JP3517936B2 - Method for producing 1,3-dioxolan - Google Patents
Method for producing 1,3-dioxolanInfo
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- JP3517936B2 JP3517936B2 JP06774594A JP6774594A JP3517936B2 JP 3517936 B2 JP3517936 B2 JP 3517936B2 JP 06774594 A JP06774594 A JP 06774594A JP 6774594 A JP6774594 A JP 6774594A JP 3517936 B2 JP3517936 B2 JP 3517936B2
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Landscapes
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は医薬品、農薬等の有機合
成薬品の中間体として用いられる1,3−ジオキソラン
の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing 1,3-dioxolane used as an intermediate for organic synthetic chemicals such as pharmaceuticals and agricultural chemicals.
【0002】[0002]
【従来の技術】1,3−ジオキソランは化1に示す構造
式で示される。但し、化1においてR1、R2、R3、R4
は水素、アルキル基、置換アルケニル基、アリール基の
いずれかを表し、R5、R6は>CR1R2基、>CR3R4
基(>は単結合が二本)のいずれかを表している。BACKGROUND OF THE INVENTION 1,3-Dioxolane is represented by the structural formula shown in Chemical formula 1. However, in Chemical formula 1, R1, R2, R3, R4
Represents hydrogen, an alkyl group, a substituted alkenyl group, or an aryl group, and R5 and R6 are> CR1R2 groups,> CR3R4.
Represents one of the groups (> has two single bonds).
【0003】[0003]
【化1】 [Chemical 1]
【0004】このジオール誘導体は医薬品、農薬等有機
合成薬品を合成する際の中間体として非常に有用な物質
である。例えば、ジオール誘導体は原料となるケトン化
合物またはアルデヒド化合物に、カップリング剤として
ハロゲン化金属化合物と、Mg、Zn等の金属よりなる
還元剤とを添加して合成する方法、またはハロゲン化金
属化合物と還元剤との複合体からなるカップリング剤を
添加して合成する方法等[E.J.Corey, R.L.Danheiser,
S,Chandrasekaran, J.Org.Chem, 41, 260 (1976)、G.Ne
umann, W.P.Neumann, J.Org.Chem, 42, 277 (1972)]が
知られている。This diol derivative is a very useful substance as an intermediate when synthesizing organic synthetic drugs such as pharmaceuticals and agricultural chemicals. For example, a diol derivative is synthesized by adding a metal halide compound as a coupling agent and a reducing agent made of a metal such as Mg or Zn to a ketone compound or an aldehyde compound as a raw material, or a metal halide compound. Methods such as synthesizing by adding a coupling agent consisting of a complex with a reducing agent [EJCorey, RL Danheiser,
S, Chandrasekaran, J.Org.Chem, 41, 260 (1976), G.Ne
umann, WP Neumann, J. Org. Chem, 42, 277 (1972)] are known.
【0005】これらの方法は、まず第一に原料に対し当
量以上のカップリング剤、還元剤等の反応媒体を添加し
て反応させなければ収率の向上が望めないという問題が
あった。当量以上の多量の反応媒体の添加は経済的に不
利であり、また反応終了後、反応媒体の煩雑な除去工程
を必要とするため、逆にジオール誘導体の収率を低下さ
せてしまうという欠点がある。さらに第二に原料の反応
温度を0℃付近で精密に制御しなければ、反応副生成物
が多量に生成されるという問題があった。多量の反応副
生成物の生成は、反応終了後それを除去するための多段
階の工程が必要となり、さらにジオール誘導体の収率を
低下させる欠点がある。しかも精密な温度管理をしてジ
オール誘導体を得たにもかかわらず、その純度は例えば
90%以下と未だ不十分であり、十分満足できるもので
はなかった。[0007] These methods have a problem that the yield cannot be expected to improve unless a reaction medium such as a coupling agent or a reducing agent is added to the raw materials in an amount equal to or more than the equivalent amount. It is economically disadvantageous to add a large amount of the reaction medium equal to or more than the equivalent amount, and a complicated step of removing the reaction medium is required after completion of the reaction, which disadvantageously reduces the yield of the diol derivative. is there. Secondly, there is a problem that a large amount of reaction by-products are produced unless the reaction temperature of the raw materials is precisely controlled around 0 ° C. The formation of a large amount of reaction by-product requires a multi-step process for removing it by the end of the reaction, and further has a drawback of lowering the yield of the diol derivative. Moreover, although the diol derivative was obtained through precise temperature control, its purity was still insufficient, for example, 90% or less, and it was not sufficiently satisfactory.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従って本発明はこのよ
うな事情を鑑み成されたものであって、その目的とする
ところは医薬品、農薬等種々のジオール化合物の中間体
を合成するにあたり、精密な温度制御、および多量の反
応媒体を必要とせず、高収率で純度の高い1,3−ジオ
キソランを合成する新規な方法を提供することにある。Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to precisely prepare intermediates of various diol compounds such as pharmaceuticals and agricultural chemicals. It is an object of the present invention to provide a novel method for synthesizing highly pure 1,3-dioxolane in high yield without the need for precise temperature control and a large amount of reaction medium.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは1,3−ジ
オキソランの原料となるケトン化合物またはアルデヒド
化合物に、特定の金属よりなる触媒を使用し、さらにそ
の触媒をルイス酸よりなる活性化剤、および金属単体よ
りなる還元剤と共存させて、原料と反応させることによ
り前記問題が解決できることを見いだし本発明を成すに
至った。即ち本発明の1,3−ジオキソランの製造方法
はケトン化合物またはアルデヒド化合物を原料とし、前
記ケトン化合物またはアルデヒド化合物に第2族〜第4
族の金属よりなる還元剤と、バナジウム化合物よりなる
触媒と、ルイス酸よりなる活性化剤とを添加し、前記触
媒の可溶性溶媒中でケトン化合物またはアルデヒド化合
物を反応させて1,3−ジオキソランを合成することを
特徴とする。The present inventors have used a catalyst made of a specific metal for a ketone compound or an aldehyde compound, which is a raw material of 1,3-dioxolane, and activated the catalyst by a Lewis acid. The present invention has been accomplished by finding that the above problems can be solved by reacting with a raw material in the presence of an agent and a reducing agent composed of a simple metal. That is, in the method for producing 1,3-dioxolane of the present invention, a ketone compound or an aldehyde compound is used as a raw material, and the ketone compound or the aldehyde compound is added to a group 2 to group 4 compound.
A reducing agent made of a group metal, a catalyst made of a vanadium compound, and an activator made of a Lewis acid are added, and a ketone compound or an aldehyde compound is reacted in a soluble solvent of the catalyst to give 1,3-dioxolane. It is characterized by synthesizing.
【0008】本発明の方法で1,3−ジオキソランを合
成する場合の反応式は次のように示される。化2におい
て、R1、R2、R3、R4は水素、アルキル基、置換アル
ケニル基、アリール基のいずれかを表し、R5、R6は>
CR1R2基、>CR3R4基(>は単結合が二本)のいず
れかを表している。但し原料のケトン化合物またはアル
デヒド化合物は環状のものも含む。The reaction formula for synthesizing 1,3-dioxolane by the method of the present invention is shown as follows. In the chemical formula 2, R1, R2, R3 and R4 each represent hydrogen, an alkyl group, a substituted alkenyl group or an aryl group, and R5 and R6 are>
It represents either a CR1R2 group or a> CR3R4 group (> has two single bonds). However, the starting ketone compound or aldehyde compound also includes a cyclic compound.
【0009】[0009]
【化2】 [Chemical 2]
【0010】この反応は不活性ガス雰囲気下、溶媒中で
撹拌しながら行う。溶媒とは前記触媒の可溶性溶媒であ
る。また不活性ガスとはHe、Ne、Ar、N2等反応
に関与しないガスであることはいうまでもない。This reaction is carried out in an inert gas atmosphere with stirring in a solvent. The solvent is a soluble solvent for the catalyst. Needless to say, the inert gas is He, Ne, Ar, N 2 or the like gas that does not participate in the reaction.
【0011】本発明の原料に用いる好ましいケトン化合
物またはアルデヒド化合物としては、好ましくはR1〜
R6がアルキル基であるものを選択し、例えばアルキル
基はメチル、エチル、イソブチル、ヘキシル、シクロヘ
キシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、イソオク
チル、sec−オクチル、ノニル等及びアルコキシル
基、アミノ基、アルケニル基、アリール基で置換された
アルキル基も含む。The preferred ketone compound or aldehyde compound used as the raw material of the present invention is preferably R1 to
When R6 is an alkyl group, for example, the alkyl group is methyl, ethyl, isobutyl, hexyl, cyclohexyl, n-octyl, 2-ethylhexyl, isooctyl, sec-octyl, nonyl, etc. and an alkoxyl group, amino group, alkenyl group. , Also includes an alkyl group substituted with an aryl group.
【0012】本発明の製造方法において還元剤として用
いる材料には、第2族〜第4族の金属であればどのよう
な金属を使用してもよく、例えば2〜4族の遷移金属、
Mg、Al、Zn等を好ましく用いることができ、その
中でも特にCu、Znを好ましく用い、これらの金属を
例えば粉末状、顆粒状で添加する。As the material used as the reducing agent in the production method of the present invention, any metal may be used as long as it is a metal of groups 2 to 4, for example, a transition metal of groups 2 to 4,
Mg, Al, Zn and the like can be preferably used, and among these, Cu and Zn are particularly preferably used, and these metals are added, for example, in the form of powder or granules.
【0013】還元剤の添加量は特に限定するものではな
いが、通常、原料となるケトン化合物またはアルデヒド
化合物に対し、モル比で0.1:1〜10:1(還元
剤:原料)の範囲、さらに好ましくは0.5:1〜2:
1に調整することが好ましい。なぜなら、この範囲以外
であると、得られる1,3−ジオキソランの純度が低下
する傾向にあるからである。The amount of the reducing agent added is not particularly limited, but is usually in the range of 0.1: 1 to 10: 1 (reducing agent: raw material) in terms of molar ratio with respect to the ketone compound or aldehyde compound as the raw material. , And more preferably 0.5: 1 to 2:
It is preferably adjusted to 1. This is because the purity of the obtained 1,3-dioxolane tends to be lowered if it is outside this range.
【0014】触媒として用いるバナジウム化合物には1
〜5価の原子価を持つバナジウム化合物を用いることが
でき、好ましくは1〜3価の原子価のバナジウム化合物
を用いることができる。1〜3価の原子価を持つ特に好
ましい触媒として、一般式CpaVObXc(但し、C
pはシクロペンタジエニル基、またはシクロペンタジエ
ニル基を含む化合物、Xはハロゲン原子、アルコキシル
基、カルボニル基、カルボン酸基、ホスフィン基より選
択された内のいずれか一種、またはこれらの基のいずれ
か一種を含む化合物、0≦a≦4、0≦b≦2、1≦c
≦4の範囲にある。)で表されるバナジウム触媒を用い
ることができ、例えばシクロペンタジエニルバナジウム
テトラカルボニル、バナドセンジクロリド、バナドセ
ン、三塩化バナジウム、二塩化バナジウム等を列挙する
ことができる。またその他4〜5価の原子価を持つ触媒
として例えばバナジルジクロロエトキシド、バナジルジ
クロロプロポキシド等のバナジルクロロアルコキシド
類、バナジルエトキシド、バナジルプロポキシド等のバ
ナジルアルコキシド類も使用可能である。これらのバナ
ジウム触媒は、活性化剤及び還元剤を共存させると、少
量の添加で十分な触媒作用が得られ、最も重要なこと
に、本発明においては、合成温度を従来のように厳密に
制御しなくとも常温で行うことができるという最大の利
点がある。The vanadium compound used as a catalyst has 1
A vanadium compound having a valence of 5 to 5 can be used, and a vanadium compound having a valence of 1 to 3 can be preferably used. Particularly preferred catalysts having 1-3 valence of the general formula Cp a VO b X c (where, C
p is a cyclopentadienyl group, or a compound containing a cyclopentadienyl group, X is any one selected from a halogen atom, an alkoxyl group, a carbonyl group, a carboxylic acid group, a phosphine group, or a group of these groups. A compound containing any one of them, 0 ≦ a ≦ 4, 0 ≦ b ≦ 2, 1 ≦ c
It is in the range of ≦ 4. The vanadium catalyst represented by 4) can be used, for example, cyclopentadienyl vanadium tetracarbonyl, vanadocene dichloride, vanadocene, vanadium trichloride, vanadium dichloride, etc. can be enumerated. Other catalysts having a valence of 4 to 5 may be vanadyl chloroalkoxides such as vanadyl dichloroethoxide and vanadyl dichloropropoxide, and vanadyl alkoxides such as vanadyl ethoxide and vanadyl propoxide. In the vanadium catalyst, when an activator and a reducing agent are coexistent, a sufficient addition of a small amount of catalyst can provide a sufficient catalytic action. The greatest advantage is that it can be performed at room temperature without doing so.
【0015】特に、触媒であるバナジウム化合物の添加
量は、ケトン化合物またはアルデヒド化合物に対し10
−4〜40モル%、さらに好ましくは0.01〜20モ
ル%の範囲に調整することが好ましい。なぜなら、10
−4モル%より少ないと、反応に足りる量の活性化剤お
よび還元剤が共存しても十分な触媒作用が得られず反応
が進行しにくく、また40モル%より多いと反応後触媒
を除去するのに手間が係り、得られた1,3−ジオキソ
ランの収率が低下する傾向にあるからである。Particularly, the addition amount of the vanadium compound as a catalyst is 10 with respect to the ketone compound or the aldehyde compound.
-4 to 40 mol%, more preferably 0.01 to 20 mol% is preferably adjusted. Because 10
If it is less than -4 mol%, a sufficient catalytic action cannot be obtained even if a sufficient amount of activator and reducing agent coexist, and the reaction is difficult to proceed. If it is more than 40 mol%, the catalyst is removed after the reaction. This is because it takes time and effort, and the yield of the obtained 1,3-dioxolane tends to decrease.
【0016】次に、活性化剤として用いるルイス酸に
は、クロロトリメチルシラン、クロロトリエチルシラ
ン、クロロトリイソプロピルシラン、クロロジメチルフ
ェニルシラン、クロロジエチルフェニルシラン、クロロ
アルキルフェニルシラン、ブロムトリメチルシラン、ジ
クロロジメチルシラン等のハロゲン化シラン化合物を好
ましく用いることができる。これらルイス酸を用いるこ
となしでは1,3−ジオキソランを得ることはできな
い。またハロゲン化シラン化合物は反応終了後、得られ
た1,3−ジオキソランを分離する際、加水分解により
容易に分離できるので収率を高める上で好都合である。
その中でも特にクロロシラン化合物は他のルイス酸に比
べて非常に反応性が高く、本発明では非常に効果が大き
い。Next, Lewis acids used as activators include chlorotrimethylsilane, chlorotriethylsilane, chlorotriisopropylsilane, chlorodimethylphenylsilane, chlorodiethylphenylsilane, chloroalkylphenylsilane, bromotrimethylsilane and dichlorodimethyl. A halogenated silane compound such as silane can be preferably used. It is not possible to obtain 1,3-dioxolane without using these Lewis acids. Further, the halogenated silane compound is convenient for increasing the yield since it can be easily separated by hydrolysis when separating the obtained 1,3-dioxolane after the reaction.
Among them, the chlorosilane compound is particularly highly reactive as compared with other Lewis acids, and the present invention is very effective.
【0017】活性化剤であるルイス酸の添加量は特に限
定するものでないが、通常、ケトン化合物またはアルデ
ヒド化合物に対し1〜500モル%の範囲、さらに好ま
しくは50〜150モル%の範囲に調整する。1モル%
よりも少ないと、触媒の効果を低下させて反応を進行し
にくくすると共に、得られた1,3−ジオキソランの収
率が極端に低下し、また500モル%よりも多いと、同
じく反応終了後ルイス酸を分離するのに手間が係り、
1,3−ジオキソランの収率が低下する傾向にある。The addition amount of the Lewis acid as the activator is not particularly limited, but it is usually adjusted to the range of 1 to 500 mol%, more preferably 50 to 150 mol% based on the ketone compound or the aldehyde compound. To do. 1 mol%
When the amount is less than the above, the effect of the catalyst is reduced to make the reaction difficult to proceed, and the yield of the obtained 1,3-dioxolane is extremely reduced. It takes time to separate Lewis acid,
The yield of 1,3-dioxolane tends to decrease.
【0018】本発明の製造方法では、上述した還元剤の
添加量と触媒の添加量と活性化剤の添加量とを自在に組
み合わせることにより1,3−ジオキソランを高純度、
高収率で得ることができる。In the production method of the present invention, 1,3-dioxolane of high purity can be obtained by freely combining the above-mentioned reducing agent addition amount, catalyst addition amount and activator addition amount.
It can be obtained in high yield.
【0019】また反応溶媒としては、前記触媒が溶解す
る溶媒を用いる必要がある。本願では触媒に触媒と活性
化剤とを併用しているが、触媒であるバナジウム化合物
が溶解する溶媒を使用することにより、1,3−ジオキ
ソランを高収率で得ることができる。その溶媒として
は、具体的にジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テ
トラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル、ベ
ンゾニトリル等のニトリル類、N,N−ジメチルホルム
アミド、N−メチルピロリドン等のアミド類、ジクロロ
メタン、クロロホルム等のハロゲン系炭化水素、及びn
−ヘキサン、トルエン、ベンゼン等の直鎖または芳香族
の炭化水素類を用いることができる。As the reaction solvent, it is necessary to use a solvent in which the catalyst is dissolved. Although the catalyst and the activator are used together in the catalyst in the present application, 1,3-dioxolane can be obtained in high yield by using a solvent in which the vanadium compound as the catalyst is dissolved. Specific examples of the solvent include ethers such as diethyl ether, dimethoxyethane and tetrahydrofuran, nitriles such as acetonitrile and benzonitrile, amides such as N, N-dimethylformamide and N-methylpyrrolidone, and dichloromethane and chloroform. Halogen-based hydrocarbon, and n
-Linear or aromatic hydrocarbons such as hexane, toluene and benzene can be used.
【0020】[0020]
【作用】本発明の製造方法は触媒であるバナジウム触媒
と、活性化剤であるルイス酸と、還元剤とを反応系で共
存させていることにより、還元反応が触媒的に進行する
ため、必要とする触媒量(金属触媒)が少なくて済む。
この反応は、図1に示すような可逆的なレドックスサイ
クルを構築しているものと推測される。The production method of the present invention requires the vanadium catalyst as a catalyst, the Lewis acid as an activator, and the reducing agent to coexist in the reaction system, so that the reduction reaction catalytically proceeds. The amount of catalyst to be used (metal catalyst) is small.
It is speculated that this reaction builds a reversible redox cycle as shown in FIG.
【0021】バナジウム触媒はその触媒を使用する系に
より酸化型、あるいは還元型に容易に変化し得る。還元
型には1〜2価のバナジウム触媒が使用されることが多
い。本発明の1,3−ジオキソランの製造方法は、還元
型の系内でバナジウム触媒を使用していることにより次
のような作用を有する。The vanadium catalyst can be easily converted into an oxidized type or a reduced type depending on the system using the catalyst. In the reduced form, a monovalent to divalent vanadium catalyst is often used. The method for producing 1,3-dioxolane of the present invention has the following effects by using the vanadium catalyst in the reduced system.
【0022】本発明の方法によると図1に示すように、
カルボニル化合物の還元反応により還元型のバナジウム
触媒は酸化型に失活する。しかし還元剤の作用で酸化型
バナジウム触媒が再度還元型に復帰する。復帰した還元
型のバナジウム触媒は再度還元反応に作用できるため、
バナジウム触媒を再生利用できる形となって、触媒の使
用量が少なくて済む。またバナジウム触媒が常温で反応
を進行させるので、従来のように反応温度を制御しなく
とも、1,3−ジオキソランを高収率で得ることができ
る。このルイス酸の還元反応に対する機構は必ずしも明
らかではないが、カルボニル化合物原料の反応性を高
め、還元する原料を活性化させ、効率よくレドックスサ
イクルを回す作用があると推察される。特にハロゲン化
シラン化合物でこの効果が大きい。しかも、前記のよう
に常温で反応しているので、このレドックスサイクルが
スムースに起こっている。なお、このレドックスサイク
ルは−80℃〜120℃という広い温度域で発生させる
ことができるので、同時に反応温度もこの温度域で行う
ことが可能となり、従来のように温度制御をする必要が
ない。According to the method of the present invention, as shown in FIG.
The reduction reaction of the carbonyl compound deactivates the reduced vanadium catalyst to the oxidized form. However, the action of the reducing agent causes the oxidized vanadium catalyst to return to the reduced form again. Since the restored reduced vanadium catalyst can act on the reduction reaction again,
Since the vanadium catalyst can be recycled, the amount of catalyst used can be small. Further, since the vanadium catalyst advances the reaction at room temperature, 1,3-dioxolane can be obtained in a high yield without controlling the reaction temperature as in the conventional case. Although the mechanism for the reduction reaction of this Lewis acid is not necessarily clear, it is presumed that it has the effect of increasing the reactivity of the carbonyl compound raw material, activating the reducing raw material, and efficiently rotating the redox cycle. This effect is particularly great with halogenated silane compounds. Moreover, since the reaction is performed at room temperature as described above, this redox cycle occurs smoothly. In addition, since this redox cycle can be generated in a wide temperature range of −80 ° C. to 120 ° C., the reaction temperature can be performed in this temperature range at the same time, and it is not necessary to control the temperature as in the conventional case.
【0023】[0023]
【実施例】[実施例1]
反応容器に、触媒としてシクロペンタジエニルバナジウ
ムテトラカルボニル0.0334g(0.146mmo
l)と、還元剤として金属亜鉛0.479g(7.32
mmol)と、さらに触媒の溶媒としてジメトキシエタ
ン9.8mlを加え、アルゴン雰囲気中、全体が均一に
なるまで撹拌した。EXAMPLES Example 1 In a reaction vessel, 0.0334 g (0.146 mmo) of cyclopentadienyl vanadium tetracarbonyl as a catalyst was used as a catalyst.
l) and 0.479 g (7.32) of metallic zinc as a reducing agent.
mmol) and 9.8 ml of dimethoxyethane as a solvent for the catalyst, and the mixture was stirred in an argon atmosphere until the whole became uniform.
【0024】次に活性化剤としてクロロトリメチルシラ
ン0.62ml(4.88mmol)を加え、最後に原
料となるカルボニル化合物としてn−ヘキサナール0.
586ml(4.88mmol)を加え、同じくアルゴ
ン雰囲気中室温で3時間撹拌して反応させた。Next, 0.62 ml (4.88 mmol) of chlorotrimethylsilane was added as an activator, and finally n-hexanal.
586 ml (4.88 mmol) was added, and the mixture was stirred and reacted at room temperature for 3 hours in the same argon atmosphere.
【0025】反応終了後、得られたスラリー状の溶液に
クロロホルムを添加して有機層を抽出し、希塩酸で洗浄
した。洗浄後有機層を濃縮し、これをカラムクロマトグ
ラフィー法により1,3−ジオキソランとして2,4,
5−トリペンチル−1,3−ジオキソランを収率95%
で得た。この誘導体の純度をガスクロマトグラフィーに
より測定したところ、98%であった。After completion of the reaction, chloroform was added to the obtained slurry-like solution to extract an organic layer, which was washed with dilute hydrochloric acid. After washing, the organic layer was concentrated, and this was converted into 1,3-dioxolane by the column chromatography method to obtain 2,4,4.
95% yield of 5-tripentyl-1,3-dioxolane
Got with. When the purity of this derivative was measured by gas chromatography, it was 98%.
【0026】[実施例2]
活性化剤としてクロロトリメチルシランの代わりにクロ
ロジメチルフェニルシランを同モル数で添加する他は実
施例1と同様にして合成、後処理を行い、2,4,5−
トリペンチル−1,3−ジオキソランを収率92%で得
た。なおこの誘導体の純度は95%であった。Example 2 Synthesis, post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1 except that chlorodimethylphenylsilane was added as the activator in the same mole number instead of chlorotrimethylsilane, and then 2, 4, 5 −
Tripentyl-1,3-dioxolane was obtained with a yield of 92%. The purity of this derivative was 95%.
【0027】[実施例3]
触媒としてシクロペンタジエニルバナジウムテトラカル
ボニルの代わりにバナドセンジクロリドを同モル数で添
加する他は実施例1と同様にして合成、後処理を行い、
2,4,5−トリペンチル−1,3−ジオキソランを収
率92%で得た。なおこの誘導体の純度は95%であっ
た。[Example 3] Synthesis and post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1 except that vanadocene dichloride was added as the catalyst in the same mole number instead of cyclopentadienyl vanadium tetracarbonyl.
2,4,5-Tripentyl-1,3-dioxolane was obtained with a yield of 92%. The purity of this derivative was 95%.
【0028】[実施例4]
カルボニル化合物としてn−ヘキサナールの代わりにハ
イドロシンナムアルデヒドを同モル数で添加する他は実
施例1と同様にして合成、後処理を行い、カラムクロマ
トグラフィーにより2,4,5−トリフェネチル−1,
3−ジオキソランを収率98%で得た。なおこの誘導体
の純度は98%であった。Example 4 Synthesis and post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1 except that hydrocinnamaldehyde was added as the carbonyl compound in place of n-hexanal in the same number of moles, and 2,4 by column chromatography. , 5-triphenethyl-1,
3-Dioxolane was obtained with a yield of 98%. The purity of this derivative was 98%.
【0029】[実施例5]
この実施例は実施例1で得た誘導体から具体的にジオー
ル化合物を得る方法である。還流冷却器を備えた100
mlの四つ口フラスコに実施例1で得られた2,4,5
−トリペンチル−1,3−ジオキソラン0.413g
(1.45mmol)、エタノール30ml、水4m
l、濃塩酸1mlを加え、約90℃で50時間還流を行
い、1,3−ジオキソランを加水分解した。Example 5 This example is a method for specifically obtaining a diol compound from the derivative obtained in Example 1. 100 with reflux condenser
2, 4, 5 obtained in Example 1 in a four-necked 4-ml flask.
-Tripentyl-1,3-dioxolane 0.413 g
(1.45 mmol), ethanol 30 ml, water 4 m
1, 1 ml of concentrated hydrochloric acid were added, and the mixture was refluxed at about 90 ° C. for 50 hours to hydrolyze 1,3-dioxolane.
【0030】加水分解後、後処理として、ジエチルエー
テルを加えて有機層を抽出し、カラムクロマトグラフィ
ーにより5,6−ドデカンジオールを収率80%で得
た。なお、この5,6−ドデカンジオールの純度は95
%であった。After hydrolysis, as an after-treatment, diethyl ether was added to extract the organic layer, and 5,6-dodecanediol was obtained by column chromatography at a yield of 80%. The purity of this 5,6-dodecanediol is 95.
%Met.
【0031】[比較例1]
実施例1において活性化剤を添加しない他は同様にして
合成、後処理を行ったところ、2,4,5−トリペンチ
ル−1,3−ジオキソランは全く得られなかった。COMPARATIVE EXAMPLE 1 Synthesis and post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1 except that the activator was not added, but no 2,4,5-tripentyl-1,3-dioxolane was obtained. It was
【0032】[比較例2]
実施例1においてバナジウム触媒を添加せず、反応温度
を室温にして合成した後、後処理を行ったところ、収率
がわずか5%に低下した。[Comparative Example 2] In Example 1, when the vanadium catalyst was not added and the reaction temperature was room temperature and synthesis was performed and post-treatment was carried out, the yield decreased to only 5%.
【0033】[比較例3]
反応容器に、テトラヒドロフラン10mlと、塩化水銀
0.60gと、金属マグネシウム1.92g(0.07
9mmol)とを加え、アルゴン雰囲気中でマグネシウ
ムアマルガム(助触媒)が生成するまで撹拌した。Comparative Example 3 Tetrahydrofuran 10 ml, mercury chloride 0.60 g, and metallic magnesium 1.92 g (0.07) were placed in a reaction vessel.
9 mmol) and stirred in an argon atmosphere until magnesium amalgam (cocatalyst) was produced.
【0034】撹拌後、スラリー状の溶液の上澄液を抽出
し、この上澄液を−10℃に冷却して、触媒として四塩
化チタン(IV)4.4ml(0.040mmol)を
滴下した。さらに原料となるカルボニル化合物としてシ
クロヘキサノン0.98g(0.010mmol)と、
アセトン1.74g(0.030mmol)とを含むテ
トラヒドロフラン溶液を加え、0℃に保持しながら1.
5時間反応させた。After stirring, the supernatant of the slurry-like solution was extracted, this supernatant was cooled to -10 ° C, and 4.4 ml (0.040 mmol) of titanium (IV) tetrachloride as a catalyst was added dropwise. . Further, as a carbonyl compound as a raw material, 0.98 g (0.010 mmol) of cyclohexanone,
A tetrahydrofuran solution containing 1.74 g (0.030 mmol) of acetone was added, and the temperature was kept at 0 ° C. to 1.
The reaction was carried out for 5 hours.
【0035】反応終了後、実施例1と同様にして後処理
して、カラムクロマトグラフィーにより1−(2−ヒド
ロキシ−2−プロピル)シクロヘキサナールを収率76
%で得た。なおこの誘導体の純度は90%であった。After the completion of the reaction, post-treatment was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain 1- (2-hydroxy-2-propyl) cyclohexanal in a yield of 76 by column chromatography.
Earned in%. The purity of this derivative was 90%.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上説明したように本発明の方法による
と、純度の高い1,3−ジオキソランを高収率で得るこ
とができる。しかも触媒としてバナジウム触媒を用いた
ことにより、反応系が−80℃〜120℃という常温を
含む広い範囲で行うことができる。さらにまた活性化剤
であるルイス酸の作用により、バナジウム触媒の使用量
を減少させることができて、安価に1,3−ジオキソラ
ンを得ることができる。このようにバナジウム触媒、活
性化剤としてのルイス酸、還元剤の3種類をケトン化合
物またはアルデヒド化合物と共存させて1,3−ジオキ
ソランを合成すると高収率で高純度の誘導体が得られ、
その工業的価値は非常に大きい。As described above, according to the method of the present invention, highly pure 1,3-dioxolane can be obtained in a high yield. Moreover, by using a vanadium catalyst as a catalyst, the reaction system can be carried out in a wide range including −80 ° C. to 120 ° C. including room temperature. Furthermore, the amount of vanadium catalyst used can be reduced by the action of the Lewis acid that is the activator, and 1,3-dioxolane can be obtained at low cost. Thus, when 1,3-dioxolane is synthesized by coexisting three kinds of a vanadium catalyst, a Lewis acid as an activator, and a reducing agent with a ketone compound or an aldehyde compound, a high-purity derivative with a high yield is obtained,
Its industrial value is enormous.
【図1】 本発明において使用する材料の作用を説明す
るレドックスサイクルを表す図。FIG. 1 is a diagram showing a redox cycle for explaining the action of a material used in the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (56)参考文献 特開 平5−271217(JP,A) 特開 平3−74381(JP,A) 特開 昭58−157734(JP,A) 特開 昭57−158777(JP,A) 特開 昭57−158733(JP,A) 特開 昭63−146838(JP,A) 特公 昭47−70(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 31/20 C07C 29/10 C07D 317/12 CASREACT(STN)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (56) Reference JP-A-5-271217 (JP, A) JP-A-3-74381 (JP, A) JP 58-157734 (JP, A) JP 57-158777 (JP, A) JP 57-158733 (JP, A) JP 63-146838 (JP, A) Publication 47-70 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C07C 31/20 C07C 29/10 C07D 317/12 CASREACT (STN)
Claims (3)
原料とし、前記原料に第2族〜第4族の金属よりなる還
元剤と、バナジウム化合物よりなる触媒と、ルイス酸よ
りなる活性化剤とを添加し、前記触媒の可溶性溶媒中で
原料を反応させて合成することを特徴とする1,3−ジ
オキソランの製造方法。1. A ketone compound or an aldehyde compound is used as a raw material, and a reducing agent made of a metal of Groups 2 to 4, a catalyst made of a vanadium compound, and an activator made of a Lewis acid are added to the raw material. A method for producing 1,3-dioxolane, which comprises synthesizing by reacting raw materials in a soluble solvent for the catalyst.
−4〜40モル%であることを特徴とする請求項1に記
載の1,3−ジオキソランの製造方法。2. The catalyst is added in an amount of 10 with respect to the raw material.
-4 to 40 mol%, The method for producing 1,3-dioxolane according to claim 1, wherein
であることを特徴とする請求項1に記載の1,3−ジオ
キソランの製造方法。3. The method for producing 1,3-dioxolane according to claim 1, wherein the Lewis acid is a halogenated silane compound.
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JP06774594A JP3517936B2 (en) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | Method for producing 1,3-dioxolan |
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