JP2734876B2 - 光学活性4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの製造方法 - Google Patents
光学活性4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの製造方法Info
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Description
−ヒドロキシブチロニトリルの製造方法に関するもので
ある。さらに詳しくは、光学活性エピクロルヒドリンを
青酸塩と反応させる光学活性4−クロロ−3−ヒドロキ
シブチロニトリルの製造方法に関するものである。
リルは、医薬品、及び生理活性物質を合成するための中
間体、あるいは液晶材料、その他各種の合成中間体とし
て有用な物質である。例えば心臓疾患等の治療剤として
用いられているL−カルニチンは、光学活性な4−クロ
ロ−3−ヒドロキシブチロニトリルにトリメチルアミン
を反応させた後、酸加水分解することにより高純度のも
のが得られる。
ヒドロキシブチロニトリルを合成する従来の方法として
は、 (1)エピクロルヒドリンと液体青酸とを耐圧容器中で
数日間加熱することにより合成する方法(Horman
n,Ber.,12,23(1879))、 (2)シアン化カリウムを触媒として用い、エピクロル
ヒドリンと青酸とを反応せしめることにより合成する方
法(F.Binon,Bull,Soc.Chim.B
elges.,72,166(1963))、 (3)エピクロルヒドリンにシアン化ナトリウムカリウ
ム複塩の水溶液と酢酸水溶液とを同時添加して中性条件
下(pH7)で反応せしめることにより合成する方法
(Culvenor,J.Chem.Soc.,312
3(1950))、の3つが知られている。
酸が危険である上に耐圧容器を用いなければならず、反
応時間も長くて工業的でないこと、(3)の方法では、
耐圧容器は必要としないが収率65%と低いこと、
(2)の方法は(1)と同様、青酸の取扱いが危険であ
り、さらに副反応を抑えるための反応温度の調節が困難
であること等が問題である。
シブチロニトリルを得る方法として、D−マントニトー
ルを出発原料とする方法(特開昭57−165352号
公報)、光学活性3−ハロゲノ−2−アルカノイルオキ
シプロピルアリールスルホネートと青酸塩とを反応させ
る方法(特開昭62−212356号公報)があるが、
前者では、4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリル
の合成までに7段階の工程を要すること、後者では、反
応時間が19〜24時間と比較的長く、また原料である
光学活性3−ハロゲノ−2−アルカノイルオキシプロピ
ルアリールスルホネートを得るための光学分割にクロマ
トグラフィーを用いる等、工業的には不適当である。
3−316758号公報においては、エピクロルヒドリ
ンを弱塩基性条件下青酸塩と反応せしめる技術が記載さ
れ、その際酢酸水溶液を用いて弱塩基性を維持すること
により4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを得
る例が開示されている。しかしながらこの方法により得
られる4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリルに
は、エピクロルヒドリンに酢酸が付加した副生成物が混
入し、分離困難なために目的生成物の化学純度が低下す
るという欠点があった。
題点を解決するため鋭意検討を行った結果、本発明を完
成したものですなわち、光学活性エピクロルヒドリンを
弱塩基性条件下、青酸塩と反応せしめるにあたり、硫
酸、リン酸又は硝酸を添加して弱塩基性を保つことを特
徴する光学活性4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニト
リルの製造方法である。
開昭61−132196号,特開昭62−6697号,
特開平3−180196号及び特開平3−180197
号に記載の方法、すなわちシュードモナス属、又はアル
カリゲネス属に属する細菌、又は培養菌体を用いて得ら
れる光学活性なエピクロルヒドリンを用いればラセミ化
はほとんど起らず、光学純度の高い4−クロロ−3−ヒ
ドロキシブチロニトリルが得られる。以下本発明を詳細
に説明する。
ヒドロキシブチロニトリルを合成する反応は青酸の付加
反応である。その際、反応液のpHの調整が目的生成物
の収率に大きく関係し、pH8.0〜10.0で行うの
が好ましい。この範囲外のpHでは副反応のために収率
が低下し、またpH7.0以下では青酸ガス発生の危険
性がある。pH値をこの範囲内に保つために用いる酸
は、陰イオンの求核性の低い無機酸であって、具体的に
は硫酸.硝酸,リン酸が挙げられるが、より好ましいの
は硫酸である。これらの酸水溶液の濃度については特に
制限はないが、濃度が低い場合は釜効率が低く工業的に
不利である。pHを上記範囲に保つため、反応系に青酸
塩の水溶液とこれらの酸の水溶液を同時に滴下していく
のが通常である。反応溶媒として好ましいのは水、もし
くは水とアルコールの混合溶媒、より好ましくは水であ
る。
リウム,シアン化ナトリウム等の青酸アルカリ金属塩、
シアン化カルシウム等の青酸アルカリ土類金属塩が好ま
しく、これらの中でも工業的に入手の容易なシアン化カ
リウム,シアン化ナトリウムが特に好ましい。青酸塩の
使用量は原料である光学活性エピクロルヒドリン1モル
に対し、好ましくは1.0〜3.0モルであり、より好
ましくは1.1〜1.5モルである。3.0モルより多
く使用しても、収率の向上は見られず経済的に不利であ
る。本反応の温度は、好ましくは5〜40℃、より好ま
しくは15〜30℃、さらに好ましくは20〜25℃で
ある。5℃未満では反応の進行は極めて遅く、40℃を
超えると副反応が顕著になり収率が低下する。反応は通
常3〜24時間で終了する。この様にして得た光学活性
4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリルは、溶媒抽
出,活性炭処理,蒸留,クロマトグラフィー等の通常の
精製手段を用いて精製される。
を具体的に説明する。例中、組成%はいずれも重量基準
である。
l)と水(122ml)の混合物を20〜25℃で攪拌
しながら、シアン化カリウム(53.6g,0.825
mol)の水溶液(水228ml)と65%硫酸(50
ml)を1時間かけて同時に滴下した。その際、液性を
pH8.0〜10.0、温度20〜25℃に保った。滴
下終了後8時間攪拌し、析出した硫酸カリウムを吸収ろ
過にて除いた後、ろ液、及び硫酸カリウムを酢酸エチル
で抽出(500ml×4回)し溶媒を留去した。残渣を
減圧蒸留し、106〜111℃/3mmHgの留分とし
て、無色油状の4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニト
リル58. 5gを得た。収率90.6%、化学純度9
9.6%であった。
(50ml)を用いた以外はすべて同様に合成を行っ
た。滴下終了後8時間攪拌し、参考例1と同様の後処理
を行い、96〜98℃/1mmHgの留分として56.
3gを得た。収率87.2%、化学純度99.3%であ
った。
(54ml)を用いた以外はすべて同様に合成を行っ
た。滴下終了後9時間攪拌し、参考例1と同様の後処理
を行い、104〜110℃/3mmHgの留分として5
4.9gを得た。収率85.0%、化学純度98.9%
であった。
l,99.3%e.e.)と水(400ml)の混合物
を20〜25℃で攪拌しながら、シアン化カリウム(1
76g,2.70mol)の水溶液(水750ml)と
65%硫酸(174ml)を2時間かけて同時に滴下し
た。その際、液性をpH8.0〜10.0、温度20〜
25℃に保った。滴下終了後8時間攪拌し、析出した硫
酸カリウムを吸引ろ過にて除いた後、ろ液、及び硫酸カ
リウムを酢酸エチルで抽出(750ml×3回)し溶媒
を留去した。残渣を減圧蒸留し、94〜100℃/1m
mHgの留分として無色油状の(S)−4−クロロ−3
−ヒドロキシブチロニトリル173gを得た。収率8
2.0%、化学純度99.0%、〔α〕D21=−1
7.8°(c=1.0,MeOH)。また、α−メトキ
シ−α−(トリフルオロメチル)フェニル酢酸エステル
とした後、高速液体クロマトグラフィー(島津製作所製
LC−9A,溶媒ヘキサン:エーテル=85:15(V
/V),流速3ml/min,波長235nm,カラム
DAISOPAK SP−120−5−SILダイソ
ー社製商品名)を用いた分析の結果、上記(S)−4−
クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの光学純度は9
8.7%e.e.であった。
(171ml)を用いる以外はすべて同様に合成を行っ
た。滴下終了後8時間攪拌し実施例1と同様の後処理を
行い、93〜99℃/1mmHgの留分として172.
3gを得た。収率81.3%、化学純度98.8%、
〔α〕D21=−17.6°(c=1.0,MeO
H)。また、実施例1と同様の分析の結果、光学純度は
98.4%e.e.であった。
(173ml)を用いる以外はすべて同様に合成を行っ
た。滴下終了後9時間攪拌し、実施例1と同様の後処理
を行い、93〜100℃/1mmHgの留分として17
2.1gを得た。収率81.2%、化学純度98.5
%、〔α〕D21=−17.6゜(c=1.0,MeO
H)。また、実施例1と同様の分析の結果、光学純度は
98.3%e.e.であった。
外はすべて同様に合成を行った。滴下終了後23時間攪
拌し、参考例1と同様の後処理を行い、102〜109
℃/3mmHgの留分として42.6gを得た。収率6
6.0%、化学純度94.0%であり、共に参考例1、
実施例1より劣っていた。
溶液(350ml)を用いて合成を行った。滴下終了後
9時間攪拌し、参考例1と同様の後処理を行い、103
〜111℃/3mmHgの留分として48.6gを得
た。収率75.3%、化学純度88.8%(酢酸との付
加副生成物11.0%)であり、共に参考例1、実施例
1より劣っていた。
で行うことができ、青酸の様な取扱いの困難なものを使
用せず、短時間、及び簡単な操作により副生成物も少な
く、高純度、高収率で4−クロロ−3−ヒドロキシブチ
ロニトリルが得られる。そして、本発明の方法に従って
光学活性なエピクロルヒドリンを出発原料とすることに
より、ラセミ化が極めて少なく、光学純度の高い光学活
性4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを製造す
ることができ、工業的製法として極めて有利な方法であ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】光学活性エピクロルヒドリンを弱塩基性条
件下、青酸塩と反応せしめるにあたり、硫酸、リン酸又
は硝酸を添加して弱塩基性を保つことを特徴とする光学
活性4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの製造
方法。 - 【請求項2】弱塩基性条件がpH8.0〜10.0であ
る請求項1に記載の製造方法。 - 【請求項3】青酸塩がアルカリ金属もしくはアルカリ土
類金属の青酸塩である請求項1又は2に記載の製造方
法。
Priority Applications (1)
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Publications (2)
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JPH05310671A JPH05310671A (ja) | 1993-11-22 |
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-
1992
- 1992-05-14 JP JP4121816A patent/JP2734876B2/ja not_active Expired - Lifetime
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