JP2013075837A - Manufacturing method for nitrile compound - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ニトリル化合物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a nitrile compound.
ニトリル化合物は、医薬、農薬、機能性色素や機能性ポリマー等の各種機能性材料又はそれらの中間体として有用な化合物である。このようなニトリル化合物は、一般に、塩基存在下でアルコール化合物とアクリロニトリルとを反応させて合成することができる。例えば、２価以上の多価アルコールをアクリロニトリル及び触媒と反応させシアノアルキル化ニトリル化合物を合成する方法が知られている（特許文献１）。しかしながら、この方法は無溶媒反応であるため、大スケールでの合成では反応制御が困難である。また、アルコール類とアクリロニトリルとの反応を有機溶媒／アルカリ水溶液２相系で行う方法も提案されている（特許文献２）。しかしながら、この方法では水とアクリロニトリルとの反応により、副生成物が生じる。さらに、これらの方法は目的のニトリル化合物の収率および純度において、未だ満足できるものではなかった。 Nitrile compounds are useful compounds as various functional materials such as pharmaceuticals, agricultural chemicals, functional pigments and functional polymers, or intermediates thereof. Such a nitrile compound can be generally synthesized by reacting an alcohol compound and acrylonitrile in the presence of a base. For example, a method of synthesizing a cyanoalkylated nitrile compound by reacting a dihydric or higher polyhydric alcohol with acrylonitrile and a catalyst is known (Patent Document 1). However, since this method is a solvent-free reaction, it is difficult to control the reaction in a large-scale synthesis. There has also been proposed a method in which a reaction between an alcohol and acrylonitrile is carried out in an organic solvent / alkaline aqueous solution two-phase system (Patent Document 2). However, in this method, a by-product is generated by the reaction of water and acrylonitrile. Furthermore, these methods are still not satisfactory in the yield and purity of the target nitrile compound.
本発明は、目的のニトリル化合物を高収率且つ高純度で得られるニトリル化合物の製造方法を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a method for producing a nitrile compound that can obtain the target nitrile compound in high yield and high purity.
本発明者らは、上記課題に鑑み、ニトリル化合物の製造方法について鋭意検討を行った。その結果、塩基存在下でのアルコール化合物とアクリロニトリルとの反応において、反応液を１５℃以下に冷却した後に反応停止剤を加えることで、得られるニトリル化合物の収率と純度が向上することを見出した。本発明はこの知見に基づき完成されたものである。 In view of the above problems, the present inventors have intensively studied a method for producing a nitrile compound. As a result, in the reaction between an alcohol compound and acrylonitrile in the presence of a base, the yield and purity of the resulting nitrile compound are improved by adding a reaction terminator after cooling the reaction solution to 15 ° C. or lower. It was. The present invention has been completed based on this finding.
すなわち、上記課題は下記の手段により解決された。
＜１＞ 塩基存在下、アルコール化合物とアクリロニトリルとを反応させてニトリル化合物を製造するにあたり、反応液の温度が１５℃以下の状態で反応液に反応停止剤を加えることを特徴とするニトリル化合物の製造方法。
＜２＞ 前記反応液の温度が−２０℃以上１５℃以下の状態で反応液に反応停止剤を加えることを特徴とする前記＜１＞項記載の製造方法。
＜３＞ 前記反応液の温度が−１０℃以上１０℃以下の状態で反応液に反応停止剤を加えることを特徴とする前記＜１＞又は＜２＞項記載の製造方法。
＜４＞ 前記アルコール化合物とアクリロニトリルとの反応を、１５℃を超える温度で行うことを特徴とする前記＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の製造方法。
＜５＞ 実質的に水を含まない条件下で反応を行うことを特徴とする前記＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の製造方法。
＜６＞ 反応溶媒として有機溶媒を用いることを特徴とする前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載の製造方法。
＜７＞ 前記有機溶媒がアセトニトリル又はエーテル系溶媒であること特徴とする前記＜６＞項記載の製造方法。
＜８＞ 前記アルコール化合物が２価以上の多価アルコール化合物であることを特徴とする前記＜１＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の製造方法。
＜９＞ 前記アルコール化合物のヒドロキシル基に対し、前記アクリロニトリルを１．０〜２．０モル当量用いることを特徴とする前記＜１＞〜＜８＞のいずれか１項に記載の製造方法。
＜１０＞ 前記塩基として、第３級アルコキシドのアルカリ金属塩を使用することを特徴とする前記＜１＞〜＜９＞のいずれか１項に記載の製造方法。
なお、本発明において「〜」とは、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
That is, the said subject was solved by the following means.
<1> In producing a nitrile compound by reacting an alcohol compound with acrylonitrile in the presence of a base, a reaction terminator is added to the reaction solution in a state where the temperature of the reaction solution is 15 ° C. or less. Production method.
<2> The method according to <1>, wherein a reaction terminator is added to the reaction solution in a state where the temperature of the reaction solution is −20 ° C. or more and 15 ° C. or less.
<3> The method according to <1> or <2>, wherein a reaction terminator is added to the reaction solution in a state where the temperature of the reaction solution is −10 ° C. or more and 10 ° C. or less.
<4> The method according to any one of <1> to <3>, wherein the reaction between the alcohol compound and acrylonitrile is performed at a temperature exceeding 15 ° C.
<5> The method according to any one of <1> to <4>, wherein the reaction is performed under a condition that substantially does not contain water.
<6> The method according to any one of <1> to <5>, wherein an organic solvent is used as a reaction solvent.
<7> The method according to <6>, wherein the organic solvent is acetonitrile or an ether solvent.
<8> The method according to any one of <1> to <7>, wherein the alcohol compound is a dihydric or higher polyhydric alcohol compound.
<9> The method according to any one of <1> to <8>, wherein 1.0 to 2.0 molar equivalents of the acrylonitrile are used with respect to a hydroxyl group of the alcohol compound.
<10> The production method according to any one of <1> to <9>, wherein an alkali metal salt of a tertiary alkoxide is used as the base.
In the present invention, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
本発明の製造方法によれば、高収率且つ高純度でニトリル化合物を得ることができる。 According to the production method of the present invention, a nitrile compound can be obtained with high yield and high purity.
本発明の製造方法は、出発原料であるアルコール化合物とアクリロニトリルとを塩基存在下で反応させ、目的のニトリル化合物を得る。本発明は、当該ニトリル化合物の生成反応が平衡反応且つ発熱反応であることを見出してなされたものであり、反応系を１５℃以下に保って一定時間反応を行った後、反応液に反応停止剤を加えて反応を停止させることを特徴とする。 In the production method of the present invention, an alcohol compound, which is a starting material, and acrylonitrile are reacted in the presence of a base to obtain a target nitrile compound. The present invention has been made by finding that the formation reaction of the nitrile compound is an equilibrium reaction and an exothermic reaction. The reaction system is kept at 15 ° C. or lower for a certain period of time, and then the reaction is stopped in the reaction solution. An agent is added to stop the reaction.
出発原料のアルコール化合物は、ヒドロキシル基を１つ以上有する化合物であれば特に限定されず、低級アルコールであっても高級アルコールであってもよい。また、第一級、第二級及び第三級アルコールのいずれであってもよく、１価アルコールでも２価以上の多価アルコールでもよい。
１価アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、１−ヘキサノール、または２−エチル−１−ヘキサノール等の脂肪族アルコール類、フェノール、クレゾール、または１−ナフトール等のフェノール類、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、２−フェニルエタノール、２−フェノキシエタノールが挙げられる。
２価アルコールの具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，２−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、４，４’−イソプロピリデンジシクロヘキサノール、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、１，５−ジヒドロキシナフタレン、４，４’−ビフェノール、ビスフェノールＡが挙げられる
３価以上の多価アルコールの具体例としては、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、エリスリトール、キシリトール、マンニトール、ソルビトール、１，３，５−シクロヘキサントリオール、トリエタノールアミン、１，２，３−ベンゼントリオール、１，２，４−ベンゼントリオール、１，３，５−ベンゼントリオール、２，３，５，６，１０，１１−ヘキサヒドロキシトリフェニレンが挙げられる。
本発明で用いるアルコール化合物は、好ましくは２価以上の多価アルコール化合物であり、より好ましくは２〜６価の多価アルコール化合物であり、さらに好ましくは３又は４価の多価アルコール化合物である。
The starting alcohol compound is not particularly limited as long as it is a compound having one or more hydroxyl groups, and may be a lower alcohol or a higher alcohol. Further, it may be any of primary, secondary and tertiary alcohols, and may be a monohydric alcohol or a dihydric or higher polyhydric alcohol.
Specific examples of the monohydric alcohol include aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 1-hexanol, or 2-ethyl-1-hexanol, phenol, cresol, or 1 -Phenols such as naphthol, cyclohexanol, benzyl alcohol, 2-phenylethanol, 2-phenoxyethanol.
Specific examples of the dihydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1 , 4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 4,4′-isopropylidenedicyclohexanol, catechol, resorcinol, hydroquinone, 1,5-dihydroxynaphthalene, 4,4′-biphenol, bisphenol A Specific examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, tris (hydroxymethyl) aminomethane, pentaerythritol, dipentaerythritol, erythritol. Xylitol, mannitol, sorbitol, 1,3,5-cyclohexanetriol, triethanolamine, 1,2,3-benzenetriol, 1,2,4-benzenetriol, 1,3,5-benzenetriol, 2,3, 5,6,10,11-hexahydroxytriphenylene is mentioned.
The alcohol compound used in the present invention is preferably a dihydric or higher polyhydric alcohol compound, more preferably a bivalent to hexavalent polyhydric alcohol compound, and even more preferably a trivalent or tetravalent polyhydric alcohol compound. .
本発明の製造方法において出発原料であるアルコール化合物及びアクリロニトリルの使用量は特に限定されない。平衡反応では収率向上のため原料の一方を過剰量使用することもあるが、本発明では冷却工程により収率を向上させることができるため、原料を必ずしも過剰量用いる必要はない。そのため原料コスト等を考慮して、アクリロニトリルの使用量を、アルコール化合物のヒドロキシル基１モルに対し、１．０〜２．０モル当量用いることが好ましく、１．０〜１．５モル当量用いることがより好ましく、１．１〜１．３モル当量用いることがさらに好ましい。 The amount of alcohol compound and acrylonitrile used as starting materials in the production method of the present invention is not particularly limited. In the equilibrium reaction, an excessive amount of one of the raw materials may be used to improve the yield, but in the present invention, since the yield can be improved by the cooling step, it is not always necessary to use the excessive amount of the raw material. Therefore, in consideration of raw material costs and the like, the amount of acrylonitrile used is preferably 1.0 to 2.0 molar equivalents, and 1.0 to 1.5 molar equivalents based on 1 mole of hydroxyl groups of the alcohol compound. It is more preferable to use 1.1 to 1.3 molar equivalents.
［塩基］
本発明の方法に用いる塩基は特に限定されず、有機塩基及び無機塩基を使用できる。具体的には、有機塩基としては、ＤＢＵ(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene)またはＤＢＮ（1,5‐ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン‐5）が挙げられる。無機塩基としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アルコキシド、アミド、水素化物等が挙げられ、これらを２種類以上併用してもよい。
好ましくは無機塩基であり、より好ましくはアルカリ金属アルコキシド、さらに好ましくはアルカリ金属の第三級アルコキシド、特に好ましくはカリウムtert-ブトキシド、又はナトリウムtert-ブトキシドである。
塩基の使用量は、出発原料であるアルコール化合物のヒドロキシル基に対し、０．０００１〜１０モル％であればよく、好ましくは０．００１〜１モル％であり、より好ましくは０．０１〜０．１モル％である。
[base]
The base used in the method of the present invention is not particularly limited, and an organic base and an inorganic base can be used. Specifically, the organic base includes DBU (1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene) or DBN (1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5). Examples of inorganic bases include alkali metal or alkaline earth metal hydroxides, alkoxides, amides, hydrides, and the like, and two or more of these may be used in combination.
Inorganic bases are preferred, alkali metal alkoxides are more preferred, tertiary alkoxides of alkali metals are more preferred, and potassium tert-butoxide or sodium tert-butoxide is particularly preferred.
The usage-amount of a base should just be 0.0001-10 mol% with respect to the hydroxyl group of the alcohol compound which is a starting material, Preferably it is 0.001-1 mol%, More preferably, it is 0.01-0. .1 mol%.
［媒体］
上記アルコール化合物とアクリロニトリルとの反応は、無溶媒で行うことも、有機溶媒中で行うこともできる。本発明においては、目的生成物の純度を向上させるため、上記反応が実質的に水を含まない条件下で行われることが好ましい。なお、本発明において「実質的に水を含まない条件下で反応を行う」とは、原料アルコール化合物のヒドロキシル基に対して、反応系中の水が３モル％未満であることを言う。反応系中に水が混入すると水由来の副生成物である３，３’−オキシジプロピオニトリルが生じ、目的のニトリル化合物の純度低下の原因となる。
[Medium]
The reaction between the alcohol compound and acrylonitrile can be performed without a solvent or in an organic solvent. In the present invention, in order to improve the purity of the target product, the above reaction is preferably carried out under conditions that do not substantially contain water. In the present invention, “reacting under a condition that does not substantially contain water” means that the water in the reaction system is less than 3 mol% with respect to the hydroxyl group of the raw material alcohol compound. When water is mixed into the reaction system, 3,3′-oxydipropionitrile, which is a by-product derived from water, is generated, which causes a decrease in the purity of the target nitrile compound.
さらに本発明では、反応熱及び反応速度制御の観点から、当該反応を有機溶媒中で行うことがより好ましい。無溶媒で反応を行う場合（アクリロニトリルを溶媒量使用する場合）と比べ、アクリロニトリルが過剰に付加した副生物が生成しないため、高い純度が得られ好ましい。
有機溶媒は、アルコール化合物の溶解性の観点から溶解度パラメータが９．０以上であることが好ましく、溶媒溜去の観点から沸点が１５０℃未満であることが好ましい。
有機溶媒の具体例としては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、ｔ−ブチルメチルエーテル、モノグリム、ジグリム等のエーテル系溶媒、ｔ−ブチルアルコール等のアルコール系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−アセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド、スルホラン等が挙げられる。なかでも、エーテル系溶媒、アルコール系溶媒、ニトリル系溶媒を用いることが好ましく、テトラヒドロフラン、ｔ−ブチルメチルエーテル、モノグリム、ｔ−ブチルアルコール、アセトニトリルを用いることがより好ましい。さらに好ましくは、テトラヒドロフラン、モノグリム、アセトニトリルであり、特に好ましくは、テトラヒドロフラン又はアセトニトリルである。
Furthermore, in this invention, it is more preferable to perform the said reaction in an organic solvent from a viewpoint of reaction heat and reaction rate control. Compared with the case where the reaction is carried out without a solvent (when acrylonitrile is used in a solvent amount), a by-product with excessive addition of acrylonitrile is not generated, so that high purity is obtained, which is preferable.
The organic solvent preferably has a solubility parameter of 9.0 or more from the viewpoint of the solubility of the alcohol compound, and preferably has a boiling point of less than 150 ° C. from the viewpoint of solvent distillation.
Specific examples of the organic solvent include ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, t-butyl methyl ether, monoglyme and diglyme, alcohol solvents such as t-butyl alcohol, and nitrile solvents such as acetonitrile. Amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-acetamide and N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, sulfolane and the like. Of these, ether solvents, alcohol solvents, and nitrile solvents are preferably used, and tetrahydrofuran, t-butyl methyl ether, monoglyme, t-butyl alcohol, and acetonitrile are more preferably used. More preferred are tetrahydrofuran, monoglyme and acetonitrile, and particularly preferred is tetrahydrofuran or acetonitrile.
有機溶媒の使用量は、反応熱および反応速度を制御できる量であればよい。好ましくは、出発原料であるアルコール化合物の重量に対して、１〜１００倍量であり、より好ましくは２〜３０倍量であり、特に好ましくは３〜１０倍量である。 The amount of the organic solvent used may be an amount that can control the reaction heat and the reaction rate. Preferably, the amount is 1 to 100 times, more preferably 2 to 30 times, and particularly preferably 3 to 10 times the amount of the alcohol compound as a starting material.
本発明の反応は下記の反応式で例示できる。なお、下記反応式中、Ｒ１はｎ価の有機基を表し、ｎは整数を表す。 The reaction of the present invention can be illustrated by the following reaction formula. In the following reaction formula, R 1 represents an n-valent organic group, and n represents an integer.
本発明の方法は、塩基存在下でのアルコール化合物とアクリロニトリルとの反応であり、当該反応において、反応系を１５℃以下に保って一定時間反応を行う冷却工程と、冷却工程を経た１５℃以下の反応液に反応停止剤を加えて反応を停止させる反応停止工程とを有することを特徴とする。上記反応は平衡反応であり、ニトリル化合物の生成反応が発熱反応であるため、反応系の温度を低下させることで平衡を生成物側に傾け、収率を向上させることができる。
冷却工程の温度は１５℃以下であればよく、好ましくは−３０℃以上１５℃以下、より好ましくは−２０℃以上１５℃以下、さらに好ましくは−１０以上１０℃以下、特に好ましくは−５℃以上５℃以下である。冷却工程の時間は特に制限されないが、好ましくは１〜１０時間、より好ましくは２〜８時間、特に好ましくは３〜６時間である。
The method of the present invention is a reaction between an alcohol compound and acrylonitrile in the presence of a base. In this reaction, a cooling step in which the reaction system is kept at 15 ° C. or lower and the reaction is performed for a predetermined time, and a cooling step of 15 ° C. or lower. A reaction stopping step of adding a reaction stopper to the reaction solution to stop the reaction. Since the above reaction is an equilibrium reaction, and the formation reaction of the nitrile compound is an exothermic reaction, the yield can be improved by tilting the equilibrium toward the product side by lowering the temperature of the reaction system.
The temperature of the cooling step may be 15 ° C. or less, preferably −30 ° C. or more and 15 ° C. or less, more preferably −20 ° C. or more and 15 ° C. or less, further preferably −10 or more and 10 ° C. or less, and particularly preferably −5 ° C. Above 5 ° C. The time for the cooling step is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 hours, more preferably 2 to 8 hours, and particularly preferably 3 to 6 hours.
反応停止工程に用いる反応停止剤は、触媒として用いた塩基を中和して反応を停止できる化合物であれば特に限定はない。反応停止剤は、ｐＫａ値が−１０〜１３のプロトン供与体が好ましく、−７〜１２のものがより好ましく、−４〜１１のものがさらに好ましい。なお、ｐＫａ値は、文献:F. G. Bordwell Acc. Chem. Res. 1988, 21, 456, 463等を参考にできる。
具体的な反応停止剤としては、塩化水素、硫酸、硫酸水素ナトリウム、リン酸、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、二酸化炭素、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、塩化アンモニウム、塩化ピリジニウム、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、ぎ酸、酢酸、安息香酸、スチレンスルホン酸樹脂、アクリル酸樹脂等が挙げられる。
The reaction terminator used in the reaction termination step is not particularly limited as long as it is a compound that can neutralize the base used as a catalyst and terminate the reaction. The reaction terminator is preferably a proton donor having a pKa value of -10 to 13, more preferably -7 to 12, and still more preferably -4 to 11. The pKa value can be referred to the literature: FG Bordwell Acc. Chem. Res. 1988, 21, 456, 463, etc.
Specific reaction terminators include hydrogen chloride, sulfuric acid, sodium hydrogen sulfate, phosphoric acid, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, carbon dioxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, ammonium chloride, pyridinium chloride, Examples include methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, acetic acid, benzoic acid, styrenesulfonic acid resin, acrylic acid resin, and the like.
本発明の方法は、反応停止工程の前に冷却工程が設けられ、その冷却状態を維持したまま反応を停止することができればよく、冷却工程の前段階において１５℃よりも高い温度で反応が行っても、反応を終始一貫して１５℃以下で行ってもよい。反応時間短縮の観点から、冷却工程の前段階で１５℃を越える温度で反応を行うことが好ましい。
反応は、例えば、反応器にアルコール化合物、塩基、及び必要により溶媒を仕込んだ後、攪拌しながらアクリロニトリルを滴下することにより行うことができる。反応は大気中で行ってもよいが、塩基の失活を抑制するため、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスの雰囲気下で行うことが好ましい。
反応により生成したニトリル化合物は、通常の方法により反応液から単離・精製することができ、例えば、晶析、蒸留、溶媒溜去等の方法を用いることができる。
In the method of the present invention, a cooling step is provided before the reaction stopping step, and it is only necessary to stop the reaction while maintaining the cooling state, and the reaction is performed at a temperature higher than 15 ° C. in the previous stage of the cooling step. Alternatively, the reaction may be carried out consistently at 15 ° C. or lower. From the viewpoint of shortening the reaction time, it is preferable to carry out the reaction at a temperature exceeding 15 ° C. before the cooling step.
The reaction can be carried out, for example, by charging an alcohol compound, a base, and, if necessary, a solvent into a reactor, and then dropping acrylonitrile while stirring. Although the reaction may be performed in the air, it is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, helium, or argon in order to suppress the deactivation of the base.
The nitrile compound produced by the reaction can be isolated and purified from the reaction solution by an ordinary method, and for example, methods such as crystallization, distillation, and solvent distillation can be used.
本発明の方法では、原料アルコール化合物として融点が高く、溶解性に乏しい多価アルコール化合物を用いても、目的のニトリル化合物を高収率且つ高純度で得ることができる。この場合、反応を促進するために、まず加熱条件下で反応を行い（加熱工程）、その後上記冷却工程及び反応停止工程を行うことが好ましい。加熱工程の温度条件は特に限定されないが、好ましくは３０〜１００℃、さらに好ましくは４０〜８０℃、特に好ましくは４５〜６５℃である。加熱時間も特に制限はないが、好ましくは１０分〜１２時間、より好ましくは２０分〜６時間、特に好ましくは３０分〜４時間である。
加熱工程の後に、冷却工程及び反応停止工程を設けることで、ヒドロキシル基を複数含む多価アルコールを原料に用いても、全てのヒドロキシル基をシアノエチル化することができ、高純度の生成物を得ることができる。
In the method of the present invention, even when a polyhydric alcohol compound having a high melting point and poor solubility is used as the raw material alcohol compound, the target nitrile compound can be obtained in high yield and high purity. In this case, in order to promote the reaction, it is preferable to first perform the reaction under heating conditions (heating step), and then perform the cooling step and the reaction stopping step. Although the temperature conditions of a heating process are not specifically limited, Preferably it is 30-100 degreeC, More preferably, it is 40-80 degreeC, Most preferably, it is 45-65 degreeC. The heating time is not particularly limited, but is preferably 10 minutes to 12 hours, more preferably 20 minutes to 6 hours, and particularly preferably 30 minutes to 4 hours.
By providing a cooling step and a reaction stopping step after the heating step, even if a polyhydric alcohol containing a plurality of hydroxyl groups is used as a raw material, all the hydroxyl groups can be cyanoethylated to obtain a highly pure product. be able to.
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「％」は質量基準である。
実施例１〜１７及び比較例１〜３では、原料アルコール化合物として下記のアルコール化合物１〜７を用いた。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, “part” and “%” are based on mass.
In Examples 1-17 and Comparative Examples 1-3, the following alcohol compounds 1-7 were used as a raw material alcohol compound.
実施例１ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにトリスヒドロキシメチルアミノメタン２４．２ｇ（２００ｍｍｏｌ）、アセトニトリル２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、温浴で内温６０℃まで加熱した後、アクリロニトリル３１．９ｇ（６００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、温浴で内温６０℃に加熱したまま、４０分攪拌することで、固体で溶解していなかったトリスヒドロキシメチルアミノメタンが溶解し、均一系となった。固体が溶解した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル１５．９ｇ（３００ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌した。その後、水浴下、内温１５℃に保って４時間攪拌した後、内温１５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 1 -Cyanoethylation of alcohol compound 1-
To a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, 24.2 g (200 mmol) of trishydroxymethylaminomethane, 200 mL of acetonitrile, and 19.2 mg (0.2 mmol) of sodium t-butoxy were added. After heating to 60 ° C., 31.9 g (600 mmol) of acrylonitrile was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred for 40 minutes while being heated to an internal temperature of 60 ° C. in a warm bath, so that trishydroxymethylaminomethane that was not dissolved in a solid was dissolved, and a uniform system was obtained. After the solid was dissolved, the mixture was cooled in a water bath, 15.9 g (300 mmol) of acrylonitrile was added, and the mixture was stirred for 1 hour. Thereafter, the mixture was stirred for 4 hours while keeping the internal temperature at 15 ° C. in a water bath, and then 120 mg of acetic acid was added at the internal temperature of 15 ° C. to stop the reaction. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 1 was cyanoethylated.
実施例２ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにトリスヒドロキシメチルアミノメタン２４．２ｇ（２００ｍｍｏｌ）、アセトニトリル２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、温浴で内温６０℃まで加熱した後、アクリロニトリル３１．９ｇ（６００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、温浴で内温６０℃に加熱したまま、４０分攪拌することで、固体で溶解していなかったトリスヒドロキシメチルアミノメタンが溶解し、均一系となった。固体が溶解した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル１５．９ｇ（３００ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌した。その後、冷水浴下、内温１０℃に保って４時間攪拌した後、内温１０℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 2 Cyanoethylation of Alcohol Compound 1
To a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, 24.2 g (200 mmol) of trishydroxymethylaminomethane, 200 mL of acetonitrile, and 19.2 mg (0.2 mmol) of sodium t-butoxy were added. After heating to 60 ° C., 31.9 g (600 mmol) of acrylonitrile was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred for 40 minutes while being heated to an internal temperature of 60 ° C. in a warm bath, so that trishydroxymethylaminomethane that was not dissolved in a solid was dissolved, and a uniform system was obtained. After the solid was dissolved, the mixture was cooled in a water bath, 15.9 g (300 mmol) of acrylonitrile was added, and the mixture was stirred for 1 hour. Thereafter, the mixture was stirred for 4 hours while keeping the internal temperature at 10 ° C. in a cold water bath, and then 120 mg of acetic acid was added at the internal temperature of 10 ° C. to stop the reaction. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 1 was cyanoethylated.
実施例３ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにトリスヒドロキシメチルアミノメタン２４．２ｇ（２００ｍｍｏｌ）、アセトニトリル２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、温浴で内温６０℃まで加熱した後、アクリロニトリル３１．９ｇ（６００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、温浴で内温６０℃に加熱したまま、４０分攪拌することで、固体で溶解していなかったトリスヒドロキシメチルアミノメタンが溶解し、均一系となった。固体が溶解した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル１５．９ｇ（３００ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌した。その後、氷浴下、内温５℃に保って４時間攪拌した後、内温５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 3 -Cyanoethylation of alcohol compound 1-
To a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, 24.2 g (200 mmol) of trishydroxymethylaminomethane, 200 mL of acetonitrile, and 19.2 mg (0.2 mmol) of sodium t-butoxy were added. After heating to 60 ° C., 31.9 g (600 mmol) of acrylonitrile was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred for 40 minutes while being heated to an internal temperature of 60 ° C. in a warm bath, so that trishydroxymethylaminomethane that was not dissolved in a solid was dissolved, and a uniform system was obtained. After the solid was dissolved, the mixture was cooled in a water bath, 15.9 g (300 mmol) of acrylonitrile was added, and the mixture was stirred for 1 hour. Thereafter, the mixture was stirred for 4 hours while maintaining an internal temperature of 5 ° C. in an ice bath, and then 120 mg of acetic acid was added at an internal temperature of 5 ° C. to stop the reaction. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 1 was cyanoethylated.
実施例４ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
実施例１にておいて、水浴下、内温１５℃に保って４時間攪拌した後、内温１５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止する代わりに、冷却したメタノール浴下、内温−５℃に保って４時間攪拌した後、内温−５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止したこと以外は、上記実施例１と同様にして、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 4 -Cyanoethylation of Alcohol Compound 1-
In Example 1, after stirring for 4 hours while maintaining an internal temperature of 15 ° C. in a water bath, the reaction was stopped by adding 120 mg of acetic acid at an internal temperature of 15 ° C. After stirring for 4 hours while maintaining the temperature at -5 ° C, the hydroxyl group of the alcohol compound 1 was replaced with cyanoethyl in the same manner as in Example 1 except that the reaction was stopped by adding 120 mg of acetic acid at the internal temperature of -5 ° C. A trifunctional cyanoethyl compound was obtained.
実施例５ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
実施例１にておいて、水浴下、内温１５℃に保って４時間攪拌した後、内温１５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止する代わりに、冷却したメタノール浴下、内温−１０℃に保って４時間攪拌した後、内温−１０℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止したこと以外は、上記実施例１と同様にして、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 5-Cyanoethylation of Alcohol Compound 1-
In Example 1, after stirring for 4 hours while maintaining an internal temperature of 15 ° C. in a water bath, the reaction was stopped by adding 120 mg of acetic acid at an internal temperature of 15 ° C. After stirring for 4 hours while maintaining the temperature at −10 ° C., the hydroxyl group of alcohol compound 1 was replaced with cyanoethyl in the same manner as in Example 1 except that 120 mg of acetic acid was added at the internal temperature −10 ° C. to stop the reaction. A trifunctional cyanoethyl compound was obtained.
実施例６ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
実施例１にておいて、水浴下、内温１５℃に保って４時間攪拌した後、内温１５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止する代わりに、冷却したメタノール浴下、内温−２０℃に保って４時間攪拌した後、内温−２０℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止したこと以外は、上記実施例１と同様にして、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 6-Cyanoethylation of Alcohol Compound 1-
In Example 1, after stirring for 4 hours while maintaining an internal temperature of 15 ° C. in a water bath, the reaction was stopped by adding 120 mg of acetic acid at an internal temperature of 15 ° C. After stirring for 4 hours while maintaining the temperature at −20 ° C., the hydroxyl group of the alcohol compound 1 was replaced with cyanoethyl in the same manner as in Example 1 except that the reaction was stopped by adding 120 mg of acetic acid at the internal temperature −20 ° C. A trifunctional cyanoethyl compound was obtained.
実施例７ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにトリスヒドロキシメチルアミノメタン２４．２ｇ（２００ｍｍｏｌ）、アセトニトリル２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、温浴で内温６０℃まで加熱した後、アクリロニトリル３１．９ｇ（６００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、温浴で内温６０℃に加熱したまま、４０分攪拌することで、固体で溶解していなかったトリスヒドロキシメチルアミノメタンが溶解し、均一系となった。固体が溶解した後、水浴で冷却し、１時間攪拌した。その後、氷浴下、内温５℃に保って４時間攪拌した後、内温５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 7-Cyanoethylation of Alcohol Compound 1-
To a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, 24.2 g (200 mmol) of trishydroxymethylaminomethane, 200 mL of acetonitrile, and 19.2 mg (0.2 mmol) of sodium t-butoxy were added. After heating to 60 ° C., 31.9 g (600 mmol) of acrylonitrile was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred for 40 minutes while being heated to an internal temperature of 60 ° C. in a warm bath, so that trishydroxymethylaminomethane that was not dissolved in a solid was dissolved, and a uniform system was obtained. After the solid dissolved, it was cooled in a water bath and stirred for 1 hour. Thereafter, the mixture was stirred for 4 hours while maintaining an internal temperature of 5 ° C. in an ice bath, and then 120 mg of acetic acid was added at an internal temperature of 5 ° C. to stop the reaction. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 1 was cyanoethylated.
実施例８ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
実施例３にておいて、固体が溶解した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル１５．９ｇ（３００ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌する代わりに、固体が溶解した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル６．４ｇ（１２０ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌したこと以外は、上記実施例３と同様にして、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 8 Cyanoethylation of Alcohol Compound 1
In Example 3, after the solid was dissolved, it was cooled in a water bath, 15.9 g (300 mmol) of acrylonitrile was added, and instead of stirring for 1 hour, the solid was dissolved, then cooled in a water bath, and acrylonitrile was dissolved. A trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of the alcohol compound 1 was cyanoethylated was obtained in the same manner as in Example 3 except that 6.4 g (120 mmol) was added and stirred for 1 hour.
実施例９ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
実施例３にておいて、固体が溶解した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル１５．９ｇ（３００ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌する代わりに、固体が溶解した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル３１．９ｇ（６００ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌したこと以外は、上記実施例３と同様にして、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 9-Cyanoethylation of Alcohol Compound 1-
In Example 3, after the solid was dissolved, it was cooled in a water bath, 15.9 g (300 mmol) of acrylonitrile was added, and instead of stirring for 1 hour, the solid was dissolved, then cooled in a water bath, and acrylonitrile was dissolved. A trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 1 was cyanoethylated was obtained in the same manner as in Example 3 except that 31.9 g (600 mmol) was added and stirred for 1 hour.
実施例１０ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにトリスヒドロキシメチルアミノメタン２４．２ｇ（２００ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、温浴で内温６０℃まで加熱した後、アクリロニトリル３１．９ｇ（６００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、温浴で加熱還流させたまま、２時間攪拌することで、固体で溶解していなかったトリスヒドロキシメチルアミノメタンが溶解し、均一系となった。固体が溶解した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル１５．９ｇ（３００ｍｍｏｌ）を添加して、３時間攪拌した。その後、氷浴下、内温５℃に保って４時間攪拌した後、内温５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 10 Cyanoethylation of Alcohol Compound 1
To a 300 mL three-necked flask equipped with a stirrer, 24.2 g (200 mmol) of trishydroxymethylaminomethane, 200 mL of tetrahydrofuran, and 19.2 mg (0.2 mmol) of t-butoxy sodium were added. After heating to 60 ° C., 31.9 g (600 mmol) of acrylonitrile was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred for 2 hours while being heated to reflux in a warm bath, so that trishydroxymethylaminomethane that was not dissolved in a solid was dissolved, and a uniform system was obtained. After the solid was dissolved, the mixture was cooled in a water bath, 15.9 g (300 mmol) of acrylonitrile was added, and the mixture was stirred for 3 hours. Thereafter, the mixture was stirred for 4 hours while maintaining an internal temperature of 5 ° C. in an ice bath, and then 120 mg of acetic acid was added at an internal temperature of 5 ° C. to stop the reaction. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 1 was cyanoethylated.
実施例１１ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
実施例１０にておいて、固体が溶解した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル１５．９ｇ（３００ｍｍｏｌ）を添加して、３時間攪拌する代わりに、固体が溶解した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル６．４ｇ（１２０ｍｍｏｌ）を添加して、３時間攪拌したこと以外は、上記実施例１０と同様にして、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 11 Cyanoethylation of Alcohol Compound 1
In Example 10, after the solid was dissolved, it was cooled in a water bath, 15.9 g (300 mmol) of acrylonitrile was added, and instead of stirring for 3 hours, the solid was dissolved, then cooled in a water bath, and acrylonitrile was added. A trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 1 was cyanoethylated was obtained in the same manner as in Example 10 except that 6.4 g (120 mmol) was added and stirred for 3 hours.
実施例１２ −アルコール化合物２のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにエチレングリコール１２．４ｇ（２００ｍｍｏｌ）、アセトニトリル２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、アクリロニトリル２１．２ｇ（４００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、室温で４０分攪拌し、水浴で冷却して、アクリロニトリル４．２ｇ（８０ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌した。その後、氷浴下、内温５℃に保って４時間攪拌した後、内温５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物２の水酸基がシアノエチル化された２官能シアノエチル化合物を得た。
Example 12 Cyanoethylation of Alcohol Compound 2
Ethylene glycol 12.4 g (200 mmol), acetonitrile 200 mL, and t-butoxy sodium 19.2 mg (0.2 mmol) were added to a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, and 21.2 g (400 mmol) of acrylonitrile under a nitrogen stream. Was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 40 minutes, cooled in a water bath, 4.2 g (80 mmol) of acrylonitrile was added, and the mixture was stirred for 1 hour. Thereafter, the mixture was stirred for 4 hours while maintaining an internal temperature of 5 ° C. in an ice bath, and then 120 mg of acetic acid was added at an internal temperature of 5 ° C. to stop the reaction. The resulting reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a bifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 2 was cyanoethylated.
実施例１３ −アルコール化合物３のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにグリセリン１８．４ｇ（２００ｍｍｏｌ）、アセトニトリル２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、アクリロニトリル３１．９ｇ（６００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、室温で４０分攪拌し、水浴で冷却して、アクリロニトリル６．４ｇ（１２０ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌した。その後、氷浴下、内温５℃に保って４時間攪拌した後、内温５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物３の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 13 Cyanoethylation of Alcohol Compound 3
To a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, 18.4 g (200 mmol) of glycerin, 200 mL of acetonitrile, and 19.2 mg (0.2 mmol) of sodium t-butoxy were added, and 31.9 g (600 mmol) of acrylonitrile was added under a nitrogen stream. It was added dropwise over 10 minutes. After dropping, the mixture was stirred at room temperature for 40 minutes, cooled in a water bath, 6.4 g (120 mmol) of acrylonitrile was added, and the mixture was stirred for 1 hour. Thereafter, the mixture was stirred for 4 hours while maintaining an internal temperature of 5 ° C. in an ice bath, and then 120 mg of acetic acid was added at an internal temperature of 5 ° C. to stop the reaction. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 3 was cyanoethylated.
実施例１４ −アルコール化合物４のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにペンタエリスリトール２７．２ｇ（２００ｍｍｏｌ）、アセトニトリル２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、温浴で内温６０℃まで加熱した後、アクリロニトリル４２．５ｇ（８００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、温浴で内温６０℃に加熱したまま、６０分攪拌した。その後、水浴で冷却し、アクリロニトリル８．５ｇ（１６０ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌した。その後、氷浴下、内温５℃に保って４時間攪拌した後、内温５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物４の水酸基がシアノエチル化された４官能シアノエチル化合物を得た。
Example 14-Cyanoethylation of Alcohol Compound 4-
27.2 g (200 mmol) of pentaerythritol, 200 mL of acetonitrile, and 19.2 mg (0.2 mmol) of sodium t-butoxy are added to a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, and the internal temperature is increased to 60 ° C. in a warm bath in a nitrogen stream. After heating, 42.5 g (800 mmol) of acrylonitrile was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred for 60 minutes while being heated to an internal temperature of 60 ° C. in a warm bath. Thereafter, the mixture was cooled in a water bath, and 8.5 g (160 mmol) of acrylonitrile was added and stirred for 1 hour. Thereafter, the mixture was stirred for 4 hours while maintaining an internal temperature of 5 ° C. in an ice bath, and then 120 mg of acetic acid was added at an internal temperature of 5 ° C. to stop the reaction. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a tetrafunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 4 was cyanoethylated.
実施例１５ −アルコール化合物５のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにトリメチロールプロパン２６．８ｇ（２００ｍｍｏｌ）、アセトニトリル２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、温浴で内温６０℃まで加熱した後、アクリロニトリル３１．９ｇ（６００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、温浴で内温６０℃に加熱したまま、６０分攪拌した。その後、水浴で冷却し、アクリロニトリル６．４ｇ（１２０ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌した。その後、氷浴下、内温５℃に保って４時間攪拌した後、内温５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物５の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Example 15 -Cyanoethylation of alcohol compound 5-
To a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, 26.8 g (200 mmol) of trimethylolpropane, 200 mL of acetonitrile, and 19.2 mg (0.2 mmol) of t-butoxy sodium were added, and the internal temperature was 60 ° C. in a warm bath under a nitrogen stream. Then, 31.9 g (600 mmol) of acrylonitrile was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred for 60 minutes while being heated to an internal temperature of 60 ° C. in a warm bath. Then, it cooled in the water bath, 6.4 g (120 mmol) of acrylonitrile was added, and it stirred for 1 hour. Thereafter, the mixture was stirred for 4 hours while maintaining an internal temperature of 5 ° C. in an ice bath, and then 120 mg of acetic acid was added at an internal temperature of 5 ° C. to stop the reaction. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 5 was cyanoethylated.
実施例１６ −アルコール化合物６のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにソルビトール３６．４ｇ（２００ｍｍｏｌ）、アセトニトリル２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、温浴で内温６０℃まで加熱した後、アクリロニトリル６３．８ｇ（１２００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、温浴で内温６０℃に加熱したまま、６０分攪拌した。その後、水浴で冷却し、アクリロニトリル１２．８ｇ（２４０ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌した。その後、氷浴下、内温５℃に保って４時間攪拌した後、内温５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物６の水酸基がシアノエチル化された６官能シアノエチル化合物を得た。
Example 16 Cyanoethylation of Alcohol Compound 6
Add 36.4 g (200 mmol) of sorbitol, 200 mL of acetonitrile, and 19.2 mg (0.2 mmol) of sodium t-butoxy to a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, and heat to an internal temperature of 60 ° C. in a warm bath under a nitrogen stream. After that, 63.8 g (1200 mmol) of acrylonitrile was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred for 60 minutes while being heated to an internal temperature of 60 ° C. in a warm bath. Then, it cooled in the water bath, 12.8 g (240 mmol) of acrylonitrile was added, and it stirred for 1 hour. Thereafter, the mixture was stirred for 4 hours while maintaining an internal temperature of 5 ° C. in an ice bath, and then 120 mg of acetic acid was added at an internal temperature of 5 ° C. to stop the reaction. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a hexafunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 6 was cyanoethylated.
実施例１７ −アルコール化合物７のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコに１−ブタノール１４．８ｇ（２００ｍｍｏｌ）、アセトニトリル２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、アクリロニトリル１０．６ｇ（２００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、室温で４０分攪拌し、水浴で冷却して、アクリロニトリル２．１ｇ（４０ｍｍｏｌ）を添加して、１時間攪拌した。その後、氷浴下、内温５℃に保って４時間攪拌した後、内温５℃にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物７の水酸基がシアノエチル化された単官能シアノエチル化合物を得た。
Example 17 Cyanoethylation of Alcohol Compound 7
To a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, 14.8 g (200 mmol) of 1-butanol, 200 mL of acetonitrile and 19.2 mg (0.2 mmol) of sodium t-butoxy were added, and 10.6 g (200 mmol) of acrylonitrile under a nitrogen stream. ) Was added dropwise over 10 minutes. After dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 40 minutes, cooled in a water bath, added with 2.1 g (40 mmol) of acrylonitrile, and stirred for 1 hour. Thereafter, the mixture was stirred for 4 hours while maintaining an internal temperature of 5 ° C. in an ice bath, and then 120 mg of acetic acid was added at an internal temperature of 5 ° C. to stop the reaction. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a monofunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 7 was cyanoethylated.
比較例１ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにトリスヒドロキシメチルアミノメタン２４．２ｇ（２００ｍｍｏｌ）、アセトニトリル２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、温浴で内温６０℃まで加熱した後、アクリロニトリル３１．９ｇ（６００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、温浴で内温６０℃に加熱したまま、４０分攪拌することで、固体で溶解していなかったトリスヒドロキシメチルアミノメタンが溶解し、均一系となった。固体が溶解した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル１５．９ｇ（３００ｍｍｏｌ）を添加して、室温下（約２５℃）５時間攪拌した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Comparative Example 1 -Cyanoethylation of Alcohol Compound 1-
To a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, 24.2 g (200 mmol) of trishydroxymethylaminomethane, 200 mL of acetonitrile, and 19.2 mg (0.2 mmol) of sodium t-butoxy were added. After heating to 60 ° C., 31.9 g (600 mmol) of acrylonitrile was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred for 40 minutes while being heated to an internal temperature of 60 ° C. in a warm bath, so that trishydroxymethylaminomethane that was not dissolved in a solid was dissolved, and a uniform system was obtained. After the solid was dissolved, the mixture was cooled in a water bath, 15.9 g (300 mmol) of acrylonitrile was added, and the mixture was stirred at room temperature (about 25 ° C.) for 5 hours. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 1 was cyanoethylated.
比較例２ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにトリスヒドロキシメチルアミノメタン２４．２ｇ（２００ｍｍｏｌ）、アセトニトリル２００ｍＬ、ｔ‐ブトキシナトリウム１９．２ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えて、窒素気流下、温浴で内温６０℃まで加熱した後、アクリロニトリル３１．９ｇ（６００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、温浴で内温６０℃に加熱したまま、４０分攪拌することで、固体で溶解していなかったトリスヒドロキシメチルアミノメタンが溶解し、均一系となった。固体が溶解した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル６．４ｇ１５．９ｇ（３００ｍｍｏｌ）を添加して、室温下（約２５℃）５時間攪拌した。その後、室温（約２５℃）にて酢酸１２０ｍｇを添加して反応を停止した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Comparative Example 2 Cyanoethylation of Alcohol Compound 1
To a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, 24.2 g (200 mmol) of trishydroxymethylaminomethane, 200 mL of acetonitrile, and 19.2 mg (0.2 mmol) of sodium t-butoxy were added. After heating to 60 ° C., 31.9 g (600 mmol) of acrylonitrile was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred for 40 minutes while being heated to an internal temperature of 60 ° C. in a warm bath, so that trishydroxymethylaminomethane that was not dissolved in a solid was dissolved, and a uniform system was obtained. After the solid was dissolved, it was cooled in a water bath, 6.4 g 15.9 g (300 mmol) of acrylonitrile was added, and the mixture was stirred at room temperature (about 25 ° C.) for 5 hours. Thereafter, 120 mg of acetic acid was added at room temperature (about 25 ° C.) to stop the reaction. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 1 was cyanoethylated.
比較例３ −アルコール化合物１のシアノエチル化−
攪拌子を備えた３００ｍＬ容の三口フラスコにトリスヒドロキシメチルアミノメタン２４．２ｇ（２００ｍｍｏｌ）、トルエン１６０ｍＬ、４０％水酸化カリウム溶液４０ｍＬを加えて、窒素気流下、温浴で内温６０℃まで加熱した後、アクリロニトリル３１．９ｇ（６００ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。滴下した後、温浴で内温６０℃に加熱したまま、４０分攪拌した後、水浴で冷却し、アクリロニトリル１５．９ｇ（３００ｍｍｏｌ）を添加して、室温下（約２５℃）５時間攪拌した。得られた反応溶液を減圧下、溶媒留去することにより、アルコール化合物１の水酸基がシアノエチル化された３官能シアノエチル化合物を得た。
Comparative Example 3 Cyanoethylation of Alcohol Compound 1
To a 300 mL three-necked flask equipped with a stir bar, 24.2 g (200 mmol) of trishydroxymethylaminomethane, 160 mL of toluene, and 40 mL of 40% potassium hydroxide solution were added, and heated to an internal temperature of 60 ° C. in a warm bath under a nitrogen stream. Thereafter, 31.9 g (600 mmol) of acrylonitrile was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred for 40 minutes while being heated to an internal temperature of 60 ° C. in a warm bath, then cooled in a water bath, 15.9 g (300 mmol) of acrylonitrile was added, and the mixture was stirred at room temperature (about 25 ° C.) for 5 hours. The obtained reaction solution was evaporated under reduced pressure to obtain a trifunctional cyanoethyl compound in which the hydroxyl group of alcohol compound 1 was cyanoethylated.
［評価］
上記実施例１〜１７及び比較例１〜３の合成反応において、得られたシアノエチル化合物の収率及び純度を下記の基準により評価した。結果を表１に示す。
[Evaluation]
In the synthesis reactions of Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 3, the yield and purity of the obtained cyanoethyl compound were evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
１．収率
Ａ …９５％以上
Ｂ …８０％以上９５％未満
Ｃ …８０％未満
1. Yield A ... 95% or more B ... 80% or more and less than 95% C ... less than 80%
２．純度
純度の評価はＨＰＬＣ測定により行った。検出器には、荷電化粒子検出器 Ｃｏｒｏｎａ ＣＡＤ（登録商標、ダイオネクス社製）を使用した。
Ａ＋…９５％以上
Ａ …９０％以上９５％未満
Ｂ＋…８５％以上９０％未満
Ｂ …８０％以上８５％未満
Ｃ …８０％未満
2. Purity The purity was evaluated by HPLC measurement. As the detector, a charged particle detector Corona CAD (registered trademark, manufactured by Dionex) was used.
A + ... 95% or more A ... 90% or more and less than 95% B + ... 85% or more and less than 90% B ... 80% or more and less than 85% C ... less than 80%
表１の結果から明らかなように、反応系を１５℃以下に冷却した状態で反応停止剤を加えた実施例１〜１７では、高収率且つ高純度で目的のニトリル化合物が得られた。一方、反応系を１５℃以下に冷却しなかった比較例１〜３では、目的のニトリル化合物の純度が低く、比較例１では収率も低かった。 As is clear from the results in Table 1, in Examples 1 to 17 in which a reaction terminator was added while the reaction system was cooled to 15 ° C. or lower, the target nitrile compound was obtained in high yield and high purity. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3 in which the reaction system was not cooled to 15 ° C. or lower, the purity of the target nitrile compound was low, and in Comparative Example 1, the yield was low.
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