JP2003335770A - メバロラクトンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で入手し易い原料からメバロ
ラクトンを工業的に容易に製造する方法を提供する。 【解決手段】 ３−メチル−１，５−ペンタンジ
オールをルテニウム化合物と次亜塩素酸塩類により酸化
してメバロラクトンを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医薬や農薬等の中
間体として、またエレクトロニクス関連におけるレジス
ト素材などとして有用であるメバロラクトンの新規な製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】メバロラクトンを製造する方法として
は、３−メチルペンタン−１，３，５−トリオールから
（１）臭化ナトリウムなどの存在下、次亜塩素酸ナトリ
ウムを用いる方法（特開２０００−３８３８３号公
報）、（２）２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペ
リジニルオキシ類と次亜塩素酸を用いる方法（特開２０
０１−３２８９８４号公報）が公表されている。

【０００３】上記（１）の方法は、反応時間が長いため
生産性が低いという問題点を有する。上記（２）の方法
は、反応系中で、不安定な次亜塩素酸を一旦遊離させな
ければならないため安全性に問題がある。また、上記方
法を含め一般的な製造法として高価で工業的に入手が難
しい３−メチルペンタン−１，３，５−トリオールを原
料としているなどの問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術における上記したような課題を解決し、メバロラク
トンの工業的な製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、高価で工
業的に入手が難しい３−メチルペンタン−１，３，５−
トリオールの代替としてより安価で入手し易い３−メチ
ル−１，５−ペンタンジオールを原料とし、ルテニウム
触媒と次亜塩素酸塩類で酸化することにより容易にメバ
ロラクトンを製造できることを見出し、本発明を完成し
た。

【０００６】すなわち、本発明は３−メチル−１，５−
ペンタンジオールをルテニウム化合物と次亜塩素酸塩類
により酸化することを特徴とするメバロラクトンの製造
方法に関するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明で用いるルテニウム化合物
は、ルテニウム金属、二酸化ルテニウム、四酸化ルテニ
ウム、水酸化ルテニウム、フッ化ルテニウム、塩化ルテ
ニウム、臭化ルテニウム、ヨウ化ルテニウム、硫酸ルテ
ニウム、ジチオン酸ルテニウム、シアン化ルテニウムま
たはそれらの水和物などを単独または２種類以上混合し
て用いることができる。ルテニウム化合物は、原料の３
−メチル−１，５−ペンタンジオール１モルに対して
０．０１モル以上、好ましくは０．０３〜１モルの割合
で使用する。使用量がこの範囲より少ないと反応速度が
低下する。

【０００８】本発明で用いる次亜塩素酸塩類としては、
次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素
酸アンモニウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸マ
グネシウムなどが挙げられるが、入手の容易さ、価格な
どから次亜塩素酸ナトリウム水溶液を用いることが好ま
しい。次亜塩素酸塩水溶液は、０．００１〜４．０ｍｍ
ｏｌ／ｇ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍｏｌ／ｇの濃
度に調整して使用する。次亜塩素酸塩水溶液の濃度がこ
の範囲より低いと水相の量が多くなり、釜効率が低下
し、廃液処理にも負担をかける。一方、次亜塩素酸塩水
溶液の濃度がこの範囲より高いと副反応が起こり、メバ
ロラクトンの収率が低下する。

【０００９】次亜塩素酸塩類の添加量は、３−メチルペ
ンタン−１，５−ジオール１モルに対し、１．０〜１
０．０モルの範囲、好ましくは２．０〜６．０モルの範
囲とする。次亜塩素酸塩類の添加量がこの範囲より少な
い場合は反応が十分に進行しない。一方添加量がこの範
囲より多い場合は、分解を招き目的のメバロラクトンの
選択率が低下する。

【００１０】本発明の方法において、ルテニウム化合物
と次亜塩素酸塩類共存下では、どんな状態でも３−メチ
ル−１，５−ペンタンジオールからメバロラクトンは生
成するが、高収率にメバロラクトンを得るためには、反
応溶液中の次亜塩素酸塩の濃度を調節すると良い。水相
中の次亜塩素酸塩の濃度は、０．００１〜２ｍｍｏｌ／
ｇ、好ましくは０．０１〜０．５ｍｍｏｌ／ｇの範囲に
なるように調節する。

【００１１】水相中の次亜塩素酸塩の濃度については、
直接的に測定するか、または、次亜塩素酸塩の濃度が反
映される計測値を用いて間接的に測定してもよい。間接
的な方法として、水素イオン濃度、酸化還元電位、吸光
度等を測定しそれぞれの値を範囲内に調節する方法が挙
げられる。

【００１２】具体的には、ｐＨコントローラに次亜塩
素酸塩水溶液注入用定量ポンプを接続、一定ｐＨを維持
するように次亜塩素酸塩水溶液を注入する、ＯＲＰコ
ントローラに次亜塩素酸塩水溶液注入用定量ポンプを接
続、一定電位を維持するよう次亜塩素酸塩水溶液を注入
する、予め測定した反応速度に基づき時間あたりの消
費量を計算し定量ポンプで見合う分を添加する等の方法
がある。

【００１３】反応中のｐＨは３〜１０の範囲で任意に選
ぶことができる。ｐＨが１０を超えると触媒活性の低い
過ルテニウムイオンが生成するため好ましくない。ま
た、ｐＨが３を下回ると次亜塩素酸塩類の分解により塩
素が発生するため、副反応が進行しメバロラクトンの収
率が低下する。反応の際、ｐＨを調整するため酸を注入
しても良い。

【００１４】添加する酸としては、水溶性の酸である蟻
酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、塩酸、硫酸、硝
酸、リン酸等の無機酸のいずれでも良いが、生成物の精
製から考えると無機酸が好ましく、反応に影響を与える
可能性が低い塩酸が更に好ましい。酸の濃度は、ｐＨ制
御のし易さから０．１〜５０重量％が好ましいが０．５
〜２０重量％がより好ましい。

【００１５】本発明で用いる反応溶媒としては、反応に
対して不活性な溶媒ならば特に制限はないが、水との相
溶性が高く、高酸化状態のルテニウムの溶解性が高い溶
媒を選択すると良い。高酸化状態のルテニウムの溶解性
が低い溶媒では反応が進行しにくくなる。そのような有
機溶媒の例としては、ニトリル類［例えばアセトニトリ
ル、プロピオニトリル、スクシノニトリル］、エステル
類［例えばギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチルな
ど］、エーテル類［例えばテトラヒドロフラン、テトラ
ヒドロピラン、ジオキサン、トリオキサンなど］、アル
コール類［例えばメタノール、エタノール、プロパノー
ル、ｔ−ブチルアルコールなど］、有機酸類［例えば、
ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸など］の溶媒を挙げる
ことができる。これらの溶媒は、単独でも２種以上の溶
媒を混合した系でも使用できる。溶媒は、原料として用
いる３−メチル−１，５−ペンタンジオール１重量部に
対して０．１重量部以上、好ましくは１重量部以上の割
合で使用する。

【００１６】反応温度は、反応初期には４０℃以下、そ
の後は０〜８０℃、好ましくは２０〜６０℃の範囲で反
応させる。反応温度がこの範囲よりも低い場合は反応速
度が著しく低下し、逆に高い場合は次亜塩素酸塩の分解
や副生成物の増加によるメバロラクトン選択率の低下が
起こり、いずれも不利になる。使用する反応器は、特に
制限はなく公知の攪拌機付き反応器で行うことができる
が、発熱反応であるため冷却できる反応装置を用いるこ
とが望ましい。反応は、バッチ式、連続式いずれによっ
ても行うことができる。

【００１７】反応後の反応溶液に、水との相溶性が低い
有機溶媒を添加することにより、メバロラクトンとルテ
ニウム化合物がそれぞれ有機相と触媒水相に分離され、
容易にメバロラクトンを有機相から得ることができる。
用いる溶媒としては、メバロラクトンの抽出効率が良い
物が好ましい。そのような溶媒の例としては炭素数が３
以上のアルコール類［例えばプロパノール、ブタノー
ル、ヘキサノールなど］、エステル類［例えば酢酸エチ
ル、酢酸イソプロピルなど］、ハロゲン化物類［例えば
ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、クロロホル
ム、四塩化炭素など］、炭化水素類［例えばヘキサン、
ヘプタン、ヘキセン、ベンゼン、トルエンなど］、エー
テル類［ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、エチ
ルビニルエーテル、フランなど］、ケトン類［エチルメ
チルケトン、ペンタノン、イソブチルメチルケトンな
ど］の溶媒を挙げることができる。これらの溶媒は、単
独でも２種以上の溶媒を混合した系でも使用できる。有
機相からは、濾過、濃縮、蒸留、晶析、再結晶、カラム
クロマトグラフィー等の公知方法で分離精製される。

【００１８】触媒に関しては、触媒水相をそのまま濾過
あるいは濃縮してから濾過することによって回収でき反
応に再利用することができる。または、触媒水相から相
溶している有機溶媒を留去し、水との相溶性が低く高酸
化状態のルテニウムの溶解性が高く且つ不活性な溶媒と
次亜塩素酸塩類を加えてルテニウム化合物を有機相へ抽
出することにより回収して、反応に再利用することがで
きる。この抽出溶媒の例としてはハロゲン化アルキル類
［例えばジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、ク
ロロホルム、四塩化炭素など］、エステル類［例えば酢
酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピルなど］、ハロ
ゲン化アリール類［例えばヘキサクロロベンゼン、１，
１，１−三フッ化トルエンなど］、エーテル類［ジエチ
ルエーテル、ジプロピルエーテル、エチルビニルエーテ
ル、フランなど］の溶媒を挙げることができる。これら
の溶媒は、単独または２種以上の溶媒を混合しても使用
できる。

【００１９】

【実施例】次に実施例により本発明を具体的に説明す
る。但し本発明はこれらの実施例により制限されるもの
ではない。

【００２０】実施例１ 攪拌機、温度計、ジムロート冷却器、ｐＨ電極をつけた
５００ｍＬの５つ口フラスコに、３−メチル−１，５−
ペンタンジオール８．８６ｇ（０．０７５ｍｍｏｌ、ア
セトニトリル１００ｍｌ、塩化ルテニウム・水和物２９
７０ｍｇ、水３０ｇを仕込んだ後、ｐＨ６に調節してか
ら１２重量％次亜塩素酸ナトリウム水溶液を２７０分で
０．４５ｍｏｌを添加した。反応中は、次亜塩素酸ナト
リウム水溶液中の遊離アルカリに相当する量の５重量％
塩酸を加え、ｐＨを５〜６に維持した。次亜塩素酸ナト
リウムの添加終了後、酢酸エチル２００ｍＬを添加し有
機相と触媒水相を分離した。ガスクロマトグラフィーで
分析した結果、メバロラクトン収率は３０％であった。

【００２１】

【発明の効果】本発明により、安価で入手し易い３−メ
チル−１，５−ペンタンジオールからメバロラクトンを
工業的に容易に製造することができる。

フロントページの続き (72)発明者 西村 喜男 茨城県つくば市和台22番地 三菱瓦斯化学 株式会社総合研究所内 (72)発明者 古川 喜久夫 茨城県つくば市和台22番地 三菱瓦斯化学 株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 4C062 BB60 4H039 CA42 CA60 CC30 CL00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３−メチル−１，５−ペンタンジオール
   をルテニウム化合物と次亜塩素酸塩類により酸化するこ
   とを特徴とするメバロラクトンの製造方法。
2. 【請求項２】 ｐＨ３〜１０の範囲で反応させる請求項
   １記載の方法。