JP2735737B2

JP2735737B2 - ジ炭酸ジアルキルエステルの製造方法

Info

Publication number: JP2735737B2
Application number: JP4106692A
Authority: JP
Inventors: 幸二郎宮崎; 雄一郎川端; 信一郎小柳
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: JPH05306261A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ジ炭酸ジアルキルエス
テルを工業的に有利に製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ジ炭酸ジアルキルエステルは、ペプチド
化学におけるアミノ酸のアミノ基保護剤として重要な化
合物である。従来、ジ炭酸ジアルキルエステルの合成法
としては、炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩と酸ハ
ロゲン化物とを反応させる方法が知られている。反応に
より得られた反応混合物は、微細な副生塩の結晶を含有
している。このために、これら副生塩を除去する手段と
して、通常、水洗による方法（チェコスロバキア特許第
２５７，１５７号明細書）が採用されている。そして、
その後、蒸留することにより目的とするジ炭酸ジアルキ
ルエステルが得られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、ジ炭酸
ジアルキルエステルを収率よく合成するために上記技術
を追試したところ、生成したジ炭酸ジアルキルエステル
が蒸留により分解し、十分な収率でジ炭酸ジアルキルエ
ステルを得ることができなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ジ炭酸ジ
アルキルエステルの蒸留精製を工業的に有利に実施する
方法を鋭意検討した結果、ジ炭酸ジアルキルエステルの
蒸留前の水洗において、水洗後の水層のｐＨが酸性側に
片寄り、また、水洗後の水層の電気伝導度が非常に高い
値を示すことを見いだした。この知見に基づいて、水洗
後の水層のｐＨと電気伝導度が特定範囲となるまで水洗
を行うことにより、ジ炭酸ジアルキルエステルの蒸留に
よる分解を低く抑え、蒸留収率を著しく向上させ得るこ
とを見いだし、本発明を完成するに至った。

【０００５】即ち、本発明は炭酸アルキルエステルアル
カリ金属塩と酸ハロゲン化物とを反応させて得たジ炭酸
ジアルキルエステルを含む反応混合物を水洗の後蒸留
し、高純度のジ炭酸ジアルキルエステルを取得する方法
において、前記反応混合物を、水洗に使用した後の水の
ｐＨが４．５〜７．０であり、かつ電気伝導度が水洗に
使用する前の水の電気伝導度〜２００μＳとなるまで水
洗した後、乾燥させることなく蒸留することを特徴とす
るジ炭酸ジアルキルエステルの製造方法である。

【０００６】本発明において、水洗に供される反応液
は、炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩と酸ハロゲン
化物とを反応させて得られる。炭酸アルキルエステルア
ルカリ金属塩としては、ナトリウム炭酸−ｔ−ブチル、
カリウム炭酸−ｔ−ブチル、ナトリウム炭酸プロピル、
ナトリウム炭酸エチル、ナトリウム炭酸メチル等をあげ
ることができる。

【０００７】炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩は、
対応するアルカリ金属アルコキシドと二酸化炭素とを反
応させて得られるが、その反応後に公知の方法によって
単離してもよく、場合によってはそのまま単離すること
なく上記の反応に用いることもできる。

【０００８】本発明における酸ハロゲン化物は、公知の
ものが何等制限なく用いられるが、芳香族スルホニルハ
ライドが高収率で目的化合物を得るため、好適に用いら
れる。上記の芳香族スルホニルハライドは、芳香環にハ
ロゲノスルホン基が結合した公知の化合物が何ら制限な
く用いられる。特に、本発明においては、下記式

【０００９】

【化１】

【００１０】（但し、Ｒ¹及びＲ²は、水素原子、ハロゲ
ン原子、アルキル基であり、Ｘはハロゲン原子であ
る。）で示される芳香族スルホニルハライドが好適に用
いられる。

【００１１】本発明において好適に使用し得る芳香族ス
ルホニルハライドを具体的に例示すると、次のとおりで
ある。ベンゼンスルホニルクロライド、ｐ−トルエンス
ルホニルクロライド、２，４−ジメチルベンゼンスルホ
ニルクロライド、ｐ−クロロベンゼンスルホニルクロラ
イド、２，４−ジクロロベンゼンスルホニルクロライ
ド、ベンゼンスルホニルブロマイド、ｐ−トルエンスル
ホニルブロマイド、ｐ−クロロベンゼンスルホニルブロ
マイド等を挙げることができる。

【００１２】上記の炭酸アルキルエステルアルカリ金属
塩に対する酸ハロゲン化物の量は、炭酸アルキルエステ
ルアルカリ金属塩２分子からジ炭酸ジアルキルエステル
１分子が生成するため、通常は、炭酸アルキルエステル
アルカリ金属塩１モルに対して０．３〜０．５モルの範
囲で選ばれる。

【００１３】上記の反応においては、反応を進行させる
ために触媒を使用することが好ましい。触媒としては公
知のものが何等制限なく使用できるが、脂肪族３級アミ
ン、またはアルキレン基を介して窒素原子に芳香環が結
合した芳香族３級アミンが高収率で目的化合物を得るた
め、好適に用いられる。特に、本発明においては下記式

【００１４】

【化２】

【００１５】（ただし、Ｒ³及びＲ⁴は、同種または異種
のアルキル基であり、Ｒ⁵はアルキレン基であり、Ｙは
水素原子、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール
基、または

【００１６】

【化３】

【００１７】（ただし、Ｒ⁶及びＲ⁷は、水素原子または
アルキル基であり、少なくとも一方はアルキル基であ
り、ＺはＯ，Ｓまたは＞Ｎ−Ｒ⁸（但し、Ｒ⁸は水素原子
またはアルキル基である。）であり、ｎは１以上の整数
であり、ｍは０または１である。）で示される化合物を
好適に採用することができる。

【００１８】本発明において好適に使用し得る脂肪族３
級アミン、またはアルキレン基を介して窒素原子に芳香
環が結合した芳香族３級アミンを具体的に例示すると、
トリメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、
Ｎ，Ｎ−ジエチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′
−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′Ｎ′−
テトラメチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ，
Ｎ′Ｎ′−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ′Ｎ′−テトラエチル−１，３−プロパンジ
アミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′Ｎ′−テトラエチル−１，６−ヘ
キサンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′Ｎ′−テトラメチル−
１，４−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′Ｎ′−テトラメ
チル−１，３−ブタンジアミン、ビス−[２−（Ｎ，Ｎ
−ジメチルアミノ）エチル]エーテル、ビス−[２−
（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピル]エーテル、ビス
−[２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル]スルフィ
ド、ビス−[２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピル]
スルフィド、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルエ
チルエーテル、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル
エチルスルフィド、ビス−[２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルア
ミノ）エチル]メチルアミン等を挙げることができる。

【００１９】前記一般式で示される脂肪族３級アミンま
たはアルキレン基を介して窒素原子に芳香環が結合した
芳香族３級アミンの中でも、Ｙがアリール基または

【００２０】

【化４】

【００２１】（但し、Ｒ⁶及びＲ⁷は、水素原子またはア
ルキル基であり、少なくとも一方はアルキル基であ
る。）である化合物を用いた場合は、目的化合物の収率
が特に高いため、本発明において好適に用いられる。

【００２２】上記の脂肪族３級アミンまたはアルキレン
基を介して窒素原子に芳香環が結合した芳香族３級アミ
ンの使用量は、特に制限されるものではないが、十分な
反応速度を得るために、炭酸アルキルエステルアルカリ
金属塩に対して０．０１〜２０モル％、さらには０．０
５〜１０モル％の範囲であることが望ましい。

【００２３】本反応では、反応液の分散性を良くするた
めに炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩の濃度が３〜
６０重量％となるように溶媒で希釈することが望まし
い。本反応に用いられる溶媒は特に限定はされず、ベン
ゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；１，
４−ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類；
アセトニトリル、メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチル
ホルムアミド等が使用される。また、原料である炭酸ア
ルキルエステルアルカリ金属塩中のアルキル基に対応す
るアルコールも使用することができる。これらの有機溶
媒は単一で使用してもよく、また、２種類以上の混合溶
媒で使用しても全く差し支えない。

【００２４】本反応における反応温度は特に限定されな
いが、あまり温度が低いと反応速度が小さくなり、温度
が高いと原料及び目的化合物の分解が生じるため、通常
０〜１００℃、好ましくは２０〜８０℃で行なうのが好
ましい。

【００２５】反応は、常圧、加圧、減圧のいずれでも実
施可能であり、特に炭酸ガスの加圧下で反応を実施する
ことが、目的化合物が高収率となるために好ましい。反
応に要する時間は、反応温度、溶媒の種類によっても異
なるが、通常は０．１〜３０時間の反応で十分である。

【００２６】このようにして、水洗に供するジ炭酸ジア
ルキルエステルを含有した反応液を製造することができ
る。

【００２７】得られた反応液はまず副生塩を除く処理が
なされる。副生塩を除く方法としては特に制限されず、
溶媒抽出による方法、ろ過による方法、イオン交換膜等
により脱塩する方法、水洗による方法が挙げられる。水
洗による方法においては、引き続き実施する水洗後の水
のｐＨおよび電気伝導度を特定範囲に調整する処理と兼
ねて実施してもよい。この場合、向流分配により連続し
て水洗してもよい。

【００２８】本発明に於いては、水洗に使用した後の水
のｐＨが４．５〜７．０、好ましくは４．７〜６．８、
かつ、電気伝導度が水洗に使用する前の水の電気伝導度
〜２００μＳ、好ましくは、水洗に使用する前の水の電
気伝導度〜１８０μＳとなるまで水洗を実施することが
必要である。

【００２９】ｐＨおよび電気伝導度を特定範囲に調整す
る方法として、水洗後の水のｐＨおよび電気伝導度が上
記した特定範囲となるまで水洗を繰り返し実施する方
法、水洗を行った後の水のｐＨが４．５未満の場合は、
次にアルカリ性水溶液で洗浄した後、さらに水洗を行っ
てｐＨおよび電気伝導度を上記特定範囲に調整する方
法、水洗を行った後の水のｐＨが７．０を超える場合
は、次に酸性水溶液で洗浄した後、さらに水洗を行って
ｐＨおよび電気伝導度を特定範囲に調整する方法等が好
適に採用される。

【００３０】上記の水洗後の水のｐＨを調整するために
使用されるアルカリ性水溶液は特に制限されないが、炭
酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウ
ム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム
等の水溶液が例示される。濃度があまりに濃いと経済的
でないので、ｐＨ８〜１２の範囲が好ましい。また、塩
基性陰イオン交換樹脂も用いることができる。

【００３１】また、酸性水溶液は特に制限されないが、
クエン酸、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、酢
酸、塩酸、硫酸等の水溶液が例示される。酸の濃度があ
まりに濃いと経済的でないので、ｐＨ２〜４の範囲が好
ましい。また、酸性陽イオン交換樹脂も用いることがで
きる。

【００３２】使用する水およびアルカリ性水溶液、酸性
水溶液の量は特に制限されないが、通常、反応に使用す
る炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩１モルに対し
て、５０〜２０００ｍＬの範囲で使用される。

【００３３】本発明に用いられる水は、通常の上水道の
水でなんら差し支えなく、一般にはｐＨ５．８〜８．
６、電気伝導度が１００μＳ以下の水が使用される。こ
のようにして水洗を実施し、ｐＨおよび電気伝導度を調
整した後、蒸留が行われる。

【００３４】本発明においては、水洗後の蒸留精製の方
法は公知の方法を何等制限なく採用することができる。
例えば、回分式、連続式のいずれの蒸留方法でも実施可
能である。通常、溶媒を留去した後、微量の低沸成分を
留去してさらに濃縮し、主成分であるジ炭酸ジアルキル
エステルを留去することによって、高純度のジ炭酸ジア
ルキルエステルが得られる。

【００３５】蒸留温度は、あまりに高いとジ炭酸ジアル
キルエステルの分解量が増加し、また、あまりに低いと
高真空が必要となるので、通常、３０〜１５０℃、好ま
しくは、３０〜１００℃で実施される。真空度は、あま
りに低いとジ炭酸ジアルキルエステルの沸点が高くな
り、ジ炭酸ジアルキルエステルの分解量が増加し、ま
た、あまりに高いと減圧装置が過大となるので、通常、
０．１〜２０ｍｍＨｇの範囲で実施される。

【００３６】このようにして、高純度のジ炭酸ジアルキ
ルエステルを収率よく製造することができる。

【００３７】

【効果】本発明によれば簡便な方法で、水洗後の乾燥工
程を省略し、高純度のジ炭酸ジアルキルエステルを収率
よく製造することが可能となり工業的に極めて有用であ
る。

【００３８】

【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。

【００３９】実施例１撹はん機、温度計、ガス導入管をそなえたステンレス製
反応器に、ナトリウム炭酸−ｔ−ブチル２１００ｇをト
ルエン６６８０ｍＬに分散させ、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−
テトラメチルエチレンジアミン１７．４ｇ、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルホルムアミド７８２．６ｇ、ｐ−トルエンスルホ
ニルクロライド１３２９．８ｇを加え、１Ｋｇ／ｃｍ²
・ＧでＣＯ₂を圧入し、４０〜４５℃の温度で８時間反
応させた。反応後、６６８０ｍｌの水を加え、析出して
いた結晶を溶解させ、トルエン層と水層を分離した。ト
ルエン層はさらに２２３０ｍＬの水を使用し、ｐＨおよ
び電気伝導度を測定しながら水洗を繰り返した。３回水
洗後、水洗に使用した後の水層のｐＨは５．７５、電気
伝導度は８９μＳ（水洗に使用する前の水；ｐＨ６．９
５、７４μＳ）であった。

【００４０】水洗が終了したトルエン層中のジ炭酸ジ−
ｔ−ブチルを定量すると、１４００．０ｇ（収率８５．
５％）であった。このトルエン層を減圧濃縮してトルエ
ンを除去し、さらに、単蒸留装置を使用して、表１に示
す条件で１６時間かけてジ炭酸ジ−ｔ−ブチルを留出さ
せた。留出回収したジ炭酸ジ−ｔ−ブチルについて純度
および蒸留収率を求め、さらに塔底に残るジ炭酸ジ−ｔ
−ブチルも含めて、ジ炭酸ジ−ｔ−ブチルの分解率を求
めたところ、表１に示す結果を得た。

【００４１】実施例２実施例１と同様に反応および副生塩の除去を行った後、
トルエン層はさらに２２３０ｍＬの水を使用し、水洗を
行った。水洗に使用した後の水層のｐＨは７．１０、電
気伝導度は４８８μＳ（水洗に使用する前の水；ｐＨ
６．９５、７４μＳ）であった。次に、５％クエン酸水
溶液２２３０ｍＬを使用して洗浄した後、トルエン層は
さらに２２３０ｍＬの水を使用し、ｐＨおよび電気伝導
度を測定しながら水洗を繰り返した。２回水洗後水洗に
使用した後の水層のｐＨは５．２５、電気伝導度は９５
μＳであった。

【００４２】水洗が終了したトルエン層中のジ炭酸ジ−
ｔ−ブチルを定量すると、１３８９．７ｇ（収率８４．
９％）であった。このトルエン層を減圧濃縮してトルエ
ンを除去し、さらに、単蒸留装置を使用して、実施例１
と同様にして表１に示す結果を得た。

【００４３】実施例３撹はん機、温度計、ガス導入管をそなえたガラス製反応
器に、ナトリウム炭酸−ｔ−ブチル１７．８５ｋｇをト
ルエン１２８Ｌに分散させ、これに２０℃で激しく撹は
んしながらＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１２．０４ｋ
ｇ中に塩化トリエチルベンジルアンモニウム１２７．５
ｇを溶解した溶液を、次に１時間かけてトルエン３４Ｌ
に溶解したｐ−トルエンスルホニルクロライド９．７２
ｋｇの溶液を添加した。添加後同温度で６時間撹はんを
継続した。反応後、５６．８Ｌの水を加え、析出してい
た結晶を溶解させ、トルエン層と水層を分離した。トル
エン層はさらに１９．０Ｌの水を使用し、ｐＨおよび電
気伝導度を測定しながら水洗を繰り返した。２回水洗後
水洗に使用した後の水層のｐＨは２．３０、電気伝導度
は３．９０ｍＳ（水洗に使用する前の水；ｐＨ６．９
５、７４μＳ）であった。

【００４４】次に５％炭酸水素ナトリウム水溶液１９．
０Ｌを使用して洗浄した後、トルエン層はさらに１９．
０Ｌの水を使用し、ｐＨおよび電気伝導度を測定しなが
ら水洗を繰り返した。２回水洗後水洗に使用した後の水
層のｐＨは５．５０、電気伝導度は１０５μＳであっ
た。水洗が終了したトルエン層中のジ炭酸ジ−ｔ−ブチ
ルを定量すると、１３７５ｇ（収率９．９％）であっ
た。このトルエン層を減圧濃縮してトルエンを除去し、
さらに、単蒸留装置を使用して、実施例１と同様にして
表１に示す結果を得た。

【００４５】実施例４実施例１と同様に実施して、水洗が終了したトルエン層
を得た。このトルエン層を減圧濃縮してトルエンを除去
し、さらに、薄膜蒸留装置を使用して、表１に示す条件
でジ炭酸ジ−ｔ−ブチルを留出させた。結果を表１に示
した。

【００４６】比較例１実施例２と同様に反応および副生塩の除去を行った後、
トルエン層はさらに２２３０ｍＬの水を使用し、水洗を
行った。水洗に使用した後の水層のｐＨは７．１０、電
気伝導度は４８８μＳ（水洗に使用する前の水；ｐＨ
６．９５、７４μＳ）であった。この状態でトルエン層
中のジ炭酸ジ−ｔ−ブチルを定量すると、１４００．０
ｇ（収率８５．５％）であった。このトルエン層を減圧
濃縮してトルエンを除去し、さらに、単蒸留装置を使用
して、実施例１と同様にして表１に示す結果を得た。

【００４７】比較例２実施例３と同様に反応を行った後、４２．５Ｌの水で３
回洗浄し、３回水洗後水洗に使用した後の水層のｐＨは
２．３２、電気伝導度は３９５０μＳ（水洗に使用する
前の水；ｐＨ６．９５、７４μＳ）であった。この状態
でトルエン層中のジ炭酸ジ−ｔ−ブチルを定量すると１
３７７ｇ（収率９．９％）であった。このトルエン層を
減圧濃縮してトルエンを除去し、さらに、単蒸留装置を
使用して、実施例１と同様にして表１に示す結果を得
た。

【００４８】

【表１】

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩と
酸ハロゲン化物とを反応させて得たジ炭酸ジアルキルエ
ステルを含む反応混合物を水洗の後蒸留し、高純度のジ
炭酸ジアルキルエステルを取得する方法において、前記
反応混合物を、水洗に使用した後の水のｐＨが４．５〜
７．０であり、かつ電気伝導度が水洗に使用する前の水
の電気伝導度〜２００μＳとなるまで水洗した後、乾燥
させることなく蒸留することを特徴とするジ炭酸ジアル
キルエステルの製造方法。