JPS6045627B2 - マロン酸ジアルキルエステルの製造法 - Google Patents

マロン酸ジアルキルエステルの製造法

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JPS6045627B2
JPS6045627B2 JP52120495A JP12049577A JPS6045627B2 JP S6045627 B2 JPS6045627 B2 JP S6045627B2 JP 52120495 A JP52120495 A JP 52120495A JP 12049577 A JP12049577 A JP 12049577A JP S6045627 B2 JPS6045627 B2 JP S6045627B2
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JP
Japan
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complex
cobalt carbonyl
mol
manufacturing
malonic acid
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昇 園田
博司 田中
彰 平野
英夫 灰谷
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Nihon Nohyaku Co Ltd
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Nihon Nohyaku Co Ltd
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    • 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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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマロン酸ジアルキルエステルの製法に関する。
更に詳しくは本発明は、ジハロゲン化メタン、一酸化炭
素及びアルコールをコバルトカルボニル錯体及び塩基性
作用物質の存在下に反応させることを特徴とするマロン
酸ジアルキルエステルの製法に関する。本発明によれば
対称型マロン酸ジアルキルエステルを一工程で製造する
ことができ収率は極めて良好であるので工業的規模に於
ける当該マロン酸エステルの製法として有用である。
マロン酸ジアルキルエステルの製法としては、次に示す
方法が既に知られている。
(イ)クロル酢酸をシアン化アルカリと反応させシアノ
酢酸を合成しニトリルをケン化したのちエステル化する
方法(ウルマン、12,192(1960))。
(ロ)酢酸カリウムを炭酸カリウムの存在下に一酸化炭
素(特公昭46−26926号)または二酸化炭素(特
公昭46−28523号)を反応させマロン酸カリウム
塩を合成したのちエステル化する方法。
(ハ)酢酸エステルをアルカリ金属アルコラートの存在
下に二酸化炭素を反応させマロン酸モノエステルを合成
したのちエステル化する方法(特開昭49−3661鰐
)。
(ニ)ハロゲン化酢酸アルキルエステルを一酸化炭素と
コバルト化合物を含有する触媒の存在下で反応させてマ
ロン酸ジアルキルエステルを合成する方法(特開昭50
−111015号、同51−146414号)。
公知の方法はいずれも酢酸誘導体の有するカルボニル基
をマロン酸のカルボニル基の1つとして利用し他の1つ
を導入するについての方法を明らかにしている。
これに対して本発明の方法は、酢酸誘導体を使用するこ
となく、二個のカルボニル基を一酸化炭素の挿入により
、まかない且つ同時にエステル化を行うマロン酸エステ
ルの一工程による合成方法を提供するものである。
本発明の方法は、図式的に次式の如く表わすことのでき
る反応を利用するものである。
(式中Rはアルキル基、X,.Yはクロルまたはブロム
原子を示す)本発明の方法を行なうには、ジハロゲン化
メタンに一酸化炭素及びアルコールをコバルトカルボニ
ル錯体の触媒量の存在下及び塩基性作用物質の存在下に
反応させればよい。
この反応は常圧下でも進行するが工業的規模での実施に
は余り実際的でなくまた一酸化炭素の有効利用等の理由
から密閉加圧下に行なうのが都合よい。加圧程度は20
〜9呟圧が好適である。反応温度は70〜140℃好適
には100〜120℃である。
アルコールは、好適にはメタノール、エタノール、プロ
パノール、イソプロパノール、n−ブタノールの如き低
級アルコールである。
このアルコールは、溶媒としても働かせることができる
。勿論、溶媒として例えば脂肪族若しくは環状エーテル
、ケトン、エステルの如き不活性溶剤を用いることもで
きる。しかし、この反応が通常懸濁状態で行なわれるの
で反応を円滑に進めるためには、適当な溶剤を使用する
ことは望ましいことである。塩基性作用物質としては、
好適には、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の炭酸塩
、重炭酸塩、酢酸塩、水酸化物、酸化物、アルコラート
並びにピリジン等の第三級アミンを例示することができ
る。
塩基性作用物質の使用量は理論的にはジハロゲン化メタ
ン1モルに対し一酸塩基性作用物質では2モル、二酸塩
基性作用物質では1モルが必要であるが、やや過剰に使
用しても差支えない。
コバルトカルボニル錯体はコバルトカルボニル●ホスフ
ィン錯体及びコバルトカルボニル●ピリジン錯体から選
べば良い。このような錯体は、反応系中て生成せしめて
もよいし、系外て別途に調製したものであつてもよい。
例えば前者の場門合、コバルトカルボニルつまりオクタ
カルボニルジコバルトCO2(CO)8に触媒量の錯体
を形成すべきホスフィン若しくはピリジンを系中に存在
せしめ同時に本発明の反応を進行せしめる方法である。
ここにコバルトカルボニルと錯体を形成すべ)きホスフ
ィンとしては好適にはトリ置換ホスフィンを示すことが
でき、例えばトリフェニルホスフィン、トリアルキルホ
スフィンを包含する。従つて、コバルトカルボニル●ホ
スフィン錯体の代表例としてはCO2(CO)6(PX
3)2なる式で示される錯体(式中Xはアリール基また
はアルキル基を示す)であつて例えは次のものを包含す
る。ヘキサカルボニルジコバルト●ビス(トリフェニル
ホスフィン)錯体ヘキサカルボニルジコバルト●ビス(
トリーn−ブチルホスフィン)錯体ヘキサカルボニルジ
コバルト●ビス(トリーn−オクチルホスフィン)錯体
コバルトカルボニル●ピリジン錯体には次式が与えられ
る。
コバルトカルボニル錯体の使用量は触媒量であればよく
、ジハロゲン化メタン1モルに対して1′5〜1120
0モル好適には1110〜1120モルの範囲から適宜
に定めればよい。
従つて、系中に錯体を形成せしめる場合には上記触媒量
の生成が得られる如く添加すべきコバルトカルボニル及
びホスフィン若しくはピリジン量を調整すべきである。
コバルトカルボニル錯体は、反応終了後回収することが
でき、回収された錯体はそのまま、または例えば希硫酸
で洗浄後再使用することができる。
ところで、本発明の方法に於ける各種原料成分の使用量
比は、理論的には、ジハロゲン化メタン1モルに対し一
酸化炭素及びアルコール共に2モルであるが、反応を円
滑に進行させるためには、ジハロゲン化メタン1モルに
対して一酸化炭素を理論量よりやや過剰乃至8モル、ア
ルコールを3〜16モル使用するのがよい。
ジハロゲン化メタンは、ジクロルメタン、ジプロムメタ
ン、及びブロムクロルメタンを包含する。
なかでもジクロルメタンは安価に入手可能なのでそれだ
け有利に使用されうる。従つて、本発明の方法を行なう
には、上に述べた種々の説明を考慮しながら、一酸化炭
素を他の−反応剤及び触媒並びに塩基を含む溶液または
懸濁液に強制的に導通すればよいのであるが、しかし、
反応操作上部合のよい組合せで反応剤、触媒または塩基
をあらかじめオートクレーブにとり、残された反応剤、
触媒または塩基を添加する前にまたは後にまたは同時に
一酸化炭素を導通してもよい。
触媒を反応系中で生成せしめる場合てあつても、基本的
操作には、変りない。尚、一酸化炭素は不活性ガスで稀
釈した形で使用してもよい。反応時間は、加圧の程度、
反応剤の種類その他によつて変動するが6〜2@間反応
させれば充分である。反応終了後、冷却し反応物に水を
加えて適当なj酸例えは硫酸て酸性とし溶剤で抽出し乾
燥ののち溶剤を留去すれば目的とするマロン酸ジアルキ
ルエステルを好収率で得ることができる。
本発明の方法は、マロン酸ジアルキルエステルを一工程
て好収率で得ることができるばかりでなく、触媒も90
%以上を錯体として回収可能てあり且つ触媒能力の低下
は認められす再使用することができるので、循環的な製
造に有利に適用できる。
更に、本発明方法によれば、原料としてジクロルメタン
、ジプロムメタンを使用することもで゛き、触媒として
単にコバルトカルボニルを使用する方法に比較して原料
の選択が制約されす、工業的規模での実施上極めて有利
である。実施例1 マロン酸ジメチルエステルの合成内
容積130m1のオートクレーブにジクロルメタン10
.2g(0.12モル)、ピリジン12.6g(0.1
6モル)、メタノール20.5g(0.64モル)、コ
バルトカルボニルCO2(CO)82.7g(0.00
8モル)、トリフェニルホスフィン4.2g(4).0
16モル)、一酸化炭素45気圧(0.16モル)を仕
込み攪拌しながら120℃で2橋間反応させる。
反応終了後水を加え硫酸で酸性としエーテルて抽出する
。無水硫酸ナトリウムで乾燥後溶媒を留去すればマロン
酸ジメチルエステル2.1g(純度66.7%)を得る
。生成したマロン酸エステルの収率は反応に消費された
ジクロルメタンに対し72.2%であつた。(注)本実
施例では、ジクロルメタンは多い目に 使用した。
実施例2 マロン酸ジエチルエステルの合成内容積50
0ntのオートクレーブにジクロルメタン18.7g(
0.22モル)、炭酸ナトリウム19.3g(0.14
モル)、エタノール157.8g(3.43モル)、コ
バルトカルボニル3..4g(イ).01モル)、トリ
フェニルホスフィン6.6g(0.025モル)、一酸
化炭素85気圧(イ).95モル)を仕込み攪拌しなが
ら70℃〜135℃で2碕間反応させる。
反応終了後実施例1に準じて後処理すればマロン酸ジエ
チルエステル6.7g(純度61.2%)を得る。収率
53.2%(対ジクロルメタン消費量)。実施例3 マ
ロン酸ジーn−プロピルエステル の合成実施例1
に準じジクロルメタン6.4g(イ).075モル)、
水酸化カリウム5.6g(0.1モル)、プロパノール
18.0g(0.3モル)、コバルトカルボニル1.7
g(0.005モル)、トリフェニルホスフィン2.6
g(4).01モル)、一酸化炭素47気圧(イ).1
9モル)を用いて120℃で2肴間反応させてマロン酸
ジーn−プロピルエステル3.7g(純度67.6%)
を得た。
収率65.3%(対ジクロルメタン消費量)。実施例4
マロン酸ジイソプロピルエステルの 合成実施例
1に準じジクロルメタン4.3g(0.05モル)、炭
酸カリウム6.9g(0.05モル)、イソプロパノー
ル18.0g(0.3モル)、コバルトカルボニル1.
7g(0.005モル)、トリフェニルホスフィン2.
6g(0.01モル)、一酸化炭素(イ)気圧(0.3
6モル)を用いて120℃で2橋間反応させてマロン酸
ジイソプロピルエステル3.2g(純度68.8%)を
得た。
収率66.7%(対ジクロルメタン消費量)。実施例5
〜7 マロン酸ジイソプロピルエステ ルの
回収触媒による合成実施例4の合成後回収し稀硫酸で洗
浄したヘキサカルボニルジコバルト●ビス(トリフェニ
ルホスフィン)錯体を4.1g(0.005モル)用い
て実施例1に準じて5回反復合成実験をし、触媒の再使
用性を検討した。
実施例8 マロン酸イソプロピルエステルの合実施例1
に準じジプロムメタン8.6g(0.05モル)、炭酸
カリウム6.9g(0.05モル)、イソプロパノール
18.0g(0.3モル)、コバルトカルボニル1.7
g(0.005モル)、トリフェニルホスフィン2.6
g(0.01モル)、一酸化炭素41気圧(0.14モ
ル)を用いて120℃で2橢間反応させてマロン酸ジイ
ソプロピルエステル4.1g(純度65.9%)を得た
。
収率78.0%(対ジプロムメタン消費量)。実施例9
マロン酸ジイソプロピルエステルの 合成実施
例1に準じブロムクロルメタン9.8g(イ).075
モル)、炭酸カリウム6.9g(イ).05モル)、イ
ソプロパノール18.0g(0.3モル)、回収ヘキサ
カルボニルジコバルト●ビス(トリフェニルホスフィン
)錯体4.1g(0.005モル)、一酸化炭素5直圧
(イ).26モル)を用いて100℃で24B1間反応
させてマロン酸ジイソプロピルエステル5.8g(純度
60.3%)を得た。
収率68.6%(対ブロムクロルメタン消費量)。尚、
回収触媒に代えて、系外で別途合成した未使用ヘキサカ
ルボニルジコバルト●ビス(トリフェニルホスフィン)
錯体を使用し上記と同様に操作して、目的物を4.5g
(純度66.7%)を得た。
収率73.5%(対ブロムクロルメタン消費量)。実施
例10マロン酸ジーn−ブチルエステルの 合成
実施例1に準じジクロルメタン6.4g(0.075モ
ル)、炭酸カリウム6.9g(0.05モル)、n−ブ
タノール18.5g(0.25モル)、コバルトカルボ
ニル1.7g゛(4).005モル)、トリーn−ブチ
ルホスフィン2.0g(イ).01モル)、一酸化炭素
48気圧(イ).2モル)を用いて120℃で2橢間反
応させて、マロン酸ジーn−ブチルエステル3.8g(
純度48.2%)を得た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ジハロゲン化メタン、一酸化炭素及びアルコールを
    コバルトカルボニル・ホスフィン錯体またはコバルトカ
    ルボニル・ピリジン錯体から選ばれるコバルトカルボニ
    ル錯体及び塩基性作用物質の存在下に反応させることを
    特徴とするマロン酸ジアルキルエステルの製法。 2 ジハロゲン化メタンがジクロルメタン、ジブロムメ
    タンまたはブロムクロルメタンである特許請求の範囲第
    1項記載の製法。 3 アルコールが低級アルコールである特許請求の範囲
    第1項記載の製法。 4 コバルトカルボニル・ホスフィン錯体がヘキサカル
    ボニルジコバルト・ビス(トリフェニルホスフィン)錯
    体、ヘキサカルボニルジコバルト・ビス(トリ−n−ブ
    チルホスフィン)錯体またはヘキサカルボニルジコバル
    ト・ビス(トリ−n−オクチルホスフィン)錯体である
    特許請求の範囲第1項記載の製法。 5 コバルトカルボニル・ピリジン錯体がノナカルボニ
    ルトリコバルト・ペンタピリジンCo_3(CO)_9
    ・(Py)_5(Pyはピリジンを示す)である特許請
    求の範囲第1項記載の製法。 6 反応系中で合成されたコバルトカルボニル錯体の存
    在下で反応させることよりなる特許請求の範囲第1項記
    載の製法。 7 塩基性作用物質がアルカリ金属若しくはアルカリ土
    類金属の炭酸塩、重炭酸塩、酢酸塩、水酸化物、酸化物
    若しくはアルコラードまたはアミンである特許請求の範
    囲第1項記載の製法。 8 一酸化炭素及びアルコールを理論量よりやや多く使
    用することよりなる特許請求の範囲第1項記載の製法。 9 コバルトカルボニル錯体を触媒量使用することより
    なる特許請求の範囲第1項記載の製法。10 コバルト
    カルボニル錯体の使用量がジハロゲン化メタン1モルに
    対して1/5〜1/200モルである特許請求の範囲第
    9項記載の製法。 11 好適にはコバルトカルボニル錯体の使用量がジハ
    ロゲン化メタン1モルに対して1/10〜1/20モル
    である特許請求の範囲第10項記載の製法。 12 密封加圧下に反応させることよりなる特許請求の
    範囲第1項記載の製法。 13 20〜90気圧の下で反応させることよりなる特
    許請求の範囲第12項記載の製法。
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