JP3555433B2 - マロン酸ジエステル類の精製方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マロン酸ジエステル類の精製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マロン酸ジエステル類は、医薬、農薬の合成原料として有用な化合物であり、通常、クロロ酢酸のナトリウム塩をシアン化ナトリウムと反応させ、シアノ酢酸のナトリウム塩を得、次いでこれを硫酸の存在下に目的のエステルに対応するアルコール類で処理することにより合成される（式（１）および（２））。

【０００３】
しかしながら、この方法では、中間体であるシアノ酢酸のナトリウム塩がエステル化されたシアノ酢酸エステル類が副生物としてマロン酸ジエステル類に含まれてくる。
【０００４】
シアノ酢酸エステル類を含むマロン酸ジエステル類を医薬、農薬の合成原料として用いた場合、シアノ酢酸エステル類とマロン酸ジエステル類はその性質がよく似ているため、シアノ酢酸エステル類もマロン酸ジエステル類と同様に反応し、マロン酸ジエステル類由来の目的物の収率を低下させるだけでなく、該目的物中にシアノ酢酸エステル類由来の不純物が混入し、純度も低下させるという問題があった。しかも、マロン酸ジエステル類由来の目的物とシアノ酢酸エステル類由来の不純物の物性も近いことが多く、その両者を分離するには煩雑な操作が必要であり、効率的でなかった。
【０００５】
そのため、マロン酸ジエステル類からシアノ酢酸エステル類を予め除去しておくことが望ましいが、蒸留分離するには、マロン酸ジエステル類とシアノ酢酸エステル類は沸点が高く、また沸点差も小さいことから、多段の蒸留塔や高真空に減圧可能な減圧装置等が必要であり、多大な設備コストがかかり、工業的には不利であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなことから、本発明者らは、シアノ酢酸エステル類を含むマロン酸ジエステル類から効率的にシアノ酢酸エステル類を除去するマロン酸ジエステル類の工業的に有利な精製方法について検討し、本発明に至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シアノ酢酸エステル類を含むマロン酸ジエステル類の精製方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に用いられるマロン酸ジエステル類は、シアノ酢酸エステル類を含むものであればよく、例えばシアノ酢酸塩類を酸の存在下でアルコール類と反応させて製造される。アルコール類としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール等の炭素数１〜４の直鎖もしくは分枝の低級アルキルアルコール等が、酸としては、例えば硫酸、塩酸等の鉱酸、ｐ−トルエンスルホン酸等の有機酸等が挙げられる。シアノ酢酸塩類としては、例えばシアノ酢酸ナトリウム、シアノ酢酸カリウム等が挙げられ、かかるシアノ酢酸塩類は通常ハロゲノ酢酸塩類をシアノ化剤と反応させることにより製造される。ハロゲノ酢酸塩類としては、例えばクロロ酢酸ナトリウム、ブロモ酢酸ナトリウム、クロロ酢酸カリウム等が、シアノ化剤としては、例えばシアン化ナトリウム、シアン化カリウム等がそれぞれ挙げられる。
【０００９】
本発明に用いられるマロン酸ジエステル類中のシアノ酢酸エステル類の含量は通常０．０５〜２％程度であるが、もちろんシアノ酢酸エステル類の含有量がこれより多くても何ら問題なく本発明に使用できる。また、シアノ酢酸エステル類以外の不純物を含んでいても何ら問題なく本発明に使用できる。
【００１０】
かかるマロン酸ジエステル類としては、例えばマロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジ（ｎ−プロピル）、マロン酸ジ（ｉ−プロピル）、マロン酸ジ（ｎ−ブチル）、マロン酸ジ（ｉ−ブチル）、マロン酸ジ（ｓｅｃ−ブチル）、マロン酸ジ（ｔ−ブチル）等のマロン酸ジ（低級アルキル）エステル類等が挙げられる。
【００１１】
本発明はシアノ酢酸エステル類を含むマロン酸ジエステル類をアルカリ水溶液で処理するものであるが、アルカリ水溶液で処理するとは、マロン酸ジエステル類とアルカリ水溶液を混合させればよく、その混合方法としては、例えば、マロン酸ジエステル類にアルカリ水溶液を添加する方法、アルカリ水溶液にマロン酸ジエステル類を添加する方法等が挙げられる。かかる添加は連続的に行われてもよい。
【００１２】
アルカリ水溶液としては、例えばアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩等の水溶液が挙げられ、好ましくはアルカリ金属水酸化物の水溶液が用いられる。アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が、アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
【００１３】
アルカリの使用量は、マロン酸ジエステル類に含まれるシアノ酢酸エステル類に対して、１モル倍以上であればよいが、効率的にシアノ酢酸エステル類を除去するには、５モル倍以上であることが好ましく、より好ましくは１０モル倍以上である。アルカリの使用量の上限は特にないが、アルカリの使用量を増やせば、マロン酸ジエステル類の回収率が悪くなるため、実用的にはその上限はシアノ酢酸エステル類に対して６０モル倍である。
【００１４】
アルカリ水溶液の濃度は、用いるアルカリによって適宜選択され、通常０．１〜５０重量％であるが、アルカリ濃度が低くなるとマロン酸ジエステルの回収率が悪くなるため、またアルカリ濃度が高くなると処理マスの分液性が悪くなるため、好ましくは５〜３０重量％、より好ましくは１０〜２０重量％である。
処理温度は、通常０〜１００℃、好ましくは０〜５０℃である。
【００１５】
疎水性有機溶媒の存在下にかかる処理をおこなうこともでき、疎水性有機溶媒としては、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒等の単独あるいは混合溶媒系等が挙げられる。芳香族炭化水素系溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等が、脂肪族炭化水素系溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン等が、ハロゲン化炭化水素系溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム等が、エーテル系溶媒としては、ジエチルエーテル、メチルｔ−ブチルエーテル等がそれぞれ挙げられる。かかる溶媒は、予めマロン酸ジエステル類に加えておいてもよい。
疎水性有機溶媒の使用量は、マロン酸ジエステル類に対して、通常２０重量倍以下、好ましくは１０重量倍以下、より好ましくは５重量倍以下である。
【００１６】
マロン酸ジエステル類をアルカリ処理した後の処理マスは通常マロン酸ジエステル類層と水層に分離しており、水層を分液除去することによりマロン酸ジエステル類層を得ることができる。得られたマロン酸ジエステル類層はそのまま医薬、農薬等の合成原料として用いることもできるが、水あるいは希硫酸等の鉱酸水溶液で洗浄した後用いることが好ましい。
【００１７】
疎水性有機溶媒の存在下に処理をおこなった場合には、該処理マスを分液処理して得られる有機層をそのまま用いてもよいし、該有機層から疎水性有機溶媒を留去してマロン酸ジエステル類を取り出した後用いてもよい。この場合も、該有機層を水あるいは希硫酸等の鉱酸水溶液で洗浄した後用いるあるいは溶媒留去することが好ましい。
【００１８】
もちろんかかる精製操作は繰り返しおこなうこともできる。
【００１９】
かくしてシアノ酢酸エステル類を含むマロン酸ジエステル類をアルカリ水溶液で処理することにより、シアノ酢酸エステル類を除去できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、シアノ酢酸エステル類を含むマロン酸ジエステル類を工業的に、効率的に精製することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお、マロン酸ジエチルおよびシアノ酢酸エチル含量は、ガスクロマトグラフィー分析により求めた。
実施例
マロン酸ジエチル２００．０４ｇ（マロン酸ジエチル含量；９７．９１％、シアノ酢酸エチル含量；０．５３７％）とトルエン１７２．５０ｇの混合液に２０％水酸化ナトリウム水溶液２７．８９ｇを加え、室温で１時間攪拌した。静置後、水層を分液除去し、有機層３６９．４１ｇを得た。有機層中のマロン酸ジエチル含量は５１．２０％、シアノ酢酸エチル含量は０．００１％であった。マロン酸ジエチルの回収率９６．６％、シアノ酢酸エチルの除去率９９．７％。

Claims (7)

1. シアノ酢酸エステル類を含むマロン酸ジエステル類をアルカリ水溶液で処理することを特徴とするマロン酸ジエステル類の精製方法。
2. アルカリが、アルカリ金属水酸化物である請求項１に記載のマロン酸ジエステル類の精製方法。
3. アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムである請求項２に記載のマロン酸ジエステル類の精製方法。
4. アルカリの使用量が、シアノ酢酸エステル類に対して５〜６０モル倍である請求項１に記載のマロン酸ジエステル類の精製方法。
5. アルカリ水溶液のアルカリ濃度が、５〜３０重量％である請求項１に記載のマロン酸ジエステル類の精製方法。
6. 疎水性有機溶媒の存在下で処理をおこなう請求項１に記載のマロン酸ジエステル類の精製方法。
7. 疎水性有機溶媒が、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒から選ばれる少なくとも一つである請求項６に記載のマロン酸ジエステル類の精製方法。