JPH02235835A - ５‐クロロペンタノン‐２の製造方法 - Google Patents

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．レブリン酸エステルをエチレングリコールを
用いて接触作用をせしめて（１）を得，この（１）を接
触水素化して３−（２−メチル−１．３−ジオキソラン
−２−イル）一プロパン−１−オール（２）を得，そし
てこのジオキソラン誘導体を塩酸を用いて５−クロロペ
ンタノン−２（３）へと反応せしめることにより５−ク
ロローペンタノン−２を製造する方法に関する。

Ｃ’ｌｌｔ およびＣ４Ｈ− ５−クロロベンタノンの合成は，文献により久しい以前
から知られている： 最も慣用される方法は．α−アセチルーＴ−プチロラク
トンと塩化水素との反応である（Ｏｒｇ．Ｓｙｎｔｈ．
　ＣＶ４．　１９６３．　５９７参照）。この方法にお
ける欠点は，例えばγ−プチロラクトンと酢酸エチルと
を等モル量の金属ナトリウムの存在下にエステル縮合さ
せることによって得られる高価なα−アセチルー　γ−
プチロラクトンを使用することである。

多数の著者が５−ヒドロキシベンタノン−２を塩化水素
と反応せしめて（３）を得る反応を記述している〔例え
ば，イシマルの論文（Ｃ．Ａ．　１９５７．　１７７２
８）参照〕。５−ヒドロキシーペンタノン〜２もまた高
価な化学薬品であり，これが上記の方法を不経済なもの
にしている， それに対してウイリマン（Ｌ．　Ｗｉｌｌｉｍａｎｎ）
およびシンツ（Ｈ．　Ｓｃｈｉｎｚ）　　（ヘルベチア
・キミ力・アクタ（Ｈｅｌｖｅｔｔａ　Ｃｈｅ＋ｍ．　
Ａｋｔａ）第３２巻．　１９４９年第２１５１頁参照）
は．低廉なレブリン酸エチルエステル（Ｒ＝ＣｔＨｓ）
を使用し，それを同様にエチレングリコールを用いてケ
タール化し，そして大過剰の金属ナトリウムおよびエタ
ノールを用いて（１）を（２）へと還元する．レブリン
酸エステルの製造によって条件づけられた一般に高い塩
素含量は．ケクールのこの型の水素化の際には妨げには
ならない。

この方法の場合の欠点は，高価なそして慎重に取扱うべ
き金属ナトリウムを使用することならびにそれによって
生ずる副生成物の処理である。

５−クロロペンタノン−２のすべての公知の製造方法は
，高価な出発物質から出発するかあるいは合成の過程に
おいてその廃棄が環境汚染の問題を提起する貴重な化学
薬品を多量に使用する。レブリン酸エステルのケタール
（１）を通常の条件下に（２）にまで接触水素化しうる
ような方法が望ましいであろう．（２）を塩酸と反応せ
しめて（３）を得ることは問題ない筈であった．何故な
らば，ウイリー）マン（Ｗｉｌｌｉａ＋ａｎｎ）および
シンツ（Ｓｃｈｉｎｚ）によれば，（２）から水および
少量の酸との反応により５−ヒドロキシペンタノン−２
を製造することができ．それを塩酸と反応せしめて５−
クロロペンクノン−２（３）を得ることは１前記のよう
に同様に文献に記載されているからである。

従って，比較的僅少な技術的費用においてそして高価な
試薬を使用せずに．　　３−（２−メチル−１．３一ジ
オキソラン−２−イル）一プロパン−１−オール（２）
を製造し，そのものから塩酸との反応によって，医薬前
駆物質としてそしてシクロプロピルメチルケトンの製造
のための出発生成物として大なる経済的重要性を有する
５−クロロペンタノン−２を得ることができる方法を開
発するという課題があった．レプリン酸エステルのケタ
ール（１）を，通常エステル水素化を実施するように，
例えば市販の亜クロム酸銅触媒を用いて接触的に水素化
するならば，ペンタンジオール−１．４−が得られ，す
なわちジオキソラン環が水素化されながら開裂される。

驚くべきことには８本発明者らは，触媒をアルカリ性に
調整するならば，水素化はその他の点では同じ条件下に
おいて３−（２−メチル−１，３−ジオキソラン−２−
イル）一プロパン−１−オール（２）への望ましい方向
に進行することを見出した。

本発明の対象は，レブリン酸エステルから出発して５−
クロロペンタノン−２を製造する方法において． ａ）レブリン酸エステルＣＨ３−ＣＯ−Ｃｌｌｚ−ＣＨ
ｚ−ＣＯＯＲ（式中，ＲはＣｔｈ．ＣＪｓ．ＣＪｔまた
はＣ４Ｈ４である）をそれ自体公知の方法でエチレング
リコールを用いて触媒作用をせしめ， ｂ》ケタールを　１０ｐ，一の塩素　含量まで蒸留によ
り精製し， Ｃ》予めアルコール性アルカリ金属および／またはアル
カリ土類金属水酸化物溶液で処理されたそれ自体通常の
水素化触媒を用いて上記精製されたケタールを水素化し
て３−（２−メチル−１．３−ジオキソラン−２−イル
−プロパン−１−オール）を得．そして ｄ》上記３−（２−メチル−１．３−ジオキソラン−２
−イループロバン−１−オール）を塩酸と反応せしめて
５−クロロペンタノン−２を得ることを特徴とする上記
５−クロロペンタノン−２の製造方法である．アルコー
ル性アルカリ金属溶液および／またはアルカリ土類金属
溶液の規定度は，　０．００１ないし０．５，好ましく
はｏ．ｏｏｓないし０．１　そして特に０．０５である
。

適当なアルカリ金属およびアルカリ土類金属化合物は，
　Ｌｉ０１１，　Ｎａ０１１，κ０１１．　Ｍｇ（ＯＨ
）　ｚ，　Ｃａ（ＯＨ）　２．５ｒ（Ｏｌｌ）ｚおよび
Ｂａ　（０｝１）　ｚである．特に好適なものは，　Ｎ
ａＯＨ，　ＫＯＨおよびＢａ　（ＯＨ）　ｚである．出
発化合物（１）の製造は，例えば，触媒としてのリン酸
および水を循環させるための共沸添加剤としてのシクロ
ヘキサンの存在下にエチレングリコールとレブリン酸ブ
チルエステルとを反応せしめることによって行われる．
蒸留による処理後に，≦１０ｐｐｍの低い塩素含量を有
するレプリン酸プチルエステルの純枠なケタールが得ら
れる．この効果は．驚くべきことである．何故ならば．
使用されるブチルエステルの塩素含量は．製造により条
件づけられて常に高く，例えば６７ρｐ一付近であるか
らである。そのような高い（＞１０ｐｐｍ）塩素含量を
有する生成物は，通常の水素化触媒によっては水素化さ
れ得ない。何故ならば．塩素含量に条件づけられて触媒
は．急速にその活性を失いそして高圧反応器における腐
食が予想されるからである。

次の水素化は．亜クロム酸銅のような，本発明によって
処理される通常の水素化触媒〔例えば１マリンクロフト
（ＭａｌｌｉｎｃｋｒｏｄＬ）Ｅ４０６．ハルシャウ（
Ｈａｒｓｈａｗ）　１１０７．ガードラー（（＋ｉｒｄ
ｌｅｒ）Ｇ９９３を用いて実施される． 水素化流出物のガスクロマトグラフィー分析は，９９％
以上の驚くほど高い変換率および９５身６以上の選択率
を示している．水素化流出物の加工は．通常の如く蒸留
によって行なわれる． （２）よりの５−クロロベンタノン−２の製造は，文献
中において５−ヒドロキシペンタノン−２の場合に記載
されている方法と類似の方法で行なわれる：濃塩酸を仕
込み，約Ｏ℃に冷却し．そしてこの温度において（２）
を滴加する．その後で混合物を蒸留し，その際５−クロ
ロペンタノン−２および水の２相混合物が得られ．そし
て留出物が単一相になるまで，すなわち水のみが留出さ
れるまで蒸留される。

留出された混合物は，抽出によりそして次いで蒸留によ
って精製される。

以下の例は．本発明による方法を更に詳細に説明するも
のである． ｔＥ−　　レブリン酸エステルのケタール化および蒸留
による精製 攪拌機，温度計および還流冷却器を有する水分離器を備
えた三つ首フラスコよりなるガラス製装置が用いられる
． 以下のものが使用される： １，０５４ｇ　（＝６モル）レブリン酸一〇−ブチルエ
ステル（９８．　１％塩素含量６７ｐｐｎ＋）４３５ｇ
　（＝７モル）エチレングリコール１２ｇリン酸（８５
％） ６００ｇ溶剤および共沸添加剤としてシクロヘキサン 攪拌下に混合物を沸騰するまで加熱し．生成した水を分
離する．例えば約６．５時間後に温度が上昇するならば
，滴下漏斗を介してシクロヘキサン２００ｇを添加する
。５．５時間後にリンＭ（８５％）２．５ｓｄを添加し
．そして１３．５時間後に水分離が終了する．室温まで
冷却した後に上記粗生成物に対して１０％の苛性ソーダ
溶液５００ｇを攪拌下に加え，そして次に相を分離さ廿
る： 油性相　：　　１，６５２　ｇ 水性相　：　　　６９２ｇ 油性相にソーダ３ｇを添加し，そしてマルチフィル充填
物を満たした長さ０．５ｍの塔において蒸留する． 使用量　：　　１．６５２　ｇ 留分番号　　　　温度℃　　　　重量　圧力頂部　　　
底部　　　ｇ　　　ｈＰａ 還流比 １：１ １：１ １：１ ３：１ ３：１ １：ｌ ３：１ 残渣 コールドラップ 留分ｌは．シクロヘキサンであり，そして廃棄される．
留分２は，９９％までｎ−ブタノールよりなり，そして
留分３は９３％まで未反応のレブリン酸−ｎ−ブチルエ
ステルよりなる．留分４は，レブリン酸エステル７５％
およびこのエステルのケタール２２％を含有する中間留
分てある。

主留分は，　９９．６％の純度を有する所望のケタール
を含有する＊　６ｐｐｍｅというその低い塩素含量は．
接触的水素化を可能にする．これらの数値から装入量に
関して約７７％というケタールエステルの収量が算出さ
れる． 班上互　精製されたケクールの水素化 容量４００−の連続流水素化反応器において．レブリン
酸エステルの蒸留により精製されたケタール（１）ＩＱ
Ｏｎｌ１をマリンクロフト（Ｍａ　ｌ　Ｉ　ｉｎｃｋｒ
ｏｄＯ社製の市版の亜ク１１ム酸銅触媒を用いて３００
ｈＰａの全圧および２００℃の温度において１時間水素
化する．Ｍ媒は．水素化の前に０．０５ｎのアルコール
性ＫＯＨ２ｌを用いて処理された． 水素化流出物は，ガスクロマトグラフィー分析によれば
下記の成分の含量を示した： ブタノール　＝４４％ （２）　　　　　　：　　５２％ （１）　　　　　　：　　０．３％ 蒸留による処理によって，３０ミリバールにおいて１２
７℃の沸点を有する３−（２−メチル−１，３−ジオキ
ソラン−２−イル）一プロパン−１−オール（２）が９
９％の純度において得られる． すなわち，水素化における変換率は．９９％以上であり
．そして選択率は９５％以上である。

１ｉ　　水素化されたケタールと塩酸との反応攪拌機，
温度計，滴下漏斗および蒸留装置を備えた三つ首フラス
コよりなるガラス製装置が使用される． 以下のものが使用される： ７５〇一　濃塩酸 ２９２．４ｇ　（・２モル）３−（２−メチル−１．３
−ジオキソラン−２−イル）一プロパン−１−オール（
２）濃塩酸を予め装入し，そしてＯ℃に冷却する。

攪拌下に（２）を半時間内に滴加し，その際強《冷却す
ることによって温度をθ℃に保つ。その後，冷却を止め
，そして半時間の間生成物が留去される限り，温度を高
める．留出物は，まず単一相においてそして次に二相に
おいて得られる。第二の相がもはや得られなくなった時
に，蒸留は，終了する．その後に相を分離し，水性相を
シクロヘキサンで抽出し，そして抽出物および有機相を
一緒にし，そして蒸留する，　３０ｈＰａにおける５−
クロロベンタノンの沸点−７７℃，収量−１８０ｇ．純
度−９８％，すなわち，装入量に関する収量一理論量の
７３％。

五上土 例１ｃにおいて記載された装置を使用し，そこに記載さ
れた反応を．０℃において実施する。冷却を止めた後に
，トルエン２００ｇを添加し，そして次に還流下に沸騰
温度に加熱する。

半時間後に冷却し．相を分離し，そして水性相をトルエ
ンで３回抽出する。トルエン相を一緒にし，そして蒸留
により精製する。装入物に関する収量は．理論量の９２
％である。

汎主上 例１ｂと同様に実施するが，触媒を水素化の前に０．０
１ｎのアルコール性ＫＯＩ｛溶液１０ｌを用いて処理す
る。水素化の結果は例１ｂのそれに一致する．災ｌ互 例１ｂと同様に実施するが，触媒を水素化の前に０．２
５ｎのアルコール性ＮａＯＨ溶液４Ｑｍｌを用いて処理
する。水素化の結果は．例１ｂのそれに一敗する。

±土互 例１ｂと同様に実施するが，触媒を水素化の前に０．０
５ｎのアルコール性Ｂａ　（ＯＨ）　ｚ溶液２１を用い
て処理する。．水素化の結果は．例１ｂのそれに一致す
る。

■↓（比較例） 水素化は．例１ｂと同様に実施したが，触媒は，アルカ
リ性に調整されなかった． 水素化流出物は．クロマトグラフィー分析によれば，下
記の組成（主成分）を示した：プタノール　　　　　　
　　　　　　　５１％ペンタンジオール−１．４　　　
　　　　　４６％３−（２−メチル−１．３−ジオキソ
ラン−２−イル）一プロパン−１−オール　　　　　　
０．５％本発明は，特許請求の範囲に記載された５−ク
ロロベンタノン・２の製造方法を発明の要旨とするもの
であるが，その実施のＢ様として下記の事項を包含する
： １，水素化段階Ｃにおいて水素化触媒を，　ｏ．ｏｏｉ
ないし０．５の規定度を有するアルコール性アルカリ金
属および／またはアルカリ土類金属水酸化溶液を用いて
処理する請求項１に記載の方法。

２．アルコール性アルカリ金属および／またはアルカリ
土類金属水酸化物溶液の規定度が好ましくは０．００５
ないし０．１である上記１に記載の方法。

３、アルコール性アルカリ金属および／またはアルカリ
土頻金属水酸化物溶液の規定度が特に好ましくは０．０
５である上記ｌに記載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レブリン酸エステルより出発して５−クロロペンタ
   ノン−２を製造する方法において、 ａ）レブリン酸エステルＣＨ＿３−ＣＯ−ＣＨ＿２−Ｃ
   Ｈ＿２−ＣＯＯＲ（式中、ＲはＣＨ＿３、Ｃ＿２Ｈ＿５
   、Ｃ＿３Ｈ＿７またはＣ＿４Ｈ＿９である）をそれ自体
   公知の方法でエチレングリコールを用いて触媒作用をせ
   しめ、 ｂ）ケタールを≦１０ｐｐｍの塩素含量まで蒸留により
   精製し、 ｃ）予めアルコール性アルカリ金属および／またはアル
   カリ土類金属水酸化物溶液で処理されたそれ自体通常の
   水素化触媒を用いて上記精製されたケタールを水素化し
   て３−（２−メチル−１，３−ジオキソラン−２−イル
   −プロパン−１−オール）を得、そして ｄ）上記３−（２−メチル−１，３−ジオキソラン−２
   −イル−プロパン−１−オール）を塩酸と反応せしめて
   ５−クロロペンタノン−２を得ることを特徴とする上記
   ５−クロロペンタノン−２の製造方法。