JPH07242596A - α−ヒドロキシイソ酪酸エステル類の製造方法 - Google Patents

α−ヒドロキシイソ酪酸エステル類の製造方法

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JPH07242596A
JPH07242596A JP5829994A JP5829994A JPH07242596A JP H07242596 A JPH07242596 A JP H07242596A JP 5829994 A JP5829994 A JP 5829994A JP 5829994 A JP5829994 A JP 5829994A JP H07242596 A JPH07242596 A JP H07242596A
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孝広 大日向
Yasuyuki Takayanagi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】従来法に比べて、反応における安全性を高め、
且つ高収率でα−ヒドロキシイソ酪酸エステル類を得る
ことのできる方法を提供することにある。 【構成】アセトンシアンヒドリンと水とを分別して硫酸
と混合し反応させ、次いでその反応液にアルコールを加
えエステル化反応を行いα−ヒドロキシイソ酪酸エステ
ル類を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アセトンシアンヒドリ
ンからα−ヒドロキシイソ酪酸エステル類を製造する方
法に関し、更に詳しくはアセトンシアンヒドリンを水お
よび硫酸と反応させ、その反応生成物にアルコールを添
加してエステル化反応を行いα−ヒドロキシイソ酪酸エ
ステル類を製造する方法の改良に関するものである。
【0002】α−ヒドロキシイソ酪酸エステル類は、低
毒性溶媒として塗料用、フォトレジスト用、印刷インキ
用などに用いられる他、モノマー原料、医農薬原料など
に広く用いられる。
【0003】
【従来の技術】アセトンシアンヒドリンからα−ヒドロ
キシイソ酪酸エステル類を製造する方法は従来から種々
知られている。例えば、アセトンシアンヒドリンにアル
コールおよび濃硫酸を加えて一挙に加水分解ならびにエ
ステル化を行う方法(米国特許明細書第2041820
号)、濃硫酸の代わりに塩酸を作用させる方法(米国特
許明細書第2245483号)、実質的に無水の状態で
塩化水素の存在化にアセトンシアンヒドリンとアルコー
ルを反応させイミデートを形成し、次いで反応生成物に
水とアルコールを添加し加熱反応させる方法(欧州特許
公報第463676号)などがある。
【0004】しかしながら、アセトンシアンヒドリン、
硫酸及びアルコールを一挙に反応させる方法ではメチル
メタクリレート(MMA)の副生が非常に多い欠点があ
り、塩酸や塩化水素を用いる方法は腐蝕のため特殊な装
置材質を必要とするなど工業的製法としては採用し難
い。また、アセトンシアンヒドリンには下記の式〔1〕
に示すような解離平衡が存在することから、従来の方法
では、アセトンシアンヒドリンの解離が生じていること
も考えられ、目的物であるα−ヒドロキシイソ酪酸エス
テルの収率が低下するとともに、有毒物質であるシアン
化水素を生成するという問題点もある。
【0005】
【化1】
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来法におけ
る問題点を解決すべくなされたもので、その目的は工業
的に有利に実施することのできるα−ヒドロキシイソ酪
酸エステル類の製造法を提供することにあり、具体的に
は原料であるアセトンシアンヒドリンの解離などの副反
応を抑制することにより反応における安全性を高め、且
つ高収率でα−ヒドロキシイソ酪酸エステル類を得るこ
とのできる製造法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記目的を
達成すべく鋭意研究の結果、アセトンシアンヒドリンは
水の共存下において解離が促進されること、また、アセ
トンシアンヒドリンの水和反応を行う際、アセトンシア
ンヒドリンを水と分別して硫酸に添加して反応を行え
ば、後述の実施例に示されるようにアセトンの副生が少
なく、アセトンシアンヒドリンの解離を抑制することが
できると共に目的生成物であるα−ヒドロキシイソ酪酸
エステル類も高収率で得られることを見出した。本発明
は、このような知見に基づいて達成されたものである。
【0008】本発明は、アセトンシアンヒドリンを水お
よび硫酸と反応させ水和反応を行い、その反応生成物に
アルコールを添加してエステル化反応を行うことにより
α−ヒドロキシイソ酪酸エステル類を製造する方法にお
いて、前記水和反応をアセトンシアンヒドリンと水とを
分別して硫酸と混合し反応を行うことを特徴とするα−
ヒドロキシイソ酪酸エステル類の製造方法に関する。
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
方法は、アセトンシアンヒドリンと水とを分別して硫酸
と混合し反応させ水和反応を行う工程と、その反応液に
アルコールを添加してエステル化反応を行う工程とから
成る。
【0010】本発明における水和反応の実施に際して
は、原料であるアセトンシアンヒドリンと水は予め混合
せずに分別して硫酸と混合してから反応を行うことが重
要である。具体的には、硫酸にアセトンシアンヒドリン
と水とを同時に別々に添加する方法、アセトンシアンヒ
ドリンと硫酸とを予め混合したものに水を添加する方法
あるいはアセトンシアンヒドリンと水のそれぞれを分割
し、それらを逐次的に硫酸に添加する方法などが用いら
れる。また、原料の混合に際しては、液の温度が急激に
高温にならないように行うのがよい。好ましくは、室温
〜約70℃の範囲内の一定温度を保持しながら混合する
のがよい。
【0011】水和反応に用いる硫酸は、工業的に入手容
易な純度90〜98%程度のものから選択され、その使
用量はアセトンシアンヒドリン1モルに対して0.5〜
1.5倍モル、好ましくは0.8〜1.2倍モルの範囲
で適宜選択される。
【0012】また、水の使用量はアセトンシアンヒドリ
ン1モルに対して0.6〜2倍モル、好ましくは0.7
〜1.5倍モルの範囲で適宜選択される。なお、この必
要水量には硫酸中の含水量も含まれる。水の使用量が、
0.6倍モルより少ない場合には水和反応が不充分とな
ったり、系内固結による操作性の悪化を招く恐れがあ
り、2倍モルより多い場合には反応が加水分解にまで進
行してしまうことがある。
【0013】水和反応の温度は、30〜100℃、好ま
しくは40〜70℃の範囲で、反応時間は0.5〜8時
間、好ましくは1〜5時間の範囲で実施するのがよい。
【0014】本発明におけるエステル化反応で用いるア
ルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノ
ール、イソプロパノール、ブタノール等が挙げられる。
アルコールの使用量は、アセトンシアンヒドリン1モル
に対して等モル以上、好ましくは1〜10倍モルの範囲
で適宜選択される。
【0015】エステル化反応の温度は、50〜180
℃、好ましくは60〜160℃の範囲で、エステル化反
応時間は1〜12時間、好ましくは1〜8時間の範囲で
実施するのがよい。
【0016】エステル化反応後、反応液からのα−ヒド
ロキシイソ酪酸エステル類の取得は、エステル化反応混
合物をアンモニア、水酸化ナトリウムなどの塩基で中和
した後蒸留する方法、あるいはエステル化反応混合物に
更にアルコールを連続的に供給しながら生成物を留出さ
せた後蒸留する方法などにより行うことができるが、精
製収率および操作性の両面から、アルコールを連続的に
供給しながら生成物を留出させる方法が好ましい。この
時、留出に使用するアルコールは、アセトンシアンヒド
リン1モルに対して2〜20倍モル、好ましくは3〜1
2倍モルの範囲で適宜選択される。アルコールは水分3
0重量%以下の含水品を用いてもよい。また、留出時間
は任意であるが、通常1〜10時間、好ましくは2〜7
時間である。
【0017】
【実施例】次に実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0018】実施例1 撹拌機、温度計、滴下漏斗及び蒸留装置を付した反応器
に97%硫酸50.6g(0.5モル)を仕込み、撹拌
下室温で水7.5g(0.42モル)およびアセトンシ
アンヒドリン42.6g(0.5モル)を同時に別々の
滴下漏斗より徐々に滴下した。滴下終了後、60℃で2
時間反応を続けた。次にこの反応液にメタノール32.
0g(1.0モル)を添加し、65℃で1時間反応させ
た後、更にメタノール150g(4.7モル)を連続的
に供給しながら、同時に生成物を蒸留装置を通して留出
させた。この時の反応温度は65℃から最終的には13
0℃まで連続的に昇温した。その後、留出液を蒸留精製
して、α−ヒドロキシイソ酪酸メチル58.2gを得
た。ガスクロマトグラフ分析の結果、純度は99.9%
であり、α−ヒドロキシイソ酪酸メチルの収率は98.
5%であった。
【0019】実施例2 実施例1と同様の反応器に97%硫酸50.6g(0.
5モル)を仕込み、撹拌下室温でアセトンシアンヒドリ
ン21.3g(0.25モル)を滴下漏斗より徐々に滴
下した後、引き続き水3.8g(0.21モル)を別の
滴下漏斗より徐々に滴下した。同様の滴下操作をもう一
度繰り返した。滴下終了後、実施例1と同様の方法で反
応及び蒸留精製を行った。その結果、得られたα−ヒド
ロキシイソ酪酸メチルは57.6gであり、収率は9
7.5%であった。
【0020】実施例3 実施例1と同様の反応器に97%硫酸50.6g(0.
5モル)を仕込み、撹拌下室温でアセトンシアンヒドリ
ン42.6g(0.5モル)を滴下漏斗より徐々に滴下
した後、引き続き水7.5g(0.42モル)を滴下漏
斗より徐々に滴下した。滴下終了後、実施例1と同様の
方法で反応及び蒸留精製を行った。その結果、得られた
α−ヒドロキシイソ酪酸メチルは54.3gであり、収
率は91.9%であった。なお、上記実施例1〜3は、
いずれの場合もアセトンの副生は0.5%以下であっ
た。
【0021】比較例1 実施例1と同様の反応器に97%硫酸50.6g(0.
5モル)および水7.5g(0.42モル)を仕込み、
撹拌下室温でアセトンシアンヒドリン42.6g(0.
5モル)を滴下漏斗より徐々に滴下した。滴下終了後、
実施例1と同様の方法で反応及び蒸留精製を行った。そ
の結果、得られたα−ヒドロキシイソ酪酸メチルは4
7.2gであり、収率は79.9%であった。また、ア
セトンが5%副生した。
【0022】比較例2 実施例1と同様の反応器に97%硫酸50.6g(0.
5モル)を仕込み、撹拌下室温でアセトンシアンヒドリ
ン42.6g(0.5モル)および水7.5g(0.4
2モル)の混合液を滴下漏斗より徐々に滴下した。滴下
終了後、実施例1と同様の方法で反応及び蒸留精製を行
った。その結果、得られたα−ヒドロキシイソ酪酸メチ
ルは42.5gであり、収率は72.0%であった。ま
た、アセトンが6.1%副生した。
【0023】比較例3 実施例1と同様の反応器に97%硫酸50.6g(0.
5モル)、水7.5g(0.42モル)およびメタノー
ル32.0g(2モル)を仕込み、撹拌下室温でアセト
ンシアンヒドリン42.6g(0.5モル)を滴下漏斗
より徐々に滴下した。滴下終了後、60℃で2時間撹拌
を続けた。その後、エステル化工程を省略した以外は実
施例1と同様の方法で蒸留精製まで行った。その結果、
得られたα−ヒドロキシイソ酪酸メチルは26.8gで
あり、収率は45.4%であった。また、アセトンが
9.4%副生した。
【0024】実施例4〜6 メタノールの代わりに、エタノール、プロパノールある
いはブタノールを用いた以外は、実施例1と同様に反応
及び蒸留精製を行った。その結果を下記に示す。また、
いずれの場合もアセトンの副生は0.5%以下であっ
た。
【0025】 実施例4 実施例5 実施例6 アルコール エタノール プロパノール ブタノール アルコール使用量 (エステル化反応) 46g 60g 74g (反応混合物の留出) 150g 200g 250g 留出時最終昇温温度 145℃ 160℃ 180℃ α−ヒドロキシイソ酪酸 エステルの収率 96.9% 95.3% 93.2%
【0026】
【発明の効果】本発明の方法によれば、反応時に有毒物
質であるシアン化水素の生成を抑制することができると
共に高収率でα−ヒドロキシイソ酪酸エステルを得るこ
とができる。また、本発明は次のような利点もある。 (1)反応時に有毒物質であるシアン化水素及びその誘
導体(ギ酸、ギ酸エステルなど)の生成がないため、安
全性が向上する。 (2)アセトンシアンヒドリンの解離が抑制されるた
め、アセトンシアンヒドリン及びアルコールの原単位が
向上する。 (3)副生物が少なく、精製が容易に行える。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アセトンシアンヒドリンを水および硫酸と
    反応させ水和反応を行い、その反応生成物にアルコール
    を添加してエステル化反応を行うことによりα−ヒドロ
    キシイソ酪酸エステル類を製造する方法において、前記
    水和反応をアセトンシアンヒドリンと水とを分別して硫
    酸と混合し反応を行うことを特徴とするα−ヒドロキシ
    イソ酪酸エステル類の製造方法。
  2. 【請求項2】前記水和反応が、硫酸にアセトンシアンヒ
    ドリンと水とを同時に別々に添加する方法である請求項
    1記載のα−ヒドロキシイソ酪酸エステル類の製造方
    法。
  3. 【請求項3】前記水和反応が、アセトンシアンヒドリン
    と硫酸とを予め混合したものに水を添加する方法である
    請求項1記載のα−ヒドロキシイソ酪酸エステル類の製
    造方法。
  4. 【請求項4】前記水和反応が、アセトンシアンヒドリン
    と水のそれぞれを分割し、それらを逐次的に硫酸に添加
    する方法である請求項1記載のα−ヒドロキシイソ酪酸
    エステル類の製造方法。
  5. 【請求項5】前記エステル化反応を行ったのち、その反
    応混合物に連続的にアルコールを供給しながらα−ヒド
    ロキシイソ酪酸エステル類を留出させる請求項1,2,
    3または4記載のα−ヒドロキシイソ酪酸エステル類の
    製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007045724A (ja) * 2005-08-08 2007-02-22 Nippo Kagaku Kk 2−ヒドロキシ−4−フェニル酪酸エチルエステルの製造方法

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