JP2010047551A - Method of preparing haloalkane carboxylate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of easily and efficiently preparing a haloalkane carboxylate with a high yield in one step using a hydroxyalkane carboxylate as a starting material. <P>SOLUTION: According to the method, a haloalkane carboxylate is prepared by halogenating a hydroxyalkane carboxylate using a halogenation agent in the presence of an N,N-dialkylformamide. N,N-dimethylformamide may be used as an N,N-dialkylformamide, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionate may be used as a hydroxyalkane carboxylate, and thionyl chloride may be used as a halogenation agent. The halogenation reaction may further be caused to proceed at a temperature not lower than the boiling point of the halogenation agent, subsequent to causing it to proceed at a temperature not higher than the boiling point of the halogenation agent. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、医薬、農薬、香料などのファインケミカルの中間体などとして有用なハロアルカンカルボン酸エステルの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a haloalkane carboxylic acid ester useful as an intermediate for fine chemicals such as pharmaceuticals, agricultural chemicals and fragrances.

ハロアルカンカルボン酸エステル(3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルなど)の製造方法として、ハロアルカンカルボン酸ハライド(3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸クロライドなど)を経由して製造する方法が知られている。   A method for producing a haloalkanecarboxylic acid ester (such as 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid ester) via a haloalkanecarboxylic acid halide (such as 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid chloride). It has been known.

例えば、Yanbian Daxue Xuebao,Ziran Kexueban、2004年、30巻、270〜273頁(非特許文献1)には、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸をピリジンとN,N−ジメチルホルムアミドを触媒として、塩化チオニルで塩素化して3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸クロライドを得る方法が記載されている。しかし、この方法で、3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルを得るには、さらにエステル化を行わなければならない。また、触媒としてピリジンも使用されている。   For example, Yanbian Daxue Xuebao, Ziran Kexueban, 2004, 30, 270-273 (Non-patent Document 1), 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionic acid is catalyzed by pyridine and N, N-dimethylformamide. Describes a method for obtaining 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid chloride by chlorination with thionyl chloride. However, in order to obtain 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid ester by this method, further esterification must be performed. Pyridine is also used as a catalyst.

また、Huaxue Yu Shengwu Gongcheng、2005年、22巻、52〜54頁(非特許文献2)、Huaxue Shijie 2003年、44巻、651〜652、655頁(非特許文献3)、Faming Zhuanli Shenqing Gongkai Shuomingshu 2004年、1491932頁(非特許文献4)、Zhongguo Yiyao Gongye Zazhi 2003年、34巻、373〜374頁(非特許文献5)には、2,2−ジメチルプロピオン酸クロライドを塩素ガスを用いて塩素化し、3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸クロライドを得る方法が記載されている。しかし、これらの方法では、毒性ガスの塩素を使用するため、工業的に実施する上で障害となる。また、3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルを得るには、さらに、エステル化を行わなければならない。   Also, Huaxue Yu Shengwu Gongcheng, 2005, 22, 52-54 (Non-patent Document 2), Huaxue Shijie 2003, 44, 651-652, 655 (Non-patent Document 3), Faming Zhuanli Shenqing Gongkai Shuomingshu 2004, 1491932 (Non-patent document 4), Zhongguo Yiyao Gongye Zazhi 2003, 34, 373-374 (Non-patent document 5), 2,2-dimethylpropionic acid chloride was chlorinated using chlorine gas. A process for obtaining 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid chloride is described. However, these methods use chlorine, which is a toxic gas, and thus impede industrial implementation. Further, in order to obtain 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid ester, further esterification must be performed.

また、非特許文献4には、2,2−ジメチルプロピオン酸を三塩化リンで2,2−ジメチルプロピオン酸クロライドに導き、続いて塩素ガスにより3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸クロライドを得る方法が記載されている。一方、Huaxue Shiji 2003年、25巻、91−92頁(非特許文献6)には、2,2−ジメチルプロピオン酸を塩素ガスにより3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸に導き、続いて、塩化チオニルにより塩素化して、3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸クロライドを得る方法が記載されている。しかし、これらの方法でも、毒性ガスの塩素を使用するため、工業的に実施する上で障害となる。また、3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルを得るには、さらに、エステル化を行わなければならない。   In Non-Patent Document 4, 2,2-dimethylpropionic acid is led to 2,2-dimethylpropionic acid chloride with phosphorus trichloride, and then 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid chloride is converted with chlorine gas. The method of obtaining is described. On the other hand, Huaxue Shiji 2003, Vol. 25, pp. 91-92 (Non-patent Document 6) introduces 2,2-dimethylpropionic acid to 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid with chlorine gas, Describes a method for obtaining 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid chloride by chlorination with thionyl chloride. However, even in these methods, chlorine, which is a toxic gas, is an obstacle to industrial implementation. Further, in order to obtain 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid ester, further esterification must be performed.

このように、酸ハライドを経てヒドロキシアルカンカルボン酸エステル(3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルなど)を製造する方法は、2工程の反応が必要となる。また、エステル化に伴って副生する塩化水素などのハロゲン含有ガスを除去することも必要となり、工程が煩雑である。
Yanbian Daxue Xuebao,Ziran Kexueban、2004年、30巻、270〜273頁 Huaxue Yu Shengwu Gongcheng、2005年、22巻、52〜54頁 Huaxue Shijie 2003年、44巻、651〜652、655頁 Faming Zhuanli Shenqing Gongkai Shuomingshu 2004年、1491932項 Zhongguo Yiyao Gongye Zazhi 2003年、34巻、373〜374頁 Huaxue Shiji 2003年、25巻、91−92頁
Thus, the method for producing a hydroxyalkanecarboxylic acid ester (such as 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionic acid ester) via an acid halide requires a two-step reaction. In addition, it is necessary to remove a halogen-containing gas such as hydrogen chloride produced as a by-product with esterification, and the process is complicated.
Yanbian Daxue Xuebao, Ziran Kexueban, 2004, 30, 270-273 Huaxue Yu Shengwu Gongcheng, 2005, 22, 52-54 Huaxue Shijie 2003, 44, 651-652, 655 Faming Zhuanli Shenqing Gongkai Shuomingshu 2004, 1491932 Zhongguo Yiyao Gongye Zazhi 2003, 34, 373-374 Huaxue Shiji 2003, 25, 91-92

従って、本発明の目的は、工業的な規模であっても、簡便に且つ効率よく、1工程でハロアルカンカルボン酸エステルを高収率で製造でき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 capable of producing a haloalkanecarboxylic acid ester in a high yield in one step simply and efficiently even on an industrial scale.

本発明者らは、前記課題を達成するために鋭意検討した結果、N,N−ジメチルホルムアミドが触媒として作用するとともに、ヒドロキシアルカンカルボン酸を遊離の酸の形態ではなくエステルの形態で用い、ハロゲン化剤でハロゲン化すると、1工程で、純度の高いハロアルカンカルボン酸エステルを高収率で製造できることを見出し本発明を完成した。また、反応温度について、反応温度をハロゲン化剤の沸点未満に設定して反応中間体を生成させ、反応温度をハロゲン化剤の沸点以上に設定して反応中間体からハロアルカンカルボン酸エステルに変換すると、反応中間体で反応が停止することなく、ハロアルカンカルボン酸エステルを簡便にかつ効率よく製造できることを見出した。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that N, N-dimethylformamide acts as a catalyst and uses hydroxyalkanecarboxylic acid in the form of an ester rather than in the form of a free acid. It was found that when halogenated with an agent, a high-purity haloalkanecarboxylic acid ester can be produced in a high yield in one step, the present invention was completed. In addition, when the reaction temperature is set to be lower than the boiling point of the halogenating agent to generate a reaction intermediate, and the reaction temperature is set to be higher than the boiling point of the halogenating agent to convert the reaction intermediate to a haloalkanecarboxylic acid ester. The present inventors have found that haloalkanecarboxylic acid esters can be produced easily and efficiently without stopping the reaction at the reaction intermediate.

すなわち、本発明の方法では、N,N−ジアルキルホルムアミドの存在下、ヒドロキシアルカンカルボン酸エステルをハロゲン化剤を用いてハロゲン化し、ハロアルカンカルボン酸エステルを製造する。   That is, in the method of the present invention, a hydroxyalkanecarboxylic acid ester is halogenated using a halogenating agent in the presence of N, N-dialkylformamide to produce a haloalkanecarboxylic acid ester.

この方法において、前記N,N−ジアルキルホルムアミドがN,N−ジメチルホルムアミドであり、前記ヒドロキシアルカンカルボン酸エステルが3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルであり、前記ハロゲン化剤が塩化チオニルであってもよい。   In this method, the N, N-dialkylformamide is N, N-dimethylformamide, the hydroxyalkanecarboxylic acid ester is 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionic acid ester, and the halogenating agent is thionyl chloride. It may be.

ハロゲン化反応を、ハロゲン化剤の沸点未満の温度で進行させた後、さらにハロゲン化剤の沸点以上の温度で進行させる方法であってもよい。例えば、反応に不活性な溶媒中、ハロゲン化剤として塩化チオニルを用い、ハロゲン化反応を、50〜75℃で進行させた後、さらに80℃以上であって反応系の沸点以下の温度で進行させる方法であってもよい。   A method of allowing the halogenation reaction to proceed at a temperature lower than the boiling point of the halogenating agent and then proceeding at a temperature equal to or higher than the boiling point of the halogenating agent may be used. For example, in a solvent inert to the reaction, thionyl chloride is used as a halogenating agent, and the halogenation reaction is allowed to proceed at 50 to 75 ° C., and further proceeds at a temperature of 80 ° C. or higher and below the boiling point of the reaction system. It is also possible to use a method.

各成分の割合は、例えば、前記ヒドロキシアルカンカルボン酸エステル1モルに対して、ハロゲン化剤の割合が1〜2モルであり、N,N−ジアルキルホルムアミドの割合が0.01〜0.2モルであってもよい。   The proportion of each component is, for example, 1 to 2 mol of the halogenating agent and 1 to 0.2 mol of N, N-dialkylformamide with respect to 1 mol of the hydroxyalkanecarboxylic acid ester. It may be.

前記製造方法は、反応に不活性な芳香族炭化水素溶媒中でハロゲン化する反応工程と、この反応工程の後、反応混合液に水を添加してハロアルカンカルボン酸エステルを有機相に抽出する工程と、抽出したハロアルカンカルボン酸エステルを減圧蒸留によって単離する工程とを含む方法であってもよい。   The production method includes a reaction step of halogenating in an aromatic hydrocarbon solvent inert to the reaction, and a step of adding water to the reaction mixture and extracting the haloalkanecarboxylic acid ester to the organic phase after this reaction step. And a step of isolating the extracted haloalkanecarboxylic acid ester by distillation under reduced pressure.

前記製造方法は、N,N−ジメチルホルムアミドの存在下、芳香族炭化水素溶媒中、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルをハロゲン化剤を用いてハロゲン化し、反応混合液を中和した後、水を混合して3−ハロ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルを有機相に抽出し、抽出液を濃縮し、減圧蒸留する方法であってもよい。   In the above production method, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionic acid ester is halogenated with an aromatic agent in an aromatic hydrocarbon solvent in the presence of N, N-dimethylformamide, and the reaction mixture is neutralized. Then, water may be mixed to extract 3-halo-2,2-dimethylpropionic acid ester into the organic phase, and the extract may be concentrated and distilled under reduced pressure.

本発明では、N,N−ジアルキルホルムアミドの存在下、ヒドロキシアルカンカルボン酸をカルボン酸エステルの形態でハロゲン化剤によるハロゲン化反応に供するので、1工程でハロアルカンカルボン酸エステルを高収率で製造できる。また、工業的な規模であっても、簡便に且つ効率よく、ハロアルカンカルボン酸エステルで製造できる。   In the present invention, a hydroxyalkanecarboxylic acid is subjected to a halogenation reaction with a halogenating agent in the form of a carboxylic acid ester in the presence of N, N-dialkylformamide, so that a haloalkane carboxylic acid ester can be produced in a single step with a high yield. . Moreover, even if it is an industrial scale, it can manufacture with haloalkane carboxylic acid ester simply and efficiently.

本発明では、N,N−ジアルキルホルムアミドの存在下、ヒドロキシアルカンカルボン酸をカルボン酸エステルの形態で用い、ハロゲン化剤を用いてハロゲン化し、ハロアルカンカルボン酸エステルを製造する。   In the present invention, a hydroxyalkanecarboxylic acid is used in the form of a carboxylic acid ester in the presence of N, N-dialkylformamide and halogenated using a halogenating agent to produce a haloalkane carboxylic acid ester.

ヒドロキシアルカンカルボン酸エステルとしては特に制限されず、例えば、下記式(I)で表される化合物などが挙げられる。   The hydroxyalkanecarboxylic acid ester is not particularly limited, and examples thereof include compounds represented by the following formula (I).

Figure 2010047551
Figure 2010047551

式(I)中、R及びRは、同一又は異なって、水素原子、又はアルキル基を表す。Rは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。m及びnは、同一又は異なって、0〜2の整数を表す。 In formula (I), R 1 and R 2 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an alkyl group. R 3 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group. m and n are the same or different and represent an integer of 0 to 2;

及びRで表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基などのC1−4アルキル基が例示される。好ましいR及びRは、水素原子又はC1−2アルキル基(特にメチル基)である。 Examples of the alkyl group represented by R 1 and R 2 include C 1-4 alkyl groups such as a methyl group and an ethyl group. Preferred R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a C 1-2 alkyl group (particularly a methyl group).

のアルキル基としては、例えば、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、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基などの直鎖又は分岐鎖状C1−20アルキル基(好ましくはC1−10アルキル基、さらに好ましくはC1−6アルキル基)などが挙げられる。Rのシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのC4−10シクロアルキル基(好ましくはC4−8シクロアルキル基)などが挙げられる。Rのアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基などのC6−12アリール基などが挙げられる。Rのアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基などのC6−12アリール−C1−4アルキル基などが挙げられる。Rのなかでも、直鎖又は分岐鎖状C1−6アルキル基、特に直鎖又は分岐鎖状C1−4アルキル基(例えば、イソブチル基など)が好ましい。エステルの形態で使用すると、副生成物の生成の抑制ができるとともに、目的化合物の分離を工業的に有利に行うことができ、有用な中間体のハロアルカンカルボン酸エステルを高収率で製造できる。 Examples of the alkyl group for R 3 include linear or branched C 1 such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, and pentyl group. -20 alkyl group (preferably C 1-10 alkyl group, more preferably C 1-6 alkyl group) and the like. Examples of the cycloalkyl group represented by R 3 include a C 4-10 cycloalkyl group (preferably a C 4-8 cycloalkyl group) such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. Examples of the aryl group for R 3 include C 6-12 aryl groups such as a phenyl group and a naphthyl group. Examples of the aralkyl group for R 3 include C 6-12 aryl-C 1-4 alkyl groups such as a benzyl group and a phenethyl group. Among R 3 , a linear or branched C 1-6 alkyl group, particularly a linear or branched C 1-4 alkyl group (for example, an isobutyl group) is preferable. When used in the form of an ester, the formation of by-products can be suppressed, the target compound can be advantageously separated industrially, and a useful intermediate haloalkanecarboxylic acid ester can be produced in a high yield.

なお、本発明で得られたハロアルカンアルカンカルボン酸エステルに、更に金属アルコキシドを反応させてアルコキシアルカンカルボン酸エステルを調製する場合において、アルコキシ部のアルキル基とエステル部のアルキル基とを同一の基にすると、分離が困難な副生成物の生成を防止できる。例えば、ヒドロキシアルカンカルボン酸メチルを使用してハロアルカンカルボン酸メチルを製造した場合、このハロアルカンカルボン酸メチルとナトリウムイソブトキシドとを反応させると、イソブトキシアルカンカルボン酸メチル、イソブトキシアルカンカルボン酸イソブチル、メトキシアルカンカルボン酸メチル及びメトキシアルカンカルボン酸イソブチルが得られ、両化合物の分離が困難となる。一方、ヒドロキシアルカンカルボン酸イソブチルを使用し、ハロアルカンカルボン酸イソブチルを製造した場合、このハロアルカンカルボン酸イソブチルとナトリウムイソブトキシドとを反応させると、イソブトキシアルカンカルボン酸イソブチルのみを調製できる。   In addition, in the case of preparing an alkoxyalkanecarboxylic acid ester by further reacting a metal alkoxide with the haloalkanealkanecarboxylic acid ester obtained in the present invention, the alkyl group of the alkoxy part and the alkyl group of the ester part are made the same group. Then, generation of by-products that are difficult to separate can be prevented. For example, when methyl haloalkanecarboxylate is produced using methyl hydroxyalkanecarboxylate, when this methyl haloalkanecarboxylate is reacted with sodium isobutoxide, methyl isobutoxyalkanecarboxylate, isobutyloxyalkanecarboxylate, methoxy Methyl alkanecarboxylate and isobutyl methoxyalkanecarboxylate are obtained, making it difficult to separate both compounds. On the other hand, when isobutyl hydroxyalkanecarboxylate is used to produce isobutyl haloalkanecarboxylate, only isobutyl isobutoxyalkanecarboxylate can be prepared by reacting isobutyl haloalkanecarboxylate with sodium isobutoxide.

m及びnは、同一又は異なって、0〜2の整数を表すが、なかでも、mは1が好ましく、nは0が好ましい。   m and n are the same or different and represent an integer of 0 to 2. Among them, m is preferably 1, and n is preferably 0.

上記式(I)で表されるヒドロキシアルカンカルボン酸エステルとしては、例えば、2−ヒドロキシ−2,2−ジメチル酢酸エステル、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステル、4−ヒドロキシ−3,3−ジメチル酪酸エステル、4−ヒドロキシ−2,2−ジメチル酪酸エステルなどが挙げられる。具体的には、2−ヒドロキシ−2,2−ジメチル酢酸イソブチル、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチル、4−ヒドロキシ−3,3−ジメチル酪酸イソブチル、4−ヒドロキシ−2,2−ジメチル酪酸イソブチルなどが挙げられる。ヒドロキシアルカンカルボン酸エステルは単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステル(特に、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチル)が好ましい。この場合、反応が円滑に進行し、ハロアルカンカルボン酸エステルを高収率で製造できる。   Examples of the hydroxyalkanecarboxylic acid ester represented by the above formula (I) include 2-hydroxy-2,2-dimethylacetic acid ester, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionic acid ester, 4-hydroxy-3, Examples thereof include 3-dimethylbutyric acid ester and 4-hydroxy-2,2-dimethylbutyric acid ester. Specifically, 2-hydroxy-2,2-dimethylisobutyl acetate, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionate isobutyl, 4-hydroxy-3,3-dimethylbutyrate isobutyl, 4-hydroxy-2,2- Examples include isobutyl dimethyl butyrate. Hydroxyalkanecarboxylic acid esters can be used alone or in combination of two or more. Of these, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionic acid ester (particularly isobutyl 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionic acid) is preferable. In this case, the reaction proceeds smoothly and a haloalkanecarboxylic acid ester can be produced in high yield.

ハロゲン化剤としては、例えば、塩化チオニル、塩化ホスホリル、五塩化リン、三塩化リン、二塩化オキサリルなどの塩素化剤、臭化チオニル、三臭化リン、臭化オキサリルなどの臭素化剤、三フッ化ジアルキルアミノ硫黄などのフッ素化剤などを用いることができる。ハロゲン化剤は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのハロゲン化剤のうち、塩素化剤(例えば、塩化チオニルなど)が繁用される。塩化チオニルを用いると、目的化合物の収率を高めることができる。   Examples of the halogenating agent include chlorinating agents such as thionyl chloride, phosphoryl chloride, phosphorus pentachloride, phosphorus trichloride, oxalyl dichloride, brominating agents such as thionyl bromide, phosphorus tribromide, oxalyl bromide, and the like. A fluorinating agent such as dialkylamino sulfur fluoride can be used. A halogenating agent can be used individually or in combination of 2 or more types. Of these halogenating agents, chlorinating agents (for example, thionyl chloride) are frequently used. When thionyl chloride is used, the yield of the target compound can be increased.

ハロゲン化剤の割合(使用量)は、ヒドロキシアルカンカルボン酸エステル1モルに対して1〜2モル、好ましくは1.1〜1.5モル、さらに好ましくは1.05〜1.45モル(例えば、1.05〜1.2モル)程度であってもよい。ハロゲン化剤の割合が多すぎると副生成物が生じる一因となり兼ねない。   The ratio (amount used) of the halogenating agent is 1 to 2 mol, preferably 1.1 to 1.5 mol, more preferably 1.05 to 1.45 mol (for example, per mol of hydroxyalkanecarboxylic acid ester). 1.05 to 1.2 mol). If the proportion of the halogenating agent is too large, it may contribute to the formation of by-products.

N,N−ジアルキルホルムアミドは、触媒として機能する。そのため、ピリジンなどの塩基性化合物は必ずしも必要ない。N,N−ジアルキルホルムアミドとしては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド(を使用する場合が多い。N,N−ジアルキルホルムアミドは単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。   N, N-dialkylformamide functions as a catalyst. Therefore, a basic compound such as pyridine is not always necessary. As N, N-dialkylformamide, for example, N, N-dimethylformamide is often used. N, N-dialkylformamide can be used alone or in combination of two or more.

反応において、N,N−ジアルキルホルムアミドの割合(使用量)は特に制限されず、反応溶媒として用いてもよいが、収率、反応効率などの点から、例えば、ヒドロキシアルカンカルボン酸エステル1モルに対して、0.01〜0.3モル(例えば、0.01〜0.2モル)、好ましくは0.05〜0.2モル、0.07〜0.15モル程度であってもよい。   In the reaction, the ratio (amount used) of N, N-dialkylformamide is not particularly limited and may be used as a reaction solvent. From the viewpoint of yield, reaction efficiency, etc., for example, 1 mol of hydroxyalkanecarboxylic acid ester is used. On the other hand, it may be about 0.01 to 0.3 mol (for example, 0.01 to 0.2 mol), preferably about 0.05 to 0.2 mol, and about 0.07 to 0.15 mol.

ハロゲン化反応は、反応に不活性な溶媒中で行ってもよい。溶媒としては、反応を損なわない範囲で適宜選択でき、例えば、炭化水素類[脂肪族炭化水素(ヘキサン、ヘプタンなど)、脂環族炭化水素(シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素(トルエン、キシレンなど)など]、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのアルキルケトン、シクロヘキサノンなど)、エステル類(酢酸エチルなど)、エーテル類(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテルなどのジアルキルエーテルなど)などが挙げられる。これらの溶媒は、単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。これらの溶媒のうち、反応温度と反応効率、反応後の後処理を考慮すると、トルエンなどの芳香族炭化水素などが好ましい。   The halogenation reaction may be performed in a solvent inert to the reaction. As a solvent, it can select suitably in the range which does not impair reaction, for example, hydrocarbons [aliphatic hydrocarbons (hexane, heptane, etc.), alicyclic hydrocarbons (cyclohexane, etc.), aromatic hydrocarbons (toluene, xylene, etc.) Etc.], ketones (alkyl ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, cyclohexanone etc.), esters (such as ethyl acetate), ethers (dialkyl ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether) and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Of these solvents, aromatic hydrocarbons such as toluene are preferred in view of reaction temperature, reaction efficiency, and post-treatment after reaction.

前記溶媒の割合(使用量)は、ヒドロキシアルカンカルボン酸エステル1重量部に対して、0〜5重量部、好ましくは0.5〜2.5重量部(例えば、1.5〜2.5重量部)、さらに好ましくは1.0〜2.2重量部(例えば、1.8〜2.2重量部)程度であってもよい。   The ratio (amount used) of the solvent is 0 to 5 parts by weight, preferably 0.5 to 2.5 parts by weight (for example, 1.5 to 2.5 parts by weight) based on 1 part by weight of the hydroxyalkanecarboxylic acid ester. Part), more preferably about 1.0 to 2.2 parts by weight (for example, 1.8 to 2.2 parts by weight).

前記のように、本発明では、反応系はピリジンを実質的に含まなくてもよい(ピリジンの使用量は、例えば、ヒドロキシアルカンカルボン酸エステル1重量部に対して、0〜0.01重量部、好ましくは0〜0.001重量部程度であってもよい)。すなわち、本発明では、N,N−ジアルキルホルムアミドの存在下でヒドロキシアルカンカルボン酸エステルをハロゲン化剤を用いてハロゲン化すればよく、ピリジンを用いなくても円滑に反応を進行させることができる。   As described above, in the present invention, the reaction system may be substantially free of pyridine (the amount of pyridine used is, for example, 0 to 0.01 part by weight relative to 1 part by weight of hydroxyalkanecarboxylic acid ester). Preferably about 0 to 0.001 parts by weight). That is, in the present invention, the hydroxyalkanecarboxylic acid ester may be halogenated using a halogenating agent in the presence of N, N-dialkylformamide, and the reaction can proceed smoothly without using pyridine.

反応は、所定の温度で液相系において、通常、攪拌することにより行われる。ハロゲン化の温度は、ハロゲン化剤の種類に応じて適宜選択できる。例えば、ハロゲン化剤の沸点や、ハロゲン化剤の反応により生成するハロゲン含有ガス(塩化水素ガスなど)と一緒に未反応のハロゲン化剤が系外へ排出されることなどを考慮してハロゲン化の温度を設定してもよい。   The reaction is usually performed by stirring in a liquid phase system at a predetermined temperature. The halogenation temperature can be appropriately selected depending on the type of halogenating agent. For example, halogenation taking into account the boiling point of the halogenating agent and the fact that unreacted halogenating agent is discharged together with the halogen-containing gas (hydrogen chloride gas, etc.) generated by the reaction of the halogenating agent. The temperature may be set.

反応温度は、ハロゲン化剤や溶媒の種類などに応じて、0〜120℃(例えば、10〜110℃、好ましくは20〜100℃、さらに好ましくは25〜95℃)程度であってもよい。   The reaction temperature may be about 0 to 120 ° C. (for example, 10 to 110 ° C., preferably 20 to 100 ° C., more preferably 25 to 95 ° C.) depending on the kind of the halogenating agent and the solvent.

ハロゲン化反応は、各成分を反応系に一括して、又は逐次、連続的に供給してもよい。通常、ハロゲン化剤を反応系に逐次又は間欠的に添加したり、連続的に添加する場合が多い。例えば、ヒドロキシアルカンカルボン酸エステル、N,N−ジアルキルホルムアミド及び反応に不活性な溶媒の混合物にハロゲン化剤を所定の温度で滴下する場合が多い。   In the halogenation reaction, each component may be supplied to the reaction system all at once or sequentially or continuously. Usually, the halogenating agent is often added to the reaction system sequentially or intermittently or continuously. For example, a halogenating agent is often added dropwise to a mixture of a hydroxyalkane carboxylic acid ester, N, N-dialkylformamide and a reaction inert solvent at a predetermined temperature.

ハロゲン化剤を滴下する温度(混合する温度)は、ハロゲン化剤の沸点未満の温度に設定されてもよい。例えば、ハロゲン化剤として塩化チオニルを使用する場合、ハロゲン化剤を滴下する温度(混合する温度)は、0℃以上塩化チオニルの沸点未満(例えば、0〜78℃)、好ましくは10〜75℃(例えば、25〜75℃)、さらに好ましくは10〜40℃(例えば、25〜30℃)程度であってもよい。このような滴下温度(混合温度)であると、反応熱を制御でき、効率よく反応が進行する。   The temperature at which the halogenating agent is dropped (mixing temperature) may be set to a temperature lower than the boiling point of the halogenating agent. For example, when thionyl chloride is used as the halogenating agent, the temperature at which the halogenating agent is dropped (mixing temperature) is 0 ° C. or higher and lower than the boiling point of thionyl chloride (for example, 0 to 78 ° C.), preferably 10 to 75 ° C. (For example, 25-75 degreeC), More preferably, about 10-40 degreeC (for example, 25-30 degreeC) may be sufficient. With such a dropping temperature (mixing temperature), the heat of reaction can be controlled, and the reaction proceeds efficiently.

反応温度は、ハロゲン化剤の種類などに応じて連続的又は段階的に昇温してもよい。特に、反応温度は段階的に昇温する場合が多い。   The reaction temperature may be raised continuously or stepwise according to the type of halogenating agent. In particular, the reaction temperature is often raised stepwise.

ハロゲン化の方法としては、第1の反応温度(低温)に設定して反応中間体を生成させ、さらに反応温度を反応中間体からハロアルカンカルボン酸エステルに変換する第2の反応温度(高温)に設定してハロアルカンカルボン酸エステルを調製することができる。この場合、反応を円滑に進行させることができ、高収率で目的化合物が得られる。   As the halogenation method, the first reaction temperature (low temperature) is set to generate a reaction intermediate, and the reaction temperature is further changed to the second reaction temperature (high temperature) for converting the reaction intermediate to the haloalkanecarboxylic acid ester. The haloalkane carboxylic acid ester can be prepared by setting. In this case, the reaction can proceed smoothly and the target compound can be obtained in high yield.

前記方法において、反応中間体が生成する第1の反応温度は、ハロゲン化剤の沸点未満の温度などであってもよい。例えば、ハロゲン化剤として塩化チオニルを使用する場合、第1の反応温度は、0℃以上塩化チオニルの沸点未満(例えば、0〜78℃)、好ましくは50〜75℃、さらに好ましくは55〜75℃(例えば、60〜75℃)程度であってもよい。反応中間体は、ヒドロキシアルカンカルボン酸エステルのヒドロキシル基とハロゲン化剤とが反応することにより生成する中間体、例えば、ハロゲン化剤として塩化チオニルを用いた場合、脱塩化水素により生成した−O−S(=O)Cl〔ハロスルフィノ基〕を有する中間体であってもよい。   In the above method, the first reaction temperature at which the reaction intermediate is generated may be a temperature lower than the boiling point of the halogenating agent. For example, when thionyl chloride is used as the halogenating agent, the first reaction temperature is 0 ° C. or higher and lower than the boiling point of thionyl chloride (eg, 0 to 78 ° C.), preferably 50 to 75 ° C., more preferably 55 to 75 ° C. It may be about 0 ° C. (for example, 60 to 75 ° C.). The reaction intermediate is an intermediate produced by the reaction of a hydroxyl group of a hydroxyalkanecarboxylic acid ester with a halogenating agent, for example, -O- produced by dehydrochlorination when thionyl chloride is used as the halogenating agent. It may be an intermediate having S (= O) Cl [halosulfino group].

前記方法において、反応中間体からハロアルカンカルボン酸エステルに変換する第2の反応温度は、ハロゲン化剤の沸点以上の温度などであってもよい。例えば、ハロゲン化剤として塩化チオニルを使用する場合、第2の反応温度は、好ましくは79℃以上であって反応系の沸点以下の温度(例えば、79〜120℃)、より好ましくは80℃以上であって反応系の沸点以下の温度(例えば、80〜100℃)、さらに好ましくは85〜95℃程度であってもよい。   In the above method, the second reaction temperature for converting the reaction intermediate to the haloalkanecarboxylic acid ester may be a temperature equal to or higher than the boiling point of the halogenating agent. For example, when thionyl chloride is used as the halogenating agent, the second reaction temperature is preferably 79 ° C. or higher and lower than the boiling point of the reaction system (for example, 79 to 120 ° C.), more preferably 80 ° C. or higher. Further, the temperature may be about the boiling point of the reaction system (for example, 80 to 100 ° C.), more preferably about 85 to 95 ° C.

反応時間は特に制限されないが、例えば、3〜30時間、好ましくは、4〜10時間、さらに好ましくは、5〜6時間程度であってもよい。反応は撹拌装置を備えた従来公知の装置などを用いて、バッチ式、セミバッチ式、連続式などで実施できる。   The reaction time is not particularly limited, but may be, for example, 3 to 30 hours, preferably 4 to 10 hours, and more preferably about 5 to 6 hours. The reaction can be carried out in a batch system, semi-batch system, continuous system or the like using a conventionally known apparatus equipped with a stirring device.

前記反応により、ヒドロキシアルカンカルボン酸エステルの水酸基がハロゲン化剤のハロゲン原子に置換されたハロアルカンカルボン酸エステルを製造できる。例えば、上記式(I)で表されるヒドロキシアルカンカルボン酸エステルとハロゲン化剤とを反応させることにより、水酸基がハロゲン原子(X)に置換され、下記式(II)で表されるハロアルカンカルボン酸エステル(3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルなど)が合成される。   By the reaction, a haloalkanecarboxylic acid ester in which the hydroxyl group of the hydroxyalkanecarboxylic acid ester is substituted with the halogen atom of the halogenating agent can be produced. For example, by reacting a hydroxyalkanecarboxylic acid ester represented by the above formula (I) with a halogenating agent, the hydroxyl group is substituted with a halogen atom (X), and the haloalkanecarboxylic acid represented by the following formula (II) Esters (such as 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid ester) are synthesized.

反応時間は特に制限されないが、例えば、3〜30時間、好ましくは、4〜10時間、さらに好ましくは、5〜6時間程度であってもよい。反応は撹拌装置を備えた従来公知の装置などを用いて、バッチ式、セミバッチ式、連続式などで実施できる。   The reaction time is not particularly limited, but may be, for example, 3 to 30 hours, preferably 4 to 10 hours, and more preferably about 5 to 6 hours. The reaction can be carried out in a batch system, semi-batch system, continuous system or the like using a conventionally known apparatus equipped with a stirring device.

前記反応により、ヒドロキシアルカンカルボン酸エステルの水酸基がハロゲン化剤のハロゲン原子に置換されたハロアルカンカルボン酸エステルを製造できる。例えば、上記式(I)で表されるヒドロキシアルカンカルボン酸エステルとハロゲン化剤とを反応させることにより、水酸基がハロゲン原子(X)に置換され、下記式(II)で表されるハロアルカンカルボン酸エステル(3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルなど)が合成される。   By the reaction, a haloalkanecarboxylic acid ester in which the hydroxyl group of the hydroxyalkanecarboxylic acid ester is substituted with the halogen atom of the halogenating agent can be produced. For example, by reacting a hydroxyalkanecarboxylic acid ester represented by the above formula (I) with a halogenating agent, the hydroxyl group is substituted with a halogen atom (X), and the haloalkanecarboxylic acid represented by the following formula (II) Esters (such as 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid ester) are synthesized.

Figure 2010047551
Figure 2010047551

式中のR〜R、m及びnは前記と同様である。 R 1 to R 3 , m and n in the formula are the same as described above.

Xは、ハロゲン化剤に対応するハロゲン原子を表し、例えば、フッ素、塩素、臭素原子(好ましくは、塩素又は臭素原子、特に塩素原子)などが挙げられる。   X represents a halogen atom corresponding to the halogenating agent, and examples thereof include fluorine, chlorine, bromine atom (preferably chlorine or bromine atom, particularly chlorine atom) and the like.

反応混合液はそのまま単離工程に供してもよいが、反応終了後、反応混合液を中和した後、単離精製する場合が多い。中和には、強アルカリや弱アルカリを使用することができ、例えば、アルカリ金属化合物(水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属炭酸水素塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムなどのアルカリ金属酢酸塩など)、アルカリ土類金属化合物(水酸化マグネシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物、炭酸マグネシウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩など)などが挙げられる。これらのアルカリのうち、特に、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属水酸化物などが好ましい。   The reaction mixture may be subjected to the isolation step as it is, but it is often isolated and purified after neutralization of the reaction mixture after completion of the reaction. For neutralization, strong alkali or weak alkali can be used. For example, alkali metal compounds (alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, etc. Alkali metal hydrogen carbonates, alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, alkali metal acetates such as sodium acetate and potassium acetate), alkaline earth metal compounds (alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide) And alkaline earth metal carbonates such as magnesium carbonate). Of these alkalis, alkali metal carbonates such as potassium carbonate and alkali metal hydroxides are particularly preferable.

ハロゲン化反応の後、慣用の単離方法、例えば、濃縮、抽出、蒸留、晶析もしくはこれらを組み合わせた操作を用いて、ハロアルカンカルボン酸エステルを単離することができる。単離は、通常抽出により行われる場合が多く、具体的には、水と水に対して分離可能な有機溶媒とを用いて分液する。前記水としては、中和に用いたアルカリ水溶液(アルカリ金属炭酸塩水溶液など)を用いてもよい。   After the halogenation reaction, the haloalkanecarboxylic acid ester can be isolated using a conventional isolation method such as concentration, extraction, distillation, crystallization, or a combination thereof. Isolation is usually performed by extraction in many cases. Specifically, the separation is performed using water and an organic solvent separable from water. As the water, an aqueous alkali solution (such as an aqueous alkali metal carbonate solution) used for neutralization may be used.

水に対して分離可能な有機溶媒としては、炭化水素類[脂肪族炭化水素(ヘキサン、ヘプタンなど)、脂環族炭化水素(シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素(トルエン、キシレン、メシチレンなど)、ハロゲン系炭化水素(塩化メチレン、クロロホルムなど)]、ケトン類(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのアルキルケトンなど)、エステル類(酢酸エチルなど)、エーテル類(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテルなどのジアルキルエーテルなど)などが例示できる。これらの有機溶媒は、単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。これらの有機溶媒のうち、芳香族炭化水素(トルエンなど)が好ましい。特に、反応溶媒として水に対して分離可能な有機溶媒、例えば、トルエンなどの反応に不活性な芳香族炭化水素を使用すると、抽出溶媒を添加する操作が省略でき、数回水洗するだけで、N,N−ジアルキルホルムアミドを水相に除去することができる。   Organic solvents that can be separated from water include hydrocarbons [aliphatic hydrocarbons (hexane, heptane, etc.), alicyclic hydrocarbons (cyclohexane, etc.), aromatic hydrocarbons (toluene, xylene, mesitylene, etc.), Halogen hydrocarbons (methylene chloride, chloroform, etc.)], ketones (alkyl ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone), esters (such as ethyl acetate), ethers (dialkyl ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether) Etc. can be exemplified. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. Of these organic solvents, aromatic hydrocarbons (such as toluene) are preferred. In particular, when an organic solvent that can be separated from water as a reaction solvent, for example, an aromatic hydrocarbon inert to the reaction, such as toluene, the operation of adding the extraction solvent can be omitted, and only by washing several times with water, N, N-dialkylformamide can be removed to the aqueous phase.

前記ハロゲン化反応が反応に不活性な芳香族炭化水素溶媒中で行われた場合、ハロゲン化後の反応混合液に水を添加してハロアルカンカルボン酸エステルを有機相に抽出し、さらに減圧蒸留することで抽出したハロアルカンカルボン酸エステルを単離してもよい。   When the halogenation reaction is carried out in an aromatic hydrocarbon solvent inert to the reaction, water is added to the reaction mixture after the halogenation to extract the haloalkanecarboxylic acid ester into the organic phase, followed by distillation under reduced pressure. The haloalkanecarboxylic acid ester thus extracted may be isolated.

例えば、反応溶媒としてトルエンなどの反応に不活性な芳香族炭化水素を使用した場合、反応混合液に水を添加して目的化合物を有機相に抽出し、有機相を濃縮して、芳香族炭化水素を10〜100hPa(例えば、30hPa)の減圧下、30〜60℃(例えば、45℃)で留去した後、減圧蒸留を行ってハロアルカンカルボン酸エステルを単離することができる。減圧蒸留における減圧は、5〜100hPa、好ましくは10〜80hPa、さらに好ましくは20〜60hPa(特に、45〜55hPa)程度で行ってもよい。また、通常、減圧蒸留における温度は、30〜130℃、好ましくは60〜120℃、さらに好ましくは100〜115℃程度であってもよい。   For example, when an aromatic hydrocarbon inert to the reaction, such as toluene, is used as a reaction solvent, water is added to the reaction mixture to extract the target compound into the organic phase, and the organic phase is concentrated and aromatic carbonized. Hydrogen is distilled off at 30 to 60 ° C. (for example, 45 ° C.) under a reduced pressure of 10 to 100 hPa (for example, 30 hPa), and then vacuum distillation is performed to isolate the haloalkanecarboxylic acid ester. The reduced pressure in the vacuum distillation may be 5-100 hPa, preferably 10-80 hPa, more preferably 20-60 hPa (especially 45-55 hPa). Moreover, the temperature in vacuum distillation is 30-130 degreeC normally, Preferably it is 60-120 degreeC, More preferably, about 100-115 degreeC may be sufficient.

本発明では,純度の高いハロアルカンカルボン酸エステルが高収率で製造でき、得られたハロアルカンカルボン酸エステルは、医薬,農薬,香料のファインケミカルの中間体などとして利用できる。   In the present invention, a highly pure haloalkane carboxylic acid ester can be produced in high yield, and the obtained haloalkane carboxylic acid ester can be used as an intermediate for fine chemicals of pharmaceuticals, agricultural chemicals, and fragrances.

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。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例で得られた生成物の特性は、以下の方法により測定した。   The properties of the products obtained in the examples were measured by the following method.

H−NMRスペクトル)
H−NMRスペクトルは、内部標準としてテトラメチルシランを用い、溶媒としてCDClを用いて測定した。
(1 H-NMR spectrum)
1 H-NMR spectrum was measured using tetramethylsilane as an internal standard and CDCl 3 as a solvent.

実施例1
(3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチルの合成)
反応器に3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチル(149.0g、0.86mol)、N,N−ジメチルホルムアミド(6.3g、0.085mol)、及びトルエン(187g、2.03mol)を加え、25±10℃で塩化チオニル(139.1g、1.11mol)を0.5時間かけて滴下した後、60℃で1時間撹拌した。GCによる反応追跡を行い、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチルの消失を確認した後、さらに90℃まで加熱し3時間攪拌した。その後、室温(25℃程度)まで放冷した。次に、10%炭酸カリウム水溶液を添加し中和した。続いて、分離したトルエン層を水洗し、濃縮してトルエンを30hPaの減圧下、45℃で留去した後に、105℃、50hPaで減圧蒸留し、3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチルを75%の収率で得た。
Example 1
(Synthesis of isobutyl 3-chloro-2,2-dimethylpropionate)
To the reactor was isobutyl 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionate (149.0 g, 0.86 mol), N, N-dimethylformamide (6.3 g, 0.085 mol), and toluene (187 g, 2.03 mol). After thionyl chloride (139.1 g, 1.11 mol) was added dropwise at 25 ± 10 ° C. over 0.5 hours, the mixture was stirred at 60 ° C. for 1 hour. The reaction was traced by GC, and after confirming disappearance of isobutyl 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionate, the mixture was further heated to 90 ° C. and stirred for 3 hours. Then, it stood to cool to room temperature (about 25 degreeC). Next, 10% aqueous potassium carbonate solution was added to neutralize. Subsequently, the separated toluene layer was washed with water and concentrated to distill off toluene at 45 ° C. under reduced pressure of 30 hPa, and then distilled under reduced pressure at 105 ° C. and 50 hPa to give isobutyl 3-chloro-2,2-dimethylpropionate. Was obtained in 75% yield.

実施例2
(3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチルの合成)
反応器に3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチル(152.1g、1.06mol)、N,N−ジメチルホルムアミド(7.8g、0.106mol)、及びトルエン(187g、2.03mol)を加え、25±10℃で塩化チオニル(158.5g、1.27mol)を0.5時間かけて滴下した後、60℃で1時間撹拌した。GCによる反応追跡を行い、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチルの消失を確認した後、さらに90℃まで加熱し3時間攪拌した。その後、室温(25℃程度)まで放冷した。次に、10%炭酸カリウム水溶液を添加し中和した。続いて、分離したトルエン層を水洗し、濃縮してトルエンを30hPaの減圧下、45℃で留去した後に、105℃、50hPaで減圧蒸留し、3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチルを79%の収率で得た。
Example 2
(Synthesis of isobutyl 3-chloro-2,2-dimethylpropionate)
To the reactor was isobutyl 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionate (152.1 g, 1.06 mol), N, N-dimethylformamide (7.8 g, 0.106 mol), and toluene (187 g, 2.03 mol). Then, thionyl chloride (158.5 g, 1.27 mol) was added dropwise at 25 ± 10 ° C. over 0.5 hours, followed by stirring at 60 ° C. for 1 hour. The reaction was traced by GC, and after confirming disappearance of isobutyl 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionate, the mixture was further heated to 90 ° C. and stirred for 3 hours. Then, it stood to cool to room temperature (about 25 degreeC). Next, 10% aqueous potassium carbonate solution was added to neutralize. Subsequently, the separated toluene layer was washed with water and concentrated to distill off toluene at 45 ° C. under reduced pressure of 30 hPa, and then distilled under reduced pressure at 105 ° C. and 50 hPa to give isobutyl 3-chloro-2,2-dimethylpropionate. Was obtained in 79% yield.

実施例3
(3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチルの合成)
反応器に3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチル(9.0g、0.052mol)、N,N−ジメチルホルムアミド(0.4g、0.005mol)を加え、25±10℃で塩化チオニル(8.4g、0.07mol)を0.5時間かけて滴下した後、60℃で2時間撹拌した。GCによる反応追跡を行い、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチルの消失を確認した後、さらに90℃まで加熱し4時間攪拌した。その後、室温(25℃程度)まで放冷した。GCによる反応収率は、95%であった。
Example 3
(Synthesis of isobutyl 3-chloro-2,2-dimethylpropionate)
To the reactor was added isobutyl 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionate (9.0 g, 0.052 mol) and N, N-dimethylformamide (0.4 g, 0.005 mol), and thionyl chloride at 25 ± 10 ° C. (8.4 g, 0.07 mol) was added dropwise over 0.5 hours, followed by stirring at 60 ° C. for 2 hours. The reaction was traced by GC, and after confirming disappearance of isobutyl 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionate, the mixture was further heated to 90 ° C. and stirred for 4 hours. Then, it stood to cool to room temperature (about 25 degreeC). The reaction yield by GC was 95%.

以下に、実施例で得られた3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチルのH−NMRスペクトルデータを示す。 The 1 H-NMR spectral data of isobutyl 3-chloro-2,2-dimethylpropionate obtained in the examples are shown below.

H−NMR(CDCl):0.95(d,6H,j=6.7Hz),1.30(s,6H),1.96(m,1H),3.62(s,2H),3.9(d,2H,J=6.7Hz)
比較例1
(3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチルの合成)
反応器に3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチル(4.5g、0.026mol)及びトルエン(18.7g、0.20mol)を加え、25±10℃で塩化チオニル(4.2g、0.034mol)を0.5時間かけて滴下した後、60℃で1時間撹拌した。GCによる反応追跡を行い、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチルの消失を確認した後、さらに90℃まで加熱し7時間攪拌したが、GCによる反応追跡では中間体(−O−S(=O)Clを有する中間体)のピークが多く残ったままであった。その後、室温(25℃程度)まで放冷した。3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸イソブチルをGCによる反応収率は51%の収率であった。
1 H-NMR (CDCl 3 ): 0.95 (d, 6H, j = 6.7 Hz), 1.30 (s, 6H), 1.96 (m, 1H), 3.62 (s, 2H) , 3.9 (d, 2H, J = 6.7 Hz)
Comparative Example 1
(Synthesis of isobutyl 3-chloro-2,2-dimethylpropionate)
To the reactor was added isobutyl 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionate (4.5 g, 0.026 mol) and toluene (18.7 g, 0.20 mol), and thionyl chloride (4.2 g, 0.034 mol) was added dropwise over 0.5 hours, followed by stirring at 60 ° C. for 1 hour. The reaction was traced by GC to confirm the disappearance of isobutyl 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionate, and further heated to 90 ° C. and stirred for 7 hours. Many peaks of (= O) Cl-containing intermediate) remained. Then, it stood to cool to room temperature (about 25 degreeC). The reaction yield by GC of isobutyl 3-chloro-2,2-dimethylpropionate was 51%.

以上のH−NMRスペクトルデータの結果から明らかなように、トルエン溶媒中において、N,N−ジメチルホルムアミド存在下、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルと塩化チオニルとの反応を、反応温度60℃(反応系の沸点未満)に設定した後、90℃(反応系の沸点以上)に設定して進行させることにより、1工程で3−クロロ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルを簡便にかつ効率よく、高収率で製造することができる。また、トルエン溶媒を用いない場合でも、同様に目的化合物の製造が可能である。 As is apparent from the results of the above 1 H-NMR spectral data, the reaction of 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionic acid ester with thionyl chloride in the presence of N, N-dimethylformamide in a toluene solvent is performed. After setting the reaction temperature to 60 ° C. (below the boiling point of the reaction system) and setting to 90 ° C. (above the boiling point of the reaction system), the 3-chloro-2,2-dimethylpropionic acid ester is formed in one step. It can be easily and efficiently produced at a high yield. Even when a toluene solvent is not used, the target compound can be similarly produced.

Claims (7)

N,N−ジアルキルホルムアミドの存在下、ヒドロキシアルカンカルボン酸エステルをハロゲン化剤を用いてハロゲン化するハロアルカンカルボン酸エステルの製造方法。   A method for producing a haloalkane carboxylic acid ester, wherein a hydroxyalkane carboxylic acid ester is halogenated using a halogenating agent in the presence of N, N-dialkylformamide. N,N−ジアルキルホルムアミドがN,N−ジメチルホルムアミドであり、ヒドロキシアルカンカルボン酸エステルが3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルであり、ハロゲン化剤が塩化チオニルである請求項1記載の製造方法。   The N, N-dialkylformamide is N, N-dimethylformamide, the hydroxyalkanecarboxylic acid ester is 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionic acid ester, and the halogenating agent is thionyl chloride. Production method. ハロゲン化反応を、ハロゲン化剤の沸点未満の温度で進行させた後、さらにハロゲン化剤の沸点以上の温度で進行させる請求項1又は2記載の製造方法。   The production method according to claim 1 or 2, wherein the halogenation reaction is allowed to proceed at a temperature lower than the boiling point of the halogenating agent, and is further allowed to proceed at a temperature equal to or higher than the boiling point of the halogenating agent. 反応に不活性な溶媒中、ハロゲン化剤として塩化チオニルを用い、ハロゲン化反応を、50〜75℃で進行させた後、さらに80℃以上であって反応系の沸点以下の温度で進行させる請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   Claim: Using thionyl chloride as a halogenating agent in a solvent inert to the reaction and allowing the halogenation reaction to proceed at a temperature of 50 to 75 ° C. and then proceeding at a temperature of 80 ° C. or higher and lower than the boiling point of the reaction system. Item 4. The production method according to any one of Items 1 to 3. ヒドロキシアルカンカルボン酸エステル1モルに対して、ハロゲン化剤の割合が1〜2モルであり、N,N−ジアルキルホルムアミドの割合が0.01〜0.2モルである請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。   The ratio of the halogenating agent is 1 to 2 moles and the ratio of N, N-dialkylformamide is 0.01 to 0.2 moles with respect to 1 mole of the hydroxyalkanecarboxylic acid ester. The manufacturing method of crab. 反応に不活性な芳香族炭化水素溶媒中でハロゲン化する反応工程と、この反応工程の後、反応混合液に水を添加してハロアルカンカルボン酸エステルを有機相に抽出する工程と、抽出したハロアルカンカルボン酸エステルを減圧蒸留によって単離する工程とを含む請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。   A reaction step of halogenating in an aromatic hydrocarbon solvent inert to the reaction; a step of adding water to the reaction mixture after the reaction step to extract the haloalkanecarboxylic acid ester into the organic phase; and an extracted haloalkane. And a step of isolating the carboxylic acid ester by distillation under reduced pressure. N,N−ジアルキルホルムアミドの存在下、芳香族炭化水素溶媒中、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルをハロゲン化剤を用いてハロゲン化し、反応混合液を中和した後、水を混合して3−ハロ−2,2−ジメチルプロピオン酸エステルを有機相に抽出し、抽出液を濃縮し、減圧蒸留する請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。   In the presence of N, N-dialkylformamide, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionic acid ester is halogenated with a halogenating agent in an aromatic hydrocarbon solvent to neutralize the reaction mixture, and then water is added. The production method according to any one of claims 1 to 6, wherein the mixture is mixed to extract 3-halo-2,2-dimethylpropionate to an organic phase, the extract is concentrated, and distilled under reduced pressure.
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