(57)【要約】【課題】シアノカルボン酸エステルを効率よく加水分解し、結晶純度の高いシアノカルボン酸塩を製造する。【解決手段】一般式（１）【化１】2004269473.tif 000008（Ｒ１は、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基を表し、Ｒ２およびＲ３は、水素、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、または芳香族炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基を表す。）で示されるα−シアノ酢酸エステル誘導体を塩基により加水分解し、一般式（２）【化２】2004269473.tif 000009（Ｒ２およびＲ３は前記に同じ、Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表し、ｎはＭの酸化数に応じて１または２を表す。）で示されるシアノカルボン酸塩を得る際、α−シアノ酢酸エステル誘導体に対して塩基を分割添加して晶析させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
2004269473.tif 000006
（Ｒ１は、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基を表し、Ｒ２およびＲ３は、水素、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、または芳香族炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基を表し、それらの基は原子価の許容される範囲で任意の官能基で置換されていてもよい。）で示される出発基質α−シアノ酢酸エステル誘導体を塩基により加水分解し、一般式（２）
【化２】
2004269473.tif 000007
（Ｒ２およびＲ３は前記に同じ、Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表し、ｎはＭの酸化数に応じて１または２を表す。）で示されるシアノカルボン酸塩を得る際、出発基質に対して塩基を分割添加して晶析させることを特徴とするニトリル誘導体の製造法。
【請求項２】
分割添加する１バッチあたりの塩基モル数が、出発基質に対して等モル以下であることを特徴とする請求項１記載のニトリル誘導体の製造法。
【請求項３】
添加する塩基の形態が、液体状であることを特徴とする請求項１または２記載のニトリル誘導体の製造法。
【請求項４】
塩基の添加または加水分解の反応が、加熱条件下で行われることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載のニトリル誘導体の製造法。
【請求項５】
加熱条件の温度が、４０℃から８０℃の間であることを特徴とする請求項４記載のニトリル誘導体の製造法。
【請求項６】
用いられる溶媒が、アルコール系溶媒であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項記載のニトリル誘導体の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニトリル誘導体を製造する方法に関する。詳しくは、シアノカルボン酸塩を製造する方法に関する。ニトリル誘導体は、種々の合成中間体として利用でき、有機化学分野において有用な化合物である。
【０００２】
【従来の技術】
α−シアノ酢酸エステル誘導体を加水分解し、対応するα−シアノ酢酸誘導体を合成する手法としては、塩基／溶媒として水酸化カリウム／エタノールを用いるもの（例えば、非特許文献１参照。）が知られている。
【０００３】
【非特許文献１】
高田利宏，谷山雅一，「ポリアクリロニトリルおよびその共重合体の模型物質の合成」，高分子化学，高分子化学会，第１６巻，第１７５号，１９５９年，ｐ．６９３−６９８
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この系では、氷浴中で冷却し一度に塩基を投入して加水分解を行っているため、短時間に結晶が析出して系が固化し、また得られるカルボン酸塩の結晶純度が低い上、時には結晶に着色が見られる場合があり、品質面で問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の欠点を改良し、シアノカルボン酸エステルを効率よく加水分解し、結晶純度の高いシアノカルボン酸塩を製造する方法を提供することをその課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の構成からなる。すなわち本発明は、一般式（１）
【０００７】
【化３】
2004269473.tif 000002
【０００８】
（Ｒ１は、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基を表し、Ｒ２およびＲ３は、水素、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、または芳香族炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基を表し、それらの基は原子価の許容される範囲で任意の官能基で置換されていてもよい。）で示される出発基質α−シアノ酢酸エステル誘導体を塩基により加水分解し、一般式（２）
【０００９】
【化４】
2004269473.tif 000003
【００１０】
（Ｒ２およびＲ３は前記に同じ、Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表し、ｎはＭの酸化数に応じて１または２を表す。）で示されるシアノカルボン酸塩を得る際、出発基質に対して塩基を分割添加して晶析することを特徴とするニトリル誘導体の製造法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の詳細を記載する。
【００１２】
本発明において反応させる出発基質のα−シアノ酢酸エステル誘導体は、一般式（１）
【００１３】
【化５】
2004269473.tif 000004
【００１４】
（Ｒ１は、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基を表し、Ｒ２およびＲ３は、水素、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、または芳香族炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基を表し、それらの基は原子価の許容される範囲で任意の官能基で置換されていてもよい。）で示される。ここで、脂肪族炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキル基等、脂環式炭化水素基としてはシクロヘキシル基等、芳香族炭化水素基としてはフェニル基等、芳香族炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基としてはベンジル基等を例示することができる。
【００１５】
出発基質のα−シアノ酢酸エステル誘導体の具体例としては、２−メトキシカルボニルグルタロニトリル、２−メトキシカルボニル−４−メチルグルタロニトリル、２−エトキシカルボニルグルタロニトリル、２−エトキシカルボニル−４−メチルグルタロニトリル、３−メトキシカルボニル−１，３，５−トリシアノペンタン、３−エトキシカルボニル−１，３，５−トリシアノペンタン、３−メトキシカルボニル−１，３，５−トリシアノヘキサン、３−エトキシカルボニル−１，３，５−トリシアノヘキサン、４−メトキシカルボニル−２，４，６−トリシアノヘプタン、４−エトキシカルボニル−２，４，６−トリシアノヘプタンなどが挙げられ、好ましいのは、２−メトキシカルボニルグルタロニトリル、２−エトキシカルボニルグルタロニトリル、２−エトキシカルボニル−４−メチルグルタロニトリル、３−エトキシカルボニル−１，３，５−トリシアノペンタンであり、さらに好ましいのは、２−エトキシカルボニルグルタロニトリル、３−エトキシカルボニル−１，３，５−トリシアノペンタンである。
【００１６】
本発明において用いられる塩基の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウムなどが挙げられ、好ましくは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムであり、さらに好ましくは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムである。
【００１７】
添加する塩基の形態は液体状が最も好ましく、塩基が固体状の場合は、溶媒で均一に溶解して用いることにより、反応を効率良く行うことができかつ高品質な目的物を得ることができる。
【００１８】
塩基の添加方法は分割添加であり、分割添加する１バッチあたりの塩基モル数は出発基質に対して等モル以下が好ましい。一度に過剰の塩基を投入して加水分解反応を行うと短時間に結晶が析出して系が固化し、また得られるシアノカルボン酸塩の結晶純度が低い上、時には結晶に着色が見られる場合があるので好ましくない。また、使用量については、出発基質に対し、合計で１．０〜１．５モル当量を用いるのが好ましく、１．０〜１．２モル当量がさらに好ましい。１．０モル当量低いと基質の転化率が低くなり、またこれより多いと不経済である。この範囲において反応を効率良くかつ経済的に行うことができる。
【００１９】
本発明における塩基の添加時あるいは加水分解時の反応温度は、加熱条件下で行われることが好ましく、４０℃から８０℃の間、中でも４０℃から５０℃の間が好ましい。この範囲の温度において効率よくかつ良好な結果を与える。
【００２０】
本発明において使用される溶媒は、出発基質、塩基をそれぞれ溶解し得るものならいずれの溶媒を用いてもよく、中でもアルコール系溶媒が好ましい。溶媒例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどが挙げられるが、好ましくは、メタノール、エタノール、プロパノールであり、さらに好ましくはメタノール、エタノールである。また、使用量については、反応中生成するカルボン酸塩のスラリー濃度に応じた任意の量でよい。
【００２１】
上記のごとく、塩基により加水分解されたシアノカルボン酸塩は、一般式（２）
【００２２】
【化６】
2004269473.tif 000005
【００２３】
（Ｒ２およびＲ３は前記に同じ、Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表し、ｎはＭの酸化数に応じて１または２を表す。）で示される。
【００２４】
式中のＭはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表し、具体例としては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどが挙げられるが、好ましくは、ナトリウム、カリウム、カルシウムであり、さらに好ましくはナトリウム、カリウムである。
【００２５】
本発明における反応・晶析後の目的物単離操作については、ろ過、遠心分離などのような簡便な手法を介するのみでよい。具体的には、反応・晶析後、遠心分離および洗浄して結晶を取り出し、減圧乾燥する方法などが挙げられる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定するものではない。なお、ここで用いた試薬類のメーカーグレードは、いずれも１級レベルに相当するものである。
【００２７】
実施例１
３−エトキシカルボニル−１，３，５−トリシアノペンタン２３２．１３ｇ（１．０ｍｏｌ）を反応容器に投入し、５０℃に加温・攪拌した。別に水酸化ナトリウム４０．００ｇ（１．０ｍｏｌ；カーク社製）（１．０ｅｑ）にメタノール４００ｍＬ（シグマ・アルドリッチ社製）を加えて均一に溶解・調製した塩基の溶液を用意し、これの半量を出発基質の反応液に攪拌しながらゆっくりと１時間かけて滴下した。滴下中反応液は均一で、滴下終了後、５０℃条件下で１時間熟成・攪拌した。反応溶液は徐々に均一溶液から白色のスラリーに変化し、その後さらに５０℃のまま１時間攪拌・熟成させた。次に塩基の残り半量を先程と同様に滴下・反応させ、すべての塩基を滴下終了後、５０℃条件下で１時間熟成・攪拌した。その後徐々にゆっくりと室温まで冷却し、遠心分離・洗浄して結晶の粗体を得た後、減圧乾燥することにより１，３，５−トリシアノペンタン−３−カルボン酸ナトリウムの結晶を１４１．６６ｇ（収率６６．４４％）得た。
【００２８】
実施例２
３−エトキシカルボニル−１，３，５−トリシアノペンタンの代わりに、２−エトキシカルボニルグルタロニトリル１６６．１８ｇ（１．０ｍｏｌ）を用い、実施例１と同様に反応・処理を行ったところ、グルタロニトリル−２−カルボン酸ナトリウムの結晶を９４．８９ｇ（収率５９．２４％）得た。
【００２９】
実施例３
メタノールの代わりに、エタノール４００ｍＬ（シグマ・アルドリッチ社製）を用い、実施例１と同様に反応・処理を行ったところ、１，３，５−トリシアノペンタン−３−カルボン酸ナトリウムの結晶を１３５．５８ｇ（収率６３．５９％）得た。
【００３０】
実施例４
水酸化ナトリウムの代わりに、水酸化カリウム５６．１１ｇ（１．０ｍｏｌ；カーク社製）を用い、実施例１と同様に反応・処理を行ったところ、１，３，５−トリシアノペンタン−３−カルボン酸ナトリウムの結晶を１４３．１２ｇ（収率６２．４１％）得た。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の製法は、工業的に容易に入手可能な試薬を用い、簡便な手法でかつ効率良く、工業的に優れた手法でニトリル誘導体を得る製造法である。また、得られるニトリル誘導体は種々の合成中間体として利用でき、有機化学分野において有用である。