JP2003525261A - クロルカルボン酸クロリドの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 触媒の存在下に、式（ＩＩ）のラクトンと塩化水素及びホスゲンとの反応により式（Ｉ）［式中、Ｒ^１及びＲ^２は相互に独立して、水素原子、炭素含有有機基、ハロゲン、ニトロ-又はシアノ基を表し、Ｙは鎖中に炭素原子１〜１０個を有し、非置換の又は炭素含有有機基、ハロゲン、ニトロ-及び／又はシアノ基により置換されたアルキレン鎖を表し、この際、このアルキレン鎖は１個のエーテル-、チオエーテル-、３級アミノ-又はケト基によって中断されていてよく、この際、Ｙ及び／又はＲ^１及び／又はＲ^２の炭素含有有機基は、相互に結合して非芳香族系を形成していてよい］のクロルカルボン酸クロリドを製造する場合に、塩化水素を、ホスゲンの添加の前及び／又は間に導入し、その際、塩化水素の導入を、低くても６０℃の温度に達した際にはじめて開始し、かつ触媒としてピリジン化合物を使用することを特徴とする、式（Ｉ）のクロルカルボン酸クロリドの製法。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、式（Ｉ）：

【０００２】

【化３】

【０００３】 ［式中、Ｒ^１及びＲ^２は相互に独立して、水素原子、炭素含有有機基、ハロゲン
、ニトロ-又はシアノ基を表し、Ｙは鎖中に炭素原子１〜１０個を有し、非置換
の又は炭素含有有機基、ハロゲン、ニトロ-及び／又はシアノ基により置換され
たアルキレン鎖を表し、この際、このアルキレン鎖は１個のエーテル、チオエー
テル、３級アミノ又はケト基によって中断されていてよく、この際、Ｙ及び／又
はＲ^１及び／又はＲ^２の炭素含有有機基は、相互に結合して非芳香族系を形成し
ていてよい］のクロルカルボン酸クロリドの製造を、触媒の存在下における、式
（ＩＩ）：

【０００４】

【化４】

【０００５】 ［式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＹは前記のものを表す］のラクトンと塩化水素及びホス
ゲンとの反応により行う方法に関する。

【０００６】 クロルカルボン酸クロリドは、医薬及び農業化学的活性物質の製造のための重
要な反応性中間体である。

【０００７】 クロルカルボン酸クロリドは、例えば触媒の存在下で、相応するラクトンと塩
素化剤との反応により製造することができる。塩素化剤として、典型的な方法で
、ホスゲン又は塩化チオニルが使用される。それというのも、これらは付随生成
物として、もっぱらガス状物質（ＣＯ_２又はＳＯ_２及びＨＣｌ）を形成するから
である。

【０００８】 塩素化剤としてホスゲンが使用される場合には、通常、種々の触媒系が使用さ
れる。米国特許第２７７８８５２号明細書は、γ-ブチロラクトン、γ-及びδ-
バレロラクトンのホスゲン化のために好適な触媒として、ピリジン、３級アミン
、重金属及び酸、例えば硫酸、燐酸、塩化燐、オキシ塩化燐、塩化アルミニウム
、塩化スルフリル及びクロルスルホン酸を記載している。

【０００９】 ＤＥ-Ａ１９７５３７７３公報は、触媒としての尿素化合物の存在下に、塩化
水素の同時導入下で、脂肪族ラクトンのホスゲン化を記載している。

【００１０】 ＥＰ-Ａ０４１３２６４及びＥＰ-Ａ０４３５７１４公報は、触媒としてのホス
フィンオキシドの存在下でのラクトンのホスゲン化を記載しており、この際、Ｅ
Ｐ-Ａ０４１３２６４公報の教示によれば、塩化水素の同時導入が有利であると
記載されている。

【００１１】 ＥＰ-Ａ０５８３５８９公報は、触媒としての有機窒素化合物、例えば４級ア
ンモニウム塩、アミン、ヘテロ環式窒素化合物、尿素化合物、グアニジン化合物
又はホルムアミドの存在及び塩化水素の同時導入下での、ベンゾ融合されたラク
トンのホスゲン化を記載している。

【００１２】 ＥＰ-Ａ０２５３２１４公報中には、触媒としての４級アンモニウム塩、具体
的にトリメチルベンジルアンモニウムクロリド、Ｎ,Ｎ-ジメチルピペリジンニウ
ムクロリド及びジメチルモルホリニウムクロリドの存在下での脂肪族ラクトンの
ホスゲン化を記述しており、この際、同時の塩化水素の導入が特に有利であると
記載されている。Ｎ,Ｎ-ジメチルピペリジニウムクロリドの存在下で、１７５〜
１８０℃でのδ-バレロラクトンとホスゲン及び塩化水素との反応の際に、５-ク
ロル吉草酸クロリドが９８.１％の純度及び７６.２％の収率で得られた。

【００１３】 本発明によれば、クロルカルボン酸クロリド、特に５-クロル吉草酸クロリド
の製造の際に、前記触媒の存在下に相応するラクトンのホスゲン化により、いく
つかの考慮すべき問題が生じることが認識された。出発物質として使用されるあ
る種のラクトン、特に６-員系は、慣用のホスゲン化条件下で部分的に非常に不
安定であるので、文献に記載の条件下では屡々高い割合のオリゴマーが形成され
、結果として粘度がかなり上昇して反応混合物は固化することすらありうる。従
って、装置及びパイプラインがこの合成及び通常の蒸留後処理の間に閉塞するこ
とによるかなりの安全性のリスクがある。オリゴマーの形成の増加により、有用
生成物の収率は著しく添加され、廃棄を必要とする残渣の割合がかなり増加され
る。

【００１４】 通常のホスゲン化条件の使用の際の更なる欠点は、反応混合物が多くの場合に
非常に強く発泡し、それにより、この反応はかなり減速又は停止すらすべきであ
ることにある。泡形成の増加は、明白な安全性のリスクでもある。

【００１５】 従って、本発明の課題は、もはや公知の欠点を有せず、反応を安全に実施する
ことを可能にし、かつクロルカルボン酸クロリドを高収率及び高純度で入手させ
る、相応するラクトンと塩素化剤との反応によるクロルカルボン酸クロリドの製
法を開発することである。

【００１６】 この課題は、次のような方法により達成されることを発見した： 式（Ｉ）：

【００１７】

【化５】

【００１８】 ［式中、Ｒ^１及びＲ^２は相互に独立して、水素原子、炭素含有有機基、ハロゲン
、ニトロ-又はシアノ基を表し、Ｙは鎖中に炭素原子１〜１０個を有し、非置換
の又は炭素含有有機基、ハロゲン、ニトロ-及び／又はシアノ基により置換され
たアルキレン鎖を表し、この際、このアルキレン鎖は１個のエーテル-、チオエ
ーテル-、３級アミノ-又はケト基によって中断されていてよく、この際、Ｙ及び
／又はＲ^１及び／又はＲ^２の炭素含有有機基は、相互に結合して非芳香族系を形
成していてよい］のクロルカルボン酸クロリドの製造を、触媒の存在下における
、式（ＩＩ）：

【００１９】

【化６】

【００２０】 ［式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＹは前記のものを表す］のラクトンと塩化水素及びホス
ゲンとの反応により行う方法において、塩化水素を、ホスゲンの添加の前及び／
又は添加の間に導入し、この際、塩化水素の導入を低くても６０℃の温度に達し
た際にはじめて開始し、かつ触媒としてピリジン化合物を使用することを特徴と
する。

【００２１】 本発明の方法で使用される触媒は、式（ＩＩＩ）

【００２２】

【化７】

【００２３】 ［式中、Ｒ^３〜Ｒ^７は相互に独立して、水素、炭素含有有機基、ハロゲン、ニト
ロ-又はシアノ基を表す］のピリジン化合物である。

【００２４】 炭素含有有機基とは、炭素原子１〜２０個を有し、非置換の又は置換された、
脂肪族、芳香族又は芳香脂肪族基を意味する。この基は、１個以上のヘテロ原子
、例えば酸素、窒素又は硫黄、例えば-Ｏ-、-Ｓ-、-ＮＲ-、-ＣＯ-及び／又は-
Ｎ＝を脂肪族又は芳香族系中に含有していてよく、かつ/又は１個以上の、例え
ば酸素、窒素、硫黄及び／又はハロゲンを含有する官能基で置換されていてよく
、例えば弗素、塩素、臭素、沃素及び／又はシアノにより置換されていてよい。
炭素含有有機基が１個以上のヘテロ原子を含有する場合には、これは１個のヘテ
ロ原子を介して結合していてもよい。従って、例えばエーテル-、チオエーテル-
及び３級アミノ基も包含される。挙げられる炭素含有有機基の有利な例は次のも
のである：Ｃ_１〜Ｃ_２０-アルキル、特にＣ_１〜Ｃ_６-アルキル、Ｃ_６〜Ｃ_１０-
アリール、Ｃ_７〜Ｃ_２０-アラルキル、特にＣ_７〜Ｃ_１０-アラルキル及びＣ_７〜
Ｃ_２０-アルカリール、特にＣ_７〜Ｃ_１０-アルカリール。

【００２５】 更に、２つの隣接基が相互に結合して非芳香族又は芳香族系を形成することも
可能である。

【００２６】 ハロゲンとしては、弗素、塩素、臭素及び沃素が挙げられる。

【００２７】 式中のＲ^３〜Ｒ^７が相互に独立して、水素、Ｃ_１〜Ｃ_６-アルキル、Ｃ_６〜Ｃ
_１０-アリール、Ｃ_７〜Ｃ_１０-アラルキル又はＣ_７〜Ｃ_１０-アルカリール、例
えばメチル、エチル、プロピル、１-メチルエチル、ブチル、１-メチルプロピル
、２-メチルプロピル、１,１-ジメチルエチル、ペンチル、１-メチルブチル、２
-メチルブチル、３-メチルブチル、２,２-ジメチルプロピル、１-エチルプロピ
ル、ヘキシル、１,１-ジメチルプロピル、１,２-ジメチルプロピル、１-メチル
ペンチル、２-メチルペンチル、３-メチルペンチル、４-メチルペンチル、１,１
-ジメチルブチル、１,２-ジメチルブチル、１,３-ジメチルブチル、２,２-ジメ
チルブチル、２,３-ジメチルブチル、３,３-ジメチルブチル、１-エチルブチル
、２-エチルブチル、１,１,２-トリメチルプロピル、１,２,２-トリメチルプロ
ピル、１-エチル-１-メチルプロピル、１-エチル-２-メチルプロピル、フェニル
、２-メチルフェニル（ｏ−トリル）、３-メチルフェニル（ｍ-トリル）、４-メ
チルフェニル（ｐ-トリル）、ナフチル又はベンジルを表すピリジン化合物（Ｉ
ＩＩ）が有利である。

【００２８】 Ｃ_１〜Ｃ_４-アルキル、例えばメチル、エチル、プロピル、１-メチルエチル、
ブチル、１-メチルプロピル、２-メチルプロピル及び１,１-ジメチルエチル、殊
に水素及びメチルが特に好適である。

【００２９】 本発明の方法で使用するために好適であるピリジン化合物は、例えば次のもの
である：ピリジン、２-メチルピリジン（α−ピコリン）、３-メチルピリジン（
β−ピコリン）、４-メチルピリジン（γ-ピコリン）、２,３-ジメチルピリジン
、２,４-ジメチルピリジン、２,５-ジメチルピリジン、２,６-ジメチルピリジン
、３,４-ジメチルピリジン、３,５-ジメチルピリジン、２,３,４-トリメチルピ
リジン、２,３,５-トリメチルピリジン、２,３,６-トリメチルピリジン、２,４,
６-トリメチルピリジン、３,４,５-トリメチルピリジン、２,３,４,５-テトラメ
チルピリジン、２,３,４,６-テトラメチルピリジン、２,３,５,６-テトラメチル
ピリジン、２,３,４,５,６-ペンタメチルピリジン、２-エチルピリジン、３-エ
チルピリジン、４-エチルピリジン、２-プロピルピリジン、３-プロピルピリジ
ン、４-プロピルピリジン、２-ブチルピリジン、３-ブチルピリジン、４-ブチル
ピリジン、２-ブチルピリジン、３-ブチルピリジン、４-ブチルピリジン、２-フ
ェニルピリジン、３-フェニルピリジン、４-フェニルピリジン、キノリン及びイ
ソキノリン。

【００３０】 ピリジン及びモノ-Ｃ_１〜Ｃ_{４ -}アルキルピリジンが有利であり、かつモノメチ
ルピリジン、２-メチルピリジン（α−ピコリン）、３−メチルピリジン（β−
ピコリン）及び４-メチルピリジン（γ-ピコリン）、特に３−メチルピリジン（
β−ピコリン）がより特別に好ましい。

【００３１】 本発明の方法では、ピリジン化合物（ＩＩＩ）が、ラクトン（ＩＩ）に対して
一般に０.１〜２０モル％、好ましくは０.１〜１０モル％、特に好ましくは０.
５〜１０モル％、殊に１〜６モル％の濃度で使用される。

【００３２】 更に、本発明の方法においては、ホスゲン添加の前及び／又は間の塩化水素の
導入が重要である。塩化水素の有効な添加のためには導入を開始する温度が決定
的である。本発明の方法では、反応混合物の温度が低くても６０℃に達した際に
はじめて塩化水素の導入を行う。低くても８０℃、特に好ましくは１００℃、か
つ非常に特別に好ましくは低くても１１０℃、特に低くても１２０℃の温度に達
した際にはじめて塩化水素の導入を行うのが有利である。

【００３３】 塩化水素の導入を開始するこの温度の上昇に伴い、通常、オリゴマー又はポリ
マー副産物の割合が減少する。従って、得られる製品収率が増加され、廃棄すべ
き残渣の量は減少される。

【００３４】 ６０℃より低い温度、即ち本発明による範囲に入らない温度では、反応混合物
は、通常、粘性になるか又はむしろ固化して、所望の塩素化反応は停止する。

【００３５】 塩化水素は、通常、ガス状で添加され、（ｉ）ホスゲンの添加の前、（ｉｉ）
ホスゲンの添加の前又はその間又は（ｉｉｉ）ホスゲンの添加の間に行うことが
できる。変法（ｉｉ）ホスゲンの添加の”前及びその間”及び（ｉｉｉ）”間”
が有利である。

【００３６】 ホスゲンとの反応の前又はその間に塩化水素が添加されないか、又はホスゲン
の添加が開始された後にはじめて塩化水素が添加される場合には、得ることので
きる収率はかなり低下し、この際反応器内容物が粘性になるか又はむしろ固化す
る危険が著しく増加する。より多くのホスゲンが既に添加されているほど、一般
にこの負の作用は大きくなる。

【００３７】 勿論、ホスゲン-添加が終了した後になお塩化水素の導入を継続することも可
能である。このことは、場合によっては、この反応を完結させために、いわゆる
後反応として有利ですらある。更に、未反応の過剰のホスゲンをこの溶液から除
去する。

【００３８】 添加される塩化水素の合計量は、通常は重要性が低い。典型的には、ラクトン
（ＩＩ）１モル当たり塩化水素合計０.５〜２モル、好ましくは０.５〜１.５モ
ルが添加される。

【００３９】 本発明の方法では、ホスゲンとの反応を、６０〜２００℃、好ましくは１００
〜２００℃、特に好ましくは１１０〜１５０℃で実施することができる。これは
、通常、０.０１〜５Ｍｐａ、好ましくは０.０５〜０.２Ｍｐａの絶対圧で、特
に好ましくは大気圧で実施される。この際、ホスゲンはガス状又は液状で配量添
加されうる。ガス状ホスゲンの添加が有利である。

【００４０】 本発明の方法で導入されるホスゲンの合計量は、ラクトン（ＩＩ）１モル当た
り、通常０.８〜１.５モル、好ましくは０.９〜１.２モルである。

【００４１】 本発明の方法で製造できるクロルカルボン酸クロリドは、式（Ｉ）：

【００４２】

【化８】

【００４３】 ［式中、Ｒ^１及びＲ^２は相互に独立して、水素、炭素含有有機基、ハロゲン、ニ
トロ-又はシアノ基を表す］を有する。

【００４４】 炭素含有有機基は、ピリジン化合物（ＩＩＩ）の記載におけるように定義され
る。挙げることのできる炭素含有有機基の有利な例は、Ｃ_１〜Ｃ_２０-アルキル
、特にＣ_１〜Ｃ_６-アルキル、Ｃ_６〜Ｃ_１０-アリール、Ｃ_７〜Ｃ_２０-アラルキ
ル、特にＣ_７〜Ｃ_１０-アラルキル及びＣ_７〜Ｃ_２０-アルカリール、特にＣ_７〜
Ｃ_１０-アルカリールである。

【００４５】 挙げることのできるハロゲンは、弗素、塩素、臭素及び沃素である。

【００４６】 式中のＲ^１及びＲ^２が相互に独立して、水素、Ｃ_１〜Ｃ_６-アルキル、Ｃ_６〜
Ｃ_１０-アリール、Ｃ_７〜Ｃ_１０-アラルキル又はＣ_７〜Ｃ_１０-アルカリール、
例えばメチル、エチル、プロピル、１-メチルエチル、ブチル、１-メチルプロピ
ル、２-メチルプロピル、１,１-ジメチルエチル、ペンチル、１-メチルブチル、
２-メチルブチル、３-メチルブチル、２,２-ジメチルプロピル、１-エチルプロ
ピル、ヘキシル、１,１-ジメチルプロピル、１,２-ジメチルプロピル、１-メチ
ルペンチル、２-メチルペンチル、３-メチルペンチル、４-メチルペンチル、１,
１-ジメチルブチル、１,２-ジメチルブチル、１,３-ジメチルブチル、２,２-ジ
メチルブチル、２,３-ジメチルブチル、３,３-ジメチルブチル、１-エチルブチ
ル、２-エチルブチル、１,１,２-トリメチルプロピル、１,２,２-トリメチルプ
ロピル、１-エチル-１-メチルプロピル、１-エチル-２-メチルプロピル、フェニ
ル、２-メチルフェニル（ｏ−トリル）、３-メチルフェニル（ｍ-トリル）、４-
メチルフェニル（ｐ-トリル）、ナフチル又はベンジルを表すクロルカルボン酸
クロリド（Ｉ）が有利である。水素及びＣ_１〜Ｃ_４-アルキル、殊に水素が特に
有利である。

【００４７】 Ｙは鎖中に炭素原子１〜１０個を有し、非置換の又は炭素含有有機基、ハロゲ
ン、ニトロ-及び／又はシアノ基により置換されたアルキレン鎖を表し、この際
、このアルキレン鎖は１個のエーテル（-Ｏ-）、チオエーテル（-Ｓ-）、３級ア
ミノ（-ＮＲ-）又はケト基（-ＣＯ-）によって中断されていてもよい。炭素含有
有機基及びハロゲンは前記のように定義されている。

【００４８】 挙げることのできる基Ｙの例は、アルキレン（ＣＨ_２）_ｎであり、ここで、ｎ
は１〜１０であり、ここで、一個以上の、場合によっては全ての水素原子が、Ｃ _１ 〜Ｃ_６-アルキル、Ｃ_６〜Ｃ_１０-アリール、Ｃ_７〜Ｃ_１０-アラルキル又はＣ
_７〜Ｃ_１０-アルカリール、例えばメチル、エチル、プロピル、１-メチルエチル
、ブチル、１-メチルプロピル、２-メチルプロピル、１,１-ジメチルエチル、ペ
ンチル、１-メチルブチル、２-メチルブチル、３-メチルブチル、２,２-ジメチ
ルプロピル、１-エチルプロピル、ヘキシル、１,１-ジメチルプロピル、１,２-
ジメチルプロピル、１-メチルペンチル、２-メチルペンチル、３-メチルペンチ
ル、４-メチルペンチル、１,１-ジメチルブチル、１,２-ジメチルブチル、１,３
-ジメチルブチル、２,２-ジメチルブチル、２,３-ジメチルブチル、３,３-ジメ
チルブチル、１-エチルブチル、２-エチルブチル、１,１,２-トリメチルプロピ
ル、１,２,２-トリメチルプロピル、１-エチル-１-メチルプロピル、１-エチル-
２-メチルプロピル、フェニル、２-メチルフェニル（ｏ−トリル）、３-メチル
フェニル（ｍ-トリル）、４-メチルフェニル（ｐ-トリル）、ナフチル又はベン
ジルで代えられていてもよい。

【００４９】 Ｒ^１及び／又はＲ^２及び／又はＹの有機基が相互に結合して、非-芳香族系を
形成することも可能である。挙げることのできる例は、ヘキサヒドロフタリドで
ある。

【００５０】 式中のＹが鎖中に炭素原子２〜８、好ましくは２〜４個を有し、非置換の又は
炭素含有有機基、ハロゲン、ニトロ-及び／又はシアノ基で置換されているアル
キレン鎖であるクロルカルボン酸クロリド（Ｉ）が有利である。

【００５１】 式中の非置換又は置換されたアルキレン鎖が鎖中に炭素原子３個を有するクロ
ルカルボン酸クロリド（Ｉ）が全く特別に有利である。それというのも、特に６
-員のラクトンは、その低級又は高級同族体に比べて明らかにより反応性であり
、ホスゲン化条件下にオリゴマー又はポリマー副産物を著しく形成する傾向を有
するからである。従って、本発明の方法で特に有利なクロルカルボン酸クロリド
（Ｉ）は、５-クロル吉草酸クロリド（５-クロルペンタン酸クロリド）及びその
誘導体、殊に５-クロル吉草酸クロリドである。

【００５２】 出発物質として使用されるべきラクトンは、式（ＩＩ）：

【００５３】

【化９】

【００５４】 ［式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＹは前記のものを表す］を有する。勿論、種々のラクト
ンの混合物を使用することも可能である。δ-バレロラクトン及びその誘導体、
特にδ-バレロラクトンが全く特別に有利である。

【００５５】 ホスゲン化のために使用される好適な反応器は、原則的に気-液又は液-液反応
に関する、関連技術文献中に記載の装置であってよい。高い空時収率を達成する
ために、ラクトン（ＩＩ）及びピリジン化合物（ＩＩＩ）を含有する溶液及び添
加されるべきホスゲンとの間の強力な混合が重要である。挙げることのできる非
限定的な例は、撹拌タンク、撹拌タンクカスケード、向流法で操作される反応塔
、流動管（好ましくはバッフルを備えている）、気泡塔およびループ反応器であ
る。

【００５６】 この方法は、溶剤の不存在下に実施するのが有利である。しかしながら、使用
されるホスゲンに対して不活性である溶媒を添加することが可能である。不活性
溶媒は、例えば芳香族炭化水素、例えばトルエン、クロルベンゼン、ｏ-、ｍ-又
はｐ-ジクロルベンゼン、ｏ-、ｍ-又はｐ-キシレン、環状カーボネート、例えば
エチレンカーボネート又はプロピレンカーボネート、目的生成物に相当するクロ
ルカルボン酸クロリド又はそれらの混合物である。溶媒が使用される場合には、
目的生成物に相当するクロルカルボン酸クロリドを使用するのが有利である。例
えば高分子量で、粘性の、または反応の条件下に固体であるラクトン（ＩＩ）の
使用の場合には、溶媒の添加が有利でありうる。

【００５７】 本発明の方法は、非連続的に又は連続的に実施することができる。

【００５８】 ａ） 非連続的 非連続的製造では、ラクトン（ＩＩ）、ピリジン化合物（ＩＩＩ）及び場合に
より溶媒を含有する反応混合物を、反応装置、例えば撹拌タンク中に予め装入し
、かつ激しく撹拌する。次いで、この反応混合物を加熱し、この際、低くても６
０℃の温度で塩化水素の導入を開始することができる。場合によっては、先ず、
反応混合物を塩化水素ガスを導入せずに、低くても１００℃又はそれより高い温
度まで加熱し、次いで、塩化水素及びホスゲンを、例えば一緒に添加する。ホス
ゲンの添加が終了した後に、この反応溶液を更に数分間〜数時間反応させ、その
間任意に更なる塩化水素を導入することができる。後反応は、この反応器中で又
は下流の容器中で行うこともできる。

【００５９】 ｂ） 連続的 連続的方法のために好適な反応装置は、例えば撹拌タンク、撹拌タンクカスケ
ード、向流法で操作される反応塔である。この連続的方法の初めに、一般に溶媒
（例えば目的生成物相当するクロルカルボン酸クロリド）及びピリジン化合物（
ＩＩＩ）を予め装入し、この系を所望の温度とし、これに塩化水素ガスを添加す
る。

【００６０】 引き続き、低くても１００℃の温度で、一般に更にピリジン化合物（ＩＩＩ）
を含有し、かつ場合によっては溶媒中に溶解されていてよいラクトン（ＩＩ）の
連続的導入及び液状又はガス状ホスゲンの連続的添加を開始する。一般に、これ
に並行して更なる塩化水素が導入される。反応器内容物がクロルカルボン酸クロ
リドに変換した後に、ラクトン（ＩＩ）及びホスゲンの量を、双方が実質的に当
モル量で導入されるように調節する。添加される量に相当する反応物量がこの反
応装置から、例えば水準保持装置又は溢流管を介して排出される。

【００６１】 この反応溶液を後反応のためのもう一つの容器中に導入するのが有利である。

【００６２】 選択的に、ホスゲン化反応器の上流の反応装置中のラクトン（ＩＩ）に、場合
により、より低い温度であるが低くても６０℃で、別に、塩化水素を添加するこ
とも可能である。

【００６３】 一般に、例えば反応溶液に対して化学的に不活性であるガス、例えば窒素の導
通により、反応溶液から未反応のホスゲン又は塩化水素を駆出する（ストリップ
する）のが有利である。

【００６４】 例えば合成工程の間に反応器から逃出する及び／又は引き続くストリッピング
により駆出される未反応のホスゲンを集め、改めて使用することが有利に可能で
ある。好適な収集装置は、例えばその中でホスゲンが凝縮する冷却トラップであ
る。

【００６５】 ラクトン（ＩＩ）とホスゲンとの間の反応から生じる反応溶液を慣用法で後処
理することができる。蒸留後処理が有利であり、その際、場合によりストリッピ
ングを蒸留塔の上流で又はその中で行うことができる。

【００６６】 蒸留後処理の間に得られるピリジン化合物（ＩＩＩ）を含有するフラクシヨン
の一部分又は全てをリサイクルすることが可能であり、かつ場合によっては有利
である。クロルカルボン酸クロリド（Ｉ）及びピリジン化合物（ＩＩＩ）の沸点
に依存して、ピリジン化合物（ＩＩＩ）は、例えば有用な生成物の前又は後に塔
頂から分離することができる。この方法をピリジン化合物（ＩＩＩ）のリサイク
ルを伴って実施する場合には、可能な副産物の除去のためにこのフラクシヨンの
一部分のみをリサイクルして、他の部分を新しいピリジン化合物（ＩＩＩ）の添
加により交換するのが有利である。

【００６７】 クロルカルボン酸クロリド（Ｉ）の非連続的製造の有利な１実施態様では、相
応するラクトン（ＩＩ）、ピリジン化合物（ＩＩＩ）及び場合により溶媒（例え
ば目的生成物に相当するジクロルカルボン酸クロリド）の全量を最初に撹拌タン
ク中に装入する。次いで、この反応系を低くても１００℃又はそれより高い温度
まで加熱し、かつ同時に大気圧で塩化水素及びホスゲンの導入を開始する。選択
的に、先ず塩化水素の導入を開始し、かつ引き続きホスゲンをこれに添加するこ
とも可能である。形成される付随生成物である二酸化炭素及び塩化水素を除去す
る。所望量のホスゲン及びこれに並行して塩化水素が供給された後に反応溶液を
しばらく自己温度で後反応させる。この後反応の際に、所望の場合には更なる塩
化水素を導入することができる。過剰のホスゲン及びその付随である生成物二酸
化炭素及び塩化水素を反応溶液からを除去するため又はその濃度を低下するため
に、引き続きこの溶液に不活性ガスを導通することが可能である（ストリッピン
グ）。最後に、生じる反応溶液を後処理する。一般にこの後処理は、場合によっ
ては減圧下での蒸留により実施される。高分子量のクロルカルボン酸クロリドの
場合には、他の精製法、例えば結晶化も可能である。

【００６８】 クロルカルボン酸クロリド（Ｉ）の連続的製造のための一般的な１態様では、
溶媒（例えば目的生成物に相当するクロルカルボン酸クロリド）及びピリジン化
合物（ＩＩＩ）を反応器、例えば撹拌タンク中に予め装入し、かつ、この系を低
くても６０℃の所望の温度まで加熱し、これにガス状塩化水素を添加する。引き
続き、低くても１００℃の温度で、一般に更なるピリジン化合物（ＩＩＩ）を含
有し、場合によっては溶媒中に溶解されているラクトン（ＩＩ）の連続的導入及
び液状又はガス状のホスゲンの連続的添加を開始する。通常、これに並行して、
更に塩化水素を導入する。反応器内容物がクロルカルボン酸クロリドに変換した
後に、ラクトン（ＩＩ）及びホスゲンの量を、これら成分の双方が実質的に当モ
ル量で添加されるように調節する。添加される量に相当する反応物量をこの反応
器から、例えば水準保持装置又は溢量管を介して取り出す。

【００６９】 取り出された反応溶液を下流の容器、例えば後処理用の撹拌タンク中に集める
。所望の場合には、後処理の際に更なる塩化水素を導入することができる。下流
の容器も反応流出物で充填された後に、溢流分から、所望の場合には、付随生成
物二酸化炭素及び塩化水素を前記のように除去し、かつ後処理する。後処理は例
えば蒸留により実施することができる。

【００７０】 本発明の方法を用いると、クロルカルボン酸クロリド、殊に５-クロル吉草酸
クロリド及びその誘導体が相応するラクトンのホスゲン化により高収率で、かつ
９８％より高い高純度で製造することができる。オリゴマー及びポリマー副産物
の形成は著しく減少され、このことは、記載の高収率に加えて、廃棄すべき残渣
の量が著しく減少する更なる利点をもたらす。反応混合物の粘度が増加する傾向
がもはや存在しないか又は著しく減少されているので、この合成及び後処理の間
の装置及びパイプラインの閉塞による安全性のリスクも同様に著しく減少される
。従って、この反応の安全な操作が確保される。更に、この合成の間の泡の形成
の傾向も著しく減少される。

【００７１】 実施例 例１（本発明による） δ-バレロラクトン３５０ｋｇ（３.５キロモル）及びβ−ピコリン１６ｋｇ（
３-メチルピリジン、０.２キロモル）を６３０リットル鋼-琺瑯-タンク中に予め
装入し、１２０℃まで加熱した。１２０℃で塩化水素ガスの導入を１ｍ^３/ｈで
開始し、更に温度を高めた。１４０℃に達した後に、ホスゲンガスの付加的導入
を開始し、この際、ホスゲンガス合計３８０ｋｇ（３.８４キロモル）を２４時
間かかって導入した。この際、温度は１４５℃まで上昇した。ホスゲン添加が終
了した後に、後反応のために塩化水素を更に３時間供給した。引き続き、混合物
を８０℃まで冷却し、窒素２.５ｍ^３/ｈを用いて過剰のホスゲンを１２時間スト
リッピングした。粗製排出物から、先ず、１ｋＰａ（絶対）（１０ミリバール、
絶対）及び塔頂温度８５℃で、約２０リットルの初留分を留去し、次いで残分を
分別蒸留させた。＞９８ＧＣ-面積％の純度の５-クロル吉草酸クロリド４４０ｋ
ｇ（２.８４キロモル）が得られた。これは８１％の収率に相当する。

【００７２】 例２〜８の実験装置 この実験装置は、撹拌機、温度調節装置、ガス状塩化水素及びホスゲン用の導
入管及び２-ピース冷却器カスケードを有する１リットルの二重ジャケットガラ
ス容器より成る。この２ピース冷却器カスケードは、-１０℃の温度に保持され
た高効率冷却器及び-７８℃に保持されたドライアイス冷却器から成る。実験を
大気圧で実施した。

【００７３】 例２（比較例） δ-バレロラクトン２００ｇ（２モル）及び３-メチルピリジン８.１ｇ（β−
ピコリン、０.１モル）を、撹拌しながらゆっくり加熱した。５０℃の温度で、
塩化水素１０Ｎｌ/ｈの導入を開始し、更に温度を高めた。１４５℃に達した後
に、ホスゲンの付加的導入を開始した。１４５〜１５０℃で、塩化水素ガス合計
４６ｇ（１.２６モル）及びホスゲンガス１０２ｇ（１.０３モル）を、２時間か
かって導入した。この際、著しい粘度増加が観察された。ガラス撹拌機の破壊を
防止するために、この実験を停止しなければならなかった。

【００７４】 例３（本発明による） δ-バレロラクトン２００ｇ（２モル）及びβ−ピコリン８.１ｇ（３-メチル
ピリジン、０.１モル）を撹拌しながらゆっくり加熱した。８０℃の温度で、塩
化水素１０Ｎｌ/ｈの導入を開始し、更に温度を高めた。１４０℃に達した後に
、ホスゲンの付加的導入を開始した。１４０〜１５０℃で、塩化水素ガス合計６
０ｇ（１.６４モル）及びホスゲンガス１９３ｇ（１.９５モル）を、４時間４５
分かかって導入した。ガスの導入が終了した後に、反応混合物を更なる撹拌下に
１４５℃で１時間後反応させた。窒素の導通により過剰のホスゲンをストリッピ
ングし、反応混合物を分別蒸留させた。＞９８ＧＣ-面積％の純度の５-クロル吉
草酸クロリド２０５ｇ（１.３２モル）が得られた。これは６６％の収率に相当
する。

【００７５】 例４（本発明による） δ-バレロラクトン２００ｇ（２モル）及びβ−ピコリン８.１ｇ（３-メチル
ピリジン、０.１モル）を撹拌しながらゆっくり加熱した。１１０℃の温度で、
塩化水素１０Ｎｌ/ｈの導入を開始し、更に温度を高めた。１４２℃に達した後
に、ホスゲンの付加的導入を開始した。１４２〜１５０℃で、塩化水素ガス合計
７０ｇ（１.９２モル）及びホスゲンガス２０２ｇ（２.０４モル）を、４時間１
５分かかって導入した。ガスの導入が終了した後に、反応混合物を更なる撹拌下
に１４５℃で１時間後反応させた。引き続き、窒素の導通により過剰のホスゲン
をストリッピングし、反応混合物を分別蒸留させた。＞９８ＧＣ-面積％の純度
の５-クロル吉草酸クロリド２５０ｇ（１.６１モル）が得られた。これは８１％
の収率に相当する。

【００７６】 例５（本発明による） δ-バレロラクトン２００ｇ（２モル）及びβ−ピコリン８.１ｇ（３-メチル
ピリジン、０.１モル）を撹拌しながらゆっくり加熱した。１３８℃の温度で、
塩化水素及びホスゲンの同時導入を開始した。１３８〜１５０℃で、塩化水素ガ
ス合計６１ｇ（１.６７モル）及びホスゲンガス２０７ｇ（２.０９モル）を、３
時間１５分かかって導入した。ガスの導入が終了した後に、反応混合物を更なる
撹拌下に１４５℃で１時間後反応させた。次いで、窒素の導通により過剰のホス
ゲンをストリッピングし、反応混合物を分別蒸留させた。＞９８ＧＣ-面積％の
純度の５-クロル吉草酸クロリド２７０ｇ（１.７４モル）が得られた。これは８
７％の収率に相当する。

【００７７】 例６（比較例） δ-バレロラクトン２００ｇ（２モル）及びCyanex^（Ｒ）９２３（Cytec Indus
tries 社の商品、平均分子量３４８ｇ/モルを有する種々のトリアルキルホスフ
ィンオキシドの混合物）３４.８ｇ（０.１モル）を撹拌下にゆっくり加熱した。
１２０℃の温度で塩化水素１０Ｎｌ/ｈの導入を開始し、かつ温度を更に高めた
。１４６℃に達した後に、ホスゲンの付加的導入を開始した。１４６〜１５０℃
で塩化水素ガス４４ｇ（１.２１モル）及びホスゲンガス９０ｇ（０.９１モル）
の総量を３時間かかって導入した。この際に、粘度の著しい増加が観察された。
ガラス撹拌機の破壊を防止するためにこの実験を停止しなければならなかった。

【００７８】 例７（比較例） δ-バレロラクトン２００ｇ（２モル）及びジメチルプロピレン尿素（１,３-
ジメチルテトラヒドロ-２（１Ｈ）-ピリミジノン）１２.８ｇ（０.１モル）を撹
拌下にゆっくり加熱した。１００℃の温度で塩化水素１０Ｎｌ/ｈの導入を開始
し、温度を更に高めた。１４５℃に達した後に、ホスゲンの付加的導入を開始し
た。１４５〜１５０℃で、塩化水素ガス６ｇ（０.１６モル）及びホスゲンガス
７ｇ（０.０７モル）を２５分かかって導入した。この際に、粘度の著しい増加
が観察された。ガラス撹拌機の破壊を防止するために、この実験を停止しなけれ
ばならなかった。

【００７９】 例８（比較例） δ-バレロラクトン２００ｇ（２モル）及びジメチルプロピレン尿素（１,３-
ジメチルテトラヒドロ-２（１Ｈ）-ピリミジノン）１２.８ｇ（０.１モル）を撹
拌下にゆっくり加熱した。１３８℃の温度で、塩化水素及びホスゲンの同時導入
を開始した。１４５〜１５０℃で、塩化水素ガス６７ｇ（１.８４モル）及びホ
スゲンガス２１０ｇ（２.１２モル）の合計を３時間かかって導入した。ガスの
導入が終了した後に、反応混合物を、攪拌しながら１４５℃で１時間後反応させ
た。次いで窒素の導通により過剰のホスゲンを駆出し、反応混合物を分別蒸留さ
せた。＞９８ＧＣ-面積％の純度の５-クロル吉草酸クロリド２４８ｇ（１.６０
モル）が得られた。これは８０％の収率に相当する。

【００８０】 例９（比較例） γ-ブチルラクトン１９２ｇ（２.２３モル）及びピリジン２ｇ（０.９２５モ
ル）を二重ジャケットガラス容器に予め装入し、１２０℃まで加熱した。激しい
撹拌下に、１２０〜１２４℃で、ホスゲンガス合計６０ｇ（０.６１モル）を８
時間かかって導入した。残留する未反応のホスゲンを窒素を用いて駆出した後に
、粗製流出物を分別蒸留させた。７６ｇの第１フラクシヨンは４-クロル酪酸ク
ロリド２１.６ＧＣ-面積％を含有し、かつ１１０ｇの第２フラクシヨンは４-ク
ロル酪酸クロリド２.６ＧＣ-面積％を含有した。これは６％の総収率に相当する
。

【００８１】 実験データを第１表中にまとめる。例２は、塩化水素の導入を本発明による限
定を下回る温度で開始する場合に、粘度の著しい増加により反応を停止しなけれ
ばならなかったことを示している。本発明による例３〜５では、塩化水素の導入
の開始温度の上昇に伴い５-クロル吉草酸クロリドの収率が著しく増加すること
を示している。塩化水素の導入を１３８℃で開始する際に、８７％の収率を実現
することができた。

【００８２】 本発明による例４で、触媒としてβ−ピコリンを用い、塩化水素-導入を１１
０℃で開始すると、８１％の５-クロル吉草酸クロリドの収率を得ることができ
たのに、触媒としてトリアルキルホスフィンオキシド及びジメチルプロピレン尿
素の使用（比較例６及び７参照）の場合には、反応溶液の粘度を著しく増加した
。双方の場合に、反応を停止しなければならなかった。

【００８３】 本発明による例３は、β−ピコリンの使用の場合には１００℃をかなり下回る
塩化水素ガスの導入温度でも液状反応器流出物が得られることを示しているのに
、触媒としてのトリアルキルホスフィンオキシドの使用（比較例６及び７参照）
の場合には、それぞれ１２０℃及び１００℃で既に、粘性反応器内容物に基づき
反応を停止しなければならなかった。

【００８４】 本発明による例５と比較例８との間の比較が示しているように、本発明による
触媒を用いない場合でも、例えばジメチルプロピレン尿素は、塩化水素の導入の
開始温度を高めることにより、一定の改良を得ることが可能ではあるが、この場
合には、本発明による方法の優れた結果には達しない。本発明による例５では、
その他は比較可能な条件下で、約９相対％も高い収率を生じた。

【００８５】 比較例８に示されているように、本発明によらない触媒、例えばジメチルプロ
ピレン尿素の使用の際に、塩化水素の導入の１３８℃の高い開始温度で液体反応
器流出物が得られるにしても、反応器加熱の場合には、泡形成の危険及び反応器
内容物が固化するまでの粘度の上昇の危険がある。本発明によるピリジン化合物
（ＩＩＩ）の使用は、本発明によらない触媒、例えば尿素化合物又はホスフィン
オキシドの使用よりも優れている。

【００８６】 比較例９は、ピリジン化合物（ＩＩＩ）の使用の際にも、塩化水素の導入なし
では不満足な収率が得られるにすぎないことを示している。

【００８７】

【表１】

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１４年１月２４日（２００２．１．２４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【化１】 ［式中、Ｒ^１及びＲ^２は相互に独立して、水素原子、炭素原子１〜２０を有する
非置換の又は置換された脂肪族、芳香族又は芳香脂肪族基、ハロゲン、ニトロ-
又はシアノ基を表し、Ｙは鎖中に炭素原子１〜１０個を有し、非置換の又は炭素
原子１〜２０を有する非置換の又は置換された脂肪族、芳香族又は芳香脂肪族基
、ハロゲン、ニトロ-及び／又はシアノ基により置換されたアルキレン鎖を表し
、この際、このアルキレン鎖は１個のエーテル-、チオエーテル-、３級アミノ-
又はケト基によって中断されていてよく、この際、Ｙ及び／又はＲ^１及び／又は
Ｒ^２の前記の炭素原子１〜２０を有する非置換の又は置換された脂肪族、芳香族
又は芳香脂肪族基は、相互に結合して非芳香族系を形成していてよい］のクロル
カルボン酸クロリドの製造を、触媒の存在下における、式（ＩＩ）：

【化２】 ［式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＹは前記のものを表す］のラクトンと塩化水素及びホス
ゲンとの反応により行う場合に、塩化水素を、ホスゲンの添加の前及び／又は添
加の間に導入し、この際、塩化水素の導入を、低くても６０℃の温度の際にはじ
めて開始し、かつ触媒としてピリジン化合物を使用することを特徴とする、クロ
ルカルボン酸クロリドの製造法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ヨヘム ヘンケルマン ドイツ連邦共和国 マンハイム バッサー マンシュトラーセ 25 (72)発明者 テオドーア ヴェーバー ドイツ連邦共和国 ルートヴィッヒスハー フェン フィルヒョフシュトラーセ 20 (72)発明者 ラルフ ブッシュ ドイツ連邦共和国 ヴォルムス メルシュ シュトラーセ 11 Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AC47 BA51 BC10 BC11 BC34 BD21 BE01 BE52 BM10 BM72 BS10 BS90 4H039 CA65 CH70

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 式（Ｉ）： 【化１】 ［式中、Ｒ^１及びＲ^２は相互に独立して、水素原子、炭素含有有機基、ハロゲン
   、ニトロ-又はシアノ基を表し、Ｙは鎖中に炭素原子１〜１０個を有し、非置換
   の又は炭素含有有機基、ハロゲン、ニトロ-及び／又はシアノ基により置換され
   たアルキレン鎖を表し、この際、このアルキレン鎖は１個のエーテル-、チオエ
   ーテル-、３級アミノ-又はケト基によって中断されていてよく、この際、Ｙ及び
   ／又はＲ^１及び／又はＲ^２の炭素含有有機基は、相互に結合して非芳香族系を形
   成していてよい］のクロルカルボン酸クロリドの製造を、触媒の存在下における
   、式（ＩＩ）： 【化２】 ［式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＹは前記のものを表す］のラクトンと塩化水素及びホス
   ゲンとの反応により行う場合に、塩化水素を、ホスゲンの添加の前及び／又は添
   加の間に導入し、この塩化水素の導入を、低くても６０℃の温度の際にはじめて
   開始し、かつ触媒としてピリジン化合物を使用することを特徴とする、クロルカ
   ルボン酸クロリドの製造法。
2. 【請求項２】 触媒を、ラクトン（ＩＩ）に対して０.１〜２０モル％の濃
   度で使用する、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 触媒として、３-メチルピリジン（β−ピコリン）を使用す
   る、請求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】 ラクトン（ＩＩ）１モル当り合計０.５〜２モルの塩化水素
   を使用する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】 塩化水素の導入を、低くても１００℃の温度の際にはじめて
   開始する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
6. 【請求項６】 ホスゲンとの反応を、１００〜２００℃の温度及び０.０１
   〜５Ｍｐａ（絶対）の圧力で実施する、請求項１から５までのいずれか１項に記
   載の方法。
7. 【請求項７】 ５-クロル吉草酸クロリド又はその誘導体を製造する、請求
   項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
8. 【請求項８】 ５-クロル吉草酸クロリドを製造する、請求項１から７まで
   のいずれか１項に記載の方法。