JPH04211634A

JPH04211634A - ジ−ｔ−ブチルジカーボネートの製造法

Info

Publication number: JPH04211634A
Application number: JP3023494A
Authority: JP
Inventors: Isao Kurimoto; 栗本　勲; Masayoshi Minamii; 正好南井
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-07-23
Filing date: 1991-02-18
Publication date: 1992-08-03
Anticipated expiration: 2014-06-21
Also published as: JP2906686B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アミノ基の保護化剤と
して有用なジ−ｔ−ブチルジカーボネート（以下、ＤＩ
ＢＯＣと略す。）の新規な製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＩＢＯＣは、各種のアミノ基をｔ−ブ
トキシカルボニル化（以下、ＢＯＣ化と略す。）して保
護するためのアミノ基保護化剤として有用であることが
知られている。ＤＩＢＯＣを用いるＢＯＣ化は、反応性
が良好であり、また、副生物のほとんどがｔ−ブチルア
ルコールと炭酸ガスであるため、反応の後処理が容易で
あることなどの利点を有している。

【０００３】このＤＩＢＯＣの製造法としては、大きく
分けて３つの方法が知られている。

【０００４】第１の方法は、Ｏｒｇ．Ｓｙｎｔｈ．，５
７，４５（１９７５）に記載の方法であり、カリウム　
　ｔ−ブトキシドをテトラヒドロフラン中で炭酸ガスと
反応させ、次いで、得られた炭酸ｔ−ブチルカリウムを
ホスゲンと反応させてジ−ｔ−ブチルトリカーボネート
を得、これを単離精製の後、１，４−ジアザビシクロ［
２，２，２］オクタン等の第３級アミンを触媒として、
脱炭酸することにより、目的とするＤＩＢＯＣを製造す
る方法である。また、この方法に関しては、中間体であ
るジ−ｔ−ブチルトリカーボネートの単離精製を行わな
い改良法も提案されている（特開昭６３−５１３５８号
公報）。

【０００５】第２の方法は、特開平１−１８６８４７号
公報に記載の方法であり、前記第１の方法で用いるホス
ゲンに代えて、塩化チオニルを用いることが提案されて
いる。

【０００６】第３の方法は、Ｚｈ．Ｏｒｇ．Ｋｈｉｍ．
，１５（１），１０６（１９７５）に記載の方法であり
、ナトリウム　　ｔ−ブトキシドをトルエン等の芳香族
炭化水素中で炭酸ガスと反応させ、次いで、得られた炭
酸ｔ−ブチルナトリウムの一部をトルエン等の芳香族炭
化水素とＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドの混合溶媒中
で少なくとも１つのニトロ基で置換された安息香酸クロ
リドまたはトリクロロ酢酸クロリドと反応させて、反応
系中に活性な混合酸無水物を発生させ、さらにこの混合
酸無水物と過剰の炭酸ｔ−ブチルナトリウムとを反応さ
せることにより、ＤＩＢＯＣを製造する方法である。また、類似の方法として、上記の方法で酸クロリドを用
いるのに代えて、チェコスロバキア国特許ＣＳ２４７８
４５号およびＣＳ２４７８４６号では、塩化ベンゼンス
ルホニルまたは、塩化ｐ−トルエンスルホニルを用いる
方法が報告されており、さらに、この方法の改良法がチ
ェコスロバキア国特許ＣＳ２５７１５７号およびＣＳ２
６００７６号で報告されている。

【０００７】しかしながら、ＤＩＢＯＣを工業的に製造
しようとする場合、第１の方法では、毒性の強いホスゲ
ンを使用する必要があり、また、第２の方法では、ホス
ゲンを使用する問題は解決されたが、ＤＩＢＯＣの収率
が不十分であり、必ずしも満足し得るものではない。一
方、第３の方法は、初期の報告では、反応に１５〜２０
時間の長時間を必要とし、必ずしも満足し得るものでは
なかったものの、その後の改良で反応時間の短縮が図ら
れている。

【０００８】しかし、上記のいずれの方法においてもＤ
ＩＢＯＣの反応混合物からの取り出しは、ＤＩＢＯＣが
熱的に不安定（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４３，２４１
０（１９７８）参照）であるため、工業的には必ずしも
容易ではない高真空下での蒸留を行う必要があり、さら
なる製造法の改良が求められていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の種々の問題点を解決する新規なＤＩＢＯＣの製造法を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、炭酸
ｔ−ブチルカリウムを塩化メタンスルホニルと反応させ
ることによりＤＩＢＯＣを得る製造法に関する。

【００１１】本発明の原料となる炭酸ｔ−ブチルカリウ
ムは、通常、カリウム　　ｔ−ブトキシドを炭酸ガスと
反応させることにより製造することができる。この反応
は、通常、有機溶媒に懸濁または溶解したカリウム　　
ｔ−ブトキシドに−５０〜７０℃、好ましくは、−４０
〜４０℃の温度で、カリウム　　ｔ−ブトキシドに対し
て、０．５〜１０モル倍、好ましくは１〜３モル倍の炭
酸ガスを吹き込むことにより行われる。この反応で用い
ることのできる溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キ
シレン等の芳香族炭化水素類、ペンタン、ヘキサン、ヘ
プタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族
炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチ
ルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテ
ル等のエーテル類の単独もしくは混合物があげられるが
、実際には、続く塩化メタンスルホニルとの反応で良好
な結果を与える芳香族炭化水素類または脂肪族炭化水素
類の単独もしくは混合物を溶媒として用いることが好ま
しく、この場合は、上記反応により得られた炭酸ｔ−ブ
チルカリウムを単離することなく、続く塩化メタンスル
ホニルとの反応に供することができる。一方、芳香族炭
化水素または脂肪族炭化水素以外の溶媒を用いる際には
、上記反応により得られた炭酸ｔ−ブチルカリウムを単
離してから、続く塩化メタンスルホニルとの反応に用い
るのが好ましい。

【００１２】このようにして得られた炭酸ｔ−ブチルカ
リウムを溶媒中、塩化メタンスルホニルと反応させるこ
とによってＤＩＢＯＣを得ることができるが、ここで用
いられる好ましい溶媒としては、ベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素類、ペンタン、ヘキサン、
ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪
族炭化水素類等の非極性溶媒の単独もしくは混合物があ
げられ、より好ましくは脂肪族炭化水素類があげられる
。また、その使用量は特に制限されない。

【００１３】本発明の方法において、芳香族もしくは脂
肪族炭化水素類にＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド等の
非プロトン性極性溶媒またはｔ−ブチルアルコール等の
アルコール類を加えた混合溶媒中で反応を行うと収率の
低下を招き、好ましくない。

【００１４】塩化メタンスルホニルの使用量は、通常、
原料の炭酸ｔ−ブチルカリウムに対して、０．４〜０．
６モル倍、より好ましくは０．４５〜０．５５モル倍の
範囲である。この使用量が少なすぎてもまた多すぎても
目的とするＤＩＢＯＣの収率低下を招く。

【００１５】反応温度は、通常、−５０〜５０℃、より
好ましくは−４０〜４０℃の範囲である。この反応温度
が低すぎると非常に反応速度が遅くなり、また、高すぎ
ると原料、反応中間体の混合酸無水物あるいは生成物の
分解が起こり、好ましくない。

【００１６】反応時間は、反応温度に影響され必ずしも
特定できないが、通常、０．５〜１０時間の範囲である
。

【００１７】本反応は、以上のように炭酸ｔ−ブチルカ
リウムと塩化メタンスルホニルとの反応により行われる
が、この反応を行う際、収率の向上あるいは反応時間の
短縮を目的として、相関移動触媒および／または芳香族
アミンを添加することが場合によっては効果的である。

【００１８】本反応で用いることができる相関移動触媒
として具体的には、第四級アンモニウム塩、ピリジニウ
ム塩等があげられ、さらに具体的には以下の化合物があ
げられる。

【００１９】フッ化テトラメチルアンモニウム、塩化テ
トラメチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウ
ム、ヨウ化テトラメチルアンモニウム、過塩素酸テトラ
メチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラメチ
ルアンモニウム、ヘキサフルオロリン酸テトラメチルア
ンモニウム、フッ化テトラエチルアンモニウム、塩化テ
トラエチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウ
ム、ヨウ化テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラ
エチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラメチ
ルアンモニウム、酢酸テトラエチルアンモニウム、ｐ−
トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム、塩化テ
トラ−ｎ−プロピルアンモニウム、臭化テトラ−ｎ−プ
ロピルアンモニウム、ヨウ化テトラ−ｎ−プロピルアン
モニウム、過塩素酸テトラ−ｎ−プロピルアンモニウム
、フッ化テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム、塩化テトラ
−ｎ−ブチルアンモニウム、臭化テトラ−ｎ−ブチルア
ンモニウム、ヨウ化テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム、
過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム、硫酸水素テ
トラ−ｎ−ブチルアンモニウム、臭化テトラ−ｎ−ペン
チルアンモニウム、臭化テトラ−ｎ−ヘキシルアンモニ
ウム、臭化テトラ−ｎ−ヘプチルアンモニウム、臭化テ
トラ−ｎ−オクチルアンモニウム、塩化フェニルトリメ
チルアンモニウム、臭化フェニルトリメチルアンモニウ
ム、ヨウ化フェニルトリメチルアンモニウム、塩化フェ
ニルトリエチルアンモニウム、塩化ベンジルトリメチル
アンモニウム、臭化ベンジルトリメチルアンモニウム、
ヨウ化ベンジルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジル
トリエチルアンモニウム、臭化ベンジルトリエチルアン
モニウム、塩化ベンジルトリ−ｎ−ブチルアンモニウム
、塩化ベンジルセチルジメチルアンモニウム、塩化ベン
ジルジメチルステアリルアンモニウム、塩化セチルトリ
メチルアンモニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウ
ム、塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、臭化ラウリ
ルトリメチルアンモニウム、塩化メチルトリ−ｎ−オク
チルアンモニウム等の第四級アンモニウム塩、塩化Ｎ−
ｎ−ブチルピリジニウム、臭化Ｎ−ｎ−ブチルピリジニ
ウム、塩化Ｎ−ｎ−ペンチルピリジニウム、臭化Ｎ−ｎ
−ペンチルピリジニウム、塩化Ｎ−ｎ−オクチルピリジ
ニウム、臭化Ｎ−ｎ−オクチルピリジニウム、塩化Ｎ−
セチルピリジニウム、臭化Ｎ−セチルピリジニウム、塩
化Ｎ−ラウリルピリジニウム、臭化Ｎ−ラウリルピリジ
ニウム、塩化Ｎ−ｎ−ブチル−２−ピコリニウム、臭化
Ｎ−ｎ−ブチル−２−ピコリニウム、塩化Ｎ−ｎ−ペン
チル−２−ピコリニウム、臭化Ｎ−ｎ−ペンチル−２−
ピコリニウム、塩化Ｎ−ｎ−オクチル−２−ピコリニウ
ム、臭化Ｎ−ｎ−オクチル−２−ピコリニウム、塩化Ｎ
−セチル−２−ピコリニウム、臭化Ｎ−セチル−２−ピ
コリニウム、塩化Ｎ−ラウリル−２−ピコリニウム、臭
化Ｎ−ラウリル−２−ピコリニウム、塩化Ｎ−ｎ−ブチ
ル−３−ピコリニウム、臭化Ｎ−ｎ−ブチル−３−ピコ
リニウム、塩化Ｎ−ｎ−ペンチル−３−ピコリニウム、
臭化Ｎ−ｎ−ペンチル−３−ピコリニウム、塩化Ｎ−ｎ
−オクチル−３−ピコリニウム、臭化Ｎ−ｎ−オクチル
−３−ピコリニウム、塩化Ｎ−セチル−３−ピコリニウ
ム、臭化Ｎ−セチル−３−ピコリニウム、塩化Ｎ−ラウ
リル−３−ピコリニウム、臭化Ｎ−ラウリル−３−ピコ
リニウム、塩化Ｎ−ｎ−ブチル−４−ピコリニウム、臭
化Ｎ−ｎ−ブチル−４−ピコリニウム、塩化Ｎ−ｎ−ペ
ンチル−４−ピコリニウム、臭化Ｎ−ｎ−ペンチル−４
−ピコリニウム、塩化Ｎ−ｎ−オクチル−４−ピコリニ
ウム、臭化Ｎ−ｎ−オクチル−４−ピコリニウム、塩化
Ｎ−セチル−４−ピコリニウム、臭化Ｎ−セチル−４−
ピコリニウム、塩化Ｎ−ラウリル−４−ピコリニウム、
臭化Ｎ−ラウリル−４−ピコリニウム等のピリジニウム
塩等。

【００２０】本反応では、以上のような第四級アンモニ
ウム塩およびピリジニウム塩の単独あるいは混合物を用
いるのが好ましく、中でもＮ−アルキルピリジニウム塩
がより好ましく用いられる。

【００２１】相間移動触媒の使用量は特に制限されない
が、あまり多すぎる場合には効果が頭打ちとなり不経済
であるので、通常、原料の炭酸ｔ−ブチルカリウムに対
して、２００モル％以下で用いることが好ましい。

【００２２】また、本反応で用いることができる芳香族
アミンとして具体的には、ピリジン、２−ピコリン、３
−ピコリン、４−ピコリン、ルチジン、コリジン等があ
げられ、これらの使用量は特に制限されないが、あまり
多すぎる場合には効果が頭打ちとなり不経済であるので
、通常、原料の炭酸ｔ−ブチルカリウムに対して、２０
０モル％以下で用いることが好ましい。

【００２３】反応混合物中からの目的とするＤＩＢＯＣ
の取り出しは、反応混合物を水洗した後、得られた有機
層から溶媒を留去することにより行うことができる。こ
の溶媒留去の際、あまり高温で行うとＤＩＢＯＣの熱分
解が起きるので、通常、５０℃以下で減圧濃縮を行う。本発明の方法により得られるＤＩＢＯＣは、以上の操作
を行うだけで十分に高純度であり、もはや公知の方法の
ように高真空下での蒸留による精製を行う必要はない。

【００２４】

【発明の効果】本発明の方法によれば、カリウム　　ｔ
−ブトキシドを原料として、１つの反応容器でジ−ｔ−
ブチルジカーボネート（ＤＩＢＯＣ）を優れた収率かつ
高純度で製造することができる。

【００２５】また、本発明の方法により得られるＤＩＢ
ＯＣは高純度であるため、公知法のように高真空下での
蒸留による精製を必要としない。

【００２６】以上のように本発明の方法は、工業的に極
めて有利な方法である。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２８】実施例１撹拌装置、温度計、ガス導入管および滴下ロートを装着
した５Ｌ４つ口フラスコを窒素置換し、その後、カリウ
ムｔ−ブトキシド３３６．６ｇ（３モル）とヘキサン３
．６Ｌを仕込んだ。

【００２９】この混合物に１５〜２５℃で、撹拌下、炭
酸ガス８６．６Ｌ（４モル）を２時間かけて吹き込んだ
。

【００３０】次いで、上で得られたスラリー状混合物を
５〜１０℃に冷却し、同温で塩化メタンスルホニル１７
１．８ｇ（１．５モル）を滴下し、その後、５〜１５℃
で３時間保温、撹拌した。　　反応終了後、反応混合物
に水１Ｌを加え、３０分間撹拌した後、静置、分液した
。得られた有機層をさらに水１Ｌで洗浄の後、３５〜４０
℃で減圧濃縮して、無色液状のジ−ｔ−ブチルジカーボ
ネート２８５．８ｇ（収率８７％）を得た。このものを
ガスクロマトグラフィーにより純度分析したところ、純
度は９９．７％であった。融点２２〜２３℃。

【００３１】実施例２〜５反応溶媒および塩化メタンスルホニルとの反応の際の反
応温度を表１に示したように代えた以外は、実施例１と
同様にして反応及び後処理を行った。塩化メタンスルホ
ニルとの反応の際の反応時間、得られたＤＩＢＯＣの収
率および純度を表１に示す。

【００３２】

【００３３】実施例６撹拌装置、温度計、ガス導入管および滴下ロートを装着
した５Ｌ４つ口フラスコを窒素置換し、その後、カリウ
ムｔ−ブトキシド３３６．６ｇ（３モル）とヘキサン３
．６Ｌを仕込んだ。

【００３４】この混合物に１５〜２５℃で、撹拌下、炭
酸ガス８６．６Ｌ（４モル）を２時間かけて吹き込んだ
。

【００３５】次いで、上で得られたスラリー状混合物に
室温で塩化Ｎ−ラウリルピリジニウム４２．６ｇ（０．
１５モル）を仕込み、同温で３０分撹拌した後、５〜１
０℃に冷却し、同温で塩化メタンスルホニル１７１．８
ｇ（１．５モル）を滴下し、その後、５〜１５℃で１．
５時間保温、撹拌した。

【００３６】反応終了後、反応混合物に水１Ｌを加え、
３０分間撹拌した後、静置、分液した。得られた有機層
をさらに水１Ｌで洗浄の後、３５〜４０℃で減圧濃縮し
て、無色液状のジ−ｔ−ブチルジカーボネート２９１．
４ｇ（収率８９％）を得た。このものをガスクロマトグ
ラフィーにより純度分析したところ、純度は９８．９％
であった。

【００３７】実施例７撹拌装置、温度計、ガス導入管および滴下ロートを装着
した２Ｌ４つ口フラスコを窒素置換し、その後、カリウ
ムｔ−ブトキシド１１２．２ｇ（１モル）とヘキサン１
．２Ｌを仕込んだ。

【００３８】この混合物に０〜１０℃で、撹拌下、炭酸
ガス２６．９Ｌ（１．２モル）を１時間かけて吹き込ん
だ。

【００３９】次いで、上で得られたスラリー状混合物に
０〜１０℃でピリジン１．６ｇ（０．０２モル）を仕込
み、続いて、同温で塩化メタンスルホニル５７．３ｇ（
０．５モル）を滴下し、その後、同温で２．５時間保温
、撹拌した。

【００４０】反応終了後、反応混合物に５％硫酸２５０
ｍＬを加え、３０分間撹拌した後、静置、分液した。得
られた有機層を５％重曹水、水の順で洗浄の後、３５〜
４０℃で減圧濃縮して、無色液状のジ−ｔ−ブチルジカ
ーボネート９７．１ｇ（収率８９％）を得た。このもの
をガスクロマトグラフィーにより純度分析したところ、
純度は９８．６％であった。

【００４１】実施例８撹拌装置、温度計、ガス導入管および滴下ロートを装着
した１Ｌ４つ口フラスコを窒素置換し、その後、カリウ
ムｔ−ブトキシド１１２．１ｇ（１モル）とヘキサン６
００ｍＬを仕込んだ。

【００４２】この混合物に−１０〜０℃で、撹拌下、炭
酸ガス２６．９Ｌ（１．２モル）を１時間かけて吹き込
んだ。

【００４３】次いで、上で得られたスラリー状混合物に
−１０〜−５℃で塩化Ｎ−ｎ−オクチルピリジニウム１
１．４ｇ（０．０５モル）とピリジン１１．４ｇを仕込
み、続いて、同温で塩化メタンスルホニル５７．３ｇ（
０．５モル）を滴下し、その後、同温で１時間保温、撹
拌した。

【００４４】反応終了後、反応混合物に５％硫酸２５０
ｍＬを加え、３０分間撹拌した後、静置、分液した。得
られた有機層を５％重曹水、水の順で洗浄の後、３５〜
４０℃で減圧濃縮して、無色液状のジ−ｔ−ブチルジカ
ーボネート９８．２ｇ（収率９０％）を得た。このもの
をガスクロマトグラフィーにより純度分析したところ、
純度は９９．３％であった。

【００４５】比較例１実施例１において、塩化メタンスルホニルとの反応温度
を６０〜７０℃する以外は、実施例１と同様にして反応
および後処理を行った。この反応では、塩化メタンスル
ホニルとの反応の際、激しいガスの発生が認められた。ＤＩＢＯＣ収率１１％，純度９３．２％。

【００４６】比較例２撹拌装置、温度計、ガス導入管および滴下ロートを装着
した３００ｍＬ４つ口フラスコを窒素置換し、その後、
カリウム　　ｔ−ブトキシド１１．２ｇ（０．１モル）
とトルエン１８０ｍＬを仕込んだ。

【００４７】この混合物に１５〜２５℃で、撹拌下、炭
酸ガス２．９Ｌ（０．１３モル）を３０分間かけて吹き
込んだ。次いで、上で得られたスラリー状混合物にＮ，
Ｎ’−ジメチルホルムアミド１５ｍＬを加え、その後、
５〜１０℃に冷却し、同温で塩化メタンスルホニル５．
７ｇ（０．０５モル）を滴下し、その後、５〜１５℃で
２０時間保温、撹拌した。　　反応終了後、反応混合物
に水５０ｍＬを加え、３０分間撹拌した後、静置、分液
した。得られた有機層をさらに水５０ｍＬで洗浄の後、
３５〜４０℃で減圧濃縮して、淡黄色液状のジ−ｔ−ブ
チルジカーボネート２．６ｇ（収率２４％）を得た。純
度９８．８％。

【００４８】比較例３比較例２において添加したＮ，Ｎ’−ジメチルホルムア
ミドに代えて、ｔ−ブチルアルコールを添加する以外は
、比較例１と同様にして反応及び後処理を行い、無色液
状のジ−ｔ−ブチルジカーボネート２．３ｇ（収率２１
％）を得た。純度９９．０％。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭酸ｔ−ブチルカリウムと塩化メタンスル
ホニルとを反応させることを特徴とするジ−ｔ−ブチル
ジカーボネートの製造法。
【請求項２】相間移動触媒の存在下に反応を行う請求項
１に記載の製造法。
【請求項３】芳香族アミンの存在下に反応を行う請求項
１または２に記載の製造法。
【請求項４】反応溶媒が脂肪族炭化水素または芳香族炭
化水素である請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造
法。
【請求項５】反応温度が−５０〜５０℃である請求項１
〜４のいずれか１項に記載の製造法。