JPH05194301A

JPH05194301A - 光学活性２−クロロプロピオンアルデヒドおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH05194301A
Application number: JP4003878A
Authority: JP
Inventors: Takuya Saeki; 卓哉佐伯; Nobumasa Arashiba; 伸正荒柴; Shinji Kiyono; 真二清野
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1992-01-13
Filing date: 1992-01-13
Publication date: 1993-08-03

Abstract

(57)【要約】【目的】塩化ビニル、一酸化炭素および水素を原料と
して、新規な光学活性な２−クロロプロピオンアルデヒ
ドを製造する。【構成】ロジウム化合物、光学活性燐化合物および塩
基の存在下に、塩化ビニル、一酸化炭素および水素を反
応させることにより、新規な光学活性な２−クロロプロ
ピオンアルデヒドが製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規物質である光学活
性２−クロロプロピオンアルデヒド並びに塩化ビニル、
一酸化炭素および水素を原料とする光学活性２−クロロ
プロピオンアルデヒドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】２−クロロプロピオンアルデヒドは、２
位に不斉炭素を持つ化合物であるが、その光学活性体に
ついては従来より合成例がなく、その存在が知られてい
なかった。

【０００３】但し、ラセミ体の２−クロロプロピオンア
ルデヒドについては公知で、その製造方法は、例えば、
フランス特許第１３９７７７９号やヘルベチカ・キミカ
・アクタ（ＨＥＬＶＥＴＩＣＡＣＨＩＭＩＣＡＡＣ
ＴＡ），第４８巻，第５号，１１５１頁〜１１５７頁や
特開昭６１−１２６０４６号に示されている、塩化ビニ
ル、一酸化炭素および水素を原料とする触媒的な２−ク
ロロプロピオンアルデヒドの製造方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】２−クロロプロピオン
アルデヒドは、種々の農薬や医薬の非常に有用な中間体
として用いることができる化合物であるが、従来知られ
ているものは全てラセミ体であり、光学活性体について
はその存在が知られていなかった。

【０００５】本発明の課題は、従来全く知られていなか
った光学活性２−クロロプロピオンアルデヒドおよびそ
の製造方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、これらの
課題解決のため鋭意努力し詳細な研究を行った。その結
果、塩化ビニル、一酸化炭素および水素とを、触媒とし
てロジウム化合物および光学活性燐化合物を用い、助触
媒として塩基を用いて反応させると、光学活性２−クロ
ロプロピオンアルデヒドが得られることを見いだし、さ
らに詳細な研究を重ねて本発明に至った。

【０００７】すなわち本発明は、新規物質である光学活
性２−クロロプロピオンアルデヒド並びにロジウム化合
物、光学活性燐化合物および塩基の存在下に塩化ビニ
ル、一酸化炭素および水素を反応させることを特徴とす
る光学活性２−クロロプロピオンアルデヒドの製造方法
である。

【０００８】尚、本発明中で言う光学活性もしくは光学
活性体とは、光学的に純粋な化合物のみならず、一方の
光学異性体が、対を成すもう一方の光学異性体よりも多
く含まれる光学異性体混合物を広く一般に指すものであ
り、本発明の光学活性２−クロロプロピオンアルデヒド
について言えば、（Ｒ）−２−クロロプロピオンアルデ
ヒド、（Ｓ）−２−クロロプロピオンアルデヒド、もし
くは両者の混合物のうち一方が他方よりも多く含まれる
ものを指す。

【０００９】本発明について以下に詳細に説明する。

【００１０】本発明の方法では、光学活性燐化合物の存
在が必須である。光学活性燐化合物の中でも、化学構造
式（１）もしくは化学構造式（２）〔化２〕

【００１１】

【化２】（式中、Ｐは燐原子であり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＲ
⁴はそれぞれアルキル基、アリール基、シクロアルキル
基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シクロアルコキ
シ基もしくはヒドロキシル基を示し、Ｒ⁵は２つの燐原
子をアルキル基、アリール基、ビアリール基、シクロア
ルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ビアリー
ルオキシ基もしくはシクロアルコキシ基で架橋した構造
を示す）で表される化合物の中から選ばれた一種以上の
光学活性燐化合物が好ましく用いられる。

【００１２】これらの光学活性燐化合物は具体的には次
のように例示される。すなわち、化学構造式（１）で表
される光学活性燐化合物としては、１，２−ビス（ジフ
ェニルホスフィノ）プロパン、２，３−ビス（ジフェニ
ルホスフィノ）ブタン、２，４−ビス（ジフェニルホス
フィノ）ペンタン、４，５−ビス（ジフェニルホスフィ
ノメチル）−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラ
ン、４，５−ビス（ジベンゾホスホリルメチル）−２，
２−ジメチル−１，３−ジオキソラン、１，２−ビス
（ジフェニルホスフィノメチル）シクロヘキサン、１−
ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル−４−ジフェニルホスフ
ィノ−２−ジフェニルホスフィノメチルピロリジン、１
−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル−４−ジシクロヘキシ
ルホスフィノ−２−ジフェニルホスフィノメチルピロリ
ジン、２，２’−ビス（ジフェニルホスフィノ）−１，
１’−ビナフチルなどの化合物の光学活性体が挙げられ
る。また、化学構造式（２）で表される光学活性燐化合
物としては、１，２−ビス（ジフェニルホスフィニル）
プロパン、２，３−ビス（ジフェニルホスフィニル）ブ
タン、２，４−ビス（ジフェニルホスフィニル）ペンタ
ン、４，５−ビス（ジフェニルホスフィニルメチル）−
２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン、１，２−ビ
ス（ジフェニルホスフィニルメチル）シクロヘキサン、
１−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル−４−ジフェニルホ
スフィニル−２−ジフェニルホスフィニルメチルピロリ
ジン、１−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル−４−ジシク
ロヘキシルホスフィニル−２−ジフェニルホスフィニル
メチルピロリジン、２，２’−ビス（ジフェニルホスフ
ィニル）−１，１’−ビナフチルなどの化合物の光学活
性体が挙げられる。

【００１３】本発明の方法に用いられるロジウム化合物
としては、ロジウムのハロゲン化物、酸化物、鉱酸塩、
有機酸塩またはロジウム錯化合物等がある。これらの例
としては、三塩化ロジウム、酸化ロジウム、硝酸ロジウ
ム、硫酸ロジウム、酢酸ロジウム、トリスアセチルアセ
トナートロジウム、ジカルボニルアセチルアセトナート
ロジウム、ドデカカルボニルテトラロジウム、ヘキサデ
カカルボニルヘキサロジウム、ジクロロビス（１，５−
シクロオクタジエン）ジロジウム、ヒドリドカルボニル
トリス（トリフェニルホスフィン）ロジウムなどが挙げ
られる。

【００１４】また、本発明の方法において好ましく用い
られる前述の光学活性燐化合物とロジウム化合物として
は、両者が錯化合物を形成したものも更に好ましく用い
られる。これらの例としては、例えば、化学構造式
（３）〔化３〕、（４）〔化４〕および（５）〔化５〕

【００１５】

【化３】

【００１６】

【化４】

【００１７】

【化５】に示した光学活性な錯化合物などが挙げられる。

【００１８】本発明の方法では、触媒としてのロジウム
化合物および光学活性燐化合物のほかに、助触媒として
の塩基の存在が必須である。ここに述べる塩基とは、窒
素、燐、ひ素などの周期律表第１５族元素を含有するル
イス塩基、またはカルボン酸塩を意味する。これらの塩
基の不存在下では、ロジウム化合物はこの反応に対し全
く触媒作用を示さない。これらの塩基の中でも、ピリジ
ン化合物、キノリン化合物、イミダゾール化合物および
トリアゾール化合物などの含窒素化合物、または芳香族
カルボン酸塩類の中から選ばれた一種以上の塩基が好ま
しい。

【００１９】これらの塩基は具体的には次のように例示
される。すなわち、ピリジン化合物としては、化学構造
式（６）〔化６〕

【００２０】

【化６】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴およびＲ⁵は、それぞ
れ、水素、アルキル基、アリール基、シクロアルキル
基、ハロゲン、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリー
ルオキシ基、シクロアルコキシ基、カルボキシル基もし
くはアセチル基を示す）で表される化合物があり、これ
らの例としては、ピリジン、ピコリン、エチルピリジ
ン、ルチジン、α−コリジン、フェニルピリジン、シク
ロヘキシルピリジン、ベンジルピリジン、クロロピリジ
ン、３−ピリジノール、メトキシピリジン、フェノキシ
ピリジン、ニコチン酸、ピコリン酸、イソニコチン酸、
アセチルピリジンがあり、このほか、ビピリジルもピリ
ジン化合物の一例として挙げられる。

【００２１】また、キノリン化合物の例としては、キノ
リンのほかに２−メチルキノリン、４−メチルキノリ
ン、ジメチルキノリン、２−エチルキノリン、フェニル
キノリン、クロロキノリン、８−キノリノール、メトキ
シキノリン、２−キノリンカルボン酸や４−キノリンカ
ルボン酸などがある。

【００２２】一方、イミダゾール化合物としては、化学
構造式（７）〔化７〕

【００２３】

【化７】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴は、それぞれ、水
素、アルキル基、アリール基もしくはシクロアルキル基
を示し、また、Ｒ³およびＲ⁴がイミダゾール環の４、
５位の炭素を含む環を形成する縮環イミダゾールを形成
していても良い）で示される化合物があり、これらの例
としては、イミダゾール、Ｎ−メチルイミダゾール、Ｎ
−エチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−
エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダ
ゾール、２−ウンデシルイミダゾール、Ｎ−ベンジル−
２−メチルイミダゾール、２，４，５−トリフェニルイ
ミダゾール、ベンゾイミダゾール、２−メチルベンゾイ
ミダゾール、２−フェニルベンゾイミダゾールなどが挙
げられる。

【００２４】また、トリアゾール化合物の例としては、
１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、１Ｈ−１，２，４−
トリアゾール、ベンゾトリアゾール、５−メチルベンゾ
トリアゾールなどが挙げられる。

【００２５】さらに、芳香族カルボン酸塩類の例として
は、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、フタル酸
ナトリウム、フタル酸カリウム、フタル酸ジナトリウ
ム、フタル酸ジカリウムなどが挙げられる。

【００２６】また、上記の塩基として、前記化学構造式
（１）に示した光学活性燐化合物の中から選ばれた一種
以上の化合物も好ましく用いられる。

【００２７】本発明の方法は、特に溶媒を用いなくとも
実施できるが、溶媒の存在下でも行われる。この場合の
溶媒としては、通常、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、
オクタン、デカン、ドデカンなどの飽和炭化水素であ
り、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水
素であり、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、
パラクロロトルエンなどのハロゲン化炭化水素であり、
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、
ペンタノール、オクタノールなどのアルコール類であ
り、酢酸ブチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル類
であり、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメ
チルエーテル、ジグライム、テトラグライムなどのエー
テル類であり、アセトン、メチルイソブチルケトンなど
のケトン類であり、プロピオンアルデヒド、ブチルアル
デヒドなどのアルデヒド類であり、無水酢酸などの酸無
水物であり、アセトニトリル、プロピオニトリルなどの
ニトリル類であり、Ｎ−メチルピロリドンなどのアミド
類であり、ジメチルイミダゾリジノン、テトラメチル尿
素などの尿素類であり、エチレンカーボネート、プロピ
レンカーボネートなどの炭酸エステル類などが使用され
る。

【００２８】本発明の方法は、水の存在下でも実施する
ことができる。水の不存在下でも、反応はかなりの成績
で進行するが、水の存在は、この反応成績を更に向上さ
せ、単にロジウム化合物、光学活性燐化合物および塩基
を組み合わせただけでは到達し得ない反応成績をもたら
す。反応時に存在させる水の量については、特に制限は
ないが、極端に少量の場合には、その効果は小さくな
る。通常、水の量は、原料として反応器へ供給する塩化
ビニルに対して、重量比で０．０００１以上であれば良
い。また、用いる水の量の上限についても特に制限はな
いが、反応器の容積当たりの目的生成物の生産性を考慮
すると、原料として反応器へ供給する塩化ビニルに対し
て、重量比で１０００以下が適している。特に、効果が
顕著である０．００１〜１００の範囲が好ましい。この
水の供給は液状で良いが、場合によっては水蒸気の形
で、反応器に供給するガス類などに共存させたまま供給
することや、反応に使用する溶媒に溶解させて供給して
も良い。

【００２９】本発明の方法では、前記ロジウム化合物
は、原料の塩化ビニル１モルに対しロジウム原子とし
て、１０−４〜１０８ミリグラム原子、好ましくは０．
１〜５０ミリグラム原子の範囲に相当する量で使用され
る。また、本発明の方法で使用される前記光学活性燐化
合物は、ロジウム１グラム原子に対し０．１〜５０モ
ル、好ましくは０．５〜２０モルの範囲で使用される。
また、本発明の方法で使用される前記塩基は、ロジウム
１グラム原子に対し０．１〜５００モル、好ましくは
０．５〜１００モルの範囲で使用される。

【００３０】本発明の方法は、通常、反応温度−２０〜
１００℃、好ましくは０〜５０℃の範囲で行われる。１
００℃以上の高温では、反応生成物である光学活性２−
クロロプロピオンアルデヒドのラセミ化および分解が著
しくなり、反応には適当でない。また、−２０℃以下の
低温では、触媒活性が低くなるため、生産性を考慮する
と適当でない。また、反応圧力は１０〜２００ｋｇ／ｃ
ｍ２ゲージ、好ましくは３０〜１５０ｋｇ／ｃｍ２ゲー
ジの範囲で行われる。また原料の一酸化炭素と水素の混
合モル比は、通常、０．０５〜２０の範囲であり、好ま
しくは０．１〜１０の範囲である。一酸化炭素および水
素は、前記の組成比で両成分を含有する混合ガスであれ
ば良く、水成ガスや、水成ガスにメタン、窒素などの反
応に不活性なガス、または二酸化炭素などが含有された
ものが用いられる。もう一方の原料である塩化ビニル
は、ガス状、液状、もしくは反応に使用される溶媒に溶
解した状態で使用される。

【００３１】本発明の方法は、回分法、半回分法、連続
法のいずれの方法によっても実施できる。例えば、回分
法の場合には、触媒、および必要に応じて水および溶媒
を仕込んだオートクレーブに塩化ビニルをガス、液、も
しくは溶液状で加え、これに一酸化炭素および水素を含
有するガスを所定の圧力まで導入し、所定の温度にする
ことにより反応は進行する。また、連続法の場合には、
触媒、塩化ビニル、および必要に応じて水および溶媒よ
り成る液と一酸化炭素および水素を含有するガスとを耐
圧の反応器の一方より連続的に導入し、他方より反応生
成物、触媒、未反応塩化ビニル、および必要に応じて水
および溶媒より成る液と未反応の一酸化炭素および水素
とを連続的に抜き出すことにより反応が行われる。塩化
ビニルは、原料の一酸化炭素および水素を含有する混合
ガスとともにガス状で反応容器に導入することも可能で
ある。また、連続法の一つの変法として、触媒および必
要に応じて溶媒を反応器に仕込んでおき、反応器の下方
から原料の塩化ビニル、一酸化炭素、水素および必要に
応じて水を連続的に導入し、上方から未反応の塩化ビニ
ル、一酸化炭素、水素、反応生成物および必要に応じて
水を連続的に抜き出す方法も用いることができる。

【００３２】本発明の光学活性２−クロロプロピオンア
ルデヒドの光学純度は、旋光計を用いて測定できるが、
光学活性２−クロロプロピオンアルデヒドを光学活性２
−クロロプロピオン酸アニリドに変換し、光学活性カラ
ムを用いた液体クロマトグラフィーで測定することもで
きる。

【００３３】

【実施例】以下、実施例により本発明の方法を更に具体
的に説明する。実施例１撹拌装置を備えた内容積７０ｍｌのステンレス製オート
クレーブの内部を窒素ガスで置換した後、（（Ｒ）−
２，２’−ビス（ジフェニルホスフィノ）−１，１’−
ビナフチル）（１，５−シクロオクタジエン）ロジウム
パークロレート１８７ｍｇ（ロジウム０．２ミリグラ
ム原子）と、フタル酸ジナトリウム１０５ｍｇ（０．５
ミリモル）を含むフタル酸ジナトリウムの水溶液１０ｍ
ｌを入れ、これに塩化ビニル２．０ｇ（３２ミリモル）
を含む塩化ビニルのトルエン溶液１０ｍｌを加えた。こ
のオートクレーブに、一酸化炭素と水素のモル比が１：
２の混合ガスを室温で圧力が５０ｋｇ／ｃｍ²ゲージに
なるまで圧入した後、４０℃まで昇温し、１５０分間反
応させた。オートクレーブを室温まで冷却してから未反
応の原料混合ガスをガスサンプリング袋に捕集した後、
オートクレーブを開け、触媒、溶媒、水および反応生成
物を含む反応混合液を取り出した。ガスおよび液をガス
クロマトグラフィーで分析した結果、２−クロロプロピ
オンアルデヒドの生成量は１．０ミリモルであった。生
成した２−クロロプロピオンアルデヒドを２−クロロプ
ロピオン酸アニリドに変換し、光学活性カラム（ダイセ
ル化学工業株式会社製ＣＨＩＲＡＬＣＥＬ−ＯＢ）を
用いた液体クロマトグラフィーで分析した結果、２−ク
ロロプロピオンアルデヒドの光学純度は１２％（１２％
ｅ．ｅ．）で、（Ｓ）−体過剰であった。実施例２撹拌装置を備えた内容積７０ｍｌのステンレス製オート
クレーブの内部を窒素ガスで置換した後、クロロカルボ
ニル（（４Ｒ，５Ｒ）−４，５−ビス（ジフェニルホス
フィノメチル）−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソ
ラン）ロジウム１３３ｍｇ（ロジウム０．２ミリグラム
原子）、（４Ｒ，５Ｒ）−４，５−ビス（ジフェニルホ
スフィノメチル）−２，２−ジメチル−１，３−ジオキ
ソラン１００ｍｇ（０．２ミリモル）、およびフタル酸
ジナトリウム１０５ｍｇ（０．５ミリモル）を含むフタ
ル酸ジナトリウムの水溶液１０ｍｌを入れ、これに塩化
ビニル２．０ｇ（３２ミリモル）を含む塩化ビニルのト
ルエン溶液１０ｍｌを加えた。このオートクレーブに、
一酸化炭素と水素のモル比が１：７の混合ガスを室温で
圧力が８０ｋｇ／ｃｍ²ゲージになるまで圧入した後、
１０℃で３００分間反応させた。実施例１と同様の後処
理をした後、分析をした結果、２−クロロプロピオンア
ルデヒドの生成量は０．５ミリモル、光学純度は２９％
（２９％ｅ．ｅ．）で、（Ｓ）−体過剰であった。実施例３撹拌装置を備えた内容積７０ｍｌのステンレス製オート
クレーブの内部を窒素ガスで置換した後、クロロカルボ
ニル（（４Ｓ，５Ｓ）−４，５−ビス（ジベンゾホスホ
リルメチル）−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラ
ン）ロジウム６６ｍｇ（ロジウム０．１ミリグラム原
子）、（４Ｓ，５Ｓ）−４，５−ビス（ジベンゾホスホ
リルメチル）−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラ
ン４９ｍｇ（０．１ミリモル）、およびフタル酸ジナト
リウム１０５ｍｇ（０．５ミリモル）を含むフタル酸ジ
ナトリウムの水溶液１０ｍｌを入れ、これに塩化ビニル
１．０ｇ（１６ミリモル）を含む塩化ビニルのトルエン
溶液１０ｍｌを加えた。このオートクレーブに、一酸化
炭素と水素のモル比が１：７の混合ガスを室温で圧力が
８０ｋｇ／ｃｍ²ゲージになるまで圧入した後、３０℃
で２４０分間反応させた。

【００３４】実施例１と同様の後処理をした後、分析を
した結果、２−クロロプロピオンアルデヒドの生成量は
１．１ミリモル、光学純度は４０％（４０％ｅ．ｅ．）
で、（Ｓ）−体過剰であった〔図１〕。

【００３５】

【発明の効果】本発明の方法により、工業的に入手しや
すい塩化ビニル、一酸化炭素および水素から一段階で触
媒的に光学活性な２−クロロプロピオンアルデヒドが製
造できる。本発明は、種々の光学活性な農医薬へ容易に
変換でき、産業上非常に有益な、光学活性２−クロロプ
ロピオンアルデヒドおよびその製造方法を提供するもの
である。

【図面の簡単な説明】

実施例３で生成した２−クロロプロピオンアルデヒドに
ついて、光学活性カラムを用いた液体クロマトグラフィ
ーによって光学純度分析を行った結果が図１である。

【図１】光学活性カラムを用いた液体クロマトグラ
フィーによる光学純度分析図

【符号の説明】

イ（Ｒ）−体ロ（Ｓ）−体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学活性２−クロロプロピオンアルデヒ
ド。
【請求項２】ロジウム化合物、光学活性燐化合物およ
び塩基の存在下に、塩化ビニル、一酸化炭素および水素
を反応させることを特徴とする光学活性２−クロロプロ
ピオンアルデヒドの製造方法。
【請求項３】光学活性燐化合物が化学構造式（１）も
しくは化学構造式（２）〔化１〕【化１】（式中、Ｐは燐原子であり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＲ
⁴はそれぞれアルキル基、アリール基、シクロアルキル
基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シクロアルコキ
シ基もしくはヒドロキシル基を示し、Ｒ⁵は２つの燐原
子をアルキル基、アリール基、ビアリール基、シクロア
ルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ビアリー
ルオキシ基もしくはシクロアルコキシ基で架橋した構造
を示す）で表される光学活性燐化合物である特許請求の
範囲第２項記載の方法。
【請求項４】水の存在下に行う特許請求の範囲第２項
または第３項記載の方法。