JPH05194326A - ジ炭酸ジアルキルエステルの製造方法 - Google Patents

ジ炭酸ジアルキルエステルの製造方法

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JPH05194326A
JPH05194326A JP4006754A JP675492A JPH05194326A JP H05194326 A JPH05194326 A JP H05194326A JP 4006754 A JP4006754 A JP 4006754A JP 675492 A JP675492 A JP 675492A JP H05194326 A JPH05194326 A JP H05194326A
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雄一郎 川端
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幸二郎 宮崎
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Abstract

(57)【要約】 【目的】温和な条件でジ炭酸ジアルキルエステルを、ア
ルカリ金属炭酸アルコキシドに対して80%以上の収率
で得る。 【構成】アルカリ金属水酸化物の含有量がアルカリ金属
アルコキシド、例えば、ナトリウム−t−ブトキシド1
00モルに対して10モル以下、好ましくは7モル以下
であるアルカリ金属アルコキシドと二酸化炭素とを反応
させ、次いで、得られた炭酸アルキルエステルアルカリ
金属塩と芳香族スルホニルハライド、例えば、p−トル
エンスルホニルクロライドとを反応させてジ炭酸ジアル
キルエステルを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ金属アルコキ
シドと二酸化炭素とを反応させ、次いで、得られた炭酸
アルキルエステルアルカリ金属塩と芳香族スルホニルハ
ライドとを反応させてジ炭酸ジアルキルエステルを高収
率で製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ジ炭酸ジアルキルエステルは、食品防腐
剤として古くから知られている化合物であるが、近年、
ペプチド化学におけるアミノ酸の保護剤としてその重要
性がますます高まっている。
【0003】従来、ジ炭酸ジアルキルエステルの合成法
としては、炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩と芳香
族スルホニルクロライドをN,N−ジメチルホルムアミ
ドと四級アンモニウム塩の存在下に反応させる方法(チ
ェコスロバキア特許第257,157号明細書)や、ピ
リジンと四級アンモニウム塩の存在下に反応させる方法
(チェコスロバキア特許第260,076号明細書)が
知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の技術は、用いた
芳香族スルホニルクロライドを基準とした収率がそれぞ
れ66%と84.9%となっている。上記方法において
は、芳香族スルホニルクロライドは炭酸アルキルエステ
ルアルカリ金属塩の1/2モル量必要であるが、実際に
は必要量の80%しか用いられておらず、このために炭
酸アルキルエステルアルカリ金属塩を基準にした収率よ
りも高い値となっている。
【0005】そこで、上記収率を炭酸アルキルエステル
アルカリ金属塩を基準とした収率に換算すると、それぞ
れ52.8%と67.9%となり、充分に高い収率とは
言えない。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、より良好
な収率で目的化合物を合成する方法を鋭意検討した結
果、原料であるアルカリ金属アルコキシド中に不純物と
して含まれるアルカリ金属水酸化物の含有量が、その後
の炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩と芳香族スルホ
ニルハライドとの反応に影響を与えること、さらに、ア
ルカリ金属アルコキシド中のアルカリ金属水酸化物の含
有量を低く抑えることによって、ジ炭酸ジアルキルエス
テルを高収率で製造できることを見いだし、本発明を完
成するに至った。
【0007】即ち、本発明は、アルカリ金属水酸化物の
含有量がアルカリ金属アルコキシド100モルに対して
10モル以下であるアルカリ金属アルコキシドと二酸化
炭素とを反応させて炭酸アルキルエステルアルカリ金属
塩を得、次いで、該炭酸アルキルエステルアルカリ金属
塩と芳香族スルホニルハライドとを反応させてジ炭酸ジ
アルキルエステルを得ることを特徴とするジ炭酸ジアル
キルエステルの製造方法である。
【0008】本発明において、原料であるアルカリ金属
アルコキシドは、一般式で次のように表される。
【0009】R−OM (但し、Rはアルキル基であり、Mはアルカリ金属であ
る。)上記のアルカリ金属アルコキシドを具体的に示せ
ば、例えば、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキ
シド、ナトリウムイソプロポキシド、ナトリウムイソブ
トキシド、ナトリウム−t−ブトキシド、ナトリウム−
t−アミロキシド、カリウムイソプロポキシド、カリウ
ム−t−ブトキシド、カリウム−t−アミロキシド等を
挙げることができる。
【0010】これらアルカリ金属アルコキシドは,対応
するアルコールを溶媒に分散させ、アルカリ金属と反応
させて得られるが、公知の方法により単離して用いても
よく、場合によってはそのまま用いてもさしつかえな
い。
【0011】本発明において、ジ炭酸ジアルキルエステ
ルを高収率で得るためには、原料であるアルカリ金属ア
ルコキシド中に含まれているアルカリ金属水酸化物の含
有量を、アルカリ金属アルコキシド100モルに対して
10モル以下とすることが必須である。さらに、アルカ
リ金属水酸化物の含有量は低い方が好ましく、アルカリ
金属アルコキシド100モルに対して7モル以下、さら
には5モル以下とすることが好ましい。
【0012】本発明におけるアルカリ金属水酸化物を具
体的に示すと、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム等を挙げることができる。
【0013】アルカリ金属アルコキシド中のアルカリ金
属水酸化物の分析方法は特に限定されないが、例えば、
ガスクロマトグラフィーとJIS K−1200の手法
を組み合わせること等により行うことができる。
【0014】上記したアルカリ金属水酸化物の含有量の
低いアルカリ金属アルコキシドと二酸化炭素との反応が
行われ、炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩が得られ
る。アルカリ金属アルコキシドと二酸化炭素との反応
は、通常、アルカリ金属アルコキシド中に二酸化炭素を
導入することによって行うことができる。
【0015】上記反応における二酸化炭素は、特に限定
されず、気体、固体のいずれも用いることができる。
【0016】本反応では、炭酸アルキルエステルアルカ
リ金属塩の生成が進行するに従って反応液の粘度が上昇
するため、アルカリ金属アルコキシドの濃度が2〜40
重量%となるように溶媒で希釈することが望ましい。用
いられる溶媒は、特に限定されず、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素;1,4−ジオキサ
ン、テトラヒドロフラン等のエ−テル化合物;アセトニ
トリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピ
ロリドン等が使用される。また、原料であるアルカリ金
属アルコキシドに対応するアルコールも使用することが
できる。また、これらの有機溶媒は単一で使用してもよ
く、また、2種類以上の混合溶媒で使用しても全く差し
支えない。
【0017】本反応における反応温度は特に制限されな
いが、生じる炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩の分
解を防止するためには100℃以下であることが好まし
い。
【0018】反応は、常圧、加圧、減圧のいずれでも実
施可能であり、反応に要する時間は、使用するアルカリ
金属アルコキシド、反応温度、溶媒の種類によっても異
なるが、通常は0.1〜30時間で十分である。
【0019】このようにして炭酸アルキルエステルアル
カリ金属塩を得ることができる。炭酸アルキルエステル
アルカリ金属塩は、一般式で次のように表される。
【0020】
【化1】
【0021】(但し、R1はアルキル基であり、Mはア
ルカリ金属である。)上記の炭酸アルキルエステルアル
カリ金属塩を具体的に示せば、例えば、ナトリウム炭酸
メチル、ナトリウム炭酸エチル、ナトリウム炭酸イソプ
ロピル、ナトリウム炭酸イソブチル、ナトリウム炭酸−
t−ブチル、ナトリウム炭酸−t−アミル、カリウム炭
酸メチル、カリウム炭酸エチル、カリウム炭酸イソプロ
ピル、カリウム炭酸イソブチル、カリウム炭酸−t−ブ
チル、カリウム炭酸−t−アミル等を挙げることができ
る。
【0022】次に、炭酸アルキルエステルアルカリ金属
塩と芳香族スルホニルハライドとの反応が行われる。こ
の反応においては、炭酸アルキルエステルアルカリ金属
塩は、前述のアルカリ金属アルコキシドと二酸化炭素と
の反応後、公知の方法により単離して用いてもよく、場
合によってはそのまま用いても差し支えない。
【0023】上記した炭酸アルキルエステルアルカリ金
属塩と反応させる芳香族スルホニルハライドは、芳香環
にハロゲノスルホン基が結合した公知の化合物が何ら制
限なく用いられる。本発明においては、下記式
【0024】
【化2】
【0025】(但し、R2及びR3は、水素原子、ハロゲ
ン原子、アルキル基であり、Xはハロゲン原子であ
る。)で示される芳香族スルホニルハライドが好適に用
いられる。
【0026】本発明において好適に使用し得る芳香族ス
ルホニルハライドを具体的に例示すると、次のとおりで
ある。ベンゼンスルホニルクロライド、p−トルエンス
ルホニルクロライド、2,4−ジメチルベンゼンスルホ
ニルクロライド、p−クロロベンゼンスルホニルクロラ
イド、2,4−ジクロロベンゼンスルホニルクロライ
ド、ベンゼンスルホニルブロマイド、p−トルエンスル
ホニルブロマイド、p−クロロベンゼンスルホニルブロ
マイド等を挙げることができる。
【0027】上記の炭酸アルキルエステルアルカリ金属
塩に対する芳香族スルホニルハライドの量は、炭酸アル
キルエステルアルカリ金属塩2分子からジ炭酸ジアルキ
ルエステル1分子が生成するため、通常は、炭酸アルキ
ルエステルアルカリ金属塩1モルに対して0.3〜0.
5モルの範囲で選ばれる。
【0028】上記の反応においては、反応を進行させる
ために触媒を使用することが好ましい。触媒としては公
知のものが何等制限なく使用できるが、脂肪族3級アミ
ン、またはアルキレン基を介して窒素原子に芳香環が結
合した芳香族3級アミンが高収率で目的化合物を得るた
め、好適に用いられる。特に、本発明においては下記式
【0029】
【化3】
【0030】(ただし、R4及びR5は同種または異種の
アルキル基であり、R6はアルキレン基であり、Yは水
素原子、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、
または
【0031】
【化4】
【0032】(ただし、R7及びR8は水素原子またはア
ルキル基であり、少なくとも一方はアルキル基であり、
ZはO、Sまたは>NR9(但し、R9は水素原子または
アルキル基である。)であり、nは1以上の整数であ
り、mは0または1である。)で示される化合物を好適
に採用することができる。
【0033】本発明において好適に使用し得る脂肪族3
級アミン、またはアルキレン基を介して窒素原子に芳香
環が結合した芳香族3級アミンを具体的に例示すると、
トリメチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、
N,N−ジエチルベンジルアミン、N,N,N′,N′
−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N′N′−
テトラメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N,
N′N′−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン、
N,N,N′N′−テトラエチル−1,3−プロパンジ
アミン、N,N,N′N′−テトラエチル−1,6−ヘ
キサンジアミン、N,N,N′N′−テトラメチル−
1,4−ブタンジアミン、N,N,N′N′−テトラメ
チル−1,3−ブタンジアミン、ビス−[2−(N,N
−ジメチルアミノ)エチル]エーテル、ビス−[2−
(N,N−ジメチルアミノ)プロピル]エーテル、ビス
−[2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル]スルフィ
ド、ビス−[2−(N,N−ジメチルアミノ)プロピ
ル]スルフィド、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチ
ルエチルエーテル、2−(N,N−ジメチルアミノ)エ
チルエチルスルフィド、ビス−[2−(N,N−ジメチ
ルアミノ)エチル]メチルアミン等を挙げることができ
る。
【0034】前記一般式で示される脂肪族3級アミンま
たはアルキレン基を介して窒素原子に芳香環が結合した
芳香族3級アミンの中でも、Yがアリール基または
【0035】
【化5】
【0036】(但し、R7及びR8は水素原子またはアル
キル基であり、少なくとも一方はアルキル基である。)
である化合物を用いた場合は、目的化合物の収率が特に
高いため、本発明において好適に用いられる。
【0037】上記の脂肪族3級アミンまたはアルキレン
基を介して窒素原子に芳香環が結合した芳香族3級アミ
ンの使用量は、特に制限されるものではないが、十分な
反応速度を得るために、炭酸アルキルエステルアルカリ
金属塩に対して0.01〜20モル%、さらには0.0
5〜10モル%の範囲であることが望ましい。
【0038】本反応では、反応液の分散性を良くするた
めに炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩の濃度が3〜
60重量%となるように溶媒で希釈することが望まし
い。本反応に用いられる溶媒は特に限定はされず、ベン
ゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;1,
4−ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;
アセトニトリル、メチルピロリドン、N,N−ジメチル
ホルムアミド等が使用される。また、原料である炭酸ア
ルキルエステルアルカリ金属塩中のアルキル基に対応す
るアルコールも使用することができる。これらの有機溶
媒は単一で使用してもよく、また、2種類以上の混合溶
媒で使用しても全く差し支えない。
【0039】本反応における反応温度は特に限定されな
いが、あまり温度が低いと反応速度が小さくなり、温度
が高いと原料及び目的化合物の分解が生じるため、通常
0〜100℃、好ましくは20〜80℃で行なうのが好
ましい。
【0040】反応は、常圧、加圧、減圧のいずれでも実
施可能であり、反応に要する時間は、反応温度、溶媒の
種類によっても異なるが、通常は0.1〜30時間の反
応で十分である。
【0041】このようにして、下記式
【0042】
【化6】
【0043】(但し、R10及びR11は同種または異種の
アルキル基である。)で示されるジ炭酸ジアルキルエス
テルを製造することができる。
【0044】
【効果】本発明によれば、温和な条件でジ炭酸ジアルキ
ルエステルを、アルカリ金属炭酸アルコキシドに対して
80%以上の収率で得ることができる。
【0045】
【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【0046】実施例1 撹拌器、温度計、冷却器、ガス導入管を備えたガラス製
オートクレーブに、水酸化ナトリウムを0.0105モ
ル含むナトリウム−t−ブトキシド47.7g(58.
1重量%、0.288モル)をトルエン200mlに分
散させ、二酸化炭素を2kg/cm2まで逐次圧入し、
反応容器を水冷して、4時間反応を行った。その後、
N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジアミン
0.335g、N,N−ジメチルホルムアミド15.2
2g、p−トルエンスルホニルクロライド24.73g
を加え、1kg/cm2でCO2を圧入し、40〜45℃
の温度で8時間反応させた。反応後、120mlの水を
加え、析出していた結晶を溶解させ、トルエン層と水層
を分離して、トルエン層中のジ炭酸ジ−t−ブチルエス
テルを定量すると、26.87g(収率85.5%)で
あった。
【0047】実施例2〜7 表1に示すアルカリ金属水酸化物を含むアルカリ金属ア
ルコキシドを用いて実施例1と同様にしてジ炭酸ジアル
キルエステルを合成した。その結果を表1に示した。
【0048】比較例1〜3 表1に示すアルカリ金属水酸化物を含むアルカリ金属ア
ルコキシドを用いて実施例1と同様にしてジ炭酸ジアル
キルエステルを合成した。その結果を表1に示した。
【0049】
【表1】
【0050】実施例8〜13 N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジアミンの
代わりに、表2に示す触媒を用いて実施例1と同様にし
てジ炭酸ジ−t−ブチルエステルを合成した。その結果
を表2に示した。
【0051】
【表2】
【0052】実施例14 p−トルエンスルホニルクロライドの代わりにベンゼン
スルホニルクロライド22.92gを用いて実施例1と
同様の操作を行ったところ、ジ炭酸ジ−t−ブチルエス
テルが26.62g(収率84.7%)生成した。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルカリ金属水酸化物の含有量がアルカリ
    金属アルコキシド100モルに対して10モル以下であ
    るアルカリ金属アルコキシドと二酸化炭素とを反応させ
    て炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩を得、次いで、
    該炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩と芳香族スルホ
    ニルハライドとを反応させてジ炭酸ジアルキルエステル
    を得ることを特徴とするジ炭酸ジアルキルエステルの製
    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
US5750758A (en) * 1995-07-28 1998-05-12 Ciba Specialty Chemicals Corporation Pyrocarbonic acid diesters and the preparation and use thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5750758A (en) * 1995-07-28 1998-05-12 Ciba Specialty Chemicals Corporation Pyrocarbonic acid diesters and the preparation and use thereof

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