JPH10158237A - ３−メルカプトプロピオン酸エステルの合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極めて高い変換率を保持しながら従来技術よ
り高い選択率を有する３−メルカプトプロピオン酸エス
テルの合成方法を提供すること。 【解決手段】 塩基性官能基を有する固体支持体の存在
下に対応アクリル酸エステルに対してＨ₂Ｓを付加反応
させる３−メルカプトプロピオン酸エステルの合成方法
において、官能基が窒素原子に直接結合した水素を含ま
ないグアニジン基であることを特徴とする３−メルカプ
トプロピオン酸エステルの合成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反応（１）：

【０００２】

【化７】

【０００３】にしたがってアクリル酸エステルへ硫化水
素を付加させて３−メルカプトプロピオン酸（ＭＰＡ）
エステルを製造する方法に関するものである。

【０００４】

【従来の技術】生成される３−メルカプトプロピオン酸
エステルは反応媒体中に存在するアクリル酸エステルと
反応して、反応（２）：

【０００５】

【化８】

【０００６】にしたがいチオ−３，３′−ジプロピオン
酸エステルを生成する場合がある。

【０００７】上記基Ｒは、１〜２４個の炭素原子を有
し、特にアルキルアリール基もしくはシクロヘキシル基
としうる直鎖もしくは分枝鎖のアルキル炭化水素基を示
す。基Ｒはたとえばメチル、エチル、プロピル、ブチ
ル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニ
ル、デシル、ウンデシルもしくはドデシルとすることが
できる。

【０００８】３−メルカプトプロピオン酸エステルの合
成方法は特許明細書にて公開されている。

【０００９】たとえばＪＰ ５６／１４７，７６３号は
アクリル酸エステルへのＨ₂Ｓの付加による上記の方法
を記載しており、この場合官能基として第三アミンもし
くは第四アンモニウム水酸化物を有する陰イオン交換樹
脂を触媒として使用している。

【００１０】米国特許第５，００８，４３２号は、オレ
フィン二重結合が電子吸引基と共役結合した不飽和化合
物（たとえばアクリル酸エステル）に対するＨ₂Ｓの付
加に関するものである。この付加は、酸化マグネシウム
および塩基性陰イオン交換樹脂から選択される塩基性触
媒の存在下に行われる。これら樹脂は、第三アミンもし
くは第四アンモニウムを官能基として有するものから選
択される。

【００１１】陰イオン交換樹脂を使用する場合、反応圧
力は一般に３１０３〜６８９５ｋＰａである。

【００１２】例ＩＩでは、溶剤なしに３１０２．７５ｋ
Ｐａの反応圧力および７３℃の温度においてアンバリス
ト（Amberlyst）Ａ−２１樹脂（ローム・ハース社）の
存在下でアクリル酸メチルに対してＨ₂Ｓを付加させて
いる。この樹脂はジメチルアミノ官能基を有する。Ｈ₂
Ｓ／アクリル酸メチルのモル比を６．３／１として、示
された選択率は９７．３％であり、変換率は１００％で
ある。

【００１３】例ＩＶは、ＪＰ ５６／１４７，７６３号
にしたがい低圧力（１９３１ ｋＰａ）で得られる選択
率よりも高い選択率が得られることを示している。

【００１４】さらにヨーロッパ特許第 ０，１６８，１
６７号は、テトラメチルグアニジンで官能化されたシリ
カもしくはアルミナの製造を記載している。

【００１５】シリカもしくはアルミナを２−［３−（ト
リエトキシシリル）プロピル−１，１，３，３−テトラ
メチル−グアニジンと反応させて、−Ｏ−Ｓｉもしくは
−Ｏ−Ａｌ結合を形成すると共にエタノールを除去する
ことにより前記基をグラフトさせる。このように官能化
された固体支持体の、エステル交換反応における塩基性
触媒としての使用が検討されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、極め
て高い変換率を保持しながら３−メルカプトプロピオン
酸エステルへの選択率が特に米国特許第５，００８，４
３２号の技術的教示から得られる従来技術よりも良好と
なるよう反応を行うための条件を見出すことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的は、従来技術の
樹脂に代えて窒素原子に直接結合した水素を含まないグ
アニジン基で官能化された固体支持体を使用することに
より解決される。

【００１８】したがって本発明は、塩基性官能基を有す
る固体支持体の存在下に対応アクリル酸エステルに対し
てＨ₂Ｓを付加反応させる３−メルカプトプロピオン酸
の合成方法を提供し、この方法は官能基がグアニジン基
であり、ただしこれらグアニジン基が窒素原子に直接結
合した水素を含まないことを条件とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】固体支持体は、アクリル酸エステ
ルとＨ₂Ｓと形成されたメルカプトプロピオン酸エステ
ルと必要に応じ少量の反応（２）により得られるスルフ
ィドとからなる反応媒体に不溶性であるならば特に限定
されない。

【００２０】支持体はたとえばシリカ、アルミナもしく
はポリマー樹脂とすることができる。

【００２１】一般に、樹脂の不溶性はポリマー支持体を
構成するポリマーを架橋することにより得られる。

【００２２】より詳細には本発明は、塩基性官能基を有
する固体支持体の存在下で対応アクリル酸エステルにＨ
₂Ｓを付加反応させる３−メルカプトプロピオン酸エス
テルの合成方法を提供し、この方法にはこれら官能基
を： （１）一般式（Ｃ）：

【００２３】

【化９】

【００２４】［式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄は互いに
独立してたとえばメチル、エチル、プロピルもしくはブ
チルのような炭化水素基であり、イミン窒素は一連の化
学結合により固体支持体に結合されている］のグアニジ
ン基、および（２）式（Ｄ）：

【００２５】

【化１０】

【００２６】［式中、ｍおよびｎは２〜４の整数であ
り、ただしｎはｍ以下であり、この基（Ｄ）は対応の二
環式グアニジンの初期Ｎ−Ｈ窒素から出発する化学結合
もしくは一連の化学結合により固体支持体に結合されて
いる］の二環式グアニジン基から選択することを特徴と
する。

【００２７】基（Ｄ）は有利には次のグアニジンから誘
導された基から選択される：１，５，７−トリアザビシ
クロ［４．３．０］ノナ−６−エン（ｍ＝３、ｎ＝
２）、１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デ
カ−５−エン（ｍ＝３、ｎ＝３）、１，６，８−トリア
ザビシクロ［５．３．０］デカ−７−エン（ｍ＝４、ｎ
＝２）、１，４，６−トリアザビシクロ［３．３．０］
オクタ−４−エン（ｍ＝２、ｎ＝２）。

【００２８】この方法により、優秀なアクリル酸エステ
ルの変換度と従来技術の方法よりも良好な３−メルカプ
トプロピオン酸エステルへの選択率とを得ることができ
ると同時に、特に反応媒体におけるスルフィドジエステ
ルの含有量を低下させることができる。

【００２９】すなわち驚くことに、グアニジン官能基が
反応（２）の速度論に比べ反応（１）の速度論を選択的
に増加させるよう全てのことが生ずる。

【００３０】本発明の方法における３−メルカプトプロ
ピオン酸エステルへの選択率の増加は、クロマトグラム
の定量検定を含む比較例の後記説明に基づいている（実
験の部参照） ポリスチレン−ジビニルベンゼン（ＰＳ−ＤＶＢ）を主
成分とする官能化された樹脂は好ましくは下記の一般式
（Ｉ）：

【００３１】

【化１１】

【００３２】を有し、ここでＢは一般式（Ｃ）および
（Ｄ）の基から選択される基であり、Ｌはメチレン基−
（ＣＨ₂）−と同じもしくはそれより長い線状有機基、
特にメチレン基であり、

【００３３】

【化１２】

【００３４】はＰＳ−ＤＶＢ樹脂支持体である。

【００３５】好ましくは一般式（Ｉ）において：基
（Ｃ）はＬで置換され、このＬは−ＣＨ₂−基を示し、
Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄はそれぞれメチル基を示し、基
（Ｄ）は関連する二環式化合物にて水素を有する窒素に
おけるＬで置換され、ただしＬは基−（ＣＨ₂）_p−を示
し、ｐは１〜９に等しい整数であることを条件とする。

【００３６】有利には、官能化された樹脂は一般式（Ｉ
Ｉ）：

【００３７】

【化１３】

【００３８】を有し、ここでＸは酸素もしくは硫黄原子
を示し、ｑは１もしくは２であり、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およ
びＲ₄は互いに独立してメチル、エチル、プロピルおよ
びブチル基から選択される。

【００３９】有利には、一般式（ＩＩ）においてＲ₁、
Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄はそれぞれメチル基を示し、ｑは１
である。

【００４０】好ましくは一般式（Ｄ）の二環式グアニジ
ン官能基を有する樹脂が本発明の方法で使用される。こ
れらの樹脂が一般式（Ｃ）の樹脂よりも反応媒体に対し
高い化学的および熱的安定性を示すからである。

【００４１】好ましくは官能化された樹脂は一般式（Ｉ
ＩＩ）：

【００４２】

【化１４】

【００４３】［式中、ｎは２もしくは３であり、ｍは
２、３もしくは４であり、ただしｎはｍ以下である］を
有する。

【００４４】好ましくはＨ₂Ｓ／アクリル酸エステルの
モル比は、反応（２）に比べ反応（１）を更に促進する
よう高くすべきである。このモル比は一般に３〜１０で
ある。

【００４５】塩基性触媒として作用する官能化された樹
脂と接触する液体媒体における前記モル比を増加させる
には、反応媒体を大気圧よりも高いＨ₂Ｓ圧力下におく
ことが好ましい。好ましくは、反応圧力は１５バール
（１５００ｋＰａ）〜３５バール（３５００ｋＰａ）で
ある有利には、反応を１５〜８０℃の温度にて行う。好
ましくは、反応媒体の温度は１５〜４５℃の範囲であ
る。

【００４６】有利には、アクリル酸エステルの重量に対
する樹脂の重量は１〜１００％、好ましくは１０〜７０
％である。

【００４７】反応は撹拌式もしくは管状反応器にてバッ
チ法により行うことができ、各反応体を充填した後にこ
れらを反応させるか、或いは硫化水素の添加後にアクリ
ル酸エステルを徐々に添加し、或いは反応体を反応器中
へ同時に添加し、最終的に各反応体を調節添加しながら
連続法によって行うこともできる。

【００４８】一般式（Ｉ）の官能化された樹脂は次の方
法で得ることができ或いは調製することができる： １． 基Ｂが一般式（Ｃ）の基である場合：この方法は
米国特許第５，３４０，３８０号から公知であり、クロ
ルメチル化されたポリスチレン−ジビニルベンゼン樹脂
の塩素を置換もしくは未置換グアニジンで置換すること
からなり、一般式（Ｉ．Ｃ）の樹脂を得ることができ：

【００４９】

【化１５】

【００５０】ここで

【００５１】

【化１６】

【００５２】は出発ポリスチレン−ジビニルベンゼン固
体支持体樹脂を示し、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄はそれぞ
れ水素、アルキル基もしくは芳香族基とすることができ
る。

【００５３】米国特許第３，３４６，５１６号は、クロ
ルメチル化されたポリスチレン−ジビニルベンゼン樹脂
とグアニジンもしくはテトラメチルグアニジンとの低級
アルコールおよびＰＳ−ＤＶＢコポリマーを膨潤させる
溶剤（たとえばテトラヒドロフラン、ジオキサンもしく
はジグリム）の存在下における前記反応を記載してい
る。

【００５４】米国特許第５，０２８，２５９号において
は、テトラメチルグアニジンをトルエンとテトラヒドロ
フランとの混液にてクロルメチル化ポリスチレン−ジビ
ニルベンゼンと接触させる。

【００５５】米国特許第５，３４０，３８０号において
は、グアニジンをエタノールもしくは水よりなる溶剤に
おける水酸化ナトリウムの存在下に前記と同種類のクロ
ルメチル化された樹脂と反応させる。

【００５６】しかしながら、クロルメチル化ＰＳ−ＤＶ
Ｂ樹脂をグアニジンにより官能化させるこの方法は、置
換基Ｒ₁〜Ｒ₄の全てがメチル基である１，１，３，３−
テトラメチルグアニジンは現在市販されているものの、
その他の置換基Ｒ₁〜Ｒ₄をグアニジン基が有する式
（Ｉ．Ｃ）の樹脂の製造の点で実施が著しく限定され
る。

【００５７】Ｒ₁〜Ｒが全て水素以外であるこの種の樹
脂（Ｉ．Ｃ）は、しばしば次の製造条件下で、市販入手
しうる四置換尿素を用いて得ることができる： （ａ） 先ず最初に、一般式（Ａ）を有する第一アミン
基で官能化されたＰＳ−ＤＶＢ樹脂を調製する。

【００５８】

【化１７】

【００５９】これらの樹脂は各種方法により得ることが
できる： １． たとえば一般式（Ｊ）：

【００６０】

【化１８】

【００６１】［式中、Ｘは離脱基、特にハロゲンまたは
ヒドロキシル基−ＯＨから得られるトシレートであり、
Ｌは特に基−（ＣＨ₂）_q−であり、ｑは１〜９（特に
２）の整数である］の樹脂を出発材料とすることができ
る。

【００６２】好ましくはＬが単一のメチレンを示す場
合、Ｘは塩素原子である。この場合、Ｄ．Ｈ．リッチお
よびＳ．Ｋ．グルワラによりジャーナル・アメリカン・
ケミカル・ソサエティ（１９７５）、第９７巻、第１５
７５〜１５７９頁に記載された方法はクロルメチル化さ
れたＰＳ−ＤＶＢ樹脂を過剰のアンモニアと反応させる
ことを含む。他のルートはフタルイミドメチル化された
ＰＳ−ＤＶＢ樹脂の製造に基づくものであり、これをヒ
ドラジン分解により第一アミン官能基を有する樹脂まで
変換させる。この種のフタルイミドメチル化された樹脂
を得るための２種の方法がＡ．Ｒ．ミッチェル、Ｓ．
Ｂ．Ｈ．ケント、Ｂ．Ｗ．エリクソンおよびＲ．Ｂ．メ
リフィールド、テトラヘドロン・レタース、第４２巻
（１９７６）、第３７９５〜３７９８頁に記載されてい
る。一方の方法はＰＳ−ＤＶＢ樹脂を出発材料として、
これをＮ−（クロルメチル）−フタルイミドとの反応に
よりフタルイミドメチル化された樹脂まで直接に変換さ
せることよりなっている。他方の方法はクロルメチル化
されたＰＳ−ＤＶＢ樹脂を出発材料とし、これをカリウ
ムフタルイミドで処理して、対応のフタルイミドメチル
化された樹脂を生成させる。

【００６３】Ｌがメチレンを示す式（Ａ）の第一アミン
官能基を有する数種のＰＳ−ＤＶＢ樹脂が市販されてい
る。

【００６４】たとえばＰＵＲＯＬＩＴＥ社は２種の巨孔
質樹脂（すなわちＡ−１０７およびＡ−１０９）を提案
しているのに対し、ＦＬＵＫＡ社はその１９９５〜１９
９６年カタログによれば２種のゲル樹脂、すなわち２％
ＤＶＢで架橋された、樹脂１ｇ当たり１．１ミリモルの
−ＮＨ₂基を有する樹脂０８５６６ ＰＳ、および１％
ＤＶＢで架橋された、樹脂１ｇ当たり０．６ミリモルの
−ＮＨ₂基を有する樹脂０８５６６ ＰＳ）を販売して
いる。

【００６５】Ｌがメチレン基よりも長い線状有機基、特
に−（ＣＨ₂）_r−［ここでｒは１より大の整数］である
式（Ｊ）の樹脂にカリウムフタルイミドを用いる方法を
適用することができる。

【００６６】２． さらに、Ｌがメチレンを示し、Ｘが
上記の意味を有し、好ましくは塩素原子を示す式（Ｊ）
のＰＳ−ＤＶＢ樹脂を出発材料とすることも可能であ
る。本出願人は、このクロルメチル化された樹脂をアル
コキシドもしくはアルカリ性チオレート型のアルカノー
ルアミンもしくはメチルカプトアルキルアミンとウィリ
アムソン反応条件下で反応させうることを突き止めた。

【００６７】エタノールアミンを使用する場合、第一ア
ミン官能基を有すると共に−ＣＨ₂−Ｏ−ＣＨ₂−ＣＨ₂
−ＮＨ₂官能基がＰＳ−ＤＶＢ樹脂支持体に結合したＰ
Ｓ−ＤＶＢ樹脂が得られる。

【００６８】同様に、２−アミノエタンチオール塩酸塩
を出発材料として、−ＣＨ₂−Ｓ−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＮＨ₂
−官能基が得られる。

【００６９】２−（２−アミノエトキシ）エタノールを
使用すれば、第一アミン官能基を有すると共に−ＣＨ₂
−（Ｏ−ＣＨ₂−ＣＨ₂）₂−ＮＨ₂官能基を有するＰＳ−
ＤＶＢ樹脂が得られる。

【００７０】最後に、２−［（２−アミノエチル）チ
オ］エタンチオールを使用すれば、−ＣＨ₂−（Ｓ−Ｃ
Ｈ₂−ＣＨ₂）₂−ＮＨ₂官能基が得られる。

【００７１】この出発メルカプトアルキルアミンはイワ
クラ等、ジャーナル・ポリマー・サイエンス、Ｐａｔ
Ａ、第２巻（１９６４）、第８８１〜８８３頁にしたが
い或いはＩ．ボロンコフ、Ｍ．Ｇ．等、ケミストリー・
ヘテロシクリック・コンパウンド（英語訳）、第１５巻
（１９７９）、第１１８３〜１１８５頁にしたがって調
製することができる。

【００７２】ウィリアムソン反応の一般的条件は次の通
りである：無水テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）または無
水Ｎ−メチルピロリドンで希釈されたアルカノールアミ
ンもしくはメルカプトアルキルアミンを、同じ無水溶剤
中に懸濁された水素化ナトリウムと反応させる。ナトリ
ウムアルコキシドまたはナトリウムチオラートが生成し
た後、クロルメチル化された樹脂を液体反応媒体に導入
する。

【００７３】（ｂ） 一般式（Ａ）の第一アミン基を有
する樹脂を得た後、これら第一アミン基を一般式
（Ｈ）：

【００７４】

【化１９】

【００７５】［式中Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄は互いに独
立してメチル、エチル、プロピルおよびブチル基から選
択される］の塩化クロルホルムアミジニウム（フィルス
マイヤー塩）と反応させて、グアニジン基で官能化され
た一般式（Ｉ．Ｃ）：

【００７６】

【化２０】

【００７７】［式中、

【００７８】

【化２１】

【００７９】ＬおよびＲ₁〜Ｒ₄は上記と同じ意味を有す
る］を有するＰＳ−ＤＶＢ樹脂を得る。

【００８０】塩化クロルホルムアミジニウム（Ｈ）は一
般に、四置換尿素からたとえばホスゲン、塩化チオニ
ル、塩化オキサリルもしくはオキシ塩化燐のような求電
子化合物との反応により刊行物：特に ＣＯＣｌ₂ Ｈ．エイリングスフェルド、Ｍ．シー
フェルダー、アンゲバンテ・ヘミー、第７２巻（１９６
０）、第８３６頁； ＳＯＣｌ₂ Ｈ．ウルリッチ、Ａ．Ａ．Ａ．セイ
グ、アンゲバンテ・ヘミー・インターナショナル編、英
語、第５巻（１９６６）、第７０４頁； （ＣＯＣｌ）₂ Ｔ．フジサワ等、ケミカル・レタース （１９８２）、第１８９１頁；ＰＯＣｌ₃ Ｈ．ブ
レデレック、Ｋ．ブレデレック、ケミカル・ベリヒテ、
第９４巻（１９６１）、第２２７８頁；に記載された方
法にしたがって得られる。

【００８１】一般に、この方法は化学量論量の四置換尿
素と求電子クロル化合物とから出発して、たとえば塩化
オキサリルの場合には四塩化炭素のような溶剤の存在下
に行われ、或いは溶剤なしにホスゲンもしくは塩化チオ
ニルを用いて一般に０〜４０℃の温度で加水分解を回避
すべく無水雰囲気下に行う。

【００８２】有利には、四置換尿素はテトラメチル尿
素、テトラエチル尿素、テトラｎ−プロピル尿素および
テトラ−ｎ−ブチル尿素から選択される。

【００８３】塩化クロルホルムアミジニウム（Ｈ）を一
般にたとえばトルエンもしくはアセトニトリルのような
溶剤に入れる。これと第一アミン官能基を有する樹脂
（Ａ）との反応は塩基の存在下、好ましくは過剰の塩基
の存在下に行われる。

【００８４】塩基がトリエチルアミン（ＴＥＡ）であれ
ば、この方法は一般に塩化クロルホルムアミジニウム
（Ｈ）に対して１０〜５０％モル過剰のＴＥＡを用いて
行われる。この量は一般に第一アミン官能基のモル数に
対し１０〜１００％モル過剰であって、第一アミン官能
基の全てをグアニジン官能基まで変換させる。

【００８５】２． 一般式（Ｉ）において基Ｂが式
（Ｄ）の基である場合： （ａ） 先ず最初に、一般式（Ｊ）の樹脂を上記１．
（ａ）におけると同様に調製する。ここでＬは基−（Ｃ
Ｈ₂）_p−を示し、ｐは１〜９に等しい整数であり、Ｘは
塩素もしくは臭素である。

【００８６】（ｂ） 上記ハロゲン化された樹脂を、特
に１，５，７−トリアザビシクロ［４．３．０］ノナ−
６−エン（ｍ＝３、ｎ＝２）、１，５，７−トリアザビ
シクロ［４．４．０］デカ−５−エン（ｍ＝３、ｎ＝
３）、１，６，８−トリアザビシクロ［５．３．０］デ
カ−７−エン（ｍ＝４、ｎ＝２）、１，４，６−トリア
ザビシクロ［３．３．０］オクタ−４−エン（ｍ＝２、
ｎ＝２）から選択される二環式グアニジンと反応させ
る。

【００８７】これら二環式グアラジンの調製については
英国特許第 ８２６，８３７号およびヨーロッパ特許第
０，１９８，６８０号に記載されている。

【００８８】反応はＭ．トモイ等、Ｊ．Ｍ．Ｓ．プュア
・アプライド・ケミストリー、第Ａ２９（３）巻（１９
９２）、第２４９〜２６１頁、特に第２５１頁（「ポリ
スチレン支持ＴＢＤの調製」）の方法と同様に行われ
る。

【００８９】かくして一般式（Ｉ．Ｄ）

【００９０】

【化２２】

【００９１】［式中、Ｌは基−（ＣＨ₂）_p−を示し、ｐ
は１〜９の整数である］の二環式グアニジン基で官能化
されたＰＳ−ＤＶＢ樹脂が得られる。

【００９２】トモイ等、ジャーナル・マクロモレキュラ
・サイエンス・ビュア・アプライド・ケミストリー、第
Ａ２９（３）巻（１９９２）、第２４９〜２６１頁の方
法は、ＴＢＤのリチウム塩をクロルメチル化された樹脂
と反応させることよりなっている。

【００９３】過剰の１，５，７−トリアザビシクロ
［４．４．０］デカ−５−エンを、溶剤としての無水Ｔ
ＨＦにてクロルメチル化ＰＳ−ＤＶＢ樹脂と直接反応さ
せることによりＴＢＤ官能基を有する多量の樹脂を調製
するために、単純化された方法が本発明の意味で検討さ
れた。

【００９４】本発明で使用される樹脂の触媒効量は、こ
れらを乾燥状態で使用すれば向上する。

【００９５】

【実施例】以下、本発明を一層よく理解するため、特に
使用する装置の説明を含む以下の実験の部を用いて本発
明を説明する。

【００９６】実験の部 Ｉ． グアニジン官能基を有するポリスチレン−ジビニ
ルベンゼン樹脂の調製 使用するクロルメタル化されたＰＳ−ＤＶＢベース樹脂
は巨孔質型である。これは次の特性を有する： 比表面積 ：２２．５ｍ²／樹脂１ｇ 平均孔径 ：２０オングストローム 気孔容積 ：６９％ 全重量に対し１９．３２重量％の塩素含有率でクロルメ
チル化。

【００９７】この樹脂はしたがって５．４４ミリ当量の
Ｃｌ／樹脂１ｇ含有する。

【００９８】Ｉ．１ Ｌ＝−ＣＨ ₂−にて１，５，７−
トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン（ＴＢ
Ｄ）官能基を有する式（Ｉ．Ｄ）のＰＳ−ＤＶＢ樹脂の
製造 手順：２０ｇのクロルメチル化された乾燥樹脂（５．４
４ミリ当量のＣｌ／樹脂１ｇ）を秤量する。樹脂充填物
は０．１０９モルのＣｌを含有する。これを窒素雰囲気
下に、モレキュラシーブで予備乾燥された２８５ｇのＴ
ＨＦで希釈したＴＢＤ３０ｇ（０．２１６モル）と接触
させる。このようにして得られた反応媒体を６０℃の温
度にて４８時間にわたり機械的に撹拌する。２０℃まで
冷却した後、樹脂を濾去すると共に５００ｍＬの水で洗
浄し、次いで６０℃の水２５０ｍＬで洗浄する。次い
で、これを３００ｍＬの１０％水酸化ナトリウム水溶液
で処理し、中性になるまで水洗する。この樹脂をメタノ
ール（３００ｍＬ）で洗浄し、次いで一定重量になるま
で６０℃にて減圧乾燥させる。

【００９９】得られた樹脂につき元素分析を行ったとこ
ろ、Ｎ＝１３．２６重量％、すなわち３．１５ミリモル
のＴＢＤ官能基／樹脂１ｇであった。以下、この樹脂を
ＰＳ−ＤＶＢ−ＴＢＤと称する。

【０１００】ＩＩ． ３−メルカプトプロピオン酸メチ
ルの合成例 ＩＩ．１． 一般的条件 アクリル酸メチルおよび硫化水素から各種の塩基性樹脂
を触媒として用いて３−メルカプトプロピオン酸メチル
を生成させる反応を加圧下で試験しうる装置にて各試験
を行った。

【０１０１】反応の開始前に各反応体を導入して、バッ
チ法にしたがって反応を実施する（反応過程は連続ピス
トン方式での操作条件に均等である）。

【０１０２】装置の設計（装置の説明：第ＩＩ．２項）
により、液体反応媒体を反応器の２端部に接続された循
環ループの回路のポンプにより高い流速で循環させるチ
ューブ反応器（固定床における樹脂）を用い撹拌バッチ
方式（閉鎖反応器）にて反応を試験することができる。

【０１０３】この撹拌バッチ形式の操作技術は連続ピス
トン方式（開放反応器）における操作条件に均等な条件
下で反応速度論を検討することを可能にし、ただし反応
体（Ｈ₂Ｓおよびアクリル酸メチル）は全て反応を開始
させる前に装置中へ導入し、反応器は隔離する（すなわ
ち樹脂と接触させない）（操作手順：第ＩＩ．３項）。

【０１０４】試料を採取し、これらをガスクロマトグラ
フィーにより分析して、時間の関数としてアクリル酸メ
チルの変換率および３−メルカプトプロピオン酸メチル
とチオ−３，３′−ジプロピオン酸メチルとに対する対
応の選択率を測定することにより、反応経過を経時的に
監視した。

【０１０５】ＩＩ．２ 装置 添付図面に示したように、ステンレス鋼装置を次の部材
で構成する： −官能化された樹脂２の充填物を収容する垂直管状反応
器１、 −反応器１の上端部４および下端部５に出現する再循環
ループ３（このループは下端部５から順次に開閉弁６と
弁８が装着された分岐パイプ７とジャケット付交換器９
とギヤポンプ１０（最大流速４０Ｌ／ｈ）と温度測定点
１１とビーズ流量計１２と厚い透明ガラスの点検ポート
１４が装着されたジャケット付円筒貯槽１３とを接続す
る各パイプで構成される）。この貯槽１３を、開閉弁１
５を通過するパイプにより反応器の上端部４に接続す
る。貯槽１３を反応器１の上方に位置せしめる。

【０１０６】この循環ループ３自身は、２個の弁１７と
１８とが装着された分岐ループ１６を含む。このループ
１６により、反応器１を弁６、１５、１７、１８の共働
により循環流から分離することができる。

【０１０７】貯槽１３にはその上部に、アクリル酸メチ
ルを導入するためのパイプ１９を装着する。このパイプ
１９は弁２０を備える。貯槽１３にはさらに、圧力弁２
２が装着されたパイプ２１をも装着する。パイプ２１を
トーチに接続する。

【０１０８】貯槽１３にはその下部に、弁２４が装着さ
れて加圧下にＨ₂Ｓを貯槽中へ導入することを目的とし
たパイプ２３を装着する。

【０１０９】貯槽の下部を、弁２６が装着されたパイプ
２５により受け器２７に接続する。この受け器にはその
下部に、弁２９が装着されたパイプ２８を取付ける。パ
イプ２８から試料を反応中に集めることができる。

【０１１０】ＩＩ．３ 操作手順 樹脂を充填すると共にアクリル酸メチルを導入する各操
作は窒素雰囲気下で行われる。

【０１１１】ＩＩ．３．１ 反応混合物の調製 樹脂２（約８ｇの充填物）を含有する反応器１を弁６お
よび１５の閉鎖により装置の残りから隔離する。アクリ
ル酸メチルをパイプ１９により、再循環ループと直接連
通した円筒貯槽１３中へ導入する。装置を３バールの窒
素の圧力下に置く。出発反応混合物を調製する円筒貯槽
１３を５℃（クリオターモスタットにより得られる）の
油の循環により冷却し、この油は再循環ループにおける
交換器９の外側ジャケットを通過する。循環ポンプ１０
を始動させると共に円筒貯槽に含有される液体をループ
３およびループ１６に循環させ、貯槽１３から弁１７ま
で移動させた後に弁１８を通過させる。

【０１１２】１６バールの圧力にて供給部から得られる
硫化水素をパイプ２３を介しディフューザによって貯槽
１３に注入し、冷却されたアクリル酸メチルに溶解させ
る。Ｈ₂Ｓの注入の終了後、圧力は１３バールであり、
液体混合物（アクリル酸メチル＋Ｈ₂Ｓ）の温度は１５
℃である。充填容積は点検ポート１４により監視するこ
とができる。

【０１１３】ＩＩ．３．２ 試験の実施 クリオターモスタットを反応を行うべき温度に対応する
数値に設定し、油を設定温度まで急速に上昇させながら
循環反応混合物を弁１５および６の開放と弁１７および
１８の閉鎖とにより反応器１中へ導入し、これを高流速
（最大４０Ｌ／ｈ）で循環させる。試験につきプログラ
ミングされた反応温度を反応全体にわたり維持する。圧
力弁２２に接続された装置における気相の圧力は、試験
条件にしたがい１６〜２８バールに設定する。

【０１１４】試験に際し所定回数にて反応媒体の試料を
受け器２７により採取すると共に大気圧下で集め、次い
でガスクロマトグラフィーにより分析する。試験の終了
後、装置の圧力を解除すると共に最終反応生成物を回収
する。

【０１１５】ＩＩ．４． 反応生成物の分析 ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析は、ポリジメチル
シロキサン架橋相（ＨＰウルトラ−１オリジン）を内蔵
する５０ｍ毛管カラムが装着されたヒューレット・パッ
カード５８９０ ＦＩＤ型クロマトグラフを用いて行わ
れる。

【０１１６】ＩＩ．５ 実験的試験 ＩＩ．５．１ 操作条件 上記項目にて説明した本出願人の用いた操作手順にした
がい各試験を行った。

【０１１７】ＩＩ．５．１．１ 樹脂 比較樹脂：米国特許第５，００８，４３２号に例として
挙げられた第三アミン（ジメチルアミノ）官能基を有す
るAmberlyst（登録商標）Ａ−２１樹脂（ローム・ハー
ス社）。

【０１１８】本発明の樹脂：上記手順にしたがい調製さ
れた１，５，７−トリアザビシクロ−［４．４．０］デ
セ−５−エン官能基を有する樹脂（以下ＰＳ−ＤＶＢ−
ＴＢＤと称する）。

【０１１９】ＩＩ．５．１．２ Ｈ ₂Ｓ−アクリル酸メ
チルのモル比：４／１もしくは６／１もしくは８／１。

【０１２０】ＩＩ．５．１．３ 温度：１５℃もしくは
３０℃もしくは４５℃。

【０１２１】ＩＩ．５．１．４ 操作圧力 操作圧力はＨ₂Ｓの過剰量および反応温度に依存する。

【０１２２】反応媒体の液体に加えられる圧力は、液体
が均質になるようにする（Ｈ₂Ｓの脱ガスなし）。

【０１２３】使用した装置は安全性の理由から２９バー
ルより高い圧力で操作しえないので、Ｈ₂Ｓ／アクリル
酸メチルのモル比を８／１に等しくしながら４５℃の温
度にて試験を実施しえなかった。何故なら、この試験は
２９バールを越える圧力で操作する必要があるからであ
る。

【０１２４】ＩＩ．５．１．５ 反応の監視 反応媒体液の試料を所定時間で採取し、これら試料のク
ロマトグラフィー分析は反応経過を監視すると共に時間
の関数としてのアクリル酸メチル（ＭＡ）の変換率およ
び３−メルカプトプロピオン酸メチル（ＭＭＰ）に対す
る対応選択率を測定することを可能にする。

【０１２５】各試験につき同一であるＭＡの使用量（１
７２ｇ、２モル）に比べ樹脂の使用量を少量（８ｇ充填
物）とすれば、反応速度は比較的遅く、６時間後にＭＡ
の変換は完結しない。

【０１２６】３０℃もしくは４５℃にて行った試験につ
き、反応をさらに１／２時間にわたり持続し、次いで装
置を大気圧下になった後に空にした。粗反応生成物をＧ
Ｃにより分析する。全反応時間は６．５時間である。

【０１２７】１５℃にて行った試験につき、反応はさら
に１．５時間にわたり持続し、試料を７時間の後に採取
し、次いで装置を空にすると共に粗反応生成物をＧＣに
より分析する。全反応時間は７．５時間である。

【０１２８】ＩＩ．５．１．６ 結果の説明 上記２種の樹脂充填物（Amberlyst（登録商標）Ａ−２
１およびＰＳ−ＤＶＢ−ＴＢＤ）で得られた比較結果を
表ＩおよびＩＩに示す。

【０１２９】これらの表はＨ₂Ｓ／ＭＡモル比、反応温
度、最大反応圧力および試料採取時間とそのときのアク
リル酸メチル（ＭＡ）の変換率およびメルカプトプロピ
オン酸メチル（ＭＭＰ）に対する選択率を示す。粗反応
生成物は、反応の終了時に回収された生成物に対応す
る。

【０１３０】ＩＩ．５．１．６．１ Amberlyst（登録
商標）Ａ−２１樹脂を用いた比較試験 樹脂充填量（乾燥）：８ｇ アクリル酸メチル ：１７２ｇ 結果 ：表Ｉ。

【０１３１】同じＨ₂Ｓ／ＭＡモル比では、ＭＭＰに対
する選択率は反応温度が上昇すると減少することが認め
られる。

【０１３２】ＩＩ．５．１．６．２ 樹脂ＰＳ−ＤＶＢ
−ＴＢＤを用いた本発明による試験 樹脂充填量（乾燥）：８ｇ アクリル酸メチル ：１７２ｇ 結果 ：表ＩＩ。

【０１３３】ＭＭＰに対する選択率は上記で得られたよ
りも高く、この選択率は実質的に反応温度が上昇しても
減少しないことが認められる。

【０１３４】

【表１】

【０１３５】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】添付図面は本発明で用いる装置の概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 反応器 ２ 樹脂 ３ 再循環ループ ４ 反応器の上端部 ５ 反応器の下端部 ６ 閉鎖弁 ７ 分岐パイプ ８ 弁 ９ ジャケット付交換器 １０ ギヤポンプ １１ 温度測定点 １２ ビーズ流量計 １３ ジャケット付円筒貯槽 １４ 点検ポート １５ 閉鎖弁

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩基性官能基を有する固体支持体の存在
   下に対応アクリル酸エステルに対してＨ₂Ｓを付加反応
   させる３−メルカプトプロピオン酸エステルの合成方法
   において、官能基が窒素原子に直接結合した水素を含ま
   ないグアニジン基であることを特徴とする３−メルカプ
   トプロピオン酸エステルの合成方法。
2. 【請求項２】 これら官能基が： （１）一般式（Ｃ）： 【化１】 ［式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄は互いに独立してたと
   えばメチル、エチル、プロピルもしくはブチルのような
   炭化水素基であり、イミン窒素は一連の化学結合により
   固体支持体に結合している］のグアニジン基、および
   （２）式（Ｄ）： 【化２】 ［式中、ｍおよびｎは２〜４の整数であり、ただしｎは
   ｍ以下であり、この基（Ｄ）は対応の二環式グアニジン
   の初期Ｎ−Ｈ窒素から出発する化学結合もしくは一連の
   化学結合により固体支持体に結合している］の二環式グ
   アニジン基から選択されることを特徴とする請求項１に
   記載の方法。
3. 【請求項３】 基（Ｄ）を次のグアニジン類：１，５，
   ７−トリアザビシクロ［４．３．０］ノナ−６−エン
   （ｍ＝３、ｎ＝２）、１，５，７−トリアザビシクロ
   ［４．４．０］デカ−５−エン（ｍ＝３、ｎ＝３）、
   １，６，８−トリアザビシクロ［５．３．０］デカ−７
   −エン（ｍ＝４、ｎ＝２）、１，４，６−トリアザビシ
   クロ［３．３．０］オクタ−４−エン（ｍ＝２、ｎ＝
   ２）から誘導された基から選択することを特徴とする請
   求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 樹脂が一般式（Ｉ）： 【化３】 ［式中、Ｂは一般式（Ｃ）および（Ｄ）の基から選択さ
   れる基であり、Ｌはメチレン基−（ＣＨ₂）−と同じま
   たはそれより長い線状有機基、特にメチレン基であり、 【化４】 はＰＳ−ＤＶＢ樹脂支持体である］を有するポリスチレ
   ン−ジビニルベンゼン（ＰＳ−ＤＶＢ）を主成分とする
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
5. 【請求項５】 基（Ｃ）がＬで置換され、このＬは−Ｃ
   Ｈ₂−基を示し、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄はそれぞれメ
   チル基を示す；基（Ｄ）が関連の二環式化合物にて水素
   を有する窒素でＬにより置換され、ただしＬは基−（Ｃ
   Ｈ₂）_p−を示し、ｐは１〜９の整数である；ことを特徴
   とする請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 ポリマー樹脂が一般式（ＩＩ）： 【化５】 ［式中、Ｘは酸素もしくは硫黄原子を示し、ｑは１もし
   くは２であり、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄は互いに独立し
   てメチル、エチル、プロピルおよびブチル基から選択さ
   れる］を有することを特徴とする請求項４に記載の方
   法。
7. 【請求項７】 Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄がそれぞれメチ
   ル基を示し、ｑが１であることを特徴とする請求項６に
   記載の方法。
8. 【請求項８】 官能化された樹脂が一般式（ＩＩＩ）： 【化６】 ［式中、ｎは２もしくは３であり、ｍは２、３もしくは
   ４であり、ただしｎはｍ以下であり、この基（Ｄ）は一
   連の化学結合により固体支持体に結合されている］を有
   することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記
   載の方法。
9. 【請求項９】 Ｈ₂Ｓ／アクリル酸エステルのモル比が
   ３〜１０であることを特徴とする請求項２〜７のいずれ
   か一項に記載の方法。
10. 【請求項１０】 反応圧力が１５〜３５バール（１５０
    ０〜３５００ｋＰａ）であることを特徴とする請求項１
    〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 【請求項１１】 反応を１５〜８０℃の温度にて行うこ
    とを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の
    方法。
12. 【請求項１２】 反応を１５〜４５℃の温度にて行うこ
    とを特徴とする請求項１１に記載の方法。