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WO1996031454A1 - Procede de preparation de la 6-methylheptan-2-one - Google Patents

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WO1996031454A1
WO1996031454A1 PCT/JP1996/000881 JP9600881W WO9631454A1 WO 1996031454 A1 WO1996031454 A1 WO 1996031454A1 JP 9600881 W JP9600881 W JP 9600881W WO 9631454 A1 WO9631454 A1 WO 9631454A1
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WO
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reaction
methylheptane
production method
hydroxy
isovaleral
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PCT/JP1996/000881
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoichi Kido
Masahiko Kitayama
Koichi Yoneda
Hideharu Iwasaki
Takashi Onishi
Original Assignee
Kuraray Co., Ltd.
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a synthetic raw material of isophitol [see J. Org. Chem.,, 177 (1967) and J. Org. Chem., ⁇ , 45 (1963)], or linalool with tetrahedral port,
  • the present invention relates to a novel method for producing 6-methylheptan-2-one, which is useful as a raw material for synthesizing a fragrance such as dihydrogeraniol [see Bull. Soc. Chim. Fr., 1586 (1955)].
  • the above method has the following problems. That is, in the case of the method (i), the cost of obtaining the acetoacetate ester as a raw material is high, and at least an equimolar amount of the base relative to the acetoacetate ester is required for shrinkage. There is a problem that the production cost of heptane 2-on increases. In the case of the method (ii), there is a problem that the production of the starting material, 6-methyl-5-heptene-2-one or 6-methyl-3,5-heptadiene-2-one, itself is complicated. .
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional technology, and an object of the present invention is to provide a novel industrially suitable method for producing 6-methylheptane-2-one. . Disclosure of the invention
  • the present inventors have used isovaleral and acetone, which are industrially produced and available at low cost, as starting materials, reacted them with aldol, and converted the condensate obtained into hydrogen under dehydration conditions. That 6-methylheptane-1-one can be produced efficiently and industrially easily This led to the completion of the present invention.
  • the present invention provides an isoleval reaction between isovaleral and acetone in the presence of a basic substance to form a condensate containing 4-hydroxy-16-methylheptan-2-one, and then the condensate And a method for producing 6-methylheptane-1-one, which comprises subjecting a hydrogenation reaction to dehydration conditions.
  • the “condensate containing 4-hydroxy-6-methylheptan-2-one” refers to a single compound of 4-hydroxy-16-methylheptane-1-one, or a single compound of this compound. And at least one compound selected from the group consisting of 6-methyl-3-hepten-2-one, 6-methyl-4-hepten-2-one, and 6-methyl-5-hepten-2-one. Is shown.
  • “condensate containing 4-hydroxy-6-methylheptane-12-one” is abbreviated as “condensate containing 4-hydroxy-6-methylheptane-12-one”.
  • the molar ratio between isovaleral and acetone is considered to increase the reaction selectivity on the basis of more expensive isovaleral, and to efficiently synthesize a 4-hydroquinone-6-methylheptane-12-one-containing condensate.
  • the isobaric L-acetone is generally in the range of 1/3 to: LZ10, preferably 1/5 to 1Z8.
  • the aldol reaction between isovaleral and acetone is a basic substance.
  • such basic substances include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and hydroxide hydroxide, and alkaline earth metal hydroxides such as barium hydroxide and calcium hydroxide. Things can be mentioned favorably. These can be used as a solid or as a 1 to 50% aqueous solution. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the basic substance examples include metal alkoxides such as sodium methoxide, potassium methoxide, sodium t-butoxide, potassium t-butoxide, and the like.
  • Metal amides such as trimethylsilyl amide (LHMDS) can also be used.
  • the amount of these basic substances used is generally 0.1 to 20 mol% with respect to isovaleral, but preferably 0.5 to 5 mol% in consideration of the reaction rate and production cost.
  • the aldol reaction can usually be carried out at a temperature in the range of ⁇ 20 ° C. to 100 ° C., but the reaction rate is set to a practical speed, and the formation of high boiling compounds due to side reactions is suppressed.
  • the reaction time varies depending on the reaction conditions, and is generally in the range of 10 minutes to 10 hours.
  • the aldol reaction may be carried out in a batch system, and a mixture of isovaleral and acetone is continuously fed together with a basic substance into a reaction vessel at a predetermined temperature, and a predetermined residence time is obtained. Consecutively after May be performed continuously.
  • a solvent is not necessarily required, and it is preferable to carry out the reaction without a solvent from the viewpoint of capacity efficiency.However, it is inert to the aldol reaction from the viewpoint of reaction control. Any suitable solvent may be used.
  • Such solvents include, for example, lower aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, s-butanol, and t-butanol; tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, getyl ether, diisopropyl Cyclic or linear ethers such as ether, di-n-butyl ether; aliphatic or aromatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, benzene, toluene and xylene; Can be mentioned.
  • lower aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, s-butanol, and t-butanol
  • tetrahydrofuran 1,4-dioxane
  • getyl ether diisopropyl Cyclic or linear ethers such
  • aldol reaction solution The reaction solution obtained as a result of the aldol reaction as described above (hereinafter, this reaction solution is abbreviated as aldol reaction solution) is subjected to a neutralization treatment with an acidic substance such as acetic acid, and then purified by distillation. By doing so, a condensate containing 41-hydroxy-6-methylheptane-1-one can be separated and obtained.
  • the obtained 4-hydroxy-16-methylheptane-12-one-containing condensate varies depending on the reaction conditions, distillation conditions, etc., but generally, 4-hydroxy-16-methylheptane-12-one contains 20-one. 990% by weight, 6-methyl-1-3-heptene-12-one in an amount of 5-75% by weight.
  • 6-methylheptane-12-one is obtained by subjecting the 4-hydroxy-16-methylheptan-2-one-containing condensate to a hydrogenation reaction under dehydration conditions.
  • the 4-hydroxy-6-methylheptan-2-one-containing condensate used as a raw material in the hydrogenation reaction is separated from the aldol reaction solution by distillation and purification as described above.
  • the obtained one may be used, but if desired, the aldol reaction solution may be used as it is, or the aldol reaction solution may be used.
  • the hydrogenation reaction is performed under dehydration conditions.
  • the reason for this is that if only hydrogenation is used, only 5-75% by weight of the 4-hydroxy-6-methylheptane-1-one-containing condensate obtained by the aldol reaction is contained6— It simply converts methyl-3-heptan-2-one to the desired 6-methylheptan-2-one, while 4-hydroxy contains 20-90% by weight. 6—Methylheptane-2-one would not be used at all.
  • 4-hydroxy-16-methylheptane-12-one can be converted to 6-methylheptane-12-one via an unsaturated ketone compound.
  • the yield of the target product is greatly improved.
  • an acidic substance is present in the hydrogenation reaction system as described later.
  • the hydrogenation reaction can be carried out in the presence of a metal catalyst used in general hydrogenation reactions.
  • a metal catalyst used in general hydrogenation reactions.
  • a metal catalyst include, for example, a catalyst containing palladium, rhodium, nickel, and platinum as active components.
  • the usage form of the metal catalyst include a metal itself, a metal oxide, a base metal of the metal and another metal, and a form in which the metal is supported on a carrier such as activated carbon, alumina, silica gel, and geyser earth. Any of these forms can be applied to this reaction.
  • the use amount of such a metal catalyst is generally 0.01 to 5% by weight based on the 4-hydroxy-6-methylheptane-2-one-containing condensate. From the viewpoint of practical reaction rate and production cost, it is preferable to use 0.1 to 1% by weight based on the 4-hydroxy-6-methyl-1-heptane-2-one-containing condensate.
  • the hydrogenation reaction is preferably carried out in the presence of an acidic substance as described above in order to increase the reaction rate and obtain the desired product, 6-methyl-heptane 2-one, efficiently and in a high yield.
  • an acidic substance include sulfonic acids such as methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid; aliphatic or aromatic acids such as acetic acid, propionic acid, octanoic acid, terephthalic acid, and phthalic acid; Carboxylic acids; Mineral acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid; Lewis acids such as tin chloride, titanium chloride, and aluminum chloride; Heteropoly acids such as lintungstic acid, gaytungstic acid, and lynmolybdic acid; sulfonic acid type or carboxylic acid type And acidic ion-exchange type resins.
  • the amount of these acidic substances used is generally 0.1 to 10 mol% based on the 4-hydroxy-6-methylheptane-2-one-containing condensate, but it is necessary to obtain a practical reaction rate. From the viewpoint of the production cost and the content of the 4-hydroxy-16-methylheptane-2-one-containing condensate, the content is preferably in the range of 0.5 to 2 mol%.
  • the reaction can also be carried out using a metal catalyst in which an active metal such as palladium, rhodium, nickel or platinum is supported on a carrier having an acidic point such as silica, alumina or an acidic ion exchange resin.
  • the reaction can proceed only by using the metal catalyst in the same manner as when the acidic substance is used.
  • the hydrogenation reaction can be performed at a temperature in the range of 80 to 170 ° C, but from 90 to 130 ° C in view of the reaction rate and selectivity to 6-methylheptan-2-one. It is preferable to perform in the temperature range of C.
  • the hydrogenation reaction is carried out in a hydrogen gas atmosphere, and the hydrogen gas pressure in that case is not particularly limited, but is preferably 1 to 50 atm, more preferably 3 to 10 atm. is there.
  • the hydrogenation reaction time varies depending on the reaction conditions, but is generally in the range of 1 to 20 hours.
  • a solvent is not necessarily required, but a solvent inert to the hydrogenation reaction can be used from the viewpoint of reaction control and the like.
  • a solvent inert to the hydrogenation reaction include lower aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, s-butanol, and t-butanol; tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and getyl ether.
  • Cyclic or chain ethers such as isopropyl, diisopropyl ether, and di-n-butyl ether; aliphatic or aromatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, benzene, toluene, and xylene; .
  • the catalyst was removed by a conventional method, for example, by a filtration operation, and then, if necessary, water generated by the reaction was removed.
  • a conventional method for example, by a filtration operation
  • water generated by the reaction was removed.
  • high-purity 6-methylheptane-1-one can be easily obtained by distillation and purification under reduced pressure.
  • 6-methylheptane-2-one which is useful as a raw material for synthesizing isophitol or as a base material for flavors such as tetrahydrolinalool dihydrogeraniol, is industrially produced.
  • a 5% aqueous hydroxide aqueous solution was continuously fed at a rate of 7.36 mlZ for the former and at a rate of 0.16 mlZ for the latter, respectively.
  • the reaction solution coming out of the tube reactor was neutralized with acetic acid.
  • the reaction time was 10.1 minutes.
  • the reaction solution obtained was subjected to gas chromatography (column: Silicone DCQF-1 (manufactured by Gask Co., Ltd.)); column temperature 60 ⁇ 200 ° C (heating rate 5 ° CZ min.); Analysis by internal standard method with a temperature of 2 45 ° C; FID detector) showed that 4-hydroxy-16-methylheptane-12-one showed 299.5 g (yield 69.5%) and It was found that 26.4 g (yield 7.1%) of 6-methyl-3-hepten-2-one was contained. After potassium acetate was removed from the reaction solution by filtration, the solution was subjected to simple distillation under a reduced pressure of 17 to 20 T 0 rr.
  • 6-methylheptane-2-one was 26. It was found that 3 g (yield 91%) was contained.
  • the production method of the present invention is useful as an industrial production method of 6-methylheptane-1-one, which is useful as a raw material for synthesizing isophitol or as a raw material for synthesizing a fragrance such as tetrahydrololinalol.

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Description

明 細 書
6—メチルヘプタン— 2—オンの製造方法 技術分野
本発明は、 イソフィ トールの合成原料と して [J.Org. Chem. , ， 177 (1967)及び J. Org. Chem.,^, 45(1963)参照] 、 あるいはテ トラハイ ド口 リ ナロール、 ジヒ ドロゲラニオールなどの香料の合成原料等と して [Bull.Soc.Chim. Fr. , 1586(1955)参照] 有用な 6—メチルヘプ夕ン— 2 一オンの新規な製造方法に関する。 背景技術
従来、 6—メチルヘプタン— 2—オンの製造方法としては、 次に示す 方法（i)〜（iv)が知られている ：
(i) イソアミルハライ ドとァセ ト酢酸エステルを塩基の存在下に縮 合させ、 次いで加水分解、 脱炭酸反応する方法 [例えば、 WAGNER著 rSYNTHETIC ORGANIC CHEMISTRYJ 327頁、 JOHN WILEY & SONS, INC. 参 照] ；
(ii) 6—メチルー 5—ヘプテン一 2—オンもしくは 6—メチルー 3, 5—ヘプタジェン— 2—オンを N iなどの触媒の存在下に水素化反応す る方法 [例えば、 Izv. Akad. Nauk SSSR.Ser.Knim, (5), 1052(1972)参照] ；
(iii) 6—メチル一 5—ヘプテン一 2—オールを 85%リ ン酸と五酸 化リ ンとの混合物で処理する方法 [Bui l.Soc.Chini.Fr., 1799(1963)参照]
； 及び
(iv) ニッケル及び Z又はコバルト及び酸化亜鉛などを主成分と して 含有する触媒を用いて、 水素気流下にィソバレラール及びァセ 卜ンを反 応させる方法 [特開昭 5 3 - 2 2 1 8 6号公報参照] 。
しかしながら、 上記の方法には以下に述べるような問題点がある。 即 ち、 （i)の方法の場合、 原料のァセ ト酢酸エステルの入手コス卜が高く、 しかも、 縮台のためにァセト酢酸エステルに対し少なく とも等モル量の 塩基を要するので 6 —メチルヘプタン一 2 —オンの製造コストが高くな るという問題がある。 （ii)の方法の場合、 出発原料である 6—メチルー 5 —ヘプテン一 2 —オンもしく は 6 —メチルー 3 , 5 —へブタジエン一 2—オンそれ自体の製造が煩雑であるという問題がある。 （iii)の方法 の場台、 6 —メチル— 5—ヘプテン— 2 —オールそれ自体の製造が煩雑 であることに加えて、 多量の 8 5 %リ ン酸と五酸化リ ンとを使用するの で、 排水処理のために多大の労力を要するという問題がある。 そして（i V)の方法の場合、 高温、 液相条件下で反応を行うために特殊な製造設備 を必要とするという問題がある。
このように、 6 —メチルヘプタン— 2—オンの製造方法は幾つか知ら れているが、 いずれの方法においても原料価格あるいは生産設備などの 点において解決すべき課題があり、 工業的に好適な 6—メチルヘプタン 一 2—ォンの製造方法は確立されていないというのが現状である。
本発明の目的は、 上述の従来の技術の問題点を解決しょうとするもの であり、 工業的に好適な 6 —メチルヘプタン— 2 —オンの新規な製造方 法を提供することを目的とする。 発明の開示
本発明者らは、 工業的に生産されており安価に入手できるィソバレラ ールとァセ トンとを出発原料として使用し、 それらをアルドール反応さ せ、 得られた縮合物に脱水条件下で水素化処理を施すことにより効率的 且つ工業的に簡便に 6 —メチルヘプタン一 2 —オンを製造できることを 見出し、 本発明を完成するに至った。
即ち、 本発明は、 ィソバレラールとァセ トンとを、 塩基性物質の存在 下でアルドール反応させて 4—ヒ ドロキシ一 6—メチルヘプ夕ン一 2— オンを含む縮合物と し、 次いで該縮合物に脱水条件下で水素化反応を施 すことを特徴とする 6—メチルヘプタン一 2—オンの製造方法を提供す る。
なお、 本発明において、 「4—ヒ ドロキシー 6—メチルヘプ夕ンー 2 —オンを含む縮合物」 とは、 4—ヒ ドロキシ一 6—メチルヘプタン一 2 一オンの単一化合物、 もしく はこの化合物と、 6—メチルー 3—へプテ ン一 2—オン、 6—メチルー 4一ヘプテン一 2—オン及び 6—メチル一 5—ヘプテン— 2—オンからなる群より選ばれる少なく とも一種の化合 物との混合物を示す。 以後、 特に断らない限り、 「4—ヒ ドロキシー 6 一メチルヘプタン一 2—オンを含む縮合物」 を 「4ーヒ ドロキシー 6— メチルヘプタン一 2—オン含有縮合物」 と略記する。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を詳細に説明する。
本発明の 6—メチルヘプ夕ンー 2—オンの製造方法においては、 先ず、 イソバレラールとァセ トンとをアルド一ル反応させて、 4—ヒ ドロキシ 一 6—メチルヘプタン— 2—オン含有縮合物を得る。
ここで、 イソバレラールとアセ トンとのモル比は、 より高価なイソバ レラール基準での反応選択性を高め、 効率良く 4—ヒ ドロキン一 6—メ チルヘプタン一 2—オン含有縮合物を合成するという観点から、 ィソバ レラール Zアセ トン （モル比） が一般に 1 / 3〜： L Z 1 0、 好ま しく は 1 / 5〜 1 Z 8の範囲である。
また、 イソバレラールとアセ トンとのアルドール反応は、 塩基性物質 の存在下において実施する。 このような塩基性物質としては、 例えば水 酸化ナ ト リウム、 水酸化力リゥム等のアル力 リ金属水酸化物や、 水酸化 バリ ゥム、 水酸化カルシウムなどのアル力リ土類金属水酸化物を好ま し く挙げることができる。 これらは固体状もしく は 1〜 5 0 %水溶液とし て用いることができる。 これらの化合物は、 単独で用いてもよいし、 2 種以上を併用してもよい。
塩基性物質としては、 この他にナ ト リウムメ トキシ ド、 カ リウムメ ト キシ ド、 ナ ト リ ウム t —ブトキシ ド、 カリウム t —ブトキシ ド等の金属 アルコキシ ドゃリチウムジイソプロピルアミ ド （ L D A ) 、 リチウムビ ス ト リ メチルシリルアミ ド （L H M D S ) 等の金属ァ ミ ドなどを用いる こともできる。
これらの塩基性物質の使用量は、 一般にィソバレラールに対して 0 . 1〜 2 0モル％であるが、 反応速度および製造コスト面を考慮すると 0 . 5〜 5モル％の範囲が好ま しい。
アルドール反応は、 通常— 2 0 °C〜 1 0 0 °Cの範囲で行うことができ るが、 反応速度を実用的な速さとし、 しかも副反応による高沸点化合物 の生成を抑制して 4—ヒ ドロキシ一 6 —メチルヘプタン— 2 —才ン含有 縮合物への選択性を高めるために、 3 0て〜 6 0 °Cの範囲で行うことが 好ましい。 また、 反応時間は、 反応条件によって異なる力《、 一般に 1 0 分〜 1 0時間の範囲である。 例えば、 塩基性物質として 5 %水酸化ナト リゥム水溶液をィソバレラールに対して 1モル％用い、 約 4 0 °Cの温度 でアルドール反応を行った場台には、 約 3 0分でアルドール反応は終了 する。
本発明において、 アルドール反応はバッチ式で行ってもよく、 イソバ レラールとァセ トンとの混台物を塩基性物質とともに所定の温度の反応 槽に連続的にフィ一ドし、 所定の滞留時間の後に連続して抜き取ること によつて連続的に行なつてもよい。
なお、 アルドール反応を行う際には、 溶媒は必ずしも必要とせず、 容 積効率の観点からは無溶媒で反応を行うのが好ま しいが、 反応制御の観 点等からアルドール反応に対して不活性な溶媒を使用してもよい。 その ような溶媒としては、 例えば、 メタノール、 エタノール、 プロパノール、 イソプロパノール、 ブタノール、 s —ブ夕ノール、 t ーブタノールのよ うな低級脂肪族アルコール類 ； テトラヒ ドロフラン、 1 , 4ージォキサ ン、 ジェチルエーテル、 ジイソプロピルエーテル、 ジ一 n —ブチルエー テルのような環状もしく は鎖状のエーテル類 ； へキサン、 ヘプタン、 ォ クタン、 ベンゼン、 トルエン、 キシレンのような脂肪族もしく は芳香族 の炭化水素類などを挙げることができる。
以上説明したようなアルドール反応の結果得られた反応液 （以下、 こ の反応液をアルドール反応液と略称する） からは、 例えば酢酸のような 酸性物質により中和処理を施した後に蒸留精製することによって、 4 一 ヒ ドロキシー 6 —メチルヘプタン一 2—オン含有縮合物を分離取得する ことができる。 得られた 4 —ヒ ドロキシ一 6 —メチルヘプタン一 2 —ォ ン含有縮合物には、 反応条件や蒸留条件等によって異なるが、 一般に 4 ーヒ ドロキシ一 6 —メチルヘプタン一 2 —オンが 2 0〜 9 0重量％、 6 一メチル一 3 —ヘプテン一 2 —オンが 5〜 7 5重量％含まれる。
次に、 本発明においては、 4ーヒ ドロキシ一 6—メチルヘプ夕ン— 2 一オン含有縮合物に対し脱水条件下で水素化反応を施すことにより、 6 —メチルヘプタン一 2 _オンを得る。
ここで、 水素化反応の際に原料と して用いる 4—ヒ ドロキシ— 6—メ チルヘプ夕ンー 2—オン含有縮合物と しては、 アルドール反応液から前 述したように蒸留精製して分離取得したものを用いてもよいが、 所望に よりアルドール反応液をそのまま用いてもよく、 あるいはアル ドール反 応液から過剰に用いた未反応原料を蒸留によって回収した後の残留物、 もしく はその残留物から単蒸発により得られる、 高沸点物および中和時 に生成した塩が除かれた留分を用いてもよい。
本発明において、 水素化反応は脱水条件下で行う。 この理由は、 単に 水素化するだけであれば、 アルドール反応により得られる 4—ヒ ドロキ シー 6 —メチルヘプタン一 2—オン含有縮合物のうち、 5〜 7 5重量％ しか含まれていない 6 —メチル— 3 —ヘプテン— 2—オンを目的物であ る 6 —メチルヘプタン一 2—オンに単に変換するにすぎず、 一方、 2 0 〜 9 0重量％で含まれている 4ーヒ ドロキシ— 6 —メチルヘプタン一 2 —オンは何等利用されないことになるためである。 水素化反応を脱水条 件下で行うことにより、 4ーヒ ドロキシ一 6 —メチルヘプタン一 2 —ォ ンを不飽和のケ トン化合物経由で 6 —メチルヘプタン一 2—オンに変換 することができ、 目的物の収率が大きく向上する。
なお、 脱水条件としては、 後述するように酸性物質を水素化反応系に 存在させることが好ましい。
また、 水素化反応は、 一般の水素化反応で用いられる金属触媒の存在 下で実施することができる。 このような金属触媒の例として、 例えば、 パラジウム、 ロジウム、 ニッケル、 白金を活性成分とする触媒が挙げら れる。 金属触媒の使用形態としては、 金属そのもの、 金属酸化物、 当該 金属とその他の金属との台金、 金属を活性炭、 アルミナ、 シリカゲル、 ゲイソゥ土などの担体に担持させた形態を挙げることができ、 これらの いずれの形態でも本反応に適用可能である。 特に、 パラジウム /カーボ ン、 パラジウム Zアルミナ、 ニッケル Zケイソゥ土の形態で使用するこ とが好ましい。
このような金属触媒の使用量は、 一般に 4—ヒ ドロキシ— 6—メチル ヘプタン— 2—オン含有縮合物に対して 0 . 0 1 ~ 5重量％であるが、 実用的な反応速度と製造コス トの観点から 4—ヒ ドロキシー 6—メチル 一ヘプタン— 2—オン含有縮合物に対して 0 . 1〜 1重量％の量で用い るのが好ま しい。
水素化反応は、 反応速度をより高めて効率よく且つ高い収率で目的物 の 6 —メチルーヘプタン 2 —オンを得るために、 前述したように酸性物 質の存在下で実施することが好ま しい。 このような酸性物質としては、 例えば、 メタンスルホン酸、 ベンゼンスルホン酸、 p — トルエンスルホ ン酸などのスルホン酸類 ； 酢酸、 プロピオン酸、 オクタン酸、 テレフタ ル酸、 フタル酸などの脂肪族又は芳香族カルボン酸類 ； 硫酸、 塩酸など の鉱酸類 ； 塩化スズ、 塩化チタン、 塩化アルミニウムなどのルイス酸類； リ ンタングステン酸、 ゲイタングステン酸、 リ ンモリブデン酸などのへ テロポリ酸類 ； スルホン酸型又はカルボン酸型などの酸性型イオン交換 型樹脂類等を挙げることができる。
これらの酸性物質の使用量は、 一般に 4—ヒ ドロキシー 6—メチルへ プタン— 2—オン含有縮合物に対して 0 . 1〜1 0モル％であるが、 実 用的な反応速度を得ること及び製造コス 卜の観点から、 4—ヒ ドロキシ 一 6 —メチルヘプタン— 2—オン含有縮合物に対して 0 . 5〜 2モル％ の範囲が好適である。
また、 シリカ、 アルミナあるいは酸性型イオン交換樹脂等の酸性点を 有する担体に前述のパラジウム、 ロジウム、 ニッケル、 白金等の活性金 属を担持させた金属触媒を用いて反応を行うこともできる。 この場合に は、 金属触媒の使用のみによって、 酸性物質を使用したときと同様に反 応を進行させることができる。
水素化反応は、 8 0〜1 7 0 °Cの温度範囲で行うことができるが、 反 応速度および 6 -メチルヘプ夕ン— 2 —オンへの選択性の観点から 9 0 ~ 1 3 0 °Cの温度範囲で行うことが好ま しい。 本発明において、 水素化反応は水素ガス雰囲気下で行われるが、 その 場合の水素ガス圧力は、 特に制限されないが、 好ましくは 1〜 5 0気圧、 より好ま しく は 3〜 1 0気圧の範囲である。 また、 水素化反応時間は、 反応条件によって異なるが、 一般に 1〜 2 0時間の範囲である。 例えば、 酸性物質として p — トルエンスルホン酸を 4—ヒ ドロキシ一 6—メチル ヘプタン— 2—オン含有縮合物に対し 1モル％、 金属触媒としてのパラ ジゥム Zカーボンを 4ーヒ ドロキシー 6—メチルヘプ夕ン一 2 —オン縮 合物に対し 0 . 2重量％用い、 反応温度 1 0 0 °Cで水素ガス圧力 8 k g / c m 2で反応を行った場台、 水素化反応は 2時間で終了する。
水素化反応においては、 必ずしも溶媒を必要としないが、 反応制御の 観点等から水素化反応に対して不活性な溶媒を使用することができる。 このような溶媒としては、 例えばメタノール、 エタノール、 プロパノー ル、 イソプロパノール、 n —ブタノール、 s—ブタノール、 t ーブタノ ールなどの低級脂肪族アルコール類 ； テトラヒ ドロフラン、 1 , 4 —ジ ォキサン、 ジェチルエーテル、 ジイソプロピルエーテル、 ジー n —プチ ルエーテルなどの環状もしく は鎖状エーテル類 ； へキサン、 ヘプタン、 オクタン、 ベンゼン、 トルエン、 キシレンなどの脂肪族もしく は芳香族 炭化水素類等を挙げることができる。
なお、 脱水条件下での水素化反応により得られた反応液から、 触媒を 常法により、 例えば濂過操作により除去し、 次いで、 必要に応じて反応 により生成する水を除去した後、 常圧もしく は減圧下で蒸留精製するこ とにより、 高純度の 6—メチルヘプタン一 2—オンを簡便に得ることが できる。
以上のように、 本発明によれば、 イソフィ トールの合成原料として、 あるいはテ トラハイ ドロ リナロールゃジヒ ドロゲラニオール等の香料の 台成原料等として有用な 6 _メチルヘプタン— 2—オンを、 工業的に生 産されており安価に入手できる原料であるィソバレラールおよびァセ ト ンから、 効率的且つ工業的に簡便に、 しかも安価に製造することができ る 0 実施例
以下、 実施例により本発明を説明するが、 本発明はこれらの実施例に 限定されるものではない。
実施例 1
( a ) イソバレラールとァセトンとのアルド一ル反応
5 0°Cに設定した内容積 7 5. 9 m 1の反応部を持つチューブ型リ Ύ クターに、 ィソバレラール ァセ トン混合液 （ィソバレラール Zァセ ト ン= 1 /6 (モル比） ） と 5 %水酸化力リゥム水溶液とを、 前者を 7. 3 6 m l Z分の速度及び後者を 0. 1 6 m l Z分の速度でそれぞれ連続 的にフィー ドした。 チューブリアクターから出て来た反応液は酢酸によ り中和した。 なお、 反応時間は 1 0. 1分であった。
2 2 0分経過時点でイソバレラール 2 5 4. 0 g ( 2. 9 5モル） と アセ トン 1 0 2 8. 2 g ( 1 7. 7モル） と 5 %水酸化カリウム水溶液 3 6. 0 g (K O Hとして 3 2 ミ リモル） とをフィー ドし、 酢酸中和後 の反応液を 1 3 1 0. 2 g得た。 得られた反応液をガスク口マトグラフ ィ一 （カラム ； S i l i c o n e D C Q F - 1 (ガスク口工業社製） ； カラム温度 6 0→ 2 0 0 °C (昇温速度 5 °CZ分） ； インジヱクシヨ ン温 度 2 4 5 °C ； F I D検出器） による内部標準法で分析したところ、 4 — ヒ ドロキシ一 6 —メチルヘプタン一 2—オンが 2 9 5. 7 g (収率 6 9. 5 %) 及び 6 —メチルー 3 —ヘプテン一 2—オンが 2 6. 4 g (収率 7. 1 %) 含まれていることがわかった。 この反応液から酢酸カリウムを濂 過により除去した後、 濂液を 1 7〜 2 0 T 0 r rの減圧下で単蒸留し、 0 沸点が 80〜100°Cの留分を 359. 4 g集めた。 上記と同じ条件の ガスクロマトグラフィー分析の結果、 この留分の中には、 216. 2 g (1. 50モル） の 4ーヒ ドロキシ一 6—メチルヘプタン一 2—オンと、 81. 2 g (0. 64モル） の 6—メチル一 3—ヘプテン一 2—オンと が含まれていることがわかつた。
(b) 6—メチルヘプタ ン一 2—オンの合成
上述の単蒸留によって得られた留分のうち 200. 0 g (4ーヒ ドロ キシー 6—メチルヘプタ ン一 2—オン （120. 3 g (0. 834モル） ) と 6—メチル一 3—ヘプテン一 2—オン （45. 1 g ( 0. 358モ ル） ） とを含む） を、 撹拌機を備えた内容積 1000 m lのガラス製ォ 一トクレーブに仕込み、 窒素雰囲気下、 p -トルエンスルホン酸一水和 物 （1. 27 g (6. 68ミ リモル） ） と 5%パラ ジウム カーボン触 媒 （0. 1 7 g) とを添加した。 その後、 反応系中を 8 k c mムの 水素ガスで置換し、 内温を 100°Cまで昇温した。 なお、 昇温中から水 素の吸収が始まるので、 内圧を維持するために必要に応じて反応系に加 圧水素を供給した。
反応液の温度が 1 00°Cに達した後、 更に 2. 0時間反応させた。 得 られた反応混合物から 5%パラジゥム Zカーボン触媒を濂過によって除 去し、 得られた據液を前述と同様のガスク口マトグラフィ 一による内部 標準法で分析したところ、 6—メチルヘプタン一 2—オンが 1 40. 1 7 g (収率 91. 9 %) 含まれていることがわかった。
得られた據液から水層を分離し、 有機層を減圧下で蒸留することによ り、 目的物の 6—メチルヘプタン— 2—オン （沸点 = 83〜 85°CZ約 50 mmH g) を 1 34. 5 g得た。
実施例 2
( a ) イソバレラールとアセ トンとのアルドール反応 撹拌機および還流冷却器を備えた内容積 300 m lのガラス製三ロフ ラスコに、 イソバレラール 26. 4 g (0. 3モル） とアセトン 104.
4 g (1. 8モル） とを仕込み、 得られた混合液を 40°Cに加温した。 その混合液に 5%水酸化ナトリゥム水溶液 2. 4 g (3 ミ リモル） を添 加し撹拌した。 得られた混合物は、 水酸化ナトリウム水溶液の添加の後 約 5分でわずかな白濁の状態を経て無色透明の均一溶液となり、 それと 同時に発熱し、 その内温は 59°Cまで上昇した。 その後、 内温は徐々に バス温 （40。C) にまで低下した。 この時点で、 5 %水酸化ナト リウム 水溶液の添加後 30分が経過していた。
得られた反応液を酢酸により中和した後、 生成した塩 （酢酸ナトリウ ム） を濂過により除去し、 129. 7 gの濂液を得た。 得られた據液を 実施例 1と同様のガスク口マトグラフィ一により内部標準法で分析した ところ、 4ーヒ ドロキン一 6—メチルヘプタン一 2—オンが 30. 33 g (収率 70. 1%) および 6—メチル—3—ヘプテン— 2—オンが 3. 97 g (収率 10. 5%) 含まれていることがわかった。 上記で得られ た濂液を実施例 1と同様に単蒸留し、 24. 8 g (0. 1 72モル） の 4ーヒ ドロキシ一 6—メチルヘプタン一 2—オンと、 7. 2 g (0. 0
57モル） の 6—メチルー 3—ヘプテン— 2—オンとを含む単蒸留成分 を 37. 6 g (沸点 = 80〜1 00°CZ1 7〜20 T o r r) 得た。
(b) 6一メチルヘプタン一 2—オンの製造
上述の単蒸留によって得られた留分 37. 6 gを、 撹拌機を備えた内 容積 1 00 m 1のガラス製ォー トクレーブに仕込み、 窒素雰囲気下、 p - トルエンスルホン酸一水和物 （0. 33 g (1. 72 ミ リモル） ） と 5%パラジウム Zカーボン触媒 （32mg) とを添加した。 その後、 反 応系中を 8 k gZc m2の水素ガスで置換し、 内温を 1 0 0°Cまで昇温 した。 実施例 1の （b) と同様にして反応液の温度が 1 00°Cに達した 後、 更に 3時間反応させた。 得られた反応混合物から 5%パラジウム/ カーボン触媒を據過によって除去し、 鎗液を実施例 1と同様のガスク口 マトグラフィ一による内部標準法で分析したところ、 6—メチルヘプ夕 ン一 2—オンが 27. 0 g (収率 92%) 含まれていることがわかった。 得られた慮液から水層を分離し、 有機層を減圧下で蒸留することによ り、 目的物の 6—メチルヘプタン一 2—オン （沸点 = 83〜85°CZ約
50 mmH g) を 25 g得た。
実施例 3
(_a ) イソバレラールとアセ トンとのァルド一ル反^
5%水酸化ナトリゥム水溶液に代えて水酸化バリゥム 8水和物 （0. 94 g (3ミ リモル） ） を用いること以外は実施例 2と同様にしてアル ドール反応を行った。 反応開始から 2時間後、 触媒 （水酸化バリウム） を嫌過によって除去し、 得られた據液を実施例 1と同様にガスクロマト グラフフィ により分析したところ、 26. 30 g (収率 60. 8%) の 4—ヒ ドロキシー 6—メチルヘプタン一 2—オンと 7. 04 g (収率 1 8. 6 %) の 6—メチルー 3—ヘプテン一 2—オンが含まれていること がわかった。
得られたこの據液を、 実施例 1と同様に単蒸留し、 22. 8 g (0. 1 58モル） の 4—ヒ ドロキシ一 6—メチルヘプタン一 2一オン及び 8,
6 g ( 0. 068モル） の 6—メチル一 3—ヘプテン一 2—オンを含む 単蒸留成分を 37.. 8 g (沸点 =80〜100°CZ17〜2 OTo r r) 得た。
(b) 6—メチルヘプタン一 2—オンの製造
上述の単蒸留によって得られた留分 37. 8 gを、 撹拌機を備えた内 容積 1 00m 1のガラス製オートクレーブに仕込み、 窒素雰囲気下、 p ― トルエンスルホン酸一水和物 （0. 3 g (1. 58 ミ リモル） ） と 5 %パラジウム カーボン触媒 （31. 4 m g) とを添加した。 その後、 反応系中を 8 k gZ cm2の水素ガスで置換し、 内温を 1 00°Cまで昇 温した。 実施例 1の （b) と同様にして反応液の温度が 100°Cに達し た後、 更に 3時間反応させた。 得られた反応混合物から 5%パラジウム /カーボン触媒を濂過によって除去し、 濂液を実施例 1と同様のガスク ロマトグラフによる内部標準法で分析したところ、 6—メチルヘプタン — 2—オンが 26. 3 g (収率 91 %) 含まれていることがわかった。 得られた鎗液から水層を分離し、 有機層を減圧下で蒸留することにより、 目的物の 6—メチルヘプタン— 2—オン （沸点 =82〜83°CZ約 50 mmHg) を 24. 6 g得た。 産業上の利用可能性
本発明の製造方法は、 イソフィ トールの合成原料としてあるいはテト ラハイ ドロリナロールなどの香料の合成原料等として有用な 6—メチル ヘプタン一 2—オンの工業的製造方法として有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . イソバレラールとアセトンとを、 塩基性物質の存在下でアルド ール反応させて 4ーヒ ドロキシ一 6—メチルヘプタン一 2—オンを含む 縮合物とし、 次いで該縮合物に脱水条件下で水素化反応を施すことを特 徴とする 6—メチルヘプタン一 2—オンの製造方法。
2 . イソバレラールとアセ トンとのモル比率が、 1ノ5〜 1 / 8で ある請求の範囲第 1項記載の製造方法。
3 . 塩基性物質が、 アルカ リ金属水酸化物及びアルカリ土類水酸化 物からなる群より選択される少なく とも一種の化合物である請求の範囲 第 1項記載の製造方法。
4 . 塩基性物質が、 金属アルコシキド及び金属ァミ ドからなる群よ り選択される少なく とも一種の化合物である請求の範囲第 1項記載の製 造方法。
5 . 塩基性物質の使用量が、 イソバレラールに対して 0 . 5〜 5モ ル％である請求の範囲第 1項記載の製造方法。
6 . 水素化反応が、 水素化触媒の存在下で行われる請求の範囲第 1 項記載の製造方法。
7 . 水素化触媒が、 パラジウム/カーボン、 パラジウム Zアルミナ 又はニッゲル Zゲイソゥ土である請求の範囲第 6項記載の製造方法。
8 . 水素化触媒の使用量が、 4ーヒ ドロキシー 6—メチルヘプタン - 2—オンを含む縮合物に対して 0 . 1〜 1重量％である請求の範囲第 6項記載の製造方法。
9 . 水素化反応時の水素ガス圧力が 1〜 5 0気圧である請求の範囲 第 6項記載の製造方法。
1 0 . 水素化反応を酸性物質の存在下で行う請求の範囲第 1項記載の 製造方法。
1 1 . 酸性物質が、 スルホン酸類、 脂肪族又は芳香族カルボン酸類、 鉱酸類、 ルイス酸類、 ヘテロポリ酸類及び酸性型イオン交換型樹脂類か らなる群より選択される少なく とも一種である請求の範囲第 1 0項に記 載の製造方法。
1 2 . 酸性物質の使用量が、 4 —ヒ ドロキシ— 6 —メチルヘプタン— 2—オンを含有する縮台物に対して 0 . 5〜 2モル％である請求の範囲 第 1 1項記載の製造方法。
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