JP3435475B2

JP3435475B2 - １，２−プロパンジオールの製法

Info

Publication number: JP3435475B2
Application number: JP55022198A
Authority: JP
Inventors: 幸生猪飼; 直孝亀山; 喜朗古川; 雅史三上
Original assignee: Daiso Co Ltd
Current assignee: Osaka Soda Co Ltd
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 2003-08-11
Anticipated expiration: 2018-05-18
Also published as: EP1020421A1; DE69811100T2; EP1020421B1; US6156941A; DE69811100D1; CA2290496C; EP1020421A4; TW438751B; WO1998052893A1; CA2290496A1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は医薬および農薬等の合成中間体として有用な
化合物である1,2−プロパンジオール、特にその光学活
性体の製法に関する。

背景技術 1,2−プロパンジオールは、産業上有用な化合物とし
て公知の物質である。同化合物の従来の製法としては、
１）水酸化カリウム−メタノール溶液中で３−クロロ−
1,2−プロパンジオールをグリシドールとした後、これ
を接触水素添加することにより得る方法（M.Ochiai,Bio
chem.Z.,293（1935））が報告されている。

また、1,2−プロパンジオールの光学活性体の製法と
しては、２）天然型乳酸エチルエステルの還元による方
法（J.Amer.Chem.Soc.,107,5210（1985））や、３）ヒ
ドロキシアセトンのキラル触媒存在下での還元（J.Ame
r.Chem.Soc.,110,629（1988））、４）ヒドロキシアセ
トンの酵母による不斉還元（特開平７−059592）、更に
は５）酵素によるラセミ体の分割（特開平６−030790）
等が知られている。

しかし、上記従来法の場合、１）の方法では、出発化
合物に対し塩基を1.2当量用いるため、ポリマーや３−
メトキシ−1,2−プロパンジオールといった副生成物が
生成し、これが目的物から分離困難であるため、目的物
の収率が低い（72％）。実際、１）の反応を大スケール
で行ったところ、収率はさらに低く、47％であった（後
述の比較例２参照）。２）の方法では、原料が天然の光
学活性体であるため、両方の光学活性1,2−プロパンジ
オールを任意に得ることはできず、また、還元剤として
工業的に操作しにくく且つ高価な水素化リチウムアルミ
ニウムを用いなければならないという難点がある。ま
た、３）の方法では、得られた目的物の光学純度は92％
eeと低く、高い光学純度を有する目的物を得るには、誘導体への変
換後、再結晶により、光学純度を上げるという繁雑な工
程が必要である。４）、５）の方法では、いずれか一方
の光学活性体しか得られない。

本発明の課題は、上記諸問題に鑑み、原料として容易
に入手しうる化合物を用い、目的物1,2−プロパンジオ
ールまたはその光学活性体を高収率で且つ安価に得るこ
とができる方法を提供することにある。

発明の開示本発明者らは、上記の課題を解決すべく研究を重ねた
結果、３−ハロゲノ−1,2−プロパンジオールを出発化
合物とし、目的とする1,2−プロパンジオール、特にそ
の光学活性体を有利に製造する方法を見出し、本発明を
完成した。

即ち、本発明は、下記一般式［Ｉ］で表される３−ハ
ロゲノ−1,2−プロパンジオールを、炭素数２以上のア
ルコール系溶媒中で、３−ハロゲノ−1,2−プロパンジ
オール１モルに対して0.9〜１モルの塩基の存在下に、
接触水素添加して下記式［II］で表される1,2−プロパ
ンジオールを得ることを特徴とする1,2−プロパンジオ
ールの製法である。一般式［Ｉ］中、Ｘはハロゲン原子
を意味する。

３−ハロゲノ−1,2−プロパンジオール［Ｉ］は、ど
のような方法によって得られたものでもよい。光学活性
３−ハロゲノ−1,2−プロパンジオールは特公平４−739
98号公報及び特公平４−73999号公報記載の方法に従っ
て容易に調製することができる。

３−ハロゲノ−1,2−プロパンジオール［Ｉ］のハロ
ゲン原子Ｘとしては、塩素原子もしくは臭素原子が好ま
しい。したがって、好適な原料３−ハロゲノ−1,2−プ
ロパンジオールは３−クロロ−1,2−プロパンジオール
または３−ブロモ−1,2−プロパンジオールである。

本明細書において「アルコール系溶媒」とは、炭素数
２以上のアルコールから本質的に構成されている溶媒を
意味する。すなわち、炭素数２以上のアルコール以外の
成分が、本発明の基本的かつ新規な特徴に実質的に影響
を及ぼさない限り、炭素数２以上のアルコールにこの成
分が含まれていてもよい。例えば、アルコール系溶媒は
大部分の炭素数２以上のアルコールと、小部分の、アル
コールと相溶性のその他の溶媒とからなるものであって
もよい。ただし、その他の溶媒の割合が増せば増すほど
副反応が生じ易く、その結果、目的物の収率が低下する
傾向があるので、その他の溶媒の割合は目的物の収率が
所望の値を下回らない範囲になされる。

アルコールの炭化水素基は直鎖状でも分枝状でも環状
でもよく、また置換基を有していてもよい。

アルコールは水酸基の個数により１価または複数価の
ものであってよく、水酸基の位置によりｎ−アルコー
ル、sec−アルコール、tert−アルコールのいずれであ
ってもよい。

アルコール系溶媒は好ましくは炭素数２〜４の１価ア
ルコールから本質的に構成され、特に好ましいアルコー
ル系溶媒はプロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタ
ノール、イソブタノール、sec−ブタノールおよびtert
−ブタノールより成る群から選ばれたアルコールまたは
これらの２以上の組合わせから本質的に構成されてい
る。溶媒としてメタノールを使用すると、反応過程で生
成するグリシドールとメタノールが反応して副生成物を
生じ、これが目的物の収率を低下させる。

本発明方法に用いられる塩基は、塩基性（ルイス塩基
を含む）を示す物質であればよく、例えば、水酸化リチ
ウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグ
ネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属あるいは
アルカリ土類金属の水酸化物；炭酸リチウム、炭酸ナト
リウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシ
ウム等のアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の炭酸
塩；炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素
カリウム等のアルカリ金属の炭酸水素塩；水素化ナトリ
ウム、水素化カリウム、水素化カルシウム等の水素化
物；ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カ
リウムメチラート、カリウムエチラート、カリウムｔ−
ブトキサイド等のアルカリアルコキサイド；トリエチル
アミン、ピリジン、2,6−ルチジン、ジメチルアニリ
ン、ジアザビシクロウンデセン、ジアザビシクロノネン
等のアミン類が例示される。これらは単独で用いても、
２以上の組合わせで用いてもよい。中でもアルカリ金属
の水酸化物が好ましく、特に水酸化ナトリウム、水酸化
カリウムが好ましい。

用いられる塩基の量は、原料３−ハロゲノ−1,2−プ
ロパンジオール［Ｉ］１モルに対して0.9〜１モル、好
ましくは0.95〜１モルである。塩基の量が原料１モルに
対して１モルより多いと副生成物が生成するため好まし
くない。また、塩基の量が0.9モル未満であると、原料
３−ハロゲノ−1,2−プロパンジオール［Ｉ］が残存
し、収率が低下するため好ましくない。

本発明方法において接触水素添加の際使用される触媒
は接触水素添加用触媒として汎用されているものであっ
てよいが、例えばパラジウム炭素、ラネーニッケル、酸
化プラチナ等が例示される。このうち、パラジウム炭素
が好ましい。

触媒の使用量は、原料３−ハロゲノ−1,2−プロパン
ジオール［Ｉ］１モルに対して１〜100gが適当である。
触媒の使用量が原料１モルに対して1gより少ないと反応
の進行が遅く実用的な稼働ができない場合があり、また
100gより多いとコスト増を招く。

触媒水素添加の水素ガスは通常の水素源から供給され
てよい。水素源としては、ボンベ詰めの水素ガス、蟻酸
アンモニウム等が使用できるが、後者の場合、反応後過
剰の蟻酸アンモニウムの除去が繁雑な工程を要するた
め、水素ガスを用いる方が好ましい。水素ガスの供給量
は、理論的には原料３−ハロゲノ−1,2−プロパンジオ
ール［Ｉ］１モルに対して１モルであるが、通常は理論
量より過剰、好ましくは理論量の１〜３倍である。水素
ガス供給量は反応の進行状況に応じて調節することが好
ましい。水素源として蟻酸アンモニウムを用いる場合、
これは固形物であるため、原料１モルに対して10モル程
度加えるのが好ましい。

塩基の添加と接触水素添加の順序については、塩基の
添加が終了した後に、、接触水素添加を行う方法と、接
触水素添加を行うと同時に塩基を添加する方法があり、
いずれも良好な結果が得られる。

接触水素添加は常圧下で行うことができ、また加圧
下、例えば水素圧10Kgf/cm²（ゲージ圧）以下で行うこ
ともできる。

反応温度は好ましくは−20〜80℃、より好ましくは０
〜50℃である。反応温度が−20℃より低いと反応の進行
が遅く、反応液の粘度が上昇する嫌いがあり、80℃より
高いと原料の二量体等が副生し収率が低下しがちであ
る。

反応終了後は常法にしたがって目的物を取得する。例
えば、触媒等の不溶物を濾去し、過剰の溶媒を減圧下に
留去し、得られた残渣を蒸留等の通常の処理に付すこと
により、目的とする1,2−プロパンジオールが得られ
る。原料として光学活性体の３−ハロゲノ−1,2−プロ
パンジオールを用いて上記反応を行うことにより、光学
純度がほとんど低下することなく、所望の光学活性1,2
−プロパンジオールが得られる。

なお、本発明方法の反応機構は確定的ではないが、３
−ハロゲノ−1,2−プロパンジオール［Ｉ］が塩基によ
りグリシドールへ変換され、次いで触媒水素添加により
1,2−プロパンジオール［II］が生成する逐次反応が起
きていると考えられる。

発明を実施するための最良の形態以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。な
お、比較例１は溶媒としてメタノールを用いた例、比較
例２は溶媒としてメタノールを用い、原料に対し塩基を
過剰に用いた例、比較例３は溶媒としてイソプロパノー
ルを用い、原料に対し塩基を過剰に用いた例である。

実施例１ａ）200mlのフラスコ内にてイソプロパノール50mlに３
−クロロ−1,2−プロパンジオール10g（90.5mmol）を溶
かし、この溶液に氷浴中48％NaOH水溶液7.2g（86.4mmo
l）を30分かけて滴下した。混合液を25℃にて30分撹拌
した後、ここへ10％パラジウム炭素（50％ウエット品）
1gを加えた。フラスコ内を水素置換し、40℃にて更に３
時間撹拌を続けた。

ｂ）その後、反応液を濾過して不溶物を除き、濾液を減
圧下に濃縮し、残渣を蒸留により精製して1,2−プロパ
ンジオール6.0g（収率87.2％）を得た。

実施例２ 1000mlのオートクレーブ内にてイソプロパノール250m
lに（Ｓ）−３−クロロ−1,2−プロパンジオール50g
（0.45モル、光学純度99.6％ee）を溶かし、この溶液に
氷浴中48％NaOH水溶液35.8g（0.43モル）を30分かけて
滴下した。混合液を25℃にて30分撹拌した後、ここへ10
％パラジウム炭素（50％ウエット品）5gを加えた。次い
で、オートクレーブ内に水素ガスを、常に水素圧を5Kgf
/cm²に保つように供給し、混合物を25℃にて更に２時間
撹拌を続けた。

その後、実施例１の工程ｂ）と同様の操作を行い、
（Ｒ）−1,2−プロパンジオール31.8g（収率92.4％、光
学純度99.3％ee）を得た。

実施例３５リットルのフラスコ内にてイソプロパノール2240ml
に（Ｒ）−３−クロロ−1,2−プロパンジオール500g
（4.52モル、光学純度98.2％ee）を溶かし、この溶液に
氷浴中48％NaOH水溶液360g（4.32モル）を１時間かけて
滴下した。混合液を25℃にて30分撹拌した後、ここへ10
％パラジウム炭素（50％ウエット品）49gを加え、フラ
スコ内を水素置換し、同液を撹拌した。40℃にて更に７
時間撹拌を続けた。

その後、実施例１の工程ｂ）と同様の操作を行い、
（Ｓ）−1,2−プロパンジオール313g（収率91.0％、光
学純度98.0％ee）を得た。

実施例４５リットルのフラスコ内にてイソプロパノール2240ml
に（Ｓ）−３−クロロ−1,2−プロパンジオール500g
（4.52モル、光学純度99.6％ee）を溶かし、この溶液に
10％パラジウム炭素（50％ウエット品）49gを加え、フ
ラスコ内を水素置換し、撹拌下に反応液中に40℃にて48
％NaOH水溶液360g（4.32モル）を10時間かけて滴下し、
更に１時間撹拌を続けた。

その後、実施例１の工程ｂ）と同様の操作を行い、
（Ｒ）−1,2−プロパンジオール310g（収率90.0％、光
学純度99.2％ee）を得た。

比較例１ 30リットルのフラスコ内にてメタノール14リットルに
（Ｓ）−３−クロロ−1,2−プロパンジオール3.75kg（3
3.9モル、光学純度99.6％ee）を溶かし、この溶液に氷
浴中48％NaOH水溶液2.70kg（32.4モル）を２時間かけて
滴下した。混合液を25℃にて１時間撹拌した後、ここへ
10％パラジウム炭素（50％ウエット品）375gを加え、フ
ラスコ内を水素置換し、40℃にて更に11時間撹拌を続け
た。

その後、実施例１の工程ｂ）と同様の操作を行い、
（Ｒ）−1,2−プロパンジオール1.62kg（収率62.8％、
光学純度99.0％ee）を得た。

比較例２ 10リットルのフラスコ内にてメタノール2.5リットル
に（Ｓ）−３−クロロ−1,2−プロパンジオール500g
（4.52モル、光学純度99.6％ee）を溶かし、この溶液に
氷浴中20％KOHメタノール溶液1.5リットル（5.36モル）
を１時間かけて滴下した。混合液を25℃にて30分攪拌し
た後、10％パラジウム炭素（50％ウエット品）50gを加
え、フラスコ内を水素置換し、40℃にて更に８時間攪拌
を続けた。

その後、実施例１の工程ｂ）と同様の操作を行い、
（Ｒ）−1,2−プロパンジオール162g（収率47.1％、光
学純度98.8％ee）を得た。

比較例３ 1000mlのフラスコ内にてイソプロパノール250mlに
（Ｓ）−３−クロロ−1,2−プロパンジオール50g（0.45
モル、光学純度99.6％ee）を溶かし、この溶液に氷浴中
48％NaOH水溶液45g（0.54モル）を30分かけて滴下し
た。混合液を25℃にて30分攪拌した後、ここへ10％パラ
ジウム炭素（50％ウエット品）5gを加え、フラスコ内を
水素置換し、40℃にて更に４時間撹拌を続けた。

その後、実施例１の工程ｂ）と同様の操作を行い、
（Ｒ）−1,2−プロパンジオール22.4g（収率66.4％、光
学純度99.6％ee）を得た。

産業上の利用可能性本発明は、医薬および農薬等の合成中間体として有用
な化合物である1,2−プロパンジオールを有利に取得す
る方法を提供するものである。

本発明により、1,2−プロパンジオールを従来法に比
べて高収率で安価に得ることができ、特に光学活性体を
純度を低下させることなく得ることができる。

フロントページの続き (72)発明者三上雅史兵庫県尼崎市大高州町９番地ダイソー株式会社内 (56)参考文献特開平１−146835（ＪＰ，Ａ) 特開平８−208541（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C07C 29/58 C07C 31/20 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式［Ｉ］で表される３−ハロゲノ−1,
2−プロパンジオールを、炭素数２以上のアルコール系
溶媒中で、３−ハロゲノ−1,2−プロパンジオール１モ
ルに対して0.9〜１モルの塩基の存在下に、接触水素添
加して、式［II］で表される1,2−プロパンジオールを
得ることを特徴とする1,2−プロパンジオールの製法。（上記一般式［Ｉ］においてＸはハロゲン原子を意味す
る。）
【請求項２】３−ハロゲノ−1,2−プロパンジオール
［Ｉ］が３−クロロ−1,2−プロパンジオールまたは３
−ブロモ−1,2−プロパンジオールである請求項１記載
の1,2−プロパンジオールの製法。
【請求項３】アルコール系溶媒が炭素数２〜４のアルコ
ールから構成されている請求項１または２記載の1,2−
プロパンジオールの製法。
【請求項４】アルコール系溶媒がプロパノール、イソプ
ロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、sec−
ブタノールおよびtert−ブタノールより成る群から選ば
れたアルコールまたはこれらの２以上の組合わせから本
質的に構成されている請求項３記載の1,2−プロパンジ
オールの製法。
【請求項５】塩基がアルカリ金属の水酸化物である請求
項１〜４のいずれかに記載の1,2−プロパンジオールの
製法。
【請求項６】アルカリ金属の水酸化物が水酸化ナトリウ
ムまたは水酸化カリウムである請求項５記載の1,2−プ
ロパンジオールの製法。
【請求項７】塩基の量が３−ハロゲノ−1,2−プロパン
ジオール［Ｉ］１モルに対して１〜0.95モルである請求
項１〜６のいずれかに記載の1,2−プロパンジオールの
製法。
【請求項８】接触水素添加を塩基の添加終了後に行う請
求項１〜７のいずれかに記載の1,2−プロパンジオール
の製法。
【請求項９】接触水素添加を塩基の添加と同時に行う請
求項１〜７のいずれかに記載の1,2−プロパンジオール
の製法。
【請求項１０】３−ハロゲノ−1,2−プロパンジオール
［Ｉ］および1,2−プロパンジオール［II］がいずれも
光学活性体である請求項１〜９のいずれかに記載の1,2
−プロパンジオールの製法。