(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルボン酸塩化物またはカルボン酸臭化物およびアルコールからカルボン酸エステルを製造する方法において、反応を無水で使用されるカルボン酸塩化物またはカルボン酸臭化物に相当するカルボン酸の“オニウム”塩の存在下で実施し、形成されるカルボン酸エステルを分離することを特徴とする、カルボン酸エステルの製造法。
【請求項２】
反応をカルボン酸の添加なしに実施する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
カルボン酸塩化物を使用する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
式：Ｒ１Ｃ（Ｏ）Ｃｌ（Ｉ）〔式中、Ｒ１は１〜６個のＣ原子を有するアルキル基；少なくとも１個のハロゲン原子によって置換された１〜６個のＣ原子を有するアルキル基；フェニル基、トリル基；少なくとも１個のハロゲン原子によって置換されたフェニル基またはトリル基を表わす〕で示されるカルボン酸クロリドを使用する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
式：Ｒ２ＯＨ（ＩＩ）〔式中、Ｒ２は１〜８個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基；少なくとも１個のハロゲン原子によって置換された１〜８個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基；フェニル基、トリル基；ベンジル基；少なくとも１個のハロゲン原子および／または少なくとも１個のニトロ基によって置換されたフェニル基、トリル基またはベンジル基を表わす〕で示されるアルコールを使用する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
Ｒ１は少なくとも１個の弗素原子によって置換された１〜４個のＣ原子を有するアルキル基を表わし、かつＲ２は１〜４個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基；少なくとも１個のハロゲン原子によって置換された１〜４個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基；フェニル基；少なくとも１個のハロゲン原子および／または少なくとも１個のニトロ基によって置換されたフェニル基を表わす、請求項４記載の方法。
【請求項７】
Ｒ１はペルフルオルメチル基、ペルフルオルエチル基、ペルフルオルプロピル基またはクロルジフルオルメチル基を表わす、請求項６記載の方法。
【請求項８】
Ｒ２は１〜３個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基；少なくとも１個の弗素原子によって置換された１〜３個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基；フェニル基；少なくとも１個の弗素原子および／または少なくとも１個のニトロ基によって置換されたフェニル基を表わす、請求項６記載の方法。
【請求項９】
アルコールを溶剤として使用する、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
酸クロリドもしくは酸ブロミドと“オニウム”塩とのモル比は１：１〜２００００：１の間にある、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
酸クロリドもしくは酸ブロミドおよび“オニウム”塩をその場で相応する“オニウム”クロリドまたは臭化物およびカルボン酸無水物の反応によって製造する、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
ピリジニウム−またはピペリジニウム塩を使用する、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、カルボン酸ハロゲン化物およびアルコールからカルボン酸エステルを触媒反応により製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カルボン酸の多数のエステルは、工業的にはそのまま使用される。酢酸エステルおよび別のカルボン酸エステルは、例えば溶剤または清浄化剤として使用され、例えば琥珀酸の別のエステルは、芳香化のために使用される。トリフルオル酢酸エチルエステルは、例えばパラフィンの塩素化またはオレフィンオキシドの重合のための溶剤である。多数のカルボン酸エステルは、化学合成における中間生成物でもある。トリフルオル酢酸メチルエステルおよびトリフルオル酢酸−１．１．１−トリフルオルエチルエステルは、水素化後にトリフルオルエタノール（および場合によってはメタノール）を供給する。トリフルオルエタノールは、溶剤および中間生成物として、例えば溶剤および麻酔剤イソフルランの製造の際に使用される。トリフルオル酢酸のエステルは、ＣＦ3基を有する生物学的に有効な化合物の導入もしくは製造にも使用される。例えば、トリフルオル酢酸メチルエステルを用いてのＮ−アシル化によって、ホルモン活性を有するペプチドを製造することができる。トリフルオルエチルエステルは、樟脳誘導体と一緒にＮＭＲ分析のためのシフト試薬を供給する。トリフルオル酢酸フェニルエステルは、塩化アルミニウムを用いてのフリースシフト（Fries'scher Verschiebung）後に医薬品のための合成構成要素である相応するトリフルオルアセチル化されたフェノールを供給する。エステルの多数の他の使用目的、例えば医薬品、光増感剤および着色剤のための合成構成要素を製出する、アミドへのエステルとアミンとの反応は、当業者に知られている。
【０００３】
クロリドフルオル酢酸のエステルは、同様に合成の構成要素である。エチルエステルは、例えば液晶を構成するために使用される（ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０２３１０６号明細書、参照）か、医薬品の製造の際に使用される（米国特許第５００６５６３号明細書、参照）か、或いはメチルエステルは、同様に液晶の構成のために使用されるか、キラール第２級アルコールの微生物学的製造のための出発化合物として使用される（T. Kitazume等, J. Fluorine chem. 56（1992）,第２７１〜２８４頁、参照）かまたはウィチヒ合成の場合に弗素化されたエノールエーテルの製造のために使用される（J. P. Beque等, J. Org. Chem. 57(1992),第３８０７頁以降、参照）。クロルジフルオル酢酸のエステルは、ジフルオルカルベンの前駆物質である。
【０００４】
カルボン酸エステルの製造は、通常、相応するアルコールをカルボン酸と、酸触媒の下で反応させることによって行なわれる。この場合、生成される反応水は、平衡シフトのために除去されなければならず；弗素化された誘導体の場合には、このことは、（水和物としてのカルボニル官能基での）水の好ましい結合のために困難をまねく。また、カルボン酸エステルをカルボン酸塩化物およびアルコールから塩基触媒の下で製造することができることも既に知られている。しかし、この場合には、加水分解による後処理が必要とされ、さらに廃棄処分されなければならない廃塩、例えばピリジン塩酸塩が生成される。塩基触媒なしのカルボン酸ハロゲン化物とアルコールとの反応は、僅かな反応速度で進行する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、反応水を分離する必要がないかまたは加水分解による後処理を必要とせずに、カルボン酸エステルを高い収率で製造することができる、工業的に簡単に実施可能な方法を記載することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明の方法によって解決される。カルボン酸塩化物またはカルボン酸臭化物およびアルコールからカルボン酸エステルを製造するための本発明による方法は、反応を無水で使用されるカルボン酸塩化物またはカルボン酸臭化物に相当するカルボン酸の“オニウム”塩の存在下で実施し、形成されるカルボン酸エステルを分離することによって特徴付けられる。
【０００７】
酸、例えばカルボン酸の添加は、不必要であり、有利には行なわれない。
【０００８】
有利には、カルボン酸塩化物から出発する。触媒としては、特にカルボン酸の“オニウム”塩が使用される。
【０００９】
本発明による方法は、原理的に任意のアルコールを用いての任意のカルボン酸の任意のエステルの製造に使用することができる。１つの好ましい実施態様には、式：Ｒ1Ｃ（Ｏ）Ｃｌ（Ｉ）〔式中、Ｒ1は１〜６個のＣ原子を有するアルキル基；少なくとも１個のハロゲン原子によって置換された１〜６個のＣ原子を有するアルキル基；フェニル基、トリル基；少なくとも１個のハロゲン原子によって置換されたフェニル基またはトリル基を表わす〕で示されるカルボン酸クロリドを使用することが設けられている。
【００１０】
更に、式：Ｒ2ＯＨ（ＩＩ）〔式中、Ｒ2は１〜８個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基；少なくとも１個のハロゲン原子によって置換された１〜８個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基；フェニル基、トリル基；ベンジル基；少なくとも１個のハロゲン原子および／または少なくとも１個のニトロ基によって置換されたフェニル基、トリル基またはベンジル基を表わす〕で示されるアルコールを使用することは、有利である。
【００１１】
特に有利には、Ｒ1は少なくとも１個の弗素原子によって置換された１〜４個のＣ原子を有するアルキル基を表わし、かつＲ2は１〜４個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基；少なくとも１個のハロゲン原子によって置換された１〜４個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基；フェニル基；少なくとも１個のハロゲン原子および／または少なくとも１個のニトロ基によって置換されたフェニル基を表わす。殊に、Ｒ1はペルフルオルメチル基、ペルフルオルエチル基、ペルフルオルプロピル基またはクロルジフルオルメチル基を表わす。殊に有利には、Ｒ2は１〜３個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基；少なくとも１個の弗素原子によって置換された１〜３個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基；フェニル基；少なくとも１個の弗素原子および／または少なくとも１個のニトロ基によって置換されたフェニル基を表わす。
【００１３】
“オニウム”の概念は、プラスに帯電された窒素原子を有する陽イオン、例えば
プロトン化された芳香族窒素塩基、例えばピリジニウムまたは２０個までのＣ原子を有するプロトン化されたアルキル−、ジアルキル−またはトリアルキルアンモニウム陽イオンを表わすか、或いはシクロアルキルによって置換されたアンモニウム化合物または脂環式窒素塩基、例えばピペリジニウムまたは第四アンモニウム陽イオンを表わす。
【００１４】
カルボン酸塩として特に好適なのは、“オニウム”塩であり、この場合“オニウム”は、
【００１５】
【外１】
0003768250.tif 000002
【００１６】
の窒素原子の陽イオンを表わす。この場合、“アリール基”は、殊にフェニル基または１個またはそれ以上のＣ1〜Ｃ2−アルキル基によって置換されたフェニル基を表わす。極めて好適なのは、“オニウム”が、アンモニウム、ピリジニウムまたはＲ1´Ｒ2´Ｒ3´Ｒ4´Ｎ+〔但し、Ｒ1´、Ｒ2´、Ｒ3´およびＲ4´は、互いに独立に水素原子、１〜１５個のＣ原子を有するアルキル基またはベンジル基を表わす〕を表わすような塩である。このような陽イオンの例として、ピリジニウム、ピペリジニウム、アニリニウム、ベンジルトリエチルアンモニウムおよびトリエチルアンモニウムが挙げられる。
【００１７】
特に好適なのは、１個またはそれ以上の弗素原子によって置換された酢酸のエステルを製造するための方法である。例えば、トリフルオル酢酸フェニルエステルは、本発明方法により製造することができる。特に十分に好適なのは、１．１．１−トリフルオルエタノール、メタノール、エタノール、イソプロパノール、４−ニトロ−フェノール、ペンタフルオルフェノールおよびアリルアルコールを用いてクロルジフルオル酢酸およびトリフルオル酢酸のエステルを製造するための本発明による方法である。
【００１８】
カルボン酸ハロゲン化物とアルコールとのモル比は、有利に０．９を上廻る。また、アルコールは、高い過剰量で使用することができ、かつ特に電子吸引基、例えば弗素原子によって置換されたアルコールが重要である場合には、溶剤として使用される。有利に、アルコールとカルボン酸ハロゲン化物とのモル比は、０．９：１〜１．１：１の間にあるか、またはアルコールを溶剤として使用する場合には、５：１にまでになる。
【００１９】
反応を実施する温度は、環境温度（約２０℃）ないし混合物の沸点、例えば１００℃までの温度である。環境圧力（約１バール、絶対）で作業されるかまたは望ましい場合には、高められた圧力、例えば５バール絶対までの圧力で作業される。
【００２０】
“オニウム”塩は、触媒量またはモル量で存在することができる。有利に、酸ハロゲン化物とカルボン酸塩とのモル比は、１：１〜２００００：１の範囲内にある。
【００２１】
本発明の１つの特殊な実施態様によれば、酸塩化物もしくは酸臭化物およびカルボン酸の“オニウム”塩は、その場で(in situ）製造される。このために、相応する“オニウム”ハロゲン化物、特に塩化物または臭化物、殊に塩化物は、使用すべきカルボン酸の無水物と反応される。この反応の場合には、カルボン酸の無水物から、相応する酸ハロゲン化物および相応する塩が形成される。この実施態様の場合には、“オニウム”ハロゲン化物として使用されるハロゲン化物触媒を使用することができ、この触媒は、この方法で価値のある生成物に変換することができる。
【００２２】
有利には、“オニウム”塩、殊にピリジニウム−またはピペリジニウム塩が使用される。
【００２３】
本発明は、加水分解による後処理なしに工業的に簡単な方法でカルボン酸エステルを製造することができるという利点を有する。多くの場合のエステル化においては、ピリジン塩酸塩のような廃棄物は生成しない。
【００２４】
次に、実施例につき本発明をさらに詳説するが、しかし本発明はこれによって限定されるものではない。
【００２５】
【実施例】
例１：
ピリジニウムトリフルオルアセテートの存在下でのトリフルオルアセチルクロリドと２，２，２−トリフルオルエタノールとの反応によるトリフルオル酢酸−トリフルオルエチルエステルの製造
0003768250.tif 000003
実験室用循環装置（受器としてのＫＰＧ撹拌機を有する１  ｌの四口フラスコ、プロミネント−ポンプ（Prominent-Pumpe）、充填されたラシッヒ環を有する３０ｃｍのカラム）中で、ピリジニウムトリフルオルアセテート３０ｇ（０．１６モル）を２，２，２−トリフルオルエタノール３５５ｇ（３．５５モル）中に入れ、５４℃の内部温度で循環させながら撹拌した。引続き、フラスコ中に浸漬管を介してトリフルオルアセチルクロリド１３４ｇ（１．０１モル）を１００分間で供給した。トリフルオルアセチルクロリドの添加が終結した後に、１０分間後反応させた。引続き、この反応混合物をビグルーカラム（Vigreuxkolonne）を介して分別蒸留することにより（移行温度：５４〜５６℃）、トリフルオル酢酸−トリフルオルエチルエステル１７７．８ｇが得られ、これは、理論値の８９．８％の収率に相当した。受器のフラスコ中に残留するトリフルオルエタノール／ピリジニウム塩混合物は、再び同じ効率でエステル化に使用することができる。
【００２６】
例２〜７：
ピリジニウムトリフルオルアセテートの存在下でのトリフルオルアセチルクロリドとメタノール、エタノール、イソプロパノール、４−ニトロフェノール、ペンタフルオルフェノールおよびアリルアルコールとの反応によるトリフルオル酢酸エステルの製造
例１の方法と同様にして、トリフルオルアセチルクロリドと、メタノール（９４％）、エタノール（９６％）、イソプロパノール（８９％）、４−ニトロ−フェノール（８５％）、ペンタフルオルフェノール（９２％）およびアリルアルコール（８１％）とからなる相応するエステルをも製出した。
【００２７】
例８：
ピリジニウム塩酸塩の存在下でのトリフルオル酢酸無水物と２，２，２−トリフルオルエタノールとの反応によるトリフルオル酢酸−トリフルオルエチルエステルの製造
0003768250.tif 000004
ＫＰＧ撹拌機、乾燥氷冷却器および滴下漏斗を備えた２５０ｍｌの三口フラスコ中に、ピリジニウム塩酸塩２３．１１ｇ（０．２モル）および２，２，２−トリフルオルエタノール２０．０ｇ（０．２モル）を装入した。引続き、５２〜５５℃の反応内部温度でトリフルオル酢酸無水物４２．０１ｇ（０．２モル）を３時間で滴加した。トリフルオル酢酸−トリフルオルエチルエステルの収率は、９８％であった（ＧＣ）こうして得られた反応溶液を、例１で記載されたように試験のための触媒混合物として使用したかまたは２，２，２−トリフルオルエタノールとして留去した。蒸留の経過中に、蒸留フラスコ内で反応の際に第１に形成されたトリフルオル酢酸は、ＨＣｌの形成下にピリジニウム塩酸塩と反応してピリジニウムトリフルオルアセテートに変換された。
【００２８】
例９：
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ピリジニウムクロリドフルオルアセテートの製造：Ｎ2雰囲気下に、滴下漏斗、ＫＰＧ撹拌機および４０ｃｍの充填カラムを備えた２５０ｍｌの三口フラスコ中に差当たりピリジン７．９１ｇ（０．１０モル）を装入し、クロルジフルオル酢酸１３．０５ｇ（０．１０モル）（ＣＤＦＡ）を急速に撹拌しながら（自然の昇温下に）徐々に滴加した。
【００２９】
エステルの製造：生成された塩をメタノール３２．０ｇ（１．０モル）に入れた（但し、塩は直ちに溶解した）。油浴中での５０℃への加熱後、激しいＨＣｌ発生下にクロルジフルオルアセチルクロリド１４８．９ｇ（１．０モル）を滴加した。この反応混合物のガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析により、滴加の終結後にエステルへの酸クロリドの定量的反応が示された。引続き、こうして得られた澄明な黄色の溶液を４０ｃｍの充填カラムを介して精溜した。８０〜８５℃の塔底温度および７８〜７９℃の移行温度で、クロルジフルオル酢酸メチルエステルが９９％の純度で得られた。
【００３０】
例１０：
0003768250.tif 000006
クロルジフルオル酢酸エチルエステルの製造は、例９と同様にして行なわれた。触媒としてのピリジニウムクロルジフルオルアセテート１０モル％、エタノール４６．０６ｇ（１．０モル）およびクロルジフルオルアセチルクロリド１４８．９ｇ（１．０モル）を使用した。酸クロリド０．５モルの添加後に、反応溶液の強い混濁（相形成）を観察することができ、これは、さらに酸クロリドの添加後に反応の終結に向けて消滅した。ＨＣｌ発生後のＧＣ分析により、再びエステルへの酸クロリドの定量的な変換が示された。エステルの精溜は、４０ｃｍの充填カラムを介して真空中で行なわれた。
【００３１】
例１１：
0003768250.tif 000007
クロルジフルオル酢酸プロピルエステルの製造は、例９と同様にして行なわれた。触媒としてのピリジニウムクロルジフルオルアセテート１０モル％、ｎ−プロパノール６０．１ｇ（１．０モル）およびクロルジフルオルアセチルクロリド１４８．９ｇ（１．０モル）を使用した。反応の経過中に、２相の形成を確認することができた。ＨＣｌ発生の終結後に撹拌を停止させ、相をＧＣ−ＭＳで分析し、かつ特性決定した。上相は、ピリジニウム塩とともに９６％以上が望ましいクロルジフルオル酢酸プロピルエステルを含有し、下相は、生成物の痕跡とともに主成分としての触媒塩を含有していた。エステルへの酸クロリドの変換は、定量的に進行した。エステルの精溜は、相分離後に４０ｃｍの充填カラムを介して真空中で行なわれた。