JPH04356445A - ジ−ｔ−ブチルジカーボネートの製造法 - Google Patents

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】第一の方法は、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
いたのに代えて、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、上記のいずれの方法におい
てもＤＩＢＯＣの反応混合物からの取り出しは、ＤＩＢ
ＯＣが熱的に不安定であるため、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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高収
率かつ高真空下での蒸留による精製を必要としない高純
度なＤＩＢＯＣの製造法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意検討の結果、本発明に至った。すな
わち本発明は、炭酸ｔ−ブチルアルカリ金属と、ホスゲ
ンまたはトリクロロメチルクロロホーメートとを相間移
動触媒および第３級アミンの存在下に反応させることに
よるＤＩＢＯＣの製造法に関する。

【００１０】本発明の原料となる炭酸ｔ−ブチルアルカ
リ金属として例えば、炭酸ｔ−ブチルナトリウム、炭酸
ｔ−ブチルカリウム等が例示される。

【００１１】これらの炭酸ｔ−ブチルアルカリ金属は、
通常、対応するアルカリ金属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アルカリ金
属ｔ−ブトキシドに−５０〜７０℃、好ましくは、−４
０〜４０℃の温度で、アルカリ金属ｔ−ブトキシドに対
して、０．５〜１０倍モル、好ましくは１〜３倍モルの
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
。

【００１２】上記の反応による炭酸ｔ−ブチルアルカリ
金属は、通常、有機溶媒中にスラリー化した混合物とし
て得られるが、通常は、この混合物を続くホスゲンまた
はトリクロロメチルクロロホーメートとの反応の原料と
して用いることが好ましい。

【００１３】本発明の反応では、上記の様にして得られ
た炭酸ｔ−ブチルアルカリ金属と、ホスゲンまたはトリ
クロロメチルクロロホーメートとを相間移動触媒および
第３級アミンの存在下に反応させ、目的とするＤＩＢＯ
Ｃを製造するが、トリクロロメチルクロロホーメートは
、実際には反応系内で速やかにホスゲンに分解して反応
するので、以下の説明ではホスゲンを例にとって説明す
るが、トリクロロホーメートもホスゲンと同様に用いら
れる。

【００１４】ホスゲンの使用量は、通常、原料の炭酸ｔ
−ブチルアルカリ金属に対して、０．４〜２．５モル倍
、より好ましくは０．４５〜１モル倍の範囲である。 この使用量が少なすぎる場合には、目的とするＤＩＢＯ
Ｃの収率低下を招き、また、多すぎる場合には、ＤＩＢ
ＯＣの収率の点では影響はないものの、不経済である上
に、過剰のホスゲンの無害化のために後処理操作が煩雑
となる。

【００１５】ホスゲンの使用形態としては、ガス状、液
状、有機溶媒に溶解した溶液等が例示されるが、本反応
ではいずれの形態でも使用可能である。

【００１６】本反応で使用する相間移動触媒として例え
ば、第四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩等があげら
れ、具体的には以下の化合物があげられる。

【００１７】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。

【００１８】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もしくは混合物を用
いるのが好ましく、中でもハロゲン化テトラアルキルア
ンモニウム、ハロゲン化ベンジルトリアルキルアンモニ
ウム、ハロゲン化Ｎ−アルキルピリジニウムの単独もし
くは混合物が特に好ましく用いられる。

【００１９】相間移動触媒の使用量は、通常、原料の炭
酸ｔ−ブチルアルカリ金属に対して、０．１〜２００モ
ル％以下、より好ましくは０．５〜１００モル％の範囲
である。この使用量が少ないと目的とするＤＩＢＯＣの
収率低下を招き、また、多すぎる場合には、相間移動触
媒の効果が頭打ちとなり不経済である。

【００２０】また、本反応で使用する第３級アミンとし
て具体的には、トリメチルアミン、トリエチルアミン、
トリ−ｎ−ブチルアミン、１，４−ジアザビシクロ［２
，２，２］オクタン、ヘキサメチレンテトラミン、１，
８−ジアザビシクロ［５，４，０］−７−ウンデセン、
Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン
、Ｎ−メチルモルホリン等の脂肪族アミン、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、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン等の
芳香族アミン等が例示され、これらの使用量は、通常、
原料の炭酸ｔ−ブチルアルカリ金属に対して、０．０１
〜２００モル％以下、より好ましくは０．１〜１００モ
ル％の範囲である。この使用量が少ないと目的とするＤ
ＩＢＯＣの収率低下を招き、また、多すぎる場合には、
第３級アミンの効果が頭打ちとなり不経済である。

【００２１】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
が低すぎると反応速度が低下し、また、高すぎると原料
、反応中間体あるいは生成物の分解が起こり、収率の低
下を招く。

【００２２】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
。

【００２３】反応混合物中からの目的とするＤＩＢＯＣ
の取り出しは、通常、反応混合物を酸性水溶液により洗
浄して、相間移動触媒、第３級アミンおよび反応により
副生する塩化アルカリ金属等を水層側に除去し、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。ただし、この有機層中には未反応のホスゲンが含ま
れているので、場合によっては、この有機層をさらにア
ルカリ性水溶液で洗浄して、未反応のホスゲンを分解、
無害化してから溶媒を留去してもよい。なお、アルカリ
性水溶液で洗浄する場合には、ＤＩＢＯＣの安定性の点
から１０℃以下の低温でかつ迅速に処理することが好ま
しい。溶媒留去の際には、あまり高温で行うとＤＩＢＯ
Ｃの熱分解が起きるので、５０℃以下で減圧濃縮を行う
ことが好ましい。

【００２４】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。

【００２５】

【発明の効果】本発明の方法によれば、アルカリ金属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）を高収率かつ高純
度で製造することができる。

【００２６】また、本発明の方法により得られるＤＩＢ
ＯＣは非常に高純度であるため、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。

【００２７】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。

【００２８】

【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。

【００２９】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３Ｌ４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）とテトラヒド
ロフラン１．２Ｌを仕込んだ。

【００３０】この混合物に０〜１０℃で、撹拌下、炭酸
ガス２６．９Ｌ（１．２モル）を２時間かけて吹き込ん
だ。

【００３１】次いで、上で得られた混合物を０〜５℃に
冷却し、同温で塩化ベンジルトリメチルアンモニウム５
．６ｇ（３０ミリモル）および１，４−ジアザビシクロ
［２，２，２］オクタン１．１ｇ（１０ミリモル）を加
え、続いて同温でホスゲン９８．９ｇ（１モル）を３時
間かけて吹き込んだ。

【００３２】反応終了後、反応混合物を１０℃以下で５
％硫酸５００ｍＬを加え、３０分間撹拌した後、静置、
分液し、さらに、有機層を同温で１０％水酸化ナトリウ
ム水溶液２５０ｍＬで洗浄、分液した。得られた有機層
を室温で飽和食塩水２５０ｍＬで洗浄した後、３５〜４
０℃で減圧濃縮して、無色液状のジ−ｔ−ブチルジカー
ボネート１００．４ｇ（収率９２％）を得た。このもの
を高速液体クロマトグラフィーにより純度分析したとこ
ろ、純度は９８．７％であった。

【００３３】実施例２ 実施例１において原料として用いたカリウムｔ−ブトキ
シドに代えて、ナトリウムｔ−ブトキシドを用いる以外
は実施例１と同様にして反応および後処理を行い、ジ−
ｔ−ブチルジカーボネート９２．７ｇ（収率８５％）を
得た。このものを高速液体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。

【００３４】実施例３ 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、ナトリ
ウムｔ−ブトキシド９６．１ｇ（１モル）とヘキサン６
００ｍＬを仕込んだ。

【００３５】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。

【００３６】次いで、上で得られたスラリー状混合物に
０〜５℃で塩化Ｎ−ｎ−オクチルピリジニウム１１．４
ｇ（５０ミリモル）とピリジン１１．４ｇ（１４４ミリ
モル）を仕込み、続いて、同温でホスゲン５９．３ｇ（
０．６モル）を２時間かけて吹き込んだ。

【００３７】反応終了後、反応混合物に１０℃以下で５
％硫酸４００ｍＬを加え、３０分間撹拌した後、静置、
分液し、次いで有機層を同温で１０％水酸化ナトリウム
水溶液８０ｍＬで洗浄、分液した。得られた有機層を水
１００ｍＬで洗浄の後、３５〜４０℃で減圧濃縮して、
ジ−ｔ−ブチルジカーボネート７８．６ｇ（収率７２％
）を得た。このものを高速液体クロマトグラフィーによ
り純度分析したところ、純度は９９．１％であった。

【００３８】実施例４ 実施例３で第３級アミンとして用いたピリジンに代えて
、ヘキサメチレンテトラミン１．４ｇ（１０ミリモル）
を用いる以外は、実施例３と同様にして反応および後処
理を行い、ジ−ｔ−ブチルジカーボネート７７．５ｇ（
収率７１％）を得た。純度９８．３％。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炭酸ｔ−ブチルアルカリ金属と、ホスゲン
   またはトリクロロメチルクロロホーメートとを相間移動
   触媒および第３級アミンの存在下に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。
2. 【請求項２】アルカリ金属がナトリウムまたはカリウム
   である請求項１記載の製造法。
3. 【請求項３】相間移動触媒が第四級アンモニウム塩また
   はピリジニウム塩の単独もしくは混合物である請求項１
   または２に記載の製造法。
4. 【請求項４】反応温度が−５０℃以上、５０℃以下であ
   る請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造法。