JPH11228560A - β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類およびβ−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン類の製造方法 - Google Patents
β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類およびβ−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン類の製造方法Info
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- JPH11228560A JPH11228560A JP2725598A JP2725598A JPH11228560A JP H11228560 A JPH11228560 A JP H11228560A JP 2725598 A JP2725598 A JP 2725598A JP 2725598 A JP2725598 A JP 2725598A JP H11228560 A JPH11228560 A JP H11228560A
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Abstract
全かつ簡便な製造方法、および、かかる製造方法により
得られるβ−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類を用い
る、塗料、接着剤、粘着剤、インキ用レジン等の構成成
分モノマーとして有用なβ−(メタ)アクリロイルオキ
シ−γ−ブチロラクトン類の製造方法を提供する。 【解決手段】 3−ハロプロパン−1,2−ジオールあ
るいは3−ハロ−2−メチルプロパン−1,2−ジオー
ルをシアノ化し、加水分解し、ラクトン化してβ−ヒド
ロキシ−γ−ブチロラクトン類を得る。さらに、得られ
たβ−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類に(メタ)ア
クリル酸クロリド、(メタ)アクリル酸、または(メ
タ)アクリル酸エステルを反応させてβ−(メタ)アク
リロイルオキシ−γ−ブチロラクトン類を得る。
Description
−ブチロラクトンおよびβ−メチル−β−ヒドロキシ−
γ−ブチロラクトン(以下、β−ヒドロキシ−γ−ブチ
ロラクトン類と言う。)の製造方法、および、塗料、接
着剤、粘着剤、インキ用レジン等の構成成分モノマーと
して有用なβ−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチ
ロラクトンおよびβ−メチル−β−(メタ)アクリロイ
ルオキシ−γ−ブチロラクトン(以下、β−(メタ)ア
クリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン類と言う。)の
製造方法に関する。
ブチロラクトン類の前駆体等に用いられるβ−ヒドロキ
シ−γ−ブチロラクトン類の製造方法としては、グリシ
ドールと一酸化炭素を高温高圧下で貴金属触媒を触媒と
して反応させる方法(米国特許第4,968,817
号)、3−ブテン酸を白金触媒下で過酸化水素を作用さ
せてエポキシ化したものを水和した後にラクトン化する
方法(Angew.chem.,Int.Ed.Eng 994-1000(1966))等が
知られているが、何れも爆発等の危険性が高い方法であ
る。
クトン類を工業的に製造することは困難であったので、
この化合物を原料とするβ−(メタ)アクリロイルオキ
シ−γ−ブチロラクトン類は、様々な用途への利用が期
待されているにもかかわらず、工業的に製造されていな
かった。
−ブチロラクトン類を安全かつ簡便に製造する方法、お
よびβ−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラク
トン類を製造する方法の出現が望まれていた。
目的は、β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類の安全
かつ簡便な製造方法、および、かかる製造方法により得
られるβ−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類を用い
る、塗料、接着剤、粘着剤、インキ用レジン等の構成成
分モノマーとして有用なβ−(メタ)アクリロイルオキ
シ−γ−ブチロラクトン類の製造方法を提供することに
ある。
パン−1,2−ジオールあるいは3−ハロ−2−メチル
プロパン−1,2−ジオールをシアノ化し、加水分解
し、ラクトン化することを特徴とする一般式(1)で示
されるβ−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンおよびβ−
メチル−β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンの製造方
法。
ドロキシ−γ−ブチロラクトンまたはβ−メチル−β−
ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンを製造し、得られたβ
−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンまたはβ−メチル−
β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンに、(メタ)アク
リル酸クロリド、(メタ)アクリル酸、または(メタ)
アクリル酸エステルを反応させる一般式(2)で示され
るβ−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクト
ンおよびβ−メチル−β−(メタ)アクリロイルオキシ
−γ−ブチロラクトンの製造方法にある。
ロキシ−γ−ブチロラクトン類と称する前記一般式
(1)で示されるβ−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン
またはβ−メチル−β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクト
ンを製造するためには、まず、3−ハロプロパン−1,
2−ジオールまたは3−ハロ−2−メチルプロパン−
1,2−ジオールをシアノ化する。シアノ化の方法は特
に限定されないが、通常は青酸や青酸塩との反応により
シアノ化する。
ルまたは3−ハロ−2−メチルプロパン−1,2−ジオ
ールの3位の置換基はハロゲンであり、このような化合
物としては、安価に入手できる3−クロロプロパン−
1,2−ジオール、3−ブロモプロパン−1,2−ジオ
ール3−クロロ−2−メチルプロパン−1,2−ジオー
ル、3−ブロモ−2−メチルプロパン−1,2−ジオー
ルが好ましい。
例えば、塩基性触媒存在下、3−ハロプロパン−1,2
−ジオールまたは3−ハロ−2−メチルプロパン−1,
2−ジオールと青酸を反応させる方法が挙げられる。こ
こで用いられる塩基性触媒は特に限定されないが、反応
制御が容易であり、また安価であることから水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウムおよび炭酸カ
リウム等の無機アルカリ塩が好ましい。
しては、例えば、青酸塩の水溶液を3−ハロプロパン−
1,2−ジオールまたは3−ハロ−2−メチルプロパン
−1,2−ジオールに滴下して反応させる方法が挙げら
れる。ここで用いられる青酸塩としては各種の金属塩が
使用できるが、安価なシアン化カリウムおよびシアン化
ナトリウムを用いることが好ましい。
好ましく、さらに反応の制御、副反応の抑制のために4
0℃〜80℃で反応させることがさらに好ましい。得ら
れた3,4−ジヒドロキシブタンニトリルまたは3,4
−ジヒドロキシ−3−メチルブタンニトリルは、精製す
ることなく次の反応に用いることができるが、常法によ
り精製してもよい。
ンニトリルまたは3,4−ジヒドロキシ−3−メチルブ
タンニトリルを加水分解して3,4−ジヒドロキシブタ
ン酸または3,4−ジヒドロキシ−3−メチルブタン酸
を得る。加水分解は酸またはアルカリのいずれの条件で
行ってもよいが、収率の面でアルカリ条件が好ましい。
ここで使用するアルカリとしては水酸化ナトリウム、水
酸化カリウムが安価で好ましい。加水分解の反応温度は
0℃〜120℃が好ましく、収率の面で50℃〜100
℃がより好ましい。
キシブタン酸または3,4−ジヒドロキシ−3−メチル
ブタン酸のアルカリ塩は、常法により酸析した後ラクト
ン化してβ−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンあるいは
β−メチル−β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンを得
る。ラクトン化反応は通常の濃縮過程で自発的に進行す
るが、酸性条件下、0℃〜100℃で行ってもよい。こ
の際に使用する酸としては、硫酸等の一般的な鉱酸類が
使用できるが、後の酸の除去を考えると塩酸または酸性
イオン交換樹脂を使用することが好ましい。得られたβ
−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類は必要に応じて常
法により精製してもよい。
ルあるいは3−ハロ−2−メチルプロパン−1,2−ジ
オールをシアノ化し、加水分解し、ラクトン化してβ−
ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類を製造する方法につ
いて工程別に説明したが、本発明ではこれらの工程を途
中で精製することなく単一の容器で行うことも可能であ
る。このことは、本発明がシンプルな装置でβ−ヒドロ
キシ−γ−ブチロラクトン類を製造できる経済的に非常
に優れた製造方法であることを意味している。
ルオキシ−γ−ブチロラクトン類と称する一般式(2)
で示されるβ−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチ
ロラクトンおよびβ−メチル−β−(メタ)アクリロイ
ルオキシ−γ−ブチロラクトンを得るためには、前記の
方法によりβ−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類を製
造し、これを(メタ)アクリル酸クロリドまたは(メ
タ)アクリル酸とエステル化、あるいは(メタ)アクリ
ル酸エステルとエステル交換させる。このようにして得
られたβ−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラ
クトン類は必要に応じて常法により精製してもよい。
する際には通常塩基触媒が使用される。ここで用いられ
る塩基触媒は、生成する酸を中和するものであれば特に
限定されないが、例えばトリエチルアミン、ピリジン、
炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。このときの反応温
度は通常−80〜100℃であるが、副反応を抑えるた
めに0℃以下にコントロールすることが好ましく、さら
に好ましくは−80℃〜−20℃である。
は通常縮合剤が使用される。ここで用いられる縮合剤
は、一般的なエステル化用縮合剤であれば特に限定され
ないが、例えば、N,N'−ジシクロヘキシルカルボジイ
ミド、2−クロロ−1,3−ジメチルイミダゾリウムク
ロリド、プロパンホスホン酸無水物等が挙げられ、この
際には4−ジメチルアミノピリジンやトリエチルアミン
等のアミン系塩基を併用してもよい。なお、このときの
反応温度は通常−30℃〜100℃であるが、有意な反
応速度を得るためには0℃以上が好ましく、さらに好ま
しくは15℃〜40℃である。
換する際には通常のエステル化触媒が使用される。ここ
で用いられる触媒は、一般的なエステル交換反応用触媒
であれば特に限定されないが、例えば、テトラブトキシ
チタン、テトライソプロポキシチタン、テトラメトキシ
チタン等のテトラアルコキシチタン類、ジブチル錫オキ
シド、ジオクチル錫オキシド等のジアルキル錫オキシド
類等が挙げられる。なお、このときの反応温度は通常−
30℃〜130℃であるが、副生するアルコールを共沸
して除くため、また、有意な反応速度を得るためには6
0℃〜110℃が好ましい。
クリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン類は下記に示す
化学反応式により製造される。
るが、これらに限定されるものではない。実施例におけ
る分析はガスクロマトグラフィー(以下GCという)お
よび、NMRにより行った。
出した。 純度(%)=(A/B)×100 ここで、Aは目的生成物のピーク面積、Bは全ピーク面
積の合計を表す。
成物の重量に純度を乗じ、目的生成物の分子量で除して
算出)、Dは基準となる原料のモル数を表す。
ラクトンの合成 攪拌機、滴下ロート、温度計、ジムロート冷却管、アル
カリトラップ(水酸化ナトリウム水溶液)を備えたガラ
スフラスコに、1−クロロプロパン−2,3−ジオール
250g(2.26mol)、水220mlを加え、50℃〜
60℃に保持しながらシアン化ナトリウム122g(2.
49mol)の水溶液を2時間かけて滴下した。さらに2時
間加熱攪拌を続けた後、水酸化ナトリウム133g(2.
825mol)に水120mlを加えた水溶液を滴下し、内温
90℃〜100℃で加熱還流した。約1時間後にアンモ
ニアガスと思われる発泡があった。30時間加熱した
後、放冷、さらに氷冷し、濃塩酸325g(3.25mol)
を滴下した。この反応液をエバポレーターにて濃縮し、
水を留去すると多量の塩が析出した。ここに、アセトン
1L、無水硫酸マグネシウムを100g加え、塩と共に
濾過し、ろ液を濃縮し、粗β−ヒドロキシ−γ−ブチロ
ラクトン240gを得た。これをシリカゲルのカラムク
ロマトグラフィーにて精製し、β−ヒドロキシ−γ−ブ
チロラクトン190.6g(1.87mol)を得た。
トンの純度は98%、実得収率は81%(1−クロロプ
ロパン−2,3−ジオール基準)であった。生成物の1
H−NMRのスペクトルデータは以下のとおりであっ
た。1 H-NMR(CDCl3) 2.5(1H,d,J=18.1Hz),2.8(1H,dd,J=5.9H
z,18.1Hz),3.5(1H,br),4.3(1H,d,J=10.3Hz),4.4(1H,dd,
J=4.3Hz,10.3Hz),4.7(1H,ddd,J=2.0Hz,4.3Hz,5.9Hz) [実施例2]β−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラ
クトンの合成 攪拌機、2つの滴下ロート、温度計、ジムロート冷却菅
を備えたガラスフラスコに実施例1の方法により得られ
た純度98%のβ−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン9
1.1g(0.875mol)および乾燥ジクロロメタン500m
lを仕込み、滴下ロートの一方にトリエチルアミン11
7.5g(1.16mol)、もう一方にメタクリル酸クロリ
ド112g(1.071mol)を仕込み、ガラスフラスコの内
部を窒素置換後、ドライアイス−アセトンバスで−60
℃〜−70℃に冷却した。ガラスフラスコ内を攪拌しな
がら、トリエチルアミンとメタクリル酸クロリドをメタ
クリル酸クロリドに対してトリエチルアミン小過剰にな
るように調整しながら滴下した。滴下終了後、3時間攪
拌を続けた。反応液に水300mlを添加し、セライト
を少々加えて濾過した濾液を分液ロートにて水300m
lで3回洗浄した後、硫酸マグネシウムを80g加えて
乾燥し、濾過した濾液を濃縮して粗β−メタクリロイル
オキシ−γ−ブチロラクトン175gを得た。これをシ
リカゲルのカラムクロマトグラフィーで精製し、β−メ
タクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン106.3g
(0.625mol)を得た。
ブチロラクトンの純度は97%、実得収率は69%(β
−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン基準)であった。生
成物の1H−NMRのスペクトルデータは以下のとおり
であった。1 H-NMR(CDCl3) 2.1(3H,s),2.8(1H,d,J=18,4Hz),3.0(1H,
dd,J=6.8Hz,18.4Hz),4.5(1H,d,J=10.8Hz),4.7(1H,dd,J=
4.8Hz,10.8Hz),5.6(1H,dd,J=4.8Hz,6.8Hz),5.8(1H,s),
6.3(1H,s)
−γ−ブチロラクトン類を安全かつ簡便に製造すること
ができる。さらに、かかる製造方法により得られるβ−
ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類を用いて、塗料、接
着剤、粘着剤、インキ用レジン等の構成成分モノマーと
して有用なβ−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチ
ロラクトン類を製造することができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 3−ハロプロパン−1,2−ジオールあ
るいは3−ハロ−2−メチルプロパン−1,2−ジオー
ルをシアノ化し、加水分解し、ラクトン化することを特
徴とする一般式(1)で示されるβ−ヒドロキシ−γ−
ブチロラクトンおよびβ−メチル−β−ヒドロキシ−γ
−ブチロラクトンの製造方法。 【化1】 - 【請求項2】 請求項1記載の方法によりβ−ヒドロキ
シ−γ−ブチロラクトンまたはβ−メチル−β−ヒドロ
キシ−γ−ブチロラクトンを製造し、得られたβ−ヒド
ロキシ−γ−ブチロラクトンまたはβ−メチル−β−ヒ
ドロキシ−γ−ブチロラクトンに、(メタ)アクリル酸
クロリド、(メタ)アクリル酸、または(メタ)アクリ
ル酸エステルを反応させる一般式(2)で示されるβ−
(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトンおよ
びβ−メチル−β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−
ブチロラクトンの製造方法。 【化2】
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP02725598A JP4195117B2 (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類およびβ−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン類の製造方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11228560A true JPH11228560A (ja) | 1999-08-24 |
JP4195117B2 JP4195117B2 (ja) | 2008-12-10 |
Family
ID=12215978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02725598A Expired - Lifetime JP4195117B2 (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン類およびβ−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン類の製造方法 |
Country Status (1)
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- 1998-02-09 JP JP02725598A patent/JP4195117B2/ja not_active Expired - Lifetime
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