JP2016121141A - 環状アセタール類の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体のうち７員環、８員環、９員環に代表される７員環以上の多員環誘導体の高収率な製造方法を提供する。【解決手段】特定のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体および、特定のポリアセタール化合物を含む混合物を酸化合物の存在下に蒸留し、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体を反応系外に留去することにより、７員環以上の多員環を有するハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体を製造する。【選択図】なし
Description
本発明は、生分解性ポリマー製造の原料に用いられる環状ケテンアセタールモノマーの合成中間体として有用なハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体の製造方法およびハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体の合成原料として有用なポリアセタール化合物に関する。
生分解性ポリマーの原料として使用される環状ケテンアセタール誘導体は（特許文献１〜２参照）、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体の脱ハロゲン化水素反応により製造されている（特許文献３〜４、非特許文献１〜２参照）。従来、環状ケテンアセタール誘導体の合成中間体であるハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体の製造方法としては、ハロアセトアルデヒドジメチルアセタール誘導体とジオール誘導体を酸触媒の存在下に加熱し、生成するメタノールを留去して反応を完結させ、次いで酸触媒をろ過、中和などにより除去した後に目的化合物を蒸留精製する製造方法が提案されている（特許文献３、非特許文献２参照）。
Z. Wu他、「Slective Diesterification of Diols through Cyclic Ketene Acetal Intermediates」、The Journal of Organic Chemistry、１９９９年、第６４巻、８３８６〜８３９５頁
Y. Hiraguri他、「Synthesis of Copolymers Composed of 2-methylene-1,3,6-trioxoccane and Vinyl Monomers and Their Enzymatic Degradation」、Journal of Polymer Science: Part Å: Polymer Chemistry、１９９３年、第３１巻、３１５９〜３１６３頁
しかしながら従来提案されている製造方法では５員環、６員環ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体は高収率で取得できるものの、７員環、８員環、９員環誘導体の製造を目的とした場合には満足すべき収率が得られるとは言い難い現状であった。特に８員環、９員環誘導体を従来技術により製造した場合には、その収率は１０％以下と低い。また、従来提案されている製造方法では、反応を完結させた後、通常、酸触媒（例えばイオン交換樹脂）をろ過、中和などにより除去した後、目的化合物を蒸留精製するという操作をすることが通常であった。これは、このような酸触媒の除去をしないと、反応装置の汚染がひどくなる問題、水が系内に存在する場合には得られるアセタール誘導体の酸加水分解が起こってしまう問題、水が存在しない場合も脱アルコール反応によるビニルエーテル生成が起こってしまうなどの問題があったからである。
本発明は、前記ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体の極めて収率が低い事情に鑑みてなされたものであり、これらの高収率な製造方法を提供することを課題とする。すなわち、本発明では、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体のうち７員環、８員環、９員環に代表される７員環以上の多員環誘導体の極めて高収率な製造方法を提供するものであり、従来行っていた前記酸触媒の除去をしないということによる前記の不利な事情を考慮しても、目的生成物の収率の点で極めて有利な効果を有するものである。
本発明者らは鋭意検討した結果、従来技術の方法により７員環以上の多員環を有するハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体を製造した場合には、目的とする分子内環化反応の速度が分子間アセタール交換反応の速度と比較して十分には速くないため、目的としないポリアセタール化合物が生成してしまい収率低下の原因となることをつきとめた。さらに、該ポリアセタール化合物を酸存在下に加熱分解し、生成した７員環以上の多員環を有するハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体を、直ちに反応系外に留去することによって、一旦生成したポリアセタール化合物を対応するハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体に誘導可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、下記［１］〜［５］を提供するものである。
［１］下記一般式（３）
［１］下記一般式（３）
で示されるハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体(以下、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）と称する)および、下記一般式（４）
で示されるポリアセタール化合物(以下、ポリアセタール化合物（４）と称する)を含む混合物を酸化合物の存在下に蒸留し、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）を反応系外に留去すること特徴とするハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の製造方法。
［２］ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）および、ポリアセタール化合物（４）を含む混合物が、
下記一般式（１）
下記一般式（１）
で示されるハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体(以下、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）と称する)および、下記一般式（２）
で示されるジオール誘導体（以下、ジオール誘導体（２）と称する）を酸化合物の存在下に、生成するＲ7ＯＨ（式中、Ｒ7は前記定義の通り）を留去しながらアセタール交換反応させることにより得られる混合物である［１］に記載のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の製造方法。
［３］式（３）〜（４）においてＲ1〜Ｒ6が水素原子、Ｘが塩素原子または臭素原子を表し、Ｚが−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2−、または−ＣＨ2ＯＣＨ2−を表すことを特徴とする［１］または［２］に記載のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の製造方法。
［４］前記酸化合物が、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）および、ポリアセタール化合物（４）を含む前記混合物に溶解するものであることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の製造方法。
［５］ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）および、ポリアセタール化合物（４）を含む前記混合物に塩基を添加することを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の製造方法。
［４］前記酸化合物が、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）および、ポリアセタール化合物（４）を含む前記混合物に溶解するものであることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の製造方法。
［５］ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）および、ポリアセタール化合物（４）を含む前記混合物に塩基を添加することを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の製造方法。
本発明の製造方法によれば、従来法の低収率化原因であったポリアセタール化合物を目的化合物に誘導可能となり、高収率が達成される。
［ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の製造方法］
本発明のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の製造方法は、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）とポリアセタール化合物（４）を含む混合物を酸化合物の存在下に蒸留し、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）を反応系外に留去する段階（以下、段階２と称する）を含むことに特徴がある。
本発明のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の製造方法は、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）とポリアセタール化合物（４）を含む混合物を酸化合物の存在下に蒸留し、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）を反応系外に留去する段階（以下、段階２と称する）を含むことに特徴がある。
上記ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）およびポリアセタール（４）中のＲ1およびＲ2は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、またはアリール基を表し、Ｒ1とＲ2が結合して環構造を形成していてもよい。炭素数１〜５のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、各種プロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基が挙げられ、アリール基としては、例えばフェニル基、４−メチルフェニル基が挙げられ、Ｒ1とＲ2が結合してハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体骨格の炭素原子とともに形成する環構造としては、例えばシクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環などが挙げられる。
上記ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）およびポリアセタール（４）中のＲ3〜Ｒ6は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜６の飽和炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。炭素数１〜６の飽和炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、置換基を有していても良い芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、４−メチルフェニル基などが挙げられる。
上記ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）およびポリアセタール（４）中のＸは、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。
上記ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）およびポリアセタール（４）中のＺは、炭素数が２以上の２価の有機基を表す。Ｚの具体例としては、例えば、１，２−エタンジイル基、１，３−プロパンジイル基、１，４−ブタンジイル基、２−メチル−１，３−プロパンジイル基などの直鎖状または分岐状のアルカンジイル基；２−オキサ−１，３−プロパンジイル基、２−チア−１，３−プロパンジイル基などの酸素原子、硫黄原子を一部に含むアルカンジイル基；１，２−シクロペンタンジイル基、１，２−シクロヘキサンジイル基、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２，３−ジイル基、１，２−フェニレン基などの環状の２価の有機基を挙げることができる。原料入手の容易さから、１，２−エタンジイル基、１，３−プロパンジイル基、２−メチル−１，３−プロパンジイル基、２−オキサ−１，３−プロパンジイル基が好ましく選択される。
上記ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）およびポリアセタール（４）中のＺは、炭素数が２以上の２価の有機基を表す。Ｚの具体例としては、例えば、１，２−エタンジイル基、１，３−プロパンジイル基、１，４−ブタンジイル基、２−メチル−１，３−プロパンジイル基などの直鎖状または分岐状のアルカンジイル基；２−オキサ−１，３−プロパンジイル基、２−チア−１，３−プロパンジイル基などの酸素原子、硫黄原子を一部に含むアルカンジイル基；１，２−シクロペンタンジイル基、１，２−シクロヘキサンジイル基、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２，３−ジイル基、１，２−フェニレン基などの環状の２価の有機基を挙げることができる。原料入手の容易さから、１，２−エタンジイル基、１，３−プロパンジイル基、２−メチル−１，３−プロパンジイル基、２−オキサ−１，３−プロパンジイル基が好ましく選択される。
上記ポリアセタール化合物（４）中のｎは括弧内の化学構造の繰り返し単位数であり、整数を表し、好ましくは２以上の整数である。
酸化合物としては、特段の制限はないが、例えば、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、強酸性イオン交換樹脂などのスルホン酸誘導体；酢酸、プロピオン酸、ブタン酸などのカルボン酸；塩酸、硝酸、硫酸などの鉱酸；ピリジニウムｐ−トルエンスルホナート、トリエチルアンモニウムｐ−トルエンスルホナートなどの酸性アンモニウム塩などが挙げられ、反応収率から、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、強酸性イオン交換樹脂（例えば、ダウケミカル社製Ｄｏｗｅｘ５０Ｘ８（登録商標））、硫酸、ピリジニウムｐ−トルエンスルホナート、トリエチルアンモニウムｐ−トルエンスルホナート、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンオニウムｐ−トルエンスルホナートなどの酸性アンモニウム塩の使用が好ましい。酸化合物は、１種を単独で使用しても良いし、２種以上を混合して使用しても良い。
酸化合物としては、特段の制限はないが、例えば、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、強酸性イオン交換樹脂などのスルホン酸誘導体；酢酸、プロピオン酸、ブタン酸などのカルボン酸；塩酸、硝酸、硫酸などの鉱酸；ピリジニウムｐ−トルエンスルホナート、トリエチルアンモニウムｐ−トルエンスルホナートなどの酸性アンモニウム塩などが挙げられ、反応収率から、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、強酸性イオン交換樹脂（例えば、ダウケミカル社製Ｄｏｗｅｘ５０Ｘ８（登録商標））、硫酸、ピリジニウムｐ−トルエンスルホナート、トリエチルアンモニウムｐ−トルエンスルホナート、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンオニウムｐ−トルエンスルホナートなどの酸性アンモニウム塩の使用が好ましい。酸化合物は、１種を単独で使用しても良いし、２種以上を混合して使用しても良い。
酸化合物の使用量は、例えば、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）とポリアセタール化合物（４）を含む混合物を後述する段階１の方法により、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）を含む原料から製造する場合には、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）に対して、０．００００１〜０．５倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さから、０．０００１〜０．２倍モルの範囲がより好ましく、通常０．００１〜０．１倍モルの範囲がさらに好ましい。
酸化合物は、段階２の実施前に新しく添加してもよい。また、例えば、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）とポリアセタール化合物（４）を含む混合物を後述する段階１の方法により、酸化合物の存在下で製造する場合には、段階１で使用した酸化合物をそのまま段階２でも使用することが簡便で好ましい。
また、後述するように、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）とポリアセタール化合物（４）を含む混合物を、後述する段階１の方法により、酸化合物の存在下で製造する場合には、得られた混合物に反応系を酸性条件となるように維持するように塩基を添加して実施することもできる。塩基の種類としては、例えば、ピリジン、トリエチルアミン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、キヌクリジンなどの有機塩基；水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどの無機塩基が挙げられ、有機塩基がより好ましい。塩基を使用する場合の使用量は、段階１で使用した酸化合物と段階２で追加した酸化合物に由来する酸に対して、０．５〜１．５等量の範囲が好ましく、反応蒸留後の反応器残存物の洗浄の容易さから０．８〜１．１等量の範囲がより好ましく、０．８〜０．９９等量がさらに好ましい。また、塩基を適量添加することで、目的とするハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の収率が向上する場合もある。
なお、強酸化合物と弱塩基化合物の組み合わせであれば、酸に対する塩基の等量が１以上で多量であっても酸性が維持され、酸化合物の存在下であると言える。
なお、強酸化合物と弱塩基化合物の組み合わせであれば、酸に対する塩基の等量が１以上で多量であっても酸性が維持され、酸化合物の存在下であると言える。
上記反応は、溶媒の存在下または非存在下に実施する。溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はないが、例えばヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒；塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼンなどの塩素化炭化水素溶媒；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル溶媒；アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンズニトリルなどのニトリル溶媒などが挙げられる。溶媒は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。後処理の簡便さから溶媒を用いないことが好ましい。
なお、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）とポリアセタール化合物（４）を含む混合物を、後述する段階１の方法により、溶媒を含む原料混合物から製造する場合には、段階１で使用する溶媒をそのまま上記反応で使用することが好ましい。溶媒は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
溶媒の存在下に実施する場合、溶媒の使用量は、例えば、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）とポリアセタール化合物（４）を含む混合物を後述する段階１の方法により、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）を含む原料から製造する場合には、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）に対して、０．５〜１００質量倍の範囲が好ましく、後処理の容易さから、０．５〜２０質量倍の範囲がより好ましい。
ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）とポリアセタール化合物（４）を含む混合物を後述する段階１の方法により、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）およびジオール誘導体（２）を含む原料から製造する場合には、得られた反応混合物を、そのまま原料として使用してもよいが、さらに上記溶媒を追加して原料として使用してもよい。
上記段階２の反応温度は、目的とするハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の構造によって異なるが、１００〜２５０℃の範囲が好ましく、１００〜２００℃の範囲がさらに好ましい。また、反応圧力には特に制限はないが、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の沸点を考慮して調整することが好ましい。上記段階２の反応時間は、例えば、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）とポリアセタール化合物（４）を含む混合物を後述する方法により、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）およびジオール誘導体（２）から製造する場合には、使用するハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）、ジオール誘導体（２）の種類によって異なるが、おおむね１時間〜５０時間の範囲が好ましい。
上記段階２の反応で留出したハロアセトアルデヒド環状アセタール（３）は、そのまま次工程の原料とすることができるし、必要に応じて有機化合物の精製に一般的に用いられる方法により精製することもできる。
本発明で得られるハロアセトアルデヒド環状アセタール（３）の具体例としては、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン、２−ブロモメチル−１，３−ジオキセパン、２−クロロメチル−５，６−ジメチル−１，３−ジオキセパン、２−ブロモメチル−５，６−ジメチル−１，３−ジオキセパン、２−クロロメチル−４，７−ジメチル−１，３−ジオキセパン、２−ブロモメチル−４，７−ジメチル−１，３−ジオキセパン、２−クロロメチル−１，３−ジオキソカン、２−ブロモメチル−１，３−ジオキソカン、２−クロロメチル−６−メチル−１，３−ジオキソカン、２−ブロモメチル−６−メチル−１，３−ジオキソカン、２−クロロメチル−４，８−ジメチル−１，３−ジオキソカン、２−ブロモメチル−４，８−ジメチル−１，３−ジオキソカン、３−クロロメチル−２，４−ベンゾジオキセピン、３−ブロモメチル−２，４−ベンゾジオキセピン、２−クロロメチル−５，７−ジメチル−１，３−ジオキソカン、２−ブロモメチル−５，７−ジメチル−１，３−ジオキソカン、２−クロロメチル−５，７−ジフェニル−１，３−ジオキソカン、２−ブロモメチル−５，７−ジフェニル−１，３−ジオキソカン、２−クロロメチル−６，６−ジメチル−１，３−ジオキソカン、２−ブロモメチル−６，６−ジメチル−１，３−ジオキソカン、２−クロロメチル−１，３，６−トリオキソカン、２−ブロモメチル−１，３，６−トリオキソカン、２−クロロメチル−１，３，６−ジオキサチオカン、２−ブロモメチル−１，３，６−ジオキサチオカン、２−クロロメチル−１，３−ジオキソナン、２−ブロモメチル−１，３−ジオキソナン等が挙げられる。
上記製造方法の原料となるハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）とポリアセタール化合物（４）を含む混合物の製造方法に特に制限はないが、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）とジオール誘導体（２）を酸化合物の存在下、反応させることにより、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）、ポリアセタール化合物（４）の混合物を得る方法が好ましい。
上記ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）中のＲ1およびＲ2の定義および具体例は、上記ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）およびポリアセタール（４）と同一である。上記ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）中のＲ7は、メチル基またはエチル基を表す。上記ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）中のＸの定義は、上記ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）およびポリアセタール（４）と同一である。
上記原料の製造に用いるハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）の製造方法に特に制限は無いが、例えば、メタノール中、酢酸ビニルと塩素を反応させることにより、クロロアセトアルデヒドジメチルアセタールを製造することができる。
上記ジオール誘導体（２）中のＲ3〜Ｒ6、およびＺの定義および具体例は、上記ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）およびポリアセタール（４）と同一である。
以下、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）およびジオール誘導体（２）から、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）、ポリアセタール化合物（４）の混合物を得る段階（以下、段階１と称する。）について説明する。
以下、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）およびジオール誘導体（２）から、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）、ポリアセタール化合物（４）の混合物を得る段階（以下、段階１と称する。）について説明する。
上記段階１で使用するハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）の具体例としては、クロロアセトアルデヒドジメチルアセタール、クロロアセトアルデヒドジエチルアセタール、ブロモアセトアルデヒドジメチルアセタール、ブロモアセトアルデヒドジエチルアセタール、２−クロロプロピオンアルデヒドジメチルアセタール、２−クロロプロピオンアルデヒドジエチルアセタール、２−ブロモプロピオンアルデヒドジメチルアセタールなどが挙げられる、入手の容易さからクロロアセトアルデヒドジメチルアセタールの使用が好ましい。
上記段階１で使用するジオール誘導体（２）の具体例としては、１，４−ブタンジオール、２，３−ジメチル−１，４−ブタンジオール、１，２−ビスヒドロキシメチルベンゼン、１，４−ジメチル−１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、３，３−ジメチル−１，５−ペンタンジオール、２，４−ジメチル−１，５−ペンタンジオール、２，４−ジフェニル−１，５−ペンタンジオール、１，５−ジメチル−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ビスヒドロキシエチルチオエーテルなどが挙げられ、第二段階で得られるハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の単離のし易さから１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコールが好ましく使用される。
上記段階１で使用するジオール誘導体（２）の使用量は、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）に対して、１．０〜３．０倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さから、１．０〜２．０倍モルの範囲がより好ましく、１．０〜１．５倍モルの範囲がさらに好ましい。
上記段階１の反応は、酸化合物の存在下に実施する。酸化合物としては、特段の制限はないが、例えば、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、強酸性イオン交換樹脂などのスルホン酸誘導体；酢酸、プロピオン酸、ブタン酸などのカルボン酸；塩酸、硝酸、硫酸などの鉱酸；ピリジニウムｐ−トルエンスルホナート、トリエチルアンモニウムｐ−トルエンスルホナートなどの酸性アンモニウム塩などが挙げられ、反応速度および反応収率から、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、強酸性イオン交換樹脂、硫酸の使用が好ましい。中でもその後の処理工程から上記工程で得られるハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）およびポリアセタール化合物（４）の混合物を含有した反応混合液に溶解するものが好ましく、例えばｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、強酸性イオン交換樹脂、硫酸が挙げられる。酸化合物は、１種を単独で使用しても良いし、２種以上を混合して使用しても良い。
酸化合物の使用量は、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）に対して、０．００００１〜０．５倍モルの範囲が好ましく、後処理の容易さから、０．０００１〜０．２倍モルの範囲がより好ましく、通常０．００１〜０．１倍モルの範囲で十分である。
上記段階１の反応は、溶媒の存在下または非存在下に実施する。溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はないが、例えばヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒；塩化メチレン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼンなどの塩素化炭化水素溶媒；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル溶媒；アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンズニトリルなどのニトリル溶媒などが挙げられる。溶媒は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。後処理の簡便さから溶媒を用いないことが好ましい。
溶媒の存在下に実施する場合、溶媒の使用量は、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）に対して、０．５〜１００質量倍の範囲が好ましく、後処理の容易さの観点から、０．５〜２０質量倍の範囲がより好ましい。
上記段階１の反応は、通常、反応の進行とともに生成するハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）由来のアルカノール（Ｒ7ＯＨ）を反応系外に留去することによって完結させることが好ましいが、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）とジオール誘導体（２）の組み合わせによっては、アルカノールを留去しなくても十分に反応を進行させられる場合もある。
上記段階１における反応温度は、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）およびジオール誘導体（２）の種類などによっても異なるが、−３０〜１３０℃の範囲が好ましく、０〜１３０℃の範囲がより好ましく、５０〜１３０℃の範囲がさらに好ましい。また、反応圧力に特に制限は無いが、通常、常圧下で実施することが好ましい。
上記段階１における反応時間は、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）およびジオール誘導体（２）の種類や使用量、反応温度などによっても異なるが、概ね１時間〜５０時間の範囲が好ましい。
上記段階１における反応は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下に実施することが好ましい。
上記段階１の実施方法としては、特に制限されるものではないが、反応器にハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）、ジオール誘導体（２）、酸性化合物および所望により溶媒を仕込み、この混合液に所望の反応温度および所望の反応圧力下で、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）由来のＲ7ＯＨを留去しながら反応させる方法が好ましい。
上記段階１の実施方法としては、特に制限されるものではないが、反応器にハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）、ジオール誘導体（２）、酸性化合物および所望により溶媒を仕込み、この混合液に所望の反応温度および所望の反応圧力下で、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）由来のＲ7ＯＨを留去しながら反応させる方法が好ましい。
上記段階１で得られるハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）、ポリアセタール化合物（４）の混合物を含有した反応混合液は、特に精製操作を行うことなく、そのまま前述した段階２の原料として用いることが可能であり、また、製造プロセスの簡略化から、そうすることが好ましい。
すなわち、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）は、以下に示す段階１および段階２を含む工程により製造することが好ましい。
段階１：ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）とジオール誘導体（２）を酸化合物の存在下、反応させることにより、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）、ポリアセタール化合物（４）の混合物を得る段階。
段階２：ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）、ポリアセタール化合物（４）の混合物を酸化合物の存在下に蒸留し、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）を反応系外に留去する段階。
段階１および段階２に関する化学反応式を次に示す。
段階１：ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）とジオール誘導体（２）を酸化合物の存在下、反応させることにより、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）、ポリアセタール化合物（４）の混合物を得る段階。
段階２：ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）、ポリアセタール化合物（４）の混合物を酸化合物の存在下に蒸留し、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）を反応系外に留去する段階。
段階１および段階２に関する化学反応式を次に示す。
本発明の段階２を含む工程による製造方法、好ましくは段階１および段階２を含む工程による製造方法によれば、簡略な工程によりハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）を高い収率で取得できる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
（重量平均分子量、分子量分布、高分子量成分含有量および低分子量成分含有量の分析）
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）にて下記の条件でクロマトグラムを測定し、標準ポリスチレンの分子量に換算した値を算出した。分子量分布は、重量平均分子量／数平均分子量により算出した。
ＧＰＣ装置：ＨＬＣ−８３２０（東ソー株式会社製）
検出器：示差屈折率検出器
カラム：東ソー株式会社製のＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＭｕｌｔｉｐｏｒｅ ＨＺＭ−Ｍの２本とＳｕｐｅｒＨＺ４０００を直列に繋いだものを用いた。
溶離剤： テトラヒドロフラン
溶離剤流量： ０．３５ｍｌ／分
カラム温度： ４０℃
検量線：標準ポリスチレン１０点のデータを用いて作成
（重量平均分子量、分子量分布、高分子量成分含有量および低分子量成分含有量の分析）
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）にて下記の条件でクロマトグラムを測定し、標準ポリスチレンの分子量に換算した値を算出した。分子量分布は、重量平均分子量／数平均分子量により算出した。
ＧＰＣ装置：ＨＬＣ−８３２０（東ソー株式会社製）
検出器：示差屈折率検出器
カラム：東ソー株式会社製のＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＭｕｌｔｉｐｏｒｅ ＨＺＭ−Ｍの２本とＳｕｐｅｒＨＺ４０００を直列に繋いだものを用いた。
溶離剤： テトラヒドロフラン
溶離剤流量： ０．３５ｍｌ／分
カラム温度： ４０℃
検量線：標準ポリスチレン１０点のデータを用いて作成
＜実施例１＞２−クロロメチル−１，３−ジオキセパンの合成（７ＣＭ）
温度計、攪拌装置および上部に還流ヘッドを取り付けた２５ｃｍビグリュー管を設置した内容積５００ｍＬの四つ口フラスコにクロロアセトアルデヒドジメチルアセタール ２５０．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）、１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸一水和物 １．９ｇ（０．０１０ｍｏｌ）を仕込み、攪拌を開始、常圧条件下に内温９０℃まで加熱した。この時、ビグリュー管上部より、蒸気温度６３〜６７℃の留分が留出し始めた。留出速度にあわせて、徐々に内温を１２５℃に昇温し、留出が止まるまで内温１２５℃で加熱を継続した後、内温５０℃まで冷却した。得られた反応混合液は３１０．２ｇ、留分は１１８．２ｇであった。該反応混合液をＧＰＣ分析したところ、ポリアセタール７６％（重量平均分子量 ６６０、分子量分布 １．４９７）、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン ２４％の混合物であった。続いて、フラスコ内を２．７ｋＰａまで減圧した後、減圧蒸留操作を実施して２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン（蒸気温度６７〜７６℃／２．７〜１．４ｋＰａ）の留分 ２４０．８ｇ（１．５９９ｍｏｌ）を取得した。収率は７９．７％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。得られた留分のＮＭＲ測定の結果を以下に示す。
温度計、攪拌装置および上部に還流ヘッドを取り付けた２５ｃｍビグリュー管を設置した内容積５００ｍＬの四つ口フラスコにクロロアセトアルデヒドジメチルアセタール ２５０．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）、１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸一水和物 １．９ｇ（０．０１０ｍｏｌ）を仕込み、攪拌を開始、常圧条件下に内温９０℃まで加熱した。この時、ビグリュー管上部より、蒸気温度６３〜６７℃の留分が留出し始めた。留出速度にあわせて、徐々に内温を１２５℃に昇温し、留出が止まるまで内温１２５℃で加熱を継続した後、内温５０℃まで冷却した。得られた反応混合液は３１０．２ｇ、留分は１１８．２ｇであった。該反応混合液をＧＰＣ分析したところ、ポリアセタール７６％（重量平均分子量 ６６０、分子量分布 １．４９７）、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン ２４％の混合物であった。続いて、フラスコ内を２．７ｋＰａまで減圧した後、減圧蒸留操作を実施して２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン（蒸気温度６７〜７６℃／２．７〜１．４ｋＰａ）の留分 ２４０．８ｇ（１．５９９ｍｏｌ）を取得した。収率は７９．７％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。得られた留分のＮＭＲ測定の結果を以下に示す。
＜実施例２＞２−クロロメチル−１，３−ジオキセパンの合成（７ＣＭ）
温度計、攪拌装置および上部に還流ヘッドを取り付けた２５ｃｍビグリュー管を設置した内容積５００ｍＬの四つ口フラスコにクロロアセトアルデヒドジメチルアセタール ２５０．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）、１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸一水和物 １．９ｇ（０．０１０ｍｏｌ）を仕込み、攪拌を開始、常圧条件下に内温９０℃まで加熱した。この時、ビグリュー管上部より、蒸気温度６３〜６７℃の留分が留出し始めた。留出速度にあわせて、徐々に内温を１２５℃に昇温し、留出が止まるまで内温１２５℃で加熱を継続した後、内温５０℃まで冷却した。得られた反応混合液は３１０．０ｇ、留分は１１９．４ｇであった。該反応混合液をＧＰＣ分析したところ、ポリアセタール７８％（重量平均分子量 ６７０、分子量分布 １．５０２）、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン ２２％の混合物であった。本反応混合物に１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン ０．５６ｇ（０．００５ｍｏｌ）を添加した後、フラスコ内を２．７ｋＰａまで減圧した。続けて、減圧蒸留操作を実施し、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン（蒸気温度６７〜７６℃／２．７〜１．４ｋＰａ）の留分２７１．４ｇ（１．８０２ｍｏｌ）を取得した。収率は８９．８％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。
温度計、攪拌装置および上部に還流ヘッドを取り付けた２５ｃｍビグリュー管を設置した内容積５００ｍＬの四つ口フラスコにクロロアセトアルデヒドジメチルアセタール ２５０．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）、１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸一水和物 １．９ｇ（０．０１０ｍｏｌ）を仕込み、攪拌を開始、常圧条件下に内温９０℃まで加熱した。この時、ビグリュー管上部より、蒸気温度６３〜６７℃の留分が留出し始めた。留出速度にあわせて、徐々に内温を１２５℃に昇温し、留出が止まるまで内温１２５℃で加熱を継続した後、内温５０℃まで冷却した。得られた反応混合液は３１０．０ｇ、留分は１１９．４ｇであった。該反応混合液をＧＰＣ分析したところ、ポリアセタール７８％（重量平均分子量 ６７０、分子量分布 １．５０２）、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン ２２％の混合物であった。本反応混合物に１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン ０．５６ｇ（０．００５ｍｏｌ）を添加した後、フラスコ内を２．７ｋＰａまで減圧した。続けて、減圧蒸留操作を実施し、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン（蒸気温度６７〜７６℃／２．７〜１．４ｋＰａ）の留分２７１．４ｇ（１．８０２ｍｏｌ）を取得した。収率は８９．８％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。
＜実施例３＞２−クロロメチル−１，３−ジオキソカンの合成（８ＣＭ）
１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）の換わりに１，５−ペンタンジオール ２０９．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）を用いたこと以外は実施例２と同様の操作を行い、ポリアセタール９９．８％（重量平均分子量 ５２５、分子量分布 １．５５８）、２−クロロメチル−１，３−ジオソカン ０．２％の反応混合液３３８．０ｇを得、次いで同様の減圧蒸留操作を実施して、蒸気温度７８〜９５℃／１．０〜０．８ｋＰａの留分として２−クロロメチル−１，３−ジオキソカン ２９５．３ｇ（１．７９４ｍｏｌ）を得た。収率は８９．４％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。得られた留分のＮＭＲ測定の結果を以下に示す。
１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）の換わりに１，５−ペンタンジオール ２０９．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）を用いたこと以外は実施例２と同様の操作を行い、ポリアセタール９９．８％（重量平均分子量 ５２５、分子量分布 １．５５８）、２−クロロメチル−１，３−ジオソカン ０．２％の反応混合液３３８．０ｇを得、次いで同様の減圧蒸留操作を実施して、蒸気温度７８〜９５℃／１．０〜０．８ｋＰａの留分として２−クロロメチル−１，３−ジオキソカン ２９５．３ｇ（１．７９４ｍｏｌ）を得た。収率は８９．４％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。得られた留分のＮＭＲ測定の結果を以下に示す。
＜実施例４＞２−クロロメチル−６−メチル−１，３−ジオキソカンの合成（Ｍ８ＣＭ）
１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）の換わりに３−メチル−１，５−ペンタンジオール ２３７．２ｇ（２．００７ｍｏｌ）を用いたこと以外は、実施例２と同様の操作を行い、ポリアセタール９９．５％（重量平均分子量 ５９４、分子量分布 １．６３４）、２−クロロメチル−６−メチル−１，３−ジオソカン ０．５％の反応混合液３６５．３ｇを得、次いで同様の減圧蒸留操作を実施して、蒸気温度７６〜８８℃／０．８〜０．６ｋＰａの留分として２−クロロメチル−６−メチル−１，３−ジオキソカン ３２１．６ｇ（１．８００ｍｏｌ）を得た。収率は８９．７％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。得られた２−クロロメチル−６−メチル−１，３−ジオキソカンは、以下に示すとおり、得られた留分のＮＭＲ測定の結果、クロロメチル基とメチル基の立体異性体混合物であった（比率は５０／５０）。
１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）の換わりに３−メチル−１，５−ペンタンジオール ２３７．２ｇ（２．００７ｍｏｌ）を用いたこと以外は、実施例２と同様の操作を行い、ポリアセタール９９．５％（重量平均分子量 ５９４、分子量分布 １．６３４）、２−クロロメチル−６−メチル−１，３−ジオソカン ０．５％の反応混合液３６５．３ｇを得、次いで同様の減圧蒸留操作を実施して、蒸気温度７６〜８８℃／０．８〜０．６ｋＰａの留分として２−クロロメチル−６−メチル−１，３−ジオキソカン ３２１．６ｇ（１．８００ｍｏｌ）を得た。収率は８９．７％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。得られた２−クロロメチル−６−メチル−１，３−ジオキソカンは、以下に示すとおり、得られた留分のＮＭＲ測定の結果、クロロメチル基とメチル基の立体異性体混合物であった（比率は５０／５０）。
＜実施例５＞２−クロロメチル−１，３，６−トリオキソカンの合成（Ｏ８ＣＭ）
１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）の換わりにジエチレングリコール ２１３．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）を用いたこと以外は、実施例２と同様の操作を行い、ポリアセタール８７．８％（重量平均分子量 ５９４、分子量分布 １．２５０）、２−クロロメチル−１，３，６−トリオソカン １２．２％の反応混合液３４２．５ｇを得、次いで同様の減圧蒸留操作を実施して、蒸気温度６０〜６６℃／０．１〜０．２ｋＰａの留分として２−クロロメチル−１，３，６−トリオソカン ２７５．５ｇ（１．６５４ｍｏｌ）を得た。収率は８２．４％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。得られた留分のＮＭＲ測定の結果を以下に示す。
１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）の換わりにジエチレングリコール ２１３．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）を用いたこと以外は、実施例２と同様の操作を行い、ポリアセタール８７．８％（重量平均分子量 ５９４、分子量分布 １．２５０）、２−クロロメチル−１，３，６−トリオソカン １２．２％の反応混合液３４２．５ｇを得、次いで同様の減圧蒸留操作を実施して、蒸気温度６０〜６６℃／０．１〜０．２ｋＰａの留分として２−クロロメチル−１，３，６−トリオソカン ２７５．５ｇ（１．６５４ｍｏｌ）を得た。収率は８２．４％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。得られた留分のＮＭＲ測定の結果を以下に示す。
＜実施例６＞２−クロロメチル−１，３−ジオキソナンの合成（９ＣＭ）
１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）の換わりに１，６−ヘキサンンジオール ２３７．２ｇ（２．００７ｍｏｌ）を用いたこと以外は実施例２と同様の操作を行い、ポリアセタール９９．４％（重量平均分子量 ９０６、分子量分布 １．４９６）、２−クロロメチル−１，３−ジオソナン ０．６％の反応混合液３３８．０ｇを得、次いで同様の減圧蒸留操作を実施して、蒸気温度１００〜１１３℃／１．０〜１．１ｋＰａの留分として２−クロロメチル−１，３−ジオキソナン ８５．３ｇ（０．４７８ｍｏｌ）を得た。収率は２３．８％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。得られた留分のＮＭＲ測定の結果を以下に示す。
１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）の換わりに１，６−ヘキサンンジオール ２３７．２ｇ（２．００７ｍｏｌ）を用いたこと以外は実施例２と同様の操作を行い、ポリアセタール９９．４％（重量平均分子量 ９０６、分子量分布 １．４９６）、２−クロロメチル−１，３−ジオソナン ０．６％の反応混合液３３８．０ｇを得、次いで同様の減圧蒸留操作を実施して、蒸気温度１００〜１１３℃／１．０〜１．１ｋＰａの留分として２−クロロメチル−１，３−ジオキソナン ８５．３ｇ（０．４７８ｍｏｌ）を得た。収率は２３．８％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。得られた留分のＮＭＲ測定の結果を以下に示す。
＜比較例１＞２−クロロメチル−１，３−ジオキセパンの合成（７ＣＭ）
温度計、攪拌装置および上部に還流ヘッドを取り付けた２５ｃｍビグリュー管を設置した内容積５００ｍＬの四つ口フラスコにクロロアセトアルデヒドジメチルアセタール ２５０．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）、１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）およびＤｏｗｅｘ５０Ｘ８（登録商標）２．５ｇを仕込み、攪拌を開始、常圧条件下に、内温９０℃まで加熱した。この時、ビグリュー管上部より、蒸気温度６３〜６７℃の留分が留出し始めた。留出速度にあわせて、徐々に内温を１２５℃に昇温し、留出が止まるまで内温１２５℃で加熱を継続した後、内温３０℃まで冷却した。得られた反応混合液は３１３．５ｇ、留分は１１８．６ｇであった。該反応混合液をＧＰＣ分析したところ、ポリアセタール７９％（重量平均分子量 ６６０、分子量分布 １．４９６）、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン ２１％の混合物であった。得られたフラスコ内液を５Ｂろ紙を用いて吸引ろ過した後、ヘキサン ５０ｍｌで固体を洗浄した。ろ液とヘキサン洗浄液を一つにまとめ、ヘキサン ２００ｍｌおよび５質量％−ＮａＨＣＯ３水溶液 ２００ｍｌを添加して激しく降り混ぜた。３０分間静置した後、有機層を回収した。この時、中間層が発生し、重量は１９８．６ｇであった。回収した有機層をエバポレーター（３５℃／１３ｋＰａ）で濃縮し、１０２ｇの濃縮液を得た。本濃縮液を減圧蒸留し、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン（蒸気温度６７〜７６℃／２．７〜１．４ｋＰａ）の留分 ９５．２ｇ（０．６３２ｍｏｌ）を取得した。収率は３１．５％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。
温度計、攪拌装置および上部に還流ヘッドを取り付けた２５ｃｍビグリュー管を設置した内容積５００ｍＬの四つ口フラスコにクロロアセトアルデヒドジメチルアセタール ２５０．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）、１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）およびＤｏｗｅｘ５０Ｘ８（登録商標）２．５ｇを仕込み、攪拌を開始、常圧条件下に、内温９０℃まで加熱した。この時、ビグリュー管上部より、蒸気温度６３〜６７℃の留分が留出し始めた。留出速度にあわせて、徐々に内温を１２５℃に昇温し、留出が止まるまで内温１２５℃で加熱を継続した後、内温３０℃まで冷却した。得られた反応混合液は３１３．５ｇ、留分は１１８．６ｇであった。該反応混合液をＧＰＣ分析したところ、ポリアセタール７９％（重量平均分子量 ６６０、分子量分布 １．４９６）、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン ２１％の混合物であった。得られたフラスコ内液を５Ｂろ紙を用いて吸引ろ過した後、ヘキサン ５０ｍｌで固体を洗浄した。ろ液とヘキサン洗浄液を一つにまとめ、ヘキサン ２００ｍｌおよび５質量％−ＮａＨＣＯ３水溶液 ２００ｍｌを添加して激しく降り混ぜた。３０分間静置した後、有機層を回収した。この時、中間層が発生し、重量は１９８．６ｇであった。回収した有機層をエバポレーター（３５℃／１３ｋＰａ）で濃縮し、１０２ｇの濃縮液を得た。本濃縮液を減圧蒸留し、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン（蒸気温度６７〜７６℃／２．７〜１．４ｋＰａ）の留分 ９５．２ｇ（０．６３２ｍｏｌ）を取得した。収率は３１．５％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。
＜比較例２＞２−クロロメチル−１，３−ジオキセパンの合成（７ＣＭ）
温度計、攪拌装置および上部に還流ヘッドを取り付けた２５ｃｍビグリュー管を設置した内容積５００ｍＬの四つ口フラスコにクロロアセトアルデヒドジメチルアセタール ２５０．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）、１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸一水和物 １．９ｇ（０．０１０ｍｏｌ）を仕込み、攪拌を開始、内温９０℃まで加熱した。この時、ビグリュー管上部より、蒸気温度６３〜６７℃の留分が留出し始めた。留出速度にあわせて、徐々に内温を１２０５℃に昇温し、留出が止まるまで内温１２５℃で加熱を継続した後、内温５０℃まで冷却した。得られた反応混合液は３１０．０ｇ、留分は１１９．４ｇであった。反応混合液をＧＰＣ分析したところ、ポリアセタール７６％（重量平均分子量 ６７０、分子量分布 １．５０２）、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン ２４％の混合物であった。本反応液に１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン ２．２４ｇ（０．０２０ｍｏｌ）を添加した後、フラスコ内を２．７ｋＰａまで減圧した。続けて、減圧蒸留操作を実施し、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン（蒸気温度６７〜７６℃／２．７〜１．４ｋＰａ）の留分 ９２．８ｇ（０．６１６ｍｏｌ）を取得した。収率は３０．７％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。
温度計、攪拌装置および上部に還流ヘッドを取り付けた２５ｃｍビグリュー管を設置した内容積５００ｍＬの四つ口フラスコにクロロアセトアルデヒドジメチルアセタール ２５０．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）、１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸一水和物 １．９ｇ（０．０１０ｍｏｌ）を仕込み、攪拌を開始、内温９０℃まで加熱した。この時、ビグリュー管上部より、蒸気温度６３〜６７℃の留分が留出し始めた。留出速度にあわせて、徐々に内温を１２０５℃に昇温し、留出が止まるまで内温１２５℃で加熱を継続した後、内温５０℃まで冷却した。得られた反応混合液は３１０．０ｇ、留分は１１９．４ｇであった。反応混合液をＧＰＣ分析したところ、ポリアセタール７６％（重量平均分子量 ６７０、分子量分布 １．５０２）、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン ２４％の混合物であった。本反応液に１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン ２．２４ｇ（０．０２０ｍｏｌ）を添加した後、フラスコ内を２．７ｋＰａまで減圧した。続けて、減圧蒸留操作を実施し、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン（蒸気温度６７〜７６℃／２．７〜１．４ｋＰａ）の留分 ９２．８ｇ（０．６１６ｍｏｌ）を取得した。収率は３０．７％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。
＜比較例３＞２−クロロメチル−１，３−ジオキセパンの合成（７ＣＭ）
温度計、攪拌装置および上部に還流ヘッドを取り付けた２５ｃｍビグリュー管を設置した内容積５００ｍＬの四つ口フラスコにクロロアセトアルデヒドジメチルアセタール ２５０．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）、１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）およびＤｏｗｅｘ５０Ｘ８（登録商標）２．５ｇを仕込み、攪拌を開始、常圧条件下に内温９０℃まで加熱した。この時、ビグリュー管上部より、蒸気温度６３〜６７℃の留分が留出し始めた。留出速度にあわせて、徐々に内温を１２５℃に昇温し、留出が止まるまで内温１２５℃で加熱を継続した後、内温５０℃まで冷却した。得られた反応混合液は３１１．２ｇ、留分は１１８．７ｇであった。反応混合液をＧＰＣ分析したところ、ポリアセタール７９％（重量平均分子量 ６７０、分子量分布 １．４８８）、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン ２１％の混合物であった。得られたフラスコ内液を５Ｂろ紙を用いて吸引ろ過した後、該ろ液の減圧蒸留操作を実施し、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン（蒸気温度６７〜７６℃／２．７〜１．４ｋＰａ）の留分 １５２．６ｇ（１．０１４ｍｏｌ）を取得した。収率は５０．５％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。
表１に実施例１〜６、比較例１〜３の概要を示す。
温度計、攪拌装置および上部に還流ヘッドを取り付けた２５ｃｍビグリュー管を設置した内容積５００ｍＬの四つ口フラスコにクロロアセトアルデヒドジメチルアセタール ２５０．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）、１，４−ブタンジオール １８１．０ｇ（２．００７ｍｏｌ）およびＤｏｗｅｘ５０Ｘ８（登録商標）２．５ｇを仕込み、攪拌を開始、常圧条件下に内温９０℃まで加熱した。この時、ビグリュー管上部より、蒸気温度６３〜６７℃の留分が留出し始めた。留出速度にあわせて、徐々に内温を１２５℃に昇温し、留出が止まるまで内温１２５℃で加熱を継続した後、内温５０℃まで冷却した。得られた反応混合液は３１１．２ｇ、留分は１１８．７ｇであった。反応混合液をＧＰＣ分析したところ、ポリアセタール７９％（重量平均分子量 ６７０、分子量分布 １．４８８）、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン ２１％の混合物であった。得られたフラスコ内液を５Ｂろ紙を用いて吸引ろ過した後、該ろ液の減圧蒸留操作を実施し、２−クロロメチル−１，３−ジオキセパン（蒸気温度６７〜７６℃／２．７〜１．４ｋＰａ）の留分 １５２．６ｇ（１．０１４ｍｏｌ）を取得した。収率は５０．５％であり、ガスクロマトグラフィーにて測定したところ、純度は９９％以上であった。
表１に実施例１〜６、比較例１〜３の概要を示す。
ＤＡＢＣＯ：１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン
Ｄｏｗｅｘ５０Ｘ８（登録商標）：強酸性イオン交換樹脂
実施例においては、ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体（１）とジオール誘導体（２）の反応により、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）とポリアセタール（４）の反応混合液を得、それを酸化合物の存在下で蒸留し、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）を得ている。この蒸留の際に、当該反応混合液中の酸化合物によりポリアセタール（４）が分解され、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）が生成する。そのため、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体（３）の収率を向上することができる。
本発明のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体の製造方法は、７員環、８員環、９員環に代表される７員環以上の多員環を有する誘導体の製造収率を大幅に改善可能であって有用である。また、ポリアセタール化合物は、ハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体の合成収率向上に重要な有効成分として有用である。
Claims (5)
- 下記一般式（３）
で示されるハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体および、下記一般式（４）
で示されるポリアセタール化合物を含む混合物を酸化合物の存在下に蒸留し、上記一般式（３）で示されるハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体を反応系外に留去すること特徴とする一般式（３）で示されるハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体の製造方法。 - 一般式（３）で示されるハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体および、一般式（４）で示されるポリアセタール化合物を含む混合物が、
下記一般式（１）
で示されるハロアセトアルデヒドジアルキルアセタール誘導体および、下記一般式（２）
で示されるジオール誘導体を酸化合物の存在下に、生成するＲ7ＯＨ（式中、Ｒ7は前記定義の通り）を留去しながらアセタール交換反応させることにより得られる混合物である請求項１に記載のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体の製造方法。 - 式（３）および（４）においてＲ1〜Ｒ6が水素原子、Ｘが塩素原子または臭素原子を表し、Ｚが−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2−、または−ＣＨ2ＯＣＨ2−を表すことを特徴とする請求項１または２記載のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体の製造方法。
- 前記酸化合物が、一般式（３）で示されるハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体および、一般式（４）で示されるポリアセタール化合物を含む前記混合物に溶解するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体の製造方法。
- 一般式（３）で示されるハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体および、一般式（４）で示されるポリアセタール化合物を含む前記混合物に塩基を添加することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のハロアセトアルデヒド環状アセタール誘導体の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2015249725A Pending JP2016121141A (ja) | 2014-12-25 | 2015-12-22 | 環状アセタール類の製造方法 |
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-
2015
- 2015-12-22 JP JP2015249725A patent/JP2016121141A/ja active Pending
Non-Patent Citations (4)
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|---|
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