JPH07149692A - ピメリン酸エステルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ０〜３個のアルキル置換基を有する、脂肪族
又は芳香族アルコールのピメリン酸エステルの新規製造
方法を提供する。 【構成】 該方法は、場合によりアルキル置換されたシ
クロヘキサノンをカルボキシル化して相応する２−オキ
ソシクロヘキサンカルボン酸エステルにし、同時に又は
引続き強塩基の存在下で相応する塩を形成させ、該塩を
アルコールと５０〜２５０℃の温度で開環下で反応させ
ることよりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にシクロヘキサノン
をジアルキルカーボネートとアルカリ金属アルコラート
の存在下で反応させ、引続き反応容器中でアルコールと
反応させることによるピメリン酸エステルの新規製造方
法に関する。該方法の意味するピメリン酸エステルは、
以下の式：

【０００２】

【化１】

【０００３】［式中、Ｒ₁及びＲ₂は同じか又は異なって
いてよい。Ｒ₁又はＲ₂はＣＨ₃−〜Ｃ_{1 0}Ｈ₂₁−の飽和ア
ルキル置換基である。しかしながら、これらは別の置換
基、例えば７〜１０個のＣ−原子を有する芳香脂肪族、
例えばベンジル、フェニルエチルであってもよい。Ｒ₃
はＨ、Ｃ₁〜Ｃ₆−原子のＫＷ−基、特にＣＨ₃基であっ
てよい］を有する。

【０００４】ピメリン酸エステルは、薬剤、植物保護
剤、香料又は化粧品用作用物質、特殊なポリマー並びに
滑剤を製造するための重要な中間生成物である。

【０００５】ピメリン酸を、サリチル酸の部分的な水素
添加によりテトラヒドロサリチル酸にし、引続き激しい
条件下での水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムの分解
により製造することができることは公知である（Ullman
n, 第５巻 p.824（1954）及び第１０巻 p.140（1980）
及び Org. Synthesis Coll. II, p.531-538（1943）参
照）。同様にアルカリ処理によりピメリン酸を、自体デ
ィールス・アルダーによりブタジエン及びアクリル酸か
ら入手可能なシクロヘキス−４−エンカルボン酸から得
ることもできる（J. Amer. Chem. Soc. 74, p.532（195
2））。

【０００６】アルカリ金属ないしはアルカリ金属水酸化
物の旧西ドイツ国特許第７３３１号明細書によるテトラ
ヒドロベンズアルデヒド、又は旧西ドイツ国特許第２９
３９号明細書によるテトラヒドロフリルプロパノールと
の反応によってもピメリン酸を製造することができる。

【０００７】ヨーロッパ特許出願公開第０９０５６５１
号明細書の方法によれば、３−オキソピメリン酸エステ
ルを還元することによっても合成することができる。

【０００８】その他の合成法は、ピメリン酸中の酸化分
解により転化されるスベロンから出発する（米国特許第
２８６５１６号明細書及びドイツ国特許出願公開第２０
４３０１２号明細書参照）。シクロヘキサノン−２−カ
ルボン酸アミドを鹸化することによっても同じ結果が得
られる（旧東ドイツ国特許第１１２９８７号明細書参
照）。

【０００９】ドイツ国特許出願公開第４０００１６３号
明細書によるシクロアルケンのオゾンでの酸化並びにド
イツ国特許出願公開第１５１８２１６号明細書による
１，５−ペンタジエンのヒドロホルミル化、及び引続く
酸化、又は米国特許第４８８８４４３号明細書によるω
−カプロラクトンのカルボニル化により同様にピメリン
酸を生じる。

【００１０】多様の用途目的には、もちろん、従来の記
載された合成に続いてピメリン酸から公知の方法に基づ
くエステル化によりピメリン酸から製造されるはずのピ
メリン酸エステルが所望される。このようなしばしば多
工程の合成並びに引続くエステル化はピメリン酸エステ
ルを得るのに非常に費用がかかる。すべて公知の方法
は、更に技術的観点から非常に不満足である。

【００１１】

【発明の構成】２−オキソシクロヘキサンカルボン酸エ
ステルと有機強塩基からなる塩をアルコールと高温で開
環下で反応させて、直接高い選択性及び収率を有するジ
アルキルピメレートが形成されることを見出した。公知
の方法に比較して、本発明による合成方法は、簡単かつ
経済的方法で直接反応式Ｉ及びＩＩ：

【００１２】

【化２】

【００１３】に基づいてピメリン酸のジアルキルエステ
ルが得られる。

【００１４】前記合成の際に、中間生成物として登場し
かつ常法では単離されない強塩基の、シクロヘキサノン
の酸性β−ケトエステル化合物の塩、有利にはアルカリ
金属塩、（例えばＮａ、Ｋであってよい）をアルコール
で分解してピメリン酸エステルにすることは驚異的であ
り、従来知られていなかった。

【００１５】本発明の対象は、自体公知の方法で場合に
よりアルキル置換されたシクロヘキサノンをカルボキシ
ル化して相応する２−オキソシクロヘキサンカルボン酸
エステルにし、同時に又は引続き強塩基の存在下で相応
する塩を形成させ、該塩をアルコールと５０〜２５０℃
の温度で開環下で反応させることを特徴とする、０〜３
個のアルキル置換基を有する、脂肪族又は芳香族アルコ
ールのピメリン酸エステルの製造方法である。

【００１６】２−オキソシクロヘキサンカルボン酸エス
エルの合成（式Ｉ）は公知の方法で、例えば公知かつ貴
重なエダクト、シクロヘキサノンをジアルキルカーボネ
ートでアルカリ金属塩基の存在下でカルボキシル化する
ことにより行う。

【００１７】その際、反応混合物を良好に撹拌可能に維
持するために、合成の際に溶剤を使用するのが有利であ
る。溶剤としては、例えばトルエン、シクロヘキサン、
ｔ−ブチルメチルエーテル、キシレン、メシチレン、ｔ
−ブチルベンゼン、ｐ−ｔ−ブチルトルエンが適してい
るが、しかしながら極性溶剤、例えばアニゾール、アル
キルアニゾール、フェノキシエタノール、ベンジルアル
コール又は３，３，５−トリメチルシクロヘキサノン又
はジメチルカルボナート、ジエチルカルボナート、同時
に反応体であってもよい。

【００１８】式ＩＩによる本発明による反応は、反応式
Ｉの終了後に初めて実施されるか、ないしは塩をオキソ
シクロヘキサンカルボン酸エステルから強塩基を用いて
形成したところで、初めて開始することができる。

【００１９】低級アルコール、例えばメタノール、エタ
ノール又はプロパノールを使用する場合には、該反応を
標準圧で沸騰還流で実施することができる。有利には、
ないしは完全に開環を９０℃〜２５０℃の高温で１０〜
３０分以内で実施し、その際、若干高圧下で作業する。
沸点が９０℃より高い高級アルコールを使用する場合に
は、該工程を加圧せずに沸騰還流下で実施することもで
きる。

【００２０】式ＩＩに基づく開環は、低級アルコール
を、アルコールの消費下で開環がすぐに行われるほど緩
慢に計量供給すれば、もちろん低級アルコール、例えば
メタノール、エタノール又はプロパノールを用いて、高
温、例えば１２０℃で標準圧で実施することもできる。

【００２１】２−オキソシクロヘキサンカルボン酸エス
テルを別の、ないしは２−オキソシクロヘキサンカルボ
ン酸エステル中のアルコール基のアルコールより高級の
アルコールを用いて処理すると、混合ピメリン酸エステ
ルが形成される。

【００２２】塩基過剰及び比較的長い反応時間では、も
ちろん容易に沸騰するアルコールの除去下で、高級アル
コールの対称性ジエステルが生じ得る。

【００２３】２−オキソシクロヘキサンカルボン酸エス
テルないしはその塩１当量当り、アルコール１〜２０当
量を使用する。塩基としては、有利には使用すべきアル
コールの固体のアルカリ金属アルコラート又はそのアル
コール性溶液を、２−オキソシクロヘキサンカルボン酸
１当量当り１〜３当量の量で使用する。

【００２４】式Ｉ及びＩＩに基づく反応は、半バッチ式
で、反応容器中で順次行うか又は半連続的処理で行って
もよい。

【００２５】後処理は常法で酸を添加しながら開始す
る。酸は鉱酸、例えばＨＣｌ、Ｈ₂ＳＯ₄、ＨＮＯ₃又は
Ｈ₃ＰＯ₄であってよいが、しかしながら有機酸、例えば
蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸又は脂肪酸、例えば２
−エチルヘキサン酸であってよい。

【００２６】プロトン化したピメリン酸エステルは、蒸
留により混合物から蒸留による酸性後処理した後に非常
に容易に得られる。

【００２７】

【実施例】次に、本発明を以下の実施例につき詳細に説
明する。

【００２８】例１ １リットルの撹拌フラスコ中に、室温でジエチルカルボ
ネート２３６ｇ（２モル）及びナトリウムエチラート１
３６ｇ（２モル）を粉末状でトルエン２００ｇと一緒に
装入し、４０℃に加熱した。２時間以内でシクロヘキサ
ノン１４７ｇ（１．５モル）を計量供給した。その後、
エタノール９２ｇ（２モル）を加え、１２時間還流で沸
騰させた。引続き、１０％のＨ₂ＳＯ₄ ５００ｍｌを加
えて、互いに良好に分離可能な２つの相が生じた。水相
を僅少量のトルエンで後抽出した。有機相を合し、次い
で蒸留した。主生成物としてピメリン酸ジエチルエステ
ル２８２ｇが得られ（沸点１７８℃／４０ミリバー
ル）、これは８７％の収率に相当する。転化しなかった
ジエチルカルボナート及びトルエンは戻すことができ
た。

【００２９】例２ 室温でジメチルカルボネート１８０ｇ（２モル）及びナ
トリウムメチラート１０８ｇ（２モル）を粉末状で並び
にトルエン２００ｇを装入した。４０℃で該混合物に２
時間以内でシクロヘキサノン１３７ｇ（１．４モル）を
計量供給した。その後、メタノール９６ｇ（３モル）を
供給した。加圧容器内で該混合物を１１０℃で１時間撹
拌した（約３バールで）。

【００３０】後処理するために、１０％のＨ₃ＰＯ₄ ５
００ｍｌを加えた。相分離して水相をトルエン１００ｍ
ｌで後抽出した後、有機相を合し、次いで蒸留した。主
成分として、ピメリン酸ジメチルエステル２２４ｇ（沸
点１３４℃／２０ミリバール）が得られた。これは理論
値の８５％の収率に相当する。

【００３１】例３ 還流冷却器及び撹拌器を備えたガラスフラスコ中に、ジ
エチルカルボナート２３６ｇ（２モル）、ナトリウムエ
チラート１３６ｇ（２モル）を粉末状で及びアニゾール
２００ｇを装入した。３時間以内で、４０℃でシクロヘ
キサノン１４７ｇ（１．５モル）を計量供給した。該反
応時間に続いてブタノール−１ １４８ｇ（２モル）を
供給した。該混合物を１２０℃に加熱して、沸騰還流を
調整した。１時間後、混合物を冷却し、１０％のＨ₃Ｐ
Ｏ₄ ５００ｍｌで後処理した。有機相を真空中で蒸留
した。主生成物としてピメリン酸ブチルエチルエステル
２８５ｇが得られた（沸点１７８℃／２５ミリバー
ル）。これは理論値の７８％の収率に相当する。

【００３２】例４ 撹拌器を備えた２リットルのガラスフラスコ中に、ジメ
チルカルボナート２７０ｇ（３モル）、ＮａＯＣＨ₃
１６２ｇ（３モル）を粉末状で、及び４−ｔ−ブチルト
ルエンシクロヘキサノン３００ｇを装入した。５０℃で
３時間以内で４−ｔ−ブチルシクロヘキサノン２３１ｇ
（１．５モル）を計量供給した。引続き、該混合物を加
圧容器内でメタノール３００ｇとともに１２０℃に加熱
し、１時間撹拌した。

【００３３】次いで、１０％のＨ₂ＳＯ₄ ５００ｍｌを
供給した。２つの良好に分離可能な相が形成された。水
相を僅少量の４−ｔ−ブチルトルエンで後抽出した。次
いで有機相を蒸留し、その際、主流中に４−ｔ−ブチル
ピメリン酸ジメチルエステル２４４ｇが得られた。該収
率は理論値の８６％であった。

【００３４】例５ 撹拌器を備えたガラスフラスコ中にジメチルカルボナー
ト１８０ｇ（２モル）、３０％のＮａＯＣＨ₃−溶液３
３０ｇ（２モル）、アニゾール２００ｇ及びブタノール
−１ １８０ｇを装入した。該混合物を３時間還流で沸
騰させた。その後、過剰のメタノールを留去した。ジメ
チルカルボナートのジブチルカルボナートへのエステル
交換を十分に行った後、７０℃で２時間以内でシクロヘ
キサノン１４７ｇ（１．５モル）を計量供給した。次い
で、更にブタノール−１ ２００ｇを供給し、約１２０
℃で還流で沸騰させた。

【００３５】引続き、１０％のＨ₃ＰＯ₄ １０００ｍｌ
で後処理した。相分離後、水相を蒸留した。主生成物と
してピメリン酸ジブチルエステル３１０ｇが得られ、こ
れは理論値の７６％の収率に相当する。

【００３６】例６ 撹拌器を備えた反応容器内でジ−ｎ−ブチルカルボナー
ト３４８ｇ（２モル）及びＫＯＣＨ₃−粉末１４０ｇ
（２モル）を４−ｔ−ブチルトルエン５００ｍｌの存在
下で装入した。

【００３７】４０℃で４時間以内で４−ｔ−ブチルシク
ロヘキサノン１５４ｇ（１モル）を計量供給した。

【００３８】引続き、該混合物をｎ−ブタノール４００
ｇとともに１１０℃で３時間撹拌した。次いで、１０％
のＨＣｌ ６００ｍｌを供給した。２つの良好に分離可
能な相が形成された。水相を何度も後抽出した。有機相
を蒸留し、４−ｔ−ブチルピメリン酸ジブチルエステル
１８０ｇが得られた。これは理論値の７４％の収率に相
当する。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ０〜３個のアルキル置換基を有する、脂
   肪族又は芳香族アルコールのピメリン酸エステルを製造
   する方法において、常法で非置換又はアルキル置換され
   たシクロヘキサノンをカルボキシル化して相応する２−
   オキソシクロヘキサンカルボン酸エステルにし、同時に
   又は引続き強塩基の存在下で相応する塩を形成させ、該
   塩をアルコールと５０〜２５０℃の温度で開環下で反応
   させることを特徴とする、ピメリン酸エステルの製造方
   法。
2. 【請求項２】 １〜１０個の炭素原子を有する分枝鎖状
   又は直鎖状の脂肪族アルコール又は７〜１２個の炭素原
   子を有する芳香脂肪族のアルコールを使用する、請求項
   １記載の方法。
3. 【請求項３】 ２−オキソシクロヘキサンカルボン酸エ
   ステルないしはその塩１当量当りアルコール１〜２０当
   量を使用する、請求項1又は2記載の方法。
4. 【請求項４】 前記反応の際に、塩基としてアルカリ金
   属アルコラートを２−オキソヘキサンカルボン酸エステ
   ル１当量当り１〜３当量の量で使用する、請求項１から
   ３までのいずれか１項記載の方法。
5. 【請求項５】 ピメリン酸エステルのアルキル置換基が
   Ｃ₁〜Ｃ₆−ＫＷ−基である、請求項１から４までのいず
   れか１項記載の方法。
6. 【請求項６】 前記反応を相応するアルコールの沸点よ
   り高い温度で加圧下においても実施する、請求項１から
   ５までのいずれか１項記載の方法。
7. 【請求項７】 塩基を本発明による反応条件下で分割し
   て又は連続的に供給する、請求項１から６までのいずれ
   か１記載の方法。
8. 【請求項８】 請求項１記載の脂肪族又は芳香脂肪族ア
   ルコールのピメリン酸エステルを製造する方法におい
   て、第一反応工程でシクロヘキサノンをジアルキルカー
   ボネートと強塩基とともに反応させて２−オキソシクロ
   ヘキサンカルボン酸エステルの塩にし、引続き処理する
   前に単離しない、請求項１記載の脂肪族又は芳香脂肪族
   アルコールのピメリン酸エステルの製造方法。
9. 【請求項９】 該反応を溶剤の存在下においても実施す
   る、請求項１又は８記載の方法。