JPS61500785A - ３−オキソブチルホスホン酸ジアルキルエステルの製法 - 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】 ３−オキソブチルホスホン酸ジアルキルエステルの製法〔発明の分野〕 本発明は有機リン化合物の化学に関し、更に詳しくは３−オキソブチルホスホン 酸ジアルキルエステルの製法に関する。 〔発明の背景〕 ２−オキソ−２−アルコキシ−１，２−オキサホスホル−４−エン誘導体と低級 アルコールとを高圧および大気圧以下の圧力下で反応させることによる、前記化 合物の製法は当業界において公知である〔ソ連発明者証第１８５９．０３号（１ ９６５）参照〕。 ３−オキツブチルホスホン酸ジアルキルエステルを調製する従来技術の製法には 欠点があった。その欠点は、一方において、市販の原材料ではないオキサホスホ レン出発物質の入手性が制限されている点、そして他方において、主要反応を圧 力下で不連続的態様で実施することが必要とされる点である。 ３−オキソブチルホスホン酸ジアルキルエステルの製法としては、α、β−不飽 和ケトンと３〜１０倍過剰量の亜リン酸ジアルキルエステルとｔｉｌ離基触媒の 存在下で１反応体混合物を温度範囲８５〜１３０℃において１９〜２４時間不連 続工程条件下で加熱することによって反応させる方法も公知である。この方法に よる生成物収量は５・ｔφ以下である〔米国特許第２，６１２，５１３号明細書 （１９５２）参照〕。 この方法にもいくつかの欠点が存在する。欠点の最も本質的なものは、不連続製 造条件下の長期工程に・おける生成物の収量が低いこと、そして反応体混合物の 加熱に高い割合の電力消費が必要なことおよび遊離基触媒の使用によって起きる テロマー化を防ぐために大過剰の亜リン酸ジアルキルエステルの使用が必要なこ とである。 本発明方法と主題において最もよく似た３−オキソ−ブチルホスホン酸ジアルキ ルエステルの製法も当業界において公知である〔エイ・エヌ・グドグイク（Ａ、 Ｎ、Ｐｕｄｏｖｉｋ）、ツォールナル・オプシュチェ・キミイ（Ｚｈｏｕｒｎａ ｌ　０ｂｓｃｈｃｈｅｊ　Ｋｈｉｍｉｉ　ニ一般化学誌）、２２．１３７１．１ ９５２参照〕。 その製法は、亜リン酸ジアルキルエステルに対してα、β−不飽和ケトン例えば メシチ゛ルオキシド当モル量を加え、続いて、得られた混合物に低級アルコール 中のナトリウムアルコラード溶液を滴加することにある。前記の亜リン酸ジアル キルエステル、゛ナトリウムアルコラードおよびアルコールは同じ炭化水素基を もっている。ナトリウムアルコラード溶液の添加は、発熱反応が止むまで、そし て反応体の沸騰を防止する速度で行なう。この方法においては、反応を小容量蒸 留フラスコ中で実施し、所望生成物を含む反応塊を得て、所望生成物を同じフラ スコ内の反応塊の蒸留によって回収する。この方法では、出発生成物を小量（数 十グラム）で使用する場合にのみ、反応が円滑に進行し、生成物が充分な高収量 で得られる。 所望の生成物をよシ犬規模に得ようとする試みは、全体として異なる性質の工程 をもたらす。ナトリウムアルコラードの触媒溶液を大量の出発反応剤混合物に徐 々に添加する際に、最適モル比および温度を維持して反応混合物を連続的に希釈 し、そして所望生成物を累積ある条件下で発熱反応を保証することは不可能にな る。大量の反応体と触媒アルコラード溶液との急速混合においては、発熱反応が 非常に集中的に起こり、爆発に似た状態になり、そして反応塊の爆発を伴う。こ の爆発は結果的に、ましな場合で所望生成物の収量低下を、そして最悪の場合に は加工装置の損傷および出発材料の損失をもたらす。 従って、従来の方法においては、大量の反応体と触媒との混合をゆっくりおよび 急速に行なうどちらの場合においても、反応塊成分間の最適比および温度を定着 して維持し、出発生成物の多量の変換そして短期間の工程における高収量の所望 生成物をもたらす、反応の安定した進行を保証することは不可能である。 〔発明の開示〕 本発明は大量で高収量の３−オキソブチルホスホン酸ジアルキルエステルを調製 する、新規で、連続供することに関する。 前記の目的は、亜リン酸ジアルキルエステルとメシチルオキシドとを、低級アル コール中のナトリウムアルコラード溶液の存在下で、７０〜１００℃の範囲の温 度において反応させ、所望生成物を含有する反応塊を形成し、続いてそれを単離 することによる３−オキソブチルホスホン酸ジアルキルエステルの製法において 、２つの流れの中の亜すン酸ノアルキルエステルおよびメシチルオキシドの各々 １：１．４〜２．０のモル比の混合物とナトリウムアルコラードのアルコール註 溶液とを、各々１：０．１６〜０．２０に等しいニリン酸ジアルキルエステル対 ナトリウムアルコラードのモル比を保証する速度で、反応領域中へ同時に供給す る本発明方法によって達成される。 前記の反応は以下のように進行する。 ＲＯＯＣｆ（３０ 亜リン酸のノアルキルエステルとしては、その酸の低級ジアルキルエステル例え ばジメチルエステル、・シブチルエステル等を使用する。 低級アルコール中のナトリウムアルコラード溶液としては、使用する亜すン酸ノ アルキルエステル中に存在する同一の基をもつ低級アルコールとナトリウムアル コラードを使用する。例えば、亜リン酸ジメチルエステルの場合には、メタノー ル中のナトリウムメチラート溶液である。 それぞれ１：１．４から１：２．０の範囲内であるニリン酸ジアルキルエステル 対メシチルオキシドのモル比は、それら混合物中のそれら反応体の相対濃度によ って設定し、前記混合物は一方の流れの中で反応領域に供給する。゛これを実施 する際の、亜リン酸ジアルキルエステルに対するメシチルオキシドの過剰量は、 所望生成物のカルビニル基と亜リン酸ノアルキルエステルとの間で起きる可能性 のある副反応を抑えを必要性によるものである。 １：０．１６から１：０．２０の範囲内である亜リン酸・クアルキルエステルと ナトリウムアルコラードとの予め定めたモル比は、反応領域への両方の流れの供 給速度を選択することによって得る。その比が更に低い場合には、反応は徐々に 進行し、最適条件に到達せず、所望生成物収量は低下し、未反応出発生成物を再 循環させることになる°。前記のモル比がより高い場合には、副生成物の形成が 起こり、所望生成物の収量が相当して低下する。 各流れを混合する領域において、その中に含まれ′る物質が反応して所望の生成 物が形成する。この反応は混合の直後に始まり、熱の放出を伴う。この熱によっ て、亜すン酸ノアルキルエステル、ナトリウムアルコラードおよびアルコール溶 液中の炭化水素基の性質に依存して反応領域内の温度を７０〜１００℃の範囲内 に維持する。過剰な熱の除去はアルコールの還流にそれを消費することによって 行ない、これによって反応領域内に一定温度条件を形成する。 前記の発熱反応は、反応体混合物およびす）　ＩＪウムアルコラートアルコール 溶液の各流れを反応領域・に供給する全期間に亘って続く。所望の生成物を含む 得られた反応塊を連続的に反応領域から除去し、従って、従来技術において行な われたように、反応体の新たに加えた部分用の不活性希釈剤としては既知膜に立 つことはできない。 本発明方法は、反応の最適定常条件の形成を保証し、そして所望生成物を必要な 量で連続的に調製するのに必要な任意の合理的な予め定めた期間に亘り前記の条 件を維持することができる。本発明方法による合成の後で、得られた３−オキソ ブチルポスポン酸ジアルキルエステルは通常の方法例えば蒸留によって反応塊か ら回収する。 〔発明を実施するための最良の形態〕 本発明方法は、温度計と、亜リン酸ジアルキルエステルおよびメシチルオキシド の混合物ならびにアルコール中のナトリウムアルコラード溶液の各流れの供給用 入口管と、反応塊取出用の出口管と、そして反応塊容量の変化を可能にするレベ ルコントロール装置とを備えたフロー型反応器中で実施する。 予め定めたモル比の亜すン酸ノアルキルエステルとメシチルオキシドとの混合物 およびナトリウムアルコラードの相当するアルコール溶液は、２つの流れで、反 応器中に連続的に供給する。流れ供給速度・を選び、亜リン酸ジアルキルエステ ルの各モルあたシ、予め定めたモル数のナトリウムアルコラードを単位時間あた シに、反応容器に導入する。 反応器内で流れを混合すると出発生成物間に相互作用が与えられ、熱の発生を伴 う。この反応熱は反応塊の低沸点成分の蒸気形成用に消費し、その蒸気は反応領 域の外側に配置した還流冷却器中で凝縮し、反応器に再循環する。 形成される反応塊は、所望の生成物と溶媒アルコールと残渣量の未反応物質とを 含む均質混合物からなる。この反応塊は、小容量反応領域を満たした後で、反応 器から出口管を通って反応塊収集器中へ自発的に流れ出す。 この態様で、３−オキソブチルボスボン酸ジアルキルエステルの製法は、最適の 温度および出発反応体間のモル比例おいて連続的に維持された定常状態の下で実 施される。 本発明方法は使用する装置および操作の両者が簡単であシ、容易に制御すること ができ、そして所望生成物の高い生産性と良好な収量とが保証される。 本発明方法は、従来技術による高純度等級の所望生成物の単離の可能性を提供す る。 本発明の理解を更に深めるために、特定の実施例をいくつか説明のために以下に 記載する。 例　１ 一方のラインからは亜リン酸ツメチルエステル（４ｇ　−ｍｏｌＡ）とメシチル オキシド（５，６，！ｉ’−ｍｏｌＡ）とを含む反応体混合物を１０ｍｊ／分の 速度で、そしてもう一方のラインからはナトリウムメチラートのメタノール溶液 （１，４Ｊ−ｍｏｌＡ）を５ゴ／分の速度で、計量ポンプによって、フロー型反 応容器中に連続的に供給する。これによって、亜リン酸ジメチルエステル：メシ チルオキシド：ナトリウムメチラ−）＝１　：　１．４　：　０．１７のモル比 に相当する、反応体濃度に関する定常条件が保証される。反応領域においては、 ７０〜７５℃の温度が定着して、自ずから維持される。２．５時間に亘る定常条 件下において、亜リン酸ジメチルエステル６６０　、！ｉ’　（６，ｆ　−ｍｏ ｌ　）と、メチル−イソブテニルケトン８２５　ｇ（８，４Ｊ−ｍｏｌ）と、ナ トリウム２４ｇ（１，ｏ４ｇ−原子）およびメタノール７５０ｒｎｔから調製し た溶液とを反応領域中に供給する。 得られた反応塊から、沸点１２５〜１２９℃／１０　ｙａｎ　Ｈｇの１．１−ツ メチル−３−オキソブチルポスホン酸ツメチルエステル５ｓｓ９（７ｏ、ｓ％） を真空蒸留によって回収する。ｎ　＝１．４４８２．、ｄ　＝１、１０８２　。 実測値（％）：Ｃ４６，１６、Ｈ８，４６。 Ｐ　１４．７５　、　Ｃ３Ｈ１，０４Ｐ　、計算値（％）　：　Ｃ４６，１５。 １（８，２３，ＰＩ３．８３゜文献データ：沸点１３６℃（１２＋ｍｎＨｇ）； 　ｎ２０＝１．４４５７　；ｄ２０＝１．１１６３゜前記の条件および前記の生 産規模の下における１．１−ツメチル−３−オキソブチルホスホン酸ジメチルエ ステルの製法の生産性は、蒸留によって分離した生成物に関して計算すると３５ ４　ｐ／Ｊ３である。 例　２ 第１の流れの中で亜リン酸ジメチルエステル５．３９ｋｌ？（５０，９−ｍｏｌ 　）とメシチルオキシド９．４５　ｋｇ（１００Ｉ！−ｎｏｔ）との混合物を、 そして同時に第２の流れの中でメタノール中にナトリウムメタラー）１’ＯＦ− ｍｏｌを含有する溶液３．５　ｋｇを、前記の型の直接フロー反応器中へ１時間 供給する。亜リン酸ジメチルエステルとメシチルオキシドとナトリウムメチラー トとのモル比はそれぞれ１：１．７：０．１９に等しい。 反応領域内の温度は８３〜８５℃の範囲内に自動的に維持される。結果として、 反応塊１８．３に９が１時間で収集器中に累積する。そこから真空中の２重蒸留 によって１，１−ジメチル−３−オキソブチルホスホン酸ジメチルエステル７、 ３５　ｋｇ（収率７２．１　％）を回収する。生成物の各定数は文献データと異 ならない。気液クロマトグラフィーで測定した主要物質の含量は９９．９３チで ある。　 例　３ 第１の流れの中で亜リン酸ジメチルエステル３．３ｋｌ？　（３０１−ｍｏｌ　 ）とメンチルオキシド５ｋｇ（５０，８ｉｍｏｌ）との混合物を、そして第２の 流れの中でメタノール中にナトリウムメチラー）　ｏ、３ｋｇ（５，６ｐ　−ｍ ｏｌ　）を含む溶液３．１　ｋｇを、１時間の期間で、同時て、直接フロー反応 器中に、前記の例に記載した方法と同様の方法で供給する。亜リン酸ジメチルエ ステルとメシチルオキシドとナトリウムメチラートとのモル比は、それぞれ１： １．７：０．１９である。 反応領域内の温度は８０〜８５℃の範囲内に維持される。得られた反応塊の２重 蒸留によシ、１，１−ノメチル−３−オキソブチルホスホン酸ジメチルエステル ３．５　ｋｇ（収率５４％）が得られ、これは主要成分９９．９・６％を含む（ 気液クロマトグラフィーのデータによる）。所望生成物中の汚染メタノールの含 量は０．０２％以下であシ、非同定不純物は０．０２チ以下である。 例　４ 第１の流れの中で亜リン酸ジメチルエステル２．５ｋｌｉ＋（２２，４１−ｍｏ ｌ　）とメシチルオキシド４．４　ｋｇ（４４，１３１−ｍｏｌ　）との混合物 を、そして第２の流れの中でナトリウムメチラート３．６−１−　ｍｏｌを含む メタノール溶液１．６　ｋｇを、１時間の期間で、同時に直接フロー型反応器中 に、前記例３に記載した方法と同様の方法で供給する。 亜リン酸ジメチルエステルとメシチルオキシドとナトリウムメチラートとのモル 比は、それぞれ１：２．０：０．１６である。 反応領域内の温度は８５℃である。反応塊を２段階で蒸留すると、１，１−ジメ チル−３−オキソブチルホスホン酸ジメチルエステル２．１ｋｇ（収率４５．３ ％）が得られ、この生成物は主要成分９９．３１を含む（気液クロマトグラフィ ーのデータによる）０例　５ 本例の合成では、前記例１で記載した装置と同じ装置を使用する。 メシチルオキシド３．９５１１−　ｍｏｌ　／Ｊ３中の亜リン酸シブチルエステ ル２．８２Ｆ−ｍｏｌ／Ｊ’の溶液を９．４＋＋＋／／分の速度で、そしてブタ ノール中のナトリウムブチラード０．９５　Ｅｌ　−ｍｏｌ／Ｊの溶液ｔ−４， ９ｄ／分の速度で、反応容器中へ、個々の流れで装入する。 亜すン酸ゾグチルエステルとメシチルオキシドとナトリウムブチラードとのモル 比はそれぞれ１：１．４：０．１７に等しい。 反応領域中の温度は９５〜１００℃である。蒸留ジプチルエステルに関して計算 した前記工程の生産性は２５０Ｉ！時である。生成物の収率は５１．２５チであ る。沸点は１３８〜１４２℃（０，０６ｍｍＨｇ）　；ｎ”　”　１．４４６０ 　：　ｄ　＝ｏ、　９９７９　ｏ文献データ：沸点１７１〜１７２℃（１２ｍ　 Ｈｇ　）　；　ｎ”＝１．４４４０　：〔産業上の利用可能性〕 本発明方法によって製造した３−オキソブチルホスホン酸ジアルキルエステルは 、−リマー材料用の可塑化剤、潤滑油への添加剤、そして医薬および界面活性剤 製造における中間生成物として産業上有用である。本発明方法によって製造した 化合物の１つ、すなわち１，１−ツメチル−３−オキソブチルホスホン酸ジメチ ルエステルは医薬中で使用する。 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 亜リン酸ジアルキルエステルとメシチルオキシドとを、低級アルコール中のナト リウムアルコラート溶液の存在下で、７０〜１００℃の範囲の温度において反応 させ、所望生成物を含有する反応塊を形成し、続いてそれを単離することによる ３−オキソブチルホスホン酸ジアルキルエステルの製法であって、２つの流れの 中の亜リン酸ジアルキルエステルおよびメシチルオキシドの各々１：１．４〜２ ．０に等しいモル比の混合物とナトリウムアルコラートのアルコール性溶液とを 、各々１：０．１６〜０．２０に等しい亜リン酸ジアルキルエステル対ナトリウ ムアルコラートのモル比を保証する供給速度で、反応領域中へ同時に供給するこ とを特徴とする、前記の製法。