JPH06321878A - エステルの製造方法 - Google Patents

エステルの製造方法

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JPH06321878A
JPH06321878A JP5139125A JP13912593A JPH06321878A JP H06321878 A JPH06321878 A JP H06321878A JP 5139125 A JP5139125 A JP 5139125A JP 13912593 A JP13912593 A JP 13912593A JP H06321878 A JPH06321878 A JP H06321878A
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JP
Japan
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acid
amino group
reaction
alcohol
molecule
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Application number
JP5139125A
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English (en)
Inventor
Hideji Shimizu
秀司 清水
Riyuuma Sagara
隆馬 相良
Shiro Aizawa
史朗 相澤
Kenji Matsuzawa
憲治 松沢
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INOUE KORYO SEIZOSHO KK
Eneos Corp
Original Assignee
INOUE KORYO SEIZOSHO KK
Japan Energy Corp
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Publication date
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Thiazole And Isothizaole Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分子中にアミノ基を有するアルコールやカル
ボン酸または酸無水物からエステルを製造する方法にお
いて、アミノ基の保護工程を必要とせず、反応時間も短
く、しかも、廃酸の処理等が不要で公害防止上の後処理
が簡単なエステルの製造方法の提供。 【構成】 分子中にアミノ基を有するアルコールとカル
ボン酸または酸無水物とのエステル化反応、又は分子中
にアミノ基を有するカルボン酸または酸無水物とアルコ
ールとのエステル化反応を固体超強酸触媒、特にはジル
コニウム、チタン、スズ、鉄またはアルミニウムの水酸
化物または酸化物を硫酸根含有溶液で処理し活性化した
触媒の存在下で行なうことからなる分子中にアミノ基を
有するエステルの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分子中にアミノ基を有
するアルコール、あるいは分子中にアミノ基を有するカ
ルボン酸または酸無水物から分子中にアミノ基を有する
エステルを製造する方法に関する。この種のエステル
は、香料、液晶化合物、医薬や農薬の中間原料、有機溶
剤、界面活性剤等、さらにはこれらの合成原料として、
広く用いられている。
【0002】
【従来の技術】アルコールとカルボン酸または酸無水物
とのエステル化方法は、一般に硫酸、パラトルエンスル
ホン酸等の強酸触媒の存在下に行われている。しかし分
子中にアミノ基を有するアルコールやカルボン酸または
酸無水物のエステル化反応にこれらの強酸触媒を用いる
と、当該アミノ基が強酸触媒と塩を形成する副反応が起
こり、大量の強酸触媒を投入しなければ反応が進行しな
い。このため、一般には、アミノ基をあらかじめ保護し
てから反応を行なうか、アミノ基の保護に必要な強酸触
媒を過剰に加えてエステル化する方法が採られていた。
【0003】例えば、香料として用いられているカプリ
ル酸2−(4−メチルチアゾール−5−イル)エチルの
製造においては、まず2−(4−メチルチアゾール−5
−イル)エタノールをパラトルエンスルホン酸の等モル
以上と反応させてアミノ基を保護した後、次いでカプリ
ル酸を加えてエステル化反応を行っていた。
【0004】このように、アミノ基を有する化合物のエ
ステル化反応においては、アミノ基の保護が必要であ
り、さらに、反応終了後に、大量のアルカリでアミノ基
の保護を除く必要があり、操作が煩雑で、しかも大量の
副生物が発生し、好ましいものではなかった。一方、比
較的弱い酸を触媒に用いて反応させた場合は、副反応は
抑制されるが、活性が十分でなく、ほとんど反応しない
か、または極めて反応に時間がかかるという問題があっ
た。
【0005】また、硫酸やパラトルエンスルホン酸等を
触媒として用いた場合、反応後の廃酸の処理が公害防止
の観点から極めて深刻な問題となってきている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決することを目的とするもので、本発明の目的は、アミ
ノ基の保護工程を必要とせず、反応時間も短く、しか
も、廃酸の処理等が不要で公害防止上の後処理が簡単な
エステルの製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、アミノ基を
含むアルコールやカルボン酸または酸無水物のエステル
化反応について鋭意研究を進めた結果、驚くべきことに
は、酸触媒として固体超強酸触媒を用いると、副反応を
ほとんど起こすことなく選択的にエステル化反応を起こ
すことを見出した。
【0008】本発明はかかる知見に基づきなされたもの
で、本発明は分子中にアミノ基を有するアルコールとカ
ルボン酸または酸無水物とのエステル化反応、又は分子
中にアミノ基を有するカルボン酸または酸無水物とアル
コールとのエステル化反応を固体超強酸触媒、特に好ま
しくは、ジルコニウム、チタン、スズ、鉄またはアルミ
ニウムの水酸化物または酸化物を硫酸根含有溶液で処理
し、活性化した固体超強酸触媒の存在下で行なうもので
ある。
【0009】本発明は、分子中にアミノ基を有するアル
コールとカルボン酸とのエステル化反応、及び分子中に
アミノ基を有するカルボン酸または酸無水物とアルコー
ルとのエステル化反応のいずれにも適用できる。
【0010】アミノ基を有するアルコールと反応させる
カルボン酸または酸無水物は、アミノ基を有するもので
もアミノ基を有しないものでもよい。同様にアミノ基を
有するカルボン酸または酸無水物と反応させるアルコー
ルは、アミノ基を有するものでもアミノ基を有しないも
のでもよい。
【0011】本発明で用いられる分子中にアミノ基を有
するアルコールは特に制限はなく、具体的には、5−ヒ
ドロキシメチルチアゾール、5−ヒドロキシエチルチア
ゾール、2−(4−メチルチアゾール−5−イル)メタ
ノール、2−(4−メチルチアゾール−5−イル)エタ
ノール等を例示できる。
【0012】また、アミノ基を有するカルボン酸または
酸無水物についても、特に制限がなく、具体的には、ニ
コチン酸のような複素環に窒素原子を有するピリジンカ
ルボン酸類、p−アミノ安息香酸のような側鎖にアミノ
基を有する芳香族カルボン酸類等、あるいはこれらの酸
無水物を例示できる。
【0013】またアミノ基を有するカルボン酸または酸
無水物と反応させる、アミノ基を有しないアルコールと
しては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘキセノール
(青葉アルコール)等の脂肪族アルコール、ベンジルア
ルコール、フェニルエチルアルコール等の芳香族アルコ
ール、シトロネロール、ゲラニオール、ネロール等のテ
ルペンアルコール、エチレングリコール、プロピレング
リコール、グリセリン等の多価アルコール等を例示する
ことができる。
【0014】一方、アミノ基を有するアルコールと反応
させる、アミノ基を有しないカルボン酸または酸無水物
としては、酢酸、プロピオン酸、メタクリル酸、クロト
ン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリ
ン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレ
イン酸、ステアリン酸等の脂肪族モノカルボン酸、マレ
イン酸、無水マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、セバ
シン酸、アゼライン酸等の脂肪族ジカルボン酸またはそ
の無水物、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、ト
リメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、
無水ピロメリット酸等の芳香族カルボン酸や、フランカ
ルボン酸類、チオフェンカルボン酸類等を例示すること
ができる。
【0015】本発明で用いられる固体超強酸触媒とは、
ハメット(Hammett)の酸度関数H0 が100%
硫酸の酸度関数(−11.93)よりも小さい値を持つ
固体酸からなる触媒をいい、珪素、アルミニウム、チタ
ン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、スズ、
鉄等の水酸化物又は酸化物或いはグラファイト、イオン
交換樹脂等からなる担体に、硫酸根、五フッ化アンチモ
ン、五フッ化タンタル、三フッ化ホウ素等を付着或いは
担持したもの、酸化ジルコニウム(ZrO2 )、酸化第
二スズ(SnO2 )、チタニア(TiO2 )または酸化
第二鉄(Fe2O3 )等に酸化タングステン(WO3 )
を担持したもの、さらにはフッ素化スルホン酸樹脂等を
例示することができる。この中でも、特に、ジルコニウ
ム、チタン、スズ、鉄またはアルミニウムの水酸化物或
いは酸化物を硫酸根含有溶液で処理して、活性化した触
媒(例えば、特公昭59−6181号公報、特公昭59
−40056号公報、特開平04−187239号公
報、特開平04−187241号公報参照)を用いるこ
とが好適である。
【0016】このエステル化反応におけるアルコールと
カルボン酸との使用量比は、製品の要求品質に応じて適
宜選定することができる。すなわち、このエステル化で
は反応活性が高いため、論理等量でも十分に反応が進
み、製品の水酸基価を高くしたい場合は、アルコールを
少し過剰に、酸価を高くしたい場合は、カルボン酸を少
し過剰に用いればよい。
【0017】またエステル化反応の条件、方法は、従来
の方法をそのまま用いることができ、水分の除去のため
に反応系を減圧にしてもよく、また、トルエンやキシレ
ン等の共沸溶剤の存在下に行ってもよい。
【0018】反応後は、反応生成物から濾過や遠心分離
等の物理的手段によって固体触媒を除去すれば、未反応
物や副生成物をほとんど含まない高純度のエステルを高
収率で得ることができる。
【0019】
【実施例】
[実施例1]水酸化ジルコニウムに8重量倍の1規定硫
酸を含浸させ、120℃で2時間乾燥した後、570℃
で3時間焼成して、ハメットの酸度関数H0 が−14.
52≧H0 >−16.04の固体超強酸触媒を得た。
【0020】2−(4−メチルチアゾール−5−イル)
エタノール71.6g(0.50mol)、カプリル酸
79.3g(0.55mol)、キシレン18.5gを
仕込み、これに上記の固体超強酸触媒1gを加え、還流
トラップを付して、還流温度でエステル化反応を行っ
た。反応開始8時間後に、反応液の微量をサンプリング
し、ガスクロマトグラフィーにより分析して転化率を調
べたところ、94.7wt%であった。反応開始から1
6時間後及び22.5時間後のも同様にサンプリングを
行い、分析した結果、それぞれ98.7wt%、99.
7wt%であった。また、反応生成物中には目的物であ
るカプリル酸2−(4−メチルチアゾール−5−イル)
エチル以外の副反応によると見られる生成物は認められ
なかった。
【0021】「実施例2」上記実施例1において、カプ
リル酸に代えてカプロン酸63.9g(0.55mo
l)を用いた以外は、実施例1と同様の方法でエステル
化した。反応開始後、6.5時間後、14.5時間後、
22.5時間後、30.5時間後に、反応液をサンプリ
ングし、実施例1と同様の方法で分析した結果、それぞ
れ転化率は、64wt%、82wt%、90wt%、9
5wt%、96wt%であった。また、実施例1と同
様、反応生成物中には目的物であるカプロン酸2−(4
−メチルチアゾール−5−イル)エチル以外の副反応に
よると見られる生成物は認められなかった。
【0022】[実施例3]ニコチン酸62g(0.5m
ol)、cis−3−ヘキセノール100g(1.0m
ol)、キシレン35gを仕込み、これに実施例1で得
られたものと同じ固体超強酸触媒3gを加え、還流トラ
ップを付して、生成した水を抜きながら、還流温度でエ
ステル化反応を20時間行った。反応終了後、固体超強
酸触媒をろ別し、ベンゼン200mlを加え、炭酸ナト
リウム水及び食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで
脱水した。溶媒を留去した後、精密蒸留により、113
℃/1mmHgの留分を分取し、98.8%純度の黄色
のニコチン酸cis−3−ヘキセニル88.5g(収率
85.6%)を得た。
【0023】[実施例4]p−アミノ安息香酸137g
(1.0mol)、cis−3−ヘキセノール200g
(2.0mol)を仕込み、これに実施例1で得られた
ものと同じ固体超強酸触媒6gを加え、還流トラップを
付して、生成した水を抜きながら、還流温度でエステル
化反応を48時間行った。反応終了後、固体超強酸触媒
をろ別し、ベンゼン800mlを加え、炭酸ナトリウム
水及び食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで脱水し
た。溶媒を留去した後、精密蒸留により、168.5℃
/1mmHgの留分を分取し、99.5%純度の濃黄色
のp−アミノ安息香酸cis−3−ヘキセニル84g
(収率40.2%)を得た。
【0024】[比較例1]トルエン82mlに、パラト
ルエンスルホン酸27.4g(0.14mol)を入
れ、次に、2−(4−メチルチアゾール−5−イル)エ
タノール20.0g(0.14mol)を入れた。2時
間放置した後、これにカプリン酸25.3g(0.15
mol)を入れ、加熱し、還流条件下に反応を行った。
反応は2日間行い、反応にともなって生成する水は随
時、反応系から抜き出した。反応終了後、この反応液
に、水50mlに炭酸ナトリウム11.4gを溶解した
溶液を滴下した。発熱及び発泡が起こったので、滴下に
1時間を要した。次いで、40〜50℃に加熱した後、
30分間静置した。水層を分離した後、水30mlに炭
酸ナトリウム5gを溶解し、加熱した溶液を加え、撹拌
し、静置後、水層を分離した。この操作を、酸価が1以
下になるまで、さらに3回繰り返した。溶剤を留去して
カプリル酸2−(4−メチルチアゾール−5−イル)エ
チル37g(収率89%)を得た。このように、従来の
強酸触媒を用いる方法は、強酸触媒がアミノ基と反応す
るため、アルコールと等量の触媒が必要であり、また反
応時間も長くかかり、さらに反応終了後に大量のアルカ
リによる脱洗浄を必要とした。
【0025】
【発明の効果】本発明は、分子中にアミノ基を有するア
ルコール、カルボン酸または酸無水物を、アミノ基の保
護を行うことなく、短い反応時間でエステル化して利用
価値の高い分子中にアミノ基を有するカルボン酸エステ
ルを製造することができ、しかも、廃酸の処理等が不要
で、公害防止上の後処理が簡単であるという格別の効果
を有するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相澤 史朗 埼玉県戸田市新曾南三丁目17番35号 株式 会社日鉱共石内 (72)発明者 松沢 憲治 埼玉県戸田市新曾南三丁目17番35号 株式 会社日鉱共石内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分子中にアミノ基を有するアルコールと
    カルボン酸または酸無水物とのエステル化反応、又は分
    子中にアミノ基を有するカルボン酸または酸無水物とア
    ルコールとのエステル化反応を固体超強酸触媒の存在下
    で行なうことを特徴とする分子中にアミノ基を有するエ
    ステルの製造方法。
  2. 【請求項2】 固体超強酸触媒がジルコニウム、チタ
    ン、スズ、鉄またはアルミニウムの水酸化物または酸化
    物を硫酸根含有溶液で処理し、活性化したものを用いる
    ことを特徴とする請求項1記載のエステルの製造方法。
JP5139125A 1993-05-17 1993-05-17 エステルの製造方法 Pending JPH06321878A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998050389A1 (en) * 1997-05-01 1998-11-12 Kao Corporation Aluminum compounds and use thereof
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