JP2001348363A - ヒドロキシカルボン酸エステルの製造法 - Google Patents
ヒドロキシカルボン酸エステルの製造法Info
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Abstract
応選択率でヒドロキシカルボン酸エステルを製造する方
法の提供。 【解決手段】 ジカルボン酸の炭素数が3〜20のジカ
ルボン酸ジエステルを、触媒中の銅含有率が酸化銅換算
で1〜40重量%である銅系触媒の存在下に水素化する
ヒドロキシカルボン酸エステルの製造法。
Description
酸エステルを高選択率で安価に製造する方法に関する。
キシカルボン酸エステルはポリマー原料や各種合成中間
体として有用で、特に炭素数12〜20のω−ヒドロキ
シ脂肪酸のエステルは医薬品中間体やムスク香料として
用途の広い大環状ラクトン前駆体として非常に有用であ
る。
ステルから半水素化物であるヒドロキシカルボン酸又は
そのエステルを製造する場合、両水素化物すなわちジオ
ールが副生して反応が進行するにつれて目的の半水素化
物の選択率が低下するという問題がある。例えば銅−ク
ロム触媒(酸化銅の含有率42〜44重量%)はエステ
ルの水素化触媒として広く知られているが、この触媒を
用いたジカルボン酸ジエステルの水素化では反応初期か
ら半水素化物の選択率が低い。
酸又はそのエステルの選択的水素化法として、例えば、
(1)α,ω−長鎖脂肪族ジカルボン酸モノエステルの
カルボン酸基又はエステル基を選択的に水素化する方法
(例えば特開昭63−301845号)、(2)α,ω
−長鎖脂肪族ジカルボン酸をルテニウム又はレニウムに
錫を添加した触媒を用いて水素化する方法(特許第26
51291号)、(3)シュウ酸ジエステルからルテニ
ウムと、銅、インジウム及びランタノイドから選ばれる
成分とを担持した触媒を用いてグリコール酸エステルを
製造する方法(特開平9−87233号)等が開示され
ている。
るジカルボン酸モノエステルの選択的合成が煩雑かつ高
コストであり、(2)の方法では比較的安価に入手可能
なジカルボン酸を原料としているが、ルテニウムやレニ
ウム触媒が高価なこと、また、実施例として記載されて
いる1,15−ペンタデカン二酸の融点が高いこと、さ
らには反応中に副生するカルボン酸二量体やオリゴマー
の融点が非常に高く反応操作に困難をきたすという問題
がある。また(3)の方法では(2)と同様にルテニウ
ム触媒が高価であり、さらに発明の対象が炭素数2のグ
リコール酸のエステルに限定されている。
安価な触媒を用い、簡便に、さらには高い反応選択率で
ヒドロキシカルボン酸エステルを製造する方法を提供す
ることにある。
の炭素数が3〜20のジカルボン酸ジエステルを、触媒
中の銅含有率が酸化銅換算で1〜40重量%である銅系
触媒の存在下に水素化するヒドロキシカルボン酸エステ
ルの製造法である。
ン酸ジエステルを構成するジカルボン酸は炭素数3〜2
0であり、直鎖又は分岐鎖、脂肪族又は芳香族のいずれ
でもよい。
(I)で表されるα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸ジエ
ステルが、医薬品中間体及び香料中間体である一般式(I
I)で表されるω−ヒドロキシ脂肪族カルボン酸エステル
を製造することができるため好ましい。
炭素数1〜24のアルキル基を示す。) 一般式(I)及び(II)において、大環状ラクトン中間体
として有用なのはnが10〜15の化合物であり、特に
n=13の化合物はムスク香料素材として重要なシクロ
ペンタデカノリド中間体であり非常に有用である。
酸ジエステルを構成するアルコール残基Rの総炭素数は
1〜24であり、直鎖又は分岐鎖、脂肪族又は芳香族の
いずれのものでも使用できるが、反応速度の観点から立
体障害が小さい直鎖アルキル基が好ましく、調製が容易
であるという観点から炭素数1〜4の直鎖アルキル基が
特に好ましい。
は、水と共沸しうるアルコールを用いる場合は、対応す
るジカルボン酸に常圧、無触媒又は酸触媒存在下、アル
コールを連続的に供給して副生する水及び過剰量のアル
コールを除きながら加熱する方法があり、また、水と共
沸しない高沸点アルコールを用いる場合は、ジカルボン
酸に対して1.0〜2.0当量のアルコールを加え、常
圧〜1kPaで副生する水を除きながら加熱する方法があ
る。得られたジカルボン酸ジエステルは、酸触媒を中和
し無機塩を濾別すればそのまま本発明の水素化に用いて
も良いが、蒸留精製又は吸着処理によって銅系触媒を被
毒しうる不純物を除いてから本発明の水素化に用いるの
が好ましい。
化銅を担体に担持した触媒、(b)酸化銅と他の金属酸
化物との複合金属酸化物、(c)酸化銅及び一種類以上
のその他の金属酸化物を担体に担持した触媒が挙げられ
る。これら触媒中の酸化銅換算での銅含有率は、高い反
応選択率を得るために、1〜40重量%であり、5〜3
0重量%が好ましく、5〜20重量%がより好ましい。
(1)で定義され、反応選択率は式(2)で定義され
る。
酸化物としては、亜鉛、クロム、コバルト、鉄、マンガ
ン、バリウム等の酸化物が挙げられるが、本発明におい
て好ましく用いられるのは銅−亜鉛系及び銅−鉄系触媒
であり、銅−亜鉛系触媒がより好ましく、特に亜鉛含有
率が低いものが好ましい。触媒担体としては、活性炭、
ゼオライト、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジル
コニウム、酸化チタン等いずれの公知の触媒担体でも用
いることができるが、調製の容易さから酸化アルミニウ
ム及び酸化チタンが好ましく、特に酸化チタンが好まし
い。
により容易に調製される。例えば微粉末担体の存在下、
銅及び他の金属塩からなる混合水溶液に沈殿剤を添加す
る共沈殿法によって得られる沈殿物を水洗・乾燥・焼成
する方法等により調製できる。
性のものであれば全て可能であり、一般的には硫酸塩、
硝酸塩、アンモニウム錯塩等が用いられる。共沈殿法に
おいて沈殿剤としては、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム等のアル
カリ水溶液が用いられる。共沈殿法によって得られた触
媒は、300〜500℃の温度で1〜3時間焼成する。
水素化に際し、触媒の形状は反応方式に応じて最適のも
のを選択する。例えば、懸濁床反応方式で水素化を行う
場合には粉末状触媒を、固定床反応方式或いは流動床反
応方式の場合にはペレット状或いはヌードル状等に成形
された触媒が用いられる。懸濁床反応方式の場合、使用
する触媒量はジカルボン酸ジエステルに対して0.1〜
20重量%が好ましいが、反応圧力或いは反応温度に応
じて実用的な反応速度が得られる範囲内において任意に
選択できる。
予め触媒を還元活性化しておいても良い。ここで用いら
れる還元剤として、水素、一酸化炭素、アンモニア、メ
タノール等の低級アルコールが挙げられる。
350℃が好ましく、150〜300℃が更に好まし
い。水素圧は1.0〜40MPaが好ましく、5.0〜3
0MPaが更に好ましい。反応は生産性の面から無溶媒で
行うのが好ましいが、生成した水添混合物の融点が高く
操作性が悪い場合は、反応に悪影響を与えないアルコー
ル、エーテル類を用いることができる。
価な製造コストでヒドロキシカルボン酸エステル、特に
各種中間体として有用なω−ヒドロキシ脂肪酸エステル
を高選択的に製造することができる。
後のサンプルを酸触媒及び過剰量のメタノール存在下加
熱して全てのエステルをメチルエステルに変換後、ガス
クロマトグラフィーで内部標準法で定量して求めた。
尚、転化率とは式(3)で定義される。
水1050gに加え、95℃で撹拌した。ここに硝酸銅
三水和物26.0g、硝酸亜鉛六水和物1・64g、硝
酸バリウム1・38gを溶解した金属塩水溶液116g
及び10重量%炭酸ナトリウム水溶液161gを30分
かけて同時滴下した。更に98℃で1時間撹拌すること
によりpH9.5のスラリーを得た。このスラリーより
沈殿物を濾別し、十分に水洗した後乾燥し、次いで40
0℃で2時間焼成することにより酸化チタン担持酸化銅
−酸化亜鉛−酸化バリウムの複合酸化物触媒を得た。得
られた触媒の重量組成を表1に示す。
の方法によって複合酸化物触媒を得た。得られた各触媒
の重量組成を表1に示す。
エステル150g(499ミリモル)と調製例1で調製
した触媒12g(対ジエステル8.0重量%)を加え、
水素圧20.0MPa、250℃で水素化反応を行った。
8時間後の転化率は63%、選択率は87%であった。
更に反応を続け、10時間後に収率61%でω−ヒドロ
キシペンタデカン酸メチルエステルを得た。結果を表2
に示す。
示す条件で実施例1と同様の水素化反応を行い、ω−ヒ
ドロキシペンタデカン酸メチルエステルを得た。結果を
表2に示す。
条件で実施例1と同様の水素化反応を行い、ω−ヒドロ
キシペンタデカン酸メチルエステルを得た。結果を表2
に示す。
エステル150g(499ミリモル)と市販の銅−クロ
ム触媒(酸化銅換算での銅含有率42重量%)を750
mg(対ジエステル0.5重量%)加え、水素圧20.0
MPa、280℃で水素化反応を行った。2時間後に収率
35%でω−ヒドロキシペンタデカン酸メチルエステル
を得た。転化率67%、選択率53%、収率35%であ
った。
Claims (1)
- 【請求項1】 ジカルボン酸の炭素数が3〜20のジカ
ルボン酸ジエステルを、触媒中の銅含有率が酸化銅換算
で1〜40重量%である銅系触媒の存在下に水素化する
ヒドロキシカルボン酸エステルの製造法。
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