JP2011251927A - METHOD FOR PRODUCING α-ALKYL-SUBSTITUTED ESTER COMPOUND - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING α-ALKYL-SUBSTITUTED ESTER COMPOUND Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce an α-alkyl-substituted ester in a high yield by reacting an ester compound with a dialkyl carbonate in the presence of a basic catalyst.SOLUTION: In the method for producing an α-alkyl-substituted ester such as α-methyl-γ-butyrolactone by reacting an ester compound such as γ-butyrolactone with a dialkyl carbonate such as dimethyl carbonate in the presence of a basic catalyst, a compound having an ether bond is allowed to exist in the reaction system. By allowing the compound having an ether bond to exist in the reaction system, the reaction efficiency between the ester compound and the dialkyl carbonate can be raised and the α-alkyl-substituted ester can be produced in a high yield.

Description

本発明は、エステル化合物とジアルキルカーボネートとを塩基性触媒の存在下に反応させてα−アルキル置換エステルを製造する方法に関する。
詳しくは、γ−ブチロラクトン等のエステル化合物とジメチルカーボネート等のジアルキルカーボネートを塩基性触媒の存在下に反応させて、α−メチル−γ−ブチロラクトン等のα−アルキル置換エステルを製造する方法に関する。
The present invention relates to a method for producing an α-alkyl-substituted ester by reacting an ester compound and dialkyl carbonate in the presence of a basic catalyst.
Specifically, the present invention relates to a method for producing an α-alkyl substituted ester such as α-methyl-γ-butyrolactone by reacting an ester compound such as γ-butyrolactone with a dialkyl carbonate such as dimethyl carbonate in the presence of a basic catalyst.

本発明で製造されるα−メチル−γ−ブチロラクトンは、高機能弾性繊維の製造用原料であるポリエーテルポリオールを製造するためのモノマーとなる3−メチルテトラヒドロフランの製造中間体として工業的に極めて有用である。   Α-Methyl-γ-butyrolactone produced in the present invention is industrially extremely useful as an intermediate for producing 3-methyltetrahydrofuran, which is a monomer for producing polyether polyol, which is a raw material for producing highly functional elastic fibers. It is.

テトラヒドロフラン(以下、THFと略記することがある)を開環重合させて得られるポリテトラメチレンエーテルグリコール(以下、PTMGと略記することがある)を用いたポリウレタン樹脂は、弾性特性、低温特性、耐加水分解性などの機械的特性に優れるため、広く弾性繊維や熱可塑性ポリウレタンエラストマーとして利用されている。このポリウレタン樹脂の機械的特性を向上させる目的で、ウレタン樹脂原料としてTHFに加えて3−メチルテトラヒドロフラン(以下、3−MeTHFと略記することがある)を共重合して得られるポリエーテルポリオールを用いることが行われている。ポリテトラメチレンエーテルグリコールを用いた場合に比較してTHFと3−MeTHFを共重合したポリエーテルポリオールを用いて製造したポリウレタンは機械的特性が向上することが知られている(特開昭63−235320号公報)。   Polyurethane resins using polytetramethylene ether glycol (hereinafter sometimes abbreviated as PTMG) obtained by ring-opening polymerization of tetrahydrofuran (hereinafter sometimes abbreviated as THF) have elastic properties, low temperature properties, Since it is excellent in mechanical properties such as hydrolyzability, it is widely used as elastic fibers and thermoplastic polyurethane elastomers. For the purpose of improving the mechanical properties of this polyurethane resin, a polyether polyol obtained by copolymerizing 3-methyltetrahydrofuran (hereinafter sometimes abbreviated as 3-MeTHF) in addition to THF is used as a urethane resin raw material. Things have been done. It is known that a polyurethane produced by using a polyether polyol obtained by copolymerizing THF and 3-MeTHF has improved mechanical properties as compared with the case of using polytetramethylene ether glycol (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63-63). No. 235320).

3−MeTHFは有用な物質である一方で、製造の難度が高いため、広く合成法の検討がなされ、多くの製造方法が提案されているものの、既報の3−MeTHFの製造方法はいずれも、発熱量が大きい、原料として毒物を使用するため安全設備が必要であるなどの製造装置面にかかる負荷が大きい、といった課題や、原料が高価である、反応での選択性が低い、などの問題点があった。   While 3-MeTHF is a useful substance, since the difficulty of production is high, synthesis methods have been extensively studied, and many production methods have been proposed. Issues such as high calorific value, high load on production equipment such as the need for safety equipment because of the use of toxic substances as raw materials, problems such as high raw material costs and low selectivity in reactions There was a point.

本発明者らは、上記従来技術の問題点に鑑み、安価で容易に入手可能な原料を用い、安全性に優れ、かつ収率が高く、工業的に実施可能な高純度な3−MeTHFの製造方法を提供するべく鋭意検討を重ねた結果、γ−ブチロラクトン(以下、GBLと略記することがある)を出発原料として用い、GBLのα位をメチル化してα−メチル−γ−ブチロラクトン(以下、α−Me−GBLと略記することがある)を経て、3−MeTHFを製造することにより、前記課題を解決し得ることを見出し、γ−ブチロラクトン(GBL)を原料とし、GBLのα位をメチル化してα−メチル−γ−ブチロラクトン(α−Me−GBL)を得る工程(1)と、α−Me−GBLから3−メチルテトラヒドロフラン(3−MeTHF)を得る工程(2)とを含むことを特徴とする3−メチルテトラヒドロフランの製造方法について、本出願人より先に特許出願を行った(特願2010−33941。以下、先願という。)。   In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors use a raw material that is inexpensive and easily available, is excellent in safety, has a high yield, and can be industrially implemented with high purity 3-MeTHF. As a result of intensive studies to provide a production method, as a starting material, γ-butyrolactone (hereinafter sometimes abbreviated as GBL) was used as a starting material, and α-methyl-γ-butyrolactone (hereinafter referred to as “α”) was methylated at the α-position of GBL. And may be abbreviated as α-Me-GBL), and found that the above problem can be solved by producing 3-MeTHF, and using α-butyrolactone (GBL) as a raw material, the α-position of GBL It includes a step (1) for obtaining α-methyl-γ-butyrolactone (α-Me-GBL) by methylation and a step (2) for obtaining 3-methyltetrahydrofuran (3-MeTHF) from α-Me-GBL. About the manufacturing method of 3-methyltetrahydrofuran characterized by this, a patent application was filed prior to the present applicant (Japanese Patent Application No. 2010-33941, hereinafter referred to as a prior application).

先願の方法では、具体的には、炭酸カリウムの存在下にGBLとジメチルカーボネート(以下、DMCと略記することがある)とを反応させてα−Me−GBLを製造している。   Specifically, in the method of the prior application, α-Me-GBL is produced by reacting GBL with dimethyl carbonate (hereinafter sometimes abbreviated as DMC) in the presence of potassium carbonate.

なお、このように、炭酸カリウム等の塩基性触媒の存在下にGBLとDMCとを反応させてα−Me−GBLを製造する方法は、WO 02/10116号パンフレットにも記載されている。   A method for producing α-Me-GBL by reacting GBL and DMC in the presence of a basic catalyst such as potassium carbonate is also described in WO 02/10116 pamphlet.

特開昭63−235320号公報JP-A-63-235320 特願2010−33941Japanese Patent Application No. 2010-33941 WO 02/10116号パンフレットWO 02/10116 pamphlet

しかしながら、従来法のアルキル化反応における反応成績は、反応温度215℃で、反応時間7時間経過時のGBL転化率が70%程度であり、かつα−Me−GBL収率は60%程度であった。このため、効率的な工業化プロセス構築のためには、転化率、収率の向上と、反応時間短縮を達成して生産効率を向上させることが望まれている。   However, the reaction results in the conventional alkylation reaction were as follows: the reaction temperature was 215 ° C., the GBL conversion was about 70% when the reaction time was 7 hours, and the α-Me-GBL yield was about 60%. It was. For this reason, in order to construct an efficient industrialization process, it is desired to improve the conversion efficiency and yield, and shorten the reaction time to improve the production efficiency.

本発明は、エステル化合物とジアルキルカーボネートとを塩基性触媒の存在下に反応させてα−アルキル置換エステルを効率よく製造する方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing an α-alkyl-substituted ester by reacting an ester compound and dialkyl carbonate in the presence of a basic catalyst.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、エステル化合物とジアルキルカーボネートとを塩基性触媒の存在下に反応させてα−アルキル置換エステルを製造する際に、反応系にエーテル結合を有する化合物を存在させることにより、反応時間を短縮させることができ、またα−アルキル置換エステルの収率も向上させることができることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made a reaction system when an α-alkyl-substituted ester is produced by reacting an ester compound and a dialkyl carbonate in the presence of a basic catalyst. It has been found that the presence of a compound having an ether bond can shorten the reaction time and can also improve the yield of the α-alkyl-substituted ester.

本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。   The present invention has been achieved on the basis of such findings, and the gist thereof is as follows.

[1] エステル化合物とジアルキルカーボネートとを塩基性触媒の存在下に反応させてα−アルキル置換エステルを製造する方法において、反応系に、エーテル結合を有する化合物を存在させることを特徴とするα−アルキル置換エステル化合物の製造方法。 [1] In a method for producing an α-alkyl-substituted ester by reacting an ester compound and a dialkyl carbonate in the presence of a basic catalyst, a compound having an ether bond is present in the reaction system. A method for producing an alkyl-substituted ester compound.

[2] 前記エーテル結合を有する化合物の炭素数が6以上であり、かつエーテル結合数が2以上である[1]に記載のα−アルキル置換エステル化合物の製造方法。 [2] The method for producing an α-alkyl-substituted ester compound according to [1], wherein the compound having an ether bond has 6 or more carbon atoms and 2 or more ether bonds.

[3] 前記エーテル結合を有する化合物が、カチオンに配位又は水素結合をすることが可能な置換基を有する[1]又は[2]に記載のα−アルキル置換エステル化合物の製造方法。 [3] The method for producing an α-alkyl-substituted ester compound according to [1] or [2], wherein the compound having an ether bond has a substituent capable of coordinating or hydrogen bonding to a cation.

[4] 前記カチオンに配位又は水素結合をすることが可能な置換基が水酸基、アミノ基及びイミノ基から選ばれる1以上である[3]に記載のα−アルキル置換エステル化合物の製造方法。 [4] The method for producing an α-alkyl-substituted ester compound according to [3], wherein the substituent capable of coordinating or hydrogen bonding to the cation is one or more selected from a hydroxyl group, an amino group, and an imino group.

[5] 前記エーテル結合を有する化合物が、クラウンエーテル、ポリアルキレングリコール、及びポリアルキレングリコールジアルキルエーテルから選ばれる少なくとも1つである[1]ないし[3]のいずれかに記載のα−アルキル置換エステル化合物の製造方法。 [5] The α-alkyl-substituted ester according to any one of [1] to [3], wherein the compound having an ether bond is at least one selected from crown ether, polyalkylene glycol, and polyalkylene glycol dialkyl ether. Compound production method.

本発明によれば、エステル化合物とジアルキルカーボネートとを塩基性触媒の存在下に反応させてα−アルキル置換エステルを製造する際に、反応系にエーテル結合を有する化合物を存在させることにより、α−アルキル置換エステルを効率よく、かつ高収率で製造することが可能となる。
本発明によれば、高機能弾性繊維の製造用原料であるポリエーテルポリオールを製造するためのモノマーとなる3−メチルテトラヒドロフランの製造中間体として工業的に極めて有用なα−メチル−γ−ブチロラクトンを高収率で製造することが可能となり、これにより、3−メチルテトラヒドロフラン、更にはポリエーテルポリオールの生産効率の向上を図ることが可能となる。
According to the present invention, when an α-alkyl-substituted ester is produced by reacting an ester compound and a dialkyl carbonate in the presence of a basic catalyst, a compound having an ether bond is present in the reaction system. Alkyl-substituted esters can be produced efficiently and in high yield.
According to the present invention, α-methyl-γ-butyrolactone, which is industrially extremely useful as an intermediate for producing 3-methyltetrahydrofuran as a monomer for producing a polyether polyol, which is a raw material for producing high-performance elastic fibers, It becomes possible to manufacture with a high yield, and this makes it possible to improve the production efficiency of 3-methyltetrahydrofuran and further polyether polyol.

以下に本発明のα−アルキル置換エステル化合物の製造方法の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the method for producing an α-alkyl-substituted ester compound of the present invention will be described in detail.

本発明のα−アルキル置換エステル化合物の製造方法は、エステル化合物とジアルキルカーボネートとを塩基性触媒の存在下に反応させてα−アルキル置換エステルを製造する方法において、エーテル結合を有する化合物の存在下に反応を行うことを特徴とする。   The method for producing an α-alkyl-substituted ester compound of the present invention is a method for producing an α-alkyl-substituted ester by reacting an ester compound and a dialkyl carbonate in the presence of a basic catalyst, in the presence of a compound having an ether bond. It is characterized by performing a reaction.

[作用機構]
本発明において、反応系にエーテル結合を有する化合物を存在させることにより、α−アルキル置換エステル化反応の反応速度の向上が達成される効果の作用機構については、以下のように考えられる。
[Action mechanism]
In the present invention, the action mechanism of the effect that the reaction rate of the α-alkyl-substituted esterification reaction is improved by the presence of a compound having an ether bond in the reaction system is considered as follows.

即ち、本発明に係るα−アルキル化反応では、塩基性触媒によりまずエステル化合物のα位の水素原子が引き抜かれ、水素原子が引き抜かれた箇所とジアルキルカーボネートとの反応により、中間体のカルボアルコキシ誘導体に変換される。前記中間体は系内に存在する塩基(塩基性触媒やジアルキルカーボネート由来のアルコキシド等)によって再度α位が脱プロトン化され、生じるアニオンとジアルキルカーボネートが反応することによってα位のアルキル化が進行する。
α位のアルキル化を受けた前記中間体と系内に存在するアルコキシドとの反応により、ジアルキルカーボネートが再生され、前記中間体はα位がアニオン化されたα−アルキル置換エステルを経て、アルコールとのプロトン交換反応により目的物であるα−アルキル置換エステルとなる。
That is, in the α-alkylation reaction according to the present invention, the α-position hydrogen atom of the ester compound is first extracted by a basic catalyst, and the reaction between the hydrogen atom-extracted portion and the dialkyl carbonate results in the intermediate carboalkoxy. Converted to a derivative. The intermediate is deprotonated again by a base present in the system (basic catalyst, alkoxide derived from dialkyl carbonate, etc.), and the resulting anion and dialkyl carbonate react to advance the alkylation of α position. .
The reaction between the α-alkylated intermediate and the alkoxide present in the system regenerates the dialkyl carbonate, and the intermediate passes through an α-alkyl-substituted ester in which the α-position is anionized with an alcohol. The α-alkyl-substituted ester, which is the target product, is obtained by the proton exchange reaction.

この反応過程でエステル化合物のα位の水素原子が引き抜かれたアニオンの近傍にカチオンが存在すると、カチオン−アニオン間の電気的中和やカチオンの立体的な込み合いによってカルボニル基α位アニオンの反応性が低下し、エステル化合物とジアルキルカーボネートの反応が阻害されるものと考えられる。
また、反応の各段階で塩基、又は求核剤として作用するアルコキシドアニオンがカチオンと相互作用しうる場合、アニオンの負電荷はカチオン正電荷によって電気的中和を受け反応性が低下する。
In this reaction process, if a cation is present near the anion from which the α-position hydrogen atom of the ester compound has been removed, the reactivity of the carbonyl group α-position anion due to cation-anion electrical neutralization or steric crowding of the cation. It is considered that the reaction between the ester compound and the dialkyl carbonate is inhibited.
Further, when an alkoxide anion acting as a base or a nucleophile can interact with a cation at each stage of the reaction, the negative charge of the anion is electrically neutralized by the cation positive charge and the reactivity is lowered.

このような反応系に、本発明に従って、カチオンと相互作用可能なエーテル結合を有する化合物を存在させることにより、反応機構の各段階でのアニオン種はカチオンとの静電的、立体的な相互作用を受けない、又は受けにくくなる結果、反応性が向上し、反応速度も向上するものと推定される。   In such a reaction system, according to the present invention, the presence of a compound having an ether bond capable of interacting with a cation allows the anionic species at each stage of the reaction mechanism to interact electrostatically and sterically with the cation. As a result, it is estimated that the reactivity is improved and the reaction rate is also improved.

[α−アルキル化反応]
本発明におけるエステル化合物のα−アルキル化反応とは、エステル化合物のα位の炭素にアルキル基を導入する反応をいう。ここで導入するアルキル基は、水酸基等の置換基を有していてもよく、好ましくは置換基を有さないアルキル基である。
具体的には例えば、以下の反応式(1)で表される反応である。
[Α-alkylation reaction]
The α-alkylation reaction of the ester compound in the present invention refers to a reaction in which an alkyl group is introduced into the α-position carbon of the ester compound. The alkyl group introduced here may have a substituent such as a hydroxyl group, and is preferably an alkyl group having no substituent.
Specifically, for example, the reaction is represented by the following reaction formula (1).

Figure 2011251927
Figure 2011251927

上記反応式において、Rは水素原子又は炭素数10以下の1価のアルキル基、Rは炭素数10以下の1価のアルキル基を表し、RとRとは互いに結合して環を形成していてもよい。X、Yはそれぞれ独立に通常炭素数1以上10以下の1価のアルキル基であり、XとYは互いに結合して環を形成していてもよい。好ましくは環を形成していないものが好ましく、より好ましくは直鎖状のアルキル基であり、さらに好ましくはXとYが同一のものが好ましい。 In the above reaction formula, R 1 represents a hydrogen atom or a monovalent alkyl group having 10 or less carbon atoms, R 2 represents a monovalent alkyl group having 10 or less carbon atoms, and R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring. May be formed. X and Y are each independently a monovalent alkyl group usually having 1 to 10 carbon atoms, and X and Y may be bonded to each other to form a ring. Preferably those which do not form a ring are preferred, more preferably a linear alkyl group, and even more preferably those wherein X and Y are the same.

より具体的には、エステル化合物としてγ−ブチロラクトン(GBL)を用い、ジアルキルカーボネートとしてジメチルカーボネート(DMC)を用い、塩基性触媒として炭酸カリウム(KCO)を用いた場合のα−メチル化反応は以下の反応式(2)で表される(Meはメチル基)。 More specifically, α-methylation using γ-butyrolactone (GBL) as the ester compound, dimethyl carbonate (DMC) as the dialkyl carbonate, and potassium carbonate (K 2 CO 3 ) as the basic catalyst. The reaction is represented by the following reaction formula (2) (Me is a methyl group).

Figure 2011251927
Figure 2011251927

[エステル化合物]
本発明においてα−アルキル化の原料となるエステル化合物は、前述の如く、R−CH−C(=O)−ORで表され、Rは水素原子又は炭素数10以下の1価のアルキル基、好ましくは水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基である。Rは炭素数10以下の1価のアルキル基、好ましくは炭素数1以上6以下の1価のアルキル基である。
,Rは互いに結合して環を形成してもよい。この場合、RとRとが結合して形成される環の炭素数は3以上10以下であることが好ましく、形成される環は、酸素原子1つを有する4〜8員環であることが好ましい。
[Ester compound]
In the present invention, the ester compound that is a raw material for α-alkylation is represented by R 1 —CH 2 —C (═O) —OR 2 as described above, and R 1 is a hydrogen atom or a monovalent having 10 or less carbon atoms. Alkyl group, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 2 is a monovalent alkyl group having 10 or less carbon atoms, preferably a monovalent alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 1 and R 2 may combine with each other to form a ring. In this case, the ring formed by combining R 1 and R 2 preferably has 3 to 10 carbon atoms, and the formed ring is a 4- to 8-membered ring having one oxygen atom. It is preferable.

本発明において、原料となるエステル化合物は、製造されるα−アルキル置換エステルの工業的な有用性からγ−ブチロラクトンであることが好ましい。   In this invention, it is preferable that the ester compound used as a raw material is (gamma) -butyrolactone from the industrial usefulness of the alpha-alkyl substituted ester manufactured.

γ−ブチロラクトン(GBL)は従来公知の物質であり、公知の方法に従って製造して使用することも、市販品を入手して使用することもできる。GBLは1,4−ブタンジオールをRu触媒で酸化して得る方法(特開2002−167380)、無水マレイン酸をNi−Re触媒で部分的に還元して得る方法(特開06−306069)、同じく無水マレイン酸をNi−Pd触媒で部分的に還元する方法(特開06−321926)などの公知の方法により得られたものが用いられる。   γ-Butyrolactone (GBL) is a conventionally known substance, and can be produced and used according to a known method, or a commercially available product can be obtained and used. GBL is a method obtained by oxidizing 1,4-butanediol with a Ru catalyst (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-167380), a method obtained by partially reducing maleic anhydride with a Ni-Re catalyst (Japanese Patent Laid-Open No. 06-306069), Similarly, those obtained by a known method such as a method of partially reducing maleic anhydride with a Ni—Pd catalyst (Japanese Patent Laid-Open No. 06-321926) are used.

用いるGBLは高純度のものが好ましい。即ち、GBLの開環で生じる4−ヒドロキシ酪酸は、GBLの不純物の1つであるが、このものは本発明の製造方法で使用される塩基性触媒と中和反応を起こし、反応で用いられる触媒有効成分の減少を起こすため極力少ない方が良い。   The GBL used is preferably of high purity. That is, 4-hydroxybutyric acid generated by ring-opening of GBL is one of the impurities of GBL, but this causes a neutralization reaction with the basic catalyst used in the production method of the present invention and is used in the reaction. It is better to reduce as much as possible to reduce the active component of the catalyst.

[ジアルキルカーボネート]
本発明において、α−アルキル化試薬となるジアルキルカーボネートは、前述の如く、XO−C(=O)−OYで表され、X、Yはそれぞれ独立に通常炭素数1以上10以下の1価のアルキル基、好ましくは炭素数1以上6以下の1価のアルキル基であり、より好ましくは炭素数1以上6以下の1価の直鎖状アルキル基である。さらに好ましくはXとYが同一のものである。
[Dialkyl carbonate]
In the present invention, the dialkyl carbonate as the α-alkylating reagent is represented by XO—C (═O) —OY as described above, and X and Y are each independently a monovalent monovalent having 1 to 10 carbon atoms. An alkyl group, preferably a monovalent alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a monovalent linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. More preferably, X and Y are the same.

また、XとYは互いに結合して環を形成していてもよい。環を形成した場合、炭素数は特に限定されないが、通常1以上10以下、好ましくは6以下である。
XとYが環を形成したもの(以下、環状カーボネートということがある)を、本発明においてジアルキルカーボネートとして用いた場合、ヒドロキシアルキル基が導入されたω−ヒドロキシアルキルエステル化合物を得ることができる。
本発明において用いられるジアルキルカーボネートは、好ましくは工業的な有用性から、XとYが互いに環を形成していない、炭素数1以上10以下の1価のアルキル基を有するものであり、より好ましくはX,Yが同一のものである。
X and Y may be bonded to each other to form a ring. When a ring is formed, the number of carbon atoms is not particularly limited, but is usually 1 or more and 10 or less, preferably 6 or less.
When a compound in which X and Y form a ring (hereinafter sometimes referred to as a cyclic carbonate) is used as a dialkyl carbonate in the present invention, an ω-hydroxyalkyl ester compound having a hydroxyalkyl group introduced therein can be obtained.
The dialkyl carbonate used in the present invention is preferably one having a monovalent alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in which X and Y do not form a ring from the industrial utility, and more preferably. Are the same in X and Y.

製造されるα−アルキル置換エステルの工業的な有用性及び反応性から、ジアルキルカーボネートは、ジメチルカーボネート(DMC)であることが好ましい。   From the industrial usefulness and reactivity of the α-alkyl-substituted ester to be produced, the dialkyl carbonate is preferably dimethyl carbonate (DMC).

ジメチルカーボネート(DMC)は、公知の化合物であり、公知の方法に従って製造して使用することも、市販品を入手して使用することもできる。   Dimethyl carbonate (DMC) is a known compound, and can be produced and used according to a known method, or a commercially available product can be obtained and used.

DMCは低毒性であり、調達が容易で、工業的な量の入手が可能である。α−Me−GBL製造に使用されるDMCは特に限定されないが、純度が高いものが望ましく、特に含有水分、メタノールの含有量は少ないほど好ましい。   DMC has low toxicity, is easy to procure, and is available in industrial quantities. The DMC used for the production of α-Me-GBL is not particularly limited, but it is desirable to have a high purity. In particular, the smaller the water content and methanol content, the better.

本発明におけるα−アルキル化反応に使用するジアルキルカーボネートの使用量は、特に限定されるものではないが、通常、エステル化合物1モルに対して下限が理論等量である1.0モル、好ましくは1.2モル、さらに好ましくは1.5モルである。上限は特に制限はないが、通常10.0モル、好ましくは5.0モル、さらに好ましくは3.0モルである。前記上限超過では、反応器容積に対するジアルキルカーボネートの占有容量が大きくなり空間生産効率が低下してしまう場合がある。   The amount of dialkyl carbonate used in the α-alkylation reaction in the present invention is not particularly limited, but is usually 1.0 mol, preferably the lower limit is the theoretical equivalent with respect to 1 mol of the ester compound. 1.2 mol, more preferably 1.5 mol. The upper limit is not particularly limited, but is usually 10.0 mol, preferably 5.0 mol, and more preferably 3.0 mol. If the upper limit is exceeded, the occupied capacity of the dialkyl carbonate with respect to the reactor volume increases, and the space production efficiency may decrease.

[塩基性触媒]
本発明におけるα−アルキル化反応に使用される塩基性触媒は特に限定されるものではないが、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属;リチウムジイソプロピルアミドなどの金属アミド;アミン類;アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属の炭酸塩、重炭酸塩、水酸化物、酢酸塩等のカルボン酸塩、酸化物などの金属化合物;金属アルコキシドが用いられる。また、アルカリ金属、アルカリ土類金属の複合酸化物、塩基処理ゼオライトなどの不均一系塩基性触媒を用いることもできる。
[Basic catalyst]
The basic catalyst used in the α-alkylation reaction in the present invention is not particularly limited, but alkali metals such as sodium and potassium; metal amides such as lithium diisopropylamide; amines; alkali metals and alkaline earths Metals such as metals, carbonates of transition metals, bicarbonates, carboxylates such as hydroxides and acetates, metal compounds such as oxides; metal alkoxides are used. In addition, heterogeneous basic catalysts such as alkali metal, alkaline earth metal complex oxides, and base-treated zeolites can also be used.

前記アミン類の例としては、ジイソプロピルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、テトラメチレンヘキサミン、トリオクチルアミンなどの鎖状脂肪族アミン類;1,4−ジメチルピペラジン、ピペラジン、ピペリジン、1−ベンジルピペリジン、1−メチル−2,2−ジメチル−6,6−ジメチルピペリジン、DABCO(1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、DBU(1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン)、DBN(1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]−5−ウンデセン)のような環状アミン類;トリフェニルアミンなどのような芳香族アミン類;N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−フェニルジベンジルアミンなどのベンジルアミン類;ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン等のピリジン類;イミダゾール、1−メチルイミダゾール、1−エチルイミダゾール、1−メチル−2−メチルイミダゾール、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、TBZ(2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンズイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、1−ドデシル−2−メチル−のようなイミダゾール化合物;トリフェニルホスフィン又は亜リン酸トリフェニルのような3価のリン化合物、ホスファゼン化合物等が挙げられる。   Examples of the amines include chain aliphatic amines such as diisopropylamine, triethylamine, tributylamine, N, N-diisopropylethylamine, tetramethylenehexamine, and trioctylamine; 1,4-dimethylpiperazine, piperazine, piperidine, 1-benzylpiperidine, 1-methyl-2,2-dimethyl-6,6-dimethylpiperidine, DABCO (1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane), DBU (1,8-diazabicyclo [5,4] , 0] -7-undecene), DBN (1,5-diazabicyclo [4,3,0] -5-undecene); aromatic amines such as triphenylamine; N, N -Benzylamines such as dimethylbenzylamine, N, N-phenyldibenzylamine; Pyridines such as lysine and 4-dimethylaminopyridine; imidazole, 1-methylimidazole, 1-ethylimidazole, 1-methyl-2-methylimidazole, 1-isobutyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole 1-benzyl-2-phenylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, TBZ (2,3- Dihydro-1H-pyrrolo [1,2-a] benzimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 1-dodecyl-2-methyl- Such imidazole compounds; Cycloalkenyl phosphine or trivalent phosphorus compounds such as triphenyl phosphite, phosphazene compounds, and the like.

これらのうち、鎖状脂肪族アミン類、環状アミン類、塩基性が強く脱プロトン化が進行しやすい点でホスファゼン化合物が好ましい。鎖状脂肪族アミン類としては、反応生成物との分離が容易に行える点でトリオクチルアミン等の長鎖アルキル鎖を有する鎖状脂肪族三級アミンが好ましく、環状アミン類としては、好ましくはアシル中間体の形成が進行することで反応活性を高めることが可能な、DBU、DBN等のエン−イミン構造を持つ環状アミン類が好ましい。   Of these, chain aliphatic amines, cyclic amines, and phosphazene compounds are preferred because of their strong basicity and easy deprotonation. As the chain aliphatic amines, chain aliphatic tertiary amines having a long alkyl chain such as trioctylamine are preferable in that they can be easily separated from the reaction product, and the cyclic amines are preferably Cyclic amines having an ene-imine structure such as DBU and DBN, which can increase the reaction activity by the formation of acyl intermediates, are preferred.

前記アルカリ金属化合物の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、酢酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸セシウム、ステアリン酸リチウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸セシウム、安息香酸リチウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸水素2カリウム、リン酸水素2リチウム、フェニルリン酸2ナトリウム、ビスフェノールAの2ナトリウム塩、2カリウム塩、2セシウム塩、2リチウム塩、フェノールのナトリウム塩、カリウム塩、セシウム塩、リチウム塩等が挙げられる。   Specific examples of the alkali metal compound include sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, lithium hydroxide, sodium bicarbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, lithium carbonate, sodium acetate, potassium acetate, cesium acetate. , Lithium acetate, sodium stearate, potassium stearate, cesium stearate, lithium stearate, sodium benzoate, potassium benzoate, cesium benzoate, lithium benzoate, disodium hydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, phosphoric acid Examples thereof include dilithium hydrogen, disodium phenylphosphate, disodium salt of bisphenol A, dipotassium salt, cesium salt, dilithium salt, sodium salt of phenol, potassium salt, cesium salt, and lithium salt.

前記アルカリ土類金属化合物の例としては、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素ストロンチウム、炭酸水素バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、フェニルリン酸マグネシウム等が挙げられる。   Examples of the alkaline earth metal compound include magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, magnesium bicarbonate, calcium bicarbonate, strontium bicarbonate, barium bicarbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, carbonate Examples include strontium, barium carbonate, magnesium acetate, calcium acetate, strontium acetate, barium acetate, magnesium stearate, calcium stearate, calcium benzoate, and magnesium phenyl phosphate.

前記金属アルコキシドの例としては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドなどのナトリウムアルコキシド、カリウム−t−ブトキシド等のカリウムアルコキシド等が挙げられる。   Examples of the metal alkoxide include sodium alkoxide such as sodium methoxide and sodium ethoxide, potassium alkoxide such as potassium t-butoxide, and the like.

不均一系塩基性触媒の例としてはカルシウム−バリウム−ナトリウム酸化物、カルシウム−バリウム−カリウム酸化物、カルシウム−バリウム−セシウム酸化物などのアルカリ金属−アルカリ土類金属複合酸化物、マグネシウム−カルシウム−バリウム酸化物、マグネシウム−ストロンチウム−バリウム酸化物などのアルカリ土類金属複合酸化物、ナトリウム、カリウムイオンなどで処理した塩基処理ゼオライトなどが挙げられる。   Examples of heterogeneous basic catalysts include calcium-barium-sodium oxide, calcium-barium-potassium oxide, calcium-barium-cesium oxide and other alkali metal-alkaline earth metal composite oxides, magnesium-calcium- Examples include alkaline earth metal composite oxides such as barium oxide, magnesium-strontium-barium oxide, and base-treated zeolite treated with sodium, potassium ions, and the like.

これらの中でもアルカリ金属のアルコキシド、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩が反応性が高い点で好ましく、さらにはナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、カリウム−t−ブトキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素セシウムが好ましい。さらには、価格、入手性からナトリウムメトキシド、炭酸カリウムが特に好ましい。   Among these, alkali metal alkoxides, alkali metal hydroxides, and alkali metal carbonates are preferable in terms of high reactivity, and further sodium methoxide, potassium methoxide, potassium t-butoxide, sodium hydroxide, water Potassium oxide, cesium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, and cesium hydrogen carbonate are preferred. Furthermore, sodium methoxide and potassium carbonate are particularly preferred from the viewpoint of cost and availability.

これらの塩基性触媒は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   These basic catalysts may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

これら塩基性触媒の使用量は、特に限定されないが、通常エステル化合物1モルに対して5.0モル以下、好ましくは3.0モル以下、より好ましくは1.0モル以下である。前記上限超過では製造コストの増大や反応器内容物の攪拌効率の低下が起こる場合がある。また通常エステル化合物1モルに対して0.01モル以上、好ましくは0.1モル以上、より好ましくは0.2モル以上である。前記下限未満では実用的な反応速度が得られない場合がある。   Although the usage-amount of these basic catalysts is not specifically limited, Usually, it is 5.0 mol or less with respect to 1 mol of ester compounds, Preferably it is 3.0 mol or less, More preferably, it is 1.0 mol or less. If the upper limit is exceeded, the production cost may increase and the stirring efficiency of the reactor contents may decrease. Moreover, it is 0.01 mol or more normally with respect to 1 mol of ester compounds, Preferably it is 0.1 mol or more, More preferably, it is 0.2 mol or more. If it is less than the lower limit, a practical reaction rate may not be obtained.

[エーテル結合を有する化合物]
本発明において、α位アルキル化反応系に存在させるエーテル結合を有する化合物は、好ましくは、炭素数が6以上でありかつエーテル結合数が2以上のものである。
[Compound having an ether bond]
In the present invention, the compound having an ether bond present in the α-position alkylation reaction system preferably has 6 or more carbon atoms and 2 or more ether bonds.

エーテル結合を有する化合物の炭素数が6未満では、前述のカチオン排斥作用を十分に得ることができない。カチオン排斥作用の面で、この炭素数は8以上、特に10以上であることが好ましい。エーテル結合を有する化合物の炭素数の上限には特に制限はないが、ジアルキルカーボネートやエステル化合物に対する当該エーテル結合を有する化合物の溶解性の維持、エーテル/カチオンのモル比を一定とした場合の使用量低減でのコスト抑制、反応器容積の有効活用の面から通常40以下であり、特に30以下が好ましい。   When the number of carbon atoms of the compound having an ether bond is less than 6, the above-described cation excretion action cannot be sufficiently obtained. In terms of cation excretion, this carbon number is preferably 8 or more, particularly 10 or more. The upper limit of the number of carbon atoms of the compound having an ether bond is not particularly limited, but the amount used in the case of maintaining the solubility of the compound having an ether bond in a dialkyl carbonate or ester compound and maintaining a constant ether / cation molar ratio. From the viewpoint of cost reduction in reduction and effective utilization of the reactor volume, it is usually 40 or less, and particularly preferably 30 or less.

同様に、エーテル結合を有する化合物のエーテル結合の数が2未満であると、前述のカチオン排斥作用を十分に得ることができない。カチオン排斥作用の面で、このエーテル結合数は3以上、特に5以上であることが好ましい。エーテル結合を有する化合物のエーテル結合数の上限には特に制限はないが、ジアルキルカーボネートやエステル化合物に対する当該エーテル結合を有する化合物の溶解性の維持、エーテル/カチオンのモル比を一定とした場合の使用量低減でのコスト抑制、反応器容積の有効活用の面から20以下、特に15以下が好ましい。   Similarly, when the number of ether bonds of the compound having an ether bond is less than 2, the above-described cation excretion action cannot be sufficiently obtained. In terms of cation excretion, the number of ether bonds is preferably 3 or more, particularly 5 or more. The upper limit of the number of ether bonds of a compound having an ether bond is not particularly limited, but the solubility of the compound having an ether bond in a dialkyl carbonate or an ester compound is maintained, and the use when the ether / cation molar ratio is constant is used. 20 or less, especially 15 or less are preferable from the viewpoint of cost reduction by reducing the amount and effective utilization of the reactor volume.

本発明で用いるカチオンに配位又は静電的相互作用をすることが可能なエーテル結合を有する化合物は、カチオンに配位又は水素結合をすることが可能な置換基を有する化合物であることがカチオン排斥作用の面で好ましい。このカチオンに配位又は水素結合をすることが可能な置換基としては、好ましくは水酸基、アミノ基、イミノ基などが挙げられる。   The compound having an ether bond capable of coordinating or electrostatically interacting with the cation used in the present invention is preferably a compound having a substituent capable of coordinating or hydrogen bonding with the cation. It is preferable in terms of excretion action. Preferred examples of the substituent capable of coordinating or hydrogen bonding to the cation include a hydroxyl group, an amino group, and an imino group.

また、本発明で用いるエーテル結合を有する化合物は、カチオン排斥作用を高める目的でカチオン種と強く配位又は静電的相互作用をしうる官能基を有した化合物が好ましい。カチオン種と強く配位又は静電的相互作用しうる官能基としては、水酸基、アミノ基、イミノ基といった孤立電子対を有する官能基が挙げられる。   In addition, the compound having an ether bond used in the present invention is preferably a compound having a functional group capable of strongly coordinating or electrostatically interacting with a cationic species for the purpose of enhancing the cation excretion action. Examples of the functional group that can strongly coordinate or electrostatically interact with the cationic species include a functional group having a lone electron pair such as a hydroxyl group, an amino group, and an imino group.

エーテル結合を有する化合物としては、特に限定されるものではないが、具体的には、クラウンエーテル、ポリアルキレングリコール(アルキレン基の炭素数は1〜6)、ポリアルキレングリコールジアルキルエーテル(アルキレン基の炭素数は1〜6、アルキル基の炭素数は1〜6)、ポリエーテルポリアミン、シクロデキストリンなどが挙げられる。   Although it does not specifically limit as a compound which has an ether bond, Specifically, crown ether, polyalkylene glycol (carbon number of an alkylene group is 1-6), polyalkylene glycol dialkyl ether (carbon of an alkylene group). The number is 1-6, the carbon number of the alkyl group is 1-6), polyether polyamine, cyclodextrin and the like.

前記クラウンエーテルとしては、
12−クラウン−4、ベンゾ12−クラウン−4、ジベンゾ12−クラウン−4、シクロヘキシル12−クラウン−4、ジシクロヘキシル12−クラウン−4、(2−ヒドロキシエチル)12−クラウン−4、(3−ヒドロキシプロピル)12−クラウン−4、ビス(2−ヒドロキシエチル)12−クラウン−4、ビス(3−ヒドロキシプロピル)12−クラウン−4等の12−クラウンエーテル類;
15−クラウン−5、ベンゾ15−クラウン−5、ジベンゾ15−クラウン−5、シクロヘキシル15−クラウン−5、ジシクロヘキシル15−クラウン−5、(2−ヒドロキシエチル)15−クラウン−5、(3−ヒドロキシプロピル)15−クラウン−5、ビス(2−ヒドロキシエチル)15−クラウン−5、ビス(3−ヒドロキシプロピル)15−クラウン−5等の15−クラウンエーテル類;
18−クラウン−6、ベンゾ18−クラウン−6、ジベンゾ18−クラウン−6、シクロヘキシル18−クラウン−6、ジシクロヘキシル18−クラウン−6、(2−ヒドロキシエチル)18−クラウン−6、(3−ヒドロキシプロピル)18−クラウン−6、ビス(2−ヒドロキシエチル)18−クラウン−6、ビス(3−ヒドロキシプロピル)18−クラウン−6等の18−クラウンエーテル類;
などが挙げられる。
As the crown ether,
12-crown-4, benzo 12-crown-4, dibenzo 12-crown-4, cyclohexyl 12-crown-4, dicyclohexyl 12-crown-4, (2-hydroxyethyl) 12-crown-4, (3-hydroxy 12-crown ethers such as propyl) 12-crown-4, bis (2-hydroxyethyl) 12-crown-4, bis (3-hydroxypropyl) 12-crown-4;
15-crown-5, benzo 15-crown-5, dibenzo 15-crown-5, cyclohexyl 15-crown-5, dicyclohexyl 15-crown-5, (2-hydroxyethyl) 15-crown-5, (3-hydroxy 15-crown ethers such as propyl) 15-crown-5, bis (2-hydroxyethyl) 15-crown-5, bis (3-hydroxypropyl) 15-crown-5;
18-crown-6, benzo 18-crown-6, dibenzo 18-crown-6, cyclohexyl 18-crown-6, dicyclohexyl 18-crown-6, (2-hydroxyethyl) 18-crown-6, (3-hydroxy 18-crown ethers such as propyl) 18-crown-6, bis (2-hydroxyethyl) 18-crown-6, bis (3-hydroxypropyl) 18-crown-6;
Etc.

これらのクラウンエーテルは反応に用いられるカチオンとの親和性を考慮して使用されることが好ましい。つまりクラウンエーテルと相互作用して超分子錯体を形成する際にはカチオンのイオン半径とクラウンエーテルの環内径が一致するものがイオン排斥作用を強く発現する。エステルのα位の反応で、塩基性触媒としてナトリウム化合物を用いる場合には15−クラウンエーテル類を使用することが好ましく、塩基性触媒としてカリウム化合物を用いる場合には18−クラウンエーテル類を使用することが好ましい。また、クラウンエーテルのカチオン捕捉能向上のため、カチオンと静電的相互作用の可能な官能基を有するクラウンエーテルも好適に用いられる。   These crown ethers are preferably used in consideration of the affinity with the cation used in the reaction. In other words, when a supramolecular complex is formed by interacting with a crown ether, an ion excretion effect is strongly expressed when the cation radius of the cation coincides with the ring inner diameter of the crown ether. In the reaction at the α-position of the ester, 15-crown ethers are preferably used when a sodium compound is used as the basic catalyst, and 18-crown ethers are used when a potassium compound is used as the basic catalyst. It is preferable. In addition, crown ether having a functional group capable of electrostatic interaction with a cation is also preferably used in order to improve the cation capturing ability of crown ether.

前記ポリアルキレングリコールとしては、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、テトラプロピレングリコール、ペンタプロピレングリコール、ヘキサプロピレングリコール等が挙げられる。
また、ポリアルキレングリコールは単一成分である必要は無く、分子中に含まれる炭素数、エーテル数が上記の望ましい範囲に含まれるものであれば使用することが出来る。これに含まれる化合物としてはエチレングリコールで平均分子量300(平均炭素数12.8、エーテル結合数6.4)のもの、プロピレングリコールで平均分子量350(平均炭素数17.7、エーテル結合数5.9)のものなどが挙げられる。
Examples of the polyalkylene glycol include pentaethylene glycol, hexaethylene glycol, tetrapropylene glycol, pentapropylene glycol, hexapropylene glycol and the like.
The polyalkylene glycol does not need to be a single component, and can be used as long as the number of carbon atoms and the number of ethers contained in the molecule are within the above-mentioned desirable ranges. The compounds contained therein are ethylene glycol having an average molecular weight of 300 (average carbon number 12.8, ether bond number 6.4), and propylene glycol having an average molecular weight 350 (average carbon number 17.7, ether bond number 5. 9) and the like.

前記ポリアルキレングリコールジアルキルエーテルとしては、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラトリプロピレングリコールジブチルエーテル、トリス(テトラメチレングリコール)ジメチルエーテル、テトラキス(テトラメチレングリコール)ジメチルエーテル等が挙げられる。   Examples of the polyalkylene glycol dialkyl ether include triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dibutyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol dibutyl ether, tetrapropylene glycol dimethyl ether, tetratripropylene. Examples include glycol dibutyl ether, tris (tetramethylene glycol) dimethyl ether, and tetrakis (tetramethylene glycol) dimethyl ether.

ポリエーテルポリアミンとしては、テトラエチレングリコールビス(α、ω−2−アミノエチル)エーテル、ペンタエチレングリコールビス(α、ω−2−アミノエチル)エーテル、1−(2−メトキシ−3−アミノプロピル)テトラエチレングリコールエーテルなどが挙げられる。   Polyether polyamines include tetraethylene glycol bis (α, ω-2-aminoethyl) ether, pentaethylene glycol bis (α, ω-2-aminoethyl) ether, 1- (2-methoxy-3-aminopropyl) Examples include tetraethylene glycol ether.

シクロデキストリンとしては、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンが挙げられる。また各種シクロデキストリンの水酸基がイオン性官能基を有する連結基と結合したでパー(2−アミノエチル)シクロデキストリン、パー(2、3−ジヒドロキシプロピル)シクロデキストリンなどが挙げられる。   Examples of cyclodextrins include α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, and γ-cyclodextrin. Further, examples include per (2-aminoethyl) cyclodextrin, per (2,3-dihydroxypropyl) cyclodextrin, etc., when the hydroxyl groups of various cyclodextrins are bonded to a linking group having an ionic functional group.

エーテル結合を有する化合物はカチオンを強く捕捉し、カチオンとエステル類や触媒のアルコキシドアニオンとの静電的相互作用を低下させることが可能な化合物ほど活性向上をもたらすことが予想される。この点から、反応活性向上の程度は用いるエーテル結合を有する化合物とカチオンの錯形成定数で比較可能であると考えられる。   A compound having an ether bond is expected to increase the activity of a compound capable of strongly capturing a cation and reducing the electrostatic interaction between the cation and the ester or the alkoxide anion of the catalyst. From this point, it is considered that the degree of improvement in reaction activity can be compared with the complex formation constant of the compound having an ether bond and the cation used.

塩基性触媒として炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩を使用する場合、イオン半径と一致する内径を有するクラウンエーテル類が最も錯形成定数が大きく、続いて長鎖ポリアルキレングリコール/長鎖ポリアルキレングリコールアミン、長鎖ポリアルキレングリコールジエーテルであり、クラウンエーテル類が最も活性向上をもたらす化合物であると予想され、このことは実施例の結果と一致する。   When an alkali metal carbonate such as sodium carbonate or potassium carbonate is used as a basic catalyst, crown ethers having an inner diameter corresponding to the ionic radius have the largest complex formation constant, followed by long-chain polyalkylene glycol / long-chain poly Alkylene glycol amine, a long-chain polyalkylene glycol diether, and crown ethers are expected to be the compounds that provide the most improved activity, which is consistent with the results of the examples.

ポリアルキレングリコールのトリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコールや、これらの混合物である平均分子量250、300、400などのポリエチレングリコール類は工業的に入手が容易であり、添加物コストを抑制するという点で優れている。
また、ポリアルキレングリコールアルキルエーテルとしてトリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテルなども安価に入手できる点で好ましい。
シクロデキストリン類は安価に入手可能である点で利用可能であるほか、鎖状、環状エーテル類と比較して嵩高い疎水性の有機アミン類を触媒として用いる場合に反応系内で生じるアンモニウムイオンを取り込みやすい点で優れる。
Polyalkylene glycols such as triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, and polyethylene glycols having an average molecular weight of 250, 300, 400, and the like, which are mixtures thereof, are industrially easily available and suppress the additive cost. It is excellent in that point.
Further, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dibutyl ether and the like are preferable as polyalkylene glycol alkyl ethers because they can be obtained at low cost.
Cyclodextrins can be used because they are available at low cost, and ammonium ions generated in the reaction system when bulky hydrophobic organic amines are used as catalysts compared to chain and cyclic ethers. It is excellent in that it is easy to capture.

これらのエーテル結合を有する化合物のうち、クラウンエーテル、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテルが、工業的にも性能的にも優れており好ましい。   Of these compounds having an ether bond, crown ethers, polyalkylene glycols, and polyalkylene glycol alkyl ethers are preferred because they are excellent in terms of industry and performance.

エーテル結合を有する化合物の具体例をさらに構造式で以下に示すが、本発明は何ら以下のものに限定されるものではない。
なお、以下において、Meはメチル基を示し、Etはエチル基を示し、Buはブチル基を示す。
Specific examples of the compound having an ether bond are further shown in the following structural formulas, but the present invention is not limited to the following.
In the following, Me represents a methyl group, Et represents an ethyl group, and Bu represents a butyl group.

Figure 2011251927
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これらのエーテル結合を有する化合物は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   These compounds having an ether bond may be used singly or in combination of two or more.

エーテル結合を有する化合物の使用量は特に限定されないが、通常反応に用いられる塩基性触媒1モルに対して3モル以下、好ましくは2モル以下、より好ましくは1モル以下である。また通常塩基性触媒1モルに対して0.01モル以上、好ましくは0.05モル以上、より好ましくは0.1モル以上である。前記上限超過では、エーテル結合を有する化合物の使用量が増大し、反応器容積効率が低下する;過度の攪拌動力が必要となる;分離工程での時間が長く必要となる;場合がある。また、前記下限未満では、カチオン排斥作用が充分でなく、エーテル結合を有する化合物を添加することで得られる反応速度の向上効果が得られない場合がある。   Although the usage-amount of the compound which has an ether bond is not specifically limited, It is 3 mol or less with respect to 1 mol of basic catalysts normally used for reaction, Preferably it is 2 mol or less, More preferably, it is 1 mol or less. Moreover, it is 0.01 mol or more normally with respect to 1 mol of basic catalysts, Preferably it is 0.05 mol or more, More preferably, it is 0.1 mol or more. If the upper limit is exceeded, the amount of the compound having an ether bond increases and the volumetric efficiency of the reactor decreases; excessive stirring power is required; a longer time is required for the separation step; Moreover, if it is less than the said minimum, a cation excretion effect | action is not enough and the improvement effect of the reaction rate obtained by adding the compound which has an ether bond may not be acquired.

エーテル結合を有する化合物を反応に用いる場合の方法はどのような方法でも構わない。例えば反応の仕込み時、エステル化合物、ジアルキルカーボネート、塩基性触媒と同時に反応器に入れて反応を開始する方法、使用される原料に溶解させて溶液状として反応器に添加する方法、エーテル結合を有する化合物単独を溶媒に溶解又は懸濁させて反応器に添加する方法などが挙げられる。
また、エーテル結合を有する化合物は反応に用いる量を一度に反応器に加えてもよく、また、分割して反応器内に添加することも構わない。例えば、反応速度の向上効果が不十分である場合などに、反応の途中で追加して反応器に添加することも出来る。最も実施容易な方法は反応開始時に全量を投入し、他の原料、触媒種とともに加熱をして反応させるものである。
Any method may be used when a compound having an ether bond is used in the reaction. For example, when charging the reaction, ester compound, dialkyl carbonate, a method of starting the reaction at the same time as the basic catalyst and starting the reaction, a method of dissolving in the raw materials used and adding it to the reactor as a solution, having an ether bond Examples include a method in which a compound alone is dissolved or suspended in a solvent and added to a reactor.
In addition, the compound having an ether bond may be added to the reactor at once in the amount used for the reaction, or may be divided and added to the reactor. For example, when the effect of improving the reaction rate is insufficient, it can be added in the middle of the reaction and added to the reactor. The simplest method is to add the entire amount at the start of the reaction and heat it together with other raw materials and catalyst species to cause the reaction.

[溶媒]
本発明に係るα−アルキル化反応は、無溶媒で行うことも、溶媒を使用して行うことも共に可能である。溶媒を使用する場合は、α−アルキル化反応に影響を与えない限り、使用する溶媒に特に制限はないが、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、モノエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、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ケトン系溶媒、ジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒などが好適に用いられる。
[solvent]
The α-alkylation reaction according to the present invention can be performed in the absence of a solvent or using a solvent. When a solvent is used, the solvent to be used is not particularly limited as long as it does not affect the α-alkylation reaction, but an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene, an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane and heptane. And ether solvents such as diethyl ether, monoethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, amide solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone are preferably used. It is done.

また、カルボニル基α位に水素原子を持たずアルキル化反応を受けないエステル類は溶媒として使用できる。このようなものとしては、安息香酸エステル、ピバル酸エステルなどが挙げられる。さらに使用するジアルキルカーボネートと同じアルキル基を有するアルコールのエステルであれば交差アルキル化を起こさないため使用することが出来る。   Esters that do not have a hydrogen atom at the α-position of the carbonyl group and do not undergo an alkylation reaction can be used as a solvent. Examples thereof include benzoic acid esters and pivalic acid esters. Furthermore, any alcohol ester having the same alkyl group as the dialkyl carbonate to be used can be used because it does not cause cross alkylation.

これら溶媒は単独で用いてもかまわないし、任意の複数の溶媒を混合して使用してもかまわない。
好ましくは無溶媒で反応を行う。
These solvents may be used alone, or a plurality of arbitrary solvents may be mixed and used.
The reaction is preferably carried out without solvent.

[添加剤]
本発明に係るα−アルキル化反応を行う際は、上記エーテル結合を有する化合物以外の適当な添加剤を用いてもかまわない。
[Additive]
When the α-alkylation reaction according to the present invention is performed, an appropriate additive other than the compound having an ether bond may be used.

[反応形式]
本発明に係るα−アルキル化反応の形式としては、バッチ方式、連続方式、共に採用可能である。
[Reaction format]
As a form of the α-alkylation reaction according to the present invention, both a batch system and a continuous system can be adopted.

[反応条件]
本発明におけるα−アルキル化反応の際の温度は特に限定されるものではないが、副反応の進行を抑制するために重要である。上限は、通常250℃、好ましくは230℃、最も好ましくは220℃であり、下限は、通常170℃以上、好ましくは190℃以上、より好ましくは200℃以上である。前記上限超過の場合は、例えばGBLとDMCとの反応の場合には、原料のGBL、生成物のα−Me−GBLの開環反応で生じる4−アルコキシドとDMCとの反応生成物である4−(メトキシカルボキシ)酪酸メチル、4−(メトキシカルボキシ)−2−メチル酪酸メチルやメチル化生成物である4−メトキシ酪酸メチル、4−メトキシ−2−メチル酪酸メチルが生じる副反応が起こる場合がある。前記下限未満の場合、実用的な反応速度が得られない場合や、GBL環が開環した副生物、さらには2分子がエステル化して2量化した副生物が生成してしまう場合がある。
[Reaction conditions]
The temperature during the α-alkylation reaction in the present invention is not particularly limited, but is important for suppressing the progress of side reactions. The upper limit is usually 250 ° C., preferably 230 ° C., most preferably 220 ° C., and the lower limit is usually 170 ° C. or higher, preferably 190 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher. When the upper limit is exceeded, for example, in the case of the reaction of GBL and DMC, it is a reaction product of 4-alkoxide and DMC generated by the ring-opening reaction of the raw material GBL and the product α-Me-GBL 4 Side reactions may occur in which methyl (methoxycarboxy) butyrate, methyl 4- (methoxycarboxy) -2-methylbutyrate and methylation products methyl 4-methoxybutyrate and methyl 4-methoxy-2-methylbutyrate may occur. is there. If the amount is less than the lower limit, a practical reaction rate may not be obtained, or a by-product in which the GBL ring is opened, or a by-product in which two molecules are esterified and dimerized may be generated.

本発明におけるα−アルキル化反応の反応時間は、特に限定されるものではないが、上限は、通常50時間以下、好ましくは30時間以下、最も好ましくは20時間以下であり、下限は、通常1時間以上、好ましくは2時間以上、さらに好ましくは3時間以上である。前記上限超過の場合は、例えば原料としてGBLを用いた場合、GBL環の開環反応が進行する場合があり、一方前記下限未満では、原料であるGBL等のエステル化合物が多く残存してしまう場合がある。   The reaction time of the α-alkylation reaction in the present invention is not particularly limited, but the upper limit is usually 50 hours or less, preferably 30 hours or less, most preferably 20 hours or less, and the lower limit is usually 1 Time or more, preferably 2 hours or more, more preferably 3 hours or more. In the case where the upper limit is exceeded, for example, when GBL is used as a raw material, the ring-opening reaction of the GBL ring may proceed. On the other hand, when the lower limit is exceeded, a large amount of ester compound such as GBL as the raw material remains. There is.

本発明におけるα位アルキル化反応では、反応の進行と共にCOが発生する。COは、反応に用いる塩基性触媒を被毒する場合があるので、連続的にあるいは非連続的にCOを系内から除去しながら反応を行っても良い。この場合、COを除去する際にα−アルキル化剤のジアルキルカーボネートも同時に除去される時は、除去されたジアルキルカーボネート分を補充して反応を継続することも可能である。さらには、反応器に還流管を装着して発生するCOを系外に排出しながら気化したジアルキルカーボネートは還流により反応系に戻す方式を採用してもかまわない。或いは、分離膜を用いてCOを選択的に除去する方法も適用可能である。一方、連続的にCOを除去しないで反応を行う場合には、反応器を圧力容器とし、生成するCOを反応器内にため込みながら反応を行うこともできる。 In the α-position alkylation reaction in the present invention, CO 2 is generated as the reaction proceeds. Since CO 2 may poison the basic catalyst used in the reaction, the reaction may be carried out while removing CO 2 from the system continuously or discontinuously. In this case, when the dialkyl carbonate of the α-alkylating agent is also removed at the same time as removing CO 2 , the reaction can be continued by supplementing the removed dialkyl carbonate. Furthermore, a method may be adopted in which dialkyl carbonate vaporized while discharging CO 2 generated by attaching a reflux pipe to the reactor and returning to the reaction system by refluxing may be adopted. Alternatively, a method of selectively removing CO 2 using a separation membrane is also applicable. On the other hand, when the reaction is carried out without continuously removing CO 2 , the reaction can be carried out using the reactor as a pressure vessel and accumulating the produced CO 2 in the reactor.

[後処理]
本発明に係るα−アルキル化反応終了後は、蒸留や精製等の通常の後処理によりα−アルキル置換エステルを得ることができる。例えば、そのまま減圧下に過剰に使用したジアルキルカーボネートと副生したアルコールを留去し、引き続き減圧蒸留してα−アルキル置換エステルを留出させて得ることができる。反応系に添加したエーテル結合を有する化合物は、この蒸留時にα−アルキル置換エステルと分離される。また、ジアルキルカーボネートとアルコールを留去後に溶媒を用いて抽出しても良い。その際に使用可能な溶媒は、酢酸エチルなどのエステル系溶媒、ジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒、クロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族溶媒、ジクロロメタン、クロロホルムなどのハロゲン系溶媒などであり、価格や入手の容易性から好ましくは酢酸エチルやジエチルエーテル、トルエンである。溶媒抽出後は溶媒を留去、必要に応じて蒸留することにより精製することができる。特にGBL等の環状エステル化合物を原料とする場合は、さらに、ジアルキルカーボネートとアルコールを留去後にアルカリ水溶液を添加して副生したオリゴエステルやカーボネート化合物を加水分解し、引き続き塩酸や硫酸などの酸を添加して液性を酸性にするとα−Me−GBL等に環化することができる。この後に抽出操作を行っても良い。特に反応において副生物が多い場合にこの操作を行うと目的のα−Me−GBLの収率が上がる。
[Post-processing]
After completion of the α-alkylation reaction according to the present invention, an α-alkyl-substituted ester can be obtained by ordinary post-treatment such as distillation and purification. For example, it can be obtained by distilling off dialkyl carbonate and by-produced alcohol used in excess under reduced pressure as it is, followed by distillation under reduced pressure to distill the α-alkyl-substituted ester. The compound having an ether bond added to the reaction system is separated from the α-alkyl-substituted ester during this distillation. Alternatively, the dialkyl carbonate and alcohol may be distilled off and then extracted using a solvent. Solvents that can be used in this case include ester solvents such as ethyl acetate, ether solvents such as diethyl ether, aromatic solvents such as toluene and xylene, halogenated aromatic solvents such as chlorobenzene, and halogens such as dichloromethane and chloroform. It is a system solvent, and preferably ethyl acetate, diethyl ether or toluene from the viewpoint of cost and availability. After solvent extraction, it can be purified by distilling off the solvent and distilling as necessary. In particular, when cyclic ester compounds such as GBL are used as raw materials, the diester carbonate and alcohol are further distilled off, and then an aqueous alkali solution is added to hydrolyze the by-produced oligoester and carbonate compound, followed by acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid. Can be cyclized to α-Me-GBL and the like when the solution is made acidic. An extraction operation may be performed after this. In particular, when this reaction is performed when there are many by-products in the reaction, the yield of the target α-Me-GBL increases.

[反応成績]
本発明において、上記反応条件で実施した場合の原料エステル化合物の転化率は特に限定されるものではないが、通常50%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上である。
また、目的物であるα−アルキル置換エステルの収率は特に限定されるものではないが、通常50%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上である。
[Reaction results]
In the present invention, the conversion rate of the raw ester compound when carried out under the above reaction conditions is not particularly limited, but is usually 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more.
The yield of the target α-alkyl-substituted ester is not particularly limited, but is usually 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more.

また、得られるα−アルキル置換エステルの純度は、特に限定されるものではないが、ガスクロマトグラフィー(GC)などで分析すると、通常、80モル%以上、好ましくは90モル%以上、より好ましくは95モル%以上であり、上限は特に制限はないが、好ましくは100モル%である。   Further, the purity of the α-alkyl-substituted ester obtained is not particularly limited, but it is usually 80 mol% or more, preferably 90 mol% or more, more preferably, when analyzed by gas chromatography (GC) or the like. Although it is 95 mol% or more and there is no restriction | limiting in particular in an upper limit, Preferably it is 100 mol%.

本反応で得られるα−アルキル置換エステルに含まれる主な不純物は、特に限定されるものではないが、例えば、α−アルキル化剤としてDMCを用いた場合には、通常メタノール、DMC、4−(メトキシカルボキシ)−2−メチル−酪酸メチル、4−メトキシカルボキシ−酪酸メチル、原料エステル化合物、これら化合物が組み合わせ反応したオリゴエステル等である。上記主な不純物の含有量は特に限定されるものではないが、例えば、GBLについては、THFへ誘導することができるのでこのような不純物が20モル%程度含まれていても共重合ポリオール原料としてそのまま次工程に供することができる。ただし後段の精製工程の負荷の軽減するため、GBL含有量は好ましくは10重量%以下、さらに好ましくは5重量%以下である。   The main impurities contained in the α-alkyl-substituted ester obtained in this reaction are not particularly limited. For example, when DMC is used as the α-alkylating agent, methanol, DMC, 4- (Methoxycarboxy) -2-methyl-methyl butyrate, 4-methoxycarboxy-methyl butyrate, raw material ester compounds, oligoesters obtained by combining these compounds and the like. Although the content of the main impurities is not particularly limited, for example, GBL can be derived into THF, so even if such impurities are contained in an amount of about 20 mol%, the copolymer polyol raw material is used. It can be used for the next step as it is. However, the GBL content is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less in order to reduce the load of the subsequent purification step.

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
なお、以下の実施例及び比較例における反応生成物の分析条件は以下の通りである。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.
In addition, the analysis conditions of the reaction product in the following examples and comparative examples are as follows.

<GC測定条件>
装置:島津製作所製 GC−14
カラム:GLサイエンス社製キャピラリーカラム TC−1701
キャリア:ヘリウムガス
検出器:FID
分析はテトラグライムを用いる内部標準物質添加法により行った。
<GC measurement conditions>
Device: GC-14 manufactured by Shimadzu Corporation
Column: GL Sciences capillary column TC-1701
Carrier: Helium gas Detector: FID
The analysis was performed by the internal standard substance addition method using tetraglyme.

[実施例1:18−クラウン−6使用]
内容積70mlのオートクレーブ内部を窒素ガスで置換し、炭酸カリウム2.62g(19.0mmol)、18−クラウン−6(エーテル結合数6、炭素数12)2.05g(7.8mmol)を入れて反応器内部を再度窒素ガスで置換した。窒素ガス雰囲気下のまま原料投入口からγ−ブチロラクトン3.28g(38.1mmol)とジメチルカーボネート11.93g(132mmol)を加え、電気炉上、215℃で加熱攪拌を行った。
2時間加熱攪拌を行って反応を終了したときの回収反応液のGC分析で求めた、γ−ブチロラクトンの転化率は97%、α−メチル−γ−ブチロラクトンの収率は70%であった。
同様の反応を6時間行ったときのγ−ブチロラクトンの転化率は100%、α−メチル−γ−ブチロラクトンの収率は66%であった。
[Example 1: Use of 18-crown-6]
The inside of the autoclave having an internal volume of 70 ml was replaced with nitrogen gas, and 2.62 g (19.0 mmol) of potassium carbonate and 2.05 g (7.8 mmol) of 18-crown-6 (6 ether bonds and 12 carbon atoms) were added. The inside of the reactor was again replaced with nitrogen gas. In a nitrogen gas atmosphere, 3.28 g (38.1 mmol) of γ-butyrolactone and 11.93 g (132 mmol) of dimethyl carbonate were added from the raw material inlet, and the mixture was heated and stirred at 215 ° C. in an electric furnace.
The conversion rate of γ-butyrolactone was 97%, and the yield of α-methyl-γ-butyrolactone was 70%, as determined by GC analysis of the recovered reaction solution when the reaction was completed by heating and stirring for 2 hours.
When the same reaction was carried out for 6 hours, the conversion rate of γ-butyrolactone was 100%, and the yield of α-methyl-γ-butyrolactone was 66%.

[実施例2:テトラエチレングリコールジメチルエーテル使用]
内容積70mlのオートクレーブ内部を窒素ガスで置換し、炭酸カリウム2.62g(19.0mmol)、テトラエチレングリコールジメチルエーテル(エーテル結合数5、合計炭素数10)2.05g(7.8mmol)を入れて反応器内部を再度窒素ガスで置換した。窒素ガス雰囲気下のまま原料投入口からγ−ブチロラクトン3.28g(38.1mmol)とジメチルカーボネート11.93g(132mmol)を加え、電気炉上、215℃で加熱攪拌を行った。
2時間加熱攪拌を行って反応を終了したときの回収反応液のGC分析で求めた、γ−ブチロラクトンの転化率は85%、α−メチル−γ−ブチロラクトンの収率は67%であった。
同様の反応を6時間行ったときのγ−ブチロラクトンの転化率は95%、α−メチル−γ−ブチロラクトンの収率は57%であった。
[Example 2: Use of tetraethylene glycol dimethyl ether]
The inside of the autoclave with an internal volume of 70 ml was replaced with nitrogen gas, and 2.62 g (19.0 mmol) of potassium carbonate and 2.05 g (7.8 mmol) of tetraethylene glycol dimethyl ether (5 ether bonds and 10 total carbon atoms) were added. The inside of the reactor was again replaced with nitrogen gas. In a nitrogen gas atmosphere, 3.28 g (38.1 mmol) of γ-butyrolactone and 11.93 g (132 mmol) of dimethyl carbonate were added from the raw material inlet, and the mixture was heated and stirred at 215 ° C. in an electric furnace.
The conversion rate of γ-butyrolactone was 85%, and the yield of α-methyl-γ-butyrolactone was 67%, as determined by GC analysis of the recovered reaction solution when the reaction was completed by heating and stirring for 2 hours.
When the same reaction was conducted for 6 hours, the conversion of γ-butyrolactone was 95%, and the yield of α-methyl-γ-butyrolactone was 57%.

[実施例3:ポリエチレングリコール使用]
内容積70mlのオートクレーブ内部を窒素ガスで置換し、炭酸カリウム1.77g(12.8mmol)、ポリエチレングリコール300(平均分子量300、平均エーテル結合数6.4、平均の合計炭素数12.8)1.29gを入れて反応器内部を再度窒素ガスで置換した。窒素ガス雰囲気下のまま原料投入口からγ−ブチロラクトン3.70g(43.0mmol)とジメチルカーボネート11.61g(129mmol)を加え、電気炉上、215℃で加熱攪拌を行った。
2時間加熱攪拌を行って反応を終了したときの回収反応液のGC分析で求めた、γ−ブチロラクトンの転化率は92%、α−メチル−γ−ブチロラクトンの収率は63%であった。
[Example 3: Use of polyethylene glycol]
The inside of the autoclave having an internal volume of 70 ml was replaced with nitrogen gas, 1.77 g (12.8 mmol) of potassium carbonate, polyethylene glycol 300 (average molecular weight 300, average number of ether bonds 6.4, average total carbon number 12.8) 1 .29 g was added and the inside of the reactor was again replaced with nitrogen gas. In a nitrogen gas atmosphere, 3.70 g (43.0 mmol) of γ-butyrolactone and 11.61 g (129 mmol) of dimethyl carbonate were added from the raw material inlet, and the mixture was heated and stirred at 215 ° C. in an electric furnace.
The conversion rate of γ-butyrolactone was 92%, and the yield of α-methyl-γ-butyrolactone was 63%, as determined by GC analysis of the recovered reaction solution when the reaction was completed by heating and stirring for 2 hours.

[比較例1]
内容積70mlのオートクレーブ内部を窒素ガスで置換し、ここに炭酸カリウム2.61g(19.0mmol)を入れて反応器内部を再度窒素ガスで置換した。窒素ガス雰囲気下のまま原料投入口からγ−ブチロラクトン3.37g(39.2mmol)とジメチルカーボネート12.15g(135mmol)を加え、電気炉上、215℃で加熱攪拌を行った。
2時間加熱攪拌を行って反応を終了したときの回収反応液のGC分析で求めた、γ−ブチロラクトンの転化率は65%、α−メチル−γ−ブチロラクトンの収率は36%であった。
同様の反応を6時間行ったときのγ−ブチロラクトンの転化率は95%、α−メチル−γ−ブチロラクトンの収率は55%であった。
[Comparative Example 1]
The inside of the autoclave having an internal volume of 70 ml was replaced with nitrogen gas, 2.61 g (19.0 mmol) of potassium carbonate was added thereto, and the inside of the reactor was again replaced with nitrogen gas. In a nitrogen gas atmosphere, 3.37 g (39.2 mmol) of γ-butyrolactone and 12.15 g (135 mmol) of dimethyl carbonate were added from the raw material inlet, and the mixture was heated and stirred at 215 ° C. in an electric furnace.
The conversion rate of γ-butyrolactone was 65%, and the yield of α-methyl-γ-butyrolactone was 36%, as determined by GC analysis of the recovered reaction solution when the reaction was completed by heating and stirring for 2 hours.
When the same reaction was conducted for 6 hours, the conversion of γ-butyrolactone was 95%, and the yield of α-methyl-γ-butyrolactone was 55%.

以上の結果から、本発明によれば、エステル化合物とジアルキルカーボネートとを塩基性触媒の存在下に反応させて、α−アルキル置換エステルを高収率で製造することができることが分かる。   From the above results, it can be seen that according to the present invention, an α-alkyl-substituted ester can be produced in a high yield by reacting an ester compound and a dialkyl carbonate in the presence of a basic catalyst.

Claims (5)

エステル化合物とジアルキルカーボネートとを塩基性触媒の存在下に反応させてα−アルキル置換エステルを製造する方法において、反応系に、エーテル結合を有する化合物を存在させることを特徴とするα−アルキル置換エステル化合物の製造方法。   An α-alkyl-substituted ester characterized in that a compound having an ether bond is present in a reaction system in a method for producing an α-alkyl-substituted ester by reacting an ester compound and a dialkyl carbonate in the presence of a basic catalyst. Compound production method. 前記エーテル結合を有する化合物の炭素数が6以上であり、かつエーテル結合数が2以上である請求項1に記載のα−アルキル置換エステル化合物の製造方法。   The method for producing an α-alkyl-substituted ester compound according to claim 1, wherein the compound having an ether bond has 6 or more carbon atoms and 2 or more ether bonds. 前記エーテル結合を有する化合物が、カチオンに配位又は水素結合をすることが可能な置換基を有する請求項1又は2に記載のα−アルキル置換エステル化合物の製造方法。   The method for producing an α-alkyl-substituted ester compound according to claim 1 or 2, wherein the compound having an ether bond has a substituent capable of coordinating or hydrogen bonding to a cation. 前記カチオンに配位又は水素結合をすることが可能な置換基が水酸基、アミノ基及びイミノ基から選ばれる1以上である請求項3に記載のα−アルキル置換エステル化合物の製造方法。   The method for producing an α-alkyl-substituted ester compound according to claim 3, wherein the substituent capable of coordinating or hydrogen bonding to the cation is one or more selected from a hydroxyl group, an amino group, and an imino group. 前記エーテル結合を有する化合物が、クラウンエーテル、ポリアルキレングリコール、及びポリアルキレングリコールジアルキルエーテルから選ばれる少なくとも1つである請求項1ないし3のいずれか1項に記載のα−アルキル置換エステル化合物の製造方法。   The production of an α-alkyl-substituted ester compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the compound having an ether bond is at least one selected from crown ether, polyalkylene glycol, and polyalkylene glycol dialkyl ether. Method.
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