JPH0796515B2 - 1,3−ジヒドロキシアセトンの製造法 - Google Patents

1,3−ジヒドロキシアセトンの製造法

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JPH0796515B2
JPH0796515B2 JP62242747A JP24274787A JPH0796515B2 JP H0796515 B2 JPH0796515 B2 JP H0796515B2 JP 62242747 A JP62242747 A JP 62242747A JP 24274787 A JP24274787 A JP 24274787A JP H0796515 B2 JPH0796515 B2 JP H0796515B2
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formaldehyde
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靖彦 田中
弘康 斎藤
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Nippon Kasei Chemical Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は1,3−ジヒドロキシアセトンの製造法に係るも
のである。詳しくは、医薬品や化粧品の原料として有用
な1,3−ジヒドロキシアセトンの製造法の改良に関する
ものである。
(従来の技術及び問題点) 1,3−ジヒドロキシアセトンの製造法としては、従来、
チアゾリウム塩及び塩基を触媒としてホルムアルデヒド
を付加反応させる方法が知られている[Journal of the
American Chemical Society、106巻、4829頁(1984
年)]。しかし、この方法では、反応後の生成物と触媒
として使用したチアゾリウム塩との分離が極めて困難
で、セルロースカラムによ分離が試みられているがコス
ト高であり、しかも分離されたチアゾリウム塩を回収し
て再使用することが不可能であって経済性に乏しい。
一方、ホルムアルデヒドの付加反応に関する記載はない
が、架橋クロロメチルポリスチレンとチアゾール化合物
の反応生成物である第四チアゾリウム塩と塩基とを触媒
に用いて、α,β−不飽和カルボニル化合物へアルデヒ
ド類を付加反応させる方法[Journal of Chinese Chemi
cal Society、30巻、55〜58(1983年)]、またはアル
デヒド類同志を反応させてケトアルコール類を製造する
方法(特公昭62−23733)も知られている。
本発明者等は、上記第四チアゾリウム塩及び塩基を触媒
として、ホルムアルデヒドの付加反応により1,3−ジヒ
ドロキシアセトンを製造する方法について検討した結
果、この触媒は、触媒の分離は比較的容易であるもの
の、触媒活性が極めて低く、これがため反応に多量の触
媒を必要とし、反応終了に長時間を要する等、工業的実
施上好ましくないことが判明した。
(問題点を解決するための手段) 本発明者等は、以上に述べた知見に基づいて、更に検討
を重ねた結果、前記架橋クロロメチルポリスチレンとチ
アゾール化合物との反応生成物である第四チアゾリウム
塩のクロルイオンをシアンイオンで置換した物質が、ホ
ルムアルデヒドの付加反応に極めて高い触媒活性を示
し、これを周知の塩基と共に触媒として使用した場合、
目的とする1,3−ジヒドロキシアセトンが選択的に得ら
れると共に、触媒の分離も容易であり、しかも極めて高
い収率で1,3−ジヒドロキシアセトンが得られることを
見出し本発明を達成した。即ち、本発明の要旨は、ホル
ムアルデヒドを触媒の存在下で付加反応させることによ
り1,3−ジヒドロキシアセトンを製造する方法におい
て、触媒として、架橋クロロメチルポリスチレンとチア
ゾール化合物の反応生成物である第四チアゾリウム塩の
クロルイオンをシアンイオンで置換した物質と塩基とを
使用することを特徴とする1,3−ジヒドロキシアセトン
の製造法に存する。
本発明を以下に詳細に説明する。
本発明の方法において触媒成分として使用される、架橋
クロロメチルポリスチレンとチアゾール化合物との反応
生成物である第四チアゾリウム塩のクロルイオンをシア
ンイオンで置換した物質は、例えば次のようにして調製
される。
即ち、周知の方法に従って、まず、架橋剤の存在下にス
チレンを重合させて架橋ポリスチレンを製造した後クロ
ロメチル化するか、あるいは架橋剤の存在下にスチレン
とクロロメチルスチレンとを共重合させることによりビ
ーズ状の架橋クロロメチルポリスチレンを製造する。
架橋剤としては、多官能性ビニル系モノマー、多官能性
アクリル系モノマー又は多官能性アリル系モノマー等が
挙げられるが、スチレンとの反応性を考慮すれば、特に
ジビニルベンゼンが好ましい。重合方法は水を媒体とす
る懸濁重合法が好ましい。重合に際しては、開始剤とし
て有機過酸化物、アゾビス化合物等の有機ラジカル開始
剤が用いられる。架橋剤の割合は、得られる重合物粒子
の機械的強度、あるいは1,3−ジヒドロキシアセトンを
製造する際の反応液の重合物粒子内部への拡散等を考慮
して2〜10重量%程度の範囲が好ましい。
架橋クロロメチルポリスチレンと反応させるチアゾール
化合物としては、チアゾール、5−(2−ヒドロキシエ
チル)−4−メチルチアゾール、ベンゾチアゾール等の
チアゾール環の2の位置に置換基を有しないチアゾール
化合物が使用される。
架橋クロロメチルポリスチレン及びチアゾール化合物の
使用量比は、第四チアゾリウム塩を形成するのに必要か
つ充分な量であればよく、通常架橋クロロメチルポリス
チレンの全フェニル基に対して2〜30モル%の範囲のチ
アゾール化合物が使用される。
架橋クロロメチルポリスチレンとチアゾール化合物との
反応は、例えば両者をアセトニトリル、ジオキサン等の
極性有機溶媒中で撹拌しながら、50〜80℃程度の温度に
加熱することにより行なわれ、反応生成物としてビーズ
状の第四チアゾリウム塩(クロルイオン)が得られる。
得られた第四チアゾリウム塩のクロルイオンをシアンイ
オンに置換するには、第四チアゾリウム塩を、例えばシ
アン化ナトリウム、シアン化カリウム等のシアン化アリ
カリの水溶液もしくはメタノール溶液中に浸漬した後、
濾過し、水洗して過剰のシアン化アルカリを除去する方
法、 あるいは、第四チアゾリウム塩をカラムに充填し、これ
に上記シアン化アルカリの水溶液もしくはメタノール溶
液を流通させた後、水を流通させて過剰のシアン化アル
カリを除去する方法等が採られる。
本発明は、以上のようにして調製された第四チアゾリウ
ム塩[以下第四チアゾリウム塩(シアンイオン)とい
う]及び塩基を触媒として、ホルムアルデヒドを付加反
応させることにより1,3−ジヒドロキシアセトンを製造
するものである。
第四チアゾリウム塩(シアンイオン)の使用量は、通常
ホルムアルデヒド1モルに対してチアゾール基として0.
05〜1モル程度が使用される。
また、塩基としては、トリエチルアミンのようなトリア
ルキルアミン、トリエタノールアミン、ナトリウムアル
コキシド、酢酸ナトリウム等の周知の塩基類が挙げら
れ、特にトリエチルアミンのような比較的塩基性が強く
かつ揮発性のものが好ましい。塩基の使用量は、通常第
四チアゾリウム塩(シアンイオン)のチアゾール基と等
モル程度でよい。
ホルムアルデヒドの付加反応は、例えば、不活性気圏下
において、メタノール、エタノール、ジオキサン、テト
ラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチ
ルホルムアミド等の極性有機溶媒中で、ホルムアルデヒ
ド、第四チアゾリウム塩(シアンイオン)及び塩基を混
合し、撹拌下50〜100℃程度の温度に加熱することによ
り実施される。
あるいは、第四チアゾリウム塩(シアンイオン)をカラ
ムに充填し、これにホルムアルデヒド及び塩基を有機溶
媒に溶解した溶液を、所定の温度で連続的に流通させる
連続方式が採用される。
反応終了後、濾過して第四チアゾリウム塩(シアンイオ
ン)粒子からなる残渣を濾別し、濾液を減圧下蒸留して
溶媒を留去することにより、目的とする1,3−ジヒドロ
キシアセトンが得られ、要すれば更に再結晶して精製す
ることができる。
濾別した残渣は、そのまま、あるいは必要に応じ、メタ
ノール等の有機溶媒で洗浄して次回の反応の触媒成分と
して使用される。
(発明の効果) 本発明の方法によれば、架橋クロロメチルポリスチレン
とチアゾール化合物との反応生成物である第四チアゾリ
ウム塩のクロルイオンをシアンイオンで置換した物質を
塩基と共に触媒として使用することによって、目的とす
る1,3−ジヒドロキシアセトンを高収率で選択的に製造
することができると共に、触媒成分の分離が容易であ
り、かつ触媒成分を回収し、繰返して使用することがで
きる。
(実施例) 以下本発明を実施例について更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定さ
れるものではない。
触媒の製造例 (1)架橋クロロメチルポリスチレンの製造: 撹拌機、温度計、逆流冷却器及び窒素ガス導入管を付し
た500 mlの反応器に、スチレン45.8 g、クロロメチルス
チレン(m体:p体=6:4)12 g、ジビニルベンゼン2.18
g、アゾビスイソブチロニトリル(重合触媒)0.3 g及び
イオン交換水200 mlを添加し、更に分散安定剤として、
完全ケン化ポリビニルアルコール(重合度1700、ケン化
率99%)2.16 g、部分ケン化ポリビニルアルコール(重
合度1700、ケン化率90%)0.08 g及びゼラチン0.326 g
を加えた後、窒素ガス気圏下で撹拌しながら、70℃で17
時間懸濁重合を行なった。
反応終了後、冷却して濾過し、水洗し、減圧下乾燥して
ビーズ状の架橋クロロメチルポリスチレン56.1 gを得
た。その粒度分布は、60メッシュ以上32.7重量%、60〜
80メッシュ58.2重量%、80メッシュ以上9.1重量%であ
った。
(2)第四チアゾリウム塩の製造: 上記(1)で得られた60〜80メッシュの粒度の架橋クロ
ロメチルポリスチレン10 gをジオキサン25 mlに分散さ
せ、これに5−(2−ヒドロキシエチル)−4−メチル
チアゾール10 gを加え、窒素ガス気圏下に80℃で8時間
撹拌した。冷却後、濾過して粒子を濾取し、メタノール
で洗浄し、減圧下60℃で乾燥して、架橋クロロメチルポ
リスチレンの第四チアゾリウム塩10.7 gを得た。このも
のの窒素原子含有量の分析値は1.10であり、この値から
計算した5−(2−ヒドロキシエチル)−4−メチルチ
アゾールの含有量は0.79 m mol/gであり、環置換率(全
フェニル基に対するチアゾール化合物の含有量)は8モ
ル%であった。
(3)第四チアゾリウム塩(シアンイオン)の製造: 上記(2)で得られた第四チアゾリウム塩2 gを、内径1
0 mm、長さ100 mmのガラス製カラムに充填し、このカラ
ムの上部から、4重量%のシアン化カリウム水溶液100
mlを50分間で流通させ、次いでイオン交換水を流通させ
て洗浄し、洗浄水がアルカリ性を示さなくなった時点で
内容物をカラムから取り出し減圧下60℃で乾燥して、第
四チアゾリウム塩(シアンイオン)2.0 gを得た。
このものの窒素原子含有量の分析値は1.80であり、この
値から計算して、第四チアゾリウム塩のクロルイオンが
シアンイオンで置換されたものであることが確認され
た。
実施例1 撹拌機、温度計、逆流冷却器及び窒素ガス導入管を付し
た200 mlの反応器に、ホルムアルデヒド濃度が80重量%
のパラホルムアルデヒド0375 g(ホルムアルデヒドとし
て0.01モル)、触媒の製造例(3)で得られた第四チア
ゾリウム塩(シアンイオン)6.5 g[5−(2−ヒドロ
キシエチル)−4−メチルチアゾールとして0.005モ
ル]、トリエチルアミン0.5 g(0.005モル)及びジオキ
サン100 mlを加え、窒素ガス気圏下で撹拌しながら50〜
50℃で4時間反応させた。次いで室温まで冷却し、反応
液1 mlを採り、クロモトロープ酸二ナトリウムでホルム
アルデヒドを呈色させ、比色計を用いて579 nmの吸光度
を測定するホルムアルデヒドの定量法によって、残存ホ
ルムアルデヒドを測定した結果、ホルムアルデヒドの転
化率は100%であった。
反応混合物を濾過し、残渣の触媒成分をジオキサンで洗
浄して触媒成分を回収した。濾液と洗浄液を合せて減圧
下で蒸留してジオキサンを留去した後、硫酸デシケータ
ー中で一昼夜乾燥することによって0.291 gの1,3−ジヒ
ドロキシアセトンを得た。
これをトリフルオロアセチル化した後、n−オクタノー
ルの内部標準物質とするガスクロマトグラフィーの内部
標準法により測定した純度は97.2%であった。
比較例1 上記実施例1で使用した第四チアゾリウム塩(シアンイ
オン)6.5 gの代りに、前記触媒の製造例(2)で得ら
れた第四チアゾリウム塩(クロルイオン)6.54 g[5−
(2−ヒドロキシエチル)−4−メチルチアゾールとし
て0.005モル]を使用した以外は、実施例1と全く同様
の処理を行なった結果、ホルムアルデヒドの転化率は27
%であった。また、得られた1,3−ジヒドロキシアセト
ンは0.007 gであり、その純度は96.5%であった。
実施例2 実施例1で使用した第四チアゾリウム塩(シアンイオ
ン)の代りに、実施例1で回収した触媒成分を使用した
外は実施例1と全く同様の処理を行なって1,3−ジヒド
ロキシアセトンを製造し、同様に回収触媒成分を使用し
て1,3−ジヒドロキシアセトンを製造する回分操作を計1
0回繰返した場合におけるホルムアルデヒドの転化率、
1,3−ジヒドロキシアセトンの収量及び純度は表1の通
りであった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ホルムアルデヒドを触媒の存在下で付加反
    応させることにより1,3−ジヒドロキシアセトンを製造
    する方法において、触媒として、架橋クロロメチルポリ
    スチレンとチアゾール化合物の反応生成物である第四チ
    アゾリウム塩のクロルイオンをシアンイオンで置換した
    物質と塩基とを使用することを特徴とする1,3−ジヒド
    ロキシアセトンの製造法。
JP62242747A 1987-09-29 1987-09-29 1,3−ジヒドロキシアセトンの製造法 Expired - Lifetime JPH0796515B2 (ja)

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JPS6485944A JPS6485944A (en) 1989-03-30
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