JP3151077B2 - 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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  • 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基の保護剤としてその重要
性がますます高まっている。
【0003】従来、ジ炭酸ジアルキルエステルの合成法
としては、炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩と芳香
族スルホニルクロライドをN,N−ジメチルホルムアミ
ドの存在下に反応させる方法(チェコスロバキア特許第
247,845号、247,846号明細書)や、N,
N−ジメチルホルムアミドと四級アンモニウム塩の存在
下に反応させる方法(チェコスロバキア特許第257,
157号明細書)が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の技術では、いず
れの方法においても溶媒としてN,N−ジメチルホルム
アミドが使用されている。本発明者らが上記技術を追試
し、得られたジ炭酸ジアルキルエステルを薄層クロマト
グラフィー(以下、TLCと略す)で分析したところ、
副生成物が確認された。そこで、この副生成物の由来を
さらに調査したところ、溶媒として使用されたN,N−
ジメチルホルムアミドの一部が反応して副生成物となっ
ていることが判明した。
【0005】ジ炭酸ジアルキルエステルの主な用途であ
るペプチド化学の分野は反応生成物の分析としてTLC
分析が最も一般的な分析方法となっているため、その出
発物質となるジ炭酸ジアルキルエステル中にTLC分析
で確認される不純物が含まれているということは、その
後の反応の評価を混乱させる恐れがあり、好ましいもの
ではない。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、より純度
の高いジ炭酸ジアルキルエステルを合成する目的でN,
N−ジメチルホルムアミドに変わる溶媒を鋭意検討した
ところ、1−置換ラクタムまたはラクトンのような環状
構造を有する化合物とそれ以外の非プロトン性有機溶媒
との混合溶媒を使用することによって上記目的を達成す
ることができることを見いだした。
【0007】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、下記
(a)および(b) (a)ラクトンまたは1−置換ラクタム (b)上記(a)以外の非プロトン性有機溶媒 よりなる混合溶媒中で反応させ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。
【0008】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、一般式で次のように表すこ
とができる。
【0009】
【化1】
【0010】(但し、R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−iso
−プロピル、ナトリウム炭酸−iso−ブチル、ナトリ
ウム炭酸−tert−ブチル、カリウム炭酸−iso−
プロピル、カリウム炭酸−tert−ブチル等を挙げる
ことができる。
【0011】本発明においてもう一方の原料である芳香
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、下記式
【0012】
【化2】
【0013】(但し、RおよびR2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】原料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0.3〜0.7
モルの範囲で選ばれる。
【0016】本発明においては、 (a)ラクトンまたは1−置換ラクタム (b)上記(a)以外の非プロトン性有機溶媒 よりなる混合溶媒を使用することが最大の特徴である。
【0017】(a)のラクトンおよび1−置換ラクタム
は、公知の化合物を何等制限なく使用することができ
る。1−置換ラクタムは、環構成窒素原子に置換基を有
するラクタムであり、置換基としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、シクロヘキシルリ基等の直鎖状、分
岐状または環状のアルキル基、フェニル基等のアリール
基を挙げることができる。特に本発明において好適に使
用できるラクトンおよび1−置換ラクタムを具体的に例
示すると、1−メチルピペリドン、1−メチルカプロラ
クタム、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、3
−メチル−2−オキサゾリジノン、1−メチルピロリド
ン、1−エチルピロリドン、1−シクロヘキシルピロリ
ドン、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、β
−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、
γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等を挙げるこ
とができる。
【0018】また、(b)の非プロトン性有機溶媒は、
公知の溶媒を何等制限なく用い得るが、具体的には、ベ
ンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;ヘ
キサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;塩化メチレン、
1,2−ジクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化脂
肪族炭化水素等を挙げることができる。
【0019】これらの非プロトン性有機溶媒とラクトン
または1−置換ラクタムとの混合比率は、用いる非プロ
トン性有機溶媒の種類によって、或いは本反応に用いる
触媒の種類と量によって異なるため一概に決めることは
できないが、非プロトン性有機溶媒100容量部に対し
てラクトンまたは1−置換ラクタムを1〜100容量
部、好ましくは、2〜50容量部の範囲で混合すること
が好ましい。
【0020】本反応においては、炭酸アルキルエステル
アルカリ金属塩を上記の溶媒で3〜60重量%の濃度と
なるように希釈し、分散させた状態で反応を行うことが
望ましい。
【0021】本発明は、触媒を使用しなくても反応は進
行するが、より短時間に反応を完結させるためには触媒
を使用することが好ましい。本発明における触媒は、ジ
炭酸ジアルキルエステル合成に使用される3級アミン及
び4級アンモニウム塩のいずれの触媒も使用可能である
が、高収率に本反応を完結させるためには、下記式
(1)または(2)で示される3級アミンを使用するこ
とが好ましい。
【0022】
【化3】
【0023】[但し、R3及びR4は同種または異種のア
ルキル基であり、R5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
【0024】
【化4】
【0025】(但し、R6及びR7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NR8(但し、R8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、l
は0または1である。)である。]
【0026】
【化5】
【0027】(但し、R9及びR10は、アルキル基、ア
リール基であり、またはこれらが一緒になって環を形成
していてもよい。)上記式で示される触媒を具体的に例
示すると、上記式(1)で示される3級アミンとして、
トリメチルアミン、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
ルエチレンジアミン、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−1,3−ブタンジアミン、
N,N,N′N′−テトラメチル−1,4−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、上記式(2)で示され
る3級アミンとして、4−N,N−ジメチルアミノピリ
ジン、4−N,N−ジエチルアミノピリジン、4−N,
N−ジプロピルアミノピリジン、4−ピペリジノピリジ
ン、4−ピロリジノピリジン等を挙げることができる。
【0028】本発明において、触媒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
は、原料の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0.05〜10モル%
の範囲であることが好ましい。
【0029】本反応における反応温度は特に制限されな
いが、あまり温度が低いと反応速度が小さくなり温度が
高いと生成物が分解するため、通常、0〜100℃、好
ましくは20〜80℃で行なうのがよい。
【0030】反応は、常圧、加圧、減圧のいずれの場合
も実施可能であるが、炭酸アルキルアルカリエステル金
属塩の分解反応を抑制するために、常圧あるいは炭酸ガ
ス雰囲気下あるいは炭酸ガス加圧下で行うことが好まし
い。
【0031】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。
【0032】このようにして、下記式
【0033】
【化6】
【0034】(但し、Rはアルキル基である。)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。
【0035】
【効果】本発明によれば、溶媒としてラクトンまたは1
−置換ラクタムを使用することにより溶媒自身の反応に
よる副生成物を抑制することができ、単離精製後のジ炭
酸ジアルキルエステルを薄層クロマトグラフィーによっ
て分析を行っても、ジ炭酸ジアルキルエステル以外のス
ポットは認められない。また、ラクトンまたは1−置換
ラクタムの他に非プロトン性有機溶媒を併用することに
より、原料である炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩
の分解反応を抑えることができる。したがって、本発明
は、純度の高いジ炭酸ジアルキルエステルを収率よく製
造することができる。
【0036】
【実施例】以下に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限定されるものではない。
【0037】実施例1 攪はん器、温度計、ガス導入管を備えたガラス製オート
クレーブに95重量%のナトリウムt−ブトキサイド6
2.2g(0.6mol)をトルエン200mlに分散
させ、室温下で炭酸ガスを2.0kg/cm2・Gの加
圧下で圧力低下が見られなくなるまで導入した。
【0038】導入後、反応溶液にN,N,N′,N′−
テトラメチルエチレンジアミン0.7g(6mmo
l)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン33.
1g(32ml、0.29mol)、p−トルエンスル
ホニルクロライド53.2g(0.28mol)を加
え、40〜45℃の温度で8時間反応させた。反応後、
反応溶液に130ml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、トルエン層中の
ジ炭酸ジ−t−ブチルエステルの量を定量すると、5
5.1g(収率84.0%)であった。
【0039】上記のトルエン溶液を蒸留によって単離し
たところ、ジ炭酸ジ−t−ブチルエステルを45.3g
得た。得られたジ炭酸ジーt-ブチルエステルを薄層クロ
マトグラフィーで分析したところ、ジ炭酸ジ−t−ブチ
ルエステル以外のスポットは確認されなかった。
【0040】実施例2 実施例1において、1,3−ジメチル−2−イミダゾリ
ジノンに代えて表1に示した各種のラクトンまたは1−
置換ラクタムを使用したこと以外は実施例1と同様に反
応させ、その結果を表1に示した。また、いずれの反応
においても、蒸留精製物は薄層クロマトグラフィー分析
において、ジ炭酸ジ−t−ブチルエステル以外のスポッ
トは認められなかった。
【0041】
【表1】
【0042】実施例3 表2に示した各種のアミンを触媒として使用したこと以
外は実施例1と同様に反応させ、その結果を表2に示し
た。また、いずれの反応においても、蒸留精製物は薄層
クロマトグラフィー分析において、ジ炭酸ジ−t−ブチ
ルエステル以外のスポットは認められなかった。
【0043】
【表2】
【0044】実施例4 実施例1において、溶媒として使用する1,3−ジメチ
ル−2−イミダゾリジノンとトルエンの混合割合を表3
に示したように代えたこと以外は、実施例1と全く同様
にして反応を行い、その結果を表3に示した。いずれの
反応においても、蒸留精製物は薄層クロマトグラフィー
分析において、ジ炭酸ジ−t−ブチルエステル以外のス
ポットは認められなかった。
【0045】
【表3】
【0046】実施例5 p−トルエンスルホニルクロイライドの代わりにベンゼ
ンスルホニルクロライド49.5g(0.28mol)
を用いて実施例1と同様な操作を行ったところ、ジ炭酸
ジ−t−ブチルエステルが53.0g(収率80.9
%)生成した。蒸留精製後、薄層クロマトグラフィーで
分析したところ、ジ炭酸ジ−t−ブチルエステル以外の
スポットは認められなかった。
【0047】実施例6 トルエンの代わりに塩化メチレンを用いて実施例1と同
様な操作を行ったところ、ジ炭酸ジ−t−ブチルエステ
ルが51.3g(収率78.3%)生成した。蒸留精製
後、薄層クロマトグラフィーで分析したところ、ジ炭酸
ジ−t−ブチルエステル以外のスポットは認められなか
った。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−157422(JP,A) 特開 平6−145112(JP,A) 特開 平5−310646(JP,A) 特開 平4−217643(JP,A) 特開 平4−211634(JP,A) 特開 平4−103562(JP,A) 特公 昭42−19818(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 69/96 C07C 68/06

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、下記(a)および(b) (a)ラクトンまたは1−置換ラクタム (b)上記(a)以外の非プロトン性有機溶媒 よりなる混合溶媒中で反応させ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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