JPH10130179A - グリニャール化合物とカルボニル化合物を反応させ、次いで加水分解する方法 - Google Patents
グリニャール化合物とカルボニル化合物を反応させ、次いで加水分解する方法Info
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- JPH10130179A JPH10130179A JP9289525A JP28952597A JPH10130179A JP H10130179 A JPH10130179 A JP H10130179A JP 9289525 A JP9289525 A JP 9289525A JP 28952597 A JP28952597 A JP 28952597A JP H10130179 A JPH10130179 A JP H10130179A
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Abstract
付加反応および次段の加水分解反応を、装置の点で問題
なく行ない得る改善された方法を開発すること。 【解決手段】 (a)式RMgXで表わされ、かつRが
C1 −C6 アルキル、C2 −C6 アルケニル、C2 −C
6 アルキニルまたはアリールを、XがCl、Brまたは
Iを意味するハロゲン化有機マグネシウム化合物とカル
ボニル化合物との付加反応、および(b)式RMgXで
表わされ、かつRがC1 −C6 アルキル、C2 −C6 ア
ルケニル、C2 −C6 アルキニルまたはアリールを、X
がCl、BrまたはIを意味するハロゲン化有機マグネ
シウム化合物とカルボニル化合物との付加生成物の加水
分解反応から選択される単一もしくは複数の発熱反応
を、溶媒ないし混合溶媒中で行ない、反応の間にもたら
される熱の大部分を、溶媒ないし混合溶媒の蒸散により
除去することを特徴とする方法。
Description
とカルボニル化合物の付加反応および形成される付加生
成物の加水分解から選択される発熱反応を実施する方法
に関する。
むグリニャール反応は、従来から、溶媒、例えばジエチ
ルエーテルまたはテトラヒドロフラン中において行なわ
れている(例えば、1980年、ジョン、ウイリィ、ア
ンド、サンズ社刊、カーク−オトマー編「エンサイクロ
ペディー、オブ、ケミカル、テクノロジィ」第3版、1
973年、シュツットガルト在、ゲオルク、チーメ、フ
ェルラーク社刊、ホウベン−ワイル編「メトーデン、デ
ル、オルガニッシェン、ヘミー、メタルオルガニッシ
ェ、ヘミー」第3版参照)。この目的を達するために、
種々の形態(杆状体、塊体、切削層状体)のマグネシウ
ムを、溶媒中の溶解有機ハロゲン化物と反応させて、グ
リニャール試薬を形成し、原則的に、未反応の有機ハロ
ゲン化物が形成されるグリニャール溶液中に残渣として
存在する。しかしながら、この方法では、高コストの出
発材料が失われる。さらに、次いで行なわれるグリニャ
ール試薬とカルボニル化合物のマグネシウムアルコラー
トを形成するべき付加反応は、発熱性であって、反応に
より発生する熱は、原則的に冷水により反応器を冷却し
て除去されねばならない。次いで行なわれる加水分解工
程において、形成されたマグネシウムアルコラートは加
水分解される。この加水分解工程において発生する熱を
除去するため、同様にして反応器は冷却される。このよ
うにして外部から冷却される攪拌反応器中において行な
われる従来方法は、反応器壁を経て熱の除去を行なって
いるところから、大きい熱伝導表面積、従って大きい容
積の反応器を使用しなければならないという欠点があ
る。
ノン製造のための反応混合物中に含有されている溶媒の
蒸発による沸騰冷却を利用することを開示している。こ
の沸騰冷却を同国特許3533801号公報から、2−
ニトロプロパンジオール−1,3のナトリウム塩を製造
するために、ヨーロッパ特願公開429967号公報か
ら、1,3−ブタジエンの液相塩素化を行なうために、
また同682005号公報から、テレフタル酸を製造す
るために利用することも公知である。しかしながら、こ
の沸騰冷却をグリニャール反応のために使用することは
知られていない。
における課題ないし本発明の目的は、グリニャール化合
物とカルボニル化合物との付加反応および次段の加水分
解反応を、装置の点で問題なく行ない得る改善された方
法を開発することである。
し目的は、グリニャール化合物とカルボニル化合物の発
熱付加反応、次いで行なわれる発熱加水分解反応の間に
発生する熱を、特定の沸騰特性を有する溶媒ないし混合
溶媒を使用し、これを蒸発させて、同時に、または相次
いで行なわれる沸騰冷却で除去することにより解決ない
し達成されることが本発明者らにより見出された。この
ために、付加反応、加水分解反応は、溶媒ないし混合溶
媒に沸点よりほぼ0℃から10℃高い温度で行なわれ
る。
表わされ、かつRがC1 −C6 アルキル、C2 −C6 ア
ルケニル、C2 −C6 アルキニルまたはアリールを、X
がCl、BrまたはIを意味するハロゲン化有機マグネ
シウム化合物とカルボニル化合物との付加反応、および
(b)式RMgXで表わされ、かつRがC1 −C6 アル
キル、C2 −C6 アルケニル、C2 −C6 アルキニルま
たはアリールを、XがCl、BrまたはIを意味するハ
ロゲン化有機マグネシウム化合物とカルボニル化合物と
の付加生成物の加水分解反応から選択される単一もしく
は複数の発熱反応を、溶媒ないし混合溶媒中で行ない、
反応の間にもたらされる熱の大部分を、溶媒ないし混合
溶媒の蒸散により除去することを特徴とする方法に関す
る。
gXで表わされ、このRがC1 −C6アルキル、C2 −
C6 アルケニル、C2 −C6 アルキニルまたはアリー
ル、ことにエチル、ビニル、エチニルを意味し、XがC
l、BrまたはI、ことにClを意味する場合のハロゲ
ン化有機マグネシウム化合物(グリニャール化合物)
と、カルボニル化合物、好ましくはC1 −40カルボニル
化合物、ことにC1 −25カルボニル化合物(それぞれの
アルデヒド、ケトン、エステル、例えば酢酸ゲラニル)
との付加反応である。さらに他の発熱反応は、上述した
RMgX(RおよびXは上述した意味を有する)で表わ
されるハロゲン化有機マグネシウム化合物と、同じく上
述したカルボニル化合物との付加生成物の加水分解であ
る。以下において、特に明確に示さない限り、「反応」
と称するのは、この付加反応および加水分解反応を指称
する。
において、0℃から150℃の間で、好ましくは25℃
から80℃、ことに50℃から70℃の間で沸騰し、1
種類または複数種類の脂肪族、脂環式および/または芳
香族炭化水素と混合され得る、少なくとも1種類のエー
テルおよび/または少なくとも1種類のアミンを包含す
る溶媒ないし混合溶媒中で行なわれる。好ましい溶媒
は、テトラヒドロフラン(THF)、メチル−t−ブチ
ルエーテル(MTBE)、1,4−ジオキサン、ジエチ
ルエーテル、ジフェニルエーテル、アニソールであっ
て、THFとMTBEがことに好ましい。加水分解反応
の場合には、通常、少量の酸、ことに硫酸を加水分解水
に添加するのが有利である。すなわち、溶媒ないし混合
溶媒100重量%に対して、一般的に20から150重
量%、ことに30から80重量%の水と、一般的に0.
1から5重量%、ことに0.5から3重量%の酸が含有
される。
の場合、ハロゲン化有機マグネシウム化合物(グリニャ
ール試薬)が1から20重量%、ことに3から15重量
%、カルボニル化合物が2から40重量%、ことに6か
ら30重量%であり、加水分解反応の場合、付加反応生
成物が2から40重量%、ことに6から30重量%であ
って、残余量はいずれの場合も溶媒ないし混合溶媒であ
る。上述したすべての量割合は、符号反応または加水分
解反応における反応器からの排出物量100重量%に対
する割合である。以下において「溶媒」は混合溶媒を含
むものとする。
は、式RX(R、Xは上述した意味を有する)で表わさ
れ、かつ溶媒の沸点より低い沸点を有するハロゲン化有
機化合物を含有する。このハロゲン化有機化合物は、こ
とにグリニャール反応の間に反応しなかったオルガノハ
ロゲン化残渣であって、これは本発明方法においては、
簡単かつ穏和な態様で回収され得る。
150℃、好ましくは25から80℃、ことに50から
70℃で行なわれる。この等温モード方法における圧力
は、0.5から10バール、ことに1から3バールとす
るのが好ましい。この等温性処理のことに好ましい実施
態様においては、反応の間、同時加熱と共に追加的溶媒
が給送され、これによりさらに多くの上述オルガノハロ
ゲン化物RXの回収が可能になる。反応混合物中の高揮
発性分、ことにハロゲン化有機化合物は、反応の間に、
蒸気または(不活性)気体により、反応混合物から蒸散
させるのも有利である。
HF中においてケトンと反応させる場合には、反応を5
0から70℃、ことに63から68℃で行なうのが好ま
しいことが実証された。このような条件下では、残存す
るビニルクロリドの70%以上を反応混合物から回収す
ることができた。蒸散溶媒は凝縮させるのが好ましい。
反応溶液からオルガノハロゲン化物を完全に回収するに
は、蒸留カラム中の不活性ガスないし溶媒蒸気により、
これを反応排出物から放散させ得る。
的に、またはバッチ式で行なわれ得る。これに適する反
応器は、非バックミクシング式、部分的もしくは完全バ
ックミクシング式の、連続もしくはバッチ式攪拌反応
器、ループ反応器またはジェット管状反応器、攪拌反応
器またはループ反応器またはジェット管状反応器を直列
接続したカスケードである。付加反応後、反応生成物を
まず蒸留段階に附し、ここで残存ハロゲン化有機化合物
を反応器排出口から放散させてから加水分解工程に給送
するのが有利であるが、直接的に加水分解工程に給送す
ることも可能である。
発熱反応は断熱条件下に行なわれる。断熱下の温度上昇
は、発熱反応の進行と共に著しく、また圧力も高くなる
ので、反応は著しく短い滞留時間で生起し、好ましくな
い副生成物の形成も回避され得る。ビニルマグネシウム
クロリドをTHF溶媒中においてケトンに付加する場
合、反応条件および溶媒濃度に応じて、温度上昇は30
から100Kの範囲であって、温度は100℃以上に上
昇し、圧力も10バールを越える。このために適当な反
応装置は、反応を短い滞留時間で行なわせる反応器であ
る。例えば西独特願P4220239号に開示されてい
るような反応ポンプ、滞留時間1から100秒用の混合
ノズル、静力学的混合装置、動力学的流動混合装置が使
用され得る。
200℃、好ましくは20から100℃、ことに30か
ら80℃の温度、1から20バール、好ましくは2から
10バール、ことに3から7バールの圧力、0.1から
100秒、好ましくは2から10秒、ことに3から8秒
の滞留時間で行なわれる。反応後、生成物は、フラッシ
ュ処理圏において膨張弁により放圧され、フラッシュ容
器中に給送される。このフラッシュ処理の間に生成する
蒸気は、凝縮されるのが好ましい。断熱モードの処理は
極めて高い温度をもたらすので、反応せしめられる出発
材料を、反応に先立って冷却するのが好ましい。有利な
実施態様において、易揮発性化合物、ことにハロゲン化
有機化合物RXは、反応終了後、蒸気または(不活性)
気体により反応器排出口から放散せしめられ、あるいは
上述の等温モード処理の場合と同様に、加熱と同時に追
加的溶媒を供与するのが好ましい。この場合にも、未反
応の残存ハロゲン化有機化合物は、蒸留カラム中におい
て、気体状ないし蒸気状放散媒体と共に、反応溶液から
分離され、放散される。
内で行なうのが好ましい。この目的のために、また付加
反応ないし加水分解反応の生成物を精製するために適す
る蒸留カラムは、例えば併流棚板、泡鐘棚板などを有す
るカラム、金属板、ガラス、磁器製の充填体を装填した
カラムである。
で行ない、同時に溶媒より低い沸点を有するハロゲン化
有機化合物RXの回収を行なうことができる。このオル
ガノハロゲン化物の回収は、付加反応の段階で完了しな
い場合は、加水分解工程で行なわれ得る。しかしなが
ら、これはオルガノハロゲン化物を含有する留出物は、
溶媒のみでなく、留出物をグリニャール化合物製造工程
に返還し、再循環する前に別個の工程で除去されるべき
水分も含有しているので、余り好ましくはない。
公知方法に比べて、本発明方法が示すさらに他の利点
は、熱交換器における固体物質の付着を回避し得ること
である。これは、外部冷却を行なうために従来使用され
ている装置の使用を必要としないことを意味する。
装置を図示する添附図面を参照しながら、本発明方法を
さらに具体的に、ただし例示的に説明する。
する装置を略示するフローチャートであって、装着カラ
ム(6)、凝縮器(7)、エバポレータ(8)を具備す
る攪拌反応器(5)が示されている。導管(1)、
(2)を経て、出発材料として、ハロゲン化有機マグネ
シウム化合物(グリニャール試薬)、カルボニル化合
物、溶解ないし混合溶媒、付加反応生成物、酸を含有
し、または含有しない水のいずれかが、攪拌反応器
(5)中に導入され、ここで反応せしめられる。反応生
成物は導管(4)を経て排出されるが、ハロゲン化有機
化合物と混合され、または混合されない溶媒蒸気は蒸留
され、導管(3)を経て排出される。適当な反応器
(5)は、混合ノズルを具備しまた具備しない攪拌反応
器またはループ反応器である。
材料が給送され、反応せしめられる反応ポンプ(9)が
しめされている。ここで得られる反応生成物は、膨張弁
(10)により放圧され、気液分離を行なう処理圏に給
送される。図においても図1におけると同じものは同じ
符号で示される。図2に示される断熱モードの処理にお
いては、未反応ハロゲン化有機化合物は、膨張弁の下流
における処理槽ないし蒸留カラム中において、気体状も
しくは蒸気状の放散媒体と共に分離、放散され得る。
1、図2と同じ符号で示される。
て、反応器排出物は、フラッシュ処理後、蒸留カラム
(6)に給送され、実質的にハロゲン化有機化合物を含
まない生成物が導管(4)を経てカラム底部から排出さ
れる。これにより塔底生成物におけるオルガノハロゲン
化物の含有レベルをppm範囲まで低下し得る。マグネ
シウムアルコラートの沈殿をもたらすべき塔底生成物の
好ましくない濃縮を阻止するために、図4に示されるよ
うに追加的溶媒(11)をカラム底部に給送するのが好
ましい。反応生成物を、低沸点成分を蒸留するスチルに
給送する上昇処理の他に、図5に示される下降処理を行
なうのが有利であることが実証された。この下降処理で
は、反応器排出物(13)が、貯槽(12)を経て、バ
ッチ式蒸留カラム(6)の塔頂に給送される。この場
合、ハロゲン化有機化合物を多く含有する留出物(3)
が、このカラム(6)の塔頂から導入され、反応器排出
物(13)との混合を行なう貯槽(12)に返還され、
実質的にオルガノハロゲン化物を含まない塔底生成物
(4)が排出される。図6に示されるように、この場合
にも、加熱と同時に、新たな溶媒(11)を塔底部に給
送し、さらにオルガノハロゲン化物を回収し得るように
するのが有利である。
に具体的に、ただし例示的に説明する。
Fおよび6.4重量%のビニルマグネシウムクロリドを
含有する3500gの、50℃溶液を、65℃の攪拌反
応器(導入温度50℃)中において、497gのゲラニ
ルアセトン(分子量194)と1時間にわたり連続的に
反応させる。これにより、15重量%のビニルクロリド
と、85重量%のTHFを含有する815gの留出物
と、76.1重量%のTHF、1.2重量%のビニルク
ロリドおよび22.6重量%の付加生成物クロロマグネ
シウム−ネロリドラート(分子量281)を含有する3
182gの液状反応器排出物がもたらされる。給送流中
に含有されているビニルクロリドの76%が留出物中に
おいて回収される。冷却水による攪拌反応器の外部冷却
は不必要である。
9.0重量%のTHFおよび6.4重量%のビニルマグ
ネシウムクロリドを含有する3500gの、50℃溶液
を、65℃の攪拌反応器(導入温度50℃)中におい
て、497gのゲラニルアセトン(分子量194)と1
時間にわたり連続的に反応させる。さらに1000gの
THFを反応器中にポンプ給送し、追加的THF給送が
なかった場合と同様の底部排出量がもたらされるよう
に、反応器を約140Wの熱出力で加熱する。これによ
り、7.7重量%のビニルクロリドと92.3重量%の
THFを含有する1815gの留出物と、76.1重量
%のTHF、1.2重量%のビニルクロリドおよび2
2.6重量%の付加生成物クロロマグネシウム−ネロリ
ドラート(分子量281)を含有する3182gの液状
反応器排出物がもたらされる。給送流中に含有されてい
るビニルクロリドの87%が留出物中において回収され
る。
頂において、3.5重量%のビニルクロリド、66重量
%のTHF、28.2重量%の付加生成物、クロロマグ
ネシウムネロリドラート(分子量281)および1.7
重量%の高沸点成分を含有する混合物757g/hを給
送し、塔底において、蒸気として純THF594g/h
を給送する。還流比2において、95.2重量%のTH
Fと、4.8重量%のビニルクロリドから成る、留出物
552g/hと、71.1重量%のTHF、27.3重
量%の付加生成物、100ppmのビニルクロリドおよ
び1.6重量%の高沸点成分から成る、799g/hの
液状塔底生成物とが得られる。給送流中のビニルクロリ
ドの99%以上が留出物中において回収される。
シウムクロリド、17.4重量%の付加生成物、クロロ
マグネシウム−ネロリドラート(分子量281)および
0.9重量%のビニルクロリドを含有する、60℃の溶
液3792gを、攪拌容器中において、1時間にわた
り、1814gの約2重量%濃度の硫酸(36℃)およ
び付加反応生成物と共に攪拌する。加水分解により、6
4重量%のTHF、5重量%の水、13重量%のエチレ
ンおよび18重量%のビニルクロリドを含有する留出物
130g/hが55℃において得られる。この攪拌器の
冷水による外部冷却は不必要である。留出物中のビニル
クロリドの70%が分離され、さらに他の処理工程に給
送され得る。
の説明図である。
反応ポンプと、フラッシング処理後の反応生成物の気液
分離装置を説明する図面である。
を、フラッシング処理後、ハロゲン化有機化合物を除去
するためのバッチ式蒸留カラムを説明する図面である。
チルが附設されている装置を示す図面である。
理の他に、反応器排出物がバッチ式蒸留カラムの塔頂に
給送される下降モード処理を行なう装置を説明する図面
である。
くのハロゲン化有機化合物を回収するようにした装置を
説明する図面である。
Claims (10)
- 【請求項1】 (a)式RMgXで表わされ、かつRが
C1 −C6 アルキル、C2 −C6 アルケニル、C2 −C
6 アルキニルまたはアリールを、XがCl、Brまたは
Iを意味するハロゲン化有機マグネシウム化合物とカル
ボニル化合物との付加反応、および(b)式RMgXで
表わされ、かつRがC1 −C6 アルキル、C2 −C6 ア
ルケニル、C2 −C6 アルキニルまたはアリールを、X
がCl、BrまたはIを意味するハロゲン化有機マグネ
シウム化合物とカルボニル化合物との付加生成物の加水
分解反応から選択される単一もしくは複数の発熱反応
を、溶媒ないし混合溶媒中で行ない、反応の間にもたら
される熱の大部分を、溶媒ないし混合溶媒の蒸散により
除去することを特徴とする方法。 - 【請求項2】 上記溶媒ないし混合溶媒が、これらの溶
媒の沸点より低い沸点を有し、かつ式RXで表わされ、
RおよびXが上述の意味を有する場合の有機ハロゲン化
物を含有することを特徴とする、請求項(1)の方法。 - 【請求項3】 上記溶媒ないし混合溶媒が、反応条件下
において0から150℃、ことに25から80℃の間の
沸点を示し、かつ1種類または複数種類の脂肪族、脂環
式および/または芳香族炭化水素と混合され得る、少な
くとも1種類のエーテルおよび/または少なくとも1種
類のアミンを包含することを特徴とする、請求項(1)
または(2)の方法。 - 【請求項4】 反応を0から150℃、ことに25から
80℃の温度で行なうことを特徴とする請求項(1)か
ら(3)のいずれかの方法。 - 【請求項5】 反応を、0.5から10バール、ことに
1から3バールの圧力下に行なうことを特徴とする請求
項(4)の方法。 - 【請求項6】 反応混合物の高揮発性組成分、ことにハ
ロゲン化有機化合物RXを、反応の間において、蒸気も
しくは気体により、反応混合物から放散させることを特
徴とする、請求項(4)または(5)の方法。 - 【請求項7】 上記反応を、0から200℃、ことに2
0から100℃の温度、1から20バール、ことに2か
ら10バールの圧力、0.1から100秒、ことに2か
ら10秒の滞留時間で行ない、反応後、生成物を減圧す
ることを特徴とする、請求項(1)から(3)のいずれ
かの方法。 - 【請求項8】 フラッシングの過程で形成された蒸気を
凝縮させることを特徴とする、請求項(7)の方法。 - 【請求項9】 反応混合物の高揮発性組成分、ことにハ
ロゲン化有機化合物RXを、反応後において、蒸気もし
くは気体により、反応器排出口から放散させることを特
徴とする、請求項(7)または(8)の方法。 - 【請求項10】 上記放散を蒸留カラム中において行な
うことを特徴とする、請求項(6)から(9)のいずれ
かの方法。
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