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WO2018124149A1 - グリセリン酸エステルの製造方法 - Google Patents

グリセリン酸エステルの製造方法 Download PDF

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Abstract

製造が容易かつ高収率であり、反応に使用するピリジン類の再利用が容易である、グリセリン酸エステルの製造方法を提供すること。　下記式（I）で表される化合物Ａを、アルキル置換基を有するピリジンの存在下で、有機ニトロキシルラジカル、そのＮ－ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物Ｂ並びに酸化剤を用いて酸化的エステル化する工程を有し、前記化合物Ｂの使用量が前記化合物Ａに対してモル比が０．０００１以上０．１以下である、下記式（II）で表される化合物の製造方法。 （式（I）及び（II）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又はＲ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。）

Description

グリセリン酸エステルの製造方法
　本発明は、グリセリン酸エステルの製造方法に関する。
　２位及び３位の水酸基が環状アセタール基として保護されたグリセリン酸骨格を有する化合物は、例えば、各種医薬品、化粧品、洗浄剤、ポリマーなどの原料として使用されるグリセリン酸及びそのエステルなどの合成中間体として有用である。
　２位及び３位の水酸基が環状アセタール基として保護されたグリセリン酸骨格を有する化合物の例として、例えばシンレット（Ｓｙｎｌｅｔｔ）、第２３巻、２２６１－２２６５頁、２０１２年（非特許文献１）には、４－ヒドロキシメチル－２，２－ジメチル－１，３－ジオキソランを、２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－１－オキシル（以下、「ＴＥＭＰＯ」ともいう。）、酸化剤及びピリジンを用いて酸化的二量化（酸化的エステル化）する、２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステルの製造例が記載されている。
　本発明は、下記式（I）で表される化合物Ａを、アルキル置換基を有するピリジンの存在下で、有機ニトロキシルラジカル、そのＮ－ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物Ｂ並びに酸化剤を用いて酸化的エステル化する工程を有し、前記化合物Ｂの使用量が前記化合物Ａに対してモル比が０．０００１以上０．１以下である、下記式（II）で表される化合物の製造方法に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
（式（I）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
（式（II）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。）
比較例１－１で得られた反応液のＧＣチャート
発明の詳細な説明
［式（II）で表される化合物の製造方法］
　下記式（II）で表される化合物（以下、「グリセリン酸エステル」、又は「エステルダイマー」ともいう。）の本発明の製造方法は、下記式（I）で表される化合物Ａ（以下、「ジオキソラン」ともいう。）を、アルキル置換基を有するピリジンの存在下で、有機ニトロキシルラジカル、そのＮ－ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物Ｂ並びに酸化剤を用いて酸化的エステル化する工程（以下、「工程２」ともいう。）を有する。工程２において、前記化合物Ｂの使用量が前記化合物Ａに対してモル比が０．０００１以上０．１以下である、
　なお、以下の説明において、本発明の製造方法により得られた式（II）で表される化合物を、「本発明のグリセリン酸エステル」、又は「本発明のエステルダイマー」ともいう。
　非特許文献１は、多数のアルコールを用いた反応結果によって、この反応の原料アルコールの適用範囲の広さを明確に示している。一方、酸化的エステル化収率の観点から、反応に必須な塩基として使用できるのはピリジンのみである旨の記述がある。原料アルコールに対して大過剰量のピリジン用いるこの反応手法を工業化するには、反応後に大量に副生するピリジン塩からピリジンを再生し再利用することが、経済性の観点から非常に重要である。
　ピリジンの再生法としては、ピリジン塩に当量以上の水酸化ナトリウムなどの強塩基水溶液を加えてピリジンを遊離させる方法が最も一般的と考えられるが、ピリジンは水に混和するため、再生したピリジンを有機溶媒抽出によって高収率で回収することは困難である。また、水相中のピリジンを蒸留回収することは可能であるが、ピリジンは水と共沸する物性を持つため、再利用に必要な無水又はそれに近い含水量のピリジンを得るためには、特殊な脱水処理が必要となり経済性の観点で不利である。
　本発明は、製造が容易かつ高収率であり、反応に使用するピリジン類の再利用が容易である、グリセリン酸エステルの製造方法を提供することに関する。
　本発明によれば、製造が容易かつ高収率であり、反応に使用するピリジン類の再利用が容易である、グリセリン酸エステルの製造方法を提供することができる。更に、得られた本発明のエステルダイマーから、グリセリン酸及びそのエステル化物を製造することができ、下記式（II）で表される化合物は、種々の有用物質の中間体としても有用である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
（式（I）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
（式（II）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。）
　式（I）及び式（II）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又はＲ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。
　Ｒ１及びＲ２の好ましい一態様としては、Ｒ１が水素原子であり、Ｒ２が水素原子又は一価の炭化水素基である。前記一価の炭化水素基は、炭素数が１以上２０以下であることが好ましい。Ｒ２の炭化水素基としては、好ましくはアルキル基又はアリール基である。このアルキル基の炭素数は、好ましくは１以上であり、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下、更に好ましくは１６以下、より更に好ましくは１４以下、より更に好ましくは１２以下、より更に好ましくは１０以下、より更に好ましくは８以下、より更に好ましくは６以下、より更に好ましくは４以下、より更に好ましくは２以下である。これらのアルキル基は直鎖であっても分岐であってもよい。また、Ｒ２のアリール基の炭素数は、好ましくは６以上であり、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下、更に好ましくは１６以下、より更に好ましくは１４以下、より更に好ましくは１２以下、より更に好ましくは１０以下、より更に好ましくは８以下、より更に好ましくは６以下である。前記Ｒ２は、前記の観点から、好ましくは水素原子又は炭素数１以上２０以下の一価の炭化水素基、より好ましくは水素原子、炭素数１以上８以下の直鎖アルキル基、炭素数１以上８以下の分岐アルキル基又は炭素数６以上２０以下のアリール基、更に好ましくは水素原子、メチル基又はフェニル基、より更に好ましくは水素原子である。
　Ｒ１及びＲ２の他の好ましい一態様としては、原料の入手性と反応性、ジオキソランや本発明のエステルダイマーの安定性、本発明のエステルダイマーのアセタール分解で副生するケトン回収容易性の観点から、Ｒ１及びＲ２が一価の炭化水素基である。Ｒ１が好ましくは炭素数１以上８以下の一価の炭化水素基かつＲ２が炭素数２以上８以下の一価の炭化水素基、より好ましくはＲ１が炭素数１以上８以下のアルキル基かつＲ２が炭素数２以上８以下のアルキル基、更に好ましくはＲ１が炭素数１又は２のアルキル基かつＲ２が炭素数２以上６以下のアルキル基、より更に好ましくはＲ１が炭素数１又は２のアルキル基かつＲ２が炭素数２以上４以下のアルキル基、より更に好ましくはＲ１がメチル基かつＲ２がエチル基である。
　Ｒ１及びＲ２の他の好ましい一態様としては、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基であり、前記の観点から、好ましくは炭素数２以上７以下の二価の炭化水素基、より好ましくは炭素数３以上６以下の二価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数４以上５以下の二価の炭化水素基、より更に好ましくは炭素数５の二価の炭化水素基である。すなわち、Ｒ１及びＲ２を含む環構造が、好ましくは３～８員環、より好ましくは４～７員環、更に好ましくは５～６員環、より更に好ましくは６員環である。Ｒ１及びＲ２を含む環構造は、シクロアルカン構造であることが好ましく、炭素数５又は６の環構造（シクロペンタン環又はシクロへキサン環）であることがより好ましく、シクロへキサン環であることが更に好ましい。
　なお、式（I）中、Ｒ１及びＲ２が互いに結合して環構造を形成した場合、式（I）は、式（I’）となる。同様に、式（II）中、Ｒ１及びＲ２が互いに結合して環構造を形成した場合、式（II）は、式（II’）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
（式（I’）及び式（II’）中、ＲＡは環構造を形成する二価の炭化水素基を意味する。）
　式（I’）及び式（II’）中、ＲＡを含む環構造は、好ましくは３～８員環、より好ましくは４～７員環、更に好ましくは５～６員環、より更に好ましくは６員環である。ＲＡを含む環構造は、シクロアルカン構造であることが好ましく、上述したように、シクロペンタン環又はシクロへキサン環を形成していることがより好ましく、シクロへキサン環を形成していることが更に好ましい。
　すなわち、ＲＡは、好ましくはエチレン基（－（ＣＨ２）２－）、トリメチレン基（－（ＣＨ２）３－）、テトラメチレン基（－（ＣＨ２）４－）、ペンタメチレン基（－（ＣＨ２）５－）、ヘキサメチレン基（－（ＣＨ２）６－）又はヘプタメチレン基（－（ＣＨ２）７－）、より好ましくはトリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基又はヘキサメチレン基、更に好ましくはテトラメチレン基又はペンタメチレン基、より更に好ましくはペンタメチレン基である。
　式（I）で表される化合物には、１つ以上の不斉炭素が存在する。従って、エナンチオ選択的反応や立体異性体分離を施さない限り、式（I）で表される化合物はラセミ体、又は立体異性体混合物として存在する。
　なお、本発明において、式（I）で表される化合物の立体異性体比率は特に限定されない。
　式（I）のジオキソランには、１つ以上の不斉炭素が存在するため、鏡像異性体過剰率１００％のジオキソランを用いない限りは、式（II）のエステルダイマーは立体異性体混合物として得られる。
　本発明において、上記式（I）で表される化合物は、市販されている製品を使用してもよいし、製造して使用してもよく、特に限定されないが、本発明は、安価に製造する観点から、ジオキソランを下記の方法で製造することが好ましい。
＜工程１：ジオキソランの製造方法＞
　本発明の式（II）で表される化合物の製造方法は、工程２に先立ち、上記式（I）で表される化合物（ジオキソラン）を製造する工程（以下、「工程１」ともいう。）を有することが好ましい。
　本発明で使用するジオキソラン（式（I）で表される化合物）の製造方法は特に限定されず、一般的に広く知られている方法である、グリセロールと下記式（III）で表される化合物を酸触媒存在下でアセタール化する方法（方法１）、又はグリセロールと下記式（IV）で表される化合物を酸触媒存在下でアセタール交換する方法（方法２）によって製造することが、原料の入手性、収率、及び反応操作の容易性の観点から好ましい。
　すなわち、本発明のグリセリン酸エステルの製造方法は、下記工程１及び工程２を含むことが好ましい。
　工程１：グリセロールと下記式（III）で表される化合物、又はその多量体を酸触媒存在下でアセタール化する工程（工程１－１）、又はグリセロールと下記式（IV）で表される化合物を酸触媒存在下でアセタール交換する工程（工程１－２）
　工程２：下記式（I）で表される化合物及び下記式（V）で表される化合物の混合物を酸化的エステル化する工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
（式（III）及び式（IV）中、Ｒ１及びＲ２は、式（II）におけるＲ１及びＲ２とそれぞれ同義であり、式（IV）中、Ｒ３はそれぞれ独立に、一価の炭化水素基を表す。）
　式（IV）中のＲ３はそれぞれ独立に、一価の炭化水素基であり、原料の入手性の観点から、好ましくは炭素数１以上８以下の炭化水素基、アセタール交換反応で副生するアルコールを反応系外へ留去して反応を促進する観点から、より好ましくは炭素数１以上３以下の一価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１以上３以下の一価のアルキル基、より更に好ましくはメチル基である。
　上記方法１及び方法２（工程１－１及び工程１－２）を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　前記のアセタール化又はアセタール交換法で得られるジオキソランは、上記の反応式で示されるように、上記式（V）で表される化合物（以下、「ジオキサン」ともいう。）との異性体混合物として得られる。ジオキソランとジオキサンの異性体比率に制限はないが、生産性及び経済性の観点から、ジオキソランの異性体化比率が高いほど好ましい。
　上記式（III）及び式（IV）中のＲ１及びＲ２の少なくとも１つが水素原子である化合物（以下、「アルデヒド類」ともいう。）から一般的な製造方法で得られるジオキソランの異性体化比率は、４０％以上６０％以下である。また、上記式（III）及び式（IV）中のＲ１及びＲ２のいずれもが水素原子ではない化合物（以下、「ケトン類」ともいう。）から前記の一般的な製造方法で得られるジオキソランの異性体化比率は、９５％以上である。従って、ジオキソランの異性体化比率が高いという観点から、好ましくはケトン類である。
　他方、アルデヒド類から得られるジオキソランを酸化的エステル化した場合、本発明のエステルダイマーの収率がケトン類を原料とした場合に比べて優位に高いという傾向がある。反応が進行しやすく、また、アセタール基が安定である等の側面を有する観点、及び本発明のエステルダイマーを高収率で得られる観点から、好ましくはアルデヒド類である。
　上記方法１又は方法２で得られたジオキソラン（式（I）で表される化合物）とジオキサン（式（V）で表される化合物）との混合物は、そのまま又は精製した後に次工程の原料として用いることができるが、次工程での収率の観点から混合物を精製し未反応原料などを除去することが好ましく、精製の容易性の観点から蒸留精製することがより好ましい。
　なお、精製により、ジオキソランとジオキサンとを分離することは困難であることから、ジオキソランとジオキサンの混合物の状態で、次工程の原料とすることが好ましい。
＜工程２：酸化的エステル化＞
　本発明のグリセリン酸エステル（式（II）で表される化合物）は、上記ジオキソラン（式（I）で表される化合物）を酸化的エステル化することによって得られる。
　酸化的エステル化とは、広義には一級アルコールとアルコールからエステルを得る酸化反応の１種で、より一般的には同一の一級アルコール２分子からエステルダイマー１分子を得る反応であり、酸化的二量化などの別称もある。本発明において、酸化的エステル化するとは、ジオキソラン（式（I）で表される化合物）から本発明のエステルダイマー（式（II）で表される化合物）を得る反応を行うこと意味する。
　なお、前記ジオキソラン（式（I）で表される化合物）とジオキサン（式（V）で表される化合物）との混合物を酸化的エステル化すると、代表的には以下のような反応が生じる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
（式中、Ｒ１及びＲ２は、上述したとおりである。）
　本発明は、アルキル置換基を有するピリジンの存在下で酸化的エステル化することに特徴を有する。工程２は、有機ニトロキシルラジカル、そのＮ－ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩（以下、「ニトロキシルラジカル種」ともいう。）から選ばれる少なくとも１つと、酸化剤と、アルキル置換基を有するピリジンとを用いる酸化的エステル化法である。
　上述の通り、本発明に用いるジオキソランは通常ジオキサンとの混合物であるが、酸化的エステル化工程において、反応条件によってはジオキソランからホルミルジオキソラン（式（VII）で表される化合物）が副生することがある。ホルミルジオキソランの副生量に制限はないが、本発明のエステルダイマーを高収率で得る観点から、ジオキソランから生成するホルミルジオキソランの収率は、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下、更に好ましくは５％以下、より更に好ましくは実質的に０％、より更に好ましくは０％である。ホルミルジオキソランの副生量を低下させるためには、後述する好ましい製造方法に従えばよい。
　同様に、ジオキソランとジオキサンの混合物を酸化的エステル化する工程において、反応条件に応じてジオキサンが反応しない、ジオキサンから上記式（VI）で表される化合物（以下、「ジオキサノン」ともいう。）が生成する、或いはジオキサノン以外の化合物が生成する、或いはこれら化合物の混合物が得られることがあるが、本発明のエステルダイマーの精製工程に悪影響を及ぼさない限りは、これら化合物の生成量や生成比に制限はない。
〔アルキル置換基を有するピリジン〕
　本反応においては、酸化剤の消費によって副生する酸を中和するなどの目的でアルキル置換基を有するピリジンを使用する。前記アルキル置換基を有するピリジンは、少なくとも１つのアルキル置換基を有していればよく、前記アルキル置換基の数は、１～５置換であり、好ましくは１～４置換、より好ましくは１～３置換、更に好ましくは１置換又は２置換である。前記アルキル置換基の炭素数は、それぞれ独立に、好ましくは炭素数１以上であり、好ましくは１２以下、より好ましくは１０以下、更に好ましくは８以下、より更に好ましくは６以下、より更に好ましくは４以下、より更に好ましくは２以下である。前記アルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよいが、好ましくは直鎖状又は分岐状、より好ましくは直鎖状である。
　アルキル置換基を有するピリジンとしては、２－メチルピリジン、３－メチルピリジン、４－メチルピリジン、２－エチルピリジン、３－エチルピリジン、４－エチルピリジン、２－プロピルピリジン、３－プロピルピリジン、４－プロピルピリジン、３－ｎ－ブチルピリジン、４－ｔｅｒｔ－ブチルピリジン、２－アミルピリジン、４－アミルピリジン、２－（３－ペンチル）ピリジン、４－（３－ペンチル）ピリジン、２，３－ルチジン（別名：２，３－ジメチルピリジン）、２，４－ルチジン（別名：２，４－ジメチルピリジン）、２，５－ルチジン（別名：２，５－ジメチルピリジン）、２，６－ルチジン（別名：２，６－ジメチルピリジン）、３，４－ルチジン（別名：３，４－ジメチルピリジン）、３，５－ルチジン（別名：３，５－ジメチルピリジン）、５－エチル－２－メチルピリジン、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルピリジン、２，３，５－コリジン（別名：２，３，５－トリメチルピリジン）、２，４，６－コリジン（別名：２，４，６－トリメチルピリジン）等が好ましく例示される。
　アルキル置換基を有するピリジンとしては、入手性及び非水溶性の観点から、好ましくは３位、４位及び５位から選ばれる少なくとも１つの位置にアルキル置換基を有するピリジンである。また、本発明のエステルダイマーをより高い収率で得る観点から、２位及び６位にアルキル置換基を有しないピリジンであることが好ましい。すなわち、ピリジンの１～６位のうち、３位、４位及び５位から選ばれる１個以上３個以下の位置にのみアルキル置換基を有するピリジンが好ましい。適度な沸点を有し、蒸留精製時の設備負荷の観点から、アルキル置換基の炭素数が、それぞれ独立に、１以上４以下であるアルキル置換基を有するピリジンがより好ましい。
　アルキル置換基を有するピリジンとしては、入手性及び非水溶性の観点、及び回収容易性の観点から、５－エチル－２－メチルピリジン、３，５－ルチジン、２，６－ルチジン、２，６－ターシャリーブチルルチジン、３－エチルピリジン、４－メチルピリジン及び４－エチルピリジンから選ばれる少なくとも１つが好ましく例示される。また、本発明のエステルダイマーをより高い収率で得る観点から、より好ましくは３，５－ルチジン、３－エチルピリジン、４－メチルピリジン及び４－エチルピリジンから選ばれる少なくとも１つである。
　酸化剤由来の酸を完全に中和し、ジオキソラン及び本発明のエステルダイマーのアセタール基の分解を抑制する観点から、ジオキソラン又はジオキソランとジオキサンの混合物に対するアルキル置換基を有するピリジンのモル比は、好ましくは１．０以上、より好ましくは１．１以上、更に好ましくは１．２以上、より更に好ましくは１．３以上である。また、経済性及び余剰塩基の回収容易性の観点から、前記モル比は、好ましくは２．５以下、より好ましくは２．０以下、更に好ましくは１．７以下である。
〔ニトロキシルラジカル種〕
　本反応においては、ニトロキシルラジカル種として、酸化剤と組み合わせることでジオキソランに対する酸化的エステル化活性があるいずれの有機ニトロキシルラジカル、そのＮ－ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物を用いる。
　すなわち、ニトロキシルラジカル種として、有機ニトロキシルラジカル、そのＮ－ヒドロキシ体、及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる少なくとも１つの化合物Ｂを使用する。
　高い酸化的エステル化活性が得られる観点から、化合物Ｂは、有機ニトロキシラジカル及びそのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物であることが好ましく、有機ニトロキシラジカルのＮ－ヒドロキシ体であることがより好ましい。
　高い酸化的エステル化活性が得られる観点から、有機ニトロキシルラジカルが、下記式（VIII）で表される化合物、下記式（IX）で表される化合物又は下記式（X）で表される化合物であることが好ましい。すなわち、ニトロキシルラジカル種は、下記式（VIII）で表される化合物、下記式（IX）で表される化合物又は下記式（X）で表される化合物、それらのＮ－ヒドロキシ体、及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
（式（VIII）中、Ｒ４は水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、スルホニルオキシ基、Ｎ－アルキルカルバモイルオキシ基、カルボキシ基、シアノ基、イソシアナト基、イソチオシアナト基、又はオキソ基を表す。式（IX）中、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。式（X）中、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。）
　式（VIII）中、Ｒ４は水素原子、ハロゲン原子、水酸基（－ＯＨ）、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、スルホニルオキシ基、Ｎ－アルキルカルバモイルオキシ基、カルボキシ基（－Ｃ（＝Ｏ）－ＯＨ）、シアノ基（－Ｃ≡Ｎ）、イソシアナト基（－Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）、イソチオシアナト基（－Ｎ＝Ｃ＝Ｓ）、又はオキソ（＝Ｏ）基を表す。式（VIII）中、Ｒ４は、入手性及び高収率で本発明のエステルダイマーを得る観点から、好ましくはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はアシルアミノ基である。
　前記ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、入手又は調製が容易で低分子量である観点から、フッ素原子、塩素原子又は臭素原子が好ましい。
　前記アルコキシ基は、－ＯＲ９で表され、Ｒ９は一価の炭化水素基を表し、入手又は調製が容易で低分子量である観点から、好ましくは炭素数１～１２のアルキル基、炭素数２～１２のアルケニル基、炭素数２～１２のアルキニル基、又は炭素数６～２０のアリール基、より好ましくは炭素数１～６のアルキル基、炭素数２～６のアルケニル基、炭素数２～６のアルキニル基、又は炭素数６～１４のアリール基、更に好ましくは炭素数１～４のアルキル基、炭素数２～４のアルケニル基、炭素数２～４のアルキニル基、又は炭素数６～１０のアリール基、より更に好ましくはメチル基である。前記Ｒ９は、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されていてもよい。
　前記アシルオキシ基は、－Ｏ（Ｃ＝Ｏ）－Ｒ１０で表され、Ｒ１０は、入手又は調製が容易で低分子量である観点から、好ましくは水素原子、炭素数１～１２のアルキル基、炭素数１～１２のアルケニル基、又は炭素数６～２０のアリール基、より好ましくは水素原子、炭素数１～８のアルキル基、又は炭素数６～１４のアリール基、更に好ましくは、水素原子、炭素数１～４のアルキル基、又は炭素数６～１０のアリール基、より更に好ましくはメチル基、エチル基、又はフェニル基、より更に好ましくはフェニル基である。
　前記アシルアミノ基は、－ＮＨ（Ｃ＝Ｏ）－Ｒ１１で表され、Ｒ１１は、入手又は調製が容易で低分子量である観点から、好ましくは水素原子、炭素数１～１２のアルキル基、又は炭素数６～２０のアリール基、より好ましくは水素原子、炭素数１～８のアルキル基、又は炭素数６～１４のアリール基、更に好ましくは、水素原子、炭素数１～４のアルキル基、又は炭素数６～１０のアリール基、より更に好ましくはメチル基、エチル基、又はフェニル基、より更に好ましくはメチル基である。
　前記スルホニルオキシ基は、－Ｏ（Ｏ＝Ｓ＝Ｏ）－Ｒ１２で表され、Ｒ１２は、入手又は調製が容易で低分子量である観点から、好ましくは炭素数１～１２のアルキル基、又は炭素数６～２０のアリール基、より好ましくは炭素数１～８のアルキル基、又は炭素数６～１４のアリール基、更に好ましくは、炭素数１～４のアルキル基、又は炭素数６～１０のアリール基、より更に好ましくはメチル基、エチル基、又はパラトリル基、より更に好ましくはメチル基又はパラトリル基である。
　ニトロキシルラジカル種としては、具体的には、ＴＥＭＰＯ、４－ヒドロキシＴＥＭＰＯ、４－アミノ－ＴＥＭＰＯ、４－メトキシ－ＴＥＭＰＯ（以下、「４－ＯＭｅ－ＴＥＭＰＯ」ともいう。）、４－エトキシ－ＴＥＭＰＯ、４－フェノキシ－ＴＥＭＰＯ、４－アセトキシ－ＴＥＭＰＯ、４－ベンゾイルオキシ－ＴＥＭＰＯ（以下、「４－ＯＢｚ－ＴＥＭＰＯ」ともいう。）、４－メタクリレート－ＴＥＭＰＯ、４－アセトアミド－ＴＥＭＰＯ（以下、「４－ＮＨＡｃ－ＴＥＭＰＯ」ともいう。）、４－メチルスルホニルオキシ－ＴＥＭＰＯ（以下、「４－ＯＭｓ－ＴＥＭＰＯ」ともいう。）、４－パラトルエンスルホニルオキシ－ＴＥＭＰＯ、４－オキソ－ＴＥＭＰＯ、２－アザアダマンタン－Ｎ－ヒドロキシル（以下、「ＡＺＡＤＯＬ」（日産化学工業株式会社製、商標）ともいう。）、２－アザアダマンタン－Ｎ－オキシル（以下、「ＡＺＡＤＯ」ともいう。）、１－メチル－２－アザアダマンタン－Ｎ－オキシル（以下、「１－Ｍｅ－ＡＺＡＤＯ」ともいう。）、９－アザノルアダマンタン－Ｎ－オキシル（以下、「ｎｏｒ－ＡＺＡＤＯ」ともいう。）、１，５－ジメチル－９－アザノルアダマンタン－Ｎ－オキシル（以下、「ＤＭＭ－ＡＺＡＤＯ」ともいう。）などが例示される。
　入手性及び高収率で本発明のエステルダイマーを得る観点から、ニトロキシルラジカル種としては、４－メトキシ－ＴＥＭＰＯ、４－ベンゾイルオキシ－ＴＥＭＰＯ、４－アセトアミド－ＴＥＭＰＯ、４－メチルスルホニルオキシ－ＴＥＭＰＯ、及びＡＺＡＤＯＬから選ばれる化合物が好ましく、４－ベンゾイルオキシ－ＴＥＭＰＯ、４－アセトアミド－ＴＥＭＰＯ、４－メチルスルホニルオキシ－ＴＥＭＰＯ、及びＡＺＡＤＯＬから選ばれる化合物がより好ましい。
　好ましい化合物を以下に例示するが、本発明において、ニトロキシルラジカル種は、これらの化合物に限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
　有機ニトロキシルラジカル、そのＮ－ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物Ｂの使用量は、十分な酸化的エステル化活性を確保する観点から、ジオキソラン（すなわち、式（Ｉ）で表される化合物Ａ）に対して、モル比が０．０００１以上、好ましくはモル比が０．０００２以上、より好ましくはモル比が０．０００５以上である。また、経済性の観点から、前記モル比が０．１以下、好ましくはモル比が０．０５以下、より好ましくはモル比が０．０２以下である。
〔酸化剤〕
　本反応においては、反応性の観点から好ましくは上述したニトロキシルラジカル種と共に、酸化剤を使用する。該酸化剤としては、有機ニトロキシルラジカル又はそのＮ－ヒドロキシ体をオキソアンモニウムカチオンに酸化できるいずれの酸化剤も用いることができるが、本発明のエステルダイマーの水和や加水分解による収率低下を抑制する観点から、有機溶媒中で用いることができるハロゲンを含有する化合物からなる酸化剤（以下、「含ハロゲン酸化剤」ともいう。）が好ましい。含ハロゲン酸化剤としては、次亜塩素酸ナトリウム五水和物、メタクロロ過安息香酸、トリクロロイソシアヌル酸（以下、「ＴＣＣＡ」ともいう。）、次亜塩素酸ターシャリーブチル（以下、「ｔＢｕＯＣｌ」ともいう。）、Ｎ－クロロスクシンイミド等の塩素を含有する化合物からなる酸化剤（以下、「含塩素酸化剤」ともいう。）、Ｎ－ブロモスクシンイミド等の臭素を含有する化合物からなる酸化剤（以下、「含臭素酸化剤」ともいう。）、（ジクロロヨード）ベンゼン等の複数のハロゲン元素を有する含ハロゲン酸化剤、が例示される。含ハロゲン酸化剤は、本発明のエステルダイマーを高収率で得る観点、酸化剤の安定性、安全性及び取り扱い容易性の観点から、含塩素酸化剤が好ましく、ＴＣＣＡ及びｔＢｕＯＣｌから選ばれる酸化剤がより好ましく、入手性の観点から、ＴＣＣＡが更に好ましい。
　なお、本発明の酸化剤としては、式（VIII）で表される化合物、式（IX）で表される化合物又は式（X）で表される化合物が一電子酸化されたオキソアンモニウムカチオンを始めとする、有機ニトロキシルラジカル又はそのＮ－ヒドロキシ体のオキソアンモニウムカチオンを除く。
　ジオキソラン又はジオキソランとジオキサンの混合物の高い反応転化率とホルミルジオキソランの生成量抑制を両立する観点から、ジオキソラン又はジオキソランとジオキサンの混合物に対する酸化活性種のモル比は、好ましくは１．０以上、より好ましくは１．１以上である。また、経済性及び廃棄物量低減の観点から、前記モル比は、好ましくは２．０以下、より好ましくは１．５以下である。
　なお、酸化活性種とは、含塩素酸化剤の場合には塩素原子を意味し、ＴＣＣＡの場合には、分子１モル中に３モルの酸化活性種が存在する。
〔溶媒〕
　本反応においては、無溶媒又は溶媒使用条件のいずれでも実施可能だが、使用する酸化剤や反応時に副生する酸化剤由来の還元物や塩が固体の場合にそれらを溶解させる観点、及び反応液の粘度を下げ撹拌を容易にする観点から、溶媒使用条件が好ましい。ジオキソラン又はジオキソランとジオキサンの混合物、酸化剤及び塩基に対して不活性な限りはいずれの溶媒も用いることができるが、例えば、酸化剤としてＴＣＣＡを用いる場合は、ＴＣＣＡの溶解性及び入手性の観点から、好ましくはアセトン、２－ブタノン、シクロペンタノン、アセトニトリル及びジクロロメタンから選ばれる溶媒、より好ましくはアセトン、２－ブタノン、アセトニトリル及びジクロロメタンから選ばれる溶媒、更に好ましくはアセトン及び２－ブタノンから選ばれる溶媒である。また、本発明のエステルダイマーの生産性の観点から、アセトニトリルが更に好ましい。
　溶媒は、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　溶媒の使用量は特に限定されないが、操作性の観点から、反応系全体に対する溶媒の使用量が、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、更に好ましくは４０質量％以上、より更に好ましくは５０質量％以上、より更に好ましくは６０質量％以上であり、生産性の観点から、反応系全体に対する溶媒の使用量が、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは８５質量％以下、更に好ましくは８０質量％以下である。
〔反応手順〕
　本反応において、各原料の仕込み順などに制限はないが、酸化的エステル化反応が発熱的な反応であるため、反応液の温度制御の容易性及び安全性の観点から、酸化剤以外の原料の混合物又は混合溶液に酸化剤又は酸化剤溶液を滴下する方法が好ましい。
　酸化剤又は酸化剤溶液滴下中の反応液の温度は、設備負荷及び反応液の粘度上昇抑制の観点から、好ましくは－１５℃以上、より好ましくは－１０℃以上である。また、高温下での分解などの副反応を抑制し、本発明のエステルダイマーを高収率で得る観点から、好ましくは２５℃以下、より好ましくは１０℃以下である。酸化剤又は酸化剤溶液滴下終了後は、ジオキソラン全量が反応する、又は残存量の低下が停止するまで反応を継続するが、反応液の温度は、ジオキソランの反応促進の観点から、好ましくは－１０℃以上、より好ましくは－５℃以上であり、副反応抑制の観点から、好ましくは５０℃以下、より好ましくは３０℃以下である。
　反応終了時には、副反応抑制及び安全性の観点から、残留酸化剤を完全に消費する反応停止剤を添加することが好ましい。反応停止剤は、本発明のエステルダイマーなどの反応生成物と反応しにくく、かつ酸化剤と反応する限りはいずれの化合物も用いることができるが、入手性及び本発明のエステルダイマーの精製を容易にする観点から、アルコールが好ましい。前記アルコールは、好ましくは一級又は二級のアルコールであり、本発明のエステルダイマーとのエステル交換を抑制する観点から、より好ましくは二級アルコールである。また、炭素数１以上１２以下のアルコールが好ましい。
　反応停止剤の添加量は、特に限定されない。
〔式（II）で表される化合物の分離及びアルキル置換基を有するピリジンの回収〕
　本発明において、ジオキソラン又は、好ましくはジオキソランとジオキサンの混合物を酸化的エステル化する工程の後に、本発明のエステルダイマー（式（II）で表される化合物）を分離する工程を有することが好ましい。
　本発明のエステルダイマーを分離する工程において、効率性の観点から、塩や酸化剤の還元物などの固形物は濾過又は油水抽出で分離し、ジオキサノン、ホルミルジオキソラン及び残留塩基は蒸留又はカラムクロマトグラフィーで分離することが好ましい。
　ジオキサノンと本発明のエステルダイマーとの分離においては、大きな沸点差を利用して容易に分離可能な観点から、蒸留による分離がより好ましい。蒸留による分離は、単蒸留条件でも精留条件でも実施可能であるが、高純度な本発明のエステルダイマーを高い蒸留収率で得る観点から、精留条件で行うことが好ましい。精留条件としては、本発明のエステルダイマーの高純度化の観点から、精留塔の理論段数が好ましくは２段以上、より好ましくは５段以上であり、還流比が好ましくは０．１以上、より好ましくは０．５以上である。また、本発明のエステルダイマー精製の生産性の観点から、精留塔の理論段が好ましくは２０段以下、より好ましくは１０段以下であり、還流比が好ましくは２０以下、より好ましくは１０以下である。
　本発明の製造方法では、有機溶媒抽出などにより、反応後にアルキル置換基を有するピリジンを容易に回収することができる。
　本発明により得られた新規なグリセリン酸エステル（本発明のエステルダイマー）は、２位及び３位の水酸基が環状アセタール基として保護されたグリセリン酸エステルであり、各種医薬品、化粧品、洗浄剤、ポリマーなどの原料として使用されるグリセリン酸、グリセリン酸塩及び脱保護されたグリセリン酸エステルなどの合成中間体として有用である。
［グリセリン酸、グリセリン酸塩又は脱保護されたグリセリン酸エステルの製造方法］
　上記のように得られた本発明のエステルダイマーのアセタール基及びエステル基の加水分解又は加アルコール分解によって、グリセリン酸、グリセリン酸塩又は脱保護されたグリセリン酸エステルを製造することができる。加水分解又は加アルコール分解の方法は特に限定されないが、酸触媒存在下で過剰量の水又はアルコールを用いて分解する方法が最も簡便で好ましい。
　加アルコール分解に用いるアルコールとしては、反応性（特にアセタール基の分解）の観点から、好ましくは一級アルコールであり、脱保護されたグリセリン酸エステルの沸点が低く蒸留精製しやすい観点から、より好ましくは炭素数１以上３以下の一級アルコールである。
　また、脱保護されたグリセリン酸エステルの極性を十分に下げて、脱保護されたグリセリン酸エステルとグリセリンを油水抽出法で分離精製しやすくする観点から、より好ましくは炭素数４以上８以下の直鎖又は分岐鎖一級アルコールである。
　得られたグリセリン酸、グリセリン酸塩又は脱保護されたグリセリン酸エステルは、好ましくは蒸留やカラムクロマトグラフィーなどによって、副生成物（グリセリン、アルデヒド又はそのアセタール）と分離する。
　本発明は、以下の［１］～［３９］を開示する。
　［１］　下記式（I）で表される化合物Ａを、アルキル置換基を有するピリジンの存在下で、有機ニトロキシルラジカル、そのＮ－ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物Ｂ並びに酸化剤を用いて酸化的エステル化する工程を有し、前記化合物Ｂの使用量が前記化合物Ａに対してモル比が０．０００１以上０．１以下である、下記式（II）で表される化合物の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
（式（I）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
（式（II）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。）
　［２］　前記アルキル置換基を有するピリジンのアルキル置換基の数は、好ましくは１～４置換、より好ましくは１～３置換、更に好ましくは１置換又は２置換である、［１］に記載の製造方法。
　［３］　前記アルキル置換基を有するピリジンのアルキル置換基の炭素数は、それぞれ独立に、好ましくは炭素数１以上であり、好ましくは１２以下、より好ましくは１０以下、更に好ましくは８以下、より更に好ましくは６以下、より更に好ましくは４以下、より更に好ましくは２以下である、［１］又は［２］に記載の製造方法。
　［４］　前記アルキル置換基を有するピリジンのアルキル置換基が、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよいが、好ましくは直鎖状又は分岐状、より好ましくは直鎖状である、
　［５］　前記アルキル置換基を有するピリジンが、３位、４位、及び５位から選ばれる少なくとも１つの位置にアルキル置換基を有するピリジンであり、好ましくは３位、４位、及び５位から選ばれる少なくとも１つの位置にアルキル置換基を有し、２位及び６位にアルキル置換基を有しないピリジンである、［１］～［４］のいずれかに記載の製造方法。
　［６］　前記アルキル置換基を有するピリジンが、好ましくは２－メチルピリジン、３－メチルピリジン、４－メチルピリジン、２－エチルピリジン、３－エチルピリジン、４－エチルピリジン、２－プロピルピリジン、３－プロピルピリジン、４－プロピルピリジン、３－ｎ－ブチルピリジン、４－ｔｅｒｔ－ブチルピリジン、２－アミルピリジン、４－アミルピリジン、２－（３－ペンチル）ピリジン、４－（３－ペンチル）ピリジン、２，３－ルチジン（別名：２，３－ジメチルピリジン）、２，４－ルチジン（別名：２，４－ジメチルピリジン）、２，５－ルチジン（別名：２，５－ジメチルピリジン）、２，６－ルチジン（別名：２，６－ジメチルピリジン）、３，４－ルチジン（別名：３，４－ジメチルピリジン）、３，５－ルチジン（別名：３，５－ジメチルピリジン）、５－エチル－２－メチルピリジン、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルピリジン、２，３，５－コリジン（別名：２，３，５－トリメチルピリジン）、又は２，４，６－コリジン（別名：２，４，６－トリメチルピリジン）、より好ましくは５－エチル－２－メチルピリジン、３，５－ルチジン、２，６－ルチジン、３－エチルピリジン、４－メチルピリジン及び４－エチルピリジンから選ばれる少なくとも１つ、更に好ましくは３，５－ルチジン、３－エチルピリジン、４－メチルピリジン及び４－エチルピリジンから選ばれる少なくとも１つである、［１］～［５］のいずれかに記載の製造方法。
　［７］　ジオキソラン又はジオキソランとジオキサンの混合物に対するアルキル置換基を有するピリジンのモル比が、好ましくは１．０以上、より好ましくは１．１以上、更に好ましくは１．２以上、より更に好ましくは１．３以上であり、前記モル比が、好ましくは２．５以下、よりが好ましくは２．０以下、更に好ましくは１．７以下である、［１］～［６］に記載の製造方法。
　［８］　上記式（I）及び式（II）中、好ましくはＲ１が水素原子であり、Ｒ２が水素原子又は一価の炭化水素基であり、より好ましくはＲ１が水素原子であり、Ｒ２が水素原子又は炭素数１以上２０以下の一価の炭化水素基であり、Ｒ２の炭化水素基としては、好ましくはアルキル基又はアリール基であり、このアルキル基の炭素数は、好ましくは１以上であり、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下、更に好ましくは１６以下、より更に好ましくは１４以下、より更に好ましくは１２以下、より更に好ましくは１０以下、より更に好ましくは８以下、より更に好ましくは６以下、より更に好ましくは４以下、より更に好ましくは２以下であり、これらのアルキル基は直鎖であっても分岐であってもよく、また、Ｒ２のアリール基の炭素数は、好ましくは６以上であり、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下、更に好ましくは１６以下、より更に好ましくは１４以下、より更に好ましくは１２以下、より更に好ましくは１０以下、より更に好ましくは８以下、より更に好ましくは６以下であり、Ｒ２は、より好ましくは水素原子、炭素数１以上８以下の直鎖アルキル基、炭素数１以上８以下の分岐アルキル基又は炭素数６以上１４以下のアリール基、更に好ましくは水素原子、メチル基又はフェニル基、より更に好ましくは水素原子である、［１］～［７］に記載の製造方法。
　［９］　上記式（I）及び式（II）中、好ましくはＲ１及びＲ２が一価の炭化水素基であり、Ｒ１がより好ましくは炭素数１以上８以下の一価の炭化水素基かつＲ２が炭素数２以上８以下の一価の炭化水素基、更に好ましくはＲ１が炭素数１以上８以下のアルキル基かつＲ２が炭素数２以上８以下のアルキル基、より更に好ましくはＲ１が炭素数１又は２のアルキル基かつＲ２が炭素数２以上６以下のアルキル基、より更に好ましくはＲ１が炭素数１又は２のアルキル基かつＲ２が炭素数２以上４以下のアルキル基、より更に好ましくはＲ１がメチル基かつＲ２がエチル基であり、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基であり、好ましくは炭素数２以上７以下の二価の炭化水素基、より好ましくは炭素数３以上６以下の二価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数４以上５以下の二価の炭化水素基、より更に好ましくは炭素数５の二価の炭化水素基であり、Ｒ１及びＲ２を含む環構造が、好ましくは３～８員環、より好ましくは４～７員環、更に好ましくは５～６員環、より更に好ましくは６員環であり、Ｒ１及びＲ２を含む環構造は、好ましくはシクロアルカン構造であり、より好ましくは炭素数５又は６の環構造（シクロペンタン環又はシクロへキサン環）であり、更に好ましくはシクロへキサン環である、［１］～［７］のいずれかに記載の製造方法。
　［１０］　下記式（I）で表される化合物及び下記式（V）で表される化合物の混合物を酸化的エステル化する工程を有する、［１］～［９］のいずれかに記載の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
（式（I）及び式（V）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又はＲ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。）
　［１１］　式（I）で表される化合物が、グリセロールと下記式（III）で表される化合物を酸触媒存在下でアセタール化する方法（方法１）、又はグリセロールと下記式（IV）で表される化合物を酸触媒存在下でアセタール交換する方法（方法２）で製造される、［１］～［１０］のいずれかに記載の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
（式（III）及び式（IV）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。式（IV）中、Ｒ３はそれぞれ独立に、一価の炭化水素基、好ましくは炭素数１以上８以下の炭化水素基から選ばれる基、より好ましくは炭素数１以上３以下の一価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１以上３以下の一価のアルキル基、より更に好ましくはメチル基を表す。）
　［１２］　下記工程１及び工程２を含む、［１］～［１１］に記載の製造方法。
　工程１：グリセロールと下記式（III）で表される化合物、又はその多量体を酸触媒存在下でアセタール化する工程（工程１－１）、又はグリセロールと下記式（IV）で表される化合物を酸触媒存在下でアセタール交換する工程（工程１－２）
　工程２：下記式（I）で表される化合物及び下記式（V）で表される化合物の混合物を酸化的エステル化する工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。ただし、Ｒ１及びＲ２が同時にメチル基である場合を除く。また、Ｒ３はそれぞれ独立に、一価の炭化水素基、好ましくは炭素数１以上８以下の炭化水素基、より好ましくは炭素数１以上３以下の一価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１以上３以下の一価のアルキル基、より更に好ましくはメチル基を表す。）
　［１３］　式（III）及び式（IV）中、Ｒ１及びＲ２は、好ましくはＲ１及びＲ２が水素原子、炭素数１以上２０以下の一価の炭化水素基から選ばれる基、又はＲ１及びＲ２が結合して炭素数５以上８以下の環構造を形成する二価の炭化水素基である、［１１］又は［１２］に記載の製造方法。
　［１４］　式（III）及び式（IV）中、好ましくはＲ１が水素原子であり、Ｒ２が水素原子又は一価の炭化水素基であり、より好ましくはＲ１が水素原子であり、Ｒ２が水素原子又は炭素数１以上２０以下の一価の炭化水素基であり、Ｒ２の炭化水素基としては、好ましくはアルキル基又はアリール基であり、このアルキル基の炭素数は、好ましくは１以上であり、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下、更に好ましくは１６以下、より更に好ましくは１４以下、より更に好ましくは１２以下、より更に好ましくは１０以下、より更に好ましくは８以下、より更に好ましくは６以下、より更に好ましくは４以下、より更に好ましくは２以下であり、これらのアルキル基は直鎖であっても分岐であってもよく、また、Ｒ２のアリール基の炭素数は、好ましくは６以上であり、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下、更に好ましくは１６以下、より更に好ましくは１４以下、より更に好ましくは１２以下、より更に好ましくは１０以下、より更に好ましくは８以下、より更に好ましくは６以下であり、Ｒ２は、より好ましくは水素原子、炭素数１以上８以下の直鎖アルキル基、炭素数１以上８以下の分岐アルキル基又は炭素数６以上１４以下のアリール基、更に好ましくは水素原子、メチル基又はフェニル基であり、より更に好ましくは水素原子である、［１１］～［１３］のいずれかに記載の製造方法。
　［１５］　式（III）及び式（IV）中、Ｒ１が好ましくは炭素数１以上８以下の一価の炭化水素基かつＲ２が炭素数２以上８以下の一価の炭化水素基、より好ましくはＲ１が炭素数１以上８以下のアルキル基かつＲ２が炭素数２以上８以下のアルキル基、更に好ましくはＲ１が炭素数１又は２のアルキル基かつＲ２が炭素数２以上６以下のアルキル基、更に好ましくはＲ１が炭素数１又は２のアルキル基かつＲ２が炭素数２以上４以下のアルキル基、より更に好ましくはＲ１がメチル基かつＲ２がエチル基であり、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基であり、好ましくは炭素数２以上７以下の二価の炭化水素基、より好ましくは炭素数３以上６以下の二価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数４以上５以下の二価の炭化水素基、より更に好ましくは炭素数５の二価の炭化水素基であり、Ｒ１及びＲ２を含む環構造が、好ましくは３～８員環、より好ましくは４～７員環、更に好ましくは５～６員環、より更に好ましくは６員環であり、Ｒ１及びＲ２を含む環構造は、好ましくはシクロアルカン構造であり、より好ましくは炭素数５又は６の環構造（シクロペンタン環又はシクロへキサン環）であり、更に好ましくはシクロへキサン環である、［１１］～［１３］のいずれかに記載の製造方法。
　［１６］　前記化合物Ｂが有機ニトロキシラジカル及びそのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物である、［１］～［１５］に記載の製造方法。
　［１７］　前記有機ニトロキシルラジカルが、下記式（VIII）で表される化合物、下記式（IX）で表される化合物、又は下記式（X）で表される化合物である、［１］～［１６］のいずれかに記載の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
（式（VIII）中、Ｒ４は水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、スルホニルオキシ基、Ｎ－アルキルカルバモイルオキシ基、カルボキシ基、シアノ基、イソシアナト基、イソチオシアナト基、又はオキソ基を表し、好ましくはアルコキシ基、アシルオキシ基、又はアシルアミノ基を表す。式（IX）中、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。式（X）中、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。）
　［１８］　前記化合物Ｂが、有機ニトロキシルラジカルのＮ－ヒドロキシ体である、［１］～［１５］のいずれかに記載の製造方法。
　［１９］　前記有機ニトロキシルラジカル、そのＮ－ヒドロキシ体、及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる１種以上の化合物が、好ましくはＴＥＭＰＯ、４－ヒドロキシＴＥＭＰＯ、４－アミノ－ＴＥＭＰＯ、４－メトキシ－ＴＥＭＰＯ（以下、「４－ＯＭｅ－ＴＥＭＰＯ」ともいう。）、４－エトキシ－ＴＥＭＰＯ、４－フェノキシ－ＴＥＭＰＯ、４－アセトキシ－ＴＥＭＰＯ、４－ベンゾイルオキシ－ＴＥＭＰＯ（以下、「４－ＯＢｚ－ＴＥＭＰＯ」ともいう。）、４－メタクリレート－ＴＥＭＰＯ、４－アセトアミド－ＴＥＭＰＯ（以下、「４－ＮＨＡｃ－ＴＥＭＰＯ」ともいう。）、４－メチルスルホニルオキシ－ＴＥＭＰＯ（以下、「４－ＯＭｓ－ＴＥＭＰＯ」ともいう。）、４－パラトルエンスルホニルオキシ－ＴＥＭＰＯ、４－オキソ－ＴＥＭＰＯ、２－アザアダマンタン－Ｎ－ヒドロキシル（以下、「ＡＺＡＤＯＬ」ともいう。）、２－アザアダマンタン－Ｎ－オキシル（以下、「ＡＺＡＤＯ」ともいう。）、１－メチル－２－アザアダマンタン－Ｎ－オキシル（以下、「１－Ｍｅ－ＡＺＡＤＯ」ともいう。）、９－アザノルアダマンタン－Ｎ－オキシル（以下、「ｎｏｒ－ＡＺＡＤＯ」ともいう。）、１，５－ジメチル－９－アザノルアダマンタン－Ｎ－オキシル（以下、「ＤＭＭ－ＡＺＡＤＯ」ともいう。）、より好ましくは４－メトキシ－ＴＥＭＰＯ、４－ベンゾイルオキシ－ＴＥＭＰＯ、４－アセトアミド－ＴＥＭＰＯ、４－メチルスルホニルオキシ－ＴＥＭＰＯ及びＡＺＡＤＯＬから選ばれる化合物、更に好ましくは４－ベンゾイルオキシ－ＴＥＭＰＯ、４－アセトアミド－ＴＥＭＰＯ、４－メチルスルホニルオキシ－ＴＥＭＰＯ及びＡＺＡＤＯＬから選ばれる化合物である、［１］～［１８］のいずれかに記載の製造方法。
　［２０］　前記有機ニトロキシルラジカル、そのＮ－ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物Ｂの使用量が、前記式（I）で表される化合物又は前記式（I）で表される化合物Ａに対して、モル比が０．０００１以上、好ましくはモル比が０．０００２以上、より好ましくはモル比が０．０００５以上であり、モル比が０．１以下、好ましくはモル比が０．０５以下、より好ましくはモル比が０．０２以下である、［１］～［１９］のいずれかに記載の製造方法。
　［２１］　前記酸化剤が、好ましくはハロゲンを含有する化合物からなる酸化剤（含ハロゲン酸化剤）、より好ましくは塩素を含有する化合物からなる酸化剤（含塩素酸化剤）、更に好ましくはトリクロロイソシアヌル酸及び次亜塩素酸ターシャリーブチルから選ばれる酸化剤、より更に好ましくはトリクロロイソシアヌル酸である、［１］～［２０］のいずれかに記載の製造方法。
　［２２］　前記式（I）で表される化合物又は前記式（I）で表される化合物と前記式（V）で表される化合物の混合物に対して、酸化剤の酸化活性種のモル比が、好ましくは１．０以上、より好ましくは１．１以上であり、好ましくは２．０以下、より好ましくは１．５以下である、［１］～［２１］のいずれかに記載の製造方法。
　［２３］　前記式（I）で表される化合物又は前記式（I）で表される化合物と前記式（V）で表される化合物の混合物に対する、アルキル置換基を有するピリジンのモル比が、好ましくは１．０以上、より好ましくは１．１以上、更に好ましくは１．２以上、より更に好ましくは１．３以上であり、前記モル比が、好ましくは２．５以下、より好ましくは２．０以下、更に好ましくは１．７以下である、［１］～［２２］のいずれかに記載の製造方法。
　［２４］　前記式（I）で表される化合物を酸化的エステル化する工程において好ましくは溶媒を使用し、その溶媒が、好ましくはアセトン、２－ブタノン、シクロペンタノン、アセトニトリル及びジクロロメタンから選ばれる溶媒、より好ましくはアセトン、２－ブタノン、アセトニトリル及びジクロロメタンから選ばれる溶媒、更に好ましくはアセトン及び２－ブタノンから選ばれる溶媒である、また、更に好ましくはアセトニトリルである、［１］～［２３］のいずれかに記載の製造方法。
　［２５］　反応系全体に対する溶媒の使用量が、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、更に好ましくは４０質量％以上、より更に好ましくは５０質量％以上、より更に好ましくは６０質量％以上であり、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは８５質量％以下、更に好ましくは８０質量％以下である、［２４］に記載の製造方法。
　［２６］　前記式（I）で表される化合物又は前記式（I）で表される化合物と前記式（V）で表される化合物の混合物を酸化的エステル化する工程において、好ましくは酸化剤以外の原料の混合物又は混合溶液に酸化剤又は酸化剤溶液を滴下する、［１］～［２５］に記載の製造方法。
　［２７］　前記酸化剤又は酸化剤溶液を滴下中の反応液の温度が、好ましくは－１５℃以上、より好ましくは－１０℃以上であり、好ましくは２５℃以下、より好ましくは１０℃以下である、［２６］に記載の製造方法。
　［２８］　前記酸化剤又は酸化剤溶液の滴下終了後、ジオキソラン全量が反応する、又は残存量の低下が停止するまで反応を継続する、［２６］又は［２７］に記載の製造方法。
　［２９］　前記反応液の温度が、好ましくは－１０℃以上、より好ましくは－５℃以上であり、好ましくは５０℃以下、より好ましくは３０℃以下である、［２８］に記載の製造方法。
　［３０］　好ましくはアルコールを反応停止剤として用いる、［１］～［２９］のいずれかに記載の製造方法。
　［３１］　前記反応停止剤が、好ましくは一級又は二級のアルコールであり、より好ましくは二級アルコールである、［３０］に記載の製造方法。
　［３２］　前記反応停止剤が、好ましくは炭素数１以上１２以下のアルコールである、［３０］又は［３１］に記載の製造方法。
　［３３］　前記式（I）で表される化合物、又は好ましくは前記式（I）で表される化合物と前記式（V）で表される化合物の混合物を酸化的エステル化する工程の後に、式（II）で表される化合物を分離する工程（工程３）を有する、［１］～［３２］のいずれかに記載の製造方法。
　［３４］　前記工程３における分離が、蒸留による分離である、［３３］に記載の製造方法。
　［３５］　前記蒸留による分離を、好ましくは精留条件で行う、［３４］に記載の製造方法。
　［３６］　前記精留条件は、精留塔の理論段数が好ましくは２段以上、より好ましくは５段以上であり、還流比が好ましくは０．１以上、より好ましくは０．５以上であり、精留塔の理論段が好ましくは２０段以下、より好ましくは１０段以下であり、還流比が好ましくは２０以下、より好ましくは１０以下である、［３５］に記載の製造方法。
　［３７］　［３３］～［３６］のいずれかにおいて分離した前記式（II）で表される化合物を加水分解又は加アルコール分解する、グリセリン酸、グリセリン酸塩、又は脱保護されたグリセリン酸エステルの製造方法。
　［３８］　前記加アルコール分解に用いるアルコールが、好ましくは一級アルコールであり、より好ましくは炭素数１以上３以下の一級アルコールである、［３７］に記載の製造方法。
　［３９］　前記加アルコール分解に用いるアルコールが、より好ましくは炭素数４以上８以下の直鎖又は分岐鎖一級アルコールである、［３７］に記載の製造方法。
［化合物の同定］
　以下の製造例、実施例又は比較例（以下、「実施例等」ともいう。）で得られた各化合物は、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ、アジレント・テクノロジー株式会社製、型式：Ａｇｉｌｅｎｔ　４００－ＭＲ　ＤＤ２）、赤外分光光度計（ＩＲ、株式会社堀場製作所製、型式：ＦＴ－７１０）、ガスクロマトグラフ質量分析計（ＧＣ－ＭＳ、アジレント・テクノロジー株式会社製、型式：Ａｇｉｌｅｎｔ　５９７５Ｃ）を用いてスペクトル分析により同定した。
［製造又は精製した化合物の純度］
　以下の実施例等において、製造又は精製した化合物の純度は、ガスクロマトグラフ（アジレント・テクノロジー株式会社製、型式：Ａｇｉｌｅｎｔ　６８５０）を用いた分析（ＧＣ分析）により求めた。なお、純度に関する「％」は「ＧＣ％」を意味し、反応原料や高純度標品の純分量換算時には、この数値を用いた。
［単位、転化率及び収率］
　以下の実施例等に示した反応原料の転化率及び生成物の収率は、内部標準法定量ＧＣ分析によって求めた。定量分析に必要な検量線は、市販標品又は反応混合物から蒸留やシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した高純度標品を用いて作成した。ただし、ホルミルジオキソランの収率は、対応するジオキサノンの検量線を代用して算出した。
［ＧＣ及びＧＣ－ＭＳの測定条件］
　ＧＣ及びＧＣ－ＭＳの測定条件は、以下の通りである。
　カラム：Ｕｌｔｒａ　ＡＬＬＯＹ－１（ＭＳ／ＨＴ）（フロンティア・ラボ社、商標、内径０．２５ｍｍ、膜厚０．１５μｍ、長さ３０ｍ）
　キャリアガス：ヘリウム、１．０ｍＬ／ｍｉｎ
　注入条件：２５０℃、スプリット比１／５０
　検出条件：ＦＩＤ方式、２２０℃
　カラム温度条件：４０℃で５分保持後、１０℃／分で３５０℃まで昇温
　内部標準化合物：ｎ－ドデカン
　イオン化モード：ＥＩ
　イオン源温度：２３０℃
　インターフェース温度：３５０℃
製造例：　原料である２，２－ジアルキル－４－ヒドロキシメチル－２－メチル－１，３－ジオキソランの製造
　製造例において行った反応は、以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
製造例１：　原料である２－エチル－４－ヒドロキシメチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン（Ｒ１＝Ｍｅ、Ｒ２＝Ｅｔ）の製造
　ディーン・スターク装置を取り付けた１Ｌフラスコに、グリセロール　１８４ｇ（純度１００％、２．００モル）、２－ブタノン　１６２ｇ（純度９８．０％、２．２０モル）、メタンスルホン酸　９８１ｍｇ（純度９８．０％、１０．０ミリモル）、ｎ－ヘキサン　５０ｇを仕込み、反応で副生する水を反応系外に除去しながら５時間還流させた。冷却後にナトリウムエトキシドの２０％エタノール溶液　３．５０ｇ（ナトリウムエトキシドとして７００ｍｇ、１０．３ミリモル）で中和した。反応液をＧＣ分析した結果、２－エチル－４－ヒドロキシメチル－２－メチル－１，３－ジオキソランのシス及びトランス異性体混合物の反応収率は７４％であった。
　続いて反応液を、クライゼンヘッドを取り付けた５００ｍＬフラスコに移送し、５０℃に加熱後に徐々に減圧してｎ－ヘキサンとエタノールを留去し、更に０．１３ｋＰａ（絶対圧）の減圧下で単蒸留を行い、留分温度９１～９４℃で無色液体として留出する異性体混合物２２０ｇを得た。純度９５．３％、蒸留収率９７％であった。
＜異性体混合物のスペクトルデータ＞
・ＩＲ（ｎｅａｔ、ｃｍ－１）：３４６５（ｂｒ）、２９７３、２９３５、２８８３、１４６６、１３７５、１１９０、１０７８、１０４１、８７６。
・ＭＳ（ｍ／ｚ）：１３１、１１７、５７、４３。
製造例２：　原料である２－ヒドロキシメチル－１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン（Ｒ１、Ｒ２＝－（ＣＨ２）５－）の製造
　シクロヘキサノン　２１８ｇ（純度９９．０％、２．２０モル）を反応原料として用いて、製造例１と同様の操作を行い、反応収率８０％で２－ヒドロキシメチル－１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカンを得た。
　更に０．１３ｋＰａ（絶対圧）の減圧下で単蒸留を行い、留分温度１２３～１２６℃で留出する無色液体２９７ｇを得た。純度９７．０％、蒸留収率９５％であった。
＜スペクトルデータ＞
・１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、δｐｐｍ）：１．３７－１．４２（２Ｈ、ｍ）、１．５４－１．６３（８Ｈ、ｍ）、２．３０（１Ｈ、ｓ）、３．５６－３．６１（１Ｈ、ｍ）、３．７０－３．８０（２Ｈ、ｍ）、４．０２－４．０５（１Ｈ、ｍ）、４．２１－４．２５（１Ｈ、ｍ）。
・１３Ｃ－ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、δｐｐｍ）：２３．７、２４．０、２５．１、３４．７、３６．３、６３．１、６５．３、７５．７、１１０．０。
・ＩＲ（ｎｅａｔ、ｃｍ－１）：３４２３（ｂｒ）、２９３３、２８６０、１４４８、１３６５、１２８１、１１６３、１０９７、１０３９、９２６。
・ＭＳ（ｍ／ｚ）：１７２（Ｍ＋）、１４３、１２９、１１６、８１、７３、５５、４１、３１。
実施例１及び比較例１：　１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステルの製造
　実施例１及び比較例１において行った反応は、以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
実施例１－１
　２０ｍＬ滴下ロートを取り付けた５０ｍＬフラスコに、１，３－ジオキサン－５－オールと４－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキソランの混合物　３．１９ｇ（東京化成工業株式会社商品、商品名グリセロールホルマール、純度９８．０％、３０．０ミリモル、参考文献１（ジャーナル・オブ・カタリシス（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃａｔａｌｙｓｉｓ）、第２４５巻、４２８－４３５頁、２００７年）には、２種の異性体の２位のプロトンの１Ｈ－ＮＭＲシグナル帰属が記載されている。この情報と１Ｈ－ＮＭＲ分析より求めた、１，３－ジオキサン－５－オールと４－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキソランの異性体比率は５８対４２であった）、２－ヒドロキシ－２－アザアダマンタン　４．７ｍｇ（ＡＺＡＤＯＬ、日産化学工業株式会社、商標、純度９８．０％、３０マイクロモル）、３，５－ルチジン　４．９２ｇ（純度９８．０％、４５．０ミリモル）、２－ブタノン　１０ｇを仕込み、冷却しながら窒素雰囲気下で撹拌した。ＴＣＣＡ　２．９４ｇ（純度９５．０％、１２．０ミリモル）を２－ブタノン　１０ｇに溶かした溶液を滴下ロートに仕込み、フラスコ内の反応液温度が－１０℃～１０℃の範囲に収まるように滴下速度を調節しながら１時間かけて滴下した。冷却を停止して反応液温度を２５℃付近まで昇温しながら更に２時間撹拌を続け、最後に２－プロパノール　０．２０ｇ（純度９９．７％、３．３ミリモル）を添加して更に１０分撹拌して反応を完結させた。副生した粉末状固体を濾別後に濾液をＧＣ分析した結果、４－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキソランの転化率は１００％、１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステルの収率は９１％、未反応３，５－ルチジンの仕込み量に対する回収率は１８％であった。
　濾物全量を分散させたｔｅｒｔ－ブチルメチルエーテル　５０ｇとイオン交換水　２５ｇの混合液を撹拌したところに、２モル／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を水層のｐＨが１２以上になるまで滴下した。滴下終了時には濾物全てが油水に溶解していた。油水分離で水層を除去したｔｅｒｔ－ブチルメチルエーテル溶液をＧＣ分析した結果、３，５－ルチジンの仕込み量に対する回収率は７６％、合計回収率は９４％であった。
実施例１－２
　塩基及び溶媒の種類を変えた以外は実施例１－１と同様の操作を行った。表に実施例１－２の反応条件と結果を示す。
比較例１－１
　１００ｍＬ滴下ロートを取り付けた１Ｌフラスコに、グリセロールホルマール　６３．７ｇ（純度９８．０％、６００ミリモル）、ＡＺＡＤＯＬ　９３．８ｍｇ（ＡＺＡＤＯＬ、度９８．０％、０．６０ミリモル）、ピリジン　７１．５ｇ（純度９９．５％、９００ミリモル）、アセトニトリル　１５０ｇを仕込み、冷却しながら窒素雰囲気下で撹拌した。トリクロロイソシアヌル酸　５８．７ｇ（ＴＣＣＡ、純度９５．０％、２４０ミリモル）をアセトニトリル　１５０ｇに溶かした溶液を３回に分けて滴下ロートに仕込み、フラスコ内の反応液温度が－２℃～２℃の範囲に収まるように滴下速度を調節しながら３．５時間かけて滴下した。冷却を停止して反応液温度を２０℃付近まで昇温しながら更に４時間撹拌を続け、最後に２－プロパノール　７．２３ｇ（純度９９．７％、１２０ミリモル）を添加して更に２０分撹拌して反応を完結させた。副生した粉末状固体を濾別後にアセトニトリルを留去した反応液にｔｅｒｔ－ブチルメチルエーテル　１００ｇを添加し、析出した粉末状固体の濾別と溶媒留去を２回繰り返し、オレンジ色オイル状粗生成物　７０．５ｇを得た。粗生成物をＧＣ分析した結果、４－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキソランの転化率は１００％、１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステルの収率は９５％、未反応ピリジンの仕込み量に対する回収率は２４％であった。
　濾物全量を分散させたｔｅｒｔ－ブチルメチルエーテル　５００ｇとイオン交換水　２５０ｇの混合液を撹拌したところに、８モル／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を水層のｐＨが１２以上になるまで滴下した。滴下終了時には濾物全てが油水に溶解していた。油水分離で水層を除去したｔｅｒｔ－ブチルメチルエーテル溶液をＧＣ分析した結果、３，５－ルチジンの仕込み量に対する回収率は４１％、合計回収率は６５％であった。
　理論段６段の充填式蒸留塔（充填物：ヘリパックパッキンＮｏ．２）を取り付けた２００ｍＬナシ型フラスコに粗生成物　６５．０ｇを仕込み、０．１３ｋＰａ（絶対圧）、還流比０．１の条件下で、留分温度８９～９１℃で薄黄色液体として留出する１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステル　２１．９ｇを得た。純度９８．８％、蒸留収率９６％であった。１３Ｃ－ＮＭＲ分析より、このエステルダイマーは２組のラセミ体からなる立体異性体混合物であることが示唆された。他の２組のラセミ体については、ピークが重なり、検出できなかったものと推定される。
＜１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステル（立体異性体混合物）のスペクトルデータ＞
・ＩＲ（ｎｅａｔ、ｃｍ－１）：２９５６、２８５６、１７５１、１２８４、１１５１、１０８２、１０１６、９１６。
・ＭＳ（ｍ／ｚ）：２０４（Ｍ＋）、１５９、１２９、８６、７３、５７、４５。
　図１に反応液のＧＣチャートを示す。
比較例１－２及び１－３
　塩基や溶媒の種類を変えた以外は実施例１－１と同様の操作を行った。表に比較例１－２及び１－３の反応条件と結果を示す。
実施例２、３、４及び比較例２、３、４：　２，２－ジアルキル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２，２－ジアルキル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステルの製造
　実施例において行った反応は、以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
実施例２及び比較例２：　２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステル（Ｒ１、Ｒ２＝Ｍｅ）の製造
実施例２－１
　２，２－ジメチル－４－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキソラン　４．０５ｇ（東京化成工業株式会社商品、商品名２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－メタノール、純度９８．０％、３０．０ミリモル）を反応原料として用いて、反応条件を表に記載したように変更した以外は、実施例１－１と同様の操作を行った。濾液をＧＣ分析した結果、２，２－ジメチル－４－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキソランの転化率は１００％、２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステルの収率は６９％であった。
　濾液中の未反応２，６－ルチジンの仕込み量に対する回収率は１５％、濾物のアルカリ処理による再生２，６－ルチジンの回収率は７６％、合計回収率は９１％であった。
比較例２－１
　１００ｍＬ滴下ロートを取り付けた３００ｍＬフラスコに、２，２－ジメチル－４－ヒドロキシメチル－１，３－ジオキソラン　２０．２ｇ（純度９８．０％、１５０ミリモル）、２－ヒドロキシ－２－アザアダマンタン　２３．４ｍｇ（ＡＺＡＤＯＬ、日産化学工業株式会社、商標、純度９８．０％、１５０マイクロモル）、ピリジン　１７．９ｇ（純度９９．５％、２２５ミリモル）、アセトニトリル　５０ｇを仕込み、冷却しながら窒素雰囲気下で撹拌した。トリクロロイソシアヌル酸　１４．７ｇ（ＴＣＣＡ、純度９５．０％、６０．０ミリモル）をアセトニトリル　５０ｇに溶かした溶液を滴下ロートに仕込み、フラスコ内の反応液温度が－２℃～１０℃の範囲に収まるように滴下速度を調節しながら２時間かけて滴下した。冷却を停止して反応液温度を２０℃付近まで昇温しながら更に３時間撹拌を続け、最後に２－プロパノール　１．８１ｇ（純度９９．７％、３０．０ミリモル）を添加して更に２０分撹拌して反応を完結させた。副生した粉末状固体を濾別後に濾液をＧＣ分析した結果、２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステルの収率は７０％、未反応ピリジンの仕込み量に対する回収率は１９％であった。
　濾物全量を分散させたｔｅｒｔ－ブチルメチルエーテル　３００ｇとイオン交換水　１５０ｇの混合液を撹拌したところに、８モル／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を水層のｐＨが１２以上になるまで滴下した。滴下終了時には濾物全てが油水に溶解していた。油水分離で水層を除去したｔｅｒｔ－ブチルメチルエーテル溶液をＧＣ分析した結果、ピリジンの仕込み量に対する回収率は３８％、合計回収率は５７％であった。
　濾液からアセトニトリルを留去した後に析出した粉末状固体を除去するため、ｔｅｒｔ－ブチルメチルエーテル　１００ｇとイオン交換水　５０ｇを加え抽出した。静置分層後に下層水を抜出し、再度イオン交換水　５０ｇを加えて抽出から下層水抜出しまでを繰り返した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウム　２０ｇで乾燥し、濾過後にｔｅｒｔ－ブチルメチルエーテルを留去して濃オレンジ色オイル状粗生成物１５．１ｇを得た。粗生成物をＧＣ分析した結果、２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステルの収率は５９％であった。
　続いて粗生成物　１４．１ｇを、クライゼンヘッドを取り付けた５０ｍＬフラスコに移送し、０．１３ｋＰａ（絶対圧）の減圧下で単蒸留を行い、留分温度１０３～１０６℃で無色液体として留出する２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステル　８．２０ｇを得た。純度９８．７％、蒸留収率９７％であった。１３Ｃ－ＮＭＲ分析より、このエステルダイマーは２組のラセミ体からなる立体異性体混合物であることがわかった。
＜立体異性体混合物のスペクトルデータ＞
・ＩＲ（ｎｅａｔ、ｃｍ－１）：２９８７、２９３９、１７５９、１７３４、１３７１、１１９２、１１５３、１０９９、１０６６、８３７。
・ＭＳ（ｍ／ｚ）：２５９、２４５、１８６、１３０、１１５、１０１、７３、５９、４３。
比較例２－２
　塩基の種類を変えた以外は実施例２と同様の操作を行った。表に比較例２－２の反応条件と結果を示す。
実施例３及び比較例３：　２－エチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２－エチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステル（Ｒ１＝Ｍｅ、Ｒ２＝Ｅｔ）の製造
実施例３
　製造例１で得られた２－エチル－４－ヒドロキシメチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン　４．６０ｇ（純度９５．３％、３０．０ミリモル）を反応原料として用いて、実施例１－１と同様の操作を行った。濾液をＧＣ分析した結果、２－エチル－４－ヒドロキシメチル－２－メチル－１，３－ジオキソランの転化率は１００％、２－エチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２－エチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステルの収率は７３％であった。
　濾液中の未反応３，５－ルチジンの仕込み量に対する回収率は１５％、濾物のアルカリ処理による再生３，５－ルチジンの回収率は６６％、合計回収率は８１％であった。
比較例３－１
　製造例１で得られた２－エチル－４－ヒドロキシメチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン　２３．０ｇ（純度９５．３％、１５０ミリモル）を反応原料として用いて、比較例２－１と同様の操作を行った。濾液をＧＣ分析した結果、２－エチル－４－ヒドロキシメチル－２－メチル－１，３－ジオキソランの転化率は１００％、２－エチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２－エチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステルの収率は７４％であった。
　濾液中の未反応ピリジンの仕込み量に対する回収率は２１％、濾物のアルカリ処理による再生ピリジンの回収率は２９％、合計回収率は５０％であった。
　濾液の水洗処理後に得られた赤色オイル状粗生成物　１９．８ｇのＧＣ分析によって求めた２－エチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２－エチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステルの収率は７２％であった。
　続いて４０Ｐａ（絶対圧）の減圧下で粗生成物　１７．０ｇの単蒸留を行い、留分温度１１９～１２２℃で薄黄色液体として留出する２－エチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２－エチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステル　１１．６ｇを得た。純度９８．１％、蒸留収率８０％であった。ＧＣ－ＭＳ分析より、このエステルダイマーは少なくとも３組のラセミ体からなる立体異性体混合物であることが示唆された。他のラセミ体については、ピークが重なり、検出できなかったものと推定される。
＜立体異性体混合物のスペクトルデータ＞
・ＩＲ（ｎｅａｔ、ｃｍ－１）：２９７９、２９３９、２８８３、１７６１、１７３６、１３７７、１１８６、１０７２、８７４。
・ＭＳ（ｍ／ｚ、ＧＣ上の３ピーク共通）：２８７、２７３、２５９、１１５、５７、４３。
比較例３－２
　塩基の種類を変えた以外は実施例３と同様の操作を行った。表に比較例３－２の反応条件と結果を示す。
実施例４及び比較例４：　１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン－２－カルボン酸（１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン－２－イル）メチルエステル（Ｒ１、Ｒ２＝－（ＣＨ２）５－）の製造
実施例４
　製造例２で得られた２－ヒドロキシメチル－１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン　５．３２ｇ（純度９７．０％、３０．０ミリモル）を反応原料として用いて、実施例１－１と同様の操作を行った。濾液をＧＣ分析した結果、２－ヒドロキシメチル－１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカンの転化率は１００％、１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン－２－カルボン酸（１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン－２－イル）メチルエステルの収率は７０％であった。
　濾液中の未反応３，５－ルチジンの仕込み量に対する回収率は３２％、濾物のアルカリ処理による再生３，５－ルチジンの回収率は５５％、合計回収率は８７％であった。
比較例４－１
　製造例２で得られた２－ヒドロキシメチル－１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン　２６．６ｇ（純度９７．０％、１５０ミリモル）を反応原料として用いて、比較例２－１と同様の操作を行った。濾液をＧＣ分析した結果、２－ヒドロキシメチル－１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカンの転化率は１００％、１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン－２－カルボン酸（１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン－２－イル）メチルエステルの収率は６６％であった。
　未反応ピリジンの仕込み量に対する回収率は１８％、濾物のアルカリ処理による再生ピリジンの回収率は３４％、合計回収率は５２％であった。
　濾液の水洗処理後に得られた濃オレンジ色オイル状粗生成物　２３．５ｇのＧＣ分析によって求めた１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン－２－カルボン酸（１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン－２－イル）メチルエステルの収率も６６％であった。
　続いてクーゲルロール蒸留装置を用いて４０Ｐａ（絶対圧）の減圧下で粗生成物　６．５０ｇの蒸留を行い、装置温度２２５～２４０℃でオレンジ色液体として留出する１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン－２－カルボン酸（１，４－ジオキサスピロ［４．５］デカン－２－イル）メチルエステル　２．８９ｇを得た。純度９５．６％、蒸留収率６０％であった。１３Ｃ－ＮＭＲ分析より、このエステルダイマーは２組のラセミ体からなる４種の立体異性体混合物であることがわかった。
＜立体異性体混合物のスペクトルデータ＞
・ＩＲ（ｎｅａｔ、ｃｍ－１）：２９３３、２８６２、１７６１、１７３８、１４４８、１３６７、１１６１、１０９７、９２２。
・ＭＳ（ｍ／ｚ）：３４０（Ｍ＋）、３１１、２９７、２４２、１９９、１４１、１２７、５５。
比較例４－２
　塩基の種類を変えた以外は実施例４と同様の操作を行った。表に比較例４－２の反応条件と結果を示す。
　以下の表に上記の実施例及び比較例の反応条件と結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
　実施例１及び実施例２において、使用した化合物Ａ、化合物Ｂ（触媒）、酸化剤、塩基、溶媒等の各条件を、下記表２のように変更した以外は、実施例１及び実施例２と同様に行った。結果を以下の表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
実施例５：　グリセリン酸エチルの製造
　実施例５において行った反応は、以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
　比較例３で得られた２－エチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン－４－カルボン酸（２－エチル－２－メチル－１，３－ジオキソラン－４－イル）メチルエステル　５．００ｇ（純度９８．１％、１７．０ミリモル）、メタンスルホン酸　８３ｍｇ（純度９８．０％、０．８５ミリモル）、エタノール　３９．４ｇ（純度９９．５％、８５０ミリモル）を、１００ｍＬフラスコに仕込み、２時間還流した。冷却後にナトリウムエトキシドの２０％エタノール溶液　２９０ｍｇ（ナトリウムエトキシドとして５８ｍｇ、０．８５ミリモル）で中和し、エタノールを留去した。続いて、得られたオレンジ色オイル状粗生成物８．７５ｇをクーゲルロール蒸留装置で精製した。０．１３ｋＰａ（絶対圧）、装置温度１５０～１５５℃の条件下で、無色液体として留出するグリセリン酸エチル　１．５３ｇを得た。純度９３．５％、収率６３％であった。
＜グリセリン酸エチルのスペクトルデータ＞
・１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、δｐｐｍ）：１．３１（３Ｈ、ｔ、Ｊ＝６．８Ｈｚ）、３．８２－３．９２（２Ｈ、ｍ）、４．２４－４．３０（３Ｈ、ｍ）、なお、水酸基の１Ｈピークは、ブロードとなり検出できなかった。
・１３Ｃ－ＮＭＲ（１００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、δｐｐｍ）：１４．１、６２．０、６４．１、７１．８、１７３．０。
・ＩＲ（ｎｅａｔ、ｃｍ－１）：３４２５（ｂｒ）、２９７４、２９３５、１７２８、１２０１、１１１１、１０６３、１０２０。
・ＭＳ（ｍ／ｚ）：１３４（Ｍ＋）、１０４、７６、６１、４３、３１。
　本発明の製造方法によれば、容易かつ高収率に本発明のエステルダイマー（２位及び３位の水酸基が環状アセタール基として保護されたグリセリン酸エステル）が得られ、更に、反応に使用するピリジン類の再利用が容易である。本発明により得られるエステルダイマーは、例えば、各種医薬品、化粧品、洗浄剤、ポリマーなどの原料として使用されるグリセリン酸及び脱保護されたグリセリン酸エステルなどの合成中間体として有用である。

Claims (11)

  1. 　下記式（I）で表される化合物Ａを、アルキル置換基を有するピリジンの存在下で、有機ニトロキシルラジカル、そのＮ－ヒドロキシ体及びそれらのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物Ｂ並びに酸化剤を用いて酸化的エステル化する工程を有し、前記化合物Ｂの使用量が前記化合物Ａに対してモル比が０．０００１以上０．１以下である、下記式（II）で表される化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    （式（I）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    （式（II）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。）
  2. 　前記化合物Ａにおいて、Ｒ１が水素原子であり、Ｒ２が水素原子又は一価の炭化水素基である、請求項１に記載の製造方法。
  3. 　前記化合物Ａにおいて、Ｒ１及びＲ２が一価の炭化水素基である、請求項１に記載の製造方法。
  4. 　前記アルキル置換基を有するピリジンが、３位、４位、及び５位から選ばれる少なくとも１つの位置にアルキル置換基を有し、２位及び６位にアルキル置換基を有しないピリジンであり、前記化合物Ｂが、有機ニトロキシルラジカル及び、そのオキソアンモニウムカチオンを含む塩から選ばれる化合物である、請求項１～３のいずれかに記載の製造方法。
  5. 　前記化合物Ｂが、有機ニトロキシルラジカルのＮ－ヒドロキシ体である、請求項１～４のいずれかに記載の製造方法。
  6. 　前記アルキル置換基の炭素数が、それぞれ独立に１以上４以下である、請求項１～５のいずれかに記載の製造方法。
  7. 　下記式（I）で表される化合物及び下記式（V）で表される化合物の混合物を酸化的エステル化する工程を有する、請求項１～６のいずれかに記載の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    （式（I）及び式（V）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子又は一価の炭化水素基を表すか、又はＲ１及びＲ２は互いに結合して環構造を形成する二価の炭化水素基を表す。）
  8. 　前記有機ニトロキシルラジカルが、下記式（VIII）で表される化合物、下記式（IX）で表される化合物、又は下記式（X）で表される化合物である、請求項１～７のいずれかに記載の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    （式（VIII）中、Ｒ４は水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、スルホニルオキシ基、Ｎ－アルキルカルバモイルオキシ基、カルボキシ基、シアノ基、イソシアナト基、イソチオシアナト基、又はオキソ基を表す。式（IX）中、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。式（X）中、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。）
  9. 　前記酸化剤が塩素を含有する化合物からなる酸化剤である、請求項１～８のいずれかに記載の製造方法。
  10. 　式（I）で表される化合物を酸化的エステル化する工程の後に、式（II）で表される化合物を分離する工程を有する、請求項１～９のいずれかに記載の製造方法。
  11. 　前記式（II）で表される化合物を分離する工程が、蒸留による分離である、請求項１０に記載の製造方法。
     
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