(57)【要約】【課題】  医薬品、農薬、液晶および高分子の原料として有用である、アルカンジオールを高純度、高収率で、かつ簡便な方法で製造する。  また、原料に光学活性体を用いた場合には、光学純度を低下させることなく、高光学純度でアルカンジオールを製造する。【解決手段】  アルカンジエステルを水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウム等の金属水素化物で還元した反応液を、塩化アンモニウム水溶液で後処理したのち、２−プロパノール存在下、硫酸マグネシウムで処理することによりアルカンジオールを製造する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で表されるアルカンジエステルを金属水素化物により還元し、下記一般式（ＩＩ）で表されるアルカンジオールが生成した反応液を、塩化アンモニウム水溶液で処理後、２−プロパノール存在下、硫酸マグネシウムで処理する、アルカンジオールの製造方法。
【化１】
2008273921.tif 000004
［式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は同一または異なって、置換基を有していても良いアルキル基、又は水素原子を示す。式中ｎは１〜５の整数を示す。］  
【化２】
2008273921.tif 000005
［式中Ｒ１、ｎは前記と同じ。］
【請求項２】
前記金属水素化物が水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウムである請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記アルカンジエステルおよび、前記アルカンジオールが光学活性体である請求項１または２項に記載の製造方法。
【請求項４】
前記アルカンジエステルが光学活性２−メチルコハク酸ジアルキルエステル、かつ前記アルカンジオールが光学活性２−メチル−１、４−ブタンジオールである請求項１〜３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記硫酸マグネシウム処理後、析出物をろ過除去したろ液を蒸留精製する請求項１〜４に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品、農薬、液晶および高分子の原料として有用なアルカンジオールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルカンジオールの製造法としては、光学活性２−メチルコハク酸の一価アルコールとのジエステルを銅含有の不均一触媒の存在下、２２０℃以下の温度、８０−５００ｋｇ／ｃｍ２で水素化反応させて２−メチル１，４−ブタンジオールを製造する方法（特許文献１）、ジエステルを水素存在下、同又は周期表の第７〜１０属の金属又は該金属の化合物の存在下で水素と反応させ、２−メチル−１，４−ブタンジオールを製造する方法（特許文献２）、α−ヒドロキシ酸エステル誘導体を水素化ホウ素ナトリウム化合物存在下で、プロトン性溶媒又は含水性プロトン性溶媒中で還元し、高収率で１，２−エタンジオール誘導体を製造する方法（特許文献３）が知られている。
【０００３】
しかし、上記特許文献１の方法は、高温、高圧である上に、原料の転化率が９７％であるにもかかわらず、光学純度が７２％ｅｅまで低下してしまうという問題がある。
【０００４】
特許文献２の方法では、特許文献１の方法と同様に高温、高圧の反応であり、また光学純度の高いジオールが得られるかどうかは不明である。
【０００５】
特許文献３の方法は、ヒドロキシモノエステルの還元反応であり、本件発明の対象であるアルカンジエステルが原料ではない。さらに、水素化ホウ素ナトリウムは、アルデヒド及びケトン等のカルボニル化合物ならびに酸塩化物の選択的還元剤として広く使用されているが、カルボン酸エステルに対しては還元剤として作用しにくいということが常識として知られている。当該化合物がα−ヒドロキシ酸であるが故に還元反応が進行おり、本件発明の化合物では反応は進行しない。
【特許文献１】特開昭６３−１８５９３７号公報
【特許文献２】特開平６−２１９９８１号公報
【特許文献３】ＷＯ９６／０２８４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記実情に鑑み、より高収率、高光学純度で、かつ簡便な操作でアルカンジオールを製造する方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アルカンジエステルを水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウムで還元すること、さらに酒石酸ナトリウムカリウム水溶液で後処理することで、高純度および高収率で、かつ簡便な操作でアルカンジオールを製造する方法を見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、以下のアルカンジオールの製造方法を提供するものである。
【０００９】
（１）  下記一般式（Ｉ）で表されるアルカンジエステルを金属水素化物により還元し、下記一般式（ＩＩ）で表されるアルカンジオールが生成した反応液を、塩化アンモニウム水溶液で処理後、２−プロパノール存在下、硫酸マグネシウムで処理する、アルカンジオールの製造方法。
【００１０】
【化３】
2008273921.tif 000002
［式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は同一または異なって、置換基を有していても良いアルキル基、又は水素原子を示す。式中ｎは１〜５の整数を示す。］  
【化４】
2008273921.tif 000003
［式中Ｒ１、ｎは前記と同じ。］
（２）  前記金属水素化物が水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウムである前記（１）記載の製造方法。
【００１１】
（３）  前記アルカンジエステルおよび、前記アルカンジオールが光学活性体である前記（１）または（２）に記載の製造方法。
【００１２】
（４）  前記アルカンジエステルが光学活性２−メチルコハク酸ジアルキルエステル、かつ前記アルカンジオールが光学活性２−メチル−１、４−ブタンジオールである前記（１）〜（３）に記載の製造方法。
【００１３】
（５）  前記硫酸マグネシウム処理後、析出物をろ過除去したろ液を蒸留精製する前記（１）〜（４）に記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、目的のアルカンジオールを高純度および高収率、かつ簡便な操作で得ることができる。さらに本発明によれば、不純物の混入も抑制することができる。また、原料に光学活性体を用いた場合、光学純度を低下させることなく、高光学純度でアルカンジオールを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００１６】
本発明は、アルカンジエステルを金属水素化物で還元することにし、生成したアルカン酒石酸ナトリウムカリウム水溶液で抽出して、還元剤由来の金属を固定化した後、有機溶媒によりアルカンジオールを再抽出することで、アルカンジオールを高純度、かつ高収率で工業的に簡便な方法で製造することができる。
【００１７】
本発明においては、アルカンジエステルを水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウムで還元し、生成したアルカンジオールを酒石酸ナトリウムカリウム水溶液で抽出して還元剤由来の金属を固定化した後、有機溶媒によりアルカンジオールを再抽出することで、アルカンジオールを高純度、かつ高収率で工業的に簡便な方法で製造することができる。
【００１８】
本発明において、アルカンジエステルは、例えばコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、２−メチルコハク酸、２−メチルグルタル酸、２−メチルアジピン酸、２−メチルピメリン酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステルなどが挙げられる。なお、これらアルカンジエステルはラセミ体でも光学活性体でもよい。
【００１９】
本発明における生成物のアルカンジオールは、対応するアルカンジエステルを還元することによって得ることができ、具体的には１、４−ブタンジオール、１、５−ペンタンジオール、１、６−ヘキサンジオール、１、７−ヘプタンジオール、２−メチル−１、４−ブタンジオール、２−メチル−１、５−ペンタンジオール、２−メチル−１、６−ヘキサンジオール、２−メチル−１、７−ヘプタンジオールなどが挙げられる。
【００２０】
本発明に用いられる金属水素化物としては、例えば水素化ホウ素ナトリウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素リチウム、ジイソブチルアルミニウムヒドリド、（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウムなどがあるが、この中でも、特に水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウムが好適に使用できる。
【００２１】
反応時の金属水素化物添加量は、理論当量以上であればよい。具体的には当量は、２．０〜４．０当量が好ましく、２．０〜３．０当量であることがさらに好ましい。使用量が多い場合には、反応後に未反応の還元剤が残存し、後処理において時間を要するなど、工業的には好ましくない。一方、少ない場合は反応が完結せず収率を低下させる要因になってしまう。
【００２２】
反応温度に関しては、８０℃以下が好ましいが、５０℃以下がさらに好ましい。
【００２３】
温度が高い場合は不純物が増加するとともに、反応液が着色する。
【００２４】
反応に使用する溶媒は還元剤に対して不活性であれば問題なく、トルエンなどの炭化水素系溶媒やエーテル系溶媒が好ましい。
【００２５】
本発明では、上記反応終了後、反応終了液を塩化アンモニウム水溶液で処理する。
【００２６】
本発明に用いられる塩化アンモニウム水溶液の濃度は、１０〜３０重量％が好ましく、２０〜３０重量％であることがさらに好ましい。該水溶液の濃度が高い場合は、塩化アンモニウムの溶解度以上なる。一方、濃度が低い場合には、析出する結晶が溶解してしまい、蒸留効率を下げる要因になってしまう。
【００２７】
塩化アンモニウム水溶液で処理する際の温度は、６０℃以下が好ましく、４０℃以下であることがさらに好ましい。
【００２８】
塩化アンモニウムで処理した反応液に添加する溶媒は、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノールなどのアルコール溶媒、アセトンなどが挙げられるが、析出する結晶の形状から２−プロパノールが好ましい。
【００２９】
硫酸マグネシウムを添加する際の温度は、０〜５０℃が好ましく、１０〜４０℃であることがさらに好ましい。
【００３０】
析出した結晶を、自然ろ過、加圧ろ過、吸引ろ過、遠心分離などで固液分離することで、アルカンジオールを含有した溶液を回収することができる。
【００３１】
この溶液を濃縮することで、アルカンジオールを回収することができる。
【００３２】
以上の操作により製造したアルカンジオールを蒸留精製することで、化学純度９５％以上の高品質な製品を取得することができる。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例および比較例により本発明を更に詳しく説明する。
【００３４】
〔分析条件〕
（アルカンジオールのガスクロマトグラフィーによる純度分析）
ガスクロマトグラフィー：ＧＣ−１７Ａ（島津製作所）
カラム：ＤＢ−５（Ｊ＆Ｗ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、０．３２ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｍ）
キャリアー：ヘリウム（１．８ｍｌ／ｍｉｎ／５０℃）
カラム温度：５０℃→２５０℃（１０℃／ｍｉｎ）
インジェクター：スプリット  ５０：１（２５０℃）
検出器：ＦＩＤ（２５０℃）
（アルカンジオールのＨＰＬＣによる光学純度分析）
ジクロロメタンを溶媒として、２当量以上の塩化アセチルでジアセチル化する公知の方法で、分析サンプルを合成する。
【００３５】
カラム：ＣＨＩＲＡＬＣＥＬ  ＯＤ（４．６ｍｍＩ．Ｄ．×２５０ｍｍ、ダイセル化学工業）
キャリアー：ｎ−ヘキサン：２−プロパノール＝９９．５：０．５（ｖ／ｖ）
流速：０．７ｍｌ／ｍｉｎ
カラム温度：３５℃
検出器：ＵＶ２２０ｎｍ
［実施例１］
攪拌機および温度計を付した２０００ｍｌ三口フラスコに、７０％水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウム１９８．３ｇ（０．６９ｍｏｌ）とトルエン３７５ｍｌを入れ、Ｓ−２−メチルコハク酸ジメチルエステル５０．０ｇ（０．３１ｍｏｌ）を３５〜４０℃で１時間かけて滴下した。その後、３５〜４０℃で５時間攪拌した。２−メチルコハク酸ジメチルエステルが実質的に消失したことをガスクロマトグラフィーで確認し、反応液を１０℃まで冷却し、２７％塩化アンモニウム水溶液２０２．３ｇを２０〜２５℃で１時間かけて滴下した。その後、２５℃で１時間攪拌した。さらに、２−プロパノールを７５０ｍｌ添加した後、無水硫酸マグネシウムを２５〜３０℃で５０．０ｇ添加した後、２５℃で１時間攪拌した。析出した結晶を遠心分離機で固液分離し、得られた母液を減圧濃縮してＳ−２−メチル−１，４−ブタンジオールの粗体４２．７ｇ（純度７３．６％、収率９６．７％）を得た。この粗体を蒸留精製することでＳ−２−メチル−１，４−ブタンジオールを２７．７ｇ（収率８８．５％、光学純度９９．９％ｅｅ以上）を得た。
【００３６】
［実施例２］
塩化アンモニウムの濃度を２０重量％とした以外は実施例１と同様の方法で行った。
【００３７】
固液分離、減圧濃縮後のＳ−２−メチル−１，４−ブタンジオール粗体の）収率は、９５．６％（純度７６．２％）であった。粗体の光学純度は９９．９％以上であった。
【００３８】
［比較例１］
攪拌機および温度計を付した２０００ｍｌ三口フラスコに、７０％水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウム１９８．３ｇ（０．６９ｍｏｌ）とトルエン３７５ｍｌを入れ、Ｓ−２−メチルコハク酸ジメチルエステル５０．０ｇ（０．３１ｍｏｌ）を３５〜４０℃で１時間かけて滴下した。その後、３５〜４０℃で５時間攪拌した。２−メチルコハク酸ジメチルエステルが実質的に消失したことをガスクロマトグラフィーで確認し、反応液を１０℃まで冷却し、２７％塩化アンモニウム水溶液２０２．３ｇを２０〜２５℃で１時間かけて滴下し、２５℃で１時間攪拌した。さらに、２−プロパノールを７５０ｍｌ添加して析出物を遠心分離機にて固液分離しようとしたが、粘性が高く、ろ過することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明によれば、簡便な方法でアルカンジオールを高純度および高収率で得ることができる。また、本発明によれば、光学活性体を用いた場合、高い光学純度で目的のアルカンジオールを得ることができる。得られたアルカンジオールは、医薬品、農薬、液晶および高分子の原料として幅広く用いることができる。