JPS59176229A - Preparation of alpha-disubstituted monocarboxylic acid - Google Patents

Preparation of alpha-disubstituted monocarboxylic acid

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JPS59176229A
JPS59176229A JP59055200A JP5520084A JPS59176229A JP S59176229 A JPS59176229 A JP S59176229A JP 59055200 A JP59055200 A JP 59055200A JP 5520084 A JP5520084 A JP 5520084A JP S59176229 A JPS59176229 A JP S59176229A
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JP
Japan
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ether
acid
reaction
formula
reaction temperature
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JP59055200A
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Japanese (ja)
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ロジエ・ギヤロ
アンリ・グランジエツト
ソロ・エル・ランドリアマエフア
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Elf Antar France
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/347Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はα−二置換モノカルホン酸及びそのエステルの
調製1去に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the preparation of α-disubstituted monocarphonic acids and their esters.

こイtらの酸はシェル・ケミカル・カンパニーにより商
品名[VER8A、T I CJとして、またエクソン
により「Neo −Ac1ds Jとして販売さイtて
いる。
Their acid is sold by the Shell Chemical Company under the trade name VER8A, TICJ and by Exxon under the tradename "Neo-Ac1ds J."

ご’r%らの遊離酸、その塩及びそのエステルは医薬品
及び化粧品の分野で多くの用途を有している。
The free acids, their salts and their esters have many uses in the pharmaceutical and cosmetic fields.

こイtらの化合物はまた農業の分野で、また潤滑油用添
卯剤として使用されている。
Their compounds are also used in the agricultural field and as additives for lubricating oils.

現在、α−二置換モノカルボン酸は、CO及び水の作用
により、対応するオレフィンをカルホキシル化すること
により工業的に製造さitている(KOCI−1反応)
。この反応はオキソ(Oxo )合成と関連し、加圧を
心安とする。
Currently, α-disubstituted monocarboxylic acids are produced industrially by carboxylation of the corresponding olefins by the action of CO and water (KOCI-1 reaction).
. This reaction is related to oxo synthesis and is pressurized.

本発明の要旨 本発明(こよれば、大気圧下てα−二置換モノカルホン
酸が調製できる。この方法は、式:%式%( (たたし、)t、、R2及び1(3は同−又は異なる、
飽和又は不飽和の脂肪族又は環式C1乃至CI2の一価
炭化水素基であり、そして、R4は水素、又はC1乃至
C3の飽和−価炭化水素基であり、飽和又は不飽和炭化
水素基は反応に影響を与えない置換基を有してもよい)
を有するα−二置埃モノカルホン酸及びそのエステルを
調製する方法であって、式:( ] %式%() 】 (たたし、al、it2及び几、は前述の通りであり、
几、はC1乃至C3の箆和−価炭化水素基てある)を、
弐白1− Co2−R<  (It  (たたし、1モ
、は前述の通りである)で示さ、fする蟻酸又はそのア
ルキルホルメートにより、濃縮プロトン酸の存在下でカ
ルボキシル化する方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, α-disubstituted monocarphonic acids can be prepared under atmospheric pressure. Same or different
a saturated or unsaturated aliphatic or cyclic C1 to CI2 monovalent hydrocarbon group, and R4 is hydrogen or a C1 to C3 saturated-valent hydrocarbon group, and the saturated or unsaturated hydrocarbon group is (May have substituents that do not affect the reaction)
A method for preparing α-dioxymonocarphonic acid and its ester having the formula:
几 is a C1 to C3 valent hydrocarbon group),
1-Co2-R be.

アルキルホルメートは蟻酸と対応するアルコールから現
場で形成できる。
Alkyl formates can be formed in situ from formic acid and the corresponding alcohol.

蟻酸の使用により、遊雅酸が合成できまた、アルキルポ
ルメートは対応上ヌチルを形成する。
The use of formic acid allows the synthesis of free acid and alkylpormates correspondingly form nutyl.

直接遊j冊酸又はエステルが得らイするかの能力は、イ
1用でかつ本発明の方法の重要な特徴である。
The ability to directly obtain free acids or esters is an important feature of the process of the present invention.

全ての反応体は室温及び反応m&で液状であり、そのγ
こめ取扱い及び使用が容易である。
All reactants are liquid at room temperature and reaction m&, and their γ
Easy to handle and use.

本発明の方法で調製できる多くの酸及びエステルには、
ジメチル−2,2−プロピオン酸(ピハル酸)及びその
メチルエステル、並ひにジメチル−2,2−ブクン酸及
びそのメチルエステル7J)ある。
Many of the acids and esters that can be prepared by the method of the invention include:
Dimethyl-2,2-propionic acid (pihalic acid) and its methyl ester, as well as dimethyl-2,2-buconic acid and its methyl ester (7J).

第三級エーテルの内、メチルtert−アミルエーテル
(TAME )か特に有用である。エーテルは、無鉛ガ
ソリンの主成分であり、工業的に多量に製造されている
。、− カルホキシル化剤の内、蟻酸及びそのメチルホルメート
が反応性、利用性及び価格の点て最も有用である。
Among the tertiary ethers, methyl tert-amyl ether (TAME) is particularly useful. Ether is the main component of unleaded gasoline and is produced industrially in large quantities. , - Among the carboxylating agents, formic acid and its methyl formate are the most useful in terms of reactivity, availability and cost.

反応温度は広い範囲に亘る。反応は、約O乃至80°C
1特に約5乃至40°Cが好適である。はとんどの鳩舎
、約15乃至20°Cで反応を実施する必要はない。
Reaction temperatures span a wide range. The reaction is carried out at approximately 0 to 80°C.
1 Particularly preferred is a temperature of about 5 to 40°C. In most pigeon houses, it is not necessary to carry out the reaction at about 15-20°C.

反応媒体は、濃縮プロトン酸であり、約85東量係以上
の濃度の硫酸が適当である。
The reaction medium is a concentrated protonic acid, suitably sulfuric acid at a concentration of about 85 parts or more.

使用する蟻酸は、約80東量係、好ましくは、約98東
量係の濃度でなけわばならない。蟻ば又はアルキルホル
メ−1〜及び第三級エーテルの容量は広範囲に亘るが、
過剰のカルホキシル化剤(蟻酸又はアルキルホルメート
)を使用するのが好ましい。また、第三級エーテル1モ
ル当り、約l乃至10モル、好ましくは約3乃至7モル
の化合物j111)を使用するのが好ましい。
The formic acid used should be at a concentration of about 80 parts, preferably about 98 parts. The capacity of ants or alkyl form-1 and tertiary ethers ranges over a wide range, but
Preference is given to using an excess of carboxylating agent (formic acid or alkyl formate). It is also preferred to use about 1 to 10 mol, preferably about 3 to 7 mol, of compound j111) per mole of tertiary ether.

不発・9]の方法は、異なる方法で試薬を徽触して実施
することかできる。例えば、第三級エーテル及び化合物
(■)の混合物を濃縮プロトン酸に導入し、望ましい温
度範囲に維持する。
The method described in ``Misfire 9'' can be carried out by adding reagents in different ways. For example, a mixture of a tertiary ether and compound (■) is introduced into a concentrated protic acid and maintained in the desired temperature range.

また、反応媒体に蟻酸と第三級エーテルを導入すると同
時に、又はその後にアルコールを添加することにより、
その場でアルキルホルメートを形成することもできる。
Alternatively, by adding alcohol at the same time or after introducing formic acid and tertiary ether into the reaction medium,
Alkyl formates can also be formed in situ.

本発明の方法で得らイ%たカルホン酸又はそのエステル
は、公知の方法で反応混合物から分離できる。この反応
混合物は、水で拠埋でき、得らイtた酸又はエステルは
有機溶媒で抽出できる。倚ら、Tした改は、そのナトI
Jウム塩を形成することによりIMFMできる。エステ
ルは、そのエステルを含む有機層を、痕跡量の酸を塩の
型で中和するための布塩基で洗浄することにより回収、
精製し、エステルは有機相から蒸留により回収する。
The carbonic acid or ester thereof obtained by the method of the present invention can be separated from the reaction mixture by known methods. The reaction mixture can be filled with water and the resulting acid or ester extracted with an organic solvent. The change that I made was that Nato I
IMFM can be achieved by forming a Jium salt. The ester is recovered by washing the organic layer containing the ester with a cloth base to neutralize traces of acid in the form of a salt.
After purification, the ester is recovered from the organic phase by distillation.

以下、実施例により本発明を説明するが、これらの実施
例は本発明を何ら限定するものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained with reference to Examples, but these Examples are not intended to limit the present invention in any way.

実施例1 95重量%H2SO4110−を、滴下ロー1・、還流
冷却器、温度計及び攪拌器を具備する250m1反応器
に導入した。o:tz5モルのメチルtert−ブチル
エーテルと0.5モルの1−]、COO1(とを含む、
98重量係混合物を約30分に亘って激しく攪拌する反
応器に−i%ごとに添加した。反応混合物を約150°
CK維持し1こ。反応混合物を同一条件下で更に2時間
攪拌した。
Example 1 95% by weight H2SO4110- was introduced into a 250 ml reactor equipped with a dropping row 1, a reflux condenser, a thermometer and a stirrer. o:tz5 moles of methyl tert-butyl ether and 0.5 moles of 1-], COO1 (,
The 98% by weight mixture was added in -i% increments to the reactor with vigorous stirring over about 30 minutes. The reaction mixture was heated at approximately 150°
CK maintained and 1. The reaction mixture was stirred for an additional 2 hours under the same conditions.

反応混合物を粉砕木で加水分解した。反応混合物を50
ゴのヘキサノで3回抽出し、濃縮1−1clで再酸性化
した2規定力リウム化合物(potash )でカリウ
ム塩に変換し、そしてベンセンで抽出した。ピバル酸収
率はヘンセンの蒸発後54%である(bl)162〜1
63°C)。
The reaction mixture was hydrolyzed with ground wood. 50% of the reaction mixture
Extracted three times with hexanoate, converted to potassium salt with 2N potash, re-acidified with 1-1 ml of concentrate, and extracted with benzene. Pivalic acid yield is 54% after evaporation of Hensen (bl) 162~1
63°C).

実施例2 99重i係のH2SO4110mlを、滴下ロート、還
流冷却器、温度計及び攪拌器を備える250m1の反応
器に導入した。0.125モルのメチルtert−ブチ
ルエーテル(MTBB)及び0.5モルメチルホルメー
トの混合物を15時間ζこ亘って、激しく攪拌した反応
器中に一滴ごとに添加した。反応混合物を約15°Cに
維持した。攪拌は更に2時間同一条件下に維持し、攪拌
速度は低下させ、1モルのメタノールをゆっくりと、温
度が45゛0を超えないように反応器に添加した。次に
、攪拌を1時間続けた。反応混合物を251’の粉砕氷
上に流し入れた。水相を50−のヘキサンで3回洗浄し
た。有機相は回収し、水相がアルカリ性となるまで2N
  KOHで処理した。有機相6と含まわるエステルは
ヘキサンの蒸発により単離し1こ。ピバル酸メチルを蒸
留した。このピバル酸メチルの収率は50%(bplo
o、5〜1 o i、 5°C)である。
Example 2 110 ml of 99% H2SO4 were introduced into a 250 ml reactor equipped with a dropping funnel, a reflux condenser, a thermometer and a stirrer. A mixture of 0.125 mole methyl tert-butyl ether (MTBB) and 0.5 mole methyl formate was added dropwise into the vigorously stirred reactor over a period of 15 hours. The reaction mixture was maintained at approximately 15°C. Stirring was maintained under the same conditions for a further 2 hours, the stirring speed was reduced and 1 mol of methanol was slowly added to the reactor such that the temperature did not exceed 45°C. Stirring was then continued for 1 hour. The reaction mixture was poured onto 251' crushed ice. The aqueous phase was washed three times with 50-hexane. Collect the organic phase and add 2N until the aqueous phase becomes alkaline.
Treated with KOH. The ester contained in the organic phase 6 was isolated by evaporation of hexane. Methyl pivalate was distilled. The yield of methyl pivalate was 50% (bplo
o, 5 to 1 o i, 5°C).

実施例3 上述の実施例の通り、95重量%)I2So4110−
を反応器に導入した。0.125モルのメチルtert
−アミルエーテルと、0.5モルの98重量係@酸との
混合物を、反応温度が約I5°Cに維持さ71、るよう
に反応器に一滴ごとに添加した。
Example 3 As in the above example, 95% by weight) I2So4110-
was introduced into the reactor. 0.125 mole methyl tert
A mixture of -amyl ether and 0.5 mol of 98% acid was added dropwise to the reactor such that the reaction temperature was maintained at about 15°C.

反応混合物を実施例1のように処理した。ジメチル−2
,2−ブタン酸の収率は52係(bp20am H9で
95°C)であった。
The reaction mixture was worked up as in Example 1. dimethyl-2
, the yield of 2-butanoic acid was 52% (bp 20 am H9 at 95°C).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)  以下の式: ( ] %式%( (ただし、L(、、R2及びR3は同−又は異なる、C
1乃至C1□の飽和又は不飽和の脂肪族又は環式−1t
fi炭化水素基であり、R,は水素又はC1乃至C3の
飽オロー価炭化水素基であり、また前記炭(ヒ水素基が
反応(・こ影響を与えない置換基を含んてもよ(りを有
するα−二置換モノカルポン酸又はそのエステルのA製
法であって、 式: %式%([1 (たたし、R,R2及びR3は上記に定義した通りであ
り、R5はC1乃至C3の飽和−価炭化水素基である)
を有する第三級エーテルを、式: %式%() (たたし、R4は上記に定義した通りである)とを、濃
厚ブロー・ン酸の存在下で反応させることを特徴とする
方法。 (2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、R5
かメチル基である方法。 (3)特許請求の範囲第1項記載の方法において、第二
級エーテルがメチルter t−ブチルエーテル又はメ
チルtert−アミルエーテルである方法。 (4)特許請求の範囲第2項に記載の方法において、前
記第三級エーテルがメチルtert−ブチルエーチル又
はメチルtert−アミルエーテルである方法。 (5)特許請求の範囲第1項(こ記載の方法において、
反応温度が約O乃至80’(:!である方法。 (6)特許請求の範囲第2項(こ記載の方法ζこおいて
、反応温度か約0乃至80′C!である方法。 (7)  ′++許請求の範囲第3項に記載の方法番こ
おいて、反j芯温度か約O乃至80゛cである方法。 (8)++許d肖求の範囲第1項に記載の方法(こおい
て、前記濃縮プロトン酸か約85卓鐘係以上のm1度の
イ流酸である方法。 (9)特許請求の範囲第2項に記i戊の方法において、
前記f濃縮プロトン酸か約85重量%け一ヒの一度の硫
酸である方法。 110)  特許請求の範囲第3項に記載の方法におい
て、前記嬢縮プロトン酸が約85重量%以上の濃度の1
流酸である方法。 (1υ 特許請求の範囲第4項に記載の方法において、
前記濃縮プロトン酸が約85卓鐘係以上の濃度の硫酸で
ある方法。 (1つ 特許請求の範囲第1項に記載の方法において、
反応混合物に導入する第三級エーテルの1モル当り化合
物(Iff)の約1乃至10モルを前記反応混合物に導
入する方法。 03)特許請求の範囲第2項に記載の方法において、反
応混合物に導入する第三級エーテル1モル当り化合物(
mlの約1乃至10モルを前記反応混合物に導入する方
法。 I 特許請求の範囲第1項に記載の方法において、反応
温度が約5乃至40°Cである方法。 05)特許請求の範囲第2項に記載の方法において、反
1芯温度か約5乃至40℃である方法。 161  特許請求の範囲第8項に記載の方法において
、反応温度が約5乃至40℃である方法。 α′7)特許請求の範囲第12項に記載の方法において
、反応温度が約5乃至40°Cである方法。 118)特許請求の範囲第16項に記載の方法において
、第三級エーテル1モル当り約3乃至7モルの化合物+
1tllを使用する方法。
[Claims] (1) The following formula: ( ] % formula % ( (where L(,, R2 and R3 are the same or different, C
1 to C1□ saturated or unsaturated aliphatic or cyclic -1t
fi is a hydrocarbon group, and R is hydrogen or a C1 to C3 saturated orohyl hydrocarbon group, and the carbon (arsenic group) may contain a substituent that does not affect the reaction. A method for producing an α-disubstituted monocarboxylic acid or an ester thereof having the formula: %formula%([1 (where R, R2 and R3 are as defined above, and R5 is C1 to C3 is a saturated-valent hydrocarbon group)
A process characterized in that a tertiary ether having the formula: . (2. In the method described in claim 1, R5
or methyl group method. (3) The method according to claim 1, wherein the secondary ether is methyl tert-butyl ether or methyl tert-amyl ether. (4) The method according to claim 2, wherein the tertiary ether is methyl tert-butyl ether or methyl tert-amyl ether. (5) Claim 1 (In the method described in this claim,
A method in which the reaction temperature is about 0 to 80'C! (6) Claim 2 (method ζ of this description) in which the reaction temperature is about 0 to 80'C! ( 7) '++ The method described in claim 3, wherein the core temperature is about 0 to 80°C. (8)++ The method described in claim 1. (9) In the method of claim 2,
A method in which the f concentrated protic acid is about 85% by weight of sulfuric acid. 110) The method of claim 3, wherein the condensed protonic acid has a concentration of about 85% or more by weight.
How to be acidic. (1υ In the method described in claim 4,
The method wherein the concentrated protonic acid is sulfuric acid at a concentration of about 85 degrees centigrade or more. (1) In the method described in claim 1,
A method in which about 1 to 10 moles of the compound (Iff) are introduced into the reaction mixture per mole of tertiary ether introduced into the reaction mixture. 03) In the method according to claim 2, the compound (
A method in which about 1 to 10 moles per ml are introduced into the reaction mixture. I. A method according to claim 1, wherein the reaction temperature is about 5 to 40°C. 05) The method according to claim 2, wherein the temperature is about 5 to 40°C. 161. The method of claim 8, wherein the reaction temperature is about 5 to 40°C. α'7) The method according to claim 12, wherein the reaction temperature is about 5 to 40°C. 118) In the method according to claim 16, about 3 to 7 moles of the compound+ per mole of tertiary ether.
How to use 1tll.
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