JP3799716B2 - Method for producing 2-propanol derivative - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は医薬および農薬などの合成中間体およびプロピレンオキサイドに容易に変換できる合成等価体として有用な化合物である１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法としては従来、１−ハロゲノ−２−プロパノールの製造方法として（１）エピクロロヒドリンのラネーニッケル存在下における接触水素添加（S.Searles and C.F.Butler, J.Amer.Chem.Soc., 76 (1954) 56）、（２）エピクロロヒドリンの水素化リチウムアルミニウムによる還元（E.L.Eliel and M.N.Rerick, J.Amer.Chem.Soc., 82 (1960) 1362）、（３）エピクロロヒドリンのアルミニウム−ニッケル触媒による還元（B.K.Sarmah and N.C.Barua, Tetrahedron, 47 (1991) 8587）、（４）クロロアセトンの還元（C.A.Stewart and A.VanderWerf, J.Amer.Chem.Soc., 76 (1954) 1259）が知られており、光学活性体の１−ハロゲノ−２−プロパノール製造法としては、（５）酵母による不斉還元（T.Sakai, et.al., Bull.Chem.Soc.Jpn., 65 (1992) 631）、（６）酵素によるラセミ体の分割（特開昭６３−１６９９９６）が知られている。
また、１−スルホニルオキシ−２−プロパノールの製造法としては、（７）グリシジルスルホニルオキシのＢＨ₃・ＴＨＦ−ＮａＢＨ₄還元による方法 (J. M. Klunder, T. Onami, and K. B. Sharpless, J.Org.Chem., 54 (1989) 1295) が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
医薬および農薬などの合成中間体であるプロピレンオキサイドは、大変有用な化合物である。しかしながら、プロピレンオキサイドは沸点が 34 ℃ と低いため、取り扱いが難しい。このため、容易に入手しうる化合物を原料とし、且つ経済的に安価な方法によってプロピレンオキサイドに容易に変換できる合成等価体として有用な化合物である１−置換−２−プロパノール誘導体を得る方法が望まれていた。しかしながら、１−ハロゲノ−２−プロパノールを得る（１）の方法では、収率が１５．１％と低く、しかも副生成物として、３−ハロゲノ−１−プロパノールが生成し、精製が困難である。また反応条件も１２０℃、９０気圧と過酷なものであった。（２）の方法では、還元剤として工業的に操作しにくく、且つ高価な水素化リチウムアルミニウムを用いなければならない。（３）の方法では、試薬を加えると激しい発熱反応が起こり、反応温度の制御が難しい。（４）の方法では、水素化ホウ素ナトリウムおよび水素化アルミニウムリチウムのどちらを用いた場合でも収率は３２％、４４％と低い等の問題点があった。また光学活性体の１−ハロゲノ−２−プロパノールを得る（５）および（６）の方法では、いずれか一方の光学活性体しか得られない。更に１−スルホニルオキシ−２−プロパノールを得る（７）の方法では、還元剤として高価なボラン錯体および水素化ホウ素ナトリウムを用いなければならないなどの問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決しようとして研究を重ねた結果、上記式（１）または（３）で表されるグリシジル化合物を接触水素添加して、目的とする１−置換−２−プロパノール誘導体を有利に製造する方法を見出し、本発明を完成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は式（３）で表されるグリシジル化合物を、有機溶媒中、弱塩基存在下に、パラジウム炭素触媒存在下で接触水素添加する事を特徴とする式（４）で表される１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法である。
【００１０】
【化７】

【００１１】
【化８】

【００１２】
（式（３）、式（４）においてＹはハロゲン原子、または、ＲＳＯ₂−Ｏで示されるスルホニルオキシ基を表し、さらにＲは置換もしくは無置換の炭素数１〜４のアルキル基または置換もしくは無置換のアリール基を表す。）
【００１３】
また本発明によれば、原料に光学活性体のグリシジル化合物を用いることにより、光学活性体の１−置換−２−プロパノール誘導体を得ることもできる。
【００１４】
前記式（３）で表されるグリシジル化合物は、どのような方法によって得られてもよいが、特に光学活性体を用いる場合には、本出願人により先に出願された特開平６−２１１８２２あるいは特開平７−１６５７４３の方法に準じて容易に入手することができる。
【００１５】
グリシジル化合物としてエピハロヒドリンを用いる場合は、エピクロルヒドリンまたはエピブロモヒドリンが好ましく使用でき、またグリシジルスルホネートを用いる場合は、スルホニルオキシ基が置換もしくは無置換の炭素数１〜４のアルキルスルホニルオキシ基または置換もしくは無置換のアリールスルホニルオキシ基であれば特に問題はなく、アルキルスルホニルオキシ基としては、例えばメタンスルホニルオキシ基、エタンスルホニルオキシ基、プロパンスルホニルオキシ基、イソプロパンスルホニルオキシ基、ブタンスルホニルオキシ基、イソブタンスルホニルオキシ基、ｔ−ブタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基等があげられ、またアリールスルホニルオキシ基としては例えばベンゼンスルホニルオキシ基、パラトルエンスルホニルオキシ基、メタトルエンスルホニルオキシ基、パラニトロベンゼンスルホニルオキシ基、メタニトロベンゼンスルホニルオキシ基、パラメトキシベンゼンスルホニルオキシ基、パラクロロベンゼンスルホニルオキシ基、メタクロロベンゼンスルホニルオキシ基、２，６−ジメチルベンゼンスルホニルオキシ基、２，４−ジメチルベンゼンスルホニルオキシ基、３，５−ジニトロベンゼンスルホニルオキシ基等があげられるが、好ましくはメタンスルホニルオキシ基、パラトルエンスルホニルオキシ基、メタニトロベンゼンスルホニルオキシ基である。
【００１６】
反応に用いられる有機溶媒としては、アルコール系、エステル系、ハロゲン系の溶媒が使用できるが、好ましくはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール等のアルコール系溶媒または、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｔーブチル等のエステル系溶媒であり、特にメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、酢酸エチルを使用することが好ましい。
【００１７】
本発明はグリシジル化合物を有機溶媒中、パラジウム炭素触媒存在下で接触水素添加に付すわけであるが、特にパラジウムの含量が１〜５０重量％であるパラジウム炭素、更に好ましくはパラジウムの含量が３〜１５重量％のものを使用することが好ましい。触媒の使用量は原料のグリシジル化合物１モル当たり０．１〜１００ｇｒであり、好ましくは１〜５０ｇｒである。
【００１８】
接触水素添加する際の水素源としては水素ガスまたは蟻酸アンモニウムが使用できるが、蟻酸アンモニウムの場合、反応後、過剰の蟻酸アンモニウムの除去が繁雑な工程となるため、水素ガスを用いるほうがより好ましい。用いられる水素源の量は、理論的にはグリシジル化合物に対して１倍モルであるが、水素ガスの場合は反応の進行状況により随時際限なく加えることができるが、蟻酸アンモニウムの場合は固形物であるためグリシジル化合物に対してに対して１０倍モル程度までであり、１０倍モルをこえて加えても経済的でない。
【００１９】
本発明の反応は、特に弱塩基を加えなくても進行するが、弱塩基を添加することにより、副生成物の生成が抑えられるので好ましい。反応に用いられる弱塩基としては、無機、有機の弱塩基が使用できるが、無機弱塩基としてはアルカリもしくはアルカリ土類金属の炭酸塩または炭酸水素塩等の無機弱塩基、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素カルシウム等が挙げられる。
また有機弱塩基としては、炭素数１〜６のアルキル基を有するトリアルキルアミン、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルジイソプロピアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアミン，Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミン，Ｎ，Ｎ−ジエチルイソプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルシクロヘキシルアミン、Ｎ−メチルジシクロヘキシルアミン等、炭素数１〜４のアルキル置換基を有するアニリン誘導体、例えばＮ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジイソブチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジｔーブチルアニリン、Ｎ−メチル−Ｎ−エチルアニリン、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルアニリン、Ｎ−メチル−Ｎ−イソプロピルアニリン、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルアニリン、Ｎ−メチル−Ｎ−イソブチルアニリン、Ｎ−メチル−Ｎ−ｔーブチルアニリン、Ｎ−エチル−Ｎ−プロピルアニリン、Ｎ−エチル−Ｎ−イソプロピルアニリン、Ｎ−エチル−Ｎ−ブチルアニリン、Ｎ−エチル−Ｎ−イソブチルアニリン、Ｎ−エチル−Ｎ−ｔーブチルアニリン、Ｎ−プロピル−Ｎ−ブチルアニリン、Ｎ−プロピル−Ｎ−イソブチルアニリン、Ｎ−プロピル−Ｎ−ｔーブチルアニリン、Ｎ−イソプロピル−Ｎ−ブチルアニリン、Ｎ−イソプロピル−Ｎ−イソブチルアニリン等、炭素数１〜４のアルキルで置換した３級アミンを有する含窒素飽和複素環化合物、例えばＮ−メチルピロリジン、Ｎ−エチルピロリジン、Ｎ−ブチルピロリジン、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−エチルピペリジン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン等、炭素数１〜４のアルキル置換基を有していても良いピリジン誘導体例えば、ピリジン、２，３−ジメチルピリジン、２，４−ジメチルピリジン、２，５−ジメチルピリジン、２，６−ジメチルピリジン、３，４−ジメチルピリジン、３，５−ジメチルピリジン、ピラジン、２，３−ジメチルピラジン、２，５−ジメチルピラジン、２，６−ジメチルピラジン等のピリジン誘導体が挙げられるが、好ましくはアルカリまたはアルカリ土類金属の炭酸塩または炭酸水素塩であり、更に好ましくはアルカリ金属の炭酸塩である。
【００２０】
反応に用いられる弱塩基の量は、原料のグリシジル化合物１モルに対し、０.０１ モル〜１０モルが好ましい。０.０１ モルより少ないと副生成物が生成するため、収率が低下し、１０モルより多いとコストの増加につながり好ましくない。また、塩基として水酸化物等の強塩基を用いるとプロピレンオキサイドを生成するため好ましくない。
【００２１】
反応終了後は触媒等の不溶物を濾去、過剰の溶媒を減圧下に留去し、得られた残渣を蒸留、カラムクロマトグラフィー、再結晶等の通常の処理をすることにより、目的とする１−置換−２−プロパノール誘導体が得られる。
【００２２】
原料として光学活性体のグリシジル化合物を用いて反応を行った場合は、光学純度がほとんど低下することなく光学活性１−置換−２−プロパノール誘導体が得られる。
【００２３】
【実施例】
次に、実施例、比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
比較例１：１−クロロ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）３１．０ｇ存在下、エピクロロヒドリン７２．３ｇ（０．７８モル）の酢酸エチル（２５０ｍｌ）溶液のフラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて３６時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した後、蒸留して標題の１−クロロ−２−プロパノール６０．５ｇ（収率８２％）を得た。
【００２４】
比較例２：（Ｓ）−１−クロロ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）１５．６ｇ存在下、（Ｓ）−エピクロロヒドリン３６．２ｇ（０．３９モル、光学純度９９．０％ｅｅ）の酢酸エチル（２５０ｍｌ）溶液のフラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて３８時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した後、蒸留して標題の（Ｓ）−１−クロロ−２−プロパノール３０．６ｇ（収率８３％、光学純度９８．７％ｅｅ）を得た。
【００２５】
比較例３：（Ｒ）−１−クロロ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）３０．８ｇ存在下、（Ｒ）−エピクロロヒドリン６８ｇ（０．７４モル、光学純度９９．０％ｅｅ）のメタノール（５００ｍｌ）溶液のフラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて３８時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した後、蒸留して標題の（Ｒ）−１−クロロ−２−プロパノール２６．５ｇ（収率７２％、光学純度９８．４％）を得た。
【００２６】
比較例４：（Ｒ）−１−クロロ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）１４．８ｇ存在下、（Ｒ）−エピクロロヒドリン３４ｇ（０．３７モル、光学純度９９．０％ｅｅ）のメタノール（２５０ｍｌ）溶液に蟻酸アンモニウム３５．３ｇ（０．５６モル）を加えて撹拌した。室温にて４１時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した後、アセトン５０ｍｌを加えて塩を析出させた。濾去した後、濾液を減圧下で濃縮し、残渣を蒸留して標題の（Ｒ）−１−クロロ−２−プロパノール１９．２ｇ（収率５２％、光学純度９７．７％）を得た。
【００２７】
比較例５：（Ｓ）−１−ブロモ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）１．４８ｇ存在下、（Ｒ）−エピブロモヒドリン５ｇ（０．０３７モル、光学純度９９．０％ｅｅ）のメタノール（２５ｍｌ）溶液のフラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて２６時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃と減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した後、蒸留して標題の（Ｓ）−１−ブロモ−２−プロパノール４．１ｇ（収率８０％、光学純度９８．４％）を得た。
【００２８】
実施例１：（Ｓ）−１−クロロ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）３．１ｇ存在下、（Ｓ）−エピクロロヒドリン７．２ｇ（０．０７８モル、光学純度９９．０％ｅｅ）の酢酸エチル（５０ｍｌ）溶液に炭酸カリウム１．１ｇ（７．８ｍｍｏｌ）を加え、フラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて３１時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した後、蒸留して標題の（Ｓ）−１−クロロ−２−プロパノール６．６ｇ（収率９０％、光学純度９８．７％ｅｅ）を得た。
【００２９】
実施例２：（Ｓ）−１−クロロ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）３．１ｇ存在下、（Ｓ）−エピクロロヒドリン７．２ｇ（０．０７８モル、光学純度９９．０％ｅｅ）の酢酸エチル（５０ｍｌ）溶液に炭酸水素ナトリウム１．３ｇ（１５．６ｍｍｏｌ）を加え、フラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて３４時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した後、蒸留して標題の（Ｓ）−１−クロロ−２−プロパノール６．４ｇ（収率８７％、光学純度９８．６％ｅｅ）を得た。
【００３０】
比較例６：（Ｒ）−１−パラトルエンスルホニルオキシ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）０．０８８ｇ存在下、（Ｒ）−グリシジルトシレート１ｇ（０．００４モル、光学純度９８．６％ｅｅ）の酢酸エチル（１０ｍｌ）溶液のフラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて４時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃と減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製を行い、標題の（Ｒ）−１−パラトルエンスルホニルオキシ−２−プロパノール０．７５ｇ（収率８１％、光学純度９８．５％ｅｅ）を得た。
【００３１】
比較例７：（Ｒ）−１−パラトルエンスルホニルオキシ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）０．８８ｇ存在下、（Ｒ）−グリシジルトシレート５ｇ（０．０２２モル、光学純度９８．６％ｅｅ）のイソプロピルアルコール（２５ｍｌ）溶液のフラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて８時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃と減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製を行い、標題の（Ｒ）−１−パラトルエンスルホニルオキシ−２−プロパノール３．７５ｇ（収率７４％、光学純度９８．３％ｅｅ）を得た。
【００３２】
比較例８：（Ｓ）−１−メタニトロベンゼンスルホニルオキシ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）０．０８８ｇ存在下、（Ｓ）−グリシルノシレート１ｇ（０．００４モル、光学純度９８．９％ｅｅ）の酢酸エチル（１０ｍｌ）溶液のフラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて５時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製を行い、標題の（Ｓ）−１−メタニトロベンゼンスルホニルオキシ−２−プロパノール０．７７ｇ（収率７４％、光学純度９８．７％ｅｅ）を得た。
【００３３】
実施例３：（Ｒ）−１−パラトルエンスルホニルオキシ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）０．８８ｇ存在下、（Ｒ）−グリシジルトシレート５ｇ（０．０２２モル、光学純度９８．６％ｅｅ）の酢酸エチル（３０ｍｌ）溶液に炭酸カリウム０．３ｇ（２．２ｍｍｏｌ）を加え、フラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて９時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃と減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製を行い、標題の（Ｒ）−１−パラトルエンスルホネートオキシ−２−プロパノール４．５６ｇ（収率９０％、光学純度９８．５％）を得た。
【００３４】
実施例４：１−パラトルエンスルホニルオキシ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）０．８８ｇ存在下、グリシジルトシレート５ｇ（０．０２２モル）の酢酸エチル（３０ｍｌ）溶液に炭酸カリウム０．３ｇ（２．２ｍｍｏｌ）を加え、フラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて９時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃と減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製を行い、標題の１−パラトルエンスルホニルオキシ−２−プロパノール４．５８ｇ（収率９０％）を得た。
【００３５】
実施例５：（Ｒ）−１−パラトルエンスルホニルオキシ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）０．８８ｇ存在下、（Ｒ）−グリシジルトシレート５ｇ（０．０２２モル、光学純度９８．６％ｅｅ）の酢酸エチル（３０ｍｌ）溶液に炭酸水素ナトリウム０．３７ｇ（４．４ｍｍｏｌ）を加え、フラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて１０時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃と減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製を行い、標題の（Ｒ）１−パラトルエンスルホニルオキシ−２−プロパノール４．４１ｇ（収率８７％、光学純度９８．５％ｅｅ）を得た。
【００３６】
実施例６：（Ｓ）−１−メタニトロベンゼンスルホニルオキシ−２−プロパノールの製造
１０％パラジウム炭素（５０％ｗｅｔ品）０．０８８ｇ存在下、（Ｓ）−グリシルノシレート１ｇ（０．００４モル、光学純度９８．９％ｅｅ）の酢酸エチル（１０ｍｌ）溶液に炭酸カリウム０．０５ｇ（０．３６ｍｍｏｌ）を加えフラスコ内を水素置換して撹拌した。室温にて６時間撹拌した後、不溶物を濾去し、濾液を４０℃減圧下（５−１０ｍｍＨｇ）で濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製を行い、標題の（Ｓ）−１−メタニトロベンゼンスルホニルオキシ−２−プロパノール０．８４ｇ（収率８１％、光学純度９８．７％ｅｅ）を得た。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、１−置換−２−プロパノール誘導体のラセミ体または光学活性体を高純度、高収率かつ経済的に製造することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a 1-substituted-2-propanol derivative, which is a useful compound as a synthetic intermediate that can be easily converted into propylene oxide, and a synthetic intermediate such as pharmaceuticals and agricultural chemicals.
[0002]
[Prior art]
Conventional methods for producing 1-substituted-2-propanol derivatives include (1) catalytic hydrogenation of epichlorohydrin in the presence of Raney nickel (S. Seales and CF Butler, J. Amer. Chem. Soc., 76 (1954) 56), (2) Reduction of epichlorohydrin with lithium aluminum hydride (ELEliel and MNRerick, J. Amer. Chem. Soc., 82 (1960) 1362), ( 3) Reduction of epichlorohydrin with an aluminum-nickel catalyst (BKSarmah and NC Barua, Tetrahedron, 47 (1991) 8587), (4) Reduction of chloroacetone (CAStewart and A. Vander Werf, J. Amer. Chem. Soc., 76 (1954) 1259) is known, and as a method for producing 1-halogeno-2-propanol of an optically active substance, (5) asymmetric reduction with yeast (T. Sakai, et.al., Bull. Chem. Soc. Jpn., 65 (1992) 631), (6) Resolution of racemate by enzyme 69 996) is known.
In addition, as a method for producing 1-sulfonyloxy-2-propanol, (7) a method of reducing glycidylsulfonyloxy by BH ₃ · THF-NaBH ₄ (JM Klunder, T. Onami, and KB Sharpless, J. Org. Chem. ., 54 (1989) 1295) are known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Propylene oxide, which is a synthetic intermediate for pharmaceuticals and agricultural chemicals, is a very useful compound. However, propylene oxide has a low boiling point of 34 ° C and is difficult to handle. Therefore, a method for obtaining a 1-substituted-2-propanol derivative, which is a compound useful as a synthetic equivalent that can be easily converted into propylene oxide by an economically inexpensive method using a readily available compound as a raw material, is desired. It was rare. However, in the method (1) for obtaining 1-halogeno-2-propanol, the yield is as low as 15.1%, and 3-halogeno-1-propanol is produced as a by-product, which is difficult to purify. . Also, the reaction conditions were as severe as 120 ° C. and 90 atm. In the method (2), it is difficult to industrially operate as a reducing agent, and expensive lithium aluminum hydride must be used. In the method (3), when a reagent is added, a vigorous exothermic reaction occurs and it is difficult to control the reaction temperature. In the method (4), there is a problem that the yield is as low as 32% or 44% when either sodium borohydride or lithium aluminum hydride is used. In addition, in the methods (5) and (6) for obtaining 1-halogeno-2-propanol as an optically active substance, only one of the optically active substances can be obtained. Further, the method (7) for obtaining 1-sulfonyloxy-2-propanol has a problem that an expensive borane complex and sodium borohydride must be used as a reducing agent.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated studies to solve the above problems, the inventors of the present invention catalytically hydrogenated the glycidyl compound represented by the above formula (1) or (3) to obtain the target 1-substituted-2- A method for producing a propanol derivative advantageously was found and the present invention was completed.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention , the glycidyl compound represented by the formula (3) is catalytically hydrogenated in the presence of a palladium carbon catalyst in the presence of a weak base in an organic solvent. It is a manufacturing method of substituted-2-propanol derivative.
[0010]
[Chemical 7]

[0011]
[Chemical 8]

[0012]
(Equation (3), Equation (4) Y is a halogen atom, or a sulfonyloxy group represented by RSO ₂ -O, further R is an alkyl group having a substituted or unsubstituted 1 to 4 carbon atoms or a substituted or Represents an unsubstituted aryl group.)
[0013]
According to the present invention, an optically active 1-substituted-2-propanol derivative can also be obtained by using an optically active glycidyl compound as a raw material.
[0014]
The glycidyl compound represented by the formula (3) may be obtained by any method, but particularly when an optically active substance is used, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-211182 previously filed by the present applicant or It can be easily obtained according to the method of JP-A-7-165743.
[0015]
When epihalohydrin is used as the glycidyl compound, epichlorohydrin or epibromohydrin can be preferably used. When glycidyl sulfonate is used, the sulfonyloxy group is a substituted or unsubstituted alkylsulfonyloxy group having 1 to 4 carbon atoms or a substituted or unsubstituted sulfonyl group. There is no particular problem as long as it is an unsubstituted arylsulfonyloxy group. Examples of the alkylsulfonyloxy group include methanesulfonyloxy group, ethanesulfonyloxy group, propanesulfonyloxy group, isopropanesulfonyloxy group, butanesulfonyloxy group, isobutane. Examples include a sulfonyloxy group, a t-butanesulfonyloxy group, a trifluoromethanesulfonyloxy group, and the arylsulfonyloxy group includes, for example, benzenesulfonyl Xyl group, paratoluenesulfonyloxy group, metatoluenesulfonyloxy group, paranitrobenzenesulfonyloxy group, metanitrobenzenesulfonyloxy group, paramethoxybenzenesulfonyloxy group, parachlorobenzenesulfonyloxy group, metachlorobenzenesulfonyloxy group, 2,6- Examples thereof include dimethylbenzenesulfonyloxy group, 2,4-dimethylbenzenesulfonyloxy group, 3,5-dinitrobenzenesulfonyloxy group, etc., preferably methanesulfonyloxy group, paratoluenesulfonyloxy group, metanitrobenzenesulfonyloxy group. is there.
[0016]
As the organic solvent used in the reaction, alcohol solvents, ester solvents and halogen solvents can be used, but alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol and isobutanol, or methyl acetate and ethyl acetate are preferred. Ester solvents such as propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate and t-butyl acetate, and methanol, ethanol, propanol, isopropanol and ethyl acetate are particularly preferred.
[0017]
In the present invention, the glycidyl compound is subjected to catalytic hydrogenation in an organic solvent in the presence of a palladium carbon catalyst. In particular, palladium carbon having a palladium content of 1 to 50% by weight, more preferably a palladium content of 3 to 3%. It is preferable to use 15% by weight. The amount of the catalyst used is 0.1 to 100 gr, preferably 1 to 50 gr, per mol of the starting glycidyl compound.
[0018]
Hydrogen gas or ammonium formate can be used as the hydrogen source for the catalytic hydrogenation. However, in the case of ammonium formate, it is more preferable to use hydrogen gas because the removal of excess ammonium formate is a complicated process after the reaction. The amount of the hydrogen source used is theoretically 1 mol per mol of the glycidyl compound, but in the case of hydrogen gas, it can be added indefinitely depending on the progress of the reaction, but in the case of ammonium formate, it is a solid substance. Therefore, it is up to about 10-fold mol with respect to the glycidyl compound, and adding over 10-fold mol is not economical.
[0019]
The reaction of the present invention proceeds without particularly adding a weak base, but the addition of a weak base is preferable because generation of by-products can be suppressed. As the weak base used in the reaction, an inorganic or organic weak base can be used, but as the inorganic weak base, an inorganic weak base such as alkali or alkaline earth metal carbonate or hydrogen carbonate, for example, lithium carbonate, carbonate Sodium, potassium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium hydrogen carbonate, calcium hydrogen carbonate and the like can be mentioned.
Examples of the weak organic base include trialkylamines having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as trimethylamine, triethylamine, ethyldiisopropylamine, N, N-dimethylethylamine, N, N-dimethylpropylamine, N, N- Aniline derivatives having an alkyl substituent having 1 to 4 carbon atoms such as diethylisopropylamine, N, N-diethylcyclohexylamine, N-methyldicyclohexylamine, such as N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, N, N-dipropylaniline, N, N-diisopropylaniline, N, N-dibutylaniline, N, N-diisobutylaniline, N, N-di-t-butylaniline, N-methyl-N-ethylaniline, N-methyl-N- Propylaniline, N-methyl-N-isopropyl Niline, N-methyl-N-butylaniline, N-methyl-N-isobutylaniline, N-methyl-N-t-butylaniline, N-ethyl-N-propylaniline, N-ethyl-N-isopropylaniline, N-ethyl -N-butylaniline, N-ethyl-N-isobutylaniline, N-ethyl-N-t-butylaniline, N-propyl-N-butylaniline, N-propyl-N-isobutylaniline, N-propyl-N-t-butylaniline N-isopropyl-N-butylaniline, N-isopropyl-N-isobutylaniline and the like, nitrogen-containing saturated heterocyclic compounds having a tertiary amine substituted with alkyl having 1 to 4 carbon atoms, such as N-methylpyrrolidine, N- Ethylpyrrolidine, N-butylpyrrolidine, N-methylpiperidine, N-ethylpiperidine Pyridine derivatives optionally having an alkyl substituent having 1 to 4 carbon atoms, such as pyridine, 2,3-dimethylpyridine, 2,4-dimethylpyridine, 2, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, etc. , 5-dimethylpyridine, 2,6-dimethylpyridine, 3,4-dimethylpyridine, 3,5-dimethylpyridine, pyrazine, 2,3-dimethylpyrazine, 2,5-dimethylpyrazine, 2,6-dimethylpyrazine, etc. The pyridine derivative is preferably an alkali or alkaline earth metal carbonate or hydrogen carbonate, and more preferably an alkali metal carbonate.
[0020]
The amount of the weak base used in the reaction is preferably 0.01 mol to 10 mol with respect to 1 mol of the starting glycidyl compound. If the amount is less than 0.01 mol, a by-product is generated, and thus the yield is lowered. Further, if a strong base such as a hydroxide is used as the base, propylene oxide is generated, which is not preferable.
[0021]
After completion of the reaction, insoluble matter such as catalyst is filtered off, excess solvent is distilled off under reduced pressure, and the resulting residue is subjected to usual treatments such as distillation, column chromatography, recrystallization, etc. A 1-substituted-2-propanol derivative is obtained.
[0022]
When the reaction is carried out using an optically active glycidyl compound as a raw material, an optically active 1-substituted-2-propanol derivative can be obtained with almost no decrease in optical purity.
[0023]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention concretely, this invention is not restrict | limited to these Examples.
Comparative Example 1 : Production of 1-chloro-2-propanol A solution of 72.3 g (0.78 mol) of epichlorohydrin in ethyl acetate (250 ml) in the presence of 31.0 g of 10% palladium carbon (50% wet product). The flask was purged with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 36 hours, the insoluble material was removed by filtration, the filtrate was concentrated under reduced pressure at 40 ° C. (5-10 mmHg), and distilled to obtain 60.5 g of the title 1-chloro-2-propanol (yield). 82%).
[0024]
Comparative Example 2 : Production of (S) -1-chloro-2-propanol 36.2 g (0.39 mol) of (S) -epichlorohydrin in the presence of 15.6 g of 10% palladium carbon (50% wet product) The flask in an ethyl acetate (250 ml) solution with an optical purity of 99.0% ee) was purged with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 38 hours, the insoluble material was removed by filtration, the filtrate was concentrated under reduced pressure at 40 ° C. (5-10 mmHg), and then distilled to give the title (S) -1-chloro-2-propanol 30. 6 g (yield 83%, optical purity 98.7% ee) was obtained.
[0025]
Comparative Example 3 Production of (R) -1-chloro-2-propanol 68 g (0.74 mol, optical purity) of (R) -epichlorohydrin in the presence of 30.8 g of 10% palladium carbon (50% wet product) The flask in a 99.0% ee) methanol (500 ml) solution was purged with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 38 hours, the insoluble material was removed by filtration, the filtrate was concentrated under reduced pressure at 40 ° C. (5-10 mmHg), and distilled to give the title (R) -1-chloro-2-propanol 26. 5 g (yield 72%, optical purity 98.4%) was obtained.
[0026]
Comparative Example 4 : Production of (R) -1-chloro-2-propanol In the presence of 14.8 g of 10% palladium carbon (50% wet product), 34 g (0.37 mol, optical purity) of (R) -epichlorohydrin To a solution of 99.0% ee) in methanol (250 ml), 35.3 g (0.56 mol) of ammonium formate was added and stirred. After stirring at room temperature for 41 hours, insoluble matters were removed by filtration, and the filtrate was concentrated under reduced pressure at 40 ° C. (5-10 mmHg), and then 50 ml of acetone was added to precipitate a salt. After filtration, the filtrate was concentrated under reduced pressure, and the residue was distilled to obtain 19.2 g of the title (R) -1-chloro-2-propanol (52% yield, optical purity 97.7%). .
[0027]
Comparative Example 5 : Production of (S) -1-bromo-2-propanol In the presence of 1.48 g of 10% palladium carbon (50% wet product), 5 g (0.037 mol, optical purity) of (R) -epibromohydrin The flask in a methanol (25 ml) solution of 99.0% ee) was purged with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 26 hours, the insoluble material was removed by filtration, and the filtrate was concentrated at 40 ° C. under reduced pressure (5-10 mmHg) and then distilled to give the title (S) -1-bromo-2-propanol 4 0.1 g (yield 80%, optical purity 98.4%) was obtained.
[0028]
Example 1 : Production of (S) -1-chloro-2-propanol In the presence of 3.1 g of 10% palladium carbon (50% wet product), 7.2 g (0.078 mol, 0.078 mol, (S) -epichlorohydrin was present. To a solution of optical purity 99.0% ee) in ethyl acetate (50 ml) was added 1.1 g (7.8 mmol) of potassium carbonate, and the flask was purged with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 31 hours, the insoluble material was removed by filtration, and the filtrate was concentrated under reduced pressure (5-10 mmHg) at 40 ° C. and distilled to give the title (S) -1-chloro-2-propanol. 6 g (yield 90%, optical purity 98.7% ee) was obtained.
[0029]
Example 2 : Production of (S) -1-chloro-2-propanol In the presence of 3.1 g of 10% palladium on carbon (50% wet product), 7.2 g (0.078 mol, 0.078 mol, (S) -epichlorohydrin was present. To a solution of optical purity 99.0% ee) in ethyl acetate (50 ml) was added sodium hydrogen carbonate 1.3 g (15.6 mmol), and the flask was purged with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 34 hours, the insoluble material was removed by filtration, and the filtrate was concentrated under reduced pressure at 40 ° C. (5-10 mmHg) and then distilled to give the title (S) -1-chloro-2-propanol. 4 g (yield 87%, optical purity 98.6% ee) was obtained.
[0030]
Comparative Example 6 : Production of (R) -1-paratoluenesulfonyloxy-2-propanol In the presence of 0.088 g of 10% palladium on carbon (50% wet product), 1 g of (R) -glycidyl tosylate (0.004 mol, The flask in an ethyl acetate (10 ml) solution having an optical purity of 98.6% ee) was purged with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 4 hours, insolubles were removed by filtration, and the filtrate was concentrated at 40 ° C. under reduced pressure (5-10 mmHg). The residue was purified by column chromatography to obtain 0.75 g (yield 81%, optical purity 98.5% ee) of the title (R) -1-paratoluenesulfonyloxy-2-propanol.
[0031]
Comparative Example 7 : Production of (R) -1-paratoluenesulfonyloxy-2-propanol In the presence of 0.88 g of 10% palladium carbon (50% wet product), 5 g (0.022 mol) of (R) -glycidyl tosylate The flask in an isopropyl alcohol (25 ml) solution having an optical purity of 98.6% ee) was purged with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 8 hours, the insoluble material was removed by filtration, and the filtrate was concentrated at 40 ° C. under reduced pressure (5-10 mmHg). The residue was purified by column chromatography to obtain 3.75 g (yield 74%, optical purity 98.3% ee) of the title (R) -1-paratoluenesulfonyloxy-2-propanol.
[0032]
Comparative Example 8 : Production of (S) -1-metanitrobenzenesulfonyloxy-2-propanol In the presence of 0.088 g of 10% palladium carbon (50% wet product), 1 g (0.004 mol) of (S) -glycylnosylate In a flask of an ethyl acetate (10 ml) solution having an optical purity of 98.9% ee) was replaced with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 5 hours, insolubles were removed by filtration, and the filtrate was concentrated under reduced pressure at 40 ° C. (5-10 mmHg). The residue was purified by column chromatography to obtain 0.77 g (yield 74%, optical purity 98.7% ee) of the title (S) -1-metanitrobenzenesulfonyloxy-2-propanol.
[0033]
Example 3 Production of (R) -1-paratoluenesulfonyloxy-2-propanol In the presence of 0.88 g of 10% palladium carbon (50% wet product), 5 g of (R) -glycidyl tosylate (0.022 mol, To a solution of optical purity 98.6% ee) in ethyl acetate (30 ml) was added 0.3 g (2.2 mmol) of potassium carbonate, and the flask was purged with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 9 hours, insoluble matters were removed by filtration, and the filtrate was concentrated at 40 ° C. under reduced pressure (5-10 mmHg). The residue was purified by column chromatography to obtain 4.56 g (yield 90%, optical purity 98.5%) of the title (R) -1-paratoluenesulfonate oxy-2-propanol.
[0034]
Example 4 Production of 1-paratoluenesulfonyloxy-2-propanol In the presence of 0.88 g of 10% palladium carbon (50% wet product), a solution of 5 g (0.022 mol) of glycidyl tosylate in a solution of ethyl acetate (30 ml) 0.3 g (2.2 mmol) of potassium carbonate was added, and the inside of the flask was replaced with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 9 hours, insoluble matters were removed by filtration, and the filtrate was concentrated at 40 ° C. under reduced pressure (5-10 mmHg). The residue was purified by column chromatography to obtain 4.58 g (yield 90%) of the title 1-paratoluenesulfonyloxy-2-propanol.
[0035]
Example 5 : Preparation of (R) -1-paratoluenesulfonyloxy-2-propanol In the presence of 0.88 g of 10% palladium carbon (50% wet product), 5 g of (R) -glycidyl tosylate (0.022 mol, To a solution of optical purity 98.6% ee) in ethyl acetate (30 ml) was added sodium bicarbonate 0.37 g (4.4 mmol), and the flask was purged with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 10 hours, the insoluble material was removed by filtration, and the filtrate was concentrated at 40 ° C. under reduced pressure (5-10 mmHg). The residue was purified by column chromatography to obtain 4.41 g (yield 87%, optical purity 98.5% ee) of the title (R) 1-paratoluenesulfonyloxy-2-propanol.
[0036]
Example 6 : Preparation of (S) -1-metanitrobenzenesulfonyloxy-2-propanol In the presence of 0.088 g of 10% palladium carbon (50% wet product), 1 g (0.004 mol) of (S) -glycylnosylate. In addition, 0.05 g (0.36 mmol) of potassium carbonate was added to an ethyl acetate (10 ml) solution having an optical purity of 98.9% ee), and the flask was purged with hydrogen and stirred. After stirring at room temperature for 6 hours, insolubles were removed by filtration, and the filtrate was concentrated under reduced pressure at 40 ° C. (5-10 mmHg). The residue was purified by column chromatography to obtain 0.84 g (yield 81%, optical purity 98.7% ee) of the title (S) -1-metanitrobenzenesulfonyloxy-2-propanol.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, a racemic or optically active form of a 1-substituted-2-propanol derivative can be produced with high purity, high yield and economically.

Claims (10)

式（３）で表されるグリシジル化合物を有機溶媒中、弱塩基存在下に、パラジウム炭素触媒存在下で、接触水素添加する事を特徴とする式（４）で表される１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法。

（式（３）、式（４）においてはＹはハロゲン原子、または、ＲＳＯ_２−Ｏで示されるスルホニルオキシ基を表し、さらにＲは置換もしくは無置換の炭素数１〜４のアルキル基または置換もしくは無置換のアリール基を表す。）1-Substitution-2 represented by the formula (4), wherein the glycidyl compound represented by the formula (3) is catalytically hydrogenated in an organic solvent in the presence of a weak base in the presence of a palladium carbon catalyst. -Production method of propanol derivative.

(Equation (3), Y is a halogen atom in the formula (4), or represents a sulfonyloxy group represented by RSO 2 _-O, further R is alkyl group or substituted 1 to 4 carbon atoms substituted or unsubstituted Alternatively, it represents an unsubstituted aryl group.) Ｙがハロゲン原子である請求項１に記載の１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法。The method for producing a 1-substituted-2-propanol derivative according to claim 1 , wherein Y is a halogen atom. ハロゲン原子が、塩素原子または臭素原子である請求項２記載の１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法。The method for producing a 1-substituted-2-propanol derivative according to claim 2 , wherein the halogen atom is a chlorine atom or a bromine atom. Ｙがスルホニルオキシ基である請求項１に記載の１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法。The method for producing a 1-substituted-2-propanol derivative according to claim 1 , wherein Y is a sulfonyloxy group. スルホニルオキシ基が、パラトルエンスルホニルオキシ基、メタニトロベンゼンスルホニルオキシ基、または、メタンスルホニルオキシ基である請求項４に記載の１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法。The method for producing a 1-substituted-2-propanol derivative according to claim 4 , wherein the sulfonyloxy group is a paratoluenesulfonyloxy group, a metanitrobenzenesulfonyloxy group, or a methanesulfonyloxy group. 溶媒がエステル系溶媒またはアルコール系溶媒である請求項１〜５のいずれかに記載の１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法。The method for producing a 1-substituted-2-propanol derivative according to any one of claims 1 to 5 , wherein the solvent is an ester solvent or an alcohol solvent. 溶媒がメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、または酢酸エチルである請求項６に記載の１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法。The method for producing a 1-substituted-2-propanol derivative according to claim 6 , wherein the solvent is methanol, ethanol, propanol, isopropanol, or ethyl acetate. 接触水素添加の水素源が水素ガスである請求項１〜７のいずれかに記載の１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法。The method for producing a 1-substituted-2-propanol derivative according to any one of claims 1 to 7 , wherein a hydrogen source for catalytic hydrogenation is hydrogen gas. 弱塩基がアルカリもしくはアルカリ土類金属の炭酸塩、または炭酸水素塩である請求項１〜８のいずれかに記載の１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法。The method for producing a 1-substituted-2-propanol derivative according to any one of claims 1 to 8, wherein the weak base is an alkali or alkaline earth metal carbonate or hydrogen carbonate. グリシジル化合物が光学活性体である請求項１〜９のいずれかに記載の光学活性１−置換−２−プロパノール誘導体の製造方法。The method for producing an optically active 1-substituted-2-propanol derivative according to any one of claims 1 to 9 , wherein the glycidyl compound is an optically active substance.