JP2009007301A

JP2009007301A - METHOD FOR PRODUCING alpha-METHYLENE-gamma-BUTYROLACTONE

Info

Publication number: JP2009007301A
Application number: JP2007170519A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nogami; 弘之野上; Keiichi Sakashita; 啓一坂下; Haruki Okada; 春樹岡田
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2009-01-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily preparing a high purity α-methylene-γ-butyrolactone in a high yield and at a low cost from an inexpensive starting material using a general purpose reactor. <P>SOLUTION: The method for preparing an α-methylene-γ-butyrolactone represented by formula (V) comprises a step of causing γ-butyrolactone to react with an oxalate and an alcoholate and a step of causing the resulting enol salt of α-alkyloxalyl-γ-butyrolactone to react with formaldehyde in the presence of a phase transfer catalyst to prepare the intended product. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、α−メチレン−γ−ブチロラクトンの新規製造方法に関する。α−メチレン−γ−ブチロラクトンは、メタクリル酸エステル類やスチレンなどと共重合することによりガラス転移温度の高い成形材料を製造することができる。 The present invention relates to a novel process for producing α-methylene-γ-butyrolactone. α-methylene-γ-butyrolactone can be used to produce a molding material having a high glass transition temperature by copolymerizing with methacrylic acid esters or styrene.

α−メチレン−γ−ブチロラクトンまたはその関連物質の製造方法に関しては、これまで数々の報告がされている。例えば非特許文献１や、非特許文献２、非特許文献３に総説が記載されているが、これらの製造方法を大きく分類すると、何らかの方法でγ−ブチロラクトンを合成し、そのα位を活性化してメチレン基を導入する方法と、すでに存在するオレフィンを利用してα−メチレン−γ−ブチロラクトンを製造する方法に分けられる。 Numerous reports have been made so far regarding methods for producing α-methylene-γ-butyrolactone or related substances. For example, review articles are described in Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, and Non-Patent Document 3, but when these production methods are roughly classified, γ-butyrolactone is synthesized by some method and the α-position is activated. The method of introducing a methylene group and the method of producing α-methylene-γ-butyrolactone using an olefin that already exists.

非特許文献４にはワンポット反応で、ラクトン環のα位の活性化のためにアルキルオキサリル基を導入した後、ホルムアルデヒド水溶液でメチレン化する下記スキームで示される方法が記載されている。しかし、メチレン化する際に１当量以上の炭酸カリウムを水溶液の状態にして用いるので、コストの面や生産効率の面で実用的な製造法とは言い難い。 Non-Patent Document 4 describes a method represented by the following scheme in which an alkyloxalyl group is introduced to activate the α-position of a lactone ring in a one-pot reaction, and then methyleneated with an aqueous formaldehyde solution. However, since one equivalent or more of potassium carbonate is used in the form of an aqueous solution when methyleneating, it is difficult to say that it is a practical production method in terms of cost and production efficiency.

また、特許文献１には、γ−ブチロラクトン誘導体とシュウ酸エステル、アルコラートを加温下にて反応させて、ラクトン環のα位をアルキルオキサリル化したオキサリル誘導体のナトリウム塩（エノール塩）を得、このエノール塩を濾過して単離後、ホルムアルデヒド水溶液と炭酸カリウム水溶液とを反応させることによりα−メチレン−γ−ブチロラクトン誘導体を製造する方法が記載されている。しかし、メチレン化する際に使用する副原料をいずれも１当量以上必要とし、且つ水溶液の状態で投入するため、コストの面や生産効率の面で実用的な製造法とは言い難い。 Patent Document 1 discloses that a sodium salt (enol salt) of an oxalyl derivative obtained by reacting a γ-butyrolactone derivative with an oxalate ester and an alcoholate under heating to alkyl oxalylate the α-position of the lactone ring, A method of producing an α-methylene-γ-butyrolactone derivative by reacting an aqueous formaldehyde solution and an aqueous potassium carbonate solution after filtering and isolating the enol salt is described. However, it is difficult to say that it is a practical manufacturing method in terms of cost and production efficiency because it requires at least one equivalent of each of the auxiliary materials used for methyleneation and is added in the form of an aqueous solution.

以上のように従来からα−メチレン−γ−ブチロラクトン或いはその関連物質に関する製造法は種々開発されていたが、使用する試薬が高価なものであったり、生産効率が低いなど、何れも工業的には大きな問題点があり、低コストで容易に製造できる実用的な工業製法としては必ずしも満足できるものではなかった。
米国６５３１６１６号公報Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，１９７５，６７−８２Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，１９８６，１５７−１８３Ｓｙｎｔｈ．Ｃｏｍｍｕｎ．１９７５，５，２４５−２６８Ａｇｒｉｃ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．１９７８，４２，１５８５−１５８８ As described above, various production methods relating to α-methylene-γ-butyrolactone or related substances have been developed in the past. However, the reagents used are expensive and the production efficiency is low. Has a serious problem and is not always satisfactory as a practical industrial process that can be easily produced at low cost.
US 6531616 Synthesis, 1975, 67-82. Synthesis, 1986, 157-183 Synth. Commun. 1975, 5, 245-268 Agric. Biol. Chem. 1978, 42, 1585-1588

従って、本発明の課題は、安価な出発原料、汎用の反応器を使用して、高純度なα−メチレン−γ−ブチロラクトンを安価、簡便且つ高収率で高純度に製造する方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing high-purity α-methylene-γ-butyrolactone at a low cost, simply and in a high yield using a low-cost starting material and a general-purpose reactor. There is.

本発明者は前記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、エノール塩にホルムアルデヒドを作用させるに際し相間移動触媒を使用することで高収率で高純度なα−メチレン−γ−ブチロラクトンを製造できる方法を見出して本発明に到達した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor can produce α-methylene-γ-butyrolactone with high yield and high purity by using a phase transfer catalyst when formaldehyde is allowed to act on an enol salt. A method has been found to arrive at the present invention.

すなわち、本発明は、（Ａ）下記（１）〜（２）の工程を順次行うα−メチレン−γ−ブチロラクトンの製造方法に関する。
（１）下記一般式（Ｉ） That is, the present invention relates to (A) a method for producing α-methylene-γ-butyrolactone in which the following steps (1) to (2) are sequentially performed.
(1) The following general formula (I)

〔式（Ｉ）中、Ｒ^１は直鎖または分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基を表し、Ｒ^１’は水素原子または直鎖もしくは分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基を表す。〕
で表されるγ−ブチロラクトンと一般式（ＩＩ） [In Formula (I), R ¹ represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R ¹ ′ represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. . ]
Γ-butyrolactone represented by the general formula (II)

〔式（ＩＩ）中、Ｒ^２は直鎖または分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基を示す。〕
で表されるシュウ酸エステルと一般式（ＩＩＩ）
Ｒ^３−ＯＭ（ＩＩＩ）
〔式（ＩＩＩ）中、Ｒ^３は直鎖または分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基を示し、Ｍはアルカリ金属を示す。〕
で表されるアルコラートとを作用させ、一般式（ＩＶａ）および／または（ＩＶｂ） [In Formula (II), R ² represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. ]
Oxalates represented by the general formula (III)
R ³ -OM (III)
[In Formula (III), R ³ represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and M represents an alkali metal. ]
And an alcoholate represented by the general formula (IVa) and / or (IVb)

〔式（ＩＶａ）および／または（ＩＶｂ）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３はそれぞれ独立して、直鎖または分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基を表し、Ｒ^１’は水素原子または直鎖もしくは分岐状の炭素数１〜１０のアルキル基を表し、Ｍはアルカリ金属を表す。〕
で表されるα−アルキルオキサリル−γ−ブチロラクトンのエノール塩を得る工程、
（２）前記一般式（ＩＶａ）および／または（ＩＶｂ）で表されるエノール塩とホルムアルデヒド類とを反応させて下記一般式（Ｖ） [In Formula (IVa) and / or (IVb), R ¹ , R ² and R ³ each independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R ¹ ′ represents a hydrogen atom Alternatively, it represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and M represents an alkali metal. ]
Obtaining an enol salt of α-alkyloxalyl-γ-butyrolactone represented by:
(2) The enol salt represented by the general formula (IVa) and / or (IVb) is reacted with formaldehyde to give the following general formula (V)

〔式（Ｖ）中、Ｒ^１、Ｒ^１’は式（Ｉ）におけるＲ^１、Ｒ^１’と同義である。〕
で表されるα−メチレン−γ−ブチロラクトンを得る工程
とを有し、前記（２）の工程において、前記式（ＩＶａ）および／または（ＩＶｂ）のエノール塩とホルムアルデヒドとを相間移動触媒の存在下に反応させることを特徴とする。 Wherein ^{^{(V), R 1, R}} 1 ' is ^R 1, ^{R 1} in formula (I)' is synonymous with. ]
A process for obtaining α-methylene-γ-butyrolactone represented by formula (IV), wherein in the step (2), the enol salt of formula (IVa) and / or (IVb) and formaldehyde are present in the presence of a phase transfer catalyst. It is characterized by reacting below.

本発明によれば、純度の高いα−メチレン−γ−ブチロラクトンを安価な原料から効率および収率よく製造することが可能であり、工業的に有利な方法である。 According to the present invention, high-purity α-methylene-γ-butyrolactone can be produced from an inexpensive raw material with high efficiency and yield, which is an industrially advantageous method.

まず、工程（１）について説明する。
前記一般式（Ｉ）で表されるγ−ブチロラクトンは、「ＭＡＲＣＨ’ＳＡＤＶＡＮＣＥＤＯＲＧＡＮＩＣＣＨＥＭＩＳＴＲＹＦＩＦＴＨＥＤＩＴＩＯＮ」、４８４頁（ＷＩＬＥＹ−ＩＮＴＥＲＳＣＩＥＮＣＥ）ＭｉｃｈａｅｌＢ．Ｓｍｉｔｈ，ＪｅｒｒｙＭａｒｃｈに記載された方法などによって製造することができる。 First, step (1) will be described.
The γ-butyrolactone represented by the general formula (I) is “MARCH'S ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY FIFTH EDITION”, page 484 (WILEY-INTERSCIENCE) Michael B. It can be produced by the method described in Smith, Jerry March.

γ−ブチロラクトンのアルキルオキサリル化は式（ＩＩＩ）で表されるアルコラート、式（ＩＩ）で表されるシュウ酸エステルおよび式（Ｉ）で表されるγ−ブチロラクトンを投入する順番は任意で構わないが、アルコラートに、シュウ酸エステルを滴下し、γ−ブチロラクトンを滴下することにより行うことが好ましい。 The alkyl oxalylation of γ-butyrolactone may be performed in any order in which the alcoholate represented by the formula (III), the oxalate ester represented by the formula (II) and the γ-butyrolactone represented by the formula (I) are added. However, it is preferable to add oxalic acid ester dropwise to alcoholate and γ-butyrolactone dropwise.

式（ＩＩＩ）のアルコラートとしては、例えば、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウムエチラート、カリウムｔ−ブチラートなどのアルカリ金属アルコラート（アルカリ金属アルコキシド）を挙げることができ、ナトリウムメチラートのメタノール溶液やナトリウムエチラートのエタノール溶液などを用いた方が簡便であるが、アルコラートは紛体状のものを用いても構わない。 Examples of the alcoholate of the formula (III) include alkali metal alcoholates (alkali metal alkoxides) such as sodium methylate, sodium ethylate, potassium ethylate, potassium t-butylate, and the like. Although it is simpler to use an ethanol solution of sodium ethylate or the like, the alcoholate may be used in the form of powder.

ナトリウムメチラートのメタノール溶液やナトリウムエチラートのエタノール溶液などを用いた場合、特に溶媒を追加する必要はないが、さらに溶媒を追加する場合や紛体状のものを用いた場合は、メタノール、エタノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノールなどのアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチルエステルなどのエステル類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、ｔ−ブチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテルなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族化合物類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンなどのアルカン類、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリルなどの極性溶媒を用いることができる。これらの溶媒は単一で用いても混合して用いても良い。 When using a methanol solution of sodium methylate or an ethanol solution of sodium ethylate, it is not necessary to add a solvent, but when adding a solvent or using a powdered material, methanol, ethanol, Alcohols such as i-propanol, n-butanol and t-butanol, esters such as ethyl acetate, butyl acetate and diethyl oxalate, diethyl ether, diisopropyl ether, t-butyl methyl ether, t-butyl ethyl ether, tetrahydrofuran , Ethers such as dioxane and cyclopentyl methyl ether, aromatic compounds such as toluene and xylene, alkanes such as pentane, hexane, heptane, octane and cyclohexane, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, Polar solvents such as Tonitoriru can be used. These solvents may be used alone or in combination.

使用する溶媒量が少ないと、反応終了時に化合物（ＩＶａ）および／または（ＩＶｂ）が析出し、反応系全体が固化することがあるので、溶媒量は、化合物（Ｉ）の重量に対して０．５〜５０倍が望ましく、製造コスト、反応収率、攪拌機の破損の回避などを考えると、１〜１０倍がより望ましく、１〜５倍がさらに望ましい。 If the amount of the solvent used is small, the compound (IVa) and / or (IVb) may precipitate at the end of the reaction and the entire reaction system may solidify, so the amount of solvent is 0 with respect to the weight of the compound (I). 5 to 50 times are desirable, and 1 to 10 times are more desirable, and 1 to 5 times are even more desirable in consideration of production cost, reaction yield, avoidance of breakage of the stirrer, and the like.

なお、式（ＩＩ）のシュウ酸エステルおよび式（ＩＩＩ）のアルコラートとともにアルコールを用いる場合、シュウ酸エステルとアルコラートと溶媒のアルコールとの組み合わせは任意であるが、反応物を複雑にしないためにはアルコラートと溶媒とシュウ酸エステルの組み合わせは、例えば、ナトリウムメチラート／メタノール／シュウ酸ジメチルエステル、ナトリウムエチラート／エタノール／シュウ酸ジエチルエステルのように同一のアルコールからなる組み合わせが好ましい。 In addition, when alcohol is used together with the oxalate ester of the formula (II) and the alcoholate of the formula (III), the combination of the oxalate ester, the alcoholate and the alcohol of the solvent is arbitrary, but in order not to make the reaction product complicated The combination of the alcoholate, the solvent, and the oxalate ester is preferably a combination of the same alcohol such as sodium methylate / methanol / dimethyl oxalate and sodium ethylate / ethanol / diethyl oxalate.

しかしながら、製造コストを勘案すると必ずしもこの組み合わせにこだわる必要はない。例えば、シュウ酸ジエチルエステルを使用する場合にナトリウムメチラート／メタノールを使用しても、α−アルキルオキサリル−γ−ブチロラクトンのエステルが一部エステル交換されるだけで、その後の反応には何ら差し支えるものではない。 However, considering the manufacturing cost, it is not always necessary to stick to this combination. For example, even when sodium methylate / methanol is used when diethyl oxalate is used, only a part of the ester of α-alkyloxalyl-γ-butyrolactone is transesterified, which does not interfere with the subsequent reaction. It is not a thing.

式（ＩＩＩ）のアルコラートの使用量は、式（Ｉ）のγ−ブチロラクトンに対して０．９〜１０当量が望ましく、反応効率、製造コストなどを考慮すると、１〜５当量がより望ましく、式（Ｉ）のγ−ブチロラクトンを消費して、高純度なα−メチレン−γ−ブチロラクトンを高収率で製造する観点から、１〜２当量がさらに望ましい。 The amount of the alcoholate of the formula (III) is preferably 0.9 to 10 equivalents relative to the γ-butyrolactone of the formula (I), and more preferably 1 to 5 equivalents in view of reaction efficiency, production cost, etc. From the viewpoint of consuming the γ-butyrolactone of (I) and producing high-purity α-methylene-γ-butyrolactone in a high yield, 1 to 2 equivalents are more desirable.

式（ＩＩ）のシュウ酸エステルの使用量は、式（Ｉ）のγ−ブチロラクトンに対して０．９〜１０当量が望ましく、反応効率、製造コストなどを考慮すると、１〜５当量がより望ましく、式（Ｉ）のγ−ブチロラクトンを消費して、高純度なα−メチレン−γ−ブチロラクトンを高収率で製造する観点から、１〜２当量がさらに望ましい。なお、小過剰のシュウ酸エステルは次工程で除去できる。 The amount of the oxalate ester of the formula (II) is preferably 0.9 to 10 equivalents relative to the γ-butyrolactone of the formula (I), and more preferably 1 to 5 equivalents in view of reaction efficiency, production cost, etc. From the viewpoint of consuming γ-butyrolactone of the formula (I) and producing high-purity α-methylene-γ-butyrolactone in a high yield, 1 to 2 equivalents are more desirable. A small excess of oxalate can be removed in the next step.

反応温度は不純物の生成を抑制するために６０℃以下にする必要があり、式（Ｉ）のγ−ブチロラクトンを消費して、高純度なα−メチレン−γ−ブチロラクトンを高収率で製造できることから、−２０℃から６０℃の間が好ましく、さらに副生物を低減できる観点から、０℃〜５０℃の間がより好ましい。 The reaction temperature must be 60 ° C. or lower in order to suppress the generation of impurities, and γ-butyrolactone of formula (I) can be consumed to produce high-purity α-methylene-γ-butyrolactone in a high yield. From -20 degreeC to 60 degreeC is preferable, and also from a viewpoint which can reduce a by-product, between 0 degreeC-50 degreeC is more preferable.

反応時間は任意に設定できるが、反応収率、作業効率を考慮すると０．１〜２４時間が望ましく、０．５〜５時間がより望ましい。 Although reaction time can be set arbitrarily, when the reaction yield and work efficiency are considered, 0.1 to 24 hours are desirable, and 0.5 to 5 hours are more desirable.

次に工程（２）について説明する。 Next, process (2) is demonstrated.

α−アルキルオキサリル−γ−ブチロラクトンのエノール塩にホルムアルデヒドと相間移動触媒を添加することにより、アルキルオキサリル基をメチレン基に変換することができる。ホルムアルデヒドと相間移動触媒を投入する順番は任意で構わない。ホルムアルデヒドは相間移動触媒と同時に添加しても良いし、相間移動触媒の後に添加しても良い、相間移動触媒の前に添加しても良い。 By adding formaldehyde and a phase transfer catalyst to the enol salt of α-alkyloxalyl-γ-butyrolactone, the alkyloxalyl group can be converted to a methylene group. The order in which formaldehyde and the phase transfer catalyst are added may be arbitrary. Formaldehyde may be added simultaneously with the phase transfer catalyst, may be added after the phase transfer catalyst, or may be added before the phase transfer catalyst.

ホルムアルデヒドと相間移動触媒を添加する際のα−アルキルオキサリル−γ−ブチロラクトンのエノール塩の温度は、副生物を低減させる観点から、−１０〜６０℃の間が好ましく、０〜５０℃の間がさらに好ましい。 The temperature of the enol salt of α-alkyloxalyl-γ-butyrolactone when adding formaldehyde and the phase transfer catalyst is preferably between −10 ° C. and 60 ° C., and between 0 ° C. and 50 ° C. from the viewpoint of reducing by-products. Further preferred.

ホルムアルデヒドとしては、例えばホルムアルデヒドおよびその水溶液（ホルマリン）、パラホルムアルデヒド、ホルマールなど、系内でホルムアルデヒドを発生およびその水溶液などが好ましく、通常は、ホルムアルデヒドやパラホルムアルデヒドの水溶液を用いるのが好ましい。 As the formaldehyde, for example, formaldehyde and its aqueous solution (formalin), paraformaldehyde, formal, etc., formaldehyde is generated in the system and its aqueous solution is preferable. Usually, it is preferable to use an aqueous solution of formaldehyde or paraformaldehyde.

ホルムアルデヒドの使用量は特に限定されないが、式（ＩＶａ）および／または（ＩＶｂ）で表されるα−アルキルオキサリル−γ−ブチロラクトンのエノール塩に対して０．９〜１０当量が望ましく、コストと反応収率を考えると、１〜３当量がより望ましい。 The amount of formaldehyde used is not particularly limited, but is preferably 0.9 to 10 equivalents relative to the enol salt of α-alkyloxalyl-γ-butyrolactone represented by the formula (IVa) and / or (IVb). Considering the yield, 1 to 3 equivalents are more desirable.

相間移動触媒としては、特に制限はなく一般的に使用できるものであればいずれも使用可能であり、例えば、シグマアルドリッチジャパン株式会社製カタログ「相間移動触媒」やＷ．Ｐ．Ｗｅｂｅｒ，Ｇ．Ｗ．Ｇｏｋｅｌ共著、田伏岩夫、西谷孝子共訳「相間移動触媒」（株）化学同人発行などに記載のものなどを用いることができる。 There are no particular limitations on the phase transfer catalyst, and any phase transfer catalyst can be used as long as it is generally usable. For example, catalogs “Phase Transfer Catalyst” manufactured by Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd. P. Weber, G. et al. W. Those described in the joint work of Gokel, Iwao Tabushi and Takako Nishitani, "Phase Transfer Catalyst", published by Kagaku Dojin, etc. can be used.

その例として一般にホスホニウム塩、アンモニウム塩、スルホニウム塩などのオニウム塩や、クラウンエーテルのようなポリエーテル類、ピリジニウム塩、ピコリニウム塩、アミン、アミンオキシド、クリプタンド、鎖状ポリエーテルまたはホスホロアミド等を挙げることができる。 Examples include onium salts such as phosphonium salts, ammonium salts and sulfonium salts, polyethers such as crown ethers, pyridinium salts, picolinium salts, amines, amine oxides, cryptands, chain polyethers or phosphoramides. Can do.

オニウム塩としては、ホスホニウム塩あるいはアンモニウム塩の場合には、一般式（ＶＩ）
Ｒ^３ａＲ^３ｂＲ^３ｃＲ^３ｄＱＺ（ＶＩ）
（式中、Ｑは窒素原子またはリン原子を表す）で表され、スルホニウム塩の場合は、一般式（ＶＩＩ）
Ｒ^３ａＲ^３ｂＲ^３ｃＳＺ（ＶＩＩ）
で表される。 As the onium salt, in the case of a phosphonium salt or an ammonium salt, the general formula (VI)
R ^3a R ^3b R ^3c R ^3d QZ (VI)
(In the formula, Q represents a nitrogen atom or a phosphorus atom), and in the case of a sulfonium salt, the general formula (VII)
R ^3a R ^3b R ^3c SZ (VII)
It is represented by

式（ＶＩ）及び（ＶＩＩ）中、Ｒ^３ａ、Ｒ^３ｂ、Ｒ^３ｃおよびＲ^３ｄはそれぞれ独立して、水素原子、芳香族環やヒドロキシル基が置換した直鎖または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、アリール基であり、Ｒ^３ａ、Ｒ^３ｂ、Ｒ^３ｃおよびＲ^３ｄの各炭素数は通常３０以下、好ましくは２０以下、より好ましくは１０以下である。これらは置換基を有していてもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基、ピリジル基、フリル基、ベンジル基が挙げられる。
式（ＶＩ）及び（ＶＩＩ）中、Ｚはアニオンを表す。 In formulas (VI) and (VII), R ^3a , R ^3b , R ^3c and R ^3d are each independently a straight or branched carbon number of 1 to 20 substituted with a hydrogen atom, an aromatic ring or a hydroxyl group. Each of R ^3a , R ^3b , R ^3c and R ^{3d has} a carbon number of usually 30 or less, preferably 20 or less, and more preferably 10 or less. These may have a substituent. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an octyl group, a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group, a pyridyl group, a furyl group, and a benzyl group.
In formulas (VI) and (VII), Z represents an anion.

これらの相間移動触媒は単一で用いても混合して用いても良い。また、高分子やシリカゲルなどに担持した相間移動触媒も使用することができる。 These phase transfer catalysts may be used alone or in combination. In addition, a phase transfer catalyst supported on a polymer, silica gel or the like can also be used.

具体的には、アンモニウム塩としては、
塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラプロピルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラオクチルアンモニウム、塩化トリオクチルメチルアンモニウム、塩化トリデシルメチルアンモニウム、塩化トリオクチルエチルアンモニウム、塩化ドデシルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化オクタデシルトリメチルアンモニウム、塩化トリドデシルメチルアンモニウム、塩化トリヘキサデシルメチルアンモニウム、塩化トリオクタデシルメチルアンモニウム、塩化ラウリルトリプロピルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリプロピルアンモニウム、塩化オクタデシルトリプロピルアンモニウム、塩化ドデジルトリブチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリブチルアンモニウム、塩化オクタデシルトリブチルアンモニウム、塩化ジドデシルジメチルアンモニウム、塩化ジヘキサデシルジメチルアンモニウム、塩化ジオクタデシルジメチルアンモニウム等の塩化テトラアルキルアンモニウム類、
前記塩化テトラアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがフッ素イオンに代わったフッ化テトラアルキルアンモニウム類、
前記塩化テトラアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが臭素イオンに代わった臭化テトラアルキルアンモニウム類、
前記塩化テトラアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがヨウ素イオンに代わったヨウ化テトラアルキルアンモニウム類、
前記塩化テトラアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがヒドロキシドイオンに代わった水酸化テトラアルキルアンモニウム類、
前記塩化テトラアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが硫酸水素イオンに代わったテトラアルキルアンモニウム硫酸水素塩類、
前記塩化テトラアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが亜硫酸イオンに代わったテトラアルキルアンモニウム亜硫酸塩類、
前記塩化テトラアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが過塩素酸イオンに代わった過塩素酸テトラアルキルアンモニウム類、
前記塩化テトラアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがテトラフルオロホウ酸イオンに代わったテトラフルオロホウ酸テトラアルキルアンモニウム類、
前記塩化テトラアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがヘキサフルオロリン酸イオンに代わったヘキサフルオロリン酸テトラアルキルアンモニウム類、
前記塩化テトラアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが酢酸イオンに代わった酢酸テトラアルキルアンモニウム類、
前記塩化テトラアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがｐ−トルエンスルホン酸イオンに代わったｐ−トルエンスルホン酸テトラアルキルアンモニウム類、 Specifically, as an ammonium salt,
Tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium chloride, tetrapropylammonium chloride, tetrabutylammonium chloride, tetraoctylammonium chloride, trioctylmethylammonium chloride, tridecylmethylammonium chloride, trioctylethylammonium chloride, dodecyltrimethylammonium chloride, hexadecyl chloride Trimethylammonium, octadecyltrimethylammonium chloride, tridodecylmethylammonium chloride, trihexadecylmethylammonium chloride, trioctadecylmethylammonium chloride, lauryltripropylammonium chloride, hexadecyltripropylammonium chloride, octadecyltripropylammonium chloride, dodecyltributyl chloride Ammonium, hexadecyl chloride Li butylammonium, octadecyl tributylammonium chloride, didodecyl dimethyl ammonium chloride, dihexadecyl dimethyl ammonium chloride, tetraalkylammonium chloride such as chloride dioctadecyl dimethyl ammonium,
Tetraalkylammonium fluorides in which the chlorine ions constituting the tetraalkylammonium chlorides are replaced by fluorine ions,
Tetraalkylammonium bromides in which the chlorine ions constituting the tetraalkylammonium chlorides are replaced by bromine ions,
Tetraalkylammonium iodides in which the chlorine ions constituting the tetraalkylammonium chlorides are replaced by iodine ions,
Tetraalkylammonium hydroxides in which the chloride ions constituting the tetraalkylammonium chlorides are replaced by hydroxide ions,
Tetraalkylammonium hydrogensulfates in which the chlorine ions constituting the tetraalkylammonium chlorides are replaced with hydrogensulfate ions,
Tetraalkylammonium sulfites in which the chlorine ions constituting the tetraalkylammonium chlorides are replaced by sulfite ions,
Tetraalkylammonium perchlorate in which the chlorine ions constituting the tetraalkylammonium chlorides are replaced by perchlorate ions,
Tetraalkylammonium tetrafluoroborate in which the chlorine ions constituting the tetraalkylammonium chlorides are replaced by tetrafluoroborate ions,
Tetraalkylammonium hexafluorophosphate in which the chlorine ions constituting the tetraalkylammonium chlorides are replaced by hexafluorophosphate ions,
Tetraalkylammonium acetates in which the chloride ions constituting the tetraalkylammonium chlorides are replaced by acetate ions,
P-toluenesulfonic acid tetraalkylammonium compounds in which the chlorine ions constituting the tetraalkylammonium chlorides are replaced by p-toluenesulfonic acid ions,

塩化フェニルトリメチルアンモニウム、塩化フェニルトリエチルアンモニウム、塩化フェニルトリプロピルアンモニウム、塩化フェニルトリブチルアンモニウム、塩化フェニルトリオクチルアンモニウム等の塩化フェニルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化フェニルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがフッ素イオンに代わったフッ化フェニルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化フェニルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが臭素イオンに代わった臭化フェニルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化フェニルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがヨウ素イオンに代わったヨウ化フェニルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化フェニルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがヒドロキシドイオンに代わった水酸化フェニルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化フェニルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが硫酸水素イオンに代わったフェニルトリアルキルアンモニウム硫酸水素塩類、
前記塩化フェニルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが亜硫酸イオンに代わったフェニルトリアルキルアンモニウム亜硫酸塩類、
前記塩化フェニルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが過塩素酸イオンに代わった過塩素酸フェニルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化フェニルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがテトラフルオロホウ酸イオンに代わったテトラフルオロホウ酸フェニルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化フェニルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがヘキサフルオロリン酸イオンに代わったヘキサフルオロリン酸フェニルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化フェニルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが酢酸イオンに代わった酢酸フェニルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化フェニルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがｐ−トルエンスルホン酸イオンに代わったｐ−トルエンスルホン酸フェニルトリアルキルアンモニウム類、 Phenyltrialkylammonium chloride, phenyltriethylammonium chloride, phenyltripropylammonium chloride, phenyltributylammonium chloride, phenyltrialkylammonium chlorides such as phenyltrioctylammonium chloride,
Fluorinated phenyl trialkyl ammoniums in which the chlorine ions constituting the phenyl trialkyl ammonium chlorides are replaced by fluorine ions,
Phenyltrialkylammonium bromides in which the chlorine ions constituting the phenyltrialkylammonium chlorides are replaced by bromine ions,
Phenyltrialkylammonium iodides in which the chlorine ions constituting the phenyltrialkylammonium chlorides are replaced by iodine ions,
Phenyltrialkylammonium hydroxides in which the chloride ions constituting the phenyltrialkylammonium chlorides are replaced by hydroxide ions,
Phenyltrialkylammonium hydrogensulfates in which the chlorine ions constituting the phenyltrialkylammonium chlorides are replaced with hydrogensulfate ions,
Phenyltrialkylammonium sulfites in which the chlorine ions constituting the phenyltrialkylammonium chlorides are replaced by sulfite ions,
Phenyltrialkylammonium perchlorates in which the chlorine ions constituting the phenyltrialkylammonium chlorides are replaced by perchlorate ions,
Phenyltrialkylammonium tetrafluoroborate in which the chlorine ions constituting the phenyltrialkylammonium chlorides are replaced by tetrafluoroborate ions,
Hexafluorophosphate phenyl trialkyl ammoniums in which the chlorine ions constituting the phenyl trialkyl ammonium chlorides are replaced by hexafluorophosphate ions,
Phenyltrialkylammonium acetates in which the chloride ions constituting the phenyltrialkylammonium chlorides are replaced by acetate ions,
P-toluenesulfonic acid phenyltrialkylammonium compounds in which the chlorine ions constituting the phenyltrialkylammonium chlorides are replaced by p-toluenesulfonic acid ions;

塩化ベンジルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリエチルアンモニウム、塩化ベンジルトリプロピルアンモニウム、塩化ベンジルトリブチルアンモニウム、塩化ベンジルラウリルジメチルアンモニウム、塩化ベンジルセチルジメチルアンモニウム、塩化ベンジルステアリルジメチルアンモニウム等の塩化ベンジルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化ベンジルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがヒドロキシドイオンに代わった水酸化ベンジルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化ベンジルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがフッ素イオンに代わったフッ化ベンジルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化ベンジルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが臭素イオンに代わった臭化ベンジルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化ベンジルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがヨウ素イオンに代わったヨウ化ベンジルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化ベンジルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが硫酸水素イオンに代わったベンジルトリアルキルアンモニウム硫酸水素塩類、
前記塩化ベンジルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが亜硫酸イオンに代わったベンジルトリアルキルアンモニウム亜硫酸塩類、
前記塩化ベンジルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが過塩素酸イオンに代わった過塩素酸ベンジルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化ベンジルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがテトラフルオロホウ酸イオンに代わったテトラフルオロホウ酸ベンジルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化ベンジルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがヘキサフルオロリン酸イオンに代わったヘキサフルオロリン酸ベンジルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化ベンジルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンが酢酸イオンに代わった酢酸ベンジルトリアルキルアンモニウム類、
前記塩化ベンジルトリアルキルアンモニウム類を構成する塩素イオンがｐ−トルエンスルホン酸イオンに代わったｐ−トルエンスルホン酸ベンジルトリアルキルアンモニウム類、塩化ベンザルコニウムなどが挙げられる。 Benzyltrialkylammonium chloride, benzyltriethylammonium chloride, benzyltripropylammonium chloride, benzyltributylammonium chloride, benzyllauryldimethylammonium chloride, benzylcetyldimethylammonium chloride, benzylstearyldimethylammonium chloride,
Benzyltrialkylammonium hydroxides in which the chloride ions constituting the benzyltrialkylammonium chlorides are replaced by hydroxide ions,
Benzyltrialkylammonium fluorides in which the chlorine ions constituting the benzyltrialkylammonium chlorides are replaced by fluorine ions,
Benzyltrialkylammonium bromides in which the chlorine ions constituting the benzyltrialkylammonium chlorides are replaced by bromine ions,
Benzyltrialkylammonium iodides in which the chlorine ions constituting the benzyltrialkylammonium chlorides are replaced by iodine ions,
Benzyltrialkylammonium hydrogensulfates in which the chlorine ions constituting the benzyltrialkylammonium chlorides are replaced by hydrogensulfate ions,
Benzyltrialkylammonium sulfites in which the chlorine ions constituting the benzyltrialkylammonium chlorides are replaced by sulfite ions,
Benzyltrialkylammonium perchlorate in which the chlorine ions constituting the benzyltrialkylammonium chlorides are replaced by perchlorate ions,
Benzyltrialkylammonium tetrafluoroborate in which the chlorine ions constituting the benzyltrialkylammonium chlorides are replaced by tetrafluoroborate ions,
Benzyltrialkylammonium hexafluorophosphate in which the chlorine ion constituting the benzyltrialkylammonium chloride is replaced by a hexafluorophosphate ion,
Benzyltrialkylammonium acetates in which the chloride ions constituting the benzyltrialkylammonium chlorides are replaced by acetate ions,
Examples thereof include p-toluenesulfonic acid benzyltrialkylammonium chlorides and benzalkonium chloride in which the chlorine ions constituting the benzyltrialkylammonium chlorides are replaced by p-toluenesulfonic acid ions.

ポリエーテル類としては、１２−クラウン−４、１８−クラウン−６、アザクラウン、チアクラウンなどが挙げられる。 Examples of polyethers include 12-crown-4, 18-crown-6, azacrown, and thiacrown.

ホスホニウム塩としては、塩化テトラエチルホスホニウム、塩化テトラブチルホスホニウム、塩化トリオクチルエチルホスホニウム、塩化トリブチルヘキサデシルホスホニウム等の塩化テトラアルキルホスホニウム類、
前記塩化テトラアルキルホスホニウム類を構成する塩素イオンが臭素イオンに代わった臭化テトラアルキルホスホニウム類、
前記塩化テトラアルキルホスホニウム類を構成する塩素イオンがヨウ素イオンに代わったヨウ化テトラアルキルホスホニウム類、
塩化ベンジルトリメチルホスホニウム、臭化ベンジルトリメチルホスホニウム、ヨウ化ベンジルトリメチルホスホニウム、塩化トリフェニルベンジルホスホニウム、塩化トリフェニルエチルホスホニウム、塩化テトラフェニルホスホニウム等の塩化フェニルホスホニウム類、
前記塩化フェニルホスホニウム類を構成する塩素イオンが臭素イオンに代わった臭化フェニルホスホニウム類、
前記塩化フェニルホスホニウム類を構成する塩素イオンがヨウ素イオンに代わったヨウ化フェニルホスホニウム類などが挙げられる。 Examples of phosphonium salts include tetraalkylphosphonium chlorides such as tetraethylphosphonium chloride, tetrabutylphosphonium chloride, trioctylethylphosphonium chloride, tributylhexadecylphosphonium chloride,
Tetraalkylphosphonium bromides in which the chlorine ions constituting the tetraalkylphosphonium chlorides are replaced by bromine ions,
Tetraalkylphosphonium iodides in which the chlorine ions constituting the tetraalkylphosphonium chlorides are replaced by iodine ions,
Phenylphosphonium chlorides such as benzyltrimethylphosphonium chloride, benzyltrimethylphosphonium bromide, benzyltrimethylphosphonium iodide, triphenylbenzylphosphonium chloride, triphenylethylphosphonium chloride, tetraphenylphosphonium chloride,
Phenylphosphonium bromides in which the chlorine ions constituting the phenylphosphonium chlorides are replaced by bromine ions,
Examples thereof include phenylphosphonium iodides in which the chlorine ions constituting the phenylphosphonium chlorides are replaced by iodine ions.

ピリジニウム塩としては、塩化Ｎ−ブチルピリジニウム、塩化Ｎ−ペンチルピリジニウム、塩化Ｎ−オクチルピリジニウム、塩化Ｎ−ドデシルピリジニウム、塩化Ｎ−ヘキサデシルピリジニウム、塩化Ｎ−オクタデシルピリジニウム、塩化Ｎ−ドデシルピリジニウム、塩化Ｎ−ヘキサデシルピリジニウム、塩化Ｎ−オクタデシルピリジニウム、塩化Ｎ−ベンジルピリジニウム等の塩化Ｎ−置換ピリジニウム類、
前記塩化Ｎ−置換ピリジニウム類を構成する塩素イオンが臭素イオンに代わった臭化Ｎ−置換ピリジニウム類、
前記塩化Ｎ−置換ピリジニウム類を構成する塩素イオンがヨウ素イオンに代わったヨウ化Ｎ−置換ピリジニウム類などが挙げられる。 Pyridinium salts include N-butylpyridinium chloride, N-pentylpyridinium chloride, N-octylpyridinium chloride, N-dodecylpyridinium chloride, N-hexadecylpyridinium chloride, N-octadecylpyridinium chloride, N-dodecylpyridinium chloride, N -N-substituted pyridinium chlorides such as hexadecylpyridinium, N-octadecylpyridinium chloride, N-benzylpyridinium chloride,
N-substituted pyridinium bromides in which the chlorine ions constituting the N-substituted pyridinium chlorides are replaced by bromine ions,
Examples thereof include N-substituted pyridinium iodides in which the chlorine ions constituting the N-substituted pyridinium chlorides are replaced by iodine ions.

ピコリニウム塩としては、前記塩化Ｎ−置換ピリジニウム類を構成するピリジニウムイオンがピコリニウムイオンに代わった塩化Ｎ−置換ピコリニウム類、
前記塩化Ｎ−置換ピコリニウム類を構成する塩素イオンが臭素イオンに代わった臭化Ｎ−置換ピコリニウム類、
前記塩化Ｎ−置換ピコリニウム類を構成する塩素イオンがヨウ素イオンに代わったヨウ化Ｎ−置換ピコリニウム類などが挙げられる。 Examples of picolinium salts include N-substituted picolinium chlorides in which the pyridinium ions constituting the N-substituted pyridinium chlorides are replaced by picolinium ions,
N-substituted picolinium bromides in which chloride ions constituting the N-substituted picolinium chlorides are replaced by bromine ions,
Examples thereof include N-substituted picolinium iodides in which chloride ions constituting the N-substituted picolinium chlorides are replaced by iodine ions.

反応収率の観点から、相間移動触媒としてアンモニウム塩を使用するときは塩化ベンジルトリブチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化トリオクチルメチルアンモニウムが好ましく、ホスホニウム塩を使用するときは塩化テトラブチルホスホニウムが好ましく使用される。経済的な面から考えるとアンモニウム塩を使用することが特に好ましい。 From the viewpoint of reaction yield, benzyltributylammonium chloride, tetrabutylammonium chloride and trioctylmethylammonium chloride are preferred when using ammonium salts as phase transfer catalysts, and tetrabutylphosphonium chloride is preferred when using phosphonium salts. Is done. From the economical aspect, it is particularly preferable to use an ammonium salt.

反応に用いる相間移動触媒の量は、式（ＩＶａ）および／または（ＩＶｂ）で表されるα−アルキルオキサリル−γ−ブチロラクトンのエノール塩に対して任意に設定できるが、反応収率とコストを考えると、０．０００１〜５当量が望ましく、０．００１〜１当量がさらに望ましい。 The amount of the phase transfer catalyst used in the reaction can be arbitrarily set with respect to the enol salt of α-alkyloxalyl-γ-butyrolactone represented by the formula (IVa) and / or (IVb). In consideration, 0.0001 to 5 equivalents are desirable, and 0.001 to 1 equivalents are more desirable.

工程（２）において、反応溶媒としては、例えば、水単独、有機溶媒単独、水および有機溶媒の混合溶媒が挙げられる。有機溶媒は疎水性有機溶媒でも水と相溶性のある有機溶媒でもよい。中でも相間移動触媒が有効に働くことから、反応溶媒としては水と疎水性有機溶媒との混合溶媒が好ましい。その際、疎水性有機溶媒として、工程（１）で使用した溶媒をそのまま用いてもよいし、必要に応じてさらに溶媒を添加しても良い。水は、例えば、ホルムアルデヒドの水溶液に含まれる水を利用することができるが、別途添加しても良い。疎水性有機溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチルエステルなどのエステル類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、ｔ−ブチルエチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテルなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族化合物類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンなどのアルカン類、クロロホルム、ジクロロメタンなどのハロゲン化物類などが挙げられる。また、メタノール、エタノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノールなどのアルコール類、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、プロピオニトリルなどの極性溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど、水、疎水性有機溶媒あるいは両方と相溶性を有する溶媒も使用できる。これらの疎水性有機溶媒、相溶性のある溶媒は、それぞれ単一で用いても混合して用いても良い。 In the step (2), examples of the reaction solvent include water alone, an organic solvent alone, and a mixed solvent of water and an organic solvent. The organic solvent may be a hydrophobic organic solvent or an organic solvent compatible with water. Among these, a mixed solvent of water and a hydrophobic organic solvent is preferable as the reaction solvent because the phase transfer catalyst works effectively. At that time, as the hydrophobic organic solvent, the solvent used in the step (1) may be used as it is, or a solvent may be further added as necessary. For example, water contained in an aqueous formaldehyde solution can be used, but it may be added separately. Examples of the hydrophobic organic solvent include esters such as ethyl acetate, butyl acetate, and oxalic acid diethyl ester, ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, t-butyl methyl ether, t-butyl ethyl ether, and cyclopentyl methyl ether. Examples thereof include aromatic compounds such as toluene and xylene, alkanes such as pentane, hexane, heptane, octane and cyclohexane, and halides such as chloroform and dichloromethane. Also, alcohols such as methanol, ethanol, i-propanol, n-butanol, t-butanol, polar solvents such as dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, acetonitrile, propionitrile, tetrahydrofuran, dioxane, water, hydrophobic organic solvents or Solvents compatible with both can also be used. These hydrophobic organic solvents and compatible solvents may be used alone or in combination.

溶媒量は、エノール塩の重量に対して０．０１〜３０倍が望ましく、釜効率を考慮すると０．１〜１０倍がより望ましい。また、水と有機溶媒との混合溶媒を使用する場合の混合割合は任意であり、特に制限されるものではない。 The amount of the solvent is preferably 0.01 to 30 times the weight of the enol salt, and more preferably 0.1 to 10 times considering the pot efficiency. Moreover, the mixing ratio in the case of using a mixed solvent of water and an organic solvent is arbitrary and is not particularly limited.

反応温度は特に限定されないが、−２０℃から溶媒の沸点の間で任意に設定できるが、合成されるα−メチレン−γ−ブチロラクトンが重合しやすい化合物であることを考えると、０〜５０℃の間で設定するのが望ましい。 Although the reaction temperature is not particularly limited, it can be arbitrarily set between −20 ° C. and the boiling point of the solvent. However, considering that the synthesized α-methylene-γ-butyrolactone is a compound that is easily polymerized, 0 to 50 ° C. It is desirable to set between.

反応時間は、反応温度にも因るが特に限定されず、０．１〜２４時間の間で任意に設定できるが、製品の安定性などを考慮すると、０．５〜５時間の間で設定するのが望ましい。 Although the reaction time depends on the reaction temperature, it is not particularly limited and can be arbitrarily set between 0.1 and 24 hours. However, considering the stability of the product, the reaction time is set between 0.5 and 5 hours. It is desirable to do.

反応後は、反応液中に塩が析出してくる。この塩を必要に応じてろ過等により除去しても良いし、ろ過せずにそのまま回収工程に移っても構わない。ろ液から、生成したα−メチレン−γ−ブチロラクトンを回収する方法としては、溶媒によって抽出し、抽出液を濃縮する方法が好ましい。用いる溶媒は、α−メチレン−γ−ブチロラクトンを溶解できる溶媒であれば、特に制限されないが、前記疎水性有機溶媒が好ましい。 After the reaction, salt precipitates in the reaction solution. This salt may be removed by filtration or the like as necessary, or may be directly transferred to the recovery step without being filtered. As a method for recovering the produced α-methylene-γ-butyrolactone from the filtrate, a method of extracting with a solvent and concentrating the extract is preferable. The solvent to be used is not particularly limited as long as it can dissolve α-methylene-γ-butyrolactone, but the hydrophobic organic solvent is preferable.

その後、濃縮残渣に対し、減圧蒸留、薄膜蒸留などの精製操作を行い、製品を取得することができる。その際、α−メチレン−γ−ブチロラクトンの重合防止のために、系内に重合防止剤を存在させることが好ましい。重合防止剤の種類は特に限定されないし、単独で用いても２種以上を併用しても良い。 Then, purification operations, such as vacuum distillation and thin film distillation, can be performed on the concentrated residue to obtain a product. At that time, in order to prevent the polymerization of α-methylene-γ-butyrolactone, it is preferable that a polymerization inhibitor is present in the system. The type of the polymerization inhibitor is not particularly limited, and may be used alone or in combination of two or more.

重合防止剤は、例えば反応前の原料仕込み時に添加しても良いし、工程（２）の反応液に添加しても良いし、抽出液に添加しても良いし、蒸留前に入れても良い。 The polymerization inhibitor may be added, for example, when the raw materials are charged before the reaction, or may be added to the reaction liquid in the step (2), may be added to the extract, or may be added before the distillation. good.

重合防止剤としては、ハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、２，４−ジメチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、ｔｅｒｔ−ブチル−カテコール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、ペンタエリスリトール、テトラキス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナメイト）、２−ｓｅｃ−ブチル−４，６−ジニトロフェノールなどのフェノール系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルパラフェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−２−ナフチルパラフェニレンジアミン、Ｎ−フェニレン−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）パラフェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（１，４−ジメチルフェニル）−パラフェニレンジアミン、Ｎ−（１，４−ジメチルフェニル）−Ｎ’−フェニル−パラフェニレンジアミンなどのアミン系化合物、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシル、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシル、ビス（１−オキシル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）セバケイトなどのＮ−オキシル系化合物、銅、塩化銅（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）などの金属化合物などが挙げられる。 Examples of the polymerization inhibitor include hydroquinone, p-methoxyphenol, 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, tert-butyl-catechol, 2,6- Phenols such as di-tert-butyl-4-methylphenol, pentaerythritol, tetrakis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate), 2-sec-butyl-4,6-dinitrophenol Compound, N, N'-diisopropylparaphenylenediamine, N, N'-di-2-naphthylparaphenylenediamine, N-phenylene-N '-(1,3-dimethylbutyl) paraphenylenediamine, N, N'- Bis (1,4-dimethylphenyl) -paraphenylenediamine, N- (1,4 Amine compounds such as (dimethylphenyl) -N′-phenyl-paraphenylenediamine, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 4-benzoyloxy-2,2,6,6 -N-oxyl compounds such as tetramethylpiperidine-N-oxyl and bis (1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) sebacate, copper, copper chloride (II), iron chloride And metal compounds such as (III).

重合防止剤の使用量は、適宜決めれば良いが、化合物（Ｖ）に対して１０ｐｐｍ以上が好ましく、効果を十分発揮させるには５０ｐｐｍ以上がより好ましい。一方、コスト面から考えると重合防止剤の使用量は、１００００ｐｐｍ以下であることが好ましく、５０００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。 Although the usage-amount of a polymerization inhibitor should just be determined suitably, 10 ppm or more is preferable with respect to compound (V), and 50 ppm or more is more preferable in order to fully exhibit an effect. On the other hand, from the viewpoint of cost, the amount of the polymerization inhibitor used is preferably 10,000 ppm or less, and more preferably 5000 ppm or less.

また、反応液中に空気などの分子状酸素含有ガスをバブリングすることによって重合防止をすることもできる。導入する空気などの分子状酸素含有ガスの量は、所望の重合防止効果が得られるように適宜設定できる。例えば、分子状酸素含有ガスとして空気を用いる場合、使用する原料１モルに対して０．５〜３．０ｍｌ／ｍｉｎでバブリングすることが好ましい。化合物（Ｖ）を含む反応液に重合防止剤を存在させ、併せて反応液中に空気などの分子状酸素含有ガスを導入しながら反応を行うことは重合防止効果の増幅という観点から特に好ましい。 In addition, polymerization can be prevented by bubbling a molecular oxygen-containing gas such as air in the reaction solution. The amount of the molecular oxygen-containing gas such as air to be introduced can be appropriately set so as to obtain a desired polymerization preventing effect. For example, when air is used as the molecular oxygen-containing gas, it is preferable to perform bubbling at 0.5 to 3.0 ml / min with respect to 1 mol of the raw material used. It is particularly preferable from the viewpoint of amplification of the polymerization prevention effect that the polymerization inhibitor is present in the reaction liquid containing the compound (V) and the reaction is performed while introducing a molecular oxygen-containing gas such as air into the reaction liquid.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in more detail, this invention is not limited to an Example.

生成物の同定は核磁気共鳴装置（^１Ｈ−ＮＭＲ）で行い、純度分析はガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により実施した。 The product was identified with a nuclear magnetic resonance apparatus ( ¹ H-NMR), and the purity analysis was performed with gas chromatography (GC).

＜実施例１＞
〔α−エチルオキサリル−γ−ブチロラクトンのエノール塩の合成〕
２１％ナトリウムエトキシド／エタノール溶液４２．１ｇ（０．１３モル）をスリーワンモーターに連動した攪拌羽を付けて窒素置換した三口フラスコに仕込み、氷水で冷却した。シュウ酸ジエチルエステル２６．３ｇ（０．１８モル）を滴下ロートより滴下し、次いでγ−ブチロラクトン８．６０ｇ（０．１０モル）を約３０分かけて滴下した。滴下終了後、室温で３時間攪拌を続け、スラリー状のα−エチルオキサリル−γ−ブチロラクトンのエノール塩を得た。 <Example 1>
[Synthesis of α-ethyloxalyl-γ-butyrolactone enol salt]
A 21% sodium ethoxide / ethanol solution (42.1 g, 0.13 mol) was charged into a nitrogen-substituted three-necked flask equipped with a stirring blade linked to a three-one motor, and cooled with ice water. 26.3 g (0.18 mol) of oxalic acid diethyl ester was added dropwise from a dropping funnel, and then 8.60 g (0.10 mol) of γ-butyrolactone was added dropwise over about 30 minutes. After completion of the dropping, stirring was continued at room temperature for 3 hours to obtain a slurry-like enol salt of α-ethyloxalyl-γ-butyrolactone.

〔α−メチレン−γ−ブチロラクトンの合成〕
得られたエノール塩に、相間移動触媒として塩化ベンジルトリブチルアンモニウム０．９３ｇ（０．００３モル）、ｔ−ブチルメチルエーテル４０ｇ、３７％ホルマリン８．１ｇ（ホルムアルデヒドとして０．１０モル）を加え、室温で２時間攪拌し、反応液の有機相と水相をデカントにて分離した。水相にｔ−ブチルメチルエーテルを１００ｍｌを加えて目的物をさらに抽出した。デカントした有機相および抽出液に４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−Ｎ−オキシル（１０ｍｇ）を添加して、エバポレーターにより濃縮後、得られた濃縮残渣を減圧蒸留してα−メチレン−γ−ブチロラクトン５．９ｇを得た（収率：６０％ＧＣ純度：９７％）。 [Synthesis of α-methylene-γ-butyrolactone]
To the obtained enol salt, 0.93 g (0.003 mol) of benzyltributylammonium chloride, 40 g of t-butylmethyl ether and 8.1 g of 37% formalin (0.10 mol as formaldehyde) were added as a phase transfer catalyst. And the organic phase and aqueous phase of the reaction solution were separated by decantation. The target product was further extracted by adding 100 ml of t-butyl methyl ether to the aqueous phase. 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl (10 mg) was added to the decanted organic phase and the extract, and after concentration by an evaporator, the resulting concentrated residue was distilled under reduced pressure. 5.9 g of α-methylene-γ-butyrolactone was obtained (yield: 60% GC purity: 97%).

＜実施例２＞
〔α−メチルオキサリル−β−メチル−γ−ブチロラクトンのエノール塩の合成〕
２８％ナトリウムメトキシド／メタノール溶液２５．１ｇ（０．１３モル）、トルエン１００ｍＬをスリーワンモーターに連動した攪拌羽を付けて窒素置換した三口フラスコに仕込み、氷水で冷却した。シュウ酸ジメチルエステル２１．２ｇ（０．１８モル）を投入し、次いでβ−メチル−γ−ブチロラクトン１０．０ｇ（０．１０モル）を約３０分かけて滴下した。滴下終了後、室温で２時間攪拌を続け、スラリー状のα−エチルオキサリル−β−メチル−γ−ブチロラクトンのエノール塩を得た。その後、反応液中のメタノールを水浴５０℃に設定したエバポレーターにて減圧下、留去した。 <Example 2>
[Synthesis of enol salt of α-methyloxalyl-β-methyl-γ-butyrolactone]
A 28% sodium methoxide / methanol solution (25.1 g, 0.13 mol) and toluene (100 mL) were charged into a three-necked flask purged with nitrogen with a stirring blade linked to a three-one motor, and cooled with ice water. 21.2 g (0.18 mol) of dimethyl oxalate was added, and then 10.0 g (0.10 mol) of β-methyl-γ-butyrolactone was added dropwise over about 30 minutes. After completion of the dropwise addition, stirring was continued at room temperature for 2 hours to obtain a slurry-like enol salt of α-ethyloxalyl-β-methyl-γ-butyrolactone. Thereafter, methanol in the reaction solution was distilled off under reduced pressure using an evaporator set at 50 ° C. in a water bath.

〔α−メチレン−β−メチル−γ−ブチロラクトンの合成〕
得られたエノール塩に、相間移動触媒として塩化ベンジルトリブチルアンモニウム０．８３ｇ（０．００３モル）、３７％ホルマリン８．１ｇ（ホルムアルデヒドとして０．１０モル）を加え、氷冷下で２時間攪拌し、反応液の有機相と水相をデカントにて分離した。水相にトルエン１００ｍｌを加えて目的物をさらに抽出した。デカントした有機相および抽出液に４−メトキシフェノール（１００ｍｇ）を添加して、水浴４０℃に設定したエバポレーターにて濃縮後、得られた濃縮残渣を減圧蒸留してα−メチレン−β−メチル−γ−ブチロラクトン８．４ｇを得た（収率：７５％、ＧＣ純度：９９％）。 [Synthesis of α-methylene-β-methyl-γ-butyrolactone]
To the resulting enol salt, 0.83 g (0.003 mol) of benzyltributylammonium chloride and 8.1 g of 37% formalin (0.10 mol as formaldehyde) were added as phase transfer catalysts, and the mixture was stirred for 2 hours under ice cooling. The organic phase and aqueous phase of the reaction solution were separated by decantation. The target product was further extracted by adding 100 ml of toluene to the aqueous phase. 4-Methoxyphenol (100 mg) was added to the decanted organic phase and the extract, and after concentration with an evaporator set at a water bath of 40 ° C., the resulting concentrated residue was distilled under reduced pressure to obtain α-methylene-β-methyl- 8.4 g of γ-butyrolactone was obtained (yield: 75%, GC purity: 99%).

＜実施例３＞
〔α−メチルオキサリル−β−メチル−γ−ブチロラクトンのエノール塩の合成〕
ナトリウムメトキシド７．０ｇ（０．１３モル）、トルエン１００ｍＬをスリーワンモーターに連動した攪拌羽を付けて窒素置換した三口フラスコに仕込み、氷水で冷却した。シュウ酸ジメチルエステル２１．２ｇ（０．１８モル）を投入し、次いでβ−エチル−γ−ブチロラクトン１１．４ｇ（０．１０モル）を約３０分かけて滴下した。滴下終了後、室温で２時間攪拌を続け、スラリー状のα−メチルオキサリル−β−エチル−γ−ブチロラクトンのエノール塩を得た。 <Example 3>
[Synthesis of enol salt of α-methyloxalyl-β-methyl-γ-butyrolactone]
Sodium methoxide (7.0 g, 0.13 mol) and toluene (100 mL) were charged into a nitrogen-substituted three-necked flask equipped with a stirring blade linked to a three-one motor, and cooled with ice water. 21.2 g (0.18 mol) of oxalic acid dimethyl ester was added, and then 11.4 g (0.10 mol) of β-ethyl-γ-butyrolactone was added dropwise over about 30 minutes. After completion of the dropwise addition, stirring was continued at room temperature for 2 hours to obtain a slurry-like enol salt of α-methyloxalyl-β-ethyl-γ-butyrolactone.

〔α−メチレン−β−エチル−γ−ブチロラクトンの合成〕
得られたエノール塩に、相間移動触媒として塩化トリオクチルメチルアンモニウム１．２１ｇ（０．００３モル）、３７％ホルマリン８．１ｇ（ホルムアルデヒドとして０．１０モル）を加え、４０℃で２時間攪拌し、反応液の有機相と水相をデカントにて分離した。水相にトルエン１００ｍｌを加えて目的物をさらに抽出した。以降は実施例１と同様に操作してα−メチレン−β−エチル−γ−ブチロラクトン９．６ｇを得た（収率：７６％、ＧＣ純度：９９％）。 [Synthesis of α-methylene-β-ethyl-γ-butyrolactone]
To the obtained enol salt, 1.21 g (0.003 mol) of trioctylmethylammonium chloride and 8.1 g of 37% formalin (0.10 mol of formaldehyde) were added as a phase transfer catalyst, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours. The organic phase and aqueous phase of the reaction solution were separated by decantation. The target product was further extracted by adding 100 ml of toluene to the aqueous phase. Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to obtain 9.6 g of α-methylene-β-ethyl-γ-butyrolactone (yield: 76%, GC purity: 99%).

＜実施例４＞
〔α−メチルオキサリル−β，γ−ジメチル−γ−ブチロラクトンのエノール塩の合成〕
２８％ナトリウムメトキシド／メタノール溶液２５．１ｇ（０．１３モル）、トルエン１００ｍＬをスリーワンモーターに連動した攪拌羽を付けて窒素置換した三口フラスコに仕込み、氷水で冷却した。シュウ酸ジメチルエステル２１．２ｇ（０．１８モル）を投入し、次いでβ，γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン１１．４ｇ（０．１０モル）を約３０分かけて滴下した。滴下終了後、室温で２時間攪拌を続け、スラリー状のα−エチルオキサリル−β，γ−ジメチル−γ−ブチロラクトンのエノール塩を得た。その後、反応液中のメタノールを水浴５０℃に設定したエバポレーターにて減圧下、留去した。 <Example 4>
[Synthesis of enol salt of α-methyloxalyl-β, γ-dimethyl-γ-butyrolactone]
A 28% sodium methoxide / methanol solution (25.1 g, 0.13 mol) and toluene (100 mL) were charged into a three-necked flask purged with nitrogen with a stirring blade linked to a three-one motor, and cooled with ice water. 21.2 g (0.18 mol) of dimethyl oxalate was added, and then 11.4 g (0.10 mol) of β, γ-dimethyl-γ-butyrolactone was added dropwise over about 30 minutes. After completion of the dropwise addition, stirring was continued at room temperature for 2 hours to obtain a slurry-like enol salt of α-ethyloxalyl-β, γ-dimethyl-γ-butyrolactone. Thereafter, methanol in the reaction solution was distilled off under reduced pressure using an evaporator set at 50 ° C. in a water bath.

〔α−メチレン−β，γ−ジメチル−γ−ブチロラクトンの合成〕
得られたエノール塩に、相間移動触媒として塩化テトラブチルホスホニウム０．８９ｇ（０．００３モル）、３７％ホルマリン８．１ｇ（ホルムアルデヒドとして０．１０モル）を加え、室温で２時間攪拌し、反応液の有機相と水相をデカントにて分離した。水相にｔ−ブチルメチルエーテル１００ｍｌを加えて目的物をさらに抽出した。デカントした有機相および抽出液を水浴４０℃に設定したエバポレーターにて濃縮後、得られた濃縮残渣にｐ−メトキシフェノール（１０ｍｇ）を添加後、減圧蒸留してα−メチレン−β，γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン８．８ｇを得た（収率：７０％、ＧＣ純度：９９％）。 [Synthesis of α-methylene-β, γ-dimethyl-γ-butyrolactone]
To the obtained enol salt, 0.89 g (0.003 mol) tetrabutylphosphonium chloride and 8.1 g (0.10 mol as formaldehyde) as phase transfer catalyst were added and stirred at room temperature for 2 hours to react. The organic phase and aqueous phase of the liquid were separated by decantation. The target product was further extracted by adding 100 ml of t-butyl methyl ether to the aqueous phase. The decanted organic phase and the extract were concentrated using an evaporator set to a water bath of 40 ° C., p-methoxyphenol (10 mg) was added to the resulting concentrated residue, and distilled under reduced pressure to α-methylene-β, γ-dimethyl. 8.8 g of γ-butyrolactone was obtained (yield: 70%, GC purity: 99%).

Claims

(1) The following general formula (I)

[In Formula (I), R ¹ represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R ¹ ′ represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. . ]
Γ-butyrolactone represented by the general formula (II)

[In Formula (II), R ² represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. ]
Oxalates represented by the general formula (III)
R ³ -OM (III)
[In Formula (III), R ³ represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and M represents an alkali metal. ]
And an alcoholate represented by the general formula (IVa) and / or (IVb)

[In Formula (IVa) and / or (IVb), R ¹ , R ² and R ³ each independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R ¹ ′ represents a hydrogen atom Alternatively, it represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and M represents an alkali metal. ]
Obtaining an enol salt of α-alkyloxalyl-γ-butyrolactone represented by:
(2) The enol salt represented by the general formula (IVa) and / or (IVb) is reacted with formaldehyde to give the following general formula (V)

Wherein ^{^{(V), R 1, R}} 1 ' is ^R 1, ^{R 1} in formula (I)' is synonymous with. ]
A process for obtaining α-methylene-γ-butyrolactone represented by formula (IV), wherein in the step (2), the enol salt of formula (IVa) and / or (IVb) and formaldehyde are present in the presence of a phase transfer catalyst. A process for producing α-methylene-γ-butyrolactone, which is reacted below.