JP2010173965A - Method for producing 2-alkyl-2-cycloalkenone - Google Patents

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Munehiro Momotake
宗洋 百武
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method which efficiently and industrially advantageously produces a 2-alkyl-2-cycloalkenone by a simple method using a 2-alkylidenecycloalkanone as a raw material. <P>SOLUTION: The method for producing a 2-alkyl-2-cycloalkenone comprises continuously bringing a 2-alkylidenecycloalkanone into contact with a supporting-type solid catalyst obtained by supporting at least one platinum group metal on a carrier to perform isomerization. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、2−アルキリデンシクロアルカノンを固体触媒と接触させることにより、2−アルキル−2−シクロアルケノンを連続的に製造する方法に関する。
2−アルキル−2−シクロアルケノンは、香料や医農薬の製造中間体等として有用な化合物である。
The present invention relates to a process for continuously producing 2-alkyl-2-cycloalkenone by contacting 2-alkylidenecycloalkanone with a solid catalyst.
2-Alkyl-2-cycloalkenone is a useful compound as a fragrance, a pharmaceutical intermediate for producing agricultural chemicals, and the like.

従来、2−アルキル−2−シクロアルケノンは、シクロアルカノンと飽和脂肪族アルデヒドを原料とするアルドール縮合反応により、2−(1−ヒドロキシアルキル)シクロアルカノンを合成し、次いで、脱水反応により2−アルキリデンシクロアルカノンとし、さらに、二重結合の異性化反応により2−アルキル−2−シクロアルカノンとする、3段階の反応を経て合成されている。   Conventionally, 2-alkyl-2-cycloalkenone synthesizes 2- (1-hydroxyalkyl) cycloalkanone by aldol condensation reaction using cycloalkanone and saturated aliphatic aldehyde as raw materials, and then dehydration reaction 2 -Alkylidene cycloalkanone, and further synthesized through a three-step reaction to form 2-alkyl-2-cycloalkanone by double bond isomerization reaction.

例えば、香料であるジャスモン酸メチルの合成中間体として有用な2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンを工業的に製造する場合には、まず第1工程として、シクロペンタノンとバレロアルデヒドを原料とするアルドール縮合反応により、2−(1−ヒドロキシ−n−ペンチル)シクロペンタノンを合成する。次いで、第2工程として、得られた2−(1−ヒドロキシ−n−ペンチル)シクロペンタノンを脱水する反応と、それにより生成する炭素−炭素二重結合を異性化する反応を同時に行って、目的物を得る方法が採用されている。   For example, when 2-n-pentyl-2-cyclopentenone, which is useful as a synthetic intermediate for perfume methyl jasmonate, is industrially produced, first as a first step, cyclopentanone and valeraldehyde are used as raw materials. 2- (1-hydroxy-n-pentyl) cyclopentanone is synthesized by the aldol condensation reaction. Next, as a second step, the reaction of dehydrating the obtained 2- (1-hydroxy-n-pentyl) cyclopentanone and the reaction of isomerizing the carbon-carbon double bond formed thereby are performed simultaneously. A method of obtaining the object is employed.

この方法における各工程はいずれも液相で反応が実施され、それぞれ比較的高い反応収率で目的物を得ることができる。しかしながら、この方法を採用する場合、各工程における未反応物の回収や反応生成物の精製を行う操作を伴うために、出発原料基準の目的物の全収率は低いのが現状である。また、各工程は回分式(バッチ)反応で行われるため、製造設備が複雑になり、反応操作が煩雑となってサイクル時間が長くなるという問題があった。特に第2工程では、塩酸をはじめとする液状の無機酸を触媒として使用することが一般的であるが(特許文献1)、酸による反応器材料の腐食の問題から、高級材質の使用やグラスライニング加工が必須となり、設備投資額が増大し、また、中和工程を要するため、大量の廃棄物が発生する。   In each step of this method, the reaction is carried out in the liquid phase, and the target product can be obtained with a relatively high reaction yield. However, when this method is employed, since the operation involves collecting unreacted substances and purifying reaction products in each step, the total yield of the target substance based on the starting material is low at present. Moreover, since each process is performed by batch type (batch) reaction, there existed a problem that manufacturing equipment became complicated, reaction operation became complicated and cycle time became long. In particular, in the second step, it is common to use a liquid inorganic acid such as hydrochloric acid as a catalyst (Patent Document 1). However, due to the problem of corrosion of the reactor material by acid, the use of high-grade materials or glass Lining is essential, the capital investment increases, and a neutralization process is required, so a large amount of waste is generated.

一方、脱水反応と異性化反応とを別々の工程に分けて実施する方法も知られている(特許文献2〜4)。しかし、この方法では、異性化反応の工程はアミンのハロゲン化水素塩を触媒として用いた均一形触媒反応であり、使用後の触媒は回収が困難であるため、大量の廃棄物が発生するという問題がある。   On the other hand, a method in which a dehydration reaction and an isomerization reaction are performed separately in separate steps is also known (Patent Documents 2 to 4). However, in this method, the isomerization reaction step is a homogeneous catalyst reaction using an amine hydrogen halide salt as a catalyst, and it is difficult to recover the used catalyst, so that a large amount of waste is generated. There's a problem.

また、特許文献5及び6には、遷移金属触媒の存在下に2−ペンチリデンシクロペンタノンを異性化させて、2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンを得る方法が開示されている。
しかし、特許文献5に記載の方法には、触媒を活性化するために用いる水素ガスにより、2−アルキルシクロペンタノンが副生し、目的とする2−アルキル−2−シクロペンテノンを高純度で得られないという欠点がある。また。特許文献6に記載の方法では、可溶性の遷移金属触媒を用いているため、触媒の回収が困難であるという欠点を有する。さらに、これらの製造方法ではいずれもバッチ式で反応を行うものであるため、工業的生産規模で2−アルキル−2−シクロペンテノンを製造する場合には、大きな反応器が必要となり、工業的に有利なものとはいえない。
Patent Documents 5 and 6 disclose a method of obtaining 2-n-pentyl-2-cyclopentenone by isomerizing 2-pentylidenecyclopentanone in the presence of a transition metal catalyst.
However, in the method described in Patent Document 5, 2-alkylcyclopentanone is by-produced by the hydrogen gas used for activating the catalyst, and the desired 2-alkyl-2-cyclopentenone is highly purified. There is a disadvantage that cannot be obtained. Also. The method described in Patent Document 6 has a drawback that it is difficult to recover the catalyst because a soluble transition metal catalyst is used. Furthermore, since all of these production methods are batch-type reactions, when producing 2-alkyl-2-cyclopentenone on an industrial production scale, a large reactor is required. It cannot be said that this is advantageous.

特開昭56−147740号公報JP 56-147740 A 特開2004−217620号公報JP 2004-217620 A 特開2005−126445号公報JP 2005-126445 A 特開2004−203844号公報JP 2004-203844 A 特公昭58−42175号公報Japanese Examined Patent Publication No. 58-42175 特公昭59−29051号公報Japanese Patent Publication No.59-29051

本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、2−アルキリデンシクロアルカノンを原料として、簡便な方法で効率よく、工業的に有利に2−アルキル−2−シクロアルケノンを製造する方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to use 2-alkylidenecycloalkanone as a raw material in an efficient and industrially advantageous manner. It is to provide a method for producing an alkyl-2-cycloalkenone.

本発明者らは、上記目的を達成すべく、2−アルキル−2−シクロアルケノンを工業的に有利に製造する方法について鋭意研究を重ねた。その結果、特定の製造プロセスを採用することにより、簡便な方法で効率よく、工業的に有利に目的物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have intensively studied on a method for producing 2-alkyl-2-cycloalkenone in an industrially advantageous manner. As a result, it has been found that by adopting a specific manufacturing process, the target product can be obtained efficiently and industrially advantageously by a simple method, and the present invention has been completed.

かくして本発明によれば、下記(1)、(2)の2−アルキル−2−シクロアルケノンの製造方法が提供される。
(1)2−アルキリデンシクロアルカノンを、少なくとも一種の白金族金属を担体に担持させてなる担持型固体触媒と連続的に接触させ、異性化反応を行うことを特徴とする2−アルキル−2−シクロアルケノンの製造方法。
(2)前記固体触媒が、少なくとも一種の白金族金属に加えて、白金族以外の金属から選ばれる少なくとも一種の金属を担持させてなる担持型固体触媒であることを特徴とする(1)に記載の製造方法。
Thus, according to the present invention, the following (1) and (2) 2-alkyl-2-cycloalkenone production methods are provided.
(1) 2-alkyl-2, wherein 2-alkylidenecycloalkanone is continuously contacted with a supported solid catalyst in which at least one platinum group metal is supported on a carrier to carry out an isomerization reaction. -Method for producing cycloalkenone.
(2) The solid catalyst is a supported solid catalyst in which at least one metal selected from metals other than the platinum group is supported in addition to at least one platinum group metal. The manufacturing method as described.

本発明の製造方法によれば、2−アルキリデンシクロアルカノンを原料として、簡便な方法で効率よく、工業的に有利に2−アルキル−2−シクロアルケノンを製造することができる。   According to the production method of the present invention, 2-alkyl-2-cycloalkenone can be produced from a 2-alkylidenecycloalkanone as a raw material in a simple and efficient manner and industrially advantageously.

2−(1−ヒドロキシ−n−ペンチル)シクロペンタノンから本発明で用いる2−ペンチリデンシクロペンタノンを連続的に製造する装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the apparatus which manufactures continuously 2-pentylidenecyclopentanone used by this invention from 2- (1-hydroxy- n-pentyl) cyclopentanone. 本発明の製造方法を実施するための製造装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the manufacturing apparatus for enforcing the manufacturing method of this invention.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、2−アルキリデンシクロアルカノンを、少なくとも一種の白金族金属を担体に担持させてなる担持型固体触媒と連続的に接触させ、異性化反応を行うことを特徴とする2−アルキル−2−シクロアルケノンの製造方法である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, 2-alkylidenecycloalkanone is subjected to an isomerization reaction by continuously contacting 2-alkylidenecycloalkanone with a supported solid catalyst in which at least one platinum group metal is supported on a carrier. This is a method for producing 2-cycloalkenone.

(1)2−アルキリデンシクロアルカノン
本発明に用いる2−アルキリデンシクロアルカノンは、環状飽和脂肪族ケトン骨格を有する2−アルキリデンシクロアルカノンである。
(1) 2-Alkylidenecycloalkanone The 2-alkylidenecycloalkanone used in the present invention is a 2-alkylidenecycloalkanone having a cyclic saturated aliphatic ketone skeleton.

前記環状飽和脂肪族ケトン骨格は、通常4〜10員環、好ましくは5〜7員環、より好ましくは5員環を有する。また、前記環状飽和脂肪族ケトン骨格は、異性化反応を妨げない限り、2位以外の任意の位置に置換基を有していてもよい。   The cyclic saturated aliphatic ketone skeleton usually has a 4- to 10-membered ring, preferably a 5- to 7-membered ring, more preferably a 5-membered ring. Moreover, the said cyclic saturated aliphatic ketone skeleton may have a substituent in arbitrary positions other than 2-position, unless the isomerization reaction is prevented.

環状飽和脂肪族ケトン骨格の具体例としては、シクロブタノン骨格;シクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、3−エチルシクロペンタノン、3−n−プロピルシクロペンタノン等のシクロペンタノン骨格;
シクロヘキサノン、3−メチルシクロヘキサノン、4−メチルシクロヘキサノン、3−エチルシクロヘキサノン、4−エチルシクロヘキサノン、3−n−プロピルシクロヘキサノン、4−n−プロピルシクロヘキサノン等のシクロヘキサノン骨格;
シクロヘプタノン、3−メチルシクロヘプタノン、4−メチルシクロヘプタノン等のシクロヘプタノン骨格;
シクロオクタノン、3−メチルシクロオクタノン、4−メチルシクロオクタノン、5−メチルシクロオクタノン、3,4−ジメチルシクロオクタノン等のシクロオクタノン骨格;
シクロノナノン、3−メチルシクロノナノン、4−メチルシクロノナノン、5−メチルシクロノナノン、3,4−ジメチルシクロノナノン、3,4,5−トリメチルシクロノナノン等のシクロノナノン骨格;
シクロデカノン、3−メチルシクロデカノン、4−メチルシクロデカノン、5−メチルシクロデカノン、6−メチルシクロデカノン、3−エチルシクロデカノン、3,4−ジメチルシクロデカノン、4,5−ジメチルシクロデカノン、3,4,5,6−テトラメチルシクロデカノン等のシクロデカノン骨格;等が挙げられる。
Specific examples of the cyclic saturated aliphatic ketone skeleton include a cyclobutanone skeleton; a cyclopentanone skeleton such as cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 3-ethylcyclopentanone, and 3-n-propylcyclopentanone;
Cyclohexanone skeletons such as cyclohexanone, 3-methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 3-ethylcyclohexanone, 4-ethylcyclohexanone, 3-n-propylcyclohexanone, 4-n-propylcyclohexanone;
Cycloheptanone skeletons such as cycloheptanone, 3-methylcycloheptanone, 4-methylcycloheptanone;
Cyclooctanone skeletons such as cyclooctanone, 3-methylcyclooctanone, 4-methylcyclooctanone, 5-methylcyclooctanone, 3,4-dimethylcyclooctanone;
Cyclononanone skeletons such as cyclononanone, 3-methylcyclononanone, 4-methylcyclononanone, 5-methylcyclononanone, 3,4-dimethylcyclononanone, 3,4,5-trimethylcyclononanone;
Cyclodecanone, 3-methylcyclodecanone, 4-methylcyclodecanone, 5-methylcyclodecanone, 6-methylcyclodecanone, 3-ethylcyclodecanone, 3,4-dimethylcyclodecanone, 4,5- And cyclodecanone skeletons such as dimethylcyclodecanone and 3,4,5,6-tetramethylcyclodecanone.

これらの環状飽和脂肪族ケトン骨格の中では、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノンが好ましく、シクロペンタノンがもっとも好ましい。   Among these cyclic saturated aliphatic ketone skeletons, cyclopentanone, cyclohexanone, and cycloheptanone are preferable, and cyclopentanone is most preferable.

本発明に用いる2−アルキリデンシクロアルカノンのアルキリデン基の炭素数は、特に限定されないが、通常、1〜10、好ましくは2〜8、より好ましくは3〜7、更に好ましくは4〜6、特に好ましくは5である。   The number of carbon atoms of the alkylidene group of the 2-alkylidenecycloalkanone used in the present invention is not particularly limited, but is usually 1 to 10, preferably 2 to 8, more preferably 3 to 7, still more preferably 4 to 6, particularly Preferably it is 5.

かかるアルキリデン基の具体例としては、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、ブチリデン基、ペンチリデン基、ヘキシリデン基、ヘプチリデン基、オクチリデン基、ノニリデン基、デシリデン基等の直鎖アルキリデン基;   Specific examples of such alkylidene groups include methylidene groups, ethylidene groups, propylidene groups, butylidene groups, pentylidene groups, hexylidene groups, heptylidene groups, octylidene groups, nonylidene groups, decylidene groups and the like;

2−メチルプロピリデン基、2−メチルブチリデン基、3−エチルブチリデン基、2,2−ジメチルブチリデン基、2,3−ジメチルブチリデン基、2,2,3−トリメチルブチリデン基、2−メチルペンチリデン基、3−メチルペンチリデン基、4−メチルペンチリデン基、2,2−ジメチルペンチリデン基、3,4−ジメチルペンチリデン基、2,2,3−トリメチルペンチリデン基、2−メチルヘキシリデン基、3−メチルヘキシリデン基、4−メチルヘキシリデン基、5−メチルヘキシリデン基、2−メチルへプチリデン基、3−メチルヘプチリデン基、2−エチルヘプチリデン基、2−メチルオクチリデン基、3−メチルオクチリデン基、4−メチルオクチリデン基、2−エチルオクチリデン基、3−メチルノニリデン基、4−メチルノニリデン基等の分岐を有するアルキリデン基;   2-methylpropylidene group, 2-methylbutylidene group, 3-ethylbutylidene group, 2,2-dimethylbutylidene group, 2,3-dimethylbutylidene group, 2,2,3-trimethylbutylidene group, 2-methylpentylidene group, 3-methylpentylidene group, 4-methylpentylidene group, 2,2-dimethylpentylidene group, 3,4-dimethylpentylidene group, 2,2,3-trimethylpentylidene group, 2-methylhexylidene group, 3-methylhexylidene group, 4-methylhexylidene group, 5-methylhexylidene group, 2-methylheptylidene group, 3-methylheptylidene group, 2-ethyl Heptylidene group, 2-methyloctylidene group, 3-methyloctylidene group, 4-methyloctylidene group, 2-ethyloctylidene group, 3-methylnonylidene group, 4-methyloctylidene group Alkylidene group having a branched such Runoniriden group;

シクロブチルメチリデン基、シクロペンチルメチリデン基、(2−メチルシクロペンチル)メチリデン基、(3−メチルシクロペンチル)メチリデン基、シクロヘキシルメチリデン基、(2−メチルシクロヘキシル)メチリデン基、(3−メチルシクロヘキシル)メチリデン基、(2−エチルシクロヘキシル)メチリデン基、シクロヘプチルメチリデン基、(2−メチルシクロヘプチル)メチリデン基、(3−メチルシクロヘプチル)メチリデン基、(4−メチルシクロヘプチル)メチリデン基、シクロオクチルメチリデン基、(2−メチルシクロオクチル)メチリデン基、シクロノニルメチリデン基、2−シクロペンチルエチリデン基、2−シクロヘキシルエチリデン基等の環状構造を有するアルキリデン基;等が挙げられる。   Cyclobutylmethylidene group, cyclopentylmethylidene group, (2-methylcyclopentyl) methylidene group, (3-methylcyclopentyl) methylidene group, cyclohexylmethylidene group, (2-methylcyclohexyl) methylidene group, (3-methylcyclohexyl) methylidene Group, (2-ethylcyclohexyl) methylidene group, cycloheptylmethylidene group, (2-methylcycloheptyl) methylidene group, (3-methylcycloheptyl) methylidene group, (4-methylcycloheptyl) methylidene group, cyclooctylmethylidene And an alkylidene group having a cyclic structure such as a lidene group, (2-methylcyclooctyl) methylidene group, cyclononylmethylidene group, 2-cyclopentylethylidene group, and 2-cyclohexylethylidene group.

これらの中でも、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、ブチリデン基、ペンチリデン基、ヘキシリデン基、ヘプチリデン基、オクチリデン基、2−メチルブチリデン基、3−メチルブチリデン基、2−メチルペンチリデン基、3−メチルペンチリデン基、4−メチルペンチリデン基、シクロブチルメチリデン基、シクロペンチルメチリデン基、シクロヘキシルメチリデン基、シクロヘプチルメチリデン基が好ましく、ブチリデン基、ペンチリデン基、ヘキシリデン基、ヘプチリデン基がより好ましく、ペンチリデン基が特に好ましい。   Among these, methylidene group, ethylidene group, propylidene group, butylidene group, pentylidene group, hexylidene group, heptylidene group, octylidene group, 2-methylbutylidene group, 3-methylbutylidene group, 2-methylpentylidene group, 3 -Methylpentylidene group, 4-methylpentylidene group, cyclobutylmethylidene group, cyclopentylmethylidene group, cyclohexylmethylidene group, cycloheptylmethylidene group are preferable, butylidene group, pentylidene group, hexylidene group, heptylidene group are more Preferably, a pentylidene group is particularly preferable.

本発明に用いる2−アルキリデンシクロアルカノンの具体例としては、2−ブチリデンシクロペンタノン、2−ペンチリデンシクロペンタノン、2−ヘキシリデンシクロペンタノン、2−ヘプチリデンシクロペンタノン、2−ペンチリデン−5−メチルシクロペンタノン、2−ブチリデンシクロヘキサノン、2−ペンチリデンシクロヘキサノン、2−ヘキシリデンシクロヘキサノン、2−ヘプチリデンシクロヘキサノン等が挙げられる。これらの中でも、2−ペンチリデンシクロペンタノンが特に好ましい。   Specific examples of 2-alkylidenecycloalkanone used in the present invention include 2-butylidenecyclopentanone, 2-pentylidenecyclopentanone, 2-hexylidenecyclopentanone, 2-heptylidenecyclopentanone, Examples include 2-pentylidene-5-methylcyclopentanone, 2-butylidenecyclohexanone, 2-pentylidenecyclohexanone, 2-hexylidenecyclohexanone, and 2-heptylidenecyclohexanone. Among these, 2-pentylidenecyclopentanone is particularly preferable.

2−アルキリデンシクロアルカノンは、従来公知の方法により製造・入手することができる。例えば、シクロアルカノンエナミンとアルキルアルデヒドとの反応生成物を酸(塩酸等)で加水分解することにより容易に得ることができる。   2-alkylidenecycloalkanone can be produced and obtained by a conventionally known method. For example, it can be easily obtained by hydrolyzing the reaction product of cycloalkanone enamine and alkyl aldehyde with an acid (hydrochloric acid or the like).

また、2−アルキリデンシクロアルカノンは、シクロアルカノンと脂肪族アルデヒドを原料とするアルドール縮合反応により合成される2−(ヒドロキシアルキル)シクロアルカノンを連続的に固体触媒と接触させ、脱水反応させると同時に、発生した水を反応系から除去する方法によっても得ることができる。   In addition, 2-alkylidenecycloalkanone is a dehydration reaction by continuously contacting 2- (hydroxyalkyl) cycloalkanone synthesized by an aldol condensation reaction using cycloalkanone and aliphatic aldehyde as raw materials with a solid catalyst. At the same time, it can be obtained by a method of removing the generated water from the reaction system.

(2)固体触媒
本発明においては、少なくとも一種の白金族金属を担体に担持させてなる担持型固体触媒を用いる。
白金族金属は、周期律表(長周期型)第5、6周期の第8〜10族元素(Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt)の総称である。白金族金属は一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、Pdが特に好ましい。
(2) Solid catalyst In the present invention, a supported solid catalyst in which at least one platinum group metal is supported on a carrier is used.
The platinum group metal is a general term for Group 8 to 10 elements (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt) of the fifth and sixth periods of the periodic table (long period type). A platinum group metal can be used 1 type or in combination of 2 or more types. Among these, Pd is particularly preferable.

本発明においては、前記固体触媒として、少なくとも一種の白金族金属に加えて、白金族以外の金属から選ばれる少なくとも一種の金属を担持させてなる担持型固体触媒を用いることが好ましい。   In the present invention, as the solid catalyst, it is preferable to use a supported solid catalyst in which at least one metal selected from metals other than the platinum group is supported in addition to at least one platinum group metal.

白金族以外の金属としては、周期律表第2〜7族元素、周期律表第11〜14族元素、及び周期律表第8〜10族の第3周期元素から選ばれる少なくとも一種の元素が挙げられる。なかでも、周期律表第2族元素及び第7族元素が好ましく、カルシウム及びレニウムが特に好ましい。
白金族金属と白金族以外の金属の比は、白金族金属100重量部に対して、白金族以外の金属は0.05〜100重量部、好ましくは0.1〜10重量部である。
Examples of metals other than the platinum group include at least one element selected from Group 2 to 7 elements of the periodic table, Group 11 to 14 elements of the periodic table, and Group 3 elements of Groups 8 to 10 of the periodic table. Can be mentioned. Of these, Group 2 elements and Group 7 elements of the Periodic Table are preferable, and calcium and rhenium are particularly preferable.
The ratio of the platinum group metal to the metal other than the platinum group is 0.05 to 100 parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the platinum group metal.

白金族金属及び所望により白金族以外の金属を担持する担体としては、特に限定されないが、例えば、活性炭、金属酸化物、金属硫酸塩、金属炭酸塩、金属リン酸塩、ヘテロポリ酸、ゼオライト、珪藻土、ハイドロキシアパタイト、ハイドロタルサイト、モンモリロナイト、イオン交換樹脂等が挙げられる。これらは一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、活性炭、金属酸化物が好ましい。
担体と、白金族金属及び所望により用いる白金族以外の金属との比は、担体100重量部に対して、白金族金属及び所望により用いる白金族以外の金属は0.1〜60重量部、好ましくは0.5〜40重量部である。
The carrier for supporting a platinum group metal and optionally a metal other than the platinum group is not particularly limited. For example, activated carbon, metal oxide, metal sulfate, metal carbonate, metal phosphate, heteropoly acid, zeolite, diatomaceous earth. , Hydroxyapatite, hydrotalcite, montmorillonite, ion exchange resin and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, activated carbon and metal oxide are preferable.
The ratio of the support to the platinum group metal and the metal other than the platinum group used as desired is 0.1 to 60 parts by weight of the platinum group metal and the metal other than the platinum group used as desired with respect to 100 parts by weight of the support. Is 0.5 to 40 parts by weight.

金属酸化物の具体例としては、酸化ケイ素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化スズ、三酸化モリブデン、酸化タングステン等が挙げられ、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化ニオブが好ましい。   Specific examples of the metal oxide include silicon oxide (silica), aluminum oxide (alumina), magnesium oxide, calcium oxide, zirconium oxide, niobium oxide, titanium oxide, tin oxide, molybdenum trioxide, and tungsten oxide. Silica, alumina, zirconium oxide and niobium oxide are preferred.

担体に白金族金属及び所望により白金族以外の金属を担持する方法としては、共沈法、混練法、含浸法、イオン交換法等の公知の方法が挙げられる。
例えば、白金族金属の塩、及び所望により白金族以外の金属から選ばれる少なくとも一種の金属の塩の溶液を担体に加えて、一定時間静置することにより担体に含浸させ、乾燥した後、還元による活性化によって、白金族金属及び所望により白金族以外の金属を金属状態で担持させた担持型固体触媒を調製することができる。
Examples of a method for supporting a platinum group metal and optionally a metal other than the platinum group on the carrier include known methods such as a coprecipitation method, a kneading method, an impregnation method, and an ion exchange method.
For example, a solution of at least one metal salt selected from a platinum group metal salt and, if desired, a metal other than the platinum group metal is added to the support, left to stand for a certain period of time, impregnated in the support, dried, and then reduced. The supported solid catalyst in which a platinum group metal and, if desired, a metal other than the platinum group are supported in a metal state can be prepared by the activation by.

ここで用いる白金族金属の塩としては、特に限定されず、例えば、白金族金属の塩酸塩、臭素酸塩、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等が挙げられる。また、白金族以外の金属の塩としては、白金族以外の金属の塩酸塩、臭素酸塩、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、過レニウム酸塩等が挙げられる。   The platinum group metal salt used here is not particularly limited, and examples thereof include platinum group metal hydrochloride, bromate, nitrate, sulfate, acetate, and the like. Examples of salts of metals other than the platinum group include hydrochlorides, bromates, nitrates, sulfates, acetates and perrhenates of metals other than the platinum group.

還元方法としては、水素ガスを用いた乾式法、還元剤溶液を用いた湿式法のいずれも採用できる。前者の方法を採用する場合、水素ガスとして、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスで希釈されたものを用いることもできる。   As the reduction method, either a dry method using hydrogen gas or a wet method using a reducing agent solution can be employed. When the former method is employed, hydrogen gas diluted with an inert gas such as nitrogen gas or argon gas can be used.

触媒の還元温度は、触媒活性成分である白金族金属、担体、助触媒成分である他の金属の組合せにより適宜選定すればよく、特に制限は受けないが、100〜900℃の範囲が好ましい。   The reduction temperature of the catalyst may be appropriately selected depending on the combination of a platinum group metal that is a catalytically active component, a carrier, and another metal that is a promoter component, and is not particularly limited, but is preferably in the range of 100 to 900 ° C.

用いる担持型固体触媒の形状は特に限定されず、粉末、成形品等のいずれの形態でも使用が可能である。触媒の成形法は特に限定されず、打錠、圧縮、転動造粒等の公知の方法を採用できる。粒状成形品の外観形状としては、球状、円盤状、円柱状、円筒状等が挙げられる。   The shape of the supported solid catalyst to be used is not particularly limited, and any form such as a powder or a molded product can be used. The molding method of the catalyst is not particularly limited, and a known method such as tableting, compression, rolling granulation or the like can be adopted. Examples of the external shape of the granular molded product include a spherical shape, a disk shape, a columnar shape, and a cylindrical shape.

担持型固体触媒の平均粒径は特に限定されず、後述する反応管の内径に応じて適宜選定されるが、通常1〜40mmであり、好ましくは2〜20mmである。有効平均粒径が小さすぎると、連続反応を行う場合に圧力損失が増大し、運転が困難となり、有効平均粒径が大きくなりすぎると、反応管単位容積(空筒基準)当りの幾何表面積の減少により、十分な反応成績を得ることが困難となる。   The average particle size of the supported solid catalyst is not particularly limited and is appropriately selected according to the inner diameter of the reaction tube described later, but is usually 1 to 40 mm, and preferably 2 to 20 mm. If the effective average particle size is too small, pressure loss increases in continuous reaction, making operation difficult. If the effective average particle size is too large, the geometric surface area per reaction tube unit volume (cylinder standard) Due to the decrease, it becomes difficult to obtain sufficient reaction results.

担持型固体触媒の比表面積は特に限定されないが、通常、1〜100m/gの範囲から適宜選択される。比表面積が小さすぎると、十分な触媒活性が得られず、比表面積が大きすぎると触媒活性が高くなりすぎ、副生成物の生成速度が増大し、目的生成物選択率の低下の原因となる。 The specific surface area of the supported solid catalyst is not particularly limited, but is usually appropriately selected from the range of 1 to 100 m 2 / g. If the specific surface area is too small, sufficient catalytic activity cannot be obtained, and if the specific surface area is too large, the catalytic activity becomes too high, the production rate of by-products increases, and the target product selectivity decreases. .

(3)異性化反応
本発明は、2−アルキリデンシクロアルカノンを、少なくとも一種の白金族金属を担体に担持させてなる担持型固体触媒と連続的に接触させ、異性化反応を行うものである。
(3) Isomerization reaction In the present invention, 2-alkylidenecycloalkanone is continuously brought into contact with a supported solid catalyst in which at least one platinum group metal is supported on a carrier to perform an isomerization reaction. .

本発明において、「連続的に」とは、回分式(バッチ式)反応の対義語としての連続反応を意味する。すなわち、反応操作において、原料の供給と反応混合物の抜き出しが、物質収支に関する整合性を維持したまま、間断なく継続的に実施されている状態で反応を行うことをいう。   In the present invention, “continuously” means a continuous reaction as a synonym of a batch (batch) reaction. That is, in the reaction operation, the reaction is performed in a state where the supply of the raw material and the extraction of the reaction mixture are continuously performed without interruption while maintaining consistency with respect to the mass balance.

本発明の連続反応は、気相、液相を問わず、場合に応じて適切な方法を用いればよい。使用する反応器の形状や材質は特に限定されず、攪拌槽式連続反応器、固定床流通式連続反応器等が例示されるが、反応器効率の観点から、固定床流通式連続反応器が好ましい。   In the continuous reaction of the present invention, an appropriate method may be used depending on the case regardless of the gas phase or the liquid phase. The shape and material of the reactor to be used are not particularly limited, and examples include a stirred tank type continuous reactor, a fixed bed flow type continuous reactor, and the like. From the viewpoint of reactor efficiency, a fixed bed flow type continuous reactor is used. preferable.

固定床流通式連続反応器の形態は特に限定されず、単管式、多管式のいずれの形態でもよい。反応器の温度制御方法は特に限定されず、熱交換式又は断熱式のいずれを使用することも可能である。
またこれらの反応器は一個でもよいし、複数の反応器を直列に連結して使用することもできる。
The form of the fixed bed flow type continuous reactor is not particularly limited, and may be either a single pipe type or a multi-pipe type. The temperature control method of the reactor is not particularly limited, and either a heat exchange type or an adiabatic type can be used.
These reactors may be one, or a plurality of reactors may be connected in series.

反応器の材質としては、例えば、ステンレススチール等が適している。このような反応器とともに原料混合物を予め加熱する予熱器や原料混合物を気化させる気化器を使用してもよい。予熱器、気化器及び反応器は、必ずしも別個のものである必要はなく、同一の反応器と各部の温度をそれぞれの目的に適した温度としたものであってもよい。   For example, stainless steel is suitable as the material of the reactor. A preheater for preheating the raw material mixture and a vaporizer for vaporizing the raw material mixture may be used together with such a reactor. The preheater, the vaporizer, and the reactor do not necessarily need to be separate, and the same reactor and the temperature of each part may be set to a temperature suitable for each purpose.

前記多管式固定床流通式連続反応器を採用する場合、反応管の内径は特に限定されないが、通常、5〜500mm、好ましくは7〜300mm、より好ましくは10〜200mmである。また、反応管の長さも特に限定されないが、通常、0.1〜10m、好ましくは0.2〜7mである。   When employing the multi-tube fixed bed flow type continuous reactor, the inner diameter of the reaction tube is not particularly limited, but is usually 5 to 500 mm, preferably 7 to 300 mm, more preferably 10 to 200 mm. The length of the reaction tube is not particularly limited, but is usually 0.1 to 10 m, preferably 0.2 to 7 m.

反応を攪拌槽式連続反応器で行う場合の滞留時間は、通常、0.05〜100時間、好ましくは0.2〜5時間である。固定床流通式連続反応器で行う場合には、通常、1〜500秒、好ましくは2〜300秒である。   When the reaction is carried out in a stirred tank type continuous reactor, the residence time is usually 0.05 to 100 hours, preferably 0.2 to 5 hours. When it is carried out in a fixed bed flow type continuous reactor, it is usually 1 to 500 seconds, preferably 2 to 300 seconds.

反応圧力(ゲージ圧)は、通常、−0.1〜1MPaG、好ましくは−0.1〜0.5MPaG、より好ましくは−0.1〜0.1MPaGである。   The reaction pressure (gauge pressure) is usually −0.1 to 1 MPaG, preferably −0.1 to 0.5 MPaG, more preferably −0.1 to 0.1 MPaG.

また、担持型固体触媒と接触させる2−アルキリデンシクロアルカノンは、2−アルキリデンシクロアルカノンそのままであってもよいし、2−アルキリデンシクロアルカノンを適当な希釈剤で希釈したものであってもよい。   Further, the 2-alkylidenecycloalkanone to be contacted with the supported solid catalyst may be the 2-alkylidenecycloalkanone as it is, or it may be one obtained by diluting 2-alkylidenecycloalkanone with an appropriate diluent. Good.

用いる希釈剤は反応に支障をきたさない不活性物質であれば、特に限定されず、液体でも気体でもよい。例えば、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等の脂環式炭化水素;n−ブタノール、n−ペンタノール等のアルコール;窒素ガス等の気体;等が挙げられる。これらの希釈剤は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。   The diluent to be used is not particularly limited as long as it is an inert substance that does not interfere with the reaction, and may be liquid or gas. For example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and ethylbenzene; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, cycloheptane and cyclooctane; alcohols such as n-butanol and n-pentanol; gases such as nitrogen gas; It is done. These diluents can be used alone or in combination of two or more.

原料である2−シクロアルキリデンシクロアルカノンを希釈剤で希釈する場合、その使用量は、原料100重量部に対して、通常5〜2000重量部である。   When 2-cycloalkylidenecycloalkanone which is a raw material is diluted with a diluent, the amount used is usually 5 to 2000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material.

本発明においては、2−アルキリデンシクロアルカノン及び所望により希釈剤を、空間速度(液体基準原料の1時間あたりの総流量を触媒の充填容積(空筒基準)で除した値。以下、「LHSV」という。以下にて同じ。)を、通常0.001〜100Hr−1、好ましくは0.01〜20Hr−1で触媒上に導入する。LHSVが大きすぎると十分な反応成績を得ることができず、LHSVが小さすぎると副生成物の生成速度が増大し、目的生成物選択率の低下の原因となると同時に、触媒の劣化が促進されるおそれがある。 In the present invention, 2-alkylidenecycloalkanone and, if desired, a diluent, a value obtained by dividing the space velocity (total flow rate per hour of the liquid reference raw material by the catalyst filling volume (cylinder reference)). the same.) at "hereinafter. hereinafter, usually 0.001~100Hr -1, preferably introduced onto the catalyst in 0.01~20Hr -1. If the LHSV is too large, sufficient reaction results cannot be obtained. If the LHSV is too small, the production rate of by-products increases, causing a decrease in the target product selectivity and at the same time promoting the deterioration of the catalyst. There is a risk.

また、2−アルキリデンシクロアルカノン及び所望により希釈剤を触媒と接触させるときの温度は、通常20〜400℃、好ましくは50〜300℃、より好ましくは80〜280℃である。具体的には、2−アルキリデンシクロアルカノン及び所望により希釈剤を、通常20〜400℃、好ましくは50〜300℃に保持された触媒上に導入する。2−アルキリデンシクロアルカノン及び所望により希釈剤を触媒と接触させるときの温度が低すぎると、十分な反応成績を得ることができず、反応温度が高すぎると副生成物の生成速度が増大し、目的生成物選択率の低下の原因となると同時に、触媒の劣化が促進されるおそれがある。   The temperature at which the 2-alkylidenecycloalkanone and optionally the diluent are brought into contact with the catalyst is usually 20 to 400 ° C, preferably 50 to 300 ° C, more preferably 80 to 280 ° C. Specifically, 2-alkylidenecycloalkanone and, optionally, a diluent are introduced onto a catalyst that is usually maintained at 20 to 400 ° C., preferably 50 to 300 ° C. If the temperature when the 2-alkylidenecycloalkanone and optionally the diluent are contacted with the catalyst is too low, sufficient reaction results cannot be obtained, and if the reaction temperature is too high, the rate of by-product formation increases. In addition, the target product selectivity may be lowered, and at the same time, deterioration of the catalyst may be promoted.

本発明により得られる2−アルキル−2−シクロアルケノンは、必要に応じて減圧蒸留等の精製手段を施すことにより、目的とする2−アルキル−2−シクロアルケノンを純度よく単離することができる。   The 2-alkyl-2-cycloalkenone obtained according to the present invention can be isolated with high purity by subjecting it to purification means such as vacuum distillation, if necessary. .

本発明により得られる2−アルキル−2−シクロアルケノンの環状部は、4〜10員環、好ましくは5〜7員環、特に好ましくは5員環である。また、2−アルキル−2−シクロアルケノンの2位のアルキル基の炭素数は、通常1〜10、好ましくは2〜8、より好ましくは3〜7、更に好ましくは4〜6、特に好ましくは5である。また、2−アルキル−2−シクロアルケノンは、環状部の2位以外の部位に任意の置換基を有していてもよい。   The cyclic part of 2-alkyl-2-cycloalkenone obtained by the present invention is a 4- to 10-membered ring, preferably a 5- to 7-membered ring, particularly preferably a 5-membered ring. Moreover, carbon number of the 2-position alkyl group of 2-alkyl-2-cycloalkenone is 1-10 normally, Preferably it is 2-8, More preferably, it is 3-7, More preferably, it is 4-6, Most preferably, it is 5 It is. Moreover, 2-alkyl-2-cycloalkenone may have an arbitrary substituent at a site other than the 2-position of the cyclic portion.

本発明より得られる2−アルキル−2−シクロアルケノンの具体例としては、2−n−ブチルシクロペンテノン、2−n−ペンチル−2−シクロペンテノン、2−n−ヘキシル−2−シクロペンテノン、2−n−ヘプチル−2−シクロペンテノン、2−n−ペンチル−5−メチル−2−シクロペンテノン、2−n−ブチル−2−シクロヘキセノン、2−n−ペンチル−2−シクロヘキセノン、2−n−ヘキシル−2−シクロヘキセノン、2−n−ヘプチル−2−シクロヘキセノン等が挙げられる。これらの中でも、2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンが特に好ましい。
2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンは、香料ジャスモン酸メチルの製造中間体として有用である。
Specific examples of 2-alkyl-2-cycloalkenone obtained from the present invention include 2-n-butylcyclopentenone, 2-n-pentyl-2-cyclopentenone, 2-n-hexyl-2-cyclopene. Tenon, 2-n-heptyl-2-cyclopentenone, 2-n-pentyl-5-methyl-2-cyclopentenone, 2-n-butyl-2-cyclohexenone, 2-n-pentyl-2-cyclohex Examples include cenone, 2-n-hexyl-2-cyclohexenone, 2-n-heptyl-2-cyclohexenone. Among these, 2-n-pentyl-2-cyclopentenone is particularly preferable.
2-n-pentyl-2-cyclopentenone is useful as an intermediate for the production of the perfume methyl jasmonate.

以下に、実施例及び比較例により、本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。
なお、以下の実施例及び比較例において、転化率、選択率、及び反応器効率は、次のように定義する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
In the following examples and comparative examples, the conversion rate, selectivity, and reactor efficiency are defined as follows.

転化率(%)=(反応した2−アルキリデンシクロアルカノンのモル数/供給した2−アルキリデンシクロアルカノンのモル数)×100
選択率(%)=(生成した2−アルキル−2−シクロアルケノンのモル数/反応した2−アルキリデンシクロアルカノンのモル数)×100
収率(%)=(生成した2−アルキル−2−シクロアルケノンのモル数/供給した2−アルキリデンシクロアルカノンのモル数)×100
反応器効率(kg/(m・hr))=1時間あたりの2−アルキル−2−シクロアルケノンの生成量(kg/hr)/反応器容積(m
Conversion (%) = (moles of reacted 2-alkylidenecycloalkanone / moles of fed 2-alkylidenecycloalkanone) × 100
Selectivity (%) = (number of moles of 2-alkyl-2-cycloalkenone produced / number of moles of reacted 2-alkylidenecycloalkanone) × 100
Yield (%) = (number of moles of 2-alkyl-2-cycloalkenone produced / number of moles of 2-alkylidenecycloalkanone fed) × 100
Reactor efficiency (kg / (m 3 · hr)) = production amount of 2-alkyl-2-cycloalkenone per hour (kg / hr) / reactor volume (m 3 )

以下の製造例1において、2−ペンチリデンシクロペンタノンの製造は、図1に示す製造装置を使用して行った。また、以下の実施例1〜5において、2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンの製造は、図2に示す製造装置を用いて行った。図2に示す製造装置は、本発明の製造方法を実施するための製造装置である。   In the following Production Example 1, production of 2-pentylidenecyclopentanone was performed using the production apparatus shown in FIG. Moreover, in the following Examples 1-5, manufacture of 2-n-pentyl-2-cyclopentenone was performed using the manufacturing apparatus shown in FIG. The manufacturing apparatus shown in FIG. 2 is a manufacturing apparatus for carrying out the manufacturing method of the present invention.

(製造例1) 2−ペンチリデンシクロペンタノンの合成
(1)第1工程
攪拌機を装備した反応器に、シクロペンタノン 151.2g(1.8モル)と、1.5重量%の水酸化ナトリウム水溶液 80g、及びバレロアルデヒド 86g(1モル)を加えて、室温で3時間攪拌した。反応終了後、反応液に塩酸を滴下して、中和処理を行った。油水分離した油層をガスクロマトグラフィー(GC)で分析した結果、2−(1−ヒドロキシ−n−ペンチル)シクロペンタノンが90%の収率で生成していた。この組成生物から未反応シクロペンタノンを蒸留除去することにより、純度90%の2−(1−ヒドロキシ−n−ペンチル)シクロペンタノン170.2gを得た。
(Production Example 1) Synthesis of 2-pentylidenecyclopentanone (1) Step 1 A reactor equipped with a stirrer was charged with 151.2 g (1.8 mol) of cyclopentanone and 1.5% by weight of hydroxylation. 80 g of sodium aqueous solution and 86 g (1 mol) of valeraldehyde were added and stirred at room temperature for 3 hours. After completion of the reaction, hydrochloric acid was added dropwise to the reaction solution for neutralization. As a result of analyzing the oil layer separated into oil and water by gas chromatography (GC), 2- (1-hydroxy-n-pentyl) cyclopentanone was produced in a yield of 90%. By distilling off unreacted cyclopentanone from this composition organism, 170.2 g of 2- (1-hydroxy-n-pentyl) cyclopentanone having a purity of 90% was obtained.

(2)第2工程
強酸性イオン交換樹脂(RCP160M,三菱化学社製)76mlを、図1に示すステンレススチール性の反応器31(内径22.4mm、長さ200mm)に充填し、反応器31を85℃に保持した。上記第1工程で得た2−(1−ヒドロキシペンチル)シクロペンタノンを85℃に加熱し、反応器31内を−0.05MPaGに減圧した状態で、反応器31下部より、前記2−(1−ヒドロキシペンチル)シクロペンタノンをLHSV0.8Hr−1で連続的に流通させた。反応器31の出口で得られた粗生成物をGC分析した結果、転化率は96%、選択率は87%、収率は84%であった。粗生成物を減圧蒸留して、純度97%の2−ペンチリデンシクロペンタノンを得た。
(2) Second Step 76 ml of a strongly acidic ion exchange resin (RCP160M, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is charged into the stainless steel reactor 31 (inner diameter 22.4 mm, length 200 mm) shown in FIG. Was held at 85 ° C. The 2- (1-hydroxypentyl) cyclopentanone obtained in the first step is heated to 85 ° C., and the pressure inside the reactor 31 is reduced to −0.05 MPaG from the bottom of the reactor 31. 1-Hydroxypentyl) cyclopentanone was continuously circulated with LHSV0.8Hr- 1 . As a result of GC analysis of the crude product obtained at the outlet of the reactor 31, the conversion was 96%, the selectivity was 87%, and the yield was 84%. The crude product was distilled under reduced pressure to obtain 2-pentylidenecyclopentanone having a purity of 97%.

(実施例1) 活性炭担持パラジウム触媒を用いた2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンの製造
(1)活性炭担持パラジウム触媒の調製
活性炭(白鷺G2X、日本エンバイロケミカル社製)70gを500mlナスフラスコに量りとり、これに蒸留水200mlと濃塩酸(試薬特級、和光純薬工業社製)70mlを加え、室温で8時間静置した。静置後内容物を吸引ろ過し、ろ物を蒸留し150mlで洗浄した。得られたろ物を300mlのナスフラスコに投入し、濃塩酸31.3g、塩化パラジウム(試薬特級、和光純薬工業社製)5.3g、蒸留水200mlを混合した溶液を加えた。これを室温で12時間静置した後、エバポレーターを使用して水分を除去した。得られた固形分を空気中、120℃で5時間乾燥して触媒前駆体を得た。
Example 1 Production of 2-n-pentyl-2-cyclopentenone using activated carbon-supported palladium catalyst (1) Preparation of activated carbon-supported palladium catalyst 70 g of activated carbon (Shirakaba G2X, manufactured by Nippon Enviro Chemical Co., Ltd.) in a 500 ml eggplant flask To this, 200 ml of distilled water and 70 ml of concentrated hydrochloric acid (special grade reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added and allowed to stand at room temperature for 8 hours. After standing, the content was suction filtered, and the filtrate was distilled and washed with 150 ml. The obtained filtrate was put into a 300 ml eggplant flask, and a solution prepared by mixing 31.3 g of concentrated hydrochloric acid, 5.3 g of palladium chloride (special grade reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 200 ml of distilled water was added. This was allowed to stand at room temperature for 12 hours, and then water was removed using an evaporator. The obtained solid content was dried in air at 120 ° C. for 5 hours to obtain a catalyst precursor.

得られた触媒前駆体をステンレススチール製の充填管(内径23mm、長さ18cm)に充填し、電気炉にセットした。この充填管に窒素ガスを40ml/分の流量で流しながら、350℃で3時間乾燥した後、水素/窒素=4(体積比)の混合ガスを流しながら、350℃、5時間還元を行って、活性炭担持パラジウム触媒(4.5重量%のパラジウムを活性炭に担持させた固体触媒)を得た。   The obtained catalyst precursor was filled in a stainless steel filling tube (inner diameter 23 mm, length 18 cm) and set in an electric furnace. The tube was dried at 350 ° C. for 3 hours while flowing nitrogen gas at a flow rate of 40 ml / min, and then reduced at 350 ° C. for 5 hours while flowing a mixed gas of hydrogen / nitrogen = 4 (volume ratio). Thus, an activated carbon-supported palladium catalyst (a solid catalyst in which 4.5% by weight of palladium was supported on activated carbon) was obtained.

(2)2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンの製造 (2) Production of 2-n-pentyl-2-cyclopentenone

上記で得た担持型固体触媒を、図2に示したステンレススチール製の反応器32(内径10.7mm、長さ200mm)に充填し、反応器32を220℃に保持した。触媒充填塔42に、製造例1で得た2−ペンチリデンシクロペンタノンを220℃に加熱して、反応器32下部より、LHSV0.8Hr−1で連続的に常圧下に流通させた。反応器32の出口で得られた粗生成物を定量分析した結果、転化率は73%、選択率は74%、収率は54%であった。また、このときの反応器効率は405であった。 The supported solid catalyst obtained above was charged into the stainless steel reactor 32 (inner diameter 10.7 mm, length 200 mm) shown in FIG. 2, and the reactor 32 was kept at 220 ° C. The 2-pentylidenecyclopentanone obtained in Production Example 1 was heated to 220 ° C. in the catalyst packed tower 42 and continuously passed from the lower part of the reactor 32 under normal pressure with LHSV 0.8 Hr −1 . As a result of quantitative analysis of the crude product obtained at the outlet of the reactor 32, the conversion was 73%, the selectivity was 74%, and the yield was 54%. In addition, the reactor efficiency at this time was 405.

(実施例2) 活性炭担持パラジウム・カルシウム触媒を用いた2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンの製造
(1)活性炭担持パラジウム・カルシウム触媒の調製
活性炭(白鷺G2X、日本エンバイロケミカル社製)70gを500mlナスフラスコに量りとり、これに蒸留水200mlと濃塩酸(試薬特級、和光純薬工業社製)70mlを加え、室温で8時間静置した。静置後内容物を吸引ろ過し、ろ物を蒸留し150mlで洗浄した。洗浄後のろ物を300mlのナスフラスコに投入し、硝酸カルシウム(試薬特級、和光純薬工業社製)29.45gを蒸留水200mlに溶解したものを加え、エバポレーターを用いて水分を蒸発させた。得られた固形物を300mlナスフラスコに投入し、濃塩酸31.3g、塩化パラジウム(試薬特級、和光純薬工業社製)5.3g、蒸留水200mlを混合した溶液を加えた。これを室温で12時間静置した後、エバポレーターを用いて水分を除去した。得られた固形分を空気中、120℃で5時間乾燥して触媒前駆体を得た。
Example 2 Production of 2-n-pentyl-2-cyclopentenone using activated carbon-supported palladium / calcium catalyst (1) Preparation of activated carbon-supported palladium / calcium catalyst 70 g of activated carbon (Shirakaba G2X, manufactured by Nippon Enviro Chemical Co., Ltd.) Was weighed into a 500 ml eggplant flask, and 200 ml of distilled water and 70 ml of concentrated hydrochloric acid (special grade reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added thereto and allowed to stand at room temperature for 8 hours. After standing, the content was suction filtered, and the filtrate was distilled and washed with 150 ml. The filtrate after washing was put into a 300 ml eggplant flask, 29.45 g of calcium nitrate (special grade reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) dissolved in 200 ml of distilled water was added, and the water was evaporated using an evaporator. . The obtained solid was put into a 300 ml eggplant flask, and a solution prepared by mixing 31.3 g of concentrated hydrochloric acid, 5.3 g of palladium chloride (special grade reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 200 ml of distilled water was added. This was allowed to stand at room temperature for 12 hours, and then water was removed using an evaporator. The obtained solid content was dried in air at 120 ° C. for 5 hours to obtain a catalyst precursor.

得られた触媒前駆体をステンレススチール製の充填管(内径23mm、長さ18cm)に充填し、電気炉にセットした。この充填管に窒素ガスを40ml/分の流量で流しながら、350℃で3時間乾燥した後、水素/窒素=4(体積比)の混合ガスを流しながら、350℃、5時間還元を行って、活性炭担持パラジウム・カルシウム触媒(4.5重量%のパラジウム、5重量%のカルシウムを活性炭に担持させた固体触媒)を調製した。   The obtained catalyst precursor was filled in a stainless steel filling tube (inner diameter 23 mm, length 18 cm) and set in an electric furnace. The tube was dried at 350 ° C. for 3 hours while flowing nitrogen gas at a flow rate of 40 ml / min, and then reduced at 350 ° C. for 5 hours while flowing a mixed gas of hydrogen / nitrogen = 4 (volume ratio). Then, an activated carbon-supported palladium / calcium catalyst (a solid catalyst in which 4.5% by weight of palladium and 5% by weight of calcium were supported on activated carbon) was prepared.

(2)2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンの製造
上記(1)の方法によって得られた活性炭担持パラジウム・カルシウム触媒を用いる以外は、実施例1と同様に反応を行った。転化率は84%、選択率は84%、収率は71%であった。また、このときの反応器効率は524であった。
(2) Production of 2-n-pentyl-2-cyclopentenone The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the activated carbon-supported palladium / calcium catalyst obtained by the method (1) was used. The conversion was 84%, the selectivity was 84%, and the yield was 71%. Further, the reactor efficiency at this time was 524.

(実施例3) アルミナ担持パラジウム触媒を用いた2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンの製造
(1)アルミナ担持パラジウム触媒の調製
実施例1の活性炭担持パラジウム触媒の調製法において、活性炭に代えてγ−アルミナ(N612N、日揮化学社製)を用いる以外は実施例1と同様にして、アルミナ担持パラジウム触媒を調製した。
(Example 3) Production of 2-n-pentyl-2-cyclopentenone using an alumina-supported palladium catalyst (1) Preparation of alumina-supported palladium catalyst In the method for preparing an activated carbon-supported palladium catalyst of Example 1, instead of activated carbon An alumina-supported palladium catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that γ-alumina (N612N, manufactured by JGC Chemical Co., Ltd.) was used.

(2)2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンの製造
2−ペンチリデンシクロペンタノンを240℃に加熱し、LHSV0.8Hr−1で流速110Ncm/分の窒素気流で希釈し、気相状態で反応管下部より連続的に常圧下に流通させた。反応管の出口で得られた粗生成物を定量分析した結果、転化率は88%、選択率は68%、収率は60%であった。また、このときの反応器効率は444であった。
(2) Production of 2-n-pentyl-2-cyclopentenone 2-Pentylidenecyclopentanone is heated to 240 ° C., diluted with a nitrogen stream at LHSV 0.8 Hr −1 at a flow rate of 110 Ncm 3 / min, and gas phase In this state, it was circulated under normal pressure from the bottom of the reaction tube. As a result of quantitative analysis of the crude product obtained at the outlet of the reaction tube, the conversion was 88%, the selectivity was 68%, and the yield was 60%. Further, the reactor efficiency at this time was 444.

(実施例4) アルミナ担持パラジウム・カルシウム触媒を用いた2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンの製造
(1)アルミナ担持パラジウム・カルシウム触媒の調製
実施例2の活性炭担持パラジウム・カルシウム触媒の調製法において、活性炭に代えてγ−アルミナ(N612N、日揮化学社製)を用いる以外は実施例2と同様にして、アルミナ担持パラジウム・カルシウム触媒(4.5重量%のパラジウム、5重量%のカルシウムをアルミナに担持させた固体触媒)を調製した。
Example 4 Production of 2-n-pentyl-2-cyclopentenone using an alumina-supported palladium / calcium catalyst (1) Preparation of an alumina-supported palladium / calcium catalyst Preparation of an activated carbon-supported palladium / calcium catalyst of Example 2 In this method, alumina-supported palladium / calcium catalyst (4.5 wt% palladium, 5 wt% calcium was used in the same manner as in Example 2 except that γ-alumina (N612N, manufactured by JGC Chemical Co., Ltd.) was used instead of activated carbon. Was prepared on a solid catalyst).

(2)2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンの製造
上記(1)で得たアルミナ担持パラジウム・カルシウム触媒を用いる以外は、実施例3と同様に反応を行った。転化率は91%、選択率は70%、収率は63%であった。また、このときの反応器効率は472であった。
(2) Production of 2-n-pentyl-2-cyclopentenone A reaction was carried out in the same manner as in Example 3 except that the alumina-supported palladium / calcium catalyst obtained in (1) above was used. The conversion was 91%, the selectivity was 70%, and the yield was 63%. The reactor efficiency at this time was 472.

(実施例5) 活性炭担持パラジウム・レニウム触媒を用いた2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンの製造
(1)活性炭担持パラジウム・レニウム触媒の調製
活性炭(白鷺G2X、日本エンバイロケミカル社製)70gを500mlナスフラスコに量りとり、これに蒸留水200mlと濃塩酸(試薬特級、和光純薬社製)70mlを加え、室温で8時間静置した。静置後内容物を吸引ろ過し、ろ物を蒸留し150mlで洗浄した。洗浄後のろ物を300mlのナスフラスコに投入し、濃塩酸31.3g、塩化パラジウム(試薬特級、和光純薬社製)5.3g、過レニウム酸カリウム(和光純薬社製)0.22g、及び蒸留水200mlを混合した溶液を加えた。これを室温で12時間静置下後に、エバポレーターを用いて水分を除去した。得られた固形分を空気中、120℃で5時間乾燥して触媒前駆体を得た。
(Example 5) Production of 2-n-pentyl-2-cyclopentenone using activated carbon-supported palladium / rhenium catalyst (1) Preparation of activated carbon-supported palladium / rhenium catalyst Activated carbon (Shirakaba G2X, manufactured by Nippon Enviro Chemical Co., Ltd.) 70 g Was weighed into a 500 ml eggplant flask, and 200 ml of distilled water and 70 ml of concentrated hydrochloric acid (special grade reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added thereto and allowed to stand at room temperature for 8 hours. After standing, the content was suction filtered, and the filtrate was distilled and washed with 150 ml. The filtrate after washing is put into a 300 ml eggplant flask, 31.3 g of concentrated hydrochloric acid, 5.3 g of palladium chloride (special grade reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 0.22 g of potassium perrhenate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) , And a mixed solution of 200 ml of distilled water was added. After leaving this to stand at room temperature for 12 hours, water was removed using an evaporator. The obtained solid content was dried in air at 120 ° C. for 5 hours to obtain a catalyst precursor.

得られた触媒前駆体をステンレススチール製の充填管(内径23mm、長さ18cm)に充填し、電気炉にセットした。この充填管に窒素ガスを40ml/分の流量で流しながら、350℃で3時間乾燥した後、水素/窒素=4(体積比)の混合ガスを流しながら、350℃、5時間還元を行って、活性炭担持パラジウム・レニウム触媒を得た。   The obtained catalyst precursor was filled in a stainless steel filling tube (inner diameter 23 mm, length 18 cm) and set in an electric furnace. The tube was dried at 350 ° C. for 3 hours while flowing nitrogen gas at a flow rate of 40 ml / min, and then reduced at 350 ° C. for 5 hours while flowing a mixed gas of hydrogen / nitrogen = 4 (volume ratio). An activated carbon-supported palladium / rhenium catalyst was obtained.

(2)2−n−ペンチル−2−シクロペテノンの製造
上記(1)の方法によって得られた活性炭担持パラジウム・レニウム触媒を用い、反応温度を200℃とした以外は、実施例1と同様に反応を行った。転化率は93%、選択率は84%、収率は78%であった。また、このときの反応器効率は568であった。
(2) Production of 2-n-pentyl-2-cyclopetenone Reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the activated carbon-supported palladium / rhenium catalyst obtained by the method (1) was used and the reaction temperature was 200 ° C. Went. The conversion was 93%, the selectivity was 84%, and the yield was 78%. Further, the reactor efficiency at this time was 568.

(比較例1) バッチ法による2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンの製造(1)
200mlの四つ口フラスコに、製造例1で得た2−ペンチリデンシクロペンタノン100g、実施例1(1)で得た4.5重量%のパラジウムを含有する活性炭担持パラジウム触媒を5g加え、還流冷却管を付し、窒素気流下、常圧下、150℃で6.5時間加熱・攪拌した。反応終了後、反応液をGCで定量分析したところ、原料転化率86%、選択率は92%、収率は79%であった。また、このときの反応器効率は61であった。
Comparative Example 1 Production of 2-n-pentyl-2-cyclopentenone by a batch method (1)
To a 200 ml four-necked flask, 100 g of 2-pentylidenecyclopentanone obtained in Production Example 1 and 5 g of an activated carbon-supported palladium catalyst containing 4.5% by weight of palladium obtained in Example 1 (1) were added, A reflux condenser was attached, and the mixture was heated and stirred at 150 ° C. for 6.5 hours under a nitrogen stream under normal pressure. After the reaction, the reaction solution was quantitatively analyzed by GC. As a result, the raw material conversion was 86%, the selectivity was 92%, and the yield was 79%. Further, the reactor efficiency at this time was 61.

(比較例2) バッチ法による2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンの製造(2)
比較例1において、活性炭担持パラジウム触媒に代えてγ−アルミナ触媒を用いる以外は比較例1と同様に反応を行った。反応液をGCで定量分析したところ、原料転化率94.6%、選択率は2.5%、収率は2.4%であった。また、このときの反応器効率は18であった。
Comparative Example 2 Production of 2-n-pentyl-2-cyclopentenone by a batch method (2)
In Comparative Example 1, the reaction was performed in the same manner as Comparative Example 1 except that a γ-alumina catalyst was used instead of the activated carbon-supported palladium catalyst. When the reaction solution was quantitatively analyzed by GC, the raw material conversion was 94.6%, the selectivity was 2.5%, and the yield was 2.4%. The reactor efficiency at this time was 18.

上記の結果から、製造方法がバッチ法である比較例1は反応器効率が低く、更に固体触媒としてγ−アルミナを用い、製造方法がバッチ法である比較例2は、選択率、収率並びに反応器効率が低かった。
来れに比較して、本発明の製造方法である実施例1〜5は選択率、収率並びに反応器効率が高く、2−n−ペンチル−2−シクロペンテノンを効率よく製造できることが分かった。
From the above results, Comparative Example 1 in which the production method is a batch method has low reactor efficiency, and γ-alumina is further used as the solid catalyst, and Comparative Example 2 in which the production method is a batch method, the selectivity, yield, and The reactor efficiency was low.
Compared with the present, Examples 1-5 which are the manufacturing methods of this invention have high selectivity, a yield, and reactor efficiency, and it turned out that 2-n-pentyl-2-cyclopentenone can be manufactured efficiently. .

11、12・・・原料タンク
21、22・・・送液ポンプ
31、32・・・反応器
41、42・・・触媒充填塔
51、52・・・冷却器
61、62・・・反応液タンク
11, 12 ... Raw material tanks 21, 22 ... Liquid feed pumps 31, 32 ... Reactors 41, 42 ... Catalyst packed towers 51, 52 ... Coolers 61, 62 ... Reaction liquids tank

Claims (2)

2−アルキリデンシクロアルカノンを、少なくとも一種の白金族金属を担体に担持させてなる担持型固体触媒と連続的に接触させ、異性化反応を行うことを特徴とする2−アルキル−2−シクロアルケノンの製造方法。   2-alkyl-2-cycloalkenone characterized in that 2-alkylidenecycloalkanone is continuously brought into contact with a supported solid catalyst in which at least one platinum group metal is supported on a carrier to carry out an isomerization reaction. Manufacturing method. 前記固体触媒が、少なくとも一種の白金族金属に加えて、白金族以外の金属から選ばれる少なくとも一種の金属を担持させてなる担持型固体触媒であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。   2. The production according to claim 1, wherein the solid catalyst is a supported solid catalyst obtained by supporting at least one metal selected from metals other than the platinum group in addition to at least one platinum group metal. Method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016509991A (en) * 2013-02-11 2016-04-04 フイルメニツヒ ソシエテ アノニムFirmenich Sa Isomerization of exo double bonds

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