JPH10182540A - グリオキサールモノアセタールの製法 - Google Patents

グリオキサールモノアセタールの製法

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JPH10182540A
JPH10182540A JP9338752A JP33875297A JPH10182540A JP H10182540 A JPH10182540 A JP H10182540A JP 9338752 A JP9338752 A JP 9338752A JP 33875297 A JP33875297 A JP 33875297A JP H10182540 A JPH10182540 A JP H10182540A
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glyoxal
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グレーニング カルステン
Joerg Dr Therre
テレ イェルク
Gerd Dr Kaibel
カイベル ゲルト
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エーベル クラウス
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    • C07C45/71Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms by reaction with functional groups containing oxygen only in singly bound form being hydroxy groups

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 グリオキサールモノアセタールの製法 【解決手段】 一般式I: 【化1】 [式中、同じか又は異なっていてよいR1及びR2は、C1
〜C4−アルキル基又はC2〜C4−アルケニル基である]
のグリオキサールモノアセタールの製法において、グリ
オキサールと一般式II: 【化2】 [式中、R1及びR2は前記の意味を有する]のグリオキサ
ールビスアセタールとの混合物を、酸性触媒の存在下に
過剰のアルコールR1OH又はR2OH又はこれらの混合
物と、反応平衡が達成されるまで反応させる

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はグリオキサールモノ
アセタールの新規製法に関する。
【0002】
【従来の技術】グリオキサールとアルコール、例えばメ
タノールとの反応は、既に以前から公知であり、殊にJ.
Org. Chem. 38, 556(1973)、J. Am. Chem. Soc. 77, 1
285(1955)並びに米国特許(US)第2360959号
明細書中に記載されている。勿論、前記の文献では単
に、相応するグリオキサールビスアセタールが得られる
だけであり、グリオキサールモノアセタール、例えばグ
リオキサールジメチルアセタールの単離はそれらの文献
中に開示されていない。
【0003】グリオキサールモノアセタールの所定の製
造及び単離は、Synth. Comm. 1343(1988)及びBull. So
c. Chim. Fr. 95(1988)中の刊行物並びにヨーロッパ特
許(EP−B)第0249530号明細書の目的であ
り、その際、グリオキサールを酸性触媒の存在下に過剰
のアルコールと反応させ、次いで、反応媒体中での所望
のモノアセタールの濃度がビスアセタールに有利に低下
したら、反応を中断し、その際、反応を、定期的に反応
媒体から取り出される試料の分析により監視する。
【0004】しかし、この処理方法は、反応を常にガス
クロマトグラフィーによりコントロールすべきであり、
回転バンドカラムを用いての蒸留は非常に費用がかか
り、かつ副産物であるグリオキサールビスアセタール、
例えば1,1,2,2−テトラメトキシエタンが廃棄さ
れることは明らかであるという欠点を有する。
【0005】更に、ヨーロッパ特許(EP−B)第03
16672号明細書が、グリオキサールのモノアセター
ルの製法を記載しているが、これは、特にグリオキサー
ルと置換された1,3−プロパンジオールとの反応に限
られており、従って、環式モノアセタールがもたらされ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、前記の欠点を
有さないグリオキサールモノアセタールの製法を提供す
る課題が存在する。
【0007】
【課題を解決するための手段】さて、グリオキサールと
一般式II:
【0008】
【化3】
【0009】[式中、同じか又は異なっていてよいR1
びR2は、C1〜C4−アルキル基又はC2〜C4−アルケ
ニル基である]のグリオキサールビスアセタールとの混
合物を酸性触媒の存在下に過剰の一般式:R1OH及び
/又はR2OHのアルコールと、反応平衡が達成される
まで反応させることを特徴とする工業的に特に有利な方
法で、一般式I:
【0010】
【化4】
【0011】[式中、R1及びR2は前記の意味を有する]
のグリオキサールのモノアセタールを製造することがで
きることを発見した。
【0012】式I及びIIの基R1及びR2は、一般式:
1OH及び/又はR2OHの使用アルコールから直接由
来し、従って、同様の意味をも有する。その際、R1
びR2は分枝鎖又は非分枝鎖のC1〜C4−アルキル及び
/又は分枝鎖又は非分枝鎖のC2〜C4−アルケニルであ
る。C1〜C4−アルキルは例えば、メチル、エチル、プ
ロピル、イソ−プロピル及びブチルである。C2〜C4
アルケニルは例えば、ビニル、プロペニル及びイソプロ
ペニルを表す。R1及びR2の特に有利な基は、メチル及
びエチルである。
【0013】グリオキサールの本発明によるアセタール
化を、グリオキサール1モルあたりアルコール5〜20
モル、有利に10〜15モルの過剰で実施する。
【0014】使用グリオキサールは水溶液の形で存在す
るのが有利であり、その際、グリオキサール含有率20
〜60、有利に30〜50重量%の通常の工業用水溶液
を用いるのが有利である。しかし、結晶水2モルを有す
るトリマーとしての結晶グリオキサールをアセタール化
のために使用することもできる。
【0015】使用される、もしくは戻し導入される式I
Iのグリオキサールビスアセタールの量は一方で、平衡
状態にある反応成分の各濃度に、並びに他方で、後処理
工程でのグリオキサールビスアセタールの所望の蒸留収
率に依存している。一般に、グリオキサール1モル当た
り、式IIのグリオキサールビスアセタール0.4〜1
モル、殊に0.4〜0.7モルを使用する。
【0016】この方法は常圧で、低めた、又は高めた圧
力で実施することができる。通常、反応を常圧で、反応
混合物の沸騰温度で、又は閉鎖系では系の自己圧に相応
する沸騰温度で行う。
【0017】新規の方法は、連続的操作法にも、断続的
操作法にも好適であり、その際、使用可能な反応器とし
て、例えば、連続的に又は断続的に操作される撹拌釜、
チューブ型反応器及びカラムがこれに該当する。
【0018】酸性触媒として、ルイス酸もブレンステッ
ド酸もこれに該当する。例えば、硫酸ジルコニウム並び
に硫酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、
トリクロロ酢酸、シュウ酸及び有利に、酸性イオン交換
体、殊にマクロ多孔性の形のものを使用することができ
る。マクロ多孔性酸性イオン交換体の例は殊に、市販品
Lewatit(登録商標)S100、BayKat(登録商標)K
2611(Bayer)、Amberlite(登録商標)IR−120
(Rohm & Haas)並びにDowex(登録商標)50(Dow Chemi
cals)である。有利な方法実施では、酸性イオン交換体
をカラム中に固定床として充填し、これに反応混合物を
ポンプ循環させる。その際一般に、触媒をグリオキサー
ル1モル当たり0.01〜0.25モルの量で使用す
る。
【0019】アセタール化を平衡の達成前に、グリオキ
サールモノアセタール−形成の最高時に中断するヨーロ
ッパ特許(EP−B)第0249530号明細書中で請
求されている製法と異なり、本発明の方法では反応を、
平衡状態が達成されるまで実施する。アセタール化平衡
になる時を、予備実験で反応速度論に基づき測定するこ
とができ、通常、前記の反応条件下で3〜8時間、有利
に4〜6時間である。反応の最後に、もしくは反応平衡
が達成された後に、酸性触媒を、好適な塩基、例えばア
ルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物又は
炭酸塩を用いて中和することにより、反応混合物中で失
活化するか、又はイオン交換樹脂の場合には、それを次
の反応バッチで再度使用できるように、濾過により反応
混合物から除去する。イオン交換固定床を使用する場合
には、これは反応終了後に容易に、ポンプ循環から除か
れる。
【0020】酸性触媒の失活化もしくは分離除去の後
に、過剰のアルコールを留去し、同様に次の反応サイク
ルに戻し導入する。生じたグリオキサールビスアセター
ルを、水の添加下に共沸混合物として除去する。その
際、生じた副産物を完全に除去するために、ビスアセタ
ールが20〜50重量%、有利に30重量%水溶液とし
て生じ、かつグリオキサールモノアセタールが30〜5
0重量%、有利に40重量%粗製溶液として導出しうる
程度の水を反応混合物に添加する。副産物であるグリオ
キサールビスアセタールの戻し導入のために、グリオキ
サールビスアセタール/水−共沸混合物をまず脱水する
のが有利である。これは、自体公知の方法で、共留剤、
例えばヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、トルエン又はキシレンの存在下での共沸蒸留により
行うことができる。
【0021】導出された粗製−グリオキサールモノアセ
タールは、水−水蒸気−蒸留及び引き続く、場合により
減圧下での分留により精製することができ、その際、有
価生成物の分解を回避するために、粗製溶液のpH値を
蒸留の前に、塩基、例えばNa2CO3の添加により、
6.5〜8.5の値に調節するのが有利である。
【0022】戻し導入循環を完璧に行うために意外に
も、水蒸気蒸留の残留物も、後続の製造工程で新たに使
用することができる。酸性触媒の失活化を回避するため
に、この場合、例えばNa2CO3を用いての蒸留残留物
の中和は行うべきではない。
【0023】グリオキサールモノアセタールの本発明の
製法では、部分的に費用をかけて実施すべき反応分析が
不要であり、かつ戻し導入を含む前記の後処理により、
特に環境及び資源保護ファクター、従って、経済的ファ
クターももたらされる。
【0024】
【実施例】次の例で本発明の方法を詳述する。
【0025】一般的な操作法:40重量%グリオキサー
ル水溶液725g(5モル)、メタノール2400g
(75モル)及びテトラメトキシエタン(TME)約4
50g(3モル)からなる混合物を70℃で系の自己圧
下に、酸性イオン交換体(BayKat(登録商標)K261
1)を充填された3つの相互に接続されたチューブ型反
応器(触媒容量:1.14l)に、ポンプ効率14〜1
5l/時でサイクル中にポンプ導通させた。5時間の反
応時間の後に、混合物を20重量%Na2CO3水溶液で
中和し、かつ過剰のメタノールを、循環比10:1まで
350ミリバールで、かつ頭部温度41℃で、ファブリ
ックパッキン19(Sulzer社)を充填されたカラム(長
さ:100cm、直径3cm、プレート数:約20)を
介して留去した。メタノールをガスクロマトグラフィー
での分析の後に新たなメタノールで75モルに補完し、
かつ次のバッチに戻し導入した。
【0026】水の添加下に引き続き、テトラメトキシエ
タンを水性共沸混合物として、反応バッチから、350
ミリバール及び頭部温度72℃で、前記の蒸留カラムを
介して留去した。
【0027】TME/水−共沸混合物にオクタン500
gを添加し、かつ600ミリバールで蒸留により脱水し
た。TMEを底部から導出させ、オクタン相と同様に戻
し導入した。
【0028】グリオキサールジメチルアセタール−含有
蒸留残留物をTME分離除去の後に導出させ、かつ蒸留
により後精製した。
【0029】次の表に、4つの戻し導入を含む5つの実
験の結果をまとめた。
【0030】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 ゲルト カイベル ドイツ連邦共和国 ランペルトハイム ロ ベルト−ボッシュ−シュトラーセ 4 (72)発明者 クラウス エーベル ドイツ連邦共和国 ランペルトハイム ク ラニッヒヴェーク 23

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式I: 【化1】 [式中、同じか又は異なっていてよいR1及びR2は、C1
    〜C4−アルキル基又はC2〜C4−アルケニル基である]
    のグリオキサールモノアセタールの製法において、グリ
    オキサールと一般式II: 【化2】 [式中、R1及びR2は前記の意味を有する]のグリオキサ
    ールビスアセタールとの混合物を、酸性触媒の存在下に
    過剰のアルコールR1OH又はR2OH又はこれらの混合
    物と、反応平衡が達成されるまで反応させることを特徴
    とする、一般式Iのグリオキサールモノアセタールの製
    法。
  2. 【請求項2】 酸触媒が、酸性イオン交換体である、請
    求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 酸性イオン交換体が固定床として存在す
    る、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 一般式IIのグリオキサールビスアセタ
    ールを、水との共沸混合物として留去する、請求項1か
    ら3のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項5】 一般式IIのグリオキサールビスアセタ
    ール及び水からなる共沸混合物を、好適な共留剤を用い
    て脱水する、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】 副産物である一般式IIのグリオキサー
    ルビスアセタールを反応に戻し導入する、請求項1から
    5のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項7】 酸性触媒を戻し導入する、請求項1から
    6のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項8】 過剰のアルコール及び蒸留缶内物を再
    び、反応に戻し導入する、請求項1から7のいずれかに
    記載の方法。
  9. 【請求項9】 一般式:R1OH又はR2OHのアルコー
    ルがメタノールである、請求項1から8のいずれかに記
    載の方法。
JP9338752A 1996-12-11 1997-12-09 グリオキサールモノアセタールの製法 Withdrawn JPH10182540A (ja)

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