JP2000336064A - ４−ブロモアセト酢酸エステル化合物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４−ブロモアセト酢酸エステル化合物の製造
方法を提供すること。 【解決手段】 一般式（I） （式中、Ｒは炭素数１〜５のアルキル基を示す。）で示
されるアセト酢酸エステル化合物と臭素とを反応させ
て、一般式（II） で示される４−ブロモアセト酢酸エステル化合物を製造
する方法において、溶媒として１−クロロブタンを使用
することを特徴とする４−ブロモアセト酢酸エステル化
合物の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は４−ブロモアセト酢
酸エステル化合物の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】４−ブロモアセト酢酸エステル化合物は
農薬および医薬の中間体として有用な化合物であり、例
えば特開昭５３−４４５６５号公報において、殺虫剤の
中間体として使用されている。

【０００３】アセト酢酸エステル化合物と臭素とを反応
させて４−ブロモアセト酢酸エステル化合物を製造する
方法では、溶媒として、例えばエーテル［特開昭５３−
４４５６５号公報］、二硫化炭素［Chem.Ber.,29,1042
(1896).］、クロロホルム［Tetrahedron,29,4251(197
3).］、ジクロロメタン［Heterocycles,24,1429(198
6).］、四塩化炭素［特開昭６１−１４０５６７号公
報］を使用する方法等が知られている。

【０００４】しかしながら、エーテルや二硫化炭素は引
火点が低く、危険性が高いという問題があった。また、
クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素は毒性が高
いため、より安全な溶媒の使用が望まれていた。さら
に、４−ブロモアセト酢酸エステル化合物は熱的に不安
定であり、穏和な条件で濃縮可能な溶媒の使用が望まれ
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
引火性および毒性が低く、かつ低温で濃縮可能な溶媒を
用いて４−ブロモアセト酢酸エステル化合物を製造でき
る方法を開発すべく鋭意検討した結果、溶媒として１−
クロロブタンを用いることにより、安全性、毒性および
安定性の面で工業的に有利に４−ブロモアセト酢酸エス
テル化合物を製造できることを見い出し、本発明に至っ
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、一般
式（I） （式中、Ｒは炭素数１〜５のアルキル基を示す。）で示
されるアセト酢酸エステル化合物と臭素とを反応させ
て、一般式（II） （式中、Ｒは炭素数１〜５のアルキル基を示す。 ）で
示される４−ブロモアセト酢酸エステル化合物を製造す
る方法において、溶媒として１−クロロブタンを使用す
ることを特徴とする４−ブロモアセト酢酸エステル化合
物の製造方法を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の一般式（I）で示されるアセト酢酸エス
テル化合物において、置換基Ｒとしては、例えばメチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−
ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチ
ル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖状ま
たは分枝状の炭素数１〜５のアルキル基などが挙げられ
る。

【０００８】本発明の一般式（I）で示されるアセト酢
酸エステル化合物の具体的な化合物としては、例えば、
アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸ｎ−
プロピル、アセト酢酸ｉ−プロピル、アセト酢酸ｎ−ブ
チル、アセト酢酸イソブチル、アセト酢酸ｓｅｃ−ブチ
ル、アセト酢酸ｔ−ブチル、アセト酢酸ｎ−ペンチル、
アセト酢酸ネオペンチルなどが挙げられる。

【０００９】臭素の使用量は、アセト酢酸エステル化合
物（I）に対して通常０．５〜１．５倍モル程度、好ま
しくは０．８〜１．２倍モル程度の範囲である。

【００１０】一般式（I）で示されるアセト酢酸エステ
ル化合物と臭素との反応は、１−クロロブタン溶媒中で
行われる。かかる１−クロロブタンの使用量は、アセト
酢酸エステル化合物（I）に対して通常０．５〜２０重
量倍程度、好ましくは１〜１０重量倍程度、より好まし
くは２〜７重量倍程度の範囲である。その他の溶媒、例
えばヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類およびメ
タノール、エタノール等のアルコール類では収率が低
い。また、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等のハ
ロゲン化芳香族炭化水素類では沸点が高く、濃縮時の安
定性および安全性の面で好ましくない。また、溶媒を使
用しない場合には、収率が低下する。１−クロロブタン
の引火点は−６℃であり、ジエチルエーテル（−４０
℃）および二硫化炭素（−３３℃）に比べて引火性が低
い。また、１−クロロブタンは発癌性がなく、発癌性の
疑いがあるクロロホルムやジクロロメタンに比べて安全
である。また、１−クロロブタンの沸点は７８℃であ
り、クロロベンゼン（１３２℃）およびジクロロベンゼ
ン（１８０℃）に比べて沸点が低く、より穏和な条件で
濃縮することができる。

【００１１】本発明のアセト酢酸エステル化合物（I）
と臭素の反応方法は、特に限定されないが、例えばアセ
ト酢酸エステル化合物（I）の１−クロロブタン溶液
に、臭素を供給することにより行われる。

【００１２】反応温度は、通常−１５℃〜５０℃程度、
好ましくは−１０〜３０℃程度、より好ましくは−４℃
〜１７℃程度で実施される。反応温度が−１５℃程度よ
り低い場合には、２−ブロモアセト酢酸エステルから４
−ブロモアセト酢酸エステルへの転位反応が遅くなるた
め、反応に長時間を要する。また、反応温度が５０℃程
度より高い場合には、４−ブロモアセト酢酸エステル化
合物（II）の安定性が悪く、収率が低下する傾向が見ら
れる。

【００１３】かくして得られた反応混合物には、反応で
副生する臭化水素が含まれる。かかる臭化水素は、必要
に応じて、例えば、反応混合物中に不活性ガスを吹き込
むことにより、その一部を除去することができる。ある
いは、反応装置内の気相部分に不活性ガスを通気し、臭
化水素ガスを系外に排出しても良い。かかるガスとして
は、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガ
ス、酸素、空気などが挙げられ、好ましくは窒素、ヘリ
ウム、アルゴンなどの不活性ガス、より好ましくは窒素
が用いられる。不活性ガスを吹き込む場合の温度は、通
常−１５℃〜５０℃程度、好ましくは−１０〜３０℃程
度、より好ましくは−４℃〜１７℃程度である。

【００１４】かくして得られた反応混合物を、例えば、
濃縮することにより、一般式（II）で示される４−ブロ
モアセト酢酸エステル化合物の粗生成物を単離すること
ができる。あるいは、得られた反応混合物を、例えば、
水、無機化合物の水溶液などで洗浄することもでき、か
かる洗浄により、反応で副生する臭化水素を水層側へ除
去することができる。

【００１５】かかる無機化合物としては、例えば、塩化
アンモニウム、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カ
リウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等の塩化
物、臭化アンモニウム、臭化リチウム、臭化ナトリウ
ム、臭化カリウム、臭化カルシウム、臭化マグネシウム
等の臭化物、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸
カリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の硫酸
塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸塩、炭酸水
素ナトリウム、炭酸水素カリウム等の重炭酸塩などが挙
げられる。これらの無機化合物はそれぞれ単独または２
種類以上を混合して用いられる。

【００１６】洗浄に使用する水または無機化合物の水溶
液の使用量は、アセト酢酸エステル化合物（I）に対し
て、通常０．２〜２０重量倍程度である。無機化合物を
使用する場合の無機化合物の水溶液中の濃度は、通常１
〜５０重量％程度である。反応混合物を水または無機化
合物の水溶液により洗浄する方法としては、例えば水ま
たは無機化合物の水溶液に反応混合物を供給し、充分に
混合したのち分液することにより行われる。あるいは、
反応混合物に水または無機化合物の水溶液を供給しても
よい。洗浄時の温度は、通常−１０℃〜２５℃程度、好
ましくは−５℃〜２０℃程度である。かかる洗浄を行っ
た後、例えば、得られた有機層を濃縮することにより、
一般式（II）で示される４−ブロモアセト酢酸エステル
化合物の粗生成物を単離することができる。

【００１７】得られた４−ブロモアセト酢酸エステル化
合物の粗生成物は、そのまま次の反応に用いることがで
きるが、必要に応じて、例えば、蒸留、再結晶、カラム
クロマトグラフィーなどの通常の精製方法を用いて精製
することもできる。

【００１８】かくして一般式（II）で示される４−ブロ
モアセト酢酸エステル化合物が得られが、かかる４−ブ
ロモアセト酢酸エステル化合物としては、例えば、４−
ブロモアセト酢酸メチル、４−ブロモアセト酢酸エチ
ル、４−ブロモアセト酢酸ｎ−プロピル、４−ブロモア
セト酢酸ｉ−プロピル、４−ブロモアセト酢酸ｎ−ブチ
ル、４−ブロモアセト酢酸イソブチル、４−ブロモアセ
ト酢酸ｓｅｃ−ブチル、４−ブロモアセト酢酸ｔ−ブチ
ル、４−ブロモアセト酢酸ｎ−ペンチル、４−ブロモア
セト酢酸ネオペンチルなどが挙げられる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の方法によれば、農薬および医薬
等の中間体として有用な４−ブロモアセト酢酸エステル
化合物を、安全性、毒性および安定性の面で工業的に有
利に製造することができる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００２１】実施例１ アセト酢酸メチル４０．６ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を１−
クロロブタン２０３ｇに溶解させた溶液に、−１０℃で
臭素５５．９ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を２時間かけて滴下
し、さらに同温度で１６時間保温した。得られた反応混
合物（２９５ｇ）をガスクロマトグラフィーにより分析
した結果、４−ブロモアセト酢酸メチルが３７．５ｇ
（１９２ｍｍｏｌ、収率５５．８％）含まれていた。２
−ブロモアセト酢酸メチルの生成量は１．４ｇ（７．０
ｍｍｏｌ、収率２．０％）であった。

【００２２】実施例２ アセト酢酸メチル４０．６ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を１−
クロロブタン２０３ｇに溶解させた溶液に、０℃で臭素
５５．９ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を２時間かけて滴下し、
さらに同温度で１２時間保温した。得られた反応混合物
（２８８ｇ）をガスクロマトグラフィーにより分析した
結果、４−ブロモアセト酢酸メチルが５３．９ｇ（２７
６ｍｍｏｌ、収率７９．１％）含まれていた。２−ブロ
モアセト酢酸メチルの生成量は０．８９ｇ（４．６ｍｍ
ｏｌ、収率１．３％）であった。

【００２３】実施例３ アセト酢酸メチル４０．６ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を１−
クロロブタン２０３ｇに溶解させた溶液に、５℃で臭素
５５．９ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を２時間かけて滴下し、
さらに同温度で８時間保温した。得られた反応混合物
（２９８ｇ）をガスクロマトグラフィーにより分析した
結果、４−ブロモアセト酢酸メチルが ５４．５ｇ（２
７９ｍｍｏｌ、収率８０．０％）含まれていた。２−ブ
ロモアセト酢酸メチルの生成量は０．８１ｇ（４．２ｍ
ｍｏｌ、収率１．２％）であった。

【００２４】実施例４ アセト酢酸メチル４０．６ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を１−
クロロブタン２０３ｇに溶解させた溶液に、１０℃で臭
素５５．９ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を２時間かけて滴下
し、さらに同温度で６時間保温した。得られた反応混合
物（２９７ｇ）をガスクロマトグラフィーにより分析し
た結果、４−ブロモアセト酢酸メチルが ５３．４ｇ
（２７４ｍｍｏｌ、収率７８．３％）含まれていた。２
−ブロモアセト酢酸メチルの生成量は０．９３ｇ（４．
７ｍｍｏｌ、収率１．４％）であった。

【００２５】実施例５ アセト酢酸メチル４０．６ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を１−
クロロブタン２０３ｇに溶解させた溶液に、２０℃で臭
素５５．９ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を２時間かけて滴下
し、さらに同温度で２時間保温した。得られた反応混合
物（２８２ｇ）をガスクロマトグラフィーにより分析し
た結果、４−ブロモアセト酢酸メチルが４９．９ｇ（２
５６ｍｍｏｌ、収率７３．２％）含まれていた。２−ブ
ロモアセト酢酸メチルの生成量は１．６ｇ（８．３ｍｍ
ｏｌ、収率２．４％）であった。

【００２６】実施例６ アセト酢酸メチル９０．２ｇ（７７７ｍｍｏｌ）を１−
クロロブタン４５１ｇに溶解させた溶液に、５℃で臭素
１２４ｇ（７７７ｍｍｏｌ）を２時間かけて滴下し、
さらに同温度で８時間保温した。得られた反応混合物
（６５２ｇ）をガスクロマトグラフィーにより分析した
結果、４−ブロモアセト酢酸メチルが１１９ｇ（６１０
ｍｍｏｌ、収率 ７８．６％）含まれていた。２−ブロ
モアセト酢酸メチルの生成量は２．８ｇ（１４ｍｍｏ
ｌ、収率１．９％）であった。得られた反応混合物のう
ち（２９９ｇ）を０〜１０℃で水 ４０．６ｇに３時間
かけて滴下し、５〜１０℃で １５分攪拌した後、分液
した。得られた有機層（２７０ｇ）をガスクロマトグラ
フィーにより分析した結果、４−ブロモアセト酢酸メチ
ル５１．２ｇ（２６３ｍｍｏｌ、収率７３．７％）が含
まれていた。分液した排水６８ｇ中には、４−ブロモア
セト酢酸メチル２．９ｇ（１５ｍｍｏｌ、収率４．４
％）が含まれていた。

【００２７】実施例７ 実施例６で得られた反応混合物（６５２ｇ）のうち（３
００ｇ）に０〜１０℃で水４０．６ｇを３時間かけて滴
下し、５〜１０℃で１５分攪拌した後、分液した。得ら
れた有機層（２６６ｇ）をガスクロマトグラフィーによ
り分析した結果、４−ブロモアセト酢酸メチル４６．６
ｇ（２３９ｍｍｏｌ、収率６６．８％）が含まれてい
た。分液した排水７２ｇ中には、４−ブロモアセト酢酸
メチル ３．８ｇ（２０ｍｍｏｌ、収率５．５％）が含
まれていた。

【００２８】実施例８ アセト酢酸メチル４０．６ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を１−
クロロブタン２０３ｇに溶解させた溶液に、５℃で臭素
５５．９ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を２時間かけて滴下し、
さらに同温度で８時間保温した。その後、反応混合物を
０℃に冷却し、この溶液中に窒素を５０ｍｌ／分の速度
で１００分間吹き込んだ。かかる窒素の吹き込みによ
り、反応混合物中の臭化水素濃度は、８．５重量％から
４．４重量％に減少した。得られた反応混合物（２８５
ｇ）をガスクロマトグラフィーにより分析した結果、４
−ブロモアセト酢酸メチルが５３．２ｇ（２７３ｍｍｏ
ｌ、収率７８．７％）含まれていた。２−ブロモアセト
酢酸メチルの生成量は１．２ｇ（６．２ｍｍｏｌ、収率
１．８％）であった。得られた反応混合物に０〜５℃で
水４０．６ｇを３０分間かけて滴下し、０〜５℃で１５
分攪拌した後、分液した。得られた有機層（２６０ｇ）
をガスクロマトグラフィーにより分析した結果、４−ブ
ロモアセト酢酸メチル４９．６ｇ（２５４ｍｍｏｌ、収
率７３．６％）が含まれていた。分液した排水６１．６
ｇ中には、４−ブロモアセト酢酸メチル２．１ｇ（１１
ｍｍｏｌ、収率３．２％）が含まれていた。

【００２９】実施例９ アセト酢酸メチル４０．６ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を１−
クロロブタン２０３ｇに溶解させた溶液に、５±１℃で
臭素５５．９ｇ（３４９ｍｍｏｌ）を２時間かけて滴下
し、さらに５±２℃で８時間保温した。かかる保温の
間、気相部には窒素を通気しながら反応を実施した。か
かる窒素通気後の反応混合物中の臭化水素濃度は４．５
重量％であった。得られた反応混合物（２８３．９ｇ）
をガスクロマトグラフィーにより分析した結果、４−ブ
ロモアセト酢酸メチルが５４．１ｇ（２７７ｍｍｏｌ、
収率７９．４％）含まれていた。２−ブロモアセト酢酸
メチルの生成量は１．３ｇ（６．５ｍｍｏｌ、収率１．
９％）であった。得られた反応混合物に−５〜５℃で水
１０．１ｇ加え、さらに５℃で水３０．５ｇを４時間か
けて滴下し、５℃で３０分攪拌した後、分液した。得ら
れた有機層２６２．７ｇには、４−ブロモアセト酢酸メ
チル５０．２ｇ（２５７ｍｍｏｌ、収率７３．６％）が
含まれていた。分液した排水５９．５ｇ中には、４−ブ
ロモアセト酢酸メチル２．２ｇ（１１ｍｍｏｌ、収率
３．２％）が含まれていた。

【００３０】実施例１０ アセト酢酸メチル５２３ｇ（４．５０ｍｏｌ）を１−ク
ロロブタン２６１３ｇに溶解させた溶液に、３〜９℃で
臭素７１９ｇ（４．５０ｍｏｌ）を１．２時間かけて滴
下し、さらに５〜９℃で４時間保温した。得られた反応
混合物に５〜１４℃で１０％塩化ナトリウム水溶液１１
６１ｇを４５分間かけて滴下し、１２℃で５分攪拌した
後、分液した。得られた有機層を濃縮し、４−ブロモア
セト酢酸メチル５９０ｇ（３．０２ｍｏｌ、収率６７．
２％）を含む粗生成物７９７ｇを得た。２−ブロモアセ
ト酢酸メチルの生成量は１２．０ｇ（０．０６１ｍｏ
ｌ、収率１．４％）であった。得られた粗生成物１５３
ｇを減圧下に蒸留精製し、４−ブロモアセト酢酸メチル
９７．７ｇを沸点７１−７４℃／２ｍｍＨｇの留分とし
て得た。得られた４−ブロモアセト酢酸メチルの純度は
９２．０％であった。

【００３１】比較例１ アセト酢酸メチル１３５ｇ（１．１７ｍｏｌ）に、２５
℃で臭素１８６ｇ（１．１７ｍｏｌ）を１時間４０分か
けて滴下し、さらに２５℃で２時間保温した。得られた
反応混合物中の４−ブロモアセト酢酸メチル生成量は７
８．３ｇ（０．４０１ｍｏｌ、収率３４．５％）、アセ
ト酢酸メチルの転化率は９９．４％であった。

【００３２】比較例２ アセト酢酸メチル９２．９ｇ（０．８０ｍｏｌ）をｎ−
ヘキサン４６４ｇに溶解させた溶液に、０℃で臭素１２
８ｇ（０．８０ｍｏｌ）を１時間４０分かけて滴下し、
さらに０℃で６時間保温した。得られた反応混合物中の
４−ブロモアセト酢酸メチル生成量は７３．５ｇ（０．
３７７ｍｏｌ、収率４７．１％）、アセト酢酸メチルの
転化率は９７．６％であった。

【００３３】比較例３ アセト酢酸メチル２３．２ｇ（０．２０ｍｍｏｌ）をメ
タノール１１６ｇに溶解させた溶液に、０〜１０℃で臭
素３２．０ｇ（０．２０ｍｍｏｌ）を１時間かけて滴下
し、同温度で１時間保温したのち２５℃で１時間保温
し、さらに空気を吹き込みながら２５℃で３時間保温し
た。得られた反応混合物をガスクロマトグラフ法により
分析した結果、メタノールを除いたアセト酢酸メチル、
４−ブロモアセト酢酸メチル、および３−メトキシ−２
−ブテン酸メチルのＧＣ面積百分率は、それぞれ１２．
７％、７，４％、および４８．１％であった。

【００３４】比較例４ アセト酢酸メチル１１６ｇ（１．００ｍｏｌ）をクロロ
ベンゼン５８１ｇに溶解させた溶液に、２５℃で臭素１
６０ｇ（１．００ｍｏｌ）を１時間４５分かけて滴下
し、さらに２５℃で４時間保温した。得られた反応混合
物中の４−ブロモアセト酢酸メチル生成量は１３４ｇ
（０．６８６ｍｏｌ、収率６８．６％）、アセト酢酸メ
チルの転化率は９２．５％であった。

【００３５】比較例５ アセト酢酸メチル１１６ｇ（１．００ｍｏｌ）をジクロ
ロメタン５８１ｇに溶解させた溶液に、−５〜０℃で臭
素１６０ｇ（１．００ｍｏｌ）を１時間かけて滴下した
のち室温で１時間保温し、さらに空気を吹き込みながら
室温で２時間保温した。得られた反応混合物中の４−ブ
ロモアセト酢酸メチル生成量は１４９ｇ（０．７６２ｍ
ｏｌ、収率７６．２％）、アセト酢酸メチルの転化率は
９３．２％であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗本 勲 大阪府高槻市塚原２丁目10番１号 住友化 学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AC30 AD16 BA02 BA37 BB12 BB31 BB61 BC10 BC31 BE53

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式（I） （式中、Ｒは炭素数１〜５のアルキル基を示す。）で示
   されるアセト酢酸エステル化合物と臭素とを反応させ
   て、一般式（II） （式中、Ｒは炭素数１〜５のアルキル基を示す。 ）で
   示される４−ブロモアセト酢酸エステル化合物を製造す
   る方法において、溶媒として１−クロロブタンを使用す
   ることを特徴とする４−ブロモアセト酢酸エステル化合
   物の製造方法。
2. 【請求項２】反応を−１０℃以上３０℃以下の温度範囲
   で実施することを特徴とする請求項１記載の製造方法。
3. 【請求項３】反応を−４℃以上１７℃以下の温度範囲で
   実施することを特徴とする請求項１記載の製造方法。