JP3482371B2 - Method for carbonylation of epoxide derivatives - Google Patents
Method for carbonylation of epoxide derivativesInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する分野】本発明は、反応活性、選択性及び
収率の優れるエポキシド誘導体のカルボニル化反応転換
方法に関するものである。より具体的に本発明は、コバ
ルト触媒の存在下で適切な溶媒を選択し、反応温度と圧
力を適正範囲に調節することにより、生成物選択性と収
率の優れるエポキシド誘導体のヒドロエステル化(hy
droesterification)反応転換方法に
関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a carbonylation reaction conversion method for an epoxide derivative, which is excellent in reaction activity, selectivity and yield. Epoxide More specifically the present invention is to select the co-bar <br/> belt suitable solvent in the presence of a catalyst, by adjusting the reaction temperature and pressure within a proper range, having excellent product selectivity and yield Hydroesterification of derivatives (hy
The present invention relates to a reaction conversion method.
【0002】また、本発明はエポキシド誘導体をカルボ
ニル化反応させて1,3−アルカンジオールを製造する
ための方法に関するものであり、より具体的に本発明
は、エポキシド誘導体をコバルト触媒と促進剤からなる
触媒系で一酸化炭素及びアルコールと反応させて効果的
に3−ヒドロキシエステルに変換させ、前記生成物を水
素添加反応させて1,3−アルカンジオール化合物に転
換させる方法に関するものである。The present invention also relates to a method for producing a 1,3-alkanediol by carrying out a carbonylation reaction of an epoxide derivative. More specifically, the present invention relates to a method for preparing an epoxide derivative from a cobalt catalyst and a promoter. The present invention relates to a method of reacting with carbon monoxide and an alcohol to effectively convert it into a 3-hydroxyester, and subjecting the product to a hydrogenation reaction to convert it into a 1,3-alkanediol compound.
【0003】[0003]
【従来の技術】エポキシド誘導体はカルボニル化反応を
通じて二官能性(difunctional)化合物に
容易に転換させることができる。かかる二官能性化合物
は有用な有機化合物の中間体として用いられているが、
その中で代表的な化合物としては、エポキシド誘導体を
ヒドロエステル化反応させて合成される3−ヒドロキシ
エステル誘導体がある。2. Description of the Related Art Epoxide derivatives can be easily converted into difunctional compounds through a carbonylation reaction. Although such bifunctional compounds have been used as intermediates for useful organic compounds,
As a typical compound among them, an epoxide derivative is
There are 3-hydroxy ester derivatives synthesized by arsenide mud esterification reaction.
【0004】エポキシド誘導体からの3−ヒドロキシエ
ステル誘導体の合成方法として、米国特許第5,13
5,901号と第4,973,741号は、ロジウムと
ルテニウムを触媒として使って、一酸化炭素とアルコー
ルの存在下でエチレンオキシドからメチル3−ヒドロキ
シプロピオネート(methyl3―hydroxyp
ropionate)の合成に対して記載している。し
かし前記米国特許は、高価な触媒を使うが、メチル3−
ヒドロキシプロピオネートの収率が60%程度と低く、
他の副産物も相当量生成されるという問題点がある。As a method for synthesizing a 3-hydroxyester derivative from an epoxide derivative, US Pat.
5,901 and 4,973,741 use methyl rhodium and ruthenium as catalysts in the presence of carbon monoxide and alcohols to convert methyl 3-hydroxypropionate from ethylene oxide to methyl 3-hydroxypropionate.
The description is for the synthesis of However, the above-mentioned U.S. Pat.
The yield of hydroxypropionate is as low as 60%,
There is a problem that other by-products are also produced in a considerable amount.
【0005】また、エポキシドをヒドロエステル化反応
させて3−ヒドロキシエステルに転換させる他の公知方
法も収率が40〜60%程度にすぎない[(1)Dal
canali,E.;Foa,M.Synthesis
1986,492.(2)Heck,R.F.J.A
m.Chem.Soc.,1963,85,1460.
(3)Eisenmann,J.L.;Yamarti
no,R.L.;Howard,Jr.J.F.J.O
rg.Chem.1961,2102.]。このように
収率の低い理由は、出発物質の異性質化反応が容易に起
こるためだと判断される。Other known methods for converting epoxides into 3-hydroxyesters by hydroesterification have yields of only 40 to 60% [(1) Dal.
canali, E .; Foa, M .; Synthesis
1986, 492. (2) Heck, R .; F. J. A
m. Chem. Soc. , 1963, 85, 1460.
(3) Eisemann, J .; L. ; Yamarti
no, R.N. L. Howard, Jr .; J. F. J. O
rg. Chem. 1961,2102. ]. It is considered that the reason for the low yield is that the isomerization reaction of the starting material easily occurs.
【0006】一方、米国特許第5,310,948号と
第5,359,081号は、エポキシドと一酸化炭素を
コバルトとピリジン誘導体の存在下で反応させるエポキ
シドのカルボニル化方法に関して記載しているが、反応
生成物としてβ−ラクトンが主に生成され、3−ヒドロ
キシエステルが副産物として生成されることを発表し
た。On the other hand, US Pat. Nos. 5,310,948 and 5,359,081 describe a process for carbonylation of epoxides in which epoxides and carbon monoxide are reacted in the presence of cobalt and a pyridine derivative. Announced that β-lactone was mainly produced as a reaction product and 3-hydroxyester was produced as a by-product.
【0007】前述したように、3−ヒドロキシエステル
誘導体を効果的で、経済的に合成する方法がまだ発見さ
れないのが実情である。[0007] I previously described urchin, 3-hydroxy ester derivatives effective to a method for economically synthesis is fact is not yet discovered.
【0008】従って本発明者達は、有機化合物及びアル
カンジオールの合成に有用に用いられる中間体を提供す
るためのエポキシドのカルボニル化転換(conver
sion)方法として、適当な溶媒とコバルト触媒の存
在下でエポキシド誘導体を一酸化炭素及びアルコールと
反応させ、適正範囲に反応温度と圧力を調節する事によ
り3−ヒドロキシエステル誘導体を高い収率で合成する
ヒドロエステル化方法を開発するに至る。Accordingly, the present inventors have found that the carbonylation conversion of an epoxide to provide an intermediate useful for the synthesis of organic compounds and alkanediols.
As sion) method, an epoxide derivative is reacted with carbon monoxide and an alcohol in the presence of a suitable equivalent solvent and cobalt catalysts, the 3-hydroxy ester derivatives by adjusting the reaction temperature and pressure within a proper range in a high yield Develop a synthetic hydroesterification method.
【0009】3−ヒドロキシエステル誘導体は二つの作
用基を有するため、溶媒、樹脂、コーティング用物質に
使えることが知られており、他の化合物への転換が容易
で医薬用原料としても使われ、ポリエステルの原料のア
ルカンジオールを合成するための中間体としても使え
る。一方、アルカンジオールはポリエステルの合成原料
だけではなく、コーティングや有機合成の中間体として
もたくさん使われる。かかる1,3−ジオールの合成経
路は、下記の反応式のようにエポキシド誘導体のヒドロ
ホルミル化反応により合成される3−ヒドロキシアルデ
ヒド誘導体の水素添加反応(hydrogenatio
n)を経て、アルデヒド基をアルコール基に転換させて
合成するのが一般的である。Since the 3-hydroxy ester derivative has two functional groups, it is known that it can be used as a solvent, a resin and a coating material, and it can be easily converted into another compound and used as a raw material for pharmaceuticals. It can also be used as an intermediate for synthesizing alkanediol as a raw material for polyester. On the other hand, alkanediol is a raw material for polyester synthesis.
It only not, is used a lot as well as an intermediate coating and organic synthesis. The synthesis route of the 1,3-diol is as follows: The hydrogenation reaction of the 3-hydroxyaldehyde derivative synthesized by the hydroformylation reaction of the epoxide derivative as shown in the following reaction formula.
It is general that the aldehyde group is converted to an alcohol group via n) to synthesize.
【化15】
1,3−アルカンジオールを合成することにおいて、3
−ヒドロキシエステルを中間体にしても前記3−ヒドロ
キシエステルの合成時、収率及び高価な触媒が問題にな
る。このようにエチレンオキシドを効果的な触媒系とし
て利用することによりヒドロエステル化して3−ヒドロ
キシエステル誘導体を合成し、この生成物を水素と反応
させて高い収率で1,3−アルカンジオールを得る方法
はまだ見付けられないのが実情である。[Chemical 15] In synthesizing 1,3-alkanediols , 3
Even if the hydroxy ester is used as an intermediate, the yield and the expensive catalyst are problems during the synthesis of the 3-hydroxy ester. Thus the effective catalytic system of ethylene oxide
It is the actual situation that a method for obtaining a 1,3-alkanediol in a high yield by reacting this product with hydrogen to hydroesterify it to synthesize a 3-hydroxyester derivative by utilizing it has not been found yet. .
【0010】これに対して、本発明者達は、下記反応式
によりエポキシド誘導体をヒドロエステル化して3−ヒ
ドロキシエステル中間体を合成し、生成されたエステル
中間体を水素と反応させることにより高い収率で1,3
−アルカンジオールを得る新しい方法及びこれを得るた
めの前記ヒドロエステル化反応の触媒系を開発するに至
った。On the other hand, the present inventors synthesized a 3-hydroxyester intermediate by hydroesterifying an epoxide derivative according to the following reaction formula, and reacted the produced ester intermediate with hydrogen to obtain a high yield. Rate of 1,3
-Has developed a new process for obtaining alkanediols and a catalyst system for the hydroesterification reaction to obtain them.
【化16】 [Chemical 16]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、適当
な溶媒とコバルト触媒を使い、反応温度と圧力を適正範
囲に調節することによって、エポキシド誘導体のヒドロ
エステル化反応により高い収率で3−ヒドロキシエステ
ル誘導体を合成する方法を提供することにある。 The purpose of the present invention is to solve the above-use a suitable solvent and a cobalt catalyst, by adjusting the reaction temperature and pressure within a proper range, in a high yield by hydroesterification reaction of the epoxide derivative It is to provide a method for synthesizing a 3-hydroxyester derivative.
【0011】本発明の他の目的は、コバルト触媒と促進
剤からなる触媒系の存在下で、エポキシド誘導体を一酸
化炭素及びアルコールと反応させて効果的に3−ヒドロ
キシエステルに変換させ、前記生成物を水素添加反応を
通じてジオール化合物に転換する段階よりなる1,3−
アルカンジオールを製造するための新しい方法を提供す
ることにある。 Another object of the present invention is to react an epoxide derivative with carbon monoxide and an alcohol in the presence of a catalyst system consisting of a cobalt catalyst and a promoter to effectively convert the epoxide derivative into a 3-hydroxyester, thereby forming the above-mentioned product. 1,3-comprising the step of converting a product into a diol compound through a hydrogenation reaction
It is to provide a new method for producing alkanediol.
【0012】本発明の他の目的は、コバルト触媒と促進
剤からなる触媒系の存在下で、エポキシド誘導体を一酸
化炭素及びアルコールと反応させて効果的に3−ヒドロ
キシエステルに変換させるカルボニル化反応において、
高い活性及び選択性を有する触媒系を開発することによ
り高い収率で1,3−アルカンジオールを製造するため
の新しい方法を提供することにある。Another object of the present invention is a carbonylation reaction which reacts an epoxide derivative with carbon monoxide and an alcohol to effectively convert it into a 3-hydroxyester in the presence of a catalyst system comprising a cobalt catalyst and a promoter. At
It is to provide a new method for producing 1,3-alkanediol in high yield by developing a catalyst system having high activity and selectivity.
【0013】本発明の他の目的は、促進剤としてイミダ
ゾールまたはその誘導体を用いることにより、触媒の費
用が節減できる1,3−アルカンジオールを製造するた
めの新しい方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a new process for preparing a 1,3-alkanediol which can reduce the cost of the catalyst by using imidazole or its derivative as a promoter.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の前記及びその他
の目的は下記で説明される本発明によって全て達成でき
る。The above and other objects of the present invention can all be achieved by the present invention described below.
【0015】[0015]
【0016】以下、本発明の好適一実施の形態を下記に
詳細に説明する。A preferred embodiment of the present invention will be described below in detail.
【0017】本実施の形態は、有機化合物及びアルカン
ジオールの合成に有用に用いられる中間体の3−ヒドロ
キシエステル誘導体を合成するためのエポキシド誘導体
のカルボニル化反応転換方法に関するものである。The present embodiment relates to a carbonylation reaction conversion method of an epoxide derivative for synthesizing an intermediate 3 -hydroxyester derivative useful for the synthesis of organic compounds and alkanediols.
【0018】前記アルカンジオールの中間体として使用
される3−ヒドロキシエステル誘導体は、エポキシド誘
導体のヒドロエステル化反応を通じて合成される。前記
ヒドロエステル化反応は、コバルト触媒を使い、適当な
溶媒の存在下でエポキシド誘導体を一酸化炭素とアルコ
ールとを反応させて進行される。この時、反応温度は3
0〜130℃の範囲にし、40〜110℃の範囲で反応
させるのが好ましい。反応時のCOの圧力は100〜3
000psi(約0.689×106〜2.067×1
07Pa)の範囲に調節し、200〜1500psi
(約1.378×106〜1.033×107Pa)の
範囲にあるのが好ましい。[0018] 3-hydroxy ester derivatives used as intermediates before Kia Le Kanji ol is synthesized through hydroesterification reaction of the epoxide derivative. The hydroesterification reaction is carried out by reacting an epoxide derivative with carbon monoxide and an alcohol in the presence of a suitable solvent using a cobalt catalyst. At this time, the reaction temperature is 3
It is preferable to carry out the reaction in the range of 0 to 130 ° C. and in the range of 40 to 110 ° C. CO pressure during the reaction is 100 to 3
000 psi (about 0.689 × 106 to 2.067 × 1
07 Pa) range, 200-1500 psi
It is preferably in the range of (about 1.378 × 10 6 to 1.033 × 10 7 Pa) .
【0019】本実施の形態に用いられるエポキシド誘導
体は下記構造式(E)で表される。 Epoxide derivative used in the present embodiment
The body is represented by the following structural formula (E).
【化17】 前記式(E)において、R20及びR21は各々独立的
に水素;またはC1〜C20の飽和された直鎖脂肪族炭
化水素、側鎖脂肪族炭化水素、飽和された環化炭化水
素、環を含む鎖型炭化水素、芳香族環を含む脂肪族炭化
水素、少なくとも一つ以上の炭素鎖の水素がFまたはC
lに置換されている炭化水素、置換基のない芳香族炭化
水素、芳香族環の水素が少なくとも一つのF、Cl、ア
ミン基、ニトリル基、またはアルコキシ基に置換されて
いる芳香族炭化水素である。 [Chemical 17] In the formula (E), R20 and R21 are each independently
To hydrogen; or a C1-C20 saturated straight-chain aliphatic carbon
Hydrogenated hydrocarbons, side chain aliphatic hydrocarbons, saturated cyclized hydrocarbons
Elementary, cyclic hydrocarbon containing ring, aliphatic carbonization containing aromatic ring
Hydrogen, in which at least one carbon chain hydrogen is F or C
Hydrocarbons substituted by l, aromatic carbons without substituents
Hydrogen, hydrogen of aromatic ring is at least one of F, Cl,
Substituted with a min group, nitrile group, or alkoxy group
Aromatic hydrocarbons.
【0020】前記エポキシド誘導体の好ましい例として
は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1−ブテ
ンオキシド、1−ペンテンオキシド、1−ヘキセンオキ
シド、1−ヘプテンオキシド、1−オクテンオキシド、
1−ノネンオキシド、1−デセンオキシド、2−メチル
−プロピレンオキシド、2−メチル−1−ブテンオキシ
ド、2−メチル−1−ペンテンオキシド、2−メチル−
1−ヘキセンオキシド、2−メチル−1−ヘプテンオキ
シド、2−メチル−1−オクテンオキシド、2−メチル
−1−ノネンオキシド、2−メチル−1−デセンオキシ
ド、2−エチル−1−ブテンオキシド、2−エチル−1
−ペンテンオキシド、2−エチル−1−ヘキセンオキシ
ド、2−エチル−1−ヘプテンオキシド、2−エチル−
1−オクテンオキシド、2−エチル−1−ノネンオキシ
ド、2−エチル−1−デセンオキシドまたはこの化合物
達の中間炭素にある少なくとも一つ以上の水素がC1〜
C5の炭素 鎖に置換されている化合物や、アリールベン
ゼンオキシド、2−メチル−アリールベンゼンオキシ
ド、スチレンオキシドなどの芳香族化合物または芳香族
環を含む化合物がある。 As a preferred example of the epoxide derivative
Is ethylene oxide, propylene oxide, 1-butene
Oxide, 1-pentene oxide, 1-hexeneoxy
Side, 1-heptene oxide, 1-octene oxide,
1-nonene oxide, 1-decene oxide, 2-methyl
-Propylene oxide, 2-methyl-1-buteneoxy
2-methyl-1-pentene oxide, 2-methyl-
1-hexene oxide, 2-methyl-1-heptene oxy
Sid, 2-methyl-1-octene oxide, 2-methyl
-1-nonene oxide, 2-methyl-1-deceneoxy
De, 2-ethyl-1-butene oxide, 2-ethyl-1
-Pentene oxide, 2-ethyl-1-hexeneoxy
2-ethyl-1-heptene oxide, 2-ethyl-
1-octene oxide, 2-ethyl-1-noneneoxy
2-ethyl-1-decene oxide or this compound
At least one or more hydrogens in the intermediate carbons of
C5 carbon chain substituted compounds, arylben
Zen oxide, 2-methyl-arylbenzeneoxy
Or aromatic compounds such as styrene oxide
There are compounds containing rings.
【0021】前記アルコールはR″OHで表され、R″
はC1〜C20の飽和または不飽和されている線形炭化
水素、側鎖炭化水素、環状炭化水素または芳香族炭化水
素や芳香族を含む線形炭化水素であり、好ましくはメチ
ル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、フェニル
またはベンジルなどである。[0021] wherein the alcohol is R "is table with OH, R"
Is C 1 -C 20 saturated or unsaturated linear hydrocarbon, side chain hydrocarbon, cyclic hydrocarbon or aromatic hydrocarbon or linear hydrocarbon containing aromatic group, preferably methyl, ethyl, isopropyl, Such as cyclohexyl, phenyl or benzyl.
【0022】コバルト触媒の代表的な例としてはCo2
(CO)8があり、反応を促進するための促進剤を使う
こともできる。この時、生成物の濃度は全体溶液の中で
1〜50重量%に調節し、5〜40重量%に調節するの
が好ましい。A typical example of the cobalt catalyst is Co 2
There is (CO) 8 , and a promoter for promoting the reaction can also be used. At this time, the concentration of the product is adjusted to 1 to 50% by weight, preferably 5 to 40% by weight in the total solution.
【0023】溶媒は、下記式(G−1)、(G−2)ま
たは(G−3)で表されるエーテル系統の化合物または
下記式(G−4)で表される化合物を用いたり、前記エ
ポキシド誘導体と反応するR″OHを直接溶媒として用
いる。 As the solvent, an ether compound represented by the following formula (G-1), (G-2) or (G-3) or a compound represented by the following formula (G-4) may be used, the reactive with epoxide derivative R "OH Ru have use <br/> as direct solvent.
【化18】 [Chemical 18]
【化19】 [Chemical 19]
【化20】 [Chemical 20]
【化21】
前記式(G−1)、(G−2)、(G−3)または(G
−4)において、R22、R23、R24、R25及び
R26は各々独立的にC1〜C10の飽和された直鎖脂
肪族炭化水素、側鎖脂肪族炭化水素、飽和された環化炭
化水素、環を含む鎖型炭化水素、または芳香族環を含む
脂肪族炭化水素であり、 [Chemical 21] Formula (G-1), (G-2), (G-3) or (G
In -4), R 22, R 23 , R 24, R 25 and R 26 are each independently C 1 saturated straight chain aliphatic hydrocarbons -C 10, side-chain aliphatic hydrocarbons, saturated A cyclized hydrocarbon, a chain hydrocarbon containing a ring, or an aliphatic hydrocarbon containing an aromatic ring ,
【0024】R27、R28、R29、R30、R31
及びR32は、各々独立的に水素;C1〜C4の側鎖ま
たは直鎖の飽和炭化水素;FまたはCl;またはC1〜
C3の炭素を有するアルコキシ基であり、そして、 R 27 , R 28 , R 29 , R 30 , R 31
And R 32 are each independently hydrogen; C 1 to C 4 side chain or straight chain saturated hydrocarbon; F or Cl; or C 1 to
An alkoxy group having carbon atoms of C 3, and,
【0025】pは1〜10の定数で、qは2〜5の定数
である。P is a constant of 1 to 10, and q is a constant of 2 to 5.
【0026】前記(G−1)、(G−2)、(G−3)
または(G−4)の溶媒を使う場合には、3−ヒドロキ
シエステル誘導体を合成した後、生成物の3−ヒドロキ
シエステル誘導体を水によって分離する。溶媒がアルコ
ールの場合、特にメチル、エチル、イソプロピルアルコ
ールの場合には、溶媒を真空乾燥して生成物を分離し、
これより炭素数の多いアルコールを用いた場合には、水
を利用して分離する。(G-1), (G-2), (G-3)
Alternatively, when the solvent (G-4) is used, the 3-hydroxyester derivative is synthesized, and then the product 3-hydroxyester derivative is separated with water. When the solvent is alcohol, especially methyl, ethyl, isopropyl alcohol, the solvent is vacuum dried to separate the product,
When alcohol having more carbon atoms is used, it is separated by using water.
【0027】本実施の形態のエポキシド誘導体のヒドロ
エステル化反応により生成された3−ヒドロキシエステ
ル化合物は、下記式(H−1)または(H−2)で表さ
れる。 The 3-hydroxyester compound produced by the hydroesterification reaction of the epoxide derivative of the present embodiment is represented by the following formula (H-1) or (H-2) .
【0028】R20、R21及びR″は、前述したとお
りである。R 20 , R 21 and R ″ are as described above.
【化22】 [Chemical formula 22]
【化23】
本実施の形態のヒドロエステル化反応時、反応混合物に
は前記のカルボニル化合物[(H−1)または(H−
2)]の以外に、異性質体と副生成物がエポキシド反応
物の種類によって各々生成される。[Chemical formula 23] At the time of the hydroesterification reaction of the present embodiment, the carbonyl compound [(H-1) or (H-
Besides the 2)], an isomer and by-products are produced respectively according to the type of the epoxide reactant.
【0029】次に、エポキシド誘導体をヒドロエステル
化して3−ヒドロキシエステル中間体を合成し、生成さ
れたエステル中間体を水素化反応により1,3−アルカ
ンジオールを得る方法について説明する。 Next, the epoxide derivative with hydroesterification synthesizing 3-hydroxy ester intermediate, the resulting ester intermediate is described how to obtain a 1,3-alkanediol by hydrogenation.
【0030】本実施の形態に係るエポキシド誘導体のヒ
ドロエステル化方法は、
(a)触媒量のコバルト化合物と効果的な量の触媒促進
剤を用いてエポキシド、一酸化炭素及びアルコール
(R′OH)を30ないし150℃の温度及び50ない
し3000psi(約0.344×106〜2.067
×107Pa)の圧力条件で反応させて、中間体の3−
ヒドロキシエステル及びその誘導体達を2ないし95w
t%に生成し、
(b)前記生成物及び溶媒を触媒及び促進剤から分離
し、
(c)前記分離された生成物と溶媒を水素化触媒の存在
下で、30ないし350℃の温度及び50ないし500
0psi(約0.344×106〜3.445×107
Pa)の圧力条件で水素と反応させて、1,3−アルカ
ンジオールを含む水素化反応混合物を生成し、そして、
(d)前記1,3−アルカンジオールを前記生成混合物
から分離して回収する段階よりなることを特徴とする。
即ち、本実施の形態は効果的な触媒系の使用により、3
−ヒドロキシエステルの収率を高めて1,3−アルカン
ジオールの生成を極大化させるためで、まずエポキシド
誘導体をヒドロエステル化反応させる。The method for hydroesterifying an epoxide derivative according to the present embodiment is as follows: (a) using a catalytic amount of a cobalt compound and an effective amount of a catalyst promoter, epoxide, carbon monoxide and an alcohol (R'OH). At a temperature of 30 to 150 ° C. and 50 to 3000 psi (about 0.344 × 10 6 to 2.067
X107 Pa), and the reaction is carried out under the pressure condition of 3-
2 to 95w of hydroxy ester and its derivatives
t% , (b) separating the product and solvent from the catalyst and promoter , and (c) separating the separated product and solvent in the presence of a hydrogenation catalyst at a temperature of 30 to 350 ° C. and 50 to 500
0 psi (about 0.344 × 106 to 3.445 × 107
It is reacted with hydrogen under a pressure of Pa), to produce a hydrogenation reaction mixture containing 1,3-alkanediol, and, separating and recovering; (d) 1,3-alkanediol from the product mixture It is characterized in that it consists of stages.
That is, the present embodiment is not limited to the use of an effective catalyst system.
In order to increase the yield of hydroxy ester and maximize the production of 1,3-alkanediol, the epoxide derivative is first hydroesterified.
【0031】前記ヒドロエステル化反応の触媒系とし
て、コバルト系触媒のCo2(CO)8を単独で用いた
り、Co2(CO)8と促進剤としてイミダゾール、ピ
リジン、ピロール、ピラジン、ピラゾール、ピリミジン
(pyrimidine)、ピペリジン(piperi
dine)、またはこれらの誘導体の有機化合物とを混
合して得られた化合物が用いられ、だだホスフィン系統
の化合物が結合されていないのを用いる。コバルト化合
物と促進剤の比率は、1/0から1/100の範囲にす
る。本実施の形態では下記化学式(1)で表されるイミ
ダゾールの誘導体を使う。イミダゾール及びその誘導体
達は値段が安くて触媒の費用を下げる効果がある。As a catalyst system for the hydroesterification reaction, Co 2 (CO) 8 which is a cobalt type catalyst is used alone, or Co 2 (CO) 8 and imidazole, pyridine, pyrrole, pyrazine, pyrazole, pyrimidine as a promoter are used. (Pyrimidine), piperidine (piperi)
Dine) or a compound obtained by mixing these with an organic compound of a derivative is used, and a compound of the phosphine family is used without being bound. The ratio of cobalt compound to promoter is in the range of 1/0 to 1/100. In this embodiment, an imidazole derivative represented by the following chemical formula (1) is used. Imidazole and its derivatives are inexpensive and effective in reducing the cost of the catalyst.
【化24】
前記式(1)において、R14、R15、R16及びR
17は各々独立的に水素;C1〜10の側鎖脂肪族炭化
水素、直鎖脂肪族炭化水素、飽和された環化炭化水素、
環を含む鎖形炭化水素、または芳香族環を含む脂肪族炭
化水素;F;Cl;C1〜3の炭素を有するアルコキシ
基;OH;OHを含みながらC1〜10の側鎖脂肪族炭
化水素;OHを含む直鎖脂肪族炭化水素;OHを含む飽
和された環化炭化水素;OHを含みながら環を含む鎖形
炭化水素;またはOHを含みながら芳香族環を含む脂肪
族炭化水素である。[Chemical formula 24] In the above formula (1) , R 14 , R 15 , R 16 and R
17 independently represents hydrogen; C 1-10 side chain aliphatic hydrocarbon, straight chain aliphatic hydrocarbon, saturated cyclized hydrocarbon,
A chain hydrocarbon containing a ring or an aliphatic hydrocarbon containing an aromatic ring; F; Cl; an alkoxy group having a carbon number of C1 to 3 ; OH; a side chain aliphatic carbon having a carbon number of 1 to 10 containing OH Hydrogen; a straight chain aliphatic hydrocarbon containing OH; a saturated cyclized hydrocarbon containing OH; a chain hydrocarbon containing a ring containing OH; or an aliphatic hydrocarbon containing an aromatic ring containing OH is there.
【0032】反応条件は、アルコールの存在下で適切な
溶媒を用いながら30ないし150℃の温度範囲で、好
ましくは40ないし120℃及びCOの圧力は50ない
し3000psi(約0.344×106〜2.067
×107Pa)、好ましくは100ないし1500ps
i(約0.689×106〜1.033×107Pa)
で実施される。The reaction conditions, at a temperature range of 30 to 0.99 ° C. while using a suitable solvent in the presence of an alcohol, preferably 40 to 120 ° C. and a pressure of CO is 50 to 3000 ps i (about 0.344 × 106A to HOB 2.067
× 107 Pa), preferably 100 to 1500 ps
i (about 0.689 × 106 to 1.033 × 107 Pa)
It is carried out in.
【0033】前記のエポキシド誘導体達は下記化学式
(2)で表される。 The above epoxide derivatives are represented by the following chemical formula (2) .
【化25】
前記式(2)において、R1とR2は各々独立的に水
素;C1〜C20の飽和された直鎖脂肪族炭化水素、側
鎖脂肪族炭化水素、飽和された環化炭化水素、環を含む
鎖形炭化水素、または芳香族環を含む脂肪族炭化水素;
または前記炭化水素達の中で少なくとも一つ以上の炭素
鎖の水素がF、ClまたはBrに置換されている炭化水
素、置換基のない芳香族炭化水素、または芳香族環の水
素が少なくとも一つのF、Cl、アミン基、ニトリル基
またはアルコキシ基に置換されている芳香族炭化水素で
ある。[Chemical 25] Prior Symbol formula (2), R 1 and R 2 are each independently hydrogen; C 1 -C 20 saturated straight-chain aliphatic hydrocarbon side chain aliphatic hydrocarbons, saturated cyclic hydrocarbons , A chain hydrocarbon containing a ring, or an aliphatic hydrocarbon containing an aromatic ring;
Alternatively, among the above hydrocarbons, at least one hydrogen in a carbon chain is substituted with F, Cl, or Br, an aromatic hydrocarbon having no substituent, or at least one hydrogen in an aromatic ring. It is an aromatic hydrocarbon substituted with F, Cl, an amine group, a nitrile group or an alkoxy group.
【0034】前記エポキシド誘導体の好ましい例として
は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1−ブテ
ンオキシド、1−ペンテンオキシド、1−ヘプテンオキ
シド、1−オクテンオキシド、1−ノネンオキシド、1
−デセンオキシド、2−メチル−プロピレンオキシド、
エピフルオロヒドリン、エピクロロヒドリン、エピブロ
モヒドリン、グリシドール(glycidol)、メチ
ルグリシダート(methylglycidate)、
エチルグリシダート、t−ブチルグリシダート、2−メ
チル−1−ブテンオキシド、2−メチル−1−ペンテン
オキシド、2−メチル−1−ヘキセンオキシド、2−メ
チル−1−ヘプテンオキシド、2−メチル−1−オクテ
ンオキシド、2−メチル−1−ノネンオキシド、2−メ
チル−1−デセンオキシド、2−エチル−1−ブテンオ
キシド、2−エチル−1−ペンテンオキシド、2−エチ
ル−1−ヘキセンオキシド、2−エチル−1−ヘプテン
オキシド、2−エチル−1−オクテンオキシド、2−エ
チル−1−ノネンオキシド、2−エチル−1−デセンオ
キシド、アリールベンゼンオキシド、スチレンオキシド
などである。Preferred examples of the epoxide derivative are ethylene oxide, propylene oxide, 1-butene oxide, 1-pentene oxide, 1-heptene oxide, 1-octene oxide, 1-nonene oxide, 1
-Decene oxide, 2-methyl-propylene oxide,
Epifluorohydrin, epichlorohydrin, epibromohydrin, glycidol, methylglycidate,
Ethyl glycidate, t-butyl glycidate, 2-methyl-1-butene oxide, 2-methyl-1-pentene oxide, 2-methyl-1-hexene oxide, 2-methyl-1-heptene oxide, 2-methyl -1-octene oxide, 2-methyl-1-nonene oxide, 2-methyl-1-decene oxide, 2-ethyl-1-butene oxide, 2-ethyl-1-pentene oxide, 2-ethyl-1-hexene oxide, 2-ethyl-1-heptene oxide, 2-ethyl-1-octene oxide, 2-ethyl-1-nonene oxide, 2-ethyl-1-decene oxide, arylbenzene oxide, styrene oxide and the like.
【0035】前記アルコールはR′OHで表され、R′
はC1〜20の飽和または不飽和線形炭化水素、側鎖炭
化水素、環状炭化水素、芳香族炭化水素、または芳香族
を含む線形炭化水素である。好ましくはR′は、メチ
ル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、フェニ
ル、またはベンジルである。[0035] The alcohol is table with R'OH, R '
Are C 1-20 saturated or unsaturated linear hydrocarbons, side chain hydrocarbons, cyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, or linear hydrocarbons containing aromatics. Preferably R'is methyl, ethyl, isopropyl, cyclohexyl, phenyl, or benzyl.
【0036】前記溶媒としては、エーテル化合物、置換
された芳香族化合物、またはアセタート化合物を追加し
て用いたり、または前記R′OHが直接溶媒として用い
られる。As the solvent, an ether compound, a substituted aromatic compound, or an acetate compound may be additionally used, or the R'OH may be directly used as a solvent.
【0037】前記エーテル化合物は、下記化学式
(3)、(4)または(5)で表される構造式を有す
る。 The ether compound has a structural formula represented by the following chemical formula (3), (4) or (5) .
【化26】 [Chemical formula 26]
【化27】 [Chemical 27]
【化28】
前記式(3)、(4)または(5)において、R3、R
4、R5、R6及びR7は各々独立的にC1〜10の飽
和された直鎖脂肪族炭化水素、側鎖脂肪族炭化水素、飽
和された環化炭化水素、環を含む鎖形炭化水素や、芳香
族環を含む脂肪族炭化水素であり、 [Chemical 28] In the formula (3), (4) or (5) , R 3 , R
4 , R 5 , R 6 and R 7 are each independently a C 1-10 saturated linear aliphatic hydrocarbon, a side chain aliphatic hydrocarbon, a saturated cyclized hydrocarbon, or a chain form containing a ring. A hydrocarbon or an aliphatic hydrocarbon containing an aromatic ring ,
【0038】mは1〜10の定数で、nが2〜5の定数
である。M is a constant of 1 to 10, and n is a constant of 2 to 5.
【0039】前記置換された芳香族化合物は、下記化学
式(6)で表される構造を有する。 [0039] The substituted aromatic compound has a structure represented by the following chemical formula (6).
【化29】
前記式(6)において、R8、R9、R10、R11、
R12及びR13は各々独立的に水素、C1〜4の側鎖
飽和炭化水素、C1〜4の直鎖飽和炭化水素、F、C
l、またはC1〜3の炭素を有するアルコキシ基であ
る。[Chemical 29] In the formula (6) , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 ,
R < 12 > and R < 13 > are each independently hydrogen, C1-4 side chain saturated hydrocarbon, C1-4 straight chain saturated hydrocarbon, F, C.
1 or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
【0040】ヒドロエステル化反応により生成された3
−ヒドロキシエステル及びその誘導体達の濃度は、全体
溶液の中で2〜95wt%であり、好ましくは5〜90
wt%である。生成物のエステル化合物は、下記化学式
(7)または(8)で表される。 3 produced by the hydroesterification reaction
-The concentration of hydroxy ester and its derivatives is 2-95 wt% in the total solution, preferably 5-90
wt%. The product ester compound is represented by the following chemical formula (7) or (8) .
【化30】 [Chemical 30]
【化31】
前記式(7)または(8)において、R1、R2及び
R′は前記で述べたとおりである。[Chemical 31] In the formula (7) or (8) , R 1 , R 2 and R ′ are as described above.
【0041】前記式(7)または(8)の化合物達は、
二官能基を含む化合物だから、自体でも有機合成用中間
体またはコーティング用物質などに使える。The compounds of the above formula (7) or (8) are
Since it is a compound containing a bifunctional group, it can be used as an intermediate for organic synthesis or as a coating material.
【0042】前記生成物及び溶媒を触媒及び促進剤から
真空蒸留または水で抽出して分離するが、これは溶媒の
種類により分離方法が左右される。前記化学式(3)ま
たは(6)の溶媒を用いる場合、β−ヒドロキシエステ
ル誘導体を合成することにより生成される3−ヒドロキ
シエステル誘導体は水を用いて分離する。溶媒が前記化
学式(4)、(5)またはアルコールの場合、特にメチ
ル、エチル、イソプロピルアルコールの場合には、溶媒
を真空蒸留して生成物を分離し、これより炭素数の多い
アルコールを用いた場合には、前述したのように水を用
いて分離する。この時、水を用いた分離方法は、反応混
合物に20ないし3000psi(約1.378×10
5〜2.067×107Pa)のCO存在下で、100
℃以下の温度で水を加えて3−ヒドロキシエステル及び
その誘導体達を水層に抽出する。The product and the solvent are separated from the catalyst and the promoter by vacuum distillation or extraction with water, and the separation method depends on the kind of the solvent. When the solvent of the chemical formula (3) or (6) is used, the 3-hydroxy ester derivative produced by synthesizing the β-hydroxy ester derivative is separated using water. When the solvent is one of the chemical formulas (4) and (5) or an alcohol, particularly methyl, ethyl, and isopropyl alcohol, the solvent is vacuum distilled to separate the product, and an alcohol having more carbon atoms is used. If this is the case, separate with water as described above. At this time, the separation method using water is performed in the reaction mixture at 20 to 3000 psi (about 1.378 x 10).
5 to 2.067 × 107 Pa) in the presence of CO, 100
Water is added at a temperature of not higher than 0 ° C to extract 3-hydroxyester and its derivatives into the aqueous layer.
【0043】分離された生成物及び溶媒は、分離したり
または分離しないで水素化工程(hydrogenat
ion)に入ることができ、前記分離された触媒及び促
進剤成分は、部分的にまたは全体的にヒドロエステル化
(hydroesterfication)工程に戻し
て反応させる。The separated product and solvent may or may not be separated and may be separated by a hydrogenation step.
ion) and the separated catalyst and promoter components are partially or wholly returned to the hydroesterification step for reaction.
【0044】水素化反応(hydrogenatio
n)は、触媒としてCu−Cr系触媒(copperc
hromate)またはPd/Cが好ましい、100〜
250℃の温度範囲及び200〜3000psi(約
1.378×106〜2.067×107Pa)の圧力
条件で行う。Hydrogenation reaction (hydrogenatio)
n) is a Cu-Cr-based catalyst (copperc) as a catalyst.
romate) or Pd / C is preferable, 100-
250 ° C temperature range and 200-3000 psi (approx.
It is performed under a pressure condition of 1.378 × 10 6 to 2.067 × 10 7 Pa) .
【0045】前記水素化反応を通じて生成されたアルカ
ンジオールを分離して回収し、最終生成物の1,3−ア
ルカンジオールを得る。The alkanediol produced through the hydrogenation reaction is separated and recovered to obtain the final product 1,3-alkanediol.
【0046】本実施の形態に係る発明は、下記の実施例
によってより一層明確に理解できる。下記の実施例は、
本実施の形態に係る発明の例示目的のためであり、発明
の領域を制限しようとするものではない。The invention according to this embodiment, Ru can more clearly understood me by the examples <br/> below. The example below
It is for illustrative purposes of the invention according to this embodiment, not be construed as constituting an attempt to limit the area of the invention.
【0047】[0047]
【実施例】<エポキシドのヒドロエステル化反応> (実施例46〜49:エチレンエポキシド(EO)のヒ
ドロエステル化反応に対する温度の効果) Examples <Epoxide Hydroesterification Reaction> (Examples 46 to 49: Ethylene Epoxide (EO)
Effect of temperature on the droesterification reaction)
【0048】窒素に置換された45mLParr高圧反
応器に触媒Co2(CO)885mg(0.25mmo
l)を入れてメタノール(MeOH)10mLに溶解し
た。前記コバルト触媒の量は定量的な比較のために金属
原子のmmole単位で表した。前記反応器にエチレン
オキシド(EO)1.1g(25mmol)を添加し
た。反応器にCO圧力が500psi(約3.445×
106Pa)になるように満たして、攪拌しながら温度
を反応温度まで上昇させた。2時間反応を進行させた後
温度を常温まで下げ、残ったガスを除去した。そして反
応混合物から金属成分を除去して生成物を得た。これを
ガスクロマトグラフィー(GC)により分析した結果を
下記表1に示す。下記表1に示すように、50〜100
℃まで変化させた結果、温度が高いほど生成物の収率が
高くなることが分かられる。しかし温度が高すぎると副
生成物の収率もともに高くなる。従って、80℃が一番
適当な反応温度であった。85 mg (0.25 mmo) of catalyst Co 2 (CO) 8 was added to a 45 mL Parr high pressure reactor purged with nitrogen.
1) was added and dissolved in 10 mL of methanol (MeOH). The amount of the cobalt catalyst was tables in mmole units of metal atoms for quantitative comparison. 1.1 g (25 mmol) of ethylene oxide (EO) was added to the reactor. CO pressure in the reactor is 500 psi (approximately 3.445 ×
The pressure was increased to 106 Pa) and the temperature was raised to the reaction temperature while stirring. The temperature was allowed to proceed for 2 hours Mahan response lowered to room temperature, the remaining gas was removed. Then, the metal component was removed from the reaction mixture to obtain a product. The results of analysis by gas chromatography (GC) are shown in Table 1 below . As shown in Table 1, 50-100
As a result of changing to ℃, it can be seen that the higher the temperature, the higher the product yield. However, if the temperature is too high, the yield of by-products also increases. Therefore, 80 ° C was the most suitable reaction temperature.
【表1】
a)MHP:メチル3−ヒドロキシプロピオネート(m
ethyl3―hydroxypropionate)[Table 1] a) MHP: methyl 3-hydroxypropionate (m
Ethyl3-hydropropionate)
【0049】b)MOE:2−メトキシエタノール(2
―methoxyethanol〔(HO(CH2)2
OMe〕)B) MOE: 2-methoxyethanol (2
-Methyethanol [(HO (CH 2 ) 2
OMe])
【0050】c)アセトアルデヒト(acetalde
hhyde),オリゴマ(oligomers),また
は未知物質(unknowncompounds)(実施例50〜53:プロピレンエポキシド(PO)の
ヒドロエステル化反応に対する温度の効果) C) acetaldecht
Hyde ) , oligomers , or unknown compounds ( Examples 50-53: propylene epoxide (PO))
Effect of temperature on hydroesterification reaction)
【0051】窒素に置換された45mLParr高圧反
応器にCo2(CO)868mg(0.20mmol)
を入れてメタノール(MeOH)10mLに溶解した。
前記コバルト触媒の量は定量的な比較のために金属原子
のmmole単位で表した。前記反応器にプロピレンオ
キシド(PO)0.58g(10mmol)を添加し
た。反応器にCO圧力を1000psi(約0.689
×107Pa)に満たして、攪拌しながら温度を反応温
度まで上昇させた。実施例52の場合、コバルト触媒の
以外に促進剤としてK2CO3を64mg添加した。1
5時間反応を進行させた後、温度を常温まで下げ、残っ
たガスを除去した。そして反応混合物から金属成分を除
去して生成物を得た。これをガスクロマトグラフィーに
より分析した結果を下記表2に示す。下記表2に示すよ
うに、エチレンオキシドの場合のように、好ましい反応
温度は80℃であり、促進剤を用いた実施例52や用い
なかった実施例51の場合、全て類似な結果を示した。68 mg (0.20 mmol) of Co 2 (CO) 8 was added to a 45 mL Parr high pressure reactor purged with nitrogen.
Was dissolved in 10 mL of methanol (MeOH).
The amount of the cobalt catalyst was tables in mmole units of metal atoms for quantitative comparison. 0.58 g (10 mmol) of propylene oxide (PO) was added to the reactor. CO pressure to the reactor is 1000 psi (about 0.689
X107 Pa) and the temperature was raised to the reaction temperature while stirring. In the case of Example 52, 64 mg of K 2 CO 3 was added as a promoter in addition to the cobalt catalyst. 1
Was allowed to proceed for 5 hours Mahan response, the temperature is lowered to room temperature, the remaining gas was removed. Then, the metal component was removed from the reaction mixture to obtain a product. The results of analysis by gas chromatography are shown in Table 2 below . Shown in Table 2 below
Sea urchin, as in the case of ethylene oxide, the preferred reaction temperature is 80 ° C., in Example 52 and Example 51 was not used with promoters, all showed similar results.
【表2】
a)MHB:メチル3−ヒドロキシブチレート(met
hyl3―hydroxybutyrate〔CH3C
H(OH)CH2CO2CH3〕)[Table 2] a) MHB: methyl 3-hydroxybutyrate (met
hyl3-hydroxybutyrate [CH 3 C
H (OH) CH 2 CO 2 CH 3 ])
【0052】b)MOP:1−メトキシ−2−プロパノ
ール(1―methoxy―2―propanol〔C
H3CH(OH)CH2(OMe)〕)(
実施例54〜59:ヒドロエステル化反応に対する圧
力の効果) B) MOP: 1-methoxy-2-propanol (1-methoxy-2-propanol [C
H 3 CH (OH) CH 2 (OMe) ]) (Example 54 to 59: Effect of pressure on hydro esterification reaction)
【0053】反応温度を80℃にし、時間と一酸化炭素
圧力を下記表3に示すようにそれぞれ変化させたのを除
外して、前記実施例46〜49と同一な方法で実施し
た。その結果を表3に示す。下記表3に示すように、実
施例54〜56の結果から、時間が増加することによっ
て、生成物のMHP(methyl3―hydroxy
propionate)の量もだんだん増加することが
分かり、実施例57〜59で一酸化炭素の圧力変化によ
る生成物の収率変化が分かる。The same procedure as in Examples 46 to 49 was performed except that the reaction temperature was set to 80 ° C. and the time and the carbon monoxide pressure were changed as shown in Table 3 below.
It was The results are shown in Table 3 . As shown in Table 3, the results of Examples 54 to 56, by the time increases, MHP product (methyl3-hydroxy
The amount of propionate) also Ri divided <br/> be gradually increased, mow yield changes of the product by pressure changes in the carbon monoxide partial in Example 57-59.
【表3】
a)MHP:メチル3−ヒドロキシプロピオネート(m
ethyl3―hydroxypropionate)[Table 3] a) MHP: methyl 3-hydroxypropionate (m
Ethyl3-hydropropionate)
【0054】b)MOE:2−メトキシエタノール(2
―methoxyethanol〔HO(CH2)2O
Me〕)B) MOE: 2-methoxyethanol (2
-Methyethanol [HO (CH 2 ) 2 O
Me])
【0055】c)アセトアルデヒド(acetalde
hhyde),オリゴマ(oligomers),また
は未知物質(unknowncompounds)C) acetaldehyde
hyde), oligomers ( oligomers ), or unknown compounds (unknown compounds)
【0056】1psi=0.068948bar=0.
689×104Pa (
実施例60〜64及び比較例11:ヒドロエステル化
反応に対する溶媒の効果) 1 psi = 0.068948 bar = 0.
689 × 10 4 Pa ( Examples 60 to 64 and Comparative Example 11: Effect of solvent on hydroesterification reaction )
【0057】窒素に置換された45mLParr高圧反
応器にCo2(CO)868mg(0.20mmol)
を入れて溶媒/MeOH(8/2 v/v)10mLに
溶解した。前記コバルト触媒の量は定量的な比較のため
に金属原子のmmole単位で表した。前記反応器にプ
ロピレンオキシド(PO)0.58g(10mmol)
を添加した。反応器にCO圧力を1000psi(約
0.689×107Pa)に満たして、攪拌しながら温
度を80℃まで上昇させた。15時間反応を進行させた
後、温度を常温まで下げ、残ったガスを除去した。そし
て反応混合物から金属成分を除去して生成物を得た。こ
れをガスクロマトグラフィーにより分析した結果を表4
に示した。68 mg (0.20 mmol) Co 2 (CO) 8 was added to a 45 mL Parr high pressure reactor purged with nitrogen.
Was dissolved in 10 mL of solvent / MeOH (8/2 v / v). The amount of the cobalt catalyst was tables in mmole units of metal atoms for quantitative comparison. 0.58 g (10 mmol) of propylene oxide (PO) in the reactor
Was added. CO pressure of 1000 psi (approx.
0.689 × 10 7 Pa) and the temperature was raised to 80 ° C. with stirring. Was allowed to proceed for 15 hours Mahan response, the temperature is lowered to room temperature, the remaining gas was removed. Then, the metal component was removed from the reaction mixture to obtain a product. The results of analyzing this by gas chromatography are shown in Table 4.
It was shown to.
【表4】
a)各々の溶媒8mLにMeOH2mLを混合して用い
られる[Table 4] a) Used by mixing 2 mL of MeOH with 8 mL of each solvent
【0058】b)MHB:メチル3−ヒドロキシブチレ
ート(methyl3―hydroxybutyrat
e〔CH3CH(OH)CH2CO2CH3〕)B) MHB: methyl 3-hydroxybutyrate (methyl3-hydroxybutyrate)
e [CH 3 CH (OH) CH 2 CO 2 CH 3 ])
【0059】c)MMHP:メチル2−メチル−3ヒド
ロキシプロピオネート(methyl2―methyl
―3―hydroxypropionate〔HOCH
2CH(CH3)CO2CH3〕)C) MMHP: methyl 2-methyl-3 hydroxypropionate (methyl 2-methyl)
―3―hydropropionate [HOCH
2 CH (CH 3) CO 2 CH 3 ])
【0060】d)MOP:1−メトキシ−2−プロパノ
ール(1―methoxy―2―propanol〔C
H3CH(OH)CH2(OMe)〕)D) MOP: 1-methoxy-2-propanol (1-methoxy-2-propanol [C
H 3 CH (OH) CH 2 (OMe)])
【0061】メタノールを用いた実施例60が、他の溶
媒を用いた場合よりPO転換率や、生成物のMHB(m
ethyl3―hydroxybutyrate)の選
択性が優れた。ジエチルエーテルを用いた実施例61及
びメチル−t−ブチルエーテルを用いた実施例63は、
生成物の選択性は非常に優れるが反応速度が遅かった。
大部分の溶媒で、選択的にPOの不充分に置換されたと
ころ(下記反応式Iのa位置)ヘCO挿入反応が起こる
が、THF下では(実施例62)、置換基の多いところ
(下記反応式Iのb位置)へも反応が進行してMMHP
(methyl2―methyl―3―hydroxy
propionate)が約5%生成されることを確認
した。ジクロロメタンを用いた比較例11では反応がほ
とんど進行しないことを確認した。In Example 60 using methanol, the PO conversion and MHB (m
Ethyl3-hydroxybutyrate) was excellent in selectivity. Example 61 with diethyl ether and Example 63 with methyl-t-butyl ether
The selectivity of the product was very good, but the reaction rate was slow.
In most of the solvent, but selectively was substituted poorly in PO (a position of the following reaction formula I) f CO insertion reaction occurs, under THF (Example 62), to excessive substituent ( The reaction also proceeds to the position b) in the following reaction formula I, and MMHP
(Methyl2-methyl-3-hydroxy
Propionate) was confirmed to be produced at about 5%. In Comparative Example 11 using dichloromethane, it was confirmed that the reaction hardly proceeded.
【化32】
(実施例65〜67:いろんなエポキシド誘導体のヒド
ロエステル化反応) [Chemical 32] ( Examples 65 to 67: Hydroesterification reaction of various epoxide derivatives )
【0062】窒素に置換された45mLParr高圧反
応器にCo2(CO)868mg(0.20mmol)
を入れてメタノール(MeOH)10mLに溶解した。
前記触媒の量は定量的な比較のために金属原子のmmo
le単位で表した。ここに下記表9に記載されたとおり
でエポキシドを添加した。反応器にCO圧力が1000
psi(約0.689×107Pa)になるように満た
し、攪拌しながら温度を80℃まで上昇させた。15時
間反応を進行させて反応が終わると、温度を常温まで下
げ、残るガスを除去した。そして反応混合物から金属成
分を除去して生成物を得た。これをガスクロマトグラフ
ィーにより分析した結果を各々表5に示した。68 mg (0.20 mmol) Co 2 (CO) 8 was added to a 45 mL Parr high pressure reactor purged with nitrogen.
Was dissolved in 10 mL of methanol (MeOH).
The amount of the catalyst is expressed as mmo of metal atom for quantitative comparison.
Expressed in le units. Epoxide was added here as described in Table 9 below. CO pressure in reactor is 1000
It was filled to psi (about 0.689 × 10 7 Pa) , and the temperature was raised to 80 ° C. with stirring. 15:00
After completion of the reaction is allowed to proceed to Mahan response, the temperature is lowered to room temperature, to remove the remaining gas. Then, the metal component was removed from the reaction mixture to obtain a product. The results of analysis by gas chromatography are shown in Table 5 .
【表5】
各々のエポキシドに対するa)主生成物、b)副生成
物、及びc)異性質体は下記表6に示した。副生成物の
大部分は、メタノールが基質を直接攻撃して生成された
ものであり、基質の置換基のある方へのCO挿入反応に
よるものはほとんどなかった。[Table 5] Each of a to epoxide) main product, b) by-products, and c) an isomer was shown in Table 6 below. Most of the by-products were produced by the direct attack of methanol on the substrate
Also than even the it was little by CO insertion reaction to those who are substrates substituents.
【表6】
(実施例68〜76:イミダゾール存在下Co2(C
O)8触媒によるエチレンオキシドのヒドロエステル
化) [Table 6] ( Examples 68 to 76: Co 2 (C
O) 8 catalyst for ethylene oxide hydroesterification )
【0063】本実施例に対する詳細な内容は下記表7に
要約されている。常温及び窒素雰囲気で450mLパー
ル(Parr)反応器に決められた量の溶媒を入れてか
らCo2(CO)8を入れた。反応器にCOgasを5
00psi(約3.445×106Pa)満たして80
℃に昇温させてから1時間攪拌した後、常温まで温度を
下げてgasを除去し、決められた量の促進剤としてイ
ミダゾールを加えた。反応器にエチレンオキシドを加え
て決められた圧力のCOを反応器に入れた。温度を表7
に示した温度に昇温させた後、表7に提示された反応時
間反応させた。反応中にチューブにより反応物を標本抽
出して生成物のメチル3−ヒドロキシプロピオネート
(3−HPM)をGCで分析した。また、反応後に温度
を常温まで下げてから触媒を除去し、生成物を分離して
定量した。The detailed content for this example is summarized in Table 7 below . A 450 mL Parr reactor was charged with a predetermined amount of solvent at room temperature and a nitrogen atmosphere, and then Co 2 (CO) 8 was charged. 5 COgas in the reactor
00ps i (about 3.445 × 106Pa) Mitsuru plus 80
℃ After 1 hour Ma攪拌were allowed to warm to, the gas is removed by lowering the temperature to room temperature, imidazole was added as the amount of accelerator was determined. Ethylene oxide was added to the reactor and CO at a predetermined pressure was charged into the reactor. Table 7
At the time of the reaction shown in Table 7 after heating to the temperature shown in
Mahan was allowed to respond. The reaction product was sampled by a tube during the reaction, and the product methyl 3-hydroxypropionate (3-HPM) was analyzed by GC. After the reaction, the temperature was lowered to room temperature, the catalyst was removed, and the product was separated and quantified.
【表7】
触媒=5mmole、イミダゾール=20mmole、
エチレンオキシド=500mmole[Table 7] Catalyst = 5 mmole, imidazole = 20 mmole,
Ethylene oxide = 500 mmole
【0064】1)メタノール100mL+テトラグライ
ム(Tetraglyme)1) 100 mL of methanol + tetraglyme
【0065】2)イミダゾール40mmole2) Imidazole 40 mmole
【0066】3)エチレンオキシド1.4mmole3) 1.4 mmole of ethylene oxide
【0067】4)収率=選択度×転換率4) Yield = selectivity × conversion rate
【0068】5)3−HPM=メチル3−ヒドロキシプ
ロピオネートまたは5) 3-HPM = methyl 3-hydroxypropionate or
【0069】3−ヒドロキシプロピオン酸メチルエステ
ル3-Hydroxypropionic acid methyl ester
【0070】AA=アセトアルデヒドAA = acetaldehyde
【0071】DMA=アセトアルデヒドジメチルアセタ
ールDMA = acetaldehyde dimethyl acetal
【0072】ME=メトキシエタノールME = methoxyethanol
【0073】2量体=HOCH2CH2C(O)OCH
2CH2(O)OCH3 Dimer = HOCH 2 CH 2 C (O) OCH
2 CH 2 (O) OCH 3
【0074】6)isolatedyield(分離収
率) (
比較例12〜13:Co2(CO)8触媒によるエチ
レンオキシドのヒドロエステル化) 6) isolated dye (separated yield
( Percentage) ( Comparative Examples 12 to 13: Hydroesterification of ethylene oxide with Co 2 (CO) 8 catalyst )
【0075】比較例12は前記促進剤のイミダゾールの
代わりに3−ヒドロキシピリジンを促進剤として使い、
比較例13は促進剤なしにCo2(CO)8のみを触媒
として使ったものであり、前記実施例68と同一な方法
でエチレンオキシドをヒドロエステル化して合成された
生成物を分析した。分析結果は下記の表8に示す。表8
に示すように、ピリジン誘導体を促進剤にする場合、3
−HPMが高い収率で生成されるが、アセトアルデヒド
をはじめに副産物が相当量生成され、促進剤なしにCo
2(CO)8のみを触媒として使った場合、収率が非常
に低いことが分かられる。In Comparative Example 12, 3-hydroxypyridine was used as a promoter instead of the above-mentioned imidazole,
Comparative Example 13 is than also using only Co 2 (CO) 8 without promoter as a catalyst, was analyzed in Example 68 and ethylene oxide hydroesterification to product synthesized in the same manner. The analysis results are shown in Table 8 below . Table 8
As shown in, when a pyridine derivative is used as an accelerator,
-HPM is produced in high yield, but a considerable amount of by-products including acetaldehyde are produced, and Co
It can be seen that the yield is very low when only 2 (CO) 8 is used as the catalyst.
【表8】
1)触媒=Co2(CO)8(1mmole)、3−ヒ
ドロピリジン=4mmole、エチ レンオ
キシド=200mmole[Table 8] 1) Catalyst = Co 2 (CO) 8 (1 mmole), 3-hydropyridine = 4 mmole, ethylene oxide = 200 mmole
【0076】2)触媒=Co2(CO)8(2.5mm
ole)、エチレンオキシド=650mmole2) Catalyst = Co 2 (CO) 8 (2.5 mm
ole), ethylene oxide = 650 mmole
【0077】3)収率=選択度×転換率3) Yield = selectivity × conversion rate
【0078】4)3−HPM=メチル3−ヒドロキシプ
ロピオネートまたは4) 3-HPM = methyl 3-hydroxypropionate or
【0079】3−ヒドロキシプロピオン酸メチルエステ
ル3-Hydroxypropionic acid methyl ester
【0080】AA=アセトアルデヒドAA = acetaldehyde
【0081】DMA=アセトアルデヒドジメチルアセタ
ールDMA = acetaldehyde dimethyl acetal
【0082】ME=メトキシエタノールME = methoxyethanol
【0083】2量体=HOCH2CH2C(O)OCH
2CH2(O)OCH3 Dimer = HOCH 2 CH 2 C (O) OCH
2 CH 2 (O) OCH 3
【0084】5)isolatedyield(分離収
率) (
実施例77〜80:その他エポキシド誘導体のヒドロ
エステル化反応) 5) isolated dye (separated yield
Ratio) ( Examples 77 to 80: Hydroesterification reaction of other epoxide derivatives )
【0085】実施例77〜80は、前記エチレンオキシ
ドの代わりにオキシドの種類を変えたことを除外して
は、前記の実施例68と同一な方法で実験を遂行し、そ
の結果を下記の表9に示す。[0085] Example 77-80 is to exclude that the E varying the type of oxide instead of the ethylene oxide, to perform the experiment in the same manner as in Example 68 above, Table 9 below and the results Shown in .
【表9】
触媒=5mmol、促進剤=10mmol、エポキシド
=500mmol、温度80℃、圧力34bar、反応
時間4hr、溶媒=MeOH(200mL)[Table 9] Catalyst = 5 mmol, promoter = 10 mmol, epoxide = 500 mmol, temperature 80 ° C., pressure 34 bar, reaction time 4 hr, solvent = MeOH (200 mL).
【0086】1)isolatedyield(分離収
率) (
実施例81:水素化反応) 1) isolated field (separated yield
Rate) ( Example 81: Hydrogenation reaction )
【0087】前記の実施例68〜76から得られたメチ
ル3−ヒドロキシプロピオネート1gをMeOH10m
Lに溶けた後、45mLParr反応器に入れて0.5
gのクロン酸銅(copperchromate)触媒
を加える。常温で反応器に1500psi(約1.03
3×107Pa)の水素を加えて反応器の温度を180
℃まで攪拌しながら加熱する。15時間反応後に反応器
を常温まで下げた後、反応混合物をGCを用いて分析し
た。メチル3−ヒドロキシプロピオネートの転換率は約
5%程度で、1,3−プロパンジオールの選択性は約3
%程度であった。1 g of methyl 3-hydroxypropionate obtained from Examples 68 to 76 above was added to 10 m of MeOH.
After dissolving in L, add it to a 45 mL Parr reactor and add 0.5
g of copper chromate catalyst is added. 1500 psi (about 1.03 ) in the reactor at room temperature
3 × 10 7 Pa) hydrogen was added to increase the reactor temperature to 180
Heat to ℃ with stirring. After reacting for 15 hours, the reactor was cooled to room temperature, and then the reaction mixture was analyzed by GC. The conversion of methyl 3-hydroxypropionate is about 5%, and the selectivity of 1,3-propanediol is about 3%.
It was about%.
【0088】本実施の形態に係る発明の単純な変形ない
し変更は、この分野の通常の知識を有する者により容易
に実施でき、かかる変形や変更はすべて本発明の領域に
含む。 There is no simple modification of the invention according to the present embodiment.
Changes are easier for those with ordinary knowledge in this field.
And all such variations and modifications are within the scope of the invention.
Including.
【0089】[0089]
【発明の効果】本発明によれば、適切な溶媒とコバルト
触媒の存在下で、エポキシド誘導体を30〜130℃の
反応温度範囲及び100〜3000psiのCO圧力範
囲の条件で、一酸化炭素とアルコールと反応させること
により、3−ヒドロキシエステル誘導体を高い選択性及
び収率で合成するヒドロエステル化方法を提供する発明
の効果を有する。また、本発明の方法により、エポキシ
ド誘導体をコバルト触媒と促進剤からなる触媒系で一酸
化炭素及びアルコールと反応させて効果的に3−ヒドロ
キシエステルに変換させ、この生成物を水素添加反応を
通じて1,3−アルカンジオールに製造でき、前記ヒド
ロエステル化反応に高い活性及び選択性を有する触媒系
を使うことにより、高い収率で3−ヒドロキシエステル
が製造でき、促進剤としてイミダゾールまたはその誘導
体を使うことにより、触媒を費用が節減でき、更に1,
3−アルカンジオールを製造する新しい方法を発明する
効果を有する。 According to the onset light according to the present invention, in the presence of appropriate solvents and cobalt catalyst, the epoxide derivative under the conditions of CO pressure range of the reaction temperature and 100~3000psi of 30 to 130 ° C., and carbon monoxide It has an effect of the invention to provide a hydroesterification method for synthesizing a 3-hydroxyester derivative with high selectivity and yield by reacting with an alcohol. In addition, according to the method of the present invention, an epoxide derivative is reacted with carbon monoxide and an alcohol in a catalyst system composed of a cobalt catalyst and a promoter to effectively convert the epoxide derivative into a 3-hydroxy ester. , 3-alkanediol can be prepared, and by using a catalyst system having high activity and selectivity for the hydroesterification reaction, 3-hydroxy ester can be prepared in high yield, and imidazole or its derivative is used as a promoter. As a result, the cost of the catalyst can be reduced, and
It has the effect of inventing a new method for producing 3-alkanediols.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤン・デュク・ジョー 大韓民国 テジョン ユーソン−ク ジ ョンミン−ドン(無番地) エキスポア パート 404−502 (72)発明者 ビュン・ヤング・フン 大韓民国 テジョン ユーソン−ク ジ ョンミン−ドン 462−5 セジョンア パート 110−203 (56)参考文献 特開 昭63−170338(JP,A) 特開 昭63−68544(JP,A) 特開 平6−65223(JP,A) 特開 昭56−68644(JP,A) 日本化学会誌,1979年,No.5, 635−640 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 67/36 - 67/37 C07C 69/675 B01J 31/20 ─────────────────────────────────────────────────── ───Continued from the front page (72) Inventor Yang Duk Joe Republic of Korea Daejeon Yousung-Ku Jong Min-Dong (no address) Expo part 404-502 (72) Inventor Byun Young Hung Tae Jeong Yousung of Korea Jung Min-Dong 462-5 Sejong Apart 110-203 (56) References JP-A-63-170338 (JP, A) JP-A-63-68544 (JP, A) JP-A-6-65223 (JP, A) JP-A-56-68644 (JP, A) Journal of the Chemical Society of Japan, 1979, No. 5, 635-640 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C07C 67/36-67/37 C07C 69/675 B01J 31/20
Claims (32)
ール、ピロール、ピラジン、ピリミジン、これらの誘導
体、及びこれらの混合物からなる群から選択される効果
的な量の促進剤とからなる触媒系を、R″OH(前記
R″は、C1〜C20の飽和または不飽和の線形炭化水
素、側鎖炭化水素、環状炭化水素または芳香族炭化水素
や芳香族を含む線形炭化水素である)で表されるアルコ
ール及び溶媒を含む反応器に投入し、 前記反応器にエポキシド誘導体を添加し、 COを圧力が100〜3000psiの範囲になるよう
に供給し、そして、 反応温度を常温から30〜130℃の範囲に上昇させる という 段階を含むことを特徴とするエポキシド誘導体か
らヒドロエステル化反応により3−ヒドロキシエステル
誘導体を合成する方法。1. A catalyst system comprising an effective amount of a cobalt catalyst and an effective amount of a promoter selected from the group consisting of imidazole, pyrrole, pyrazine, pyrimidine, derivatives thereof, and mixtures thereof. , R "OH (wherein R" is Ru linear hydrocarbon der comprising linear hydrocarbons, saturated or unsaturated C 1 -C 20, side chain hydrocarbon, a cyclic hydrocarbon or an aromatic hydrocarbon or aromatic) represented were charged to the reactor containing the alcohol and solvent in the reactor epoxide derivative was added to a pressure of CO is supplied such that the range of 100~3000Psi, and, 30 to the reaction temperature from room temperature method for synthesizing 3-hydroxy ester derivatives by hydroesterification reaction epoxide derivative, which comprises the steps of Ru was increased to a range of 130 ° C..
であることを特徴とする請求項1記載の3−ヒドロキシ
エステル誘導体の合成方法。2. The cobalt catalyst is Co 2 (CO) 8
The method for synthesizing a 3-hydroxyester derivative according to claim 1, wherein
(G−2)、(G−3)または(G−4)で表される化
合物またはR″OH(R″は、前記請求項1と同一であ
る)で表されるアルコールであることを特徴とする請求
項1記載の3−ヒドロキシエステル誘導体の合成方法。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 前記構造式(G−1)、(G−2)、(G−3)または
(G−4)において、R22、R23、R24、R25
及びR26は各々独立的にC1〜C10の飽和された直
鎖脂肪族炭化水素、側鎖脂肪族炭化水素、飽和された環
化炭化水素、環を含む鎖型炭化水素、または芳香族環を
含む脂肪族炭化水素であり、 R27、R28、R29、R30、R31及びR
32は、各々独立的に水素;C1〜C4の側鎖または直
鎖の飽和炭化水素;FまたはCl;またはC1〜C3の
炭素を有するアルコキシ基であり、 pは1〜10の定数であり、そして、 qは2〜5の定数である。3. The solvent has the following structural formula (G-1):
A compound represented by (G-2), (G-3) or (G-4) or an alcohol represented by R ″ OH (R ″ is the same as in claim 1 ) The method for synthesizing the 3-hydroxyester derivative according to claim 1 . [Chemical 1] [Chemical 2] [Chemical 3] [Chemical 4] The structural formulas (G-1), (G-2), (G-3) or
In (G-4) , R 22 , R 23 , R 24 , and R 25
And R 26 are each independently a C 1 to C 10 saturated straight chain aliphatic hydrocarbon, a side chain aliphatic hydrocarbon, a saturated cyclized hydrocarbon, a chain hydrocarbon containing a ring, or an aromatic group. A ring-containing aliphatic hydrocarbon , R 27 , R 28 , R 29 , R 30 , R 31 and R
32 are each independently hydrogen; C 1 -C 4 side chain or straight-chain saturated hydrocarbon; F or Cl; an alkoxy group having carbon or C 1 -C 3, p is 1 to 10 it is a constant, and, q is a constant 2-5.
(E)で表されることを特徴とする請求項1記載の3−
ヒドロキシエステル誘導体の合成方法。 【化5】 前記式(E)において、R20及びR21は、各々独立
的に水素;またはC1〜C20の飽和された直鎖脂肪族
炭化水素、側鎖脂肪族炭化水素、飽和された環化炭化水
素、環を含む鎖型炭化水素、芳香族環を含む脂肪族炭化
水素、少なくとも一つ以上の炭素鎖の水素がFまたはC
lに置換されている炭化水素、置換基のない芳香族炭化
水素、芳香族環の水素が少なくとも一つのF、Cl、ア
ミン基、ニトリル基、またはアルコキシ基に置換されて
いる芳香族炭化水素である。Wherein said epoxide derivative according to claim 1, characterized by being represented by the following structural formula (E) 3-
Method for synthesizing hydroxy ester derivative . [Chemical 5] In the formula (E) , R 20 and R 21 are each independently hydrogen; or a C 1 to C 20 saturated straight chain aliphatic hydrocarbon, a side chain aliphatic hydrocarbon, a saturated cyclized carbonization. Hydrogen, a chain type hydrocarbon containing a ring, an aliphatic hydrocarbon containing an aromatic ring, hydrogen of at least one or more carbon chains is F or C
a hydrocarbon substituted with l, an aromatic hydrocarbon having no substituent, an aromatic hydrocarbon in which hydrogen in the aromatic ring is substituted with at least one of F, Cl, an amine group, a nitrile group, or an alkoxy group. is there.
siの範囲にあることを特徴とする請求項1記載の3−
ヒドロキシエステル誘導体を合成する方法。5. The CO pressure is 200 to 1500 p.
according to claim 1, characterized in that the range of si 3-
A method for synthesizing a hydroxy ester derivative.
ことを特徴とする請求項1記載の3−ヒドロキシエステ
ル誘導体の合成方法。Wherein said reaction temperature, the method of synthesis according to claim 1, wherein the 3-hydroxy ester derivative which is a 40 to 110 ° C..
3−ヒドロキシエステル誘導体の濃度は、全体溶液中で
1〜50重量%であることを特徴とする請求項1記載の
3−ヒドロキシエステル誘導体の合成方法。The concentration of 3-hydroxy ester derivatives of 7. The product at the hydroesterification reaction, 3-hydroxy ester derivative of claim 1, wherein 1 to 50 wt% in total solution Method of synthesis.
3−ヒドロキシエステル誘導体の濃度は、全体溶液中で
5〜40重量%であることを特徴とする請求項7記載の
3−ヒドロキシエステル誘導体の合成方法。The concentration of 3-hydroxy ester derivative 8. A product during the hydroesterification reaction, 3-hydroxy ester derivative according to claim 7, wherein 5 to 40% by weight total solution Method of synthesis.
ステル誘導体を分離する段階を更に含むことを特徴とす
る請求項1記載の3−ヒドロキシエステル誘導体の合成
方法。9. A method of synthesizing 3-hydroxy ester derivative of claim 1, wherein said method further comprises the step of separating the 3-hydroxy ester derivative of the product.
(G−1)、(G−2)、(G−3)または(G−4)
で表される溶媒を使う場合には水を用いて分離し、R″
OHで表されるアルコールを用いる場合、R″がC1〜
C3の炭化水素の場合には溶媒を真空乾燥して分離し、
R″がC3 を超過する炭化水素の場合には水を用いて
分離することを特徴とする請求項9記載の3−ヒドロキ
シエステル誘導体の合成方法。10. The product separation step comprises the structural formula (G-1), (G-2), (G-3) or (G-4).
When using the solvent represented by
When the alcohol represented by OH is used, R ″ is C 1 to
In the case of C 3 hydrocarbons, the solvent is vacuum dried and separated,
The method for synthesizing a 3-hydroxy ester derivative according to claim 9, wherein when R ″ is a hydrocarbon having a C 3 value or more, separation is performed using water.
と、イミダゾール、ピロール、ピラジン、ピリミジン、
これらの誘導体、及びこれらの混合物からなる群から選
択される効果的な量の触媒促進剤とからなる触媒系を用
いて、溶媒内でエポキシドを一酸化炭素とアルコール
(R′OH(前記R′はC1〜20の飽和または不飽和
線形炭化水素、側鎖炭化水素、環状炭化水素、芳香族炭
化水素、または芳香族を含む線形炭化水素である))と
30ないし150℃の温度で50ないし3000psi
の圧力条件で反応させて、中間体の3−ヒドロキシエス
テル及びその誘導体類を2ないし95wt%で生成し、 (b)前記生成物及び溶媒を触媒及び促進剤から分離
し、 (c)前記分離された生成物と溶媒を、水素化触媒の存
在下で30ないし350℃の温度で50ないし5000
psiの水素と反応させて、1,3−アルカンジオール
を含む水素化反応混合物を生成し、そして、 (d)前記1,3−アルカンジオールを生成混合物から
分離して回収する という 段階を含むことを特徴とする1,3−アルカンジ
オールを合成する方法。11. (a) An effective amount of a cobalt compound and imidazole, pyrrole, pyrazine, pyrimidine,
Using a catalyst system consisting of these derivatives, and an effective amount of a catalyst promoter selected from the group consisting of mixtures thereof, the epoxide is mixed with carbon monoxide and an alcohol (R'OH (R ' Is C1-20 saturated or unsaturated
Linear hydrocarbons, side chain hydrocarbons, cyclic hydrocarbons, aromatic carbons
Hydrogen, or 50 to a temperature of 0.99 ° C. to linear hydrocarbon is)) and 30 to containing aromatic 3000 ps i
To produce an intermediate 3-hydroxyester and its derivatives in an amount of 2 to 95 wt% , (b) separating the product and the solvent from the catalyst and the promoter , and (c) separating the mixture. 50-5000 at a temperature of 30-350 ° C. in the presence of a hydrogenation catalyst.
is reacted with hydrogen in ps i, produces a hydrogenation reaction mixture containing 1,3-alkanediol, and, a step that you separated and recovered from the product mixture; (d) 1,3-alkanediol A method for synthesizing a 1,3-alkanediol, comprising :
媒及び促進剤からの分離方法が真空蒸留することである
のを特徴とする請求項11記載の1,3−アルカンジオ
ールを合成する方法。12. The 1,3-alkanediol according to claim 11, wherein the method of separating the product and the solvent in the step (b) from the catalyst and the promoter is vacuum distillation. Method.
媒及び促進剤からの分離方法が、生成された反応混合物
に20ないし3000psiのCO存在下、100℃以
下の温度で水を加えて、前記の中間体生成物の3−ヒド
ロキシエステル及びその誘導体達を水層に抽出すること
を特徴とする請求項11記載の1,3−アルカンジオー
ルを合成する方法。13. The method for separating the product and the solvent in the step (b) from the catalyst and the promoter comprises adding water to the reaction mixture in the presence of CO at 20 to 3000 psi at a temperature of 100 ° C. or lower. The method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11 , wherein the 3-hydroxyester of the intermediate product and its derivatives are extracted into an aqueous layer.
分を、部分的にまたは全体的に前記(a)段階に戻して
反応させる段階を更に含むことを特徴とする請求項11
記載の1,3−アルカンジオールを合成する方法。14. The method of claim 11, wherein the separated cobalt and promoter component, further comprising the step of reacting back to partially or totally step (a)
A method for synthesizing the described 1,3-alkanediol.
が、1/0から1/100であることを特徴とする請求
項11記載の1,3−アルカンジオールを合成する方
法。15. The method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11, wherein the ratio of the cobalt compound to the accelerator is 1/0 to 1/100.
るイミダゾールの誘導体を用いることを特徴とする請求
項11記載の1,3−アルカンジオールを合成する方
法。 【化6】 前記式(1)において、R14、R15、R16及びR
17は、各々独立的に水素;C1〜10の側鎖脂肪族炭
化水素、直鎖脂肪族炭化水素、飽和された環化炭化水
素、環を含む鎖形炭化水素、または芳香族環を含む脂肪
族炭化水素;F;Cl;C1〜3 の炭素を有するアル
コキシ基;OH;OHを含みながらC1〜10の側鎖脂
肪族炭化水素;OHを含む直鎖脂肪族炭化水素;OHを
含む飽和された環化炭化水素;OHを含みながら環を含
む鎖形炭化水素;またはOHを含みながら芳香族環を含
む脂肪族炭化水素である。16. The method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11 , wherein the accelerator is a derivative of imidazole represented by the following formula (1) . [Chemical 6] In the above formula (1) , R 14 , R 15 , R 16 and R
17 independently contains hydrogen; a C 1-10 side chain aliphatic hydrocarbon, a straight chain aliphatic hydrocarbon, a saturated cyclized hydrocarbon, a chain hydrocarbon containing a ring, or an aromatic ring. Aliphatic hydrocarbon; F; Cl; Alkoxy group having C 1-3 carbon atoms; OH; C 1-10 side chain aliphatic hydrocarbon containing OH; Linear aliphatic hydrocarbon containing OH; OH A saturated cyclized hydrocarbon containing; a chain hydrocarbon containing a ring containing OH; or an aliphatic hydrocarbon containing an aromatic ring containing OH.
とを特徴とする請求項15記載の1,3−アルカンジオ
ールを合成する方法。17. The method of synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 15 , wherein the accelerator is imidazole.
℃の温度範囲からなることを特徴とする請求項11記載
の1,3−アルカンジオールを合成する方法。18. The step (a) comprises 40 to 120.
The method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11, which comprises a temperature range of ° C.
00psiの圧力範囲からなることを特徴とする請求項
11記載の1,3−アルカンジオールを合成する方法。19. The step (a) comprises 100 to 15
A pressure range of 00 psi.
11. A method for synthesizing the 1,3-alkanediol according to 11 .
されることを特徴とする請求項11記載の1,3−アル
カンジオールを合成する方法。 【化7】 前記式(2)において、R1とR2は、各々独立的に水
素;C1 〜C20の飽和された直鎖脂肪族炭化水素、
側鎖脂肪族炭化水素、飽和された環化炭化水素、環を含
む鎖形炭化水素、または芳香族環を含む脂肪族炭化水
素;または前記炭化水素類の中で少なくとも一つ以上の
炭素鎖の水素がF、ClまたはBrに置換されている炭
化水素、置換基のない芳香族炭化水素、または芳香族環
の水素が少なくとも一つのF、Cl、アミン基、ニトリ
ル基、またはアルコキシ基に置換されている芳香族炭化
水素である。20. The method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11 , wherein the epoxide is represented by the following formula (2) . [Chemical 7] In the formula (2) , R 1 and R 2 are each independently hydrogen; a C 1 -C 20 saturated straight chain aliphatic hydrocarbon,
A side chain aliphatic hydrocarbon, a saturated cyclized hydrocarbon, a chain hydrocarbon containing a ring, or an aliphatic hydrocarbon containing an aromatic ring; or among at least one or more carbon chains among the above hydrocarbons Hydrocarbons in which hydrogen is replaced by F, Cl or Br, aromatic hydrocarbons without substituents, or hydrogens in aromatic rings are replaced by at least one F, Cl, amine group, nitrile group, or alkoxy group. Are aromatic hydrocarbons.
は、C1〜10の飽和された直鎖脂肪族炭化水素、側鎖
脂肪族炭化水素、飽和された環化炭化水素、環を含む鎖
形炭化水素または芳香族環を含む脂肪族炭化水素である
ことを特徴とする請求項11記載の1,3−アルカンジ
オールを合成する方法。21. The R'of the alcohol (R'OH)
Is a C 1-10 saturated straight chain aliphatic hydrocarbon, a side chain aliphatic hydrocarbon, a saturated cyclized hydrocarbon, a chain hydrocarbon containing a ring or an aliphatic hydrocarbon containing an aromatic ring. The method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11, wherein
又は(5)で表されるエーテル化合物の中の一つである
ことを特徴とする請求項11記載の1,3−アルカンジ
オールを合成する方法。 【化8】 【化9】 【化10】 前記式(3)、(4)、又は(5)において、R3、R
4、R5、R6及びR7は、各々独立的にC1〜10の
飽和された直鎖脂肪族炭化水素、側鎖脂肪族炭化水素、
飽和された環化炭化水素、環を含む鎖形炭化水素や、芳
香族環を含む脂肪族炭化水素であり;mは1〜10の定
数で、nは2〜5の定数である。22. The solvent is represented by the following formulas (3), (4),
Alternatively, it is one of the ether compounds represented by (5) , and the method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11 . [Chemical 8] [Chemical 9] [Chemical 10] In the formula (3), (4), or (5) , R 3 , R
4 , R 5 , R 6 and R 7 are each independently a C 1-10 saturated straight chain aliphatic hydrocarbon, a side chain aliphatic hydrocarbon,
It is a saturated cyclized hydrocarbon, a chain hydrocarbon containing a ring, or an aliphatic hydrocarbon containing an aromatic ring; m is a constant of 1 to 10 and n is a constant of 2 to 5.
特徴とする請求項11記載の1,3−アルカンジオール
を合成する方法。23. The method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11, wherein the solvent is acetate.
ール(R′OH)であることを特徴とする請求項11記
載の1,3−アルカンジオールを合成する方法。24. The method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11 , wherein the solvent is the alcohol (R′OH) according to claim 11 .
ことを特徴とする請求項11記載の1,3−アルカンジ
オールを合成する方法。 【化11>】 前記式(6)において、R8、R9、R10、R11、
R12及びR13は、各々独立的に水素、C1〜4の側
鎖飽和炭化水素、C1〜4の直鎖飽和炭化水素、F、C
l、またはC1〜3の炭素を有するアルコキシ基であ
る。25. The method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11 , wherein the solvent is represented by the following formula (6) . [Chemical 11>] In the formula (6) , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 ,
R < 12 > and R <13> are each independently hydrogen, C1-4 side chain saturated hydrocarbon, C1-4 straight chain saturated hydrocarbon, F, C.
1 or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
(8)で表されるエステル化合物であることを特徴とす
る請求項11記載の1,3−アルカンジオールを合成す
る方法。 【化12】 【化13】 前記式(7)又は(8)において、R1とR2は、各々
独立的に水素;C1〜C20 の飽和された直鎖脂肪族
炭化水素、側鎖脂肪族炭化水素、飽和された環化炭化水
素、環を含む鎖形炭化水素、または芳香族環を含む脂肪
族炭化水素;または前記炭化水素達の中で少なくとも一
つ以上の炭素鎖の水素がF、ClまたはBrに置換され
ている炭化水素、置換基のない芳香族炭化水素、または
芳香族環の水素が少なくとも一つのF、Cl、アミン
基、ニトリル基またはアルコキシ基に置換されている芳
香族炭化水素である。26. The product is represented by the following formula (7) or
The method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11 , which is an ester compound represented by (8) . [Chemical 12] [Chemical 13] In the formula (7) or (8), R 1 and R 2 are each independently hydrogen; C 1 to C 20 saturated straight chain aliphatic hydrocarbon, side chain aliphatic hydrocarbon, and saturated. A cyclized hydrocarbon, a chain hydrocarbon containing a ring, or an aliphatic hydrocarbon containing an aromatic ring; or, in the hydrocarbons, at least one hydrogen of the carbon chain is replaced with F, Cl or Br. , A non-substituted aromatic hydrocarbon, or an aromatic ring in which hydrogen in the aromatic ring is replaced by at least one F, Cl, amine group, nitrile group or alkoxy group.
が、クロン酸銅(copperchromate)及び
Pd/C系統の化合物よりなる群から選択されることを
特徴とする請求項11記載の1,3−アルカンジオール
を合成する方法。27. hydrogenation catalyst in the step (c) is, according to claim 11, characterized in that it is selected from the group consisting of compounds of Kron copper (copperchromate) and Pd / C system 1, 3 -A method for synthesizing alkanediols.
ないし3000psiの圧力範囲からなることを特徴と
する請求項11記載の1,3−アルカンジオールを合成
する方法。28. The hydrogen pressure in step (c) is 200.
The method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11, which comprises a pressure range of 1 to 3000 psi.
ないし250℃からなることを特徴とする請求項11記
載の1,3−アルカンジオールを合成する方法。29. The reaction temperature of step (c) is 100.
12. The method for synthesizing a 1,3-alkanediol according to claim 11 , characterized in that
反応させて3−ヒドロキシエステル誘導体を合成するた
めの触媒系において、コバルト触媒と、イミダゾール、
ピロール、ピラジン、ピリミジン、これらの誘導体、及
びこれらの混合物からなる群から選択される促進剤とで
構成されることを特徴とする触媒系。30. Hydroesterification of an epoxide derivative
React to synthesize 3-hydroxy ester derivative
In the catalyst system for
A catalyst system comprising a promoter selected from the group consisting of pyrrole, pyrazine, pyrimidine, derivatives thereof, and mixtures thereof.
8であることを特徴とする請求項30記載の触媒系。31. The cobalt catalyst is Co 2 (C 2 O 3 ).
The catalyst system of claim 30, wherein the 8.
されるイミダゾールの誘導体を用いることを特徴とする
請求項30記載の触媒系。 【化14】 前記式(1)において、R14、R15、R16及びR
17は各々独立的に水素;C1〜10の側鎖脂肪族炭化
水素、直鎖脂肪族炭化水素、飽和された環化炭化水素、
環を含む鎖形炭化水素、または芳香族環を含む脂肪族炭
化水素;F;Cl;C1〜3の炭素を有するアルコキシ
基;OH;OHを含みながらC1〜10の側鎖脂肪族炭
化水素;OHを含む直鎖脂肪族炭化水素;OHを含む飽
和された環化炭化水素;OHを含みながら環を含む鎖形
炭化水素;またはOHを含みながらC1〜10の芳香族
環を含む脂肪族炭化水素。32. The catalyst system according to claim 30 , wherein an imidazole derivative represented by the following formula (1) is used as the promoter . [Chemical 14] In the above formula (1) , R 14 , R 15 , R 16 and R
17 independently represents hydrogen; C 1-10 side chain aliphatic hydrocarbon, straight chain aliphatic hydrocarbon, saturated cyclized hydrocarbon,
A chain hydrocarbon containing a ring or an aliphatic hydrocarbon containing an aromatic ring; F; Cl; an alkoxy group having a carbon number of C1 to 3 ; OH; a side chain aliphatic carbon having a carbon number of 1 to 10 containing OH Hydrogen; a linear aliphatic hydrocarbon containing OH; a saturated cyclized hydrocarbon containing OH; a chain hydrocarbon containing a ring containing OH; or a C 1-10 aromatic ring containing OH Aliphatic hydrocarbons.
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