DE60224968T2

DE60224968T2 - Prozess für die Herstellung von 5-Arylpentanolen

Info

Publication number: DE60224968T2
Application number: DE2002624968
Authority: DE
Inventors: Akira Wakayama-shi Umada; Shigeyoshi Wakayama-shi Tanaka
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: ES2296860T3; DE60224968D1; EP1298118A3; JP3881288B2; EP1298118A2; EP1298118B1; JP2003171323A; US6600079B2; US20030060667A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von 5-Arylpentanolen, die als synthetische Zwischenprodukte von Parfüm, Medikamenten, landwirtschaftlichen Chemikalien und dergleichen nützlich sind, aus Pyranverbindungen.
Beschreibung des Standes der Technik
Bisher sind als Verfahren für den Erhalt von 5-Arylpentanolen ein Verfahren zur Erzeugung eines 5-Aryl-3-methylpentanols durch Hydrogenolyse von 2-Phenyl-4-methylenpyran unter Verwendung eines Metallkatalysators wie Palladium und einer sauren Substanz wie einer anorganischen Protonensäure oder sauren Diatomeenerde (Schweizer Patent 655932) und ein Verfahren zur Erzeugung von 5-Phenylpentanol durch Hydrogenolyse von 2-Phenyltetrahydropyran in einer Essigsäurelösung, umfassend Perchlorsäure, in der Gegenwart eines Palladiumkatalysators bekannt (J. Am. Chem. Soc., 70, 14901492 (1948)).
Auf der anderen Seite gibt es keinen Stand der Technik zur effektiven Produktion eines 5-Arylpentanols durch Hydrogenolyse einer Pyranverbindung in der Abwesenheit einer sauren Substanz. Denn die Rate der Hydrogenolysereaktion wird signifikant vermindert, wenn eine saure Substanz nicht verwendet wird.
Ein Verfahren unter Verwendung einer sauren Substanz ist jedoch industriell nicht vorteilhaft, weil eine große Menge an Nebenprodukten erzeugt wird, die Ausbeute von 5-Arylpentanol nicht notwendigerweise hoch ist, es ein Problem im Hinblick auf die Korrosion der Verfahrensanlagen aufgrund der Verwendung der sauren Substanz gibt und der Abfall erhöht wird, wodurch eine Umweltbelastung erzeugt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Ziel dieser Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Erzeugung von 5-Arylpentanol mit hoher Ausbeute und geringen Mengen an Nebenprodukten zu erzeugen.
Ein anderes Ziel dieser Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Erzeugung eines 5-Arylpentanols anzugeben, das kein Problem im Hinblick auf die Korrosion der Verfahrensanlagen verursacht und industriell zufrieden stellend ist.
Diese Erfinder haben nach intensiven Untersuchungen festgestellt, dass das bezweckte Produkt mit hoher Ausbeute und industriell zufrieden stellend erhalten werden kann, während die Produktion von Nebenprodukten unterdrückt wird, ohne dass eine spezielle korrosionsresistente Anlage verwendet wird, indem die Hydrogenolyse in der Gegenwart eines getragenen Katalysators von zwei oder mehreren Elementen durchgeführt wird, ausgewählt aus den Edelmetallen der Gruppe VIII im Periodensystem und/oder eines Palladium-tragenden Katalysators vom sauren Typ, und haben somit diese Erfindung vollendet.
Somit wird ein Verfahren zur Erzeugung eines 5-Arylpentanols der Formel (2) angegeben:
worin
R¹ eine Arylgruppe ist, die mit einer oder zwei oder mehreren Alkyl- oder Alkoxygruppen substituiert sein kann und insgesamt 6 bis 12 Kohlenstoffatome hat,
R³ ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und
R⁴ R², das unten definiert ist, bedeutet, wenn R² eine monovalente Gruppe ist oder R²H bedeutet, wenn R² eine bivalente Gruppe ist,
umfassend das Durchführen einer Hydrogenolyse einer Pyranverbindung der Formel (1):
worin R¹ und R³ wie oben definiert sind,
R² ein Wasserstoffatom, eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Alkyliden- oder Alkenylidengruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und
eine gepunktete Linie (----) eine mögliche Bindung bedeutet und irgendeine der drei Bindungen, dargestellt durch die gepunkteten Linien und der festen Linien eine Doppelbindung ist,
in der Gegenwart von einem oder mehreren Katalysatoren, ausgewählt aus (a) einem Katalysator, der zwei oder mehrere Elemente trägt, ausgewählt aus Edelmetallen der Gruppe VIII des Periodensystem, und (b) einem Palladium-tragenden Katalysator vom sauren Typ.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
In den Pyranverbindungen mit der Formel (1) ist R¹ bevorzugt eine Arylgruppe mit insgesamt 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, die durch eine oder zwei oder mehrere Alkyl- oder Alkoxygruppen mit jeweils 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert sein kann. Die Arylgruppe umfasst Phenyl- und Naphthylgruppe und ist bevorzugt eine Phenylgruppe. R¹ ist besonders bevorzugt Phenyl oder o-, m- oder p-Tolyl und am meisten bevorzugt Phenyl.
R² ist bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl- oder Alkylidengruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, mehr bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Methyl- oder Methylengruppe und am meisten bevorzugt Wasserstoffatom oder Methylgruppe.
R³ ist bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und besonders bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe.
Beispiele der Pyranverbindungen umfassen 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 6-Phenyl-2,4-dimethyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 6-p-Tolyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 2-Phenyl-4-methylentetrahydro-2H-pyran und 2-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung eines 5-Arylpentanols der Formel (2a):
worin R¹ eine Arylgruppe ist, die mit einer oder zwei oder mehreren Alkyl- oder Alkoxygruppen substituiert sein kann und insgesamt 6 bis 12 Kohlenstoffatome aufweist und
R^2a und R³ gleich oder verschieden sein können und jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten, umfassend die Durchführung der Hydrogenolyse einer 5,6-Dihydro-2H-pyranverbindung der Formel (1a)
worin R¹, R^2a und R³ wie oben definiert sind, in der Gegenwart von einem oder mehreren Katalysatoren, ausgewählt aus (a) einem Katalysator, der zwei oder mehrere Elemente trägt ausgewählt aus Edelmetallen der Gruppe VIII im Periodensystem und (b) einem Palladium-tragenden Katalysator vom sauren Typ.
In der Formel (1a) sind bevorzugte Gruppen als R¹ und R³ die gleichen wie oben für R¹ und R³ in der Formel (1) beschrieben. R^2a ist bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und mehr bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe.
Im Katalysator, der zwei oder mehrere Elemente trägt, ausgewählt aus Edelmetallen der Gruppe VIII im Periodensystem, umfassen die Edelmetalle Palladium, Platin, Rhodium und Ruthen. Träger für die Edelmetalle umfassen Kohlenstoff, Aluminiumoxid, Silikagel, Bariumsulfat, Zeolith und Calciumcarbonat. Der Katalysator kann zwei oder mehrere Edelmetalle sein, die auf einer Art von Träger oder eine Mischung von zwei oder mehreren Arten von Trägern getragen sind, die jeweils eine Art von Edelmetall tragen. Die Menge eines jeden Edelmetalls, das auf einem Träger getragen ist, ist bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-% und mehr bevorzugt 0,2 bis 8 Gew.-% des Katalysators. Die Gesamtmenge von zwei oder mehreren Edelmetallen, die auf Trägern getragen sind, ist bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, mehr bevorzugt 2 bis 10 Gew.-% des Katalysators. Diese Katalysatoren können durch ein bekanntes Verfahren erhalten werden, beispielsweise durch ein Imprägnierungstrageverfahren ("Catalyst Preparation Chemistry", herausgegeben von Atsumu Ozaki, veröffentlicht von Kodansha), worin der Träger mit einem Metall imprägniert und der resultierende Träger mit Wasserstoff bei höherer Temperatur reduziert wird. Alternativ können kommerzielle Produkte so wie sie sind verwendet werden. Beispiele von solchen kommerziellen Produkten umfassen Palladium-Platin-Kohlenstoffpulver, Palladium-Kohlenstoffpulver, Platin-Kohlenstoffpulver und Ruthen-Kohlenstoffpulver, jeweils hergestellt von N. E. Chemcat Corporation.
Der Palladium-tragende Katalysator vom sauren Typ, der erfindungsgemäß verwendet wird, bedeutet einen solchen Palladiumkatalysator, worin Palladium auf zumindest einem Träger getragen wird, ausgewählt aus Aluminiumoxid, Silikagel, Bariumsulfat, Zeolith und Calciumcarbonat und der einen pH von weniger als 7, bevorzugt 2 bis 6, besonders bevorzugt 3 bis 5,5 aufweist, wenn er in Wasser dispergiert ist. Wenn beispielsweise 4 g Katalysator in 30 g reinem Wasser für 5 Minuten dispergiert werden, hat das resultierende Wasser einen pH von weniger als 7, bevorzugt 2 bis 6, besonders bevorzugt 3 bis 5,5. Wenn der pH-Wert des Katalysators nicht weniger als 7 ist, vermindert sich die Produktionsrate von 5-Arylpentanol signifikant. Die Menge an Palladium im Katalysator ist bevorzugt 0,5 bis 10 Gew.-%, besonders 2 bis 10 Gew.-% des Katalysators. Solche Katalysatoren können durch ein bekanntes Verfahren erhalten werden, beispielsweise durch Imprägnieren eines Trägers mit einem Metall gemäß einem Imprägnierungstrageverfahren ("Catalyst Preparation Chemistry", herausgegeben von Atsumu Ozaki, veröffentlicht von Kodansha) und durch Reduktion des resultierenden Trägers mit Wasserstoff bei höherer Temperatur. Alternativ können kommerziell erhältliche Katalysatoren verwendet werden. Beispielsweise können unter den kommerziell erhältlichen Palladium-Kohlenstoffpulvern, hergestellt von N. E. Chemcat Corporation, solche mit einem pH im erwähnten Bereich verwendet werden.
Die Menge des erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysators liegt üblicherweise im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Pyranverbindungen, obwohl dies in Abhängigkeit von der Menge der Metalle, die im Katalysator enthalten sind, variiert; die Verwendung einer zu kleinen Menge des Katalysators führt zu einer niedrigen Reaktionsrate, während die Verwendung einer zu großen Menge des Katalysators zu einer deutlichen Produktion von Nebenprodukten wie Kohlenwasserstoffen und übermäßigen Reaktionsprodukten führt, worin der Benzolring von 5-Arylpentanol hydriert ist, und dies ist somit nicht ökonomisch. Insbesondere wenn der Katalysator, der zwei oder mehrere Elemente trägt, ausgewählt aus Edelmetallen der Gruppe VIII des Periodensystems, verwendet wird, wird er in einer Menge von 0,01 bis 2 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 1 Gew.-% bezogen auf die Pyranverbindungen verwendet. Jede der beiden Arten von Katalysatoren kann erneut verwendet werden.
Die Reaktion in dieser Erfindung kann unter Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Alkohollösungsmittel sind als Lösungsmittel bevorzugt und Beispiele davon umfassen Methanol, Ethanol, 1-Propanol und 2-Propanol. Diese Lösungsmittel können alleine oder als Mischung von zwei oder mehreren davon verwendet werden.
Die Verwendung von zu vielen Lösungsmitteln führt zur Verminderung der Produktion von 5-Arylpentanolen und ist daneben nicht ökonomisch. Somit ist die Menge des bei der Reaktion verwendeten Lösungsmittels bevorzugt nicht mehr als 60 Gew.-% bezogen auf die Pyranverbindung. Alternativ können Lösungsmittel nicht verwendet werden.
Die Reaktion kann bei einer konstanten Temperatur durchgeführt werden. Jedoch ist es bevorzugt, die Reaktion bei einer verhältnismäßig niedrigeren Temperatur in der frühen Reaktionsstufe durchzuführen und dann die Temperatur in der späteren Reaktionsstufe zu erhöhen, um die Produktion von Nebenprodukten zu unterdrücken und die Produktionsrate von 5-Arylpentanolen zu erhöhen.
Erfindungsgemäß beginnt die spätere Reaktionsstufe bevorzugt dann, wenn die Umwandlung des Ausgangsmaterial, der Pyranverbindungen, etwa 60 bis 95%, besonders etwa 80 bis 90% erreicht, wobei die Zeit üblicherweise etwa 1 bis 4 Stunden nach Beginn der Reaktion entspricht, obwohl eine solche Zeit in Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur und dergleichen variiert. Die Reaktionstemperatur in der späteren Reaktionsstufe ist bevorzugt höher als in der frühen Reaktionsstufe. Am Ende der frühen Reaktionsstufe wird die Temperatur mit der Zeit bei einer Rate bevorzugt im Bereich von 3 bis 20°C pro Minute erhöht.
Die Hydrogenolyse der Pyranverbindungen wird bei etwa 30 bis 300°C, bevorzugt etwa 40 bis 200°C bewirkt. Um das Ausgangsmaterial, die Pyranverbindungen, ausreichend zu reagieren und die Produktion von Nebenprodukten zu unterdrücken, wird die Reaktion wünschenswert bei etwa 40 bis 100°C, bevorzugt 50 bis 80°C bei der frühen Reaktionsstufe durchgeführt. In der späteren Reaktionsstufe wird danach die Reaktionstemperatur auf eine Temperatur erhöht, die um etwa 30 bis 260°C höher ist als in der frühen Reaktionsstufe, um die Produktionsrate von 5-Arylpentanolen zu verstärken. Zur Unterdrückung der übermäßigen Reaktion der resultierenden 5-Arylpentanole ist es gewünscht, die Temperatur in der späteren Reaktionsstufe auf eine Temperatur zu erhöhen, die um etwa 30 bis 160°C höher ist als in der frühen Reaktionsstufe, mehr bevorzugt um etwa 40 bis 130°C. Die Reaktionstemperatur in der späteren Reaktionsstufe ist bevorzugt im Gereicht von etwa 120 bis 180°C.
Der Wasserstoffdruck während der Reaktion liegt im Bereich von 0,2 bis 10 MPaG, bevorzugt 0,5 bis 5 MPaG; ein zu niedriger Wasserstoffdruck führt zu einer unzureichenden Produktionsrate von 5-Arylpentanolen.
Diese Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele detailliert erläutert, die diese Erfindung nicht beschränken sollen. In den Beispielen beziehen sich die Prozentangaben auf das Gewicht.
Beispiel 1
In einen Autoklaven aus SUS304 wurden 110 g 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 44 g 2-Propanol und 0,55 g 4,5% Pd-0,5% Pt-Kohlenstoffpulver als wasserhaltiges Produkt (hergestellt von N. E. Chemcat Corporation) gegeben. Nach Unter-Druck-Setzen mit Wasserstoff auf 2 MPa wurde mit der Mischung eine Reaktion bei 80°C für 7 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung filtriert, zur Entfernung des Katalysators, und wurde durch Gas-Chromatographie analysiert. Als Ergebnis war die Ausbeute von 5-Phenyl-3-methylpentanol 83,1%. Das Reaktionsprodukt enthielt 3,6% Kohlenwasserstoffe und 0,8% überschüssige Reaktionsprodukte.
Beispiel 2
In einen Autoklaven aus SUS304 wurden 110 g 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 44 g 2-Propanol, 0,50 g 5%Pd-Kohlenstoffpulver als wasserhaltiges Produkt (Katalysator vom sauren Typ, pH 3,9, hergestellt von N. E. Chemcat Corporation) und 0,06 g 5% Rh-Kohlenstoffpulver als wasserhaltiges Produkt (hergestellt von N. E. Chemcat Corporation) gegeben. Nach Unter-Druck-Setzen mit Wasserstoff auf 2 MPa wurde die Mischung bei 80°C 7 Stunden reagiert. Nach Vollendung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung filtriert, zur Entfernung der Katalysatoren und wurde durch Gas-Chromatographie analysiert. Als Ergebnis war die Ausbeute von 5-Phenyl-3-methylpentanol 80,7%. Das Reaktionsprodukt enthielt 1,4% Kohlenwasserstoffe und 0,8% überschüssige Reaktionsprodukte.
Beispiel 3
In einen Autoklaven aus SUS304 wurden 110 g 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 44 g 2-Propanol und 0,22 g 4,5% Pd-0,5% Pt-Kohlenstoffpulver als wasserhaltiges Produkt (hergestellt von N. E. Chemcat Corporation) gegeben. Nach Unter-Druck-Setzen auf 2 MPa mit Wasserstoff wurde die Mischung bei 60°C 2 Stunden lang reagiert. Es wurde durch Gas-Chromatographie bestätigt, dass die Umwandlung von 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran 88% war. Danach wurde die Reaktionstemperatur in 19 Minuten auf 150°C erhöht und die Reaktion wurde für weitere 5 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung filtriert, zur Entfernung des Katalysators, und durch Gas-Chromatographie analysiert. Als Ergebnis war die Ausbeute von 5-Phenyl-3-methylpentanol 93,4%. Das Reaktionsprodukt enthielt 1,3% Kohlenwasserstoffe und 2,1% überschüssige Reaktionsprodukte.
Beispiel 4
In einen Autoklaven aus SUS304 wurden 110 g einer Mischung aus 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 2-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran und 2-Phenyl-4-methylentetrahydro-2H-pyran (Komponentenverhältnis 53:46:1 gemäß Gas-Chromatographie), 44 g 2-Propanol und 0,22 g 4,5% Pd-0,5% Pt-Kohlenstoffpulver als wasserhaltiges Produkt (hergestellt von N. E. Chemcat Corporation) gegeben. Nach Unter-Druck-Setzen auf 2 MPa mit Wasserstoff wurde die Mischung 2 Stunden bei 60°C reagiert. Durch Gas-Chromatographie wurde bestätigt, dass die Umwandlung des Ausgangsmaterials, der Pyranverbindungen, 88% war. Danach wurde die Reaktionstemperatur auf 150°C in 19 Minuten erhöht und die Reaktion wurde für weitere 5 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung filtriert, zur Entfernung des Katalysators, und durch Gas-Chromatographie analysiert. Als Ergebnis war die Ausbeute von 5-Phenyl-3-methylpentanol 93,0%. Das Reaktionsprodukt enthielt 1,8% Kohlenwasserstoffe und 2,1% überschüssige Reaktionsprodukte.
Beispiel 5
In einen Autoklaven aus SUS304 wurden 150 g 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran und 0,30 g 4,5%Pd-0,5% Pt-Kohlenstoffpulver als wasserhaltiges Produkt (hergestellt von N. E. Chemcat Corporation) gegeben. Nach Unter-Druck-Setzen auf 2 MPa mit Wasserstoff wurde die Mischung bei 60°C 2 Stunden lang reagiert. Es wurde durch Gas-Chromatographie bestätigt, dass die Umwandlung von 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran 84% war. Danach wurde die Reaktionstemperatur in 18 Minuten auf 150°C erhöht und die Reaktion wurde für weitere 5 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung filtriert, zur Entfernung des Katalysators, und durch Gas-Chromatographie analysiert. Als Ergebnis war die Ausbeute von 5-Phenyl-3-methylpentanol 89,8%. Das Reaktionsprodukt enthielt 0,7% Kohlenwasserstoffe und 1,9% überschüssige Reaktionsprodukte.
Beispiel 6
In einen Autoklaven aus SUS304 wurden 100 g 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 50 g 2-Propanol, 1,0 g 5% Pd-Kohlenstoffpulver als wasserhaltiges Produkt (Katalysator vom sauren Typ, pH 3,9, hergestellt von N. E. Chemcat Corporation) gegeben. Nach Unter-Druck-Setzen auf 2 MPa mit Wasserstoff wurde die Mischung 8 Stunden bei 150°C reagiert. Nach Vollendung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung filtriert, zur Entfernung des Katalysators, und wurde durch Gas-Chromatographie analysiert. Als Ergebnis war die Ausbeute von 5-Phenyl-3-methylpentanol 87,6%. Das Reaktionsprodukt enthielt 4,1% Kohlenwasserstoff und 6,4% überschüssige Reaktionsprodukte.
Beispiel 7
In einen Autoklaven aus SUS304 wurden 110 g 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 44 g 2-Propanol, 1,1 g 5% Pd-Kohlenstoffpulver als wasserhaltiges Produkt (Katalysator vom sauren Typ, pH 4,1, hergestellt von N. E. Chemcat Corporation) gegeben. Nach Unter-Druck-Setzen auf 2 MPa mit Wasserstoff wurde die Mischung 1 Stunde bei 80°C reagiert. Es wurde durch Gas-Chromatographie bestätigt, dass die Umwandlung von 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran 97% war. Danach wurde die Reaktionstemperatur in 14 Minuten auf 150°C erhöht und die Reaktion für weitere 3 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung filtriert, zur Entfernung des Katalysators, und wurde durch Gas-Chromatographie analysiert. Als Ergebnis war die Ausbeute von 5-Phenyl-3-methylpentanol 92,0%. Das Reaktionsprodukt enthielt 1,9% Kohlenwasserstoff und 4,1% überschüssige Reaktionsprodukte.
Beispiel 8
In einen Autoklaven aus SUS304 wurden 100 g 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 50 g 2-Propanol, 1,0 g 5% Pd-Kohlenstoffpulver als wasserhaltiges Produkt (Katalysator vom sauren Typ, pH 3,9, hergestellt von N. E. Chemcat Corporation) gegeben. Nach Unter-Druck-Setzen auf 2 MPa mit Wasserstoff wurde die Mischung bei 60°C 2 Stunden reagiert. Es wurde durch Gas-Chromatographie bestätigt, dass die Umwandlung von 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran 89% war. Danach wurde die Reaktionstemperatur in 20 Minuten auf 150°C erhöht und die Reaktion für weitere 3 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung filtriert, zur Entfernung des Katalysators, und wurde durch Gas-Chromatographie analysiert. Als Ergebnis war die Ausbeute von 5-Phenyl-3-methylpentanol 93,1%. Das Reaktionsprodukt enthielt 0,8% Kohlenwasserstoff und 3,8% überschüssige Reaktionsprodukte.
Vergleichsbeispiel 1
In einen Autoklaven aus SUS304 wurden 110 g 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 44 g 2-Propanol, 0,22 g 5% Pd-Kohlenstoffpulver als wasserhaltiges Produkt (pH 8,6, hergestellt von N. E. Chemcat Corporation) gegeben. Nach Unter-Druck-Setzen auf 2 MPa mit Wasserstoff wurde die Mischung bei 60°C 2 Stunden reagiert. Es wurde durch Gas-Chromatographie bestätigt, dass die Umwandlung von 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran 83% war. Danach wurde die Reaktionstemperatur in 20 Minuten auf 150°C erhöht und die Reaktion für weitere 5 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung filtriert, zur Entfernung des Katalysators, und wurde durch Gas-Chromatographie analysiert. Als Ergebnis war die Ausbeute von 5-Phenyl-3-methylpentanol 3,5%. Das Reaktionsprodukt enthielt 0,5% Kohlenwasserstoff und 0,1% überschüssige Reaktionsprodukte.
Vergleichsbeispiel 2
In einen Autoklaven aus SUS304 wurden 100 g 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 50 g 2-Propanol, 1,0 g 5% Pd-Kohlenstoffpulver als wasserhaltiges Produkt (pH 8,6, hergestellt von N. E. Chemcat Corporation) gegeben. Nach Unter-Druck-Setzen auf 2 MPa mit Wasserstoff wurde die Mischung bei 80°C 2 Stunden reagiert. Danach wurde die Reaktionstemperatur auf 180°C erhöht und die Reaktion für weitere 6 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung filtriert, zur Entfernung des Katalysators, und wurde durch Gas-Chromatographie analysiert. Als Ergebnis war die Ausbeute von 5-Phenyl-3-methylpentanol 21,7%. Das Reaktionsprodukt enthielt 1,8% Kohlenwasserstoff und 1,5% überschüssige Reaktionsprodukte.
Vergleichsbeispiel 3
In einen Autoklaven aus SUS304 wurden 100 g 6-Phenyl-4-methyl-5,6-dihydro-2H-pyran, 50 g 2-Propanol, 1,0 g 5% Pd-Kohlenstoffpulver als wasserhaltiges Produkt (pH 8,6, hergestellt von N. E. Chemcat Corporation) und 12 g Essigsäure gegeben. Nach Unter-Druck-Setzen auf 2 MPa mit Wasserstoff wurde die Mischung bei 80°C 1 Stunde reagiert. Danach wurde die Reaktionstemperatur auf 150°C erhöht und die Reaktion für weitere 3 Stunden durchgeführt. Nach Vollendung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung filtriert, zur Entfernung des Katalysators, und wurde durch Gas-Chromatographie analysiert. Als Ergebnis war die Ausbeute von 5-Phenyl-3-methylpentanol 80,4%. Das Reaktionsprodukt enthielt 10,7% Kohlenwasserstoff und 6,5% überschüssige Reaktionsprodukte. Schwarze Punkte, die aufgrund der Korrosion resultierten, wurden an der Innenwand des Autoklaven aus SUS304 festgestellt.
Gemäß dieser Erfindung kann 5-Arylpentanol mit hoher Ausbeute hergestellt werden, wobei die Produktion von Kohlenwasserstoffen unterdrückt wird, ohne das ein Problem im Hinblick auf die Korrosion einer Verfahrensanlage verursacht wird.

Claims

Verfahren zur Erzeugung von 5-Arylpentanol der Formel (2):
worin R¹ eine Arylgruppe ist, die mit einer oder zwei oder mehreren Alkyl- oder Alkoxygruppen substituiert sein kann und insgesamt 6 bis 12 Kohlenstoffatome hat, R³ ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und R⁴ R², das unten definiert ist, bedeutet, wenn R² eine monovalente Gruppe ist oder R²H bedeutet, wenn R² eine bivalente Gruppe ist, umfassend das Durchführen einer Hydrogenolyse einer Pyranverbindung der Formel (1):
worin R¹ und R³ wie oben definiert sind, R² ein Wasserstoffatom, eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Alkyliden- oder Alkenylidengruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und eine gepunktete Linie eine mögliche Bindung bedeutet und irgendeine der drei Bindungen, dargestellt durch die gepunkteten Linien und der festen Linien eine Doppelbindung ist, in der Gegenwart von einem oder mehreren Katalysatoren, ausgewählt aus (a) einem Katalysator, der zwei oder mehrere Elemente trägt, ausgewählt aus Edelmetallen der Gruppe VIII des Periodensystem, und (b) einem Palladiumtragenden Katalysator vom sauren Typ.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Reaktion in der späteren Reaktionsstufe bei einer Temperatur durchgeführt wird, die höher ist als in der früheren Reaktionsstufe.
Verfahren nach Anspruch 2, worin die Reaktionstemperatur in der früheren Reaktionsstufe in einem Bereich von 40 bis 100°C liegt und die Reaktion in der späteren Reaktionsstufe bei einer Temperatur durchgeführt wird, die um 30 bis 160°C höher ist als in der früheren Reaktionsstufe.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, worin die spätere Reaktionsstufe zu dem Zeitpunkt beginnt, wenn die Umwandlung des Ausgangsmaterials, der Pyranverbindungen, 80 bis 90% erreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Katalysator, der zwei oder mehrere Elemente trägt, ausgewählt aus Edelmetallen der Gruppe VIII im Periodensystem, ein Katalysator ist, der Palladium und Platin trägt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Palladium-tragende Katalysator vom sauren Typ ein solcher Katalysator ist, der einen pH im Bereich von 2 bis 6 zeigt, wenn er in Wasser dispergiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin der Palladium-tragende Katalysator vom sauren Typ ein fester Katalysator ist, bei dem Palladium auf zumindest einem Träger getragen ist, ausgewählt aus Aluminiumoxid, Siliziumoxidgel, Bariumsulfat, Zeolith und Calciumcarbonat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das 5-Arylpentanol die folgende Formel (2a) hat:
worin R¹ und R³ wie oben in Anspruch 1 definiert sind und R^2a ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, umfassend das Bewirken der Hydrogenolyse einer 5,6-Dihydro-2H-pyranverbindung mit der Formel (1a):
worin R¹, R^2a und R³ wie oben definiert sind.