JPS6094941A - フエノール基含有カルボン酸のエステル化法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 脂肪族又は芳香族カルボン酸のそのエステルへの選択的
アルキル化は同一分子中でアルコール性ヒドロキシ基か
存在しても大抵問題なく成功するのに、この反応は同一
分子中に７エノール性ヒドロキシ基を含有するカルボン
酸の場合注文の多い工業的課題を意味する。比較可能な
順位に在るカルボキシル−及びフェノール官能の酸性度
−又はカルボキシレート及びフェノレートの核性−のた
めに、カルボン酸のエステル化と同時にフェノール性基
のエーテル化も部分的にかなりの範囲で生ずる。これに
特にできるだけ完全なエステル化を達成するためにいわ
ゆる「強い」アルキル化剤例えばジアルキルスルフェー
ト、トリアルキルオキソニウム塩、ジアン゛アルカン、
アルキル−及びアリールスルホン酸エステル又はアルキ
ルハロゲン化物を銀イオンの存在下で使用する場合そう
である。

一層穏かなアルキル化条件の適用例えばカルボン酸を当
該アルコールと触媒量の鉱酸又は芳香族スルホン酸又は
イオン交換体樹脂の存在下反応させる場合なるほどフェ
ノール性基か不変のま＼であるのに、併しエステル化反
応は公知の通り平衡反応率までのみ至る。反応の完全な
経過は生ずる反応水により妨げられる。

反応水を例えば共沸蒸留により又は連行剤を用いてエス
テル化混合物から除去する、通常選択された打開策は、
工業的に最も興味のある低沸点のアルコールメタノール
、エタノール、ｎ−プロパノール及びイングロバノール
の場合大抵の場合後に立たない。別の複雑化は水をでき
るだけ完全に除去する試験の際副反応として７エノール
エーテル形成か再び明かに生ずることにより生ずる、そ
の上この条件下しばしば追加的にフェノール基含有カル
ボン酸の重縮合か起ζす、これは望ましくない高分子副
生成物に導く。

この様な、不完全に又は副生成物の生成下進むエステル
１じ混合物の裂取後処理は次の理由から困難であると判
明した、 １、　末反応酸を除去するための慣用のアルカリ抽出は
同時に存在するフェノール基のために使えない。

２、各水性後処理は、三官能及び両極性化合物としての
出発−及び目的生成物はしばしば乳化液の生成を促進す
ることにより阻害される。

媒体のアルカリ性ｐＨ−値に於て追加的に容易に生成エ
ステルの逆けん化が生ずる。

６、　蒸留、分別後処理は多くの場合に主−及び副生成
物の狭過ぎて共に在る沸点のために及びフェノール基含
有カルボン酸エステルの比較的に大きい温度感受性のた
めに問題にならない。

現在の技術水準によりフェノール基を含有するカルボン
酸のエステル化反応の際の記載せる問題を、酸と夫々の
アルコールとの反応を穏かな反応条件下多段階で実施す
ることにより避けることを試みる。この場合最後の段階
で反応率を完全にするためにアルコールを大抵の場合無
水形態で使用する。併しこの方法は複雑化し、時間及び
エネルギー的に経費かかかりそして工業的規模で実施す
る場合追加的にアルコール−無水化装置の運転を必要と
する。

それ故前記の説明から、フェノール基含有カルボン酸を
一段階反応でその低級アルキルエステルに変え得る条件
を見出すことが工業的課題として明かになる。この場合
反応は、上記副生成物の生成が著しく避けられそしてこ
れにより後からの後処理−及び精製操作を省き得る様に
完全にそして選択的に行われるべきである。

本発明によりこの課題は、フェノール基含有カルボン酸
及び触媒の溶液又は懸濁液に水と混合し得ない溶剤中で
過剰の水含有Ｃ０１−０３）−アルコールを沸とう加熱
下連続的に配量しそして同時に水分離器を介して三元混
合物浴剤／アルコール／水を留出し、その際 （ａ）分散速度を、受器中で水性下部相か分離する様に
選択しそして （ｂ）アルコールの含水率を、これか反応の時点には０
．１％の下限及び１％の上限（反応容器の内容物に対し
）を超えない様に量則することにより解決される。

それ数設定された課題の解決一本発明の対象としての−
は次の二手段の組み合せに在る。

１、　少量の水の連続的添加−これにより激烈な反応条
件下多段階ずる副反応例えば遊離フェノール基のエーテ
ル化及びフェノール基含有カルボン酸の重縮合か驚くほ
ど避けられる−１ ２、　反応の際遊離せる水の急速な連続的除去−これは
限りなく水と混合可能なそして可溶化作用性な（０１−
０３）−アルコールの存在下、反応混合物中の一定のア
ルコール濃度か超過されず（例えば溶剤としてキシレン
を使用スる場合エタノールに関して約１５重量％）、そ
の結果受器中で循環水か下相として分離しそして反応容
器中の水の還流が避けられることが配慮される場合のみ
成功する−０これを達成する最も簡単な方法は、アルコ
ールをエステル化反応によるその消費量に応じて連続的
に後配鰍することによって、部分的流れ作業の適用にあ
る。早過ぎる配量又は低く過ぎる反応速度によりひき起
こされて反応混合物中でアルコール濃度が高くなる場合
水導出に必要な水分離器中での二相の形成が妨げられる
ので水を反応容器に逆流する。それ故反応は望ましい意
味でも早や進まない。

この手段の組み合わせにより反応容器中で常に僅かな定
常の水濃度が保持され、該濃度は、なる程望ましくない
副反応が生じ得ないが、併し主反応として所望のエステ
ル化が実−除土さしつかえなく進み得ることを生ぜしめ
る。

本発明による方法に特有なのは比較的高い反応温度であ
り、該温度は、アルコール成分も水も反応混合物中で一
層高い濃度で存在しないことにより可能にさせられる。

高温は、反応をエステル化で一般に通常であるより著し
く急速に進むことに責任がある。１−２時間の反応時間
は多くの場合十分である。収率は理論値の９０％以上、
しばしばそれどころか９５％以上である。

反応器中での定常の水濃度の保持に必要な水１ｆｌＡ常
エステル１じに使用されるアルコールド混合して配量さ
れる。最適なアルコール−水−比率は種々な出発物質及
び溶剤に関して簡単な予試験により確かめることかでき
る。この場合アルコールの含水率は広範囲に変えられる
（約６−２５％）ｅそれ散文、例えば水性溶液からの後
処理により得られるアルコールを使用することかできる
。本方法の別の利益は無水アルコールの使用は必要でな
いことにある。

本発明による方法の場合エステル化生成物は一般に優れ
た純度で得られる。２％以下の遊離酸の残余含有率及び
１％以下の７エノールエーテルによる不純化は規則正し
く達成される。

エステル化反応は又殊に有利に連続的に実施することが
できる。この場合反応器中の滞留時間は大抵の場合１時
間以下である。

それ故記載の方法はフェノール基含有カルボン酸エステ
ルを製造するための簡単な、急速な及び経済的な方法で
ある。選択的反応操作に基いて得られる粗生成物は多く
の場合更に精製することなしに更に使用できる。

本発明による方法の出発物質としては、芳香族分子部分
かオルト−、メター又ハバラー位ヒドロキシ基を含有す
る下記式Ｉのカルボン酸が考慮される。

上記式中又は単化学結合又は直鎖又は枝分れ脂肪族飽和
又は単又は二手飽和基（好ましくは１−４個のＣ−原子
を有する）−これは直接又は酸素−又は流黄原子を介し
て核に結合している□を示す。

若干の慣用のフェノール基含有カルボン酸の例は次の通
りである： ２−１６−又に４−ヒドロキシ−安息香酸２−１３−又
Ｕ４−ヒドロキシーフェニル酢酸２−１５−又Ｆ１Ａ−
ヒドロキシーフェニル酪酸２−（２−ヒドロキシ−フェ
ノキシ）−プロヒフｆン酸２−＜５−ヒドロキシ−フェ
ノキシ）−プロピオン酸２−（４−ヒドロキシ−フェノ
キシ）−プロピオン酸３−　（４−ヒドロキシ−フェノ
キシ）−プロピオン酸２−（４−ヒドロキシ−フェノキ
シ）−ｉＭ２４−（４−ヒドロキシーフグノキシ）−酪
２２−１３−又は４−ヒドロキシけい皮酸分子の脂肪族
部分か掌性センターを含有する限り、存在する全ての立
体異性体又はその混合物は同様に本発明によるエステル
化反応に、ラセミ化に至ることなしに、付することがで
きることが自明である、 使用されるべき、水と混合し！ない不活性溶剤の工業的
に重要な例としては次のものが挙げられる：好ましくｉ
８０乃至１４５ｃの沸点を有する芳香族体例えばベンゼ
ン、トルエン、キシレン（又工業用異性体混合物として
）、そのほかに塩素化芳香族体例えばクロルベンゼンハ
ロゲン化炭化水素例えばクロロホルム及びトリクロルエ
チレン及び（Ｏｓ−Ｏａ）−パラフィン又はその混合物
、 触媒としては難揮発性鉱酸例えば硫−又は燐酸か好まし
い。又硫酸エステル化芳香族体（例えばトルエンスルホ
ン酸）又は酸性イオン交換体樹脂を使用することができ
る。揮発性酸例えば塩化水素−これは原理上同様に触媒
として使用できる−は実際的条件下しばしば反応水と共
に排出されそしてこれによって限られた有効性のみを有
する。

ｉｉ　サした、フェノール基含有カルボン酸ジエステル
は極数有機化学に於ける遊離フェノール基を有する二官
能化合物として広い興味を与る。これはその上に薬学化
学、植物保護化学、染料化学、繊維材料助剤、乳化剤及
び別の表面活性物質の範囲に於て重要な前−１中間−及
び最終生成物である。

以下に詳細な説明のために若干の例を対応する比較例と
共に記載し、これがらは新規なエステル化法の長所が明
かになる。

例　１ ４−ヒドロキシ−フェニル酢酸７．６を及びキシレン５
０−からなる混合物に還流冷却器及び水分離器を備えた
フラスコ中で濃硫酸０．５−を加えそして攪拌下１２０
Ｃに加熱する。８０分以内にキシレン３ｏ−１ｎ−グロ
バノール５２？及′び水５．２？からなる混合物を滴加
しそして同時に水分離器を介して還流上櫛とうせる溶液
から留出物７４２を取り去杭この溶剤混合物から水性下
相１．７１力λ分離する。添カＵ終了後反応混合物のガ
スクロ７トグラフイー分析は次の値を示す（溶剤成分な
しに） ４−ヒ）”Ｏキシ−７ｚニル酢Ｍ−ｎ−プロピルエ：”
チル９Ｚ８５Ｘ４−ｎ−７’ロビル万キシ−フェニル酢
ｆｆ−ｎ・−プロピルエステル　０．４％４−ヒトａキ
ン−フェニル酢２　１％ 後処理のために反応混合物を水又は稀釈水性炭酸水素ナ
トリウム溶液で洗浄しそして有機溶剤を減圧上蒸発させ
る。エステルの収率は実際止金ての場合理論値の９０−
９５％以上である。

生成物は更に精製することなく多方面に使用できる。

比較例　１ 例１の場合と同一の条件下４−ヒドロキシ−フェニル酢
９７．６　ｆ　ｆ　ｎ　’−フロパノールでエステル化
する。例１と異なりこの試験では水を添加しない。この
場合留出物として溶剤混合物６７　ｆ　ｄ：得られ、こ
れからは水性下相Ｑ、８ｆが分離する。ガスクロ７トグ
ラフイー分析（溶剤分なし）はキシレン／ｎ−グロパノ
ール添加（Ｄ終了後反応混合物に就で次の値を示す：４
−ヒドロキシーフェニル酢酸−プロピルエステル　８９
．６Ｘ４−ｎ−プロピルオキシ−フェニル酢２−ｎ−プ
ロピルエステル　１．５％４−ヒドロキシ−フェニル酢
酸　１％ 例　２ ４−ヒドロキシ−安息香酸２７．２　ｆ　ヲキシレン２
．００　ｒｎｔ中で懸濁しそして濃硫酸２ｒｎｔを加え
る。混合物を１２５Ｃに加熱しそして引き続いて９０分
以内に９０％水性エタノールを全部で４３２配量する。

同時に水分離器を介して溶剤混合物４０グを留出する、
反応温度は一時的に約１２００低下する。更に還流沸と
うさせて温度の１２３Ｃへの徐々な再上昇が達成される
。

１４時間後カスクロ７トグラフイー分析を実施する、次
の値か認められる（溶剤分なしに）：４−ヒドロキシ−
安息香酸−エチルエステル　９６．２％４−ヒドロキシ
−安息香酸　２．３％ ４−エトキン−安息香酸−エチルエステルか検出されな
かった反応混合物の後処理は慣用法により行うことがで
きる、収率は理論値の９０％である。

例　３ 還流冷却器及び水分離器を備えた攪拌式フラスコ中でキ
シレン５０ｍｔ中に２−（４−ヒ）−。

キシ−フェノキシ）−プロピオンｕ１９゜１ｆを含む懸
濁液を仕込む。濃硫酸０．５　ｍｌの添加後混合物を１
２５０に加熱しそして次にこの温度で５０分間水性エタ
ノール（含水率９重量％）４４、　Ｏｆを滴加する。こ
の時間中留出せる浴剤混合物を水分離器を介して排出す
る。留出物（キシレン／エタノール−水−混合？！Ｉ）
が全部で６７ｆ得られ、これからｄ２．Ｑｆの水性下相
が分離する、反応フラスコ中で液体量を一定に保つなめ
に、反応の間で更にキシレン−２５−を後配量する。粗
生成物の蒸留可能分のガスクロマトグラフィー分析（溶
剤なし）は次の値を与える： ２−（４−ヒドロキシ−フェノキン）−プロピオン酸−
エチルエステル９２．１８％ ２−（４−エトキン−フェノキシ）−フ゛ロヒ万ン酸−
エチルエステル１．７９％ ２−（４−ヒドロキシ−フェノキシ）−プロピ万ン［１
，５７％比較例　３ 例５の場合と類似の条件下２−（４−ヒドロキシ−フェ
ノキシ）−フロピオン酸９．１ｆｉキシレン５（ｌｄ中
で濃硫酸α５−の存在下無水エタノール４０．　Ｏｆの
添加によりエステルイヒする。

再び容積補正のためにキシレン２５−を後配量する。こ
の試験に於て５０分間溶剤留出物６０ｔが得られ、これ
からは水性下相１．４ｔう；分離する。

粗生成物の蒸留可能分のガスクロマトグラフィー分析溶
剤なしに）： ２４４−ヒドロキシ−フェノキシ〕−プロピ万ン酸−エ
チルエステル９１．９５Ｘ ２−（４−エトキシ−フェノキシ）−フロピオン酸−エ
チルエステル４゜５６％ ２−（４−ヒドロキシ−フェノキク）−フロピオン酸＜
０．１％粗生成物溶液の後処理は両試験に於て同様に公
知方法により行われ、キシレン溶液を水又は水中炭酸水
素ナトリウムの稀釈溶液と振とうして硫酸を除いた後有
機溶剤を減圧下の留出により取り除く。エステル化生成
物の収率は理論値の９５％である。

例　４ バッチ法−最適な条件（例３に於ける如き装置）。

キシレン５〇−中２−（４−ヒドロキシ−フェノキシ）
−プロピオン酸９．１ｆの懸濁液を濃硫酸０，５−の添
加後１２０Ｃに加熱する。装置上で取付けた水分離器を
前述の試験によりキシレ加する、反応時間的１０分径清
澄浴液が生ずる。

留出する溶剤留出物を水分離器を介して反応フラスコに
逆流する。水分離器中で反応時間中水性下相４，４２が
分離し、これは再び反応器に戻されない、エタノール添
加終了後の蒸留可能分のガスクロ７トグラフイー分析は
次の値を与える（溶剤分なしに）： ２−（４−ヒドロキシ−フェノキシ）−フロピオン酸−
エチルエステル９６．５１％ ２−（４−ヒドロキシーフェノキンンークロビ万ン酸−
エチルエステル０．４８％ ２−（４−ヒドロキシ−フェノキシ）−フロピオン酸　
［１４５％硫酸の洗出・及び溶剤の蒸発の後の単離原料
の収率は１００％以上であり、確かめられたエステル含
有率を考慮して連続試験で理論値の９５乃至９８％の収
率の；明かとなる。

例　５ 連続的方法。

還流冷却器、水分離器及び流出口を備えた１を容−反応
容器に次のものを連続的に配量する：２４６ｒ／時の、
エタノール含有率８重量％を有スルキンレンーエタノー
ルー混 合物中２−（４−ヒドロキシ−フ エノキシ）−プロピオン酸の６５ 重量％約７ＤＣ温浴液。有機酸は 若干の随伴生成物を含有する工業 用原料として存在する。

２７０　ｙ／時のキシレン（工業用異性体混合物）、４
ｆ／時の９６％硫酸、 ４０ｆＩ／時の９５．８％水注ｙ、タノール。

攪拌下との混合物’ｉ１２５Ｃに加熱し、この場合強く
沸とうする。水分離器中で下相として分離する水含宥和
を連続的に排出し、上相を絶えず反応容器に逆流する。

反応器に存在する流出口をフラスコ中で約６００−の保
持か行われる様に調整する。定常の状態に調整した後に
、水分離器で４０ｆ／時の下相−その組成はエタノール
６部、水６部、キシレン１部である−を取り出すことが
できる。同時に反応器の流出口で ５２０ｆ／時の、２−（４−ヒドロキシ−フェノキシ）
−プロピ万ン酸−エチル エステル平均１９５重量％を含有 するキシレン溶液か得られ、これ は理論値の９７％の収率に相当す れ 例で選択された流量に於て滞留時間は約１時間である。

実際的に同一な結果を以て約３０分までの滞留時間が可
能である。試験過程に於て記載せる試験を４０時間に汎
って連続的に実施する。規則的な間隔で取り出しな４ｊ
ａの分析試料は特有な副生成吻に就で次の結果を得る（
夫々２−（４−ヒドロキシ−フェノキシ）−プロピオン
酸−エチルエステル１００重量部に対する重量部： ２−（４−エトキシ−フェノキシ）−フロピオン酸−エ
チルエステル−α１４：　Ｑ、！＋３：　０．１３：　
０．３１２−（４−ヒドロキシ−フェノキシ）−フロピ
オン酸−１，７３：　１．９１！：　１．３３：　１．
９Ｂ後処理は慣用法により行われる。

全ての百分率の記載は重量パーセントを意味する。

代理人　江　崎　元　好 代理人江崎光史

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．７７ノール基含有カルボン酸を（Ｃ１−ｃＳ）−ア
   ルコールによ＃）酸性触媒の存在下フェノール性ヒドロ
   キシル基の同時的エーテル化なしにエステル化する方法
   に於て、フェノール基含有カルボン酸及び触媒の浴液又
   は懸濁液に水と混合し得ない溶剤中で過剰の水含有（０
   １−Ｃ！３Ｊ−アルコールを沸とう加熱下連続的に配量
   しそして同時に水分離器を介して三元混合物溶剤／アル
   コール／水を留出し、その際 （ａ）分散速度を、受器中で水性上部相が分離する様に
   選択しそして （ｂ）アルコールの含水率を、これめ；反応の時点には
   ０．１％の下限及び、１％の上限（反応容器の内容物に
   対し）を超えない様に量０１１ｊすることを特徴とする
   上記方法。 ２、溶剤の留出により生ずる溶剤損失を反応中溶剤の添
   加により相殺する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、　溶剤として８Ｏ−１４５Ｃの沸点を有する芳香族
   炭化水素を使用する特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の方法。 ４、溶剤としてキシレンを使用する特許請求の範囲第６
   項記載の方法。