JP2001288179A - Producing for producing piperonal - Google Patents

Producing for producing piperonal

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JP2001288179A JP2001018710A JP2001018710A JP2001288179A JP 2001288179 A JP2001288179 A JP 2001288179A JP 2001018710 A JP2001018710 A JP 2001018710A JP 2001018710 A JP2001018710 A JP 2001018710A JP 2001288179 A JP2001288179 A JP 2001288179A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing high-quality piperonal in a high yield by a continuous reaction process from an addition reaction to the oxidation reaction process of 1,2-methylenedioxybenzene as a starting material without isolating an intermediate, 3,4-methylenedioxymandelic acid and completely preventing the formation of 1,2-methylenedioxy-4-nitrobenzene. SOLUTION: This method for producing piperonal is characterized by comprising three continuous process of (A) an addition reaction process for reacting 1,2-methylenedioxybenzene with glyoxylic acid in the presence of a strong acid to form 3,4-methylenedioxymandelic acid, (B) an extraction process for adding an organic solvent to the reaction mixture and then, neutralizing the mixture with a base so as to separate 3,4-methylenedioxymedelic acid in the organic solvent layer and (C) an oxidation reaction process by nitric acid concentrating the organic solvent layer, after to oxidize 3,4-methylenendioxymandelic acid to form piperonal.

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、1,2−メチレン
ジオキシベンゼンを出発原料として、反応途中で中間体
の3,4−メチレンジオキシマンデル酸を結晶として取
り出すことなく、高品質のピペロナールを高収率で製造
する方法に関する。ピペロナールはヘリオトロープ系香
料の調合基材であり、一般化粧品香料として広く利用さ
れる他、医農薬の合成原料や金属メッキの光沢剤として
有用な化合物である。
The present invention relates to a high-quality piperonal using 1,2-methylenedioxybenzene as a starting material without removing the intermediate 3,4-methylenedioxymandelic acid as crystals during the reaction. And a method for producing the same in a high yield. Piperonal is a blended base material for heliotrope-based fragrances, and is a compound that is widely used as general cosmetic fragrances, and is also useful as a synthetic raw material for medical and agricultural chemicals and as a brightener for metal plating.

【0002】[0002]

【従来の技術】ピペロナールを製造する方法としては、
3,4−メチレンジオキシマンデル酸を硝酸で酸化する
方法が一般的によく知られている(例えば、P.S.R
aman Current Science,27,2
2(1958)、Perfumer & Flavou
rist,14,13(1989)、EP429316
等)。また、3,4−メチレンジオキシマンデル酸は、
1,2−メチレンジオキシベンゼンとグリオキシル酸を
硫酸等の存在下で反応させて製造されることが知られて
いる(例えば、特開昭54−95573号公報、Per
fumer & Flavourist,14,13
(1989)等)。上記の3,4−メチレンジオキシマ
ンデル酸を経由してピペロナールを製造する方法におい
ては、最初の1,2−メチレンジオキシベンゼンとグリ
オキシル酸との反応(以下、付加反応と称する)で生成
した3,4−メチレンジオキシマンデル酸が反応系で不
溶性で結晶として析出するため、濾過等の操作によって
3,4−メチレンジオキシマンデル酸の結晶を分離した
後に、次の3,4−メチレンジオキシマンデル酸と硝酸
との反応(以下、酸化反応と称する)が行われていた。
しかしながら、濾過等の操作はそれ自体煩雑な操作であ
り、この方法は工業的製法としては不利であった。一
方、3,4−メチレンジオキシマンデル酸を操作途中で
分離精製することなしに、付加反応と酸化反応を連続的
に行うことでピペロナールを製造する方法が知られてい
る(特開平7−330755号公報)。しかしながら、
この方法では、比較的高品質のピペロナールを高収率で
製造することが出来るものの、酸化反応時において1,
2−メチレンジオキシ−4−ニトロベンゼンが少量なが
らも生成してしまい、粗ピペロナール中に0.5〜1.
0重量%混入する。その結果、ピペロナールの着色を引
き起こして品質を低下させてしまうという問題があった
(1,2−メチレンジオキシ−4−ニトロベンゼンは、
ピペロナールに対して数十ppm以上混入しているだけ
で肉眼で着色を確認出来る)。この1,2−メチレンジ
オキシ−4−ニトロベンゼンは、一旦生成してしまう
と、蒸留、再結晶、活性炭処理等の一般的な精製方法で
はピペロナールとの分離が困難な化合物である。
2. Description of the Related Art As a method for producing piperonal,
A method of oxidizing 3,4-methylenedioxymandelic acid with nitric acid is generally well known (for example, PSR
aman Current Science, 27, 2
2 (1958), Perfumer & Flavou
list, 14, 13 (1989), EP 429316
etc). Also, 3,4-methylenedioxymandelic acid is
It is known that it is produced by reacting 1,2-methylenedioxybenzene with glyoxylic acid in the presence of sulfuric acid or the like (for example, JP-A-54-95573, Per.
fumer & Flavorist, 14, 13
(1989)). In the above method for producing piperonal via 3,4-methylenedioxymandelic acid, it is produced by the first reaction between 1,2-methylenedioxybenzene and glyoxylic acid (hereinafter referred to as an addition reaction). Since 3,4-methylenedioxymandelic acid is insoluble in the reaction system and precipitates as crystals, the crystals of 3,4-methylenedioxymandelic acid are separated by filtration or the like, and then the next 3,4-methylenedioxymandelic acid is separated. A reaction between oxymandelic acid and nitric acid (hereinafter referred to as an oxidation reaction) has been performed.
However, operations such as filtration are complicated operations themselves, and this method is disadvantageous as an industrial production method. On the other hand, there is known a method for producing piperonal by continuously performing an addition reaction and an oxidation reaction without separating and purifying 3,4-methylenedioxymandelic acid during the operation (JP-A-7-330755). No.). However,
In this method, relatively high quality piperonal can be produced in a high yield, but 1,1 is produced during the oxidation reaction.
2-Methylenedioxy-4-nitrobenzene was produced in a small amount, and 0.5 to 1. 1 in crude piperonal.
0% by weight. As a result, there was a problem that the coloration of piperonal was caused to deteriorate the quality (1,2-methylenedioxy-4-nitrobenzene was problematic).
Coloring can be confirmed with the naked eye only by mixing tens of ppm or more with piperonal). Once formed, 1,2-methylenedioxy-4-nitrobenzene is a compound that is difficult to separate from piperonal by general purification methods such as distillation, recrystallization, and activated carbon treatment.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、反応
途中で中間体の3,4−メチレンジオキシマンデル酸を
結晶として取り出すことなく、1,2−メチレンジオキ
シベンゼンを出発原料として、前記の付加反応工程から
酸化反応工程までを連続して行い、1,2−メチレンジ
オキシ−4−ニトロベンゼンの生成を完全に抑制して、
高品質のピペロナールを高収率で製造する方法を提供す
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prepare an intermediate 3,4-methylenedioxymandelic acid as a starting material without removing the intermediate 3,4-methylenedioxymandelic acid during the reaction. The addition reaction step to the oxidation reaction step are continuously performed to completely suppress the production of 1,2-methylenedioxy-4-nitrobenzene,
It is intended to provide a method for producing high quality piperonal in high yield.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、次の連
続した三つの工程からなることを特徴とするピペロナー
ルの製法によって解決される。 (A)強酸の存在下、1,2−メチレンジオキシベンゼ
ンとグリオキシル酸を反応させて、3,4−メチレンジ
オキシマンデル酸を生成させる付加反応工程。 (B)その後、反応液に有機溶媒を添加し、次いで塩基
で中和することで、3,4−メチレンジオキシマンデル
酸を有機溶媒層に抽出し、有機溶媒層と水層とに分離さ
せる抽出工程。 (C)次いで、水層を取り除き、有機溶媒層を濃縮した
後、濃縮液に硝酸を添加して、3,4−メチレンジオキ
シマンデル酸と硝酸を反応させて、ピペロナールを生成
させる酸化反応工程。
The object of the present invention is solved by a method for producing piperonal, which comprises the following three successive steps. (A) An addition reaction step of reacting 1,2-methylenedioxybenzene with glyoxylic acid in the presence of a strong acid to generate 3,4-methylenedioxymandelic acid. (B) Thereafter, an organic solvent is added to the reaction solution and then neutralized with a base, whereby 3,4-methylenedioxymandelic acid is extracted into the organic solvent layer and separated into an organic solvent layer and an aqueous layer. Extraction process. (C) Next, after removing the aqueous layer and concentrating the organic solvent layer, nitric acid is added to the concentrated solution, and 3,4-methylenedioxymandelic acid is reacted with nitric acid to produce piperonal. .

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明では、次の三つの工程が、
反応途中で中間体の3,4−メチレンジオキシマンデル
酸を結晶として取り出すことなく、連続して行われる。 (A)強酸の存在下、1,2−メチレンジオキシベンゼ
ンとグリオキシル酸を反応させて、3,4−メチレンジ
オキシマンデル酸を生成させる付加反応工程。 (B)その後、反応液に有機溶媒を添加し、次いで塩基
で中和することで、3,4−メチレンジオキシマンデル
酸を有機溶媒層に抽出し、有機溶媒層と水層とに分離さ
せる抽出工程。 (C)次いで、水層を取り除き、有機溶媒層を濃縮した
後、濃縮液に硝酸を添加して、3,4−メチレンジオキ
シマンデル酸と硝酸を反応させて、ピペロナールを生成
させる酸化反応工程。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, the following three steps are performed.
The reaction is carried out continuously without taking out the intermediate 3,4-methylenedioxymandelic acid as a crystal during the reaction. (A) An addition reaction step of reacting 1,2-methylenedioxybenzene with glyoxylic acid in the presence of a strong acid to generate 3,4-methylenedioxymandelic acid. (B) Thereafter, an organic solvent is added to the reaction solution and then neutralized with a base, whereby 3,4-methylenedioxymandelic acid is extracted into the organic solvent layer and separated into an organic solvent layer and an aqueous layer. Extraction process. (C) Next, after removing the aqueous layer and concentrating the organic solvent layer, nitric acid is added to the concentrated solution, and 3,4-methylenedioxymandelic acid is reacted with nitric acid to produce piperonal. .

【0006】引き続き、前記三つの工程を順次説明す
る。 (A)付加反応工程 本発明の付加反応工程とは、強酸の存在下、1,2−メ
チレンジオキシベンゼンとグリオキシル酸を反応させ
て、3,4−メチレンジオキシマンデル酸を生成させる
工程である。
Subsequently, the above three steps will be sequentially described. (A) Addition reaction step The addition reaction step of the present invention is a step in which 1,2-methylenedioxybenzene is reacted with glyoxylic acid in the presence of a strong acid to produce 3,4-methylenedioxymandelic acid. is there.

【0007】本発明の付加反応工程において使用する強
酸としては、好ましくは硫酸、リン酸等の無機酸類、更
に好ましくは硫酸が使用される。また、これら強酸は、
70重量%以上の水溶液を使用することが好ましい。そ
の使用量は、1,2−メチレンジオキシベンゼン1モル
に対して好ましくは0.50〜3.00モル、更に好ま
しくは1.00〜2.50モルである。
The strong acid used in the addition reaction step of the present invention is preferably an inorganic acid such as sulfuric acid or phosphoric acid, more preferably sulfuric acid. Also, these strong acids
It is preferable to use an aqueous solution of 70% by weight or more. The amount of use is preferably 0.50 to 3.00 mol, more preferably 1.00 to 2.50 mol, per 1 mol of 1,2-methylenedioxybenzene.

【0008】本発明の付加反応工程において使用するグ
リオキシル酸としては、固体(一水和物)でも40重量
%以上の水溶液でも使用することが出来る。その使用量
は、1,2−メチレンジオキシベンゼン1モルに対して
好ましくは0.8〜2.0モル、更に好ましくは1.0
〜1.5モルである。
The glyoxylic acid used in the addition reaction step of the present invention may be a solid (monohydrate) or an aqueous solution of 40% by weight or more. The amount used is preferably 0.8 to 2.0 mol, more preferably 1.0 to 1, mol of 1,2-methylenedioxybenzene.
1.51.5 mol.

【0009】本発明の付加反応工程は、反応溶媒の存在
下又は非存在下において行われる。使用される溶媒とし
ては、酸性条件において安定で反応を阻害しないもので
あれば特に限定されず、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオ
ン酸、n−酪酸、i−酪酸、n−吉草酸、トリフルオロ
酢酸、ジクロロ酢酸等の有機酸類;ジエチルエーテル、
ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒ
ドロフラン等のエーテル類;アセトン、2−ブタノン、
2−ペンタノン、3−ペンタノン、4−メチル−2−ペ
ンタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケ
トン類;蟻酸エチル、蟻酸イソプロピル、蟻酸ブチル、
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチ
ル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピ
オン酸イソプロピル、プロピオン酸ブチル等のカルボン
酸エステル類;N,N−ジメチルホルムアミド、1−メ
チル−2−ピロリドン等のアミド類;1,3−ジメチル
−2−イミダゾリドン等の尿素類;炭酸ジメチル、炭酸
ジエチル等の炭酸エステル類が挙げられるが、好ましく
はケトン類が使用される。
[0009] The addition reaction step of the present invention is carried out in the presence or absence of a reaction solvent. The solvent used is not particularly limited as long as it is stable under acidic conditions and does not inhibit the reaction. For example, formic acid, acetic acid, propionic acid, n-butyric acid, i-butyric acid, n-valeric acid, trifluoroacetic acid , Organic acids such as dichloroacetic acid; diethyl ether;
Ethers such as diisopropyl ether, dibutyl ether and tetrahydrofuran; acetone, 2-butanone,
Ketones such as 2-pentanone, 3-pentanone, 4-methyl-2-pentanone, cyclopentanone, cyclohexanone; ethyl formate, isopropyl formate, butyl formate;
Carboxylic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, isopropyl propionate, and butyl propionate; N, N-dimethylformamide, 1-methyl-2-pyrrolidone and the like Amides; ureas such as 1,3-dimethyl-2-imidazolidone; and carbonates such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate. Ketones are preferably used.

【0010】前記反応溶媒の使用量は、1,2−メチレ
ンジオキシベンゼン1kgに対して好ましくは100〜
2000ml、更に好ましくは100〜1000mlで
ある。これら反応溶媒は、単独又は二種以上を混合して
使用しても良い。
The amount of the reaction solvent is preferably 100 to 1 kg of 1,2-methylenedioxybenzene.
It is 2000 ml, more preferably 100-1000 ml. These reaction solvents may be used alone or in combination of two or more.

【0011】本発明の付加反応工程は、例えば、窒素又
はアルゴン等の不活性ガスの雰囲気にて、1,2−メチ
レンジオキシベンゼン及び反応溶媒の混合液に、グリオ
キシル酸及び強酸を添加する等の方法によって行われ
る。その際の反応温度は好ましくは−20〜10℃、更
に好ましくは−10〜5℃である。また、反応は、通
常、常圧下で行うが、必要ならば加圧又は減圧下で行っ
ても良い。
In the addition reaction step of the present invention, for example, glyoxylic acid and a strong acid are added to a mixture of 1,2-methylenedioxybenzene and a reaction solvent in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon. It is performed by the method described above. The reaction temperature at that time is preferably -20 to 10C, more preferably -10 to 5C. The reaction is usually performed under normal pressure, but may be performed under increased or reduced pressure if necessary.

【0012】(B)抽出工程 本発明の抽出工程とは、付加反応工程後、反応液に有機
溶媒を添加し、次いで塩基で中和することで、3,4−
メチレンジオキシマンデル酸を有機溶媒層に抽出し、有
機溶媒層と水層とに分離させる工程である。
(B) Extraction step The extraction step of the present invention is to add an organic solvent to the reaction solution after the addition reaction step, and then neutralize with a base to give 3,4-
In this step, methylenedioxymandelic acid is extracted into an organic solvent layer and separated into an organic solvent layer and an aqueous layer.

【0013】本発明の抽出工程で使用する有機溶媒とし
ては、アセトン、2−ブタノン、2−ペンタノン、3−
ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノン、シクロペン
タノン、シクロヘキサノン等のケトン類;蟻酸エチル、
蟻酸イソプロピル、蟻酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチ
ル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチ
ル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸イソプロピル、
プロピオン酸ブチル等の有機酸エステル類;ジエチルエ
ーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、
テトラヒドロフラン等のエーテル類が挙げられるが、好
ましくはケトン類が使用される。
The organic solvent used in the extraction step of the present invention includes acetone, 2-butanone, 2-pentanone,
Ketones such as pentanone, 4-methyl-2-pentanone, cyclopentanone, cyclohexanone; ethyl formate;
Isopropyl formate, butyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, isopropyl propionate,
Organic acid esters such as butyl propionate; diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether,
Ethers such as tetrahydrofuran are mentioned, but ketones are preferably used.

【0014】前記有機溶媒の使用量は、抽出工程におい
て、3,4−メチレンジオキシマンデル酸を完全に溶解
させるのに充分な量であれば特に制限はないが、例え
ば、3,4−メチレンジオキシマンデル酸1kgに対し
て1〜10kgが使用される。
The amount of the organic solvent used is not particularly limited as long as it is an amount sufficient to completely dissolve 3,4-methylenedioxymandelic acid in the extraction step. 1 to 10 kg is used for 1 kg of dioxymandelic acid.

【0015】本発明の抽出工程で使用する塩基として
は、10〜48重量%のアルカリ金属水酸化物水溶液
(例えば、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水
溶液等)又は5〜28重量%のアンモニア水が好適に使
用される。
The base used in the extraction step of the present invention may be a 10 to 48% by weight aqueous solution of an alkali metal hydroxide (eg, an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide) or a 5 to 28% by weight aqueous ammonia solution. Is preferably used.

【0016】前記塩基の使用量は、付加反応工程で使用
した強酸を中和する量であり、硫酸1当量に対して好ま
しくは2当量である。
The amount of the base used is an amount for neutralizing the strong acid used in the addition reaction step, and is preferably 2 equivalents to 1 equivalent of sulfuric acid.

【0017】本発明の抽出工程は、例えば、付加反応工
程で得られた反応液に有機溶媒を添加し、次いで反応液
を、好ましくは−20〜50℃、更に好ましくは−20
〜10℃において塩基で中和することで、3,4−メチ
レンジオキシマンデル酸を有機溶媒層に抽出し、有機溶
媒層と水層とに分離させる等の方法によって行われる。
なお、抽出操作は、20〜100℃で行われ、好ましく
は40〜80℃で行われる。通常、常圧下で行うが、減
圧下又は加圧下で行っても良い。
In the extraction step of the present invention, for example, an organic solvent is added to the reaction solution obtained in the addition reaction step, and the reaction solution is then cooled to preferably -20 to 50 ° C, more preferably -20 ° C.
By neutralizing with a base at 〜1010 ° C., 3,4-methylenedioxymandelic acid is extracted into an organic solvent layer, and separated into an organic solvent layer and an aqueous layer.
The extraction operation is performed at 20 to 100 ° C, preferably at 40 to 80 ° C. Usually, the reaction is performed under normal pressure, but may be performed under reduced pressure or increased pressure.

【0018】(C)酸化反応工程 本発明の酸化反応工程とは、抽出工程後、水層を取り除
き、有機溶媒層を濃縮した後、濃縮液に硝酸を添加し
て、3,4−メチレンジオキシマンデル酸と硝酸を反応
させて、ピペロナールを生成させる工程である。
(C) Oxidation Reaction Step The oxidation reaction step of the present invention means that after the extraction step, the aqueous layer is removed and the organic solvent layer is concentrated. This is a step of reacting oxymandelic acid and nitric acid to produce piperonal.

【0019】本発明の酸化工程において使用する硝酸
は、5〜70重量%の水溶液を使用することが好まし
い。その使用量は、仕込みの1,2−メチレンジオキシ
ベンゼン1モルに対して好ましくは0.5〜1.0モ
ル、更に好ましくは0.55〜0.8モルである。
The nitric acid used in the oxidation step of the present invention is preferably an aqueous solution of 5 to 70% by weight. The amount used is preferably 0.5 to 1.0 mol, more preferably 0.55 to 0.8 mol, per mol of 1,2-methylenedioxybenzene charged.

【0020】本発明の酸化反応工程では必要に応じて、
有機溶媒層を濃縮した後に、新たに反応溶媒を添加し
て、3,4−メチレンジオキシマンデル酸と硝酸とを反
応させることもある。
In the oxidation reaction step of the present invention, if necessary,
After concentrating the organic solvent layer, 3,4-methylenedioxymandelic acid may be reacted with nitric acid by newly adding a reaction solvent.

【0021】前記反応溶媒としては、例えば、トルエ
ン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;
クロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素類;アセ
トン、2−ブタノン、2−ペンタノン、3−ペンタノ
ン、4−メチル−2−ペンタノン、シクロペンタノン、
シクロヘキサノン等のケトン類;塩化メチレン、クロロ
ホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、ジブロモエタン
等のハロゲン化脂肪族炭化水素類;ジエチルエーテル、
ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒ
ドロフラン等のエーテル類が挙げられるが、好ましくは
芳香族炭化水素類、ケトン類が使用される。
Examples of the reaction solvent include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and ethylbenzene;
Halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene; acetone, 2-butanone, 2-pentanone, 3-pentanone, 4-methyl-2-pentanone, cyclopentanone,
Ketones such as cyclohexanone; halogenated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane and dibromoethane; diethyl ether;
Ethers such as diisopropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran and the like can be mentioned, and aromatic hydrocarbons and ketones are preferably used.

【0022】前記反応溶媒の使用量は、1,2−メチレ
ンジオキシベンゼン1kgに対して好ましくは1000
〜8000ml、更に好ましくは1500〜5000m
lである。これら反応溶媒は、単独又は二種以上を混合
して使用しても良い。
The amount of the reaction solvent used is preferably 1000 to 1 kg of 1,2-methylenedioxybenzene.
~ 8000ml, more preferably 1500-5000m
l. These reaction solvents may be used alone or in combination of two or more.

【0023】又、必要ならば、新たに水を添加しても良
い。その使用量は、反応液中の硝酸濃度を好ましくは5
〜50重量%、更に好ましくは5〜20重量%に制御出
来る量であれば、特に制限はない。
If necessary, water may be newly added. The amount of nitric acid used is preferably adjusted to a nitric acid concentration of 5 to 5 in the reaction solution.
There is no particular limitation as long as the amount can be controlled to 50% by weight, more preferably 5% to 20% by weight.

【0024】本発明の酸化反応工程は、例えば、抽出工
程で得られた分離液から水層を取り除き、有機溶媒層を
濃縮した後、窒素又はアルゴン等の不活性ガスの雰囲気
にて、硝酸を添加する等の方法によって行われる。その
際の反応温度は好ましくは5〜100℃、更に好ましく
は15〜80℃である。また、反応は、通常、常圧下で
行うが、必要ならば加圧又は減圧下で行っても良い。
In the oxidation reaction step of the present invention, for example, after removing the aqueous layer from the separated solution obtained in the extraction step and concentrating the organic solvent layer, nitric acid is removed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon. It is performed by a method such as addition. The reaction temperature at that time is preferably 5 to 100 ° C, more preferably 15 to 80 ° C. The reaction is usually performed under normal pressure, but may be performed under increased or reduced pressure if necessary.

【0025】また得られた最終生成物(ピペロナール)
は、例えば、反応終了後に適当な量の塩基を加えて中和
した後に適当な溶媒によって抽出され、カラムクロマト
グラフィー、蒸留、再結晶等の一般的な方法によって分
離精製される。
The final product obtained (piperonal)
For example, after completion of the reaction, an appropriate amount of a base is added to neutralize the mixture, followed by extraction with an appropriate solvent, followed by separation and purification by a general method such as column chromatography, distillation, and recrystallization.

【0026】なお、酸化反応工程の濃縮操作によって留
去した有機溶媒や最終生成物を得る際に留去した反応溶
媒は、回収して、前記の付加反応工程、抽出工程又は酸
化反応工程において再使用することも出来る。
The organic solvent distilled off by the concentration operation in the oxidation reaction step and the reaction solvent distilled off in obtaining the final product are recovered and reused in the above-mentioned addition reaction step, extraction step or oxidation reaction step. Can also be used.

【0027】[0027]

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではな
い。なお、生成したピペロナールの収率はモル換算で算
出した。
EXAMPLES Next, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples. The yield of the produced piperonal was calculated on a molar basis.

【0028】実施例1 内容積7Lの平底セパラブルフラスコに、窒素雰囲気
下、1,2−メチレンジオキシベンゼン500.0g
(4.09モル)及び4−メチル−2−ペンタノン25
0mlを加えた後、攪拌しながら−5℃まで冷却した。
次いで、40重量%グリオキシル酸水溶液833.4g
(4.44モル)及び96重量%硫酸857.8g
(8.40モル)との混合液をゆるやかに滴下した後、
−5℃で21時間攪拌した。その後、4−メチル−2−
ペンタノン3000mlを添加し、次いで28重量%ア
ンモニア水1030.0g(16.9モル)を、液温を
−10〜5℃に維持しながら、ゆるやかに添加して中和
した。中和後、80℃まで加熱し、3,4−メチレンジ
オキシマンデル酸を4−メチル−2−ペンタノン層(有
機溶媒層)に抽出した。この時、反応液は、有機溶媒層
と水層の2層に分離していた。次いで、水層を取り除
き、有機溶媒層を濃縮(4−メチル−2−ペンタノン2
200mlを留去)した。濃縮後、スラリー状の反応液
を内容積20Lの丸底セパラブルフラスコに移し、窒素
雰囲気下、攪拌しながら10℃まで冷却した。その後、
10重量%硝酸1746.7g(2.78モル)をゆる
やかに滴下し、50℃まで昇温して、そのまま1時間攪
拌した。反応終了後、25℃まで冷却し、25重量%水
酸化ナトリウム水溶液140ml(1.00モル)を添
加して、反応液全体を弱塩基性(PH=7.9)とし
た。引き続き、4−メチル−2−ペンタノン層(有機溶
媒層)と水層を分液し、有機溶媒層をガスクロマトグラ
フィーにより分析したところ、副生成物である1,2−
メチレンジオキシ−4−ニトロベンゼンは全く検出され
なかった。また、高速液体クロマトグラフィーにより分
析したところ、1,2−メチレンジオキシベンゼンの転
化率は97%であり、ピペロナールの収率は78%(モ
ル換算)であった。
Example 1 In a nitrogen atmosphere, 500.0 g of 1,2-methylenedioxybenzene was placed in a flat-bottom separable flask having an internal volume of 7 L.
(4.09 mol) and 4-methyl-2-pentanone 25
After adding 0 ml, the mixture was cooled to −5 ° C. with stirring.
Next, 833.4 g of a 40% by weight aqueous glyoxylic acid solution
(4.44 mol) and 857.8 g of 96% by weight sulfuric acid
(8.40 mol) after slowly dripping the mixture with
The mixture was stirred at -5 ° C for 21 hours. Then, 4-methyl-2-
Then, 3000 ml of pentanone was added, and then 1030.0 g (16.9 mol) of 28% by weight aqueous ammonia was added slowly while maintaining the liquid temperature at -10 to 5 ° C to neutralize the solution. After neutralization, the mixture was heated to 80 ° C., and 3,4-methylenedioxymandelic acid was extracted into a 4-methyl-2-pentanone layer (organic solvent layer). At this time, the reaction solution had been separated into two layers, an organic solvent layer and an aqueous layer. Next, the aqueous layer was removed, and the organic solvent layer was concentrated (4-methyl-2-pentanone 2
200 ml was distilled off). After concentration, the slurry-like reaction solution was transferred to a round-bottom separable flask having an internal volume of 20 L, and cooled to 10 ° C. while stirring under a nitrogen atmosphere. afterwards,
1746.7 g (2.78 mol) of 10% by weight nitric acid was slowly added dropwise, the temperature was raised to 50 ° C., and the mixture was stirred for 1 hour. After the completion of the reaction, the mixture was cooled to 25 ° C., and 140 ml (1.00 mol) of a 25% by weight aqueous sodium hydroxide solution was added to make the whole reaction solution weakly basic (PH = 7.9). Subsequently, the 4-methyl-2-pentanone layer (organic solvent layer) and the aqueous layer were separated, and the organic solvent layer was analyzed by gas chromatography.
No methylenedioxy-4-nitrobenzene was detected. Further, when analyzed by high performance liquid chromatography, the conversion of 1,2-methylenedioxybenzene was 97%, and the yield of piperonal was 78% (in terms of mol).

【0029】実施例2 内容積500mlの平底セパラブルフラスコに、窒素雰
囲気下、1,2−メチレンジオキシベンゼン50.0g
(0.41モル)及び酢酸50mlを加えた後、攪拌し
ながら0℃まで冷却した。次いで、40重量%グリオキ
シル酸水溶液83.4g(0.45モル)及び96重量
%硫酸85.8g(0.84モル)との混合液をゆるや
かに滴下した後、5℃で21時間攪拌した。その後、酸
化エチル200mlを添加し、次いで28重量%アンモ
ニア水102.0g(1.68モル)を、液温を−10
〜5℃に維持しながら、ゆるやかに添加して中和した。
中和後、60℃まで加熱し、3,4−メチレンジオキシ
マンデル酸を酢酸エチル層(有機溶媒層)に抽出した。
この時、反応液は、有機溶媒層と水層の2層に分離して
いた。次いで、水層を取り除き、有機溶媒層を濃縮(酢
酸エチルを完全に留去)した後、新たに水173mlと
トルエン160mlを添加し、窒素雰囲気下、攪拌しな
がら0℃まで冷却した。その後、61重量%硝酸33.
9g(0.33モル)をゆるやかに滴下し、40℃まで
昇温して、そのまま1時間攪拌した。反応終了後、0℃
まで冷却し、25重量%水酸化ナトリウム水溶液80m
l(0.57モル)を添加して、反応液全体を弱塩基性
(PH=7.9)とした。引き続き、トルエン層と水層
を分液し、トルエン層をガスクロマトグラフィーにより
分析したところ、副生成物である1,2−メチレンジオ
キシ−4−ニトロベンゼンは全く検出されなかった。ま
た、高速液体クロマトグラフィーにより分析したとこ
ろ、1,2−メチレンジオキシベンゼンの転化率は97
%であり、ピペロナールの収率は80%(モル換算)で
あった。
Example 2 50.0 g of 1,2-methylenedioxybenzene was placed in a separable flask having an inner volume of 500 ml under a nitrogen atmosphere.
(0.41 mol) and 50 ml of acetic acid, and then cooled to 0 ° C. while stirring. Next, a mixed solution of 83.4 g (0.45 mol) of a 40% by weight aqueous glyoxylic acid solution and 85.8 g (0.84 mol) of 96% by weight sulfuric acid was slowly dropped, and the mixture was stirred at 5 ° C. for 21 hours. Thereafter, 200 ml of ethyl oxide was added, and then 102.0 g (1.68 mol) of 28% by weight aqueous ammonia was added at a liquid temperature of -10.
While maintaining the temperature at 55 ° C., the mixture was slowly added to neutralize.
After neutralization, the mixture was heated to 60 ° C., and 3,4-methylenedioxymandelic acid was extracted into an ethyl acetate layer (organic solvent layer).
At this time, the reaction solution had been separated into two layers, an organic solvent layer and an aqueous layer. Next, the aqueous layer was removed, and the organic solvent layer was concentrated (ethyl acetate was completely distilled off). Then, 173 ml of water and 160 ml of toluene were newly added, and the mixture was cooled to 0 ° C. while stirring under a nitrogen atmosphere. Thereafter, 61% by weight nitric acid.
9 g (0.33 mol) was slowly added dropwise, the temperature was raised to 40 ° C., and the mixture was stirred for 1 hour. After completion of the reaction, 0 ° C
Cooled to 25m% aqueous sodium hydroxide solution 80m
1 (0.57 mol) was added to make the whole reaction solution weakly basic (PH = 7.9). Subsequently, the toluene layer and the aqueous layer were separated, and the toluene layer was analyzed by gas chromatography. As a result, 1,2-methylenedioxy-4-nitrobenzene as a by-product was not detected at all. Further, when analyzed by high performance liquid chromatography, the conversion of 1,2-methylenedioxybenzene was 97%.
%, And the yield of piperonal was 80% (in terms of mol).

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明により、反応途中で中間体の3,
4−メチレンジオキシマンデル酸を結晶として取り出す
ことなく、1,2−メチレンジオキシベンゼンを出発原
料として、付加反応工程から酸化反応工程までを連続し
て行い、1,2−メチレンジオキシ−4−ニトロベンゼ
ンの生成を完全に抑制して、高品質のピペロナールを高
収率で製造する方法を提供することが出来る。
According to the present invention, the intermediate 3, 3
Without taking out 4-methylenedioxymandelic acid as crystals, 1,2-methylenedioxybenzene is used as a starting material, and the steps from the addition reaction step to the oxidation reaction step are continuously performed to obtain 1,2-methylenedioxy-4. -It is possible to provide a method for producing high quality piperonal in high yield by completely suppressing the production of nitrobenzene.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斯波 晃司 山口県宇部市大字小串1978番地の5 宇部 興産株式会社宇部研究所内 Fターム(参考) 4C022 BA03 4H039 CA60 CF30  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Koji Sami 5F, 1978 Kogushi, Ube City, Ube City, Yamaguchi Prefecture Ube Research & Development Co., Ltd. Ube Research Laboratory F term (reference) 4C022 BA03 4H039 CA60 CF30

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】次の連続した三つの工程からなることを特
徴とするピペロナールの製法。 (A)強酸の存在下、1,2−メチレンジオキシベンゼ
ンとグリオキシル酸を反応させて、3,4−メチレンジ
オキシマンデル酸を生成させる付加反応工程。 (B)その後、反応液に有機溶媒を添加し、次いで反応
液を塩基で中和することで、3,4−メチレンジオキシ
マンデル酸を有機溶媒層に抽出し、有機溶媒層と水層と
に分離させる抽出工程。 (C)次いで、水層を取り除き、有機溶媒層を濃縮した
後、濃縮液に硝酸を添加して、3,4−メチレンジオキ
シマンデル酸と硝酸を反応させて、ピペロナールを生成
させる酸化反応工程。
1. A method for producing piperonal, comprising the following three successive steps. (A) An addition reaction step of reacting 1,2-methylenedioxybenzene with glyoxylic acid in the presence of a strong acid to generate 3,4-methylenedioxymandelic acid. (B) Thereafter, an organic solvent is added to the reaction solution, and then the reaction solution is neutralized with a base to extract 3,4-methylenedioxymandelic acid into the organic solvent layer. An extraction step for separation into (C) Next, after removing the aqueous layer and concentrating the organic solvent layer, nitric acid is added to the concentrated solution, and 3,4-methylenedioxymandelic acid is reacted with nitric acid to produce piperonal. .
【請求項2】強酸が硫酸である請求項1記載のピペロナ
ールの製法。
2. The process for producing piperonal according to claim 1, wherein the strong acid is sulfuric acid.
【請求項3】抽出工程における中和を−20〜10℃で
行う請求項1記載のピペロナールの製法。
3. The process for producing piperonal according to claim 1, wherein the neutralization in the extraction step is carried out at -20 to 10 ° C.
【請求項4】抽出工程における温度を40〜80℃で行
う請求項1記載のピペロナールの製法。
4. The process for producing piperonal according to claim 1, wherein the temperature in the extraction step is 40 to 80 ° C.
【請求項5】酸化反応工程において、有機溶媒層を濃縮
した後に、新たに反応溶媒を添加して、3,4−メチレ
ンジオキシマンデル酸と硝酸を反応させる請求項1記載
のピペロナールの製法。
5. The process for producing piperonal according to claim 1, wherein, in the oxidation reaction step, 3,4-methylenedioxymandelic acid is reacted with nitric acid by adding a new reaction solvent after concentrating the organic solvent layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102076214B1 (en) * 2018-09-07 2020-02-11 서울대학교산학협력단 Piperonal synthase and method for producing piperonal using it

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