JP6405443B2 - Process for producing 1,3-dioxane-5-ones - Google Patents

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本発明は、1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing 1,3-dioxane-5-ones.

1,3−ジオキサン−5−オン類は、各種有用化合物の合成中間体として有用である。
例えば、非特許文献1には、2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オンの脱保護反応(脱アセタール化反応)によって、ジヒドロキシアセトン(以下、「DHA」ともいう。)を製造する方法が、開示されている。
また、非特許文献2には、2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オンから、X線造影剤の原料として有用な2−アミノ−1,3−プロパンジオール(以下、「セリノール」ともいう。)のアセタール体を製造する方法が開示されている。また、特許文献1には、1,3−ジオキサン−5−オン類とアルデヒド類との不斉アルドール反応による、多様な炭素骨格構築例も開示されている。
1,3-Dioxane-5-ones are useful as synthetic intermediates for various useful compounds.
For example, Non-Patent Document 1 discloses a method for producing dihydroxyacetone (hereinafter also referred to as “DHA”) by a deprotection reaction (deacetalization reaction) of 2-phenyl-1,3-dioxane-5-one. Is disclosed.
Non-Patent Document 2 discloses 2-amino-1,3-propanediol (hereinafter referred to as “serinol”), which is useful as a raw material for an X-ray contrast agent, from 2-phenyl-1,3-dioxane-5-one. The method for producing the acetal body of the above-mentioned is disclosed. Patent Document 1 also discloses various carbon skeleton construction examples by asymmetric aldol reaction between 1,3-dioxane-5-ones and aldehydes.

1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法として、例えば、非特許文献3には、工業的規模で調達可能なニトロメタンから誘導可能なトリスヒドロキシメチルニトロメタンやトリスヒドロキシメチルアミノメタンを原料とする製造方法が開示されている。
また、非特許文献1には、シス及びトランス−2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オールとシス及びトランス−4−ヒドロキシメチル−2−フェニル−1,3−ジオキソランからなる4種の異性体混合物の低温再結晶によって得られる高純度の2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オールを酸化する2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オンの製造方法が開示されている。
また、特許文献2には、安価に調達可能なグリセロール(グリセリン)とホルムアルデヒドから製造可能なグリセロールホルマールを酸化して得られる1,3−ジオキサン−5−オンと1,3−ジオキソラン−4−カルボアルデヒド(4−ホルミル−1,3−ジオキソラン)の混合物を精密蒸留で分離する1,3−ジオキサン−5−オンの製造方法が開示されている。
As a method for producing 1,3-dioxane-5-ones, for example, Non-Patent Document 3 uses trishydroxymethylnitromethane or trishydroxymethylaminomethane that can be derived from nitromethane that can be procured on an industrial scale as a raw material. A manufacturing method is disclosed.
Further, Non-Patent Document 1 includes four kinds of cis and trans-2-phenyl-1,3-dioxan-5-ol and cis and trans-4-hydroxymethyl-2-phenyl-1,3-dioxolane. Disclosed is a process for producing 2-phenyl-1,3-dioxane-5-one that oxidizes high-purity 2-phenyl-1,3-dioxan-5-ol obtained by low-temperature recrystallization of an isomer mixture. .
Patent Document 2 discloses 1,3-dioxane-5-one and 1,3-dioxolane-4-carbohydrate obtained by oxidizing glycerol formal that can be produced from glycerol (glycerin) and formaldehyde that can be procured at low cost. A method for producing 1,3-dioxane-5-one is disclosed in which a mixture of aldehydes (4-formyl-1,3-dioxolane) is separated by precision distillation.

米国特許第7851639号明細書US Pat. No. 7,851,639 独国特許出願公開第3900479号明細書German Patent Application No. 3900479

インダストリアル・アンド・エンジニアリング・ケミストリー・リサーチ(Industrial & Engineering Chemistry Research)、第51巻、3715−3721頁、2012年Industrial & Engineering Chemistry Research, 51, 3715-3721, 2012 シンセティック・コミュニケーションズ(Synthetic Communications)、第27巻、第16号、2813−2816頁、1997年Synthetic Communications, 27, 16, 2813-2816, 1997 ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・ソサエティー(Journal of the American Chemical Society)、第111巻、5902−5915頁、1989年Journal of the American Chemical Society, 111, 5902-5915, 1989

前述の通り1,3−ジオキサン−5−オン類は、各種有用化合物の合成中間体として有用であるが、入手容易な原料から安価に高品質な1,3−ジオキサン−5−オン類を工業的に有利な方法で製造する技術は確立していない。
例えば、非特許文献3の製造方法は、爆発の危険性がある、或いは高価な出発原料からの多段階合成法であり、更に酸化開裂工程においては高価な酸化剤を化学量論量以上用いる必要があるなど、工業的規模の製造に適していない。
また、非特許文献1の製造方法においては、再結晶後の2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オールの収率が25%と非常に低く、再結晶母液を次のアセタール化反応に再利用することによる原材料のロス量低減策は提示しているものの、反応から精製までの生産性が著しく低い課題は解決されておらず、工業的規模の製造に適しているとは言い難い。
また、特許文献2の製造方法においては、分子量が全く同じで沸点が非常に近い1,3−ジオキサン−5−オンと4−ホルミル−1,3−ジオキソランを主成分とする酸化混合物から1,3−ジオキサン−5−オンを分離するために、理論段数60段相当という多段精留塔を用いた精密蒸留を必要とし、工業的規模の製造に適しているとは言い難い。
本発明は、1,3−ジオキソラン類(下記式(II)で表される化合物)との混合物である1,3−ジオキサン類(下記式(I)で表される化合物)を原料として容易にかつ安価に調達可能な原料から、短工程かつ簡便な方法により1,3−ジオキサン−5−オン類を製造する方法に関し、更にはDHAやセリノールを製造することができる、工業的に有利な製造方法を提供することに関する。
As described above, 1,3-dioxane-5-ones are useful as intermediates for synthesizing various useful compounds, but high-quality 1,3-dioxane-5-ones are commercially available from easily available raw materials. No technology has been established for producing a particularly advantageous method.
For example, the production method of Non-Patent Document 3 is a multi-stage synthesis method from an explosive or expensive starting material, and it is necessary to use an expensive oxidizing agent in a stoichiometric amount or more in the oxidative cleavage step. It is not suitable for industrial scale manufacturing.
In the production method of Non-Patent Document 1, the yield of 2-phenyl-1,3-dioxane-5-ol after recrystallization is as low as 25%, and the recrystallized mother liquor is used for the next acetalization reaction. Although measures to reduce the loss of raw materials by recycling are presented, the problem of extremely low productivity from reaction to purification has not been solved, and it is difficult to say that it is suitable for industrial scale production.
In the production method of Patent Document 2, 1,3-dioxane-5-one and 4-formyl-1,3-dioxolane as the main components are obtained from an oxidation mixture having the same molecular weight and very low boiling points. In order to separate 3-dioxane-5-one, precise distillation using a multi-stage rectification column corresponding to 60 theoretical plates is required, and it is difficult to say that it is suitable for production on an industrial scale.
The present invention easily uses 1,3-dioxane (a compound represented by the following formula (I)) which is a mixture with 1,3-dioxolane (a compound represented by the following formula (II)) as a raw material. In addition, the present invention relates to a method for producing 1,3-dioxane-5-ones from raw materials that can be procured at low cost by a short process and a simple method. Further, DHA and serinol can be produced. Relates to providing a method.

本発明者は、特定の工程を有する製造方法により、前記課題を解決し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、下記式(I)で表される化合物及び下記式(II)で表される化合物の混合物を原料とする1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法であって、前記混合物を酸化的エステル化条件下で酸化する工程(工程2)を有する、1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法に関する。ここで、工程2は、前記混合物に対して、式(II)で表される化合物が酸化的エステル化される条件下で、式(I)で表される化合物を酸化する工程である。
更に、本発明は、得られた1,3−ジオキサン−5−オン類を脱アセタール化する、1,3−ジヒドロシキシアセトンの製造方法に関する。また、得られた1,3−ジオキサン−5−オン類を還元的アミノ化し、更に脱アセタール化する、2−アミノ−1,3−プロパンジオールの製造方法に関する。
The present inventor has found that the above problem can be solved by a manufacturing method having a specific process.
That is, the present invention is a method for producing 1,3-dioxane-5-ones using a mixture of a compound represented by the following formula (I) and a compound represented by the following formula (II) as a raw material, The present invention relates to a method for producing 1,3-dioxan-5-ones having a step (step 2) of oxidizing the mixture under oxidative esterification conditions. Here, step 2 is a step of oxidizing the compound represented by formula (I) with respect to the mixture under the condition that the compound represented by formula (II) is oxidatively esterified.
Furthermore, the present invention relates to a method for producing 1,3-dihydroxyxyacetone, in which the obtained 1,3-dioxane-5-ones are deacetalized. The present invention also relates to a method for producing 2-amino-1,3-propanediol, wherein the obtained 1,3-dioxane-5-one is reductively aminated and further deacetalized.


(式(I)及び式(II)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、R及びRは互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。)

(In Formula (I) and Formula (II), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group, or R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure. Represents a divalent hydrocarbon group that forms

本発明によれば、1,3−ジオキソラン類との混合物である1,3−ジオキサン類を原料として容易にかつ安価に調達可能な原料から、短工程かつ簡便な方法により1,3−ジオキサン−5−オン類を製造することができる。また、得られた1,3−ジオキサン−5−オン類からDHAやセリノールを製造することができる。   According to the present invention, 1,3-dioxane can be obtained from 1,3-dioxane, which is a mixture with 1,3-dioxolanes, from a raw material that can be procured easily and inexpensively by a short process and a simple method. 5-ones can be produced. In addition, DHA and serinol can be produced from the obtained 1,3-dioxane-5-ones.

実施例1−1で得られた反応液のGCチャートGC chart of reaction liquid obtained in Example 1-1 実施例2−1で得られた反応液のGCチャートGC chart of reaction liquid obtained in Example 2-1 実施例3−3で得られた反応液のGCチャートGC chart of reaction liquid obtained in Example 3-3 実施例4で得られた反応液のGCチャートGC chart of reaction liquid obtained in Example 4

[原料]
本発明の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法は、下記式(I)で表される化合物及び下記式(II)で表される化合物の混合物を原料とする。
[material]
The method for producing 1,3-dioxane-5-ones of the present invention uses a mixture of a compound represented by the following formula (I) and a compound represented by the following formula (II) as a raw material.


(式(I)及び式(II)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、R及びRは互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。)

(In Formula (I) and Formula (II), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group, or R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure. Represents a divalent hydrocarbon group that forms

式(I)及び式(II)中のR及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は一価の炭化水素基であるか、又は、R及びRは互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基である。
及びRの好ましい一態様としては、ジオキサンの異性体比率が高い観点から、Rは、好ましくは水素原子であり、原料の入手性、ジオキサノンの安定性、及び分離容易性の観点から、Rは、好ましくは水素原子又は炭素数1以上20以下の一価の炭化水素基である。Rの炭化水素基としては、好ましくはアルキル基又はアリール基である。このアルキル基の炭素数は、好ましくは1以上であり、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下、より更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下、より更に好ましくは10以下、より更に好ましくは8以下、より更に好ましくは6以下、より更に好ましくは4以下、より更に好ましくは2以下である。これらのアルキル基は直鎖であっても分岐であってもよい。また、Rのアリール基の炭素数は、好ましくは6以上であり、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下、より更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下、より更に好ましくは10以下、より更に好ましくは8以下、より更に好ましくは6以下である。前記Rは、前記の観点から、好ましくは水素原子又は炭素数1以上20以下の一価の炭化水素基、より好ましくは水素原子、炭素数1以上8以下の直鎖アルキル基、炭素数1以上8以下の分岐アルキル基又は炭素数6以上20以下のアリール基、更に好ましくは水素原子、メチル基又はフェニル基、より更に好ましくは水素原子である。
及びRの他の好ましい一態様としては、原料の入手性と反応性の観点から、好ましくはRが炭素数1以上8以下の一価の炭化水素基かつRが炭素数1以上8以下の一価の炭化水素基、より好ましくはRが炭素数1以上8以下のアルキル基かつRが炭素数1以上8以下のアルキル基、更に好ましくはRが炭素数1又は2のアルキル基、かつRが炭素数1以上6以下のアルキル基、より更に好ましくはRが炭素数1又は2のアルキル基かつRが炭素数1以上4以下のアルキル基、より更に好ましくはRがメチル基かつRがメチル基又はエチル基、より更に好ましくはRがメチル基かつRがメチル基である。
及びRの他の好ましい一態様としては、R及びRは互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基であり、原料の入手性と反応性の観点から、好ましくは炭素数2以上7以下の二価の炭化水素基、より好ましくは炭素数3以上6以下の二価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数4以上5以下の二価の炭化水素基、より更に好ましくは炭素数5の二価の炭化水素基である。すなわち、R及びRを含む環構造が、好ましくは3〜8員環、より好ましくは4〜7員環、更に好ましくは5〜6員環、より更に好ましくは6員環である。R及びRを含む環構造は、シクロアルカン構造であることが好ましく、炭素数5又は6の環構造(シクロペンタン環又はシクロへキサン環)であることがより好ましく、シクロへキサン環であることが更に好ましい。
R 1 and R 2 in formula (I) and formula (II) are each independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group, or R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure A divalent hydrocarbon group.
As a preferred embodiment of R 1 and R 2 , R 1 is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of a high isomer ratio of dioxane, and from the viewpoint of availability of raw materials, stability of dioxanone, and ease of separation. , R 2 is preferably a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. The hydrocarbon group for R 2 is preferably an alkyl group or an aryl group. The alkyl group preferably has 1 or more carbon atoms, preferably 20 or less, more preferably 18 or less, still more preferably 16 or less, still more preferably 14 or less, still more preferably 12 or less, and still more preferably. It is 10 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 6 or less, still more preferably 4 or less, and still more preferably 2 or less. These alkyl groups may be linear or branched. The number of carbon atoms of the aryl group represented by R 2 is preferably 6 or more, preferably 20 or less, more preferably 18 or less, still more preferably 16 or less, still more preferably 14 or less, still more preferably 12 or less, More preferably, it is 10 or less, still more preferably 8 or less, and still more preferably 6 or less. From the above viewpoint, R 2 is preferably a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and 1 carbon atom. A branched alkyl group having 8 or less or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a methyl group or a phenyl group, still more preferably a hydrogen atom.
As another preferred embodiment of R 1 and R 2 , R 1 is preferably a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms and R 2 is 1 carbon from the viewpoint of availability and reactivity of the raw materials. to 8 monovalent hydrocarbon group, more preferably R 1 is an alkyl group is an alkyl group and R 2 of 1 to 8 carbon atoms 1 to 8 carbon atoms, more preferably R 1 is or 1 carbon atoms 2 alkyl group, R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably R 1 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms, and R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more Preferably, R 1 is a methyl group and R 2 is a methyl group or an ethyl group, more preferably R 1 is a methyl group and R 2 is a methyl group.
As another preferred embodiment of R 1 and R 2, R 1 and R 2 is a divalent hydrocarbon group that forms a ring structure with each other, from the viewpoint of reactivity with the availability of raw materials, preferably Is a divalent hydrocarbon group having 2 to 7 carbon atoms, more preferably a divalent hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, more preferably a divalent hydrocarbon group having 4 to 5 carbon atoms, More preferably, it is a C5 divalent hydrocarbon group. That is, the ring structure containing R 1 and R 2 is preferably a 3- to 8-membered ring, more preferably a 4- to 7-membered ring, still more preferably a 5- to 6-membered ring, and even more preferably a 6-membered ring. The ring structure containing R 1 and R 2 is preferably a cycloalkane structure, more preferably a ring structure having 5 or 6 carbon atoms (cyclopentane ring or cyclohexane ring), and a cyclohexane ring. More preferably it is.

なお、式(I)中、R及びRが互いに結合して環構造を形成した場合、式(I)は、下記式(I’)となる。同様に、式(II)中、R及びRが互いに結合して環構造を形成した場合、式(II)は、下記式(II’)となる。 In the formula (I), when R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure, the formula (I) becomes the following formula (I ′). Similarly, in the formula (II), when R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure, the formula (II) becomes the following formula (II ′).


(式(I’)及び式(II’)中、Rはそれぞれ環構造を形成する二価の炭化水素基を意味する。)

(In the formulas (I ′) and (II ′), R A represents a divalent hydrocarbon group that forms a ring structure.)

式(I’)及び式(II’)中、Rを含む環構造は、好ましくは3〜8員環、より好ましくは4〜7員環、更に好ましくは5〜6員環、より更に好ましくは6員環である。Rを含む環構造は、シクロアルカン構造であることが好ましく、上述したように、シクロペンタン環又はシクロへキサン環を形成していることが好ましく、シクロへキサン環を形成していることが更に好ましい。
すなわち、Rは、好ましくはエチレン基(−(CH−)、トリメチレン基(−(CH−)、テトラメチレン基(−(CH−)、ペンタメチレン基(−(CH−)、ヘキサメチレン基(−(CH−)又はヘプタメチレン基(−(CH−)、より好ましくはトリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基又はヘキサメチレン基、更に好ましくはテトラメチレン基又はペンタメチレン基、より更に好ましくはペンタメチレン基である。
In formula (I ′) and formula (II ′), the ring structure containing RA is preferably a 3- to 8-membered ring, more preferably a 4- to 7-membered ring, still more preferably a 5- to 6-membered ring, and even more preferably. Is a 6-membered ring. The ring structure containing R A is preferably a cycloalkane structure, and as described above, preferably forms a cyclopentane ring or a cyclohexane ring, and forms a cyclohexane ring. Further preferred.
That is, RA preferably represents an ethylene group (— (CH 2 ) 2 —), a trimethylene group (— (CH 2 ) 3 —), a tetramethylene group (— (CH 2 ) 4 —), a pentamethylene group (— (CH 2 ) 5 —), hexamethylene group (— (CH 2 ) 6 —) or heptamethylene group (— (CH 2 ) 7 —), more preferably trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group or hexamethylene More preferably a tetramethylene group or a pentamethylene group, still more preferably a pentamethylene group.

なお、式(I)で表される化合物には、RとRが同一ではない場合、シス−トランス異性体が存在する。
また、式(II)で表される化合物には、1つ以上の不斉炭素が存在する。従って、エナンチオ選択的反応や立体異性体分離を施さない限りは、式(II)で表される化合物はラセミ体、又は立体異性体混合物として存在する。
なお、本発明の原料としては、式(I)で表される化合物の立体異性体比率及び式(II)で表される化合物の立体異性体比率は特に限定されない。
In addition, the cis-trans isomer exists in the compound represented by the formula (I) when R 1 and R 2 are not the same.
In addition, one or more asymmetric carbons are present in the compound represented by the formula (II). Therefore, unless enantioselective reaction or stereoisomer separation is performed, the compound represented by the formula (II) exists as a racemate or a stereoisomer mixture.
In addition, as a raw material of this invention, the stereoisomer ratio of the compound represented by Formula (I) and the stereoisomer ratio of the compound represented by Formula (II) are not specifically limited.

上記式(I)で表される化合物と上記式(II)で表される化合物の混合物は、混合物として市販されている製品を使用してもよいし、後述するように、式(I)で表される化合物(ジオキサン)と式(II)で表される化合物(ジオキソラン)の混合物を製造して使用してもよく、特に限定されないが、本発明は、安価に製造する観点から、ジオキサンとジオキソランの混合物を製造する工程(工程1)を有することが好ましい。
<工程1:ジオキサンとジオキソランの混合物の製造>
本発明で使用する式(I)で表される化合物(ジオキサン)及び下記式(II)で表される化合物(ジオキソラン)の混合物の製造方法に制限はないが、一般的に広く知られている方法である、グリセロールと下記式(V)で表される化合物、又はその多量体を酸触媒存在下でアセタール化する方法(方法1)、又はグリセロールと下記式(VI)で表される化合物を酸触媒存在下でアセタール交換する方法(方法2)によって製造することが、原料の入手性、収率、及び反応操作の容易性の観点から好ましい。得られた混合物はそのまま又は精製した後に次の工程2の原料として用いることができるが、工程2での収率の観点から混合物を精製し未反応原料などを除去することが好ましく、精製の容易性の観点から蒸留精製することがより好ましい。
グリセロール、下記式(V)で表される化合物、及び下記式(VI)で表される化合物は容易にかつ安価に入手でき、方法1又は方法2を用いることにより、本発明の原料は容易にかつ安価に製造可能である。
方法1及び方法2の反応式を以下に示す。
As the mixture of the compound represented by the above formula (I) and the compound represented by the above formula (II), a commercially available product may be used. As described later, in the formula (I) A mixture of the compound represented by the formula (dioxane) and the compound represented by the formula (II) (dioxolane) may be used, and is not particularly limited. It is preferable to have a step (Step 1) for producing a mixture of dioxolanes.
<Step 1: Production of a mixture of dioxane and dioxolane>
Although there is no restriction | limiting in the manufacturing method of the compound (dioxane) represented by the formula (I) used by this invention, and the compound (dioxolane) represented by the following formula (II), It is generally known widely A method, a method of acetalizing glycerol and a compound represented by the following formula (V), or a multimer thereof in the presence of an acid catalyst (method 1), or glycerol and a compound represented by the following formula (VI) Production by a method of exchanging acetals in the presence of an acid catalyst (Method 2) is preferable from the viewpoint of availability of raw materials, yield, and ease of reaction operation. The obtained mixture can be used as it is as a raw material in the next step 2 as it is or after purification, but it is preferable to purify the mixture to remove unreacted raw materials from the viewpoint of the yield in step 2 and facilitate purification. It is more preferable to carry out distillation purification from the viewpoint of properties.
Glycerol, a compound represented by the following formula (V), and a compound represented by the following formula (VI) can be easily and inexpensively obtained. By using Method 1 or Method 2, the raw material of the present invention can be easily obtained. In addition, it can be manufactured at low cost.
The reaction formulas of Method 1 and Method 2 are shown below.


(式(V)及び式(VI)中、R及びRは、式(I)又は式(II)におけるR及びRと同義であり、式(VI)中、Rはそれぞれ独立に、一価の炭化水素基を表す。)

(In the formula (V) and formula (VI), R 1 and R 2 are the same as R 1 and R 2 in formula (I) or Formula (II), wherein (VI), R 3 are each independently Represents a monovalent hydrocarbon group.)

本発明に用いるジオキサンとジオキソランの混合物は、ジオキサンの異性体比率が20%以上であるいずれの混合物を用いることができるが、生産性及び経済性の観点から、ジオキサンの異性体比率が高いほど好ましい。ジオキサンの異性体比率は、好ましくは30%以上、より好ましくは40%以上、更に好ましくは50%以上である。   As the mixture of dioxane and dioxolane used in the present invention, any mixture in which the isomer ratio of dioxane is 20% or more can be used, but from the viewpoint of productivity and economy, the higher the isomer ratio of dioxane, the better. . The isomer ratio of dioxane is preferably 30% or more, more preferably 40% or more, and still more preferably 50% or more.

式(VI)中のRは一価の炭化水素基であり、原料の入手性の観点から、好ましくは炭素数1以上8以下の炭化水素基、アセタール交換反応で副生するアルコールを反応系外へ留去して反応を促進する観点から、より好ましくは炭素数1以上3以下の一価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数1以上3以下の一価のアルキル基、より更に好ましくはメチル基である。 R 3 in the formula (VI) is a monovalent hydrocarbon group, and from the viewpoint of availability of raw materials, preferably a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms and an alcohol by-produced by an acetal exchange reaction are used as a reaction system. From the viewpoint of promoting the reaction by distilling out, more preferably a monovalent hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, still more preferably a monovalent alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, still more preferably It is a methyl group.

なお、上記式(V)で表される化合物の多量体としては、ホルムアルデヒドの多量体であるパラホルムアルデヒド、アセトアルデヒドの環状三量体であるパラアルデヒド(別名:2,4,6−トリメチル−1,3,5−トリオキサン)が例示される。取り扱いの容易性等を考慮して、式(V)で表される化合物又はその多量体を適宜選択して使用すればよい。   In addition, as the multimer of the compound represented by the above formula (V), paraformaldehyde which is a formaldehyde multimer, paraaldehyde which is a cyclic trimer of acetaldehyde (also known as 2,4,6-trimethyl-1, 3,5-trioxane). In view of ease of handling and the like, the compound represented by the formula (V) or a multimer thereof may be appropriately selected and used.

[1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法]
本発明の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法は、上記式(I)で表される化合物及び上記式(II)で表される化合物の混合物を原料とする1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法であって、前記混合物を酸化的エステル化条件下で酸化する工程(工程2)を有する。
[Production method of 1,3-dioxane-5-ones]
The method for producing 1,3-dioxane-5-ones of the present invention comprises 1,3-dioxane starting from a mixture of a compound represented by the above formula (I) and a compound represented by the above formula (II). It is a manufacturing method of -5-one, Comprising: It has the process (process 2) which oxidizes the said mixture on oxidative esterification conditions.

工程2により、上記式(I)で表される化合物は、酸化されて、下記式(III)で表される、1,3−ジオキサン−5−オン類(以下、「ジオキサノン」ともいう。)に、また、上記式(II)で表される化合物は、酸化的エステル化されて、下記式(IV)で表される化合物(以下、「エステルダイマー」ともいう。)になる。   By the step 2, the compound represented by the above formula (I) is oxidized to 1,3-dioxane-5-ones represented by the following formula (III) (hereinafter also referred to as “dioxanone”). In addition, the compound represented by the above formula (II) is oxidatively esterified into a compound represented by the following formula (IV) (hereinafter also referred to as “ester dimer”).


(式(III)及び式(IV)中、R及びRは、式(I)又は式(II)におけるR及びRと同義である。)

(In the formula (III) and formula (IV), R 1 and R 2 have the same meanings as R 1 and R 2 in formula (I) or Formula (II).)

なお、式(II)のジオキソランには、1つ以上の不斉炭素が存在するため、鏡像異性体過剰率100%のジオキソランを用いない限りは、式(IV)のエステルダイマーは立体異性体混合物として得られる。   Since dioxolane of formula (II) has one or more asymmetric carbons, the ester dimer of formula (IV) is a stereoisomer mixture unless dioxolane with an enantiomeric excess of 100% is used. As obtained.

グリセリンアセタール中の6員環ジオキサン(上記式(I)で表される化合物)と5員環ジオキソラン(上記式(II)で表される化合物)は、沸点や溶解性などの物性が近く、分離が非常に困難である。また、その酸化混合物や脱保護混合物も同様の課題を有する。本発明ではグリセリンアセタール混合物の酸化条件に酸化的エステル化を採用し、沸点や溶解性などの物性の差の大きい酸化混合物(上記式(III)で表される化合物(ジオキサノン)と上記式(IV)で表される化合物(エステルダイマー)の混合物)とすることで、ジオキサノンより分子量が約2倍大きいエステルダイマーが分離対象副生成物となるので、エステルダイマーを分離してジオキサノンを得ることが容易にできる。例えば、沸点差が大きいことを利用した蒸留精製などにより高純度なジオキサノンを容易に得ることができる。
すなわち、本発明において、工程2は、グリセリンアセタールの混合物(上記式(I)で表される化合物及び上記式(II)で表される化合物の混合物)に対して、ジオキソラン(上記式(II)で表される化合物)が酸化的エステル化される条件で、ジオキサン(式(I)で表される化合物)を酸化することで、物性差の大きなジオキサノン(上記式(III)で表される化合物)と、エステルダイマー(上記式(IV)で表される化合物)を生成させるものである。
6-membered dioxane (compound represented by the above formula (I)) and 5-membered ring dioxolane (compound represented by the above formula (II)) in glycerin acetal are close to each other in physical properties such as boiling point and solubility. Is very difficult. Moreover, the oxidation mixture and the deprotection mixture have the same problem. In the present invention, oxidative esterification is adopted as the oxidation condition of the glycerin acetal mixture, and an oxidation mixture (compound (dioxanone) represented by the above formula (III) and the above formula (IV) having a large difference in physical properties such as boiling point and solubility is used. ), A dimerone having a molecular weight approximately twice as large as that of dioxanone becomes a by-product to be separated, so that dioxanone can be easily obtained by separating the ester dimer. Can be. For example, high-purity dioxanone can be easily obtained by distillation purification utilizing a large difference in boiling points.
That is, in the present invention, the step 2 comprises dioxolane (formula (II) above) with respect to a mixture of glycerin acetals (a mixture of the compound represented by the formula (I) and the compound represented by the formula (II)). Dioxanone (compound represented by the above formula (III)) having a large difference in physical properties by oxidizing dioxane (compound represented by the formula (I)) under the condition that the compound represented by ) And an ester dimer (compound represented by the above formula (IV)).

<工程2:酸化的エステル化条件下での酸化反応>
本発明において、工程2は、下記式(I)で表される化合物及び下記式(II)で表される化合物の混合物を酸化的エステル化条件下で酸化する工程である。
なお、工程2において、下記式(I)で表される化合物及び下記式(II)で表される化合物の混合物を酸化的エステル化条件下で酸化すると、以下のような反応が生じる。
<Step 2: Oxidation reaction under oxidative esterification conditions>
In the present invention, step 2 is a step of oxidizing a mixture of a compound represented by the following formula (I) and a compound represented by the following formula (II) under oxidative esterification conditions.
In Step 2, when a mixture of the compound represented by the following formula (I) and the compound represented by the following formula (II) is oxidized under oxidative esterification conditions, the following reaction occurs.

(式中、R及びRは、上述したとおりである。) (Wherein R 1 and R 2 are as described above.)

酸化的エステル化とは、広義には一級アルコールとアルコールからエステルを得る酸化反応の1種であり、より一般的には同一の一級アルコール2分子からエステルダイマー1分子を得る反応であり、酸化的二量化などの別称もある。本発明においては、ジオキソラン(式(II)で表される化合物)からエステルダイマー(式(IV)で表される化合物)を得る反応を意味する。
酸化的エステル化の方法としては、例えば均一系又は不均一系金属触媒を用いる方法、参考文献1(ザ・ジャーナル・オブ・オルガニック・ケミストリー(The Journal of Organic Chemistry)、第69巻、5116−5119頁、2004年)に記載の4−アセトアミド−2,2,6,6−テトラメチル−1−オキソピペリジニウムテトラフルオロボラートとピリジンを用いる方法、参考文献2(シンレット(Synlett)、第23巻、2261−2265頁、2012年)に記載の触媒量の2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル(以下、「TEMPO」ともいう。)、酸化剤及びピリジンを用いる方法などがある。
Oxidative esterification is a kind of oxidation reaction for obtaining an ester from a primary alcohol and an alcohol in a broad sense. More generally, it is a reaction for obtaining one molecule of an ester dimer from two molecules of the same primary alcohol. There are also other names such as dimerization. In the present invention, it means a reaction for obtaining an ester dimer (compound represented by formula (IV)) from dioxolane (compound represented by formula (II)).
Examples of the oxidative esterification method include a method using a homogeneous or heterogeneous metal catalyst, Reference 1 (The Journal of Organic Chemistry, Vol. 69, 5116-). 5119, 2004), a method using 4-acetamido-2,2,6,6-tetramethyl-1-oxopiperidinium tetrafluoroborate and pyridine, Reference 2 (Synlett, No. 1). 23, 2261-2265, 2012), a method using a catalytic amount of 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (hereinafter also referred to as “TEMPO”), an oxidizing agent and pyridine. and so on.

本発明の目的はジオキサン(式(I)で表される化合物)を酸化し、ジオキサノン(式(III)で表される化合物)を得ることである。また、反応で生成したジオキサノンを容易に他の成分と分離するためには、ジオキソラン(式(II)で表される化合物)の酸化で生成し得る上記式(VII)で表される化合物(以下、「ホルミルジオキソラン」ともいう。)の生成量を抑制する必要がある。
そこで、本発明においては、酸化的エステル化条件で酸化する、とは、下記3条件を満たす酸化方法と定義する。
条件1:ジオキサンからジオキサノンが生成する
条件2:ジオキソランからエステルダイマーが生成する
条件3:ジオキソランから生成するホルミルジオキソランの収率が10%以下0%以上である
The object of the present invention is to oxidize dioxane (a compound represented by formula (I)) to obtain dioxanone (a compound represented by formula (III)). In addition, in order to easily separate dioxanone produced by the reaction from other components, a compound represented by the above formula (VII) that can be produced by oxidation of dioxolane (compound represented by formula (II)) , Also referred to as “formyldioxolane”).
Therefore, in the present invention, oxidation under oxidative esterification conditions is defined as an oxidation method that satisfies the following three conditions.
Condition 1: Dioxanone is produced from dioxane Condition 2: Ester dimer is produced from dioxolane Condition 3: The yield of formyldioxolane produced from dioxolane is 10% or less and 0% or more.

本発明においては、上記定義を満たすいずれの酸化方法も用いることができるが、高い反応活性を得る観点から、参考文献1のような有機ニトロキシルラジカルのオキソアンモニウムカチオンを含む塩と、塩基とを用いる酸化法、並びに参考文献2のような有機ニトロキシルラジカル、そのN−ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物と、酸化剤と、塩基とを用いる酸化法(以下、「ニトロキシルラジカル法」ともいう。)から選ばれる酸化法が好ましく、ジオキサノンとエステルダイマーの収率が高く、ホルミルジオキソランの収率が低い観点から、ニトロキシルラジカル法が好ましく、その中でも、有機ニトロキシルラジカル及び/又はそのN−ヒドロキシ体と、酸化剤と、塩基とを用いる酸化法がより好ましい。   In the present invention, any oxidation method satisfying the above definition can be used. From the viewpoint of obtaining high reaction activity, a salt containing an oxoammonium cation of an organic nitroxyl radical as in Reference 1 and a base are used. And an oxidation method using an organic nitroxyl radical, an N-hydroxy form thereof, and a salt containing an oxoammonium cation thereof, an oxidant, and a base (hereinafter referred to as “Reference 2”). The nitroxyl radical method is also preferred. From the viewpoint of high yields of dioxanone and ester dimer and low yields of formyldioxolane, the nitroxyl radical method is preferred, and among these, organic nitroxyls are preferred. Acid using radical and / or N-hydroxy form thereof, oxidizing agent and base The law is more preferable.

(ニトロキシルラジカル法)
〔ニトロキシルラジカル種〕
本反応においては、ニトロキシルラジカル種として、酸化剤と組み合わせることでジオキサン及びジオキソランに対する酸化活性があるいずれの有機ニトロキシルラジカル、そのN−ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物を用いることができる。
すなわち、ニトロキシルラジカル種として、有機ニトロキシルラジカル、そのN−ヒドロキシ体、及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる少なくとも1つの化合物を使用することが好ましい。
高い酸化活性が得られる観点から、有機ニトロキシルラジカルが、下記式(VIII)で表される化合物、下記式(IX)で表される化合物又は下記式(X)で表される化合物であることが好ましい。すなわち、ニトロキシルラジカル種は、下記式(VIII)で表される化合物、式(IX)で表される化合物又は式(X)で表される化合物、それらのN−ヒドロキシ体、及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物であることが好ましい。
(Nitroxyl radical method)
[Nitroxyl radical species]
In this reaction, as the nitroxyl radical species, a compound selected from any organic nitroxyl radical, an N-hydroxy form thereof, and a salt containing an oxoammonium cation having an oxidative activity for dioxane and dioxolane when combined with an oxidizing agent. Can be used.
That is, as the nitroxyl radical species, it is preferable to use at least one compound selected from organic nitroxyl radicals, N-hydroxy isomers thereof, and salts containing oxoammonium cations thereof.
From the viewpoint of obtaining a high oxidation activity, the organic nitroxyl radical is a compound represented by the following formula (VIII), a compound represented by the following formula (IX) or a compound represented by the following formula (X). Is preferred. That is, the nitroxyl radical species includes a compound represented by the following formula (VIII), a compound represented by the formula (IX) or a compound represented by the formula (X), an N-hydroxy form thereof, and an oxo thereof. A compound selected from salts containing an ammonium cation is preferred.


(式(VIII)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、スルホニルオキシ基、N−アルキルカルバモイルオキシ基、カルボキシ基、シアノ基、イソシアナト基、イソチオシアナト基、又はオキソ基を表す。式(IX)中、R及びRはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。式(X)中、R及びRはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。)

(In the formula (VIII), R 4 is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, an amino group, an acylamino group, a sulfonyloxy group, an N-alkylcarbamoyloxy group, a carboxy group, a cyano group. Represents an isocyanato group, an isothiocyanato group, or an oxo group, and in formula (IX), R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, and in formula (X), R 7 and R 8 represent Each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.)

式(VIII)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、水酸基(−OH)、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、スルホニルオキシ基、N−アルキルカルバモイルオキシ基、カルボキシ基(−C(=O)−OH)、シアノ基(−C≡N)、イソシアナト基(−N=C=O)、イソチオシアナト基(−N=C=S)、又はオキソ(=O)基を表す。式(VIII)中、Rは、入手性及び高収率でジオキサノンを得る観点から、好ましくはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はアシルアミノ基である。 In the formula (VIII), R 4 is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group (—OH), an alkoxy group, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, an amino group, an acylamino group, a sulfonyloxy group, an N-alkylcarbamoyloxy group, or a carboxy group. (—C (═O) —OH), cyano group (—C≡N), isocyanato group (—N═C═O), isothiocyanato group (—N═C═S), or oxo (═O) group. Represent. In formula (VIII), R 4 is preferably an alkoxy group, an acyloxy group, or an acylamino group from the viewpoints of availability and high yield of dioxanone.

前記ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、入手又は調製が容易で低分子量である観点から、フッ素原子、塩素原子又は臭素原子が好ましい。
前記アルコキシ基は、−ORで表され、Rは一価の炭化水素基を表し、入手又は調製が容易で低分子量である観点から、好ましくは炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数2〜12のアルキニル基、又は炭素数6〜20のアリール基、より好ましくは炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、又は炭素数6〜14のアリール基、更に好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数2〜4のアルケニル基、炭素数2〜4のアルキニル基、又は炭素数6〜10のアリール基、より更に好ましくはメチル基である。前記Rは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されていてもよい。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom, a chlorine atom, or a bromine atom is preferable from the viewpoint of easy acquisition or preparation and low molecular weight.
The alkoxy group is represented by —OR 9 , R 9 represents a monovalent hydrocarbon group, and is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a carbon number from the viewpoint of easy acquisition or preparation and low molecular weight. An alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, and 2 carbon atoms. -6 alkynyl group, or aryl group having 6 to 14 carbon atoms, more preferably alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, alkynyl group having 2 to 4 carbon atoms, or 6 carbon atoms. Is an aryl group of from 10 to 10, more preferably a methyl group. In R 9 , part of the hydrogen atoms may be substituted with a halogen atom.

前記アシルオキシ基は、−O(C=O)−R10で表され、R10は、入手又は調製が容易で低分子量である観点から、好ましくは水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルケニル基、又は炭素数6〜20のアリール基、より好ましくは水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、又は炭素数6〜14のアリール基、更に好ましくは、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基、より更に好ましくはメチル基、エチル基、又はフェニル基、より更に好ましくはフェニル基である。
前記アシルアミノ基は、−NH(C=O)−R11で表され、R11は、入手又は調製が容易で低分子量である観点から、好ましくは水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、又は炭素数6〜20のアリール基、より好ましくは水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、又は炭素数6〜14のアリール基、更に好ましくは、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基、より更に好ましくはメチル基、エチル基、又はフェニル基、より更に好ましくはメチル基である。
前記スルホニルオキシ基は、−O(O=S=O)−R12で表され、R12は、入手又は調製が容易で低分子量である観点から、好ましくは炭素数1〜12のアルキル基、又は炭素数6〜20のアリール基、より好ましくは炭素数1〜8のアルキル基、又は炭素数6〜14のアリール基、更に好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素数6〜10のアリール基、より更に好ましくはメチル基、エチル基、又はパラトリル基、より更に好ましくはメチル基又はパラトリル基である。
The acyloxy group is represented by —O (C═O) —R 10 , and R 10 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms from the viewpoint of easy acquisition or preparation and low molecular weight. C1-C12 alkenyl group, or C6-C20 aryl group, More preferably, a hydrogen atom, C1-C8 alkyl group, or C6-C14 aryl group, More preferably, a hydrogen atom , An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, more preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group, and still more preferably a phenyl group.
The acylamino group is represented by —NH (C═O) —R 11 , and R 11 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, from the viewpoint of easy acquisition or preparation and low molecular weight. Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, still more preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, more preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group, and still more preferably a methyl group.
The sulfonyloxy group is represented by —O (O═S═O) —R 12 , and R 12 is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms from the viewpoint of easy acquisition or preparation and low molecular weight. Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, still more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 10 aryl groups, more preferably a methyl group, an ethyl group, or a paratolyl group, still more preferably a methyl group or a paratolyl group.

ニトロキシルラジカル種としては、具体的には、TEMPO、4−ヒドロキシTEMPO、4−アミノ−TEMPO、4−メトキシ−TEMPO(以下、「4−OMe−TEMPO」ともいう。)、4−エトキシ−TEMPO、4−フェノキシ−TEMPO、4−アセトキシ−TEMPO、4−ベンゾイルオキシ−TEMPO(以下、「4−OBz−TEMPO」ともいう。)、4−メタクリレート−TEMPO、4−アセトアミド−TEMPO(以下、「4−NHAc−TEMPO」ともいう。)、4−メチルスルホニルオキシ−TEMPO(以下、「4−OMs−TEMPO」ともいう。)、4−パラトルエンスルホニルオキシ−TEMPO、4−オキソ−TEMPO、2−アザアダマンタン−N−ヒドロキシル(以下、「AZADOL」(日産化学工業株式会社製、商標)ともいう。)、2−アザアダマンタン−N−オキシル(以下、「AZADO」ともいう。)、1−メチル−2−アザアダマンタン−N−オキシル(以下、「1−Me−AZADO」ともいう。)、9−アザノルアダマンタン−N−オキシル(以下、「nor−AZADO」ともいう。)、1,5−ジメチル−9−アザノルアダマンタン−N−オキシル(以下、「DMM−AZADO」ともいう。)などが例示される。
入手性及び高収率でジオキサノンを得る観点から、ニトロキシルラジカル種としては、4−メトキシ−TEMPO、4−ベンゾイルオキシ−TEMPO、4−アセトアミド−TEMPO、4−メチルスルホニルオキシ−TEMPO、及びAZADOLから選ばれる化合物が好ましく、4−ベンゾイルオキシ−TEMPO、4−アセトアミド−TEMPO、4−メチルスルホニルオキシ−TEMPO、及びAZADOLから選ばれる化合物がより好ましい。
好ましい化合物を以下に例示するが、本発明において、ニトロキシルラジカル種は、これらの化合物に限定されるものではない。
Specific examples of the nitroxyl radical species include TEMPO, 4-hydroxy TEMPO, 4-amino-TEMPO, 4-methoxy-TEMPO (hereinafter also referred to as “4-OMe-TEMPO”), 4-ethoxy-TEMPO. 4-phenoxy-TEMPO, 4-acetoxy-TEMPO, 4-benzoyloxy-TEMPO (hereinafter also referred to as “4-OBz-TEMPO”), 4-methacrylate-TEMPO, 4-acetamido-TEMPO (hereinafter referred to as “4”). -NHAc-TEMPO "), 4-methylsulfonyloxy-TEMPO (hereinafter also referred to as" 4-OMs-TEMPO "), 4-paratoluenesulfonyloxy-TEMPO, 4-oxo-TEMPO, 2-aza Adamantane-N-hydroxyl (hereinafter referred to as “AZADOL (Also referred to as Nissan Chemical Industries, Ltd., trademark)), 2-azaadamantane-N-oxyl (hereinafter also referred to as “AZADO”), 1-methyl-2-azaadamantane-N-oxyl (hereinafter referred to as “trademark”). 1-Me-AZADO ”), 9-azanoradamantane-N-oxyl (hereinafter also referred to as“ nor-AZADO ”), 1,5-dimethyl-9-azanoradamantane-N-oxyl (hereinafter referred to as“ nor-AZADO ”). , Also referred to as “DMM-AZADO”).
From the standpoint of availability and high yields of dioxanone, the nitroxyl radical species include 4-methoxy-TEMPO, 4-benzoyloxy-TEMPO, 4-acetamido-TEMPO, 4-methylsulfonyloxy-TEMPO, and AZADOL. The compound selected is preferable, and the compound selected from 4-benzoyloxy-TEMPO, 4-acetamido-TEMPO, 4-methylsulfonyloxy-TEMPO, and AZADOL is more preferable.
Preferred compounds are exemplified below, but in the present invention, the nitroxyl radical species is not limited to these compounds.

有機ニトロキシルラジカル、そのN−ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物の使用量は、十分な酸化活性を確保する観点から、ジオキサンとジオキソランの混合物に対して、好ましくはモル比が0.0001以上、より好ましくはモル比が0.0002以上、更に好ましくはモル比が0.0005以上である。また、経済性の観点から、好ましくはモル比が0.1以下、より好ましくはモル比が0.05以下、更に好ましくはモル比が0.02以下である。   The amount of the compound selected from the organic nitroxyl radical, its N-hydroxy form and a salt containing their oxoammonium cation is preferably molar relative to the mixture of dioxane and dioxolane from the viewpoint of securing sufficient oxidation activity. The ratio is 0.0001 or more, more preferably the molar ratio is 0.0002 or more, and still more preferably the molar ratio is 0.0005 or more. From the viewpoint of economy, the molar ratio is preferably 0.1 or less, more preferably the molar ratio is 0.05 or less, and still more preferably the molar ratio is 0.02 or less.

〔酸化剤〕
本反応においては、反応性の観点から好ましくは上述したニトロキシルラジカル種と共に、酸化剤を使用する。該酸化剤としては、有機ニトロキシルラジカル又はそのN−ヒドロキシ体をオキソアンモニウムカチオンに酸化できるいずれの酸化剤も用いることができるが、ジオキサノンやエステルダイマーの水和や加水分解による収率低下を抑制する観点から、有機溶媒中で用いることができるハロゲンを含有する化合物からなる酸化剤(以下、「含ハロゲン酸化剤」ともいう。)が好ましい。含ハロゲン酸化剤としては、次亜塩素酸ナトリウム五水和物、メタクロロ過安息香酸、トリクロロイソシアヌル酸(以下、「TCCA」ともいう。)、次亜塩素酸ターシャリーブチル(以下、「BuOCl」ともいう。)、N−クロロスクシンイミド等の塩素を含有する化合物からなる酸化剤(以下、「含塩素酸化剤」ともいう。)、N−ブロモスクシンイミド等の臭素を含有する化合物からなる酸化剤(以下、「含臭素酸化剤」ともいう。)、(ジクロロヨード)ベンゼン等の複数のハロゲン元素を有する含ハロゲン酸化剤が例示される。含ハロゲン酸化剤は、本発明のエステルダイマーを高収率で得る観点、酸化剤の安定性、安全性及び取り扱い容易性の観点から、含塩素酸化剤が好ましく、TCCA及びBuOClから選ばれる酸化剤がより好ましく、入手性の観点から、TCCAが更に好ましい。
なお、本発明の酸化剤としては、式(VIII)で表される化合物、式(IX)で表される化合物又は式(X)で表される化合物が一電子酸化されたオキソアンモニウムカチオンを始めとする、有機ニトロキシルラジカル又はそのN−ヒドロキシ体のオキソアンモニウムカチオンを除く。
ジオキサンとジオキソランの混合物の高い反応転化率とホルミルジオキソランの生成量抑制を両立する観点から、ジオキサンとジオキソランの混合物に対する酸化活性種のモル比は、好ましくは1.0以上、より好ましくは1.1以上である。また、経済性及び廃棄物量低減の観点から、前記モル比は、好ましくは2.0以下、より好ましくは1.5以下である。
なお、酸化活性種とは、含塩素酸化剤の場合には塩素原子を意味し、TCCAの場合には、分子1モル中に3モルの酸化活性種が存在する。
〔Oxidant〕
In this reaction, an oxidizing agent is preferably used together with the above-described nitroxyl radical species from the viewpoint of reactivity. As the oxidizing agent, any oxidizing agent capable of oxidizing an organic nitroxyl radical or its N-hydroxy form to an oxoammonium cation can be used, but a decrease in yield due to hydration or hydrolysis of dioxanone or ester dimer is suppressed. Therefore, an oxidizing agent composed of a halogen-containing compound that can be used in an organic solvent (hereinafter also referred to as “halogen-containing oxidizing agent”) is preferable. Examples of the halogen-containing oxidizing agent include sodium hypochlorite pentahydrate, metachloroperbenzoic acid, trichloroisocyanuric acid (hereinafter, also referred to as “TCCA”), tertiary butyl hypochlorite (hereinafter, “ t BuOCl”). ), An oxidizing agent comprising a chlorine-containing compound such as N-chlorosuccinimide (hereinafter also referred to as “chlorine-containing oxidizing agent”), and an oxidizing agent comprising a bromine-containing compound such as N-bromosuccinimide ( Hereinafter, the halogen-containing oxidizing agent having a plurality of halogen elements such as “bromine-containing oxidizing agent” and (dichloroiodo) benzene is exemplified. Halogen-containing oxidizing agent, oxidizing the viewpoint of obtaining an ester dimers of the present invention in high yield, stability of the oxidizing agent, from the viewpoint of safety and ease of handling, the chlorine-containing oxidizing agent is preferably selected from TCCA and t BuOCl An agent is more preferable, and TCCA is more preferable from the viewpoint of availability.
The oxidizing agent of the present invention includes a compound represented by the formula (VIII), a compound represented by the formula (IX), or an oxoammonium cation obtained by one-electron oxidation of the compound represented by the formula (X). The organic nitroxyl radical or its N-hydroxy oxoammonium cation is excluded.
From the viewpoint of achieving both a high reaction conversion rate of the mixture of dioxane and dioxolane and suppression of the production amount of formyldioxolane, the molar ratio of the oxidizing active species to the mixture of dioxane and dioxolane is preferably 1.0 or more, more preferably 1.1. That's it. Further, from the viewpoint of economy and reduction of waste amount, the molar ratio is preferably 2.0 or less, more preferably 1.5 or less.
The oxidation active species means a chlorine atom in the case of a chlorine-containing oxidant, and in the case of TCCA, there are 3 mol of oxidation active species in 1 mol of the molecule.

〔塩基〕
本反応においては、酸化剤の消費によって副生する酸を中和するなどの目的で塩基を使用する。塩基はジオキサンとジオキソランの混合物、触媒又は酸化剤と直接副反応を起こし、目的の酸化反応を阻害しない限りはいずれの塩基も用いることができるが、弱塩基性で副反応が抑制される観点から、ピリジン骨格を有する複素環式芳香族アミンが好ましい。前記ピリジン骨格を有する複素環式芳香族アミンは、その使用量を抑制するために、無機塩基と併用してもよいが、ジオキサノンを高収率で得る観点から、ピリジン骨格を有する複素環式芳香族アミンを単独で使用することがより好ましい。
ピリジン骨格を有する複素環式芳香族アミンとしては、ピリジン、アルキル置換ピリジン、多環式のキノリン類、ピリジン二量体であるビピリジル類等が例示される。具体的には、ピリジン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2,6−ルチジン、3,5−ルチジン、2,3,5−コリジン、2,4,6−コリジン、5−エチル−2−メチルピリジン、3,5−ジエチルピリジン、2,2’−ビピリジル、2,4’−ビピリジル、4,4’−ビピリジル、キノリン等が挙げられる。
ピリジン骨格を有する複素環式芳香族アミンの中でも、ジオキサノンとの沸点差が大きく蒸留による分離が容易なピリジン骨格を有する複素環式芳香族アミンを選択して用いることが好ましく、入手性の観点から、ピリジン及び5−エチル−2−メチルピリジンから選ばれるアミンが好ましく、反応終了後にアミン塩からアミンを再生した際の回収容易性の観点から、非水溶性のピリジン骨格を有する複素環式芳香族アミンが好ましく、収率の観点から、ピリジン、3,5−ルチジン、2,6−ルチジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン及び5−エチル−2−メチルピリジンから選らばれるアミンが好ましく、ピリジン、3,5−ルチジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン及び5−エチル−2−メチルピリジンから選ばれるアミンがより好ましい。
〔base〕
In this reaction, a base is used for the purpose of neutralizing an acid produced as a by-product due to consumption of the oxidizing agent. Any base can be used as long as it causes a side reaction directly with a mixture of dioxane and dioxolane, a catalyst or an oxidizing agent, and does not inhibit the target oxidation reaction. A heterocyclic aromatic amine having a pyridine skeleton is preferred. The heterocyclic aromatic amine having a pyridine skeleton may be used in combination with an inorganic base in order to suppress the amount used. From the viewpoint of obtaining dioxanone in high yield, the heterocyclic aromatic amine having a pyridine skeleton is used. More preferably, the group amine is used alone.
Examples of the heterocyclic aromatic amine having a pyridine skeleton include pyridine, alkyl-substituted pyridines, polycyclic quinolines, bipyridyls that are pyridine dimers, and the like. Specifically, pyridine, 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 3-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2,6-lutidine, 3,5-lutidine, 2 , 3,5-collidine, 2,4,6-collidine, 5-ethyl-2-methylpyridine, 3,5-diethylpyridine, 2,2′-bipyridyl, 2,4′-bipyridyl, 4,4′- Bipyridyl, quinoline and the like can be mentioned.
Among heterocyclic aromatic amines having a pyridine skeleton, it is preferable to select and use a heterocyclic aromatic amine having a pyridine skeleton that has a large difference in boiling point from dioxanone and can be easily separated by distillation, from the viewpoint of availability. An amine selected from pyridine and 5-ethyl-2-methylpyridine is preferred, and a heterocyclic aromatic having a water-insoluble pyridine skeleton from the viewpoint of easy recovery when the amine is regenerated from the amine salt after completion of the reaction. An amine is preferable, and from the viewpoint of yield, an amine selected from pyridine, 3,5-lutidine, 2,6-lutidine, 3-ethylpyridine, 4-ethylpyridine and 5-ethyl-2-methylpyridine is preferable. , 3,5-lutidine, 3-ethylpyridine, 4-ethylpyridine and 5-ethyl-2-methylpyridine That the amine is more preferable.

酸化剤由来の酸を完全に中和し、ジオキサン及びジオキソランのアセタール基の分解を抑制する観点から、ジオキサンとジオキソランの混合物に対する塩基のモル比は、好ましくは1.0以上、より好ましくは1.1以上、更に好ましくは1.2以上、より更に好ましくは1.3以上である。また、経済性及び余剰塩基の回収容易性の観点から、前記モル比は、好ましくは2.5以下、より好ましくは2.0以下、更に好ましくは1.7以下である。   From the viewpoint of completely neutralizing the acid derived from the oxidizing agent and suppressing the decomposition of the acetal group of dioxane and dioxolane, the molar ratio of the base to the mixture of dioxane and dioxolane is preferably 1.0 or more, more preferably 1. 1 or more, more preferably 1.2 or more, and still more preferably 1.3 or more. In addition, from the viewpoints of economy and ease of recovery of excess base, the molar ratio is preferably 2.5 or less, more preferably 2.0 or less, and even more preferably 1.7 or less.

〔溶媒〕
本反応においては、無溶媒又は溶媒使用条件のいずれでも実施可能だが、使用する酸化剤や反応時に副生する酸化剤由来の還元物や塩が固体の場合にそれらを溶解させる観点、及び反応液の粘度を下げ撹拌を容易にする観点から、溶媒使用条件が好ましい。ジオキサンとジオキソランの混合物、酸化剤及び塩基に対して不活性な限りはいずれの溶媒も用いることができるが、例えば、酸化剤としてTCCAを用いる場合は、TCCAの溶解性及び入手性の観点から、好ましくはアセトン、2−ブタノン、シクロペンタノン、アセトニトリル及びジクロロメタンから選ばれる溶媒、より好ましくはアセトン、2−ブタノン、アセトニトリル及びジクロロメタンから選ばれる溶媒、更に好ましくはアセトン及び2−ブタノンから選ばれる溶媒である。また、本発明のジオキサンノンの生産性の観点から、アセトニトリルが更に好ましい。
〔solvent〕
In this reaction, it can be carried out either in the absence of a solvent or under the conditions of use of a solvent. However, when the oxidant to be used or the reduced product or salt derived from the oxidant by-produced during the reaction is solid, the viewpoint of dissolving them, and the reaction solution From the viewpoint of lowering the viscosity of the resin and facilitating stirring, solvent use conditions are preferred. Any solvent can be used as long as it is inert to the mixture of dioxane and dioxolane, the oxidizing agent and the base. For example, when TCCA is used as the oxidizing agent, from the viewpoint of the solubility and availability of TCCA, Preferably a solvent selected from acetone, 2-butanone, cyclopentanone, acetonitrile and dichloromethane, more preferably a solvent selected from acetone, 2-butanone, acetonitrile and dichloromethane, and still more preferably a solvent selected from acetone and 2-butanone. is there. In addition, acetonitrile is more preferable from the viewpoint of the productivity of the dioxanenone of the present invention.

溶媒は、1種単独で使用してもよく、以上を併用してもよい。
溶媒の使用量は特に限定されないが、操作性の観点及びジオキサノンを高収率で得る観点から、反応系全体に対する溶媒の使用量が、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上、より更に好ましくは60質量%以上であり、生産性の観点から、反応系全体に対する溶媒の使用量が、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。
A solvent may be used individually by 1 type and may use the above together.
The amount of solvent used is not particularly limited, but from the viewpoint of operability and from the viewpoint of obtaining dioxanone in a high yield, the amount of solvent used with respect to the entire reaction system is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, More preferably, it is 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and still more preferably 60% by mass or more. From the viewpoint of productivity, the amount of the solvent used for the entire reaction system is preferably 90% by mass or less. More preferably, it is 85 mass% or less, More preferably, it is 80 mass% or less.

〔反応手順〕
本反応においては、各原料の仕込み順などに制限はないが、発熱的な酸化反応であるため反応液の温度制御の容易性及び安全性の観点から、酸化剤以外の原料の混合物又は混合溶液に酸化剤又は酸化剤溶液を滴下する方法が好ましい。
酸化剤又は酸化剤溶液滴下中の反応液の温度は、設備負荷及び反応液の粘度上昇抑制の観点から、好ましくは−15℃以上、より好ましくは−10℃以上である。また、高温下での分解などの副反応を抑制し、ジオキサノンを高収率で得る観点から、好ましくは25℃以下、より好ましくは10℃以下である。酸化剤又は酸化剤溶液滴下終了後は、ジオキサン及びジオキソラン全量が反応する、又は残存量の低下が停止するまで反応を継続するが、反応液の温度は、ジオキサンの反応を促進する観点から、好ましくは−10℃以上、より好ましくは−5℃以上であり、副反応抑制の観点から、好ましくは50℃以下、より好ましくは30℃以下である。
[Reaction procedure]
In this reaction, there is no restriction on the order of charging the raw materials, but since it is an exothermic oxidation reaction, from the viewpoint of ease of temperature control and safety of the reaction liquid, a mixture or mixed solution of raw materials other than the oxidizing agent A method in which an oxidant or an oxidant solution is added dropwise is preferable.
The temperature of the reaction solution during dropping of the oxidant or oxidant solution is preferably −15 ° C. or higher, more preferably −10 ° C. or higher, from the viewpoint of equipment load and suppression of viscosity increase of the reaction solution. Moreover, from the viewpoint of suppressing side reactions such as decomposition at high temperature and obtaining dioxanone in a high yield, it is preferably 25 ° C. or less, more preferably 10 ° C. or less. After completion of the addition of the oxidizing agent or oxidizing agent solution, the reaction is continued until the total amount of dioxane and dioxolane reacts or the decrease in the residual amount stops, but the temperature of the reaction solution is preferably from the viewpoint of promoting the reaction of dioxane. Is −10 ° C. or higher, more preferably −5 ° C. or higher, and preferably 50 ° C. or lower, more preferably 30 ° C. or lower, from the viewpoint of suppressing side reactions.

反応終了時には、副反応抑制及び安全性の観点から、残留酸化剤を完全に消費する反応停止剤を添加することが好ましい。反応停止剤は、ジオキサノンなどの酸化生成物と反応しにくく、かつ酸化剤と反応する限りはいずれの化合物も用いることができるが、入手性及びジオキサノンの精製を容易にする観点から、アルコールが好ましい。前記アルコールは、好ましくは一級又は二級のアルコールであり、エステルダイマーとのエステル交換を抑制する観点から、より好ましくは二級アルコールである。また、炭素数1以上12以下のアルコールが好ましい。
反応停止剤の添加量は、特に限定されない。
At the end of the reaction, from the viewpoint of side reaction suppression and safety, it is preferable to add a reaction terminator that completely consumes the residual oxidizing agent. As the reaction terminator, any compound can be used as long as it does not easily react with an oxidation product such as dioxanone and reacts with the oxidant, but alcohol is preferred from the viewpoint of availability and easy purification of dioxanone. . The alcohol is preferably a primary or secondary alcohol, and more preferably a secondary alcohol from the viewpoint of suppressing transesterification with an ester dimer. Moreover, C1-C12 alcohol is preferable.
The addition amount of the reaction terminator is not particularly limited.

<工程3:ジオキサノンの分離、精製>
本発明において、工程2の後に、1,3−ジオキサン−5−オン類(ジオキサノン、式(III)で表される化合物)を分離する工程(工程3)を有することが好ましい。工程3により、ジオキサノンは精製される。
工程3においては、効率性の観点から、塩や酸化剤の還元物などの固形物は濾過又は油水抽出で分離し、エステルダイマー、ホルミルジオキソラン及び残留塩基は蒸留又はカラムクロマトグラフィーで分離することが好ましい。
ジオキサノンとエステルダイマーとの分離においては、大きな沸点差を利用して容易に分離可能な観点から、蒸留による分離がより好ましい。
蒸留による分離は、単蒸留条件でも精留条件でも実施可能であるが、高純度なジオキサノンを高い蒸留収率で得る観点から、精留条件で行うことが好ましい。精留条件としては、ジオキサノンの高純度化の観点から、精留塔の理論段数が好ましくは2段以上、より好ましくは5段以上であり、還流比が好ましくは0.1以上、より好ましくは0.5以上である。また、ジオキサノン精製の生産性の観点から、精留塔の理論段数が好ましくは20段以下、より好ましくは10段以下であり、還流比が好ましくは20以下、より好ましくは10以下である。
<Step 3: Separation and purification of dioxanone>
In this invention, it is preferable to have after the process 2 the process (process 3) which isolate | separates 1, 3- dioxane-5-one (dioxanone, the compound represented by Formula (III)). According to step 3, dioxanone is purified.
In step 3, from the viewpoint of efficiency, solids such as salts and reduced products of oxidants may be separated by filtration or oil-water extraction, and ester dimer, formyldioxolane and residual base may be separated by distillation or column chromatography. preferable.
In the separation of dioxanone and ester dimer, separation by distillation is more preferable from the viewpoint of easy separation using a large difference in boiling points.
Separation by distillation can be carried out under simple distillation conditions or rectification conditions, but it is preferable to carry out under rectification conditions from the viewpoint of obtaining high-purity dioxanone with a high distillation yield. As the rectification conditions, from the viewpoint of high purity dioxanone, the theoretical plate number of the rectification column is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and the reflux ratio is preferably 0.1 or more, more preferably It is 0.5 or more. Further, from the viewpoint of dioxanone refining productivity, the theoretical plate number of the rectification column is preferably 20 or less, more preferably 10 or less, and the reflux ratio is preferably 20 or less, more preferably 10 or less.

[ジヒドロキシアセトンの製造方法]
上述のように得られたジオキサノンは、各種有用化合物の合成中間体として重要であり、例えば、工程3により分離したジオキサノンを脱アセタール化することにより、ジヒドロキシアセトンを製造することができる。
なお、ジオキサノンの脱アセタール化は、加水分解により行うことができ、具体的には、非特許文献1及び参考文献3(ケミカル・エンジニアリング・ジャーナル(Chemical Engineering Journal)、第229巻、234−238頁、2013年)に記載されているように、ジオキサノンを水及び酸(例えば、塩酸や強酸性陽イオン交換樹脂など)の存在下で加水分解する方法が例示される。
ジヒドロキシアセトンは、精製せずに用いてもよく、精製して用いてもよい。精製して用いる場合、常法に従い精製すればよく、例えば、非特許文献1に記載されている、アルデヒド又はケトンを有機溶媒抽出などで除去した後に水−エタノール混合溶液から再結晶する方法等が例示される。
[Method for producing dihydroxyacetone]
The dioxanone obtained as described above is important as an intermediate for synthesizing various useful compounds. For example, dihydroxyacetone can be produced by deacetalizing the dioxanone separated in Step 3.
In addition, deacetalization of dioxanone can be performed by hydrolysis. Specifically, Non-Patent Document 1 and Reference Document 3 (Chemical Engineering Journal, Vol. 229, pages 234-238). 2013), a method of hydrolyzing dioxanone in the presence of water and an acid (for example, hydrochloric acid or a strong acidic cation exchange resin) is exemplified.
Dihydroxyacetone may be used without being purified or may be used after being purified. When purified and used, it may be purified according to a conventional method, for example, a method described in Non-Patent Document 1, such as a method of recrystallization from a water-ethanol mixed solution after removing aldehyde or ketone by organic solvent extraction or the like. Illustrated.

[5−アミノ−1,3−ジオキサン類(セリノール保護体)の製造方法]
上述のように得られたジオキサノンを還元的アミノ化することで、下記式(XI)で表される5−アミノ−1,3−ジオキサン類(セリノール保護体)を製造することができる。
[Method for Producing 5-Amino-1,3-Dioxane (Protected Serolinol)]
By reductive amination of the dioxanone obtained as described above, 5-amino-1,3-dioxanes (serinol protector) represented by the following formula (XI) can be produced.


(式(XI)中、R及びRは、式(I)又は式(II)におけるR及びRと同義である。)

(In the formula (XI), R 1 and R 2 have the same meanings as R 1 and R 2 in formula (I) or Formula (II).)

ジオキサノンを還元的アミノ化する方法としては、例えば、非特許文献2に記載の方法が例示され、具体的には、ジオキサノンを無水アンモニア−エタノール溶液に加え、触媒としてパラジウム担持カーボンを加え、水素雰囲気下で反応させる方法が例示される。また、水素源及びアンモニア源としてぎ酸アンモニウムを用いる方法や、アミンとしてベンジルアミンを用いて還元的アミノ化した後にベンジル基を除去する方法なども例示される。   As a method for reductive amination of dioxanone, for example, the method described in Non-Patent Document 2 is exemplified. Specifically, dioxanone is added to an anhydrous ammonia-ethanol solution, palladium-supported carbon is added as a catalyst, hydrogen atmosphere The method of making it react under is illustrated. Further, examples include a method using ammonium formate as a hydrogen source and an ammonia source, and a method of removing a benzyl group after reductive amination using benzylamine as an amine.

前記工程2により得られたジオキサノンを、ジオキサノンとエステルダイマーを分離せずに還元的アミノ化してセリノール保護体を製造する場合には、前記工程3と同様の方法により、セリノール保護体を分離・精製することができる。   When the dioxanone obtained in the above step 2 is reductively aminated without separating dioxanone and the ester dimer to produce a serinol protected body, the serolinol protected body is separated and purified by the same method as in the above step 3. can do.

[2−アミノ−1,3−プロパンジオール(セリノール)の製造方法]
上述のように得られたジオキサノンを還元的アミノ化して5−アミノ−1,3−ジオキサン類を製造し、更に脱アセタール化することにより、セリノールを製造することができる。
ジオキサノンを還元的アミノ化する方法としては、前述の方法が例示される。
また、脱アセタール化は、例えば、参考文献4(欧州特許第0643055号明細書)に記載されているように、水及び酸(例えば、塩酸)の存在下で、5−アミノ−1,3−ジオキサン類を加水分解する方法が例示される。
2−アミノ−1,3−プロパンジオールを精製して用いる場合は、常法に従って行えばよく、例えば、参考文献4に記載されている、加水分解後に水を留去し、残留物をアセトンから再結晶することで2−アミノ−1,3−プロパンジオールの塩酸塩を得る方法が例示される。
[Method for producing 2-amino-1,3-propanediol (serinol)]
Serinol can be produced by reductive amination of the dioxanone obtained as described above to produce 5-amino-1,3-dioxanes and further deacetalization.
Examples of the method for reductive amination of dioxanone include the methods described above.
In addition, deacetalization is performed in the presence of water and an acid (for example, hydrochloric acid) as described in Reference 4 (European Patent No. 0643055), for example. The method of hydrolyzing dioxane is illustrated.
When 2-amino-1,3-propanediol is purified and used, it may be carried out according to a conventional method. For example, as described in Reference 4, water is distilled off after hydrolysis, and the residue is converted from acetone. The method of obtaining the hydrochloride of 2-amino-1,3-propanediol by recrystallization is exemplified.

本発明により得られた1,3−ジオキサン−5−オン類は、各種有用化合物の合成中間体として重要であり、医薬品、化学品等の製造に好適に使用される。   The 1,3-dioxane-5-ones obtained by the present invention are important as intermediates for synthesizing various useful compounds, and are suitably used for the production of pharmaceuticals, chemicals and the like.

本発明は、更に、以下の[1]〜[39]を開示する。
[1] 下記式(I)で表される化合物と下記式(II)で表される化合物の混合物を原料とする1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法であって、前記混合物を酸化的エステル化条件下で酸化する工程(工程2)を有する、1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
The present invention further discloses the following [1] to [39].
[1] A method for producing 1,3-dioxane-5-ones using a mixture of a compound represented by the following formula (I) and a compound represented by the following formula (II) as a raw material, A method for producing 1,3-dioxane-5-ones having a step of oxidizing under oxidative esterification conditions (Step 2).


(式(I)及び式(II)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、R及びRは互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。)

(In Formula (I) and Formula (II), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group, or R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure. Represents a divalent hydrocarbon group that forms

[2] 式(I)及び式(II)中、Rが水素原子である、[1]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[3] 式(I)及び式(II)中、Rは、好ましくは水素原子であり、Rは、好ましくは水素原子又は炭素数1以上20以下の一価の炭化水素基であり、Rの炭化水素基としては、好ましくはアルキル基又はアリール基であり、このアルキル基の炭素数は、好ましくは1以上であり、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下、より更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下、より更に好ましくは10以下、より更に好ましくは8以下、より更に好ましくは6以下、より更に好ましくは4以下、より更に好ましくは2以下であり、これらのアルキル基は直鎖であっても分岐であってもよく、また、Rのアリール基の炭素数は、好ましくは6以上であり、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下、より更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下、より更に好ましくは10以下、より更に好ましくは8以下、より更に好ましくは6以下であり、前記Rは、好ましくは水素原子又は炭素数1以上20以下の一価の炭化水素基、より好ましくは水素原子、炭素数1以上8以下の直鎖アルキル基、炭素数1以上8以下の分岐アルキル基又は炭素数6以上20以下のアリール基、更に好ましくは水素原子、メチル基又はフェニル基、より更に好ましくは水素原子である、[1]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[4] 式(I)及び式(II)中、好ましくはRが炭素数1以上8以下の一価の炭化水素基かつRが炭素数1以上8以下の一価の炭化水素基、より好ましくはRが炭素数1以上8以下のアルキル基かつRが炭素数1以上8以下のアルキル基、更に好ましくはRが炭素数1又は2のアルキル基かつRが炭素数1以上6以下のアルキル基、より更に好ましくはRが炭素数1又は2のアルキル基かつRが炭素数1以上4以下のアルキル基、より更に好ましくはRがメチル基かつRがメチル基又はエチル基、より更に好ましくはRがメチル基かつRがメチル基である、[1]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[5] 式(I)及び式(II)中、R及びRは互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基であり、好ましくは炭素数2以上7以下の二価の炭化水素基、より好ましくは炭素数3以上6以下の二価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数4以上5以下の二価の炭化水素基、より更に好ましくは炭素数5の二価の炭化水素基であり、R及びRを含む環構造が、好ましくは3〜8員環、より好ましくは4〜7員環、更に好ましくは5〜6員環、より更に好ましくは6員環であり、R及びRを含む環構造は、シクロアルカン構造であることが好ましく、炭素数5又は6の環構造(シクロペンタン環又はシクロへキサン環)であることがより好ましく、シクロへキサン環であることが更に好ましい、[1]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[6] 式(I)で表される化合物と下記式(II)で表される化合物の混合物が、グリセロールと下記式(V)で表される化合物、又はその多量体を酸触媒存在下でアセタール化する方法(方法1)、又はグリセロールと下記式(VI)で表される化合物を酸触媒存在下でアセタール交換する方法(方法2)によって製造される、[1]〜[5]のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[2] The method for producing 1,3-dioxan-5-ones according to [1], wherein R 1 is a hydrogen atom in formula (I) and formula (II).
[3] In formula (I) and formula (II), R 1 is preferably a hydrogen atom, R 2 is preferably a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, The hydrocarbon group for R 2 is preferably an alkyl group or an aryl group, and the carbon number of this alkyl group is preferably 1 or more, preferably 20 or less, more preferably 18 or less, still more preferably 16 or less. 14 or less, still more preferably 12 or less, even more preferably 10 or less, still more preferably 8 or less, still more preferably 6 or less, still more preferably 4 or less, and still more preferably 2 or less. There, the alkyl group may be branched may be linear, the number of carbon atoms of the aryl group R 2 is preferably 6 or more, preferably 20 or less, more preferably 18 or less, more preferably 16 or less, even more preferably 14 or less, even more preferably 12 or less, even more preferably 10 or less, even more preferably 8 or less, even more preferably 6 or less, wherein R 2 is Preferably a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a carbon atom. The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to [1], which is an aryl group having a number of 6 or more and 20 or less, more preferably a hydrogen atom, a methyl group or a phenyl group, and still more preferably a hydrogen atom.
[4] In formula (I) and formula (II), preferably R 1 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms and R 2 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, More preferably, R 1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably R 1 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms and R 2 is 1 carbon atom. An alkyl group having 6 or less, more preferably R 1 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms and R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and even more preferably, R 1 is a methyl group and R 2 is methyl. The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to [1], wherein R 1 is a methyl group and R 2 is a methyl group, more preferably a group or an ethyl group.
[5] In the formula (I) and the formula (II), R 1 and R 2 are divalent hydrocarbon groups which are bonded to each other to form a ring structure, preferably a divalent hydrocarbon group having 2 to 7 carbon atoms. A hydrocarbon group, more preferably a divalent hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, still more preferably a divalent hydrocarbon group having 4 to 5 carbon atoms, still more preferably a divalent carbon group having 5 carbon atoms. The ring structure that is a hydrogen group and includes R 1 and R 2 is preferably a 3- to 8-membered ring, more preferably a 4- to 7-membered ring, still more preferably a 5- to 6-membered ring, and even more preferably a 6-membered ring. The ring structure containing R 1 and R 2 is preferably a cycloalkane structure, more preferably a ring structure having 5 or 6 carbon atoms (cyclopentane ring or cyclohexane ring), and cyclohexane. The 1,3-dioxa as described in [1], which is more preferably a ring. Process for producing N-5-ones.
[6] A mixture of a compound represented by the formula (I) and a compound represented by the following formula (II) is prepared by mixing glycerol and a compound represented by the following formula (V), or a multimer thereof in the presence of an acid catalyst. Any one of [1] to [5] produced by a method for acetalization (method 1) or a method for acetal exchange between glycerol and a compound represented by the following formula (VI) in the presence of an acid catalyst (method 2) A process for producing the 1,3-dioxane-5-one according to claim 1.


(式(V)及び式(VI)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、R及びRは互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。また、式(VI)中、Rはそれぞれ独立に、一価の炭化水素基、好ましくは炭素数1以上8以下の炭化水素基から選ばれる基、より好ましくは炭素数1以上3以下の一価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数1以上3以下の一価のアルキル基、より更に好ましくはメチル基を表す。)

(In Formula (V) and Formula (VI), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group, or R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure. In the formula (VI), each R 3 is independently a monovalent hydrocarbon group, preferably a group selected from hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. More preferably, it represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a monovalent alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.)

[7] 式(V)及び式(VI)中、Rが水素原子である、[6]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[8] 式(V)及び式(VI)中、Rは、好ましくは水素原子であり、Rは、好ましくは水素原子又は炭素数1以上20以下の一価の炭化水素基であり、Rの炭化水素基としては、好ましくはアルキル基又はアリール基であり、このアルキル基の炭素数は、好ましくは1以上であり、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下、より更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下、より更に好ましくは10以下、より更に好ましくは8以下、より更に好ましくは6以下、より更に好ましくは4以下、より更に好ましくは2以下であり、これらのアルキル基は直鎖であっても分岐であってもよく、また、Rのアリール基の炭素数は、好ましくは6以上であり、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下、より更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下、より更に好ましくは10以下、より更に好ましくは8以下、より更に好ましくは6以下であり、前記Rは、好ましくは水素原子又は炭素数1以上20以下の一価の炭化水素基、より好ましくは水素原子、炭素数1以上8以下の直鎖アルキル基、炭素数1以上8以下の分岐アルキル基又は炭素数6以上20以下のアリール基、更に好ましくは水素原子、メチル基又はフェニル基、より更に好ましくは水素原子である、[6]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[9] 式(V)及び式(VI)中、好ましくはRが炭素数1以上8以下の一価の炭化水素基かつRが炭素数1以上8以下の一価の炭化水素基、より好ましくはRが炭素数1以上8以下のアルキル基かつRが炭素数1以上8以下のアルキル基、更に好ましくはRが炭素数1又は2のアルキル基かつRが炭素数1以上6以下のアルキル基、より更に好ましくはRが炭素数1又は2のアルキル基かつRが炭素数1以上4以下のアルキル基、より更に好ましくはRがメチル基かつRがメチル基又はエチル基、より更に好ましくはRがメチル基かつRがメチル基である、[6]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[10] 式(V)及び式(VI)中、R及びRは互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基であり、好ましくは炭素数2以上7以下の二価の炭化水素基、より好ましくは炭素数3以上6以下の二価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数4以上5以下の二価の炭化水素基、より更に好ましくは炭素数5の二価の炭化水素基であり、R及びRを含む環構造が、好ましくは3〜8員環、より好ましくは4〜7員環、更に好ましくは5〜6員環、より更に好ましくは6員環であり、R及びRを含む環構造は、シクロアルカン構造であることが好ましく、炭素数5又は6の環構造(シクロペンタン環又はシクロへキサン環)であることがより好ましく、シクロへキサン環であることが更に好ましい、[6]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[7] The process for producing 1,3-dioxan-5-ones according to [6], wherein in formula (V) and formula (VI), R 1 is a hydrogen atom.
[8] In Formula (V) and Formula (VI), R 1 is preferably a hydrogen atom, R 2 is preferably a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, The hydrocarbon group for R 2 is preferably an alkyl group or an aryl group, and the carbon number of this alkyl group is preferably 1 or more, preferably 20 or less, more preferably 18 or less, still more preferably 16 or less. 14 or less, still more preferably 12 or less, even more preferably 10 or less, still more preferably 8 or less, still more preferably 6 or less, still more preferably 4 or less, and still more preferably 2 or less. There, the alkyl group may be branched may be linear, the number of carbon atoms of the aryl group R 2 is preferably 6 or more, preferably 20 or less, more preferably 18 or less, more preferably 16 or less, even more preferably 14 or less, even more preferably 12 or less, even more preferably 10 or less, even more preferably 8 or less, even more preferably 6 or less, wherein R 2 is Preferably a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a carbon atom. The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to [6], which is an aryl group having a number of 6 or more and 20 or less, more preferably a hydrogen atom, a methyl group or a phenyl group, and still more preferably a hydrogen atom.
[9] In formula (V) and formula (VI), preferably R 1 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms and R 2 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, More preferably, R 1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably R 1 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms and R 2 is 1 carbon atom. An alkyl group having 6 or less, more preferably R 1 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms and R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and even more preferably, R 1 is a methyl group and R 2 is methyl. The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to [6], wherein R 1 is a methyl group and R 2 is a methyl group, more preferably a group or an ethyl group.
[10] In the formula (V) and the formula (VI), R 1 and R 2 are divalent hydrocarbon groups which are bonded to each other to form a ring structure, preferably a divalent hydrocarbon group having 2 to 7 carbon atoms. A hydrocarbon group, more preferably a divalent hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, still more preferably a divalent hydrocarbon group having 4 to 5 carbon atoms, still more preferably a divalent carbon group having 5 carbon atoms. The ring structure that is a hydrogen group and includes R 1 and R 2 is preferably a 3- to 8-membered ring, more preferably a 4- to 7-membered ring, still more preferably a 5- to 6-membered ring, and even more preferably a 6-membered ring. The ring structure containing R 1 and R 2 is preferably a cycloalkane structure, more preferably a ring structure having 5 or 6 carbon atoms (cyclopentane ring or cyclohexane ring), and cyclohexane. The 1,3-dioxy group according to [6], which is more preferably a ring. A method for producing sun-5-ones.

[11] 工程2において、有機ニトロキシルラジカルのオキソアンモニウムカチオンを含む塩と、塩基とを用いる酸化法、並びに有機ニトロキシルラジカル、そのN−ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物と、酸化剤と、塩基とを用いる酸化法(以下、「ニトロキシルラジカル法」ともいう。)から選ばれる酸化法を好ましく用いる、[1]〜[10]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[12] 工程2において、有機ニトロキシルラジカル、そのN−ヒドロキシ体、及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる1種以上の化合物と、酸化剤と、塩基とを用いる酸化法(ニトロキシルラジカル法)を用いる、[1]〜[11]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[13] 前記有機ニトロキシルラジカルが、下記式(VIII)で表される化合物、下記式(IX)で表される化合物、又は下記式(X)で表される化合物である、[11]又は[12]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[11] In step 2, an oxidation method using an organic nitroxyl radical containing an oxoammonium cation and a base, and an organic nitroxyl radical, an N-hydroxy form thereof, and a salt containing an oxoammonium cation thereof are selected. The 1,3-dioxane according to [1] to [10], wherein an oxidation method selected from an oxidation method using a compound, an oxidizing agent, and a base (hereinafter also referred to as “nitroxyl radical method”) is preferably used. -5-one production method.
[12] In step 2, an oxidation method (nitroxyl) using one or more compounds selected from an organic nitroxyl radical, an N-hydroxy form thereof, and a salt containing an oxoammonium cation, an oxidizing agent, and a base. The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to [1] to [11], using a radical method.
[13] The organic nitroxyl radical is a compound represented by the following formula (VIII), a compound represented by the following formula (IX), or a compound represented by the following formula (X), [11] or [12] The process for producing a 1,3-dioxane-5-one according to [12].


(式(VIII)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、スルホニルオキシ基、N−アルキルカルバモイルオキシ基、カルボキシ基、シアノ基、イソシアナト基、イソチオシアナト基、又はオキソ基を表し、好ましくはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はアシルアミノ基を表す。式(IX)中、R及びRはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。式(X)中、R及びRはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。)

(In the formula (VIII), R 4 is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, an amino group, an acylamino group, a sulfonyloxy group, an N-alkylcarbamoyloxy group, a carboxy group, a cyano group. Represents an isocyanato group, an isothiocyanato group, or an oxo group, preferably an alkoxy group, an acyloxy group, or an acylamino group, wherein R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group; In formula (X), R 7 and R 8 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.)

[14] 前記有機ニトロキシルラジカル、そのN−ヒドロキシ体、及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる1種以上の化合物が、好ましくはTEMPO、4−ヒドロキシTEMPO、4−アミノ−TEMPO、4−メトキシ−TEMPO(以下、「4−OMe−TEMPO」ともいう。)、4−エトキシ−TEMPO、4−フェノキシ−TEMPO、4−アセトキシ−TEMPO、4−ベンゾイルオキシ−TEMPO(以下、「4−OBz−TEMPO」ともいう。)、4−メタクリレート−TEMPO、4−アセトアミド−TEMPO(以下、「4−NHAc−TEMPO」ともいう。)、4−メチルスルホニルオキシ−TEMPO(以下、「4−OMs−TEMPO」ともいう。)、4−パラトルエンスルホニルオキシ−TEMPO、4−オキソ−TEMPO、2−アザアダマンタン−N−ヒドロキシル(以下、「AZADOL」ともいう。)、2−アザアダマンタン−N−オキシル(以下、「AZADO」ともいう。)、1−メチル−2−アザアダマンタン−N−オキシル(以下、「1−Me−AZADO」ともいう。)、9−アザノルアダマンタン−N−オキシル(以下、「nor−AZADO」ともいう。)、1,5−ジメチル−9−アザノルアダマンタン−N−オキシル(以下、「DMM−AZADO」ともいう。)、より好ましくは4−メトキシ−TEMPO、4−ベンゾイルオキシ−TEMPO、4−アセトアミド−TEMPO、4−メチルスルホニルオキシ−TEMPO、及びAZADOLから選ばれる化合物、更に好ましくは4−ベンゾイルオキシ−TEMPO、4−アセトアミド−TEMPO、4−メチルスルホニルオキシ−TEMPO、及びAZADOLから選ばれる化合物である、[11]〜[13]のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[15] 前記有機ニトロキシルラジカル、そのN−ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物の使用量が、式(I)で表される化合物と下記式(II)で表される化合物の混合物に対して、好ましくはモル比が0.0001以上、より好ましくはモル比が0.0002以上、更に好ましくはモル比が0.0005以上であり、好ましくはモル比が0.1以下、より好ましくはモル比が0.05以下、更に好ましくはモル比が0.02以下である、[12]〜[14]のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[16] 前記酸化剤が、好ましくはハロゲンを含有する化合物からなる酸化剤(含ハロゲン酸化剤)、より好ましくは塩素を含有する化合物からなる酸化剤(含塩素酸化剤)、更に好ましくはトリクロロイソシアヌル酸及び次亜塩素酸ターシャリーブチルから選ばれる酸化剤、より更に好ましくはトリクロロイソシアヌル酸である、[11]〜[15]のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[17] 前記式(I)で表される化合物と前記式(II)で表される化合物の混合物に対して、酸化剤の酸化活性種のモル比が、好ましくは1.0以上、より好ましくは1.1以上であり、好ましくは2.0以下、より好ましくは1.5以下である、[11]〜[16]のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[18] 前記塩基が好ましくはピリジン骨格を有する複素環式芳香族アミンである、[11]〜[17]のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[19] 前記ピリジン骨格を有する複素環式芳香族アミンが、好ましくはピリジン、3,5−ルチジン、2,6−ルチジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン及び5−エチル−2−メチルピリジンから選ばれる少なくとも1つ、より好ましくはピリジン、3,5−ルチジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン及び5−エチル−2−メチルピリジンから選ばれる少なくとも1つである、[18]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[20] 前記式(I)で表される化合物と前記式(II)で表される化合物の混合物に対して、前記塩基のモル比が、好ましくは1.0以上、より好ましくは1.1以上、更に好ましくは1.2以上、より更に好ましくは1.3以上であり、好ましくは2.5以下、より好ましくは2.0以下、更に好ましくは1.7以下である、[11]〜[19]のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[14] One or more compounds selected from the organic nitroxyl radical, its N-hydroxy form, and salts containing their oxoammonium cations are preferably TEMPO, 4-hydroxy TEMPO, 4-amino-TEMPO, 4 -Methoxy-TEMPO (hereinafter also referred to as "4-OMe-TEMPO"), 4-ethoxy-TEMPO, 4-phenoxy-TEMPO, 4-acetoxy-TEMPO, 4-benzoyloxy-TEMPO (hereinafter referred to as "4-OBz"). -TEMPO "), 4-methacrylate-TEMPO, 4-acetamido-TEMPO (hereinafter also referred to as" 4-NHAc-TEMPO "), 4-methylsulfonyloxy-TEMPO (hereinafter" 4-OMs-TEMPO "). And 4-paratoluenesulfonyl. Oxy-TEMPO, 4-oxo-TEMPO, 2-azaadamantane-N-hydroxyl (hereinafter also referred to as “AZADOL”), 2-azaadamantane-N-oxyl (hereinafter also referred to as “AZADO”), 1- Methyl-2-azaadamantane-N-oxyl (hereinafter also referred to as “1-Me-AZADO”), 9-azanoradamantane-N-oxyl (hereinafter also referred to as “nor-AZADO”), 1,5 -Dimethyl-9-azanoradamantane-N-oxyl (hereinafter also referred to as "DMM-AZADO"), more preferably 4-methoxy-TEMPO, 4-benzoyloxy-TEMPO, 4-acetamido-TEMPO, 4-methyl Compound selected from sulfonyloxy-TEMPO and AZADOL, more preferably 4-ben 1,3-Dioxane-5-one according to any one of [11] to [13], which is a compound selected from yloxy-TEMPO, 4-acetamido-TEMPO, 4-methylsulfonyloxy-TEMPO, and AZADOL Manufacturing method.
[15] The amount of the compound selected from the organic nitroxyl radical, its N-hydroxy form, and a salt containing an oxoammonium cation thereof is represented by the compound represented by the formula (I) and the following formula (II). Preferably, the molar ratio is 0.0001 or more, more preferably the molar ratio is 0.0002 or more, still more preferably the molar ratio is 0.0005 or more, and preferably the molar ratio is 0.1. The 1,3-dioxane-5-ones according to any one of [12] to [14], wherein the molar ratio is 0.05 or less, more preferably 0.02 or less. Production method.
[16] The oxidizing agent is preferably an oxidizing agent (halogen-containing oxidizing agent) composed of a halogen-containing compound, more preferably an oxidizing agent (chlorine-containing oxidizing agent) composed of a chlorine-containing compound, more preferably trichloroisocyanuric. Production of 1,3-dioxane-5-ones according to any one of [11] to [15], which is an oxidizing agent selected from an acid and tertiary butyl hypochlorite, and more preferably trichloroisocyanuric acid Method.
[17] The molar ratio of the oxidizing active species of the oxidizing agent to the mixture of the compound represented by the formula (I) and the compound represented by the formula (II) is preferably 1.0 or more, more preferably Is 1.1 or more, preferably 2.0 or less, more preferably 1.5 or less, production of 1,3-dioxane-5-ones according to any one of [11] to [16] Method.
[18] The process for producing 1,3-dioxane-5-ones according to any one of [11] to [17], wherein the base is preferably a heterocyclic aromatic amine having a pyridine skeleton.
[19] The heterocyclic aromatic amine having a pyridine skeleton is preferably pyridine, 3,5-lutidine, 2,6-lutidine, 3-ethylpyridine, 4-ethylpyridine and 5-ethyl-2-methylpyridine. [18], wherein at least one selected from pyridine, 3,5-lutidine, 3-ethylpyridine, 4-ethylpyridine and 5-ethyl-2-methylpyridine is more preferable. Of the method for producing 1,3-dioxane-5-ones.
[20] The molar ratio of the base to the mixture of the compound represented by the formula (I) and the compound represented by the formula (II) is preferably 1.0 or more, more preferably 1.1. Or more, more preferably 1.2 or more, still more preferably 1.3 or more, preferably 2.5 or less, more preferably 2.0 or less, still more preferably 1.7 or less, [11] to [19] The method for producing a 1,3-dioxane-5-one according to any one of [19].

[21] 前記工程2おいて好ましくは溶媒を使用し、その溶媒が、好ましくはアセトン、2−ブタノン、シクロペンタノン、アセトニトリル及びジクロロメタンから選ばれる溶媒、より好ましくはアセトン、2−ブタノン及びアセトニトリルから選ばれる溶媒、更に好ましくはアセトン及び2−ブタノンから選ばれる溶媒である、[1]〜[20]のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[22] 反応系全体に対する前記溶媒の使用量が、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上、より更に好ましくは60質量%以上であり、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である、[21]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[23] 前記工程2において、好ましくは酸化剤以外の原料の混合物又は混合溶液に酸化剤又は酸化剤溶液を滴下する、[1]〜[22]のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[24] 前記酸化剤又は酸化剤溶液滴下中の反応液の温度が、好ましくは−15℃以上、より好ましくは−10℃以上であり、好ましくは25℃以下、より好ましくは10℃以下である、[23]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[25] 前記酸化剤又は酸化剤溶液滴下終了後、ジオキサン及びジオキソラン全量が反応する、又は残存量の低下が停止するまで反応を継続する、[23]又は[24]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[26] 前記反応液の温度が、好ましくは−10℃以上、より好ましくは−5℃以上であり、好ましくは50℃以下、より好ましくは30℃以下である、[25]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[21] In the step 2, a solvent is preferably used, and the solvent is preferably a solvent selected from acetone, 2-butanone, cyclopentanone, acetonitrile and dichloromethane, more preferably acetone, 2-butanone and acetonitrile. The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to any one of [1] to [20], which is a solvent selected, more preferably a solvent selected from acetone and 2-butanone.
[22] The amount of the solvent used relative to the entire reaction system is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, still more preferably 40% by mass or more, still more preferably 50% by mass or more, and still more preferably. The production of 1,3-dioxane-5-ones according to [21], which is 60% by mass or more, preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less, and still more preferably 80% by mass or less. Method.
[23] The 1,3-dioxane according to any one of [1] to [22], wherein in the step 2, the oxidant or the oxidant solution is preferably added dropwise to a mixture or mixed solution of raw materials other than the oxidant. A method for producing 5-ones.
[24] The temperature of the reaction solution during dropping of the oxidizing agent or oxidizing agent solution is preferably −15 ° C. or higher, more preferably −10 ° C. or higher, preferably 25 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower. , [23] The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to [23].
[25] After completion of dropwise addition of the oxidizing agent or oxidizing agent solution, the reaction is continued until the total amount of dioxane and dioxolane reacts or the decrease in the residual amount stops, 1,3- according to [23] or [24] A method for producing dioxane-5-ones.
[26] The temperature of the reaction solution is preferably −10 ° C. or higher, more preferably −5 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or lower, more preferably 30 ° C. or lower. A method for producing 3-dioxane-5-ones.

[27] 好ましくはアルコールを工程2における反応停止剤として用いる、[1]〜[26]のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[28] 前記反応停止剤が、好ましくは一級又は二級のアルコールであり、より好ましくは二級アルコールである、[27]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[29] 前記反応停止剤が、好ましくは炭素数1以上12以下のアルコールである、[27]又は[28]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[30] 前記酸化的エステル化条件で酸化する工程(工程2)が、下記条件1〜3を満たす、[1]〜[29]のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
条件1:ジオキサンからジオキサノンが生成する
条件2:ジオキソランからエステルダイマーが生成する
条件3:ジオキソランから生成するホルミルジオキソランの収率が10%以下0%以上である
[31] 前記工程2の後に1,3−ジオキサン−5−オン類を分離する工程(工程3)を有する、[1]〜[30]のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[32] 前記工程3における分離が、蒸留による分離である、[31]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[33] 前記蒸留による分離が、好ましくは精留条件で行う、[32]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[34] 精留条件が、精留塔の理論段数が好ましくは2段以上、より好ましくは5段以上であり、還流比が好ましくは0.1以上、より好ましくは0.5以上であり、精留塔の理論段が好ましくは20段以下、より好ましくは10段以下であり、還流比が好ましくは20以下、より好ましくは10以下である、[33]に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。
[27] The process for producing 1,3-dioxane-5-ones according to any one of [1] to [26], preferably using an alcohol as the reaction terminator in Step 2.
[28] The process for producing 1,3-dioxane-5-ones according to [27], wherein the reaction terminator is preferably a primary or secondary alcohol, more preferably a secondary alcohol.
[29] The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to [27] or [28], wherein the reaction terminator is preferably an alcohol having 1 to 12 carbon atoms.
[30] The 1,3-dioxane-5-one according to any one of [1] to [29], wherein the step of oxidizing under the oxidative esterification conditions (step 2) satisfies the following conditions 1 to 3. Manufacturing method.
Condition 1: Dioxanone is produced from dioxane Condition 2: An ester dimer is produced from dioxolane Condition 3: The yield of formyldioxolane produced from dioxolane is 10% or less and 0% or more. [31] The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to any one of [1] to [30], comprising a step of separating 3-dioxane-5-ones (Step 3).
[32] The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to [31], wherein the separation in the step 3 is separation by distillation.
[33] The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to [32], wherein the separation by distillation is preferably performed under rectification conditions.
[34] The rectification condition is that the theoretical plate number of the rectification column is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and the reflux ratio is preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, The 1,3-dioxane according to [33], wherein the theoretical plate of the rectifying column is preferably 20 plates or less, more preferably 10 plates or less, and the reflux ratio is preferably 20 or less, more preferably 10 or less. A method for producing 5-ones.

[35] [31]〜[34]のいずれかにおいて分離した1,3−ジオキサン−5−オン類を脱アセタール化する、ジヒドロシキシアセトンの製造方法。
[36] [31]〜[34]のいずれかにおいて分離した1,3−ジオキサン−5−オン類を還元的アミノ化し、更に脱アセタール化する、2−アミノ−1,3−プロパンジオールの製造方法。
[37] [1]〜[34]のいずれかの製造方法で1,3−ジオキサン−5−オン類を製造する工程、及び、該工程で製造した1,3−ジオキサン−5−オン類を脱アセタール化する工程を有する、ジヒドロシキシアセトンの製造方法。
[38] [1]〜[34]のいずれかの製造方法で1,3−ジオキサン−5−オン類を製造する工程、及び、該工程で製造した1,3−ジオキサン−5−オン類を還元的アミノ化し、更に脱アセタール化する工程を有する、2−アミノ−1,3−プロパンジオールの製造方法。
[39] [1]〜[34]のいずれかの製造方法で1,3−ジオキサン−5−オン類を製造する工程、及び、該工程で製造した1,3−ジオキサン−5−オン類を還元的アミノ化する工程を有する、5−アミノ−1,3−ジオキサン類の製造方法。
[35] A method for producing dihydroxyxyacetone, wherein the 1,3-dioxane-5-one separated in any of [31] to [34] is deacetalized.
[36] Production of 2-amino-1,3-propanediol, wherein the 1,3-dioxane-5-one separated in any of [31] to [34] is reductively aminated and further deacetalized. Method.
[37] A step of producing 1,3-dioxane-5-one by the production method of any one of [1] to [34], and 1,3-dioxane-5-one produced in the step A method for producing dihydroxyxyacetone, comprising a step of deacetalizing.
[38] A step of producing 1,3-dioxane-5-one by the production method of any one of [1] to [34], and 1,3-dioxane-5-one produced in the step A method for producing 2-amino-1,3-propanediol, comprising a step of reductive amination and further deacetalization.
[39] A step of producing 1,3-dioxane-5-one by the production method according to any one of [1] to [34], and the 1,3-dioxane-5-one produced in the step A method for producing 5-amino-1,3-dioxane, which comprises a step of reductive amination.

[化合物の同定]
以下の製造例、実施例又は比較例(以下、実施例等とも記載する。)で得られた各化合物は、核磁気共鳴装置(NMR、アジレント・テクノロジー株式会社製、型式:Agilent 400−MR DD2)、赤外分光光度計(IR、株式会社堀場製作所製、型式:FT−710)、ガスクロマトグラフ質量分析計(GC−MS、アジレント・テクノロジー株式会社製、型式:Agilent 5975C)を用いてスペクトル分析により同定した。
[製造又は精製した化合物の純度]
以下の実施例等において、製造又は精製した化合物の純度は、ガスクロマトグラフ(アジレント・テクノロジー株式会社製、型式:Agilent 6850)を用いた分析(GC分析)により求めた。なお、純度に関する「%」は「GC%」を意味し、反応原料や高純度標品の純分量換算時には、この数値を用いた。
[Identification of compounds]
Each compound obtained in the following Production Examples, Examples or Comparative Examples (hereinafter also referred to as Examples) is a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR, manufactured by Agilent Technologies, Inc., Model: Agilent 400-MR DD2). ), Spectrum analysis using an infrared spectrophotometer (IR, manufactured by Horiba, Ltd., model: FT-710), gas chromatograph mass spectrometer (GC-MS, manufactured by Agilent Technologies, Inc., model: Agilent 5975C) Identified.
[Purity of manufactured or purified compound]
In the following Examples and the like, the purity of the produced or purified compound was determined by analysis (GC analysis) using a gas chromatograph (manufactured by Agilent Technologies, Inc., model: Agilent 6850). Note that “%” relating to purity means “GC%”, and this value was used when converting the raw material of the reaction raw material or the high-purity sample into a pure amount.

[単位、転化率及び収率]
以下の実施例等に示した反応原料の転化率及び生成物の収率は、内部標準法定量GC分析によって求めた。定量分析に必要な検量線は、市販標品又は反応混合物から蒸留やシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した高純度標品を用いて作成した。ただし、ホルミルジオキソランの収率は、対応するジオキサノンの検量線を代用して算出した。
[GC及びGC−MSの測定条件]
カラム:Ultra ALLOY−1(MS/HT)(フロンティア・ラボ社、商標、内径0.25mm、膜厚0.15μm、長さ30m)
キャリアガス:ヘリウム、1.0mL/min
注入条件:250℃、スプリット比1/50
検出条件:FID方式、220℃
カラム温度条件:40℃で5分保持後、10℃/分で350℃まで昇温
内部標準化合物:n−ドデカン
イオン化モード:EI
イオン源温度:230℃
インターフェース温度:350℃
[Units, conversion and yield]
The conversion rates of reaction raw materials and product yields shown in the following examples and the like were determined by internal standard method quantitative GC analysis. A calibration curve necessary for quantitative analysis was prepared using a high-purity sample purified from a commercially available sample or reaction mixture by distillation or silica gel column chromatography. However, the yield of formyldioxolane was calculated by substituting the corresponding calibration curve of dioxanone.
[Measurement conditions for GC and GC-MS]
Column: Ultra ALLOY-1 (MS / HT) (Frontier Labs, trademark, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.15 μm, length 30 m)
Carrier gas: helium, 1.0 mL / min
Injection conditions: 250 ° C., split ratio 1/50
Detection condition: FID method, 220 ° C
Column temperature condition: held at 40 ° C. for 5 minutes, then raised to 350 ° C. at 10 ° C./min.
Ion source temperature: 230 ° C
Interface temperature: 350 ° C

製造例1: 原料である2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−フェニル−1,3−ジオキソランの混合物の製造
製造例1において行った反応は、以下の通りである。
Production Example 1: Production of a mixture of raw materials 2-phenyl-1,3-dioxane-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-phenyl-1,3-dioxolane The reaction carried out in Production Example 1 was carried out as follows. Street.

ディーン・スターク装置を取り付けた1Lフラスコに、グリセロール 184g(純度100%、2.00モル)、ベンズアルデヒド 238g(純度98.0%、2.20モル)、アンバーリスト15DRY 18g(強酸性陽イオン交換樹脂、ダウ・ケミカル社、商標)、n−ヘキサン 50gを仕込み、反応で副生する水を反応系外に除去しながら6時間還流させた。冷却後にイオン交換樹脂を濾別し、濾液をGC分析した結果、シス及びトランス−2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オールとシス及びトランス−4−ヒドロキシメチル−2−フェニル−1,3−ジオキソランからなる4種の異性体混合物の反応収率は91%であった。
続いて濾液を、クライゼンヘッドを取り付けた500mLフラスコに移送し、50℃に加熱後に徐々に減圧してn−ヘキサンを留去し、更に0.13kPa(絶対圧)の減圧下で単蒸留を行い、留分温度110〜120℃で無色液体として留出する異性体混合物 317gを得た。純度100%、蒸留収率97%であった。
参考文献5(ジャーナル・オブ・カタリシス(Journal of Catalysis)、第245巻、428−435頁、2007年)には、各異性体の2位のプロトンのH−NMRシグナル帰属が記載されている。この情報とH−NMR分析より求めた、2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−フェニル−1,3−ジオキソランの異性体比率は49対51であった。
In a 1 L flask equipped with a Dean Stark apparatus, 184 g of glycerol (purity 100%, 2.00 mol), 238 g of benzaldehyde (purity 98.0%, 2.20 mol), 18 g of Amberlyst 15DRY (strongly acidic cation exchange resin) , Dow Chemical Co., Ltd.) and 50 g of n-hexane were added and refluxed for 6 hours while removing water produced as a by-product in the reaction. After cooling, the ion exchange resin was filtered off, and the filtrate was analyzed by GC. As a result, cis and trans-2-phenyl-1,3-dioxan-5-ol and cis and trans-4-hydroxymethyl-2-phenyl-1, The reaction yield of a mixture of four isomers consisting of 3-dioxolane was 91%.
Subsequently, the filtrate was transferred to a 500 mL flask equipped with a Claisen head, heated to 50 ° C. and gradually reduced in pressure to distill off n-hexane, and further subjected to simple distillation under reduced pressure of 0.13 kPa (absolute pressure). Then, 317 g of an isomer mixture distilled as a colorless liquid at a fraction temperature of 110 to 120 ° C. was obtained. The purity was 100% and the distillation yield was 97%.
Reference 5 (Journal of Catalysis, Vol. 245, pp. 428-435, 2007) describes the 1 H-NMR signal attribution of the proton at the 2-position of each isomer. . The isomer ratio of 2-phenyl-1,3-dioxane-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-phenyl-1,3-dioxolane determined from this information and 1 H-NMR analysis was 49:51. It was.

<異性体混合物のスペクトルデータ>
・IR(neat、cm−1):3429(br)、2991、2937、2856、1408、1151、1082、1039。
<Spectral data of isomer mixture>
IR (neat, cm −1 ): 3429 (br), 2991, 2937, 2856, 1408, 1151, 1082, 1039.

製造例2: 原料である2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−フェニル−1,3−ジオキソランの混合物の製造
製造例2において行った反応は、以下の通りである。
Production Example 2: Production of a mixture of 2-phenyl-1,3-dioxane-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-phenyl-1,3-dioxolane as raw materials The reaction carried out in Production Example 2 was carried out as follows. Street.

100mLフラスコに、グリセロール 9.21g(純度100%、100ミリモル)、ベンズアルデヒドジメチルアセタール 17.1g(純度98.0%、110ミリモル)、アンバーリスト36 0.50g(強酸性陽イオン交換樹脂、ダウ・ケミカル社、商標)、ジクロロメタン 23gを仕込み、窒素雰囲気下、25℃で6時間撹拌した。イオン交換樹脂を濾別し、濾液からジクロロメタンを留去した後にGC分析した結果、シス及びトランス−2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オールとシス及びトランス−4−ヒドロキシメチル−2−フェニル−1,3−ジオキソランからなる4種の異性体混合物の反応収率は77%であった。また、参考文献5の情報とH−NMR分析より求めた、2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−フェニル−1,3−ジオキソランの異性体比率は55対45であった。 In a 100 mL flask, 9.21 g of glycerol (purity 100%, 100 mmol), 17.1 g of benzaldehyde dimethyl acetal (purity 98.0%, 110 mmol), 0.50 g of Amberlyst 36 (strongly acidic cation exchange resin, Dow Chemical Co., Ltd.) and 23 g of dichloromethane were charged and stirred at 25 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere. After the ion exchange resin was filtered off and dichloromethane was distilled off from the filtrate, GC analysis showed that cis and trans-2-phenyl-1,3-dioxane-5-ol and cis and trans-4-hydroxymethyl-2- The reaction yield of a mixture of four isomers consisting of phenyl-1,3-dioxolane was 77%. Further, the isomer ratio of 2-phenyl-1,3-dioxane-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-phenyl-1,3-dioxolane obtained from the information in Reference 5 and 1 H-NMR analysis is as follows: 55 vs 45.

製造例3: 原料である2−メチル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−メチル−1,3−ジオキソランの混合物の製造
製造例3において行った反応は、以下の通りである。
Production Example 3: Production of a mixture of raw materials 2-methyl-1,3-dioxane-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-methyl-1,3-dioxolane The reaction carried out in Production Example 3 was carried out as follows. Street.

ディーン・スターク装置を取り付けた500mLフラスコに、グリセロール 184g(純度100%、2.00モル)、パラアルデヒド 117g(純度98.0%、868ミリモル)、メタンスルホン酸 981mg(純度98.0%、10.0ミリモル)、n−ヘキサン 40gを仕込み、反応で副生する水を反応系外に除去しながら5時間還流させた。冷却後にナトリウムエトキシドの20%エタノール溶液 3.50g(ナトリウムエトキシドとして700mg、10.3ミリモル)で中和した。反応液を分析した結果、シス及びトランス−2−メチル−1,3−ジオキサン−5−オールとシス及びトランス−4−ヒドロキシメチル−2−メチル−1,3−ジオキソランからなる4種の異性体混合物の反応収率は71%であった。
続いて反応液を、クライゼンヘッドを取り付けた500mLフラスコに移送し、50℃に加熱後に徐々に減圧してn−ヘキサンとエタノールを留去し、更に0.67kPa(絶対圧)の減圧下で単蒸留を行い、留分温度62〜70℃で無色液体として留出するシス及びトランス−2−メチル−1,3−ジオキサン−5−オールとシス及びトランス−4−ヒドロキシメチル−2−メチル−1,3−ジオキソランからなる4種の異性体混合物 160gを得た。純度100%、蒸留収率96%であった。
参考文献6(テトラへドロン(Tetrahedron)、第71巻、第20号、3032−3038頁、2015年)には、各異性体の2位のプロトンのH−NMRシグナル帰属が記載されている。この情報とH−NMR分析より求めた、2−メチル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−メチル−1,3−ジオキソランの異性体比率は70対30であった。
In a 500 mL flask equipped with a Dean-Stark apparatus, 184 g of glycerol (purity 100%, 2.00 mol), 117 g of paraaldehyde (purity 98.0%, 868 mmol), 981 mg of methanesulfonic acid (purity 98.0%, 10% 0.0 mmol) and 40 g of n-hexane were charged and refluxed for 5 hours while removing water produced as a by-product in the reaction. After cooling, the solution was neutralized with 3.50 g of a 20% ethanol solution of sodium ethoxide (700 mg as sodium ethoxide, 10.3 mmol). As a result of analysis of the reaction solution, four isomers consisting of cis and trans-2-methyl-1,3-dioxan-5-ol and cis and trans-4-hydroxymethyl-2-methyl-1,3-dioxolane were obtained. The reaction yield of the mixture was 71%.
Subsequently, the reaction solution was transferred to a 500 mL flask equipped with a Claisen head, heated to 50 ° C. and then gradually reduced in pressure to distill off n-hexane and ethanol, and then further reduced under a reduced pressure of 0.67 kPa (absolute pressure). Cis and trans-2-methyl-1,3-dioxan-5-ol and cis and trans-4-hydroxymethyl-2-methyl-1 are distilled and distilled as a colorless liquid at a fraction temperature of 62-70 ° C. Thus, 160 g of a mixture of four isomers consisting of 3-dioxolane was obtained. The purity was 100% and the distillation yield was 96%.
Reference 6 (Tetrahedron, Vol. 71, No. 20, pp. 3032-3038, 2015) describes the 1 H-NMR signal assignment of the proton at the 2-position of each isomer. . The isomer ratio of 2-methyl-1,3-dioxane-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-methyl-1,3-dioxolane determined from this information and 1 H-NMR analysis was 70:30. It was.

<異性体混合物のスペクトルデータ>
・IR(neat、cm−1):3415(br)、2856、1456、1394、1149、1086。
<Spectral data of isomer mixture>
IR (neat, cm −1 ): 3415 (br), 2856, 1456, 1394, 1149, 1086.

製造例4: 原料である2−n−ヘプチル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−n−ヘプチル−1,3−ジオキソランの混合物の製造
製造例4において行った反応は、以下の通りである。
Production Example 4: Production of a mixture of 2-n-heptyl-1,3-dioxan-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-n-heptyl-1,3-dioxolane as raw materials Reaction performed in Production Example 4 Is as follows.

ディーン・スターク装置を取り付けた300mLフラスコに、グリセロール 69.1g(純度100%、750ミリモル)、n−オクタナール 98.1g(純度98.0%、750ミリモル)、メタンスルホン酸 368mg(純度98.0%、3.75ミリモル)、n−ヘキサン 18gを仕込み、反応で副生する水を反応系外に除去しながら3時間還流させた。冷却後にナトリウムエトキシドの20%エタノール溶液 1.30g(ナトリウムエトキシドとして260mg、3.82ミリモル)で中和した。反応液を分析した結果、シス及びトランス−2−n−ヘプチル−1,3−ジオキサン−5−オールとシス及びトランス−4−ヒドロキシメチル−2−n−ヘプチル−1,3−ジオキソランからなる4種の異性体混合物の反応収率は100%であった。
続いて反応液を、クライゼンヘッドを取り付けた200mLフラスコに移送し、50℃に加熱後に徐々に減圧してn−ヘキサンとエタノールを留去し、更に67Pa(絶対圧)の減圧下で単蒸留を行い、留分温度95〜102℃で無色液体として留出するシス及びトランス−2−n−ヘプチル−1,3−ジオキサン−5−オールとシス及びトランス−4−ヒドロキシメチル−2−n−ヘプチル−1,3−ジオキソランからなる4種の異性体混合物 135gを得た。純度99%、蒸留収率89%であった。
参考文献7(グリーン・ケミストリー(Green Chemistry)、第12巻、2225−2231頁、2010年)には、各異性体の2位のプロトンのH−NMRシグナル帰属が記載されている。この情報とH−NMR分析より求めた、2−ヘプチル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−ヘプチル−1,3−ジオキソランの異性体比率は57対43であった。
In a 300 mL flask equipped with a Dean-Stark apparatus, 69.1 g of glycerol (purity 100%, 750 mmol), 98.1 g of n-octanal (purity 98.0%, 750 mmol), 368 mg of methanesulfonic acid (purity 98.0) %, 3.75 mmol) and 18 g of n-hexane were added and refluxed for 3 hours while removing water produced as a by-product in the reaction. After cooling, the solution was neutralized with 1.30 g of a 20% ethanol solution of sodium ethoxide (260 mg as sodium ethoxide, 3.82 mmol). As a result of analysis of the reaction solution, 4 consisting of cis and trans-2-n-heptyl-1,3-dioxane-5-ol and cis and trans-4-hydroxymethyl-2-n-heptyl-1,3-dioxolane was obtained. The reaction yield of the seed isomer mixture was 100%.
Subsequently, the reaction solution was transferred to a 200 mL flask equipped with a Claisen head, heated to 50 ° C. and gradually reduced in pressure to distill off n-hexane and ethanol, and further subjected to simple distillation under reduced pressure of 67 Pa (absolute pressure). Cis and trans-2-n-heptyl-1,3-dioxan-5-ol and cis and trans-4-hydroxymethyl-2-n-heptyl distilled at a distillation temperature of 95 to 102 ° C. 135 g of a mixture of four isomers consisting of -1,3-dioxolane was obtained. The purity was 99% and the distillation yield was 89%.
Reference 7 (Green Chemistry, Vol. 12, pages 2225-2231, 2010) describes the 1 H-NMR signal assignment of the proton at the 2-position of each isomer. The isomer ratio of 2-heptyl-1,3-dioxane-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-heptyl-1,3-dioxolane determined from this information and 1 H-NMR analysis was 57:43. It was.

<異性体混合物のスペクトルデータ>
・IR(neat、cm−1):3479(br)、2954、2854、1462、1394、1146、1043。
<Spectral data of isomer mixture>
IR (neat, cm −1 ): 3479 (br), 2954, 2854, 1462, 1394, 1146, 1043.

実施例1: 1,3−ジオキサン−5−オンの製造
実施例1において行った反応は、以下の通りである。
Example 1: Production of 1,3-dioxane-5-one The reaction carried out in Example 1 is as follows.

実施例1−1
100mL滴下ロートを取り付けた1Lフラスコに、1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキソランの混合物 63.7g(東京化成工業株式会社商品、商品名グリセロールホルマール、純度98.0%、600ミリモル、参考文献5の情報とH−NMR分析より求めた1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキソランの異性体比率58対42)、2−ヒドロキシ−2−アザアダマンタン 93.8mg(AZADOL、日産化学工業株式会社、商標、純度98.0%、0.60ミリモル)、ピリジン 71.5g(純度99.5%、900ミリモル)、アセトニトリル 150gを仕込み、冷却しながら窒素雰囲気下で撹拌した。トリクロロイソシアヌル酸 58.7g(TCCA、純度95.0%、240ミリモル)をアセトニトリル 150gに溶かした溶液を3回に分けて滴下ロートに仕込み、フラスコ内の反応液温度が−2℃〜2℃の範囲に収まるように滴下速度を調節しながら3.5時間かけて滴下した。冷却を停止して反応液温度を20℃付近まで昇温しながら更に4時間撹拌を続け、最後に2−プロパノール 7.23g(純度99.7%、120ミリモル)を添加して更に20分撹拌して反応を完結させた。副生した粉末状固体を濾別後にアセトニトリルを留去した反応液にtert−ブチルメチルエーテル 100gを添加し、析出した粉末状固体の濾別と溶媒留去を2回繰り返し、オレンジ色オイル状粗生成物 70.5gを得た。粗生成物をGC分析した結果、1,3−ジオキサン−5−オールの転化率は100%、1,3−ジオキサン−5−オンの収率は90%、4−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキソランの転化率は100%、1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステルの収率は95%、4−ホルミル−1,3−ジオキソランの収率は1%であった。
理論段6段の充填式蒸留塔(充填物:ヘリパックパッキンNo.2)を取り付けた200mLナシ型フラスコに粗生成物 65.0gを仕込み、残留溶媒とピリジンを留去しながら0.67kPa(絶対圧)まで減圧した後に還流比を3に設定し、留分温度42〜43℃で無色液体として留出する1,3−ジオキサン−5−オン 27.4gを得た。純度99.2%、蒸留収率92%であった。更に、圧力を0.13kPa(絶対圧)に、還流比を0.1に変更し、留分温度89〜91℃で薄黄色液体として留出する1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステル 21.9gを得た。純度98.8%、蒸留収率96%であった。13C−NMR分析より、このエステルダイマーは2組のラセミ体からなる4種の立体異性体混合物であることが示唆された。
図1に実施例1−1で得られた反応液のGCチャートを示す。
Example 1-1
In a 1 L flask equipped with a 100 mL dropping funnel, 63.7 g of a mixture of 1,3-dioxane-5-ol and 4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., trade name: glycerol formal, purity: 98) 1.0%, 600 mmol, isomer ratio 58:42) of 1,3-dioxan-5-ol and 4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane determined from information in Reference 5 and 1 H-NMR analysis, 93.8 mg of 2-hydroxy-2-azaadamantane (AZADOL, Nissan Chemical Industries, Ltd., trademark, purity 98.0%, 0.60 mmol), 71.5 g of pyridine (purity 99.5%, 900 mmol), acetonitrile 150 g was charged and stirred in a nitrogen atmosphere while cooling. A solution prepared by dissolving 58.7 g of trichloroisocyanuric acid (TCCA, purity 95.0%, 240 mmol) in 150 g of acetonitrile was charged in three portions into a dropping funnel, and the reaction solution temperature in the flask was −2 ° C. to 2 ° C. It dripped over 3.5 hours, adjusting dripping speed | rate so that it might be settled in the range. Stirring was continued for 4 hours while cooling was stopped and the temperature of the reaction solution was raised to around 20 ° C. Finally, 7.23 g of 2-propanol (purity 99.7%, 120 mmol) was added and stirred for another 20 minutes. To complete the reaction. 100 g of tert-butyl methyl ether was added to the reaction solution in which acetonitrile was distilled off after filtering off the powdery solid produced as a by-product, and the filtered powdered solid and solvent distillation were repeated twice to obtain an orange oily crude 70.5 g of product was obtained. As a result of GC analysis of the crude product, the conversion of 1,3-dioxan-5-ol was 100%, the yield of 1,3-dioxan-5-one was 90%, 4-hydroxymethyl-1,3- Conversion of dioxolane was 100%, yield of 1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (1,3-dioxolan-4-yl) methyl ester was 95%, yield of 4-formyl-1,3-dioxolane Was 1%.
Into a 200 mL pear-type flask equipped with a 6-stage packed distillation column (packing: Helipac Packing No. 2) was charged 65.0 g of the crude product, and 0.67 kPa ( After the pressure was reduced to (absolute pressure), the reflux ratio was set to 3 to obtain 27.4 g of 1,3-dioxane-5-one distilling as a colorless liquid at a fraction temperature of 42 to 43 ° C. The purity was 99.2% and the distillation yield was 92%. Further, the pressure was changed to 0.13 kPa (absolute pressure), the reflux ratio was changed to 0.1, and 1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (1) distilled as a pale yellow liquid at a fraction temperature of 89 to 91 ° C. , 3-Dioxolan-4-yl) methyl ester 21.9 g was obtained. The purity was 98.8% and the distillation yield was 96%. 13 C-NMR analysis suggested that this ester dimer was a mixture of four stereoisomers consisting of two racemates.
FIG. 1 shows a GC chart of the reaction solution obtained in Example 1-1.

<1,3−ジオキサン−5−オンのスペクトルデータ>
H−NMR(400MHz、CDCl、δppm):4.36(4H、s)、5.02(2H、s)。
13C−NMR(100MHz、CDCl、δppm):73.4、91.4、203.7。
・IR(neat、cm−1):2864、1736、1425、1240、1178、1122、1043、930。
・MS(m/z):102(M)、73、44。
<1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステル(立体異性体混合物)のスペクトルデータ>
・IR(neat、cm−1):2956、2856、1751、1284、1151、1082、1016、916。
・MS(m/z):204(M)、159、129、86、73、57、45。
<4−ホルミル−1,3−ジオキソランのスペクトルデータ>
・MS(m/z):102(M)、73、56、45。
<Spectral data of 1,3-dioxan-5-one>
· 1 H-NMR (400MHz, CDCl 3, δ ppm): 4.36 (4H, s), 5.02 (2H, s).
· 13 C-NMR (100MHz, CDCl 3, δ ppm): 73.4,91.4,203.7.
IR (neat, cm −1 ): 2864, 1736, 1425, 1240, 1178, 1122, 1043, 930.
MS (m / z): 102 (M <+> ), 73, 44.
<Spectral data of 1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (1,3-dioxolan-4-yl) methyl ester (stereoisomer mixture)>
IR (neat, cm −1 ): 2956, 2856, 1751, 1284, 1151, 1082, 1016, 916.
MS (m / z): 204 (M <+> ), 159, 129, 86, 73, 57, 45.
<Spectral data of 4-formyl-1,3-dioxolane>
MS (m / z): 102 (M <+> ), 73, 56, 45.

実施例1−2
20mL滴下ロートを取り付けた50mLフラスコに、実施例1−1と同じグリセロールホルマール 3.19g(純度98.0%、30.0ミリモル)、AZADOL 4.7mg(純度98.0%、30マイクロモル)、ピリジン 4.77g(純度99.5%、60.0ミリモル)、アセトニトリル 10gを仕込み、冷却しながら窒素雰囲気下で撹拌した。TCCA 2.94g(純度95.0%、12.0ミリモル)をアセトニトリル 10gに溶かした溶液を滴下ロートに仕込み、フラスコ内の反応液温度が−10℃〜10℃の範囲に収まるように滴下速度を調節しながら1時間かけて滴下した。冷却を停止して反応液温度を25℃付近まで昇温しながら更に2時間撹拌を続け、最後に2−プロパノール 0.20g(純度99.7%、3.3ミリモル)を添加して更に10分撹拌して反応を完結させた。副生した粉末状固体を濾別後に濾液をGC分析した結果、1,3−ジオキサン−5−オールの転化率は100%、1,3−ジオキサン−5−オンの収率は98%、4−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキソランの転化率は100%、1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステルの収率は99%、4−ホルミル−1,3−ジオキソランの収率は1%であった。
Example 1-2
In a 50 mL flask equipped with a 20 mL dropping funnel, the same glycerol formal 3.19 g (purity 98.0%, 30.0 mmol) as in Example 1-1, AZADOL 4.7 mg (purity 98.0%, 30 μmol) , 4.77 g of pyridine (purity 99.5%, 60.0 mmol) and 10 g of acetonitrile were charged and stirred under a nitrogen atmosphere while cooling. A solution prepared by dissolving 2.94 g of TCCA (purity 95.0%, 12.0 mmol) in 10 g of acetonitrile was charged into a dropping funnel, and the dropping speed was adjusted so that the temperature of the reaction solution in the flask was within a range of −10 ° C. to 10 ° C. The solution was added dropwise over 1 hour while adjusting. Stirring was continued for 2 hours while cooling was stopped and the temperature of the reaction solution was raised to about 25 ° C. Finally, 0.20 g of 2-propanol (purity 99.7%, 3.3 mmol) was added, and further 10 The reaction was completed by stirring for a minute. As a result of GC analysis of the filtrate after filtering off the powdery solid produced as a by-product, the conversion of 1,3-dioxane-5-ol was 100%, and the yield of 1,3-dioxane-5-one was 98%. The conversion of -hydroxymethyl-1,3-dioxolane is 100%, the yield of 1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (1,3-dioxolan-4-yl) methyl ester is 99%, 4-formyl- The yield of 1,3-dioxolane was 1%.

実施例1−3〜1−15
触媒の種類や使用量、塩基の種類や使用量、又は溶媒種を変えた以外は実施例1−2と同様の操作を行った。表1に実施例1−2〜1−15の反応条件と結果を示す。
Examples 1-3 to 1-15
The same operation as in Example 1-2 was performed except that the type and amount of catalyst used, the type and amount of base used, or the solvent type were changed. Table 1 shows the reaction conditions and results of Examples 1-2 to 1-15.

実施例2: 2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オンの製造
実施例2において行った反応は、以下の通りである。
Example 2: Production of 2-phenyl-1,3-dioxane-5-one The reaction carried out in Example 2 is as follows.

実施例2−1及び2−2
製造例1で得られた2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−フェニル−1,3−ジオキソランの混合物 3.60g(純度100%、20.0ミリモル)を反応原料として用いて、実施例1−2と同様の操作を行い、2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オンと2−フェニル−1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(2−フェニル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステルを主生成物とする反応液を得た。表2に実施例2−1及び2−2の反応条件と結果を示す。
実施例2−1及び2−2で得られた反応液を混合し、0.13kPa(絶対圧)の減圧下で単蒸留を行った。留分温度94〜96℃で留出する薄黄色液体をtert−ブチルメチルエーテルから再結晶し、2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オンの無色薄板状結晶 1.28gを得た。純度100%、精製収率43%であった。更に、濃褐色オイル状の単蒸留残渣のシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒n−ヘキサン/酢酸エチル=3)によってRf値0.24の成分を分離し、溶媒留去及び真空乾燥後にオレンジ色液体状の2−フェニル−1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(2−フェニル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステル 2.58gを得た。純度90.6%、精製収率78%であった。GC−MS分析より、このエステルダイマーは少なくとも6組のラセミ体からなる立体異性体混合物であることを確認した。なお、他の2組のラセミ体については、ピークが重なり、検出できなかったものと推定される。
図2に実施例2−1で得られた反応液のGCチャートを示す。
Examples 2-1 and 2-2
Mixture of 2-phenyl-1,3-dioxan-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-phenyl-1,3-dioxolane obtained in Production Example 1 3.60 g (100% purity, 20.0 mmol) Was used as a reaction raw material in the same manner as in Example 1-2 to give 2-phenyl-1,3-dioxane-5-one and 2-phenyl-1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (2- A reaction solution containing phenyl-1,3-dioxolan-4-yl) methyl ester as a main product was obtained. Table 2 shows the reaction conditions and results of Examples 2-1 and 2-2.
The reaction liquids obtained in Examples 2-1 and 2-2 were mixed and subjected to simple distillation under reduced pressure of 0.13 kPa (absolute pressure). A pale yellow liquid distilled at a fraction temperature of 94 to 96 ° C. was recrystallized from tert-butyl methyl ether to obtain 1.28 g of colorless thin plate crystals of 2-phenyl-1,3-dioxane-5-one. The purity was 100% and the purification yield was 43%. Further, a component having an Rf value of 0.24 was separated by silica gel column chromatography (developing solvent n-hexane / ethyl acetate = 3) of a simple brown residue in the form of a dark brown oil. Of 2-phenyl-1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (2-phenyl-1,3-dioxolan-4-yl) methyl ester was obtained. The purity was 90.6% and the purification yield was 78%. GC-MS analysis confirmed that the ester dimer was a stereoisomer mixture consisting of at least 6 racemates. For the other two racemates, it is presumed that the peaks overlapped and could not be detected.
FIG. 2 shows a GC chart of the reaction solution obtained in Example 2-1.

<2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オンのスペクトルデータ>
H−NMR(400MHz、CDCl、δppm):4.46(2H、d、J=17.2Hz)、4.52(2H、d、J=17.2Hz)、5.89(1H、s)、7.25−7.55(5H、m)。
13C−NMR(100MHz、CDCl、δppm):72.4、99.0、126.1、128.5、129.4、133.8、204.4。
・IR(neat、cm−1):3070、2860、1718、1394、1094、975。
・MS(m/z):178(M)、148、119、105、91、77、51。
<2−フェニル−1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(2−フェニル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステル(立体異性体混合物)のスペクトルデータ>
・IR(neat、cm−1):2881、1751、1734、1458、1394、1200、1080、648。
・MS(m/z、GC上の6ピーク共通):356(M)、250、233、149、129、105、91、77、55。
<4−ホルミル−2−フェニル−1,3−ジオキソラン(立体異性体混合物)のスペクトルデータ>
・MS(m/z、GC上の2ピーク共通):178(M)、177、149、105、91、77、51。
<Spectral data of 2-phenyl-1,3-dioxan-5-one>
· 1 H-NMR (400MHz, CDCl 3, δ ppm): 4.46 (2H, d, J = 17.2Hz), 4.52 (2H, d, J = 17.2Hz), 5.89 (1H , S), 7.25-7.55 (5H, m).
· 13 C-NMR (100MHz, CDCl 3, δ ppm): 72.4,99.0,126.1,128.5,129.4,133.8,204.4.
IR (neat, cm −1 ): 3070, 2860, 1718, 1394, 1094, 975.
MS (m / z): 178 (M <+> ), 148, 119, 105, 91, 77, 51.
<Spectral data of 2-phenyl-1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (2-phenyl-1,3-dioxolan-4-yl) methyl ester (stereoisomer mixture)>
IR (neat, cm −1 ): 2881, 1751, 1734, 1458, 1394, 1200, 1080, 648.
MS (m / z, common to 6 peaks on GC): 356 (M + ), 250, 233, 149, 129, 105, 91, 77, 55.
<Spectral data of 4-formyl-2-phenyl-1,3-dioxolane (stereoisomer mixture)>
MS (m / z, common to two peaks on GC): 178 (M + ), 177, 149, 105, 91, 77, 51.

実施例2−3
製造例1で得られた2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−フェニル−1,3−ジオキソランの混合物 451mg(純度100%、2.50ミリモル)、4−アセトアミド−2,2,6,6−テトラメチル−1−オキソピペリジニウムテトラフルオロボラート 1.98g(純度95.0%、6.26ミリモル)、あらかじめ真空加熱条件下で乾燥させたモレキュラーシーブ4A 1.0g、及びジクロロメタン 10gを、滴下ロートを取り付けた50mLフラスコに仕込み、窒素雰囲気下室温で撹拌した。ピリジン 0.457g(純度99.5%、5.75ミリモル)とジクロロメタン 5gからなる溶液を20mL滴下ロートに仕込み、10分かけて滴下した。更に室温で2時間撹拌を続けた後、最後にメタノール 0.10g(純度99.8%、3.1ミリモル)を添加して更に10分撹拌して反応を完結させた。モレキュラーシーブ4Aと副生した粉末状固体を濾別後に濾液をGC分析した結果、2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オールの転化率は56%、2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オンの収率は13%、4−ヒドロキシメチル−2−フェニル−1,3−ジオキソランの転化率は60%、2−フェニル−1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(2−フェニル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステルの収率は51%、4−ホルミル−2−フェニル−1,3−ジオキソランの収率は4%であった。
Example 2-3
A mixture of 2-phenyl-1,3-dioxan-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-phenyl-1,3-dioxolane obtained in Production Example 1 451 mg (purity 100%, 2.50 mmol), 4 -Acetamide-2,2,6,6-tetramethyl-1-oxopiperidinium tetrafluoroborate 1.98 g (purity 95.0%, 6.26 mmol), molecular dried in advance under vacuum heating conditions Sieve 4A (1.0 g) and dichloromethane (10 g) were charged into a 50 mL flask equipped with a dropping funnel and stirred at room temperature under a nitrogen atmosphere. A solution consisting of 0.457 g of pyridine (purity 99.5%, 5.75 mmol) and 5 g of dichloromethane was placed in a 20 mL dropping funnel and added dropwise over 10 minutes. Stirring was further continued at room temperature for 2 hours, and finally, 0.10 g of methanol (purity 99.8%, 3.1 mmol) was added and stirred for another 10 minutes to complete the reaction. As a result of GC analysis of the filtrate after filtering the molecular sieve 4A and by-product powdery solid, the conversion rate of 2-phenyl-1,3-dioxane-5-ol was 56%, and 2-phenyl-1,3-dioxane. The yield of -5-one was 13%, the conversion of 4-hydroxymethyl-2-phenyl-1,3-dioxolane was 60%, 2-phenyl-1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (2-phenyl The yield of -1,3-dioxolan-4-yl) methyl ester was 51%, and the yield of 4-formyl-2-phenyl-1,3-dioxolane was 4%.

実施例3: 2−メチル−1,3−ジオキサン−5−オンの製造
実施例3において行った反応は、以下の通りである。
Example 3 Production of 2-methyl-1,3-dioxane-5-one The reaction performed in Example 3 is as follows.

実施例3−1
製造例3で得られた2−メチル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−メチル−1,3−ジオキソランの混合物 70.9g(純度100%、600ミリモル)を反応原料として用いて、実施例1−1と同様の操作を行い、黄色オイル状粗生成物 66.2gを得た。粗生成物をGC分析した結果、2−メチル−1,3−ジオキサン−5−オールの転化率は100%、2−メチル−1,3−ジオキサン−5−オンの収率は74%、2−メチル−4−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキソランの転化率は100%、2−メチル−1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(2−メチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステルの収率は88%、4−ホルミル−1,3−ジオキソランの収率は0%であった。
理論段6段の充填式蒸留塔(充填物:ヘリパックパッキンNo.2)を取り付けた100mLナシ型フラスコに粗生成物 60.0gを仕込み、残留溶媒とピリジンを留去しながら1.3kPa(絶対圧)まで減圧した後に還流比を3に設定し、留分温度52〜53℃で無色液体として留出する2−メチル−1,3−ジオキサン−5−オン 31.4gを得た。純度100%、蒸留収率96%であった。更に、0.13kPa(絶対圧)まで減圧した後に還流比を0.5に設定し、留分温度110〜113℃で薄黄色液体として留出する2−メチル−1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(2−メチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステル 16.1gを得た。純度98.6%、蒸留収率95%であった。13C−NMR及びGC−MS分析より、このエステルダイマーは少なくとも2組のラセミ体からなる4種の立体異性体混合物であることが確認された。なお、他の6組のラセミ体については、ピークが重なり、検出できなかったものと推定される。
Example 3-1
Reaction of 70.9 g (purity 100%, 600 mmol) of the mixture of 2-methyl-1,3-dioxane-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-methyl-1,3-dioxolane obtained in Production Example 3 Using as a raw material, the same operation as in Example 1-1 was performed to obtain 66.2 g of a yellow oily crude product. As a result of GC analysis of the crude product, the conversion rate of 2-methyl-1,3-dioxane-5-ol was 100%, the yield of 2-methyl-1,3-dioxane-5-one was 74%, Conversion of methyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane is 100%, 2-methyl-1,3-dioxolan-4-carboxylic acid (2-methyl-1,3-dioxolan-4-yl) methyl The yield of ester was 88%, and the yield of 4-formyl-1,3-dioxolane was 0%.
60.0 g of the crude product was charged into a 100 mL pear-type flask equipped with a 6-stage theoretical distillation column (packing: Helipac Packing No. 2), and 1.3 kPa ( After the pressure was reduced to (absolute pressure), the reflux ratio was set to 3 to obtain 31.4 g of 2-methyl-1,3-dioxane-5-one distilling as a colorless liquid at a fraction temperature of 52 to 53 ° C. The purity was 100% and the distillation yield was 96%. Further, the pressure is reduced to 0.13 kPa (absolute pressure), the reflux ratio is set to 0.5, and 2-methyl-1,3-dioxolane-4-distilled as a pale yellow liquid at a fraction temperature of 110 to 113 ° C. 16.1 g of carboxylic acid (2-methyl-1,3-dioxolan-4-yl) methyl ester was obtained. The purity was 98.6% and the distillation yield was 95%. 13 C-NMR and GC-MS analysis confirmed that this ester dimer was a mixture of four stereoisomers consisting of at least two racemates. In addition, about another 6 sets of racemic bodies, a peak overlaps and it is estimated that it was not able to be detected.

<2−メチル−1,3−ジオキサン−5−オンのスペクトルデータ>
H−NMR(400MHz、CDCl、δppm):1.44(3H、d、J=5.2Hz)、4.29(2H、d、J=17.6Hz)、4.39(2H、d、J=17.6Hz)、5.06(1H、q、J=5.2Hz)。
13C−NMR(100MHz、CDCl、δppm):20.2、72.6、97.4、204.4。
・IR(neat、cm−1):2994、2875、1739、1408、1130、1097、1051、872。
・MS(m/z):116(M)、101、86、58、43。
<2−メチル−1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(2−メチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステル(立体異性体混合物)のスペクトルデータ>
・IR(neat、cm−1):2991、2864、1751、1408、1201、1146、1088、1076、858。
・MS(m/z、GC上の2ピーク共通):232(M)、217、173、129、101、87、59、43。
<Spectral data of 2-methyl-1,3-dioxan-5-one>
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ ppm ): 1.44 (3H, d, J = 5.2 Hz), 4.29 (2H, d, J = 17.6 Hz), 4.39 (2H , D, J = 17.6 Hz), 5.06 (1H, q, J = 5.2 Hz).
· 13 C-NMR (100MHz, CDCl 3, δ ppm): 20.2,72.6,97.4,204.4.
IR (neat, cm −1 ): 2994, 2875, 1739, 1408, 1130, 1097, 1051, 872.
MS (m / z): 116 (M <+> ), 101, 86, 58, 43.
<Spectral data of 2-methyl-1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (2-methyl-1,3-dioxolan-4-yl) methyl ester (stereoisomer mixture)>
IR (neat, cm −1 ): 2991, 2864, 1751, 1408, 1201, 1146, 1088, 1076, 858.
MS (m / z, common to 2 peaks on GC): 232 (M + ), 217, 173, 129, 101, 87, 59, 43.

実施例3−2〜3−4
製造例3で得られた2−メチル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−メチル−1,3−ジオキソランの混合物 3.54g(純度100%、30.0ミリモル)を反応原料として用いて、実施例1−2と同様の操作を行い、2−メチル−1,3−ジオキサン−5−オンと2−メチル−1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(2−メチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステルを主生成物とする反応液を得た。表3に実施例3−2〜3−4の反応条件と結果を示す。
Examples 3-2 to 3-4
A mixture of 2-methyl-1,3-dioxan-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-methyl-1,3-dioxolane obtained in Production Example 3 3.54 g (purity 100%, 30.0 mmol) As a reaction raw material, the same operation as in Example 1-2 was performed to give 2-methyl-1,3-dioxane-5-one and 2-methyl-1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (2- A reaction solution having methyl-1,3-dioxolan-4-yl) methyl ester as a main product was obtained. Table 3 shows the reaction conditions and results of Examples 3-2 to 3-4.

<2−メチル−4−ホルミル−1,3−ジオキソラン(立体異性体混合物)のスペクトルデータ>
・MS(m/z、GC上の2ピーク共通):115、101、87、71、59、43。
図3に実施例3−3で得られた反応液のGCチャートを示す。
<Spectral data of 2-methyl-4-formyl-1,3-dioxolane (stereoisomer mixture)>
MS (m / z, common to two peaks on GC): 115, 101, 87, 71, 59, 43.
FIG. 3 shows a GC chart of the reaction solution obtained in Example 3-3.

実施例4: 2−n−ヘプチル−1,3−ジオキサン−5−オンの製造
実施例4において行った反応は、以下の通りである。
Example 4: Production of 2-n-heptyl-1,3-dioxane-5-one The reaction carried out in Example 4 is as follows.

製造例4で得られた2−n−ヘプチル−1,3−ジオキサン−5−オールと4−ヒドロキシメチル−2−n−ヘプチル−1,3−ジオキソランの混合物 4.34g(純度99.2%、21.3ミリモル)を反応原料として用いて、実施例1−1と同様の反応操作を行った。粉末状固体の濾過とアセトニトリルの留去後に再析出した粉末状固体を除去するため、tert−ブチルメチルエーテル 20gとイオン交換水 10gを加え、更に水層のpHが8になるまで飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えた後に抽出した。静置分層後に下層水を抜出し、飽和塩化ナトリウム水溶液 20gを加えて抽出から下層水抜出しまでを繰り返した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウム 10gで乾燥し、濾過後にtert−ブチルメチルエーテルを留去して薄黄色オイル状粗生成物 5.40gを得た。粗生成物をGC分析した結果、2−n−ヘプチル−1,3−ジオキサン−5−オールの転化率は93%、2−n−ヘプチル−1,3−ジオキサン−5−オンの収率は74%、2−n−ヘプチル−4−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキソランの転化率は100%、2−n−ヘプチル−1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(2−n−ヘプチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステルの収率は98%、4−ホルミル−n−ヘプチル−1,3−ジオキソランの収率は2%であった。
続いてクーゲルロール蒸留装置を用いて40Pa(絶対圧)の減圧下で粗生成物 5.00gの蒸留を行い、装置温度140〜160℃で無色液体として留出する2−n−ヘプチル−1,3−ジオキサン−5−オン 1.35gを得た。純度97%、蒸留収率78%であった。また、黄色ゲル状の蒸留残渣 1.86中の2−n−ヘプチル−1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(2−n−ヘプチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステル純度は87%、蒸留回収率は95%であった。13C−NMR及びGC−MS分析より、このエステルダイマーは8組のラセミ体からなる16種の立体異性体混合物であることが確認された。
A mixture of 2-n-heptyl-1,3-dioxane-5-ol and 4-hydroxymethyl-2-n-heptyl-1,3-dioxolane obtained in Production Example 4 (4.34 g, purity 99.2%) 21.3 mmol) was used as a reaction raw material, and the same reaction operation as in Example 1-1 was performed. In order to remove the powdered solid that re-precipitated after filtration of the powdered solid and evaporation of acetonitrile, 20 g of tert-butyl methyl ether and 10 g of ion-exchanged water were added, and saturated sodium bicarbonate until the pH of the aqueous layer reached 8. Extraction was carried out after adding an aqueous solution. The lower layer water was extracted after the stationary separation, and 20 g of saturated aqueous sodium chloride solution was added to repeat the extraction to the extraction of the lower layer water. The obtained organic layer was dried over 10 g of anhydrous sodium sulfate, and after filtration, tert-butyl methyl ether was distilled off to obtain 5.40 g of a pale yellow oily crude product. As a result of GC analysis of the crude product, the conversion of 2-n-heptyl-1,3-dioxane-5-ol was 93%, and the yield of 2-n-heptyl-1,3-dioxane-5-one was 74%, conversion of 2-n-heptyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane is 100%, 2-n-heptyl-1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (2-n-heptyl-1 , 3-Dioxolan-4-yl) methyl ester was 98%, and 4-formyl-n-heptyl-1,3-dioxolane was 2%.
Subsequently, 2.00 g of the crude product is distilled under a reduced pressure of 40 Pa (absolute pressure) using a Kugelrohr distillation apparatus, and 2-n-heptyl-1, which is distilled as a colorless liquid at an apparatus temperature of 140 to 160 ° C., 1.35 g of 3-dioxane-5-one was obtained. The purity was 97% and the distillation yield was 78%. In addition, the purity of 2-n-heptyl-1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (2-n-heptyl-1,3-dioxolan-4-yl) methyl ester in the yellow gel-like distillation residue 1.86 is The distillation recovery rate was 87%. 13 C-NMR and GC-MS analysis confirmed that this ester dimer was a mixture of 16 stereoisomers consisting of 8 racemates.

<2−n−ヘプチル−1,3−ジオキサン−5−オンのスペクトルデータ>
H−NMR(400MHz、CDCl、δppm):0.88(3H、t、J=6.8Hz)、1.23−1.37(8H、m)、1.40−1.47(2H、m)、1.69−1.74(2H、m)、4.28(2H、d、J=18.2Hz)4.40(2H、d、J=18.2Hz)、4.86(1H、t、J=5.0Hz)。
13C−NMR(100MHz、CDCl、δppm):14.0、22.6、24.0、29.1、29.3、31.7、34.0、72.2、100.4、204.5。
・IR(neat、cm−1):2956、2858、1741、1134、1053、957。
・MS(m/z):200(M)、101、71、55、43。
<2−n−ヘプチル−1,3−ジオキソラン−4−カルボン酸(2−n−ヘプチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルエステル(立体異性体混合物)のスペクトルデータ>
・IR(neat、cm−1):2925、2854、1747、1458、1198、1147、949。
・MS(m/z、GC上の8ピーク共通):400(M)、301、173、157、101、69、57、43。
<4−ホルミル−n−ヘプチル−1,3−ジオキソラン(立体異性体混合物)のスペクトルデータ>
・MS(m/z、GC上の2ピーク共通):200(M)、171、101、69、55、41。
図4に実施例4で得られた反応液のGCチャートを示す。
<Spectral data of 2-n-heptyl-1,3-dioxane-5-one>
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , δ ppm ): 0.88 (3H, t, J = 6.8 Hz), 1.23-1.37 (8H, m), 1.40-1.47 (2H, m), 1.69-1.74 (2H, m), 4.28 (2H, d, J = 18.2 Hz) 4.40 (2H, d, J = 18.2 Hz), 4. 86 (1H, t, J = 5.0 Hz).
· 13 C-NMR (100MHz, CDCl 3, δ ppm): 14.0,22.6,24.0,29.1,29.3,31.7,34.0,72.2,100.4 204.5.
IR (neat, cm −1 ): 2956, 2858, 1741, 1134, 1053, 957.
MS (m / z): 200 (M <+> ), 101, 71, 55, 43.
<Spectral data of 2-n-heptyl-1,3-dioxolane-4-carboxylic acid (2-n-heptyl-1,3-dioxolan-4-yl) methyl ester (stereoisomer mixture)>
IR (neat, cm −1 ): 2925, 2854, 1747, 1458, 1198, 1147, 949.
MS (m / z, common to 8 peaks on GC): 400 (M + ), 301, 173, 157, 101, 69, 57, 43.
<Spectral data of 4-formyl-n-heptyl-1,3-dioxolane (stereoisomer mixture)>
MS (m / z, common to two peaks on GC): 200 (M + ), 171, 101, 69, 55, 41.
FIG. 4 shows a GC chart of the reaction solution obtained in Example 4.

実施例5: ジヒドロキシアセトンの製造
実施例5において行った反応は、以下の通りである。
Example 5: Production of dihydroxyacetone The reaction carried out in Example 5 is as follows.

実施例2−1及び2−2で得られた2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オン 1.00g(純度100%、5.61ミリモル)、ダウエックス50Wx8 1.0g(強酸性陽イオン交換樹脂、ダウ・ケミカル社、商標) 40mg、イオン交換水 10gを、20mLフラスコに仕込み、40℃で2時間撹拌した。冷却後にイオン交換樹脂を濾別した反応液をtert−ブチルメチルエーテル 10gで3回抽出してベンズアルデヒドを除去した。水溶液にアセトニトリル 100gを添加し40℃で溶媒を留去した後に真空乾燥した。得られた薄黄色樹脂状粗生成物 500mgをトリメチルシリル(TMS)化した後にGC分析した結果、主生成物はDHA及びDHAの環状ヘミアセタールダイマーであった。参考文献8(ジャーナル・オブ・カタリシス(Journal of Catalysis)、第245巻、428−435頁、2007年)には、重水中のDHAのH−NMRシグナル帰属が記載されている。同条件下で粗生成物をH−NMR分析した結果、文献同様にDHAとDHAの水和物(モル比1.0対0.26)が主構成物質であり、その他ヘミアセタールダイマーが少量存在していた。ジメチルスルホンを内部標準物質として添加した粗生成物のH−NMR分析の結果、DHAとDHAの水和物を定量して求めた粗生成物中のDHA骨格の純度は63.3%、収率は63%であった。 1.00 g (purity 100%, 5.61 mmol) of 2-phenyl-1,3-dioxane-5-one obtained in Examples 2-1 and 2-2, 1.0 g of Dowex 50Wx8 (strongly acidic positive) 40 mg of ion exchange resin, Dow Chemical Co., Ltd., and 10 g of ion exchange water were charged into a 20 mL flask and stirred at 40 ° C. for 2 hours. After cooling, the reaction solution from which the ion exchange resin had been filtered was extracted three times with 10 g of tert-butyl methyl ether to remove benzaldehyde. 100 g of acetonitrile was added to the aqueous solution, and the solvent was distilled off at 40 ° C., followed by vacuum drying. As a result of GC analysis after 500 mg of the obtained pale yellow resinous crude product was converted to trimethylsilyl (TMS), the main product was a cyclic hemiacetal dimer of DHA and DHA. Reference 8 (Journal of Catalysis, Vol. 245, pages 428-435, 2007) describes 1 H-NMR signal attribution of DHA in heavy water. As a result of 1 H-NMR analysis of the crude product under the same conditions, DHA and DHA hydrate (molar ratio 1.0 to 0.26) were the main constituents as in the literature, and a small amount of other hemiacetal dimer was found. Existed. As a result of 1 H-NMR analysis of the crude product to which dimethylsulfone was added as an internal standard substance, the purity of the DHA skeleton in the crude product obtained by quantifying the hydrates of DHA and DHA was 63.3%. The rate was 63%.

実施例6: 2−アミノ−1,3−プロパンジオール(セリノール)の製造
実施例6において行った反応は、以下の通りである。
Example 6: Production of 2-amino-1,3-propanediol (serinol) The reaction carried out in Example 6 is as follows.

20mL滴下ロートを取り付けた200mLフラスコに、ぎ酸アンモニウム 14.2g(純度100%、224ミリモル)、10%−パラジウムカーボン 0.50g(川研ファインケミカル株式会社製、MA型、52%含水品)、メタノール 60gを仕込み、撹拌を開始した。直後に、実施例2−1及び2−2に記載した方法と同様にして得られた2−フェニル−1,3−ジオキサン−5−オン 4.00g(純度100%、22.4ミリモル)をメタノール 15gに溶かした溶液を滴下ロートから30分かけて滴下し(この間、フラスコ中の液の温度は17℃から20℃に上昇した)、更に2時間撹拌した。パラジウムカーボンの濾別とメタノールの留去後に2モル/L水酸化ナトリウム溶液をpHが12になるまで加え、tert−ブチルメチルエーテル 50gで3回抽出した。合わせた有機層からtert−ブチルメチルエーテルを留去した後に、クーゲルロール蒸留装置を用いて130Pa(絶対圧)の減圧下で装置温度170〜180℃で無色液体として留出する5−アミノ−2−フェニル−1,3−ジオキサン 2.04gを得た。この5−アミノ−2−フェニル−1,3−ジオキサンに2モル/L塩酸 40mLを加え、20℃付近で2時間撹拌した。tert−ブチルメチルエーテル 50mLで3回抽出してベンズアルデヒドを除去した後に、1モル/L水酸化ナトリウム溶液をpHが10になるまで加えた。水を留去後に2−プロパノール 10mLを加えて不溶物を濾別し、更に2−プロパノールを留去後に真空乾燥して無色オイル状粗生成物 1.10gを得た。重水中でジメチルスルホンを内部標準物質として添加した粗生成物のH−NMR分析の結果、セリノールの純度は90.8%、収率は49%であった。 In a 200 mL flask equipped with a 20 mL dropping funnel, ammonium formate 14.2 g (purity 100%, 224 mmol), 10% -palladium carbon 0.50 g (manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd., MA type, 52% water-containing product), 60 g of methanol was charged and stirring was started. Immediately thereafter, 4.00 g (purity 100%, 22.4 mmol) of 2-phenyl-1,3-dioxan-5-one obtained in the same manner as described in Examples 2-1 and 2-2 was added. A solution dissolved in 15 g of methanol was dropped from the dropping funnel over 30 minutes (during this time, the temperature of the liquid in the flask rose from 17 ° C. to 20 ° C.), and the mixture was further stirred for 2 hours. After the palladium carbon was filtered off and the methanol was distilled off, a 2 mol / L sodium hydroxide solution was added until the pH was 12, followed by extraction three times with 50 g of tert-butyl methyl ether. After distilling off tert-butyl methyl ether from the combined organic layers, 5-amino-2 is distilled as a colorless liquid at a device temperature of 170 to 180 ° C. under a reduced pressure of 130 Pa (absolute pressure) using a Kugelrohr distillation apparatus. -2.04 g of phenyl-1,3-dioxane was obtained. 40 mL of 2 mol / L hydrochloric acid was added to this 5-amino-2-phenyl-1,3-dioxane, and the mixture was stirred at around 20 ° C. for 2 hours. After extraction with 50 mL of tert-butyl methyl ether three times to remove benzaldehyde, 1 mol / L sodium hydroxide solution was added until the pH reached 10. After distilling off water, 10 mL of 2-propanol was added and insoluble matters were filtered off. Further, 2-propanol was distilled off and vacuum-dried to obtain 1.10 g of a colorless oily crude product. As a result of 1 H-NMR analysis of a crude product in which dimethyl sulfone was added as an internal standard substance in heavy water, the purity of serinol was 90.8% and the yield was 49%.

本発明の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法によれば、容易にかつ安価に調達可能な原料から、短工程かつ簡便な方法により1,3−ジオキサン−5−オン類を製造する方法が提供される。本発明により得られる1,3−ジオキサン−5−オン類は、各種有用化合物の中間体として重要であり、DHAやセリノールの合成原料としても有用であり、医薬品、化学品の原料として好適に使用される。   According to the method for producing 1,3-dioxane-5-ones of the present invention, 1,3-dioxane-5-ones are produced from raw materials that can be procured easily and inexpensively by a short process and a simple method. A method is provided. The 1,3-dioxane-5-ones obtained by the present invention are important as intermediates for various useful compounds, are also useful as raw materials for the synthesis of DHA and serinol, and are suitably used as raw materials for pharmaceuticals and chemicals. Is done.

Claims (11)

下記式(I)で表される化合物と下記式(II)で表される化合物の混合物を原料とする1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法であって、前記混合物を酸化的エステル化条件下で酸化する工程(工程2)を有する、1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。

(式(I)及び式(II)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、R及びRは互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。)
A method for producing 1,3-dioxan-5-ones using a mixture of a compound represented by the following formula (I) and a compound represented by the following formula (II) as a raw material, wherein the mixture is an oxidative ester A process for producing 1,3-dioxan-5-ones, which comprises a step of oxidizing under oxidizing conditions (step 2).

(In Formula (I) and Formula (II), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group, or R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure. Represents a divalent hydrocarbon group that forms
式(I)及び式(II)中、Rが水素原子である、請求項1に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。 The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to claim 1, wherein R 1 is a hydrogen atom in formula (I) and formula (II). 工程2において、有機ニトロキシルラジカル、そのN−ヒドロキシ体、及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる1種以上の化合物と、酸化剤と、塩基とを用いる、請求項1又は2に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。   3. The process 2 according to claim 1, wherein at least one compound selected from an organic nitroxyl radical, an N-hydroxy form thereof, and a salt containing an oxoammonium cation thereof, an oxidizing agent, and a base are used in Step 2. Of the method for producing 1,3-dioxane-5-ones. 前記有機ニトロキシルラジカルが、下記式(VIII)で表される化合物、下記式(IX)で表される化合物、又は下記式(X)で表される化合物である、請求項3に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。

(式(VIII)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、スルホニルオキシ基、N−アルキルカルバモイルオキシ基、カルボキシ基、シアノ基、イソシアナト基、イソチオシアナト基、又はオキソ基を表す。式(IX)中、R及びRはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。式(X)中、R及びRはそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。)
The organic nitroxyl radical is a compound represented by the following formula (VIII), a compound represented by the following formula (IX), or a compound represented by the following formula (X). , 3-Dioxane-5-one production method.

(In the formula (VIII), R 4 is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, an amino group, an acylamino group, a sulfonyloxy group, an N-alkylcarbamoyloxy group, a carboxy group, a cyano group. Represents an isocyanato group, an isothiocyanato group, or an oxo group, and in formula (IX), R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, and in formula (X), R 7 and R 8 represent Each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.)
前記酸化剤が塩素を含有する化合物からなる酸化剤である、請求項3又は4に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。   The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to claim 3 or 4, wherein the oxidant is an oxidant composed of a compound containing chlorine. 前記塩基がピリジン骨格を有する複素環式芳香族アミンである、請求項3〜5のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。   The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to any one of claims 3 to 5, wherein the base is a heterocyclic aromatic amine having a pyridine skeleton. 工程2の後に1,3−ジオキサン−5−オン類を分離する工程(工程3)を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。   The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to any one of claims 1 to 6, further comprising a step (step 3) of separating 1,3-dioxane-5-ones after step 2. 前記工程3における分離が、蒸留による分離である、請求項7に記載の1,3−ジオキサン−5−オン類の製造方法。   The method for producing 1,3-dioxane-5-ones according to claim 7, wherein the separation in Step 3 is separation by distillation. 請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法で1,3−ジオキサン−5−オン類を製造する工程、及び、該工程で製造した1,3−ジオキサン−5−オン類を脱アセタール化する工程を有する、1,3−ジヒドロシキシアセトンの製造方法。   A process for producing 1,3-dioxane-5-ones by the production method according to claim 1, and deacetalization of the 1,3-dioxane-5-ones produced in the process A process for producing 1,3-dihydroxyxyacetone, comprising the step of: 請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法で1,3−ジオキサン−5−オン類を製造する工程、及び、該工程で製造した1,3−ジオキサン−5−オン類を還元的アミノ化し、更に脱アセタール化する工程を有する、2−アミノ−1,3−プロパンジオールの製造方法。   A process for producing 1,3-dioxane-5-ones by the production method according to any one of claims 1 to 8, and a 1,3-dioxane-5-one produced in the process is reduced to a reductive amino acid. And a method for producing 2-amino-1,3-propanediol, further comprising a step of deacetalization. 請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法で1,3−ジオキサン−5−オン類を製造する工程、及び、該工程で製造した1,3−ジオキサン−5−オン類を還元的アミノ化する工程を有する、5−アミノ−1,3−ジオキサン類の製造方法。   A process for producing 1,3-dioxane-5-ones by the production method according to any one of claims 1 to 8, and a 1,3-dioxane-5-one produced in the process is reduced to a reductive amino acid. A process for producing 5-amino-1,3-dioxane, which comprises the step of:
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