JP2000119211A - シトラ―ルの製法 - Google Patents
シトラ―ルの製法Info
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Abstract
3−メチル−2−ブテン−1−アール−ジプレニルアセ
タールを、式IIIのプレノールの脱離下に式IVのシ
ス/トランス−プレニル−(3−メチル−ブタジエニル)
−エーテルに熱分解し、これを式Vの2,4,4−トリ
メチル−3−ホルミル−1,5−ヘキサジエンにクライ
ゼン転位にさせ、かつ引き続き、それを式Iのシトラー
ルにコープ転位させる場合に、生じた式IIIのプレノ
ールも中間的に生じた式IV及びVの中間生成物並びに
シトラールも、既に反応の間に連続的に蒸留して反応混
合物から除去し、かつプレノール及び場合により副生成
物の留去の前又は後に式IV及びVの中間生成物を10
0〜200℃の温度に加熱することによりシトラールに
転位させる。
Description
テン−1−アール−ジプレニルアセタールの熱分解によ
る3,7−ジメチル−オクタ−2,6−ジエン−1−ア
ール(シトラール)の改善製法に関する。
は、その主な点で既に、特にドイツ特許(DE)第24
11530号明細書及びヨーロッパ特許(EP)第21
0074B1号明細書から公知である。
の工程を介して進行するかなり複雑な反応である。
−メチル−2−ブテン−1−オール(プレノール)及び
式IVのシス/トランス−フェニル−(3−メチル−ブ
タジエニル)−エーテル(ジエニルエーテル)に熱分解
し
ゼン転位で式Vの2,4,4−トリメチル−3−ホルミ
ル−1,5−ヘキサジエン(ホルミルヘキサジエン)に
熱転位し
位で所望の式Iのシトラールに熱転位する
に、他の香料、例えばゲラニオールのための出発物質並
びにビタミン、例えばビタミンAの出発物質として非常
に重要である。
副生成物のプレノール及び式IV及びVのシトラール前
駆体も不所望に更に反応しうる不安定な物質であるの
で、シトラールの製造は初めは、60〜70%の収率で
しか成功しなかった。かなり良好なシトラールの収率が
工業的規模でも、ヨーロッパ特許(EP)第00210
74B1号明細書の方法によって得られた。このヨーロ
ッパ特許には、式IIのアセタールからのシトラールの
製法が記載されており、これは、副生成物として生じた
プレノールを反応の間に連続的に反応混合物から留去す
ることを特徴としている。その場合、シトラール及び式
IV及びVのシトラール前駆体は、蒸留塔を用いて反応
混合物中に戻し導入される。反応混合物からのプレノー
ルの連続的な除去によりシトラール収率は約85〜90
%に上昇した。シトラールの収率を更に上昇させるため
に、ヨーロッパ特許(EP)第0021074号明細書
中では付加的に、プレノールの沸点とシトラール及び式
IV及びVのシトラール前駆体の沸点の中間に沸点を有
する物質(いわゆる、中間沸騰剤;intermediate boile
r)の併用が推奨されている。この方法により、シトラ
ール収率を理論量の約95%に高めることができる。
な方法実施にのみこの方法が好適であり、かつ長い滞留
時間(約6時間)及び従って大型装置を必要とすること
である。公知の方法のもう1つの欠点は、この系では、
助剤、即ち中間沸騰剤を導入しなければならないことで
あり、このことは、助剤の添加のために、助剤の濃度の
監視のために、かつ助剤の分離除去のための付加的な経
費を意味する。
は、前記の欠点が回避されるように式IIのアセタール
熱分解によるシトラールの製法を改善することである。
このことは、助剤の使用が必要でなく、短時間の滞留時
間で、従って小さな装置で処理することができるが、シ
トラールの高い選択率が達成されるように方法を改善す
ることを意味する。
は、式I:
ン−1−アール(シトラール)を、場合により酸性触媒
の存在下に式II:
ジプレニルアセタールを式IIIの3−メチル−2−ブ
テン−1−オール(プレノール)の脱離下に式IVのシ
ス/トランス−プレニル−(3−メチル−ブタジエニル)
−エーテルに熱分解し:
式V:
−1,5−ヘキサジエンにクライゼン転位させ、かつ引
き続き、それを式Iのシトラールにコープ転位させるこ
とにより製造する方法であり、これは、生じた式III
のプレノールも中間的に生じた式IV及びVの中間生成
物並びにシトラールも、既に反応の間に連続的に蒸留し
て反応混合物から除去し、かつプレノール及び場合によ
り副生成物の留去の前又は後に式IV及びVの中間生成
物を100〜200℃の温度に加熱することによりシト
ラールに転位させることを特徴とする。
て機能する、5〜100の理論段を有する蒸留塔の下部
又は底部で実施すると、本発明の方法は特に有利に行え
る。
より酸性触媒を蒸留塔の下部、蒸留塔の底部又は蒸留塔
の蒸発器(2)に導入すると、非常に合理的であること
が判明した。
つは、式IIのアセタールの熱分解を、5〜100の理
論段を有する蒸留塔の下部又は底部で実施し、その際、
式IIのアセタールを蒸留条件の適当な選択により蒸留
塔の下部もしくは底部に保持し、生じた式Iのシトラー
ル、中間的に生じた式IV及びVの中間生成物及び分離
される式IIIのプレノールを一緒に蒸留塔の頂部から
頂部流として取得し、かつプレノール及び場合による副
生成物の留去の前又は後にシトラール及び式IV及びV
の中間生成物からなる混合物を加熱された滞留管(7)
に導通させ、その中で式IV及びVの中間生成物を10
0〜200℃の温度でシトラールに転位させることを特
徴とする。
の理論段を有する蒸留塔(1)の下部(9)又は底部
(10)で実施し、その際、式IIのアセタールを蒸留
条件の好適な選択により蒸留塔(1)の下部(9)もし
くは底部(10)に保持し、生じた式Iのシトラール及
び中間的に生じた式IV及びVの中間生成物を一緒に、
蒸留塔の中間部又は下部に設置された側面流出口(5)
の所で液体又は気体の形で流出させ、かつ脱離された式
IIIのプレノールを蒸留塔の頂部(8)の所で頂部流
と一緒に分離除去すると、本発明の方法は特に有利に進
行する。
側面流出口を伴わない蒸留塔の頂部流から取得された、
シトラール及び中間的に生じた式IV及びVの中間生成
物からなる混合物を引き続き有利には、加熱された滞留
管(7)に導通させ、その中で式IV及びVの中間生成
物を100〜200℃の温度でシトラールに転位させ
る。出発化合物として必要なアセタールは例えばヨーロ
ッパ特許(EP)第0021074B1号明細書中に記
載されているようにかなり簡単に、3−メチル−2−ブ
テン−1−オール(プレノール)と3−メチル−2−ブ
テン−1−アール(プレナール)との反応により製造す
ることができる。このアセタールの製造条件により、こ
れは未反応のプレナール0.1〜30質量%及び未反応
のプレノール0.1〜60質量%を含有することがあ
る。式IIの使用アセタールの濃度が使用材料中で30
質量%を上回る、有利に70%を上回ると、本発明の方
法では有利である。
態を添付図面をもとに述べる:プレノール、シトラール
及び式IV及びVのシトラール前駆体への式IIのアセ
タールの分解を、蒸発器(2)及び凝縮器(3)を備え
ている蒸留塔、いわゆる分解塔(1)中で行う。分解塔
用の内部構造物(4)としては、プレート、充填物及び
殊に板状金属からなる構造化パッキン(例えばSulzer 2
50.Y)又は金属織物(例えばSulzer BX又はSulzer CY)
が好適である。分解塔の理論棚の数は5〜100である
べきである。本発明の有利な実施形では、側面流出口
(5)が存在し、ここからシトラール及びシトラール前
駆体を蒸気又は液体の形で分解塔から取り出す。側面流
出口(5)は分解塔(1)の中間又は下部に位置し、そ
の際、側面流出口(5)は好適にはアセタールの添加位
置(6)の2〜20理論段上にある。側面流出口(5)
の上には更に、理論段2〜80が存在する。シトラール
及びシトラール前駆体からなる混合物を加熱させた滞留
管(7)に導通させ、そこで、式IV及びVのシトラー
ル前駆体を熱によりシトラールに転位させる。取得され
たシトラールを次いで、取り出し位置(11)の所で取
り出すことができる。
レノール及び場合による3−メチル−2−ブテン−1−
アールを取り出し位置(12)の所で取り出し、かつ再
び式IIのアセタールを製造するためにプロセスに戻し
導入することができる。方法で生じた比較的少ない量の
底部留出物は取り出し位置(13)の所で除去すること
ができる。
し有利には分解塔(1)の底部(10)に、又は蒸発器
(2)に供給する。場合により、分解塔の底部(10)
を容器により大きくして、より大きな反応容量を用意す
ることができる。式IIのアセタールの供給は有利に、
アセタールの供給に対する滞留時間が1分〜6時間、有
利に5分〜2時間であるように決める。この比較的短い
滞留時間及びそれにより生じる経費的に有利な小型装置
が、本発明の方法の明らかな利点である。
は連続的に実施することができる。半連続的方法実施の
ために、反応の開始時に一定量のアセタールを予め装入
し、次いで場合により更なるアセタールを配量導入す
る。
利である。
底部に難沸騰性不活性化合物を予め装入して、底部及び
蒸発器の最低充填状態を確保することができる。シトラ
ール及び殊に式IIのアセタールよりも高い沸騰温度を
有する反応条件下に不活性な液体物質の全て、例えば炭
化水素のテトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、
オクタデカン、エイコサン、又はエーテル、例えばジエ
チレングリコールジブチルエーテル、ホワイトオイル、
パラフィンオイル又は前記の化合物の混合物が好適であ
る。
するだけで実施することができる。しかし酸性触媒の存
在下にこれを行うのが特に有利である。その場合酸性触
媒として殊に非揮発性プロトン酸、例えば硫酸、p−ス
ルホン酸及び殊にリン酸が好適である。
分解カラムの底部に、又は蒸発器(2)に供給するのが
有利である。
量に対して0.0001質量%〜1質量%、有利に0.
0005〜0.5質量%である。触媒は純粋な形で、又
は好適な溶剤中に溶かして添加することができる。触媒
のための溶剤として、水、アルコール及び炭化水素、し
かし有利に、反応混合物中に存在する化合物、例えばプ
レノール、3−メチル−2−ブテナール、シトラール、
式IV及びVのシトラール前駆体及び殊に式IIのアセ
タールが好適である。水を使用する場合には、反応混合
物中でのその濃度は可能な限り低くあるべきであり、そ
れというのも水により、プレノール及び3−メチル−2
−ブテナールへのアセタールの逆反応が生じるためであ
る。通常の溶剤では、溶剤中の触媒濃度が0.01質量
%〜50質量%である場合に、好適である。
ル〜100ミリバール、殊に10〜70ミリバールであ
る。分解塔底部の温度は一般に、70〜270℃、有利
に100〜220℃、殊に130〜190℃である。
0.5〜70、殊に2〜30である。
供給されたアセタールの10質量%未満、しばしば5質
量%未満であり、それというのも、供給された式IIの
アセタールのほぼ全量が有価生成物に分解し、反応成分
の非常に少量部のみが難沸騰性副生成物に反応するため
である。この高い選択率も、本発明の方法の大きな利点
の1つである。
塔の頂部で得られた蒸留物は主に有価生成物プレノー
ル、3−メチル−2−ブテナール、シトラール及び式I
V及びVのシトラール前駆体からなる。これらの混合物
は簡単な方法で蒸留により、例えばもう1つの蒸留塔で
の蒸留により、プレノール及び場合により式IIのアセ
タールの製造に由来する未反応の3−メチル−2−ブテ
ナールに、並びにシトラール及び式IV及びVのシトラ
ール前駆体に分離することができる。この混合物中に含
有されるシトラール前駆体を100〜200℃に加熱す
ることによりシトラールに転位させ、次いでシトラール
を蒸留により分離することも可能である。回収された化
合物のプレノール及び場合により3−メチル−2−ブテ
ナールは再び、式IIのアセタールの製造に使用するこ
とができる。
壁流出口を有する分解塔を使用するのが有利である。こ
の場合、付加的な蒸留塔を使用しないですませることが
できる。分解塔の頂部排出口は従って主に、簡単に再び
式IIのアセタールの製造に使用することができるプレ
ノール及び場合により3−メチル−2−ブテナールから
なる。側壁排出口から取得された生成物流は、70質量
%以上、かつしばしば85質量%以上シトラール及び式
IV及びVのシトラール前駆体からなる。この生成物流
に含有されるシトラール前駆体を公知の方法で、100
〜200℃の温度に加熱することにより転位させる。
つ香料及びビタミンの中間生成物として必要なシトラー
ルを工業的規模でも簡単かつ経費的に有利な方法で連続
的に、かつ優れた収率で製造することができる。
er;1:1の還流比を達成するため)を備えている上置
の蒸留塔を有する電気加熱される1リットルフラスコで
あった。この蒸留塔を高さ1mのSulzer EX パッキンで
充填した。実験の開始時に、フラスコに式IIの90%
濃度アセタール500gを充填した。例1及び3では3
1ppmまでのリン酸を触媒として添加した。例2では
触媒を添加することなく処理した。蒸留塔の頂部圧力は
5〜60ミリバールであった。フラスコ内部を加熱した
後に連続的に、3−メチル−2−ブテン−ジプレニルア
セタール100g/h及び200g/hをポンプ導入し
た。生じた分解生成物(主にプレノール、及びシトラー
ル前駆体の式IVのシス/トランス−プレニル−(3−
メチル−ブタジエニル)−エーテル及び式Vの2,4,
4−トリメチル−3−ホルミル−1,5−ヘキサジエ
ン)を連続して留去し、かつ捕集した。アセタールを還
流及び反応フラスコ中への熱エネルギーの調節により保
持した。実験の終了後に、蒸留物及びフラスコの内容物
を量り、かつガスクロマトグラフィーにより分析した。
例1〜3のパラメーター及び結果を第1表にまとめた。
置は30の理論段を有する分解塔からなった。カラムの
底部を流下薄膜型蒸発器を用いて加熱した。底部から1
0棚上に、シトラール及びシトラール前駆体のための側
壁流出口が存在した。分解塔の頂部で凝縮された蒸留物
を捕集し、かつその一部をポンプを用いて蒸留塔の頂部
に逆流として再びポンプ導入した。1時間当たり、式I
Iのアセタール100gを蒸留塔の底部に供給した。触
媒としてH3PO4を約1重量%溶液として式IIのアセ
タール中に蒸留塔の底部で供給した。触媒溶液の量を、
表中に記載の濃度のH3PO4が蒸留塔の底部に含まれる
ように決めた。プレノールへの選択率は89.3%を上
回った。
実施形を示す図。
アセタール供給口、7 滞留管、 8 蒸留塔頂部、
9 蒸留塔下部、 10 蒸留塔底部
Claims (10)
- 【請求項1】 式I: 【化1】 の3,7−ジメチル−2,6−オクタジエン−1−アー
ル(シトラール)の製法において、場合により酸性触媒
の存在下に式II: 【化2】 の3−メチル−2−ブテン−1−アール−ジプレニルア
セタールを、式IIIの3−メチル−2−ブテン−1−
オール(プレノール)の脱離下に式IVのシス/トラン
ス−プレニル−(3−メチル−ブタジエニル)−エーテル
に熱分解し: 【化3】 得られた式IVのブタジエニルエーテルを式V: 【化4】 の2,4,4−トリメチル−3−ホルミル−1,5−ヘ
キサジエンにクライゼン転位させ、かつ引き続き、それ
を式Iのシトラールにコープ転位させる場合に、生じた
式IIIのプレノールも中間的に生じた式IV及びVの
中間生成物並びにシトラールも、既に反応の間に連続的
に蒸留により反応混合物から除去し、かつプレノール及
び場合により副生成物の留去の前又は後に式IV及びV
の中間生成物を100〜200℃の温度に加熱すること
によりシトラールに転位させることを特徴とする、シト
ラールの製法。 - 【請求項2】 式IIのアセタールの熱分解を5〜10
0の理論段を有する蒸留塔の下部又は底部で実施する、
請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 式IIのアセタール及び場合により酸性
触媒を蒸留塔の下部に、蒸留塔の底部に、又は蒸留塔の
蒸発器(2)に導入する、請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 式IIのアセタールの熱分解を5〜10
0の理論段を有する蒸留塔の下部又は底部で実施し、そ
の際、式IIのアセタールを、蒸留条件の適当な選択に
より蒸留塔の下部もしくは底部に保持し、生じた式Iの
シトラール、中間的に生じた式IV及びVの中間生成物
及び脱離された式IIIのプレノールを一緒に、蒸留塔
の頂部で頂部流として取得し、かつプレノール及び場合
による副生成物の留去の前又は後にシトラール及び式I
V及びVの中間生成物からなる混合物を加熱させた滞留
管(7)に導通させ、その中で、式IV及びVの中間生
成物を100〜200℃の温度でシトラールに転位させ
る、請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 式IIのアセタールの熱分解を5〜10
0の理論段を有する蒸留塔(1)の下部(9)又は底部
(10)で実施し、その際、式IIのアセタールを蒸留
条件の適当な選択により蒸留塔(1)の下部(9)もし
くは底部(10)中に保持し、生じた式Iのシトラール
及び中間的に生じた式IV及びVの中間生成物を一緒
に、蒸留塔の中間部に設置された側面流出口(5)の所
で液体又は気体の形で流出させ、かつ脱離された式II
Iのプレノールを蒸留塔の頂部(8)の所で頂部流と一
緒に分離除去する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 シトラール及び中間的に生じた式IV及
びVの中間生成物からなる、側面流出口(5)のところ
で流出させた混合物を加熱させた滞留管(7)に導通さ
せ、その中で式IV及びVの中間生成物を100〜20
0℃の温度でシトラールに転位させる、請求項5に記載
の方法。 - 【請求項7】 シトラールの製造を連続的に実施する、
請求項5に記載の方法。 - 【請求項8】 側面流出口(5)が、式IIのアセター
ルの供給位置(6)の2〜20理論段上に、かつ蒸留塔
頂部(8)の2〜80理論段下に位置する、請求項5に
記載の方法。 - 【請求項9】 蒸留塔の底部の圧力が1〜100ミリバ
ールであり、かつ蒸留塔の底部の温度が70〜270℃
である、請求項2に記載の方法。 - 【請求項10】 蒸留塔の頂部での還流比が0.5〜7
0である、請求項2に記載の方法。
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