。溶剤は電解質液に対し30重量%以下の量で添加され
る。
電流密度は新規方法にとって限定要因ではないが、例え
ば1〜25A/dm2であり、好ましくは6〜1 2 
A/ dm”で電解する。大気圧下の操作法において、
電解質液の沸点より少なくとも5〜10°C低い電解温
度を選ぶことが有利である。
メタノール又はエタノールを用いる場合は、電解は好ま
しくは20〜300Gで行われる。本発明者らは意外に
も、本発明方法が、例えば二次的酸化反応によるヒドロ
キシカルボン酸エステルの収率損失を生じることなしに
、ヒドロキシアルデヒドを大部分変化させることを可能
にすることを見出した。本発明方法においては電流効率
もきわめて高い。例えばヒドロキシアルデヒドは、電解
を2〜2. 5 F1モルのヒドロキシアルデヒドを用
いて行う場合にすでに完全に変化する。
電解された混合物は常法により仕上げ処理できる。蒸留
により仕上げ処理することが好ましい。過剰のアルコー
ル及び使用した補助溶剤をまず蒸留除去する。ノ・ロゲ
ン化物を常法により例えば濾過又は抽出により分離し、
そしてヒドロキシカルボン酸エステルを蒸留により精製
するか又は再結晶する。アルカノール、場合によす未反
応ヒドロキシアルデヒド及び補助溶剤並びにハロゲン化
物は、好ましくは電解に返送できる。本発明方法は非連
続的又は連続的に行うことができる。
新規方法により製造されたヒドロキシカルボン酸エステ
ルは、植物保護剤又は重合体を合成するための用途の広
い中間体である。
実施例1〜9 電気化学的酸化を、グラファイト製の陽極及び陰極を有
する非分割電解槽内で20〜25°Cの温度で行った。
用いた電解質液の組成及び電解条件をまとめて表中に示
す。電解の間、電解質液を20C1l13/時の速度で
熱交換器を介して電解槽にポンプ貫流した。
電解終了後、アルコールを大気圧下に留去し、残留物を
1〜40ミリバールで蒸留精製した。
ヒドロキシカルボン酸エステルが、〉98%の変化率に
おいて出発物質(■)に対し54〜81%の収率で得ら
れた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼II で表わされるヒドロキシアルデヒドを、式R^3OH(
    これらの式中n、R^1、R^2及びR^3は後記の意
    味を有する)のアルコール及びイオン性の臭化物もしく
    は塩化物の存在下に非分割電解槽内で電気化学的に酸化
    することを特徴とする、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ I (式中nは0〜10の整数、R1及びR2は水素原子、
    水酸基、アルコキシ基又は脂肪族もしくはオレフィン性
    の直鎖状、分岐状もしくは環状の炭化水素残基を意味し
    、その際R^1とR^2は一緒になつてアルキレン基を
    形成してもよく、炭化水素残基はさらにハロゲン原子、
    水酸基、エポキシ基又はニトリル基により置換されてい
    てもよく、そしてR^3は低級アルキル基を意味する)
    で表わされるヒドロキシカルボン酸エステルの製法。 2、イオン性臭化物として、アルカリ金属臭化物、アル
    カリ土類金属臭化物又は四級アンモニウム臭化物を用い
    ることを特徴とする、第1請求項に記載の方法。 3、電気化学的酸化をグラファイト陽極において行うこ
    とを特徴とする、第1請求項に記載の方法。 4、式R^3OHのアルコールとして、メタノール又は
    エタノールを用いることを特徴とする、第1請求項に記
    載の方法。 5、電気化学的酸化を電流密度1〜25A/dm^2に
    おいて行うことを特徴とする、第1請求項に記載の方法
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