(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エステル化合物とアルコール化合物とのエステル交換反応を硝酸ランタンとホスフィン化合物との存在下で行うことにより、エステル生成物を得る、エステル製造方法。
【請求項２】
前記エステル化合物は、炭酸エステル又はカルボン酸エステルである、
請求項１に記載のエステル製造方法。
【請求項３】
硝酸ランタンとホスフィン化合物と炭酸エステルとを混合し加熱したあと炭酸エステルを蒸発させることにより触媒を調製し、カルボン酸エステルとアルコール化合物とのエステル交換反応を前記触媒の存在下で行うことにより、エステル生成物を得る、エステル製造方法。
【請求項４】
前記触媒は、アルキルカーボネートを対イオンとするホスホニウム塩又は該ホスホニウム塩を含むランタン複合塩である、請求項３に記載のエステル製造方法。
【請求項５】
前記硝酸ランタンは、硝酸ランタン六水和物又は硝酸ランタンｘ水和物である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエステル製造方法。
【請求項６】
副生するアルコールを反応系外へ除去しながら前記エステル交換反応を実施する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のエステル製造方法。
【請求項７】
前記硝酸ランタンと前記ホスフィン化合物とを、Ｌａ原子１に対しＰ原子１．８〜２．２となるように用いる、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のエステル製造方法。
【請求項８】
前記アルコール化合物は、第３級アルコールであり、
前記ホスフィン化合物は、トリアルキルホスフィン（３つのアルキルは同じでも異なっていてもよい第１級アルキルである）、トリシクロアルキルホスフィン（３つのシクロアルキルは同じであっても異なっていてもよい）、ビスジアリールホスフィノアルカン（４つのアリールは同じでも異なっていてもよい）、トリアリールホスフィン（３つのアリールは同じでも異なっていてもよい）、２’−ビス（ジアリールホスフィノ）−１，１’−ビナフチル（４つのアリールは同じでも異なっていてもよい）及びこれらの誘導体として、アルキル、シクロアルキル及びアリールにつき、少なくとも１つの水素原子がニトロ基、シアノ基及びアルコキシ基の少なくとも１種で置換された化合物からなる群より選ばれた１種である、
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエステル製造方法。
【請求項９】
エステル化合物とアルコール化合物とのエステル交換反応をオニウム塩の存在下で行うことによりエステル生成物を得るエステル製造方法であって、
前記オニウム塩として、アルキルカーボネートを対イオンとするホスホニウム塩又はアンモニウム塩を用い、硝酸ランタンの存在下で行う、
エステル製造方法。
【請求項１０】
前記オニウム塩は、下記式（１）で示される化合物である、
請求項９に記載のエステル製造方法。
［Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｚ］+［ＯＣＯ2Ｒ5］- …（１）
（Ｒ1〜Ｒ4 は同じであっても異なっていてもよく、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、Ｚはリン原子又は窒素原子であり、Ｒ5はアルキル基である）
【請求項１１】
前記エステル交換反応を、単離した前記オニウム塩と硝酸ランタンの存在下で行う、請求項９又は１０に記載のエステル製造方法。
【請求項１２】
前記エステル化合物は、炭酸エステル、カルボン酸エステル又はカルバミン酸エステルである、
請求項９〜１１のいずれか１項に記載のエステル製造方法。
【請求項１３】
前記エステル化合物は、α−炭素が不斉炭素の光学活性カルボン酸エステルである、
請求項９〜１１のいずれか１項に記載のエステル製造方法。
【請求項１４】
副生するアルコールを反応系外へ除去しながら前記エステル交換反応を実施する、
請求項９〜１２のいずれか１項に記載のエステル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エステル製造方法に関し、特にエステル交換反応を用いたカルボン酸エステルや炭酸エステルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エステル化合物は、天然物として広く存在し、また、各種材料、食品、化粧品添加物等に広く利用されている。こうしたエステル化合物を製造する方法すなわちエステル製造方法としては、エステル交換反応が知られている。例えば、特許文献１には、安息香酸メチルとシクロヘキサノールとを用いるエステル交換反応を、Ｌａ（Ｏｉ-Ｐｒ）3とジエチレングリコールモノメチルエーテルとの存在下で行ったところ、８０％を超える高い収率で安息香酸シクロヘキシルを得た例が記載されている。また、Ｓｎ化合物やＨｆ化合物、Ｚｎ化合物、Ｔｉ化合物などの存在下でエステル交換反応を行うことによりエステル化合物を得る方法も種々報告されている（非特許文献１〜５）。更に、炭酸ジアルキルと脂肪族アルコールとを第４級アンモニウム塩の存在下にエステル交換させる方法も報告されている（特許文献２）。第４級アンモニウム塩の対イオンとしては、ハロゲンイオン、硝酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、チオアセテートイオンが例示されている。更にまた、ペンタフルオロフェニルアンモニウムトリフラートやトリフェニルホスホニウムトリフラートなどのスルホン酸の有機オニウム塩を触媒として、油脂類とアルコール類とのエステル交換反応を行い、脂肪酸エステルを製造する方法も報告されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４７８７３
【特許文献２】特開２００７−２３８５２２
【特許文献３】ＷＯ２００８／１４９６６１
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】J. Org. Chem., vol.56, p5307(1991)
【非特許文献２】Science vol.290, p1140(2000)
【非特許文献３】Tetrahedron Lett., vol.39, p4223(1998)
【非特許文献４】Chem. Lett., p246(1995)
【非特許文献５】J. Am. Chem. Soc., vol.130, p2944(2008)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で使用されるＬａ（Ｏｉ-Ｐｒ）3は価格が高いという問題があった。また、非特許文献１〜５には、使用する化合物の毒性がＬａ化合物に比べて高いうえ、第３級アルコールには適用できないという問題があった。更に、特許文献２には、炭酸ジメチルとエタノールとトリオクチルアンモニウムクロライドとをモル比１：１で反応させることにより炭酸エチルメチルを得ているが、反応後の炭酸エステルの組成中には炭酸ジメチルが４０〜６５モル％も残っており、アンモニウム塩の触媒活性が十分でないという問題があった。更にまた、特許文献３は、出発原料が油脂類に限られるため、汎用性に欠けるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、安価で低毒性の無機化合物を用いたエステル交換反応によりエステル化合物を製造することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明者らは、硝酸ランタン六水和物とトリ−ｎ−オクチルホスフィンとを触媒量用いて、炭酸エステルと種々のアルコールとのエステル交換反応を行ったところ、高収率で反応生成物が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った
【０００８】
即ち、本発明の第１のエステル製造方法は、エステル化合物とアルコール化合物とのエステル交換反応を硝酸ランタンとホスフィン化合物との存在下で行うことにより、エステル生成物を得るものである。
【０００９】
本発明の第２のエステル製造方法は、エステル化合物とアルコール化合物とのエステル交換反応をオニウム塩の存在下で行うことによりエステル生成物を得るエステル製造方法であって、前記オニウム塩として、アルキルカーボネートを対イオンとするホスホニウム塩又はアンモニウム塩を用いるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１のエステル製造方法によれば、安価で低毒性の無機化合物である硝酸ランタンを用いたエステル交換反応によりエステル生成物を製造することができる。具体的には、硝酸ランタンとホスフィン化合物との混合物をエステル交換反応の触媒として用いる。触媒は、当初、単離同定していなかったため、硝酸ランタンのＬａ原子にホスフィン化合物のＰ原子が配位していると予測していたが、その後、鋭意研究した結果、対イオンがアルキルカーボネートであるホスホニウム塩が系内に生成し、このホスホニウム塩が触媒となっているか、あるいはこのホスホニウム塩を含むランタン複合塩が触媒となっている可能性が高いことがわかった。
【００１１】
なお、硝酸ランタンは、ＬＤ50の値が４５００ｍｇ／ｋｇであり、この値は塩化ハフニウムの１／２、塩化ジルコニウムの１／３、ジブチルスズオキシドの１／１００という低毒性である。また、硝酸ランタンは、１ｋｇ入りの試薬で５万円程度であり、塩化ハフニウムや塩化ジルコニウムの数十分の１程度、ランタントリイソプロポキシドの百分の１以下という低価格である。
【００１２】
本発明の第２のエステル製造方法によれば、容易に入手可能なオニウム塩を触媒として、種々のエステル化合物と種々のアルコール化合物とのエステル交換反応によりエステル生成物を製造することができる。触媒として使用するオニウム塩は、例えば、炭酸エステルとトリアルキルホスフィンとの反応や炭酸エステルとトリアルキルアミンとの反応により容易に合成することができる。このエステル交換反応は、硝酸ランタンを共存させずに行ってもよいが、硝酸ランタンの共存下に行ってもよい。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第１のエステル製造方法は、エステル化合物とアルコール化合物とのエステル交換反応を硝酸ランタンとホスフィン化合物との存在下で行うことにより、エステル生成物を得るものである。
【００１４】
本発明の第１のエステル製造方法において、エステル交換反応に用いるエステル化合物としては、例えばカルボン酸エステルや炭酸エステルが挙げられる。カルボン酸エステルとしては、芳香族カルボン酸エステル、ヘテロ環カルボン酸エステル、脂環式カルボン酸エステル、脂肪酸エステル、α，β−不飽和カルボン酸エステル、ケトエステルなどが挙げられる。芳香族カルボン酸エステルとしては、安息香酸エステルやその誘導体（例えば安息香酸エステルのベンゼン環上の少なくとも１つの水素原子がニトロ基、シアノ基、アルコキシ基などで置換された化合物）などが挙げられ、ヘテロ環カルボン酸エステルとしては、ニコチン酸エステルやピロールカルボン酸エステルなどが挙げられ、脂環式カルボン酸エステルとしては、シクロヘキサンカルボン酸エステルやシクロペンタンカルボン酸エステルなどが挙げられ、脂肪酸エステルとしては、酢酸エステル、プロピオン酸エステルなどが挙げられ、α，β−不飽和カルボン酸エステルとしては、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルなどが挙げられ、ケトエステルとしては、アセト酢酸エステルなどが挙げられる。また、炭酸エステルとしては、炭酸ジメチルや炭酸ジエチルなどが挙げられる。
【００１５】
本発明の第１のエステル製造方法において、エステル交換反応に用いるアルコール化合物は、第１級アルコール、第２級アルコール、第３級アルコールのいずれであっても用いることができる。第１級アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、アリルアルコール、ベンジルアルコールなどが挙げられる。第２級アルコールとしては、例えばイソプロパノール、ｓｅｃ−ブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノールなどが挙げられる。第３級アルコールとしては、例えば１−エチニル−１−シクロプロパノール、１−アダマンタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｔ−アミルアルコールなどが挙げられる。
【００１６】
本発明の第１のエステル製造方法において、硝酸ランタンは、硝酸ランタン６水和物（Ｌａ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ）や硝酸ランタンｘ水和物（Ｌａ（ＮＯ3）3・ｘＨ2Ｏ）などの市販品を用いることができる。市販の硝酸ランタンｘ水和物におけるｘは通常３〜５であるが、保存状態により０〜１０までの整数値をとりうる。
【００１７】
本発明の第１のエステル製造方法において、ホスフィン化合物は、特に限定するものではないが、例えば、トリアルキルホスフィン、トリシクロアルキルホスフィン、ビスジアリールホスフィノアルカン、トリアリールホスフィン、２’−ビス（ジアリールホスフィノ）−１，１’−ビナフチル及びそれらの誘導体などが挙げられる。トリアルキルホスフィンは、３つのアルキルが同じであっても異なっていてもよく、例えばトリ−ｎ−ブチルホスフィン、トリ−ｔ−ブチルホスフィン、トリ−ｎ−オクチルホスフィンなどが挙げられる。トリシクロアルキルホスフィンは、３つのシクロアルキルが同じであっても異なっていてもよく、例えばトリシクロヘキシルホスフィンなどが挙げられる。ビスジアリールホスフィノアルカンは、４つのアリールが同じであっても異なっていてもよく、例えばビスジフェニルホスフィノエタン、ビスジフェニルホスフィノプロパン、ビスジフェニルホスフィノブタンなどが挙げられる。トリアリールホスフィンは、３つのアリールが同じであっても異なっていてもよく、例えばトリフェニルホスフィンなどが挙げられる。２’−ビス（ジアリールホスフィノ）−１，１’−ビナフチルは、４つのアリールが同じであっても異なっていてもよく、例えば２’−ビス（ジフェニルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル（ＢＩＮＡＰ）などが挙げられる。これらの誘導体としては、例えばアルキル、シクロアルキル及びアリールにつき、少なくとも１つの水素原子がニトロ基、シアノ基、アルコキシ基などで置換された化合物などが挙げられる。
【００１８】
こうしたホスフィン化合物としてトリアルキルホスフィンを用いる場合、エステル交換反応に用いるアルコールが第１級アルコールや第２級アルコールであれば、トリ−ｔ−ブチルホスフィンやトリシクロヘキシルホスフィンなどのような嵩高いホスフィン化合物であっても良好に反応が進行する。しかし、エステル交換反応に用いるアルコールが第３級アルコールの場合には、こうした嵩高いホスフィン化合物では反応性が低くなることがあるため好ましくなく、トリアルキルホスフィンのアルキルが第１級アルキルのものを用いることが好ましい。その場合、第１級アルキルは炭素数が６以上であることがより好ましい。
【００１９】
硝酸ランタンの使用量は、反応基質に対して触媒量用いれば足りる。具体的には、反応基質に対して０．１〜２０ｍｏｌ％使用するのが好ましく、１〜１０ｍｏｌ％使用するのがより好ましい。また、ホスフィン化合物の使用量は、ホスフィン化合物中のＰ原子が硝酸ランタンのＬａ原子に対して１〜３倍モルとなる量が好ましいが、１．８〜２．２倍モルとなる量がより好ましい。例えば、ホスフィン化合物としてトリアルキルホスフィンやトリアリールホスフィンを用いる場合には、硝酸ランタンに対してホスフィン化合物を１．８〜２．２倍モル使用し、ホスフィン化合物としてビスジアリールホスフィノアルカンやＢＩＮＡＰを用いる場合には、硝酸ランタンに対してホスフィン化合物を０．９〜１．１倍モル使用するのが好ましい。
【００２０】
本発明の第１のエステル製造方法において、反応溶媒は、特に限定されるものではないが、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒、ニトリル系溶媒又はエーテル系溶媒を用いることが好ましい。炭化水素系溶媒としては、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエンなどが挙げられる。ハロゲン化炭化水素系溶媒としては、例えば塩化メチレンやクロロホルム、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタンなどが挙げられる。ニトリル系溶媒としては、例えばアセトニトリルやプロピオニトリルなどが挙げられる。エーテル系溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）や１，４−ジオキサン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテルなどが挙げられる。なお、エステル交換反応に用いるエステル化合物を溶媒としても用いてもよい。例えば、エステル化合物として炭酸ジメチルを用いる場合には、炭酸ジメチルを溶媒として用いてもよい。
【００２１】
本発明の第１のエステル製造方法において、エステル交換反応に用いるエステル化合物としてカルボン酸エステルを用いる場合には、前もって硝酸ランタンとホスフィン化合物と炭酸エステルとを混合し加熱したあと炭酸エステルを蒸発させたものを触媒として使用するのが好ましい。なお、加熱温度は、触媒が調製できる温度であればいいが、通常５０℃〜１３０℃であり、８０℃〜１２０℃で行うことが好ましく、９０℃〜１１０℃がより好ましい。また、還流温度としてもよい。炭酸エステルの蒸発は常圧、減圧下又は真空下で行うことが好ましい。このような前処理を施すことにより、カルボン酸エステルとアルコール化合物とのエステル交換反応が再現性よく高収率で進行する。ここで生成した触媒は、アルキルカーボネートを対イオンとするホスホニウム塩又はそのホスホニウム塩を含むランタン複合塩である。こうしたホスホニウム塩としては、後述する式（１）の化合物（但し、Ｚはリン原子）が好ましい。
【００２２】
本発明の第１のエステル製造方法において、反応温度は、特に限定されるものではないが、還流温度とすることが好ましい。温度範囲は、触媒が調製できる温度であればいいが、通常４０℃〜１５０℃であり、６０℃〜１４０℃で行うことが好ましく、７０℃〜１３０℃がより好ましい。また、反応時間は、反応基質が消失するか反応の進行が止まるまでの時間とすればよいが、通常は数時間〜数１０時間の範囲で設定する。通常０．１時間〜５０時間であり、０．５時間〜２４時間で行うことが好ましく、１時間〜１２時間がより好ましい。
【００２３】
本発明の第１のエステル製造方法において、エステル交換反応によって系内に副生するアルコール（元のエステル化合物のカルボニル炭素に結合していたアルコキシが脱離して生成するアルコール）を除去しながらエステル交換反応を行うことが好ましい。例えば、副生するアルコールがメタノールやエタノールの場合、常圧又は減圧下、蒸留にて留去するか、系内にモレキュラーシーブス５Ａ（ＭＳ５Ａ）を入れておくか、還流器にＭＳ５Ａを入れておくのが好ましい。
【００２４】
本発明の第２のエステル製造方法は、エステル化合物とアルコール化合物とのエステル交換反応をオニウム塩の存在下で行うことによりエステル生成物を得るエステル製造方法であって、前記オニウム塩として、アルキルカーボネートを対イオンとするホスホニウム塩又はアンモニウム塩を用いるものである。
【００２５】
本発明の第２のエステル製造方法において、エステル交換反応に用いるエステル化合物としては、例えばカルボン酸エステルや炭酸エステル、カルバミン酸エステルが挙げられる。カルボン酸エステルとしては、芳香族カルボン酸エステル、ヘテロ環カルボン酸エステル、脂環式カルボン酸エステル、脂肪酸エステル、α，β−不飽和カルボン酸エステル、ケトエステルなどが挙げられる。芳香族カルボン酸エステルとしては、安息香酸エステルやその誘導体（例えば安息香酸エステルのベンゼン環上の少なくとも１つの水素原子がニトロ基、シアノ基、アルコキシ基などで置換された化合物）などが挙げられ、ヘテロ環カルボン酸エステルとしては、ニコチン酸エステルやピロールカルボン酸エステルなどが挙げられ、脂環式カルボン酸エステルとしては、シクロヘキサンカルボン酸エステルやシクロペンタンカルボン酸エステルなどが挙げられ、脂肪酸エステルとしては、酢酸エステル、プロピオン酸エステルなどが挙げられ、α，β−不飽和カルボン酸エステルとしては、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルなどが挙げられ、ケトエステルとしては、アセト酢酸エステルなどが挙げられる。炭酸エステルとしては、炭酸ジメチルや炭酸ジエチルなどが挙げられる。カルバミン酸エステルとしては、Ｎ−フェニルカルバミン酸メチルやＮ−フェニルカルバミン酸エチルなどが挙げられる。
【００２６】
本発明の第２のエステル製造方法において、エステル交換反応に用いるアルコール化合物は、第１級アルコール、第２級アルコール、第３級アルコールのいずれであっても用いることができる。第１級アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、アリルアルコール、ベンジルアルコールなどが挙げられる。第２級アルコールとしては、例えばイソプロパノール、ｓｅｃ−ブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノールなどが挙げられる。第３級アルコールとしては、例えば１−エチニル−１−シクロプロパノール、１−アダマンタノール、ｔｅｒｔ−ブタノールなどが挙げられる。なお、第１級〜第３級アルコールのいずれを用いるかは、使用するエステル化合物に応じて適宜決定するのが好ましい。
【００２７】
本発明の第２のエステル製造方法において、オニウム塩は、ホスホニウム塩又はアンモニウム塩である。こうしたオニウム塩を式で表すと、例えば下記式（１）で表される。
［Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｚ］+［ＯＣＯ2Ｒ5］-  …（１）
（Ｒ1〜Ｒ4 は同じであっても異なっていてもよく、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、Ｚはリン原子又は窒素原子であり、Ｒ5はアルキル基である）
【００２８】
ここで、アルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基及びそれらの構造異性体などの炭素数１〜２０の分岐を有していてもよいアルキル基が挙げられる。シクロアルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基などの炭素数３〜７のシクロアルキル基が挙げられる。アリール基としては、特に限定するものではないが、フェニル基、ナフチル基及びそれらの少なくとも１つの水素原子が置換基で置換されたものなどが挙げられる。置換基としては、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、ペルフルオロアルキル基、アルコキシ基などが挙げられる。アルキル基、シクロアルキル基としては既に例示したものが挙げられ、ペルフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基やペンタフルオロエチル基などが挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ基やエトキシ基などが挙げられる。
【００２９】
式（１）において、Ｒ1〜Ｒ4 はすべてアルキル基（すべて同じでもよいし異なっていてもよい）であってもよいし、すべてシクロアルキル基（すべて同じでもよいし異なっていてもよい）であってもよいし、すべてアリール基（すべて同じでもよいし異なっていてもよい）であってもよいし、アルキル基とシクロアルキル基とが混在していてもよいし、アルキル基とアリール基とが混在していてもよいし、シクロアルキル基とアリール基とが混在していてもよいし、アルキル基とシクロアルキル基とアリール基とが混在していてもよい。Ｒ1〜Ｒ4 の中にアルキル基が２以上含まれる場合には、それらは同じであっても異なっていてもよく、Ｒ1〜Ｒ4 の中にシクロアルキル基が２以上含まれる場合には、それらは同じであっても異なっていてもよく、Ｒ1〜Ｒ4 の中にアリール基が２以上含まれる場合には、それらは同じであっても異なっていてもよい。式（１）において、Ｒ4とＲ5 は同じアルキル基であることが好ましい。この場合、Ｒ1Ｒ2Ｒ3ＺとＯ＝Ｃ（ＯＲ4）2とを反応させることにより［Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｚ］+［ＯＣＯ2Ｒ4］-  を容易に得ることができる。この場合、Ｒ1〜Ｒ3はすべて同じアルキル基であることが好ましい。
【００３０】
本発明の第２のエステル製造方法において、硝酸ランタンを更に添加してもよい。単離したオニウム塩にランタンを添加することが活性向上に最も好ましい。例えば、ホスホニウム塩を用いる場合、硝酸ランタンを添加すると、添加しない場合に比べてエステル生成物の収率が向上する傾向がみられる。一方、アンモニウム塩を用いる場合、硝酸ランタンを添加すると、添加しない場合に比べて、エステル生成物の収率が向上することがある。また、α−炭素が不斉炭素の光学活性カルボン酸エステルとアルコール化合物とのエステル交換反応では、オニウム塩と共に硝酸ランタンを存在させると、光学活性のエステル生成物が得られる。
【００３１】
オニウム塩の使用量は、反応基質に対して触媒量用いれば足りる。具体的には、反応基質に対して通常は０．０１〜５０ｍｏｌ％であり、０．１〜２０ｍｏｌ％が好ましく、１〜１０ｍｏｌ％がより好ましい。また、硝酸ランタンを添加する場合、その添加量は、オニウム塩中のＰ原子又はＮ原子が硝酸ランタンのＬａ原子に対して通常は０．１〜１０倍モルであり、１〜５倍モルが好ましく、１．８〜２．２倍モルがより好ましい。
【００３２】
本発明の第２のエステル製造方法において、反応溶媒は、特に限定されるものではないが、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒、ニトリル系溶媒又はエーテル系溶媒を用いることが好ましい。炭化水素系溶媒としては、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。ハロゲン化炭化水素系溶媒としては、例えば塩化メチレンやクロロホルム、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタンなどが挙げられる。ニトリル系溶媒としては、例えばアセトニトリルやプロピオニトリルなどが挙げられる。エーテル系溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）や１，４−ジオキサン、ジメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル、ジエチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテルなどが挙げられる。なお、エステル交換反応に用いるエステル化合物を溶媒としても用いてもよい。例えば、エステル化合物として炭酸ジメチルを用いる場合には、炭酸ジメチルを溶媒として用いてもよい。
【００３３】
本発明の第２のエステル製造方法において、反応温度は、特に限定されるものではないが、通常４０℃〜１５０℃であり、６０℃〜１４０℃で行うことが好ましく、７０℃〜１３０℃がより好ましい。また、還流温度としてもよい。反応時間は、反応基質が消失するか反応の進行が止まるまでの時間とすればよいが、通常は数時間〜数１０時間の範囲で設定する。通常０．１時間〜５０時間であり、０．５時間〜２４時間で行うことが好ましく、１時間〜１２時間がより好ましい。
【００３４】
本発明の第２のエステル製造方法において、エステル交換反応によって系内に副生するアルコール（元のエステル化合物のカルボニル炭素に結合していたアルコキシが脱離して生成するアルコール）を除去しながらエステル交換反応を行うことが好ましい。例えば、副生するアルコールがメタノールやエタノールの場合、常圧又は減圧下、蒸留にて留去するか、系内にモレキュラーシーブス５Ａ（ＭＳ５Ａ）を入れておくか、還流器にＭＳ５Ａを入れておくのが好ましい。
【実施例】
【００３５】
Ａ．炭酸エステルとアルコールとのエステル交換反応
［実施例１］
脱脂綿と２．０ｇの乾燥済みのペレット状モレキュラーシーブス５Ａ（ＭＳ５Ａ）を入れたソックスレー還流器に、硝酸ランタン六水和物（Ｌａ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ，１７．３ｍｇ，０．０４ｍｍｏｌ  と、トリ−ｎ−オクチルホスフィン（９０％  ｐｕｒｉｔｙ，４０μＬ，０．０８ｍｍｏｌ）と、蒸留して脱水処理した炭酸ジメチル（８ｍＬ）を入れ、室温で１〜２分撹拌した。次いで、混合液に第１級アルコールであるベンジルアルコール（４．０ｍｍｏｌ）を加え、直ちに反応器を加熱還流条件（バス温１１０℃）まで加熱した。適宜ＴＬＣで反応の進行状態を確認しながら還流を続け、１時間後、反応終了をＴＬＣで確認した。その後、反応混合物を室温まで冷却し、少量の水（０．３〜０．５ｍＬ）を添加して、室温で５分撹拌し、反応を停止した。反応混合物を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、ろ液を濃縮した。この際、炭酸ジメチルはロータリーエバポレーターにて容易に回収できた（回収率７５〜８５％）。濃縮物からシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ｎ−ヘキサン：酢酸エチル）にて生成物（エステル化合物）を単離した。生成物の収率は＞９９％であった。
【００３６】
［比較例１］
表１に示すように、硝酸ランタン六水和物の代わりにランタントリイソプロポキシド、トリ−ｎ−オクチルホスフィンの代わりにジエチレングリコールモノメチルエーテルを用いた以外は、実施例１と同様にして反応を行ったところ、生成物の収率は＞９９％であった。
【００３７】
［実施例２〜４、比較例２〜４］
表１に示すように、実施例２及び比較例２ではアルコール化合物として第２級アルコールであるシクロヘキサノール、実施例３及び比較例３ではアルコール化合物として第３級アルコールである１−アダマンタノール、実施例４及び比較例４ではアルコール化合物として第３級アルコールである１−エチニル−１−シクロヘキサノールを用いた以外は、実施例１及び比較例１と同様にして生成物を得た。但し、実施例３，４及び比較例３，４では、ランタン化合物及びリガンドの使用量を増量すると共に、反応時間も長くした。それらの結果を実施例１及び比較例１の結果も含めて表１に示す。
【００３８】
【表１】
0005804472.tif 000002
【００３９】
表１から、実施例１〜４、比較例１〜４のいずれにおいても、炭酸エステルとアルコール化合物とを用いたエステル交換反応による生成物を非常に高い収率で得られることがわかる。ここで、実施例１〜４で用いた硝酸ランタン六水和物の価格は、比較例１〜４で用いたランタントリイソプロポキシドの百分の１以下にすぎない。このため、同じ生成物を同程度の収率で得る場合、実施例１〜４の方が比較例１〜４に比べて格段に低い価格で済む。なお、実施例１〜４の生成物のスペクトルデータは以下の通り。
【００４０】
・実施例１の生成物（ベンジルメチルカーボネート）
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.79 (s, 3H), 5.16 (s, 2H), 7.30-7.42 (m, 5H).  13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 54.8, 69.5, 128.2 (2C), 128.4, 128.5 (2C), 135.1.  IR (neat) 2958, 1750, 1442, 1269, 948 cm-1.  HRMS (ESI+) calcd for C9H10NaO3 [M+Na]+ 189.0528, found 189.0529.
【００４１】
・実施例２の生成物（シクロヘキシルメチルカーボネート）
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.18-1.60 (m, 6H), 1.75 (m, 2H), 1.91 (m, 2H), 3.76 (s, 3H), 4.61 (m, 1H).  13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 23.5 (2C), 25.1, 31.5 (2C), 54.4, 76.7, 155.2.  IR (neat) 2940, 2861, 1746, 1444, 1276, 1258 cm-1.
【００４２】
・実施例３の生成物（１−アダマンチルメチルカーボネート）
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.66 (s, 6H), 2.11 (s, 6H), 2.19 (s, 3H), 3.70 (s, 3H).  13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 30.8 (3C), 35.9 (3C), 40.9 (3C), 53.7, 81.7, 153.5.  IR (KBr) 2911, 1744, 1445, 1311, 1254, 1045 cm-1.  HRMS (FAB+) calcd for C12H19O3 [M+H]+ 211.1334, found 211.1335.
・実施例４の生成物（１−エチニルシクロヘキシルメチルカーボネート）
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.33 (m, 1H), 1.53 (m, 1H), 1.66 (m, 4H), 1.87 (m, 2H), 2.17 (m, 2H), 2.64 (s, 1H), 3.78 (s, 3H).  13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 22.4 (2C), 24.8, 36.7 (2C), 54.2, 74.7, 77.3, 92.9, 153.3.  IR (neat) 3287, 2938, 2862, 1754, 1442, 1274, 1246, 1018 cm-1.  HRMS (FAB+) calcd for C10H14NaO3 [M+Na]+ 205.0841, found 205.0845.
【００４３】
［実施例５］
実施例２の炭酸ジメチルの代わりに炭酸ジエチルを用いた以外は、実施例２と同様にして反応を行った（下記式参照）。そうしたところ、収率９８％で生成物が得られた。
【００４４】
【化１】
0005804472.tif 000003
【００４５】
［実施例６〜１３、比較例５］
実施例６〜１３では、実施例２のトリ−ｎ−オクチルホスフィンの代わりに、表２に示すホスフィン化合物を用いた以外は、実施例２と同様にして炭酸ジメチルと第２級アルコールであるシクロヘキサノールとのエステル交換反応を行った。また、比較例５では、ホスフィン化合物を用いなかった以外は、実施例２と同様にして反応を行った。但し、実施例１０〜１２では、シクロヘキサノールに対してホスフィン化合物を１ｍｏｌ％使用した。また、実施例１３では、シクロヘキサノールに対して硝酸ランタン六水和物を３ｍｏｌ％、（Ｒ）−ＢＩＮＡＰを６ｍｏｌ％使用し、比較例５では、シクロヘキサノールに対して硝酸ランタン六水和物を３ｍｏｌ％使用した。それらの結果を表２に示す。
【００４６】
【表２】
0005804472.tif 000004
【００４７】
表２から、炭酸ジメチルと第２級アルコールとのエステル交換反応では、ホスフィン化合物として、トリアルキルホスフィン（アルキルはｔ−ブチルのように嵩高くてもよい）、トリシクロアルキルホスフィン、ビスジアリールホスフィノアルカン、トリアリールホスフィン及び２’−ビス（ジアリールホスフィノ）−１，１’−ビナフチルのいずれを用いても、高収率で生成物が得られることがわかった。また、ホスフィン化合物を用いなかった比較例５では、反応性が低く、収率が１２％であった。
【００４８】
［実施例１４〜２３，比較例６〜８］
実施例１４では、表３に示すように、実施例４の反応時間を１０時間から３時間に短縮した以外は、実施例４と同様にして反応を行った。そうしたところ、生成物の収率は４４％であった。実施例１５〜２０では、表３に示すランタン化合物やホスフィン化合物を使用した例であるが、実施例１４と同じ反応時間３時間における生成物の収率を調べた。そうしたところ、実施例１４のトリ−ｎ−オクチルホスフィンの代わりにトリ−ｎ−ブチルホスフィンを用いた実施例１５では、実施例１４と同程度の反応性を示した。また、トリ−ｎ−ブチルホスフィンの使用量を９ｍｏｌ％に増やした実施例１６や、実施例１４のトリ−ｎ−オクチルホスフィンの代わりにビスジフェニルホスフィノアルカンやトリフェニルホスフィンを用いた実施例１７〜２０では、実施例１４と比べてやや収率が低下したものの良好な結果が得られた。一方、実施例１４のトリ−ｎ−オクチルホスフィンの代わりにトリエチルホスフェートを用いた比較例６、実施例１４の硝酸ランタン六水和物の代わりに塩化ランタンやランタンアセチルアセテートを用いた比較例７，８では、いずれも反応性が著しく低下した。
【００４９】
実施例１７の反応時間を３時間から３０時間に延ばした実施例２１では、生成物の収率は９３％であった。また、硝酸ランタン六水和物と（Ｒ）−ＢＩＮＡＰとを用いた実施例２２では、反応時間１２時間で生成物の収率が９７％、硝酸ランタンｘ水和物とトリ−ｎ−オクチルホスフィンとを用いた実施例２３では、反応時間１０時間で生成物の収率が８９％であった。
【００５０】
【表３】
0005804472.tif 000005
【００５１】
表３から、炭酸ジメチルと第３級アルコールとのエステル交換反応では、ホスフィン化合物として、ビスジフェニルホスフィノアルカン及び（Ｒ）−ＢＩＮＡＰのいずれを用いても、高収率で生成物が得られることがわかった。また、硝酸ランタンｘ水和物と硝酸ランタン六水和物とでは、反応性に差がないこともわかった。さらに、ホスフィン化合物として、トリアルキルホスフィンのアルキルが第１級アルキル（ｎ−オクチルやｎ−ブチル）であれば、反応時間３時間での収率から推測して、反応時間を長くすれば高収率で生成物が得られると予測される。一方、トリアルキルホスフィンのアルキルが第２級アルキルや第３級アルキルのように嵩高い場合には、反応性が低くなるため好ましくないこともわかった。
【００５２】
なお、表には示さなかったが、実施例１４のトリ−ｎ−オクチルホスフィンの代わりに第３級アルキルを持つトリ−ｔ−ブチルホスフィンや第２級アルキルを持つトリシクロヘキシルホスフィンを用いたところ、反応時間３時間の収率は実施例１４と比べて低下した。このことから、炭酸エステルと第３級アルコールとのエステル交換反応においては、硝酸ランタンと第１級アルキルを持つトリアルキルホスフィンとの組合せが好ましいことがわかった。
【００５３】
Ｂ．カルボン酸エステルとアルコールとのエステル交換反応
［実施例２４］
脱脂綿と２．０ｇの乾燥済みのペレット状モレキュラーシーブス５Ａ（ＭＳ  ５Ａ）を入れたソックスレー還流器に、硝酸ランタン六水和物（Ｌａ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ，１７．３ｍｇ，０．０４ｍｍｏｌ）と、トリ−ｎ−オクチルホスフィン（９０％  ｐｕｒｉｔｙ，４０μＬ，０．０８ｍｍｏｌ）と、蒸留して脱水処理した炭酸ジメチル（８ｍＬ）を入れ、室温で１〜２分撹拌した。得られた混合液を加熱還流条件（バス温１１０℃）で１時間加熱した。その混合液を室温まで冷却し、溶媒成分を減圧留去し、室温下５Ｔｏｒｒ以下で１時間乾燥し、触媒を調製した。同反応容器に溶媒としてｎ−ヘキサン（８ｍＬ）、カルボン酸エステルとして４−ニトロ安息香酸エステル（４．０ｍｍｏｌ）、第１級アルコールとしてベンジルアルコール（４．０ｍｍｏｌ）をこの順に加えた。直ちに反応器を加熱還流条件（バス温９０℃）まで加熱した。適宜ＴＬＣで反応の進行状態を確認しながら還流を続け、５時間後、反応終了をＴＬＣで確認した。その後、反応混合物を室温まで冷却し、少量の水（０．３〜０．５ｍＬ）を添加して、室温で５分撹拌し、反応を停止した。反応混合物を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、ろ液を濃縮した。濃縮物からシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ｎ−ヘキサン：酢酸エチル）にて生成物を単離した。収率は９９％であった。
【００５４】
［比較例９］
硝酸ランタン六水和物の代わりにランタントリイソプロポキシド、トリ−ｎ−オクチルホスフィンの代わりにジエチレングリコールモノメチルエーテルを用いた以外は、実施例２４と同様にして反応を行ったところ、生成物の収率は９８％であった。
【００５５】
［実施例２５〜３０、比較例１０〜１５］
実施例２５〜２９及び比較例１０〜１４では、カルボン酸エステルとして表４に示す化合物を使用すると共に反応時間を変更した以外は、実施例２４と同様にして生成物を得た。また、実施例３０及び比較例１５では、カルボン酸エステルとして安息香酸メチル、アルコール化合物として第２級アルコールであるシクロヘキサノールを使用すると共に反応時間を変更した以外は、実施例２４と同様にして生成物を得た。但し、実施例２６，２７，２９及び比較例１１，１２，１５では、表４に示すように、ランタン化合物及びリガンドの使用量を増量した。それらの結果を実施例２４及び比較例９の結果も含めて表４に示す。
【００５６】
【表４】
0005804472.tif 000006
【００５７】
表４から、実施例２４〜３０でも比較例９〜１５でも、カルボン酸エステルとアルコール化合物とを用いたエステル交換反応による生成物を同程度の収率で得られることがわかる。ここで、実施例２４〜３０で用いた硝酸ランタン六水和物の価格は、比較例９〜１５で用いたランタントリイソプロポキシドの百分の１以下にすぎない。このため、同じ生成物を同程度の収率で得る場合、実施例２４〜３０の方が比較例９〜１５に比べて格段に低い価格で済む。ちなみに、硝酸ランタン六水和物とトリ−ｎ−オクチルホスフィンとをエステル交換反応の反応系内に直接存在させた場合には、反応が良好に進行することもあるが進行しないこともあった。これに対して、実施例２４〜３０のように、硝酸ランタン六水和物とトリ−ｎ−オクチルホスフィンと炭酸ジメチルとを前もって混合し加熱したあと炭酸ジメチルを蒸発させることにより触媒を調製し、この触媒を反応系内に存在させた場合には、エステル交換反応が再現性よく高収率で進行した。なお、実施例２４〜３０の生成物のスペクトルデータは以下の通り。
【００５８】
・実施例２４（４−ニトロ安息香酸ベンジル）
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.40 (s, 2H), 7.33-7.50 (m, 5H), 7.73 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 8.16 (d, J = 9.0 Hz, 2H).  13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 67.6, 123.5 (2C), 128.4 (2C), 128.6, 128.7 (2C), 130.8 (2C), 135.1, 135.4, 150.5, 164.5.  IR (KBr) 1712, 1521, 1348, 1276, 1121 cm-1.  HRMS (EI+) calcd for C14H11NO4 [M]+ 257.0688, found 257.0679.
【００５９】
・実施例２５（４−シアノ安息香酸ベンジル）
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.38 (s, 2H), 7.33-7.48 (m, 5H), 7.73 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 8.16 (d, J = 8.1 Hz, 2H).  13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 67.4, 116.4, 117.9, 128.3 (2C), 128.5, 128.7 (2C), 130.1 (2C), 132.2 (2C), 133.9, 135.2, 164.7.  IR (neat) 3040, 2231, 1725, 1272, 1105 cm-1.  HRMS (EI+) calcd for C15H11NO2 [M]+ 237.0790, found 237.0800.
【００６０】
・実施例２６（４−メトキシ安息香酸ベンジル）
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.84 (s, 3H), 5.33 (s, 2H), 6.91 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.30-7.42 (m, 3H), 7.44 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 8.03 (d, J = 8.7 Hz, 2H).  13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 55.3, 66.3, 113.5 (2C), 122.4, 128.0 (2C), 128.1, 128.5 (2C), 131.6 (2C), 136.2, 163.3, 166.1.  IR (neat) 2956, 1713, 1606, 1510, 1257, 1167, 1101, 1029 cm-1.  HRMS (EI+) calcd for C15H14O3 [M]+ 242.0943, found 242.0949.
【００６１】
・実施例２７（ニコチン酸ベンジル）
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.40 (s, 2H), 7.36-7.58 (m, 6H), 8.33 (dt, J = 5.1, 2.1 Hz, 1H), 8.78 (dd, J = 5.1, 1.8 Hz, 1H), 9.26-9.27 (m, 1H).
【００６２】
・実施例２８（アセト酢酸ベンジル）
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 2.24 (s, 3H), 3.49 (s, 2H), 5.17 (s, 2H), 7.30-7.42 (m, 5H).  13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 30.1, 49.9, 67.1, 128.3 (2C), 128.4, 128.5 (2C), 135.1, 166.9, 200.3.  IR (neat) 3034, 1743, 1409, 1316, 1149 cm-1.  HRMS (EI+) calcd for C11H12O3 [M]+ 192.0786, found 192.0780.
【００６３】
・実施例２９（シクロヘキサンカルボン酸ベンジル）
1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 1.18-1.36 (m, 2H), 1.38-1.54 (m, 2H), 1.60-1.84 (m, 4H), 1.87-2.02 (m, 2H), 2.36 (tt, J = 11.7, 3.6 Hz, 1H), 5.11 (s, 2H), 7.20-7.42 (m, 5H).
【００６４】
・実施例３０（安息香酸シクロヘキシル）
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.00-2.10 (m, 10H), 4.98-5.09 (m, 1H), 7.40-7.48 (m, 2H), 7.52-7.60 m, 1H), 8.02-8.08 (m, 2H).  13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 23.6 (2C), 25.4, 31.6 (2C), 73.0, 128.2 (2C), 129.4 (2C), 130.9, 132.6, 165.9.  IR (neat) 2937, 2858, 1716, 1451, 1315, 1277, 1111 cm-1.  HRMS (FAB+) calcd for C13H16NaO2 [M+Na]+ 227.1048, found 227.1055.
【００６５】
［参考例１］
Perosaらの報告（Chem. Eur. J., 2009, vol.15, p12273)にしたがって、メチルトリｎ−オクチルホスホニウムメチルカーボネート（［Me(n-octyl)3P］+[OCO2Me]-）を作製した。具体的には、６ｍＬの炭酸ジメチルと４．１ｇ（１１．２ｍｍｏｌ）のトリｎ−オクチルホスフィンとを６ｍＬのメタノールに入れ、オートクレーブ中で１４０℃、２０時間反応することにより、上述したホスホニウム塩を得た。ホスホニウム塩の構造は、1ＨＮＭＲ、13ＣＮＭＲ及び31ＰＮＭＲによって確認した。なお、メチルトリｎ−ブチルホスホニウムメチルカーボネートやメチルトリｎ−オクチルアンモニウムメチルカーボネートなどの他のオニウム塩もこれと同様にして作製した。
【００６６】
［参考例２］
実施例２４の前半部分にしたがって触媒を調製した。その触媒を重ＴＨＦ溶媒にて31ＰＮＭＲ測定を行った。その結果、31ＰＮＭＲ（ｄ8−ＴＨＦ）は＋３２．６０ｐｐｍであり、参考例１で得られたメチルトリｎ−オクチルホスホニウムメチルカーボネートの31ＰＮＭＲ（ｄ8−ＴＨＦ）と一致した。また、1ＨＮＭＲや質量分析（ＥＳＩ−ＭＳ）も、このホスホニウム塩と一致した。この結果、実施例２４で調製した触媒は、メチルトリｎ−オクチルホスホニウムメチルカーボネートであることが判明した（下記式参照）。
【００６７】
【化２】
0005804472.tif 000007
【００６８】
［実施例３１］
脱脂綿と１．０ｇの乾燥済みのペレット状モレキュラーシーブス５Ａ（ＭＳ  ５Ａ）を入れたソックスレー還流器に、硝酸ランタン六水和物（２６．０ｍｇ，０．０６ｍｍｏｌ）と、メチルトリｎ−オクチルホスホニウムメチルカーボネート（５５．３ｍｇ，０．１２ｍｏｌ）を入れ、ｎ−ヘキサン（４ｍＬ）を加えて室温で１〜２分撹拌した。安息香酸メチル（２．０ｍｍｏｌ，２５０μＬ）、シクロヘキサノール（２．０ｍｍｏｌ，２１１μＬ）を加え、反応器を加熱還流条件（バス温９０℃）まで加熱した。適宜ＴＬＣで反応の進行状態を確認しながら還流を続けた。１６時間経過後、反応終了をＴＬＣで確認し、反応混合物を室温まで冷却し、少量の水（約０．３ｍＬ）を添加して、室温で５分撹拌し、反応を停止した。反応混合物を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、ろ液を濃縮した。濃縮物からシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ｎ−ヘキサン：酢酸エチル）にて生成物を単離した（収率９７％，収量３９７ｍｇ）。
【００６９】
［実施例３２〜３９，比較例１６〜２０］
実施例３２〜３９，比較例１６〜２０では、実施例３１に準じて、表５に示した条件で安息香酸メチルと第２級アルコールであるシクロヘキサノールとのエステル交換反応を行った。表５から明らかなように、メチルカーボネートを対イオンとするホスホニウム塩やアンモニウム塩の存在下では、エステル交換反応による生成物が高収率で得られた（実施例３２〜３９）。また、ホスホニウム塩については、ホスホニウム塩を単独で用いた場合（実施例３７）に比べて、ホスホニウム塩を硝酸ランタンと共に用いた場合（実施例３１）の方が触媒活性が高かった。一方、アンモニウム塩については、アンモニウム塩を硝酸ランタンと共に用いた場合（実施例３５，３６）に比べて、アンモニウム塩を単独で用いた場合（実施例３８，３９）の方が触媒活性が高かった。更に、ホスホニウム塩とアンモニウム塩とを比べると、オニウム塩単独の場合には、ホスホニウム塩よりもアンモニウム塩の方が触媒活性が高かったが、硝酸ランタンを併用した場合には、アンモニウム塩よりもホスホニウム塩の方が触媒活性が高かった。なお、ハロゲンイオンやテトラフルオロボレートイオンを対イオンとするオニウム塩の存在下では、エステル交換反応はほとんど進行しなかった（比較例１６〜１９）。また、実施例３３の硝酸ランタンをランタントリフラートに代えた比較例２０では、エステル交換反応はほとんど進行しなかった。
【００７０】
【表５】
0005804472.tif 000008
【００７１】
ここで、オニウム塩単独で用いた場合に、アンモニウム塩の方が触媒活性が高かった理由について、以下に考察する。Ｎ 及びＰは同じ１５族元素で、Ｎは第２周期、Ｐは第３周期に属する。オニウム塩触媒は塩基触媒と位置づけられる。つまり、オニウム塩触媒の作用原理は、塩基作用に基づいたアルコール由来のアルコキシドの求核性の向上にあり、塩基性度が強ければ、対応するオニウムアルコキシドの求核性が高まると考えられる。オニウム塩単独で用いた場合には、アンモニウム塩のほうが活性が高いという実験結果になっているが、これには、系中でアルコキシドアニオンがオニウム塩触媒の対イオンを形成していることが深く関わっていると考えられる。アニオンの塩基性(完全にイコールではないが、求核性、反応性につながる指標)の強弱を決定づけているのは、おそらく、ＮとＰのイオン半径の違いが最も大きな要因と思われる。Ｎのイオン半径は相対的に短いので、アニオンは込み合っているＮカチオン中心に近づけない。その結果、塩基性が強くなっていると解釈できる。一方、Ｐはその逆で、Ｐのイオン半径は相対的に長いのでアニオンがＰカチオン中心に近づける分、アニオンの塩基性は下がると考えられる。以上の議論をもとにすると、アンモニウム塩アルコキシドの塩基性度はホスホニウム塩アルコキシドの塩基性度より高いことが考えられる。なお、５配位のリン化合物はホスホランと呼ばれる。ホスホニウム塩はアルコキシド存在下ではホスホランになる可能性が高い（参考文献、J. Am. Chem. Soc., 1974, vol.96,  p6208, Tetrahedron, 2005, vol.61, p12343.)。ホスホニウム塩がアンモニウム塩よりも触媒活性が低いのは、こうした化学種の生成により、触媒が失活することが一因と考えられる。一方、アンモニウム塩はホスホランに対応する５配位化合物は存在しないため、アンモニウム塩としてとどまり、触媒活性は維持されると考えられる。
【００７２】
次に、硝酸ランタン共存下でオニウム塩を用いた場合に、ホスホニウム塩の方が活性が高かった理由について、以下に考察する。硝酸ランタンを共存させると、アルコキシドがランタン上に捕捉されると考えられる。同時に、硝酸イオンはオニウムの対アニオンとなって塩が形成される。このとき、上述した理由と同じ理由で、アンモニウム塩では硝酸イオンのＮカチオン中心への配位が妨げられるが、ホスホニウム塩では硝酸イオンのＰカチオン中心への配位が可能と考えられる。硝酸イオンのオニウムへの捕捉は、アルコキシドがランタン中心に移ることを促進することに繋がり、最終的に触媒活性が向上することに繋がる。つまり、硝酸ランタン−オニウム塩複合触媒は、活性本体はランタン側にあり、酸・塩基複合触媒として機能していると考えられる。
【００７３】
［実施例４０〜４２］
実施例４０〜４２では、実施例３１に準じて、表６に示した条件で酢酸エチルと第３級アルコールである１−アダマンタノールとのエステル交換反応を行った。表６から明らかなように、メチルカーボネートを対イオンとするホスホニウム塩やアンモニウム塩の存在下では、エステル交換反応による生成物が高収率で得られた（実施例４０〜４２）。また、ここでは、アンモニウム塩を硝酸ランタンと共に用いた場合（実施例４１）の方が、アンモニウム塩を単独で用いた場合（実施例４２）に比べて触媒活性が高かった。
【００７４】
【表６】
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【００７５】
［実施例４３〜４４］
実施例４３〜４４では、実施例３１に準じて、表７に示した条件でプロピオン酸エチルと第１級アルコールである１−オクタノールとのエステル交換反応を行った。表７から明らかなように、メチルカーボネートを対イオンとするホスホニウム塩やアンモニウム塩の存在下では、エステル交換反応による生成物が高収率で得られた（実施例４３〜４４）。
【００７６】
【表７】
0005804472.tif 000010
【００７７】
［実施例４５〜４７，比較例２１］
実施例４５〜４７，比較例２１では、実施例３１に準じて、表８に示した条件で安息香酸メチルと第２級アルコールである２−オクタノールとのエステル交換反応を行った。表８から明らかなように、メチルカーボネートを対イオンとするホスホニウム塩やアンモニウム塩の存在下では、エステル交換反応による生成物が高収率で得られた（実施例４５〜４７）。これに対して、水酸化物イオンを対イオンとするアンモニウム塩の存在下では、エステル交換反応はほとんど進行しなかった（比較例２１）。
【００７８】
【表８】
0005804472.tif 000011
【００７９】
［実施例４８〜４９］
実施例４８では、表９に示した条件でＮ−フェニルカルバミン酸メチルと第３級アルコールである１−アダマンタノールとのエステル交換反応を行った。この実施例４８では、実施例２４と同様、前もって硝酸ランタンとトリｎ−オクチルホスフィンとを炭酸ジメチルと共に１時間共沸還流し、その後、室温、＜５Ｔｏｒｒ、１時間という条件で炭酸ジメチルを蒸発させて得られた触媒を使用した。実施例４９では、実施例３１に準じて、表９に示した条件でＮ−フェニルカルバミン酸メチルと第１級アルコールであるベンジルアルコールとのエステル交換反応を行った。表９から明らかなように、いずれも高収率でエステル交換反応による生成物が得られた。なお、前出の実施例３０と実施例３１とを比較すると、調製した触媒を単離せずそのまま使用した場合（実施例３０）に比べて、単離したホスホニウム塩を触媒として使用した場合（実施例３１）の方が好結果を与えている。この点を踏まえると、実施例４８において、調製した触媒をそのまま使用する代わりに単離したホスホニウム塩を触媒として使用した場合には、実施例４８に比べてエステル生成物がより高い収率で得られると予測される。
【００８０】
【表９】
0005804472.tif 000012
【００８１】
［実施例５０〜５３］
実施例５０，５１では、実施例３１に準じて、表１０に示した条件で炭酸ジメチルと第３級アルコールである１−アダマンタノールとのエステル交換反応を行った。そうしたところ、いずれも高収率でエステル生成物が得られた。実施例５２，５３では、実施例３１に準じて、表１０に示した条件で炭酸ジメチルと芳香族アルコールであるフェノールとのエステル交換反応を行った。そうしたところ、いずれも高収率でエステル生成物が得られた。なお、ここでは炭酸ジメチルを反応基質兼溶媒として使用したため、収率はアルコール化合物をベースに計算した。
【００８２】
【表１０】
0005804472.tif 000013
【００８３】
［実施例５４〜５７，比較例２２］
実施例５４〜５７では、実施例３１に準じて、表１１に示した条件で、α−炭素が不斉炭素の光学活性カルボン酸エステルである（Ｒ）−フェニルグリコール酸メチルと第１級アルコールである１−ベンジルアルコールとのエステル交換反応を行った。メチルカーボネートを対イオンとするオニウム塩（ホスホニウム塩、アンモニウム塩）と硝酸ランタンとを共存させた実施例５４，５５では、高収率、高エナンチオ選択的に（Ｒ）−エステル生成物が得られた。これに対して、メチルカーボネートを対イオンとするオニウム塩を単独で用いた実施例５６，５７では、エステル生成物が高収率で得られたが、ラセミ化してしまった。こうしたことから、アルキルカーボネートを対イオンとするオニウム塩と硝酸ランタンとの複合触媒の価値は、反応基質がエピ化しないことにもあるといえる。なお、特許文献１を参考にしてランタントリイソプロポキシドとジエチレングリコールモノメチルエーテルを用いた比較例２２では、エステル生成物が高収率で得られたが、ラセミ化してしまった。
【００８４】
【表１１】
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【００８５】
［実施例５８〜６１］
実施例５８〜６１では、α−炭素が不斉炭素の光学活性カルボン酸エステルに対して、アルコール化合物を２当量、硝酸ランタン六水和物を３ｍｏｌ％、メチルトリｎ−オクチルホスホニウムメチルカーボネートを６ｍｏｌ％使用し、表１２に示す条件でエステル交換反応を行った。そうしたところ、いずれも高収率、高エナンチオ選択的に光学活性エステル生成物が得られた。なお、実施例５８〜６１の硝酸ランタン六水和物とメチルトリｎ−オクチルホスホニウムメチルカーボネートの代わりに、メチルトリドデシルアンモニウムメチルカーボネートを単独で３ｍｏｌ％用いたところ、エステル生成物は高収率で得られたが、ラセミ化してしまった。
【００８６】
【表１２】
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【００８７】
［実施例６２〜６４］
実施例６２〜６４では、表１３に示すように、重合しやすいエステル化合物であるメタクリル酸メチルとアルコール化合物とのエステル交換反応を行った。実施例６２では、実施例２４と同様、前もって硝酸ランタンとトリｎ−オクチルホスフィンとを炭酸ジメチルと共に１時間共沸還流し、その後、室温、＜５Ｔｏｒｒ、１時間という条件で炭酸ジメチルを蒸発させて得られた触媒を使用した。実施例６３，６４では、メチルトリドデシルアンモニウムメチルカーボネートを単独で使用した。そうしたところ、いずれも高収率でエステル生成物が得られた。なお、実施例６２において、調製した触媒をそのまま使用する代わりに単離したホスホニウム塩を触媒として使用した場合には、実施例６２に比べてエステル生成物がより高い収率で得られると予測される。また、表１３には示さなかったが、触媒としてｔｅｒｔ−ブトキシカリウムを用いたところ、種々の副生成物が生成してしまった。
【００８８】
【表１３】
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【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、薬品化学産業に利用可能であり、例えば各種材料や医薬品、農薬、化粧品、食品などに用いられるエステル化合物を製造する際に利用することができる。また、エステル化合物の1種である炭酸エステルは、モノアルコールの保護基や１，２−ジオールの保護基（この場合、環状炭酸エステルとなる）として利用することもできる。特に、炭酸エステルとカルボン酸エステルとの保護及び脱保護の過程の反応差を活用して、特定のアルコールを選択的に合成することに応用できる。