JPH11180932A - α−ケトカルボン酸エステルの製造方法 - Google Patents

α−ケトカルボン酸エステルの製造方法

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JPH11180932A
JPH11180932A JP9350846A JP35084697A JPH11180932A JP H11180932 A JPH11180932 A JP H11180932A JP 9350846 A JP9350846 A JP 9350846A JP 35084697 A JP35084697 A JP 35084697A JP H11180932 A JPH11180932 A JP H11180932A
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JP
Japan
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producing
acid ester
alkali metal
ketocarboxylic
ketocarboxylic acid
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JP9350846A
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English (en)
Inventor
Takae Ono
孝衛 大野
Keiko Funabashi
圭子 舩橋
Shinzo Imamura
伸三 今村
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】汎用の反応装置を用いて、工業的に安価に利用
可能な薬剤で、α−ヒドロキシカルボン酸エステルから
α−ケトカルボン酸エステルを高収率で製造する。 【解決手段】式(1) (式中、R1はアルキル基、シクロアルキル基、非置換
もしくは置換アリール基またはアラルキル基を表し、R
2はC4以下の低級アルキル基を表す)で示されるα−
ヒドロキシカルボン酸エステルを、臭素の存在下で次亜
塩素酸アルカリ金属塩で酸化することを特徴とするα−
ケトカルボン酸エステルの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明で得られるα−ケトカ
ルボン酸エステルの代表物質であるピルビン酸エステル
は各種の有機化合物の中間体として有用な物質であり、
特に医薬品、農薬、化粧品などの分野で今後需要の増大
が期待される。またピルビン酸アルキルを加水分解する
ことで得られるピルビン酸は生体内代謝経路の中間体で
あり、飲料の添加物や培地成分として有用ある。またベ
ンジルピルビン酸エステルは数種類の血圧降下剤の原料
として利用されており、α−ケトカルボン酸構造を持っ
た化合物は今後も合成原料として利用される可能性が高
い。
【0002】
【従来の技術】乳酸エステルからピルビン酸エステルを
製造する従来技術としては、触媒の存在下空気または酸
素と気相で反応させる提案が特開昭52−39624、
特公昭57−24336、特公昭61−41503、特
開平5−17404などで知られているが、いずれも特
殊な触媒と200℃以上で反応させる設備が必要であ
る。一方、比較的反応温度が低い液相法の提案として特
開昭58−61236と特開平1−242554がある
が、前者は転化率が30〜50%と低く、後者は取扱が
難しい過酸化水素を酸化剤とし、好ましくは反応を加速
するために光の照射を必要とする。またα−ヒドロキシ
カルボン酸エステルをα−ケトカルボン酸エステルに変
換する方法として特開昭60−184050と特開平1
−305053が知られているが、ルテニウムのような
高価な金属触媒が必要な上に、ヒドロペルオキシドや臭
素酸塩など危険な薬品を使用し、工業的な製法と言い難
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特別な反応
装置や危険な薬品を使用せず、出来るだけ温和な条件か
つ高収率でα−ヒドロキシカルボン酸エステルをα−ケ
トカルボン酸エステルに変換する方法を製造する工業的
製造法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
解決について鋭意検討の結果、パルプや繊維の漂白剤や
水処理剤として大量に生産されており取扱も比較的容易
で安価な次亜塩素酸アルカリ金属塩の水溶液を酸化剤と
して用い、触媒量の臭素の存在下、混和しない有機溶媒
との2層系で反応させると、α−ヒドロキシカルボン酸
エステルからα−ケトカルボン酸エステルを温和な条件
で製造出来ること見いだし、本発明が完成するに至っ
た。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明は、前記一般式(1)で示
されるα−ヒドロキシカルボン酸エステルを原料とす
る。ここで、R1は、アルキル基、シクロアルキル基、
非置換もしくは置換アリール基またはアラルキル基を表
すが、炭素数1から12のものが好ましく、R2は炭素
数4以下の低級アルキル基である。さらに好ましくは、
R1がメチル基、R2がメチル基またはエチル基の乳酸
メチルエステルまたは乳酸エチルエステルである。
【0006】酸化剤として用いる次亜塩素酸アルカリ金
属塩は反応を完結させるため1当量以上必要であるが、
3当量以下、好ましくは0.8〜2当量使用する。また
次亜塩素酸アルカリ金属塩水溶液中の次亜塩素酸アルカ
リ金属塩の濃度は市場で流通している6〜15%のもの
をそのまま使用しても良いが、5〜25%の範囲に調製
して使用することが出来る。
【0007】次亜塩素酸アルカリ金属塩としては、次亜
塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウムなどが使用で
き、次亜塩素酸ナトリウムが好ましい。
【0008】触媒として用いる臭素の量は多過ぎるとα
−ケトカルボン酸エステル以外の副生物が多くなり、少
な過ぎると反応が遅くなるので、α−ヒドロキシカルボ
ン酸エステル1モルに対し10〜300ミリモル、好ま
しくは50〜200ミリモル使用すると良い。
【0009】使用する有機溶媒は臭素、次亜塩素酸アル
カリ、α−ヒドロキシカルボン酸エステル、α−ケトカ
ルボン酸エステルのいずれの化合物にも不活性で水と混
和しないものであれば使用でるが、ジクロルメタン、
1,2−ジクロルエタン、クロルベンゼンなどの塩素化
炭化水素が好ましく用いられる。また有機溶媒の使用量
は次亜塩素酸アルカリ金属塩水溶液の使用量により適宜
選択されるが、通常は水溶液の使用量に対し0.3〜2
重量倍使用する。
【0010】反応を円滑に進めるためには反応温度が重
要であり、通常は25℃〜80℃で実施するのが好まし
い。使用する溶媒の沸点により常圧で80℃近辺の反応
温度を保つことが困難な場合は若干加圧にして実施す
る。
【0011】反応方法にも若干の工夫をするのが好まし
く、最も好ましいのは、設定の反応温度を保持した臭
素、α−ヒドロキシカルボン酸エステルと有機溶媒の撹
拌系に、pHを7以下、特に好ましくはpH1〜3に保
ちながら次亜塩素酸アルカリ金属塩水溶液を逐次添加す
る方法であるが、酸性条件下で反応させる事以外はこの
方法に限定されるものではない。
【0012】また波長約250〜700nmの可視光線
または近紫外線の存在下で実施すると反応が1〜2割加
速されるが、臭素の使用量や反応温度で反応時間は補完
出来るので、光の照射は必要条件でない。
【0013】反応の経過ならびに終結はガスクロマトグ
ラフィー分析で判定できるので、終了後必要な場合は重
炭酸ナトリウムなどで中和した後、過剰の酸化剤を重亜
硫酸ナトリウムなどの還元剤で酸化剤を失活させ、有機
層にあるα−ケトカルボン酸エステルを蒸留などの通常
の単離・精製法で取り出す。
【0014】
【実施例】
【0015】
【実施例1】0〜5℃の水で冷却できるコンデンサー、
温度計、pHメーターの端子、次亜塩素酸ソーダ水溶液
が定量的の供給できる供給口を装着した200mlの4
つ口フラスコに1,2−ジクロルエタン67.3g、臭
素3.2g(20mmモル)、乳酸エチル11.8g
(100mmモル)を仕込み、マグネチックスターラー
で撹拌しながら有効塩素13.6%,遊離アルカリ0.
9%、NaCl12.3%の次亜塩素酸ソーダ水溶液6
0.3gを2.5時間かけて定量ポンプで仕込んだ。こ
の間、内温を70℃に保った。仕込み終了後同じ温度で
さらに1.5時間加熱を継続した。この時点でガスクロ
マトグラフィーで分析したところ、ピルビン酸エチル1
0.4g、原料の乳酸エチル0.04gであることが分
かった。反応液を室温まで冷却後、酸性炭酸ソーダ3.
0gと酸性亜硫酸ソーダ1.2gで中和、還元した後
1,2−ジクロルエタン層と水層を分離し、さらに同重
量の1,2−ジクロルエタンで水層を洗浄、1,2−ジ
クロルエタンそうを集めてガスクロマトグラフィーで分
析したところピルビン酸エチルが10.0g(収率86
%)存在している事が分かった。
【0016】
【実施例2】実施例1と同じ装置、同じ方法で、次亜塩
素酸ソーダ水溶液を有効塩素13.8%,遊離アルカリ
0.57%、NaCl3.19%のもの59.4gに変
更し反応を実施した。反応終了時のガスクロマトグラフ
ィー分析でのピルビン酸エチル、乳酸エチルの含有量は
それそれ9.9gと0.6gであった。
【0017】
【実施例3】実施例1と同じ装置、同じ方法で、原料の
乳酸エチルを乳酸メチル(10.4g、100mmモ
ル)に代えて実施した。反応終了時のガスクロマトグラ
フィー分析でのピルビン酸メチル8.7g(収率85
%)であった。
【0018】
【実施例4】実施例1と同じ装置、同じ方法で、臭素の
使用量を2.4g(15mmモル)に代えて、反応温度
を40〜50℃、反応時間を7時間に延ばし実施した。
反応終了時のガスクロマトグラフィー分析でのピルビン
酸エチル10.0g(収率86%)、未反応の乳酸エチ
ルは0.4gであった。
【0019】
【実施例5】実施例1と同じ装置、同じ方法で、溶媒を
シクロヘキサン67gに代えて実施した。反応終了時の
ガスクロマトグラフィー分析でのピルビン酸エチル、乳
酸エチルの含有量はそれそれ9.2gと0.8gであっ
た。
【0020】
【実施例6】0〜5℃の水で冷却できるコンデンサー、
温度計、pHメーターの端子、次亜塩素酸ソーダ水溶液
が定量的の供給できる供給口を装着した200mlの4
つ口フラスコに1,2−ジクロルエタン67.3g、臭
素2.4g(15mmモル)、乳酸エチル11.8g
(100mmモル)を仕込み、フラスコ外部から100
ワット白熱電球で照射すると共にマグネチックスターラ
ーで撹拌しながら内温を50〜60℃に保ち,有効塩素
13.6%,遊離アルカリ0.9%、NaCl12.3
%の次亜塩素酸ソーダ水溶液60.3gを1.5時間か
けて定量ポンプで仕込んだ。仕込み終了後同じ温度でさ
らに2.0時間加熱を継続した。この時点でガスクロマ
トグラフィーで分析したところ、ピルビン酸エチル1
0.4g、原料の乳酸エチル0.01gであることが分
かった。
【0021】
【実施例7】0〜5℃の水で冷却できるコンデンサー、
温度計、pHメーターの端子、次亜塩素酸ソーダ水溶液
が定量的の供給できる供給口を装着した200mlの4
つ口フラスコに1,2−ジクロルエタン67.3g、臭
素3.2g(20mmモル)、ベンジル乳酸エチル2
0.8g(100mmモル)を仕込み、マグネチックス
ターラーで撹拌しながら有効塩素136%,遊離アルカ
リ0.9%、NaCl12.3%の次亜塩素酸ソーダ水
溶液60.3gを2.0時間かけて定量ポンプで仕込ん
だ。この間、内温を70℃に保った。仕込み終了後同じ
温度でさらに2.0時間加熱を継続した。この時点でガ
スクロマトグラフィーで分析したところ、ベンジルピル
ビン酸エチル17.6g、原料のベンジル乳酸エチル
0.1gであることが分かった。反応液を室温まで冷却
後、酸性炭酸ソーダで中和し、さらに、20mmモルの
酸性亜硫酸ソーダで還元し他後1,2−ジクロルエタン
層と水層を分離し、さらに同重量の1,2−ジクロルエ
タンで水層を洗浄、1,2−ジクロルエタンそうを集め
てガスクロマトグラフィーで分析したところベンジルピ
ルビン酸エチルが16.5g(収率80%)存在してい
る事が分かった。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、汎用の反応装置を用い
て、工業的に安価に利用可能な薬剤で、α−ヒドロキシ
カルボン酸エステルからα−ケトカルボン酸エステルを
高収率で製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07C 69/738 C07C 69/738 Z

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1) 【化1】 (式中、R1 はアルキル基、シクロアルキル基、非置換
    もしくは置換アリール基またはアラルキル基を表し、R
    2 はC4 以下の低級アルキル基を表す)で示されるα−
    ヒドロキシカルボン酸エステルを、臭素の存在下で次亜
    塩素酸アルカリ金属塩で酸化することを特徴とするα−
    ケトカルボン酸エステルの製造方法。
  2. 【請求項2】次亜塩素酸アルカリ金属塩がα−ヒドロキ
    シカルボン酸エステルに対して0.8〜2当量であるこ
    とを特徴とする請求項1のα−ケトカルボン酸の製造方
    法。
  3. 【請求項3】次亜塩素酸アルカリ金属塩を水溶液として
    添加することを特徴とする請求項1または2に記載のα
    −ケトカルボン酸の製造方法。
  4. 【請求項4】次亜塩素酸アルカリ金属塩水溶液が5〜2
    5重量%の次亜塩素酸アルカリ金属塩を含むことを特徴
    とする請求項1から3のいずれに記載のα−ケトカルボ
    ン酸の製造方法。
  5. 【請求項5】臭素の触媒量が使用するα−ヒドロキシカ
    ルボン酸エステル1モル当たり10〜300ミリモルで
    あることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載
    のα−ケトカルボン酸の製造方法。
  6. 【請求項6】臭素、次亜塩素酸アルカリ金属塩、α−ヒ
    ドロキシカルボン酸エステル、α−ケトカルボン酸エス
    テルのいずれの化合物にも不活性で水と混和しない有機
    溶媒中で実施することを特徴とする請求項1から5のい
    ずれかに記載のα−ケトカルボン酸の製造方法。
  7. 【請求項7】波長約250〜700nmの可視光線また
    は近紫外線の存在下で実施することを特徴とする請求項
    1から6のいずれかに記載のα−ケトカルボン酸の製造
    方法。
  8. 【請求項8】一般式(1)のR1 がメチル基である請求
    項1から7のいずれかに記載のα−ケトカルボン酸の製
    造方法。
  9. 【請求項9】一般式(1)のR2 メチル基またはエチル
    基である請求項1から7のいずれかに記載のα−ケトカ
    ルボン酸の製造方法。
  10. 【請求項10】反応温度が30〜80℃である請求項1
    から10のいずれかに記載のα−ケトカルボン酸の製造
    方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003000638A1 (fr) * 2001-06-20 2003-01-03 Kuraray Co., Ltd. Procede de preparation d'esters d'acide 2-oxocarboxylique

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003000638A1 (fr) * 2001-06-20 2003-01-03 Kuraray Co., Ltd. Procede de preparation d'esters d'acide 2-oxocarboxylique
EP1405841A4 (en) * 2001-06-20 2004-12-22 Kuraray Co METHOD FOR PRODUCING 2 OXOCARBONIC ACID ESTERS
US6897335B2 (en) 2001-06-20 2005-05-24 Kuraray Co., Ltd. Process for preparation of 2-oxocarboxylic acid esters

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