JP2001233823A - Method of preparing malonic acid diester by continuous transesterification - Google Patents
Method of preparing malonic acid diester by continuous transesterificationInfo
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
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- C07C67/52—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
- C07C67/54—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はマロン酸ジエステル
の製造方法に関する。[0001] The present invention relates to a method for producing malonic diester.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般式I:BACKGROUND OF THE INVENTION General formula I:
【0003】[0003]
【化3】 Embedded image
【0004】[式中、R1は1〜30個、有利には1〜
12個の炭素原子を有する非分枝鎖状もしくは分枝鎖状
のアルキル基もしくはアルケニル基、シクロアルキル基
またはアラルキル基を表す]のマロン酸ジエステルは有
機中間生成物として例えば医薬、農薬、香料および芳香
物質を製造するために工業的に極めて重要である。[Wherein R 1 is 1 to 30, preferably 1 to
Represents an unbranched or branched alkyl or alkenyl group having 12 carbon atoms, a cycloalkyl group or an aralkyl group] as malonic acid diesters as organic intermediates such as medicaments, pesticides, fragrances and It is of great industrial importance for producing fragrances.
【0005】一般式Iの化合物は確かに多方面でハロゲ
ン酢酸エステルのカルボニル化および一価のアルコール
との反応により直接製造することができる(JP571
83741号)が、しかしこのような方法は工業的な規
模では必ずしも有意義であるとは限らない。例えばカル
ボニル化および一価のアルコールとの反応による一般式
Iの化合物の製造は数多くの方法工程および高い投資コ
ストと結びついている。出発材料として必要なハロゲン
酢酸エステルもまた全体に同程度に入手可能であるわけ
ではない。The compounds of the general formula I can indeed be prepared in many ways directly by carbonylation of halogen acetates and reaction with monohydric alcohols (JP 571).
However, such a method is not always meaningful on an industrial scale. The preparation of compounds of the general formula I, for example by carbonylation and reaction with monohydric alcohols, is associated with numerous process steps and high investment costs. The halogen acetates required as starting materials are also not entirely available to the same extent.
【0006】従って一般式Iの化合物を比較的少量製造
するべき場合、一般式II:Accordingly, if compounds of general formula I are to be prepared in relatively small quantities, general formula II:
【0007】[0007]
【化4】 Embedded image
【0008】の化合物を一般式R1OHのアルコールに
よりエステル交換することによるその合成が見いだされ
た。しかし特に、一般式I(式中、基R1はC2〜C4
−アルキル基を表す)の特に重要な化合物の場合、この
方法は使用した一般式IIの化合物に対して極めて高い
収率が達成される場合に、直接合成と競合することがで
きるのみである。The synthesis of this compound has been found by transesterification of the compound with an alcohol of the general formula R 1 OH. However, in particular, compounds of the general formula I in which the radical R 1 is C 2 -C 4
In the case of the particularly important compounds of formula (II), the process can only compete directly with the synthesis if very high yields are achieved for the compounds of the general formula II used.
【0009】医薬製造のための使用を背景として一般式
Iの化合物の純度に対して極めて高い要求が課される。
この場合、一般式III:Very high demands are placed on the purity of the compounds of the general formula I in the context of their use for the manufacture of medicaments.
In this case, the general formula III:
【0010】[0010]
【化5】 Embedded image
【0011】および一般式IV:And the general formula IV:
【0012】[0012]
【化6】 Embedded image
【0013】[式中、R1は上記のものを表し、かつR
2およびR3はその都度R1とは異なった、1〜30個
の炭素原子を有する非分枝鎖状もしくは分枝鎖状のアル
キル基もしくはアルケニル基、シクロアルキル基または
アラルキル基を表す]の混合マロン酸ジエステル以外
に、特にマロン酸ジエステルの2位で置換されている副
生成物が妨げとなっている。最後に挙げた化合物を例え
ばヘテロ環式化合物の製造のために使用する場合、該化
合物は2位で置換されていないマロン酸ジエステルと同
様に反応するので、生じる不純物は通例もはや一般的な
コストで分離することができない。Wherein R 1 is as defined above, and R 1
2 and R 3 each represent, independently of R 1 , an unbranched or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group or an aralkyl group] In addition to the mixed malonic acid diesters, in particular, by-products substituted at the 2-position of the malonic acid diester are hindered. When the last-mentioned compounds are used, for example, for the preparation of heterocyclic compounds, the resulting compounds react in the same way as malonic diesters which are not substituted in the 2-position, so that the impurities formed are usually no longer at common costs. Cannot be separated.
【0014】一般式IIの化合物は触媒、例えば水酸化
ナトリウムまたはp−トルエンスルホン酸クロリドの存
在下に過剰量の一般式R1OHのアルコールを用いてエ
ステル交換できることは公知である(L. S. Bondar et.
al., Bull. Acad. Sci, USSR, 1968, No. 4, 851-85
4)。しかしこの場合に達成される、部分的に70%よ
りも低い収率は工業的な規模でのこの方法の実施に関し
て全く不満足である。塩基触媒、例えば水酸化ナトリウ
ムを使用する場合、ただしはるかに大きな規模では触媒
的に実質的により活性の高いアルコラート、例えばナト
リウムメトキシド(ナトリウムメタノラート)を使用す
るのだが、その際に一連の副生成物が形成されることが
判明した。出発材料として特に適切なマロン酸ジアルキ
ルエステル、特にマロン酸ジメチルエステルのエステル
交換における主要な副生成物は、単離される一般式Iの
化合物の量に対して0.6%までが相応する2−メチル
マロン酸ジアルキルエステル、特にまた2−メチルマロ
ン酸ジメチルエステルである。これらは蒸留により著し
いコストをかけることによってのみ所望の一般式Iの化
合物から分離することができる。酸触媒、例えば硫酸ま
たはp−トルエンスルホン酸の使用の際にも、または工
業用のオルトチタン酸エステル、例えば工業用のテトラ
エチルチタネートを触媒として使用する際に、(不連続
的な運転方法の場合、)塩基触媒の場合よりもわずかな
規模ではあるが2−メチルマロン酸ジエステルの形成が
観察される。It is known that compounds of general formula II can be transesterified with an excess of an alcohol of general formula R 1 OH in the presence of a catalyst such as sodium hydroxide or p-toluenesulfonic acid chloride (LS Bondar et al. .
al., Bull.Acad. Sci, USSR, 1968, No. 4, 851-85
Four). However, the yields achieved in this case which are partly lower than 70% are completely unsatisfactory for carrying out the process on an industrial scale. When using a base catalyst, such as sodium hydroxide, but on a much larger scale using a catalytically substantially more active alcoholate, such as sodium methoxide (sodium methanolate), a series of secondary It was found that a product was formed. The main by-products in the transesterification of malonic acid dialkyl esters, especially malonic acid dimethyl ester, which are particularly suitable as starting materials, correspond to up to 0.6% of the amount of the compound of the general formula I which is isolated. Dialkyl methylmalonic acid, especially also dimethyl 2-methylmalonic acid. These can be separated from the desired compounds of general formula I only by significant costs by distillation. Also when using acid catalysts such as sulfuric acid or p-toluenesulfonic acid or when using industrial orthotitanates such as industrial tetraethyl titanate as catalyst (in the case of discontinuous operating methods). )) The formation of 2-methylmalonic acid diester is observed, albeit on a smaller scale than with the base catalyst.
【0015】触媒として有機スズ化合物を使用すると、
エタノールを用いたマロン酸ジメチルエステルのエステ
ル交換によりマロン酸ジエチルエステルを製造するため
のより良好な生成物純度および例えば95.0%の収率
が得られる(JP63255247号)。著者等は請求
されている有機スズ触媒を使用する際のわずかな副生成
物の形成を強調しているが、しかし一般式Iの化合物に
対して課される極めて高い純度の要求に関してはまだ認
容できるものではないことが判明した。例えば記載され
たマロン酸ジメチルエステルからマロン酸ジエチルエス
テルへのエステル交換を行うと、場合により反応混合物
中に含有されているマロン酸エチルメチルエステルを除
いて、形成されるマロン酸ジエチルエステルの量に対し
て0.2FID面積パーセントを越える副生成物が新た
に形成されることが判明した。例えば15時間という記
載の反応時間は、該方法を工業的な規模へ移行する際に
認容できない空時収率につながる。最後に請求されてい
る有機スズ化合物は、一般に極めて高い毒性の欠点を有
しており、かつさらに通例、一般式IIの化合物に対し
て比較的大量使用しなくてはならない。When an organotin compound is used as a catalyst,
Transesterification of dimethyl malonate with ethanol gives better product purity for the production of diethyl malonate and a yield of, for example, 95.0% (JP63255247). The authors emphasize the formation of slight by-products when using the claimed organotin catalysts, but still accept the very high purity requirements imposed on the compounds of general formula I. It turned out not to be possible. For example, the transesterification of malonic acid dimethyl ester to malonic acid diethyl ester as described, except for the optional malonic acid ethyl methyl ester contained in the reaction mixture, reduces the amount of malonic acid diethyl ester formed. On the other hand, it was found that by-products exceeding 0.2 FID area percent were newly formed. A reaction time of, for example, 15 hours leads to unacceptable space-time yields when moving the process to an industrial scale. The last-claimed organotin compounds generally have the disadvantage of very high toxicity and more usually have to be used in relatively large amounts for the compounds of the general formula II.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、一般式IIの化合物を一般式R1OHのアルコール
でエステル交換する方法を提供することであり、該方法
により一般式IIIおよび/または一般式IVの化合物
を生じることなく、かつアルキル化生成物またはその他
の副生成物を生じることなく一般式Iの化合物が高い収
率で得られる。It is therefore an object of the present invention to provide a process for the transesterification of a compound of the general formula II with an alcohol of the general formula R 1 OH, by means of which the compounds of the general formulas III and / or The compounds of the general formula I are obtained in high yields without the compounds of the general formula IV and without the formation of alkylation products or other by-products.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】意外なことに前記の副生
成物の形成は、一般式IIの化合物のエステル交換を過
剰量の一般式R1OHのアルコールを用いて連続的に実
施することにより回避できることが判明した。Surprisingly, the formation of said by-products is carried out by continuously transesterifying the compound of the general formula II with an excess of the alcohol of the general formula R 1 OH. It was found that it could be avoided.
【0018】本発明の対象は、一般式I:The subject of the present invention is the general formula I:
【0019】[0019]
【化7】 Embedded image
【0020】[式中、R1は1〜30個、有利には1〜
12個の炭素原子を有する非分枝鎖状もしくは分枝鎖状
のアルキル基もしくはアルケニル基、シクロアルキル基
またはアラルキル基を表す]のマロン酸ジエステルを、
エステル交換触媒の存在下に一般式II:Wherein R 1 is 1 to 30, preferably 1 to
Represents an unbranched or branched alkyl or alkenyl group having 12 carbon atoms, a cycloalkyl group or an aralkyl group].
Formula II in the presence of a transesterification catalyst:
【0021】[0021]
【化8】 Embedded image
【0022】[式中、R2およびR3はそれぞれ無関係
に1〜30個、有利には1〜12個の炭素原子を有する
非分枝鎖状もしくは分枝鎖状のアルキル基もしくはアル
ケニル基、シクロアルキル基またはアラルキル基を表
す]のマロン酸ジエステルを一般式R1OHのアルコー
ルによりエステル交換することにより製造する方法にお
いて、エステル交換を連続的に行うことを特徴とする、
マロン酸ジエステルの製造方法である。Wherein R 2 and R 3 are each independently 1-30, preferably 1-12, unbranched or branched alkyl or alkenyl groups, Represents a cycloalkyl group or an aralkyl group], wherein the transesterification is carried out continuously, wherein the transesterification is carried out by transesterification of a malonic diester of the general formula R 1 OH.
This is a method for producing malonic diester.
【0023】従って本発明による方法は例えば4段の攪
拌容器カスケードの使用下で実施することができる。し
かし実地では、反応器として反応−蒸留塔中で該反応を
行うことが特に有利であることが判明した。ここで例え
ばアルコールR1OHを塔の塔底へ、および一般式II
の化合物を触媒と一緒に塔の塔頂へ連続的に供給するこ
とができる。場合によっては、例えば使用した均一触媒
の後続生成物として固体の形成の危険が生じる場合に
は、一般式IIの化合物および触媒を反応−蒸留塔の異
なった箇所で供給することが実地では有利であることが
判明した。The process according to the invention can thus be carried out, for example, using a four-stage stirred vessel cascade. However, in practice it has proven particularly advantageous to carry out the reaction in a reaction-distillation column as a reactor. Here, for example, the alcohol R 1 OH is added to the bottom of the column and the general formula II
Can be continuously fed to the top of the column together with the catalyst. In some cases, it is practically advantageous to feed the compound of the general formula II and the catalyst at different points in the reaction-distillation column, for example if there is a risk of forming a solid as a subsequent product of the homogeneous catalyst used. It turned out to be.
【0024】使用した一般式IIのマロン酸ジエステル
の量に対して、有利には一般式R1OHのアルコールを
2〜10倍モル過剰で使用する。The alcohol of the general formula R 1 OH is preferably used in a 2 to 10-fold molar excess, based on the amount of malonic diester of the general formula II used.
【0025】反応−蒸留塔の敷設に関して、99.99
%を上回る一般式IIの化合物の充分な反応率を達成す
るために、塔の少なくとも一部における大きな運転容量
(hold up)が有利である。従って離散型(diskret)トレ
ーを有する塔の使用が有利であり、泡鐘塔の使用は特に
有利である。しかし前記の特に有利な塔の実施態様以外
に、トンネル(Tunnel)−、トールマン(Thormann)−また
はバルブトレー装備を有する塔の使用下にも実施するこ
とができる。For the installation of the reaction-distillation column, 99.99
In order to achieve a sufficient conversion of the compound of the general formula II above%, a large hold up in at least a part of the column is advantageous. Thus, the use of a tower with discrete trays is advantageous, and the use of a bubble tower is particularly advantageous. However, in addition to the particularly preferred column embodiments described above, it can also be carried out with the use of a column with a Tunnel-, Thormann- or valve tray arrangement.
【0026】離散型トレー、有利には泡鐘トレーを有す
る1つもしくは複数の塔部分、および充填材料を有する
1つもしくは複数の塔部分からなる組合せもまた有利で
ある。Also advantageous is a combination of one or more tower sections with discrete trays, preferably bubble trays, and one or more tower sections with packing material.
【0027】さらに一般に過剰量の一般式R1OHのア
ルコールをなお含有する反応−蒸留塔の塔底生成物か
ら、一般式R1OHのアルコールが後続塔中で有利に除
去されることが判明した。後続塔中でのこのアルコール
の分離は場合によりエステル化塔とは異なった圧力下で
行うことができる。後続塔中で回収された一般式R1O
Hのアルコールを反応−蒸留塔へ返送することができ
る。[0027] More generally still contains an alcohol excess of the general formula R 1 OH in the reaction - from the bottom product of the distillation column, that alcohols of general formula R 1 OH is advantageously removed in a subsequent tower stand did. The separation of this alcohol in the subsequent column can optionally be carried out under a different pressure than in the esterification column. General formula R 1 O recovered in the subsequent tower
The alcohol of H can be returned to the reaction-distillation column.
【0028】本発明による方法はこうして一般式IIの
高沸点化合物から一般式Iの化合物を製造するために
も、一般式IIの低沸点化合物から一般式Iの化合物を
製造するためにも使用することができる。The process according to the invention is thus used both for preparing compounds of the general formula I from high-boiling compounds of the general formula II and for preparing compounds of the general formula I from low-boiling compounds of the general formula II be able to.
【0029】本発明による方法のための触媒として固定
床触媒、例えばチタンシリカライトを使用することがで
きる。しかし最小の副生成物の形成に関して、特に2−
アルキル化マロン酸ジエステル、例えば2−メチル化マ
ロン酸ジアルキルエステルの形成に関して、および高い
空時収率に関して均一なチタン含有、ジルコニウム含有
および/または亜鉛含有の化合物がさらに有利であるこ
とが判明した。反応混合物中で少なくとも部分的に可溶
性の亜鉛化合物、例えばアセチルアセトナト亜鉛、酢酸
亜鉛または亜鉛(2−エチル−ヘキサノエート)あるい
はこれらの組合せならびにジルコネートおよびオルトチ
タン酸エステルが特に有利であることが判明した。従っ
て前記の化合物は触媒として特に有利である。As catalysts for the process according to the invention, use can be made of fixed-bed catalysts, for example titanium silicalite. However, regarding the formation of minimal by-products,
For the formation of alkylated malonic diesters, for example 2-methylated malonic dialkyl esters, and with regard to high space-time yields, homogeneous titanium-, zirconium- and / or zinc-containing compounds have proved to be further advantageous. Zinc compounds which are at least partially soluble in the reaction mixture, such as zinc acetylacetonate, zinc acetate or zinc (2-ethyl-hexanoate) or combinations thereof, and zirconates and orthotitanates have proven to be particularly advantageous. . The compounds mentioned are therefore particularly advantageous as catalysts.
【0030】極めて意外なことに、比較的反応性のオル
トチタン酸エステルの使用下での一般式R1OHのアル
コールを用いた一般式IIの化合物のエステル交換の際
に、有利に四ハロゲン化チタン、有利には四塩化チタン
と一般式R1OHのアルコールとから、または工業用に
市販されているオルトチタネートから場合により式R 1
OHのアルコールまたはR1OHおよびR2OHのアル
コールの混合物を用いて複数回処理し、かつその都度蒸
発乾固することによる直接合成によりオルトチタン酸エ
ステルを製造する場合、2−置換された生成物、例えば
2−メチルマロン酸ジエステルは形成されない、つまり
形成された一般式Iのマロン酸エステルの量に対して
0.02%未満の含有率であることが判明した。さら
に、使用されるオルトチタン酸エステルの、100pp
m未満という有利に低い塩化物含有率は有利に達成され
る生成物純度を生じることが判明した。It is quite surprising that the relatively reactive
General formula R using totitanates1Al of OH
In transesterification of a compound of general formula II using coal
Preferably, titanium tetrahalide, preferably titanium tetrachloride
And the general formula R1From OH alcohol or for industrial use
Commercially available orthotitanates may optionally have the formula R 1
OH alcohol or R1OH and R2Al of OH
Multiple treatments with a mixture of coals, each time steaming
Orthotitanate by direct synthesis by evaporation to dryness.
When making steles, 2-substituted products, such as
No 2-methylmalonic diester is formed, ie
Based on the amount of malonic ester of general formula I formed
The content was found to be less than 0.02%. Further
100 ppm of the orthotitanate used.
An advantageously low chloride content of less than m is advantageously achieved.
Product purity.
【0031】一般式IIの化合物の定量的な反応の達成
のために必要な触媒量はもちろん選択される触媒の種類
に依存し、かつ不均一触媒を使用する場合には通例、均
一触媒を使用する場合よりも高い。しかしごく一般的に
は本発明による方法のために必要とされる触媒量は通
常、不連続的な(バッチ式の)反応の場合よりもわずか
であることが確認された。従って連続的なエステル交換
の場合、大抵一般式IIの化合物の使用量に対して約
0.8〜1.3%の触媒量で充分である。The amount of catalyst required to achieve a quantitative reaction of the compound of the general formula II depends, of course, on the type of catalyst chosen and, if a heterogeneous catalyst is used, generally a homogeneous catalyst is used. Higher than you would. However, it has very generally been found that the amount of catalyst required for the process according to the invention is usually lower than in the case of discontinuous (batchwise) reactions. Thus, in the case of continuous transesterification, a catalyst amount of about 0.8 to 1.3%, based on the amount of compound of the general formula II, is usually sufficient.
【0032】一般式IIの化合物のエステル交換の際に
本発明による方法により本方法を工業的な規模で適用す
るために適切な空時収率を達成するために、一般に少な
くとも50℃の反応温度、有利には60〜200℃の温
度を選択しなくてはならない。しかし使用される触媒に
応じて165℃を超えるとすでに、製造される一般式I
の化合物の量に対して例えば合計で0.1%の著しい副
生成物形成が観察され、その一方で85℃を下回ると多
くの場合不満足な空時収率が達成されるのみである。従
って特に有利には85〜155℃の温度範囲が有利であ
る。一般式R1OHの低沸点アルコールを用いた工業的
に特に重要な一般式IIの化合物のエステル交換の場
合、本発明による方法の有利な温度範囲で作業できるた
めに反応−蒸留塔はもちろん加圧下で運転しなくてはな
らない。従ってこの場合、圧力塔の使用が有利である。In order to achieve a suitable space-time yield by the process according to the invention during transesterification of the compound of the general formula II on an industrial scale, the reaction temperature is generally at least 50 ° C. , Preferably a temperature of from 60 to 200 ° C must be selected. However, above 165 ° C., depending on the catalyst used, the already prepared general formula I
Significant by-product formation, for example a total of 0.1%, is observed with respect to the amount of the compound of the formula (1), whereas below 85 ° C. only an unsatisfactory space-time yield is often achieved. A temperature range of from 85 to 155 ° C. is therefore particularly preferred. In the case of the transesterification of compounds of the general formula II of industrial importance with low-boiling alcohols of the general formula R 1 OH, the reaction-distillation column is of course also added, since the process according to the invention can be operated in the advantageous temperature range. You have to operate under pressure. The use of a pressure column is therefore advantageous in this case.
【0033】反応混合物からの一般式Iの生成物の単離
は、本発明による方法を実施するために不均一触媒を使
用する場合、場合により予め濾過した後で、使用される
アルコールを留去することにより容易な方法で行うこと
ができる。The isolation of the product of the general formula I from the reaction mixture can be effected, if a heterogeneous catalyst is used for carrying out the process according to the invention, by distilling off the alcohol used, optionally after prior filtration. By doing so, it can be performed in an easy manner.
【0034】均一触媒を使用する場合、該触媒を適切な
方法工程、例えば中和および引き続き濾過または加水分
解および引き続き濾過または洗浄により、場合により一
般式R1OHのアルコールを除去した反応混合物から分
離することができる。しかし反応混合物からエステルを
蒸留により、特に有利には流下薄膜型蒸発器および薄層
蒸発器および場合により両者の組合せの使用下に分離す
ることが有利である。均一触媒の分離のために蒸留によ
る後処理をすることはまさに、該触媒を容易な方法でプ
ロセスに返送することができるという利点を有する。さ
らに、一般式Iの化合物の精留を行うことなしに一般式
Iの化合物を触媒から分離した後で、一般式Iの化合物
に対して設定される純度の要求を満足することができる
という観察から、本発明による方法の特別な利点が見て
取れる。If a homogeneous catalyst is used, the catalyst is separated from the reaction mixture, optionally freed of alcohols of the general formula R 1 OH, by suitable process steps, for example neutralization and subsequent filtration or hydrolysis and subsequent filtration or washing. can do. However, it is advantageous to separate the ester from the reaction mixture by distillation, particularly preferably using a falling-film evaporator and a thin-film evaporator and optionally a combination of both. Working up by distillation for the separation of a homogeneous catalyst has exactly the advantage that the catalyst can be returned to the process in an easy manner. Furthermore, the observation that after the compound of general formula I is separated from the catalyst without rectification of the compound of general formula I, the purity requirements set for the compound of general formula I can be satisfied. From this, particular advantages of the method according to the invention can be seen.
【0035】本発明による方法により得られた一般式I
の化合物の収率は通例、使用された一般式IIの化合物
の量に対して従来技術による収率よりも明らかに高い。
従って例えばマロン酸ジメチルエステルをマロン酸ジエ
チルエステルへとエステル交換する場合、生成物の純度
≧99.8%において単離される収率97〜98%が達
成された。目的生成物中に含有されている不純物は実質
的にそのエタノールの含有率および使用される出発材料
の不純物に起因するものである。2位で置換されたマロ
ン酸ジエチルエステルは形成されなかった。The general formula I obtained by the process according to the invention
Are generally significantly higher than the prior art yields relative to the amount of compound of general formula II used.
Thus, for example, when transesterifying malonic acid dimethyl ester to malonic acid diethyl ester, a 97-98% isolated yield was achieved with a product purity of ≥99.8%. The impurities contained in the end product are substantially due to the ethanol content and to the impurities of the starting materials used. No malonic acid diethyl ester substituted at the 2-position was formed.
【0036】[0036]
【実施例】以下の実施例は本発明による方法を詳細に説
明するが、しかしその適用範囲を制限するものではな
い。The following examples illustrate in detail the method according to the invention, but do not limit its scope.
【0037】例1:マロン酸ジエチルエステルへのマロ
ン酸ジメチルエステルのエステル交換(不連続的な比較
例) マロン酸ジメチルエステル264.2g、エタノール4
60.7gおよびジブチルスズオキシド4.98gから
なる混合物を撹拌下に81〜88℃に加熱した。生じた
メタノールを充填塔により除去した。15時間の反応時
間後に反応混合物をガスクロマトグラフィーにより検査
した。(新たに形成された)副生成物の含有率(マロン
酸エチルメチルエステル以外)はマロン酸エステルの全
含有率に対して>0.2FID面積パーセントまで確認
された。 Example 1: Transesterification of malonic acid dimethyl ester with malonic acid diethyl ester (discontinuous comparative example) Malonic acid dimethyl ester 264.2 g, ethanol 4
A mixture consisting of 60.7 g and 4.98 g of dibutyltin oxide was heated to 81-88 ° C. with stirring. The generated methanol was removed by a packed tower. After a reaction time of 15 hours, the reaction mixture was checked by gas chromatography. The content of (freshly formed) by-products (other than ethyl malonate) was determined to> 0.2 FID area percent relative to the total content of malonate.
【0038】例2:マロン酸ジエチルエステルへのマロ
ン酸ジメチルエステルのエステル交換(不連続的な比較
例) 例1においてと同様に実施したが、しかし反応を150
℃の反応温度で行った。0.5時間の反応時間後に反応
混合物をガスクロマトグラフィーにより検査した。混合
物中の新たに形成された副生成物の含有率(マロン酸エ
チルメチルエステル以外)は、マロン酸エステルの全含
有率に対して>0.4FID面積パーセントまで確認さ
れた。 Example 2: Transesterification of malonic acid dimethyl ester to malonic acid diethyl ester (discontinuous comparative example) The procedure was as in example 1, but the reaction was
Performed at a reaction temperature of ° C. After a reaction time of 0.5 h, the reaction mixture was checked by gas chromatography. The content of newly formed by-products (other than ethyl malonate) in the mixture was confirmed to> 0.4 FID area percent relative to the total content of malonate.
【0039】例3:マロン酸ジエチルエステルへのマロ
ン酸ジメチルエステルのエステル交換(不連続的な比較
例) マロン酸ジメチルエステル264.2g、エタノール4
60.7gおよびオルトチタン酸テトラエチルエステル
2.6gからなる混合物を撹拌下に81〜88℃に加熱
した。生じたメタノールを充填塔により除去した。8時
間の反応時間後に反応混合物をガスクロマトグラフィー
により検査した。新たに形成された副生成物の含有率
(マロン酸エチルメチルエステル以外)はマロン酸エス
テルの全含有率に対して0.2FID面積パーセントま
で確認された。 Example 3: Transesterification of malonic acid dimethyl ester to malonic acid diethyl ester (discontinuous comparative example) 264.2 g of malonic acid dimethyl ester, ethanol 4
A mixture consisting of 60.7 g and 2.6 g of tetraethyl orthotitanate was heated to 81-88 ° C. with stirring. The generated methanol was removed by a packed tower. After a reaction time of 8 hours, the reaction mixture was checked by gas chromatography. The content of newly formed by-products (other than malonic acid ethyl methyl ester) was determined to 0.2 FID area percent relative to the total content of malonic acid ester.
【0040】例4:マロン酸ジエチルエステルへのマロ
ン酸ジメチルエステルのエステル交換(本発明による) 例3においてと同様に実施したが、しかしマロン酸ジメ
チルエステルのエステル交換を連続的に泡鐘塔を使用
し、かつエタノールを6倍モル過剰量で使用して行っ
た。その際、マロン酸ジメチルエステルおよび本発明に
記載されたように製造したエステル交換触媒(純粋なテ
トラエチルチタネート)をそれぞれ塔の塔頂の異なった
トレーに供給し、その一方でエタノールの供給を、塔底
のわずかに上方で行った。遊離したメタノールを、エタ
ノールの過剰量の一部と一緒に塔頂を介して除去した。
こうしてまだ著しい量のエタノールを含有する塔底生成
物が得られた。該生成物を後続塔中で真空下に留去し、
かつ反応−蒸留塔へ返送した。 Example 4 Transesterification of Malonic Acid Dimethyl Ester to Malonic Acid Diethyl Ester (According to the Invention) The same procedure was carried out as in Example 3, but the transesterification of malonic acid dimethyl ester was continuously carried out in a bubble column. The reaction was carried out and using a 6-fold molar excess of ethanol. In this case, malonic acid dimethyl ester and the transesterification catalyst (pure tetraethyl titanate) prepared as described in the present invention were each fed to a different tray at the top of the column, while the ethanol feed was added to the column. Performed slightly above the bottom. The liberated methanol was removed via the top along with a portion of the excess of ethanol.
A bottom product was thus obtained which still contained significant amounts of ethanol. The product is distilled off in a subsequent column under vacuum,
And returned to the reaction-distillation tower.
【0041】こうして得られた反応−蒸留塔の塔底生成
物中でガスクロマトグラフィーにより(検出限界:10
0ppm)副生成物は確認されなかった(特に2−メチ
ルマロン酸ジエチルエステルの形成はみられなかっ
た)。混合物中のマロン酸エチルメチルエステルの含有
率は100ppm未満であった。マロン酸ジエチルエス
テルの触媒からの分離は、最終的に薄層蒸発器を使用し
て行った。こうして使用したマロン酸ジメチルエステル
の量に対して理論値の97〜98%のマロン酸ジエチル
エステルが得られた。ガスクロマトグラフィーにより測
定した生成物の含有率は、使用したマロン酸ジメチルエ
ステルの含有率が99.6FID面積パーセントの場
合、99.8FID面積パーセントであった。マロン酸
ジエステルの2位でのアルキル化はガスクロマトグラフ
ィーにより検出されなかった。The reaction-distillation column thus obtained was subjected to gas chromatography in the bottom product (detection limit: 10
(0 ppm) No by-product was observed (especially, no formation of diethyl 2-methylmalonic acid was observed). The content of malonic acid ethyl methyl ester in the mixture was less than 100 ppm. Separation of the malonic acid diethyl ester from the catalyst was finally performed using a thin layer evaporator. 97-98% of theory of malonic acid diethyl ester, based on the amount of malonic acid dimethyl ester used, was obtained. The content of the product measured by gas chromatography was 99.8 FID area percent when the content of malonic acid dimethyl ester used was 99.6 FID area percent. No alkylation at the 2-position of the malonic acid diester was detected by gas chromatography.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク バウアー ドイツ連邦共和国 ハルテルン レーマー シュトラーセ 59 アー (72)発明者 クリストフ タイス ドイツ連邦共和国 ニーダーカッセル ア ウフ デム ホメリッヒ 24 アー (72)発明者 エマヌエル フィオリタキス ドイツ連邦共和国 デュルメン ヨハネス シュトラーセ 2 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Frank Bauer Germany Haltern Römer Straße 59 Ah (72) Inventor Christophe Tys Germany Niederkassel auf Demm Homerich 24 Ah (72) Inventor Emanuel Fioritakis Germany Dulmen Johannes Strasse 2
Claims (16)
状もしくは分枝鎖状のアルキル基もしくはアルケニル
基、シクロアルキル基またはアラルキル基を表す]のマ
ロン酸ジエステルを、エステル交換触媒の存在下に一般
式II: 【化2】 [式中、R2およびR3はそれぞれ無関係に1〜30個
の炭素原子を有する非分枝鎖状もしくは分枝鎖状のアル
キル基もしくはアルケニル基、シクロアルキル基または
アラルキル基を表す]のマロン酸ジエステルを一般式R
1OH[式中、R 1は前記のものを表す]のアルコール
によりエステル交換することにより製造する方法におい
て、エステル交換を連続的に行うことを特徴とする、マ
ロン酸ジエステルの製造方法。1. A compound of the general formula I:[Wherein, R1Is an unbranched chain having 1 to 30 carbon atoms
Or branched alkyl or alkenyl
Group, cycloalkyl group or aralkyl group]
Lonic acid diester is generally used in the presence of a transesterification catalyst.
Formula II:[Wherein, R2And R3Is 1 to 30 irrespective of each
Unbranched or branched chain alkyl having two or more carbon atoms
A kill group or an alkenyl group, a cycloalkyl group or
A malonic acid diester of the general formula R
1OH [wherein R 1Represents the above.] Alcohol
In the production process by transesterification with
Characterized in that transesterification is carried out continuously.
A method for producing a lonic acid diester.
求項1記載の方法。2. The process according to claim 1, wherein the transesterification is carried out in a reaction-distillation column.
である、請求項2記載の方法。3. The process according to claim 2, wherein the reaction-distillation column is a column having discrete trays.
部分と、充填材料を有する1つもしくは複数の塔部分と
からなる組合せである、請求項2記載の方法。4. The process according to claim 2, wherein the reaction-distillation column is a combination of a column portion having discrete trays and one or more column portions having packing material.
項2から4までのいずれか1項記載の方法。5. The process as claimed in claim 2, wherein the reaction-distillation column is operated under pressure.
エステルを使用する、請求項1記載の方法。6. The process according to claim 1, wherein orthotitanate is used as the transesterification catalyst.
と相応するアルコールとから直接合成により製造される
オルトチタン酸エステルを使用する、請求項1から6ま
でのいずれか1項記載の方法。7. The process according to claim 1, wherein the transesterification catalyst used is an orthotitanate produced by direct synthesis from titanium tetrachloride and the corresponding alcohol.
求項1記載の方法。8. The process according to claim 1, wherein zirconate is used as the catalyst.
び/または酢酸亜鉛および/または亜鉛(2−エチルヘ
キサノエート)を使用する、請求項1記載の方法。9. The process according to claim 1, wherein zinc acetylacetonate and / or zinc acetate and / or zinc (2-ethylhexanoate) are used as the catalyst.
求項1記載の方法。10. The process according to claim 1, wherein a fixed bed catalyst is used as the catalyst.
用量に対して一般式R1OHのアルコールを2〜10倍
モル過剰量で使用する、請求項1記載の方法。11. The process according to claim 1, wherein the alcohol of the general formula R 1 OH is used in a 2 to 10-fold molar excess with respect to the amount of malonic diester of the general formula II used.
に反応−蒸留塔の塔底を介して排出する、請求項1また
は11記載の方法。12. The process as claimed in claim 1, wherein the excess alcohol is at least partially discharged via the bottom of the reaction-distillation column.
Iの化合物、エステル交換のために使用した過剰量の一
般式R1OHのアルコールの少なくとも一部および場合
により溶解した触媒からなる混合物から、後続する塔中
で該混合物中に含有されている一般式R1OHのアルコ
ールを除去する、請求項1から12までのいずれか1項
記載の方法。13. A compound of the formula I obtained at the bottom of the reaction-distillation column, at least a portion of the excess alcohol of the formula R 1 OH used for the transesterification and optionally dissolved catalyst. 13. The process according to claim 1, wherein the alcohol of the general formula R 1 OH contained in the mixture is removed from the resulting mixture in a subsequent column.
ルコールを少なくとも部分的に反応器−蒸留塔に返送す
る、請求項1から13までのいずれか1項記載の方法。14. The process as claimed in claim 1, wherein the excess alcohol used of the general formula R 1 OH is at least partially returned to the reactor-distillation column.
の成分からの生成物の分離を蒸留により行う、請求項1
から14までのいずれか1項記載の方法。15. The separation of the product from the catalyst and optionally other components of the reaction mixture by distillation.
The method according to any one of claims 1 to 14.
蒸発器の使用下に分離を行う、請求項15記載の方法。16. The method according to claim 15, wherein the separation is performed using a falling film evaporator and / or a thin film evaporator.
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