JP3151077B2

JP3151077B2 - ジ炭酸ジアルキルエステルの製造方法

Info

Publication number: JP3151077B2
Application number: JP05866393A
Authority: JP
Inventors: 史哲岩崎; 正三土屋
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 2001-04-03
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: JPH06271508A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炭酸アルキルエステル
アルカリ金属塩と芳香族スルホニルハライドとを反応さ
せてジ炭酸ジアルキルエステルを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、食品防腐
剤として古くから知られている化合物であるが、近年、
ペプチド化学におけるアミノ基の保護剤としてその重要
性がますます高まっている。

【０００３】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芳香
族スルホニルクロライドをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
ドの存在下に反応させる方法（チェコスロバキア特許第
２４７，８４５号、２４７，８４６号明細書）や、Ｎ，
Ｎ−ジメチルホルムアミドと四級アンモニウム塩の存在
下に反応させる方法（チェコスロバキア特許第２５７，
１５７号明細書）が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の技術では、いず
れの方法においても溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルム
アミドが使用されている。本発明者らが上記技術を追試
し、得られたジ炭酸ジアルキルエステルを薄層クロマト
グラフィー（以下、ＴＬＣと略す）で分析したところ、
副生成物が確認された。そこで、この副生成物の由来を
さらに調査したところ、溶媒として使用されたＮ，Ｎ−
ジメチルホルムアミドの一部が反応して副生成物となっ
ていることが判明した。

【０００５】ジ炭酸ジアルキルエステルの主な用途であ
るペプチド化学の分野は反応生成物の分析としてＴＬＣ
分析が最も一般的な分析方法となっているため、その出
発物質となるジ炭酸ジアルキルエステル中にＴＬＣ分析
で確認される不純物が含まれているということは、その
後の反応の評価を混乱させる恐れがあり、好ましいもの
ではない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、より純度
の高いジ炭酸ジアルキルエステルを合成する目的でＮ，
Ｎ−ジメチルホルムアミドに変わる溶媒を鋭意検討した
ところ、１−置換ラクタムまたはラクトンのような環状
構造を有する化合物とそれ以外の非プロトン性有機溶媒
との混合溶媒を使用することによって上記目的を達成す
ることができることを見いだした。

【０００７】即ち、本発明は、炭酸アルキルエステルア
ルカリ金属塩と芳香族スルホニルハライドとを、下記
（ａ）および（ｂ）（ａ）ラクトンまたは１−置換ラクタム（ｂ）上記（ａ）以外の非プロトン性有機溶媒よりなる混合溶媒中で反応させ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。

【０００８】本発明において、原料である炭酸アルキル
エステルアルカリ金属塩は、一般式で次のように表すこ
とができる。

【０００９】

【化１】

【００１０】（但し、Ｒはアルキル基であり、Ｍはアル
カリ金属である。）上記の炭酸アルキルエステルアルカ
リ金属塩を具体的に示せば、例えば、ナトリウム炭酸メ
チル、ナトリウム炭酸エチル、ナトリウム炭酸−ｉｓｏ
−プロピル、ナトリウム炭酸−ｉｓｏ−ブチル、ナトリ
ウム炭酸−ｔｅｒｔ−ブチル、カリウム炭酸−ｉｓｏ−
プロピル、カリウム炭酸−ｔｅｒｔ−ブチル等を挙げる
ことができる。

【００１１】本発明においてもう一方の原料である芳香
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。本
発明においては、下記式

【００１２】

【化２】

【００１３】（但し、Ｒ^１および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。

【００１４】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。

【００１５】原料の炭酸アルキルエステルアルカリ金属
塩に対する芳香族スルホニルハライドの量は、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０．３〜０．７
モルの範囲で選ばれる。

【００１６】本発明においては、（ａ）ラクトンまたは１−置換ラクタム（ｂ）上記（ａ）以外の非プロトン性有機溶媒よりなる混合溶媒を使用することが最大の特徴である。

【００１７】（ａ）のラクトンおよび１−置換ラクタム
は、公知の化合物を何等制限なく使用することができ
る。１−置換ラクタムは、環構成窒素原子に置換基を有
するラクタムであり、置換基としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、シクロヘキシルリ基等の直鎖状、分
岐状または環状のアルキル基、フェニル基等のアリール
基を挙げることができる。特に本発明において好適に使
用できるラクトンおよび１−置換ラクタムを具体的に例
示すると、１−メチルピペリドン、１−メチルカプロラ
クタム、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、３
−メチル−２−オキサゾリジノン、１−メチルピロリド
ン、１−エチルピロリドン、１−シクロヘキシルピロリ
ドン、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、β
−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、
γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等を挙げるこ
とができる。

【００１８】また、（ｂ）の非プロトン性有機溶媒は、
公知の溶媒を何等制限なく用い得るが、具体的には、ベ
ンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；ヘ
キサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素；塩化メチレン、
１，２−ジクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化脂
肪族炭化水素等を挙げることができる。

【００１９】これらの非プロトン性有機溶媒とラクトン
または１−置換ラクタムとの混合比率は、用いる非プロ
トン性有機溶媒の種類によって、或いは本反応に用いる
触媒の種類と量によって異なるため一概に決めることは
できないが、非プロトン性有機溶媒１００容量部に対し
てラクトンまたは１−置換ラクタムを１〜１００容量
部、好ましくは、２〜５０容量部の範囲で混合すること
が好ましい。

【００２０】本反応においては、炭酸アルキルエステル
アルカリ金属塩を上記の溶媒で３〜６０重量％の濃度と
なるように希釈し、分散させた状態で反応を行うことが
望ましい。

【００２１】本発明は、触媒を使用しなくても反応は進
行するが、より短時間に反応を完結させるためには触媒
を使用することが好ましい。本発明における触媒は、ジ
炭酸ジアルキルエステル合成に使用される３級アミン及
び４級アンモニウム塩のいずれの触媒も使用可能である
が、高収率に本反応を完結させるためには、下記式
（１）または（２）で示される３級アミンを使用するこ
とが好ましい。

【００２２】

【化３】

【００２３】［但し、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

【００２４】

【化４】

【００２５】（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り、Ｚ
はＯ、ＳまたはＮＲ⁸（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、ｌ
は０または１である。）である。］

【００２６】

【化５】

【００２７】（但し、Ｒ⁹及びＲ¹⁰は、アルキル基、ア
リール基であり、またはこれらが一緒になって環を形成
していてもよい。）上記式で示される触媒を具体的に例
示すると、上記式（１）で示される３級アミンとして、
トリメチルアミン、トリエチルアミン、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
ルエチレンジアミン、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−１，３−ブタンジアミン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ′Ｎ′−テトラメチル−１，４−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、上記式（２）で示され
る３級アミンとして、４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリ
ジン、４−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノピリジン、４−Ｎ，
Ｎ−ジプロピルアミノピリジン、４−ピペリジノピリジ
ン、４−ピロリジノピリジン等を挙げることができる。

【００２８】本発明において、触媒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
は、原料の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０．０５〜１０モル％
の範囲であることが好ましい。

【００２９】本反応における反応温度は特に制限されな
いが、あまり温度が低いと反応速度が小さくなり温度が
高いと生成物が分解するため、通常、０〜１００℃、好
ましくは２０〜８０℃で行なうのがよい。

【００３０】反応は、常圧、加圧、減圧のいずれの場合
も実施可能であるが、炭酸アルキルアルカリエステル金
属塩の分解反応を抑制するために、常圧あるいは炭酸ガ
ス雰囲気下あるいは炭酸ガス加圧下で行うことが好まし
い。

【００３１】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。

【００３２】このようにして、下記式

【００３３】

【化６】

【００３４】（但し、Ｒはアルキル基である。）で示さ
れるジ炭酸ジアルキルエステルを製造することができ
る。

【００３５】

【効果】本発明によれば、溶媒としてラクトンまたは１
−置換ラクタムを使用することにより溶媒自身の反応に
よる副生成物を抑制することができ、単離精製後のジ炭
酸ジアルキルエステルを薄層クロマトグラフィーによっ
て分析を行っても、ジ炭酸ジアルキルエステル以外のス
ポットは認められない。また、ラクトンまたは１−置換
ラクタムの他に非プロトン性有機溶媒を併用することに
より、原料である炭酸アルキルエステルアルカリ金属塩
の分解反応を抑えることができる。したがって、本発明
は、純度の高い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。

【００３６】

【実施例】以下に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限定されるものではない。

【００３７】実施例１攪はん器、温度計、ガス導入管を備えたガラス製オート
クレーブに９５重量％のナトリウムｔ−ブトキサイド６
２．２ｇ（０．６ｍｏｌ）をトルエン２００ｍｌに分散
させ、室温下で炭酸ガスを２．０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの加
圧下で圧力低下が見られなくなるまで導入した。

【００３８】導入後、反応溶液にＮ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−
テトラメチルエチレンジアミン０．７ｇ（６ｍｍｏ
ｌ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン３３．
１ｇ（３２ｍｌ、０．２９ｍｏｌ）、ｐ−トルエンスル
ホニルクロライド５３．２ｇ（０．２８ｍｏｌ）を加
え、４０〜４５℃の温度で８時間反応させた。反応後、
反応溶液に１３０ｍｌ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、トルエン層中の
ジ炭酸ジ−ｔ−ブチルエステルの量を定量すると、５
５．１ｇ（収率８４．０％）であった。

【００３９】上記のトルエン溶液を蒸留によって単離し
たところ、ジ炭酸ジ−ｔ−ブチルエステルを４５．３ｇ
得た。得られたジ炭酸ジーt-ブチルエステルを薄層クロ
マトグラフィーで分析したところ、ジ炭酸ジ−ｔ−ブチ
ルエステル以外のスポットは確認されなかった。

【００４０】実施例２実施例１において、１，３−ジメチル−２−イミダゾリ
ジノンに代えて表１に示した各種のラクトンまたは１−
置換ラクタムを使用したこと以外は実施例１と同様に反
応させ、その結果を表１に示した。また、いずれの反応
においても、蒸留精製物は薄層クロマトグラフィー分析
において、ジ炭酸ジ−ｔ−ブチルエステル以外のスポッ
トは認められなかった。

【００４１】

【表１】

【００４２】実施例３表２に示した各種のアミンを触媒として使用したこと以
外は実施例１と同様に反応させ、その結果を表２に示し
た。また、いずれの反応においても、蒸留精製物は薄層
クロマトグラフィー分析において、ジ炭酸ジ−ｔ−ブチ
ルエステル以外のスポットは認められなかった。

【００４３】

【表２】

【００４４】実施例４実施例１において、溶媒として使用する１，３−ジメチ
ル−２−イミダゾリジノンとトルエンの混合割合を表３
に示したように代えたこと以外は、実施例１と全く同様
にして反応を行い、その結果を表３に示した。いずれの
反応においても、蒸留精製物は薄層クロマトグラフィー
分析において、ジ炭酸ジ−ｔ−ブチルエステル以外のス
ポットは認められなかった。

【００４５】

【表３】

【００４６】実施例５ｐ−トルエンスルホニルクロイライドの代わりにベンゼ
ンスルホニルクロライド４９．５ｇ（０．２８ｍｏｌ）
を用いて実施例１と同様な操作を行ったところ、ジ炭酸
ジ−ｔ−ブチルエステルが５３．０ｇ（収率８０．９
％）生成した。蒸留精製後、薄層クロマトグラフィーで
分析したところ、ジ炭酸ジ−ｔ−ブチルエステル以外の
スポットは認められなかった。

【００４７】実施例６トルエンの代わりに塩化メチレンを用いて実施例１と同
様な操作を行ったところ、ジ炭酸ジ−ｔ−ブチルエステ
ルが５１．３ｇ（収率７８．３％）生成した。蒸留精製
後、薄層クロマトグラフィーで分析したところ、ジ炭酸
ジ−ｔ−ブチルエステル以外のスポットは認められなか
った。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−157422（ＪＰ，Ａ) 特開平６−145112（ＪＰ，Ａ) 特開平５−310646（ＪＰ，Ａ) 特開平４−217643（ＪＰ，Ａ) 特開平４−211634（ＪＰ，Ａ) 特開平４−103562（ＪＰ，Ａ) 特公昭42−19818（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C07C 69/96 C07C 68/06

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芳
香族スルホニルハライドとを、下記（ａ）および（ｂ）（ａ）ラクトンまたは１−置換ラクタム（ｂ）上記（ａ）以外の非プロトン性有機溶媒よりなる混合溶媒中で反応させ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。