JP2004269367A

JP2004269367A - ２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の製造法

Info

Publication number: JP2004269367A
Application number: JP2003058062A
Authority: JP
Inventors: Eiji Sanao; 英治佐直; Koichi Kashiwagi; 公一柏木
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】本発明は、下式（１）で示される２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を、取り扱いの容易な形状で、短時間に晶析させて、高い取得収率で得ることができる２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の製造法を提供することを課題とする。
【化１】

（式中、Ｒは、炭素原子数１〜４のアルキル基、又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基を表し、ｎは、０〜９の整数を表す。）
【解決手段】本発明の課題は、前記式（１）で示される２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を含む溶液に、酸を添加し、晶析させて分離することを特徴とする２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の製造法によって解決される。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
２−ヒドロキシシクロヘキサノンの晶析法に関する。２−ヒドロキシシクロヘキサノンは、医薬、農薬の原料、或はセルロース誘導体等の可塑剤の原料として有用であることが知られている。（特許文献１及び特許文献２参照）
【０００２】
【従来の技術】
２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物は１００℃付近では単量体として存在し、液体であるが、冷却すると二量化もしくはそれ以上の多量化が進行し、非常に固い塊状の固体となる性質を持つ。このため、反応容器からの取り出しが困難になるなど、保存及び取り扱い上の問題があった。固化を防ぐために、容器を１００℃付近で保温する方法が考えられるが、温度制御等、操作が煩雑であり、長期保存においては、熱劣化が問題である。
【０００３】
固体の形状を制御して目的化合物を得る方法としては、再結晶がある。
非特許文献１に、２−ヒドロキシシクロヘキサノンの固体を水／アルコール混合溶剤から再結晶させる２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の晶析法が開示されている。しかし、発明者が追試した結果、目的の２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物は微細結晶で得られるものの、晶析時間が非常に長い上に、取得収率が低いという問題があった。（比較例１参照）
【０００４】
【非特許文献１】
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，６２，１９４０，ｐ．２９３３
【特許文献１】
特開平２−１５０６８号公報
【特許文献２】
米国特許第２５０４１３５号明細書
【特許文献３】
特開昭５７−４９３２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を、取り扱いの容易な形状で、短時間に晶析させて、高い取得収率で得ることができる２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の製造法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を含む溶液に、酸を添加し、晶析させて分離することを特徴とする２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の製造法によって解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる前記式（１）で示される２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物は、例えば、特許文献３に記載されているように、カテコール化合物を触媒存在下、水素還元する方法に従って製造することができる。
【０００８】
前記式（１）において、Ｒは、炭素原子数１〜４のアルキル基、又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基を表し、ｎは、０〜９の整数を表す。
【０００９】
炭素原子数１〜４のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。なお、これらは異性体を含む。
【００１０】
炭素原子数１〜４のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。なお、これらは異性体を含む。
【００１１】
２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を含む溶液としては、２−ヒドロキシシクロヘキサノンの合成終了時の反応混合物をそのまま用いるか、反応溶媒を留去し、濃縮したものでも良いが、例えば、蒸留精製の直後に得られる液体状のもの、或はその液体状のものが冷却され、固化して得られる塊状の２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を溶媒に溶解したものが好ましい。
【００１２】
ここで用いられる溶媒（晶析溶媒）としては、水、炭素原子数１〜４の脂肪族アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなど）、ニトリル類（アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなど）、エーテル類（ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど）、脂肪族エステル類（酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、脂肪族炭化水素類（ヘキサン、ヘプタン、オクタンなど）、芳香族炭化水素類（ベンゼン、トルエン、キシレンなど）、ハロゲン化脂肪族炭化水素類（ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素など）、アミド類（ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドンなど）、ジメチルスルホキシド又はこれらの混合溶媒が挙げられるが、水が好ましい。
【００１３】
前記溶媒の使用量は、２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物１重量部に対して、０．２〜２０重量部が好ましく、更には、０．５〜５重量部が好ましい。
【００１４】
２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物は、塊状の場合、溶媒添加後、８０〜２００℃で加熱することにより溶解される。溶媒として水を使用した場合、８０〜１００℃で加熱することにより溶解させることができる。
【００１５】
本発明に用いる酸としては、無機酸、炭素原子数１〜６の脂肪族カルボン酸、有機スルホン酸などのプロトン酸が挙げられる。
【００１６】
無機酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、過塩素酸などが挙げられる。
【００１７】
炭素原子数２〜６の脂肪族カルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、蓚酸などが挙げられる。
【００１８】
有機スルホン酸としては、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸などが挙げられる。
【００１９】
上記の酸のうちでは、無機酸が好ましく、更に好ましくは過塩素酸である。
【００２０】
酸の使用量は、２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物１重量部に対して、好ましくは０．０００００５〜０．０１重量部、更に好ましくは０．００００１〜０．００５重量部である。
【００２１】
酸の添加温度は、好ましくは０〜１００℃、更に好ましくは０〜４０℃である。
塊状の２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を晶析溶媒に加熱溶解した場合、上記温度範囲まで放冷した後、酸は添加される。
【００２２】
本発明において、溶媒に水を用いた場合、上記の酸と共に炭素原子数１〜６の脂肪族アルコール類を添加することで、更に効率良く２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を晶析させることができる。
【００２３】
ここで、炭素原子数１〜６の脂肪族アルコール類としては、鎖状又は環状のものが挙げられる。鎖状のものとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノールなどが挙げられる。なお、これらは異性体を含む。環状のものとしては、シクロヘキサノールやジヒドロキシシクロヘキサンなどが挙げられる。
【００２４】
また、炭素原子数１〜６の脂肪族アルコール類の使用量は、２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物１重量部に対して、好ましくは０〜０．２重量部、更に好ましくは０〜０．１重量部である。
【００２５】
酸及び炭素原子数１〜６の脂肪族アルコール類の添加温度は、好ましくは０〜１００℃、更に好ましくは０〜４０℃である。
塊状の２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を晶析溶媒に加熱溶解した場合、上記温度範囲まで放冷した後、酸及び炭素原子数１〜６の脂肪族アルコール類は、添加される。
【００２６】
酸が添加（溶媒が水の場合、炭素原子数１〜６の脂肪族アルコール類が酸と共に添加される）された後の２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の晶析操作は、攪拌しながら行うのが好ましい。晶析時間は、好ましくは０．１〜４８時間、更に好ましくは０．５〜２４時間である。晶析に用いられる温度は、好ましくは０〜６０℃、更に好ましくは０〜４０℃である。
【００２７】
晶析した２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物は、反応液から濾過、遠心分離、デカンテーション等で容易に取り出すことができる。濾液等の晶析母液は溶媒として再使用することができる。
【００２８】
得られた２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の結晶は、水洗を行い、次いで揮発性溶媒で洗浄される。このことにより、結晶中の晶析溶媒、酸及び前記アルコール類が除去され、乾燥工程における２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物と晶析溶媒および水の同伴飛散を防ぐことができる。ここで、洗浄液は洗浄水又は晶析に用いる溶媒として再利用することができる。
【００２９】
前記揮発性溶媒としては、沸点が３５〜８５℃の有機溶媒が挙げられる。この溶媒としてはメタノール、エタノール、アセトニトリル、ジエチルエーテル、ジクロロメタン、アセトンなどが挙げられるが、アセトンを使用するのが好ましい。
【００３０】
前記揮発性溶媒での洗浄後、２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物は乾燥される。乾燥条件は、温度は２０〜５０℃、減圧度は５〜３０ｍｍＨｇが好ましい。
【００３１】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
参考例１
内容積１０００ｍｌのステンレス製オートクレーブに、カテコール２００ｇ（１．８１ｍｏｌ）、酢酸エチル４００ｇ（４．５５ｍｏｌ）、５ｗｔ％Ｐｄ／活性炭１５ｇを加え、窒素で置換した。１２５℃まで加熱した後、水素を導入し、水素圧０．３ＭＰａ、１５０℃の条件で２時間反応を行った。反応液の分析はガスクロマトグラフィーで行った。その結果、２−ヒドロキシシクロヘキサノン１３１ｇ（１．１５ｍｏｌ、カテコール基準収率：６３．３％）、１，２−ジヒドロキシシクロヘキサン２４．８ｇ（０．２１４ｍｏｌ）、シクロヘキサノール１．２ｇ（０．０１２ｍｏｌ）が得られた。蒸留により、液体状の２−ヒドロキシシクロヘキサノン１２８ｇ（１．１２ｍｏｌ）が得られた。
【００３２】
実施例１
冷却管および窒素導入管を備え付けた内容積１００ｍＬの四口フラスコに、参考例１で得た蒸留直後の液体状の２−ヒドロキシシクロヘキサノン１５ｇと純水３０ｇを加え、窒素雰囲気下、１００℃まで加熱した。２−ヒドロキシシクロヘキサノンを純水に溶解させた後、２５℃まで冷却し、５％過塩素酸０．３０ｇとイソプロピルアルコール０．１５ｇを添加した。液温を２５℃に保ったまま、６時間攪拌を行った。その後、濾過を行った後、水３０ｇとアセトン１５ｇで得られた結晶を洗浄し、３５℃、５ｍｍＨｇで乾燥を行った後、無色、微細結晶である２−ヒドロキシシクロヘキサノン１１．２ｇ（収率：７４．７％）を得た。
得られた無色、微細結晶である２−ヒドロキシシクロヘキサノンの純度は、ガスクロマトグラフィーでの定量分析により１００％であった。
【００３３】
実施例２
冷却管および窒素導入管を備え付けた内容積１００ｍＬの四口フラスコに、参考例１で得た２−ヒドロキシシクロヘキサノン（蒸留後、放冷により固化し塊状となったもの）１５ｇと純水３０ｇを加え、窒素雰囲気下、１００℃まで加熱した。２−ヒドロキシシクロヘキサノンを純水に溶解させた後、２５℃まで冷却し、５％過塩素酸０．３０ｇとイソプロピルアルコール０．１５ｇを添加した。液温を２５℃に保ったまま、６時間攪拌した。その後、濾過を行って晶析母液３２．６ｇを除去した後、水３０ｇとアセトン１５ｇで得られた結晶を洗浄し、３５℃、５ｍｍＨｇで乾燥を行った後、無色、微細結晶である２−ヒドロキシシクロヘキサノン１１．０ｇ（収率：７３．４％）を得た。
得られた無色、微細結晶である２−ヒドロキシシクロヘキサノンの純度は、ガスクロマトグラフィーでの定量分析により１００％であった。
【００３４】
実施例３
冷却管および窒素導入管を備え付けた内容積１００ｍＬの四口フラスコに、参考例１で得た２−ヒドロキシシクロヘキサノン（蒸留後、放冷により固化し塊状となったもの）１５ｇと実施例２で得た晶析母液３２．６ｇを加え、窒素雰囲気下、１００℃まで加熱した。その後の操作は、５％過塩素酸の添加量が０．０６ｇであること以外は、実施例２と同様の方法で行った。その結果、無色、微細結晶である２−ヒドロキシシクロヘキサノン１３．９ｇ（本実施例で仕込んだ２−ヒドロキシシクロヘキサノン基準収率：９２．７％）を得た。
得られた無色、微細結晶である２−ヒドロキシシクロヘキサノンの純度は、ガスクロマトグラフィーでの定量分析により１００％であった。
【００３５】
実施例４
実施例３で得た晶析母液を仕込み、過塩素酸とイソプロピルアルコールの添加量を表１のように変えたこと以外は、実施例３と同様の方法で行った。結果は表１に示した。
【００３６】
実施例５
実施例４で得た晶析母液を仕込み、過塩素酸とイソプロピルアルコールの添加量を下表１のように変えたこと以外は、実施例４と同様の方法で行った。結果は表１に示した。
【００３７】
【表１】

注：過塩素酸とイソプロパノールの添加量［ｗｔ％］は、各実施例で仕込んだ２−ヒドロキシシクロヘキサノンの重量を基準とした。
【００３８】
実施例６〜８
過塩素酸添加量を下表２のように変更し、熟成温度を５℃に変更したこと以外は、実施例２と同様の方法で行った。結果は表２に示した。
【００３９】
【表２】

注：過塩素酸の添加量［ｗｔ％］は、各実施例で仕込んだ２−ヒドロキシシクロヘキサノンの重量を基準とした。
【００４０】
比較例１
冷却管および窒素導入管を備え付けた内容積１００ｍＬの四口フラスコに、参考例１で得た２−ヒドロキシシクロヘキサノンの液体１５ｇと純水３０ｇを加え、窒素雰囲気下、１００℃まで加熱した。２−ヒドロキシシクロヘキサノンを純水に溶解させた後、５℃まで冷却し、液温を５℃に保ったまま、６時間攪拌を行った。結晶の析出が見られないため、更に同温度で５７時間攪拌を行い、析出した結晶を濾過した。水３０ｇとアセトン１５ｇで得られた結晶を洗浄し、３５℃、５ｍｍＨｇで乾燥を行った後、無色、微細結晶の２−ヒドロキシシクロヘキサノン６．０ｇ（収率：４０．０％）を得た。
【００４１】
【発明の効果】
本発明により、２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を、取り扱いの容易な形状で、短時間に晶析させて、高い取得収率で得ることができる製造法を提供することができる。

Claims

下式（１）で示される２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を含む溶液に酸を添加し、２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を晶析させて分離することを特徴とする２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の製造法。

（式中、Ｒは、炭素原子数１〜４のアルキル基、又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基を表し、ｎは、０〜９の整数を表す。）
酸がプロトン酸である請求項１記載の２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の製造法。
プロトン酸が過塩素酸である請求項２記載の２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の製造法。
前記式（１）で示される２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物を含む溶液が水溶液であり、これに酸と共にアルコールを添加することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の製造法。
アルコールが、炭素原子数１〜６の脂肪族アルコールである請求項４記載の２−ヒドロキシシクロヘキサノン化合物の製造法。