CN101111454A - 重氢气的制造方法、以及使用了由该制造方法得到的重氢气的接触重氢化方法 - Google Patents

重氢气的制造方法、以及使用了由该制造方法得到的重氢气的接触重氢化方法 Download PDF

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Abstract

本发明的课题是提供重氢气的制造方法、以及使用了由该制造方法得到的重氢气的接触重氢化方法，在所述重氢气的制造方法中，相对于作为反应基质的重氢化后的溶剂，可以有效地生成重氢气。本发明的重氢气的制造方法的特征在于，在催化剂的共存下于加压下使重氢化后的溶剂与氢气相接触，所述催化剂是选自钯催化剂、铂催化剂、镍催化剂、钴催化剂、铱催化剂、以及没有配体配位的铑催化剂和钌催化剂中的催化剂；本发明的具有还原性官能团的化合物的接触重氢化方法的特征在于，在接触还原催化剂的共存下，使由上述重氢气的制造方法所得到的重氢气与具有还原性官能团的化合物相接触。

Description

重氢气的制造方法、以及使用了由该制造方法得到的重氢气的接触重氢化方法
技术领域
本发明涉及在催化剂的共存下于加压下使被重氢化的溶剂与氢气相接触来制造重氢气的方法，所述催化剂选自钯催化剂、铂催化剂、镍催化剂、钴催化剂、铱催化剂、以及没有配体配位的铑催化剂和钌催化剂；本发明进一步涉及使用由该制造方法得到的重氢气对具有还原性官能团的化合物进行接触重氢化的方法。
背景技术
重氢化(氘化和氚化)后的化合物在例如生命科学、环境科学、物质科学等各领域作为标记化合物等被广泛利用。例如，氘化后的化合物在解析反应机理和物质代谢等方面是非常有用的。并且，该化合物本身的稳定性和性质因其同位素效应而改变，因此认为该化合物作为医药品、农药、有机EL材料等也是有用的。而且，人们认为氚化后的化合物作为在动物实验等中调查医药品等的吸收、分布、血药浓度、排泄、代谢等时的标记化合物是有用的。因此，近年来在这些领域中积极地进行着使用被重氢化(氘化和氚化)后的化合物的研究。
作为制造重氢化的化合物的方法，有各种各样的方法，其中优选例如基于H-D交换反应的向最终目的物的直接引入法、与还原性官能团的接触重氢化方法等，作为这些反应中的重氢源可以使用重氢气(D2、T2)。
但是，由于例如D2气极为昂贵，因而尝试使用价格较便宜且容易获得的例如重水(D2O)等作为重氢源来制造重氢气。
作为使用重水制造重氢气的方法，已知有例如电解重水的方法(专利文献1)。但是，该方法存在如下问题：例如消耗巨大能量、由于使用重氢化的碱性氢氧化物(例如KOD等)作为电解质而花费成本、由于生成副产物氧气(O2)因而需要将氧气与重氢气分离的操作等。
因此，有提案提出了使用钌(II)和铑(I)络合物作为水溶性络合物催化剂在加压条件(2MPa＝约20个气压)下使氢气(H2)和重水反应来制造重氢气的方法(非专利文献1和非专利文献2)。但是，该方法存在如下等问题：仅生成DH气而不生成重氢气(D2)；由于要用到复杂的络合物催化剂且其需要预先合成，因而操作困难且花费成本；由于该络合物催化剂为水溶性的，因而难于将该络合物催化剂从重水中回收-再利用。
另外，由本发明的一部分发明人等提出了于常温常压下在钯碳(Pd/C)催化剂的存在下使氢气与重水发生反应来制造重氢气的方法(非专利文献3)。但是，该方法虽然能够得到纯的重氢气，但所生成的重氢气相对于作为反应基质的重水的比(重氢产率)低，因而该方法难以被称作有效的重氢气制造方法。
这种状况下，希望开发出利用经重氢化的溶剂来有效地制造重氢气的方法。
专利文献1：美国专利第4054496号说明书
非专利文献1：Gabor et al，Green Chem.，2003，Vol.5，p.213-217
非专利文献2：Gabor et al，C.R.Acad.Sci.Paris，Ser.Iic：Chem.Vol.3(2003)，p.601-605
非专利文献3：Organic Letters，2004，Vol.6，No.20，p.3521-3523
发明内容
本发明的课题是提供重氢气的制造方法，该制造方法可相对于作为反应基质的重氢化后的溶剂有效地生成重氢气。
本发明是(1)重氢气的制造方法和(2)具有还原性官能团的化合物的接触重氢化方法的发明，所述(1)重氢气的制造方法的特征为，在催化剂的共存下于加压下使重氢化后的溶剂与氢气相接触，所述催化剂选自钯催化剂、铂催化剂、镍催化剂、钴催化剂、铱催化剂、以及没有配体配位的铑催化剂和钌催化剂；所述(2)具有还原性官能团的化合物的接触重氢化方法的特征为，在接触还原催化剂的共存下，使由上述(1)得到的重氢气与具有还原性官能团的化合物相接触。
根据本发明的重氢气的制造方法，可以利用重氢化的溶剂以高产率生成重氢气。另外，如果使用由本发明的重氢气的制造方法得到的重氢气在接触还原催化剂的存在下进行具有还原性官能团的化合物(反应基质)的接触重氢化反应，则结果是无需另外获得价格昂贵的重氢而可以使用价格较便宜的可获得的重水等重氢化的溶剂来有效地对反应基质进行接触重氢化反应，并且可以生成具有高重氢化率的重氢化合物。
具体实施方式
本发明中，重氢是指氘(D)或氚(T)，重氢化是指氘化和氚化。而且，本说明书中，将所生成的重氢气相对于重氢化的溶剂的比率作为“重氢(气)生成效率(或产率)”。另外，本说明书中，将通过接触重氢还原而将重氢加成到具有还原性官能团的化合物的反应部位上的比例作为“重氢化率”。
作为本发明的重氢气的制造方法中的重氢气，可举出氘(D2)或氚(T2)。
作为被重氢化了的溶剂，当重氢为氘时，可以举出例如重水(D2O)；例如重氢甲醇、重氢乙醇、重氢丙醇、重氢异丙醇、重氢丁醇、重氢叔丁醇、重氢戊醇、重氢己醇、重氢庚醇、重氢辛醇、重氢壬醇、重氢癸醇、重氢十一烷基醇、重氢十二烷基醇等重氢醇类；例如重氢甲酸、重氢乙酸、重氢丙酸、重氢丁酸、重氢异丁酸、重氢戊酸、重氢异戊酸、重氢三甲基乙酸等重氢羧酸类等有机溶剂等。其中考虑到环境和可操作性，优选重水。而且，当重氢为氚时，作为被重氢化了的溶剂，例如可以举出氚化水(T2O)等。这些溶剂可以单独使用也可以适宜组合两种以上来使用。
所述被重氢化了的溶剂只要是分子中一个以上的氢原子被重氢化了的溶剂即可，例如，重氢醇类中的羟基的氢原子、重氢羧酸类的羧基的氢原子被重氢化后就可以在本发明的重氢化方法中使用。
另外，在本发明的重氢气的制造方法中，可以根据需要使用反应溶剂。作为可以根据需要使用的反应溶剂，只要不对本发明中重氢气的制造带来恶劣影响就可以使用任何溶剂，具体可以举出例如二甲醚、二乙醚、二异丙基醚、乙基甲基醚、叔丁基甲基醚、1，2-二甲氧基乙烷、环氧乙烷、1，4-二噁烷、二氢吡喃、四氢呋喃等醚类；例如己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、环己烷等脂肪族烃类等。这些溶剂可以单独使用也可以适宜组合两种以上来使用。
对于作为本发明的重氢气制造方法中的催化剂而列举出的钯催化剂，可以举出钯原子价通常为0～4价、优选为0～2价、更优选为0价的钯催化剂。
作为铂催化剂，可举出铂原子的原子价通常为0～4价、优选为0～2价、更优选为0价的铂催化剂。
作为镍催化剂，可举出镍原子的原子价通常为0～2价、优选为0价的镍催化剂。
作为钴催化剂，可举出钴原子的原子价通常为0价或1价的钴催化剂。
作为铱催化剂，可举出铱原子的原子价通常为0～4价、优选为0～3价、更优选为0价的铱催化剂。
作为铑催化剂，可举出铑原子的原子价通常为0～4价、优选为0价的铑催化剂。
作为钌催化剂，可举出钌原子的原子价通常为0～4价、优选为0价的钌催化剂。
在如上所述的催化剂中，对于钯、铂、镍、钴、铱、铑和钌催化剂来说，既可以是金属本身(金属单质)，也可以是这些金属的氢氧化物、氧化物、卤化物或乙酸盐；对于钯、铂、镍、钴和铱催化剂来说，还可以是配位有如下所述配体的催化剂。其中优选例如金属单质、其氢氧化物、氧化物、卤化物、乙酸盐等没有配体配位的金属催化剂。另外，也可以是这些金属(金属单质)、金属氢氧化物、金属氧化物、金属卤化物、乙酸盐或金属络合物被担载在各种载体上而形成的催化剂。
作为可以配位有配体的金属催化剂中的配体，可以举出例如1，5-环辛二烯(COD)、二亚苄基丙酮(DBA)、联二吡啶(BPY)、邻二氮杂菲(PHE)、苯甲腈(PhCN)、异腈(RNC)、三乙胂(As(Et)3)、乙酰丙酮配体(acac)、五甲基环戊二烯基(Cp*)、乙二胺(EN)；例如二甲基苯膦(P(CH3)2Ph)、二苯基膦基二茂铁(DPPF)、三甲基膦(P(CH3)3)、三乙基膦(PEt3)、三叔丁基膦(PtBu3)、三环己基膦(PCy3)、三甲氧基膦(P(OCH3)3)、三乙氧基膦(P(OEt)3)、三叔丁氧基膦(P(OtBu)3)、三苯基膦(PPh3)、1，2-双(二苯基膦基)乙烷(DPPE)、三苯氧基膦(P(OPh)3)、三邻甲苯基膦(P(o-tolyl)3)等有机膦配体等。
作为钯金属催化剂的具体例，可以举出例如Pd；例如Pd(OH)2等氢氧化钯催化剂；例如PdO等氧化钯催化剂；例如PdBr2、PdCl2、PdI2等卤化钯催化剂；例如乙酸钯(Pd(OAc)2)、三氟乙酸钯(Pd(OCOCF3)2)等乙酸钯盐催化剂；例如Pd(RNC)2Cl2、Pd(acac)2、二乙酸双(三苯基膦)钯[Pd(OAc)2(PPh3)2]、Pd(PPh3)4、Pd2(dba)3、Pd(NH3)2Cl2、Pd(CH3CN)2Cl2、二氯双(苯甲腈)钯[Pd(PhCN)2Cl2]、Pd(dppe)Cl2、Pd(dppf)Cl2、Pd[PCy3]2Cl2、Pd(PPh3)2Cl2、Pd[P(o-tolyl)3]2Cl2、Pd(cod)2Cl2、Pd(PPh3)(CH3CN)2Cl2、Pd(en)等的配位有配体的钯金属络合物催化剂等。
作为铂金属催化剂的具体例，可以举出例如Pt；例如PtO2等氧化铂催化剂；例如PtCl4、PtCl2、K2PtCl4等卤化铂催化剂；例如PtCl2(cod)、PtCl2(dba)、PtCl2(PCy3)2、PtCl2(P(OEt)3)2、PtCl2(P(OtBu)3)2、PtCl2(bpy)、PtCl2(phe)、Pt(PPh3)4、Pt(cod)2、Pt(dba)2、Pt(bpy)2、Pt(phe)2等配位有配体的铂金属络合物催化剂等。
作为镍金属催化剂的具体例，可以举出例如Ni；例如NiO等氧化镍催化剂；例如NiCl2等卤化镍催化剂；例如NiCl2(dppe)、NiCl2(PPh3)2、Ni(PPh3)4、Ni(P(OPh)3)4、Ni(cod)2等配位有配体的镍金属络合物催化剂等。
作为钴金属催化剂的具体例，可以举出例如Co(C3H5){P(OCH3)3}3等配位有配体的钴金属络合物催化剂等。
作为铱金属催化剂的具体例，可举出例如Ir；例如Ir(cod)(acac)、Cp*(P(CH3)3)IrCl2等配位有配体的铱金属络合物催化剂等。
作为铑类的金属催化剂，可举出例如Rh等。
作为钌金属催化剂的具体例，可举出例如Ru等。
作为如上所述的金属催化剂被载体所担载时的载体，可以举出例如碳、氧化铝、二氧化硅凝胶、沸石、分子筛、离子交换树脂、聚合物等，其中优选碳、氧化铝，它们中更优选碳。
作为用作载体的离子交换树脂，只要是不对本发明的重氢化带来恶劣影响的物质即可，可以举出例如阳离子交换树脂、阴离子交换树脂。
作为阳离子交换树脂，可以举出例如弱酸性阳离子交换树脂、强酸性阳离子交换树脂；作为阴离子交换树脂，可以举出例如弱碱性阴离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂等。
离子交换树脂一般包含作为骨架聚合物的以双官能性单体交联的聚合物，在该交联的聚合物上结合有酸性基团或碱性基团，分别被各种阳离子或阴离子(反离子)交换。
作为弱酸性阳离子交换树脂的具体例，可以举出例如将以二乙烯基苯交联的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的聚合物进行水解而得到的产物等。
作为强酸性阳离子交换树脂的具体例，可以举出例如将苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物进行磺化的产物。
作为强碱性阴离子交换树脂，可以举出例如在苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物的芳环上结合有氨基的化合物。
碱性阴离子交换树脂的碱性强度按照所结合的氨基为伯氨基、仲氨基、叔氨基、季铵盐的顺序依次增强。
另外，与上述离子交换树脂相同，市售的离子交换树脂也能够作为本发明的重氢气制造方法中所涉及的催化剂的载体使用。
而且，对用作载体的聚合物，没有特别限定，只要是不对本发明的重氢气制造方法带来恶劣影响的物质即可，作为这种聚合物的例子，可以举出例如下述通式[1]表示的单体经过聚合或共聚而得到的产物等。
通式[1]
Figure A20068000342600081
在所述通式[1]中，R1表示氢原子、低级烷基、羧基、羧基烷基、烷氧基羰基、羟基烷氧基羰基、氰基或甲酰基；R2表示氢原子、低级烷基、羧基、烷氧基羰基、羟基烷氧基羰基、氰基或卤原子；R3表示氢原子、低级烷基、卤代烷基、羟基、可以具有取代基的芳基、脂肪族杂环基、芳香族杂环基、卤原子、烷氧基羰基、羟基烷氧基羰基、磺基、氰基、含氰基的烷基、酰氧基、羧基、羧基烷基、醛基、氨基、氨基烷基、氨基甲酰基、N-烷基氨基甲酰基或羟基烷基；并且，R2和R3可以相结合，与相邻的-C＝C-共同成为脂肪族环。
在通式[1]中，作为以R1～R3表示的低级烷基，可以是直链状、支链状和环状中的任意一种，可以举出例如碳原子数为1～6的烷基，具体可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、1-甲基戊基、正己基、异己基、仲己基、叔己基、新己基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。
作为以R1和R2表示的羧基烷基，可以举出例如上述低级烷基的部分氢原子被羧基所取代的基团等，具体可以举出例如羧甲基、羧乙基、羧丙基、羧丁基、羧戊基、羧己基等。
作为以R1～R3表示的烷氧基羰基，优选例如碳原子数为2～11的烷氧基羰基，具体可以举出例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基、戊氧基羰基、己氧基羰基、环己氧基羰基、庚氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、辛氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基等。
作为以R1～R3表示的羟基烷氧基羰基，可以举出上述碳原子数为2～11的烷氧基羰基的部分氢原子被羟基所取代的基团，具体可以举出例如羟基甲氧基羰基、羟基乙氧基羰基、羟基丙氧基羰基、羟基丁氧基羰基、羟基戊氧基羰基、羟基己氧基羰基、羟基庚氧基羰基、羟基辛氧基羰基、羟基壬氧基羰基、羟基癸氧基羰基等。
作为以R2和R3表示的卤原子，可以举出例如氟、氯、溴、碘等。
作为以R3表示的卤代烷基，可以举出例如以R1～R3表示的上述低级烷基被卤化(例如氟化、氯化、溴化、碘化等)了的碳原子数为1～6的卤代烷基，具体可以举出例如氯甲基、溴甲基、三氟甲基、2-氯乙基、3-氯丙基、3-溴丙基、3，3，3-三氟丙基、4-氯丁基、5-氯戊基、6-氯己基等。
作为可以具有取代基的芳基中的芳基，可以举出例如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等；而且，作为该取代基，可以举出例如氨基、羟基、低级烷氧基、羧基等。
对于作为取代基而列举出的低级烷氧基，可以是直链状、支链状或环状，可举出通常碳原子数为1～6的烷氧基，具体可举出例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、仲戊氧基、叔戊氧基、新戊氧基、正己氧基、异己氧基、仲己氧基、叔己氧基、新己氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基等。
作为带有取代基的芳基的具体例，可以举出例如氨基苯基、甲苯氨基、羟基苯基、甲氧基苯基、叔丁氧基苯基、羧基苯基等。
作为脂肪族杂环基，可以举出例如含有1～3个杂原子(例如氮原子、氧原子、硫原子等)的五元环或六元环的杂环基等，具体可以举出例如2-氧代吡咯烷基、哌啶基(2-，3-，或4-)、1-哌啶基、哌嗪基、4-吗啉基等。
作为芳香族杂环基，优选例如含有1～3个杂原子(例如氮原子、氧原子、硫原子等)的五元环或六元环的芳香族杂环基等，具体可以举出例如吡啶基、咪唑基、噻唑基、呋喃基、吡喃基等。
作为含氰基的烷基，可以举出例如上述低级烷基的部分氢原子被氰基所取代的基团，具体可以举出例如氰基甲基、2-氰基乙基、2-氰基丙基、3-氰基丙基、2-氰基丁基、4-氰基丁基、5-氰基戊基、6-氰基己基等。
作为酰氧基，可以举出例如源于碳原子数为2～20的羧酸的酰氧基，具体可以举出例如乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、壬酰氧基、癸酰氧基、苯甲酰氧基等。
作为氨基烷基，可以举出上述低级烷基的部分氢原子被氨基所取代的基团，具体可以举出例如氨基甲基、氨基乙基、氨基丙基、氨基丁基、氨基戊基、氨基己基等。
作为N-烷基氨基甲酰基，可以举出氨基甲酰基的部分氢原子被烷基所取代的基团，具体可以举出例如N-甲基氨基甲酰基、N-乙基氨基甲酰基、N-正丙基氨基甲酰基、N-异丙基氨基甲酰基、N-正丁基氨基甲酰基、N-叔丁基氨基甲酰基等。
作为羟基烷基，可以举出上述低级烷基的部分氢原子被羟基所取代的基团，具体可以举出例如羟基甲基、羟基乙基、羟基丙基、羟基丁基、羟基戊基、羟基己基等。
此外，作为R1和R2相结合并与相邻的-C＝C-共同形成脂肪族环的情况下的脂肪族环，可以举出例如碳原子数为5～10的不饱和脂肪族环，所述脂肪族环既可以是单环也可以是多环。作为这些脂肪族环的具体例，可以举出例如降冰片烯环、环戊烯环、环己烯环、环辛烯环、环癸烯环等。
作为通式[1]表示的单体的具体例，可以举出例如乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯等碳原子数为2～20的乙烯性不饱和脂肪族烃类；例如苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、二乙烯基苯等碳原子数为8～20的乙烯性不饱和芳香族烃类；例如甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙酸异丙烯酯等碳原子数为3～20的烯基酯类；例如氯乙烯、偏二氯乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯等碳原子数为2～20的含卤乙烯性不饱和化合物类；例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、乙烯基乙酸、烯丙基乙酸、乙烯基苯甲酸等碳原子数为3～20的乙烯性不饱和羧酸类(这些酸类也可以形成为例如钠盐、钾盐等碱金属盐或铵盐等盐的形式)；例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯、衣康酸甲酯、衣康酸乙酯、马来酸甲酯、马来酸乙酯、富马酸甲酯、富马酸乙酯、巴豆酸甲酯、巴豆酸乙酯、3-丁烯酸甲酯等乙烯性不饱和羧酸酯类；例如丙烯腈、甲基丙烯腈、烯丙基氰等碳原子数为3～20的含氰基乙烯性不饱和化合物类；例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等碳原子数为3～20的乙烯性不饱和酰胺化合物类；例如丙烯醛、巴豆醛等碳原子数为3～20的乙烯性不饱和醛类；例如乙烯基磺酸、4-乙烯基苯磺酸等碳原子数为2～20的乙烯性不饱和磺酸类(这些酸类也可以形成为例如钠盐、钾盐等碱金属盐等的盐的形式)；例如乙烯胺、烯丙胺等碳原子数为2～20的乙烯性不饱和脂肪族胺类；例如乙烯基苯胺等碳原子数为8～20的乙烯性不饱和芳香族胺类；例如N-乙烯吡咯烷酮、乙烯哌啶等碳原子数为5～20的乙烯性不饱和脂肪族杂环胺类；例如烯丙醇、巴豆醇等碳原子数为3～20的乙烯性不饱和醇类；例如4-乙烯基苯酚等碳原子数为8～20的乙烯性不饱和苯酚类等。
在担载在载体上的催化剂中，作为催化剂金属的钯、铂、镍、钴、铱、铑和钌的比例通常为全部催化剂的1重量％～99重量％，优选为1重量％～50重量％，更优选为1重量％～30重量％，进一步优选为1重量％～20重量％，尤其优选为5重量％～10重量％。
在本发明的重氢气制造方法中，上述担载于载体上的金属催化剂中优选钯碳、铂碳、铑碳等，其中特别优选钯碳。
本发明的重氢气制造方法中，可以单独使用上述催化剂，也可以适宜组合两种以上来使用。
关于本发明的重氢气制造方法中所涉及的催化剂的用量，不管该催化剂是否担载在载体等上(担载在载体等上的情况下，以被担载于载体上的状态下的重量计)，相对于作为重氢源的被重氢化的溶剂，通常所谓催化剂量依次优选为0.01重量％～200重量％、0.01重量％～100重量％、0.01重量％～50重量％、0.01重量％～20重量％、0.1重量％～20重量％、1重量％～20重量％、5重量％～20重量％；此外，该催化剂整体中含有的催化剂金属的量的上限依次优选为20重量％、10重量％、5重量％、2重量％，下限依次优选为0.0005重量％、0.005重量％、0.05重量％、0.5重量％。
进行本发明的重氢气制造方法时的反应压力的下限通常为2个气压，依次更优选为3个气压、4个气压、5个气压，上限通常为100个气压，依次更优选为50个气压、30个气压、20个气压、15个气压。
本发明的重氢气制造方法中的被重氢化了的溶剂的用量越多生成的重氢气越多，但考虑到经济方面，相对于使用的氢气，所述溶剂用量的下限通常为0.1倍摩尔，依次优选为0.5倍摩尔、1倍摩尔，其上限通常为50倍摩尔，依次优选为40倍摩尔、30倍摩尔、20倍摩尔。
本发明的重氢气制造方法可以在反应体系内为密封状态的条件下进行，通过添加氢气来加压。
反应体系内进而可以添加有例如氮气、氩气等惰性气体。
本发明的重氢气制造方法在密封状态下进行时，可以使用在进行通常加压反应时所用的例如加压容器等来进行，可以从市售的加压容器中适当选择具有满足上述反应压力和氢气用量的范围的容积的加压容器来使用。
本发明的重氢气制造方法的反应温度的下限通常为0℃，依次更优选为5℃、10℃、15℃、20℃，上限通常为100℃、依次更优选为70℃、50℃。
本发明的重氢气制造方法的反应时间的下限通常为6小时，依次更优选为12小时、24小时、48小时、72小时，上限通常为120小时，依次更优选为108小时、96小时。
下文以使用钯催化剂作为催化剂、使用重水作为重氢化的溶剂、进而使用96mL的高压釜作为加压容器的情况为例说明本发明的重氢气制造方法。
即，例如在1～2mL重水(相对于氢气为约1倍摩尔～6倍摩尔)中加入钯催化剂(相对于重水，钯金属为1重量％～2重量％)，密闭反应体系，用氢气对体系内加压(2～11个气压)，于约20℃～50℃搅拌约24小时～96小时进行反应，从而生成重氢气。
通过用1H-NMR测定同时生成的DHO生成量来计算出所得重氢气的生成量。
另外，将由反应基质D2O所生成的D2的比率作为“D2生成效率(或产率)”，该生成效率(或产率)按如下方法算出。
D2产率＝DHO/(DHO+D2O)mol％
所得重氢气例如可以捕集到气球等中，用于作为目的的例如接触重氢化反应等各种反应中。
根据本发明的重氢气制造方法，可以由价格较便宜的D2O有效地生产D2，而不具有以往方法中的下述问题：例如电解法等因消耗巨大能量而花费成本、例如因使用复杂的络合物试剂而需要预先合成该试剂，从而使操作复杂且消耗成本等。
而且，根据本发明的重氢气制造方法，可以高产率地由作为起始原料的重氢化了的溶剂生成重氢气。
因此，例如使用由本发明的重氢气制造方法得到的重氢气，使所希望的基质进行接触重氢化反应，则可以有效生成基质的反应部位被接触还原的重氢化合物。
作为本发明的接触重氢化方法，例如可在接触还原催化剂的共存下必要时在反应溶剂中使具有还原性官能团的化合物与由本发明的重氢气制造方法得到的重氢气相接触。
在本发明的接触重氢化方法中，作为具有还原性官能团的化合物中的还原性官能团，可以是任何基团，只要该基团可以通过通常的接触还原反应被还原(氢化)即可，作为该还原性官能团，可举出例如碳-碳双键、碳-碳三键、环氧基、卤原子、腈基、与芳香环直接键合的碳原子上所键合的羟基(苄基位羟基)、羰基、亚氨基、芳香环、碳原子数为3～4的环状烷基等。
所谓的碳-碳双键和碳-碳三键分别指的是通常在接触还原反应中能被还原的反应性双键和反应性三键。
对于作为还原性官能团的卤原子，可举出例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作为芳香环和与芳香环直接键合的碳原子上所键合的羟基中的芳香环，可以是单环，也可以是稠合多环，在稠合多环的情况下，芳香环之间或芳香环与脂肪环可以稠合，这些稠合多环可以取平面结构或者立体结构。
作为上述芳香环的具体例，可举出例如苯、萘、蒽、菲等。
作为环状烷基，可举出碳原子数为3～4的环烷基，具体可举出例如环丙基、环丁基等。
作为本发明的接触重氢化方法中所涉及的具有还原性官能团的化合物，可以是任何化合物，只要在该化合物中具有一个以上如上所述的还原性官能团即可。
作为接触还原催化剂，可举出在接触还原反应中通常所用的全部催化剂，例如可举出钯催化剂、铂催化剂、镍催化剂、铑催化剂、钌催化剂、铼催化剂等。
作为钯催化剂，可举出钯原子价为0～4价、优选为0～2价、更优选为0价的钯催化剂。
作为铂催化剂，可举出铂原子的原子价通常为0～4价、优选为0～2价、更优选为0价的铂催化剂。
作为镍催化剂，可举出镍原子的原子价通常为0～2价、优选为0价的镍催化剂。
作为铑催化剂，可举出铑原子的原子价通常为0～4价、优选为0价铑催化剂。
作为钌催化剂，可举出钌原子的原子价通常为0～4价、优选为0价的钌催化剂。
作为铼催化剂，可举出铼原子的原子价通常为0～7价、优选为0～3价、更优选为0价的铼催化剂。
如上所述的催化剂可以是钯、铂、镍、铑、钌或铼金属本身，也可以是这些金属的氧化物、卤化物、乙酸盐，或者可以是配位有配体的催化剂，也可以是这些金属、金属氧化物、卤化物、乙酸盐、雷尼催化剂或金属络合物担载在各种载体上所形成的催化剂。
作为可以配位有配体的金属催化剂中的配体，可以举出与在本发明的重氢气制造方法中选择性配位在催化剂上的配体的具体例相同的配体。
作为钯金属催化剂和铂金属催化剂的具体例，可举出与本发明的重氢气制造方法中的钯金属催化剂和铂金属催化剂的具体例相同的催化剂。
作为镍金属催化剂的具体例，可举出例如本发明的重氢气制造方法中镍金属催化剂的具体例、雷尼镍等。
作为铑金属催化剂的具体例，可举出例如Rh；例如RhCl(PPh3)3等配位有配体的铑金属络合物催化剂等。
作为钌金属催化剂的具体例，可举出例如Ru；例如RuCl2(PPh3)3等配位有配体的钌金属络合物催化剂等。
作为铼金属催化剂的具体例，可举出例如Re；例如ReO3等氧化铼催化剂；例如Re(CH3)Cp*(NO)PPh3等配位有配体的铼金属络合物催化剂等。
作为上述的金属催化剂被担载在载体上时的载体，可以举出例如碳、氧化铝、二氧化硅凝胶、沸石、分子筛、离子交换树脂、聚合物等。
作为用作载体的离子交换树脂和聚合物的具体例，可举出与本发明的重氢气制造方法中作为载体所列举出的离子交换树脂和聚合物的具体例同样的例子。
担载在载体上的接触还原催化剂中作为催化剂金属的钯、铂、镍、铑、钌和铼的比例通常为催化剂整体的1重量％～99重量％，优选1重量％～50重量％，更优选1重量％～30重量％，进一步优选1重量％～20重量％，特别优选5重量％～10重量％。
对于本发明的接触重氢化方法中接触还原催化剂的用量，不管该催化剂是否担载在载体等上(担载在载体等上的情况下，以被担载于载体上的状态下的重量计)，相对于作为反应基质的具有还原性官能团的化合物，通常所谓催化剂量依次优选为0.01重量％～200重量％、0.01重量％～100重量％、0.01重量％～50重量％、0.01重量％～20重量％、0.1重量％～20重量％、1重量％～20重量％、10重量％～20重量％；此外，该催化剂整体中含有的催化剂金属的量的上限依次优选为20重量％、10重量％、5重量％、2重量％，下限依次优选为0.0005重量％、0.005重量％、0.05重量％、0.5重量％。
本发明的接触重氢化方法中，相对于反应基质中的还原性官能团的理论量，由本发明的重氢气制造方法得到的重氢气的用量的下限通常为1倍摩尔，依次优选为2倍摩尔、3倍摩尔、4倍摩尔，其上限通常为100倍摩尔，依次优选为50倍摩尔、30倍摩尔、10倍摩尔。
本发明的接触重氢化方法中可以使用反应溶剂，作为这样的反应溶剂，只要不对本发明中的接触重氢化反应带来恶劣影响即可，可以是任何溶剂，换言之，例如只要是不会被接触还原的溶剂即可，具体可举出例如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、环戊烷、环己烷、环庚烷等碳原子数为5～11的脂肪族烃类；例如苯、萘等芳香族烃类；例如甲苯、二甲苯、均三甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯、丁苯、异丁苯、叔丁苯、戊苯、己苯等烷基取代的芳香族烃类；例如苯甲醚、乙氧基苯、丙氧基苯等烷氧基取代的芳香族烃类等；例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、苄醇等醇类；例如甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯等脂肪族羧酸酯类；例如苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯等芳香族羧酸酯类；例如二甲醚、甲乙醚、二乙醚、二异丙醚、叔丁基甲基醚、四氢呋喃、四氢吡喃、1，4-二噁烷、环戊基苯基醚等醚类等的有机溶剂；水；与上述本发明的重氢气制造方法中的被重氢化了的溶剂的具体例同样的溶剂等。这些溶剂根据反应基质的种类、反应温度或目的反应时间等来适当选择，既可以单独使用，也可以两种以上适当组合使用。
另外，本发明的接触重氢化反应可以在作为反应基质的具有还原性官能团的化合物不完全溶解于上述反应溶剂的状态进行，也可以以悬浊状态进行。
本发明的接触重氢化方法的反应温度的下限通常为0℃，依次更优选为5℃、10℃、15℃、20℃，上限通常为80℃，依次更优选为60℃、40℃。
本发明的接触重氢化方法的反应时间的下限通常为10分钟，依次更优选为1小时、2小时、6小时，上限通常为72小时，依次更优选为48小时、24小时。
本发明的接触重氢化方法的反应压力通常为常压～10个气压，优选为常压～5个气压，更优选为常压～3个气压。
下文以使用钯催化剂作为催化剂的情况为例对本发明的接触重氢化方法进行说明。另外，重氢气使用本发明的重氢气制造方法中的以钯催化剂作为催化剂、以重水作为重氢化的溶剂时所得到的重氢气。
即，例如将上述反应基质和钯催化剂(钯金属为基质的0.05重量％～3重量％)加入至反应溶剂中，用由本发明的重氢气制造方法得到的重氢气(例如使用钯催化剂作为催化剂、使用重水作为重氢化的溶剂的情况下)对体系内进行置换，然后，于约10℃～40℃搅拌约1小时～10小时进行反应。反应结束后，过滤反应液，去除催化剂，精制后测1H-NMR等进行结构解析。
根据本发明的接触重氢化方法，不使用昂贵的难以获得的D2气，而是由价格较便宜的容易获得的D2O容易地生成D2气，其次，通过使用由此得到的D2气可以有效地使反应基质接触重氢化。
另外，例如在常规方法(例如Organic Letters，Vol.6，No.26，2004等)的基于还原单烷基化反应的仲胺化合物的制造方法中，若不使用氢气而使用由本发明的重氢气制造方法得到的重氢气，则可以容易地制造经重氢化的仲胺化合物。
即，例如在钯金属催化剂、铑金属催化剂等催化剂的存在下，使硝基化合物或胺化合物与腈化合物在由本发明的重氢气制造方法得到的重氢气的共存下进行反应即可。
以下详细叙述如上所述的反应。
Figure A20068000342600182
上述式中，R’表示可以被重氢化的烷基或芳基，R”表示可以被重氢化的烷基。
即，例如可如下进行反应：在钯催化剂或铑催化剂(钯金属或铑金属为基质的0.05重量％～3重量％)的存在下，必要时在反应溶剂中，添加可以被重氢化的腈化合物(R”CN)与可以被重氢化的硝基化合物(R’NO)或胺化合物(R’NH2或R’ND2)，用由本发明的重氢气制造方法得到的重氢气(例如使用钯催化剂作为催化剂、使用重水作为重氢化的溶剂的情况下)对体系内进行置换后，于约10℃～40℃剧烈搅拌约1小时～24小时进行反应。反应结束后，过滤反应液，去除催化剂，精制后测1H-NMR等进行结构解析。
作为可以被重氢化的硝基化合物，可举出例如以R’NO表示的化合物。
作为可以被重氢化的胺化合物，可举出例如以R’NH2、R’ND2等表示的化合物。
作为可以被重氢化的腈化合物，可举出例如以R”CN表示的化合物等。
作为以R’和R”表示的可以被重氢化的烷基中的烷基，可以是直链状、支链状或环状中的任一种，通常可举出碳原子数为1～15的烷基，具体可举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、正己基、异己基、仲己基、叔己基、新己基、正庚基、异庚基、仲庚基、叔庚基、新庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、新辛基、正壬基、异壬基、仲壬基、叔壬基、新壬基、正癸基、异癸基、仲癸基、叔癸基、新癸基、正十一烷基、异十一烷基、仲十一烷基、叔十一烷基、新十一烷基、正十二烷基、异十二烷基、仲十二烷基、叔十二烷基、新十二烷基、正十三烷基、异十三烷基、仲十三烷基、叔十三烷基、新十三烷基、正十四烷基、异十四烷基、仲十四烷基、叔十四烷基、新十四烷基、正十五烷基、异十五烷基、仲十五烷基、叔十五烷基、新十五烷基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基、环十二烷基等。
作为以R’表示的可以被重氢化的芳基中的芳基，可举出例如碳原子数为6～14的芳基，具体可举出例如苯基、萘基、菲基、蒽基等。
作为以R’和R”表示的被重氢化的烷基，可举出如上述R’和R”所示的可以被重氢化的烷基中的烷基有部分氢原子或全部氢原子被重氢原子取代的烷基。
作为以R’表示的重氢化的芳基，可举出如上述R’所示的可以被重氢化的芳基中的芳基有部分氢原子或全部氢原子被重氢原子取代的芳基。
作为钯金属催化剂，可举出钯原子价为0～4价、优选为0～2价、更优选为0价的钯金属催化剂。
作为铑金属催化剂，可举出铑原子的原子价通常为0～4价、优选为0价铑金属催化剂。
催化剂根据反应基质和反应条件等适宜选择即可，但是在使用可以被重氢化的硝基化合物或R’为可以被重氢化的芳基的可以被重氢化的芳香族氨基化合物作为反应基质的情况下，优先选择钯金属催化剂；在使用R’为可以被重氢化的烷基的可以被重氢化的脂肪族氨基化合物作为反应基质的情况下，优先选择铑金属催化剂。
上述催化剂可以是金属本身，也可以是金属的氧化物、卤化物、乙酸盐，或者可以是配位有配体的催化剂，也可以是金属本身、金属氧化物、卤化物、乙酸盐、雷尼催化剂或金属络合物担载在各种载体上而形成的催化剂。
作为可以配位有配体的钯金属催化剂或铑金属催化剂中的配体，可举出与本发明的重氢气制造方法中的选择性配位至催化剂上的配体的具体例同样的配体。
作为钯金属催化剂的具体例，可举出与本发明的重氢气制造方法中的钯金属催化剂的具体例同样的催化剂。
作为铑金属催化剂的具体例，可举出与本发明的重氢气制造方法中的铑金属催化剂的具体例同样的催化剂。
作为将上述的金属催化剂担载在载体上时的载体，可以举出例如碳、氧化铝、二氧化硅凝胶、沸石、分子筛、离子交换树脂、聚合物等。
作为用作载体的离子交换树脂和聚合物的具体例，可举出与本发明的重氢气制造方法中作为载体所列举出的离子交换树脂和聚合物的具体例同样的例子。
在被担载在载体上的接触还原催化剂中，作为催化剂金属的钯和铑的比例通常为催化剂整体的1重量％～99重量％，优选为1重量％～50重量％，更优选为1重量％～30重量％，进一步优选为1重量％～20重量％，特别优选为5重量％～10重量％。
对于该仲胺化合物的制造方法中催化剂的用量，不管该催化剂是否担载在载体等上(担载在载体等上的情况下，以被担载于载体上的状态下的重量计)，相对于作为反应基质的可以被重氢化的硝基化合物或胺化合物，通常所谓催化剂量依次优选为0.01重量％～200重量％、0.01重量％～100重量％、0.01重量％～50重量％、0.01重量％～20重量％、0.1重量％～20重量％、1重量％～20重量％、10重量％～20重量％；此外，该催化剂整体中含有的催化剂金属的量的上限依次优选为20重量％、10重量％、5重量％、2重量％，下限依次优选为0.0005重量％、0.005重量％、0.05重量％、0.5重量％。
在本发明所涉及的仲胺化合物的制造方法中，相对于反应基质中的可以被重氢化的硝基化合物或氨基化合物的理论量，由本发明的重氢气制造方法得到的重氢气的用量的下限通常为1倍摩尔，依次优选为2倍摩尔、3倍摩尔、4倍摩尔，其上限通常为100倍摩尔，依次优选为50倍摩尔、30倍摩尔、10倍摩尔。
作为本发明所涉及的仲胺化合物的制造方法中所使用的反应溶剂，当作为反应基质的可以被重氢化的腈化合物、氨基化合物或腈化合物为液态时，没有必要使用反应溶剂，当这些反应基质为固态时，优选使用反应溶剂，该反应溶剂可以是任何溶剂，只要不对该仲胺化合物的制造反应带来恶劣影响即可，具体可举出例如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、环戊烷、环己烷、环庚烷等碳原子数为5～11的脂肪族烃类；例如苯、萘等芳香族烃类；例如甲苯、二甲苯、均三甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯、丁苯、异丁苯、叔丁苯、戊苯、己苯等烷基取代的芳香族烃类；例如苯甲醚、乙氧基苯、丙氧基苯等烷氧基取代的芳香族烃类等；例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、苄醇等醇类；例如甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯等脂肪族羧酸酯类；例如苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯等芳香族羧酸酯类；例如二甲醚、甲乙醚、二乙醚、二异丙醚、叔丁基甲基醚、四氢呋喃、四氢吡喃、1，4-二噁烷、环戊基苯基醚等醚类等的有机溶剂；水；与上述本发明的重氢气制造方法中的被重氢化了的溶剂的具体例同样的溶剂等。这些溶剂可以根据反应基质的种类、反应温度或目的反应时间等来适当选择，既可以单独使用，也可以两种以上适当组合使用。
这样，通过使用由本发明的重氢气制造方法得到的重氢气进行还原单烷基化反应，可以不使用昂贵的难以获得的D2气而由价格较便宜的易于获得的D2O来生成D2气，其次通过使用所得D2气可以有效生成被重氢化的仲胺化合物。
以下，举出实施例和比较例更详细地说明本发明，但本发明并不受这些例子的任何限定。
实施例
实施例1.本发明的重氢气的合成
在作为加压容器的96mL的高压釜中，加入1mL(55mmol)重水(D2O)和10mg 10％钯碳(Pd/C)，对反应体系内进行氢加压(氢压：5个气压，加上大气压，体系内为6个气压)(H2为25.4mmol)，在该加压下于室温搅拌约48小时进行反应。反应结束后，用1H-NMR测定所生成的DHO量，由DHO量算出所生成的D2量和D2产率(DHO/D2O+DHO)。这些结果示于表1。
实施例2～3.本发明的重氢气的合成
重水量、氢气量、催化剂量、反应压力和反应时间如表1所记载的那样进行反应，除此以外，通过与实施例1同样的操作，生成重氢气。其结果一并示于表1。
比较例1.
在常压下(大气压1atm、H2 89mmol)进行反应，除此以外，进行与实施例1同样的操作，生成重氢气。其结果一并示于表1。
比较例2.
除不使用催化剂以外，进行与实施例1同样的操作，生成重氢气。其结果一并示于表1。
[表1]
  反应条件   反应产物 D2产率(mol％)
  10％Pd/C(mg)   压力(atm) 时间   H2(mmol)   D2O(mmol)   DHO(mmol)   D2(mmol)
 实施例1   10   6   48h   25.4   55   31.5   15.6   57
 实施例2   20   6   24h   25.4   55   36.6   18.1   66.1
 实施例3   10   11   24h   46.7   55   52   25.8   94.1
 比较例1   10   1   72h   89   55   7.41   3.57   13.4
 比较例2   无   6   48h   25.4   55   0.8   0.2   1.4
如表1结果所示，由实施例1～3和比较例1的结果可知，本发明的重氢气生成反应在加压条件下进行反应时，重氢产率高。另外，由实施例1～3和比较例2的结果可知，在本发明的重氢气生成反应中必须存在催化剂。进而，由实施例1和2的结果可知，催化剂的使用量多时，可以在短的反应时间内以高生产效率生成重氢，并且由实施例1和3的结果可知，反应压力高时，重氢产率高。
实施例4～7.本发明的重氢气的合成
在作为加压容器的96mL的高压釜中，加入1mL(55mmol)重水(D2O)和20mg 5％的各种催化剂，对反应体系内进行氢加压(氢压：10个气压，加上大气压，体系内为11个气压)(H2为46.7mmol)，于室温搅拌规定时间进行反应。反应结束后，用1H-NMR测定所生成的DHO量，由DHO量算出所生成的D2量和D2产率(DHO/D2O+DHO)。这些结果示于表2。
[表2]
  反应条件   反应产物 D2产率(mol％)
  5％催化剂(20mg)   压力(atm) 时间   H2(mmol)   D2O(mmol)   DHO(mmol)   D2(mmol)
 实施例4   Rh/C   11   72h   46.7   55   47.3   23.7   86.1
 实施例5   Pt/C   11   24h   46.7   55   41.1   20.6   74.8
 实施例6   Ir/C   11   24h   46.7   55   36.2   18.1   65.9
 实施例7   Ru/C   11   24h   46.7   55   37.6   18.8   68.4
由表2的结果可知，在本发明的重氢气生成反应中，使用各种金属催化剂都可以有效生成重氢气。
实施例8～11.本发明的接触重氢化方法(反式肉桂酸的接触重氢化反应)
在作为加压容器的96mL的高压釜中，加入规定量的重水(D2O)和规定量的10％Pd/C，对反应体系内进行规定的氢加压(体系内的压力为包括大气压(1atm)的压力)，在该加压下于室温搅拌48小时进行反应。反应结束后，将得到的重氢气(D2)捕集在气球中。
其次，在100mL的茄型瓶中，加入作为反应基质的0.5mmol反式肉桂酸、3mL环己烷溶剂和相对于基质为10wt％的10％Pd/C，对该反应体系用所得到的D2置换，于室温进行6小时接触还原反应。其结果示于表3。
[表3]
生成D2时的反应条件 重氢化率(％)
 D2O(mL)   Pd/C(mg)   H2(mmol)  压力(atm)   C1   C2
  实施例8   10   50   23   6   41   40
  实施例9   10   100   23   6   42   42
  实施例10   15   30   39.8   11   45   42
  实施例11   15   100   23   6   45   45
※实施例11的反应时间：72h
实施例12～16.本发明的接触重氢化方法(反式肉桂酸乙酯的接触重氢化反应)
在作为加压容器的96mL的高压釜中，加入规定量的重水(D2O)和50mg的10％Pd/C，对反应体系内进行5个气压的氢加压(体系内的压力为包括大气压(1atm)的压力)，在该气压下于室温搅拌规定的时间，进行反应。反应结束后，将得到的重氢气(D2)捕集在气球中。
其次，在100mL的茄型瓶中，加入作为反应基质的0.5mmol反式肉桂酸乙酯、3mL环己烷溶剂和相对于基质为10wt％的10％Pd/C，对该反应体系用所得到的D2置换，于室温进行6小时接触还原反应。其结果示于表4。
[表4]
  生成D2时的反应条件   重氢化率(％)
 D2O(mL)   Pd/C(mg)   H2(mmol)  压力(atm)  时间(h)   C1   C2
  实施例12   10   50   23   6   72   46   46
  实施例13   10   50   23   6   72   47   45
  实施例14   20   50   20.4   6   120   48   47
  实施例15   10   30   11.5   3   48   47   47
  实施例16   10   50   11.5   3   48   49   49
由表3和表4的结果可知，在使用由本发明的重氢气制造方法得到的D2使各种反应基质进行接触重氢化反应的情况中，可以获得高重氢化率的重氢化合物。并且，由实施例16可知，通过使用由本发明得到的重氢气，可以向C1和C2引入基本定量的重氢原子。
另外，可以使反应基质与由本发明的重氢气制造方法生成的重氢气进行接触还原反应，由所得重氢化后的反应基质的重氢化率(实测值)来对本发明的重氢气制造方法中是否生成D2进行判断。即，如果假设接触还原反应前反应体系内全为D2，则基质C1和C2的重氢化率以理论值计分别为50％。另一方面，如果假设反应体系内全为DH，则C1和C2的重氢化率以理论值计最高分别为25％。由于由实施例8～14的结果可认为反应基质的重氢化率分别为40％以上，因而可知利用本发明的重氢气制造方法可以有效生成D2。
另外，由实施例11的结果可知，反应基质的重氢化率均为45％。也就是说，接触还原反应前假设反应体系内全为D2和H2，则它们以D2为90％、H2为10％的比例存在。另一方面，假设反应体系内全为D2和DH，则它们以D2为80％、DH为20％的比例存在。因此，即使由其结果来看，也可知，本发明的重氢气制造方法可以由重水有效地生成D2气，并且，即使生成副产物DH，该副产物的存在比例也较D2气的产率少很多。
实施例17.使用重氢气的基于还原单烷基化反应的仲胺的合成
Figure A20068000342600261
将61.6mg(0.5mmol)作为反应基质的硝基苯和6.2mg相对于基质为10wt％的10％Pd/C悬浮在重乙腈(0.75mL)中，脱气后，使用由实施例16得到的捕集了重氢气的气球来加入重氢，同时于室温下剧烈搅拌24小时，进行反应。使用膜滤器(Millipore，Millex(注册商标)-LH，0.45μm)从所得反应液中滤取催化剂，减压蒸馏除去溶剂，得到目的物。其结果示于表5。
实施例18.使用重氢气的基于还原单烷基化反应的仲胺的合成
使用1.5mmol乙腈作为基质代替0.75mmol重乙腈，使用1.0mL环己烷作为溶剂，并使用20重量％的10％Pd/C代替10重量％的10％Pd/C，除此以外，进行与实施例17同样的操作得到目的物。其结果示于表5。
[表5]
基质(mmol) 溶剂(mL) 10％Pd/C(wt％)   重氢化率(％) 收率(％)
  C1   C2
  实施例17   PhNO2(0.5)   CD3CN(0.75)   10   77   98   89
  实施例18   PhNO2(0.5)，CH3CN(1.5)   环己烷(1.0)   20   64   27   73
由表5的结果可知，通过使用由本发明的重氢气制造方法得到的重氢气来使硝基化合物和腈化合物反应，可以合成具有高重氢化率的仲胺化合物。
产业上的可利用性
在本发明的重氢气制造方法中，在选自钯催化剂、铂催化剂、镍催化剂、钴催化剂和铱催化剂、以及没有配体配位的铑催化剂和钌催化剂中的催化剂的共存下于加压条件下使重氢化的溶剂与氢气接触从而来制造重氢气；根据本发明的重氢气制造方法，可以相对于重氢化的溶剂以高产率生成重氢气。并且，在接触还原催化剂的存在下使用由本发明的重氢气制造方法得到的重氢气来进行反应基质的接触重氢化反应，就可以由价格较便宜且易于获得的重水有效地生成重氢气而不用准备昂贵的重氢，且可使用所生成的重氢气有效地进行反应基质的接触重氢化反应，并且可以生成具有高重氢化率的重氢化合物。

Claims (11)

1.一种重氢气的制造方法，该制造方法的特征在于，在催化剂的共存下于加压下使重氢化后的溶剂与氢气相接触，所述催化剂选自钯催化剂、铂催化剂、镍催化剂、钴催化剂、铱催化剂、以及没有被配体配位的铑催化剂和钌催化剂。
2.如权利要求1所述的制造方法，其中，所述反应压力为2个气压～15个气压。
3.如权利要求1所述的制造方法，其中，所述催化剂没有被配体配位。
4.如权利要求1所述的制造方法，其中，所述催化剂为钯催化剂。
5.如权利要求4所述的制造方法，其中，所述钯催化剂为钯碳。
6.如权利要求1所述的制造方法，其中，所述重氢化后的溶剂为重水D2O或氚水T2O。
7.如权利要求1所述的制造方法，其中，所述重氢化后的溶剂的用量为氢气的0.1倍摩尔～20倍摩尔。
8.一种具有还原性官能团的化合物的接触重氢化方法，该方法的特征在于，在接触还原催化剂的共存下，使由权利要求1的方法得到的重氢气与具有还原性官能团的化合物相接触。
9.如权利要求8所述的重氢化方法，其中，所述还原性官能团为碳-碳双键、碳-碳三键、环氧基、卤原子、腈基、与芳香环直接键合的碳原子上所键合的羟基(苄基位羟基)、羰基、亚氨基、芳香环或碳原子数为3～4的环状烷基。
10.如权利要求8所述的重氢化方法，其中，所述接触还原催化剂为钯催化剂。
11.如权利要求10所述的重氢化方法，其中，所述钯催化剂为钯碳。
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