JP2001302653A

JP2001302653A - ラクトンの製造方法

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Publication number: JP2001302653A
Application number: JP2000130073A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Ono; 充大野; Noritsugu Yamazaki; 則次山崎
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2001-10-31
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: JP4598917B2

Abstract

(57)【要約】【課題】無置換のエポキシ環を有するエポキシカルボ
ン酸を用いて、ラクトンを製造できる方法を提供する。【解決手段】下記式（１）で表されるエポキシカルボ
ン酸又はその誘導体と、下記式（２）で表される化合物
とを反応させ、下記式（３）で表されるラクトンを製造
する。前記反応は、スルホン酸基を有する酸触媒（固体
酸触媒など）の存在下で行ってもよく、反応系は不均一
であってもよい。酸触媒の割合は、エポキシカルボン酸
又はその誘導体（１）１モルに対して、例えば、０．０
５〜１当量程度である。なお、エポキシカルボン酸又は
その誘導体（１）は、光学活性を有していてもよい。【化１】（式中、Ａは、Ｃ_1-3アルキレン基を示し、Ｂは水素原
子又はアシル基を示す。Ｒ¹は、水素原子、飽和又は不
飽和の脂肪族炭化水素基を示す）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機能性材料、医薬
または農薬の中間体などの原料として有用なラクトン
（ヒドロキシラクトン、ヒドロキシラクトンとカルボン
酸とのエステルなど）の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヒドロキシラクトン（４−ヒドロキシ−
ジヒドロフラン−２−オンなど）を製造する方法とし
て、種々の方法が知られている。例えば、米国特許４９
６８８１７号には、貴金属触媒存在下、グリシドールと
一酸化炭とを反応させることにより、４−ヒドロキシ−
ジヒドロフラン−２−オンを製造する方法が開示されて
いる。しかし、この方法では、高価な貴金属触媒を用い
る必要があるだけでなく、高圧（約３ＭＰａ以上）下で
反応させる必要があり、工業的に不利である。

【０００３】また、（１）アンゲバンテ・ヘミー・イン
ターナショナルエディション・イングリッシュ（Angew.
Chem. Int. Ed., Eng.)、５巻、９９４頁（１９６６
年）には、過酸化水素及びギ酸の共存系により３−ブテ
ン酸を処理し、さらに塩酸を作用させることにより、４
−ヒドロキシ−ジヒドロフラン−２−オンを製造する方
法が開示され、（２）ＷＯ９８／０４５４３号公報に
は、ラクトースなどの炭水化物を塩基性条件下、過酸化
水素水で処理し、その後酸処理することにより、４−ヒ
ドロキシ−ジヒドロフラン−２−オンを製造する方法、
および前記酸処理により得られる３，４−ジヒドロキシ
ブタン酸をアセトンによりアセトニドに変換し、このケ
タールを塩酸で処理することにより、４−ヒドロキシ−
ジヒドロフラン−２−オンを製造する方法が開示されて
いる。（３）ＥＰ７６１６６３号公報には、４−クロロ
−３−ヒドロキシブタン酸エチルを塩酸で処理し、水酸
化ナトリウムで中和することにより、４−ヒドロキシ−
ジヒドロフラン−２−オンを製造する方法が開示され、
（４）ＷＯ９９／３３８１７号公報には、グリシドール
をシアノ化し、加水分解後ラクトン化することにより、
４−ヒドロキシ−ジヒドロフラン−２−オンを製造する
方法などが開示されている。

【０００４】しかし、これらの方法は、いずれも溶媒と
して水を用いるため、その留去に多くの時間や熱エネル
ギーを必要とし、工業的に不利である。また、使用した
酸又は塩基は中和して塩にする必要がある。さらに、４
−ヒドロキシ−ジヒドロフラン−２−オンを有機溶剤で
抽出することも考えられるが、４−ヒドロキシ−ジヒド
ロフラン−２−オンは水溶性が高いため、抽出効率が悪
い。従って、前記方法（１）〜（４）では、目的化合物
を効率よく製造できない。さらに、前記（１）及び
（２）の方法では、過酸化物を、（４）の方法ではシア
ノ化合物を用いており、その取り扱いに注意が必要であ
る。

【０００５】シンレット（Synlett）、７１頁（１９９
７年）には、カルニチンを熱処理することにより、４−
ヒドロキシ−ジヒドロフラン−２−オンを製造する方法
が記載されている。しかし、この方法では、ジメチルス
ルホキシドのような高沸点の溶媒を用いる必要があり、
生成物の単離が困難である。

【０００６】また、ヒドロキシラクトンとカルボン酸と
のエステル、例えば、４−アシロキシ−ジヒドロフラン
−２−オンの製造方法としては、カルニチンのヒドロキ
シル基をエステル化し、さらに環化する方法、４−ヒド
ロキシ−ジヒドロフラン−２−オンのヒドロキシル基を
アシル化する方法などが知られている。しかし、これら
の方法では、エステル化反応と環化反応とを行う必要が
あるだけでなく、カルニチンや４−ヒドロキシ−ジヒド
ロフラン−２−オンを用いているため、上述と同様の問
題が生じる。

【０００７】５位に置換基を有する４−アシロキシ−ジ
ヒドロフラン−２−オンを製造する方法として、オキシ
ラニル基に置換基を有するエポキシカルボン酸、すなわ
ち、４−アルキル（または、４，４−ジアルキル）−
３，４−エポキシ−ブタン酸エステルを原料として用い
る方法が知られている。例えば、テトラヘドロンレター
ズ（Tetrahedron Lett.）、３０巻、２５１３頁（１９
８９年）やジャーナル・オブ・ケミカルソサイエティー
・パーキン・トランザクションＩ（J. Chem. Soc., Per
kin TransI）、１巻、１６１頁（１９７３年）には、
４，４−ジメチル−３，４−エポキシペンタン酸エステ
ルをギ酸で処理することにより、４−ホルミロキシ−
５，５−ジメチル−ジヒドロフラン−２−オンを製造す
る方法が記載されている。しかし、エポキシ環の反応性
は、置換基の有無により大きく異なるため、これらの方
法では、５位に置換基を有しない４−アシロキシ−ジヒ
ドロフラン−２−オンを製造することができず、汎用性
が低い。

【０００８】テトラへドロンレターズ、３０巻、２５１
３頁（１９８９年）には、４，４−ジメチル−３，４−
エポキシペンタン酸エステルを塩酸で処理することによ
り、４−ヒドロキシ−５，５−ジメチルジヒドロフラン
−２−オンを製造する方法が記載されている。しかし、
この方法において、４位が無置換の３，４−エポキシペ
ンタン酸エステルを原料として用いると、３−ヒドロキ
シ−４−クロロペンタン酸エステルが生成し、ラクトン
が得られない。

【０００９】なお、テトラへドロンレターズ、４７巻、
７１７１頁（１９９１年）には、４−エチル−３，４−
エポキシペンタン酸エステルを３％硫酸水溶液で処理す
ることにより、４−ヒドロキシ−５−エチルジヒドロフ
ラン−２−オンを製造する方法が記載されている。しか
し、この方法では、原料であるエポキシペンタン酸エス
テルのエポキシ基がエチル基で置換されているため、５
位に置換基を有しない４−アシロキシ−ジヒドロフラン
−２−オンが得られない。また、３％硫酸水を用いるた
め、目的物を水層から抽出する必要があるものの、目的
物は水溶性が高いため、抽出が困難である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ラクトン環のうち、環内エステル基の酸素原子と結
合する炭素原子（ジヒドロフラン−２−オンの５位の炭
素原子など）が無置換であるラクトンを製造できる方法
を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、ヒドロキシラクトン
とカルボン酸とのエステルを効率よく製造できる方法を
提供することにある。

【００１２】本発明のその他の目的は、無置換のエポキ
シ環を有するエポキシカルボン酸又はその誘導体から、
効率よくラクトンを製造できる方法を提供することにあ
る。

【００１３】本発明の別の目的は、酸触媒を用いても、
酸触媒を効率よく分離できるラクトンの製造方法を提供
することにある。

【００１４】本発明のさらに別の目的は、エポキシカル
ボン酸又はその誘導体の光学活性を保持しつつ、ラクト
ンを製造できる方法を提供することにある。

【００１５】

【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、無置換のエポキシカ
ルボン酸又はその誘導体を水やカルボン酸などと反応さ
せると、ラクトンを製造できることを見いだし、本発明
を完成した。

【００１６】すなわち、本発明のラクトンの製造方法で
は、下記式（１）で表されるエポキシカルボン酸又はそ
の誘導体と、下記式（２）で表される化合物とを反応さ
せ、下記式（３）で表されるラクトンを製造する。

【００１７】

【化２】

【００１８】（式中、Ａは、Ｃ_1-3アルキレン基を示
し、Ｂは水素原子又はアシル基を示す。Ｒ¹は、水素原
子、飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基を示す）前記反応は、スルホン酸基を有する酸触媒（固体酸触媒
など）の存在下で行ってもよく、反応系は不均一であっ
てもよい。酸触媒の割合は、エポキシカルボン酸又はそ
の誘導体（１）１モルに対して、例えば、０．０５〜１
当量程度である。なお、エポキシカルボン酸又はその誘
導体（１）において、エポキシ環のうち、基Ａに結合す
る炭素原子は不斉炭素であってもよく、エポキシカルボ
ン酸又はその誘導体（１）は、光学活性なエポキシカル
ボン酸又はその誘導体（１）であってもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】［エポキシカルボン酸又はその誘
導体（１）］エポキシカルボン酸又はその誘導体として
は、前記式（１）で表されるようなエポキシ環に置換基
を有していないエポキシカルボン酸又はその誘導体が使
用できる。本発明では、無置換のエポキシカルボン酸又
はその誘導体と化合物（２）とを反応させることによ
り、ラクトンを製造できる。

【００２０】式（１）において、アルキレン基Ａは、メ
チレン基、エチレン基、プロピレン基などのＣ_1-3アル
キレン基である。好ましいアルキレン基Ａは、メチレン
基、エチレン基など（特に、メチレン基）である。

【００２１】Ｒ¹の炭化水素基には、鎖状脂肪族炭化水
素基（直鎖状又は分岐鎖状炭化水素基など）、脂環族炭
化水素基が含まれる。

【００２２】飽和の鎖状炭化水素基としては、メチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル
基、イソブチル基、ｔ−ブチル基などの直鎖状又は分岐
鎖状のＣ _1-10アルキル基（好ましくはＣ_1-6アルキル
基、特にＣ_1-4アルキル基）が挙げられる。不飽和の鎖
状炭化水素基には、ビニル基、イソプロペニル基、アリ
ル基などの直鎖状又は分岐鎖状のＣ_2-6アルケニル基、
エチニル基、メチルエチニル基などのＣ_2-6アルキニル
基などが含まれる。

【００２３】飽和の脂環族炭化水素基としては、例え
ば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプ
チル基、シクロオクチル基などのシクロＣ_3-10アルキル
基などが例示できる。不飽和の脂環族炭化水素基には、
例えば、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シ
クロヘプテニル基、シクロオクテニル基などのシクロＣ
_4-10アルケニル基が含まれる。

【００２４】好ましいＲ¹は、鎖状脂肪族炭化水素基、
特に直鎖状又は分岐鎖状のＣ_1-6アルキル基（例えば、
Ｃ_1-4アルキル基）である。

【００２５】好ましいエポキシカルボン酸及びその誘導
体としては、３，４−エポキシブタン酸、４，５−エポ
キシペンタン酸、５，６−エポキシヘキサン酸、又はそ
れらのエステルなどが挙げられ、特に３，４−エポキシ
ブタン酸又はそのエステル（３，４−エポキシブタン酸
メチル、３，４−エポキシブタン酸エチル、３，４−エ
ポキシブタン酸プロピル、３，４−エポキシブタン酸ブ
チルなどの３，４−エポキシブタン酸Ｃ_1-6アルキルエ
ステル（特に、Ｃ_1-4アルキルエステル）など）が好ま
しい。

【００２６】前記エポキシカルボン酸及びその誘導体
は、ラセミ体であってもよく、光学活性体であってもよ
い。例えば、前記エポキシカルボン酸（又はその誘導
体）において、エポキシ環のうち、基Ａに結合する炭素
原子は不斉炭素であってもよく、エポキシカルボン酸
（又はその誘導体）は、この不斉炭素に起因する光学活
性なエポキシカルボン酸（又はその誘導体）であっても
よい。このような光学活性なエポキシカルボン酸（又は
その誘導体）を用いても、光学活性を保持しつつラクト
ンを製造できる。例えば、前記式（３）において、基Ｂ
Ｏが結合する炭素原子が不斉炭素である光学活性なラク
トンを製造できる。

【００２７】［化合物（２）］前記式（２）において、
基Ｂは、水素原子、脂肪族アシル基（ホルミル基、アセ
チル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、
ブチルカルボニル基、ペンチルカルボニル基などの炭素
数が１〜６程度（好ましくは１〜４程度）の飽和アシル
基；（メタ）アクリロイル基、プロペニルカルボニル
基、ブテニルカルボニル基、ペンテニルカルボニル基な
どの炭素数が３〜６程度の不飽和アシル基など）、芳香
族アシル基（ベンゾイル基、ナフトイル基などの炭素数
が７〜１３程度の芳香族アシル基）などである。

【００２８】式（２）で表される化合物としては、水、
カルボン酸などが含まれる。カルボン酸としては、蟻
酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキ
サン酸などの炭素数が１〜６程度（好ましくは１〜４程
度）の脂肪族飽和カルボン酸；（メタ）アクリル酸、ブ
テン酸、ペンテン酸、ヘキセン酸などの炭素数が３〜６
程度の脂肪族不飽和カルボン酸；安息香酸、ナフトエ酸
などの芳香族カルボン酸などが挙げられる。なお、化合
物（２）は、単独で又は二種以上組み合わせて用いるこ
とができる。

【００２９】化合物（２）の使用量は、エポキシカルボ
ン酸又はその誘導体（１）１モルに対して、例えば、
０．５〜１００当量程度、好ましくは０．８〜５０当量
程度（例えば、０．８〜１０当量程度）、さらに好まし
くは１〜３０当量程度（例えば、１〜４当量程度）、特
に１〜１５当量程度（例えば、１〜２当量程度）であ
る。なお、本発明では、後述するように、酸触媒（Ｈ型
陽イオン交換樹脂など）を用いてもよい。Ｈ型陽イオン
交換樹脂は、イオン交換樹脂の性状により、水やカルボ
ン酸を含有している場合がある。本発明では、イオン交
換樹脂に含まれる水やカルボン酸の量は、前記化合物
（２）の使用量に含めない。

【００３０】［酸触媒］前記エポキシカルボン酸又はそ
の誘導体（１）と、化合物（２）との反応において、特
定の酸触媒を用いてもよい。特定の酸触媒の存在下で反
応させると、エポキシ環にアルキル基が置換していない
エポキシカルボン酸又はその誘導体（１）を用いても、
効率よくラクトン（３）を製造できる。

【００３１】酸触媒としては、ラクトン（３）の生成を
促進する種々の酸、例えば、解離性ハロゲン原子を含ま
ない酸（スルホン酸基を有する酸、硝酸、トリハロ酢酸
（トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸）など）が使用で
きる。好ましい酸触媒は、スルホン酸基を有する酸であ
る。

【００３２】スルホン酸基を有する酸には、無機酸類、
有機スルホン酸類、スルホン酸基を有する固体酸（前記
無機酸類及びスルホン酸類を適当な担体（シリカゲル、
アルミナなど）に担持した酸、スルホン酸基を有する高
分子など）が含まれる。

【００３３】無機酸類には、硫酸、無水硫酸（三酸化硫
黄）、発煙硫酸、ピロ硫酸などが含まれる。

【００３４】有機スルホン酸類としては、芳香族スルホ
ン酸（ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、
ナフタレンスルホン酸など）、脂肪族スルホン酸（メタ
ンスルホン酸、エタンスルホン酸など）が挙げられる。

【００３５】スルホン酸基を有する高分子は、Ｈ型陽イ
オン交換樹脂から選択でき、例えば、スルホン酸基を有
するスチレン系樹脂（例えば、スルホン酸基を有するス
チレン−ジビニルベンゼン共重合体）、スルホン酸基を
有するフッ素樹脂（例えば、スルホン酸基を有するポリ
テトラフルオロエチレン（ナフィオン−Ｈ（Nafion-H）
（du Pont社製）など））などが挙げられる。なお、ス
ルホン酸基を有する高分子は、一部のスルホン酸基が塩
を形成していてもよい。また、スルホン酸基を有する高
分子は、ポーラス型であってもよく、ゲル型であっても
よい。前記酸触媒は、単独で又は２種以上組み合わせて
使用できる。

【００３６】酸触媒は、不均一反応系を形成してもよ
い。不均一反応系を形成する場合、酸触媒としては、イ
オン交換樹脂などの固体酸触媒が使用できる。このよう
な酸触媒を用いると、ラクトン（３）の製造後、濾過等
により簡便に酸触媒を除去でき、作業効率を向上でき
る。

【００３７】酸触媒の量は、エポキシカルボン酸（又は
その誘導体）１モルに対して、例えば、０．００１〜１
００当量程度、好ましくは０．０１〜１０当量程度、さ
らに好ましくは０．０５〜４当量程度（特に０．０５〜
１当量程度）である。

【００３８】また、酸触媒の量は、化合物（２）１モル
に対して、例えば、０．００１〜１当量程度、好ましく
は０．０１〜０．５当量程度、さらに好ましくは０．０
５〜０．３当量程度であってもよい。

【００３９】反応温度は、ラクトンの生成速度、原料
（エポキシカルボン酸又はその誘導体）や生成物（ラク
トン）の種類や安定性などに応じて選択でき、例えば、
１０〜１５０℃程度、好ましくは３０〜１２０℃程度の
範囲から選択できる。

【００４０】反応は、常圧下又は減圧下（例えば、０．
１〜５０ｋＰａ程度、好ましくは０．１〜１３ｋＰａ程
度）で行うことが多い。また、操作上の理由により、加
圧下で反応してもよい。

【００４１】エポキシカルボン酸又はその誘導体（１）
と化合物（２）との反応は、溶媒の非存在下で行っても
よく、溶媒の存在下で行ってもよい。溶媒としては、例
えば、ケトン系溶媒（例えば、アセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン
など）、エーテル系溶媒（例えば、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、ジオキサン、１，２−ジメトキシエタンな
ど）、ニトリル類（例えば、アセトニトリル、ベンゾニ
トリルなど）、スルホキシド系溶媒（例えば、ジメチル
スルホキシドなど）、スルホラン類（スルホランな
ど）、エステル系溶媒（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸
ブチルなど）、アミド系溶媒（例えば、ジメチルホルム
アミドなど）、アルコール系溶媒（メタノール、エタノ
ール、プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノー
ル、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノールなど）、脂肪族炭
化水素系溶媒（ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、石油エーテルなど）、芳香族炭化水素系溶媒（ベン
ゼン、トルエン、キシレンなど）、ハロゲン化炭化水素
系溶媒（例えば、塩化メチレン、クロロホルム、ブロモ
ホルム、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ブ
ロモベンゼンなど）、高沸点溶媒（ポリエチレングリコ
ール、シリコーンオイルなど）が使用できる。溶媒は単
独で又は二種以上混合して使用してもよい。なお、溶媒
は、反応の副生成物（Ｒ¹ＯＨで表される化合物）と共
沸可能な溶媒であってもよい。

【００４２】溶媒の使用量は、特に制限されないが、反
応成分を溶解又は分散可能であり、かつ経済性などを損
なわない程度の量であってもよい。溶媒の使用量は、エ
ポキシカルボン酸（又はその誘導体）（１）及び化合物
（２）の総量１００重量部に対して、例えば、０〜１０
０，０００重量部程度、好ましくは１０〜１０，０００
重量部程度の範囲から選択できる。

【００４３】反応は、ヘリウムや窒素などの反応に不活
性なガス雰囲気下で行ってもよく、空気雰囲気下で行っ
てもよい。また、反応は、バッチ式、セミバッチ式、及
び連続式のいずれの方式で行ってもよい。なお、酸触媒
として固体酸（特に、Ｈ型陽イオン交換樹脂）を用いる
場合、管型反応器を備えた流通式の反応装置を用いても
よい。

【００４４】生成したラクトンは、必要に応じて慣用の
分離精製手段（中和、抽出、蒸留、精留、晶析、再結
晶、カラムクロマトグラフィーを用いた分離など）によ
り精製してもよい。

【００４５】このようにして得られたラクトンは、機能
性材料、または医薬もしくは農薬の中間体などの原料と
して使用できる。特に、ラクトン環のうち、環内エステ
ル基の酸素原子と結合する炭素原子（ジヒドロフラン−
２−オンの５位の炭素原子など）が無置換であるため、
高機能性材料（側鎖を有しない線状高分子など）の原料
として有用である。

【００４６】

【発明の効果】本発明では、無置換のエポキシ環を有す
るエポキシカルボン酸又はその誘導体を用いてラクトン
を製造しているため、利用価値の高いラクトンを製造で
きる。また、エポキシカルボン酸又はその誘導体をカル
ボン酸と反応させることができるため、ヒドロキシラク
トンとカルボン酸とのエステルを製造できる。特に、酸
触媒の存在下で反応させると、ラクトンを効率よく製造
できる。また、光学活性なエポキシカルボン酸を用いて
も、エポキシカルボン酸の光学活性を保持しつつ、ラク
トンを製造できる。

【００４７】

【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。

【００４８】なお、実施例で得られた化合物のＮＭＲス
ペクトルは、５００ＭＨｚ ¹Ｈ−ＮＭＲ測定装置（ブ
ルッカー（Bruker）社製「ＡＭ５００」、内部標準＝テ
トラメチルシラン（ＴＭＳ））を用いて測定した。

【００４９】また、実施例で得られた化合物の収率
（３，４−エポキシブタン酸エチル基準）は、ガスクロ
マトグラフィー（（株）島津製作所製、「ＧＣ１２
Ａ」）により求めた。なお、ガスクロマトグラフィーの
条件は下記の通りである。

【００５０】充填剤：５％シリコンＧＥＸＥ−６０をク
ロモソルブＷ（ＡＷ）（６０〜８０メッシュ）に担持し
た充填剤カラム長：２ｍカラム温度：１００℃〜２００℃（昇温速度＝１０℃／
分）移動層：窒素検知器：ＦＩＤ実施例で得られた化合物の旋光度は、旋光計（日本分光
（株）製「ＤＩＰ−３７０型旋光計」、測定波長＝５８
９nm（ナトリウムＤ線）、溶媒＝アセトン、測定温度＝
２０℃）により求めた。なお、実施例では、予めモレキ
ュラーシーブス４Ａで乾燥した酢酸を用いた。

【００５１】実施例１（硫酸触媒による４−ヒドロキシ
−ジヒドロフラン−２−オンの製造）３，４−エポキシブタン酸エチル０．５３４ｇ、水０．
１５５ｇ、硫酸０．０６１ｇをアセトン５ｍＬに溶解し
た。この溶液をなす型フラスコ（容量２５ｍＬ）に入
れ、窒素雰囲気下、３時間加熱還流した。

【００５２】反応終了後、反応混合物を減圧下で濃縮
し、残渣に２−プロパノール５ｍＬおよび炭酸カリウム
０．０８６ｇを加え、不溶物をろ過により除去した。ろ
液を濃縮し、粗４−ヒドロキシ−ジヒドロフラン−２−
オン０．３７７ｇを得た。４−ヒドロキシ−ジヒドロフ
ラン−２−オンの収率は８６モル％であり、主な副生成
物は５Ｈ−フラン−２−オン（収率５モル％）であっ
た。

【００５３】４−ヒドロキシ−ジヒドロフラン−２−オ
ンの¹Ｈ−ＮＭＲスペクトル（ＣＤＣ１₃）：δ ２．５
３（ｔｄ，Ｊ＝１．０，１７．９Ｈｚ，１Ｈ），２．７
６（ｄｄ，Ｊ＝１７．９，６．１Ｈｚ，１Ｈ），４．３
０（ｄ，Ｊ＝１０．３Ｈｚ，１Ｈ），４．４２（ｄｄ，
Ｊ＝１０．３，４．５Ｈｚ，１Ｈ），４．６−４．７
（ｍ，１Ｈ）．

【００５４】実施例２（Ｈ型陽イオン交換樹脂触媒によ
る４−ヒドロキシ−ジヒドロフラン−２−オンの製造）硫酸に代えて、Ｈ型陽イオン交換樹脂（三菱化学（株）
製「ダイヤイオンＲＣＰ１６０Ｍ」）０．６６ｇ用い、
８時間反応させる以外は、実施例１と同様にした。反応
終了後、イオン交換樹脂を濾過により除去し、ろ液を濃
縮することにより粗４−ヒドロキシ−ジヒドロフラン−
２−オン０．３６７ｇを得た。４−ヒドロキシ−ジヒド
ロフラン−２−オンの収率は８６モル％であり、主な副
生成物は５Ｈ−フラン−２−オン（収率５モル％）であ
った。

【００５５】実施例３（硫酸触媒による４−アセトキシ
−ジヒドロフラン−２−オンの製造）３，４−エポキシブタン酸エチル０．４８８ｇ、酢酸
０．４９２ｇ、硫酸０．０５５ｇをなす型フラスコ（容
量２５ｍＬ）に入れ、混合物を窒素雰囲気下、６０℃で
１．５時間加熱した。

【００５６】反応終了後、反応混合物を減圧下で濃縮
し、残渣に２−プロパノール５ｍＬを加えた。さらに氷
冷しながら、炭酸カリウム０．０７８ｇを加え、不溶物
をろ過により除去した。ろ液を濃縮し、粗４−アセトキ
シ−ジヒドロフラン−２−オン０．４３５ｇを得た。

【００５７】４−アセトキシ−ジヒドロフラン−２−オ
ンの収率は５８モル％であり、主な副生成物は３−ヒド
ロキシ−γ−ブチロラクトン（収率３１モル％）であっ
た。

【００５８】４−アセトキシ−ジヒドロフラン−２−オ
ンの¹Ｈ−ＮＭＲスペクトル（ＣＤＣ１₃）；δ ２．１
０（ｓ，３Ｈ），２．６２（ｄ，Ｊ＝１８．３Ｈｚ，１
Ｈ），２．８５（ｄｄ，Ｊ＝１８．３，６．７Ｈｚ，１
Ｈ），４．３７（ｄ，Ｊ＝１１．０Ｈｚ，１Ｈ），４．
５０（ｄｄ，Ｊ＝１１．０，４．８Ｈｚ，１Ｈ），５．
４（ｍ，１Ｈ）．

【００５９】実施例４（Ｈ型陽イオン交換樹脂触媒によ
る４−アセトキシ−ジヒドロフラン−２−オンの製造）Ｈ型陽イオン交換樹脂（三菱化学（株）製「ダイヤイオ
ンＲＣＰ１６０Ｍ」）０．５９ｇを触媒として用い、反
応温度を９０℃、反応時間を４時間とする以外は、実施
例３と同様に反応した。なお、前記Ｈ型陽イオン交換樹
脂は、樹脂中の可溶性成分を酢酸で置換してから用い
た。

【００６０】反応終了後、イオン交換樹脂をろ過により
除去し、ろ液を濃縮することにより粗４−アセトキシ−
ジヒドロフラン−２−オン０．３７９ｇを得た。４−ア
セトキシ−ジヒドロフラン−２−オンの収率は５５モル
％であり、主な副生成物は３−ヒドロキシ−γ−ブチロ
ラクトン（収率１１モル％）、及び５Ｈ−フラン−２−
オン（収率４モル％）であった。

【００６１】実施例５（光学活性な４−ヒドロキシ−ジ
ヒドロフラン−２−オンの製造）エポキシブタン酸エステルとして３（Ｓ），４−エポキ
シブタン酸エチル（光学純度９８％e.e.）を用いる以外
は、実施例２と同様にした。得られた４（Ｓ）−ヒドロ
キシ−ジヒドロフラン−２−オンの旋光度は、［α］_D
²⁰＝−８６．４°（濃度ｃ＝０．８４３ｇ／１００ｍ
ｌ、メタノール溶液）であった。

【００６２】比較例１（触媒の非存在下での４−アセト
キシ−ジヒドロフラン−２−オンの製造）３，４−エポキシブタン酸エチル０．５１４ｇ、酢酸
０．２５１ｇをアセトン５ｍＬに溶解した。この溶液を
なす型フラスコ（容量２０ｍＬ）に入れ、窒素雰囲気下
で１時間加熱還流した。この混合物をガスクロマトグラ
フィーで分析したところ、反応は全く進行していなかっ
た。

【００６３】比較例２（塩酸触媒）３，４−エポキシブタン酸エチル０．５１１ｇ、濃塩酸
０．４６３ｇをエタノール５ｍＬに溶解した。この溶液
をなす型フラスコ（容量２５ｍＬ）に入れ、窒素雰囲気
下、２時間加熱還流した。

【００６４】反応終了後、反応混合物を濃縮し、０．５
９０ｇの残渣を得た。この残渣をガスクロマトグラフィ
ーおよび¹Ｈ−ＮＭＲにより分析したところ、残渣に
は、４−クロロ−３−ヒドロキシブタン酸エチルが収率
９０モル％で含まれていた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００Ｃ０７Ｄ 307/32 Ｑ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記式（１）で表されるエポキシカルボ
ン酸又はその誘導体と、下記式（２）で表される化合物
とを反応させ、下記式（３）で表されるラクトンを製造
する方法。【化１】（式中、ＡはＣ_1-3アルキレン基を示し、Ｂは水素原子
又はアシル基を示す。Ｒ¹は、水素原子、飽和又は不飽
和の脂肪族炭化水素基を示す）
【請求項２】スルホン酸基を有する酸触媒の存在下、
エポキシカルボン酸又はその誘導体（１）と式（２）の
化合物とを反応させる請求項１記載の製造方法。
【請求項３】不均一な反応系で行う請求項２記載の製
造方法。
【請求項４】固体酸触媒を用いる請求項２又は３記載
の製造方法。
【請求項５】酸触媒の割合が、エポキシカルボン酸又
はその誘導体（１）１モルに対して、０．０５〜１当量
である請求項２〜４のいずれかの項に記載の製造方法。
【請求項６】Ｒ¹が直鎖状又は分岐鎖状のＣ_1-6アルキ
ル基であり、Ａがメチレン基である請求項１〜５のいず
れかの項に記載の製造方法。
【請求項７】エポキシ環のうち、基Ａに結合する炭素
原子が不斉炭素である光学活性なエポキシカルボン酸又
はその誘導体（１）を用いる請求項１〜６のいずれかの
項に記載の製造方法。