JP2677927B2 - ジ炭酸ジアルキルエステルの製造方法 - Google Patents

ジ炭酸ジアルキルエステルの製造方法

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JP2677927B2
JP2677927B2 JP4082011A JP8201192A JP2677927B2 JP 2677927 B2 JP2677927 B2 JP 2677927B2 JP 4082011 A JP4082011 A JP 4082011A JP 8201192 A JP8201192 A JP 8201192A JP 2677927 B2 JP2677927 B2 JP 2677927B2
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dialkyl
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雄一郎 川端
幸二郎 宮崎
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭酸アルキルエステル
アルカリ金属塩と芳香族スルホニルハライドとを反応さ
せてジ炭酸ジアルキルエステルを高収率で製造する方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】ジ炭酸ジアルキルエステルは、食品防腐
剤として古くから知られている化合物であるが、近年、
ペプチド化学におけるアミノ酸の保護剤としてその重要
性がますます高まっている。
【0003】本発明者らは、温和な条件で、かつ、高収
率でジ炭酸ジアルキルエステルを製造する方法について
研究を続けてきた。その結果、炭酸アルキルエステルア
ルカリ金属塩と芳香族スルホニルハライドとを、3級ア
ミンの存在下で反応させることにより、上記の目標を達
成することができ、既に提案した。(特願平2−221
358号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、さらに
高収率でジ炭酸ジアルキルエステルを製造する方法につ
いて研究を続けてきた結果、炭酸アルキルエステルアル
カリ金属塩を有機溶媒中に分散させた状態で芳香族スル
ホニルハライドと反応させた場合、原料の炭酸アルキル
エステルアルカリ金属塩が分解していることが判明し、
その結果、ジ炭酸ジアルキルエステルの収率が十分に向
上しないという問題が生じた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、より良好
な収率で目的化合物を合成する方法を鋭意検討した結
果、炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩と芳香族ハラ
イドとを有機溶媒中で反応させる場合に、気相部を炭酸
ガスで加圧状態に保持して反応を行うことによってジ炭
酸ジアルキルエステルを高収率で製造できることを見い
だし、本発明を完成するに至った。
【0006】即ち、本発明は、炭酸アルキルエステルア
ルカリ金属塩と芳香族スルホニルハライドとを有機溶媒
中で反応させてジ炭酸ジアルキルエステルを製造する方
法において、気相を炭酸ガスによって加圧状態に保持す
ることを特徴とするジ炭酸ジアルキルエステルの製造方
法である。
【0007】本発明において、原料である炭酸アルキル
エステルアルカリ金属塩は、一般式で以下のように表さ
れる。
【0008】
【化1】
【0009】(但し、R1はアルキル基であり、Mはア
ルカリ金属である。) 上記の炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩を具体的に
示せば、例えば、ナトリウム炭酸メチル、ナトリウム炭
酸エチル、ナトリウム炭酸イソプロピル、ナトリウム炭
酸イソブチル、ナトリウム炭酸−t−ブチル、ナトリウ
ム炭酸−t−アミル、カリウム炭酸メチル、カリウム炭
酸エチル、カリウム炭酸イソプロピル、カリウム炭酸イ
ソブチル、カリウム炭酸−t−ブチル、カリウム炭酸−
t−アミル等を挙げることができる。
【0010】本反応において、上記の炭酸アルキルエス
テルアルカリ金属塩は、公知の方法によって製造するこ
とができ、例えば、対応するアルカリ金属アルコキシド
と二酸化炭素とを反応させることによって得ることがで
きる。得られた炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩は
単離してもよく、場合によってはそのまま用いても全く
差し支えない。
【0011】本発明における芳香族スルホニルハライド
は、芳香環にハロゲノスルホン基が結合した公知の化合
物が何ら制限なく用いられる。本発明においては、下記
【0012】
【化2】
【0013】(但し、R2及びR3は、水素原子、ハロゲ
ン原子、アルキル基であり、Xはハロゲン原子であ
る。)で示される芳香族スルホニルハライドが好適に用
いられる。
【0014】本発明において好適に使用し得る芳香族ス
ルホニルハライドを具体的に例示すると、次のとおりで
ある。ベンゼンスルホニルクロライド、p−トルエンス
ルホニルクロライド、2,4−ジメチルベンゼンスルホ
ニルクロライド、p−クロロベンゼンスルホニルクロラ
イド、2,4−ジクロロベンゼンスルホニルクロライ
ド、ベンゼンスルホニルブロマイド、p−トルエンスル
ホニルブロマイド、p−クロロベンゼンスルホニルブロ
マイド等を挙げることができる。
【0015】上記の炭酸アルキルエステルアルカリ金属
塩に対する芳香族スルホニルハライドの量は、炭酸アル
キルエステルアルカリ金属塩2分子からジ炭酸ジアルキ
ルエステル1分子が生成するため、通常は、炭酸アルキ
ルエステルアルカリ金属塩1モルに対して0.3〜0.
5モルの範囲で選ばれる。
【0016】上記の反応においては、反応を進行させる
ために触媒を使用することが好ましい。触媒としては公
知のものが何等制限なく使用できるが、脂肪族3級アミ
ン、またはアルキレン基を介して窒素原子に芳香環が結
合した芳香族3級アミンは、高収率で目的化合物が得ら
れるために好適に用いられる。特に、本発明においては
下記式
【0017】
【化3】
【0018】(ただし、R4及びR5は同種または異種の
アルキル基であり、R6はアルキレン基であり、Yは水
素原子、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、
または
【0019】
【化4】
【0020】(ただし、R7及びR8は水素原子またはア
ルキル基であり、少なくとも一方はアルキル基であり、
ZはO、Sまたは>N−R9(但し、R9は水素原子また
はアルキル基である。)であり、nは1以上の整数であ
り、mは0または1である。)で示される化合物を好適
に採用することができる。
【0021】本発明において好適に使用し得る脂肪族3
級アミン、またはアルキレン基を介して窒素原子に芳香
環が結合した芳香族3級アミンを具体的に例示すると、
トリエチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、
N,N−ジエチルベンジルアミン、N,N,N′,N′
−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N′N′−
テトラメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N,
N′N′−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン、
N,N,N′N′−テトラエチル−1,3−プロパンジ
アミン、N,N,N′N′−テトラエチル−1,6−ヘ
キサンジアミン、N,N,N′N′−テトラメチル−
1,4−ブタンジアミン、N,N,N′N′−テトラメ
チル−1,3−ブタンジアミン、ビス−[2−(N,N
−ジメチルアミノ)エチル]エーテル、ビス−[2−
(N,N−ジメチルアミノ)プロピル]エーテル、ビス
−[2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル]スルフィ
ド、ビス−[2−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル]
スルフィド、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチルエ
チルエーテル、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル
エチルスルフィド、ビス−[2−(N,N−ジメチルア
ミノ)エチル]メチルアミン等を挙げることができる。
【0022】前記一般式で示される脂肪族3級アミンま
たはアルキレン基を介して窒素原子に芳香環が結合した
芳香族3級アミンの中でも、Yがアリール基または
【0023】
【化5】
【0024】(但し、R7及びR8は水素原子またはアル
キル基であり、少なくとも一方はアルキル基である。)
である化合物を用いた場合は、目的化合物の収率が特に
高いため、本発明において好適に用いられる。
【0025】上記の脂肪族3級アミンまたはアルキレン
基を介して窒素原子に芳香環が結合した芳香族3級アミ
ンの使用量は、特に制限されるものではないが、十分な
反応速度を得るために、炭酸アルキルエステルアルカリ
金属塩に対して0.01〜20モル%、さらには0.0
5〜10モル%の範囲であることが望ましい。
【0026】本発明では、反応液の分散性を良くするた
めに炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩は有機溶媒で
希釈される。希釈の濃度は特に制限されないが、一般に
は炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩の濃度が3〜6
0重量%となるように選ぶことが好ましい。本反応に用
いられる有機溶媒は特に限定はされず、ベンゼン、トル
エン、キシレンなどの芳香族炭化水素;1,4−ジオキ
サン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトニト
リル、メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミ
ド等が使用される。また、原料である炭酸アルキルエス
テルアルカリ金属塩中のアルキル基に対応するアルコー
ルも使用することができる。これらの有機溶媒は単一で
使用してもよく、また、2種類以上の混合溶媒で使用し
ても全く差し支えない。
【0027】本発明において、反応は気相を炭酸ガスの
加圧に保持した状態で行われる。気相の加圧に使用され
る炭酸ガスの圧力は、特に限定されるものではないが、
充分な反応収率を得るためには、0.1〜40kg/c
2・G、好ましくは0.5〜20kg/cm2・Gの範
囲であることが望ましい。
【0028】反応系を加圧する方法については、特に制
限されるものではなく、例えば、有機溶媒中に分散した
炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩に芳香族スルホニ
ルハライド及び必要であれば触媒を投入した後に炭酸ガ
スを圧入する方法、或いは、炭酸アルキルエステルアル
カリ金属塩を有機溶媒に分散させた後に炭酸ガスを圧入
し、その後、加圧状態を保持したまま芳香族スルホニル
ハライド及び必要であれば触媒を投入する方法等があ
る。特に、炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩の合成
には炭酸ガスが使用されるため、その合成原料であるア
ルカリ金属アルコキシドを溶媒に分散させた後に炭酸ガ
スを圧入して炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩を合
成し、炭酸ガスで気相部を加圧に保持した状態のままで
芳香族スルホニルハライド及び触媒を投入する方法が、
その操作性の簡便さから好適に採用できる。
【0029】本発明において、気相部を炭酸ガスで加圧
状態に保持した後に芳香族スルホニルハライドを投入す
る場合は、芳香族スルホニルハライドが固体のときは、
溶媒中に溶解させるか、加熱して溶融させる等の方法で
液体の状態で投入することが操作性の面から好ましい。
【0030】本発明における反応温度は特に限定されな
いが、あまり温度が低いと反応速度が小さくなり、温度
が高いと原料及び目的化合物の分解が生じるため、通常
0〜100℃、好ましくは20〜80℃で行なうのが好
ましい。反応に要する時間は、反応温度、溶媒の種類に
よっても異なるが、通常は0.1〜30時間の反応で十
分である。
【0031】このようにして、下記式
【0032】
【化6】
【0033】(但し、R10及びR11は同種または異種の
アルキル基である。)で示されるジ炭酸ジアルキルエス
テルを製造することができる。
【0034】
【効果】本発明によれば、温和な条件でジ炭酸ジアルキ
ルエステルを、原料の炭酸アルキルエステルアルカリ金
属塩に対して80%以上の収率で得ることができる。
【0035】
【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【0036】実施例1 撹拌器、温度計、冷却器、ガス導入管、耐圧マイクロフ
ィーダーを備えたガラス製オートクレーブに、ナトリウ
ム炭酸−t−ブチル42.59gをトルエン200ml
に分散させて、4kg/cm2・Gで炭酸ガスを圧入
し、加圧状態を保持したままで、N,N,N′,N′−
テトラメチルエチレンジアミン0.353g、N,N−
ジメチルホルムアミド15.87g、ベンゼンスルホニ
ルクロライド24.97gをマイクロフィーダーで順次
投入し、40〜45℃の温度で8時間反応させた。反応
後、150mlの水を加え、析出していた結晶を溶解さ
せ、トルエン層と水層を分離して、トルエン層中のジ炭
酸ジ−t−ブチルエステルを定量すると、29.69g
(収率89.5%)であった。
【0037】実施例2〜4 表1に示す炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩、炭酸
ガスの圧力で、実施例1と同様にしてジ炭酸ジアルキル
エステルを合成した。その結果を表1に示した。
【0038】実施例5 ベンゼンスルホニルクロライドの代わりにp−トルエン
スルホニルクロライド26.95gを用い、実施例1と
同様の操作を行った。結果を表1に示した。
【0039】比較例1〜2 表1に示す炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩を用い
て、炭酸ガスを圧入せずに大気圧開放下で反応を行った
こと以外は実施例1と同様にしてジ炭酸ジアルキルエス
テルを合成した。その結果を表1に示した。
【0040】
【表1】

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩と芳
    香族スルホニルハライドとを有機溶媒中で反応させてジ
    炭酸ジアルキルエステルを製造する方法において、気相
    を炭酸ガスによって加圧状態に保持することを特徴とす
    るジ炭酸ジアルキルエステルの製造方法。
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