アルデヒドを調製するためのプロセス
本発明は、カルボン酸のエステルをH-DIBAL (水素化ジイソブチルアルミニウム)で還元することによってアルデヒドを製造するための方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【０００１】
本発明はカルボン酸のエステルをH-DIBAL(水素化ジイソブチルアルミニウム)で還元することによってアルデヒドを調製するための方法に関する。
【０００２】
DE-A1-100 14 298は、一般にマイクロリアクタ中での水素化物による有機化合物の還元を開示する。DE-A1-100 14 298における例は、カルボン酸エステルを室温下でH-DIBALによって還元し、対応するアルコールを得ることのみを開示する。
【０００３】
WO-A 01/70649は、マイクロリアクタ中での水素化物による有機化合物の還元を記載し、マイクロリアクタ中でのカルボン酸のエステルをDIBAL-Hの存在下で対応するアルコールに還元することを開示する。
【０００４】
WO-A 99/22857は、マイクロリアクタ中での、水素ガスの存在下での水素化反応、およびフッ素ガスの存在下でのフッ素化反応を開示する。フッ素化反応は、およそ20〜180℃の高められた温度で実行される。
【０００５】
EP-A 0855395は、-80℃未満の温度での、実験室スケールのメチルエステルのDIBAL-Hによる還元を開示する。
【０００６】
J. March, Advanced Org. Chem., 3rd Edition (1985),のような教科書中では、その397頁で、既知のDIBAL-Hによるエステルの還元は-70℃という非常に低い温度での反応であることを強調する。
【０００７】
有機化合物の還元は、実験有機化学において広く使用されている。さらに、エステルからのアルデヒドの調製は、産業界での恒常的な目標である。しかしながら、アルデヒドは、対応するアルコールへのさらなる還元に向けて非常に敏感に反応する。それ故に、アルキルエステルの直接還元は、しばしば工業スケールでは選択性の問題を生じる。したがって、多くのの興味深いアルデヒドは、直接還元では入手できない。さらなる問題は、1つ以上のエステル基を持つ化合物のうちの、1つだけのエステル基しか還元されるべきではないという選択的還元の要求である。
【０００８】
工業スケール量で水素化物を扱いながら安全性の問題を減らすことが、産業界での恒常的な目標である。H-DIBALは高度に可燃性であり、かつ痕跡量の水の存在下でも分解に敏感である。工業スケールの還元プラントにおける保護ガスの要求される達成および維持は非常に高額となる。
【０００９】
本発明の目的は、それ故に、有機エステルをアルデヒドに直接還元する一方で、先述の問題を回避する方法を提供することである。本発明の方法は、対応するアルコールの生成と比較して、アルデヒドの生成について高度の選択性を提供するはずである。さらなる目的は、還元を想定されていない他のエステル基の存在下で、或るエステル基を選択的に還元できる方法を提供することであった。他の目的は、工業スケールの還元プラントにおける保護ガス条件の達成および維持を軽減することである。さらに、一つの目的は、人体、施設および環境に対してさらに高い安全性を提供することであった。
【００１０】
これらの目的は、請求項１の方法によって達成される。
【００１１】
与えられた方法は、H-DIBAL(水素化ジイソブチルアルミニウム)によるカルボン酸のエステルの還元によってアルデヒドを調製するための方法であって、前記酸は脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族カルボン酸からなる群より選択され、該エステル/H-DIBALのモル比はおよそ1:1ないしおよそ1:1.2の範囲にあり、該反応はマイクロリアクタ中で実行され、該マイクロリアクタ中の温度は-50〜0℃の範囲、好ましくは-40〜-18℃の範囲、より好ましくは-40〜-20℃の範囲に制御される方法である。
【００１２】
先述のエステル/H-DIBALのモル比は、先に与えられた条件下でアルデヒド基に還元され得る分子の各エステル基を基準とする。およそ1:1ないしおよそ1:1.2の範囲にあるエステル/H-DIBALのモル比(仕込み1/仕込み2)での、マイクロリアクタにおけるH-DIBALによるアルキルエステルの還元によって、対応するアルコールよりも、対応するアルデヒドが顕著に多量に得られることがわかっている。さらに好ましい態様によれば、エステル/H-DBALのモル比は、およそ1:1ないしおよそ1:1.1の範囲にある。
【００１３】
およそ0℃超でアルデヒド/アルコール生成物比は頭打ちになり、さらには転換率が劇的に低下する傾向がある。およそ-80〜-70℃あるいは-80℃未満の温度を大スケールで達成するのが難しく、それ故に、工業的な視点からは適切でない。
【００１４】
脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族カルボン酸(酸部分)から形式的に誘導される残部を含むエステルは、それ故に、脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族酸エステルまたはカルボン酸エステルである。
【００１５】
以下で、用語「脂肪族酸エステル」または「アルカン酸エステル」は、少なくとも1つの直鎖または分岐鎖アルカン部分を含むエステルを示す。該アルカン部分は、任意で炭素環部分またはヘテロ環部分をさらに含み、任意で1つ以上のC1-6アルキルまたはC1-6アルコキシ置換基、1つ以上の炭素-炭素二重結合または三重結合、任意で保護された1つ以上のヒドロキシ、アミノまたはケト基、および/または1つ以上のハロゲン原子をさらに含む。好ましい態様において、該アルカン部分は、3〜30個の炭素原子を持つC3-30アルカン部分である。
【００１６】
以下で、用語「C1-6アルキル」とは、1〜6個の炭素原子を持つ直鎖または分岐鎖アルキル基、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、ペンチルおよびヘキシル基を示す。
【００１７】
以下で、用語「C1-6アルコキシ」とは、1〜6個の炭素原子を持つ直鎖または分岐鎖アルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、第二ブトキシ、第三ブトキシ、ペンチルオキシおよびヘキシルオキシ基を示す。
【００１８】
本発明の、高度に置換されたC3-30アルカン酸アルキルエステルの還元についての好ましい例は、任意でNが保護されたα-アミノ酸アルキルエステル、アクリル酸アルキルエステル、マロン酸アルキルエステル、コハク酸アルキルエステル、マレイン酸アルキルエステル、アジピン酸アルキルエステル、リンゴ酸アルキルエステルおよび酒石酸アルキルエステルまたは誘導体である。酒石酸アルキルエステルの誘導体は、例えば、リンゴ酸アルキルエステルのケタールまたは、酒石酸アルキルエステルのアセタール、ならびにC3-30アルカン酸アルキルエステルのヒドロキシ基が保護された他のアセタールおよび/またはケタールである。特に好ましくはアルカン酸n-アルキルエステルである。
【００１９】
本方法によれば、(4R,5R)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン-4,5-ジカルバルデヒドが、(4R,5R)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン-4,5-カルボン酸ジメチルエステルから得られ得る。生成物は、Lam, P.YらによりScience 1994, 263, 380-384に開示されたHIVプロテアーゼ阻害薬としての[4R-(4α,5α,6β,7β)]-ヘキサヒドロ-5,6-ジ-ヒドロキシ-1,3-ビス[(4-ヒドロキシメチル)フェニル]メチル]-4,7-ビス(フェニルメチル)-2H-1,3-ジアゼピン-2-オン [CAS 151867-81-1]のような、環状尿素ジオールのための出発化合物である。
【００２０】
炭素環またはヘテロ環部分を持つ脂肪族エステルの例は、フェニル酢酸メチルエステル、5-[5-(1-ヒドロキシヘプチル)-テトラヒドロフラン-2-イル]-ペンタン酸メチルエステルおよびジャスモン酸メチルエステルである。
【００２１】
本発明の意味における用語「アルキルエステル」は、独立に、先に定義された脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族エステルのうちの1つを意味し、ここで、それぞれの分子のアルキルエステル基のアルキル部分は任意で分岐されたアルキル基であり、該アルキル基は任意で1つ以上のハロゲン原子、好ましくはフッ素および/または塩素を含む。例としては、メチル、エチル、n-ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、ペンチルまたはヘキシルエステルである。
【００２２】
したがって、本発明の目的における各「n-アルキルエステル」は、独立に、先に定義された脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族エステルのうちの1つを意味し、ここでそれぞれの分子のそれぞれのエステル基のアルキル部分は、メチル、エチル、n-プロピルまたはn-ブチルのようなn-アルキル基である。
【００２３】
したがって、本発明の目的における各「分岐鎖アルキルエステル」は、独立に、先に定義された脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族エステルのうちの1つを意味し、ここで、それぞれの分子のアルキル部分は、イソプロピル、イソブチル、第二ブチルまたは第三ブチルのような分岐鎖アルキル基である。
【００２４】
以下で、用語「脂環族酸エステル」は、環状アルカン酸エステル部分を含み、任意で1つ以上のC1-6アルキルまたはC1-6アルコキシ置換基、1つ意表の炭素-炭素二重結合または三重結合、1つ以上の任意で保護されたヒドロキシ、アミノまたはケト基および/または1つ以上のハロゲン原子を含むエステルを示す。シクロヘキサン酸アルキルエステルはその例である。
【００２５】
以下で、用語「芳香族酸エステル」は、単環または複環芳香族酸エステル部分を含み、任意で1つ以上のC1-6アルキルまたはC1-6アルコキシ置換基、1つ以上の炭素-炭素二重結合または三重結合、任意で保護された1つ以上のヒドロキシ、アミノまたはケト基および/または1つ以上のハロゲン原子を含むエステルを示す。好ましい例は、安息香酸アルキルエステル、サリチル酸アルキルエステル、アニス酸アルキルエステル、テレフタル酸アルキルエステル、ナフチル酸アルキルエステルおよびナフト-ジカルボン酸ジn-アルキルエステルである。特に好ましいものは、それぞれの芳香族酸n-アルキルエステルである。
【００２６】
以下で、用語「ヘテロ環族酸エステル」は、中心部に接続された少なくとも1つのエステル基を持ち、任意でC1-6アルキル、C1-6アルコキシ置換基、1つ以上の炭素-炭素二重結合または三重結合、任意で保護された1つ以上のヒドロキシ、アミノまたはケト基および/または1つ以上のハロゲン原子からなる群より選択される1つ以上のさらなる置換基を持つ単環または複環のヘテロ環部分を含むエステルを示す。好ましい例は、ピロリジン-2-カルボン酸アルキルエステル (ヒグリン酸アルキルエステル)、1-メチルピロール-ジエン-2-カルボン酸エステル、ピコリン酸アルキルエステルおよびピペリン酸アルキルエステルである。
【００２７】
以下で、用語「アルキルへテロ芳香族酸エステル」とは、中心部に接続された少なくとも1つのエステル基を持ち、任意でC1-6アルキル、C1-6アルコキシ、任意で保護された1つ以上のヒドロキシ、アミノまたはケト基および/または1つ以上のハロゲン原子からなる群より選択される1つ以上のさらなる置換基を持つ単環または複環のヘテロ芳香族部分を示す。好ましい例は、ニコチン酸アルキルエステルである。例えば、6-メチルピリジン-3-カルバルデヒドは、COX-2阻害薬エトリコキシブ(Arcoxia (登録商標))である5-クロロ-6'-メチル-3-[4-(メチルスルホニル)フェニル]-2,3'-ビピリジンの調製のための高価な出発材料であり、今日では、安価な出発原料6-メチル-ニコチン酸メチルエステルから2段階合成で調製される。フラノース-2-カルボン酸アルキルエステルはその例である。
【００２８】
分岐鎖アルキル成分を含むようなエステル、すなわちイソプロピル、イソブチル、第二ブチルおよび第三ブチルエステルは、およそ-18℃以下の温度ではH-DIBALと反応しない傾向があることがわかっている。したがって、マイクロリアクタの温度が-18℃以下に制御される代替の方法においては、H-DIBAL還元を受ける化合物は、同じ分子内に少なくとも1つのn-アルキルエステル基および少なくとも1つの分岐鎖アルキルエステル基を持つ混合エステルであり得る。-18℃以下では、該少なくとも1つのn-アルキルエステル基は、該少なくとも1つの分岐鎖エステル基の存在下で、主に対応するアルデヒド基に還元される一方で、該分岐鎖エステル基は本質的に影響を受けないままである。
【００２９】
混合エステルのなかで特に好適なn-アルキルエステル基はメチルエステル基である。さらに、混合エステルのなかで好適な分岐鎖エステル基は、第三ブチルエステル基である。
【００３０】
混合エステルおよび選択的還元についての例は、種々のスタチン類のための一般的な中間体である(4R,6S)-(6-ホルミル-2,2-ジメチル-1,3-ジオキサン-4-イル)酢酸第三ブチルエステル [CAS 124752-23-4]の調製である。本発明によれば、それは(4R,6S)-(6-メチルカルボキシラート-2,2-ジメチル-1,3-ジオキサン-4-イル)酢酸第三ブチルエステルから得ることができる。
【００３１】
反応時間が短縮されると、アルデヒド/アルコール生成物比が増大することがわかっている。したがって、さらに好ましい態様においては、反応時間は1分未満、好ましくは30秒未満である。
【００３２】
「マイクロリアクタ」は、反応体積が流れ方向に対しておよそ10000マイクロメートル以下の寸法を持つリアクタとして定義されるべきである。
【００３３】
好ましくは、本方法は少なくとも2つの流体であって、該少なくとも2つの流体の一方は脂肪族、芳香族およびヘテロ芳香族酸のエステル(第1の反応物質)を含み、他方の流体はH-DIBAL(水素化ジイソブチルアルミニウム) (第2の反応物質)を含むもの、および任意でさらなる流体を混合することによって実行され、該混合は、該第1および第2の反応物質を含む該少なくとも2つの流体(A)の一方のための少なくとも1つの流路(1)を含むマイクロリアクタ(6)中で実行され、該流路は少なくとも2つの反応領域(2) (各反応領域は、該第2または第1の反応物質のいずれかを含む該2つの流体のうちの他方(B)を供給するための注入点(3)含む)と、該少なくとも2つの流体が互いに接触する混合区域(4)と、反応区域(5)とを含み、該マイクロリアクタは任意で1つ以上のさらなる滞留時間容量(residence time volume)を提供し、該方法において、該第1および第2の反応物質のいずれかを含む該少なくとも2つの流体のうちの一方は第1の流を構成し、該第2または第1の反応物質のいずれかを含む該少なくとも2つの流体のうちの他方が、反応の完結をもたらすために必要な分量だけが各注入点において注入されるように、該流路(1)沿いの該少なくとも2つの注入点(3)で該第1の流に注入される。
【００３４】
「反応の完結をもたらすための必要な」という表現は、例えば単一の容器中での「理論的な」反応の完結をもたらすために添加される必要があり得る量を意味する。化学量論比で1:1の単純な反応においては、これは等モルの量であろう。テレフタル酸ジメチルエステルまたはアジピン酸ジメチルエステルのような第1の反応物質については、反応を完結させるために2モル当量のH-DIBALが必要である。
【００３５】
図1および図2は、流Bを種々の注入点で流Aに供給する2つの例を示す。図1におけるマイクロリアクタ(6)は3つの注入点を持った1つの流路を含み、図2におけるマイクロリアクタ(6)は各々が3つの注入点を持った2つの流路を含む。2つ以上の流路が存在し得、各流路には3つ以上の注入点が存在し得る。したがって、第2の反応物質は、第1の反応物質を含む流体で構成される第1の流に、注入点において供給され得る。経済的な視点からは、より高価および/またはより反応性の高い反応物質が、より安価および/またはより反応性の低い反応物質を含む第1の流に対して有利に供給される。H-DIBALはより反応性の高い反応物質であるが、大抵の場合、還元される化合物よりも安価である。過剰な反応を避けるために、還元される化合物を仕込み1として連続的に供給することが好ましい。
【００３６】
さらに、注入点、混合区域および/または反応区域に関して構造的な制限は無い。本発明に使用されるマイクロリアクタの部品のより良い理解のためだけの理由で、図1および図2におけるマイクロリアクタは、空隙に線を張ったように描かれている。とはいえ、流路(1)は従来技術で既知のように曲がりくねったものとなり得る。さらに、異なる混合区域および/または反応区域は、幅または長さにおいて同じ寸法を持つ必要はない。一つの物理的実体(physical entity)の中に先述した特徴の全てを含むマイクロリアクタを使用することはさらに必要ない。さらなる注入点、混合区域、反応区域を外から流路に接続することも可能であり、任意でそれぞれが外から冷却されても加熱されてもよい。
【００３７】
1つ以上の注入点を使用しながらエステルの還元の完結をもたらすために必要な分量のみを供給することは、マイクロリアクタ中のホットスポット(hot spot)の数の増加をもたらす一方で、各ホットスポット中で上昇した温度は、1つのみの混合区域および反応区域しか持たない典型的なマイクロリアクタと比べて下げられる。さらに、2つの化合物のうちの一方が、他方の化合物を含む第1の流の中で希釈されるので、副生成物の生成は減じられ、かつ、収率は増加する。したがって、本発明の方法は、反応を通じて改良された制御性を提供する。
【００３８】
本発明において、少なくとも2つの流体の各々は、独立に液体、気体または超臨界流体であり得る。混合区域の混合特性に依存して、該少なくとも2つの流体が、必ずしも完全に混和性である必要はない。
【００３９】
本発明の方法に適切なマイクロリアクタは、少なくとも1つの一般的な流路、少なくとも1つの注入点、少なくとも1つの混合区域および少なくとも1つの反応区域に加えて、温度制御可能な滞留容量、温度制御可能な予混容量およびその他従来技術で既知のもののようなさらなる構造要素を含み得る。
【００４０】
マイクロリアクタと呼ばれるものは、複数の注入点で使用される場合に、H-DIBAL還元について特に有利であることがわかっている。本方法によれば、反応生成物の収率および/または純度、ならびに他の利益において顕著な向上をもたらし得る、流体H-DIBAL還元に全体に渡る改良された制御性を得ることができる。反応は、反応性流体AとBが混合区域(3)において接触してから開始され、反応区域(3)中で継続する。好ましい態様において、流路(1)は、10〜10000の範囲の幅、および0.1平方センチメートル以下の断面積を持つ。より好ましくは、流路の幅は10〜1000マイクロメートルの範囲、または、さらにより好ましくは10〜500マイクロメートルの範囲にある。活性な成分によって微細構造が詰まるのを防ぐために、より小さなおよそ200マイクロメートルの流路幅が推奨される。
【００４１】
さらに好ましい態様において、加熱または冷却は、反応物質のリザーバー、注入点(3)、混合区域(4)および/または反応区域(5)、または使用されるマイクロリアクタのその他の構造要素に独立に供給される。好ましくは、加熱または冷却は、外付けのソースによって供給される。該加熱または冷却は、反応を誘起、維持および/または減速するために供給され得る。好ましくは、加熱は反応を誘起および/または維持するために供給される一方で、冷却は反応を減速させるために供給される。稀な例では、加熱は反応を減速させるために供給される一方で、冷却は反応を誘起および/または維持するために供給され得る。
【００４２】
主に混合区域で実行される速い反応の場合は、反応区域は、第1の流の中に既に存在している還元される化合物に対してH-DIBALの次のフラクションを注入する前に、反応混合物の温度を調節するために使用され得る。
【００４３】
反応混合物が混合区域を通過したときには殆ど完結する速い発熱性反応は、副生成物の生成を抑制するために、反応区域を通過する間にさらなる冷却を必要とし得る。遅い反応を実行することは、しばしば、反応を強いて転換を完結させるときに副生成物をもたらす。一般に、H-DIBAL反応を実行する間、副反応を防ぐために、反応生成物を含有する第1の流体(1)はマイクロリアクタから排出された後にクエンチされ、処理に先立って過剰なH-DIBALを除去する。好ましい態様において、生成物は、反応をクエンチした後に単離される。いくらかのH-DIBAL還元について、反応が混合区域中で完結に至らない場合、反応区域またはマイクロリアクタから排出された第1の流を、クエンチの前にさらなる反応のために外部滞留容量に適用することが適切であり得、他のH-DIBAL還元のためには、過剰な反応を避けるために、反応の完結に至る前に反応区域またはマイクロリアクタから排出された後に第1の流を直接、最後の注入点の後ろでクエンチすることが適切であり得る。
【００４４】
以下で、H-DIBAL還元において、注入点の数に応じて収率が増大する例を示している。手間をかけた各注入区域の利益と、さらなる注入区域を接続または構築する難点(新たなマイクロリアクタの設計、ハードウェア投資の増大、さらなるプログラミング作業、増大する流体圧力、増大する漏出の危険性)とを比較すると、本発明の方法は、7個以下の反応領域(注入点、混合区域、反応領区域)、好ましくは3〜6個の反応領域を含むマイクロリアクタによって有利に実行されることがわかっている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、マイクロリアクタ全域を通る流路(1)、埋め込まれた3つの反応領域(2)を含み、各反応領域は注入点(3)、混合区域(4)、および反応区域(5)を含み、流体Bが流体Aに供給されるマイクロリアクタ(6)の模式図である。
【図２】図２は、2つのこのような流路を含むマイクロリアクタの模式図を示す。
【００４６】
本発明は、一般的な創意を全く制限することの無い以下の例によって説明される。
【００４７】
例
例および比較例に使用されるマイクロリアクタは、異なる材料(ガラスまたは金属)、および異なる構築方法で作られる。いくらかは、注入点、混合区域および反応区域が1つの物理的実体中に構築された集積マイクロリアクタ本体である。他は、外部接続具を介して接続される単一の要素(注入点、混合区域および反応区域)から作られる。いくつかのマイクロリアクタは、何ら、手の込んだ温度調節システムを決まった位置に持たずに、温度制御された浴中に浸漬することによって温度調節される。他のものは、効率的な内部温度調節システムも含み、温度を調節された流体は、効率的かつ迅速な温度調節を提供するために、注入点、混合区域および反応区域の外部表面に適用される。全ての例において、注入点の数の増加の評価を容易にするために。H-DIBAL(第2の反応物質)は、入口点の数に関して比例したやり方で第1の反応物質に供給される。2、3、4個の入口点について、反応の完結をもたらすために必要なそれぞれおよそ50、33.3または25 mol%の第2の反応物質が各入口点に供給される。
【００４８】
全ての例において、仕込み1は流体中の第1の反応物質の量に関連する一方で、仕込み2は、流体中の第2の反応物質(H-DIBAL)に関連する。各例において、流体中のそれぞれの反応物質の量はwt%で与えられる。例1〜5の結果は表1に与えられ、比較例1の結果は表2に与えられる。表中で、C、YおよびSはそれぞれ転換率、収率および選択性を示す。例1〜5および参考例1において、1-酪酸メチルエステルはH-DIBALと反応し、1-ブチルアルデヒド (=アルデヒド)を与えている。主な副生成物は1-ブタノール (アルコール)である。例2.2における1つを例外として、第1の反応物質および第2の反応物質の仕込みは、1.01以上の仕込み2/原料仕込み1のモル比をもたらすように制御されている。大抵の例は、比較結果を伴って数回再現されている。
【００４９】
例1
仕込み1中の第1の反応物質が2.3 wt%に、仕込み2中の第2の反応物質が24.9 wt%に設定された。反応温度は0℃に設定された。
【００５０】
例2
仕込み1中の第1の反応物質が10.0 wt%に、仕込み2中の第2の反応物質は24.9 wt%に設定された。反応温度は0℃に設定された。
【００５１】
例3〜5
仕込み1中の第1の反応物質が2.3 wt%に、仕込み2中の第2の反応物質が24.9 wt%に設定された。反応温度は-20℃に設定された。例3〜5において、仕込み1および仕込み2を提供するために異なる注入様式が使用された。
【表１】
【００５２】
比較例1
仕込み1が2.3 wt%に、仕込み2が24.9 wt%に設定された。反応温度は20℃に設定された。
【表２】
【発明の概要】
【０００１】
本発明はカルボン酸のエステルをH-DIBAL(水素化ジイソブチルアルミニウム)で還元することによってアルデヒドを調製するための方法に関する。
【０００２】
DE-A1-100 14 298は、一般にマイクロリアクタ中での水素化物による有機化合物の還元を開示する。DE-A1-100 14 298における例は、カルボン酸エステルを室温下でH-DIBALによって還元し、対応するアルコールを得ることのみを開示する。
【０００３】
WO-A 01/70649は、マイクロリアクタ中での水素化物による有機化合物の還元を記載し、マイクロリアクタ中でのカルボン酸のエステルをDIBAL-Hの存在下で対応するアルコールに還元することを開示する。
【０００４】
WO-A 99/22857は、マイクロリアクタ中での、水素ガスの存在下での水素化反応、およびフッ素ガスの存在下でのフッ素化反応を開示する。フッ素化反応は、およそ20〜180℃の高められた温度で実行される。
【０００５】
EP-A 0855395は、-80℃未満の温度での、実験室スケールのメチルエステルのDIBAL-Hによる還元を開示する。
【０００６】
J. March, Advanced Org. Chem., 3rd Edition (1985),のような教科書中では、その397頁で、既知のDIBAL-Hによるエステルの還元は-70℃という非常に低い温度での反応であることを強調する。
【０００７】
有機化合物の還元は、実験有機化学において広く使用されている。さらに、エステルからのアルデヒドの調製は、産業界での恒常的な目標である。しかしながら、アルデヒドは、対応するアルコールへのさらなる還元に向けて非常に敏感に反応する。それ故に、アルキルエステルの直接還元は、しばしば工業スケールでは選択性の問題を生じる。したがって、多くのの興味深いアルデヒドは、直接還元では入手できない。さらなる問題は、1つ以上のエステル基を持つ化合物のうちの、1つだけのエステル基しか還元されるべきではないという選択的還元の要求である。
【０００８】
工業スケール量で水素化物を扱いながら安全性の問題を減らすことが、産業界での恒常的な目標である。H-DIBALは高度に可燃性であり、かつ痕跡量の水の存在下でも分解に敏感である。工業スケールの還元プラントにおける保護ガスの要求される達成および維持は非常に高額となる。
【０００９】
本発明の目的は、それ故に、有機エステルをアルデヒドに直接還元する一方で、先述の問題を回避する方法を提供することである。本発明の方法は、対応するアルコールの生成と比較して、アルデヒドの生成について高度の選択性を提供するはずである。さらなる目的は、還元を想定されていない他のエステル基の存在下で、或るエステル基を選択的に還元できる方法を提供することであった。他の目的は、工業スケールの還元プラントにおける保護ガス条件の達成および維持を軽減することである。さらに、一つの目的は、人体、施設および環境に対してさらに高い安全性を提供することであった。
【００１０】
これらの目的は、請求項１の方法によって達成される。
【００１１】
与えられた方法は、H-DIBAL(水素化ジイソブチルアルミニウム)によるカルボン酸のエステルの還元によってアルデヒドを調製するための方法であって、前記酸は脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族カルボン酸からなる群より選択され、該エステル/H-DIBALのモル比はおよそ1:1ないしおよそ1:1.2の範囲にあり、該反応はマイクロリアクタ中で実行され、該マイクロリアクタ中の温度は-50〜0℃の範囲、好ましくは-40〜-18℃の範囲、より好ましくは-40〜-20℃の範囲に制御される方法である。
【００１２】
先述のエステル/H-DIBALのモル比は、先に与えられた条件下でアルデヒド基に還元され得る分子の各エステル基を基準とする。およそ1:1ないしおよそ1:1.2の範囲にあるエステル/H-DIBALのモル比(仕込み1/仕込み2)での、マイクロリアクタにおけるH-DIBALによるアルキルエステルの還元によって、対応するアルコールよりも、対応するアルデヒドが顕著に多量に得られることがわかっている。さらに好ましい態様によれば、エステル/H-DBALのモル比は、およそ1:1ないしおよそ1:1.1の範囲にある。
【００１３】
およそ0℃超でアルデヒド/アルコール生成物比は頭打ちになり、さらには転換率が劇的に低下する傾向がある。およそ-80〜-70℃あるいは-80℃未満の温度を大スケールで達成するのが難しく、それ故に、工業的な視点からは適切でない。
【００１４】
脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族カルボン酸(酸部分)から形式的に誘導される残部を含むエステルは、それ故に、脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族酸エステルまたはカルボン酸エステルである。
【００１５】
以下で、用語「脂肪族酸エステル」または「アルカン酸エステル」は、少なくとも1つの直鎖または分岐鎖アルカン部分を含むエステルを示す。該アルカン部分は、任意で炭素環部分またはヘテロ環部分をさらに含み、任意で1つ以上のC1-6アルキルまたはC1-6アルコキシ置換基、1つ以上の炭素-炭素二重結合または三重結合、任意で保護された1つ以上のヒドロキシ、アミノまたはケト基、および/または1つ以上のハロゲン原子をさらに含む。好ましい態様において、該アルカン部分は、3〜30個の炭素原子を持つC3-30アルカン部分である。
【００１６】
以下で、用語「C1-6アルキル」とは、1〜6個の炭素原子を持つ直鎖または分岐鎖アルキル基、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、ペンチルおよびヘキシル基を示す。
【００１７】
以下で、用語「C1-6アルコキシ」とは、1〜6個の炭素原子を持つ直鎖または分岐鎖アルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、第二ブトキシ、第三ブトキシ、ペンチルオキシおよびヘキシルオキシ基を示す。
【００１８】
本発明の、高度に置換されたC3-30アルカン酸アルキルエステルの還元についての好ましい例は、任意でNが保護されたα-アミノ酸アルキルエステル、アクリル酸アルキルエステル、マロン酸アルキルエステル、コハク酸アルキルエステル、マレイン酸アルキルエステル、アジピン酸アルキルエステル、リンゴ酸アルキルエステルおよび酒石酸アルキルエステルまたは誘導体である。酒石酸アルキルエステルの誘導体は、例えば、リンゴ酸アルキルエステルのケタールまたは、酒石酸アルキルエステルのアセタール、ならびにC3-30アルカン酸アルキルエステルのヒドロキシ基が保護された他のアセタールおよび/またはケタールである。特に好ましくはアルカン酸n-アルキルエステルである。
【００１９】
本方法によれば、(4R,5R)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン-4,5-ジカルバルデヒドが、(4R,5R)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン-4,5-カルボン酸ジメチルエステルから得られ得る。生成物は、Lam, P.YらによりScience 1994, 263, 380-384に開示されたHIVプロテアーゼ阻害薬としての[4R-(4α,5α,6β,7β)]-ヘキサヒドロ-5,6-ジ-ヒドロキシ-1,3-ビス[(4-ヒドロキシメチル)フェニル]メチル]-4,7-ビス(フェニルメチル)-2H-1,3-ジアゼピン-2-オン [CAS 151867-81-1]のような、環状尿素ジオールのための出発化合物である。
【００２０】
炭素環またはヘテロ環部分を持つ脂肪族エステルの例は、フェニル酢酸メチルエステル、5-[5-(1-ヒドロキシヘプチル)-テトラヒドロフラン-2-イル]-ペンタン酸メチルエステルおよびジャスモン酸メチルエステルである。
【００２１】
本発明の意味における用語「アルキルエステル」は、独立に、先に定義された脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族エステルのうちの1つを意味し、ここで、それぞれの分子のアルキルエステル基のアルキル部分は任意で分岐されたアルキル基であり、該アルキル基は任意で1つ以上のハロゲン原子、好ましくはフッ素および/または塩素を含む。例としては、メチル、エチル、n-ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、ペンチルまたはヘキシルエステルである。
【００２２】
したがって、本発明の目的における各「n-アルキルエステル」は、独立に、先に定義された脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族エステルのうちの1つを意味し、ここでそれぞれの分子のそれぞれのエステル基のアルキル部分は、メチル、エチル、n-プロピルまたはn-ブチルのようなn-アルキル基である。
【００２３】
したがって、本発明の目的における各「分岐鎖アルキルエステル」は、独立に、先に定義された脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族エステルのうちの1つを意味し、ここで、それぞれの分子のアルキル部分は、イソプロピル、イソブチル、第二ブチルまたは第三ブチルのような分岐鎖アルキル基である。
【００２４】
以下で、用語「脂環族酸エステル」は、環状アルカン酸エステル部分を含み、任意で1つ以上のC1-6アルキルまたはC1-6アルコキシ置換基、1つ意表の炭素-炭素二重結合または三重結合、1つ以上の任意で保護されたヒドロキシ、アミノまたはケト基および/または1つ以上のハロゲン原子を含むエステルを示す。シクロヘキサン酸アルキルエステルはその例である。
【００２５】
以下で、用語「芳香族酸エステル」は、単環または複環芳香族酸エステル部分を含み、任意で1つ以上のC1-6アルキルまたはC1-6アルコキシ置換基、1つ以上の炭素-炭素二重結合または三重結合、任意で保護された1つ以上のヒドロキシ、アミノまたはケト基および/または1つ以上のハロゲン原子を含むエステルを示す。好ましい例は、安息香酸アルキルエステル、サリチル酸アルキルエステル、アニス酸アルキルエステル、テレフタル酸アルキルエステル、ナフチル酸アルキルエステルおよびナフト-ジカルボン酸ジn-アルキルエステルである。特に好ましいものは、それぞれの芳香族酸n-アルキルエステルである。
【００２６】
以下で、用語「ヘテロ環族酸エステル」は、中心部に接続された少なくとも1つのエステル基を持ち、任意でC1-6アルキル、C1-6アルコキシ置換基、1つ以上の炭素-炭素二重結合または三重結合、任意で保護された1つ以上のヒドロキシ、アミノまたはケト基および/または1つ以上のハロゲン原子からなる群より選択される1つ以上のさらなる置換基を持つ単環または複環のヘテロ環部分を含むエステルを示す。好ましい例は、ピロリジン-2-カルボン酸アルキルエステル (ヒグリン酸アルキルエステル)、1-メチルピロール-ジエン-2-カルボン酸エステル、ピコリン酸アルキルエステルおよびピペリン酸アルキルエステルである。
【００２７】
以下で、用語「アルキルへテロ芳香族酸エステル」とは、中心部に接続された少なくとも1つのエステル基を持ち、任意でC1-6アルキル、C1-6アルコキシ、任意で保護された1つ以上のヒドロキシ、アミノまたはケト基および/または1つ以上のハロゲン原子からなる群より選択される1つ以上のさらなる置換基を持つ単環または複環のヘテロ芳香族部分を示す。好ましい例は、ニコチン酸アルキルエステルである。例えば、6-メチルピリジン-3-カルバルデヒドは、COX-2阻害薬エトリコキシブ(Arcoxia (登録商標))である5-クロロ-6'-メチル-3-[4-(メチルスルホニル)フェニル]-2,3'-ビピリジンの調製のための高価な出発材料であり、今日では、安価な出発原料6-メチル-ニコチン酸メチルエステルから2段階合成で調製される。フラノース-2-カルボン酸アルキルエステルはその例である。
【００２８】
分岐鎖アルキル成分を含むようなエステル、すなわちイソプロピル、イソブチル、第二ブチルおよび第三ブチルエステルは、およそ-18℃以下の温度ではH-DIBALと反応しない傾向があることがわかっている。したがって、マイクロリアクタの温度が-18℃以下に制御される代替の方法においては、H-DIBAL還元を受ける化合物は、同じ分子内に少なくとも1つのn-アルキルエステル基および少なくとも1つの分岐鎖アルキルエステル基を持つ混合エステルであり得る。-18℃以下では、該少なくとも1つのn-アルキルエステル基は、該少なくとも1つの分岐鎖エステル基の存在下で、主に対応するアルデヒド基に還元される一方で、該分岐鎖エステル基は本質的に影響を受けないままである。
【００２９】
混合エステルのなかで特に好適なn-アルキルエステル基はメチルエステル基である。さらに、混合エステルのなかで好適な分岐鎖エステル基は、第三ブチルエステル基である。
【００３０】
混合エステルおよび選択的還元についての例は、種々のスタチン類のための一般的な中間体である(4R,6S)-(6-ホルミル-2,2-ジメチル-1,3-ジオキサン-4-イル)酢酸第三ブチルエステル [CAS 124752-23-4]の調製である。本発明によれば、それは(4R,6S)-(6-メチルカルボキシラート-2,2-ジメチル-1,3-ジオキサン-4-イル)酢酸第三ブチルエステルから得ることができる。
【００３１】
反応時間が短縮されると、アルデヒド/アルコール生成物比が増大することがわかっている。したがって、さらに好ましい態様においては、反応時間は1分未満、好ましくは30秒未満である。
【００３２】
「マイクロリアクタ」は、反応体積が流れ方向に対しておよそ10000マイクロメートル以下の寸法を持つリアクタとして定義されるべきである。
【００３３】
好ましくは、本方法は少なくとも2つの流体であって、該少なくとも2つの流体の一方は脂肪族、芳香族およびヘテロ芳香族酸のエステル(第1の反応物質)を含み、他方の流体はH-DIBAL(水素化ジイソブチルアルミニウム) (第2の反応物質)を含むもの、および任意でさらなる流体を混合することによって実行され、該混合は、該第1および第2の反応物質を含む該少なくとも2つの流体(A)の一方のための少なくとも1つの流路(1)を含むマイクロリアクタ(6)中で実行され、該流路は少なくとも2つの反応領域(2) (各反応領域は、該第2または第1の反応物質のいずれかを含む該2つの流体のうちの他方(B)を供給するための注入点(3)含む)と、該少なくとも2つの流体が互いに接触する混合区域(4)と、反応区域(5)とを含み、該マイクロリアクタは任意で1つ以上のさらなる滞留時間容量(residence time volume)を提供し、該方法において、該第1および第2の反応物質のいずれかを含む該少なくとも2つの流体のうちの一方は第1の流を構成し、該第2または第1の反応物質のいずれかを含む該少なくとも2つの流体のうちの他方が、反応の完結をもたらすために必要な分量だけが各注入点において注入されるように、該流路(1)沿いの該少なくとも2つの注入点(3)で該第1の流に注入される。
【００３４】
「反応の完結をもたらすための必要な」という表現は、例えば単一の容器中での「理論的な」反応の完結をもたらすために添加される必要があり得る量を意味する。化学量論比で1:1の単純な反応においては、これは等モルの量であろう。テレフタル酸ジメチルエステルまたはアジピン酸ジメチルエステルのような第1の反応物質については、反応を完結させるために2モル当量のH-DIBALが必要である。
【００３５】
図1および図2は、流Bを種々の注入点で流Aに供給する2つの例を示す。図1におけるマイクロリアクタ(6)は3つの注入点を持った1つの流路を含み、図2におけるマイクロリアクタ(6)は各々が3つの注入点を持った2つの流路を含む。2つ以上の流路が存在し得、各流路には3つ以上の注入点が存在し得る。したがって、第2の反応物質は、第1の反応物質を含む流体で構成される第1の流に、注入点において供給され得る。経済的な視点からは、より高価および/またはより反応性の高い反応物質が、より安価および/またはより反応性の低い反応物質を含む第1の流に対して有利に供給される。H-DIBALはより反応性の高い反応物質であるが、大抵の場合、還元される化合物よりも安価である。過剰な反応を避けるために、還元される化合物を仕込み1として連続的に供給することが好ましい。
【００３６】
さらに、注入点、混合区域および/または反応区域に関して構造的な制限は無い。本発明に使用されるマイクロリアクタの部品のより良い理解のためだけの理由で、図1および図2におけるマイクロリアクタは、空隙に線を張ったように描かれている。とはいえ、流路(1)は従来技術で既知のように曲がりくねったものとなり得る。さらに、異なる混合区域および/または反応区域は、幅または長さにおいて同じ寸法を持つ必要はない。一つの物理的実体(physical entity)の中に先述した特徴の全てを含むマイクロリアクタを使用することはさらに必要ない。さらなる注入点、混合区域、反応区域を外から流路に接続することも可能であり、任意でそれぞれが外から冷却されても加熱されてもよい。
【００３７】
1つ以上の注入点を使用しながらエステルの還元の完結をもたらすために必要な分量のみを供給することは、マイクロリアクタ中のホットスポット(hot spot)の数の増加をもたらす一方で、各ホットスポット中で上昇した温度は、1つのみの混合区域および反応区域しか持たない典型的なマイクロリアクタと比べて下げられる。さらに、2つの化合物のうちの一方が、他方の化合物を含む第1の流の中で希釈されるので、副生成物の生成は減じられ、かつ、収率は増加する。したがって、本発明の方法は、反応を通じて改良された制御性を提供する。
【００３８】
本発明において、少なくとも2つの流体の各々は、独立に液体、気体または超臨界流体であり得る。混合区域の混合特性に依存して、該少なくとも2つの流体が、必ずしも完全に混和性である必要はない。
【００３９】
本発明の方法に適切なマイクロリアクタは、少なくとも1つの一般的な流路、少なくとも1つの注入点、少なくとも1つの混合区域および少なくとも1つの反応区域に加えて、温度制御可能な滞留容量、温度制御可能な予混容量およびその他従来技術で既知のもののようなさらなる構造要素を含み得る。
【００４０】
マイクロリアクタと呼ばれるものは、複数の注入点で使用される場合に、H-DIBAL還元について特に有利であることがわかっている。本方法によれば、反応生成物の収率および/または純度、ならびに他の利益において顕著な向上をもたらし得る、流体H-DIBAL還元に全体に渡る改良された制御性を得ることができる。反応は、反応性流体AとBが混合区域(3)において接触してから開始され、反応区域(3)中で継続する。好ましい態様において、流路(1)は、10〜10000の範囲の幅、および0.1平方センチメートル以下の断面積を持つ。より好ましくは、流路の幅は10〜1000マイクロメートルの範囲、または、さらにより好ましくは10〜500マイクロメートルの範囲にある。活性な成分によって微細構造が詰まるのを防ぐために、より小さなおよそ200マイクロメートルの流路幅が推奨される。
【００４１】
さらに好ましい態様において、加熱または冷却は、反応物質のリザーバー、注入点(3)、混合区域(4)および/または反応区域(5)、または使用されるマイクロリアクタのその他の構造要素に独立に供給される。好ましくは、加熱または冷却は、外付けのソースによって供給される。該加熱または冷却は、反応を誘起、維持および/または減速するために供給され得る。好ましくは、加熱は反応を誘起および/または維持するために供給される一方で、冷却は反応を減速させるために供給される。稀な例では、加熱は反応を減速させるために供給される一方で、冷却は反応を誘起および/または維持するために供給され得る。
【００４２】
主に混合区域で実行される速い反応の場合は、反応区域は、第1の流の中に既に存在している還元される化合物に対してH-DIBALの次のフラクションを注入する前に、反応混合物の温度を調節するために使用され得る。
【００４３】
反応混合物が混合区域を通過したときには殆ど完結する速い発熱性反応は、副生成物の生成を抑制するために、反応区域を通過する間にさらなる冷却を必要とし得る。遅い反応を実行することは、しばしば、反応を強いて転換を完結させるときに副生成物をもたらす。一般に、H-DIBAL反応を実行する間、副反応を防ぐために、反応生成物を含有する第1の流体(1)はマイクロリアクタから排出された後にクエンチされ、処理に先立って過剰なH-DIBALを除去する。好ましい態様において、生成物は、反応をクエンチした後に単離される。いくらかのH-DIBAL還元について、反応が混合区域中で完結に至らない場合、反応区域またはマイクロリアクタから排出された第1の流を、クエンチの前にさらなる反応のために外部滞留容量に適用することが適切であり得、他のH-DIBAL還元のためには、過剰な反応を避けるために、反応の完結に至る前に反応区域またはマイクロリアクタから排出された後に第1の流を直接、最後の注入点の後ろでクエンチすることが適切であり得る。
【００４４】
以下で、H-DIBAL還元において、注入点の数に応じて収率が増大する例を示している。手間をかけた各注入区域の利益と、さらなる注入区域を接続または構築する難点(新たなマイクロリアクタの設計、ハードウェア投資の増大、さらなるプログラミング作業、増大する流体圧力、増大する漏出の危険性)とを比較すると、本発明の方法は、7個以下の反応領域(注入点、混合区域、反応領区域)、好ましくは3〜6個の反応領域を含むマイクロリアクタによって有利に実行されることがわかっている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、マイクロリアクタ全域を通る流路(1)、埋め込まれた3つの反応領域(2)を含み、各反応領域は注入点(3)、混合区域(4)、および反応区域(5)を含み、流体Bが流体Aに供給されるマイクロリアクタ(6)の模式図である。
【図２】図２は、2つのこのような流路を含むマイクロリアクタの模式図を示す。
【００４６】
本発明は、一般的な創意を全く制限することの無い以下の例によって説明される。
【００４７】
例
例および比較例に使用されるマイクロリアクタは、異なる材料(ガラスまたは金属)、および異なる構築方法で作られる。いくらかは、注入点、混合区域および反応区域が1つの物理的実体中に構築された集積マイクロリアクタ本体である。他は、外部接続具を介して接続される単一の要素(注入点、混合区域および反応区域)から作られる。いくつかのマイクロリアクタは、何ら、手の込んだ温度調節システムを決まった位置に持たずに、温度制御された浴中に浸漬することによって温度調節される。他のものは、効率的な内部温度調節システムも含み、温度を調節された流体は、効率的かつ迅速な温度調節を提供するために、注入点、混合区域および反応区域の外部表面に適用される。全ての例において、注入点の数の増加の評価を容易にするために。H-DIBAL(第2の反応物質)は、入口点の数に関して比例したやり方で第1の反応物質に供給される。2、3、4個の入口点について、反応の完結をもたらすために必要なそれぞれおよそ50、33.3または25 mol%の第2の反応物質が各入口点に供給される。
【００４８】
全ての例において、仕込み1は流体中の第1の反応物質の量に関連する一方で、仕込み2は、流体中の第2の反応物質(H-DIBAL)に関連する。各例において、流体中のそれぞれの反応物質の量はwt%で与えられる。例1〜5の結果は表1に与えられ、比較例1の結果は表2に与えられる。表中で、C、YおよびSはそれぞれ転換率、収率および選択性を示す。例1〜5および参考例1において、1-酪酸メチルエステルはH-DIBALと反応し、1-ブチルアルデヒド (=アルデヒド)を与えている。主な副生成物は1-ブタノール (アルコール)である。例2.2における1つを例外として、第1の反応物質および第2の反応物質の仕込みは、1.01以上の仕込み2/原料仕込み1のモル比をもたらすように制御されている。大抵の例は、比較結果を伴って数回再現されている。
【００４９】
例1
仕込み1中の第1の反応物質が2.3 wt%に、仕込み2中の第2の反応物質が24.9 wt%に設定された。反応温度は0℃に設定された。
【００５０】
例2
仕込み1中の第1の反応物質が10.0 wt%に、仕込み2中の第2の反応物質は24.9 wt%に設定された。反応温度は0℃に設定された。
【００５１】
例3〜5
仕込み1中の第1の反応物質が2.3 wt%に、仕込み2中の第2の反応物質が24.9 wt%に設定された。反応温度は-20℃に設定された。例3〜5において、仕込み1および仕込み2を提供するために異なる注入様式が使用された。
【表１】
【００５２】
比較例1
仕込み1が2.3 wt%に、仕込み2が24.9 wt%に設定された。反応温度は20℃に設定された。
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
H-DIBAL (水素化ジイソブチルアルミニウム)によるカルボン酸のアルキルエステルの還元によってアルデヒドを調製するための方法であって、前記酸は脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族カルボン酸からなる群より選択され、前記エステル/H-DIBALのモル比はおよそ1:1ないしおよそ1:1.2であり、前記反応はマイクロリアクタ中で実行され、前記マイクロリアクタ中の温度が-50〜0℃の範囲、好ましくは-40〜-18℃の範囲、より好ましくは-40〜-20℃の範囲に制御される方法。
【請求項２】
前記アルキルエステルが、同じ分子中に少なくとも1つのn-アルキルエステル基および少なくとも1つの分岐鎖アルキルエステル基を持つ混合エステルであり、前記マイクロリアクタの温度は-18℃以下、好ましくは-20℃以下に制御され、主としてn-アルキルエステル基が還元されて対応するアルデヒド基が得られる一方で、分岐鎖アルキルエステル基は本質的に影響を受けないままである請求項１の方法。
【請求項３】
前記アルキルエステルがC3-30の脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族カルボン酸のうちから選択される酸のアルキルエステルからなる群より選択される請求項１または２の方法。
【請求項４】
前記n-アルキルエステルが、メチル、エチル、n-プロピルおよびn-ブチルエステルからなる群より選択される請求項１〜３のいずれかの方法。
【請求項５】
前記反応時間が1分未満、好ましくは30秒未満である請求項１〜４のいずれかの方法。
【請求項６】
少なくとも2つの流体であって、前記少なくとも2つの流体の一方は脂肪族、芳香族およびヘテロ芳香族酸のエステル(第1の反応物質)を含み、他方の流体はH-DIBAL (水素化ジイソブチルアルミニウム) (第2の反応物質)を含むもの、および任意でさらなる流体とを混合することを含み、前記混合は、前記第1および第2の反応物質のいずれかを含む前記少なくとも2つの流体のうちの一方のための少なくとも1つの流路を備えるマイクロリアクタ中で行われ、前記流路は少なくとも2つの反応領域を含み、各反応領域は、前記第2および第1の反応物質のいずれかを含む、前記2つの流体の他方を供給するための注入点と、前記少なくとも2つの流体が互いに接触する混合区域と、反応区域とを含み、前記マイクロリアクタは、任意で1つ以上のさらなる滞留時間容量を提供し、前記方法において、前記第1または第2の反応物質のいずれかを含む、前記少なくとも2つの流体のうちの一方が第1の流を構成し、前記第2または第1の反応物質のいずれかを含む、前記少なくとも2つの流体の他方は、各注入点において前記反応の完結をもたらすために必要な分量のみが注入されるように、前記流路沿いの少なくとも2つの注入点で前記第1の流に注入される請求項１〜５のいずれかの方法。
【請求項７】
前記流路(1)が、10〜10000マイクロメートルの範囲の幅、および0.1平方センチメートル以下の断面積を持つ請求項６の方法。
【請求項８】
前記流路の幅が10〜1000マイクロメートルの範囲にある請求項６または７の方法。
【請求項９】
前記流路の幅が、10〜500マイクロメートルの範囲にある請求項８の方法。
【請求項１０】
加熱または冷却が、前記注入点(3)、前記混合区域(4)および/または前記反応区域(5)に対して独立に供給される請求項６〜９のいずれかの方法。
【請求項１１】
加熱または冷却が、前記反応を誘起、維持および/または減速させるために供給される請求項６〜１０のいずれかの方法。
【請求項１２】
加熱が、前記反応を誘起および/または維持するために供給される請求項６〜１１のいずれかの方法。
【請求項１３】
冷却が、前記反応を減速させるために供給される請求項６〜１２のいずれかの方法。
【請求項１４】
前記マイクロリアクタ(6)が、3〜6個の反応領域(2)を含む請求項６〜１３のいずれかの方法。
【請求項１５】
遅い反応において、前記反応が反応の完結に至る前に、最後の反応区域の後ろでクエンチされる請求項６〜１１のいずれかの方法。
【請求項１】
H-DIBAL (水素化ジイソブチルアルミニウム)によるカルボン酸のアルキルエステルの還元によってアルデヒドを調製するための方法であって、前記酸は脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族カルボン酸からなる群より選択され、前記エステル/H-DIBALのモル比はおよそ1:1ないしおよそ1:1.2であり、前記反応はマイクロリアクタ中で実行され、前記マイクロリアクタ中の温度が-50〜0℃の範囲、好ましくは-40〜-18℃の範囲、より好ましくは-40〜-20℃の範囲に制御される方法。
【請求項２】
前記アルキルエステルが、同じ分子中に少なくとも1つのn-アルキルエステル基および少なくとも1つの分岐鎖アルキルエステル基を持つ混合エステルであり、前記マイクロリアクタの温度は-18℃以下、好ましくは-20℃以下に制御され、主としてn-アルキルエステル基が還元されて対応するアルデヒド基が得られる一方で、分岐鎖アルキルエステル基は本質的に影響を受けないままである請求項１の方法。
【請求項３】
前記アルキルエステルがC3-30の脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環族およびヘテロ芳香族カルボン酸のうちから選択される酸のアルキルエステルからなる群より選択される請求項１または２の方法。
【請求項４】
前記n-アルキルエステルが、メチル、エチル、n-プロピルおよびn-ブチルエステルからなる群より選択される請求項１〜３のいずれかの方法。
【請求項５】
前記反応時間が1分未満、好ましくは30秒未満である請求項１〜４のいずれかの方法。
【請求項６】
少なくとも2つの流体であって、前記少なくとも2つの流体の一方は脂肪族、芳香族およびヘテロ芳香族酸のエステル(第1の反応物質)を含み、他方の流体はH-DIBAL (水素化ジイソブチルアルミニウム) (第2の反応物質)を含むもの、および任意でさらなる流体とを混合することを含み、前記混合は、前記第1および第2の反応物質のいずれかを含む前記少なくとも2つの流体のうちの一方のための少なくとも1つの流路を備えるマイクロリアクタ中で行われ、前記流路は少なくとも2つの反応領域を含み、各反応領域は、前記第2および第1の反応物質のいずれかを含む、前記2つの流体の他方を供給するための注入点と、前記少なくとも2つの流体が互いに接触する混合区域と、反応区域とを含み、前記マイクロリアクタは、任意で1つ以上のさらなる滞留時間容量を提供し、前記方法において、前記第1または第2の反応物質のいずれかを含む、前記少なくとも2つの流体のうちの一方が第1の流を構成し、前記第2または第1の反応物質のいずれかを含む、前記少なくとも2つの流体の他方は、各注入点において前記反応の完結をもたらすために必要な分量のみが注入されるように、前記流路沿いの少なくとも2つの注入点で前記第1の流に注入される請求項１〜５のいずれかの方法。
【請求項７】
前記流路(1)が、10〜10000マイクロメートルの範囲の幅、および0.1平方センチメートル以下の断面積を持つ請求項６の方法。
【請求項８】
前記流路の幅が10〜1000マイクロメートルの範囲にある請求項６または７の方法。
【請求項９】
前記流路の幅が、10〜500マイクロメートルの範囲にある請求項８の方法。
【請求項１０】
加熱または冷却が、前記注入点(3)、前記混合区域(4)および/または前記反応区域(5)に対して独立に供給される請求項６〜９のいずれかの方法。
【請求項１１】
加熱または冷却が、前記反応を誘起、維持および/または減速させるために供給される請求項６〜１０のいずれかの方法。
【請求項１２】
加熱が、前記反応を誘起および/または維持するために供給される請求項６〜１１のいずれかの方法。
【請求項１３】
冷却が、前記反応を減速させるために供給される請求項６〜１２のいずれかの方法。
【請求項１４】
前記マイクロリアクタ(6)が、3〜6個の反応領域(2)を含む請求項６〜１３のいずれかの方法。
【請求項１５】
遅い反応において、前記反応が反応の完結に至る前に、最後の反応区域の後ろでクエンチされる請求項６〜１１のいずれかの方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１１−５０２１０４（Ｐ２０１１−５０２１０４Ａ）
【公表日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１３７６９（Ｐ２０１０−５１３７６９）
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／００５３０９
【国際公開番号】ＷＯ２００９／００３６６１
【国際公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（３９１００３８６４）ロンザ リミテッド (36)
【氏名又は名称原語表記】ＬＯＮＺＡ ＬＩＭＩＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／００５３０９
【国際公開番号】ＷＯ２００９／００３６６１
【国際公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（３９１００３８６４）ロンザ リミテッド (36)
【氏名又は名称原語表記】ＬＯＮＺＡ ＬＩＭＩＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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