(57)【要約】【課題】高純度のα−オキソカルホ゛ン酸エステル及びα−オキソカルホ゛ン酸を製造する方法を提供する。【解決手段】（ｉ）１，２−シ゛オール又は（ｉｉ）１，２−シ゛オールとアルコールを出発原料として用いることによりα−オキソカルホ゛ン酸エステルを製造する方法であって、（１）酸素の存在下において、（ｉ）１，２−シ゛オール同士又は（ｉｉ）１，２−シ゛オールとアルコールとを反応させることによりα−ヒト゛ロキシカルホ゛ン酸エステルを製造する第一工程、及び（２）酸素の存在下において、α−ヒト゛ロキシカルホ゛ン酸エステルを酸化脱水素反応させることによりα−オキソカルホ゛ン酸エステルを製造する第二工程を有する方法；並びに、１，２−シ゛オールとアルコールを出発原料として用いることによりα−オキソカルホ゛ン酸を製造する方法であって、前記第二工程に次いで、（３）α−オキソカルホ゛ン酸エステルを加水分解することによりα−オキソカルホ゛ン酸を製造する第三工程を有することを特徴とする方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）１，２−ジオール又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとを出発原料として用いることによりα−オキソカルボン酸エステルを製造する方法であって、
（１）酸素の存在下において、（ｉ）１，２−ジオール同士又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとを反応させることによりα−ヒドロキシカルボン酸エステルを製造する第一工程、及び
（２）酸素の存在下において、α−ヒドロキシカルボン酸エステルを酸化脱水素反応させることによりα−オキソカルボン酸エステルを製造する第二工程
を有することを特徴とするα−オキソカルボン酸エステルの製造方法。
【請求項２】
（ｉ）１，２−ジオール又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとを出発原料として用いることによりα−オキソカルボン酸を製造する方法であって、
（１）酸素の存在下において、（ｉ）１，２−ジオール同士又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとを反応させることによりα−ヒドロキシカルボン酸エステルを製造する第一工程、
（２）酸素の存在下において、α−ヒドロキシカルボン酸エステルを酸化脱水素反応させることによりα−オキソカルボン酸エステルを製造する第二工程、及び（３）α−オキソカルボン酸エステルを加水分解することによりα−オキソカルボン酸を製造する第三工程
を有することを特徴とするα−オキソカルボン酸の製造方法。
【請求項３】
第一工程の反応で得られる反応生成物中に副生成物として存在するジカルボン酸ジエステルの含有量が、α−ヒドロキシカルボン酸エステルに対して５質量％以下である請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
第一工程の反応を、
１）　Ａｕからなる微粒子及び／又は
２）　周期表第４から第６周期の２Ｂ族、３Ｂ族、４Ｂ族、５Ｂ族、６Ｂ族及び第４周期８族の少なくとも１種の第二元素とＡｕとからなる微粒子
が担体上に担持されている触媒の存在下で行う請求項１又は２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、α−オキソカルボン酸エステル及びα−オキソカルボン酸の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
グリオキシル酸エステル等のα−オキソカルボン酸エステルは、生分解性ビルダー、医薬中間体、香料等の原料として工業的に有用な化合物である。また、当該エステルを加水分解して得られるグリオキシル酸等のα−オキソカルボン酸は、医薬中間体、化粧品、香料、農薬等の原料等として工業的に有用な化合物である。
【０００３】
これら化合物の原料となるグルコール酸エステル等のα−ヒドロキシカルボン酸エステルは、ヘテロポリ酸の存在下にホルムアルデヒドと一酸化炭素からポリグリコリドを合成して加アルコール分解する方法（例えば、特許文献１参照）、ホルムアルデヒドと一酸化炭素からグリコール酸を合成し、引き続きアルコールによりエステル化を行う方法（例えば、特許文献２参照）、触媒の存在下にグリオキサールとアルコールの酸化的エステル化を行う方法（例えば、特許文献３参照）、シュウ酸ジエステルを水素化する方法（例えば、特許文献４参照）等が、製造方法として知られている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１、特許文献２等に記載された方法は２段階反応であり、且つ１段階目は反応条件が厳しい。さらに、これらの方法では有毒で精製が困難なホルムアルデヒドが反応混合物に不純物として含まれる。特許文献３及び４の反応生成物中には、副生物や未反応原料として、シュウ酸ジエステルが多く含まれるが、グリコール酸エステルとの分離が困難であり、グリコール酸エステルの純度が低下し、ひいてはα−オキソカルボン酸エステル、α−オキソカルボン酸の純度が低下するという欠点を有している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２２８０４５号（特許請求の範囲）
【０００６】
【特許文献２】
大韓民国公告特許第９５１１１１４号
【０００７】
【特許文献３】
特開平８−１０４６６５号（特許請求の範囲）
【０００８】
【特許文献４】
特開平６−１３５８９５号（特許請求の範囲）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主な目的は、穏和な反応条件で、高純度のα−オキソカルボン酸エステル及びα−オキソカルボン酸を製造する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、かかる従来技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、酸素の存在下に（ｉ）１，２−ジオール又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとを出発原料としてα−ヒドロキシカルボン酸エステルを製造し、次いで酸素の存在下に当該エステルを酸化脱水素反応させ、必要に応じて加水分解を行うと、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明は、下記の各項に係る発明を提供するものである。
項１　（ｉ）１，２−ジオール又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとを出発原料として用いることによりα−オキソカルボン酸エステルを製造する方法であって、
（１）酸素の存在下において、（ｉ）１，２−ジオール同士又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとを反応させることによりα−ヒドロキシカルボン酸エステルを製造する第一工程、及び
（２）酸素の存在下において、α−ヒドロキシカルボン酸エステルを酸化脱水素反応させることによりα−オキソカルボン酸エステルを製造する第二工程
を有することを特徴とするα−オキソカルボン酸エステルの製造方法。
項２　（ｉ）１，２−ジオール又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとを出発原料として用いることによりα−オキソカルボン酸を製造する方法であって、
（１）酸素の存在下において、（ｉ）１，２−ジオール同士又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとを反応させることによりα−ヒドロキシカルボン酸エステルを製造する第一工程、
（２）酸素の存在下において、α−ヒドロキシカルボン酸エステルを酸化脱水素反応させることによりα−オキソカルボン酸エステルを製造する第二工程、及び
（３）α−オキソカルボン酸エステルを加水分解することによりα−オキソカルボン酸を製造する第三工程
を有することを特徴とするα−オキソカルボン酸の製造方法。
項３　第一工程の反応で得られる反応生成物中に副生成物として存在するジカルボン酸ジエステルの含有量が、α−ヒドロキシカルボン酸エステルに対して５質量％以下である請求項１又は２に記載の製造方法。
項４　第一工程の反応を、
１）　Ａｕからなる微粒子及び／又は
２）　周期表第４から第６周期の２Ｂ族、３Ｂ族、４Ｂ族、５Ｂ族、６Ｂ族及び第４周期８族の少なくとも１種の第二元素とＡｕとからなる微粒子
が担体上に担持されている触媒の存在下で行う項１又は２に記載の製造方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のα−オキソカルボン酸エステルの製造方法は、（ｉ）１，２−ジオール又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとを出発原料として用いることによりα−オキソカルボン酸エステルを製造する方法であって、（１）酸素の存在下において、（ｉ）１，２−ジオール同士又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとを反応させることによりα−ヒドロキシカルボン酸エステルを製造する第一工程、及び（２）酸素の存在下において、α−ヒドロキシカルボン酸エステルを酸化脱水素反応させることによりα−オキソカルボン酸エステルを製造する第二工程を有するものである。
【００１３】
本発明のα−オキソカルボン酸の製造方法は、上記第一工程及び第二工程の後に、さらに（３）α−オキソカルボン酸エステルを加水分解することによりα−オキソカルボン酸を製造する第三工程を有する製造方法である。
【００１４】
以下、各工程について具体的に説明する。
【００１５】
＜第一工程＞
第一工程では、酸素の存在下において、（ｉ）１，２−ジオール同士又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとを反応させることによりα−ヒドロキシカルボン酸エステルを製造する。
【００１６】
即ち、本発明の第一工程では、１，２−ジオール同士を反応させてもよく、１，２−ジオールと、１，２−ジオール以外のアルコールとを反応させてもよい。
【００１７】
１．　出発原料
１，２−ジオールは、１位と２位に水酸基を有する限り特に限定されず、例えば、３価以上の多価アルコールであってもよい。上記１，２−ジオールの具体例として、例えば、エチレングリコール、１，２−プロプレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，２−ヘキサンジオールなどの炭素数２〜１０程度の脂肪族１，２−ジオール；グリセリン、エリスリトール、キシリトール、ソルビトールなどの１位と２位に水酸基を有する炭素数３〜１０程度の脂肪族多価アルコールなどのほか、これら１，２−ジオールの誘導体などが挙げられる。１，２−ジオールの誘導体としては、例えば、３−クロロ−１，２−プロパンジオールなどのハロゲンを含有する炭素数２〜１０程度の脂肪族１，２−ジオール；２−フェニル−１，２−エタンジオールなどの芳香環を有する炭素数２〜１０程度の脂肪族１，２−ジオールなどが挙げられる。１，２−ジオールとしては、エチレングリコールなどの炭素数２〜６程度の脂肪族ジオールを好適に使用できる。これら１，２−ジオールは、１種又は２種以上で用いることができる。
【００１８】
アルコールは、１，２−ジオール以外のアルコールであればよく、分子内に水酸基を有していればその種類は特に限定されるものではなく、１価アルコールであってもよく、２価以上の多価アルコールであってもよい。アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール、１−ヘキサノール、１−オクタノールなどの炭素数１〜１０程度の脂肪族アルコール；１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオールなどの炭素数２〜１０程度の脂肪族多価アルコール；アリルアルコール、メタリルアルコール等の炭素数３〜１０程度の脂肪族不飽和アルコール；ベンジルアルコール等の芳香環を有するアルコール等が挙げられる。これらの中でも、１級アルコールが好ましく、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノールなどの炭素数１〜４の脂肪族１級アルコールを好適に使用でき、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノールなどの１価アルコールが特に好ましい。アルコールは、１種又は２種以上で用いることができる。
【００１９】
２．　出発原料の使用割合
本発明の製造方法では、目的とするα−ヒドロキシカルボン酸エステルの種類等に応じて、上記１，２−ジオール及びアルコールの種類を適宜選択すれば良い。例えば、グリコール酸エステルを合成する場合には、１，２−ジオールとしてエチレングリコール、アルコールとしてメタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノールなどの１級アルコールを用いれば良い。或いは、１，２−ジオールだけを用い、１，２−ジオールとしてエチレングリコールだけを用いた場合には、グリコール酸２−ヒドロキシエチルエステルを製造することができる。
【００２０】
１，２−ジオールとアルコールを原料とする場合は、反応割合は特に限定されないが、１，２−ジオールに対するアルコールのモル比は、通常１：２〜５０程度であり、１：３〜２０程度がより好ましい。上記範囲内とすることにより、より効率的にα−ヒドロキシカルボン酸エステルを合成することが可能になる。
【００２１】
３．　触媒
本発明第一段階における反応は、（ｉ）１，２−ジオール同士又は（ｉｉ）１，２−ジオールとアルコールとの反応を酸素の存在下に行うことを必須とするが、当該反応は触媒の存在下で行ってもよい。
【００２２】
（１）触媒活性成分
第一段階で触媒を用いる場合の触媒の種類は、特に限定されるものではないが、活性成分である金属が担体に担持された触媒、即ち担持型金属触媒を用いるのが好ましい。
【００２３】
活性成分である金属は、特に制限されないが、好ましくは貴金属であり、例えば、金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、白金などを例示することができ。これらの中でも、金、パラジウム、ルテニウムなどがより好ましく、特に金が好ましい。
【００２４】
第一工程で用いることができる触媒は、上記の貴金属を必須成分として含み、更に、貴金属以外にも、第４周期から第６周期の２Ｂ族、３Ｂ族、４Ｂ族、５Ｂ族および６Ｂ族並びに第４周期の８族からなる群から選択される少なくとも１種の元素（以下、これらの元素を「第二元素」ということがある。）を含む触媒が挙げられる。第二元素の具体例として、例えばＺｎ，　Ｃｄ，　Ｈｇなどの２Ｂ族；Ｇａ，　Ｉｎ，　Ｔｌなどの３Ｂ族；Ｇｅ，　Ｓｎ，　Ｐｂなどの４Ｂ族；Ａｓ，　Ｓｂ，　Ｂｉなどの５Ｂ族；Ｓｅ，　Ｔｅ，　Ｐｏなどの６Ｂ族；Ｆｅ，　Ｃｏ，　Ｎｉなどの８族などを例示することができる。
【００２５】
第一工程で触媒を用いる場合には、例えば、Ａｕからなる微粒子及び／又は周期表第４から第６周期の２Ｂ族、３Ｂ族、４Ｂ族、５Ｂ族、６Ｂ族及び第４周期８族の少なくとも１種の第二元素とＡｕとからなる微粒子が担体上に担持されている触媒を好適に用いることができる。
【００２６】
活性成分である金属は、上記貴金属を単独で含んでいても良く、２種以上を含んでいてもよい。２種以上の貴金属を含む場合には、本発明の効果が得られる限り、一部又は全部が合金、金属間化合物等を形成していても良い。
【００２７】
また、活性成分である金属が、貴金属と第二元素とを含む場合には、本発明の効果が得られる限り、一部又は全部が合金、金属間化合物等を形成していても良い。貴金属および第二元素は、通常微粒子として担体に担持されている。本発明において用いる触媒は、本発明の効果を妨げない範囲内で貴金属および第二元素以外の他の元素または不純物が含まれていても良い。
【００２８】
活性成分である金属微粒子の粒子径は、所定の触媒活性が得られる限り限定的ではないが、平均粒子径は、通常１０ｎｍ以下程度、好ましくは６ｎｍ以下程度、より好ましくは５ｎｍ以下程度、特に好ましくは１〜５ｎｍ程度である。この範囲内に設定すれば、より確実に優れた触媒活性を得ることができる。平均粒子径の下限値は特に制限されないが、物理的安定性の見地より約１ｎｍ程度とすれば良い。
【００２９】
なお、本発明における金属粒子の平均粒子径は、担体上の金属粒子を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察により任意に選んだ１２０個のうち、（１）大きい順に上から１０個及び（２）小さい順に下から１０個の合計２０個を除いた１００個の粒子径の算術平均値を示す。また、金属粒子の粒子径分布の極大値は、１〜６ｎｍ程度、特に１〜５ｎｍ程度の範囲にあることが好ましい。粒子径の分布は狭い方が好ましく、上記１２０個の粒子径の標準偏差（Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）が２以下程度、特に１．５以下程度であることが好ましい。
【００３０】
触媒における金属活性成分の担持量は、担体の種類等に応じて適宜決定すれば良いが、通常は担体１００質量部に対して０．０１〜２０質量部程度、特に０．１〜１０質量部程度とすることが好ましい。
【００３１】
（２）担体
担体としては、従来から触媒担体として用いられているものを使用することができ、特に限定されない。例えば、市販品を使用することができる。また、公知の製法によって得られるものも使用できる。例えば、金属酸化物（シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、マグネシア等）、複合金属酸化物（シリカ・アルミナ、チタニア・シリカ、シリカ・マグネシア等）、ゼオライト（ＺＳＭ−５等）、メソポーラスシリケート（ＭＣＭ−４１等）などの無機酸化物；天然鉱物（粘土、珪藻土、軽石等）；炭素材料（活性炭、黒鉛等）の各種担体を挙げることができ、これらの中では無機酸化物が好ましい。
【００３２】
本発明では、無機酸化物担体は多孔質であることが好ましく、特にその比表面積（ＢＥＴ法）が５０ｍ２／ｇ以上程度のものが好ましく、１００ｍ２／ｇ以上程度であることがより好ましく、１００〜８００ｍ２／ｇ程度のものが特に好ましい。担体の形状・大きさは限定的でなく、最終製品の用途等に応じて適宜決定すれば良い。
【００３３】
（３）　第一工程で用いることができる触媒の製造方法
第一工程で用いることができる触媒の製造方法は、上記のような担持体が得られる限りその制限はない。例えば、所望の金属及びその化合物の少なくとも１種を含む担体を熱処理することによって得ることができる。金属の化合物は、水酸化物、塩化物、カルボン酸塩、硝酸塩、アルコキサイド、アセチルアセトナート塩等のいずれであってもよい。
【００３４】
具体的には、例えば、金微粒子を担持する場合は、金微粒子を担体上に固定化できる方法であれば特に限定されない。担持方法自体は、例えば共沈法、析出沈殿法、含浸法、気相蒸着法等の公知の方法を利用できるが、共沈法、析出沈殿法等を好適に使用でき、特に析出沈殿法が好ましい。析出沈殿法により第一工程で用いることができる触媒を製造する場合、例えば、金を含む水溶性化合物の水溶液と無機酸化物担体とを混合した後、回収された固形分を焼成することによって触媒を得ることができる。
【００３５】
また、担体に２種以上の金属を担持させる場合、担持させる順序も限定的でなく、いずれが先であっても良いし、また同時であっても良い。すなわち、（Ａ）貴金属を担体に担持した後、第二元素を担持する方法、（Ｂ）第二元素を担体に担持した後、貴金属を担持する方法、（Ｃ）貴金属と第二元素とを同時に担体に担持する方法のいずれであってもよい。
【００３６】
４．　反応条件
第一工程では、１，２−ジオールとアルコールとの反応を、酸素の存在下に、必要に応じて担持型金属触媒を用いて行い、α−ヒドロキシカルボン酸エステルを得る。
【００３７】
上記反応は、液相反応、気相反応等のいずれであっても良い。酸素としては、分子状酸素を用いるのが好ましい。酸素（酸素ガス）は、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、二酸化炭素ガス等の不活性ガスで希釈されていても良い。また、空気等の酸素含有ガスを用いることもできる。酸素含有ガスの反応系への供給方法は特に限定されず、公知の方法を採用できる。特に、液中へのバブリング等を好適に用いることができる。
【００３８】
上記反応の形態としては、連続式、回分式、半回分式等のいずれであっても良く、特に限定されるものではない。触媒は、反応形態として回分式を採用する場合には、反応装置に原料とともに一括して仕込めば良い。また、反応形態として連続式を採用する場合には、反応装置に予め上記触媒を充填しておくか、あるいは反応装置に原料とともに触媒を連続的に仕込めば良い。触媒は、固定床、流動床、懸濁床等のいずれの形態であっても良い。
【００３９】
第一工程の反応において触媒を用いる場合の使用量は、原料である１，２−ジオールまたはアルコールの種類、触媒の種類、反応条件等に応じて適宜決定すれば良いが、通常、１，２−ジオール１モルに対して１〜１００ｇ程度、好ましくは２〜６０ｇ程度である。
【００４０】
反応時間は特に限定されるものではなく、設定した条件により異なるが、通常は反応時間又は滞留時間（反応器内滞留液量／液供給量）として０．５〜２０時間程度、好ましくは１〜１０時間程度とすれば良い。
【００４１】
反応温度、反応圧力等の諸条件は、原料である１，２−ジオールまたはアルコールの種類、触媒の種類等に応じて適宜決定すれば良い。反応温度は、通常０〜２００℃程度、好ましくは５０〜１８０℃程度とすれば良い。この範囲内の温度に設定することにより、いっそう効率的に反応を進行させることができる。反応圧力は、減圧、常圧又は加圧のいずれであっても良いが、通常は０．０５〜１０ＭＰａ（ゲージ圧）程度、特に０．１〜５ＭＰａ程度の範囲内が好適である。また、反応系のｐＨは、副生成物抑制等の見地よりｐＨ２〜９程度とすることが望ましい。ｐＨ調節のために、例えばアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物（カルボン酸塩）を反応系への添加剤として使用することもできる。
【００４２】
上記反応は、溶媒の存在下で実施することができる。溶媒を用いることにより、目的とするα−ヒドロキシカルボン酸エステルを効率良く製造できる場合がある。使用できる溶媒としては、原料である１，２−ジオールまたはアルコールを溶解することができ、反応条件下で自ら反応しにくいものであればその種類は特に限定されるものではなく、原料アルコールの種類、反応条件等に応じて適宜選択すれば良い。例えば、水のほか、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン等のエーテル類；トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素類；塩化メチレン、クロロホルム、二塩化エチレン等のハロゲン含有化合物等を挙げることができる。溶媒の使用量は、溶媒の種類、アルコールの種類、触媒の種類等に応じて適宜設定すれば良い。
【００４３】
５．　目的化合物の回収
上記の反応後は、必要に応じて反応系から触媒を分離した後、生成したα−ヒドロキシカルボン酸エステルを公知の分離精製手段等を用いて回収すれば良い。
【００４４】
触媒を用いた場合の分離方法は、公知の方法に従えば良い。例えば、反応系が触媒（固形分）と反応生成物（液状成分）からなる場合は、ろ過、遠心分離等の公知の固液分離方法を用いて触媒と反応生成物を分離することができる。
【００４５】
第一工程において、例えば１，２−ジオールとしてエチレングリコールを使用し、アルコールとして１級アルコール（好ましくは炭素数１〜４の１級アルコール）を用いると、グリコール酸エステルを製造することができる。反応後得られた溶液には、主生成物としてグリコール酸エステルが含まれ、場合によっては、未反応の原料であるアルコールおよびエチレングリコールが含まれる。更に、反応溶液には、副生成物として、水が含まれ、場合によっては、アルコール由来のカルボン酸エステル（例えば１級アルコールとしてメタノールを使用した場合には、ギ酸メチルなど）、シュウ酸ジエステル、加水分解生成物であるグリコール酸、シュウ酸、シュウ酸モノエステルなどが含まれる。
【００４６】
このような反応溶液から目的物であるグリコール酸エステルを単離する方法として、先ずアルコールおよび水を留去した後、グリコール酸エステルを蒸留により分離する方法を容易に実施可能な方法として例示できる。グリコール酸エステルを蒸留すると、未反応のエチレングリコールは、蒸留ボトムに含まれる。この時回収されたアルコールおよびグリコール酸エステルを含む蒸留ボトムは、グリコール酸エステルを製造する時の原料として再利用することができる。
【００４７】
本発明の第一工程によれば、得られる反応生成物中に目的化合物以外のものが副生しにくく、高純度で目的化合物を得ることができる。例えば、従来提案されている方法で得られる反応液に多く含まれ、分離が困難であるシュウ酸ジエステルなどのジカルボン酸ジエステルの含有量が少なく、高純度（例えば、α−ヒドロキシカルボン酸エステルに対してジカルボン酸ジエステルの含有量が５質量％以下程度、好ましくは３質量％以下程度）のα−ヒドロキシカルボン酸エステルが得られる。第一工程で得られるα−ヒドロキシカルボン酸エステルが高純度であると、第二工程で高純度のα−オキソカルボン酸エステルを得ることが可能となり、さらには第三工程で高純度のα−オキソカルボン酸を得ることが可能となる。
【００４８】
また、このようにして得られたグリコール酸エステルには、ホルムアルデヒドおよび塩素はいずれも実質的に含まれない。本発明では、ホルムアルデヒドおよび塩素はいずれも原料として使用せず、また、反応においてもほとんど生成しないからである。本発明によると、ホルムアルデヒドおよび塩素の含有量が少なく、例えばいずれも１質量ｐｐｍ以下程度、好ましくは１００質量ｐｐｂ以下程度、更に好ましくは１０質量ｐｐｂ以下程度のグリコール酸エステルを提供できる。
【００４９】
＜第二工程＞
第二工程では、酸素の存在下において、第一工程で得られたα−ヒドロキシカルボン酸エステルを酸化脱水素反応させることによりα−オキソカルボン酸エステルを製造する。
【００５０】
第二工程で使用される酸素は、分子状酸素、触媒中の格子酸素等の使用が挙げられるが、一般には分子状酸素含有ガスが用いるのが好ましい。分子状酸素含有ガスとしては空気、酸素、それらを窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスで希釈された混合ガスを使用することができるが、工業的には空気または空気と不活性ガスを使用するのが好ましい。
【００５１】
第二工程における反応は、触媒の存在下で行ってもよい。その場合に用いる触媒としては、α−ヒドロキシカルボン酸エステルを酸化脱水素反応させることによりα−オキソカルボン酸エステルが得られる限り特に限定されるものではないが、例えば、ヘテロポリ酸及び／またはヘテロポリ酸塩を含有する触媒やリン酸銅が挙げられる。これらのなかでも、ヘテロポリ酸及び／又はヘテロポリ酸塩を含有する触媒が好ましい。
【００５２】
ヘテロポリ酸とは、中心元素及び酸素が結合した周辺元素からなるものである。その中心（ヘテロ）原子としては、例えば、リン、ケイ素、ヒ素、ホウ素、ゲルマニウム、ベリリウム等が挙げられる。また、周辺（ポリ）原子としては、例えば、モリブデン、バナジウム、タングステン、チタン、ニオブ、タンタル、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム、カドミウム、スズ、鉛等を挙げることが出来る。このようなヘテロポリ酸は、「ポリオキソアニオン」、「ポリオキソ金属塩」又は「酸化金属クラスター」として知られている。よく知られているヘテロポリアニオン類のいくつかの構造は、例えば、ケギン、ウエルス−ドーソン及びアンダーソン−エバンス−ペアロフ構造として知られている。これらの中でも、ケギン構造を有する、モリブドリン酸、タングストリン酸、モリブドケイ酸、タングストケイ酸、モリブドバナドリン酸、モリブドバナドケイ酸、タングストバナドリン酸及びタングストバナドケイ酸は入手が容易であり好ましい。ヘテロポリ酸は、通常高分子量、例えば、７００〜８５００程度の範囲の分子量を有する。また、ヘテロポリ酸には、二量体錯体も含まれる。
【００５３】
ヘテロポリ酸の塩とは、上記ヘテロポリ酸の水素原子の一部又は全てを置換した金属塩又はオニウム塩である。ヘテロポリ酸の水素原子を置換できる金属は、周期律表における１族元素、２族元素及び４族〜１６族よりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素であり、又、ヘテロポリ酸のオニウム塩としては、アンモニウムやアミン類とのアンモニウム塩などが挙げられる。具体的にはアンモニウム、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ランタン、ニオブ、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、金、亜鉛、アルミニウム、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス、テルル等の金属塩又はオニウム塩が挙げられる。
【００５４】
これらの中でも触媒性能上好ましいヘテロポリ酸の塩は、リンモリブデン酸又はケイモリブデン酸の塩である。このような塩としては、具体的には、リンモリブデン酸のナトリウム塩、リンモリブデン酸のカリウム塩、リンモリブデン酸セシウム塩、リンモリブデン酸のマグネシウム塩、リンモリブデン酸のカルシウム塩、リンモリブデン酸のバリウム塩、リンモリブデン酸のランタン塩、ケイモリブデン酸のナトリウム塩、ケイモリブデン酸のカリウム塩、ケイモリブデン酸のセシウム塩、ケイモリブデン酸のマグネシウム塩、ケイモリブデン酸のカルシウム塩、ケイモリブデン酸のバリウム塩、ケイモリブデン酸のランタン塩等を挙げることができる。
【００５５】
第二工程における反応において、ヘテロポリ酸よりもヘテロポリ酸塩の方が触媒の有する酸点を制御することが出来るので、反応性能（転化率、選択率）を制御しやすく、より好ましい。
【００５６】
ヘテロポリ酸及び／またはヘテロポリ酸塩はそのまま用いても、担体に担持して用いても良い。
【００５７】
ヘテロポリ酸及び／またはヘテロポリ酸塩を担体に担持して用いる場合の担持方法についての制限は特になく、公知の方法を用いれば良い。具体的には、含浸法、スプレー法、蒸発乾固法、混練法等の手段が挙げられる。含浸の際に用いる溶媒としては、所望のヘテロポリ酸及び／またはヘテロポリ酸塩を均一に溶解又は懸濁できるものであれば特に制限はなく、水、アルコール、カルボン酸等の有機溶媒、これらの混合物等が用いることが出来る。好ましくは、水、アルコール、カルボン酸類を例示することが出来る。
【００５８】
用いる担体としては特に限定されないが、反応に影響を与えず、ヘテロポリ酸及び／またはヘテロポリ酸塩と反応しない担体であれば良い。具体的にはシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、珪藻土、モンモリロナイト、チタニア、炭化ケイ素等が挙げられる。また担体の形状には特に制限はない。具体的には、粉末状、球状、ペレット状、ハニカム状等が挙げられ、反応器の種類や反応形式等に応じて、適当な形に成形すればよい。
【００５９】
担体に担持させる場合のヘテロポリ酸及び／またはヘテロポリ酸塩の担持量は、担体の質量に対して、５〜２００質量％程度が好ましく、１０〜１５０質量％程度がより好ましい。ヘテロポリ酸及び／またはヘテロポリ酸塩の担持量が５質量％以上程度であると、触媒単位質量あたりの活性が高いので好ましい。また、ヘテロポリ酸及び／またはヘテロポリ酸塩の担持量が２００質量％以下程度であると、有効表面積の減少のおそれがなく、担持量を増やした効果が現れやすくなると同時にコーキングも発生しにくく、触媒寿命が短くなりにくいので好ましい。
【００６０】
上記触媒は、第二工程の反応に用いる前に加熱オーブン内に数時間置いて乾燥することが好ましい。触媒は、乾燥後、デシケータ内で周囲温度まで冷却すれば良い。乾燥温度に特に制限はないが、約４００℃を超えるとヘテロポリ酸の骨格の破壊を招く恐れがあり好ましくない。好ましくは８０〜３５０℃程度である。
【００６１】
ヘテロポリ酸及び／又はヘテロポリ酸塩の担持量は、調製触媒の乾燥質量から使用した担体の質量を差し引くことにより簡易的に計算でき、より正確にはＩＣＰ等の化学分析により測定することが出来る。
【００６２】
第二工程における反応の方法は気相、液相を特に限定しないが、例えば気相反応であれば、前記触媒の存在下、下記のような反応条件で、第一工程で得られたα−ヒドロキシカルボン酸エステルと前記酸素を気相接触反応させてα−オキソカルボン酸エステルを製造することができる。
【００６３】
気相反応を行う装置内に供給されるα−ヒドロキシカルボン酸エステルの量は、反応系における濃度が、通常０．１〜２０ｖｏｌ　％程度、好ましくは１．０〜１５ｖｏｌ％程度となるような量である。分子状酸素の供給量は、通常０．０３〜２０ｖｏｌ％程度、好ましくは０．３〜ｌ５ｖｏｌ％程度となるような量である。また、反応系内におけるα−ヒドロキシカルボン酸エステルに対する酸素のモル比（酸素／α−ヒドロキシカルボン酸エステル）は、通常０．３〜５程度、好ましくは０．５〜２程度である。
【００６４】
反応温度は、特に限定されるものではないが、通常１５０〜４００℃程度であり、好ましくは１８０〜３５０℃程度である。反応圧力に特に制限はなく、常圧、加圧、減圧のいずれの条件でも行うことが出来るが、通常、０．１〜１ＭＰａ（ゲージ圧）程度である。
【００６５】
当該反応系において、ＳＶ（空間速度：１時間当りの標準状態に換算した供給ガス量（Ｌ／ｈｒ）を、触媒量（Ｌ）で除した値）は、５００〜１００００／ｈｒ程度が好ましい。なお、第二工程を気相反応として行う場合に用いる反応器は、気相流通式の反応を行うことができるものであれば特に制限はなく、公知の固定床、流動床、移動床などいずれのものでもよい。これらの中でも、固定床が好適である。
【００６６】
＜第三工程＞
第三工程においては、第二工程で得られたα−オキソカルボン酸エステルを加水分解することにより、α−オキソカルボン酸を得ることができる。
【００６７】
反応条件
α−オキソカルボン酸エステルの加水分解は、平衡反応である。例えば、α−オキソカルボン酸エステルがグリオキシル酸エステルの場合、下記のような反応式で示される。
【００６８】
【化１】
2004115426.tif 000002
【００６９】
α−オキソカルボン酸エステルの転化率を向上させるには、水を過剰に用いるか、副生するアルコールを系外へ除去すればよい。中でも副生するアルコールがメタノールのように水よりも沸点が低い場合には、反応蒸留によって副生アルコールを留出させることで、加水分解を効率よく進行させることができる。
【００７０】
以下、反応蒸留によりα−オキソカルボン酸エステルの加水分解を行う方法を説明する。
【００７１】
水とα−オキソカルボン酸エステルとのモル比（水／α−オキソカルボン酸エステル）は、反応蒸留の反応条件等に応じて決定すればよく、特に限定されるものではないが、具体的には、水／α−オキソカルボン酸エステル（モル比）＝１〜５０程度、好ましくは３〜３０程度とすればよい。
【００７２】
第三工程では、第二工程で得られたα−オキソカルボン酸エステルを精製して使用してもよいが、第二工程の反応液に水を添加してそのまま反応蒸留してもよい。
【００７３】
α−オキソカルボン酸エステルに不純物としてシュウ酸ジエステルのようなジカルボン酸ジエステルが含まれている場合、ジカルボン酸ジエステルも加水分解されてジカルボン酸が生成する。ジカルボン酸は水への溶解度が低く、反応蒸留中に析出して、安定な蒸留を妨げる恐れがある。従って原料中のジカルボン酸ジエステルの含有量は少ないことが好ましい。第一工程で得られた反応液中のジカルボン酸ジエステルが、α−ヒドロキシカルボン酸に対して好ましくは５質量％以下（より好ましくは３質量％以下）の反応液を用いて、第二工程、第三工程を行うことで、第三工程で安定した反応蒸留を行うことができる。
【００７４】
第三工程においては、上記加水分解をより一層促進させるために、必要に応じて、酸触媒の存在下で反応蒸留することができる。酸触媒としては、加水分解反応が促進される限り特に限定されるものではないが、従来公知の均一系酸触媒や不均一系酸触媒を用いることができる。具体的には、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸；酢酸、α−オキソカルボン酸等の有機酸；活性アルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライト等の固体酸等が例示される。これら酸は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。α−オキソカルボン酸エステルに酸触媒を添加する方法は、特に限定されるものではない。また、上記酸触媒として、α−オキソカルボン酸、特に目的物としているα−オキソカルボン酸（例えば、グリオキシル酸メチルの場合にはグリオキシル酸）を用いると、酸触媒の分離の必要がなく、好ましい。
【００７５】
第三工程での加水分解を反応蒸留により行う場合の反応蒸留装置は、該装置内に気相部が存在し、生成した副生アルコール（低沸点成分）が該気相部へ連続的に分離・除去され得る構造を備えていればよい。このような反応蒸留装置としては、特に限定されるものではないが、例えば、一般的に用いられている各種蒸留装置、より具体的には、多段式蒸留塔等の、回分式（バッチ式）蒸留装置または連続式蒸留装置が好適である。即ち、α−オキソカルボン酸エステルの反応蒸留は、必要に応じて、連続的に実施することができる。
【００７６】
反応蒸留装置が多段式蒸留塔である場合における該蒸留塔の段数、並びに、反応温度や反応圧、液の滞留時間、還流比、および液のホールドアップ量等の反応条件（操作条件）は、実験的または理論的に、例えば、副生アルコールと共に留去される水の量が過度にならない程度（過度に水が留去されない程度）の段数並びに反応条件とすればよく、特に限定されるものではない。但し、段数や還流比を極端に小さくすると、反応効率が低下し、α−オキソカルボン酸を効率的に製造することが困難となるおそれがある。また、段数や還流比を極端に大きくすると、例えば、第三工程を工業的に実施する上で、装置（設備）が過大となるので、経済的に不利であり、好ましくない。
【００７７】
上記多段式蒸留塔としては、塔頂（最上段）と塔底（最下段）とを除いた段数が３段以上の蒸留塔が好ましい。このような蒸留塔としては、例えば、ラシヒリング、ポールリング、インタロックスサドル、ディクソンパッキング、マクマホンパッキング、スルーザーパッキング等の充填物が充填された充填塔；泡鐘トレイ、シーブトレイ、バルブトレイ等のトレイ（棚段）を使用した棚段塔等、一般に用いられている蒸留塔が好適である。また、棚段と充填物層とを併せ持つ複合式の蒸留塔も採用することができる。上記の段数とは、棚段塔においては棚段の数を示し、充填塔においては理論段数を示す。
【００７８】
反応蒸留装置として回分式蒸留装置を用いて、第三工程を実施する際には、α−オキソカルボン酸エステル、水、および、必要に応じて酸を該装置の蒸発缶に仕込んだ後、該混合液を反応温度（蒸留温度）に加温し、副生アルコールを該装置の塔頂から留去しながら加水分解を進行させる。これにより、α−オキソカルボン酸を含む水溶液が蒸発缶に残る。
【００７９】
また、反応蒸留装置として連続式蒸留装置を用いて第三工程を実施する際には、例えば、α−オキソカルボン酸エステル、水、および、必要に応じて酸を含む混合液を該装置の中段部（塔底と塔頂とを除いた中間部分の段）に連続的に供給しながら該混合液を反応蒸留し、副生アルコールを該装置の塔頂から連続的に留去する一方、α−オキソカルボン酸を含む水溶液を該装置の塔底から連続的に抜き出す。連続式蒸留装置に対するα−オキソカルボン酸エステル、水、及び必要に応じて用いられる酸の供給方法は、特に限定されるものではなく、これら成分をそれぞれ別個に該装置に供給してもよい。つまり、これら成分の該装置における供給段は、互いに異なる段であってもよい。
【００８０】
但し、反応蒸留が効率的に行われるように、これら成分における沸点のより低い成分の供給段の方が、沸点のより高い成分の供給段よりも下段側となるように設定することが望ましい。また、酸を用いる場合においては、酸の存在する領域（段）が多い程、α−オキソカルボン酸エステルと酸との接触頻度が増し、反応効率が良好となる。このため、酸は、連続式蒸留装置におけるできるだけ上部の段に供給することが好ましい。さらに、上記各成分は、液状で供給してもよく、ガス状で供給してもよく、或いは、気液混合状態で供給してもよい。尚、酸が固体酸（不均一系酸触媒）である場合には、該酸を、例えば充填物の一部または全部に代えて連続式蒸留装置に予め保持（充填）しておけばよい。また、副生アルコールを系外に容易に除去するために、連続式蒸留装置の下部からα−オキソカルボン酸エステルやα−オキソカルボン酸等に対して不活性な気体（窒素ガス等）を導入することもできる。
【００８１】
上述したα−オキソカルボン酸の製造方法は、α−オキソカルボン酸エステルを水の共存下で反応蒸留する方法である。即ち、α−オキソカルボン酸エステルを加水分解することによってα−オキソカルボン酸を得るので、副生成物が実質的に副生アルコールだけである。そして、該副生アルコールを反応蒸留しながら留去するので、α−オキソカルボン酸の分離・精製を容易に行うことができる。上記の方法により、高純度のα−オキソカルボン酸が水溶液の状態で得られる。また、必要に応じて水を蒸発させて、α−オキソカルボン酸を得ることもできる。この様にして、高純度のα−オキソカルボン酸を簡単にかつ安価に製造することができる。
【００８２】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、高純度のα−オキソカルボン酸エステル及びα−オキソカルボン酸を簡便に得ることができる。
【００８３】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明の特徴を一層明確にする。但し、本発明の範囲は、実施例の範囲に限定されるものではない。
【００８４】
なお、実施例における物性の測定等は、次のような方法で実施した。
（１）金属微粒子の担持量
蛍光Ｘ線分析により測定した。
（２）金属微粒子の平均粒子径
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（装置名「ＨＦ−２０００」日立製作所、加速電圧２００ｋＶ）で粒子径を観察し、付属のＸ線分析装置により粒子の成分分析を行った。
（３）反応生成物の定量
ガスクロマトグラフィー及び／又は液体クロマトグラフィーにより、反応液中の反応生成物の成分を定量分析した。
（４）転化率、選択率及び収率
第一工程、第二工程及び第三工程における転化率、選択率及び収率は、それぞれ次の各式に基づいて算出した。
【００８５】
・第一工程
１，２−ジオールの転化率（モル％）＝（１−Ｂ／Ａ）×１００
α−ヒドロキシカルボン酸エステルの選択率（モル％）＝［Ｃ／（Ａ−Ｂ）］×１００
α−ヒドロキシカルボン酸エステルの収率（モル％）＝（Ｃ／Ａ）×１００
Ａ：仕込み１，２−ジオールのモル数
Ｂ：反応後の残存１，２−ジオールのモル数
Ｃ：生成したα−ヒドロキシカルボン酸エステルのモル数
・第二工程
α−ヒドロキシカルボン酸エステルの転化率（モル％）＝（１−Ｅ／Ｄ）×１００
α−オキソカルボン酸エステルの選択率（モル％）＝［Ｆ／（Ｄ−Ｅ）］×１００
α−オキソカルボン酸エステルの収率（モル％）＝（Ｆ／Ｄ）×１００
Ｄ：仕込みα−ヒドロキシカルボン酸エステルのモル数
Ｅ：反応後の残存α−ヒドロキシカルボン酸エステルのモル数
Ｆ：生成したα−オキソカルボン酸エステルのモル数
・第三工程
α−オキソカルボン酸エステルの転化率（モル％）＝［１−Ｈ／Ｇ］×１００
α−オキソカルボン酸の選択率（モル％）＝［Ｉ／（Ｇ−Ｈ）］×１００
α−オキソカルボン酸の収率（モル％）＝（Ｉ／Ｇ）×１００
Ｇ：仕込みα−オキソカルボン酸エステルのモル数
Ｈ：反応後の残存α−オキソカルボン酸エステルのモル数
Ｉ：生成したα−オキソカルボン酸のモル数
【００８６】
［調製例１］　触媒（Ａｕ／Ａｌ−ＳｉＯ２）の調製
▲１▼　Ａｌ−ＳｉＯ２担体の製造
硝酸アルミニウムを含有する水溶液を、Ａｌ２Ｏ３に換算して１０質量％になるように市販シリカ担体（富士シリシア化学製、商品名：キャリアクト）に含浸担持させた。その後、水を留去し、空気中６００℃で４時間焼成することで担体となるＡｌ−ＳｉＯ２を得た。
▲２▼　金の担持
濃度２０ｍｍｏｌ／ｌのテトラクロロ金酸水溶液０．５Ｌを６５〜７０℃の範囲で０．５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を用いてｐＨ７に調節した。この水溶液に上記Ａｌ−ＳｉＯ２担体２０ｇを攪拌下に投入し、温度６５〜７０℃に保ちながら１時間攪拌を続けた。その後、静置して上澄液を除去し、残った金固定化物にイオン交換水０．５Ｌを加えて室温で５分間攪拌した後、上澄液を除去するという洗浄工程を３回繰り返した。ろ過により得られた金固定化物を１００℃で１０時間乾燥し、さらに空気中４００℃で３時間焼成することにより、Ａｌ−ＳｉＯ２担体上に金が担持された触媒（Ａｕ／Ａｌ−ＳｉＯ２）を得た。該担持体における金の担持量は、担体に対して４．２質量％であった。また、この触媒に担持された金微粒子の粒子径を観察したところ、ほとんど全て６ｎｍ以下の粒径で高分散しており、２〜３ｎｍ付近に極大を持つ狭い粒子径分布を示し、平均粒子径は６ｎｍ以下であった。
【００８７】
［調製例２］触媒（リンモリブンデン酸ナトリウム）の調製
水２１ｍｌにリンモリブデン酸ナトリウム［Ｎａ３（ＰＭｏ１２Ｏ４０）・ｎＨ２Ｏ：日本無機化学工業製］１５．０ｇを溶解した触媒調製液に、１２０℃で乾燥させた粒径２±１ｍｍの炭化ケイ素（ＴＳＳ−２Ｓ：東海高熱工業製）５０．０ｇを加え、１時間含浸を行った後、温浴上にて水分を除去した。次いで、この含浸物を空気中１２０℃で１２時間乾燥し、更に空気中３５０℃で３時間焼成して触媒を調製した。得られた触媒を開口部０．８５ｍｍのふるいでふるった後、１２０℃で１２時間乾燥させ触媒質量を秤量した。リンモリブンデン酸ナトリウムの担体質量に対する担持率は２０．８質量％であった。
【００８８】
実施例１
▲１▼　第一工程
ｉ）α−ヒドロキシカルボン酸エステル製造（グリコール酸メチルの製造）
前記調製例１で得られたＡｕ／Ａｌ−ＳｉＯ２触媒を用いてα−ヒドロキシカルボン酸エステルの合成を行った。
【００８９】
冷却管付回転攪拌型１Ｌオートクレーブに、エチレングリコール６２ｇ（１．０ｍｏｌ）、メタノール３２０ｇ（１０ｍｏｌ）及び上記触媒２０ｇを仕込んで密封した。次いで、系内を０．５ＭＰａに維持するよう背圧弁で調整しながら酸素及び窒素の混合ガス（体積比１０／９０）を毎分１Ｌの流量で液中に吹き込みバブリングしながら９０℃で５時間反応を行った。
【００９０】
その後、冷却して開封し、内容物の分析をガスクロマトグラフィーで行ったところ、原料エチレングリコールが０．１８０ｍｏｌ含まれており、生成物であるグリコール酸メチル、グリコール酸２−ヒドロキシエチル、グリコリド、シュウ酸ジメチル及びその他のシュウ酸類（シュウ酸など）の含有量は、各々０．６５６ｍｏｌ、０．０６８ｍｏｌ、０．０１２ｍｏｌ、０．００８ｍｏｌ及び０．００１ｍｏｌであった。また、ギ酸メチル及びギ酸２−ヒドロキシエチルのグリコール酸メチルに対する生成モル比は、各々０．１２および０．０３であった。
【００９１】
ｉｉ）　　上記ｉ）の反応液から薄層蒸留装置を用いてメタノール及び水を減圧下において留去した。その後、段数３段のガラス製蒸留塔を用いて、ボトム温度７０〜８０℃、圧力５〜１０ｔｏｒｒ（６６６．５〜１３３３Ｐａ）でグリコール酸メチルを留出させた。留出液中のグリコール酸メチルの純度は、９７質量％以上であり、メタノールと水が合計で１．５質量％、シュウ酸ジメチルおよびその他のシュウ酸類の含有量は、合計で１．０質量％以下であった。
【００９２】
▲２▼　第二工程
α−オキソカルボン酸エステルの製造（グリオキシル酸メチルの製造）
上記調製例２で得られた触媒１８．０ｍｌを内径１０ｍｍのＳＵＳ製のＵ字型反応管に充填後、反応管を２３０℃の溶融温浴に浸した。触媒層内の温度が溶融温浴と同じ温度に達した後、上記▲１▼で製造したグリコール酸メチルが３．２ｖｏｌ％、酸素が３．４ｖｏｌ％となるように窒素でバランスした混合ガスを、常圧下、ＳＶ　１３５０／ｈｒで供給した。生成物は氷温下アセトンで捕集した後、ＦＩＤを備えたガスクロマトグラフィーと高速液体クロマトグラフィーにより分析した。反応開始６時間後のグリコール酸メチルの転化率は９７．７％、グリオキシル酸メチルの選択率は９６．６％であり、グリオキシル酸メチルの収率は９４．４％であった。
【００９３】
▲３▼　第三工程
α−オキソカルボン酸の製造（グリオキシル酸の製造）
５段のガラス製オルダーショウ式蒸留塔を備えた５００ｍＬのフラスコに上記▲２▼で得られた反応液と水を仕込み、水／グリオキシル酸メチルのモル比が２０となるように調製した。フラスコを加熱し、還流比０．５で塔頂からメタノールと水の混合物を抜き出しながら、６時間反応蒸留を行った。反応後、塔底液を分析したところ、グリオキシル酸メチル基準のグリオキシル酸の収率は９８モル％であり、塔底液中のグリオキシル酸の濃度は４６質量％であり、シュウ酸の濃度は０．３質量％であった。