JP2000355588A - Production of alfa-acetyl-gamma-butyrolactone - Google Patents

Production of alfa-acetyl-gamma-butyrolactone

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JP2000355588A
JP2000355588A JP16417099A JP16417099A JP2000355588A JP 2000355588 A JP2000355588 A JP 2000355588A JP 16417099 A JP16417099 A JP 16417099A JP 16417099 A JP16417099 A JP 16417099A JP 2000355588 A JP2000355588 A JP 2000355588A
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JP
Japan
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butyrolactone
acetyl
alcohol
weight
methanol
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JP16417099A
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Japanese (ja)
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Masahiko Shimizu
雅彦 清水
Satoshi Kimura
聡 木村
Koji Ozaki
孝司 尾崎
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Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently producing α-acetyl-γ-butyrolactone under mild conditions. SOLUTION: An acetoacetic ester (methyl acetoacetate) is allowed to react with ethylene oxide in the presence of an alkali metal component (sodium hydroxide or the like) in an alcohol, for example, methanol, then alcohols are distilled off, until the methanol concentration remaining in the reaction mixture is lowered to 1-20 wt.%, and the residue is neutralized with an aqueous sulfuric acid in a temperature range of from 10 deg.C to 30 deg.C, phase-separated and the objective α-acetyl-γ-butyrolactone is collected from the organic layer. The amount of the alkali metal component used is about 0.7-1.1 equivalent based on the acetoacetic ester.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ビタミンB1など
の医薬品や、有機工業薬品の中間体として使用され、工
業的に有用なα−アセチル−γ−ブチロラクトンの製造
方法に関する。
The present invention relates to a method for producing industrially useful α-acetyl-γ-butyrolactone, which is used as an intermediate for pharmaceuticals such as vitamin B1 and organic industrial chemicals.

【0002】[0002]

【従来の技術】α−アセチル−γ−ブチロラクトンを得
る方法としては、例えば、アルコール溶媒中、アルカリ
アルコラート、アルカリ金属又はその水酸化物などのア
ルカリ成分の存在下、γ−ブチロラクトンと酢酸エステ
ルとを反応させ反応混合物を酢酸で中和する方法が知ら
れている(特公昭31−8271号公報)。しかし、こ
の方法によると、中和液が、酢酸ナトリウムなどの有機
酸塩を多量に含む水層とアセチルブチロラクトンを主と
する有機層とに層分離しにくく、分離性が悪い。また、
水層への有機物の溶解損失が大きいため、収率が低下す
る。また、酢酸は、工業的に使用するには高価な酸であ
り、α−アセチル−γ−ブチロラクトンを低い製造コス
トで製造するのは困難である。
2. Description of the Related Art As a method for obtaining α-acetyl-γ-butyrolactone, for example, γ-butyrolactone and acetic acid ester are dissolved in an alcohol solvent in the presence of an alkali component such as an alkali alcoholate, an alkali metal or a hydroxide thereof. A method of reacting and neutralizing the reaction mixture with acetic acid is known (Japanese Patent Publication No. 31-8271). However, according to this method, it is difficult for the neutralized solution to separate into an aqueous layer containing a large amount of an organic acid salt such as sodium acetate and an organic layer mainly containing acetylbutyrolactone, and the separation property is poor. Also,
Since the dissolution loss of the organic substance in the aqueous layer is large, the yield decreases. Acetic acid is an expensive acid for industrial use, and it is difficult to produce α-acetyl-γ-butyrolactone at low production cost.

【0003】一方、特公昭42−12662号公報に
は、アセト酢酸エステルと酸化エチレンとを、1当量以
上(アセト酢酸エステル基準)のアルカリ成分の存在下
で反応させ、反応混合物からメタノールを減圧留去した
後、30〜50℃で、13〜25重量%の硫酸水溶液で
中和することにより、α−アセチル−γ−ブチロラクト
ンが収率76%で得られることが記載されている。ま
た、メタノール留去は、中和処理後であってもよいとさ
れている。また、この文献には、特別な条件下では、解
離定数、溶解損失の低減、コストなどの点から、酢酸の
代わりに硫酸を用いることが有用であると記載されてい
る。さらに、この文献には、固相(硫酸ナトリウムな
ど)を析出させないためには、温度範囲を限定する必要
があることが記載されている。しかし、この方法によっ
ても、高価なアセト酢酸メチルの24%は分解する。こ
のため、α−アセチル−γ−ブチロラクトンを低い製造
コストで製造するのは困難である。
On the other hand, Japanese Patent Publication No. 42-12662 discloses that acetoacetate and ethylene oxide are reacted in the presence of at least one equivalent (based on acetoacetate) of an alkali component, and methanol is distilled from the reaction mixture under reduced pressure. It is described that α-acetyl-γ-butyrolactone can be obtained at a yield of 76% by neutralizing at 30 to 50 ° C. with a 13 to 25% by weight aqueous sulfuric acid solution after leaving. It is also stated that the methanol distillation may be performed after the neutralization treatment. This document also describes that it is useful to use sulfuric acid instead of acetic acid under special conditions from the viewpoints of dissociation constant, reduction of dissolution loss, cost, and the like. Further, this document describes that it is necessary to limit the temperature range in order not to precipitate a solid phase (such as sodium sulfate). However, this method also degrades 24% of the expensive methyl acetoacetate. For this reason, it is difficult to produce α-acetyl-γ-butyrolactone at low production cost.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、温和な条件で、高い効率でα−アセチル−γ−ブチ
ロラクトンを製造する方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing .alpha.-acetyl-.gamma.-butyrolactone with high efficiency under mild conditions.

【0005】本発明の他の目的は、α−アセチル−γ−
ブチロラクトンを低い製造コストで製造する方法を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide α-acetyl-γ-
An object of the present invention is to provide a method for producing butyrolactone at a low production cost.

【0006】本発明の別の目的は、高い収率でα−アセ
チル−γ−ブチロラクトンを製造する方法を提供するこ
とにある。
Another object of the present invention is to provide a method for producing α-acetyl-γ-butyrolactone in high yield.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を達成するため鋭意検討した結果、反応混合物を硫酸を
用いて中和処理する前に、反応混合物中のアルコール濃
度を予め濃縮により特定濃度に調整しておくと、比較的
低温の温和な条件でも固相を析出させることなく中和処
理できること、中和処理を低温で行っても、水層と有機
層との高い層分離性を維持でき、また、高温時よりもα
−アセチル−γ−ブチロラクトンの抽出効率及び収率が
向上することを見いだし本発明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, before neutralizing the reaction mixture with sulfuric acid, the alcohol concentration in the reaction mixture was previously concentrated by concentration. If adjusted to a specific concentration, neutralization can be performed without depositing a solid phase even under relatively low temperature and mild conditions. Even if the neutralization is performed at a low temperature, high layer separation between the aqueous layer and the organic layer can be achieved. Can be maintained, and α
The present inventors have found that the extraction efficiency and yield of -acetyl-γ-butyrolactone are improved, and completed the present invention.

【0008】すなわち、本発明のα−アセチル−γ−ブ
チロラクトンの製造方法では、アセト酢酸エステルと酸
化エチレンとを、アルカリ金属成分の存在下、アルコー
ル中で反応させた反応混合物から、残存アルコール濃度
0.1〜20重量%になるまでアルコールを留去し、温
度10℃以上30℃未満で硫酸水溶液で中和処理し、層
分離して有機層からα−アセチル−γ−ブチロラクトン
を得る。アセト酢酸エステルと酸化エチレンとの反応工
程、アルコールの留去工程、及び中和処理工程は、温度
10〜28℃程度で行ってもよい。アルカリ金属成分
は、アセト酢酸エステルに対して、0.7〜1.1当量
程度であってもよい。アセト酢酸エステルは、例えば、
アセト酢酸C1-4アルキルエステルである。また、層分
離後の水層から、さらにα−アセチル−γ−ブチロラク
トンを抽出してもよい。
That is, in the process for producing α-acetyl-γ-butyrolactone according to the present invention, a residual alcohol concentration of 0 is obtained from a reaction mixture obtained by reacting acetoacetic ester and ethylene oxide in an alcohol in the presence of an alkali metal component. The alcohol is distilled off until the concentration becomes 0.1 to 20% by weight, neutralized with a sulfuric acid aqueous solution at a temperature of 10 ° C. or more and less than 30 ° C., and the layers are separated to obtain α-acetyl-γ-butyrolactone from the organic layer. The step of reacting the acetoacetic ester with ethylene oxide, the step of distilling off the alcohol, and the step of neutralization may be performed at a temperature of about 10 to 28 ° C. The alkali metal component may be about 0.7 to 1.1 equivalents to the acetoacetate ester. Acetoacetate, for example,
It is a C 1-4 alkyl acetoacetate. Further, α-acetyl-γ-butyrolactone may be further extracted from the aqueous layer after layer separation.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】[反応工程]本発明では、アセト
酢酸エステルと酸化エチレンとを、アルコール溶媒中、
アルカリ金属成分存在下で反応させる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [Reaction Step] In the present invention, acetoacetic ester and ethylene oxide are mixed in an alcohol solvent.
The reaction is performed in the presence of an alkali metal component.

【0010】アセト酢酸エステルとしては、アセト酢酸
メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸ブチル、アセト
酢酸ブチルなどのアセト酢酸C1-4アルキルエステルが
使用できる。好ましいアセト酢酸エステルはアセト酢酸
メチルである。
As the acetoacetate, C 1-4 alkyl acetoacetate such as methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, butyl acetoacetate and butyl acetoacetate can be used. The preferred acetoacetate is methyl acetoacetate.

【0011】酸化エチレンの割合は、アセト酢酸エステ
ル1モルに対して、例えば、1〜3モル程度、好ましく
は1〜2モル程度、さらに好ましくは1.3〜1.7モ
ル程度である。
The proportion of ethylene oxide is, for example, about 1 to 3 mol, preferably about 1 to 2 mol, and more preferably about 1.3 to 1.7 mol, per 1 mol of acetoacetate.

【0012】アルカリ金属成分としては、ナトリウム、
カリウムなどのアルカリ金属、これらの水酸化物、又は
これらのアルコラート(メチラート、エチラートなどの
1- 4アルコラートなど)などが挙げられる。なお、ア
ルコラートは、例えば、アルカリ金属又はその水酸化物
と反応溶媒であるアルコールとから系中で生じる成分で
あってもよい。好ましいアルカリ金属成分は、ナトリウ
ム、水酸化ナトリウム、ナトリウムアルコキシド(特
に、ナトリウムメトキシド)などのナトリウム成分であ
る。
As the alkali metal component, sodium,
Alkali metals such as potassium, their hydroxides, or
These alcoholates (such as methylate and ethylate)
C1- FourAlcoholate, etc.). In addition,
The rucolate is, for example, an alkali metal or a hydroxide thereof.
Is a component produced in the system from
There may be. The preferred alkali metal component is sodium
Solution, sodium hydroxide, sodium alkoxide
And sodium components such as sodium methoxide
You.

【0013】アルカリ金属成分の割合は、特に限定され
ず、例えば、0.7〜2当量(アセト酢酸エステル基
準)程度、好ましくは0.7〜1.1当量程度、さらに
好ましくは0.7〜1当量程度であってもよい。また、
アルカリ金属成分の割合は、1当量未満、例えば、0.
7〜0.99当量程度(アセト酢酸エステル基準)、好
ましくは、0.8〜0.95当量程度、さらに好ましく
は0.9〜0.95当量程度であってもよい。本発明で
は、アルカリ金属成分が比較的少量であっても、有効に
α−アセチル−γ−ブチロラクトンを得ることができ
る。
The ratio of the alkali metal component is not particularly limited, and is, for example, about 0.7 to 2 equivalents (based on acetoacetic ester), preferably about 0.7 to 1.1 equivalents, and more preferably about 0.7 to 1.1 equivalents. It may be about 1 equivalent. Also,
The proportion of the alkali metal component is less than 1 equivalent, for example, 0.
It may be about 7 to 0.99 equivalent (based on acetoacetate ester), preferably about 0.8 to 0.95 equivalent, more preferably about 0.9 to 0.95 equivalent. In the present invention, α-acetyl-γ-butyrolactone can be effectively obtained even if the alkali metal component is relatively small.

【0014】反応溶媒であるアルコールとしは、メタノ
ール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのC
1-4アルコールが使用できる。好ましいアルコールは、
メタノール、エタノール、特にメタノールである。な
お、反応溶媒と、前記アセト酢酸アルキルエステルのア
ルコール成分とは同一種類のアルコールを用いる場合が
多い。
The alcohol as a reaction solvent includes C, such as methanol, ethanol, propanol and butanol.
1-4 alcohol can be used. Preferred alcohols are
Methanol, ethanol, especially methanol. The reaction solvent and the alcohol component of the alkyl acetoacetate often use the same type of alcohol.

【0015】アセト酢酸エステルと酸化エチレンとの反
応は、室温付近、例えば、0〜50℃程度、好ましくは
10〜35℃程度、さらに好ましくは15〜35℃程度
(特に、22〜28℃程度)で行うことができる。
The reaction between acetoacetic ester and ethylene oxide is carried out at about room temperature, for example, about 0 to 50 ° C., preferably about 10 to 35 ° C., more preferably about 15 to 35 ° C. (particularly about 22 to 28 ° C.). Can be done with

【0016】[アルコール留去工程]本発明では、反応
混合物からアルコールを留去する。なお、α−アセチル
−γ−ブチロラクトンの製造において、一般には、アル
コール留去は、後述の中和処理の前であっても後であっ
てもよいが、本発明では中和処理の前にアルコールを留
去する。反応前にアルコールを留去することにより、後
述するように、温和な条件で中和処理を行うことがで
き、効率的にα−アセチル−γ−ブチロラクトンを得る
ことができる。
[Alcohol Distillation Step] In the present invention, alcohol is distilled from the reaction mixture. In addition, in the production of α-acetyl-γ-butyrolactone, generally, the alcohol may be distilled off before or after the neutralization treatment described below. Is distilled off. By distilling off the alcohol before the reaction, a neutralization treatment can be performed under mild conditions, as described later, and α-acetyl-γ-butyrolactone can be efficiently obtained.

【0017】アルコールの留去は、低温で行うのが好ま
しく、留去温度は、例えば、10〜40℃程度、好まし
くは10〜35℃程度、さらに好ましくは10〜28℃
程度(特に、20〜28℃程度)である。低温でアルコ
ール留去することにより、α−アセチル−γ−ブチロラ
クトン及びアセト酢酸エステルの分解を低減できる。
The distillation of the alcohol is preferably performed at a low temperature, and the distillation temperature is, for example, about 10 to 40 ° C., preferably about 10 to 35 ° C., and more preferably 10 to 28 ° C.
(Particularly about 20 to 28 ° C.). By evaporating the alcohol at a low temperature, the decomposition of α-acetyl-γ-butyrolactone and acetoacetic ester can be reduced.

【0018】なお、低温でアルコール留去する場合、減
圧下で留去することが多い。減圧度は、例えば、50〜
300mmHg、好ましくは100〜280mmHg、
さらに好ましくは150〜250mmHg程度である。
When alcohol is distilled off at a low temperature, the alcohol is often distilled off under reduced pressure. The degree of decompression is, for example, 50 to
300 mmHg, preferably 100 to 280 mmHg,
More preferably, it is about 150 to 250 mmHg.

【0019】なお、留去したアルコールは、必要に応じ
て脱水した後、反応溶媒として再利用してもよい。
The alcohol distilled off may be reused as a reaction solvent after dehydration as required.

【0020】アルコール留去後の反応混合物中の残存ア
ルコール濃度は、例えば、0.1〜20重量%程度、好
ましくは0.5〜10重量%程度、さらに好ましくは
0.5〜5重量%程度である。アルコール濃度が20重
量%を超えると、後述の中和処理時に、水層にアルコ
ールが大量に溶解し、水層中のα−アセチル−γ−ブチ
ロラクトンやアセト酢酸エステルの濃度も増加するた
め、抽出効率が低下する。また、水層中のα−アセチ
ル−γ−ブチロラクトンやアセト酢酸エステルの濃度が
増加すると、α−アセチル−γ−ブチロラクトンやアセ
ト酢酸エステルの加水分解速度が増加する。さらに、
水層にアルコールが大量に溶解するため、硫酸塩(硫酸
ナトリウム塩など)が析出し易くなり、中和処理を低温
で行うことができなくなる。高温で中和処理すると、α
−アセチル−γ−ブチロラクトンやアセト酢酸エステル
が加水分解しやすくなる。すなわち、アルコール濃度が
20重量%を超えると、抽出効率の低下、水層濃度上昇
による加水分解速度の増大、中和処理温度上昇による加
水分解速度の増大などの相乗効果により、得られるα−
アセチル−γ−ブチロラクトンの量が予想外に低下す
る。一方、アルコール濃度0.1重量%未満までアルコ
ールを留去すると、生産効率が低下する。
The concentration of the residual alcohol in the reaction mixture after the alcohol is distilled off is, for example, about 0.1 to 20% by weight, preferably about 0.5 to 10% by weight, and more preferably about 0.5 to 5% by weight. It is. If the alcohol concentration exceeds 20% by weight, a large amount of alcohol is dissolved in the aqueous layer during the neutralization treatment described below, and the concentrations of α-acetyl-γ-butyrolactone and acetoacetate in the aqueous layer also increase. Efficiency decreases. When the concentration of α-acetyl-γ-butyrolactone or acetoacetate in the aqueous layer increases, the rate of hydrolysis of α-acetyl-γ-butyrolactone or acetoacetate increases. further,
Since a large amount of alcohol is dissolved in the aqueous layer, sulfate (such as sodium sulfate) is easily precipitated, and the neutralization cannot be performed at a low temperature. When neutralized at high temperature, α
-Acetyl-γ-butyrolactone and acetoacetate are easily hydrolyzed. That is, when the alcohol concentration exceeds 20% by weight, α- obtained by synergistic effects such as a decrease in extraction efficiency, an increase in the hydrolysis rate due to an increase in the aqueous layer concentration, and an increase in the hydrolysis rate due to an increase in the neutralization temperature.
The amount of acetyl-γ-butyrolactone drops unexpectedly. On the other hand, if alcohol is distilled off to an alcohol concentration of less than 0.1% by weight, the production efficiency decreases.

【0021】[中和処理]アルコール留去後の反応混合
物は、硫酸水溶液で中和する。硫酸水溶液の濃度は、例
えば、5〜30重量%程度、好ましくは、10〜20重
量%程度、さらに好ましくは13〜18重量%程度であ
る。希薄硫酸水溶液(5重量%未満濃度)を用いると、
生産効率が低下する。また、30重量%を超える硫酸水
溶液を用いると、α−アセチル−γ−ブチロラクトンが
分解するためか、収率が低下する。
[Neutralization treatment] The reaction mixture after alcohol distillation is neutralized with an aqueous sulfuric acid solution. The concentration of the aqueous sulfuric acid solution is, for example, about 5 to 30% by weight, preferably about 10 to 20% by weight, and more preferably about 13 to 18% by weight. When a dilute sulfuric acid aqueous solution (concentration less than 5% by weight) is used,
Production efficiency decreases. If an aqueous sulfuric acid solution exceeding 30% by weight is used, α-acetyl-γ-butyrolactone is decomposed, or the yield is reduced.

【0022】そして、本発明では、反応混合物中のアル
コール量を所定量まで低減しているため、中和を比較的
低い温度で行うことができる。中和処理の温度は、10
℃以上30℃未満、好ましくは10〜29℃程度(例え
ば、10〜28℃程度)、さらに好ましくは20〜29
℃程度(例えば、20〜28℃程度)である。中和処理
温度が、30℃以上の場合、α−アセチル−γ−ブチロ
ラクトンやアセト酢酸エステルが、加水分解しやすくな
り、抽出効率が低下する。
In the present invention, since the amount of alcohol in the reaction mixture is reduced to a predetermined amount, the neutralization can be performed at a relatively low temperature. The temperature of the neutralization treatment is 10
To 30 ° C, preferably about 10 to 29 ° C (for example, about 10 to 28 ° C), and more preferably 20 to 29 ° C.
° C (for example, about 20 to 28 ° C). When the neutralization temperature is 30 ° C. or higher, α-acetyl-γ-butyrolactone and acetoacetate are easily hydrolyzed, and the extraction efficiency is reduced.

【0023】なお、本発明において、アセト酢酸エステ
ルと酸化エチレンとの反応工程、アルコールの留去工
程、及び中和処理工程を、温度10〜29℃程度(例え
ば、10〜28℃程度)、好ましくは20〜29℃程度
(例えば、20〜28℃程度)で行ってもよい。全ての
工程を10〜29℃で行うと、簡便にα−アセチル−γ
−ヒドロキシブチロラクトンを製造できる。
In the present invention, the step of reacting the acetoacetic ester with ethylene oxide, the step of distilling off the alcohol, and the step of neutralization are preferably carried out at a temperature of about 10 to 29 ° C. (eg, about 10 to 28 ° C.). May be performed at about 20 to 29 ° C. (for example, about 20 to 28 ° C.). When all steps are performed at 10 to 29 ° C., α-acetyl-γ
-Hydroxybutyrolactone can be produced.

【0024】中和処理液のpHは、例えば、2〜6程
度、好ましくは2〜4程度である。
The pH of the neutralization solution is, for example, about 2 to 6, preferably about 2 to 4.

【0025】このようにして得られた中和処理液は、α
−アセチル−γ−ブチロラクトンとアセト酢酸エステル
を主として有機層に含有している。このため、有機層と
水層とを分離することにより、有機層からα−アセチル
−γ−ブチロラクトンを得ることができる。なお、中和
処理液の水層にも少量のα−アセチル−γ−ブチロラク
トンとアセト酢酸エステルとを含有しているものの、本
発明では、予めアルコールを留去しているため、水層へ
のロス量は小さい。
The neutralized solution obtained in this manner has α
-Acetyl-γ-butyrolactone and acetoacetic ester are mainly contained in the organic layer. Therefore, α-acetyl-γ-butyrolactone can be obtained from the organic layer by separating the organic layer from the aqueous layer. Although the aqueous layer of the neutralization solution also contains a small amount of α-acetyl-γ-butyrolactone and acetoacetate ester, in the present invention, since alcohol has been distilled off in advance, the aqueous layer The loss amount is small.

【0026】水層中と有機層中のα−アセチル−γ−ブ
チロラクトンの総量に対する、有機層中のα−アセチル
−γ−ブチロラクトンの割合(有機層中の量/(水層中
の量+有機層中の量)は、例えば、80〜99%(重量
基準)程度、好ましくは92〜99%(重量基準)程度
である。
The ratio of α-acetyl-γ-butyrolactone in the organic layer to the total amount of α-acetyl-γ-butyrolactone in the aqueous layer and the organic layer ((amount in organic layer / (amount in aqueous layer + organic layer) The amount in the layer is, for example, about 80 to 99% (by weight), preferably about 92 to 99% (by weight).

【0027】また、水層中と有機層中のアセト酢酸エス
テルの総量に対する、有機層中のアセト酢酸エステルの
割合は、例えば、80〜99%(重量基準)程度、好ま
しくは92〜99%(重量基準)程度である。
The ratio of acetoacetate in the organic layer to the total amount of acetoacetate in the aqueous layer and the organic layer is, for example, about 80 to 99% (by weight), preferably 92 to 99% (weight basis). Weight basis).

【0028】水層中のα−アセチル−γ−ブチロラクト
ンとアセト酢酸エステルは、必要に応じて、さらに有機
溶媒により抽出できる。
Α-acetyl-γ-butyrolactone and acetoacetate in the aqueous layer can be further extracted with an organic solvent, if necessary.

【0029】有機溶媒としては、芳香族炭化水素系溶媒
(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなど)、エス
テル系溶媒(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブ
チルなど)、エーテル系溶媒(例えば、ジエチルエーテ
ル、メチルt−ブチルエーテルなど)、ハロゲン系溶媒
(例えば、塩化メチレン、クロロホルムなど)などを挙
げることができる。溶媒は単独で又は二種以上組み合わ
せて使用してもよい。
Examples of the organic solvent include aromatic hydrocarbon solvents (eg, benzene, toluene, xylene, etc.), ester solvents (eg, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, etc.), and ether solvents (eg, diethyl ether). , Methyl t-butyl ether, etc.), and halogen solvents (eg, methylene chloride, chloroform, etc.). The solvents may be used alone or in combination of two or more.

【0030】有機溶媒の使用量は、水層の重量100重
量部に対して、例えば、10〜300重量部程度、好ま
しくは40〜100重量部程度である。
The amount of the organic solvent used is, for example, about 10 to 300 parts by weight, preferably about 40 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the aqueous layer.

【0031】抽出温度は、例えば、10〜40℃程度、
好ましくは10〜35℃程度、さらに好ましくは10〜
28℃程度(特に、20〜28℃程度)であってもよ
い。なお、前記反応工程、アルコール留去工程、中和処
理工程を同じ温度範囲で行う場合、抽出工程も同じ温度
範囲で行ってもよい。
The extraction temperature is, for example, about 10 to 40 ° C.
It is preferably about 10 to 35 ° C, more preferably 10 to 35 ° C.
It may be about 28 ° C (particularly about 20 to 28 ° C). When the reaction step, the alcohol distillation step, and the neutralization step are performed in the same temperature range, the extraction step may be performed in the same temperature range.

【0032】抽出液と前記有機層とを合わせた場合のα
−アセチル−γ−ブチルラクトンの割合[抽出効率(回
収率)]は、有機層中と水層中とのα−アセチル−γ−
ブチロラクトンの総重量に対して、例えば、91〜99
%(重量基準)、好ましくは93〜99%(重量基準)
である。また、アセト酢酸エステルの抽出効率(回収
率)は、有機層中と水層中のアセト酢酸エステルの総量
に対して、例えば、91〜99%(重量基準)、好まし
くは93〜99%(重量基準)である。
Α when the extract is combined with the organic layer
-The ratio of acetyl-γ-butyl lactone [extraction efficiency (recovery rate)] is the ratio of α-acetyl-γ- in the organic layer and the aqueous layer.
For example, 91 to 99 based on the total weight of butyrolactone
% (By weight), preferably 93 to 99% (by weight)
It is. The extraction efficiency (recovery rate) of the acetoacetate is, for example, 91 to 99% (weight basis), preferably 93 to 99% (weight) with respect to the total amount of the acetoacetate in the organic layer and the aqueous layer. Standard).

【0033】有機層又は有機層と抽出液とから得られる
α−アセチル−γ−ブチロラクトンの収率は、例えば、
82〜100モル%程度、好ましくは85〜95モル%
程度(消費したアセト酢酸エステル基準)である。な
お、消費したアセト酢酸エステルとは、用いたアセト酢
酸エステル量(モル)から回収したアセト酢酸エステル
量(モル)を差し引いた残りのアセト酢酸エステル量
(モル)のことをいう。
The yield of α-acetyl-γ-butyrolactone obtained from the organic layer or the organic layer and the extract is, for example,
About 82 to 100 mol%, preferably 85 to 95 mol%
(Based on consumed acetoacetate). The consumed acetoacetate means the remaining acetoacetate (mol) obtained by subtracting the recovered acetoacetate (mol) from the used acetoacetate (mol).

【0034】なお、有機層や抽出液は、必要に応じて、
濃縮、精留などにより精製してもい。
The organic layer and the extract may be used, if necessary,
It may be purified by concentration and rectification.

【0035】このようにして得られたα−アセチル−γ
−ブチロラクトンは、ビタミンB1などの医薬品や、有
機工業薬品の中間体として使用できる。
The α-acetyl-γ thus obtained
-Butyrolactone can be used as an intermediate for pharmaceuticals such as vitamin B1 and organic industrial chemicals.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明では、アルコールを0.1〜20
重量%程度に濃縮しているため、温和な条件で効率よく
α−アセチル−γ−ブチロラクトンを製造できる。例え
ば、中中和処理の温度を10〜29℃程度に下げること
ができる。このため、高い収率で、α−アセチル−γ−
ヒドロキシブチロラクトンを得ることができ、α−アセ
チル−γ−ブチロラクトンの製造コストを低減できる。
According to the present invention, the alcohol is used in an amount of 0.1 to 20.
Since it is concentrated to about% by weight, α-acetyl-γ-butyrolactone can be efficiently produced under mild conditions. For example, the temperature of the neutralization treatment can be reduced to about 10 to 29 ° C. Therefore, α-acetyl-γ-
Hydroxybutyrolactone can be obtained, and the production cost of α-acetyl-γ-butyrolactone can be reduced.

【0037】[0037]

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。
The present invention will be described below in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0038】実施例1 メタノール284gに水酸化ナトリウム31.5gを溶
解し、アセト酢酸メチル99g、酸化エチレン41gを
加えた後、25℃で13時間反応した。薄膜蒸発機によ
り、反応液から、減圧下(200mmHg)でメタノー
ルを留去し(薄膜蒸発機の缶出温度75℃)、回収し
た。メタノール留去後の混合物中のメタノール濃度は、
約10重量%であった。混合物に、攪拌下、28℃で1
5重量%硫酸水溶液273gを添加して、pH=2.5
に調整し、静置した。なお、この操作に45分を要し
た。静置後、2層分離した上層(有機層)と下層(水
層)とからサンプリングして高速液体クロマトグラフィ
ーで分析すると、上層(有機層)には、α−アセチル−
γ−ブチロラクトンが52.5重量%(61.9g)、
アセト酢酸メチルが27.4重量%(32.3g)、メ
タノール濃度が2.2重量%溶解していた。下層(水
層)には、α−アセチル−γ−ブチロラクトンが1.5
重量%(4.8g)、アセト酢酸メチルが0.9重量%
(1.1g)、メタノールが4.2重量%溶解してい
た。有機層と水層とを分離した後、水層を28℃で、ト
ルエン400gで抽出した。有機層と抽出液とから、α
−アセチル−γ−ブチロラクトンを64.0g得た。な
お、収率及び抽出効率は以下の通りであった。
Example 1 31.5 g of sodium hydroxide was dissolved in 284 g of methanol, 99 g of methyl acetoacetate and 41 g of ethylene oxide were added, and the mixture was reacted at 25 ° C. for 13 hours. The methanol was distilled off from the reaction solution under reduced pressure (200 mmHg) using a thin film evaporator (75 ° C. in the thin film evaporator), and the reaction solution was recovered. The methanol concentration in the mixture after methanol distillation is
It was about 10% by weight. The mixture is stirred at 28 ° C. for 1 hour.
273 g of a 5% by weight aqueous sulfuric acid solution was added, and pH = 2.5.
And left to stand. This operation required 45 minutes. After standing, a sample was sampled from the upper layer (organic layer) and the lower layer (aqueous layer) separated by two layers, and analyzed by high performance liquid chromatography. The upper layer (organic layer) showed α-acetyl-
52.5% by weight (61.9 g) of γ-butyrolactone;
Methyl acetoacetate was dissolved at 27.4% by weight (32.3 g) and the methanol concentration was 2.2% by weight. In the lower layer (aqueous layer), α-acetyl-γ-butyrolactone contains 1.5%.
% By weight (4.8 g), 0.9% by weight of methyl acetoacetate
(1.1 g) and 4.2% by weight of methanol were dissolved. After separating the organic layer and the aqueous layer, the aqueous layer was extracted at 28 ° C. with 400 g of toluene. From the organic layer and the extract, α
-Acetyl-γ-butyrolactone was obtained in an amount of 64.0 g. The yield and extraction efficiency were as follows.

【0039】収率: α−アセチル−γ−ブチロラクトン 88.0モル%
(消費したアセト酢酸エステル基準) 抽出効率: α−アセチル−γ−ブチロラクトン 96% アセト酢酸メチル 95% 比較例1 メタノール284gに水酸化ナトリウム31.5gを溶
解し、アセト酢酸メチル99g、酸化エチレン41gを
加えた後、25℃で13時間反応した。薄膜蒸発機によ
り、反応液から、減圧下(300mmHg)でメタノー
ルを留去し(薄膜蒸発機の缶出温度85℃)、回収し
た。メタノール留去後の混合物中のメタノール濃度は、
約23重量%であった。混合物に、攪拌下、55℃で1
5重量%硫酸水溶液273gを添加して、pH=2.5
に調整し、静置した。なお、この操作に45分を要し
た。静置後、2層分離した上層(有機層)と下層(水
層)とからサンプリングして高速液体クロマトグラフィ
ーで分析すると、上層(有機層)には、α−アセチル−
γ−ブチロラクトンが49.8重量%(56.3g)、
アセト酢酸メチルが26.1重量%(29.5g)、メ
タノール濃度が5.0重量%溶解していた。下層(水
層)には、α−アセチル−γ−ブチロラクトンが2.1
重量%(6.9g)、アセト酢酸メチルが1.5重量%
(1.1g)、メタノールが10.2重量%溶解してい
た。有機層と水層とを分離した後、水層を、55℃で、
トルエン400gで抽出した。有機層と抽出液とから、
α−アセチル−γ−ブチロラクトン60.1gを得た。
なお、収率及び抽出効率は以下の通りであった。
Yield: 88.0 mol% of α-acetyl-γ-butyrolactone
(Based on consumed acetoacetate ester) Extraction efficiency: α-acetyl-γ-butyrolactone 96% Methyl acetoacetate 95% Comparative Example 1 31.5 g of sodium hydroxide was dissolved in 284 g of methanol, and 99 g of methyl acetoacetate and 41 g of ethylene oxide were added. After the addition, the reaction was performed at 25 ° C. for 13 hours. The methanol was distilled off from the reaction solution under reduced pressure (300 mmHg) using a thin film evaporator (the thin film evaporator had a bottom temperature of 85 ° C.) and was recovered. The methanol concentration in the mixture after methanol distillation is
It was about 23% by weight. The mixture is stirred at 55 ° C. for 1 hour.
273 g of a 5% by weight aqueous sulfuric acid solution was added, and pH = 2.5.
And left to stand. This operation required 45 minutes. After standing, a sample was sampled from the upper layer (organic layer) and the lower layer (aqueous layer) separated by two layers, and analyzed by high performance liquid chromatography. The upper layer (organic layer) showed α-acetyl-
49.8% by weight (56.3 g) of γ-butyrolactone;
Methyl acetoacetate was dissolved at 26.1% by weight (29.5 g) and the methanol concentration was 5.0% by weight. In the lower layer (aqueous layer), α-acetyl-γ-butyrolactone contains 2.1.
% By weight (6.9 g), 1.5% by weight of methyl acetoacetate
(1.1 g), and 10.2% by weight of methanol was dissolved. After separating the organic and aqueous layers, the aqueous layer was
Extracted with 400 g of toluene. From the organic layer and the extract,
60.1 g of α-acetyl-γ-butyrolactone was obtained.
The yield and extraction efficiency were as follows.

【0040】収率: α−アセチル−γ−ブチロラクトン 78.8モル%
(消費したアセト酢酸エステル基準) 抽出効率: α−アセチル−γ−ブチロラクトン 94% アセト酢酸メチル 92%
Yield: 78.8 mol% of α-acetyl-γ-butyrolactone
(Based on consumed acetoacetate) Extraction efficiency: α-acetyl-γ-butyrolactone 94% Methyl acetoacetate 92%

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルコール溶媒中、アセト酢酸エステル
と酸化エチレンとをアルカリ金属成分の存在下で反応さ
せた混合物を硫酸水溶液で中和処理し、層分離した有機
層からα−アセチル−γ−ブチロラクトンを得る方法に
おいて、中和処理前にアルコールを留去し、反応混合物
中の残存アルコール濃度を0.1〜20重量%にした
後、温度10℃以上30℃未満で硫酸水溶液で中和処理
するα−アセチル−γ−ブチロラクトンの製造方法。
A mixture obtained by reacting acetoacetic ester and ethylene oxide in an alcohol solvent in the presence of an alkali metal component is neutralized with an aqueous sulfuric acid solution, and α-acetyl-γ-butyrolactone is separated from the separated organic layer. , The alcohol is distilled off before the neutralization treatment, the residual alcohol concentration in the reaction mixture is adjusted to 0.1 to 20% by weight, and the mixture is neutralized with a sulfuric acid aqueous solution at a temperature of 10 ° C or more and less than 30 ° C. A method for producing α-acetyl-γ-butyrolactone.
【請求項2】 アセト酢酸エステルと酸化エチレンとの
反応工程、アルコールの留去工程、及び中和処理工程
を、温度10〜28℃で行う請求項1記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the step of reacting the acetoacetic ester with ethylene oxide, the step of distilling off the alcohol, and the step of neutralization are carried out at a temperature of 10 to 28 ° C.
【請求項3】 アセト酢酸エステルに対して、0.7〜
1.1当量のアルカリ金属成分を用いる請求項1記載の
製造方法。
3. An acetoacetic acid ester having a concentration of 0.7 to
2. The method according to claim 1, wherein 1.1 equivalents of an alkali metal component is used.
【請求項4】 アセト酢酸エステルが、アセト酢酸C
1-4アルキルエステルである請求項1記載の製造方法。
4. An acetoacetic acid ester, wherein the acetoacetic acid ester is
The production method according to claim 1, which is a 1-4 alkyl ester.
【請求項5】 層分離後の水層から、さらにα−アセチ
ル−γ−ブチロラクトンを抽出する請求項1記載の製造
方法。
5. The method according to claim 1, wherein α-acetyl-γ-butyrolactone is further extracted from the aqueous layer after the layer separation.
【請求項6】 アセト酢酸メチルと酸化エチレンとを、
0.8〜0.95当量(アセト酢酸メチル基準)の水酸
化ナトリウムの存在下、メタノール中で反応させ、反応
混合物中の残存メタノール濃度が0.5〜5重量%にな
るまでメタノールを留去し、13〜18重量%硫酸水溶
液で中和処理し、層分離後の有機層からα−アセチル−
γ−ブチロラクトンを得る方法であって、反応工程、メ
タノール留去工程、及び中和処理工程を20〜28℃で
行う請求項1記載の製造方法。
6. A method for producing methyl acetoacetate and ethylene oxide,
The reaction is carried out in methanol in the presence of 0.8 to 0.95 equivalent (based on methyl acetoacetate) of sodium hydroxide, and methanol is distilled off until the residual methanol concentration in the reaction mixture becomes 0.5 to 5% by weight. And neutralized with a 13 to 18% by weight aqueous sulfuric acid solution.
The method according to claim 1, wherein γ-butyrolactone is obtained, wherein the reaction step, the methanol distillation step, and the neutralization step are performed at 20 to 28 ° C.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102992930A (en) * 2012-12-15 2013-03-27 福州大学 Recovery process and separation device of toluene solvent in production process of alpha-acetyl-gamma butyrolactone
CN107814778A (en) * 2017-10-31 2018-03-20 南通醋酸化工股份有限公司 A kind of α acetyl group gamma butyrolactone continuous stream microchannel plate answers production technology
CN114181178A (en) * 2021-12-28 2022-03-15 江苏兄弟维生素有限公司 Method for recovering layered water of alpha-chloro-alpha-acetyl-gamma-butyrolactone and application thereof

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