JPH0920722A - ω−ホルミルカルボン酸エステルの製造法 - Google Patents

ω−ホルミルカルボン酸エステルの製造法

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JPH0920722A
JPH0920722A JP7171733A JP17173395A JPH0920722A JP H0920722 A JPH0920722 A JP H0920722A JP 7171733 A JP7171733 A JP 7171733A JP 17173395 A JP17173395 A JP 17173395A JP H0920722 A JPH0920722 A JP H0920722A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、シクロアルカノンと亜硝酸エステ
ルをルイス酸存在下で反応させてω−ホルミルカルボン
酸エステルを生成させることを特徴とするω−ホルミル
カルボン酸エステルの製造法に関する。 【効果】 本発明により、ω−ホルミルカルボン酸エス
テルを主生成物として高收率で容易に製造することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシクロアルカノンからω
−ホルミルカルボン酸エステルを製造する新規な方法に
関する。ω−ホルミルカルボン酸エステルはポリエステ
ルの原料となるω−ヒドロキシカルボン酸エステルや、
ナイロンの原料となるω−アミノカルボン酸エステルの
製造原料として有用な化合物である。例えば5−ホルミ
ル吉草酸エステルからは、水素還元により5−ヒドロキ
シ吉草酸エステルを、また還元アミノ化により6−アミ
ノカプロン酸エステルを製造することができる。更に、
ω−ホルミルカルボン酸エステルは分子末端に反応性の
高い官能基(エステル基及びアルデヒド基)を有するこ
とから、各種有機合成の原料として非常に有用な化合物
である。
【0002】
【従来の技術】シクロアルカノンからω−ホルミルカル
ボン酸エステルを製造する方法としてはいくつかの方法
が知られている。例えば5−ホルミル吉草酸エステルを
製造する方法としては、(1)シクロヘキサノンを銅触
媒存在下で酸素酸化する方法(特公昭47−26768
号公報参照)、(2)シクロヘキサノンジメチルアセタ
ールを硫酸触媒存在下で酸素酸化する方法(特公昭47
−2612号公報参照)、(3)シクロヘキサノンジエ
チルアセタールに亜硝酸エチルと塩化水素を二酸化硫黄
中で反応させる方法(J. Am. Chem. Soc., 99, 1156(19
77) 参照)が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
方法は転化率がわずか5%と非常に低いために收率は4
%程度であり、第2の方法は5−ヒドロキシ吉草酸エス
テルの收率は56%であるが、5−ホルミル吉草酸エス
テルの收率は32%と低く、その上予めシクロヘキサノ
ンのアセタール化を行う必要があり、それぞれ工業的に
有利な方法であるとは言えない。また、第3の方法も5
−シアノ吉草酸エステルの收率は87〜93%である
が、5−ホルミル吉草酸エステルの收率は5〜12%と
低く、その上シクロヘキサノンのアセタール化が必要で
あり、更に二酸化硫黄という特殊な溶媒を使用するこ
と、腐食性の強い塩化水素を使用すること、及び系中で
亜硝酸エチルと塩化水素から腐食性の強い塩化ニトロシ
ルが生成することなどにより、やはり工業的に満足でき
る方法ではない。本発明は、前記のような種々の分野に
利用できるω−ホルミルカルボン酸エステルを、ω−ヒ
ドロキシカルボン酸エステルやω−シアノカルボン酸エ
ステルの生成を抑えて、高收率で容易に製造できる方法
を提供することを課題とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、シクロ
アルカノンと亜硝酸エステルをルイス酸存在下で反応さ
せてω−ホルミルカルボン酸エステルを生成させること
を特徴とするω−ホルミルカルボン酸エステルの製造法
によって達成される。なお、ω−ホルミルカルボン酸エ
ステルは次式で示される化合物である。
【0005】
【化1】 (式中、Rは炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数5〜
8のシクロアルキル基を示し、nは4〜11の整数を示
す)
【0006】以下に本発明を詳しく説明する。シクロア
ルカノンとしては、シクロペンタノン、シクロヘキサノ
ン、シクロオクタノン、シクロドデカノン等の炭素数5
〜12のシクロアルカノンが挙げられる。
【0007】亜硝酸エステルとしては、亜硝酸メチル、
亜硝酸エチル、亜硝酸n−プロピル、亜硝酸i−プロピ
ル、亜硝酸n−ブチル、亜硝酸i−ブチル、亜硝酸t−
ブチル、亜硝酸n−アミル、亜硝酸i−アミル、亜硝酸
n−ヘキシル等の炭素数1〜6の亜硝酸エステル、及び
亜硝酸シクロペンチル、亜硝酸シクロヘキシル等の炭素
数5〜8の亜硝酸シクロアルキルが挙げられる。亜硝酸
エステルの使用量は特に制限されるものではないが多量
に使用すると経済性を損なうので、シクロアルカノンに
対して通常1〜8当量、好ましくは2〜5当量である。
【0008】ルイス酸としては、三フッ化ホウ素メタノ
ール錯体、三フッ化ホウ素エーテル錯体、塩化スズ(I
I)、塩化スズ(IV)、無水塩化鉄 (III)、スズ(II)
トリフラート、トリメチルシリルトリフラート等種々の
ものが使用できるが、中でも三フッ化ホウ素メタノール
錯体〔BF3 (MeOH)2 〕、三フッ化ホウ素エーテ
ル錯体〔BF3 ・OEt2 〕、スズ(II)トリフラート
〔Sn(OTf)2 〕が好適である。ルイス酸はその使
用量を特に制限されるものではないが、多量に使用する
と経済性を損なうので、シクロアルカノンに対して通常
0.01〜0.5当量、好ましくは0.05〜0.1当
量使用される。なお、三フッ化ホウ素メタノール錯体は
メタノール溶液として用いられるので、メタノールの量
がシクロアルカノンに対して5当量以下であるように使
用される。
【0009】シクロアルカノンと亜硝酸エステルとの反
応は、例えば通常の攪拌装置を備えた反応器を用いて、
前記ルイス酸の存在下、液相で行われる。反応は−20
〜50℃の温度範囲で行うことができるが、中でも−1
0〜30℃で行うのが好ましい。反応圧は通常、常圧で
ある。反応時間は通常1〜5時間で充分であるが、長時
間であっても反応自体には何ら差し支えない。
【0010】反応溶媒は反応系で不活性であれば特に限
定されるものではなく、酢酸メチル、酢酸エチル等の酢
酸エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン等のケトン類、アセトニトリル、プロ
ピオニトリル等のニトリル類、塩化メチレン等の脂肪族
ハロゲン化炭化水素、ニトロベンゼン、ニトロメタン等
のニトロ化合物などの誘電率が約5以上の比較的極性の
高い溶媒が使用される。これら溶媒の中ではアセトニト
リル、ニトロベンゼン、ニトロメタンが好ましい。ま
た、原料のシクロアルカノンが反応条件下で液体であれ
ば、それ自身を溶媒としても何ら差し支えはない。な
お、反応に際して、シクロアルカノンはシクロアルカノ
ンと溶媒の合計量に対するシクロアルカノンの割合(重
量比)が通常0.1〜100、好ましくは1〜100で
あるように仕込まれる。
【0011】反応後、ω−ホルミルカルボン酸エステル
は一部がそのジアルキルアセタールとして得られ、更に
ω−ホルミルカルボン酸エステル以外にω−ホルミルカ
ルボン酸エステルのω−オキシイミノ体、ω−シアノ体
が少量生成することもある。これらは通常の蒸留により
それぞれ分離されるが、ジアルキルアセタールは塩酸等
による加水分解により容易にω−ホルミルカルボン酸エ
ステルに導かれるので、加水分解後に蒸留による分離を
行ってもよい。
【0012】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお、以下の転化率、收率及び選択率はモル基準
で求めた。
【0013】実施例1 温度計とガス吹き込み管を備えた内容積200mlの筒
型反応器に、シクロヘノン1.963g(20mmo
l)、三フッ化ホウ素メタノール錯体〔BF 3 (MeO
H)2 〕の15重量%メタノール溶液0.904g(三
フッ化ホウ素メタノール錯体として2.0mmol)、
ニトロメタン50mlを秤取った。この混合液に、攪拌
下、亜硝酸メチルを室温で1.5時間吹き込んで反応を
行った(亜硝酸メチル導入量:53.6mmol)。亜
硝酸メチルは、メタノール30mlに亜硝酸n−ブチル
20mlを室温で滴下して発生させ、これをドライアイ
ストラップに補集した後、蒸留して耐圧容器に補集した
ものを用いた。
【0014】反応後、反応液をガスクロマトグラフィー
により分析したところ、シクロヘキサノン転化率が7
0.7%、5−ホルミル吉草酸メチル收率が49.3
%、5−ホルミル吉草酸メチルジメチルアセタール收率
が7.1%であった。なお、5−ヒドロキシ吉草酸メチ
ル及び5−シアノ吉草酸メチルは生成していなかった。
【0015】実施例2 実施例1において、ニトロメタンをアセトニトリル50
mlに変え、亜硝酸メチルの導入量を43.4mmol
に変えたほかは、実施例1と同様に反応と分析を行っ
た。その結果、シクロヘキサノン転化率が56.8%、
5−ホルミル吉草酸メチル收率が37.2%、5−ホル
ミル吉草酸メチルジメチルアセタール收率が6.0%で
あった。なお、5−ヒドロキシ吉草酸メチル及び5−シ
アノ吉草酸メチルは生成していなかった。
【0016】実施例3 実施例1において、ニトロメタンをニトロベンゼン50
mlに変え、亜硝酸メチルの導入量を29.0mmol
に変えたほかは、実施例1と同様に反応と分析を行っ
た。その結果、シクロヘキサノン転化率が36.3%、
5−ホルミル吉草酸メチル收率が16.2%、5−ホル
ミル吉草酸メチルジメチルアセタール收率が20.2%
であった。なお、5−ヒドロキシ吉草酸メチル及び5−
シアノ吉草酸メチルは生成していなかった。
【0017】実施例4 内容積100mlの二口反応器に、シクロヘキサノン
0.9815g(10mmol)、三フッ化ホウ素エー
テル錯体〔BF3 ・OEt2 〕0.1419g(1.0
mmol)、ニトロベンゼン20mlを秤取った。この
混合液に、攪拌下、亜硝酸エチル−ニトロベンゼン溶液
15ml(亜硝酸エチルとして18mmol)を室温で
滴下して1.5時間反応を行った。亜硝酸エチルは、エ
タノール50mlと亜硝酸n−ブチル20mlを50℃
で反応させて生成させ、これを蒸留してナスフラスコ中
に補集したものを用いた。
【0018】反応後、反応液に1N塩酸40mlを加え
て30分間攪拌した後、有機相を分取し、水相はジクロ
ロメタン30mlで抽出して有機相と合わせた。合わせ
た有機相を飽和炭酸水素ナトリウム溶液で中和して、ガ
スクロマトグラフィーにより分析したところ、シクロヘ
キサノン転化率が58.8%、5−ホルミル吉草酸エチ
ル收率が23.0%で、5−シアノ吉草酸エチル收率が
0.69%であった。なお、5−ヒドロキシ吉草酸エチ
ルは生成していなかった。
【0019】実施例5 内容積100mlのナス型反応器に、シクロヘキサノン
1.963g(20mmol)、三フッ化ホウ素エーテ
ル錯体〔BF3 ・OEt2 〕0.2839g(2.0m
mol)、アセトニトリル20mlを秤取った。この混
合液に、攪拌下、亜硝酸n−ブチル−アセトニトリル溶
液15ml(亜硝酸n−ブチルとして22mmol)を
室温で滴下して1.5時間反応を行った。反応後、反応
液をガスクロマトグラフィーにより分析したところ、シ
クロヘキサノン転化率が53.6%、5−ホルミル吉草
酸n−ブチル收率が21.3%で、5−シアノ吉草酸n
−ブチル收率が1.43%であった。なお、5−ヒドロ
キシ吉草酸n−ブチルは生成していなかった。
【0020】実施例6 実施例5において、三フッ化ホウ素エーテル錯体をスズ
(II)トリフラート〔Sn(OTf)2 〕0.8337
g(2.0mmol)に変えたほかは、実施例5と同様
に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキサノン転
化率が63.5%、5−ホルミル吉草酸n−ブチル收率
が23.0%で、5−シアノ吉草酸n−ブチル收率が
3.93%であった。なお、5−ヒドロキシ吉草酸n−
ブチルは生成していなかった。
【0021】
【発明の効果】本発明により、ω−ヒドロキシカルボン
酸エステルやω−シアノカルボン酸エステルの生成を抑
えて、種々の分野に利用できるω−ホルミルカルボン酸
エステルを主生成物として高收率で容易に製造すること
ができる
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シクロアルカノンと亜硝酸エステルをル
    イス酸存在下で反応させてω−ホルミルカルボン酸エス
    テルを生成させることを特徴とするω−ホルミルカルボ
    ン酸エステルの製造法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011201831A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Ube Industries Ltd 〔2,3,6,7,10,11−ヘキサ(置換)オキシ〕−トリフェニレン化合物の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011201831A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Ube Industries Ltd 〔2,3,6,7,10,11−ヘキサ(置換)オキシ〕−トリフェニレン化合物の製造方法

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