JP3529876B2 - 3−メチル−3−メトキシブタン酸。 - Google Patents
3−メチル−3−メトキシブタン酸。Info
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Description
チルブタン酸及び/又は3−メチル−3−メトキシブタ
ン酸の製造方法に関する。 【0002】本発明により提供される3−ヒドロキシ−
3−メチルブタン酸及び/又は3−メチル−3−メトキ
シブタン酸(以下、3−ヒドロキシ−3−メチルブタン
酸及び/又は3−メチル−3−メトキシブタン酸を3−
置換−3−メチルブタン酸と称することがある)は、例
えば、脱水反応あるいは脱メタノール反応に付すること
によりセネシオン酸に誘導でき、医薬、香料及び農薬な
どの合成中間体として有用である。 【0003】 【従来の技術】従来、3−ヒドロキシ−3−メチルブタ
ン酸の製造方法として下記のような方法が知られてい
る。すなわち、 4,4−ジメチル−1,3−ジオキサンを、硝酸触媒
下で酸化反応する方法(Arm.Khim.Zh.,4
4(7−8),443,(1991)) 3−メチル−3−ブテン−1−オールを、硝酸触媒下
で水和反応及び酸化反応する方法(Khim.Pri
r.Soedin.,(3),313,1991) 4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノンを、次
亜塩素酸ソーダで酸化反応する方法(米国特許第499
2470号明細書) 4−ヒドロキシ−4−メチル−1−ペンテンを、過マ
ンガン酸カリウムで酸化反応する方法(J.Prak
t.Chem.,(2)23(1881)206) アセトンとクロロ酢酸エチルを亜鉛触媒下に縮合反応
し、続いてアルカリ加水分解する方法(Zh.Rus
s.Fiz.−Khim.O−va.22(1890)
47) t−ブタノール、一酸化炭素及び過酸化水素の混合物
を、硫酸鉄存在下に反応する方法(J.Am.Che
m.Soc.,(1958)80,2882) アセトンとケテンの反応でβ−イソバレロラクトンを
得、続いてこのラクトン環を開く方法(J.Am.Ch
em.Soc.,(1954)76,486)等が知ら
れている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、3−ヒ
ドロキシ−3−メチルブタン酸の製造方法は数多く知ら
れている。しかしながら、、の方法は、酸化反応触
媒として硝酸を用いるため、反応装置の腐食、酸化窒素
の副生等種々の危険性をはらんでいる。、、の方
法は、原料が高価であり、特に 及びでは多量の有
毒重金属を使用しなくてはならない。の方法は、一酸
化炭素を用いるので非常に危険であり、さらに収率も低
い。また、の方法は、原料のケテンが常温常圧で気体
であり、取り扱いが難しい。 【0005】このように、従来の製造方法はそれぞれ問
題点を有しており、3−ヒドロキシ−3−メチルブタン
酸の製法として満足のいく製造方法が確立していないの
が現状である。 【0006】また、3−メチル−3−メトキシブタン酸
は、医薬、農薬、例えば第一菊酸の原料であるセネシオ
ン酸の中間体化合物として有用であるにもかかわらず、
その合成法は知られておらず、新規な化合物である。 【0007】本発明の課題は、工業的に入手可能な原料
から、安価に、しかも容易な製造方法で工業的に有用性
の高い、3−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸及び/又
は3−メチル−3−メトキシブタン酸の製造方法を提供
することである。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、3−ヒドロキ
シ−3−メチルブタノール及び/又は3−メチル−3−
メトキシブタノールを水の存在下に白金系あるいはパラ
ジウム系触媒により酸素酸化することにより、3−ヒド
ロキシ−3−メチルブタン酸及び/又は3−メチル−3
−メトキシブタン酸を高収率で容易に製造しうることを
見出し、本発明に至った。 【0009】本発明において原料として用いられる3−
ヒドロキシ−3−メチルブタノール及び/又は3−メチ
ル−3−メトキシブタノール(以下、3−ヒドロキシ−
3−メチルブタノール及び/又は3−メチル−3−メト
キシブタノールを3−置換−3−メチルブタノールある
いは基質と称することがある)は、イソブテンとホルム
アルデヒドとから合成される4,4−ジメチル−1,3
−ジオキサンをイオン交換樹脂の存在下メタノールを溶
媒に用いて分解することにより容易に製造することがで
きる(特開昭53−124205号公報)し、またイソ
ブテンとホルマリンから工業的に製造され、市販されて
いる(昭和52年度第2回新製品・新技術紹介発表講演
会 講演要旨「3−メチル−3−メトキシブタノール
新規なグリコールエーテル系溶剤“ソルフィッ
ト”」)。本発明は、3−置換−3−メチルブタノール
を水の存在下に白金系あるいはパラジウム系触媒により
酸素酸化する方法に関するものであるが、本発明におい
て使用する酸化反応触媒としては、白金あるいはパラジ
ウムの単独、または白金あるいはパラジウムのいずれか
と、他の金属、例えば鉛、テルル、ビスマス、ルテニウ
ム、セレン、セリウムが一種もしくはそれ以上で同時に
担持されているものが使用できる。金属の担体として
は、活性炭、アルミナ等があげられる。 【0010】白金あるいはパラジウムの担持量は、1〜
10重量%の範囲が好ましい。白金あるいはパラジウム
のいずれかと他の金属を同時に担持する場合、白金ある
いはパラジウムの担持量は、1〜10重量%の範囲が好
ましく、他の金属の担持量は、1〜10重量%の範囲が
好ましい。 【0011】酸化反応触媒の量は反応液に対して好まし
くは0.01〜10重量%の範囲、より好ましくは1〜
5重量%の範囲が適当である。 【0012】本発明における酸素酸化反応では、水の存
在が必須である。用いる水の量は、基質に対して9重量
倍〜0.25重量倍の範囲が好ましく、より好ましくは
9重量倍〜1重量倍の範囲である。 【0013】本発明は酸素ガス雰囲気下で行なう。酸素
源としては純酸素の他に窒素あるいはアルゴン等の不活
性ガスと酸素の混合ガスも用いることが出来る。なお、
混合ガスを用いる場合、不活性ガスを系外に排出する必
要がある。 【0014】酸素酸化反応の温度は50〜120℃の範
囲が好ましく、より好ましくは70〜90℃の範囲であ
る。また酸素酸化反応の圧力は、1〜30kg/cm2
の範囲が好ましく、より好ましくは1〜10kg/cm
2 の範囲である。 【0015】反応の追跡は、反応液をそのままGLC分
析することで可能である。 【0016】上記の方法で生成した目的物は、反応液か
ら酸化反応触媒をろ別した後に、副生成物を有機溶媒を
用いて抽出分離し、水を蒸留分離することにより単離さ
れる。このようにして単離された目的物は、段数を有す
る蒸留塔で減圧蒸留することによって更に高純度化する
事が出来る。 【0017】 【実施例】以下、実施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限定されるものではな
い。 【0018】実施例1 3−ヒドロキシ−3−メチルブタノール30g(288
mmol)、蒸留水270g、5%Pt、5%Bi/カ
ーボン3gを500ml、SUS製オートクレーブに仕
込み、空気圧9kg/cm2 、80℃で20時間撹拌を
行なった。この時、排気は10L/hrで行なった。反
応終了後冷却し、触媒を濾別し、更に水をエヴァポレー
ターで留去することにより粗3−ヒドロキシ−3−メチ
ルブタン酸42.4g(反応収率97%)を得た。 【0019】なお、粗生成物40.0gをビグリュウ塔
(理論段数約3段)で減圧蒸留を行ない、沸点113〜
118℃/2〜4mmHgを有する純度97%の目的物
27.6gを得た。このものはNMR分析の結果から、
3−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸であることを確認
した。 【0020】1H−NMR(CDCl3 ,ppm):
1.340(s,6H)、2.563(s,2H) 【0021】実施例2 3−メチル−3−メトキシブタノール30g(254m
mol)、蒸留水270g、5%Pt、5%Bi/カー
ボン3gを500ml、SUS製オートクレーブに仕込
み、空気圧9kg/cm2 、80℃で20時間撹拌を行
なった。この時、排気は10L/hrで行なった。反応
終了後冷却し、触媒を濾別し、更に水をエヴァポレータ
ーで留去することにより、粗3−メチル−3−メトキシ
ブタン酸40.7g(反応収率95%)を得た。 【0022】なお、粗生成物35.0gをビグリュウ塔
(理論段数約3段)で減圧蒸留を行ない、沸点99〜1
01℃/2〜4mmHgを有する純度98%以上の目的
物25.2gを得た。このものはNMR分析の結果か
ら、3−メチル−3−メトキシブタン酸であることを確
認した。 【0023】1H−NMR(CDCl3 ,ppm):
1.328(s,6H)、2.566(s,2H)、
3.307(s,3H) 【0024】実施例3 3−ヒドロキシ−3−メチルブタノール250g(2.
40mol)、蒸留水250g、5%Pt、5%Bi/
カーボン5gを1L、ガラス製オートクレーブに仕込
み、空気圧9kg/cm2、80℃で50時間撹拌を行
なった。この時、排気は10L/hrで行なった。反応
終了後冷却し、触媒を濾別した。このろ液674.3g
中には、原料の3−ヒドロキシ−3−メチルブタノール
が29.9g(転化率88%)、目的物の3−ヒドロキ
シ−3−メチルブタン酸が92.3g(収率32.6
%)、中間体の3−ヒドロキシ−3−メチルブタナール
が45.3g(収率18.5%)そして、副生成物の
4,4−ジメチル−2−(2−ヒドロキシ−2−メチル
プロピル)−1,3−ジオキサンが43.8g(収率1
9.4%)含まれていた。このろ液に対して、トルエン
300gで3回洗浄を行なった結果、4,4−ジメチル
−2−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピル)−1,
3−ジオキサン42.9gと3−ヒドロキシ−3−メチ
ルブタナール31.3gが油層側に抽出された。水層側
をヘリパック充填塔(理論段数12段)で蒸留を行なう
ことによって純度97%以上の目的物64.5gが得ら
れた。 【0025】実施例4 3−ヒドロキシ−3−メチルブタノール30g(288
mmol)、蒸留水270g、5%Pt、5%Bi/カ
ーボン3gを500ml、SUS製オートクレーブに仕
込み、空気圧9kg/cm2 、80℃で20時間撹拌を
行なった。この時、排気は10L/hrで行なった。反
応終了後冷却し、触媒を濾別し、更に、水をエヴァポレ
ーターで留去することにより粗3−ヒドロキシ−3−メ
チルブタン酸42.4g(反応収率97%)を得た。 【0026】得られた溶液にメタノール26.8及び硫
酸1.4gを加え2時間加熱還流を行なった。その後、
硫酸を塩基で中和し、塩を濾過した。更に、得られた濾
液からエヴァポレーターでメタノールを留去し、粗3−
ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチルエステル38.
2g(反応収率99%)を得た。このものはNMR分析
の結果から、3−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチ
ルエステルであることを確認した。 【0027】1H−NMR(CDCl3 、ppm):
1.291(s,6H)、2.510(s,2H)、
3.725(s,3H) 得られた溶液に、硫酸水素カリウム0.4gを加え、6
00Torrの減圧下、150℃で反応蒸留を行なうこ
とにより、セネシオン酸メチル10.0g(収率32
%)とβ,γ−不飽和エステル14.9g(収率47
%)の混合液を留出として得た。この留出液にパラトル
エンスルホン酸0.4gを加え、120℃で20時間加
熱した。酸を中和し、塩を濾別した後、濾液について常
圧蒸留を行なうことにより、沸点134〜139℃をも
つ純度94%のセネシオン酸メチル20.2g(収率8
5%)を得た。このものはNMR分析の結果から、セネ
シオン酸メチルであることを確認した。 【0028】1H−NMR(CDCl3 、ppm):
1.900(d,3H)、2.174(d,3H)、
3.681(s,3H)、5.682(t,1H) 【0029】実施例5 3−ヒドロキシ−3−メチルブタノール30g(288
mmol)、蒸留水270g、5%Pt、5%Bi/カ
ーボン3gを500ml、SUS製オートクレーブに仕
込み、空気圧9kg/cm2 、80℃で20時間撹拌を
行なった。この時、排気は10L/hrで行なった。反
応終了後冷却し、触媒を濾別し、更に、水をエヴァポレ
ーターで留去することにより粗3−ヒドロキシ−3−メ
チルブタン酸42.4g(反応収率97%)を得た。 【0030】この液に、硫酸5.5gを加え95℃で6
時間加熱した後に、塩化メチレン抽出を行ない塩化メチ
レンをエヴァポレーターにて留去することで、セネシオ
ン酸27.0g(収率82%)、β,γ−不飽和カルボ
ン酸3.0g(収率9%)を得た。この不飽和カルボン
酸にメタノール69.1gと硫酸0.4gを加え、50
時間加熱還流した。酸を中和し、塩を濾別した後、濾液
からメタノールを留去することで、セネシオン酸メチル
29.9g(収率97%)とβ,γ−不飽和エステル
3.3g(収率97%)の混合液を得た。この混合液
に、パラトルエンスルホン酸0.5gを加え、120℃
で10時間加熱し、酸を中和し、塩をろ別した後に、濾
液について常圧蒸留を行なうことにより、沸点134〜
139℃をもつ純度92%のセネシオン酸メチル28.
9g(収率87%)を得た。 【0031】 【発明の効果】本発明の方法によれば、工業的に安価に
入手できる3−置換−3−メチルブタノールを用い、香
料、医薬、あるいは農薬中間体などとして有用な3−ヒ
ドロキシ−3−メチルブタン酸及び/又は3−メチル−
3−メトキシブタン酸を効果的、且つ、経済的に製造す
ることが出来る。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 3−メチル−3−メトキシブタン酸。
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---|---|---|---|
JP02468995A JP3529876B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | 3−メチル−3−メトキシブタン酸。 |
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---|---|---|---|
JP02468995A JP3529876B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | 3−メチル−3−メトキシブタン酸。 |
Publications (2)
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JPH08198800A JPH08198800A (ja) | 1996-08-06 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02468995A Expired - Fee Related JP3529876B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | 3−メチル−3−メトキシブタン酸。 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
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-
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- 1995-01-19 JP JP02468995A patent/JP3529876B2/ja not_active Expired - Fee Related
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