本发明涉及双酰氧基化外向亚甲基化合物的制造方法。
背景技术：
双酰氧基化外向亚甲基化合物在同一分子内具有可应用于自由基加成反应、氢化硅烷化反应或加氢甲酰基化反应等的2，2-取代碳-碳不饱和键和可应用于皂化反应、酯交换反应等的2个酰基，因而，因其反应性而可用作各种化学品的制造原料(例如专利文献1、2)。
一直以来，已知若干种双酰氧基化外向亚甲基化合物的制造方法。
例如，非专利文献1记载了一种通过使1，3-二氯-2-亚甲基丙烷与乙酸钠发生反应而制造1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的方法。
另外，非专利文献2记载了一种通过使衣康酸甲酯与氢化铝锂发生反应后，再与乙酸酐发生反应而制造1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷的方法。
然而，这些制造方法中，通常产生相对于产物为等摩尔以上的成为废弃物的无机副产物。因此，从降低环境负荷的观点出发，期望不产生无机副产物的制造方法。
另一方面，作为不产生无机副产物的制造方法，已知在钯催化剂的存在下使末端烯烃化合物、羧酸和氧在气相中发生反应而制造双酰氧基化外向亚甲基化合物的方法。
例如，专利文献3记载了通过使乙酸甲代烯丙酯、乙酸、水和氧在气相中在特定催化剂的存在下发生反应而制造1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的方法。该专利文献3记载了：相对于担载催化剂900ml，以两个大气压通入氮：氧：乙酸甲代烯丙酯：乙酸：水＝40.0∶2.0∶1.2∶5.0∶3.0(摩尔/小时)的混合气体，以140℃的反应温度使其发生气相反应，从而以25％的乙酸甲代烯丙酯转化率和95％的选择率获得1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷(1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的生产效率为55g/{l(催化剂)·hr})。
另外，专利文献4记载了一种通过将包含异丁烯、乙酸和氧的混合气体以气相通入至钯催化剂上使其反应从而制造1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的方法，并记载了循环使用所副产的乙酸甲代烯丙酯而将其添加至反应气体中。该专利文献4记载了：对于担载催化剂10ml，以每小时4l的速度通入乙酸：氧：异丁烯：乙酸甲代烯丙酯：水蒸气＝20∶10v50∶10∶10的混合气体，并以155℃的反应温度使其发生气相反应，从而以67g/{l(催化剂)·hr}的生产效率获得1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-177576号公报
专利文献2：日本特开平2-264781号公报
专利文献3：德国专利第1909964号说明书
专利文献4：日本特公昭47-28965号公报
非专利文献
非专利文献1：macromolecules，1993，26(4)，p737-743
非专利文献2：journaloforganicchemistry，1962，27(6)，p1975-1978
技术实现要素：
发明要解决的课题
以往的不产生无机副产物的双酰氧基化外向亚甲基化合物的制造方法均是在气相条件下的反应。在气相条件下，从安全方面的观点出发，必须将其氧浓度设为极限氧浓度以下，并强制以低基质转化率运转，基质的回收装置成为必须。另外，还需要原料的气化装置、填充有催化剂的反应管、进而用于将原料气化的庞大能量，从生产效率、设备成本、能量消耗中的任意观点出发，改善的余地均较大。
鉴于上述现状，本发明的课题在于，提供不产生无机副产物且生产效率和成本得以改善的双酰氧基化外向亚甲基化合物的制造方法。
另外，本发明的其它课题在于，提供不产生无机副产物且收率得以进一步改善的双酰氧基化外向亚甲基化合物的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明人等进行了深入研究，结果发现：通过在特定的液相条件下制造双酰氧基化外向亚甲基化合物能够解决上述课题，并基于该见解进一步反复研究，从而完成了本申请的第一发明。
另外，本发明人等进行深入研究，结果发现：使单酰氧基化外向亚甲基化合物、羧酸和氧在特定的液相条件发生反应从而制造双酰氧基化外向亚甲基化合物时，通过以半间歇方式供给所使用的羧酸等，并将最终使用的全部羧酸中的一部分(余量)供给至处于上述反应过程中的反应液，能够抑制作为原料的单酰氧基化外向亚甲基化合物、作为目标的双酰氧基化外向亚甲基化合物因通过反应产生的水而被水解，从而能够进一步改善收率，并基于该见解进一步反复研究，从而完成了本申请的第二发明。
本发明涉及下述[1]～[11]。
[1]一种下述通式(iii)所示的双酰氧基化外向亚甲基化合物(以下，有时称为“双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)”)的制造方法，其中，在催化剂和根据需要的溶剂的存在下，使下述通式(i)所示的单酰氧基化外向亚甲基化合物(以下，有时称为“单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)”)、下述通式(ii)所示的羧酸(以下，有时称为“羧酸(ii)”)和氧在液相中发生反应。
[化学式1]
(式中，r1和r2各自独立地表示氢原子、任选具有取代基的碳数1～8的烷基、任选具有取代基的碳数3～8的环烷基或任选具有取代基的碳数6～14的芳基；r3表示氢原子、任选具有取代基的碳数1～8的烷基、任选具有取代基的碳数3～8的环烷基、任选具有取代基的碳数2～6的烯基、任选具有取代基的碳数6～14的芳基、任选具有取代基的碳数1～8的烷氧基或任选具有取代基的碳数6～14的芳氧基；r4表示氢原子、任选具有取代基的碳数1～8的烷基、任选具有取代基的碳数3～8的环烷基、任选具有取代基的碳数2～6的烯基或任选具有取代基的碳数6～14的芳基；n表示1～8的整数。)
[2]根据[1]所述的制造方法，其包括：向处于上述反应过程中的反应液供给上述羧酸的工序。
[3]根据[2]所述的制造方法，其中，将全部所使用的上述羧酸连续地供给至反应器中。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的制造方法，其在溶剂的存在下进行反应。
[5]根据[1]～[4]中任一项所述的制造方法，其中，相对于上述单酰氧基化外向亚甲基化合物1摩尔，上述溶剂和上述羧酸的总用量超过1摩尔且为50摩尔以下。
[6]根据[1]～[5]中任一项所述的制造方法，其中，上述溶剂为选自烃、杂环化合物、醚、酮、酯、酰胺、腈和醇中的至少1种。
[7]根据[6]所述的制造方法，其中，上述溶剂为下述通式(iv)所示的酯。
[化学式2]
(式中，r4如上述定义所示，r5表示任选具有取代基的碳数1～8的烷基或任选具有取代基的碳数6～14的芳基。)
[8]根据[7]所述的制造方法，其中，r4为甲基，r5为碳数1～4的烷基。
[9]根据[7]或[8]所述的制造方法，其中，上述羧酸的用量相对于上述单酰氧基化外向亚甲基化合物1摩尔为0.1摩尔以上且0.6摩尔以下。
[10]根据[1]～[9]中任一项所述的制造方法，其中，r3和r4为甲基，n为1或2。
[11]根据[1]～[10]中任一项所述的制造方法，其中，r1和r2为氢原子。
发明的效果
根据本申请的第一发明，能够提供不产生无机副产物且生产效率和成本得以改善的双酰氧基化外向亚甲基化合物的制造方法。
另外，根据本申请的第二发明，能够提供不产生无机副产物且收率得以进一步改善的双酰氧基化外向亚甲基化合物的制造方法。
具体实施方式
以下，详细说明本发明。
需要说明的是，在说明本发明的特定事项的同时，示出本发明的优选形态，但将本发明的各个优选形态组合2个以上而得的形态也是本发明的优选形态。另外，对于用数值范围表示的事项，在存在若干个数值范围的情况下，可以将它们的下限值和上限值选择性地组合来作为优选形态。
在与制造双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)的方法有关的本申请的第一发明所示的一个方式中，在催化剂和根据需要的溶剂的存在下，使单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)、羧酸(ii)和氧在液相中发生反应。此处，在本申请的第二发明所述的一个方式中，包括向处于上述反应过程中的反应液供给羧酸(ii)的工序。
在上述反应中，在形式上，单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)被氧化并与羧酸(ii)发生脱水缩合，同时生成双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)和水。
若示出本发明的优选实施方式中的反应式，则如下所示。
[化学式3]
(式中，r1～r4和n如上述定义所示。)
通过采用液相条件，能够抑制设备和能量各自的成本。另外，通过本发明人等的研究明确了：在气相条件下，作为产物的双酰氧基化外向亚甲基化合物因沸点高而吸附在催化剂上从而阻碍反应，另外，在用于将产物维持为气态的高温下，发生催化剂的失活。即，在气相条件下难以提高生产率，从生产效率和收率的观点出发，液相条件也是有利的。
进而，通过包括向处于上述反应过程(即单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)、羧酸(ii)和氧在液相中的反应过程)中的反应液供给羧酸(ii)的工序，能够抑制作为原料的单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)、作为目标的双酰氧基化外向亚甲基化合物因通过反应产生的水而被水解，从而进一步改善收率。
[原料和目标产物]
在单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)和双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)中，作为r1和r2所示的碳数1～8的烷基，可列举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正辛基等。
上述烷基任选具有取代基。作为这样的取代基，可列举出例如碳数3～8的环烷基、碳数6～14的芳基、碳数1～8的烷氧基、碳数6～14的芳氧基、甲硅烷基等。具有取代基时，作为取代基的数量，优选为1～3个。
作为上述甲硅烷基，可列举出例如三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基等。
r1和r2所示的碳数3～8的环烷基可以为单环式，也可以为稠环式，可列举出例如环丙基、环戊基、环己基等。
上述环烷基任选具有取代基。作为这样的取代基，可列举出例如碳数1～8的烷基、碳数3～8的环烷基、碳数6～14的芳基、碳数1～8的烷氧基、碳数6～14的芳氧基、上述甲硅烷基等。具有取代基时，作为取代基的数量，优选为1～3个。
r1和r2所示的碳数6～14的芳基可以为单环式，也可以为稠环式，可列举出例如苯基、萘基、蒽基、菲基等。
上述芳基任选具有取代基。作为这样的取代基，可列举出例如与作为在r1和r2为环烷基的情况下任选具有的取代基而前述的取代基相同的取代基。具有取代基时，作为取代基的数量，优选为1～3个。
从获取容易性等的观点出发，r1和r2各自独立地优选为氢原子或碳数1～8的烷基，更优选均为氢原子。
在单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)和双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)中，作为r3所示的碳数1～8的烷基、碳数3～8的环烷基和碳数6～14的芳基，可列举出例如与对于r1和r2而前述的基团相同的基团，对于取代基也一样。
作为r3所示的碳数2～6的烯基，可列举出例如乙烯基(ethenylgroup)、1-甲基乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基(烯丙基)、1-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基等。
上述烯基任选具有取代基。作为这样的取代基，可列举出例如与作为在r1和r2为烷基的情况下任选具有的取代基而前述的取代基相同的取代基。具有取代基时，作为取代基的数量，优选为1～3个。
作为r3所示的碳数1～8的烷氧基，可列举出例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基等。
上述烷氧基任选具有取代基。作为这样的取代基，可列举出例如与作为在r1和r2为烷基的情况下任选具有的取代基而前述的取代基相同的取代基。具有取代基时，作为取代基的数量，优选为1～3个。
也就是说，上述烷氧基可以为例如具有芳基作为取代基的芳烷氧基。作为这种芳烷氧基，可列举出例如苄氧基、1-苯基乙氧基、2-苯基乙氧基、1-苯基丙氧基、2-苯基丙氧基、3-苯基丙氧基、4-苯基丁氧基、1-萘基甲氧基、2-萘基甲氧基等。
r3所示的碳数6～14的芳氧基可以为单环式，也可以为稠环式，可列举出例如苯氧基、甲苯氧基、二甲苯氧基、萘氧基等。
上述芳氧基任选具有取代基。作为该取代基，可列举出例如与作为在r1和r2为环烷基的情况下任选具有的取代基而前述的取代基相同的取代基。具有取代基时，作为取代基的数量，优选为1～3个。
从获取容易性等的观点出发，r3优选为碳数1～6的烷基或碳数2～6的烯基，更优选为选自甲基、乙基、正丙基、乙烯基和1-甲基乙烯基中的1种，进一步优选为甲基或1-甲基乙烯基，最优选为甲基。
从获取容易性等的观点出发，在单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)和双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)中，n为1～8的整数，优选为1～4的整数、更优选为1或2。
在羧酸(ii)和双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)中，作为r4所示的碳数1～8的烷基、碳数3～8的环烷基、碳数2～6的烯基和碳数6～14的芳基，可列举出例如与对于r3而前述的基团相同的基团，对于取代基也一样。
从获取容易性等的观点出发，r4优选为碳数1～8的烷基或碳数2～6的烯基，更优选为选自甲基、乙基、正丙基、乙烯基和1-甲基乙烯基中的1种，进一步优选为甲基或1-甲基乙烯基，最优选为甲基。
[催化剂]
本发明的制造方法所使用的催化剂只要是促进单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)和羧酸(ii)的反应的催化剂即可，优选在载体上担载有贵金属的催化剂。催化剂可以使用市售品，也可以使用通过公知方法而合成的催化剂。
作为上述贵金属，可列举出例如钯、金、银、铂、铑、钌等。它们可以单独使用1种，也可以并用2种以上。其中，优选为钯。上述钯可以为金属钯，也可以为钯化合物。作为上述钯化合物，没有特别限定，可列举出例如氯化钯、乙酸钯、硝酸钯、硫酸钯、氯钯酸钠、氯钯酸钾、氯钯酸钡等。
使用在载体上担载有钯的催化剂时，载体上除了担载有钯之外，也可以担载铁、铑、铜、金等元素周期表第8族～第11族的过渡金属；锌、铟、锡、铋等元素周期表第12族～第15族的贱金属；砷、碲等元素周期表第13族～第16族的半金属。它们可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
使用在载体上担载有贵金属的催化剂时，作为上述载体，可列举出例如二氧化硅、氧化铝、沸石、氧化钛等固体氧化物及其混合物；聚苯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、纤维素等高分子化合物及其混合物；活性炭等。它们可以单独使用1种，也可以并用2种以上。其中，优选为固体氧化物及其混合物或活性炭，更优选为二氧化硅或氧化铝，进一步优选为二氧化硅。
上述载体的粒子直径没有特别限定，优选为10μm～10mm，更优选为30μm～8mm。如果粒子直径为10mm以下，则原料能够充分浸透至催化剂内部，容易更有效地进行反应。如果为10μm以上，则更容易充分发挥出作为载体的作用。
上述催化剂的用量没有特别限定，相对于单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)与羧酸(ii)与溶剂的总质量，优选为0.01～20质量％，更优选为0.1～10质量％。
[催化剂活化剂]
在本发明的制造方法中，可以根据需要对催化剂添加催化剂活化剂。作为上述催化剂活化剂，可列举出钠、钾、铯等碱金属的氢氧化物、硝酸盐、羧酸盐或碳酸盐；镁、钙、钡等碱土金属的氢氧化物、硝酸盐、羧酸盐或碳酸盐等。其中，优选为羧酸(ii)的盐，更优选为羧酸(ii)的碱金属盐，从获取性、反应活性的观点出发，进一步优选为乙酸钾。
上述催化剂活化剂的用量没有特别限定，相对于催化剂优选为1～20质量％，更优选为3～15质量％。
上述催化剂活化剂可以在预先担载于催化剂的状态下使用，也可以与反应混合物一同投入到反应装置中。
[溶剂]
本发明的制造方法可以在溶剂的存在下进行反应。作为该溶剂，可列举出例如己烷、庚烷、甲基环己烷、苯等烃(脂肪族烃、芳香族烃等)；吡啶、喹啉等杂环化合物；二乙基醚、四氢呋喃、甲基叔丁基醚、环戊基甲基醚等醚；丙酮、甲乙酮、异丁基甲基酮等酮；羧酸酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯等酯；二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺；乙腈、苯甲腈等腈；甲醇、乙醇、异丙醇、苯酚等醇等。它们可以单独使用1种，也可以并用2种以上。其中，优选为羧酸酯，从生产效率和双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)的收率的观点出发，更优选为酯(iv)。
在酯(iv)中，r4是与羧酸(ii)和双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)中的r4相同的基团。
在酯(iv)中，作为r5所示的碳数1～8的烷基或碳数6～14的芳基，可列举出例如与对于r1和r2而前述的基团相同的基团，对于取代基也一样。
从获取容易性、生产效率和双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)的收率等的观点出发，r5优选为碳数1～8的烷基、更优选为碳数1～4的烷基。
[氧]
作为本发明的制造方法中使用的氧，可以使用原子态氧和/或分子态氧，优选为分子态氧。使用分子态氧时，优选以其与氮气、氩气、氦气和二氧化碳等不活泼气体的混合气体的形式使用。此时，更优选将氧浓度调整至反应体系内气体不成为爆炸组成的范围从而使用。
作为将分子态氧或包含分子态氧的混合气体供给至反应体系的方法，可列举出供给至反应体系内的液相部的方法、供给至气相部的方法、供给至液相部和气相部两者的方法。
在将分子态氧或包含分子态氧的混合气体供给至反应体系的情况下，氧分压以表压计优选为0.01个大气压以上、更优选为0.1个大气压以上、进一步优选为0.2个大气压以上，另外，优选为200个大气压以下、更优选为100个大气压以下、进一步优选为80个大气压以下，可以为20个大气压以下、10个大气压以下、8个大气压以下。
[反应条件]
在本发明的制造方法中，上述溶剂和羧酸(ii)的总用量相对于单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)1摩尔优选超过1摩尔且为50摩尔以下，更优选为1.5摩尔以上且35摩尔以下，进一步优选为2摩尔以上且10摩尔以下。通过将上述总用量设为超过1摩尔，由通过反应产生的水导致的单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)、双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)的水解受到抑制，生产效率和双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)的收率变得更优异。通过将上述总用量设为50摩尔以下，过量的溶剂和羧酸(ii)的回收工序变短，在经济方面有利。
需要说明的是，本发明人等发现：在本发明的制造方法中使用酯(iv)作为溶剂时，在将羧酸(ii)的用量降低至相对于单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)1摩尔为0.1摩尔以上且0.6摩尔以下的情况下，也能够获得更高的生产效率和收率。若将羧酸(ii)的用量设为上述范围，则能够抑制装置的腐蚀，另外，能够简化原料的导入，从这一点出发在工业上非常有利。
本发明的制造方法中的反应温度、反应压力和反应时间等反应条件根据单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)、羧酸(ii)和溶剂的种类与组合、催化剂的组成等来适当设定即可，没有特别限定，例如反应温度优选在80～200℃的范围内。通过将反应温度设为80℃以上，反应速度不会过慢，能够高效地制造双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)。另一方面，通过将反应温度设为200℃以下，不易发生包括燃烧在内的副反应，能够高效地制造双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)，另外，还能够抑制由羧酸导致的反应装置腐蚀。
本发明的制造方法中的反应形态可以为连续式、间歇式中的任一种，没有特别限定。作为反应形态而采用例如间歇式的情况下，催化剂与原料一同投入至反应装置中即可，另外，作为反应形态而采用例如连续式的情况下，预先将催化剂填充至反应装置中或者将其与原料一同连续投入至反应装置中即可。催化剂可以以固定床、流动床、悬浮床中的任一形态进行使用。
在本申请的第二发明所述的一个方式中，包括向处于单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)、羧酸(ii)和氧在液相中的反应过程(即，对于一部分单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)而言，其与羧酸(ii)和氧的反应已经结束，另一方面，残留有未反应的单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)的状态)中的反应液供给羧酸(ii)的工序。该工序可通过将羧酸(ii)以半间歇方式供给至反应器来进行，更具体而言，可通过在上述反应过程中实质上不从反应器取出双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)(例如，在上述反应过程中不从反应器取出最终得到的双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)的5质量％以上)，并连续和/或分多次向反应器供给羧酸(ii)来进行。
在上述操作中，可以将全部所使用的羧酸(ii)连续地供给至反应器中，或者，也可以将全部所使用的羧酸(ii)分多次供给至反应器中，例如，还可以在将所使用的羧酸(ii)中的一部分预先投入至反应器中的状态下开始反应，其后将余量连续和/或分多次供给至反应器中。从操作性、收率等的观点出发，优选将全部所使用的羧酸(ii)连续供给至反应器中。
例如，在采用将单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)、羧酸(ii)和催化剂等原料一并投入至反应器后，以间歇式开始上述反应，或者一边利用筒形反应器等向其上游部供给单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)和羧酸(ii)等原料一边以连续式开始上述反应等不包括向处于上述反应过程中的反应液供给羧酸(ii)的工序的方式时，作为原料的单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)、作为目标的双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)因通过反应产生的水而被水解，从而双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)的收率容易降低，而通过包括向处于上述反应过程中的反应液供给羧酸(ii)的工序，能够提高其收率。
在本申请的第二发明所述的一个方式中，单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)等除羧酸(ii)之外的其它原料的供给方式没有特别限定，可以一并供给至反应器后再开始反应，也可以连续供给至反应器中。在一并供给至反应器后再开始反应的情况下，催化剂与单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)等一同投入至反应器即可，另外，在连续供给至反应器的情况下，催化剂预先填充至反应装置或者与单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)等一起连续投入至反应装置即可。催化剂可以以固定床、流动床、悬浮床中的任一形态进行使用。
通过本发明的制造方法而制造的双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)可通过在分离催化剂后，将反应溶液提纯来进行分离。上述提纯手段没有特别限定，可以使用蒸馏法、萃取法或柱色谱法等。这些方法可以组合实施。其中，优选为蒸馏法或萃取法。
通过上述提纯而分离的原料和溶剂可以再次用于反应。另外，分离出的催化剂也可以再次用于反应。
实施例
以下，通过实施例等更详细地说明本发明，但本发明完全不限定于这些实施例。
〔分析条件1〕
对于下述实施例1～8和比较例1、2的反应后的溶液(反应混合物)的分析使用气相色谱仪gc2014(岛津制作所制fid检测器)、毛细管柱(agilenttechnology公司制db-1、长度为30m、内径为0.25mm、膜厚为0.25μm)，利用下述条件来进行。
柱温：50℃(5分钟)→10℃/分钟→250℃(5分钟)
fid温度：250℃
注入口温度：250℃
载气：氦气
补充气体：氦气
注入量：0.2μl
柱的气体流速：0.38ml/分钟
分流比：20
〔分析条件2〕
对于下述实施例9和10的反应后的溶液(反应混合物)的分析使用气相色谱仪gc2014(岛津制作所制fid检测器)、毛细管柱(agilenttechnology公司制db-1、长度为30m、内径为0.25mm、膜厚为0.25μm)，利用下述条件来进行。
柱温：50℃(5分钟)→10℃/分钟→250℃(5分钟)
fid温度：250℃
注入口温度：250℃
载气：氦气
补充气体：氦气
注入量：0.2μl
柱的气体流速：1.02ml/分钟
吹扫流速：3.0ml/分钟
分流比：100
·转化率
将用上述条件进行了分析的单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)的消耗物质量相对于投料物质量的比例作为转化率，使用下式进行计算。
转化率(％)＝{(单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)的消耗物质量)/(单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)的投料物质量)}×100
·选择率
将双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)的产物质量相对于用上述条件进行了分析的单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)的消耗物质量的比例作为选择率，使用下式进行计算。
选择率(％)＝{(双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)的产物质量)/(单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)的消耗物质量)}×100
〔参考例1：催化剂1的制备〕
将二氧化硅载体(5mmφ)浸渍在250ml包含四氯钯酸钠4.00g(13.6mmol)和四氯金酸四水合物2.80g(6.8mmol)的水溶液中，使其全部吸收。接着，添加包含偏硅酸钠16g(131mmol)的水溶液200ml，使其静置20小时。其后，添加肼一水合物9.50g(190mmol)，将钯盐和金盐还原成金属。对还原后的催化剂进行水洗后，在110℃下干燥4小时。其后，向含有乙酸钾13.34g(136mmol)的水溶液中投入上述包含金属钯的载体，使其吸收全部液体后，在110℃下干燥4小时，从而制备催化剂1。
〔参考例2：催化剂2的制备〕
将二氧化硅载体(5mmφ)浸渍在250ml包含四氯钯酸钠4.00g(13.6mmol)和四氯金酸四水合物3.90g(9.5mmol)的水溶液中，使其全部吸收。接着，添加包含偏硅酸钠16g(131mmol)的水溶液200ml，使其静置20小时。其后，添加肼一水合物9.50g(190mmol)，将钯盐和金盐还原成金属。对还原后的催化剂进行水洗后，在110℃下干燥4小时。其后，向含有乙酸钾13.34g(136mmol)的水溶液中投入上述包含金属钯的载体，使其吸收全部液体后，在110℃下干燥4小时，从而制备催化剂2。
〔实施例1〕
向具备气体导入口和取样口的内容积100ml的电磁搅拌式高压釜中投入1.3g催化剂1、46.0g(766mmol)乙酸和3.0g(23mmol)乙酸异戊二烯酯，用氧/氮＝8/92(摩尔比)的混合气体将高压釜内调为20个大气压(表压)后，一边搅拌一边将高压釜内的温度提升至120℃。其后，一边用氧/氮＝8/92(摩尔比)的混合气体保持90个大气压(表压)一边以200ml/分钟的流速流通混合气体，同时反应5小时。乙酸异戊二烯酯的转化率为83％、向1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷的选择率为85％。1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷的产量为3.1g(17mmol)，1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷的生成效率(每单位时间且单位质量催化剂的产量)为0.48g(产物)/{g(催化剂)·hr}。
〔实施例2〕
除了使用乙酸40g(666mmol)和乙酸异戊二烯酯9g(70mmol)之外，进行与实施例1相同的操作来进行反应，其结果，乙酸异戊二烯酯的转化率为80％、向1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷的选择率为82％。1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷的产量为8.6g(46mmol)，1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷的生成效率为1.34g(产物)/{g(催化剂)·hr}。
〔实施例3〕
向具备气体导入口和取样口的内容积100ml的电磁搅拌式高压釜中投入1.3g催化剂2、40g(666mmo1)乙酸和8g(70mmol)乙酸甲代烯丙酯，用氧/氮＝8/92(摩尔比)的混合气体将高压釜内调为20个大气压(表压)后，一边搅拌一边将高压釜内的温度提升至140℃。其后，一边用氧/氮＝8/92(摩尔比)的混合气体保持90个大气压(表压)一边以200ml/分钟的流速流通混合气体，同时反应5小时。乙酸甲代烯丙酯的转化率为99％、向1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的选择率为61％。1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的产量为7.3g(42mmol)，1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的生成效率为1.14g(产物)/{g(催化剂)·hr}。
〔比较例1〕
向内径23mm、长度20cm的不锈钢制反应管中装入催化剂117g(约30ml)后，将乙酸异戊二烯酯、乙酸、氧和氮以乙酸异戊二烯酯：乙酸：氧：氮＝28∶3∶8∶61的体积比且15l/hr的速度进行流通，并使其在165℃下发生反应。对4小时后的反应管出口组成进行分析，其结果：1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷的生成速度为0.032g(产物)/{g(催化剂)·hr}，1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷相对于向反应管中导入的乙酸异戊二烯酯的收率为2.3％。由该结果示出：气相反应的生产率比液相反应低。
〔比较例2〕
除了将反应温度设为190℃之外，进行与比较例1相同的操作来进行反应，其结果：1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷的生成速度为0.015g(产物)/{g(催化剂)·hr}，1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷相对于向反应管中导入的乙酸异戊二烯酯的收率为0.5％。
其后，在190℃、大气压下仅将氮以15nl/hr(nl为normalliter，表示标准状态(压力0.1013mpa，温度0℃，湿度0％)下的气体量)的速度流通1小时后，冷却至室温并从反应管中取出催化剂。观察反应后的催化剂时，反应前为灰色的催化剂变色成褐色。
〔实施例4〕
使用乙酸3.2g(53.3mmol)和乙酸甲代烯丙酯6.0g(52.6mmol)，进而作为溶剂而使用庚烷40g(399mmol)，除此之外，进行与实施例3相同的操作来进行反应，其结果，乙酸甲代烯丙酯的转化率为82％、向1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的选择率为60％。1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的产量为4.5g(26mmol)，1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的生成效率为0.70g(产物)/{g(催化剂)·hr}。
〔实施例5〕
使用乙酸4.5g(74.9mmol)和乙酸甲代烯丙酯17.0g(148.9mmol)，进而作为溶剂而使用乙酸乙酯26.0g(295mmol)，除此之外，进行与实施例3相同的操作来进行反应，其结果，乙酸甲代烯丙酯的转化率为78％、向1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的选择率为80％。1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的产量为16.0g(93mmol)，1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的生成效率为2.50g(产物)/{g(催化剂)·hr}。
〔实施例6〕
使用乙酸5.5g(91.6mmol)和乙酸甲代烯丙酯20.7g(181mmol)，进而作为溶剂而使用乙酸异丁酯20.7g(178mmol)，除此之外，进行与实施例3相同的操作来进行反应，其结果，乙酸甲代烯丙酯的转化率为80％、向1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的选择率为86％。1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的产量为21.5g(125mmol)，1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的生成效率为3.36g(产物)/{g(催化剂)·hr}。
〔实施例7〕
使用乙酸4.3g(72mmol)和乙酸异戊二烯酯18.2g(142mmol)，进而作为溶剂而使用乙酸乙酯25g(284mmol)，除此之外，进行与实施例1相同的操作来进行反应，其结果：乙酸异戊二烯酯的转化率为70％、向1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷的选择率为82％。1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷的产量为15.2g(82mmol)，1，4-二乙酰氧基-2-亚甲基丁烷的生成效率为2.37g(产物)/{g(催化剂)·hr}。
〔实施例8〕
除了使用乙酸15.8g(263mmol)和乙酸甲代烯丙酯30.0g(263mmol)之外，进行与实施例3相同的操作来进行反应，其结果，乙酸甲代烯丙酯的转化率为75％、向1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的选择率为23％、1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的产量为7.8g(45mmol)、1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的生成效率为1.22g(产物)/{g(催化剂)·hr}。
将上述实施例1～8和比较例1、2的结果示于下述表1。
[表1]
※1：单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)/羧酸(ii)/溶剂
※2：单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)的转化率
※3：向双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)的选择率
※4：双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)的生成效率[g(产物)/{g(催化剂)·hr}]
〔实施例9〕
向具备气体导入口和取样口的内容积100ml的电磁搅拌式高压釜中投入1.3g催化剂2、30.0g(263mmol)乙酸甲代烯丙酯，用氧/氮＝8/92(摩尔比)的混合气体将高压釜内调为20个大气压(表压)后，一边搅拌一边将高压釜内的温度提升至140℃。其后，一边用氧/氮＝8/92(摩尔比)的混合气体保持90个大气压(表压)一边以200ml/分钟的流速流通混合气体，同时以3.16g/小时的速度连续供给乙酸，使其反应5小时(乙酸的总用量为15.8g(263mmol))。
乙酸甲代烯丙酯的转化率为70％、向1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的选择率为39％、1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的收率为27％。
〔实施例10〕
向具备气体导入口和取样口的内容积100ml的电磁搅拌式高压釜中投入1.3g催化剂2、17.0g(149mmol)乙酸甲代烯丙酯、26.0g(295mmol)作为溶剂的乙酸乙酯，用氧/氮＝8/92(摩尔比)的混合气体将高压釜内调为20个大气压(表压)后，一边搅拌一边将高压釜内的温度提升至140℃。其后，一边用氧/氮＝8/92(摩尔比)的混合气体保持90个大气压(表压)一边以200ml/分钟的流速流通混合气体，同时以0.90g/小时的速度连续供给乙酸，使其反应5小时(乙酸的总用量为4.5g(74.9mmol))。
乙酸甲代烯丙酯的转化率为88％、向1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的选择率为90％、1，3-二乙酰氧基-2-亚甲基丙烷的收率为79％。
将上述实施例9和10的结果示于下述表2。
[表2]
※5：单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)/羧酸(ii)/溶剂
※6：单酰氧基化外向亚甲基化合物(i)的转化率
※7：向双酰氧基化外向亚甲基化合物(iii)的选择率
产业上的可利用性
通过本发明的制造方法，能够不产生无机副产物且收率良好地以高生产效率和性价比来制造双酰氧基化外向亚甲基化合物。所得双酰氧基化外向亚甲基化合物可用作工业上有用的各种化合物的制造原料。