[发明专利]α-羟基羧酸酯的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及由α-羟基羧酸酰胺和脂肪族醇制造的α-羟基羧酸酯的方法。

背景技术

作为制造α-羟基羧酸酯的方法，早就已知有在酸催化剂存在下使醇和腈反应的方法。例如，作为制造乳酸酯的方法，公开了在醇和水中溶解乳腈，加入硫酸而进行加水分解和酯化，在所得到的反应混合物中导入醇蒸气的方法(参照专利文献1和2)。另外，作为制造α-羟基异丁酸酯的方法，已知使用酸催化剂，使丙酮氰醇和醇进行反应而制造的方法(参照专利文献3和4)。

另外，作为由α-羟基羧酸酰胺和脂肪族醇制造α-羟基羧酸酯的方法，至今提出了各种方法。例如，作为液相反应，已知由在作为催化剂的金属醇盐、或不溶性固体酸催化剂、或含有钛和/或锡与α-羟基羧酸酰胺为构成成分的可溶性金属配位化合物、或金属三氟甲烷磺酸盐的存在下，使α-羟基羧酸酰胺或乳酰胺和醇反应的方法(参照专利文献5～11)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公昭30-8061号公报

专利文献2：日本特公昭40-2333号公报

专利文献3：美国专利第2041820号说明书

专利文献4：日本特开平4-230241号公报

专利文献5：日本特开昭52-3015号公报

专利文献6：专利第3222639号说明书

专利文献7：日本特开平7-258154号公报

专利文献8：日本特开平11-279120号公报

专利文献9：日本特开2000-26370号公报

专利文献10：日本特开平11-292824号公报

专利文献12：日本特开2000-169432号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1～4中所公开的方法中，需要大量酸催化剂，或需要用于使该酸催化剂的使用成为可能的使用耐腐蚀性材料的反应装置，或为了将未反应原料和副产氨回收和再利用需要大量能量和费用，或硫酸铵等不需要的化合物大量生成等制造成本增加的方法，在工业性实施中还有进一步改进的余地。

另外，在专利文献5～11中所公开的反应是平衡反应，为了提高原料的转化率，必须向系统外排出在反应中生成的氨。关于这点提出了各种方案，但即使使用任一方法，在氨和醇的回收中都必须大量能量和费用，从经济方面出发，未必可以说在工业上是优异的方法。

本发明是在这样的状况下作出的，在由α-羟基羧酸酰胺和脂肪族醇制造α-羟基羧酸酯的方法中，以提供可以抑制制造成本且转化率和选择率高、在工业上有利的制造方法为课题。

用于解决课题的方法

本发明的发明人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，通过使α-羟基羧酸酰胺和脂肪族醇在氧化锆催化剂的存在下进行气相反应，与液相反应时相比，可以得到高转化率，由此可知，能够高效地制造α-羟基羧酸酯。还发现，通过使用含有特定元素的氧化锆催化剂，能够大幅度提高催化剂寿命。本发明是基于这样的见解而完成的发明。

即，本发明涉及下述(1)～(7)。

(1)一种α-羟基羧酸酯的制造方法，特征在于，使α-羟基羧酸酰胺和脂肪族醇在氧化锆催化剂的存在下进行气相反应。

(2)上述(1)所述的α-羟基羧酸酯的制造方法，其中，上述氧化锆催化剂是含有选自元素周期表的第2～4族、第7族、第9～13族、镧系元素、锑(Sb)和铋(Bi)中的至少1种元素的氧化锆催化剂。

(3)上述(1)所述的α-羟基羧酸酯的制造方法，其中，上述氧化锆催化剂是含有选自硼(B)、铝(Al)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、钇(Y)、镧(La)和镱(Yb)中的至少1种元素的氧化锆催化剂。

(4)上述(1)～(3)中任一项所述的α-羟基羧酸酯的制造方法，其中，上述α-羟基羧酸酰胺以下述通式(I)表示，上述脂肪族醇以R³OH表示，

式中，R¹和R²分别独立，表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为2～20的烯基或形成环的碳原子数为3～20的环烷基，R³表示碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为2～20的烯基或形成环的碳原子数为3～20的环烷基。

(5)上述(1)～(3)中任一项所述的α-羟基羧酸酯的制造方法，其中，α-羟基羧酸酰胺是乳酰胺或α-羟基异丁酰胺。