JPH06340653A - 1,3−ジオキソラン−4−オンの製造方法 - Google Patents

1,3−ジオキソラン−4−オンの製造方法

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JPH06340653A
JPH06340653A JP4289285A JP28928592A JPH06340653A JP H06340653 A JPH06340653 A JP H06340653A JP 4289285 A JP4289285 A JP 4289285A JP 28928592 A JP28928592 A JP 28928592A JP H06340653 A JPH06340653 A JP H06340653A
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formaldehyde
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carbon monoxide
mol
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Kenji Kawamoto
憲治 河本
Ikuo Takahashi
郁夫 高橋
Takashi Masuda
隆志 増田
Akio Matsuda
昭男 松田
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CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
Daicel Corp
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Toppan Inc
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CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
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Daicel Chemical Industries Ltd
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 1,3−ジオキソラン−4−オンを安価な原
料を用い、収率よく製造する方法を提供する。 【構成】 ホルムアルデヒド又は解重合によりホルムア
ルデヒドを生成するホルムアルデヒド重合体と一酸化炭
素とをプロトン酸又はルイス酸触媒の存在下で反応させ
ることからなり、ホルムアルデヒドの反応率が50〜1
00モル%で、かつ反応生成液に不溶のホルムアルデヒ
ド・一酸化炭素共重合体が実質的に生成しないか又は反
応生成液不溶のホルムアルデヒド・一酸化炭素共重合体
の生成量が10モル%以下の時点で反応を停止すること
を特徴とする1,3−ジオキソラン−4−オンの製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1,3−ジオキソラン
−4−オンの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、1,3−ジオキソラン−4−オン
を製造する方法として、グリコール酸とホルムアルデヒ
ドとの脱水反応による方法(アクタケミカ スカンジナ
ビア 17号、第103頁(1963)、ビルティン デ
ラ ソシェッテ シミーデ フランス 第332頁(19
70))が知られている。しかし、この方法は、反応に
長時間を要するのみならず、得られる1,3−ジオキソ
ラン−4−オンの収率も高々数%と極めて低い。
【0003】ホルムアルデヒドと一酸化炭素を濃硫酸や
三フッ化ホウ素等の酸触媒の存在下で反応させてホルム
アルデヒド・一酸化炭素共重合体を製造する方法は広く
知られている。この方法はあくまでも白色固体状の共重
合体を製造することを目的としたもので、この反応の初
期段階において、1,3−ジオキソラン−4−オンが効
率良く生成されるということは知られていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、1,3−ジ
オキソラン−4−オンを安価な原料を用い、収率よく製
造する方法を提供することをその課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明によれば、ホルムアルデヒ
ド又は解重合によりホルムアルデヒドを生成するホルム
アルデヒド重合体と一酸化炭素とをプロトン酸又はルイ
ス酸触媒の存在下で反応させることからなり、ホルムア
ルデヒドの反応率が50〜100モル%で、かつ反応生
成液に不溶のホルムアルデヒド・一酸化炭素共重合体が
実質的に生成しないか又は反応生成液不溶のホルムアル
デヒド・一酸化炭素共重合体の生成量が10モル%以下
の時点で反応を停止することを特徴とする1,3−ジオ
キソラン−4−オンの製造方法が提供される。
【0006】本発明で用いるプロトン酸触媒としては、
硫酸、ピロ硫酸、クロロ硫酸、マジック酸(FSO3
・SbF5、HF・SbF5)等が挙げられ、ルイス酸触媒
としては、塩化第二スズ、五フッ化アンチモン、塩化第
二鉄、三フッ化ホウ素エーテラート等が挙げられる。触
媒の存在量は、ホルムアルデヒド重量に対し、0.00
1〜30重量%の範囲が好ましい。この範囲より少なく
なると実用上有効な触媒効果が得られず、また多くても
特別の利点は得られない。
【0007】本発明で用いるホルムアルデヒドとして
は、ホルムアルデヒト単量体のほか、トリオキサン、テ
トラオキサン、パラホルムアルデヒド、ポリオキシメチ
レンなどの解重合してホルムアルデヒドを与えるホルム
アルデヒド重合体を用いることもできる。トリオキサン
やパラホルムアルデヒドはホルムアルデヒド源として取
扱いが容易であり、本発明の反応原料として好ましく使
用される。特に、トリオキサンは少量の触媒の使用下で
も円滑に反応する。
【0008】本発明における合成反応は、通常5Kg/
cm2以上の一酸化炭素加圧下で行われる。大きく加圧
すれば反応速度が大となる。一般的には、CO分圧:1
0〜300Kg/cm2、好ましくは50〜200Kg
/cm2が採用される。使用する一酸化炭素は高純度の
もののみならず反応に影響を与えない窒素、水素、二酸
化炭素等のガスが混合したものを使用することもでき
る。反応温度は、通常、0〜250℃の範囲、好ましく
は、20〜150℃、より好ましくは60〜100℃の
範囲である。本発明における合成反応は、気相又は液相
条件下で実施されるが、好ましくは液相条件で実施され
る。液相条件下で反応を行う場合、無溶媒でも行なうこ
とができるが反応溶媒を用いるのが好ましい。反応溶媒
としては、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、
1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、テ
トラクロロエタン、トリクロロエチレン等のハロゲン化
炭化水素、ギ酸メチル、γ−ブチロラクトン等のエステ
ル類、グリコール酸、乳酸、酢酸、オキシ酸等の酸類、
ベンゼン、ベンズアルデヒド、ニトロベンゼン等の芳香
族類などがあげられる。反応溶媒中のホルムアルデヒド
又はホルムアルデヒド重合体の添加量は、ホルムアルデ
ヒド(HCHO)として、反応溶媒1リットル当り、5
0〜500g、好ましくは100〜300gの割合であ
る。
【0009】本発明における1,3−ジオキソラン−4
−オンの生成反応は次式で表わされる。
【0010】
【化1】
【0011】本発明におけるホルムアルデヒドと一酸化
炭素との反応においては、原料ホルムアルデヒドの反応
率が50〜100モル%、好ましくは70〜100モル
%で、かつ反応生成液に不溶のホルムアルデヒド・一酸
化炭素共重合体が生成しないか、又は反応生成液に不溶
のホルムアルデヒド・一酸化炭素共重合体の生成率が1
0モル%以下、好ましくは5モル%以下、さらに好まし
くは1モル%以下の時点で反応を停止する。これによ
り、目的の1,3−ジオキソラン−4−オンを高収率で
得ることができる。反応生成液に不溶のホルムアルデヒ
ド・一酸化炭素共重合体の生成率が10モル%を超える
と、目的物の収率が低下するだけでなく、反応生成液か
らのその目的物の分離精製が困難になる。本発明の反応
は、回分式及び連続式のいずれの方式によっても実施可
能である。目的物は反応生成液を蒸留処理することによ
って得ることができる。反応生成液に溶解しているホル
ムアルデヒド・一酸化炭素共重合体は、この蒸留処理に
おいては塔底物として得られ、目的物の純度を低下させ
ることはない。
【0012】なお、本明細書で言うホルムアルデヒドの
反応率とは、反応に供した原料ホルムアルデヒド又はホ
ルムアルデヒド重合体のうち、反応に消費されたホルム
アルデヒドの割合であり、次の式で表わされる。 R=A/B×100% R:ホルムアルデヒドの反応率(モル%) A:反応に消費されたホルムアルデヒドのモル数 B:反応に供給された全ホルムアルデヒドのモル数で、
ホルムアルデヒド重合体の場合はホルムアルデヒド換算
のモル数 また、反応生成液不溶のホルムアルデヒド・一酸化炭素
共重合体の生成率は、反応に供された全ホルムアルデヒ
ドのうち反応生成液不溶のホルムアルデヒド・一酸化炭
素共重合体に転換されたホルムアルデヒドの割合で、次
の式で表わされる。 P=C/B×100% P:反応生成液不溶のホルムアルデヒド・一酸化炭素共
重合体の生成率(モル%) C:反応生成液不溶のホルムアルデヒド・一酸化炭素共
重合体に転換されたホルムアルデヒドのモル数 B:反応に供給された全ホルムアルデヒドのモル数で、
ホルムアルデヒド重合体の場合はホルムアルデヒド換算
のモル数
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、1,3−ジオキソラン
−4−オンを効率よく製造することができる。この場
合、ジグリコール酸無水物を副生物として得ることがで
き、本発明の方法は、ジグリコール酸無水物の新規製造
方法としても考慮されるものである。本発明により得ら
れる1,3−ジオキソラン−4−オンは、有機電解質電
池等に用いる電解質溶媒としての用途のほか、環状ラク
トン化合物類であるので開環重合によりポリマーを合成
することができ、この単独重合物および共重合物は生分
解性プラスチックとして利用できるなど、優れた用途を
有している。
【0014】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【0015】実施例1 内容量300mlのステンレス製オートクレーブにトリ
オキサン20g、マジック酸0.068ml(0.5ミ
リモル)、塩化メチレン100mlを窒素雰囲気下で仕
込み、次いで窒素ガスを一酸化炭素で置換し、室温(2
5℃)で一酸化炭素を約160kg/cm2になるまで
導入した。次に撹拌しながら約90℃に昇温し約20分
間反応させた。反応終了後、未反応ガスを排出させ、オ
ートクレーブ中の内容物を充分に塩化メチレンで洗い出
し、減圧下で溶媒を除去した後、蒸留により1,3−ジ
オキソラン−4−オン約19g(収率約65%)を得
た。このとき副生成物の無水ジグリコール酸は1.3g
(収率約3%)であった。また1,3−ジオキソラン−
4−オンと無水ジグリコール酸の同定は標品をNMR、
IR、MS等により比較することにより行なった。前記
反応においては、ホルムアルデヒドの反応率は100モ
ル%で、反応生成液不溶のホルムアルデヒド・一酸化炭
素共重合体の生成率は0モル%であった。
【0016】実施例2 内容量300mlのステンレス製オートクレーブにトリ
オキサン20g、クロロ硫酸0.40ml(6ミリモ
ル)、塩化メチレン100mlを窒素雰囲気下で仕込
み、次いで窒素ガスを一酸化炭素で置換し、室温(25
℃)で一酸化炭素を約160kg/cm2になるまで導
入した。次に撹拌しながら約90℃に昇温し、約18時
間反応させた。反応終了後、未反応ガスを排出させ、オ
ートクレーブ中の内容物を充分に塩化メチレンで洗い出
し、減圧下で溶媒を除去した後、蒸留により1,3−ジ
オキソラン−4−オン約22.4g(収率約76.6
%)を得た。このとき副生成物の無水ジグリコール酸は
収率0.1%以下であった。前記反応においては、ホル
ムアルデヒドの反応率は100モル%で、反応生成液不
溶のホルムアルデヒド・一酸化炭素共重合体の生成率は
0モル%であった。
【0017】実施例3 内容量300mlのステンレス製オートクレーブにトリ
オキサン20g、硫酸0.58ml(6ミリモル)、塩
化メチレン100mlを窒素雰囲気下で仕込み、次いで
窒素ガスを一酸化炭素で置換し、室温(25℃)で一酸
化炭素を約160kg/cm2になるまで導入した。次
に撹拌しながら約90℃に昇温し、約19時間反応させ
た。反応終了後、未反応ガスを排出させ、オートクレー
ブ中の内容物を充分に塩化メチレンで洗い出し、減圧下
で溶媒を除去した後、蒸留により1,3−ジオキソラン
−4−オン約9.8g(収率約34%)を得た。このと
き副生成物の無水ジグリコール酸は0.3g(収率約
0.9%)であった。この反応においては、ホルムアル
デヒドの反応率は95モル%で、反応生成液に不溶のホ
ルムアルデヒド・一酸化炭素共重合体の生成率は0モル
%であった。
【0018】実施例4 内容量300mlのステンレス製オートクレーブにポリ
オキシメチレン20g、マジック酸0.068ml
(0.5ミリモル)、塩化メチレン100mlを窒素雰
囲気下で仕込み、次いで窒素ガスを一酸化炭素で置換
し、室温(25℃)で一酸化炭素を約160kg/cm
2になるまで導入した。次に撹拌しながら約90℃に昇
温し、約20分間反応させた。反応終了後、未反応ガス
を排出させ、オートクレーブ中の内容物を充分に塩化メ
チレンで洗い出し、減圧下で溶媒を除去した後、蒸留に
より1,3−ジオキソラン−4−オン約8.1g(収率
約27.6%)を得た。このとき副生成物の無水ジグリ
コール酸は収率約0.1%であった。この反応において
は、ホルムアルデヒドの反応率は70モル%で、反応生
成液不溶のホルムアルデヒド・一酸化炭素共重合体の生
成率は2モル%であった。
【0019】実施例5 内容量300mlのステンレス製オートクレーブにトリ
オキサン20g、塩化スズ(II)1.40ml(6ミリ
モル)、塩化メチレン100mlを窒素雰囲気下で仕込
み、次いで窒素ガスを一酸化炭素で置換し、室温(25
℃)で一酸化炭素を約160kg/cm2になるまで導
入した。次に撹拌しながら約100℃に昇温し、約7時
間反応させた。反応終了後、未反応ガスを排出させ、オ
ートクレーブ中の内容物を充分に塩化メチレンで洗い出
し、減圧下で溶媒を除去した後、蒸留により1,3−ジ
オキソラン−4−オン約10.6g(収率約36.2
%)を得た。このとき副生成物無水ジグリコール酸は収
率約0.1%以下であった。この反応においては、ホル
ムアルデヒドの反応率は80モル%で、反応生成液に不
溶のホルムアルデヒド・一酸化炭素共重合体の生成率は
2モル%であった。
【0020】実施例6 内容量300mlのステンレス製オートクレーブにトリ
オキサン10g、五フッ化アンチモン0.036ml
(0.5ミリモル)、塩化メチレン50mlを窒素雰囲
気下で仕込み、次いで窒素ガスを一酸化炭素で置換し、
室温(25℃)で一酸化炭素を約160Kg/cm2
なるまで混入した。次に撹拌しながら約90℃に昇温し
約60分反応させた。反応終了後、未反応ガスを排出さ
せ、オートクレープ中の内容物を充分に塩化メチレンで
洗い出し、減圧下で溶媒を除去した後、蒸留により1,
3−ジオキソラン−4−オンを6.0g(収率41
%)、無水ジグリコール酸を3.2g(収率18%)得
た。この反応においては、ホルムアルデヒドの反応率は
97%モルで、反応生成液に不溶のホルムアルデヒド・
一酸化炭素共重合体の生成率は1モル%であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000002901 ダイセル化学工業株式会社 大阪府堺市鉄砲町1番地 (74)上記3名の代理人 弁理士 池浦 敏明 (72)発明者 河本 憲治 京都府京都市下京区塩小路通烏丸西入東塩 小路町614 財団法人地球環境産業技術研 究機構内 (72)発明者 高橋 郁夫 京都府京都市下京区塩小路通烏丸西入東塩 小路町614 財団法人地球環境産業技術研 究機構内 (72)発明者 増田 隆志 茨城県つくば市東1丁目1番地 工業技術 院化学技術研究所内 (72)発明者 松田 昭男 茨城県つくば市東1丁目1番地 工業技術 院化学技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホルムアルデヒド又は解重合によりホル
    ムアルデヒドを生成するホルムアルデヒド重合体と一酸
    化炭素とをプロトン酸又はルイス酸触媒の存在下で反応
    させることからなり、ホルムアルデヒドの反応率が50
    〜100モル%で、かつ反応生成液に不溶のホルムアル
    デヒド・一酸化炭素共重合体が実質的に生成しないか又
    は反応生成液に不溶のホルムアルデヒド・一酸化炭素共
    重合体の生成量が10モル%以下の時点で反応を停止す
    ることを特徴とする1,3−ジオキソラン−4−オンの
    製造方法。
JP4289285A 1992-10-03 1992-10-03 1,3−ジオキソラン−4−オンの製造方法 Expired - Fee Related JPH0768236B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202000006766A1 (it) * 2020-04-01 2021-10-01 Captop Srl Composizioni di soluzioni elettrolitiche contenenti solventi da fonti rinnovabili basati su alfa-idrossiacidi e loro combinazioni

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IT202000006766A1 (it) * 2020-04-01 2021-10-01 Captop Srl Composizioni di soluzioni elettrolitiche contenenti solventi da fonti rinnovabili basati su alfa-idrossiacidi e loro combinazioni

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