JPH10330357A - 過酸の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造装置の腐食等の問題が少なく、しかも生
成系内から過酸を容易に分離することができる過酸の容
易な製造方法を提供すること。 【解決手段】 エステル化合物と過酸化水素を、酸触媒
存在下で混合し、エステル化合物を酸化して過酸を製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エステル化合物を
酸化して過酸を製造する方法に関する。本発明の製造方
法により得られる過酸は、エポキシ体、キノン体、ラク
トン体などの製造において酸化剤として用いられる有用
な化合物である。

【０００２】従来より、過酸、特に過酢酸を製造する方
法は種々知られている。例えば、過酸の製法としては、
酸触媒存在下にカルボン酸と過酸化水素を反応させる方
法（J.Am.Chem.Soc.,77卷,4037頁(1955年)；J.Org.Che
m.,27卷,1336頁(1962年);特開昭５３−１１９８１３号
公報など）、過酸化水素とカルボン酸無水物または塩化
物を反応させる方法（Bull.Soc.Chim.France,1959年,14
01頁）、過酸化ジアロイルとナトリウムメトキシドを反
応させる方法（Org.Synth.,Coll.１卷,431頁(1946
年)）、アルデヒドの自動酸化による方法（J.Am.Chem.S
oc.,79卷,5982頁(1957年);J.Org.Chem.,23卷,1923頁(19
58年);Chem,&Ind.,62卷,1962卷など）などがあげられ
る。

【０００３】これらの方法のなかでも、製造上の容易さ
および経済的観点より、現在では、酸触媒存在下にカル
ボン酸と過酸化水素を反応させる方法が現実的な過酸の
製造方法とされている。しかし、かかる方法は、カルボ
ン酸を溶解する溶媒の選択が難しいという問題があっ
た。そこで、その改良方法として、カルボン酸自体を溶
媒を兼ねる目的で大量に用いる方法が報告されている
（Chem.Pharm.Bull.,34卷(2),445頁(1986年)）。しか
し、この改良方法では、カルボン酸を大量に用いている
ため、製造装置の腐食が促進される不利や、生成系より
過酸を分離する際のカルボン酸と過酸との分離が困難で
あるなどの不利がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、製造装置の
腐食等の問題が少なく、しかも生成系内から過酸を容易
に分離することができる過酸の容易な製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来技
術の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、酸
触媒存在下で、エステル化合物と過酸化水素を混合した
場合には、エステル化合物の酸触媒による加水分解が、
通常のエステル化合物の加水分解に比べて非常に速い反
応速度で起きると同時に、加水分解生成物であるカルボ
ン酸が過酸化水素により酸化されて、過酸を容易に製造
できることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明は、エステル化合物と過
酸化水素を、酸触媒存在下で混合し、エステル化合物を
酸化することを特徴とする過酸の製造方法に関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において用いるエステル化
合物は、各種カルボン酸類とアルコール類から得られる
各種のものを特に制限なく使用できる。このようなエス
テル化合物としては、たとえば、一般式（１）：Ｒ¹ −
ＣＯＯ−Ｒ² （式中、Ｒ¹ は炭素数１〜３のアルキル
基、またはアミノ基、水酸基もしくはハロゲン基を有す
る炭素数１〜３以下のアルキル基を表し、Ｒ² は炭素数
１〜６のアルキル基、もしくはアミノ基、水酸基もしく
はハロゲン基を有する炭素数１〜６の置換アルキル基、
またはフェニル基、もしくはアミノ基、水酸基、ハロゲ
ン基もしくはアルキル基を有する置換フェニル基を表
す。）で表される化合物などがあげられる。これらエス
テル化合物としては、Ｒ¹ が炭素数１〜３のアルキル
基、Ｒ² が炭素数１〜６のアルキル基の化合物、すなわ
ち、酢酸、プロピオン酸または酪酸と炭素数１〜６アル
コールとのエステル化合物が好ましい。これらのエステ
ル化合物は１種を単独で用いてもよく、また２種類以上
混合して用いてもよい。２種類以上混合して用いる場合
はその混合比率を任意に設定することができる。

【０００８】発明において用いる過酸化水素は、通常、
過酸化水素を水または有機溶媒で希釈したもの（以下過
酸化水素溶液）を用いる。希釈に用いることのできる有
機溶媒としては、過酸化水素を溶解でき、過酸化水素に
よって酸化されないアルコール類、ケトン類などが好ま
しい。具体的には、アルコール類としてはメタノール、
エタノール、１−または２−プロパノール、１−、２
−、３−またはtert−ブタノールなどを例示できる。ケ
トン類としてはアセトン、メチルエチルケトン、ジエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルブチルケト
ンなどを例示できる。その他、これらの化合物が各種官
能基で置換されたものも用いることができる。

【０００９】過酸化水素溶液の濃度は、特に制限され
ず、市販の各種濃度のものから９０重量％を超える高濃
度のものまで各種のものを用いることができる。一般的
には、９０重量％を超える高濃度の過酸化水素溶液は、
爆発の危険性が高いことから、安全面を考慮すれば過酸
化水素溶液は、濃度９０重量％以下のもの、さらには濃
度７５重量％以下のものが望ましい。一方、低濃度の過
酸化水素溶液であっても反応には何ら影響を及ぼさない
が、一定量の過酸を生成するのに用いる過酸化水素溶液
の液量を考慮すると過酸化水素溶液は、濃度５重量％以
上のもの、さらには濃度２５重量％以上のものが望まし
い。

【００１０】前記エステル化合物と過酸化水素の比率に
特に制限はないが、反応の効率と安全性を考慮すると、
エステル化合物のモル数を過酸化水素のモル数で除した
値が１０００〜１．２となる範囲が望ましい。さらに前
記値は１００以下が望ましく、また２以上が望ましい。

【００１１】本発明において用いる触媒としては、各種
の酸触媒を特に限定なく使用できる。例えば、酸触媒と
しては硫酸、塩酸、硝酸のような一般的な無機酸触媒、
メタンスルフォン酸、パラトルエンスルフォン酸、ベン
ゼンスルフォン酸、スルフォン酸型強酸型イオン交換樹
脂のようなスルフォン酸化合物、スルフォン酸型以外の
強酸型イオン交換樹脂、シリカアルミナ、酸化ニオブ、
酸化チタン、タングステン酸のような金属酸化物、ナフ
ィオン、トリフルオロ酢酸などを例示できる。これら酸
触媒のなかでも強酸が好ましく、特に硫酸や、スルフォ
ン酸基を有する化合物が好ましい。

【００１２】前記酸触媒の使用量は、特に制限されない
が、反応速度および経済面を勘案すると、エステル化合
物の重量に対し、通常、０．００１〜５０重量％程度が
望ましい。反応速度の低下や反応時間を考慮すれば、酸
触媒の使用量の下限は０．１重量％がより望ましく、経
済面からは上限を２０重量％とするのがより望ましい。

【００１３】本発明の過酸の製造は、酸触媒の存在下
で、前記エステル化合物を過酸化水素により酸化するこ
とにより行なう。かかる反応において、前記エステル化
合物は溶媒としても作用するため、前記エステル化合物
が反応温度において液体の場合には、溶媒の使用は特に
必要とされないが、エステル化合物が固体である場合に
はこれを溶解させる水または有機溶媒を加えることがで
きる。添加できる有機溶媒としては、過酸によって酸化
されないものが好ましい。また、被溶解物がエステル化
合物であることから、極性を有するものが好ましい。具
体的には、過酸化水素溶液に用いたアルコール類、ケト
ン類などがあげられる。なお、エステル化合物が液体で
ある場合においても過酸化水素溶液との相溶性をよくす
る目的で適量の有機溶媒を加えることができる。

【００１４】本発明の過酸の製造方法における反応温度
は、反応の効率と安全性を考慮すると、通常、反応系が
固化する低温以上でかつ反応系が沸騰する高温以下で行
われることが望まれる。具体的温度は使用するエステル
化合物、有機溶媒によって異なるが、エステル化合物と
して酢酸イソブチルを用いた場合は、酢酸イソブチルの
融点である−９９℃から沸点である１１７℃の範囲で行
われるのが良い。さらに反応効率の面からすれば−３０
℃以上が望ましく、安全性の面からすれば８０℃以下が
望ましい。

【００１５】反応は殆どの場合に短時間で終了するが、
完全に反応を終結させるためにはさらに反応時間を延ば
すことができる。通常、反応時間は５分〜２４時間程度
である。

【００１６】こうして得られた過酸は、生成系から、蒸
留、水または溶剤抽出（エステル化合物と混合しない極
性の有機溶剤）、カラム分離等の手段により分離でき
る。

【００１７】なお、本発明の製造方法に用いる装置は、
前記の反応温度に耐え、かつ過酸化水素および過酸の急
激な分解を引き起こす物質、例えば金属分、高分子、化
学物質などの付着しないものが安全上望ましい。反応器
の材質も前記の反応温度に耐え、かつ過酸化水素および
過酸の急激な分解を引き起こす材料で作られていなけれ
ば特に制限はない。また、撹拌設備のあるものが望まし
い。

【００１８】

【発明の効果】本発明では、過酸の原料としてカルボン
酸を用いていないため、製造装置の腐食等の問題を最小
限に止めることができる。また、製造された過酸は、エ
ステル化合物中に存在するため、エステル化合物と過酸
の性質の違いを利用して生成系内から容易に過酸を分離
することができる。

【００１９】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。なお、％は特記しない限りいずれも重量基準
である。

【００２０】実施例１ 還流管を備えた１００ｍｌのガラス製三つ口フラスコに
酢酸ブチル２０ｇ（１９２ミリモル）、酸触媒としてメ
タンスルフォン酸０．５ｇを加えた。室温（２５℃）に
て電磁撹拌を行いながら６０％過酸化水素水１．３９ｇ
（２４．５ミリモル）を５分かけて滴下した。その後、
室温にて電磁撹拌を行いながら５時間放置した。この反
応液を０．１規定過マンガン酸カリウムで滴定し過酸化
水素量を定量した。続いて、よう素滴定法にて過酢酸量
を定量した。その結果、過酸化水素の残存量は３．３６
ミリモル、過酢酸の生成量は、２１．１４ミリモル（過
酢酸の収率は８６モル％）であった。

【００２１】実施例２〜１０、比較例１〜２ 実施例１において、エステル化合物の種類、酸触媒の種
類および反応温度のうち少なくともひとつを表１に示す
ように変えた他は実施例１と同様の操作を行い、また実
施例１と同様にして過酸化水素と過酸を確認した。過酸
の収率を表１に示す。

【００２２】なお、実施例において得られた過酸は、安
定剤としてジオクチル二水素ピロリン酸エステルを加え
た後減圧蒸留することで原料のエステル化合物から容易
に分離できた。

【００２２】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エステル化合物と過酸化水素を、酸触媒
   存在下で混合し、エステル化合物を酸化することを特徴
   とする過酸の製造方法。
2. 【請求項２】 エステル化合物が、酢酸、プロピオン酸
   または酪酸と炭素数１〜６のアルコールとのエステル化
   合物である請求項１記載の製造方法。
3. 【請求項３】 酸触媒が、硫酸またはスルフォン酸基を
   有する化合物である請求項１または２記載の製造方法。