JPH0454177A - Production of gamma-alkyl-gamma-lactone - Google Patents

Production of gamma-alkyl-gamma-lactone

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JPH0454177A
JPH0454177A JP2161843A JP16184390A JPH0454177A JP H0454177 A JPH0454177 A JP H0454177A JP 2161843 A JP2161843 A JP 2161843A JP 16184390 A JP16184390 A JP 16184390A JP H0454177 A JPH0454177 A JP H0454177A
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JP
Japan
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acrylic acid
gamma
alcohol
zinc
lactone
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Pending
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JP2161843A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeyoshi Tanaka
成佳 田中
Tadashi Kishi
貴志 正
Yoshiaki Fujikura
藤倉 芳明
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
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Publication of JPH0454177A publication Critical patent/JPH0454177A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PURPOSE:To easily obtain the subject compound useful as perfumery or a starting raw material for perfumery, pharmaceuticals, agricultural chemicals, etc., in high yield and efficiency by heating acrylic acid, etc., and an alcohol in the presence of di-tert-butyl peroxide and a zinc halide. CONSTITUTION:The objective compound such as gamma-(n-heptyl)-gamma-butyrolactone is produced by reacting (A) 1mol of acrylic acid, acrylic acid ester or their mixture with (B) 3-8mol of a 2-10C primary alcohol, 3-10C secondary alcohol or their mixture (e.g. n-octanol) in the presence of (C) 0.01-0.5mol of di-tert-butyl peroxide and (D) 1X10<-5> to 1X1<-2>mol of a zinc halide such as zinc bromide, zinc chloride and zinc iodide under heating at 140-200 deg.C (preferably 150-l80 deg.C) for 2-10hr.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、香料として、あるいは香料、医薬品、農薬な
どの出発原料として有用なγ−アルキル−γ−ラクトン
の新しい製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a new method for producing γ-alkyl-γ-lactones useful as fragrances or as starting materials for fragrances, pharmaceuticals, agricultural chemicals, and the like.

[従来の技術] 従来、γ−アルキル−γ−ラクトンの製造方法としては
、 (1)γ−ケト酸を還元する方法(Zhur Obsc
hcheiKhim、 31,984(1961))(
2)γ−アルキル不飽和カルボン酸を硫酸と加熱する方
法(特公昭38−4060号公報)等、種々知られてい
る。
[Prior Art] Conventionally, methods for producing γ-alkyl-γ-lactone include (1) a method of reducing γ-keto acid (Zhur Obsc
hcheiKhim, 31,984 (1961)) (
2) Various methods are known, such as a method of heating γ-alkyl unsaturated carboxylic acid with sulfuric acid (Japanese Patent Publication No. 38-4060).

しかし、これらの方法には、原料の人手か困難である、
原料が高価である等の問題かあった。
However, these methods require manual labor or difficulty in raw materials,
There were problems such as the raw materials being expensive.

これに対し、入手が容易な原料を用いる方法として、ア
ルコールとアクリル酸又はアクリル酸メチルとのラジカ
ル付加反応による方法か提案されている(Izvest
、 Akad、 Nauk、 5SSR,Ot、d、 
KhimNauk、、 187x(1962)) 。し
かし、この方法のような単なる加熱反応では、γ−アル
キル−γ−ラクトンの収率が20〜30%程度と極めて
悪いという問題がある。この収率の低さは、原料アルコ
ールをアクリル酸又はアクリル酸メチルに対して10倍
モル以上という大過剰用いることにより改善することが
できるが、この場合には原料アルコールの回収、再生等
が煩雑で生産性が悪く、経済的に不利となる。そこで、
かかる問題点を伴わずに収率及び生産性を向上させる方
法として、反応液中にスルホン酸類を添加する(特公昭
53−36466号公報)、すン酸塩及び/又は硫酸塩
を添加する(特公昭5242794号公報)等の方法が
知られている。
On the other hand, as a method using easily available raw materials, a method using a radical addition reaction between alcohol and acrylic acid or methyl acrylate has been proposed (Izvest
, Akad, Nauk, 5SSR,Ot,d,
KhimNauk, 187x (1962)). However, a simple heating reaction such as this method has a problem in that the yield of γ-alkyl-γ-lactone is extremely poor at about 20 to 30%. This low yield can be improved by using a large excess of raw material alcohol, at least 10 times the mole relative to acrylic acid or methyl acrylate, but in this case, recovery and regeneration of raw material alcohol are complicated. This results in poor productivity and is economically disadvantageous. Therefore,
As a method for improving yield and productivity without such problems, sulfonic acids are added to the reaction solution (Japanese Patent Publication No. 53-36466), sulfates and/or sulfates are added ( Methods such as Japanese Patent Publication No. 5242794) are known.

[発明が解決しようとする課題] しかし、これらの方法もその収率は未だ十分満足できる
ものではなく、より高い収率で効率良くγ−アルキル−
γ−ラクトンを製造できる方法の開発が望まれていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the yields of these methods are still not fully satisfactory, and γ-alkyl-
It has been desired to develop a method for producing γ-lactone.

[課題を解決するための手段] かかる実情において、本発明者らは上記課題を解決すべ
く鋭意研究を重ねた結果、アクリル酸及び/又はアクリ
ル酸エステルとアルコールとの反応系に、ジ第三級ブチ
ルパーオキシドとノ10ゲン化亜鉛を共存させることに
より収率が向上することを見いだし、本発明を完成した
[Means for Solving the Problems] Under these circumstances, the present inventors have conducted intensive research to solve the above problems, and as a result, they have added di-tertiary to the reaction system of acrylic acid and/or acrylic acid ester and alcohol. The present invention was completed based on the discovery that the yield can be improved by coexisting dibutyl peroxide and zinc oxide.

すなわち本発明は、アクリル酸もしくはアクリル酸エス
テル又はそれらの混合物と、第一級アルコールもしくは
第二級アルコール又はそれらの混合物とを、ジ第三級ブ
チルパーオキシド及びハロゲン化亜鉛の存在下で加熱反
応させることを特徴とするγ−アルキル−γ−ラクトン
の製造方法を提供するものである。
That is, the present invention involves a heating reaction of acrylic acid, an acrylic ester, or a mixture thereof, and a primary alcohol, a secondary alcohol, or a mixture thereof in the presence of ditertiary butyl peroxide and zinc halide. The present invention provides a method for producing a γ-alkyl-γ-lactone.

本発明方法に用いられる出発原料であるアクリル酸は含
水界及び無水晶のとちらでもよい。また、アクリル酸エ
ステルとしては炭素数1〜5の低級アルキルエステルが
挙げられ、その代表例としては、アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル等か挙げられる。
The starting material acrylic acid used in the method of the present invention may be either hydrous or aquartz. Furthermore, examples of acrylic esters include lower alkyl esters having 1 to 5 carbon atoms, typical examples of which include methyl acrylate, ethyl acrylate, and the like.

本発明方法において出発原料として用いられる第一級ア
ルコールとしては、例えば炭素数2〜10の第一級アル
コール、具体的にはエタノール、1−プロバノール、n
(又はi)−ブタノール、n(又はi)アミルアルコー
ル、n(又はi)−ヘキサノール、n(又はi)−ヘプ
タツール、n(又はi)−オクタツール、n(又はi)
−ノニルアルコール、n(又はi)−デシルアルコール
等が挙げられる。第一級アルコールを用いた場合、得ら
れるラクトンはγ−モノアルキルーγ−ラクトンとなる
。また、第二級アルコールとしては、例えば炭素数3〜
10の第2級アルコール、具体的には2−プロパツール
、2−ブタノール、5ec−アミルアルコール、2−ヘ
キサノール、2−ヘプタツール、2−オクタツール、5
ee−ノニルアルコール、5ec−デシルアルコール等
が挙げられる。第二級アルコールを用いた場合、得られ
るラクトンはγ−シアルキル〜γ−ラクトンとなる。こ
れらのアルコールの使用量は、アクリル酸又はアクリル
酸エステル1モルに対して3〜8モル、特に4〜7モル
の範囲が好ましい。
Examples of the primary alcohol used as a starting material in the method of the present invention include primary alcohols having 2 to 10 carbon atoms, specifically ethanol, 1-probanol, n
(or i)-butanol, n (or i) amyl alcohol, n (or i)-hexanol, n (or i)-heptatool, n (or i)-octatool, n (or i)
-nonyl alcohol, n(or i)-decyl alcohol, and the like. When a primary alcohol is used, the resulting lactone is a γ-monoalkyl-γ-lactone. Further, as a secondary alcohol, for example, carbon number is 3 to
10 secondary alcohols, specifically 2-propatol, 2-butanol, 5ec-amyl alcohol, 2-hexanol, 2-heptatool, 2-octatool, 5
Examples include ee-nonyl alcohol and 5ec-decyl alcohol. When a secondary alcohol is used, the resulting lactone is γ-sialkyl to γ-lactone. The amount of these alcohols used is preferably in the range of 3 to 8 mol, particularly 4 to 7 mol, per 1 mol of acrylic acid or acrylic acid ester.

本発明に用いられるハロゲン化亜鉛としては、塩化亜鉛
、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛等が挙げられる。
Examples of the zinc halide used in the present invention include zinc chloride, zinc bromide, zinc iodide, and the like.

これらのハロゲン化亜鉛の使用量は、アクリル酸又はア
クリル酸エステル1モルに対して1×10−5〜I X
 10−”モル、特にI X 10−’〜I X 10
−”モルの範囲が好ましい。
The amount of these zinc halides used is 1 x 10-5 to 1 x 1 mole of acrylic acid or acrylic ester.
10-" mol, especially I x 10-' to I x 10
-”molar range is preferred.

また、ジ第三級ブチルパーオキシドの使用量は、アクリ
ル酸又はアクリル酸エステル1モルに対して001〜0
5モル、特に004〜0.2モルが好ましい。
In addition, the amount of ditertiary butyl peroxide used is 0.01 to 0.00 per mole of acrylic acid or acrylic acid ester.
5 mol, especially 0.004 to 0.2 mol is preferred.

本反応は140〜200℃、好ましくは150〜180
℃の反応温度で、2〜10時間行うのが効果的である。
This reaction is carried out at 140-200°C, preferably 150-180°C.
It is effective to carry out the reaction at a reaction temperature of 2 to 10 hours.

また、反応混合物からγ〜アルキルーγ−ラクトンを精
製する方法としては、従来公知の方法、例えば蒸留法、
溶媒抽出法、再結晶法、カラムクロマト法等から適宜選
択することかできる。
In addition, as a method for purifying γ-alkyl-γ-lactone from the reaction mixture, conventionally known methods such as distillation,
The method can be appropriately selected from solvent extraction, recrystallization, column chromatography, and the like.

本発明方法により好適に製造し得るγ−アルキル−γ−
ラクトンとしては、γ−メチルーγ−ブチロラクトン、
γ−エチルーγ−ブチロラクトン、γ−(n−又はえ−
プロピル)−γ−ブチロラクトン、γ−(ロー又はi−
ブチル)−γ−ブチロラクトン、γ−(0−又は1ペン
チル)−γ−ブチロラクトン、γ−(n−又はニーヘキ
シル)−γ−ブチロラクトン、γ−(n−又はi−ヘフ
チル)−γ−ブチロラクトン、γ−(n−又はj−オク
チル)−γ−ブチロラクトン、γ−(n−又はi−ノニ
ル)−γ−ブチロラクトン、γ−ジメチルーγ−ブチロ
ラクトン等が挙げられる。
γ-alkyl-γ- which can be suitably produced by the method of the present invention
Lactones include γ-methyl-γ-butyrolactone,
γ-ethyl-γ-butyrolactone, γ-(n- or er-
propyl)-γ-butyrolactone, γ-(rho or i-
butyl)-γ-butyrolactone, γ-(0- or 1 pentyl)-γ-butyrolactone, γ-(n- or nyhexyl)-γ-butyrolactone, γ-(n- or i-hephthyl)-γ-butyrolactone, γ -(n- or j-octyl)-γ-butyrolactone, γ-(n- or i-nonyl)-γ-butyrolactone, γ-dimethyl-γ-butyrolactone, and the like.

[実施例コ 以下、実施例を挙げて更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。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 11のオートクレーブにn−オクタツール470g(純
度98%、 3.54mol)及び臭化亜鉛0.07g
 (Ojmmol)を入れ、165℃に加熱保持し、攪
拌しながら、この中にアクリル酸メチル66g (0、
778mol)とジ第三級プチルパーオキント11.8
g (0,08mol)の混合液を6時間かけて圧入し
た。更に1時間同温度にて攪拌を続けた。反応終了後、
反応液から未反応のn−オクタツールを留去し、次いで
減圧蒸留してγ−(n−ヘプチル)−γ−ブチロラクト
ンを115.3g(o、54mol)得た(収率70%
)。
Example 1 470 g of n-octatool (purity 98%, 3.54 mol) and 0.07 g of zinc bromide were placed in a 11 autoclave.
(Ojmmol) was heated to 165°C, and while stirring, 66g of methyl acrylate (0,
778 mol) and ditertiary butylperoquinto 11.8
A mixture of g (0.08 mol) was injected over 6 hours. Stirring was continued at the same temperature for an additional hour. After the reaction is complete,
Unreacted n-octatool was distilled off from the reaction solution, and then distilled under reduced pressure to obtain 115.3 g (o, 54 mol) of γ-(n-heptyl)-γ-butyrolactone (yield 70%).
).

実施例2 1pのオートクレーブにn−オクタツール470g(純
度98%、 3.54mol)及び臭化亜鉛0.07g
 (0,3mmol)を入れ、175℃に加熱保持し、
攪拌しながら、この中にアクリル酸69g(純度80%
、 0.77mol)とジ第三級ブチルバーオキシド1
1.8g (0,08mol)の混合液を6時間かけて
圧入した。更に1時間同温度にて攪拌を続けた。反応終
了後、反応液から未反応のn−オクタツールを留去し、
次いで減圧蒸留してγ−(n−へブチル)−γ−ブチロ
ラクトンを1191g (0,57mol)得た(収率
74%)。
Example 2 470 g of n-octatool (purity 98%, 3.54 mol) and 0.07 g of zinc bromide were placed in a 1p autoclave.
(0.3 mmol) and heated and maintained at 175°C.
While stirring, add 69 g of acrylic acid (purity 80%) to this.
, 0.77 mol) and di-tert-butyl peroxide 1
1.8 g (0.08 mol) of the mixed solution was injected over 6 hours. Stirring was continued at the same temperature for an additional hour. After the reaction is completed, unreacted n-octatool is distilled off from the reaction solution,
The mixture was then distilled under reduced pressure to obtain 1191 g (0.57 mol) of γ-(n-hebutyl)-γ-butyrolactone (yield 74%).

実施例3及び4 臭化亜鉛の代わりに塩化亜鉛(実施例3)又はヨウ化亜
鉛(実施例4)を各0 、3mm○1用いる以外は実施
例1と同様にして、γ−(n−ヘプチル)−γ−ブチロ
ラクトンを得た。このときの収率を第1表に示す。
Examples 3 and 4 γ-(n- Heptyl)-γ-butyrolactone was obtained. The yield at this time is shown in Table 1.

比較例1及び2 臭化亜鉛の代わりにp−t−ルエンスルホン酸を0.0
3g (比較例1)又はリン酸水素二カリウムを0.7
g(比較例2)用いる以外は実施例1と同様にして、γ
−(n−ヘプチル)−γ−ブチロラクトンを得た。この
ときの収率を第1表に示す。
Comparative Examples 1 and 2 0.0 p-t-luenesulfonic acid instead of zinc bromide
3g (Comparative Example 1) or 0.7 dipotassium hydrogen phosphate
g (Comparative Example 2) Same as Example 1 except that γ
-(n-heptyl)-γ-butyrolactone was obtained. The yield at this time is shown in Table 1.

比較例3 臭化亜鉛を添加しない以外は実施例1と同様にしてγ−
(n−ヘプチル)−γ−ブチロラクトンを得た。
Comparative Example 3 γ-
(n-heptyl)-γ-butyrolactone was obtained.

このときの収率を第1表に示す。The yield at this time is shown in Table 1.

(以下余白) 第1表 [発明の効果] 以上のように、本発明によれば従来法に比べ、より高い
収率で効率良くγ−アルキル−γ−ラクトンを製造する
ことができる。
(The following is a blank space) Table 1 [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently produce γ-alkyl-γ-lactone with a higher yield than the conventional method.

以  上 実施例5〜7 n−オクタツールの代わりにエタノールを166g(実
施例5)、n−デカノールを560g (実施例6)又
はイソプロピルアルコールを215g (実施例7)用
いた以外は実施例2と同様にしてγ−アルキルγ−ラク
トンを得た。この結果を第2表に示す。
Examples 5 to 7 Example 2 except that 166 g of ethanol (Example 5), 560 g of n-decanol (Example 6), or 215 g of isopropyl alcohol (Example 7) was used instead of n-octatool. A γ-alkyl γ-lactone was obtained in the same manner as above. The results are shown in Table 2.

第2表Table 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)アクリル酸もしくはアクリル酸エステル又はそれ
らの混合物と、第一級アルコールもしくは第二級アルコ
ール又はそれらの混合物とを、ジ第三級ブチルパーオキ
シド及びハロゲン化亜鉛の存在下で加熱反応させること
を特徴とするγ−アルキル−γ−ラクトンの製造方法。
(1) Heat reacting acrylic acid, acrylic ester, or a mixture thereof with a primary alcohol, a secondary alcohol, or a mixture thereof in the presence of ditertiary butyl peroxide and zinc halide. A method for producing a γ-alkyl-γ-lactone, characterized by:
JP2161843A 1990-06-20 1990-06-20 Production of gamma-alkyl-gamma-lactone Pending JPH0454177A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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