JPH0248541A - Production of terpene alcohol - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、テルペンアルコールの製造方法に関し、さら
に詳細にはテルピルンー4.8−エポキシドから異性化
および/または水素化反応により相当するテルペンアル
コール、すなわちリモネン−4−オールおよび/または
テルピネン−4−オールを製造する方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing terpene alcohol, and more particularly, to a method for producing terpene alcohol from terpyrune-4,8-epoxide by isomerization and/or hydrogenation reaction. That is, it relates to a method for producing limonen-4-ol and/or terpinen-4-ol.
リモネン−4−オール(p−メンタ−1,8ジエン−4
−オール)およびテルピネン−4−オール(p−メンタ
−1−エン−4−オール)は、天然精油中に広く存在す
るモノテルペンアルコールで、工業的には合成香料また
はその中間体として有用な化合物である。Limonen-4-ol (p-mentha-1,8 diene-4
-ol) and terpinen-4-ol (p-menth-1-en-4-ol) are monoterpene alcohols that widely exist in natural essential oils, and are industrially useful compounds as synthetic fragrances or intermediates thereof. It is.
従来、前記テルペンアルコールの製造方法としては、
■1.4−シネオールから分子内脱離反応を利用してテ
ルピネン−4−オールを製造する方法(先行技術l、例
えば特開昭60−174738号公報、特開昭61−2
60033号公報、特開昭62−84034号公報)、
■テルピノレンから光酸化反応によりリモネン−4−オ
ールを合成し、さらにテルピネン−4−オールへと水素
化する方法(先行技術2、米国特許筒3,505,41
2号明細書)、
■テルピルンー4.8−エポキシドから、アミン化、酸
化、加水分解(または熱分解)の3工程によりリモネン
−4−オールを合成し、さらにこれを水素化してテルピ
ネン−4−オールを製造する方法(先行技術3、例えば
米国特許筒3,609.197号明細書、同3,676
.504号明細書)、
■テルピルンー4.8−エポキシドを金属ナトリウムま
たは水素化リチウムアルミニウムを用いて還元し、テル
ピネン−4−オールを製造する方法(先行技術4、Jo
urnal ofScientific and
Industria■
Re5earch、 Vol、 42. Feb
ruary1983、 P82−86) 、
■テルピルンー4,8−エポキシドを、アルミナ触媒を
用いて異性化し、リモネン−4−オールを得る方法(先
行技術5、特開昭62−145034号公報)、あるい
は
■テルピルンー4,8−エポキシドをp−1−ルエンス
ルホン酸を触媒に用いて異性化し、リモネン−4−オー
ルを得る方法(先行技術6、西ドイツ特許第2,151
,492号明細書)、などが知られている。Conventionally, methods for producing the terpene alcohol include: (1) A method for producing terpinen-4-ol from 1,4-cineole using an intramolecular elimination reaction (prior art l, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 174738/1983) , JP-A-61-2
60033, JP-A-62-84034), ■ A method of synthesizing limonen-4-ol from terpinolene through a photooxidation reaction, and further hydrogenating it to terpinen-4-ol (Prior Art 2, U.S. Pat. 3,505,41
(Specification No. 2), ■ Limonen-4-ol is synthesized from terpyrine-4.8-epoxide through three steps of amination, oxidation, and hydrolysis (or thermal decomposition), and this is further hydrogenated to produce terpinene-4-ol. Method for manufacturing oar (prior art 3, e.g. U.S. Pat. No. 3,609.197, U.S. Pat. No. 3,676)
.. 504 specification), ■ A method for producing terpinen-4-ol by reducing terpyrune-4,8-epoxide using metallic sodium or lithium aluminum hydride (Prior art 4, Jo
urnal ofScientific and
Industria ■ Re5earch, Vol, 42. Feb
ruary1983, P82-86), ■ A method of isomerizing terpyrune-4,8-epoxide using an alumina catalyst to obtain limonene-4-ol (Prior Art 5, JP-A-62-145034), or A method for isomerizing 4,8-epoxide using p-1-luenesulfonic acid as a catalyst to obtain limonen-4-ol (Prior Art 6, West German Patent No. 2,151)
, No. 492), etc. are known.
(発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、先行技術1の1,4−シネオールから分
子内脱離反応を利用してテルピネン−4−オールを製造
す・る方法は、原料となる1、4シネオールがピネンか
らパイン油を製造する際の副生物であるため、原料確保
の面で不安定である。(Problems to be Solved by the Invention) However, the method for producing terpinen-4-ol from 1,4-cineole using an intramolecular elimination reaction in Prior Art 1 does not allow for the production of terpinen-4-ol from 1,4-cineole as a raw material. Since pine oil is a byproduct of producing pine oil from pinene, it is unstable in terms of securing raw materials.
また、この脱離反応には、少なくとも原料と当モル量の
アルカリ金属(リチウムまたはナトリウム)を必要とし
、これらのアルカリ金属は再使用不可能であり、また同
時に多量の廃水が生成するため、別に廃水処理工程が必
要になるなど、原料の面および製造工程の面で不利であ
る。In addition, this elimination reaction requires an alkali metal (lithium or sodium) in at least an equimolar amount to the raw material, and these alkali metals cannot be reused, and a large amount of waste water is generated at the same time. It is disadvantageous in terms of raw materials and manufacturing processes, such as the need for a wastewater treatment process.
また、先行技術2の光酸化反応による方法では、高価な
特別の設備を必要とし、また反応に多量の電力を必要と
するため、製造コストが高くつく。Further, the method using photo-oxidation reaction of Prior Art 2 requires expensive special equipment and requires a large amount of electric power for the reaction, resulting in high manufacturing costs.
さらに、先行技術3の3工程または4工程を経る方法で
は、全収率が低く、しかも再使用不能の副資材を多種・
多量に使用し、さらに多くの複雑な工程を要することか
ら製造工程上不利であるばかりでなく、製造コストも高
くつく。Furthermore, the 3- or 4-step method of Prior Art 3 has a low overall yield and uses a wide variety of non-reusable auxiliary materials.
Since it is used in large quantities and requires many complicated steps, it is not only disadvantageous in the manufacturing process, but also increases the manufacturing cost.
さらに、先行技術4のテルピルンー4,8エポキシドを
金属ナトリウムまたは水素化リチウムアルミニウムを用
いて還元する方法では、少な(とも原料と当モル量の金
属ナトリウムまたは水素化リチウムアルミニウムが必要
であり、製造コストが高くつくばかりでなく、多量の廃
水が生成するため、製造工程上不利である。Furthermore, the method of reducing terpyrune-4,8 epoxide using sodium metal or lithium aluminum hydride of Prior Art 4 requires a small amount (equivalent molar amount of sodium metal or lithium aluminum hydride to the raw material), and the manufacturing cost is low. Not only is it expensive, but it also generates a large amount of waste water, which is disadvantageous in terms of the manufacturing process.
さらに、先行技術5のテルピルンー4,8−エポキシド
をアルミナ触媒により異性化する方法は、用いられるア
ルミナ触媒の触媒活性が安定しておらず、再現性に問題
があり、そのうえテルピネン−4−オールを製造するに
は、さらにリモネン−4−オールの水素化の工程を追加
する必要がある。Furthermore, in the method of prior art 5 in which terpinen-4,8-epoxide is isomerized using an alumina catalyst, the catalytic activity of the alumina catalyst used is not stable and there are problems with reproducibility. For production, it is necessary to add an additional step of hydrogenation of limonen-4-ol.
さらに、先行技術6のテルピルンー4.8エポキシドか
らp−トルエンスルホン酸を触媒として異性化する方法
は、触媒の除去に水洗工程を必要とし、また同時に廃水
が生成するため、別に廃水処理工程が必要であるなどの
煩雑な工程を必要とする。Furthermore, the method of isomerizing terpyrune-4.8 epoxide using p-toluenesulfonic acid as a catalyst in Prior Art 6 requires a water washing step to remove the catalyst, and also generates wastewater at the same time, so a separate wastewater treatment step is required. It requires complicated processes such as
しかも、以上のような従来技術では、テルピルンー4,
8−エポキシドから触媒を用いて単一工程でテルピネン
−4−オールを製造する方法は知られていない。Moreover, with the above conventional technology, Terpyrun-4,
There is no known method for producing terpinen-4-ol from 8-epoxide in a single step using a catalyst.
本発明は、以上のような従来技術の課題を背景になされ
たもので、特別な設備を必要とせず、また廃水も副生ぜ
ず、安定供給可能な原料であるテルピルンー4.8−エ
ポキシドから、単一工程でかつ高収率で安価に相当する
テルペンアルコール、すなわちリモネン−4−オールお
よび/またはテルピネン−4−オールを得ることを目的
とする。The present invention was made against the background of the above-mentioned problems of the prior art, and uses terpyrune-4,8-epoxide, which is a raw material that does not require special equipment, does not generate waste water, and can be stably supplied. The aim is to obtain the corresponding terpene alcohols, namely limonen-4-ol and/or terpinen-4-ol, in a single step and in high yield and at low cost.
本発明は、テルピノレン−4,8−エポキシドを銅触媒
を用いて異性化および/または水素化反応(以下、単に
「反応」ということがある)を行つテルペンアルコール
の製造方法を提供するものである。The present invention provides a method for producing terpene alcohol by subjecting terpinolene-4,8-epoxide to isomerization and/or hydrogenation reaction (hereinafter sometimes simply referred to as "reaction") using a copper catalyst. be.
本発明に用いられるテルピルンー4.8−エポキシドは
、テルピノレン(1,4(8) −pメンタジェン〕を
、有機過酸、過酸化水素、あるいは有機過酸化物などを
用いてエポキシ化することにより容易に合成することが
できる(例えば、米国特許筒3,609,197号明細
書参照〉。Terpyrune-4,8-epoxide used in the present invention can be easily obtained by epoxidizing terpinolene (1,4(8)-p-menthadene) using an organic peracid, hydrogen peroxide, or an organic peroxide. (See, for example, US Pat. No. 3,609,197).
このテルピノレンは、1位と4.8位に2個の二重結合
を有する単環状モノテルペン炭化水素であり、例えばオ
レンジ油から豊富に得られるd−リモネンの異性化によ
り製造され、また天然物として豊富に存在するピネンか
らも得ることができる。このテルピノレンは、エポキシ
化される際、4.8位の二重結合が優先的に反応するた
め、高純度のテルピルンー4.8−エポキシドが高収率
でしかも容易に得られる。This terpinolene is a monocyclic monoterpene hydrocarbon having two double bonds at the 1- and 4.8-positions, and is produced, for example, by isomerization of d-limonene, which is abundantly obtained from orange oil, and is also a natural product. It can also be obtained from pinene, which is abundant as When this terpinolene is epoxidized, the double bond at the 4.8-position reacts preferentially, so that highly pure terpylene-4,8-epoxide can be easily obtained in high yield.
次に、本発明で用いられる銅触媒とは、例えば銅金属や
銅の化合物、なかでも銅酸化物を挙げることができる。Next, examples of the copper catalyst used in the present invention include copper metals and copper compounds, especially copper oxides.
このうち、銅金属としては、例えばラネー銅が挙げられ
る。Among these, examples of the copper metal include Raney copper.
また、銅酸化物としては、例えば酸化銅(Cub)、亜
酸化銅(CuzO)、水和酸化銅(4CuO・H2C)
など、およびこれらの混合物が挙げられる。しかし、銅
酸化物の場合、単独では触媒活性が低く反応性に乏しい
ので、触媒活性を実用レベルまで増加させるためにこれ
らの酸化物に担体を含有させたものや、クロムおよび/
または亜鉛の酸化物を含有させたものが好ましく用いら
れる。In addition, examples of copper oxides include copper oxide (Cub), cuprous oxide (CuzO), and hydrated copper oxide (4CuO.H2C).
and mixtures thereof. However, in the case of copper oxides, they have low catalytic activity and poor reactivity when used alone, so in order to increase the catalytic activity to a practical level, these oxides containing carriers, chromium and/or
Alternatively, those containing zinc oxide are preferably used.
すなわち、前記銅酸化物としては、
(イ)担体を含有する銅酸化物、
(ロ)クロム酸化物および/または亜鉛酸化物を含有す
る銅酸化物、あるいは
(ハ)担体を含有する銅酸化物にクロム酸化物および/
または亜鉛酸化物を含有させたもの、などが挙げられる
。That is, the copper oxide is (a) a copper oxide containing a carrier, (b) a copper oxide containing a chromium oxide and/or a zinc oxide, or (c) a copper oxide containing a carrier. chromium oxide and/or
Or those containing zinc oxide.
ここで、担体としては、ケイソウ上、シリカ、アルミナ
(酸化アルミニウム)、チタニア(酸化チタン)、ジル
コニアCM化ジルコニウム)、およびこれらの混合物な
どが挙げられるが、これらに限定されるものではない。Here, examples of the carrier include, but are not limited to, diatom, silica, alumina (aluminum oxide), titania (titanium oxide), zirconia (CM-zirconium), and mixtures thereof.
前記(イ)担体を含有する銅酸化物としては、例えばC
uO−ケイソウ上、CuO−シリカ、CuO−アルミナ
などが挙げられる。As the copper oxide containing the carrier (a), for example, C
Examples include uO-diatomaceous, CuO-silica, CuO-alumina, and the like.
また、前記(ロ)クロム酸化物および/または亜鉛酸化
物を含有する銅の酸化物としては、Cu0CrtOx(
酸化銅−酸化クロム)、CuO−Zn0(酸化銅−酸化
亜鉛) 、Cu OCr Z O3−ZnO(酸化銅−
酸化クロム−酸化亜鉛)などが挙げられる。In addition, (b) the copper oxide containing chromium oxide and/or zinc oxide is Cu0CrtOx (
copper oxide-chromium oxide), CuO-Zn0 (copper oxide-zinc oxide), Cu OCr Z O3-ZnO (copper oxide-
Examples include chromium oxide-zinc oxide).
さらに、前記(ハ)担体を含有する銅酸化物にクロム酸
化物および/または亜鉛酸化物を含有するものとしては
、例えばCu OCr 20z−ケイソウ上、Cu O
Z n O−ケイソウ上、Cu0−Cr2O2−シリカ
などが挙げられる。Furthermore, examples of the copper oxide containing the carrier (c) containing chromium oxide and/or zinc oxide include, for example, Cu OCr 20z-diatomite, CuO
Examples include ZnO-diatomaceous, Cu0-Cr2O2-silica, and the like.
なお、本発明に用いられる銅触媒に触媒活性の安定化や
持続性を付与する目的で、助触媒を含有させてもよい。Note that a co-catalyst may be included in the copper catalyst used in the present invention for the purpose of stabilizing and sustaining the catalytic activity.
この助触媒としては、例えばアルカリ金属(リチウム、
ナトリウム、カリウムなど)やアルカリ土類金属(マグ
ネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなど
)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。Examples of this promoter include alkali metals (lithium,
Examples include, but are not limited to, sodium, potassium, etc.) and alkaline earth metals (magnesium, calcium, strontium, barium, etc.).
この銅触媒において、銅酸化物にクロム酸化物および/
または亜鉛酸化物を併用する場合には、前者/後者(重
量比)は9515〜10/90、好ましくは80/’2
0〜30/70程度である。In this copper catalyst, copper oxide contains chromium oxide and/or
Or when zinc oxide is used in combination, the former/latter (weight ratio) is 9515 to 10/90, preferably 80/'2
It is about 0 to 30/70.
また、本発明に使用される触媒(w4酸化物、必要に応
じてこれとクロム酸化物および/または亜鉛酸化物)を
担体に担持させる場合には、触媒/担体(重量比)が、
80/20〜30/70程度である。In addition, when the catalyst used in the present invention (w4 oxide, and optionally chromium oxide and/or zinc oxide) is supported on a carrier, the catalyst/support (weight ratio) is as follows:
It is about 80/20 to 30/70.
本発明に用いられる銅触媒の調製法は、例えば次のよう
な方法で行われるが、これに限定されるものではない。The copper catalyst used in the present invention can be prepared, for example, by the following method, but is not limited thereto.
すなわち、担体と純水とを常温でよくかき混ぜながら、
これに硝酸銅水溶液を加えてよ(混合したのち、炭酸ナ
トリウム水溶液を徐々に加えて中和し、得られた沈澱液
をろ過し、さらに水洗したのち、例えば110℃で数時
間乾燥し、さらに電気炉で300〜500℃で3時間程
度焼成することにより、担体を有する銅酸化物の触媒を
得ることができる。That is, while stirring the carrier and pure water well at room temperature,
Add a copper nitrate aqueous solution to this (after mixing, neutralize by gradually adding a sodium carbonate aqueous solution, filter the obtained precipitate, further wash with water, dry at 110°C for several hours, and By firing in an electric furnace at 300 to 500°C for about 3 hours, a copper oxide catalyst having a carrier can be obtained.
また、前記銅触媒の形状は特に限定されるものではなく
、粉末状、粒子状、ペレット状など、いかなる形状でも
よい。Further, the shape of the copper catalyst is not particularly limited, and may be in any shape such as powder, particles, or pellets.
本発明の反応においては、懸濁状態で反応を行う場合に
は粉末状のものが、また固定床タイプで反応を行う場合
にはペレット状のものが用いられるが、特に限定される
ものではない。In the reaction of the present invention, a powder is used when the reaction is carried out in a suspended state, and a pellet is used when the reaction is carried out in a fixed bed type, but there are no particular limitations. .
本発明において、前記触媒の使用量は、その形状、触媒
組成および反応条件によって異なるが、通常、原料であ
るテルピルンー4,8−エポキシドに対して0.05〜
50重量%、好ましくは0、 1〜30重量%、さらに
好ましくは0.2〜20重量%であり、0.05重量%
未満ではテルペンアルコールへの異性化反応および/ま
たは水素化反応が遅すぎて好ましくなく、一方50重景
%を超えると反応速度が比例的に上昇しないばかりか、
触媒のコストが高くなり好ましくない。In the present invention, the amount of the catalyst used varies depending on its shape, catalyst composition, and reaction conditions, but is usually 0.05 to 0.05 to
50% by weight, preferably 0, 1 to 30% by weight, more preferably 0.2 to 20% by weight, and 0.05% by weight
If it is less than 50%, the isomerization reaction and/or hydrogenation reaction to terpene alcohol will be too slow, which is undesirable. On the other hand, if it exceeds 50%, not only will the reaction rate not increase proportionally,
This is not preferable because the cost of the catalyst increases.
また、本発明で使用する触媒は、そのまま使用してもよ
いし、あらかじめ100〜300℃の温度下、水素ガス
で一定時間、例えば1〜lO時間還元したのち使用する
こともできる。Further, the catalyst used in the present invention may be used as it is, or may be used after being reduced in advance with hydrogen gas at a temperature of 100 to 300° C. for a certain period of time, for example, 1 to 10 hours.
本発明における反応は、不活性ガス気流下または水素ガ
スの存在下で実施される。The reaction in the present invention is carried out under an inert gas stream or in the presence of hydrogen gas.
すなわち、不活性ガス気流下で反応を行う場合には、触
媒をあらかじめ還元しておく方法を採用することにより
、反応を進行させることができる。That is, when the reaction is carried out under an inert gas stream, the reaction can be allowed to proceed by reducing the catalyst in advance.
また、触媒を還元せずにそのまま使用する場合には、不
活性ガス気流下では反応が進み難いので水素ガスの存在
下で実施することにより、容易に反応を進行させること
ができる。Further, when the catalyst is used as it is without being reduced, the reaction is difficult to proceed under an inert gas flow, so the reaction can be easily proceeded by carrying out the reaction in the presence of hydrogen gas.
また、不活性ガス気流下で反応を行う場合には、異性化
反応生成物であるリモネン−4−オールが主に生成する
ため、テルピネン−4−オールを製造するには、異性化
反応終了後、水素ガスを導入し、生成したリモネン−4
−オールをさらに水素化することにより、容易にテルピ
ネン−4−オールを得ることができる。ここで、不活性
ガスとしては、取り汲い易さや価格の点から、通常、窒
素ガスが用いられる。In addition, when the reaction is carried out under an inert gas stream, limonen-4-ol, which is an isomerization reaction product, is mainly produced, so in order to produce terpinen-4-ol, it is necessary to , limonene-4 produced by introducing hydrogen gas
Terpinen-4-ol can be easily obtained by further hydrogenating -ol. Here, nitrogen gas is usually used as the inert gas from the viewpoint of ease of extraction and cost.
また、水素ガスの存在下で反応させる場合には、水素ガ
スの圧力条件によっては異性化反応だけでなく、水素化
反応も起こる。Furthermore, when the reaction is carried out in the presence of hydrogen gas, not only an isomerization reaction but also a hydrogenation reaction occurs depending on the pressure conditions of the hydrogen gas.
この水素ガスの圧力は、反応温度によって異なるが、通
常、0.1〜lookg/cd、好ましくは0.2〜5
0kg/cdであり、Q、 l kg/cJ未満であ
ると異性化反応および/または水素化反応が遅すぎ、一
方100kg/cjを超えるとテルピノレン−4,8−
エポキシドの脱水反応、分解反応などの副反応が多(な
り、目的物であるテルペンアルコールの収率が低下する
。The pressure of this hydrogen gas varies depending on the reaction temperature, but is usually 0.1 to 0.1 look/cd, preferably 0.2 to 5
If it is less than 0 kg/cd, the isomerization reaction and/or hydrogenation reaction is too slow, while if it is more than 100 kg/cj, terpinolene-4,8-
There are many side reactions such as epoxide dehydration and decomposition reactions, which reduces the yield of the target terpene alcohol.
また、前述したように、本発明の利点として、単一工程
でリモネン−4−オールか、テルピネン4−オールのど
ちらか一方が選択的に得られる点に関しては、本発明で
使用する触媒を用いて、水素ガスの圧力条件を変えるこ
とにより可能となる。Furthermore, as mentioned above, an advantage of the present invention is that either limonen-4-ol or terpinen-4-ol can be selectively obtained in a single step using the catalyst used in the present invention. This becomes possible by changing the pressure conditions of hydrogen gas.
すなわち、低水素圧力下では、テルピノレン−4.8−
エポキシドの異性化が主として起こり、リモネン−4−
オールが主に生成する。That is, under low hydrogen pressure, terpinolene-4.8-
Epoxide isomerization mainly occurs, with limonene-4-
Mainly produced by oars.
一方、高水素圧力下では、テルピルンー48−エポキシ
ドが直接水素化されるか、あるいはリモネン−4−オー
ルへ異性化されたのち、さらにリモネン−4−オールが
水素化されてテルピネン−4−オールが主に生成する。On the other hand, under high hydrogen pressure, terpyrune-48-epoxide is directly hydrogenated or isomerized to limonen-4-ol, and then limonen-4-ol is further hydrogenated to form terpinen-4-ol. Mainly generated.
このリモネン−4−オールを主に生成する異性化反応の
水素圧力は、触媒の種類、触媒の形状、反応温度、後記
する反応溶媒の種類などによって異なるが、通常、0.
1−10kg/cffl、好ましくは0. 2〜7k
g/eelであり、O,1kg/c+J未満では異性化
反応の速度が遅く、一方10kg/cI11を超えると
生成したリモネン−4−オールの8.9位の二重結合が
水素化されることにより、テルピネン−4−オールの生
成が顕著になる。The hydrogen pressure of the isomerization reaction that mainly produces limonen-4-ol varies depending on the type of catalyst, the shape of the catalyst, the reaction temperature, the type of reaction solvent described later, etc., but is usually 0.
1-10 kg/cffl, preferably 0. 2~7k
g/eel, and if it is less than 1 kg/c+J, the isomerization reaction rate is slow, while if it exceeds 10 kg/cI, the double bond at position 8.9 of the limonen-4-ol produced will be hydrogenated. As a result, the production of terpinen-4-ol becomes significant.
また、テルピネン−4−オールを主に生成させる水素化
反応の水素圧力は、通常、10kg/Ciを超え100
kg/cal以下、好ましくは15〜50kgZdであ
る。In addition, the hydrogen pressure in the hydrogenation reaction that mainly produces terpinen-4-ol is usually over 10 kg/Ci.
kg/cal or less, preferably 15 to 50 kgZd.
なお、リモネン−4−オールのみを製造するには、前述
のようにあらかじめ触媒を還元したのち、不活性ガス気
流下で反応を行う方法を採用することもできる。In addition, in order to produce only limonen-4-ol, it is also possible to adopt a method in which the catalyst is reduced in advance as described above and then the reaction is carried out under an inert gas stream.
また、テルピネン−4−オールのみを得る方法としては
、テルピノレン−4.8−エポキシドをまず低水素圧力
下で反応させリモネン−4−オールを生成させ、次いで
水素圧力を高くしてさらに水素化し、テルピネン−4−
オールを生成させてもよい。In addition, as a method for obtaining only terpinen-4-ol, terpinolene-4,8-epoxide is first reacted under low hydrogen pressure to produce limonen-4-ol, and then hydrogenated at high hydrogen pressure to further hydrogenate. Terpinene-4-
Or may be generated.
このように、本発明の方法によれば、目的とする任意の
テルペンアルコールを同一反応で単一工程で得ることが
できる。Thus, according to the method of the present invention, any desired terpene alcohol can be obtained in a single step in the same reaction.
本発明の異性化および/または水素化反応を実施するに
際しては、炭化水素などの反応溶媒を用いることができ
るが、必ずしもこの反応溶媒を用いる必要はない。When carrying out the isomerization and/or hydrogenation reaction of the present invention, a reaction solvent such as a hydrocarbon can be used, but it is not necessary to use this reaction solvent.
この反応溶媒としては、例えばベンゼン、トルエン、キ
シレンなどの芳香族炭化水素;ヘキサン、ヘプタン、オ
クタンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチル
シクロヘキサン、シクロオクタンなどの脂環族炭化水素
;メタノール、エタノール、n−プロパツール、イソプ
ロパツール、n−ブタノール、5ec−ブタノール、L
−ブタノール、イソブタノールなどの飽和低級アルコー
ル類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブ
タンジオールなどのグリコール類などを挙げることがで
きる。Examples of the reaction solvent include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, and cyclooctane; methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, 5ec-butanol, L
- Saturated lower alcohols such as butanol and isobutanol; and glycols such as ethylene glycol, propylene glycol and butanediol.
本発明で反応溶媒を使用する場合、反応溶媒の使用量は
、通常、テルピルンー4,8−エポキシドに対してO〜
30重量倍、好ましくは0〜10重景倍であり、30重
量倍を超えると反応速度が遅くなり、また副生成物が増
加し、目的物であるテルペンアルコールの収率(ii!
択率)が低下するばかりでなく、溶媒コストが高くなり
好ましくない。When a reaction solvent is used in the present invention, the amount of reaction solvent used is usually O to 0 to terpyrune-4,8-epoxide.
The ratio is 30 times by weight, preferably 0 to 10 times by weight, and if it exceeds 30 times by weight, the reaction rate will be slow and the amount of by-products will increase, resulting in a yield of the target terpene alcohol (ii!
This is not preferable because not only the selectivity (selectivity) is lowered but also the cost of the solvent is increased.
本発明における異性化および/または水素化反応は、液
相下で実施される。その際の反応温度は、使用する触媒
の組成および量によって異なるが、通常、70〜230
℃、好ましくは90〜190℃であり、70℃未満では
反応速度が遅すぎ、方230℃を超えると脱水、分解な
どの副反応が多くなり、目的物であるテルペンアルコー
ルの収率(選択率)が低下するので好ましくない。The isomerization and/or hydrogenation reactions in the present invention are carried out in a liquid phase. The reaction temperature at that time varies depending on the composition and amount of the catalyst used, but is usually 70-230°C.
°C, preferably 90 to 190 °C. Below 70 °C, the reaction rate is too slow; while above 230 °C, side reactions such as dehydration and decomposition increase, resulting in a decrease in the yield (selectivity) of the target terpene alcohol. ) is undesirable because it decreases.
また、本発明における異性化および/または水素化の反
応時間は特に制限はなく、使用する触媒の組成および量
、反応温度、さらには反応形式などによって異なるが、
操作性および経済性の点より、通常、0.5〜50時間
、好ましくは1〜30時間である。In addition, the reaction time of isomerization and/or hydrogenation in the present invention is not particularly limited, and varies depending on the composition and amount of the catalyst used, the reaction temperature, and the reaction format.
From the viewpoint of operability and economy, the time is usually 0.5 to 50 hours, preferably 1 to 30 hours.
本発明の異性化および/または水素化反応を実施するに
際し、その反応形式はハツチ反応、連続反応のいずれで
もよく、また使用される反応器も攪拌槽、充填塔、攪拌
槽と充填塔の併用など、いかなる形式でもよい。When carrying out the isomerization and/or hydrogenation reaction of the present invention, the reaction format may be either Hutch reaction or continuous reaction, and the reactor used may be a stirred tank, a packed column, or a combination of a stirred tank and a packed column. It can be in any format.
例えば、粉末状の触媒を使用する場合には、攪拌槽形式
が好ましく用いられ、テルピノレン−4゜8−エポキシ
ドおよび触媒、さらに必要に応じて溶媒を仕込み、所定
の温度、所定の水素圧力下で攪拌することにより反応が
実施される。For example, when using a powdered catalyst, a stirred tank format is preferably used, in which terpinolene-4°8-epoxide and the catalyst are charged, as well as a solvent if necessary, and the mixture is heated at a predetermined temperature and under a predetermined hydrogen pressure. The reaction is carried out by stirring.
また、粒子状あるいはペレット状の触媒を使用する場合
には、充填塔形式あるいは攪拌槽と充填塔の併用が好ま
しく用いられる。この充填塔形式の場合には、例えば所
定の温度下に所定の滞留時間でテルピノレン−4.8−
エポキシドと、場合によっては溶媒との混合物とを水素
ガスとともに通過させることにより、また攪拌槽と充填
塔を併用する場合には、充填塔に所定量の触媒を充填し
、攪拌槽からポンプでテルピノレン−4,8−エポキシ
ドを充填塔に導き、所定の水素圧力下、所定の温度で充
填塔内を通過させ、反応物を撹拌槽に戻すというように
、連続的に充填塔内を循環させることにより反応を実施
することができる。Furthermore, when a particulate or pelleted catalyst is used, a packed column format or a combination of a stirring tank and a packed column is preferably used. In the case of this packed column type, for example, terpinolene-4.8-
By passing a mixture of epoxide and optionally a solvent together with hydrogen gas, or if a stirred tank and a packed tower are used together, the packed tower is filled with a predetermined amount of catalyst and the terpinole is pumped from the stirred tank. - 4,8-Epoxide is introduced into a packed column, passed through the packed column under a predetermined hydrogen pressure and at a predetermined temperature, and the reactant is returned to a stirring tank, thereby continuously circulating the packed column. The reaction can be carried out by
この際、前述のようにあらかじめ触媒を還元しておいて
不活性ガス気流下で前記の反応を行うこともできる。反
応終了後、反応生成物は、反応が懸濁状態で実施された
場合には、ろ過、沈澱分離などの手段により固液分離し
、また反応が固定床形式の場合には、反応生成物は固液
分離されることなくそのまま回収される。At this time, the catalyst may be reduced in advance as described above and the reaction may be carried out under an inert gas stream. After the reaction is completed, if the reaction is carried out in suspension, the reaction product is separated into solid and liquid by means such as filtration or precipitation, or if the reaction is carried out in a fixed bed, the reaction product is It is recovered as is without solid-liquid separation.
本発明の反応によって得られる反応生成物は、目的物で
あるテルペンアルコールのほかに、炭化水素類やアルコ
ールなどの含酸素化合物類などを不純物として含んでい
るため、通常、清潔によって精製することにより、高純
度のテルペンアルコールを得ることができる。ただし、
反応溶媒を用いる場合には、精留に先立ちあらかじめ反
応溶媒を回収する必要がある。また、このときの精留に
より、回収した未反応のテルピノレン−4.8−エポキ
シドは、反応原料として再使用することができる。The reaction product obtained by the reaction of the present invention contains impurities such as hydrocarbons and oxygen-containing compounds such as alcohol in addition to the target terpene alcohol, so it is usually purified by cleaning. , high purity terpene alcohol can be obtained. however,
When using a reaction solvent, it is necessary to collect the reaction solvent in advance prior to rectification. Moreover, the unreacted terpinolene-4,8-epoxide recovered by the rectification at this time can be reused as a reaction raw material.
本発明によれば、テルピノレン−4.8−エポキシドの
4〜8位間に存在するエポキシドが、銅触媒により異性
化および/または水素化反応し、4位にOH結合が、ま
た8〜9位に二重結合が選択的に生成するように異性化
が起きるか、4位にOH結合が選択的に生成するように
水素化されるか、あるいは前述のように異性化が起こっ
たのち、8〜9位の二重結合が選択的に水素化され、そ
の結果、テルペンアルコール、すなわちリモネン4−オ
ールおよび/またはテルピネン−4−オールが高収率で
かつ単一工程で得られる。According to the present invention, the epoxide present between the 4-8 positions of terpinolene-4,8-epoxide undergoes an isomerization and/or hydrogenation reaction using a copper catalyst, and an OH bond is formed at the 4-position, and an OH bond is formed at the 8-9 position. Either isomerization occurs to selectively form a double bond at the 4-position, hydrogenation occurs to selectively form an OH bond at the 4-position, or isomerization occurs at the 4-position, followed by isomerization at the 8-position. The double bond at position ˜9 is selectively hydrogenated, so that the terpene alcohols, namely limonen-4-ol and/or terpinen-4-ol, are obtained in high yield and in a single step.
かくて、この反応の際、廃水を副生ぜず、高価な設備も
必要とせず安価にテルペンアルコールを得ることができ
る。Thus, during this reaction, terpene alcohol can be obtained at low cost without producing waste water or requiring expensive equipment.
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
が、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない
。なお、実施例中、特に断らない限り、部および%は重
量基準である。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. In the examples, unless otherwise specified, parts and percentages are based on weight.
実施例1
攪拌機、温度計、水素ガス導入管を取りつけたステンレ
ス製オートクレーブに、テルピルンー4.8−エポキシ
ド(ガスクロマトグラフィーによる純度98.8%)を
60部、粉末状酸化銅−ケイソウ土触媒5C−1(Cu
b/ (ケイソウ土+バリウム)(重量比)=2/1.
堺化学工業■製〕を1.2部、およびエタノール60部
を仕込み、系内を窒素ガスで置換したのち、水素ガスを
導入して圧力を5 kg / cnlとした。Example 1 In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, a thermometer, and a hydrogen gas inlet tube, 60 parts of terpyrune-4,8-epoxide (purity 98.8% by gas chromatography) and powdered copper oxide-diatomaceous earth catalyst 5C were placed. −1(Cu
b/ (diatomaceous earth + barium) (weight ratio) = 2/1.
[manufactured by Sakai Kagaku Kogyo ■] and 60 parts of ethanol were charged, and after replacing the inside of the system with nitrogen gas, hydrogen gas was introduced to set the pressure to 5 kg/cnl.
次いで、攪拌しながら加熱し、140℃で9時間、攪拌
下に反応を行った。Next, the mixture was heated while being stirred, and the reaction was carried out at 140° C. for 9 hours while being stirred.
反応生成液をサンプリングし、キャピラリーガスクロマ
トグラフィーにより分析した結果、テルピルンー4.8
−エポキシドの転化率は99.3%で、生成物の選択率
は、リモネン−4−オールが72.6%、テルピネン−
4−オールが9. 1%であった。また、副生物として
、炭化水素類が9.4%、含酸素化合物類が8.9%生
成していた。さらに、反応温度140℃、水素圧力30
kg/ cnlで9時間反応を行った。この間、反応に
より水素ガスが吸収されるので、圧力を一定に保つよう
に水素ガスを追加した。As a result of sampling the reaction product liquid and analyzing it by capillary gas chromatography, it was found that Terpyrun-4.8
- Epoxide conversion was 99.3%, product selectivity was 72.6% for limonene-4-ol, terpinene-4-ol
4-all is 9. It was 1%. Further, as by-products, 9.4% of hydrocarbons and 8.9% of oxygen-containing compounds were produced. Furthermore, the reaction temperature was 140°C, and the hydrogen pressure was 30°C.
The reaction was carried out for 9 hours at kg/cnl. During this time, hydrogen gas was absorbed by the reaction, so hydrogen gas was added to keep the pressure constant.
反応生成液は、同様に分析した結果、テルピノレン−4
,8−エポキシドの転化率は100%であり、生成物の
選択率は、テルピネン−4−オールが79.9%、副生
物の炭化水素類が13.8%、含酸素化合物類が6.3
%であり、またリモネン−4−オールの存在は認められ
なかった。As a result of the same analysis, the reaction product liquid was found to be terpinolene-4.
, 8-epoxide was 100%, and the product selectivity was 79.9% for terpinen-4-ol, 13.8% for by-product hydrocarbons, and 6.8% for oxygenated compounds. 3
%, and the presence of limonen-4-ol was not observed.
このようにして得られた反応生成液は、触媒をろ過によ
り分離除去し、さらに脱溶媒したのち、減圧下で精留を
行い、沸点75〜78℃/ 4 **Hgの留分45.
7部(収率=76.1%)が得られた。この留分をキャ
ピラリーガスクロマトグラフィーにより分析した結果、
テルピネン−4オールが96.3□%含有されていた。The reaction product liquid thus obtained was separated and removed by filtration to remove the catalyst, further desolventized, and then rectified under reduced pressure to obtain a fraction with a boiling point of 75 to 78°C/4**Hg.
7 parts (yield=76.1%) were obtained. As a result of analyzing this fraction by capillary gas chromatography,
It contained 96.3□% of terpinen-4ol.
実施例2〜5
実施例1において、仕込み量および反応条件を第1表の
ように変える以外は、実施例1と同様にして反応を行っ
た。そのときの反応生成液のテルピルン=4.8−エポ
キシドの転化率と生成物の選択率を第1表に示す。Examples 2 to 5 Reactions were carried out in the same manner as in Example 1, except that the amounts charged and reaction conditions were changed as shown in Table 1. Table 1 shows the conversion rate of terpyrune=4.8-epoxide and the selectivity of the product in the reaction product solution at that time.
第1表
注)実施例3は、■の反応条件で反応させたのち、ざら
に■の条件で反応を実施した。Table 1 Note) In Example 3, the reaction was carried out under the reaction conditions (2), and then the reaction was roughly carried out under the conditions (2).
を行った。その結果、テルピルンー4,8−エポキシド
の転化率は91.5%、生成物の選択率は、リモネン−
4−オールが68.2%、テルピネン−4−オールが6
.0%で、副生物の炭化水素類は11.4%、含酸素化
合物類は14.4%であった。I did it. As a result, the conversion rate of terpyrune-4,8-epoxide was 91.5%, and the selectivity of the product was 91.5%.
68.2% 4-ol, 6% terpinen-4-ol
.. 0%, by-product hydrocarbons were 11.4%, and oxygen-containing compounds were 14.4%.
実施例8〜11
実施例1において、触媒として第2表に示す触媒を粉末
の状態で使用し、また仕込み量および反応条件を第3表
のように変える以外は、実施例1と同様に反応を実施し
た。結果を第3表に示す。Examples 8 to 11 In Example 1, the reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the catalyst shown in Table 2 was used in powder form and the amount of charge and reaction conditions were changed as shown in Table 3. was carried out. The results are shown in Table 3.
実施例6
実施例1と同じ反応装置に、触媒として実施例1で用い
た触媒5C−1を1.2部およびエタノール120部を
仕込み、水素圧力10kg/cnl。Example 6 Into the same reaction apparatus as in Example 1, 1.2 parts of the catalyst 5C-1 used in Example 1 and 120 parts of ethanol were charged, and the hydrogen pressure was 10 kg/cnl.
130℃で5時間攪拌したのち、常温まで冷却した。次
に、テルピノレン−4,8−エポキシドを60部追加し
、系内を窒素ガスで置換したのち、密閉下、140℃で
16時間攪拌した。After stirring at 130°C for 5 hours, the mixture was cooled to room temperature. Next, 60 parts of terpinolene-4,8-epoxide was added, and after purging the system with nitrogen gas, the mixture was stirred at 140° C. for 16 hours under sealed conditions.
反応生成液をサンプリングし、キャピラリーガスクロマ
トグラフィーにより分析した結果、テルピルンー4,8
−エポキシドの転化率は84.2%で、生成物の選択率
はリモネン−4−オールが77.8%、テルピネン−4
−オールが1.2%で、副生物の炭化水素類は7.9%
、含酸素化合物類は13.1%であった。As a result of sampling the reaction product liquid and analyzing it by capillary gas chromatography, it was found that Terpyrun-4,8
- Epoxide conversion was 84.2%, product selectivity was 77.8% for limonene-4-ol, terpinene-4-ol
-1.2% of all, 7.9% of by-product hydrocarbons
, oxygen-containing compounds were 13.1%.
実施例7
実施例1において、テルピルンー4.8−エポキシドの
仕込み量を130部とし、溶媒を使用せず、水素圧力を
5 kg / ctAとし、さらに反応温度を115℃
とする以外は、実施例1と同様に反応第3表
実施例12〜13
実施例1において、溶媒をエタノールに代えて第4表に
示す溶媒を用い、また反応条件を第4表のように変える
以外゛は、実施例1と同様に反応を行った。結果を第4
表に示す。Example 7 In Example 1, the amount of terpyrune-4,8-epoxide charged was 130 parts, no solvent was used, the hydrogen pressure was 5 kg/ctA, and the reaction temperature was 115°C.
Table 3: Examples 12 to 13 The reaction was the same as in Example 1, except that the solvent shown in Table 4 was used instead of ethanol in Example 1, and the reaction conditions were as shown in Table 4. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except for the following changes. 4th result
Shown in the table.
第4表
実施例14
実施例1において、触媒としてラネー銅を3.0部用い
、かつ水素圧力を5 kg / cal、反応温度を1
40℃、反応時間を15時間とする以外は、実施例1と
同様に反応を行った。Table 4 Example 14 In Example 1, 3.0 parts of Raney copper was used as a catalyst, the hydrogen pressure was 5 kg/cal, and the reaction temperature was 1.
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 40°C and the reaction time was 15 hours.
その結果、テルピルンー4.8−エポキシドの転化率は
93.2%、生成物の選択率は、リモネン−4−オール
が36.1%、テルピネン−4オールが33.8%で、
副生物の炭化水素類は10.6%、含酸素化合物類は1
9.5%であった。As a result, the conversion rate of terpyrune-4.8-epoxide was 93.2%, and the product selectivity was 36.1% for limonen-4-ol and 33.8% for terpinen-4-ol.
Hydrocarbons as by-products are 10.6%, and oxygen-containing compounds are 1%.
It was 9.5%.
比較例1
実施例1において、反応温度を65℃、水素圧力を20
kg/cnl、反応時間を20時間とする以外は、実施
例1と同様に反応を行った。Comparative Example 1 In Example 1, the reaction temperature was 65°C and the hydrogen pressure was 20°C.
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the reaction time was 20 hours.
その結果、テルピルンー4,8−エポキシドの転化率は
0.3%であった。As a result, the conversion rate of terpyrune-4,8-epoxide was 0.3%.
比較例2
実施例1において、反応温度を250℃、反応時間を4
.5時間とする以外は、実施例1と同様に反応を行った
。Comparative Example 2 In Example 1, the reaction temperature was 250°C and the reaction time was 4
.. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the reaction time was 5 hours.
その結果、テルピルンー4.8−エポキシドの転化率は
100%、生成物の選択率は、リモネン−4−オールが
17.5%、テルピネン−4オールが6.7%で、副生
物の炭化水素類は45゜%、含酸素化合物類は14.7
%で、そのほか重合物が生成していた。As a result, the conversion rate of terpyrune-4,8-epoxide was 100%, the product selectivity was 17.5% for limonene-4-ol, 6.7% for terpinen-4-ol, and the by-product hydrocarbon 45% for oxygen-containing compounds, 14.7% for oxygen-containing compounds
%, other polymers were produced.
本発明によれば、銅触媒を用いてテルピノレン4.8−
エポキシドを異性化および/または水素化することによ
り、単一工程で高収率で相当するテルペンアルコール、
すなわちリモネン−4オールおよび/またはテルピネン
−4−オールを得ることができ、さらに従来技術にみら
れるように特別の設備や水洗工程を必要とせず、極めて
安価にテルペンアルコールを製造することができる。According to the invention, terpinolene 4.8-
By isomerizing and/or hydrogenating the epoxide, the corresponding terpene alcohol can be prepared in a single step in high yield.
That is, limonene-4-ol and/or terpinen-4-ol can be obtained, and terpene alcohol can be produced at an extremely low cost without the need for special equipment or water washing steps as seen in the prior art.
特許出願人 安原油脂工業株式会社 代理人 弁理士 白 井 重 隆Patent applicant Yasushi Oil Industries Co., Ltd. Agent: Patent Attorney Takashi Shirai
Claims (7)
いて異性化および/または水素化反応を行うテルペンア
ルコールの製造方法。(1) A method for producing terpene alcohol in which terpinolene-4,8-epoxide is isomerized and/or hydrogenated using a copper catalyst.
アルコールの製造方法。(2) The method for producing a terpene alcohol according to claim 1, wherein the copper catalyst is Raney copper.
アルコールの製造方法。(3) The method for producing a terpene alcohol according to claim 1, wherein the copper catalyst is a copper oxide.
物および/または亜鉛酸化物を含有する請求項1記載の
テルペンアルコールの製造方法。(4) The method for producing a terpene alcohol according to claim 1, wherein the copper catalyst is a copper oxide and contains a chromium oxide and/or a zinc oxide.
は4記載のテルペンアルコールの製造方法。(5) The method for producing a terpene alcohol according to claim 1, 3 or 4, wherein the copper catalyst is supported on a carrier.
30℃である請求項1記載のテルペンアルコールの製造
方法。(6) Isomerization and/or hydrogenation reaction temperature is 70-2
The method for producing terpene alcohol according to claim 1, wherein the temperature is 30°C.
反応を行う請求項1記載のテルペンアルコールの製造方
法。(7) The method for producing a terpene alcohol according to claim 1, wherein the isomerization and/or hydrogenation reaction is carried out in the presence of hydrogen gas.
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WO2017144336A1 (en) | 2016-02-26 | 2017-08-31 | BASF Agro B.V. | Process for preparing terpinene-4-ol |
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- 1988-08-10 JP JP63197997A patent/JP2585737B2/en not_active Expired - Fee Related
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