JPH05138022A - ラクトンの製造方法 - Google Patents

ラクトンの製造方法

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JPH05138022A
JPH05138022A JP3332719A JP33271991A JPH05138022A JP H05138022 A JPH05138022 A JP H05138022A JP 3332719 A JP3332719 A JP 3332719A JP 33271991 A JP33271991 A JP 33271991A JP H05138022 A JPH05138022 A JP H05138022A
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JP
Japan
Prior art keywords
reaction
catalyst
solid catalyst
gas chromatography
derivative
Prior art date
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Pending
Application number
JP3332719A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideyuki Kiminou
秀幸 公納
Makoto Shibagaki
真 柴垣
Ichiro Honda
一郎 本多
Kyoko Takahashi
京子 高橋
Hajime Matsushita
肇 松下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Tobacco Inc
Original Assignee
Japan Tobacco Inc
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Publication date
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Publication of JPH05138022A publication Critical patent/JPH05138022A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

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  • Pyrane Compounds (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】固体触媒の存在下において、ヒドロキシ酸もし
くはその誘導体の分子内エステル化反応を行なうラクト
ンの製造方法。固体触媒としては、含水酸化ジルコニウ
ム、ゼオライト、SiO2 −Al2 3 、シリカ、アル
ミナ、MgOを使用することができる。 【効果】中、大環状ラクトンを効率よく製造することが
できる。また、固体触媒は不均一触媒であるため、取扱
いが簡便であり、反応生成物からの分離が容易であり、
かつ繰り返し使用することが可能である。さらに、環境
に対してなんら影響を与えない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ラクトン、特に中、
大環状ラクトンを効率的に製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】中、大環状ラクトンの製造方法として
は、従来、以下のような方法が知られている。
【0003】a)ケトンを過酸等で酸化する方法(BULL
ETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OFJAPAN ,2029頁,198
3年) b)加水分解酵素であるリパ−ゼを用いて製造する方法
(TETRAHEDRON LETTERS ,28巻, 805頁,1987年) c)1-メチル-2- クロロピリジニウムヨウ素塩を活性化
剤として、ヒドロキシ酸の分子内エステル化により製造
する方法(CHEMISTRYLETTERS ,49頁,1976年) しかしながら、上記方法a)では副反応を併発する場合
が多く、生成物の精製等にも複雑な操作を要する。さら
に、反応試剤として過酸を用いるため、非常に危険性が
伴う反応であり、スケ−ルアップが困難である。
【0004】また、上記方法b)では、分子間反応を防
ぐために高度に希釈する必要があり、大量合成が困難で
ある。これに加えて反応の選択性もあまり高くなく、酵
素を触媒としているためその活性の維持や持続性にも問
題がある。
【0005】上記方法c)は最も一般的に行なわれてい
る方法である。しかしながら、この方法も分子間反応が
優先してしまうため、これを防ぐために高度な希釈条件
を必要とする。また、 8−11員環のような中環状ラクト
ンの収率が非常に低く、反応後の精製等にも繁雑な操作
を要するという問題を有する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、一般
に、7員環以上の中、大環状ラクトンを製造することに
は困難が伴う。
【0007】したがって、この発明は、危険性を伴うこ
となく中、大環状ラクトンを効率よく製造し、かつ精製
が容易である方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記事情に
鑑み鋭意研究の結果、ヒドロキシ酸もしくはその誘導体
の分子内エステル化を効率よく触媒する不均一触媒を見
出し、上記目的を達成するに至った。
【0009】すなわち、この発明は、不均一触媒である
固体触媒の存在下で、ヒドロキシ酸もしくはその誘導体
の分子内エステル化反応を行なうことを特徴とする。
【0010】以下、この発明によるラクトンの製造方法
を詳細に説明する。
【0011】この発明による方法において出発物質とし
て用いられるヒドロキシ酸およびその誘導体は、下記一
般式(I)により表わすことができる。
【0012】HO−A−COOR (I) 上記一般式(I)において、Rは水素もしくはアルキル
基を示し、Aは5個以上の炭素原子を有する、直鎖もし
くは分岐の、置換もしくは非置換アルキレン基を示す。
上記Aで表わされるアルキレン基の主鎖の炭素原子数
は、好ましくは5〜20個である。また、このアルキレ
ン基が置換基を有する場合には、置換基は、カルボキシ
レ−ト基のようにヒドロキシル基と反応する基、もしく
はカルボニル基と反応する基以外の基であればどのよう
な基であってもよい。置換基の例としては、アルキル基
およびフェニル基を挙げることができる。
【0013】上記一般式(I)で表わされるヒドロキシ
酸もしくはその誘導体は、トルエン、キシレン、テトラ
ヒドロフラン、ジエチルエ−テルのような不活性有機溶
媒を用いて適当量希釈する。これらの不活性有機溶媒
は、単独もしくはそれらの混合溶媒として用いることが
できる。溶液中のヒドロキシ酸もしくはその誘導体の濃
度は、通常 1mM〜 1Mであり、好ましくは 6mM〜 3
00mMである。
【0014】上記ヒドロキシ酸もしくはその誘導体を不
活性有機溶媒で希釈した後、固体触媒の存在下におい
て、分子内エステル化反応を行なう。これは、例えば、
固体触媒を固定した流通式反応装置に上記ヒドロキシ酸
もしくはその誘導体の溶液を供給し、反応装置の下方で
氷冷して補集すればよい。
【0015】この発明によるラクトンの製造方法におい
て用いられる固体触媒としては、含水酸化ジルコニウ
ム、SiO2 、Al2 3 、ゼオライト、SiO2 −A
2 3 、MgO等を挙げることができる。含水酸化ジ
ルコニウムは、水崎らの方法(特公昭62-60371号公報)
により容易に得ることができる。
【0016】上記分子内エステル化反応は、通常60〜 3
50℃、好ましくは 150〜 350℃で行なう。
【0017】不均一触媒である固体触媒の分離が、均一
触媒の分離と比較していかに容易であるかは当業者には
明らかであろう。本願発明の方法においても、氷冷後補
集した反応溶液の溶媒を留去するだけで反応生成物であ
るラクトンを得ることができる。また、固体触媒は再使
用が可能である。
【0018】
【実施例】以下、この発明に用いられる触媒の製造例お
よび実施例によりこの発明をより詳細に説明するが、こ
の発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0019】含水酸化ジルコニウムの製造例 まず、オキシ塩化ジルコニウム(8水塩) 200gを脱イ
オン水10リットルに溶解し、さらに撹拌しながら 1N水
酸化ナトリウム水溶液を徐々に加えて pH 6.80に調整し
た。次に、生成した水和ゲルをろ過して過剰の塩類水溶
液を分離した後、ゲルを新たな脱イオン水で洗浄した。
この洗浄は、洗液に塩素イオンが検出されなくなるまで
繰り返し行なった。その後、ゲルをナイフで小片に切
り、ガラス板に広げて室温で乾燥させ、含水酸化ジルコ
ニウム90gを得た。
【0020】このようにして得られた含水酸化ジルコニ
ウムをふるい分けて24−60メッシュの粒度範囲のものを
集め、電気炉内において 300℃で 5時間熱処理したもの
を触媒として用いた。
【0021】実施例1 前記製造例において調製した含水酸化ジルコニウム 1.0
gを、内径 8mmのガラス管からなる反応管の内部に、
触媒層が均一になるように充填固定した。この反応管を
電気炉内に設置し、炉内の温度を 250℃に設定する。
【0022】これとは別に、この発明の合成反応に供す
る原料として、6-ヒドロキシヘキサン酸エチル 1.9g
(12ミリモル)およびドデカン 1g( 6ミリモル)を含
むトルエン溶液 100mlを予め調製した。
【0023】この原料溶液を、キャリア−ガスに添加し
て上記反応管の触媒層を通過させることにより反応を行
なった。キャリア−ガスとしては流速 1ml/秒の窒素
ガスを用い、マイクロフィ−ダ−により 5ml/時の速
度で添加供給した。キャリア−ガスと共に反応管を通過
した後の反応生成物は、炉外に導いた後氷冷することに
より凝縮液化させて捕集した。
【0024】回収した生成物は、ガスクロマトグラフィ
−およびガスクロマトグラフィ− -質量分析法(GC−
MS)を用いて分析した。その結果、得られた生成物
は、ε- カプロラクトン(6-ヘキサノリド)と同定され
た。また、ガスクロマトグラフ法による収率測定の結
果、収率は99%であった。
【0025】実施例2 実施例1における6-ヒドロキシヘキサン酸エチルの量を
1.9g(12ミリモル)から 5.7g(36ミリモル)に変更
し、それ以外は実施例1と同様の方法および条件で反応
を行なった。
【0026】得られた生成物は、実施例1と同様の分析
を行なった結果、ε-カプロラクトン(6-ヘキサノリ
ド)と同定された。また、ガスクロマトグラフ法による
収率測定の結果は86%であった。
【0027】実施例3 実施例1における6-ヒドロキシヘキサン酸エチルを7-ヒ
ドロキシヘプタン酸エチル0.21g(1.2 ミリモル)に変
更し、それ以外は実施例1と同様の方法および条件で反
応を行なった。
【0028】得られた生成物は、ガスクロマトグラフィ
−、GC−MS、ガスクロマトグラフィ− -赤外線分光
法(GC−IR)および 1H- NMRを用いて分析し
た。その結果、得られた生成物は7-ヘプタリノリドと同
定された。また、ガスクロマトグラフ法による収率測定
の結果は40%であった。
【0029】実施例4 実施例1における電気炉内の温度を 250℃から 275℃に
上げ、さらに6-ヒドロキシヘキサン酸エチルを7-ヒドロ
キシヘプタン酸エチル0.21g( 1.2ミリモル)に変更し
た以外は実施例1と同様の方法および条件で反応を行な
った。
【0030】得られた生成物は、ガスクロマトグラフィ
−、GC−MS、GC−IRおよび1H- NMRを用い
て分析した。その結果、得られた生成物は7-ヘプタノリ
ドと同定された。また、ガスクロマトグラフ法による収
率測定の結果は50%であった。
【0031】実施例5 実施例1における電気炉内の温度を 250℃から 275℃に
上げ、さらに6-ヒドロキシヘキサン酸エチルを8-ヒドロ
キシオクタン酸エチル0.23g( 1.2ミリモル)に変更し
た以外は実施例1と同様の方法および条件で反応を行な
った。
【0032】得られた生成物は、ガスクロマトグラフィ
−、GC−MS、GC−IRおよび1H- NMRを用い
て分析した。その結果、得られた生成物は8-オクタノリ
ドと同定された。また、ガスクロマトグラフ法による収
率測定の結果は40%であった。
【0033】実施例6 実施例1における含水酸化ジルコニウムの量を 0.5gか
ら 1.0gに、また6-ヒドロキシヘキサン酸エチルを 12-
ヒドロキシドデカン酸エチル0.55g( 2.4ミリモル)に
変更し、それ以外は実施例1と同様の方法および条件で
反応を行なった。
【0034】得られた生成物は、ガスクロマトグラフィ
−、GC−MS、GC−IRおよび1H- NMRを用い
て分析した。その結果、得られた生成物は 12-ドデカノ
リドと同定された。また、ガスクロマトグラフ法による
収率測定の結果は10%であった。
【0035】実施例7 実施例1における含水酸化ジルコニウムの量を 0.5gか
ら 4.0gに、また6-ヒドロキシヘキサン酸エチルを 16-
ヒドロキシヘキサデカン酸エチル0.17g( 0.6ミリモ
ル)に変更し、それ以外は実施例1と同様の方法および
条件で反応を行なった。
【0036】得られた生成物は、ガスクロマトグラフィ
−、GC−MSおよび 1H- NMRを用いて分析した。
その結果、得られた生成物は 16-ヘキサデカノリドと同
定された。また、ガスクロマトグラフ法による収率測定
の結果は60%であった。
【0037】実施例8 含水酸化ジルコニウムをシリカ(メルク社、シリカゲル
60)に変更した以外は実施例4と同様の方法および条件
で反応を行なった。
【0038】得られた生成物は、ガスクロマトグラフィ
−、GC−MS、GC−IRおよび1H−NMRを用い
て分析した。その結果、得られた生成物は7-ヘプタノリ
ドと同定された。また、ガスクロマトグラフ法による収
率測定の結果は20%であった。
【0039】実施例9 含水酸化ジルコニウムをアルミナ(メルク社、アルミニ
ウムオキサイド90)に変更した以外は実施例4と同様の
方法および条件で反応を行なった。
【0040】得られた生成物は、ガスクロマトグラフィ
−、GC−MS、GC−IRおよび 1H−NMRを用い
て分析した。その結果、得られた生成物は7-ヘプタノリ
ドと同定された。また、ガスクロマトグラフ法による収
率測定の結果は20%であった。
【0041】実施例10 含水酸化ジルコニウムをマグネシア(株式会社高純度化
学研究所製)に変更した以外は実施例4と同様の方法お
よび条件で反応を行なった。
【0042】得られた生成物は、ガスクロマトグラフィ
−、GC−MS、GC−IRおよび1H−NMRを用い
て分析した。その結果、得られた生成物は7-ヘプタノリ
ドと同定された。また、ガスクロマトグラフ法による収
率測定の結果は10%であった。
【0043】実施例11 含水酸化ジルコニウムをゼオライト4−A(東ソ社、合
成ゼオライトA−4)に変更した以外は実施例4と同様
の方法および条件で反応を行なった。
【0044】得られた生成物は、ガスクロマトグラフィ
−、GC−MS、GC−IRおよび1H−NMRを用い
て分析した。その結果、得られた生成物は7-ヘプタノリ
ドと同定された。また、ガスクロマトグラフ法による収
率測定の結果は10%であった。
【0045】実施例12 実施例4における7-ヒドロキシヘプタン酸エチルを6-ヒ
ドロキシデカン酸エチル0.26g( 1.2ミリモル)に変更
した以外は実施例4と同様の方法および条件で反応を行
なった。
【0046】得られた生成物は、ガスクロマトグラフィ
−およびGC−MSを用いて分析した。その結果、得ら
れた生成物は6-デカノリドと同定された。また、ガスク
ロマトグラフ法による収率測定の結果は40%であった。
【0047】実施例13 実施例4における7-ヒドロキシヘプタン酸エチルを6-ヒ
ドロキシドデカン酸エチル0.29g( 1.2ミリモル)に変
更した以外は実施例4と同様の方法および条件で反応を
行なった。
【0048】得られた生成物は、ガスクロマトグラフィ
−およびGC−MSを用いて分析した。その結果、得ら
れた生成物は6-ドデカノリドと同定された。また、ガス
クロマトグラフ法による収率測定の結果は30%であっ
た。
【0049】実施例1ないし13より明らかなように、
この発明の方法に従い、ヒドロキシ酸誘導体を出発原料
とし、含水酸化ジルコニウムを触媒とすることにより、
中、大環状ラクトンを容易に製造することができる。ま
た、この発明の方法により、従来のラクトン化法では製
造することができなかった7-ヘプタノリドを合成するこ
とが可能になったことは注目に値するものである。
【0050】
【発明の効果】以上のように、この発明のラクトンの製
造方法は、危険性を伴うことなく中、大環状ラクトンを
効率よく製造することが可能である。
【0051】また、この発明において触媒として用いら
れる固体触媒は、膨潤や溶出の問題がなく、耐熱および
耐溶媒性に優れており、さらに繰り返し使用可能である
という利点を有している。したがって、この固体触媒の
優れた特性に起因して、この発明の方法は反応操作方法
や生成物の精製が極めて簡便であり、かつ環境に与える
影響が皆無であるという利点をも有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07B 61/00 300 C07D 313/00 6701−4C 313/04 6701−4C 313/18 6701−4C (72)発明者 高橋 京子 神奈川県横浜市緑区梅が丘6番地2 日本 たばこ産業株式会社生命科学研究所内 (72)発明者 松下 肇 神奈川県横浜市緑区梅が丘6番地2 日本 たばこ産業株式会社生命科学研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体触媒の存在下において、ヒドロキシ
    酸もしくはその誘導体の分子内エステル化反応を行なう
    ことを特徴とするラクトンの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記固体触媒が、含水酸化ジルコニウ
    ム、シリカ、アルミナ、マグネシアおよびゼオライトか
    らなる群より選ばれる請求項1記載のラクトンの製造方
    法。
JP3332719A 1991-11-22 1991-11-22 ラクトンの製造方法 Pending JPH05138022A (ja)

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JP3332719A JPH05138022A (ja) 1991-11-22 1991-11-22 ラクトンの製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016507545A (ja) * 2013-02-08 2016-03-10 トタル リサーチ アンド テクノロジー フエリユイ 環状エステルおよび環状アミドの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016507545A (ja) * 2013-02-08 2016-03-10 トタル リサーチ アンド テクノロジー フエリユイ 環状エステルおよび環状アミドの製造方法

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