JPS58124738A - β−クロロプロピオン酸誘導体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、β−クロロプロピオン酸誘導体の改良された
製造方法に関するものである。

β−クロロプロピオン酸誘導体は、胃腸等のけいれんや
パーキンソン症等の治療薬等の中間体、各種１薬および
農薬の原料あるいは種々の樹脂添加剤（改質剤、安定剤
、酸化防止剤、重合調節剤）またはコールドパーマネン
トウェブ調剤等として使用されるβ−メルカプトプロピ
オン酸誘導体の中間原料として有用な物質である。

β−クロロプロピオン酸誘導体の公知の製造法としては
、（１）トリメテレ／クロルヒドリンを硝酸または過マ
ンガン酸塩で酸化する方法（Ｒ１αＩ）Ｒ４４，，５４
，３１１６（Ｒ９２１）　；ｐ−Ｊ、Ａｍｚ九ＱＪＬｖ
ｎ、３αＧ、、４６．２８７９（１９２４）；Ｏす。

８１ｔｄ−ＬｉＬｉ、　１．１６８　（１９５７）　；
Ｆ４．、８２゜４４８９；ＣＪＬＭＬ、Ａ存−８ム、艷
ノ、５８５７（１９３８））、（２）β−クロロプロピ
オンアルデヒドを硝酸でｒｅ化する方法（Ｑ　４ｙ、５
ｙｎｌム４６１，５１６８’（１９５７）　；に机ａｆ
ｃｒｕｒｎＱＡｒｒｕｐ、　Ｂるル、、１２．１４８７
（１８７９）；Ｍｅｙｗｙ、ｒｂ、　ＢＪ＋Ｊｌ−８ｅ
ｃ、　□ＪへＦＡ−１１７ＬＯ４（３）　９　、３８８
　（１８９３）　；　Ｍｃｒｕ、−１−／、ｎ、　ＣＪ
ｉｔｘｎｘ、　ＪｒＬｄ　、、　（４）　３５　、１３
６０（１９２４）　；　Ｂ４ｂｉ、＋　５２６　＊　１
２２　；　ＯムヘＡ４１Ｌｂ、。

し５．６９８１５（１９４１））、（６）エチレンシア
ノヒドリンを塩酸で加水分解する方法（Ｊαｃｒｅｒｌ
！ｒｉ、　Ｈ＜ｉｒｄｗｄｈすい、Ｊ、Ａ計Ｃｚ仇、Ｓ
σＧ、、３９．１４６６（１９１７））、（４）β−ク
ロロプロピオニトリルを塩酸で加水分解する方法（ｐａ
ＬｔＬｉｔｒｎ　ｄＱＪ！、、　Ｊ、Ａ？７Ｌ、０４＝
−、３＋ｙＯ０，７８，２２５５（１９５６））、（５
）アクリル酸と塩化水素の反応による方法（Ｕ、８．　
、２，７５９．１０８　；び杭。

Ａ４Ａ１４７．．５１．５１１４（１９５７）　；　Ｎ
ａ、＞ａａ−ａｙ＜ｉａｌ、。

ＺＪｕ＊、　０１ｒｉ＆ｃ、Ｌｅ、Ｌ　　ＫＪＡｙａ、
　、　２７　、１０１　（１９５７）　；Ｃムｙｎ、ｐ
、８ｉｚｃ、、　５１．１２９０５（１９５７）：ＤＴ
、。

２．５５５．０４３）、（６）β、−プロピオラクトン
と塩化水素ノ反応Ｋ　ヨ６　方法（Ｑ必７／ｒＲＬ４ｚ
　ａｆ、　、　Ｊ　、　）ｃｎｚ　、　ＣムトＳ６ｒ、
、、　７ノ、７２（１９５０）；ＵＳ、、２，４４９．
９９５　；ＣＪｙル、Ａ８Ａム、、４３．１０５４（１
９４９））、および（７）アクリロニトリルに塩化ナト
リウムと硫酸を使用させる方法（Ｕ、Ｓ、　Ｐ、、　３
．１８８．３１４　）等が知られている。これらの方法
のうち、（１）〜（６）の方法はいづれも原料が高価で
入手し難く、また収率が十分であるとは言えない。また
、（７）の方法は塩化アンモニウム以外に硫酸す）　Ｉ
Ｊウムをも多量に副生じ、廃水中に多量の塩を含むので
、この点問題のある方法である。前記の方法のほか、ア
クリロニトリルを塩酸と沸とう水浴中で６時間加熱する
方法（ＢａＷｉ　ｃｌ　ａＪ−５Ｊ、Ａｍ、醇へ３σＧ
、、７１．３５２５（１９４９）；有機化合物合成法　
第１８集　５９〜４１頁）も知られているが、収率は７
４〜７８％程度であり、工業的方法としては未だ十分に
満足し得る方法とは言い難い。

このような公知方法のなかで、アクリロニトリルと塩酸
との反応による方法は、■原料が安価で入手し易い、■
副生ずる塩が塩化アンモニウムのみであり、この塩化ア
ンモニウムをアルカリと処理すれば、窒素原子をアンモ
ニアとして容易に回収できる、さらに■生成したβ−ク
ロロプロピオン酸が各種の有機溶剤類により容易に水溶
液中から抽出可能である等の利点がある。

本発明者らは、アクリロニトリル誘導体と塩酸との反応
によるβ−クロロプロピオン酸誘導体の改善された方法
について鋭意検討した。その結果アクリロニトリルと塩
酸との反応は３０〜８００ｃの温度では、ニトリルの加
水分解よりも、二重結合へのＨＯ（ｌの付加反応が優先
して進行し、６０〜ｉｉｏ’ｏの温度にするとニトリル
の加水分解がかなりの速度で進行すること、また、アク
リル酸の二重結合へのＨＯＩの付加反応速度は、アクリ
ロニトリルの場合にくらべかなり遅く、そのため、アク
リロニトリルと塩酸との反応によるβ−クロロプロピオ
ン酸の製造は、アクリロニトリルを−Ｈアクリル酸にし
てＨ（Ｊの付加反応を行なうより、アクリロニトリルへ
の■（Ｏｌの付加反応を優先させついで加水分解反応を
行なうほうが優れていることを見出し、本発明に到達し
た。

すなわち、本発明は一般式（１） （式中、Ｒ工、Ｒ２およびＲ３は水素原子、炭素１〜６
の直鎖状もしくは分枝状低級アルキル基またはフェニル
基を示し、互いに同一でも異なっていてもよい）で表わ
されるアクリロニトリル誘導体に濃塩酸とを、常圧下、
まず６０〜８０°Ｃの温度で付加反応させ、引き続き６
０〜１１０°Ｃの温度で加水分解反応させて、一般式（
Ｉｔ） （式中、Ｒ，、Ｒ２およびＲ３は一般式（１）の場合と
同じ意味を示す）で表わされるβ−クロロプロピオン酸
誘導体を工業的に製造する方法を提供するものである。

本発明の方法で使用されるアクリロニトリル誘導体とは
、前記一般式（１）で表わされる化合物である。具体的
にはα−メチルアクリロニトリル、β−メチルアクリロ
ニトリル、α−エチルアクリロニトリル、β−エチルア
クリロニトリル、α−ヘキシルアクリロニトリル、β−
へキシルアクリロニトリル、α−イソプロピルアクリロ
ニドＩＪ　Ａ／、β−（１−メチルブチル）アクリロニ
トリル、α−（１，１−ジメチルブチル）アクリロニト
リル、β−（１，１−ジメチルブチル）アクリロニトリ
ル、β−（２，２−ジメチルブチル）アクリロニトリル
、β−（１，２−ジメチルブチル）アクリロニトリル、
β−（１，２−ジメチルブチル）アクリロニトリル、α
−フェニルアクリロニトリル、β−フェニルアクリロニ
トリル、α、β−ジフェニルアクリロニトリル、α、β
−ジメチルアクリロニトリル、β−フェニル−α−メチ
ルアクリロニトリル、α−フェニル−β−メチルアクリ
ロニトリル、α−メチル−β−エチルアクリロニトリル
、β−フェニル−α−エチルアクリロニトリル、α〜フ
ェニルーβ−エチルーアクリロニトリル、α−フェニル
−β〜へキシルアクリロニトリル、β−フェニル−α−
へキシルアクリロニトリル、α−へキシルアクリロニト
リル、α−へキシル−β−メチルアクリロニトリル等が
例示される。

本発明の方法において、アクリロニトリル誘導体と濃塩
酸との使用量は、アクリロニトリル誘導体１モルに対し
、濃塩酸が２〜５モルの範囲、好ましくは２．２〜４モ
ルの範囲である。

濃塩酸が２モル以下ではアクリロニトリル誘導体の１部
は未反応のま〜残り、さらに他の一部はオリゴマー化す
るので好ましくなく、また５モルを越えてもその効果は
更に向上しない。

本発明の方法を実施するには、例えば、アクリロニトリ
ル誘導体と濃塩酸を一括混合して、あるいは濃塩酸中に
アクリロニトリルを滴下しながら反応させる。いずれの
方式でも可能であり、またこれらの方式に限定されるも
のではない。しかし濃塩酸をアクリロニトリル誘導体に
対して２．１〜２２モル比程度で使用して反応させる場
合は滴下方式が好ましい。

本発明の方法では反応は２以上の温１（段階で実施する
。

すなわち、大きく、アクリロニトリル誘導体の二重結合
へのＨｏｄの付加反応を優先して行なう段階、とこの段
階の反応で生成した付加生成物を加水分解してβ−クロ
ロプロピオン酸誘導体を生成させる段階に分けて実施す
る。

前段での反応温度は５０〜９０°Ｃの範囲、好ましくは
４０〜８０°Ｃの範囲であり、後段の反応温度は６０〜
１１０°Ｃの範囲、好ましくは８０〜１１０°０の範囲
である。

したがって、前段および後段の反応において、反応の目
的に応じ適当な反応温度および段階に設定して反応を実
施するが、前段の反応は前記の低温側で原料の混合物ま
たは濃塩酸中にアクリロニトリルを滴下しながら、実質
的にアクリロニトリル誘導体の二重結合への付加反応を
優先的に完結させ、しかる後に後段の反応は前記の高温
側に昇温しで付加生成物の加水分解を完結させる。

反応時間１′！、使用するアクリロニトリル誘導体の神
傾および濃塩酸の使用量により異なるが、まず５０〜９
０°Ｃの温度で１〜２０時間、６０〜１１００Ｃの【温
度で２〜１０時間である。９０°Ｃ以下の温度での反応
時間が１時間以下の場合には、二重結合へのＨＯＩの付
加反応が不十分となり、β−クロロプロピオン酸誘導体
の収率が低下する原因となり、また２０時間以上にして
もその効果は小さい。また６０〜１１０°Ｃの温度での
反応時間が２時間以下の場合にはニトリル基のカルボキ
シル基への加水分解が不十分となり、アクリルアミド誘
導体の状態で止まっている割合がかなり高く、また１０
時間以上にしてもその効果は少ない。

上記の反応後、反応液から目的物をベンゼン、トルエン
、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、クロロホルム、
塩化メチレン、クロルベンゼン等のハロゲン含有脂肪族
および芳香族炭化水素系溶剤、エチルエーテル、ジイソ
プロピルエーテル、ジブチルエーテル等の脂肪族エーテ
ル類等で抽出後、溶剤乞回収、減圧蒸留または再結晶す
ることにより高純度のβ−クロロプロピオン酸誘導体を
高収率で単離することも可能である。

また、本発明の方法により得られたβ−クロロプロピオ
ン酸誘導体を原料として、例えばβ−（スルホチオ、）
プロピオン酸誘導体の二塩基酸塩類を製造するよ−うな
場合等には、β−クロロプロピオン酸誘導体を反応液か
ら単離することなく、該誘導体を含有する反応液をその
ま一使用することができる。

なお、β−クロロプロピオン酸誘導体を抽出した残りの
水層中に含まれる塩化アンモニウムは、アルカリ処理す
ることによりアンモニアとして窒素原子を回収すること
も可能であり、廃水としては無害の塩化ナトリウム水溶
液が出るのみである。

本発明の方法は、上記のように安価で入手し易いアクリ
ロニトリル誘導体と濃塩酸とを原料とし高収率または必
要に応じ高紳度で、かつ経済的にさらに何等有害な廃水
を出すこともなく、β−クロロプロピオン酸誘導体を工
業的に製造するものである。

以下、本発明の方法を実施例により説明する。

実施例−１ 攪拌機、温度計、還流冷却器を備えた５００ｍ１の三つ
ロフラスコ中に、アクリロニトリル２６５ｇ（０５モル
）、ａ１酸（３５重量％、以下同じ）　２６０．７ｆｌ
　（２，５モル）を入れ、徐々に６０１ＪＯまで昇温し
、６０°Ｃで１時間加熱攪拌を行なった。

その後徐々に９５°Ｃまで昇温し、９５〜９７°Ｃで６
時間加熱攪拌を続けた。冷却後反応マスの一部をサンプ
リングし、’Ｈ−ＮＭＲで分析したところ、積分比より
β−クロロプロピオン酸９８０モモル（対アクリロニト
リル；以下同じ）、β−プロピオラクトン　１．０モル
係、アクリル酸０５モルチ、β−ヒドロキシプロピオン
酸０５モモルの割合であった。なお反応マスをアルカリ
滴定した結果、ＮＨ４Ｏ／の生成量は１００モルモル係
反応Ｈｏ１！量６０．４モル係（対仕込Ｈｏｅ量）、生
成−００２Ｈ分（β−クロロプロピオン酸＋アクリル酸
＋β−ヒドロキシプロピオン酸）は９９．０モル係であ
った。

この反応マス中には塩安（ＮＨ４０Ａ’　）が結晶とし
て析出しているが、そのまま分液ｆ斗に移し、これに２
倍量（容量）のトルエンを加えて４回繰り返し抽出を行
なった。抽出率は９７．１　％であった。

トルエン層はエバポレーターニ移シ、トルエン分を留去
した。この様にして純度９８．８％（’ｒ（−ＮＭＲで
分ｇＴ）のβ−クロロプロピオン酸を５２．３１収率９
６４％）得た。これをさらに減圧蒸留したところ、主留
分として純度？　９．５　％　（’Ｈ−ＮＭＲで分析）
のβ−クロロプロピオン酸（／ｒｐ’　９２〜９３０（
Ｅ　／　９　ｍ帽ｇ　；　ｍｐ　４１．５〜４２°Ｃ）
を５０．１．９　（収率９２３チ）得た。

元素分析の結果は次の通りであった。

０３Ｈｓ０６０２と、シて ＯＨＣ１ 計算値（＠：　　　５５．２０　　　４．６４　　　３
２．６７分析値（％９：　　　３３，４６　　４．７１
　　　　！１２．４５実施例−２ 実施例−１で示したと同じ装置を備えた２００ｍ１フラ
スコ中に、アクリロニトリル２６．５　ｇ（０，５モル
）、濃塩酸１３０．４ｇ（１，２５モル）を入れ、徐々
に６０°Ｃまで昇温し、６０°Ｃで８時間加熱攪４１を
行なった。その後さらに７５〜８０°０で４時間加熱撹
拌を続けた。冷却後、反応マスの一部をサンプリングし
、’Ｈ−ＮＭＲで分析したところ、積分比よりβ−クロ
ロプロピオンｄ　９７．５モル係、β−プロピオラクト
ン１．０モル係、アクリル酸ｏ８モ／ｌ／　ｆｙ　、β
−ヒドロキシプロピオン酸０７モモルの割合であった。

なお、アルカリ滴定の結果は、塩化アンモニウム（Ｎ１
（４Ｃ１）め生成量は１００モルチ、未反応ＨＣｌ量は
２１．０モルｑｂ（対仕込塩涜嬬゛）、４生成−００２
Ｈ分（β−クロロプロピオン酸＋アクリル酸＋βニヒド
ロキシプロピオン酸）は９９．０モル係であった。ここ
で得られた反応マスを分液１斗に移し、これに２倍量（
容量）のベンゼンを移し、ベンゼン分を留去した。この
様にして純度９８．６％（’Ｈ−ＮＭＲ分析）のβ−ク
ロロプロピオン酸を５２．６ｇ（収率９’６．９％）得
た。不純物の主たるものはβ−プロピオラクトンであり
、その他に少獣のβ−ヒドロキ／プロピオン酸が１まれ
ていた。

実施例−３ 攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下ロートを備えた３０
０罰四つロフラスコ中に、アクリロニトリル５１ｇ（１
モル）を仕込み、攪拌しながら徐々Ｖこ４０００まで昇
温した。内温を４ｏ０ｃに保ちながら、濃塩酸２１９．
９（２，１モル）を約１時間かけて滴下した。滴下終了
後４０°Ｃで１時間、続いて５０°Ｃで１時間、さらに
６０°Ｃで１ｏ時間反応を行なった。

次いで、９０°Ｃで２時間反応を続けた。冷却後反応マ
スの一部をサンプリングし、’ｌ−ｌ−１−Ｎで分析し
たところ、積分比よりβ−クロロプロピオン酸９７．１
モル係、β−プロピオラクトン０７モモル、アクリル酸
１２モルチ、β−ヒドロキンプロピオン酸１．０モル係
の割合であった。

なお、アルカリ滴定の結果は、塩化アンモニウム（ＮＩ
−＋、（Ｊ　）の生成量は１００モ／ｌ／％、未反応Ｈ
′０１鼠は６１モル係（対仕込塩酸量）、生成−００２
Ｈ分（β−クロロプロピオン酸＋アクリル酸＋β−ヒド
ロキシプロピオンば）は９２６モル係であった。

次いで反応マスを分液ｔｊ斗に移し、これに２倍量（８
Ｍ’、　）のクロルベンゼンを加えて５回繰り返し抽出
を行なった。抽出率は９７．８　ｔ４であった。クロル
ベンゼン層をエバポレーターに移し、クロルベンゼンを
留去した。

この様にして純度９８．２　％　（’Ｈ−ＮＭＲ分析）
のβ−クロロプロピオン酸を１０５．にｌ（収率９６７
％）得た。不純物としてはβ−ヒドロキシプロピオン酸
とβ−プロピオラクトンが少量含まれているだけであっ
た。

実施例−４〜１１ 実施例１と同様の反応容器、反応方法で、α−メチルア
クリロニトリル、β−メチルアクリロニトリル、β−エ
チルアクリロニトリル、β−九一へキシルアクリロニト
リル、β−Ｌａケ−プロビルアクリ口ニトリル、α−フ
ェニルアクリロニトリル、β−フェニルアクリロニトリ
ル、α、β−ジメチルアクリロニトリルを用い、アクリ
ロニトリル誘導体と濃塩酸との使用量、反応条件を衣−
１に示すようにかえて反応を行ない、それぞれ対応する
β−クロロゾロピオン酸誘導体を得た。結果を表−１に
示す。

比較例−１６２ 実施例−１と同じフラスコ中に、アクリロニトリル２６
．５　ｇ（０，５モル）、濃塩酸１３０．４．９（１６
２５モル）を入れ、徐々に６０°Ｃまで昇温し、そのま
ま６０°Ｃで１２時間（比較例−１）、および６０時間
（比較例−２）加熱攪拌した。’Ｈ−ＮＭルおよびアル
カリ滴定による分析結果を表−２に示した。

表−２ 比較例−３ 実施例−１と同じフラスコ中に、アクリロニトリル２６
．５　ｆｉ　（０，５モル）、濃坂酸１３０．４．ｊｉ
＋（１２５モル）を入れ、沸とう水溶中で１２時間加熱
Ｉｄ４”ｌシた。この時、内温は８０°Ｃから徐々に９
５°Ｃまで上昇した。冷却後、反応マスの一部をサンプ
リングし、’Ｈ−ＮＭＲで分析したところ、積分比より
β−クロロプロピオン酸８０１モモル、β−プロピオラ
クトン２．４モル係、アクリル酸１０．５モル係、β−
ヒドロキシプロピオン酸７．０モル係の割合であった。

なお、アルカリ滴定の結果は、塩化アンモニウム生成１
ｉｊＨ１００％、未反応１−ＩＣｌ量２８モル係（対仕
込塩酸量）、生成−００２Ｈ分（β−クロロプロピオン
酸＋アクリル酸十β−ヒドロキンプロピオン酸）は、９
７４モル係であった。

特許出願人　三井東圧化学株式会社 手　　続　　補　　正　　書（自発） 昭和５７年２月２２日 特許庁長官　島　１）春　樹　殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第　６１４１　号 ２、発明の名称 β−クロロプロピオン酸誘導体の製造法３、補正をする
者 ４、補正の対象 明細書の［特許請求の範囲］および［発明の詳細な説明
］の欄 ５、補ＩＦの内容 １）明細書の特許請求の範囲の欄を別紙の通り訂正する
。

２）明細書、第３頁、第３行目に［Ｂｕｌｌ　−８ｏｃ
、　］とあるのを「Ｂｕｌｌ１．Ｓｏｃ、Ｊと訂正する
。

３）同じく、第３頁、第８行目に「Ａｍ−Ｃｈｅ＋ｎ、
　１とあるのを［Ａｍ、Ｃｈｅｍ、Ｊと訂正する。

４）同じく、第３頁、下策１待目に「硫酸を使−１とあ
るのを１硫酸を作」と訂正する。

５）同じく、第５頁、第５行目に［３０〜８０°Ｃ］と
あるのを「３０〜９０°Ｃ」と訂正する。

６）同じく、第６頁、第４行目に「・・・・誘導体に」
とあるのを「・・・・誘導体と」と訂正する。

）同じく、第６頁、第５行１月に「３０〜８０°Ｃ１と
あるのを「３０〜９０℃」と訂正する。

）同じ（、第７＠、下策３行目に［８−ヘキシノ四とあ
るのを「ａ−メチル−β−ヘキシル」と訂正する。

以上 「２、特許請求の範囲 ■）一般式（Ｉ） （式中、亀、Ｒ２および馬は水素原子、炭素数１〜６の
直鎖状もしくは分校状低吸アルキル基またはフェニル基
を示し、互いに同一でも異なっていてもよい） で表わされるアクリロニトリル誘導体と濃塩酸とを、３
０〜９０’Ｃの温度で付加反応を行ない、ついで６０〜
１１０℃の温度で付加反応生成物を加水分解反応させる
ことを特徴とする一般式（ＩＩ）Ｉ’％　　Ｈ （式中、［（，１、）ＬコおよびＲ３は一般式（Ｉ）の
場合と同しは味を示す）で表わされるβ−クロロプロビ
オノ酸誘導体の製造法。」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一般式（１） （式中、ＦＬｌ、恥およびＲ３は水素原子、炭素数１〜
   ６の直鎖状もしくは分校状低級アルキル基またはフェニ
   ル基を示し、互いに同一でも異なっていてもよい） で表わされるアクリロニトリル誘導体と濃塩酸とを、３
   ０〜８０°Ｃの温度で付加反応を行ない、ついで６０〜
   １１０°Ｃの温度で付加反応生成物を加水分解反応させ
   ることを特徴とする一般式（Ｉｌ）（式中、Ｒ１、Ｒ２
   およびＲ３は一般式（１）の場合と同じ意味を示す）で
   表わされるβ−クロロプロピオン酸誘導体の製造法。