WO1999041249A1 - Processes for producing dialdehyde monoacetals - Google Patents

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WO1999041249A1
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dialdehyde
reaction
distillation
monoacetal
producing
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Yasutaka Tanaka
Hiroaki Uenakai
Giichi Shimada
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Daicel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D317/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D317/08Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3
    • C07D317/10Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings
    • C07D317/14Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
    • C07D317/26Radicals substituted by doubly bound oxygen or sulfur atoms or by two such atoms singly bound to the same carbon atom

Definitions

  • [I] of the present invention relates to a method for producing a dialdehyde monoacetal. More specifically, instead of a method of obtaining dialdehyde monoacetal directly from dialdehyde and diol, the first step of once producing intermediate dialdehyde bisacetyl, and the obtained dialdehyde And a second step of producing dialdehyde monoacetate using bisaseil.
  • the present invention [II] relates to a method for producing dalbenzyl monomonoester (GADMA) from a specific pyran and a specific diol in high yield. More specifically, the present invention relates to a method for producing GADMA at a high yield by utilizing a reaction between a specific pyran and a specific diol and a reaction between the reaction by-products.
  • TECHNICAL FIELD The present invention relates to a production method for improving the yield of GADMA by specifying distillation conditions for producing the same by distillation in the present invention [II].
  • the numbers and abbreviations of the compounds and the general formulas in the present invention [I] are as follows.
  • dialdehyde monoacetals formyl groups can be easily converted to amino groups, hydroxyl groups, carboxyl groups, amino carboxyl groups, etc., while acetal groups are extremely stable under neutral or basic conditions. Since it can be easily converted to a formyl group under acidic conditions, it is possible to easily introduce different functional groups into both terminals of dialdehyde by utilizing these properties, and to produce various compounds, especially pharmaceutical and agricultural chemical compounds. Or an important compound used as an intermediate for the production.
  • GADMA is a representative compound of the above-mentioned dialdehyde monoacetate, and is regarded as particularly important.
  • several methods have been proposed for industrial production of dialdehyde monoacetals.However, since the raw materials are preferably inexpensive and readily available as commercial industrial chemicals, dialdehydes are preferred. It has been considered that the direct production method by the reaction between diol and diol is an advantageous method.
  • GADM A is produced by using GA as a dialdehyde and EG as a diol. There is a way,
  • GADMA seems to be easily produced, but it is actually difficult to obtain GADMA in high yield.
  • the reason for this is that the above reaction is an equilibrium reaction, and that GADMA is also in chemical equilibrium with the following GADBA, which is simultaneously produced as a by-product.
  • GADMA must be isolated by distillation from the crude reaction solution containing five components of GA, GADMA, GADBA, EG and water.
  • GADBA tends to increase as water, which is a low-boiling component, usually escapes from the system, so that the yield of the target product GADMA relative to the raw material GA is only about 20% at most. This fact is clear from the description of Comparative Example I-1 described below.
  • G ADB A is formed by separating the acid catalyst (in the case of using a solid catalyst) or neutralizing (using a homogeneous catalyst) in the reaction step of GA and EG using an acid catalyst.
  • An object of the present invention is to provide an intermediate for producing pharmaceuticals, agricultural chemicals, etc. from dialdehyde and diol.
  • the aim is to find a method for efficiently producing dialdehyde monoacetal which is useful as a body.
  • An object of the present inventions [II] and [III] is to provide a high yield of GA DMA by reacting YDP such as 2-alkoxy-3,4-dihydro-2H-pyran or a nuclear-substituted derivative thereof with a diol.
  • YDP such as 2-alkoxy-3,4-dihydro-2H-pyran or a nuclear-substituted derivative thereof.
  • the reaction was carried out using a system in which diol was added to a dialdehyde in a molar ratio of twice or more, and the generated water and excess diol were
  • the first step of synthesizing almost pure dialdehyde bisacetal by distillation is carried out, and the resulting dialdehyde bisacetal is reacted with the raw material dialdehyde.
  • the generated water and excess diol are removed by distillation. It has been found that a two-step reaction method combining the second step of obtaining a dialdehyde monoacetal by removal is the most reliable method for producing a dialdehyde monoacetal.
  • a first aspect of the present invention is a method for producing dialdehyde monoacetate (III) from dialdehyde (I) and diol (II).
  • dialdehyde (I) and dialdehyde (I) are used in a molar ratio.
  • the dialdehyde bisacetal (IY) is obtained by reacting the dialdehyde bisacetal (IY) twice or more with the diol (II).
  • the dialdehyde bisacetal (IV) and the dialdehyde (I) are reacted.
  • a method for producing dialdehyde monoacetal is a method for producing dialdehyde monoacetate (III) from dialdehyde (I) and diol (II).
  • R 1 represents a hydrocarbon residue.
  • R 2 represents a hydrocarbon residue
  • a second aspect of the present invention is to provide the method for producing a dialdehyde monoacetal according to the first aspect of the present invention, wherein the reaction of the first step and the second step or the second step is performed in the presence of an acid catalyst. I do.
  • a third aspect of the present invention is the dialdehyde according to the first aspect of the present invention, wherein the dialdehyde (I) used in the reaction with the dialdehyde bisacetal (IV) is an anhydrous dialdehyde. Provided is a method for producing a monoacetal.
  • the present invention [I1] and [1II] are the following fourth to tenth aspects of the present invention.
  • a fourth aspect of the present invention is to react 2-Y-3,4-dihydro-2H-pyran represented by the following general formula U) or a nucleus-substituted derivative thereof with a diol represented by the following general formula (ii).
  • a diol represented by the following general formula (ii) In the production of dartartaldehyde monoacetate represented by the following general formula (iii), dartartaldehyde (iv), one by-product of the first-stage reaction, and other by-products
  • a method for producing dartal aldehyde monomonoacetal which comprises subjecting daltaraldehyde bisacetal (V) to a second-stage reaction to produce glutaraldehyde monoacetyl (iii). .
  • Y represents a hydroxy group, an alkoxy group, an aryloxy group or an aryloxy group.
  • R represents a divalent saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
  • a fifth aspect of the present invention is to carry out an initial distillation operation for removing low-boiling components in the step of isolating glutaraldehyde monoacetate from the reaction crude liquid of the first step by distillation operation, and to set the distillation tank temperature at 100 ° C.
  • glutaraldehyde monoacetyl (iii) was produced from by-products by heating the reaction crude liquid after the completion of the first stage reaction to 100 to 200 ° C.
  • a seventh aspect of the present invention is the fourth aspect of the present invention, wherein 2-Y-3,4-dihydro-12H-pyran is 2-methoxy-13,4-dihydro-2H-pyran and the diol is ethylene glycol.
  • a process for the preparation of the described dartharaldehyde monoacetyl is provided.
  • An eighth aspect of the present invention is characterized in that the reaction crude liquid of the first step is separated into a fraction containing glutaraldehyde as a main component and a fraction containing glutaraldehyde monoacetal as a main component by distillation. And a method for producing the seventh tartaraldehyde monoacetal.
  • a ninth aspect of the present invention is that the distillation column has a can temperature of 130 to 142, a column top pressure of 25 to 35 Torr, and An eighth method for producing datalaldehyde monoacetal according to the present invention, wherein the top temperature is in the range of 95 to 119 ° C. is provided.
  • a tenth aspect of the present invention is that, when separating a fraction containing glutaraldehyde monoacetal as a main component, the distillation column has a can temperature of 142 to 168: and a column top pressure of 25 to 35 T orr, a method for producing an eighth or ninth tartaraldehyde monoacetal according to the present invention, wherein the tower top temperature is in the range of 119 to L24.
  • dialdehyde (I) that can be used in the present invention [I] include glutaraldehyde, malondialdehyde, succindialdehyde, i3-methyldaltaraldehyde, adipindialdehyde, maledialdehyde, terephthalaldehyde, and the like. And aliphatic and aromatic dialdehydes.
  • dialdehydes which do not contain water, have a high purity and easily form a multimer, so that long-term storage is difficult. Therefore, commercially available dialdehydes are generally 50% by weight or less in aqueous solution. It has the form of
  • the presence of water in the dialdehyde (I) is due to the reaction of the dialdehyde bisacetal by the reaction with the diol ( ⁇ ) in the first step of the present invention [I] (hereinafter abbreviated as the first step of [I]).
  • the first step of [I] it is preferably substantially the same as the dialdehyde in the second step of the present invention [I] described below (hereinafter abbreviated as the second step of [I]). It is preferably anhydrous.
  • the formation of dialdehyde monoacetal (III) is inhibited due to chemical equilibrium. Prior to the reaction, water in the dialdehyde (I) is desirably removed as much as possible.
  • a dehydrating agent such as molecular sieve or calcium sulfate is preferable.
  • basic dehydrating agents such as sodium and quicklime cannot be used because they polymerize dialdehyde.
  • water can be removed by using a specific dehydrating agent, but in general, distillation is economical.
  • dialdehyde bisacetal (IV) which is another reaction raw material before it is solidified, it will not be solidified, Since it can always be handled as a liquid, it can be used industrially without any particular problems.
  • diol (II) used in the present invention examples include ethylene glycol (EG), 1,2-propylene glycol (PG), 1,3-propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4- Aliphatic and aromatic diols, such as butanediol and catechol, are listed. Especially, they are easy to separate from the target by distillation from the viewpoint of boiling point, can be obtained at low cost, and can be easily converted into acetal. EG and PG are particularly preferably used because they also have an easy return to the formyl group. Next, a method for synthesizing dialdehyde bisacetyl (IV) which plays a role as a synthetic intermediate in the present invention will be described.
  • Dialdehyde bisacetal (IV) is synthesized from dialdehyde (I) and diol (II). As described above, dialdehyde (I) is generally commercially available as an aqueous solution, and in the synthesis of dialdehyde bisacetal (IV) in the first step of [I], an aqueous solution may be used.
  • the reaction in the first step of [I] can be usually carried out without a solvent, but if necessary, an organic solvent such as hexane, heptane or toluene can be used.
  • the molar ratio of the diol (II) to the dialdehyde (I) charged in the first stage reaction of [I] is 2 stoichiometrically to 1 of the former, but the reaction is an equilibrium reaction.
  • Less than 2.1 The conversion to dialdehyde bisacetal (IV) may be insufficient.
  • Diol (II) to be removed by distillation increases, which may lead to an increase in required energy. Considering these points, it is most preferable to supply the diol in a molar ratio of 2.2 to 3.0.
  • reaction in the first step of [I] proceeds without a catalyst, but the use of an acid catalyst is advantageous industrially because a sufficient reaction rate cannot be obtained.
  • the acid catalyst examples include common acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, acetic acid, paratoluenesulfonic acid, and methanesulfonic acid, as well as various cation exchange resins, solid acids such as silica alumina, zeolite, and activated clay.
  • sulfonic acid type cation exchange resin is particularly preferable in terms of appropriate acid strength and ease of treatment after the reaction.
  • the amount of the above catalyst used depends on the type of acid used, but if the usual sulfonic acid type cation exchange resin is used, the range of 0.1 to 10 wt% of the reaction solution is used. Gives favorable results. If the amount is less than 0.1 wt%, a practically sufficient reaction rate cannot be obtained in many cases.If the amount is more than 10%, the load of catalyst separation increases. Benefits are reduced.
  • the reaction in the first stage of [I] is usually carried out at a reaction temperature of usually from 20 to 200, preferably from 30 to 150 ° C. If the temperature is lower than 200 ° C, a practically sufficient reaction rate cannot be obtained in many cases. On the contrary, if the temperature exceeds 200 ° C, by-products such as polymers tend to increase.
  • reaction mode of the first step [I] any of a batch system, a semi-batch system, and a continuous system can be used.
  • a solid catalyst is used in this reaction system, besides a reaction mode in which the catalyst is suspended and stirred in the raw material liquid, a reaction mode in which the raw material is circulated or circulated in the catalyst packed bed can be used.
  • a so-called reactive distillation method in which water generated by conversion of dialdehyde (I) to dialdehyde bisacetal (IV) is withdrawn from the system simultaneously with the reaction can be employed.
  • the reaction and the removal of water by distillation are performed in separate devices. Even if it does, the reaction from dialdehyde (I) to dialdehyde bisacetal (IV) proceeds in the bottoms of the distillation process as water distills out of the system. This means that the reaction is performed by the distillation method.
  • the dialaldehyde bisacetal (IV) obtained in the first step of the above [I] is reacted with the starting dialdehyde (I).
  • the water coexisting with the dialdehyde (I) used in this reaction reacts with the dialdehyde bisacetal (IV) coexisting in the system,
  • the diol (II) is liberated, and as a result, a reaction between the dialdehyde monoacetal (III) and the diol (II) occurs in the distillation step, whereby the yield of dialdehyde monoacetal (III) is obtained. Will be reduced. Therefore, the lower the water concentration is, the more advantageous in the yield of the dialdehyde monoacetal (III).
  • the dialdehyde (I) used in the present invention usually has a boiling point higher than that of water.
  • the residual water concentration in the dialdehyde (I) is preferably as low as possible as described above. However, it is not always necessary to make it completely anhydrous, and it is preferably 10% by weight or less. However, it is more preferable to keep it at about several percent or less. By keeping this level, it can be used without any problem in the reaction in the second stage of [I].
  • dialdehyde (I) from which water has been removed has the property of multimerizing and solidifying as described above.
  • the dialdehyde (I) polymer reacts with the dialdehyde bisacetal (IV) in the same manner as the monomer to give dialdehyde monoacetyl (III), so there is no problem in the reaction, but once it solidifies Doing so raises industrial handling problems.
  • multimerization of dialdehyde (I) is usually fairly slow and fluidity is maintained for several days, so dialdehyde (I), from which water has been removed, can quickly react in the second stage. This handling problem can be avoided by mixing with dialdehyde bisphenol (IV).
  • the most efficient molar ratio of dialdehyde (I) to dialdehyde bisacetal (IV) charged in the reaction tank is around 1.0, which is the stoichiometric ratio in the synthesis of dialdehyde monoacetal (III).
  • the initial reaction is carried out by adding a large excess of dialdehyde bisacetal (IV) to dialdehyde (I) and dialdehyde monoacetal. It is also effective to add dialdehyde (I) to dialdehyde bisphenol (IV) remaining in the can after distilling (III) to continue the reaction.
  • the reaction in the second step of the above [I] can usually be carried out without a solvent or a catalyst, but the same solvents and catalysts as those mentioned in the first step of [I] can be used.
  • the amount of catalyst used in the reaction solution is in the same range as the amount used in the first stage of [I].
  • the reaction temperature in the second stage of [I] is in the same range as the temperature performed in the first stage of [I].
  • the same reaction scheme as mentioned in the first step of [I] can be used.
  • a so-called reactive distillation method in which a catalyst is allowed to coexist in the bottom liquid of the distillation apparatus and the reaction is performed while distilling out the product may be employed.
  • the present invention [I] has made it possible to industrially and advantageously produce dialdehyde monoacetyl (III).
  • the contents of the present invention [I1] and [1II] will be described in detail.
  • YDP represented by the general formula (U, which is a raw material of the present invention, is a derivative of 2H-pyran (or ⁇ -pyran), and ⁇ represents a hydroxy group, an alkoxy group, an aryloxy group or an aralkyloxy group.
  • alkoxy groups include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.
  • aryloxy groups include phenoxy group, etc.
  • aralkyloxy groups include benzyl group, etc. Can be.
  • Specific compounds include 2-methoxy-3,4-dihydro-2 ⁇ -pyran, 2-ethoxy-1,4,4-dihydro-12 2-pyran, 2_propoxy-3,4-dihydrido 1 ⁇ 2-pyran, and 2-butoxy-13 , 4-dihydro-12-pyran, 2-phenoxy-1,3,4-dihydro-2-pyran, and the like.
  • a nuclear-substituted derivative of YDP (i) can also be used, and the pyran ring may have an alkyl group or aryl group at one or more of the five carbon atoms.
  • the alkyl group and aryl group include an alkoxy group of Y and aryloxy. Groups corresponding to the groups can be exemplified.
  • the substituent Y is displaced from the pyran ring with the production of GADM A, the target compound of the present invention, and the alcoholic compound corresponding to Y Is by-produced. Since the by-produced alcoholic compound usually needs to be separated from the target product GADMA by distillation, it is preferable that the by-product alcoholic compound be separated from GADMA in terms of boiling point, and should not form an azeotropic compound.
  • an alkoxy group corresponding to a relatively low-boiling alcohol compound such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group or a butoxy group is preferably used rather than a hydroxy group, an aryloxy group or an aralkyloxy group.
  • a linear alkylene diol is typically used, but instead of the alkylene group, a double bond is contained in a molecule.
  • a hydrocarbon group having a functional group as a triple bond, an aromatic ring or a side chain can also be used as appropriate.
  • ethylene glycol EG
  • 1,2-propylene glycol PG
  • 1,3-propylene glycol 1,4-butanediol
  • 1,3-butanediol 1,3-butanediol
  • catechol ethylene glycol
  • PG is particularly preferably used.
  • the present invention [II] will be mainly described.
  • a feature of the production method according to the present invention is that YDP (i) and diol (ii) are first reacted to produce GADMA (iii) (hereinafter referred to as the first stage of [II]). Reacting GA (iv) with GADBA (v) to produce GADMA (iii) (hereinafter referred to as [II II, second step])
  • the molar ratio of diol (ii) to (i) is usually preferably in the range of 0.5 to 1.5. You. In this case, if the molar ratio is less than 0.5, the amount of GADMA produced tends to decrease extremely.On the other hand, if the molar ratio exceeds 1.5, the amount of GADM A similarly decreases and the amount of glutaraldehyde decreases. The amount of the by-product GADBA produced by acetalization of both formyl groups at both ends tends to increase, which complicates the separation operation of GADMA.
  • reaction in the first step of [II] can be usually carried out without solvent, but if necessary, the solvents mentioned in the first step of [I] can also be used.
  • the amount of catalyst used for the reaction solution is the same as the range used in the first stage of [I].
  • reaction temperature in the first stage of [II] is the same as the range of the temperature performed in the first stage of [I].
  • reaction mode in the first step of [II] the same reaction mode as used in the first step of [I] can be used.
  • Y is an alkoxy group
  • a so-called reactive distillation method in which a monohydric alcohol generated by conversion of YDP (i) to an acetal is simultaneously extracted with the reaction and withdrawn from the system can be employed.
  • the reaction solution after the reaction is usually neutralized when a homogeneous catalyst is used, and separated by filtration or the like when a solid catalyst is used, to obtain a crude reaction solution.
  • the product GAD IA (iii) is obtained from the obtained crude reaction solution by distillation.
  • GA (iv) by-produced in the reaction is obtained as a low-boiling fraction
  • distillation is performed from the crude reaction solution.
  • the following describes the preferred distillation conditions for separating GA and obtaining the product GADMA.
  • the main component of the first first distillation is methanol.
  • the top temperature of the distillation column is 170 to 400 Torr and the top temperature is in the range of 35 to 56 ° C.
  • the main component of the second obtained fraction is GA.
  • the distillation conditions were as follows: from the viewpoint of improving the yield of GADMA of the product obtained in the main distillation described below, a can temperature of 130 to 142 ° C, a top pressure of 25 to 35 Torr, and a top temperature of 95 to 119, respectively. It is preferably within the range.
  • the distillation conditions of the main fraction are preferably in the ranges of a can temperature of 142 to 168, a top pressure of 25 to 35 Torr, and a top temperature of 119 to 124 ° C.
  • the molar ratio of GA (iv) to GADB A (v) charged to the reaction is usually preferably from 0.2 to 4.0. If it is less than 0.2, the amount of GADMA formed tends to decrease extremely.If it exceeds 4.0, the amount of GADMA formed hardly increases, and the amount of GA to be distilled and separated after the reaction increases. However, it may not be economical.
  • reaction in the second step of [II] can be usually carried out without solvent, but the same ones as mentioned in the reaction of the first step of [II] can be used.
  • reaction of the second step [II] proceeds without a catalyst, the use of an acid catalyst is more advantageous in order to obtain an industrially sufficient reaction rate.
  • Examples of the acid catalyst include the same ones used in the first-stage reaction of [II], and the same catalyst can be used.
  • the amount of the catalyst used it can be used in the same range as the amount used in the first-stage reaction of the reaction solution.
  • the reaction temperature of the second stage of [II] should be within the same range as the reaction of the first stage of [II]. Can be.
  • the mode of reaction in the second step of [II] may be the same as the mode of reaction in the first step of [II].
  • reaction solution after the reaction in the second step of [II] generally neutralizes the catalyst when a homogeneous catalyst is used, and separates the solid catalyst by filtration or the like, and then obtains the product by distillation.
  • the target component GADMA can be obtained from the by-products GADBA and GA.
  • the present invention [III] will be described.
  • GADMA which is the target compound is isolated from the crude reaction solution after the completion of the first-stage reaction of [II] by a distillation operation.
  • this GADMA (iii) is It has a significant feature that the initial distillation operation for low-boiling components in the isolation process is performed under specific conditions, ie, while maintaining the distillation bottom liquid temperature at 100 to 200 ° C. As a result, the yield of GADMA was successfully improved.
  • the reaction crude liquid obtained by removing the catalyst is a mixture containing several compounds, and is considered to be in chemical equilibrium.
  • the crude reaction solution contains GADMA (iii) as the target compound and GA (iv) and GADBA (v) in substantially the same amount as GADMA (iii), respectively.
  • the reaction crude liquid further contains alcohol which is inevitably corresponding to the substituent Y, and the alcohol is a compound of GADMA (iii) or GA (iv) and an acetal compound.
  • the form of the base compound is There are several cases as shown below,
  • R represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the equilibrium relationship is obtained by heating the reaction crude liquid after the reaction and simultaneously extracting alcohols corresponding to Y generated by decomposition of Y acetals to the outside of the system. Is transferred to the GADMA side to improve the GAD'IA yield.
  • the gist of the present invention is that the first stage reaction crude after catalyst separation After heating the liquid to 100 to 200 ° C to generate the target compound GADMA from by-products, or while generating, separate low-boiling components such as alcohols and phenols corresponding to Y by distillation. It is in. Therefore, for distillation separation of low boiling components, if the distillation is carried out immediately after heating, the can temperature may be 100 ° C or less.
  • the yield of GADMA can be improved by decomposing these Yase compounds and converting them into GADMA.
  • the above operation can be carried out without the catalyst after the completion of the reaction.However, in the step of isolating GADMA by a distillation operation from the liquid after removing the reaction or neutralizing the catalyst once, the reaction is terminated. It is more preferable to carry out. If the same operation is carried out in a distillation still in the presence of a catalyst, the side reactions such as polymerization and decomposition may progress, the yield of GADMA may decrease, the purity may decrease, and the viscosity of the residue in the tank may increase. This is advantageous because problems can be avoided.
  • the catalyst When the catalyst is removed from the reaction solution after the reaction, if the catalyst is a solid catalyst such as an ion exchange resin, a separation and removal means such as filtration is preferable, and a homogeneous method such as sulfuric acid is preferred. In the case of a system catalyst, a means for neutralization with an alkali and adsorption and removal with a solid base is preferred.
  • the end point of the reaction can be known from the fact that the raw material YDP disappears and the concentration of the product GADMA does not change with time.
  • the reaction crude liquid from which the catalyst has been removed is subjected to distillation for isolating the desired product, GADMA.
  • distillation method in addition to the batch distillation method, a continuous distillation method using a plurality of distillation columns connected to each other can also be used.
  • the distillation step first, water, alcohol, GA, and diol corresponding to Y are withdrawn in the first distillation operation.
  • the feature of the present invention resides in that this initial distillation operation is performed while maintaining the temperature of the distillation bottom liquid in the range of 100 to 200 ° C, more preferably in the range of 130 to 180 ° C. By maintaining it, it becomes possible to decompose and remove the aforementioned Y-cases. When the temperature of the distillation still is lower than 100 ° C, the decomposition reaction of the Y-acetones hardly proceeds. Conversely, if the temperature exceeds 200 ° C, the target GAD It is not preferable because side reactions such as decomposition and polymerization of MA are promoted.
  • the degree of decompression corresponding to 100 to 200 depends on the type of the substituent Y, in other words, the type of alcohol corresponding to Y present in the distillation bottom liquid, and the column internal pressure is usually at the top of the distillation column. Since it is measured, it depends on the pressure loss inherent in the distillation column, so it is difficult to define a suitable range for the internal pressure of the column.However, when Y is a methoxy group and the distillation column is a 10-stage ord-shaw type, For example, the top pressure is about 100 to 40 OTorr.
  • the Y acetals By keeping the temperature of the distillation bottom in the above range, preferably in the above range and simultaneously distilling low boiling components such as alcohols, phenols and water generated from Y, the Y acetals Decomposition and extraction of the alcohol corresponding to Y from the system proceed simultaneously, and eventually the Y-acetals disappear and are converted to the corresponding GA or G ADMA, resulting in an improved yield of GADMA . Furthermore, some of the Y-acetals are extremely close in boiling point to GADMA, and thus some compounds cause a considerable decrease in the purity of the product GADMA. On the whole, however, a significant reduction in the purity of the product GADMA can be avoided.
  • the present invention is not limited to the batch distillation method, and a plurality of distillation methods may be used. It goes without saying that a continuous distillation system using a column can also be used. According to the present invention [III] as described above, the target component GADMA can be recovered from by-products.
  • the reactor consisted of a three-necked flask equipped with a thermometer, reflux condenser and stirrer, and a heating oil bath.
  • a cation exchange resin (Amberlite IR-124, manufactured by Organo Corporation, acid type) was used.
  • the distillation apparatus consists of a distillation can, a 10-stage ordow-shaw distillation column, a condenser, a receiver, and a decompression device.
  • the flask was charged with 1,000 g of a 5 wt% aqueous solution of GA, 744 g of EG, and 30 g of a catalyst, and heated with stirring to a reaction liquid temperature of 90 ° C., and maintained for 3 hours.
  • the filtrate obtained by filtering the catalyst from the reaction crude solution after cooling was charged into a distillation tower can, and distilled at a can temperature of 80 to 160 ° C and a reduced pressure of 300 to 3 OTorr to distill water and a small amount of EG. .
  • liquid ⁇ 1,089 g of the bottom liquid contained 899 g of GADBA.
  • the filtrate obtained by filtering the catalyst from the cooled crude reaction solution was charged into a distillation column can, and distilled under reduced pressure.
  • the fraction containing GA at a concentration of 82.2% at 95 to 105 ° C / 3 OTorr was obtained.
  • g was obtained, followed by 674 g of a product fraction containing GADMA at a concentration of 94.5 wt% at 119-122 ° C / 3 OTorr.
  • the concentration of GAD BA in 62 S g of the bottom liquid was 73.
  • the amount of GADMA obtained in the product fraction based on the amount of G G used as the raw material was 44 mol%.
  • the flask was charged with 2,000 g of a 5% by weight aqueous solution of GA, 620 g of EG, and 45 g of catalyst, and heated with stirring to a reaction liquid temperature of 90 ° C., which was maintained for 3 hours.
  • the filtrate obtained by filtering the catalyst from the reaction crude liquid after cooling is charged into a can of an old-fashioned distillation column, and the can temperature is 80 to 160 ° (:, distilled at a reduced pressure of 300 to 3 OTorr, and consists of water and GA. 1,560 g of distillate (GA concentration 26.4%) were obtained, followed by 179 g of a product fraction containing 88.5 wt% of ⁇ 018 in a can temperature of 173 and a pressure reduction of 30 "10.
  • the flask was charged with 635 g of MDP, EG 345, and 17 g of the catalyst, and heated with stirring to a reaction liquid temperature of 90 ° C., which was maintained for 3 hours.
  • the filtrate obtained by filtering the catalyst from the cooled reaction crude liquid was charged into a distillation column can, and distilled under reduced pressure.
  • the can temperature was 130 ° C
  • the overhead pressure was 170 to 400 Torr
  • the overhead temperature was 35 to ⁇ 6 ° C. ° (:, overhead temperature: 95-105 ° C, 108 g of a fraction containing 81.4% of GA is obtained at Z3 OTorr
  • the can temperature is 142-168 ° (: overhead temperature.
  • Example II-1 The initial reaction and the distillation operation according to Example II-1 were carried out, and 322 g of the bottom liquid (248 g as GADBA) containing GADBA at a concentration of 77.1%, 62 g of water and 7 g of the catalyst were added. The mixture was placed in a flask and reacted at 90 ° C. for 3 hours. The composition analysis of the reaction crude liquid confirmed the production of 61 g of GADMA. The EG concentration contained in the crude reaction solution was 13.2%.
  • This filtrate is charged into a distillation column can, top pressure 400 to 17 OTorr, bottom temperature 130 to 1
  • Example II 1-1 DP 635 g (5.57 mol) and EG345 g (5. (57 mol) was reacted in the presence of 17 g of catalyst.
  • the filtrate obtained by filtering the reaction crude solution contained 73.6 g (2.30 mol) of methanol, 7.2 g (0.12 mol) of EG, 7.1 g (0.06 mol) of MDP. ), GA 104.0 g (1.04 mol), GAD IA 186.7 g (1.30 mol), GADBA 228.9 g (1.22 mol), 373.5 g of other by-products Had been.
  • This filtrate was charged into a distillation column can, and distilled at a column top pressure of 30 to 3 Torr and a vessel temperature of 60 to 70 ° C to obtain 101.39 g of a fraction containing 67.7 g (2.12 mol) of methanol. . Subsequently, at a tower pressure of 3 Torr and a vessel temperature of 70 to 89 ° C, 173.9 g of a fraction containing 95.6 g (0.956 mol) of GA was obtained, and further, a tower pressure of 3 Torr and a vessel temperature of 89 to 89 ° C. At 117 ° C, 115.8 g of a product fraction containing 1044.2 g (0.724 mol) of GADMA was obtained.
  • the remaining liquid in the can contained 231.3 g (1.23 mol) of GADBA.
  • the purity of the product was 90.0%, and the GADM A yield based on MDP was 13.0 mol%.
  • the temperature of the canister when distilling the first distillation is 100 to 200 ° C.

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Description

明 細 書 ジアルデヒドモノァセタールの製造方法 技術分野
本発明の [ I]は、 ジアルデヒドモノァセタールの製造方法に関する。 更に詳し くは、 ジアルデヒドモノァセタールを、 ジアルデヒドとジオールから直接得る方 法の代わりに、 一旦中間体のジアルデヒドビスァセ夕一ルを製造する第 1段階と、 得られたジアルデヒドビスァセ夕一ルを用いてジアルデヒドモノァセ夕一ルを製 造する第 2段階とからなる方法に関するものである。
本発明 [I I ]は、 特定のピランと特定のジオールから、 高収率下にダル夕ルァ ルデヒドモノァセ夕一ル (GADMA) を製造する方法に関する。 更に詳しくは、 特定のピランと特定のジオールとの反応に加えて、 該反応副生成物間の反応を利 用して GADMAを高い収率で製造する方法に関するものであり、 本発明 [I I I]は、 本発明 [I I ]において GADMAを蒸留して製造する際の蒸留条件を特定 することにより、 その収率を向上させる製造方法に関する。 本発明 [I]における、 化合物と一般式の番号と略号は以下の通りである。
( I ) ジアルデヒド
(II) ジオール
(III)ジアルデヒドモノァセ夕一ル
(IV) ジアルデヒドビスァセ夕一ル
但し、 本発明 [I]においても、 下記本発明 [I 1]及び[1 I I]と共通の化合物 は [I 1]及び[1 I ί]の一般式の番号と略号を使用することがある。
本発明 [I 1 ]及び[1 I I ]における、 化合物と一般式の番号と略号は以下の通 りである。
( i ) 2— Y— 3, 4—ジヒドロー 2 H—ピラン: YD P 2—メトキシ一 3, 4—ジヒドロー 2 H—ピラン: MD P
(ii) ジオール
エチレンダリコール: EG
(iii) グルタルアルデヒドモノアセ夕一ル: GADMA
(iv) ダルタルアルデヒド : GA
(v) 2, 2 ' —卜リメチレンビス(1, 3—ジォキソラン) (ダルタルアルデヒド の両末端のホルミル基が共にァセタール化されたダルタールアルデヒドビスァセ タールに相当する。 ) : GADBA
上記 YD Pの Yに対応するアルコールとダルタルアルデヒドから形成されるァ セタール化合物: Yァセタール類 背景技術
一般にジアルデヒドモノァセタールは、 ホルミル基が容易にアミノ基、 水酸基、 カルボキシル基、 ァミノカルボキシル基等に転換可能であり、 一方ァセタール基 は中性ないし塩基性条件下では極めて安定であるが、 酸性条件下では容易にホル ミル基に転換可能であるので、 これらの性質を利用してジアルデヒドの両末端に 異なる官能基を容易に導入出来ることから、 各種化合物、 特に医農薬化合物の製 造又は該製造用中間体として利用される重要な化合物である。
中でも、 GADMAは上記ジアルデヒドのモノァセ夕一ルの代表的化合物であ り、 特に重要視されている。 従来、 ジアルデヒドモノァセタールの工業的な製造方法としては、 幾つかの方 法が提示されているが、 原料が市販の工業用化学品として安価かつ入手容易なも のが好ましいため、 ジアルデヒドとジオールとの反応により、 直接製造する方法 が有利な方法であると考えられてきた。
この直接製造する方法の一例としては、 下記反応式に示すように、 ジアルデヒ ドとして G Aを、 ジオールとして EGをそれぞれ使用して GADM Aを製造する 方法がある,
Figure imgf000005_0001
上記反応式で見るかぎり GADMAは容易に製造出来るように思われるが、 現 実には高収率で GAD M Aを得ることは困難である。 その理由は上記の反応は平 衡反応であり、 しかも GADMAは、 同時に副生成する下記 GAD B Aとも化学 平衡関係にあるためである。
Figure imgf000005_0002
したがって、 上記反応工程を採用する限り、 GA、 GADMA、 GADBA、 E G及び水の 5成分を含む反応粗液から蒸留操作により G A D M Aを単離しなけ ればならないという煩雑さの他に、 上記蒸留操作に際し、 通常、 低沸点成分であ る水が系外に抜けるに従って、 GAD B Aが増加しやすいため、 原料 G Aに対す る目的物 GADMAの収率は高々 20 %程度しか得られないという問題があった この事実は後記の比較例 I - 1の説明からも明らかである。 この蒸留工程での G ADB Aの生成反応は、 酸触媒を使用した G Aと E Gの反 応工程において、 酸触媒を分離 (固体触媒の使用の場合) ないし中和 (均一系触 媒の使用の場合) により除去しても完全に避けることはできないことは、 後記の 比較例 I - 1の説明からも明らかである。 上記蒸留工程での GAD B Aの生成反応を避ける方法として、 特公昭 5卜 4211号 公報には、 大過剰の G Aに EGを少量づっ滴下しながら同時に、 発生する水を系 外に抜取る反応方法を開示している。 しかしこの方法では、 GAD B Aの生成速 度は目的物 GADM Aの生成速度よりもむしろ大きいことから、 GAD B Aの生 成を抑えながら適度な速度で水を系外に除去するというような、 工程条件の極め て微妙な制御を要し、 工業的にこの方法を実施することは実質上困難である。 また、 GADMAの他の工業的製造方法としては、 2—アルコキシ一 3, 4— ジヒドロ一 2 H—ピランとジオールとの反応によって合成する方法が有利とされ てきた (特開昭 49 - 35383号公報) 。 しかしながら、 本発明者等が同公報 記載の方法に従って GADMAの合成を追試検討した所、 原料 2—アルコキシ— 3, 4ージヒドロ— 2 H—ピラン基準での GADMAのモル収率は、 高々 13 % 程度 (本発明の明細書の比較例 III- 1参照。 ) にすぎず、 工業的には到底満足で きるものではないことが判明した。
また上記特開昭 49 - 35383号公報の実施例において、 収率 26 %で副生 する GAD B Aは水と反応させることにより容易に GADMAに転換可能である と説明している。 しかしながら、 本発明者等の検討によれば、 確かに GAD B A と水との反応により GADMAとジオールは生成するが、 この反応液から GAD MAを蒸留により単離しようとすると、 系中の水が系外に留出するに従い、 生成 した GADMAはジオールとの逆反応により GAD B Aに戻るため、 GADMA を製品として単離することは実質上不可能であることが判明した。 この事実は本 願明細書の比較例 II- 1の記載から明らかである。
即ち、 上記特開昭 49 - 35383'号公報に提案されている副生 GAD B Aか らの G A D M Aの生成法は実用上利用することは困難であると言わざるを得ない。 本発明 [ の課題は、 ジアルデヒドとジオールから、 医薬、 農薬等の製造中間 体として有用なジアルデヒドモノァセタールを効率よく製造する方法を見出すこ とである。
本発明 [I I]及び [I I I]の課題は、 2—アルコキシ—3, 4—ジヒドロ— 2 H—ピランのような YD P又はその核置換誘導体とジオールとを反応させて G A DMAを高収率で製造することができる方法を見出すことである。 本発明者等は本発明 [ I〗の上記課題を解決するべく鋭意研究した結果、 ジアル デヒドにジオールをモル比で 2倍以上加えた系を使用して反応させ、 発生した水 と過剰のジオールを蒸留により除去することにより、 ほぼ純粋なジアルデヒドビ スァセタールを合成する第 1段階と、 得られたジアルデヒドビスァセタールと原 料のジアルデヒドとを反応させ、 発生した水と過剰のジオールを蒸留により除去 してジアルデヒドモノァセ夕一ルを得る第 2段階とを組み合わせた二段階反応法 が最も確実なジアルデヒドモノァセタールの製造方法であることを見出した。 また、 本発明者等は本発明 [I 1]及び[1 I I]の上記課題を解決するべく鋭意 研究をした結果、 2—アルコキシ— 3, 4—ジヒドロー 2 H—ピランとジオール から G A D λί Aを得る第 1段階の方法に加えて、 当該反応の 1副生成物を水で加 水分解するのではなくて、 他の副生成物 G Aと反応させる方法を行うことにより、 上記 G A D M A単離時における G A D B Aへの逆反応の問題がなくなり、 ほぼ完 全に GADMAを単離することができることを見出し、 また、 反応粗液から GA DM Aを単離するための蒸留工程における初留操作を、 その蒸留缶液の温度を特 定温度範囲に保持しながら行うことによって GAD IAを高収率で単離、 製造で きることを見出し、 本発明を完成するに至った。 発明の開示
すなわち、 本発明 [I]は、 下記本発明の第 1〜 3である。 本発明の第 1は、 ジアルデヒド(I)とジオール(II)からジアルデヒドモノァセ夕 ール(III)を製造する方法において、 第 1段階として、 ジアルデヒド(I)と、 モル 比でその 2倍以上のジオール(II)とを反応させてジアルデヒドビスァセタール(I Y)を得、 次いで第 2段階として、 該ジアルデヒドビスァセ夕一ル(IV)とジアルデ ヒド(I)とを反応させることを特徴とするジアルデヒドモノァセタールの製造方法 を提供する。
Figure imgf000008_0001
(ここに、 R1 は炭化水素残基を示す。 )
HO— R2— OH
(ここに、 R2は炭化水素残基を示す。
Figure imgf000008_0002
(ここに R 1 及び R2 は、 それぞれ(I)及び(II)式の R1 及び R2 と同じ。 )
Figure imgf000008_0003
(ここに R1 及び R2 は、 それぞれ )及び(Π)式の R1 及び R2 と同じ。 ) 本発明の第 2は、 第 1段階及び Ζ又は第 2段階の反応を酸触媒の存在下に行う ことを特徴とする本発明の第 1に記載のジアルデヒドモノァセタールの製造方法 を提供する。 本発明の第 3は、 ジアルデヒドビスァセタール(IV)との反応に使用されるジァ ルデヒド(I)が無水のジアルデヒドであることを特徴とする本発明の第 1に記載の ジアルデヒドモノァセタールの製造方法を提供する。
本発明 [I 1]及び[1 I I]は、 下記本発明の第 4〜 10である。
本発明の第 4は、 下記一般式 U) で表される 2— Y— 3, 4—ジヒドロ— 2 H—ピラン又はその核置換誘導体と下記一般式 (ii) で表されるジオールとを反 応させて下記一般式 (iii) で表されるダルタルアルデヒドモノァセ夕一ルを製造 するに際し、 第 1段階の反応の 1の副生成物ダルタルアルデヒド (iv) と他の副 生成物ダルタルアルデヒドビスァセタール (V) を第 2段階の反応を行ってグル夕 ルアルデヒドモノァセ夕一ル (iii) を製造することを特徴とするダルタルアルデ ヒドモノァセタールの製造方法を提供する。
Figure imgf000009_0001
(式中、 Yはハイ ド口ォキシ基、 アルコキシ基、 ァリールォキシ基又はァラルキ ル才キシ基を示す。 )
HO-R-OH (ii)
(式中、 Rは炭素数 1〜10の 2価の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を示す。 )
Figure imgf000009_0002
(式中、 Rは前記と同じ。 )
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0002
(式中、 Rは前記と同じ。 )
本発明の第 5は、 第 1段階の反応粗液から蒸留操作によりグルタルアルデヒド モノァセ夕一ルを単離する工程における脱低沸成分のための初留操作を、 蒸留缶 液温度を 1 0 0〜2 0 0 °Cに保持しつつ行うことを特徴とする本発明の第 4に記 載のグルタルアルデヒドモノアセタールの製造方法を提供する。
本発明の第 6は、 第 1段階の反応終了後の反応粗液を 1 0 0〜 2 0 0 °Cに加熱 して副生物からグルタルアルデヒドモノァセ夕一ル (i i i) を生成させた後、 また は生成させながら蒸留により、 置換基 Yから発生した低沸成分を留去することを 特徴とする本発明の第 4に記載のグルタルアルデヒドモノァセタールの製造方法 を提供する。
本発明の第 7は、 2— Y— 3, 4—ジヒドロ一 2 H—ピランが 2—メトキシ一 3, 4—ジヒドロー 2 H—ピランであり、 ジオールがエチレングリコールである 本発明の第 4に記載のダルタルアルデヒドモノアセ夕一ルの製造方法を提供する。 本発明の第 8は、 第 1段階の反応粗液から蒸留によりグルタルアルデヒドを主 成分とする留分とグルタルアルデヒドモノアセタールを主成分とする留分とに分 離することを特徴とする本発明の第 7のダルタルアルデヒドモノァセタールの製 造方法を提供する。 本発明の第 9は、 ダルタルアルデヒドを主成分とする留分を分離する際の蒸留 塔の缶温を 1 3 0〜 1 4 2で、 塔頂圧力を 2 5〜3 5 T o r r、 塔頂温度を 9 5 〜 1 1 9 °Cの各範囲とすることを特徴とする本発明の第 8のダルタルアルデヒド モノァセタールの製造方法を提供する。
本発明の第 1 0は、 グルタルアルデヒドモノァセタールを主成分とする留分を 分離する際の蒸留塔の缶温を 1 4 2〜 1 6 8 :、 塔頂圧力を 2 5〜3 5 T o r r、 塔頂温度を 1 1 9〜: L 2 4での各範囲とすることを特徴とする本発明の第 8又は 9のダルタルアルデヒドモノァセタールの製造方法を提供する。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明 [ I ]の内容を詳説する。
本発明 [ I ]で使用できるジアルデヒド(I)の具体例としては、 グルタルアルデヒ ド、 マロンジアルデヒド、 スクシンジアルデヒド、 i3—メチルダルタルアルデヒ ド、 アジピンジアルデヒド、 マレインジアルデヒド、 テレフタルアルデヒド等の 脂肪族、 芳香族のジアルデヒド類を挙げることができる。
なお、 一般にこれらのジアルデヒド類は水を含まない高純度のものは容易に多 量体を形成するため、 長期保存が困難なことから、 市販されているものは一般に 5 0重量%以下の水溶液の形となっている。
ジアルデヒド(I)中の水の存在は、 本発明 [ I ]における第 1段階 (以下、 [ I ]の 第 1段階と略す。 ) におけるジオール(Π)との反応によるジアルデヒドビスァセ タール( I V)の合成においては特に問題にはならないが、 好ましくは後述する本発 明 [ I ]における第 2段階 (以下、 [ I ]の第 2段階と略す。 ) のジアルデヒドと同 様に実質的に無水であることが好ましい。 [ I ]の第 2段階のジアルデヒドビスァ セタール(IV)とジアルデヒド(I)との反応においては、 化学平衡上、 ジアルデヒド モノァセタール(I I I)の生成を阻害するため、 ジオール(I I)との反応に先立ち、 ジ アルデヒド(I)中の水はできる限り除去しておくことが望ましい。
この水の除去にはモレキュラーシーブ、 硫酸カルシウム等の脱水剤が好ましく 使用されるが、 ナトリウム、 生石灰等の塩基性の脱水剤はジアルデヒドを重合さ せるため使用出来ない。 このように特定の脱水剤の使用によって水の除去は可能 であるが、 一般には蒸留による方法が経済的である。
水を可及的に除去した、 すなわち実質的に無水の高純度のジアルデヒド(I)は、 前記のように多量体化して固化する傾向があるが、 この固化はかなり緩慢に進行 するものであり、 通常、 数日間は流動性が保持されるので、 固化する前に他の反 応原料であるジアルデヒドビスァセタール(IV)と混合してしまえば、 多量化して 固体とはならず、 常に液体として取扱えるため、 工業的にも、 特に問題なく使用 出来る。
本発明に使用されるジオール(I I)の具体例としては、 エチレングリコール (E G ) 、 1 , 2 —プロピレングリコール (P G) 、 1 , 3 —プロピレングリコール、 1 , 3 —ブタンジオール、 1 , 4—ブタンジオール、 カテコール等の脂肪族、 芳香 族ジオールが挙げられるが、 中でも、 沸点から見て目的物との蒸留分離が容易で ある点、 安価に入手可能である点、 適度のァセタール化の容易さと、 ホルミル基 への戻し易さを兼備している点から、 E G及び P Gが特に好ましく使用される。 次に、 本発明において合成中間体としての役割を持つジアルデヒドビスァセ夕 ール(IV)の合成法につき説明する。 ジアルデヒドビスァセタール(IV)はジアルデ ヒド(I)とジオール(I I)から合成される。 ジアルデヒド(I)は前記のように一般に 水溶液として市販されており、 [ I ]の第 1段階のジアルデヒドビスァセタール(I V)の合成においては水溶液のままでも差支えない。
[ I ]の第 2段階で使用されるジアルデヒド中の水分については後述する。
なお、 [ I ]の第 1段階の反応は、 通常無溶媒で実施できるが、 必要に応じてへ キサン、 ヘプタン、 トルエン等の有機溶媒を使用することも可能である。
[ I ]の第 1段階の反応において仕込むジアルデヒド(I)に対するジオール(I I)の モル比は、 化学量論的には前者の 1に対して 2であるが、 反応が平衡反応である 点を考盧すれば、 ジオール(I I)を 2よりも過剰とした方が有利であり、 通常は 2 . 1〜4. 0、 より好ましくは 2 . 2〜 3 . 0のモル比で実施される。 2 . 1未満では ジアルデヒドビスァセタール(IV)への転換か不十分になる場合があり、 逆に 4. 0 を超えてもジアルデヒドビスァセ夕一ル(IV)の収率はさほど向上しないばかりか、 蒸留により除去すべきジオール(I I)が増加し、 必要なエネルギーの増大を招きか ねない。 これらの点を考慮すればジオールをモル比で 2 . 2〜3 . 0の範囲で供給 することが最も好ましい。
また、 [ I ]の第 1段階の反応は無触媒でも進行するが、 充分な反応速度は得ら れないため工業的には酸触媒の使用が有利である。
酸触媒としては、 硫酸、 塩酸、 燐酸、 酢酸、 パラトルエンスルホン酸、 メタン スルホン酸等の一般的な酸の他、 各種の陽イオン交換樹脂、 シリカアルミナ、 ゼ オライ ト、 活性白土等の固体酸も使用でき、 中でもスルホン酸型陽イオン交換樹 脂が、 適度な酸強度と反応後の処理の容易さの点から特に好適である。
上記触媒の使用量については、 当然使用する酸の種類により異なるが、 通常の スルホン酸型陽イオン交換樹脂を使用する場合の例を挙げれば、 反応溶液の 0. 1 ~ 1 0 wt %の範囲で使用するのが好ましい結果を与える。 0. l wt %未満では実用 上充分な反応速度が得られないことが多く、 逆に 1 0 \^ %を超えて使用した場合 は、 触媒分離の負荷が増え、 この点での実質上の利点が少なくなる。
[ I ]の第 1段階の反応は、 通常2 0〜2 0 0で、 より好ましくは 3 0〜 1 5 0 °Cの反応温度で実施するのが好ましい。 2 0 °C未満では実用上充分な反応速度が 得られないことが多く、 又逆に 2 0 0 °Cを超えると重合物等の副生が増加し易い 傾向にある。
[ I ]の第 1段階の反応様式としては、 回分式、 半回分式、 連続式いずれの方法 でも実施可能である。 また、 この反応系に固体触媒を使用する場合、 触媒を原料 液に懸濁攪拌させる反応様式の他、 触媒充填層に原料を流通ないし循環流通させ る反応様式も使用可能である。
また、 ジアルデヒド(I)がジアルデヒドビスァセタール(IV)に転化して発生する 水を反応と同時に系外に抜取る、 いわゆる反応蒸留方式を採用することも出来る。 もっともこの方式の代わりに、 反応と、 蒸留による水の除去を別々の装置で行な つたとしても、 蒸留工程での缶液中では水の系外留出に伴いジアルデヒド(I)から ジアルデヒドビスァセタール(IV)への反応が進行するため、 特に意図せずとも上 記反応蒸留方式で反応させていることになる。
従って、 反応後の反応液中の触媒を分離ないし中和した後、 蒸留に付すことは 不利ではないかと考えられるが、 固体触媒を使用し、 しかも装置上の制約から触 媒を濾過等により除去する必要がある場合でも、 前記同様に蒸留時に、 速度は遅 いが反応は進行する。 このため、 通常のバッチ蒸留のように数時間以上の蒸留時 間をとる場合には、 特に問題とならない。 但し、 連続蒸留におけるように、 蒸留 工程での液の滞留時間が短い場合には、 系中に酸触媒を存在させた方が有利であ る。
反応後に蒸留を行う場合は、 水、 ジオール(1 1)、 ジアルデヒドビスァセ夕一ル (IV)がそれぞれ分離できる条件を採用すればよいが、 ジオール(I I)を再使用する 必要が無い場合には水とジオール( 1 1 )は分離せずに廃棄してもよい。 またジアル デヒドビスァセ夕一ル(IV)は留出させて単離する必要は無く、 缶出液の形で次の 反応に使用可能である。
本発明における [ I ]の第 2段階では、 上記の [ I ]の第 1段階で得られたジアル デヒドビスァセタール(I V)と原料のジアルデヒド(I)とを反応させるが、 [ I ]の第 1段階で使用される場合と異なり、 この反応に使用するジアルデヒド(I)に共存す る水分は、 系中に共存するジアルデヒドビスァセタール(IV)と反応することによ り、 ジオール(I I)を遊離させ、 結果的に蒸留工程において、 ジアルデヒドモノア セタール(I I I )とジオール(I I)との反応を生起することでジアルデヒドモノァセ夕 ール(I I I)の収率を低下させることになる。 従って水分濃度は低いほど、 ジアルデ ヒドモノァセタール(I I I)の収率上は有利である。
本発明において使用されるジアルデヒド(I)は、 通常水より高沸点のものである から、 蒸留操作においては水を低沸点物として系外に除去した後、 ジアルデヒド
(I)は缶出液として容易に得ることが出来る。
ジアルデヒド(I )中に残る水分濃度は前記のごとく可能な限り低いことが好まし いが、 必ずしも完全に無水状態にする必要は無く、 1 0重量%以下が好ましい。 しかし、 数%程度以下にしておくことがより好ましい。 この程度にしておくこと により、 [ I ]の第 2段階での反応において問題無く使用可能である。
なお、 ここで留意すべきは、 水分を除去した高純度のジアルデヒド(I)は、 前述 のように、 多量体化して固化する性質を有する点である。 ジアルデヒド(I)の多量 体はその単量体と同様にジアルデヒドビスァセタール(IV)と反応し、 ジアルデヒ ドモノアセ夕一ル(I I I)を与えるため、 反応上の問題はないが、 一旦固化してしま うと工業的にはハンドリング上の問題が生ずる。 しかし、 幸い、 ジアルデヒド (I )の多量体化は通常かなり緩慢で、 数日間は流動性が保持されるから、 水分を除 去したジアルデヒド(I )は速やかに第 2段階での反応相手であるジアルデヒドビス ァセ夕一ル(IV)と混合しておくことによりこのハンドリング上の問題は回避でき る。
次に、 [ I ]の第 2段階のジアルデヒド(I)とジアルデヒドビスァセ夕一ル(IV)と の反応条件につき説明する。
反応槽に仕込むジアルデヒドビスァセタール(IV)に対するジアルデヒド(I)のモ ル比は、 ジアルデヒドモノァセタール(I I I)の合成上、 化学量論比である 1 . 0付 近が最も効率的であるが、 特に回分法で反応蒸留方式の製造を行なう場合、 初回 反応の仕込みはジアルデヒド(I)に対して大過剰のジアルデヒドビスァセタール ( I V)を加え、 ジアルデヒドモノァセタール(I I I )を留出させた後、 缶に残ったジァ ルデヒドビスァセ夕一ル(IV)にジアルデヒド(I)を追加して反応を継続する方法も 効率的である。
上記 [ I ]の第 2段階の反応は通常無溶媒、 無触媒でも行うことができるが、 [ I ]の第 1段階で挙げられた溶媒や触媒と同じものが使用可能である。
反応溶液に対する触媒の使用量については、 [ I ]の第 1段階で使用される量と 同じ範囲である。
[ I ]の第 2段階の反応温度については、 [ I ]の第 1段階で行われる温度と同じ 範囲である。 [ I ]の第 2段階の反応様式としては、 [I ]の第 1段階で挙げられたものと同じ ものを使用することができる。 また、 [I]の第 1段階で記したように、 蒸留装置 の缶液に触媒を共存させ、 生成物を留出させながら反応させる、 いわゆる反応蒸 留方式を採用することも出来る。
また、 [ I ]の第 2段階における反応は平衡反応であるから、 反応に仕込まれた ジアルデヒド(I)とジアルデヒドビスァセタール(IV)は、 それぞれ 100 %はジァ ルデヒドモノァセタール(III)には転化しないが、 反応後に残されたジアルデヒド (I)とジアルデヒドビスァセタール(IV)は再度反応原料として利用出来ることは言 うまでもない。
上記のように、 本発明 [I]により、 工業的に確実かつ有利にジアルデヒドモノ ァセ夕一ル(III)を製造することが可能となった。 以下、 本発明 [I 1]及び[1 I I]の内容を詳説する。
初めに、 本発明 [I I]及び I I ]の共通部分について説明する。
本発明の原料である前記一般式 ( U で表される YD Pは、 2 H—ピラン (又 は α—ピラン) の誘導体であり、 Υはハイド口ォキシ基、 アルコキシ基、 ァリー ルォキシ基又はァラルキルォキシ基である。 具体的にはアルコキシ基としてはメ 卜キシ基、 ェ卜キシ基、 プロポキシ基、 ブトキシ基等が、 ァリールォキシ基とし てはフエノキシ基等が、 ァラルキルォキシ基としてはベンジル基等を挙げること ができる。
具体的化合物としては 2—メトキシー 3, 4ージヒドロー 2Η—ピラン、 2— エトキシ一3, 4—ジヒドロ一 2 Η—ピラン、 2_プロポキシー 3, 4—ジヒド 口一 2Η—ピラン、 2—ブトキシ一 3, 4—ジヒドロ一 2 Η—ピラン、 2—フエ ノキシ一 3, 4ージヒドロー 2 Η—ピラン等が挙げられる。
また本発明においては、 YDP ( i ) の核置換誘導体も使用でき、 ピラン環の 5個の炭素原子の一つ以上にアルキル基ないしァリール基を有していてもよい。 アルキル基およびァリール基としては、 Yのアルコキシ基およびァリールォキシ 基に対応する基がそれぞれ例示できる。
YD P又はその核置換誘導体は、 Yがアルコキシ基等の場合は、 本発明の目的 化合物である GADM Aの生成に伴い、 Yなる置換基はピラン環からはずれて、 Yに対応するアルコール性化合物が副生する。 該副生したアルコール性化合物は 通常は蒸留により目的物 GADMAと分離する必要があるため、 沸点的に GAD M Aと離れたものであること、 また共沸化合物等を形成しないものであることが 好ましいので、 Y置換基はハイド口ォキシ基、 ァリールォキシ基またはァラルキ ルォキシ基よりは、 メトキシ基、 エトキシ基、 プロポキシ基、 ブトキシ基等の比 較的低沸点アルコール化合物に対応するアルコキシ基が好ましく使用される。 本発明の原料である前記一般式 (ii) で表されるジオール (U) は、 代表的に は直鎖状アルキレンジオールが使用されるが、 前記アルキレン基の代りに、 分子 内に 2重結合、 3重結合、 芳香環あるいは側鎖として官能基を有する炭化水素基 も適宜使用できる。
具体的には、 エチレングリコール (EG) 、 1, 2—プロピレングリコール (P G) 、 1, 3 _プロピレングリコール、 1, 4—ブタンジオール、 1, 3—ブタンジ オール、 カテコール等が挙げられ、 中でも、 沸点的に生成物との蒸留分離が容易 である点、 および安価に入手可能である点、 適度のァセタール化の容易さと、 ホ ルミル基への戻り易さを兼備している点から、 E G又は P Gが特に好適に使用さ れる。 以下、 主として本発明 [I I]について説明する。
本発明に係る製造方法の特徴は、 YDP ( i ) とジオール (ii) とを先ず反応 させて GADMA (iii) を製造する (以下、 [I I]の第 1段階という。 ) 一方、 副生した GA (iv) と GADBA (v) とを反応させて GADMA (iii) を製造 する (以下、 [I I〗の第 2段階という。 )
[I I]の第 1段階の反応条件につき、 まず述べる。 反応に比込まれる YD P
( i ) に対するジオール (ii) のモル比は、 通常 0. 5〜1. 5の範囲が好適であ る。 この場合、 モル比が 0. 5未満であれば GADMAの生成量が極端に減少す る傾向があり、 逆に 1. 5を超えると GADM Aの生成量が同様に減少すると同 時にグルタルアルデヒドの両末端のホルミル基が共にァセタール化された副生成 物 GAD B Aの生成量が増加してくる傾向を有し、 その結果、 GADMAの分離 操作を煩雑にする。
[I I]の第 1段階の反応は、 通常無溶媒で実施できるが、 必要に応じて [I]の 第 1段階で挙げられた溶媒を使用することも可能である。
[I I]の第 1段階の反応は無触媒でも進行するが、 工業的に反応速度を充分に 高くするためには、 酸触媒の使用が有利であり、 触媒としては、 [I]の第 1段階 で挙げられた触媒を使用することが可能である。
反応溶液に対する触媒の使用量についても、 [ I ]の第 1段階で使用される量の 範囲と同じである。
[I I ]の第 1段階の反応温度についても、 [ I ]の第 1段階で行われる温度の範 囲と同じである。
[I I]の第 1段階の反応様式としては、 [I]の第 1段階で使用される反応様式 と同じものが使用可能である。
また、 Yがアルコキシ基の場合に、 YDP ( i ) がァセタールに転化して発生 する 1価アルコールを反応と同時に系外に抜取る、 いわゆる反応蒸留方式を採用 することもできる。
反応後の反応液は、 均一系触媒を使用した場合は通常該触媒を中和し、 固体触 媒を使用した場合は濾過等により分離して、 反応粗液を得る。
得られた反応粗液から、 蒸留により製品 GAD IA (iii) を取得する。 この蒸 留工程において、 反応において副生した GA (iv) は低沸点留分として、 同じく 副生した GAD B A (v) は高沸点留分ないしは缶残液として、 それぞれ取得され る。
こ二で YD Pとして 2—メトキシー 3 , 4—ジヒドロ一 2 H—ピランを、 ジォ ールとしてエチレングリコールを用いた場合を例にとり、 前記反応粗液から蒸留 により G Aを分離し、 製品 GADMAを取得する際の好ましい蒸留条件について 説明する。
反応粗液の蒸留において、 第 1初留の主成分はメタノールである。 第 1初留の 缶温 1 30 °Cの場合、 蒸留塔の塔頂圧力 170〜400To r rで塔頂温度 35 〜 56°Cの範囲である。
続いて得られる第 2初留の主成分は G Aである。 この場合蒸留条件としては、 後記主留で得られる製品の GADMAの収率を向上させる観点から、 缶温 130 〜 142°C、 塔頂圧力 25〜35To r r、 塔頂温度 95〜1 19 の各範囲で あることが好ましい。
主留の蒸留条件としては、 同じ観点から、 缶温 142〜 168で、 塔頂圧力 2 5〜35To r r、 塔頂温度 1 19〜124°Cの各範囲であることが好ましい。 次に、 [I I ]の第 2段階としての GAと GADBAの反応について説明する。 反応に仕込まれる GADB A (v) に対する GA (iv) のモル比は、 通常 0.2 から 4. 0の値が好適である。 0. 2未満では生成する GADMAの生成が極端に 減少する傾向を有し、 逆に 4. 0を超える場合は生成する GADMA量は殆ど増え ず反応後に蒸留分離すべき G Aの量が増加するので、 経済的でなくなる可能性が ある。
[I I]の第 2段階の反応は通常無溶媒で実施できるが、 [I I]の第 1段階の反 応で挙げられたものと同じものが使用できる。
[I I]の第 2段階の反応は無触媒でも進行するが、 工業的に充分な反応速度は 得るためには酸触媒の使用がより有利である。
酸触媒としては、 [I I〗の第 1段階の反応で使用したものと同じものが挙げら れ、 同じ触媒を使用することも可能である。
上記触媒の使用量については、 反応溶液に対して、 Π Πの第 1段階の反応で 使用した量と同じ範囲で使用することが可能である。
[I I ]の第 2段階の反応温度は、 [I I ]の第 1段階の反応と同じ範囲で行うこ とができる。
[I I]の第 2段階の反応の様式としては、 [I Πの第 1段階の反応の様式と同 じものが挙げられる。
[I I]の第 2段階の反応後の反応液は、 均一系触媒を使用した場合は通常触媒 を中和し、 固体触媒の場合には濾過等により分離した後、 蒸留により製品を取得 する。
なお、 ここで、 反応平衡上残った GAD B Aおよび G Aの各成分についても、 上記の反応と同様に再度反応させ GAD M Aに転換可能であることは言うまでも ない。
上記のように本発明 [I I]によれば、 副生物 GAD B Aおよび G Aから目的成 分 G A DMAを得ることができる。 以下、 本発明 [I I I]について説明する。
上記の本発明 [I I]における、 [I I ]の第 1段階の反応終了後の反応粗液から 蒸留操作により目的化合物である GADMAを単離するが、 本発明では、 この G ADMA (iii) を単離する工程における脱低沸成分のための初留操作を特定の条 ί牛下、 即ち、 蒸留缶液温度を 100〜200°Cに保持しつつ行うことに大きい特 徴を有し、 結果として G ADMAの収率の向上に成功したものである。
以下、 GADMAの収率の向上する理由について考察しつつ、 蒸留分離の具体 的操作について説明する。
前記本発明 [I I]の第 1段階の反応終了後、 触媒を除去して得られた反応粗液 は数種の化合物を含む混合物であり、 化学的平衡にあると考えられる。 反応粗液 は、 目的化合物の GADMA (iii) の他に、 GA (iv) 及び GAD B A (v) がそれぞれ GADMA (iii) どほぼ同量含有されている。
Yがアルコキシ基の場合には、 反応粗液には更に、 置換基 Yに対応して必然的 :こ副生するアルコールを含有し、 該アルコールは GADMA (iii) や GA (iv) とァセタール化合物を形成することになるが、 該ァセ夕ール化合物の形としては 下記例示のような幾つかのケースがある,
Figure imgf000021_0001
(式中、 Yはハイド口ォキシ基、 アルコキシ基、 ァリールォキシ基
又はァラルキルォキシ基を、 Rは炭素数 1〜10の飽和もしくは 不飽和の炭化水素基を示す。 )
Yに対応するアルコールと GADMA (iii) や GA (iv) との反応によって形 成された各種ァセタール化合物が目的化合物 GADMAと共存し、 しかも化学的 平衡関係にあると考えられるため、 これら各種ァセタール化合物の増加は GAD MAの収率を低下させる要因となる。
特開昭 49 - 35383号公報に示された技術を利用した場合、 GADMAは 極めて低い収率でしか得られず、 しかもその純度も低くなる理由については、 Y に対応するアルコールと GADMA (iii) や GA (iv) から形成されるァセ夕一 ル化合物である Yァセタール類と GADMAの分留が困難であることにあり、 こ の事実は本発明者等の検討により明らかになったものである (本発明の明細書の 実施例 III- 1および比較例 III- 1参照) 。
より具体的に:ま、 反応終了後の反応粗液を加熱すると同時に Yァセタール類の 分解により発生する Yに対応するアルコ一ル類を選択的に系外に抜取ることによ り、 平衡関係を GADMA側に移行させ、 GAD 'IA収率を向上させると考えら れる。
上記のように推論されるが、 本発明の要点は、 触媒分離後の第 1段階の反応粗 液を 100〜200°Cに加熱して、 副生物から目的化合物 GADMAを生成させ た後、 または生成させながら、 蒸留により Yに対応するアルコール類、 フエノー ル類等の低沸成分を分離することにある。 したがって、 低沸成分の蒸留分離は、 加熱後直ちに蒸留を行えば缶温度が 100°C以下であっても構わない。
本発明によれば、 これら Yァセ夕一ル類を分解し、 GADMAに転化させるこ とにより、 GADMA収率を向上させることができる。
上記の操作は、 反応終了後、 触媒未除去状態で実施することも可能であるが、 反応を一旦終了し、 触媒を除去ないし中和した後の液から蒸留操作で GADMA を単離する工程において実施する方がより好ましい。 蒸留缶中、 触媒共存下で同 様の操作を行なった場合に伴いがちな重合、 分解等の副反応の進行、 GADMA の収率の低下、 更に純度の低下、 釜残液の増粘等の問題の発生が避けられるため に有利であるからである。
反応終了後の反応液から触媒を除去する場合、 該除去方法としては、 触媒がィ オン交換樹脂等の固体触媒の場合は、 濾過等の手段により分離除去手段が好適で あり、 硫酸等の均一系触媒の場合は、 アルカリによる中和、 固体塩基による吸着 除去手段が好適である。
なお、 反応終了時点は原料 YD Pが消失し、 生成物 GADMAの濃度が経時的 に変化しなくなることより知ることができる。
触媒を除去した反応粗液は、 目的物 G A D M Aを単離するための蒸留に付され る。 該蒸留方式としては、 バッチ式蒸留方式の他、 複数の蒸留塔を接続して使用 する連続式蒸留方式も同様に使用し得る。
蒸留工程においては、 初留操作において先ず水、 Yに対応するアルコール、 G A、 ジオールを系外に抜取る。 本発明の特徴はこの初留操作を、 蒸留缶液の温度 を 100〜200°Cの範囲、 より好ましくは 1 30〜 180°Cの範囲に保持しつ つ行うことにあり、 この温度範囲に維持することにより前記の Yァセ夕一ル類を 分解除去することが可能になる。 蒸留缶液温が 100°C未満の場合は、 Yァセ夕 ール類の分解反応が殆ど進行しない。 逆に 200°Cを超えると、 目的物の GAD MAの分解、 重合等の副反応が促進されるため、 好ましくない。
なお、 蒸留缶液温を上記の所期の範囲に保持することは、 蒸留塔内の減圧度を 調節することにより可能である。 100~200でに対応する減圧度は、 置換基 Yの種類、 換言すれば蒸留缶液中に存在する、 Yに対応するアルコールの種類に 依存し、 また塔内圧は通常蒸留塔の塔頂で測定されるため、 蒸留塔固有の圧力損 失にも依存するため、 塔内圧として好適な範囲を規定することは困難であるが、 Yがメトキシ基で、 蒸留塔が 10段オルダ一ショウ型での例を挙げると、 塔頂圧 で 100〜40 OTorr程度となる。
蒸留缶液温を上記の範囲に保持することにより、 好ましくは上記の範囲に保持 して同時に Yから発生したアルコール類、 フエノール類、 水等の低沸成分を留去 することにより、 Yァセタール類の分解と Yに対応するアルコールの系外への抜 取りが同時に進行し、 最終的には Yァセタール類は消失して対応する G A又は G ADMAに転換するため、 GADMAの収率の向上をもたらす。 さらには、 Yァ セタール類の中には沸点的に GADMAに極めて近いために、 かなりの程度に製 品 G A D M Aの純度低下をもたらす化合物もあるが、 上記のように Yァセタール 類を分解させることにより、 総体的に製品 GADMAの純度の大きい低下も避け ることができる。
なお、 上記の具体的説明例及び以下の実施例では、 バッチ式蒸留を中心にした 例を挙げているが、 前記のごとく本発明はバッチ式蒸留方式に限定されることな く、 複数の蒸留塔を使用する連続蒸留方式も使用可能なことは言うまでもない。 上記のように本発明 [I I I]によれば、 副生物から目的成分 GADMAを回収 することができる。 実施例
以下、 実施例により本発明を具体的に説明するが、 本発明はこれらに限定され るものではない。
本発明の [1]〜[1 I I〗に共通して使用したものを以下に示す。 反応装置は、 温度計、 還流コンデンサー及び攪拌機を備えた三つ口フラスコ及 び加熱用オイルバスからなる。
触媒としては、 陽イオン交換樹脂 (オルガノ社製アンバーライ ト I R— 1 24、 酸型) を使用した。
蒸留装置は、 蒸留缶、 10段オルダ一ショウ型蒸留塔、 コンデンサー、 受器、 減圧装置からなる。
反応液、 留出成分、 製品等の組成分析はガスクロマトグラフィーに依った。 以下、 本発明の [I]に関して実施例により説明する。
〔実施例 1-1〕
フラスコに GAの 5 Owt%水溶液 1, 000 g、 EG 744 g, 触媒 30 gを 入れ、 攪拌しながら加熱して反応液温を 90°Cとし、 そのまま 3時間保持した。 冷却後の反応粗液より触媒を濾別した濾液を、 蒸留塔の缶に仕込み、 缶温 80 〜 160°C、 減圧度 300〜3 OTorrで蒸留し、 水および少量の E Gを留出させ た。 組成分析により、 缶残液 (Α液と呼ぶ) 1, 089 g中には GADBAが 8 99 g含まれているこたが判った。
蒸留塔の缶に G Aの 50wt%水溶液 1 , 000 gを仕込み、 缶温 130°C、 減 圧度 40 OTorrで水および 29 gの GAを留出させた。 得られた缶残液 (B液と 呼ぶ) 469 gに含まれる GAは 4 δ 9 gで、 水分濃度は 0. 1 1%以下であった。 フラスコに、 上記で得られた A液 1080 g、 B液 465 g及び触媒 26 gを 入れ、 攪拌しながら加熱して反応液温を 90°Cとし、 そのまま 3時間保持した。 冷却後の反応粗液より触媒を濾別した濾液を、 蒸留塔の缶に仕込み、 減圧蒸留す ると、 95〜 105°C/3 OTorrで GAを 82. 2 %の濃度で含む留分 237 g が得られ、 引続き 1 19〜122°C/3 OTorrで GADMAを 94. 5wt%の濃度 で含む製品留分 674 gが得られた。 缶残液 62 S g中の GAD B Aの濃度は 7 3. であった。
原料として使用した G Αを基準とした、 製品留分中に得られた G A D M Aの収 率は 44モル%であった。
〔比較例 1-1〕
フラスコに GAの 5 Owt%水溶液 2, 000 g、 EG 620 g、 触媒 45 gを 入れ、 攪拌しながら加熱して反応液温を 90°Cとし、 そのまま 3時間保持した。 冷却後の反応粗液より触媒を濾別した濾液を、 オルダ一ショゥ型蒸留塔の缶に 仕込み、 缶温 80〜 160° (:、 減圧度 300〜3 OTorrで蒸留し、 水と G Aから なる留出液 (G A濃度 26. 4 %) 1, 560 gを得た。 引続き、 缶温 173 、 減圧度 30"10 で〇八0 1八を88. 5wt%の濃度で含む製品留分 179 gを得た。 缶残液 875 g中には GADMAが 21 g、 GAD B Aが 757 g含まれていた。 原料として使用した G Aを基準とした、 製品留分中に得られた GADM Aの収 率は 1 1モル%であった。 本発明 [I]により、 工業的に確実かつ有利にジアルデヒドモノアセ夕一ル(II I)を製造することが可能となった。 以下、 本発明の [I I]に関して説明する。
〔実施例 11-1〕
フラスコに、 MDP 635 g、 EG 345 , 触媒 17 gを入れ、 攪拌しなが ら加熱して反応液温を 90°Cとし、 そのまま 3時間保持した。 冷却後の反応粗液 より触媒を濾別した濾液を、 蒸留塔の缶に仕込み、 減圧蒸留した。 まず缶温 13 0°C、 塔頂圧 1 70〜400To r r、 塔頂温度 35~ δ 6 °Cの範囲で初期のメ 夕ノールの留出に引続き、 缶温を上げ、 同温度 130〜 142° (:、 塔頂温度 '圧 力 95〜 105°CZ3 OTorrで G Aを 8 1.4%の濃度で含む留分 108 gが得ら れ、 更に缶温 142〜 1 68° (:、 塔頂温度 '圧力 1 19〜 124°CZ3 OTorrで 0 八を94. 3 %の濃度で含む製品留分 3 1 8 gを得た。 缶に残った残液 3 29 gには GAD B Aが 79.4%の濃度で含まれていた (MD P基準の G ADM A収率 37 %) 。
上記で得られた G A留分 100 g (GAとして 8 1 g) 、 缶残液 315 g (G 八08八として2508) および触媒 7 gをフラスコに入れ、 90°Cで 3時間反 応させた。 反応粗液の組成分析により 1 51 gの GADMAが生成していること が確認された。 なお、 反応粗液中の EG濃度は 0. 1 %以下であった。
触媒を濾別した濾液にっき上記の初回反応と同様な蒸留操作を実施した。 その 結果、 初回と同様、 GA留分および GADB Aを含む缶残液と共に、 1 19〜1 24°CZ3 OTorrで GADMAを 94. 5 %で含む製品留分 155 gを得た (初回 反応仕込みの MD P基準の GADMA収率 19 %、 初回反応との合計収率として 56 %となる。 ) 。
〔比較例 11- 1〕
実施例 II- 1に準じて初回反応および蒸留操作を実施して得られた GADBAを 濃度 77. 1 %で含む缶残液 322 g (GADBAとして 248 g) と、 水 62 g および触媒 7 gをフラスコに入れ、 90°Cで 3時間反応させた。 反応粗液の組成 分析により、 6 1 gの GADMAの生成が確認された。 なお反応粗液に含まれる EG濃度は 1 3. 2 %であった。
触媒を濾別した濾液を実施例 II- 1と同様に蒸留したが、 GADMAを含む留分 を得ることはできなかった。 缶残液 298 g中には GADBAが 8 1 %で含まれ ており (GADBAとして 241 g) 、 反応時に生成していた GADMAが蒸留 操作の過程でほぼ全量 GADBAに戻っていることが確認された。 本発明の [I I]によれば、 2—アルコキシ— 3, 4—ジヒドロ— 2 H—ピラン ( i ) とジオール (ii) から GAD iAを得るに際して、 当該反応の副生成物 G A D B Aと他の副生成物 G Aを反応させることにより、 上記 G A D M A単離時に おける G A D B Aへの逆反応の問題がなくなり、 高収率で G A D M Aを単離する 二とができるようになった。 以下、 本発明の [I I I]に関して説明する。
(実施例 III- 1)
フラスコに MDP 635 g (5. 57モル) 、 EG 345 g (5. 57モル) 、 触媒 1 7 gを入れ、 攪拌しながら加熱して反応液温を 90°Cとし、 そのまま 3時 間保持した。 冷却後の反応粗液より触媒を濾別した濾液の組成分析によれば、 濾 液中にはメタノール 71. 8 g (2. 24モル) 、 EG7. 5 g (0. 12モ ル) 、 MDP 7. 5 g (0. 07モル) 、 GA102. 6 g (1. 03モル) 、 GADMA 182. 2 g (1. 27モル) 、 GADBA 223. 3 g (1. 19 モル) 、 その他の副生物 384. 8 gが含まれていた。 なお、 化学量論上は原料 MDP消失量に相当するメタノール 5. 57モルが生成しているはずであるが、 実際はこれより大幅に少ないことから、 メトキシ基の一部は他の形の化合物にな つていることが明らかである。
この濾液を蒸留塔の缶に仕込み、 塔頂圧 400〜 17 OTorr、 缶温 130〜 1
32 °Cで蒸留するとメタノールを 133. 0 g (4. 16モル) 含む留分 138.
9 gを得た。
引続き、 塔頂圧 3 OTorr、 缶温 1 30〜142°Cで GAを 93. 9 g (0. 9 39モル) 含む留分 132. 9 gが得られ、 さらに引続き塔頂圧 3 OTorr, 缶温 142〜 168°Cで GADMAを 301. 5 g (2. 09モル) 含む製品留分 3 1 7. 6 gを得た。 缶に残った残液 329 gには GAD B Aが 261. 3 g (1. 39モル) 含まれていた。 また、 製品は純度 94. 9重量%、 MDP基準の GA DMA収率 37. 5モル%であった。
上記の結果から、 反応粗液の蒸留工程において、 メタノールが発生すると共に. GADM A量が増加していることが明らかである。
(比較例 II 1-1)
実施例 II 1-1に準じて: DP 635 g (5. 57モル) と EG345 g (5. 57モル) を触媒 17 gの存在下に反応させた。
反応粗液を濾過して得られた濾液中には、 メタノール 73. 6 g (2. 30モ ル) 、 EG 7. 2 g (0. 12モル) 、 MDP 7. 1 g (0. 06モル) 、 GA 1 04. 0 g ( 1. 04モル) 、 GAD lA 186. 7 g ( 1. 30モル) 、 G A D B A 228. 9 g (1. 22モル) 、 その他の副生物が 373. 5 g含まれ ていた。
この濾液を蒸留塔の缶に仕込み、 塔頂圧 30〜3Torr、 缶温 60〜70°Cで蒸 留するとメタノールを 67. 7 g (2. 12モル) 含む留分 101. 39 gを得 た。 引続き、 塔頂圧 3Torr、 缶温 70~89°Cで GAを 95. 6 g (0. 956 モル) 含む留分 1 73. 9 gが得られ、 さらに引続き塔頂圧 3Torr、 缶温 89〜 1 1 7°Cで GADMAを 1 04. 2 g (0. 724モル) 含む製品留分 1 1 5. 8 gを得た。 缶に残った残液 588. 9 gには GADBAが 231. 3 g (1. 23モル) 含まれていた。 なお、 製品の純度 90. 0%、 MDP基準の GADM A収率 13. 0モル%であった) 。 本発明の [I I I]によれば、 YD Pとジオールとの反応で得られた反応粗液か ら GADMAを蒸留分離する場合、 初留を留出させるときの缶温度を 100〜2 00°C範囲に規定することにより、 Yァセ夕一ル等、 不要なァセ夕一ルの生成が 減少し、 その結果、 目的の GADMAの収率を向上させることができた。

Claims

1. ジアルデヒド(Πとジオール(II)からジアルデヒドモノアセ夕一ル(III) を製造する方法において、 第 1段階として、 ジアルデヒド(I)と、 モル比でその 2 倍以上のジオール(II)とを反応させてジアルデヒドビスァセタール(IV)を得、 次 いで第 2段階として、 該ジアルデヒドビスァセタール(IV)とジアルデヒド(I)とを 青
反応させることを特徴とするジアルデヒドモノァセタールの製造方法。 の
7
Figure imgf000029_0001
(ここに、 R1 は炭化水素残基を示す。 )
(ここに、 は炭化水素残基を示す。 )
Figure imgf000029_0002
(ここに R1 及び R2 は、 それぞれ(I)及び(Π)式の R1 及び R2 と同じ。 )
Figure imgf000030_0001
(ここに R1 及び R2 は、 それぞれ(I)及び(II)式の Rl 及び R2 と同じ。 )
2. 第 1段階及び Z又は第 2段階の反応を酸触媒の存在下に行うことを特徴 とする請求項 1に記載のジアルデヒドモノァセタールの製造方法。
3. ジアルデヒドビスァセタール(IV)との反応に使用されるジアルデヒド
(I)が無水のジアルデヒドであることを 2特 8徴とする請求項 1に記載のジアルデヒド モノァセタールの製造方法。
4. 下記一般式 U) で表される 2— Y— 3, 4—ジヒドロー 2H—ピラン 又はその核置換誘導体と下記一般式 (ii) で表されるジオールとを反応させて下 記一般式 (iii) で表されるダルタルアルデヒドモノァセタールを製造するに際し、 第 1段階の反応の 1の副生成物グルタルアルデヒド (iv) と他の副生成物グル夕 ルアルデヒドビスァセタール (V) を第 2段階の反応を行ってグルタルアルデヒド モノァセタール (iii) を製造することを特徴とするダルタルアルデヒドモノァセ タールの製造方法。
Figure imgf000030_0002
(式中、 Υはハイ ドロォキシ基、 アルコキシ基、 ァリールォキシ基又はァラルキ ル才キン基を示す。 )
HO-R-OH (ii)
(式中、 Rは炭素数 1〜10の 2価の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を示す。 )
Figure imgf000031_0001
(式中、 Rは前記と同じ。 )
Figure imgf000031_0002
Figure imgf000031_0003
(式中、 Rは前記と同じ。 )
5. 第 1段階の反応粗液から蒸留操作によりダルタルアルデヒドモノァセ夕 一ルを単離する工程における脱低沸成分のための初留操作を、 蒸留缶液温度を 1 00- 200°Cに保持しつつ行うことを特徴とする請求項 4に記載のグル夕ルァ ルデヒドモノアセタールの製造方法。
6. 第 1段階の反応終了後の反応粗液を 1 00〜200°Cに加熱して副生物 からグルタルアルデヒドモノァセ夕一ル (iii) を生成させた後、 または生成させ ながら蒸留により、 置換基 Yから発生した低沸成分を留去することを特徴とする 請求項 4に記載のグルタルアルデヒドモノァセタールの製造方法。
7. 2 - Y- 3 , 4ージヒドロ一 2 H—ピランが 2—メトキシ一 3, 4—ジ ヒドロ一 2 H—ピランであり、 ジオールがエチレングリコールである請求項 4に 記載のグルタルアルデヒドモノァセタールの製造方法。
8. 第 1段階の反応粗液から蒸留によりダルタルアルデヒドを主成分とする 留分とグルタルアルデヒドモノァセタールを主成分とする留分とに分離すること を特徴とする本発明の第 7のダルタルアルデヒドモノァセタールの製造方法を提 供する。
9. ダルタルアルデヒドを主成分とする留分を分離する際の蒸留塔の缶温を 130〜142で、 塔頂圧力を 25〜35To r r、 塔頂温度を 95〜1 19で の各範囲とすることを特徴とする請求項 8に記載のグルタルアルデヒドモノァセ タールの製造方法。
10. グルタルアルデヒドモノァセ夕一ルを主成分とする留分を分離する際の 蒸留塔の缶温を 142〜168t:、 塔頂圧力を 25〜35To r r、 塔頂温度を 1 1 9〜124 °Cの各範囲とすることを特徴とする請求項 8又は 9に記載のグル タルアルデヒドモノァセタールの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172613B1 (en) * 1998-02-18 2001-01-09 Donnelly Corporation Rearview mirror assembly incorporating vehicle information display
DE10255647A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-09 Basf Ag Verfahren zur Gewinnung eines aliphatischen Dialdehyd-Monoacetals
DE502004009352D1 (de) * 2003-01-28 2009-05-28 Basf Se Gerbstoffe und konservierungsmittel
JP5337352B2 (ja) * 2007-04-24 2013-11-06 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ,エル.エル.シー. 錫または錫合金電気めっき液
CN103524479A (zh) * 2012-07-06 2014-01-22 江西天新药业有限公司 一种2-烷基-4,7二氢-1,3二氧七环的制备方法
US20160009884A1 (en) * 2013-04-06 2016-01-14 Mitsubishi Plastics, Inc. Coated film
TWI599560B (zh) * 2016-08-25 2017-09-21 劉行恆 Pdbd-ha的臨床用途及保護技術

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4839416A (ja) * 1971-10-02 1973-06-09
JPS4861477A (ja) * 1971-11-30 1973-08-28
JPS4935383A (ja) * 1972-08-04 1974-04-01
JPH10182540A (ja) * 1996-12-11 1998-07-07 Basf Ag グリオキサールモノアセタールの製法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1007113C2 (nl) * 1997-09-25 1999-03-26 Dsm Nv Werkwijze voor de bereiding van optisch actieve 2-amino-omega- oxoalkaanzuurderivaten.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4839416A (ja) * 1971-10-02 1973-06-09
JPS4861477A (ja) * 1971-11-30 1973-08-28
JPS4935383A (ja) * 1972-08-04 1974-04-01
JPH10182540A (ja) * 1996-12-11 1998-07-07 Basf Ag グリオキサールモノアセタールの製法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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