螺缩醛衍生物的制备方法 【技术领域】
本发明涉及作为合成中间体有用的下式(I)所示3，9-双(2-氯乙基)-2，4，8，10-四氧杂螺[5.5]十一烷(以下简称为化合物(I))的制备方法。
[化1]
背景技术
化合物(I)是具有螺缩醛骨架的合成各种二官能性衍生物有用的中间原料。作为已知的制备方法，已知首先，①在对甲苯磺酸存在下，通过丙烯醛和季戊四醇的反应合成3，9-二乙烯基-2，4，8，10-四氧杂螺[5.5]十一烷(以下简称为化合物(II))，然后，②通过化合物(II)和氯化氢的反应合成化合物(I)的两方法(西班牙专利324610号(1966))。根据其实施例，①和②的反应中的收率分别是81.5％和81％，相对较高，但由于是两阶段反应，工序数多，不一定是效率高的。
另一方面，关于通过丙烯醛和甲醇、乙醇等醇和氯化氢的反应合成1，1-二烷氧基-3-氯丙烷是已知的(0rg.Syn.Coll.vol.2，137(1943))。按照该文献，在冰冷却下，通过向被干燥氯化氢饱和的乙醇中加入丙烯醛进行反应合成1，1-二乙氧-3-氯丙烷(以下简称为化合物(III))。但是，由于生成各种副产物，其收率不超过34％。
作为试图抑制前述反应中副产物的生成改善收率的方法，有报告在吸收了干燥氯化氢气体的无水乙醚中加入丙烯醛的无水乙醚溶液后，通过添加无水乙醇和分子筛以87.7-91％的收率得到化合物(III)(Proc.Jpn.Acad.，Ser.B，56(9)，573(1980))。该方法的其中一点是从反应体系中彻底除去水。由于为此原料的无水化和大量使用分子筛，在工业化方面不是经济的办法。
【发明内容】
本发明的课题是，鉴于实际情况，以提供简便且高收率地得到化合物(I)的方法为目的。
本发明者为达到上述目的，深刻研究的结果发现，通过使丙烯醛、季戊四醇、和氯化氢进行一阶段反应，可简便且高收率地得到化合物(I)，基于这样的发现完成了本发明。
实施发明的方式
下面对本发明进行详细说明。
相对于季戊四醇使用丙烯醛1.6～3.0倍摩尔，更优选使用2.0~2.5倍摩尔。如果过量使用丙烯醛，由于未反应的丙烯醛和3-氯丙醛在反应体系中残存，因此不是优选的。
在本发明的反应中，氯化氢是反应物的同时也作为反应催化剂。氯化氢有必要相对于使用的丙烯醛为等摩尔以上。氯化氢是将其干燥气体吸收在溶剂中后在反应中使用的。另外，本发明的反应中，代替氯化氢气体也可使用盐酸。从操作性或经济性的观点出发，使用盐酸在工业中是有利的。
由于目的化合物(I)在常温是固体，且在水中的溶解性很低，使用氯化氢气体的情况不用说，即使是使用盐酸，优选向反应体系中加入对于化合物(I)是可溶的且是惰性的溶剂。作为可使用的溶剂，有甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族溶剂，戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、石油醚、环戊烷、环己烷等脂肪族和脂环类烃类溶剂，乙醚、THF等醚类，乙腈等。在使反应后的后处理变容易的目的中，相对于水溶解性低的的溶剂是适用的。
作为其他添加剂，为防止丙烯醛的聚合，可微量添加氢醌、对-叔丁基儿茶酚等多元苯酚等聚合抑制剂。
下面，对反应本身和反应后处理工序进行说明。
向季戊四醇中加入盐酸(和溶剂)或吸收了干燥氯化氢气体的溶剂。搅拌该混合物的同时，向其中慢慢添加丙烯醛。也可在丙烯醛中预先混合溶剂和/或聚合抑制剂后添加。另如，也可向季戊四醇和氯化氢的混合物中添加聚合抑制剂。伴随着丙烯醛的添加反应进行。反应混合物的温度保持在-20～60℃，优选0～40℃。
反应完成后，过量存在的氯化氢用碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠等碱(水溶液)进行中和。此时，通过使用相对于水溶解性低的溶剂，可容易地分取含有目的化合物(I)的有机层。
由于化合物(I)作为合成中间体被使用，其纯化方法，根据将其作为原料使用后的合成反应要求的纯度实施。在最简便的情况下，前述中和后的溶液原样被提供到后面的反应。另一方面，在要求高纯度的情况下，蒸除溶剂后，可进一步通过减压蒸馏分离，或通过从丙酮-水混合溶剂、甲醇-水混合溶剂等重结晶分离·纯化。
在通过丙烯醛和醇以及氯化氢的反应合成1，1-二烷氧基-3-氯丙烷时，由于缩醛化反应是伴随水生成的平衡反应，一般使用干燥氯化氢气体。在本发明的制备方法中，即使使用盐酸也可以高收率得到目的化合物，从原料和目的化合物(I)的溶解性出发其理由推定如下。即，季戊四醇是高熔点(260℃)的结晶，具有在水、乙醇、甘油等中是可溶的，但在大多数有机溶剂中是不溶的特征。另一方面，目的化合物(I)相对于水的溶解性低。因此，反应虽然在盐酸中发生，但是通过生成的目的化合物(I)从盐酸中析出，平衡移动，被认为可以高收率得到目的化合物。
实施例
下面显示本发明的实施例，但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
向装备有滴液漏斗、搅拌机和温度剂的200ml的三颈瓶中加入13.6g(0.10mol)的季戊四醇、20mg的氢醌、40ml(约0.42mol)的约33％盐酸、和30ml的甲苯，在室温搅拌使季戊四醇分散。将该混合物在恒温水槽上搅拌，且内温保持在15～20℃的同时，用0.5小时向其中滴加入12.3g(0.22mol)的蒸馏纯化丙烯醛。滴加完成后，将反应混合物保持在原温度的同时继续搅拌2小时。
指定时间后，静置反应混合物，分离有机层和水层。将水层用30ml甲苯洗涤2次。将该甲苯洗涤液加入前面分层的有机层中，将其用饱和碳酸氢钠水溶液和氯化钠水溶液洗净。从其甲苯溶液中蒸除溶剂，得到28.7g粘稠的油状物。将其减压蒸馏，分离到25.6g(收率90％)的目的化合物(I)。
根据本发明，可简便且高收率地得到化合物(I)。