JP2015523338A - 混合物を処理するための方法 - Google Patents
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Abstract
一般式(I)R1−CH2−CH2−OH (I)の少なくとも1種のアルコールまたは一般式(II)R1−CH2−CHR1−CH2−OH (II)の少なくとも1種の分枝アルコール、さらに、少なくとも二座である少なくとも1つの配位子L1を有する錯化合物から選択され、L1の少なくとも1つの配位部位が窒素原子である、元素周期律表の第8族、第9族または第10族のうちの少なくとも1種の金属の少なくとも1種の油溶性錯化合物、および、一般式(III)R1−CH2−COOH (III)の少なくとも1種の酸をその塩の1つの形態で含む混合物を後処理する方法であって(式中、基R1は直鎖状または分枝状のC2〜C10−アルキルから選択される)、(a)混合物を、アルカリ金属水酸化物を含み得る水で処理する工程と、(b)一般式(III)の酸の1種または複数の塩を抽出する工程とを含む、方法。
Description
本発明は、少なくとも
一般式(I)
R1−CH2−CH2−OH (I)
の少なくとも1種のアルコール、又は
一般式(II)
R1−CH2−CHR1−CH2−OH (II)
の少なくとも1種の枝分かれしたアルコール、及び更に、
少なくとも2座の配位子L1を少なくとも1つ有する錯体化合物から選ばれる、元素周期表の第8、9又は10族の、少なくとも1種の金属の油溶性錯体化合物、
及び更に、
一般式(III)
R1−CH2−COOH (III)
の酸をその塩の状態で含み、ここで
前記L1の少なくとも1つの配位部位が窒素原子であり、及び基R1は、異なっていても良く、又は好ましくは同一であっても良く、及び直鎖状又は枝分かれしたC2−C10−アルキルから選ばれるものである混合物を処理するための方法であって、
(a)前記混合物を、アルカリ金属水酸化物を含むことができる水で処理する工程、
(b)一般式(III)の酸の1種以上の塩を抽出する工程、
を含むことを特徴とする方法に関する。
一般式(I)
R1−CH2−CH2−OH (I)
の少なくとも1種のアルコール、又は
一般式(II)
R1−CH2−CHR1−CH2−OH (II)
の少なくとも1種の枝分かれしたアルコール、及び更に、
少なくとも2座の配位子L1を少なくとも1つ有する錯体化合物から選ばれる、元素周期表の第8、9又は10族の、少なくとも1種の金属の油溶性錯体化合物、
及び更に、
一般式(III)
R1−CH2−COOH (III)
の酸をその塩の状態で含み、ここで
前記L1の少なくとも1つの配位部位が窒素原子であり、及び基R1は、異なっていても良く、又は好ましくは同一であっても良く、及び直鎖状又は枝分かれしたC2−C10−アルキルから選ばれるものである混合物を処理するための方法であって、
(a)前記混合物を、アルカリ金属水酸化物を含むことができる水で処理する工程、
(b)一般式(III)の酸の1種以上の塩を抽出する工程、
を含むことを特徴とする方法に関する。
枝分かれした脂肪アルコールには、中間生成物として、例えば界面活性剤を製造するためのものとして、多様な用途が存在する。従って、枝分かれした脂肪アルコール類、及び特に2位で枝分かれした脂肪アルコール類の経済的な製造方法を発展させることに興味が持たれている。ここで特に興味の有るものは、2位での枝分かれに加え、更なる枝分かれを有するゲルベアルコール(Guerbet alcohl)を製造するための方法である。
イリジウム−錯体を使用して、ゲルベ反応(Guerbet reaction)に触媒作用を及ぼすことが可能であることが、非特許文献1(J.Org.Chem.2006,71,8306)から公知である。特に、引用した部位から、[Cp*IrCl2]2及び1,7−オクタジエン及びカリウム−tert.−ブタノレートを使用して、溶媒としてのp−キシロール中で、枝分かれしたアルコール、イソアミルアルコールを対応するゲルベアルコールに二量化することが可能であることが公知である(Cp*:ペンタメチルシクロペンタジエニル)。しかしながら収率は最適ではない。
特許文献1(US3514493)には、担持金属を使用して、例えば活性炭に担持されたパラジウム又はルテニウムを使用して、2−エチルヘキサノール及び2−ブチルオクタノールを製造する方法が開示されている。非特許文献2(J.Organomet.Chem.1972,37,385)には、RuCl3を使用して、均一相中に所定のホスファン配位子を有するゲルベアルコールを形成できることが提案されている。
J.Org.Chem.2006,71,8306
J.Organomet.Chem.1972,37,385
反応混合物の処理(後処理:work-up)は多くの場合、蒸留によって行われる。最初に使用されていない出発材料が蒸留除去され、次に所望のゲルベアルコールが蒸留除去される。大抵の場合、触媒が損なわれることなく残っており、従ってアルコールと新しい塩基を加え、ゲルベ反応を改めて進行させることができる。ゲルベ反応が複数回のサイクル、例えば本来の反応、蒸留処理、出発材料としてのアルコールの供給、本来の反応、蒸留処理等、で行われる場合、変換率と収率がサイクル毎に低下することがしばしば観察される。これにより触媒の効率が減じられ、このことは多くの触媒(中心金属、リガンド)の高い価格の観点から短所になる。更に、複数回のサイクルの後、反応容器中に残る固体部分が(益々)多くなることが観察され、この固体部分は、反応混合物の混合を妨げる。
従って、本発明の目的は、上述した不利な点が回避できる方法を提供することにある。この方法は、単純(容易)に行うことができるべきであり、及びゲルベアルコールの合成に再度、すぐに使用可能な、触媒含有混合物が得られるべきである。
従って、冒頭に定義した、混合物の処理方法(この方法は、本発明の方法とも称される)が見出された。
本発明に従う方法は、複数の成分を含む、少なくとも1種の混合物から出発する。ある成分は、一般式(I)
R1−CH2−CH2−OH (I)
の少なくとも1種のアルコールであり、ここで、R1は、直鎖状、又は−可能であれば−枝分かれしたC2−C10−アルキル、すなわちエチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec.−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−デシルであり、好ましくはエチル及びイソプロピル、特に好ましくはイソプロピルである。
R1−CH2−CH2−OH (I)
の少なくとも1種のアルコールであり、ここで、R1は、直鎖状、又は−可能であれば−枝分かれしたC2−C10−アルキル、すなわちエチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec.−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−デシルであり、好ましくはエチル及びイソプロピル、特に好ましくはイソプロピルである。
本発明の好ましい一実施の形態では、R1はエチル、n−プロピル、n−ブチル及びイソプロピルから選ばれる。
一般式(I)のアルコールは、純粋な状態で、又は混合物の状態、特に異性体混合物の状態、特に少なくとも1種の異性体アルコールとの混合物の状態で存在することができる。ここで、R1=プロピルの場合、1種以上の異性体アルコールが式(I)に対応可能である。本発明の特別な一変形例では、一般式(I)のアルコールは、(式(I)に対応しない)少なくとも1種のこのような異性体アルコールと一緒に混合物中に存在する。
本発明の一実施の形態では、式(I)のアルコールは混合物中に、少なくとも1種の異性体アルコールの0.1〜25モル%で存在し、この異性体アルコールは式(I)に対応することが可能であるが、対応しないことが好ましい。
一般式(I)のアルコール及び特に、(その異性体を一種以上有する)一般式(I)のアルコールの混合物は、合成により、又は生物学的な原料に基づいて(例えば、発酵又は他のサッカリドの生物学的な分解によって)製造することができる。
本発明に従い使用される混合物は更に、少なくとも2座の配位子L1を少なくとも1つ有する錯体化合物から選ばれる、元素周期表の第8、9又は10族の、少なくとも1種の金属の油溶性錯体化合物(簡略化して錯体と称する)を含み、そしてL1の少なくとも1つの配位部位が窒素原子である。
本発明の一実施の形態では、「油溶性」は、少なくとも1種の溶媒、トルエン、m−キシレン、n−ヘキサン、又は一般式(I)のアルコール、又は一般式(II)の枝分かれしたアルコール中への錯体の溶解度が、室温で測定して少なくとも0.5g/lであることを示すと理解される。錯体の少なくとも1種は触媒として作用する。ここで、反応混合物中で、元素周期表の第8、9又は10族の金属の油溶性錯体化合物が2種以上存在し、そしてこの中で1種だけが触媒として活性であることも可能である。
本発明の一実施の形態では、「油溶性」は、錯体が25℃で、一方では少なくとも1種の溶媒、トルエン、m−キシレン、n−ヘキサン、又は一般式(I)のアルコール、又は一般式(II)の枝分かれしたアルコールに対して、他方では水に対して、少なくとも3、好ましくは少なくとも5、特に好ましくは少なくとも10、極めて好ましくは少なくとも20、極めて好ましくは1000000以下のネルンスト分散係数(Nernst distribution coefficient)を有することを示すと理解される。
錯体は、元素周期表の第8、9又は10族の少なくとも1種の金属を有し、及び少なとも1つの配位子L1を有する。第8、9又は10族の金属は、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、オスミウム、パラジウム及び白金から選ばれ、好ましくはイリジウムであり、及び特に好ましくはルテニウムである。イリジウムは好ましくはイリジウム(I)又はイリジウム(III)として存在し、ルテニウムは好ましくはRu(0)、Ru(III)及び特に好ましくはRu(II)として存在する。
本発明の一実施の形態では、錯体は少なくとも1つの配位子L1を有する。ここで配位子L1は、2個、3個、又は4個の窒素原子を介して中心金属、すなわち元素周期表の第8、9又は10族の金属、好ましくはイリジウム又はルテニウム及び特にRu(II)と配位(coordinate)している。
2個の窒素原子を介してRu(II)と配位しており、及び窒素とは異なる配位部位を有していない、2個の配位子L1の例は、2,2‘−ビピリジンである。
本発明の他の実施の形態では、配位子L1は、2個又は3個の配意部位を介して、中心金属すなわち、元素周期表の第8、9又は10族の金属、好ましくはイリジウム又はルテニウム及び特にRu(II)と配位しており、この内の1個又は2個の配位部位は窒素とは異なっており、及び残りのものは窒素原子である。配位子L1の、窒素とは異なる配位部位は、燐原子、酸素原子、硫黄原子、及び特にカルベン炭素原子から選ばれる。
ここで中心原子と配位している窒素原子は、(複素環の一部である)第3級アミン窒素原子、及び第3級アミン基の一部であり、複素環の部分ではない窒素原子から選ばれることが好ましい。
本発明の一実施の形態では、L1は一般式(V)
の化合物から選ばれ、ここで記号は以下のように選ばれる:
R3が、
水素、
C1−C10−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル、n−ヘキシル、iso−ヘキシル、sec.−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル;好ましくはn−C1−C4−アリキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル;
C3−C10−シクロアルキル、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、及びシクロデシル、好ましくは、C5−C7−シクロアルキルで、これらは置換されていなくて良く、又は例えばメチル、メトキシ又はエチルで単置換又は複数置換されていても良い、
から選ばれ、
nが0又は1から選ばれ、
X1が、
水素、
C1−C5−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル、特にメチル又はイソプロピル、及び
(CH2)n+1−X2、
から選ばれ、
X2が、NR4R5、2−ピリジル及び式
のイミダゾール−2−イリデニルから選ばれ、
R4、R5が異なり、又は好ましくは同一であり、及び
C1−C10−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル、n−ヘキシル、iso−ヘキシル、sec.−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル;好ましくはtert.−ブチル、又はn−C1−C4−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にtert.−ブチル、又はメチル;
C3−C10−シクロアルキル、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、及びシクロデシル、好ましくは、C5−C7−シクロアルキルで、これらは置換されていなくて良く、又は例えばメチル、メトキシ又はエチルで単置換又は複数置換されていても良い、
ベンジル、及び
フェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)、例えばパラ−メチルフェニル、パラ−エチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル及び2−メチル−4−イソプロピルフェニル、
から選ばれ、
R6が、
C1−C10−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル、n−ヘキシル、iso−ヘキシル、sec.−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル;好ましくはn−C1−C4−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル;
C3−C10−シクロアルキル、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、及びシクロデシル、好ましくは、C5−C7−シクロアルキルで、これらは置換されていなくて良く、又は例えばメチル、メトキシ又はエチルで単置換又は複数置換されていても良い、
ベンジル、及び
フェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)、例えばパラ−メチルフェニル、パラ−エチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル及び2−メチル−4−イソプロピルフェニル、
から選ばれる。
R3が、
水素、
C1−C10−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル、n−ヘキシル、iso−ヘキシル、sec.−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル;好ましくはn−C1−C4−アリキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル;
C3−C10−シクロアルキル、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、及びシクロデシル、好ましくは、C5−C7−シクロアルキルで、これらは置換されていなくて良く、又は例えばメチル、メトキシ又はエチルで単置換又は複数置換されていても良い、
から選ばれ、
nが0又は1から選ばれ、
X1が、
水素、
C1−C5−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル、特にメチル又はイソプロピル、及び
(CH2)n+1−X2、
から選ばれ、
X2が、NR4R5、2−ピリジル及び式
R4、R5が異なり、又は好ましくは同一であり、及び
C1−C10−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル、n−ヘキシル、iso−ヘキシル、sec.−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル;好ましくはtert.−ブチル、又はn−C1−C4−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にtert.−ブチル、又はメチル;
C3−C10−シクロアルキル、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、及びシクロデシル、好ましくは、C5−C7−シクロアルキルで、これらは置換されていなくて良く、又は例えばメチル、メトキシ又はエチルで単置換又は複数置換されていても良い、
ベンジル、及び
フェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)、例えばパラ−メチルフェニル、パラ−エチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル及び2−メチル−4−イソプロピルフェニル、
から選ばれ、
R6が、
C1−C10−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル、n−ヘキシル、iso−ヘキシル、sec.−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル;好ましくはn−C1−C4−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル;
C3−C10−シクロアルキル、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、及びシクロデシル、好ましくは、C5−C7−シクロアルキルで、これらは置換されていなくて良く、又は例えばメチル、メトキシ又はエチルで単置換又は複数置換されていても良い、
ベンジル、及び
フェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)、例えばパラ−メチルフェニル、パラ−エチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル及び2−メチル−4−イソプロピルフェニル、
から選ばれる。
本発明の一実施の形態では、L1は、一般式(VI)
の化合物から選ばれ、ここで記号は以下のように選ばれる:
R3が、
水素、
C1−C10−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル、n−ヘキシル、iso−ヘキシル、sec.−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル;好ましくはn−C1−C4−アリキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル;
C3−C10−シクロアルキル、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、及びシクロデシル、好ましくは、C5−C7−シクロアルキルで、これらは置換されていなくて良く、又は例えばメチル、メトキシ又はエチルで単置換又は複数置換されていても良い、
ベンジル、及び
フェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)、例えばパラ−メチルフェニル、パラ−エチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル及び2−メチル−4−イソプロピルフェニル、
から選ばれ、
X3が、
水素、
C1−C5−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル;好ましくはn−C1−C4−アリキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル、及び
CH2=X4、
から選ばれ、
X4が、NR4から選ばれ、及び
R4が、
C1−C10−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル、n−ヘキシル、iso−ヘキシル、sec.−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル;好ましくはtert.−ブチル、又はn−C1−C4−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル又はtert.−ブチル、
C3−C10−シクロアルキル、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、及びシクロデシル、好ましくは、C5−C7−シクロアルキルで、これらは置換されていなくて良く、又は例えばメチル、メトキシ又はエチルで単置換又は複数置換されていても良い、
ベンジル、及び
フェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)、例えばパラ−メチルフェニル、パラ−エチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル及び2−メチル−4−イソプロピルフェニル、
から選ばれる。
R3が、
水素、
C1−C10−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル、n−ヘキシル、iso−ヘキシル、sec.−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル;好ましくはn−C1−C4−アリキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル;
C3−C10−シクロアルキル、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、及びシクロデシル、好ましくは、C5−C7−シクロアルキルで、これらは置換されていなくて良く、又は例えばメチル、メトキシ又はエチルで単置換又は複数置換されていても良い、
ベンジル、及び
フェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)、例えばパラ−メチルフェニル、パラ−エチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル及び2−メチル−4−イソプロピルフェニル、
から選ばれ、
X3が、
水素、
C1−C5−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル;好ましくはn−C1−C4−アリキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル、及び
CH2=X4、
から選ばれ、
X4が、NR4から選ばれ、及び
R4が、
C1−C10−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル、n−ヘキシル、iso−ヘキシル、sec.−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル;好ましくはtert.−ブチル、又はn−C1−C4−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル又はtert.−ブチル、
C3−C10−シクロアルキル、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、及びシクロデシル、好ましくは、C5−C7−シクロアルキルで、これらは置換されていなくて良く、又は例えばメチル、メトキシ又はエチルで単置換又は複数置換されていても良い、
ベンジル、及び
フェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)、例えばパラ−メチルフェニル、パラ−エチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル及び2−メチル−4−イソプロピルフェニル、
から選ばれる。
本発明の一実施の形態では、L1は、一般式(VII)
の化合物から選ばれ、ここで記号は以下のように選ばれる:
X6が、
水素、
C1−C5−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル;好ましくはn−C1−C4−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル、及び
CH2−X2、
から選ばれ、
X2が、NR4R5、2−ピリジル及び式
のイミダゾール−2−イリデニルから選ばれ、
R4、R5が異なり、又は好ましくは同一であり、及びC1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル、及びフェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)から選ばれ、
R6が、C1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル、及びフェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)から選ばれる。
X6が、
水素、
C1−C5−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec.−ブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、sec.−ペンチル、neo−ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、iso−アミル;好ましくはn−C1−C4−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル、及び
CH2−X2、
から選ばれ、
X2が、NR4R5、2−ピリジル及び式
R4、R5が異なり、又は好ましくは同一であり、及びC1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル、及びフェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)から選ばれ、
R6が、C1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル、及びフェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)から選ばれる。
R3、R4、R5及びR6は、上記に詳細に定義されたものである。
本発明の一実施の形態では、L1は、
一般式(VIII)
の化合物から選ばれ、ここで記号は以下のように選ばれる:
X3が、
水素、C1−C5−アルキル、及びCH2=X4から選ばれ、
X4が、同一であり又は場合により異なり、好ましくは同一であり、及びNR4から選ばれ、
R4が、C1−C10−アルキル、C3−C8−シクロアルキル、ベンジル、又はフェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)から選ばれる。
一般式(VIII)
X3が、
水素、C1−C5−アルキル、及びCH2=X4から選ばれ、
X4が、同一であり又は場合により異なり、好ましくは同一であり、及びNR4から選ばれ、
R4が、C1−C10−アルキル、C3−C8−シクロアルキル、ベンジル、又はフェニル(置換されていなくて良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)から選ばれる。
本発明の一実施の形態では、L1は、
一般式(IX)
の化合物から選ばれ、ここで記号は以下のように選ばれる:
nが、同一又は異なり、及び各場合において0又は1であり、
X5が各場合において同一であり、及びNR4R5、2−ピリジル及び式
のイミダゾール−2−イリデニルから選ばれ、
R4、R5が同一又は異なり、及び水素、C1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル及びフェニルから選ばれ、及びこれらは置換されていなくても良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良く、
R6が、C1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル及びフェニルから選ばれ、及びこれらは置換されていなくても良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い、
R3、R4、R5及びR6は、上記に詳細に定義されたものである。
一般式(IX)
nが、同一又は異なり、及び各場合において0又は1であり、
X5が各場合において同一であり、及びNR4R5、2−ピリジル及び式
R4、R5が同一又は異なり、及び水素、C1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル及びフェニルから選ばれ、及びこれらは置換されていなくても良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良く、
R6が、C1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル及びフェニルから選ばれ、及びこれらは置換されていなくても良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い、
R3、R4、R5及びR6は、上記に詳細に定義されたものである。
配位子L1についての特に好ましい例は式(IX.1)
のものであり、ここで基(CH2)n−1X7はそれぞれ同一であり、及び以下のものから選ばれる、
2−ピリジル(従って各場合においてn=0)、
CH2−N(CH3)2、CH2−N(C2H5)2、CH2−N(n−C3H7)2、CH2−N(n−C4H9)2、CH2−N(iso−C3H7)2、CH2−N(tert.−C4H9)2、CH2−N(n−C5H11)2、CH2−N(n−C6H13)2、CH2−N(n−C8H17)2、CH2−N(C6H5)2、CH2−N(CH2−C6H5)2、及びCH2−N(cyclo−C6H11)2、(すなわち、各場合においてn=1)、及び
(すなわち、各場合においてn=1)で、R7が以下のものから選ばれる、
メチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、好ましくはiso−プロピル、又はn−C1−C4−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル、
シクロヘキシル、及び
フェニル(置換されていなくて良く、又は同一又は異なるC1−C3−アルキルで単〜三置換されていても良い)、例えばパラ−メチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル及び2−メチル−4−イソプロピルフェニル。
2−ピリジル(従って各場合においてn=0)、
CH2−N(CH3)2、CH2−N(C2H5)2、CH2−N(n−C3H7)2、CH2−N(n−C4H9)2、CH2−N(iso−C3H7)2、CH2−N(tert.−C4H9)2、CH2−N(n−C5H11)2、CH2−N(n−C6H13)2、CH2−N(n−C8H17)2、CH2−N(C6H5)2、CH2−N(CH2−C6H5)2、及びCH2−N(cyclo−C6H11)2、(すなわち、各場合においてn=1)、及び
メチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、好ましくはiso−プロピル、又はn−C1−C4−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、特にメチル、
シクロヘキシル、及び
フェニル(置換されていなくて良く、又は同一又は異なるC1−C3−アルキルで単〜三置換されていても良い)、例えばパラ−メチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル及び2−メチル−4−イソプロピルフェニル。
配位子L1についての他の特に好ましい例は式(VIII.1)
であり、ここで、
X8が、各場合において同一であり、及びN−CH3、N−C2H5、N−n−C2H5、N−n−C4
H9、N−iso−C3H7、N−n−C5H11、N−n−C6H13、N−n−C8H17、N−CH2−C6H5、及びN−cyclo−C6H11、及び
N−フェニル(このN−フェニルは、置換されていなくても良く、又は同一又は異なるC1−C3−アルキルで単〜三置換されていても良い)、例えばN−パラ−メチルフェニル、N−2,6−ジメチルフェニル、N−2,4,6−トリメチルフェニル、N−2,6−ジエチルフェニル、N−2,6−ジイソプロピルフェニル、及びN(2−メチル−4−イソプロピルフェニル)、
から選ばれる。
であり、ここで、
X8が、各場合において同一であり、及びN−CH3、N−C2H5、N−n−C2H5、N−n−C4
H9、N−iso−C3H7、N−n−C5H11、N−n−C6H13、N−n−C8H17、N−CH2−C6H5、及びN−cyclo−C6H11、及び
N−フェニル(このN−フェニルは、置換されていなくても良く、又は同一又は異なるC1−C3−アルキルで単〜三置換されていても良い)、例えばN−パラ−メチルフェニル、N−2,6−ジメチルフェニル、N−2,4,6−トリメチルフェニル、N−2,6−ジエチルフェニル、N−2,6−ジイソプロピルフェニル、及びN(2−メチル−4−イソプロピルフェニル)、
から選ばれる。
極めて好ましい配位子L1は、2,6−ビス−2−ピリジルピリジンであり、これは本発明の範囲内で、簡略して「ターピリジル」とも称される。
本発明の一実施の形態では、錯体は、CO、擬ハロゲン化物、有機カルボニル化合物、芳香族化合物、オレフィン類、ホスファン類、水素化物、及びハロゲン化物から選ばれる、少なくとも1つの更なる配位子を有することができる。
ここで「少なくとも1つ(1種)の更なる配位子」は、この配位子は、配位子L1とは異なっていることを意味する。更なる配位子の例は、
−CO(一酸化炭素)、
−擬ハロゲン化物、特にシアン化物、イソシアネート、及びチオシアン酸塩(rhodanide)、
−有機カルボニル化合物、例えばケトン類、好ましくは有機ジカルボニル化合物、例えばアセチルアセトネート、1−フェニルブタン−1,3−ジオン、酢酸エステル、
−芳香族化合物(該芳香族化合物は、電気的に荷電されていても良く、荷電されていなくても良い)。荷電されていない芳香族化合物の好ましい例は、ベンゼン、トルエン、パラ−キシレン、ヘキサメチルベンゼン、及びパラ−シメンである。電気的に荷電された芳香族化合物の好ましい例は、負に荷電された芳香族化合物、特にシクロペンタジエニル、インデニル、4,5−ベンズインデニル及びCp*(ペンタメチルシクロペンタジエニル)、
−オレフィン類(電気的に中性、又はアニオンとして)、例えばCOD(1,5−シクロオクタジエニル)、COE(シクロオクテニル)、アリル又はメトアリル(2−メチルアリル)、
−ホスファン類、例えばモノ−、ジ−、又はトリ−ホスファン類、好ましくはモノホスファン類、特に第3級芳香族ホスファン類、例えばトリフェニルホスファン、
−水素化物、及び
−ハロゲン化物、例えば臭化物、及び特に塩化物、
である。
−CO(一酸化炭素)、
−擬ハロゲン化物、特にシアン化物、イソシアネート、及びチオシアン酸塩(rhodanide)、
−有機カルボニル化合物、例えばケトン類、好ましくは有機ジカルボニル化合物、例えばアセチルアセトネート、1−フェニルブタン−1,3−ジオン、酢酸エステル、
−芳香族化合物(該芳香族化合物は、電気的に荷電されていても良く、荷電されていなくても良い)。荷電されていない芳香族化合物の好ましい例は、ベンゼン、トルエン、パラ−キシレン、ヘキサメチルベンゼン、及びパラ−シメンである。電気的に荷電された芳香族化合物の好ましい例は、負に荷電された芳香族化合物、特にシクロペンタジエニル、インデニル、4,5−ベンズインデニル及びCp*(ペンタメチルシクロペンタジエニル)、
−オレフィン類(電気的に中性、又はアニオンとして)、例えばCOD(1,5−シクロオクタジエニル)、COE(シクロオクテニル)、アリル又はメトアリル(2−メチルアリル)、
−ホスファン類、例えばモノ−、ジ−、又はトリ−ホスファン類、好ましくはモノホスファン類、特に第3級芳香族ホスファン類、例えばトリフェニルホスファン、
−水素化物、及び
−ハロゲン化物、例えば臭化物、及び特に塩化物、
である。
更なる配位子(リガンド)として適切なホスファン類の例は、少なくとも1つの枝分かれしていない、又は枝分かれしたC1−C12−アルキル基、少なくとも1つのC3−C12−シクロアルキル基、又は24個以下の炭素原子を有する少なくとも1つの芳香族基を有するものである。C1−C12−アルキル基の例は、メチル、エチル、1−プロピル、2−プロピル、1−ブチル、2−ブチル、1−(2−メチル)プロピル、2−(2−メチル)プロピル、1−ペンチル、1−ヘキシル、1−ヘプチル、1−オクチル、1−ノニル、1−デシル、1−ウンデシル、1−(2−メチル)−ペンチル、1−(2−エチル)−ヘキシル、1−(2−n−プロピル)ヘプチルである。好ましいC1−C12−アルキル基は、エチル、1−ブチル、sec.−ブチル及び1−オクチルから選ばれる。
C3−C12−シクロアルキル基の例は特に、枝分かれした、または枝分かれしていないC4−C8−シクロアルキル基、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、メチルシクロペンチル、例えば2−メチルシクロペンチル、3−メチルシクロペンチル、更に2,5−ジメチルシクロペンチル(syn、anti 又は異性体混合物として)、2−メチルシクロヘキシル、3−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル、2,6−ジメチルシクロヘキシル(syn、anti 又は異性体混合物として)、ノルボニル、及び−CH2−C6H11である。
好ましい一変形例では、更なる配位子として、2個、特に好ましくは3個の同じ基を有するホスファン、例えばトリ−n−ブチルホスファン、トリ−sec.−ブチルホスファン、トリシクロヘキシルホスファン又はトリ−n−オクチルホスファンが選ばれる。
一実施の形態では、更なる配位子として適切なホスファンの置換基として、少なくとも1つの芳香族基、例えば9−アントラセニル、好ましくは3個の同じ芳香族基、例えばフェニル、2−トリル、3−トリル、パラ−トリル、キシリル、1−ナフチル、2−ナフチル、1−ビナフチル、パラ−アニシル、2−エチルフェニル、3−エチルフェニル、パラ−エチルフェニル、2−シクロフェニル、パラ−シクロフェニル、2,6−ジクロロフェニル、又は少なくとも1つのヘテロ芳香族基が選ばれる。ヘテロ芳香族基の例は、チエニル、ベンゾチエニル、1−ナフトチエニル、チアンスレニル、フリル、ベンゾフリル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、インドリル、イソインドリル、インダゾリル、プリニル、イソキノィニル、キノリニル、アクリジニル、ナフチリジニル、キノキサリニル、キナゾリニル、シノリニル、ピペリジニル、カルボリニル、チアゾリル、オキサゾリル、イソチアゾリル、イソキサゾリルである。ヘテロアリール基は、置換されていなくても良く、又は上記にC1−C12−アルキルについて定義した1個以上の置換基で置換されていても良い。
他の好ましい変形例では、更なる配位子として、複座のホスファン、例えばグルーピング>P−CH2−CH2−P(C1−C10−アルキル)−CH2CH2−P<、特に好ましくはグルーピング>P−CH2−CH2−P<を有するものが選ばれる。例は、1,2−ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)エタンである。
ここでゲルべ反応で発生した副生成物、例えば一般式(III)
R1−CH2−COOH (III)
の少なくとも1種の酸は、その塩の状態で、例えばそのアンモニウム塩、又は好ましくはアルカリ金属塩、特に好ましくはそのナトリウム−又はカリウム塩の状態で、その高い沸点のために、反応容器内に残ることが観察された。従って本発明に従い処理される混合物は、一般式(III)の少なくとも1種の酸を、1種以上のその塩の状態で含む。
R1−CH2−COOH (III)
の少なくとも1種の酸は、その塩の状態で、例えばそのアンモニウム塩、又は好ましくはアルカリ金属塩、特に好ましくはそのナトリウム−又はカリウム塩の状態で、その高い沸点のために、反応容器内に残ることが観察された。従って本発明に従い処理される混合物は、一般式(III)の少なくとも1種の酸を、1種以上のその塩の状態で含む。
ここでR1は上記に定義したものであり、及び一般式(III)の酸中のR1は、式(I)のアルコール中のR1に対応する。
ここで、R1は上記に定義したものであり、及び各R1は、式(I)中の(1種以上の)アルコール中のR1に対応する。
本発明に従い処理される混合物は、一般式(I)のアルコールとは異なる少なくとも1種の溶媒を含むことができ、この溶媒は例えば、芳香族溶媒、例えばパラ−キシレン、オルト−キシレン、メタ−キシレン、キシレンの異性体混合物、メシチレン、又はトルエン、エチルベンゼン、又は脂肪族、脂環式溶媒、例えばn−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ドデカン、又はデカリンである。
本発明の好ましい一実施の形態では、この混合物は、一般式(I)のアルコール及び一般式(II)の枝分かれしたアルコールとは異なる溶媒を含まない。
本発明の一実施の形態では、使用される出発混合物は、一方では一般式(III)の酸、及び他方では一般式(I)のアルコール及び/又は一般式(II)の枝分かれしたアルコールを、1:100〜1:1の範囲、好ましくは1:5〜1:1.05の範囲の質量割合で有し、すなわちこの場合、酸(III)の、アルコール(I)及び/又は枝分かれしたアルコール(II)の合計(質量)に対する割合は、1:100〜1:1、好ましくは1:5〜1.05の範囲である。
本発明の一実施の形態では、使用される出発混合物は、懸濁物である。従って例えば、一般式(III)の酸の塩が、固体の沈殿物として存在することが可能である。他の一実施の形態では、使用する出発混合物は、裸眼で観察して均一に見える溶液である。
本発明に従い、上述した混合物は、工程(a)で最初に水で処理され、この水は、1種以上のアルカリ金属水酸化物を含むことができる。この1種以上のアルカリ金属水酸化物の例は、水酸化ナトリウム、又は水酸化カリウムである。他の一変形例では、脱塩された水が取り扱われ、又は更なる一変形例では、中性のpH値を有するが、例えば塩化ナトリウム等の塩を含んでも良い水が扱われる。
工程(a)に従って処理するために、処理対象の混合物は水と混合され、そして例えば5秒〜30分間にわたり攪拌(混合)される。混合は例えば、シェイクによって、又は好ましくは攪拌によって行うことができる。
本発明の一実施の形態では、工程(a)で、水と、及び一般式(I)のアルコールと、例えば5:1〜1:5の体積割合で混合される。
本発明の一実施の形態では、工程(a)で、一方では水、及び他方では一般式(I)のアルコール、又は一般式(II)の枝分かれしたアルコール、更に油溶性錯体化合物、及び式(III)の酸を含む混合物が、10:1〜1:10の体積割合、好ましくは5:1〜1:5の体積割合で使用される。
本発明の好ましい一実施の形態では、工程(a)で、水及び一般式(I)のアルコール、又は一般式(II)の枝分かれしたアルコール、更に油溶性錯体化合物、及び式(III)の酸を含む混合物が、0.5:1〜2:1の体積割合で使用される。
工程(a)では多くの場合均一な混合物は形成されず、むしろ2相の異なる液相に分離することが観察される。ここで有機相は多くの場合、有色である。
他の場合では、工程(a)で均一な相が形成され、これは水又は一般式(I)の更なるアルコールを加えることによって2相混合物に変換することができる。
工程(b)では、一般式(III)の酸の1種以上の塩が抽出される。このことは次のように理解される:一般式(III)の酸の一種以上の塩の濃度が増した水性相の相分離を所定期間にわたり待ち、そして例えば(実験室用の)分離漏斗(separating funnel)を介して、又は底部排出バルブを介してより大きな容器、例えば攪拌タンク反応器、又はオートクレーブに水性相を分離する。
本発明の一実施の形態では、水及び一般式(I)のアルコール、あるいは水及び一般式(II)の枝分かれしたアルコールの混合物中の、一般式(III)の酸の塩は、室温で測定して、ネルンストの分配係数が100〜3の範囲である。
本発明の一実施の形態では、工程(a)と(b)は、1回以上、例えば3回繰り返される。本発明の他の実施の形態では、工程(a)と(b)は、ゲルべ反応を再度開始する前に、それぞれ1回だけ使用される。
本発明の一実施の形態では、本発明に従う方法は、5〜60℃の範囲の温度、好ましくは40℃以下の範囲の温度で行われる。ここで、この温度は、工程(a)の後の温度を示す。
本発明の一実施の形態では、工程(a)で、60℃を超える温度、例えば85℃以下、又は70℃以下の温度を有する混合物から出発することができ、そして10〜20℃の範囲の温度を有する水を加えることによって60℃または60℃未満の温度に冷却される。
本発明の一実施の形態では、工程(a)で水を加える前、又は後、又はこの時に一緒に、一般式(I)のアルコールも加える。ここで、この手順では、一般式(I)のアルコール、及び/又は一般式(II)の枝分かれしたアルコール、溶性錯体化合物を含む混合物中の、有機相に対する水性相の体積割合は、5:1〜1:5の範囲に調整されることが好ましい。
本発明の一実施の形態では、本発明の方法の工程(a)及び(b)は、大気圧(標準圧)で行われる。本発明の他の実施の形態では、少なくとも1つの工程(a)及び(b)は、昇圧して行われ、例えば工程(b)を1.1〜5バールの圧力で行うことができる。
本発明に従う方法を行うことによって、ゲルベ反応の副生成物、及び特にその塩の状態の一般式(III)の酸が、処理される混合物から容易且つ迅速に除去される。その錯体が実的な量であり及び活性状態である混合物が得られ、そして再度、良く攪拌(混合)される。一般式(I)のアルコール及び場合により塩基を加えることによって、ゲルベ反応が再度開始される。
本発明の一実施の形態では、本発明に従う方法によって処理された混合物をゲルベ反応のために再度使用する前に、工程(a)及び(b)に起因し、及び有機相中に残っている水が、少なくとも部分的に最初に蒸留除去され、この蒸留除去は、例えば一般式(I)のアルコールを使用した共沸蒸留によって行われ、そしてこの後に(ゲルベ反応を再度開始させるために)初めて一般式(I)のアルコール及び場合により塩基が加えられる。
本発明は更に、一般式(II)
R1−CH2−CHR1−CH2−OH (II)
の枝分かれしたアルコール類を、
一般式(I)
R1−CH2−CH2−OH (I)
の少なくとも1種のアルコールを反応させることによって製造する方法(簡略して本発明の合成方法とも称する)であって、
基R1が、異なるか又は同一であることができ、及び直鎖状又は枝分かれしたC2−C10−アルキルから選ばれ、及び
前記反応は、元素周期表の第8、9又は10族の、少なくとも1種の金属の油溶性錯体化合物の存在下に行われ、及び
一般式(III)
R1−CH2−COOH (III)
の酸から選ばれる副生成物が、その塩の状態で、上記に記載した方法に従い分離される方法に関する。
R1−CH2−CHR1−CH2−OH (II)
の枝分かれしたアルコール類を、
一般式(I)
R1−CH2−CH2−OH (I)
の少なくとも1種のアルコールを反応させることによって製造する方法(簡略して本発明の合成方法とも称する)であって、
基R1が、異なるか又は同一であることができ、及び直鎖状又は枝分かれしたC2−C10−アルキルから選ばれ、及び
前記反応は、元素周期表の第8、9又は10族の、少なくとも1種の金属の油溶性錯体化合物の存在下に行われ、及び
一般式(III)
R1−CH2−COOH (III)
の酸から選ばれる副生成物が、その塩の状態で、上記に記載した方法に従い分離される方法に関する。
本発明の合成方法は、上述した一般式(I)の少なくとも1種のアルコールから出発する。本発明に従い、これは触媒の作用下に、元素周期表の第8、9又は10族の、少なくとも1種の金属の油溶性錯体化合物によって反応される。元素周期表の第8、9又は10族の、少なくとも1種の金属の油溶性錯体化合物については、上記に定義した。
本発明の合成方法に従う反応は、少なくとも1種の塩基の存在下に行われる。塩基としては、ブレンステッド塩基が好ましい。適切な塩基の例は、次のものである:LiOH、NaOHKOH、LiH、NaH、KH、Ca(OH)2、CaH2、LiAlH4、NaBH4、LiBH4、Na2CO3、NaHCO3、Li2CO3、LiHCO3、K2CO3、KHCO3、K3PO4、Na3PO4、n−ブチルリチウム、tert.−BuLi、メチルリチウム、フェニルリチウム、リチウムエタノレート、リチウムメタノレート、LiO−n−C3H7、LiO−iso−C3H7、LiO−n−C4H9、LiO−iso−C4H9、LiO−n−C5H11、LiO−iso−C5H11、LiO−n−C6H13、LiO−iso−C6H13、リチウム−n−ヘプタノレート、リチウム−n−オクタノレート、リチウム−ベンジレート、リチウムフェノレート、カリウムメタノレート、カリウムメタノレート、KO−n−C3H7、KO−iso−C3H7、KO−n−C4H9、KO−iso−C4H9、KO−tert.−C4H9、KO−n−C5H11、KO−iso−C5H11、KO−iso−C5H11、KO−n−C6H13、KO−iso−C6H13、カリウム−n−ヘプタノレート、カリウム−n−オクタノレート、カリウムベンジレート、カリウムフェノレート、ナトリウムエタノレート、ナトリウムエタノレート、NaO−n−C3H7、NaO−iso−C3H7、NaO−n−C4H9、NaO−iso−C4H9、NaO−tert.−C4H9、NaO−n−C5H11、NaO−iso−C5H11、NaO−n−C5H13、NaO−iso−C6H13、ナトリウム−n−ヘプタノレート、ナトリウム−n−オクタノレート、ナトリウム−ベンジレート、ナトリウムフェノレート、KN(SiMe3)2、LiN(SiMe3)2、NaN(SiMe3)2、NH3、及び式(R8)aNH3−a(但しaが、1、2及び3から選ばれ、及びR8=同一であるか又は異なり、及び相互に独立して置換されていない、又は少なくとも単置換されたC1−C10−アルキル、(−C1−C4−アルキル−P(フェニル)2)、C3−C10−シクロアルキル、C3−C10−ヘテロシクリル、ここでC3−C10−ヘテロシクリルは、3〜10個のC−原子、及びN、O及びSから選ばれる少なくとも1個のヘテロ原子を有する環状基であると理解され、更にC5−C14−アリール、又はC5−C10−ヘテロアリールであり、ここでC5−C10−ヘテロアリールは、N、O及びSから選ばれる少なくとも1個のヘテロ原子を有する)。
本発明の一実施の形態では、使用される式(I)のアルコールの全量に対して、全部で0.01〜50質量%、好ましくは0.5〜15質量の塩基が使用される。
本発明の一実施の形態では、反応温度における反応混合物は液状である。ここで、本発明の範囲内で、一般式(I)のアルコール又は少なくとも1種のその異性体が、少なくとも部分的にガス相中に存在することが可能である。
本発明の一実施の形態では、本発明の合成方法に従い、反応は、80〜200℃の温度範囲、好ましくは100〜200℃の温度範囲、特に好ましくは110〜170℃の温度範囲で行われる。
本発明の一実施の形態では、触媒作用は、均一系触媒作用である。均一系触媒作用は、触媒が固体の担体上に堆積された状態で使用されず、及びその中で反応物が相互に反応するエマルジョン(乳濁液)を形成しないことを示すと理解される。ここで1種以上の触媒が、反応混合物中に完全に、又は少なくとも大部分(例えば、元素周期表の第8、9又は10族の各金属に対して、少なくとも90モル%、好ましくは少なくとも95モル%)が溶解する。
本発明の一実施の形態では、本発明の合成方法に従い、反応は、少なくとも1種の不活性ガスの存在下に行われる。適切な不活性ガスは、窒素及び希ガス(noble gas)、特にアルゴンから選ばれる。本発明の他の実施の形態では、本発明に従う方法は、水素の存在下に行われる。更なる実施の形態では、本発明の方法は、水素と少なくとも1種の不活性ガスの混合物の存在下に行われる。
本発明の一実施の形態では、本発明の合成方法に従う反応は、絶対圧で0.1から5MPaの範囲の圧力で行われ、この圧力は、溶媒及び/又は一般式(I)のアルコールの、反応温度における固有圧力、及び/又は窒素、アルゴン、又は水素等のガスの圧力であることができる。好ましくは、本発明の合成方法の反応は、絶対圧で、3MPa以下の合計圧力、特に好ましくは0.1〜1MPaの合計圧力で行われる。
本発明の合成方法を行うために例えば、一般式(I)のアルコールを、塩基、及び元素周期表の第8、9又は10族の、少なくとも1種の金属の(少なくとも1種の)油溶性錯体化合物と混合することができる。
本発明の他の実施の形態では、触媒が現場(インサイチュ)で製造される。このことは、元素周期表の第8、9又は10族の、少なくとも1種の金属の油溶性錯体化合物、好ましくは、Ir(I)、Ir(III)、Ru(0)、Ru(II)及びRu(III)の錯体化合物、特に好ましくはRu(II)の錯体化合物(これらは好ましくは、少なくとも1つの配位子L1を有している)は、分離(単離)されるのではなく、更なる処理を行うことなく、元素周期表の第8、9又は10族の、少なくとも1種の金属の油溶性錯体化合物を(場合により還元在の存在下に)混合することによって、現場で製造されることを意味すると理解される。
特に好ましくは、触媒は、Ir(I)、Ir(III)、Ru(0)、Ru(II)−又はRu(III)−出発化合物及び配位子L1を混合することによって製造され、これは例えば、Ir(I)−、Ir(III)−、Ru(0)−、Ru(II)−又はRu(III)−出発化合物及び配位子L1を、塩基及び一般式(I)のアルコールと(場合により還元在の存在下に)混合することによって行われる。
適切なイリジウム−出発化合物は例えば、IrCl3、IrCl3 *H2O、[Ir(COD)Cl]2、[Ir(COE)2Cl]2、[Ir(C2H4)2Cl]2、[Ir(COD)OH]2、[Ir(COD)MeO]2、[IrCp*Cl2]、[IrCpCl2]、Ir4(CO)12、[Ir(PPh3)2(CO)Cl]、[Ir(アセチルアセトネート)3]及び[Ir(アセチルアセトネート)(COD)]である。
適切なルテニウム−出発化合物は例えば、[Ru(p−シメン)Cl2]2、[Ru(ベンゼン)Cl2]y、[Ru(CO)2Cl2]y(但し、yがそ各場合において1〜1000の範囲である)、[Ru(CO)3Cl2]2、[Ru(COD)(アリル)]、RuCl3・H2O、[Ru(アセチルアセトネート)3]、[Ru(DMSO)4Cl2]、[Ru(シクロペンタジエニル)(CO)2Cl]、[Ru(シクロペンタジエニル)(CO)2H]、[Ru(シクロペンタジエニル)(CO)2]2、[Ru(Cp)(CO)2Cl]、[Ru(Cp*)(CO)2H]、[Ru(Cp*)(CO)2]2、[Ru(インデニル)(CO)2Cl]、[Ru(インデニル)(CO)2H]、[Ru(インデニル)(CO)2]2、ルテノセン、[Ru(COD)Cl2]2、[Ru(Cp*)(COD)Cl]、[Ru3(CO)12]、[Ru(PPh3)4(H)2]、[Ru(PPh3)3(Cl)2]、[Ru(PPh3)3(CO)(Cl)2]、[Ru(PPh3)3(CO)(Cl)(H)]、[Ru(PPh3)3(CO)(H)2]、及び[Ru(シクロペンタジエニル)(メチルアリル)2]である。
ここで、Cp*は、ペンタメチルシクロペンタジエニルを意味し、CODは、1,5−シクロオクタジエニルを意味し、メチルアリルは2−メチルアリルを意味する。
元素周期表の第8、9又は10族の金属の化合物、及び特に、Ir(I)−、Ir(III)−、Ru(0)、Ru(II)−又はRu(III)−の出発化合物を選択することにより、1種以上の更なる配位子の選択に影響を及ぼすことができる。
本発明の一実施の形態では、配位子L1及び元素周期表の第8、9又は10族の関連する金属の化合物、及び特に、Ir(I)−、Ir(III)−、Ru(0)、Ru(II)−又はRu(III)−の出発化合物を、それぞれ中心金属に対して化学両論的割合で使用することができる。他の一変形例では、配位子L1が、元素周期表の第8、9又は10族の金属に対して過剰に使用され、例えば元素周期表の第8、9又は10族の金属1モルに対して1.1〜5モル当量のL1が使用される。
本発明の他の実施の形態では、一般式(I)のアルコールに対して0.001〜5モル%のRu(II)が使用される。
本発明の合成方法に従う反応では、副生成物として水が現場(インサイチュ)で形成される。生じた水(この水は反応水とも称される)は分離(除去)されることが好ましい。
本発明の一実施の形態では、反応水を共沸性添加溶剤(例えば上述した溶媒のもの、特に上述した芳香族溶媒のもの)を使用して分離することによって、反応水が分離除去される。好ましい一実施の形態では、処理手順は、一般式(I)のアルコールを共沸性添加溶剤として使用する構成を含む。この理由は、反応水を分離除去するため又は除去するために、一般式(I)のアルコールは水と混和性ギャップを形成するからである。
好ましくは反応の間、反応水が水除去剤(water separator)を使用して反応の間に共沸的に除去される。本発明の合成方法は、場合によりガス空間を有する液体反応を行うことができる種々の反応器内で行うことができる。
適切な反応容器は例えば、K.D.Henkel,“Reastor Types and Their Industrial Applications”, Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,2005, Wiley−VCH Verlag GmbH&Co.KGaA,DOI:10.1002/1435007.b04−087,Kapirel 3.3章“Reactors for gas−liquid reactions”に記載されている。例として次のものが記載される:攪拌−タンク反応器、管状反応器、及びバブル−カラム反応器。
本発明の合成方法は、不連続的、すなわちバッチ式に、又は連続的に、又は半連続的に、循環させて、又は循環させることなく行うことができる。反応器内に形成された反応物の平均滞留時間は例えば、15分間〜100時間の間である。
本発明の一実施の形態では、本発明の方法は、一般式(I)のアルコールの反応が完了するまで行われる。他の実施の形態では、反応は不完全な状態で止められ、例えば反応は8〜50モル%、好ましくは30モル%まで行われ、そしてその後に後処理される。
優先的な特定の理論を示すことを意図するものではないが、本発明に従う方法は、基本的に3種の反応を含んでいるようである。第1に、式(I)のアルコールが酸化的に(特定的にアルデヒドへと)脱水素される。そしてアルドール縮合が続き、更に還元が続く。
一般式(I)のアルコールと1種以上の異性体の混合物を出発材料として使用する場合、通常、一般式(II)の枝分かれしたアルコールの混合物が得られる。
本発明の一実施の形態では、副生成物として式(III)の酸が得られ、この酸は、例えば−式(I)のアルコールとしてイソアミルアルコールから出発して−式
(CH3)2CH−(CH2)−COOH
の酸である。
(CH3)2CH−(CH2)−COOH
の酸である。
本発明の一実施の形態では、副生成物としてとして式(IV)のエステルが得られ、このエステルは、例えば−式(I)のアルコールとしてイソアミルアルコールから出発して−式
(CH3)2CH−(CH2)−COO−(CH2)2−CH(CH3)2
のエステルである。
(CH3)2CH−(CH2)−COO−(CH2)2−CH(CH3)2
のエステルである。
これらは反応の間、鹸化されることができる。
本来の合成に続いて、後処理が行われる。処理(後処理:work-up)の目的のために、例えば、一般式(II)の枝分かれしたアルコールを、一般式(I)の未反応のアルコール、及び塩基、及び錯体から、蒸留によって分離する作業を行うことができる。錯体と塩基が、場合により発生する高沸点物、例えば一般式(I)のアルコールの三量化生成物と一緒に蒸留(装置)の底部に残り、そして再使用することができる。一般式(I)の未反応のアルコールも同様に反応に戻すことができる。一般式(II)の枝分かれしたアルコール、及び場合により形成されるエステルの熱的な分離は、例えば公知の方法で、好ましくは蒸発器、又は(蒸発器、及び通常複数の底部又はパッキング又は充填体を有する1つ以上のカラムを有する)蒸発装置中で行うことができる。
本発明に従う方法によって、式(I)の枝分かれしたアルコールを良好な収率、及び極めて良好な純度で製造することができる。その製造のために、一般式(I)の純粋なアルコールから出発できるのみならず、異性体混合物も使用することができ、この異性体混合物は、例えば、サッカリドの発酵又は他の生物学的な分解によって得ることができるもの、特に、いわゆるフーゼル油、例えばフーゼルアルコール(3−メチルブタノール及び2−メチルブタノールの異性体混合物)である。
反応と蒸留による処理の順列(シーケンス)は、本発明の範囲内で、循環(サイクル)とも称される。
3〜100サイクル、特に3〜10サイクルの後、副生成物、例えば一般式(III)の酸が多く蓄積され、反応と収率が低下し、そして混合性が想到に低下する。従って3〜100サイクルの後、冒頭に記載した本発明に従う方法が行われることが好ましい。これにより、一般式(III)の酸が大幅に除去され、及び塩として、例えば少なくとも80モル%、又は好ましくは完全に分離除去され、及び本発明の合成方法を(例えば、式(I)のアルコール、場合により塩基を加え、及び加熱することにより)続けることができる。
本発明の一実施の形態では、本発明の合成方法を続ける前に、工程(a)及び(b)を通り、及び有機相中に残留する水が最初に、少なくとも部分的に蒸留除去され(この蒸留除去は例えば、一般式(I)のアルコールを使用した共沸蒸留によって行われる)、そしてこの後に一般式(I)のアルコール、及び場合により塩基が加えられ、ゲルベ反応が開始される。
以下に実施例を使用して本発明を更に説明する。
実施例
基本手順
不活性条件下(アルゴン被覆)に、攪拌器と還流冷却器を備えた4lの3つ首フラスコ内で、反応を行った。2.240kgのフーゼルアルコール(3−メチルブタノールと2−メチルブタノールの異性体混合物、モル割合80:20)を(イニシャルチャージとして)挿入し、そして攪拌下に130gのKOHを加えた。室温で10分間攪拌し、そして次に9.7gのトリフェニルホスファンを加えた。室温で更に10分間攪拌し、そして次に3.6gの[Ru(COD)Cl2]2を加えた。淡い茶色の懸濁物が形成された。この淡い茶色の懸濁物を窒素下に、水分離器及びオブリークブレード攪拌器を備え、窒素で不活性化された4−リットル−ジャケット付−ガラス反応器に移し、そして100℃で2時間攪拌した。この後、60gのフーゼルアルコール(3−メチルブタノールと2−メチルブタノールの異性体混合物、モル割合80:20)中に溶解した3.4gのビス−2,6−(ジエチルアミノ)ルチジンの溶液を加えた(下式、参照)。
基本手順
不活性条件下(アルゴン被覆)に、攪拌器と還流冷却器を備えた4lの3つ首フラスコ内で、反応を行った。2.240kgのフーゼルアルコール(3−メチルブタノールと2−メチルブタノールの異性体混合物、モル割合80:20)を(イニシャルチャージとして)挿入し、そして攪拌下に130gのKOHを加えた。室温で10分間攪拌し、そして次に9.7gのトリフェニルホスファンを加えた。室温で更に10分間攪拌し、そして次に3.6gの[Ru(COD)Cl2]2を加えた。淡い茶色の懸濁物が形成された。この淡い茶色の懸濁物を窒素下に、水分離器及びオブリークブレード攪拌器を備え、窒素で不活性化された4−リットル−ジャケット付−ガラス反応器に移し、そして100℃で2時間攪拌した。この後、60gのフーゼルアルコール(3−メチルブタノールと2−メチルブタノールの異性体混合物、モル割合80:20)中に溶解した3.4gのビス−2,6−(ジエチルアミノ)ルチジンの溶液を加えた(下式、参照)。
170℃(ジャケット温度)に加熱し、そして水を除去しながら16時間の期間にわたって攪拌した。そして、水除去器を蒸留カラムに替え、そして未反応のフーゼルアルコール(4mbar絶対圧、及び60℃)を蒸留除去し、及び化合物(II.1)
及び(II.1a)
を含む粗製生成物を、3mbar絶対圧、及び110℃で蒸留除去した。室温に冷却し、そして窒素を使用して大気圧(標準圧)に調整した。これにより、1サイクルが完了した。
次のサイクルで、表1に示したようにそれぞれフーゼルアルコールとKOHを挿入し、そして第1のサイクルを繰り返した。
以下のサイクルの結果を表1にまとめた。
4サイクルの終了後、ガラス反応器中の蒸留残留物中に多くの固体物質が存在し、攪拌器の作動が大きく阻害され、そして固体はもはやフーゼル油中に完全に溶解しなかった。蒸留残留物を、2.5リットルの水及び1リットルのフーゼル油と混合した。単相状の溶液が得られ、これを同じ大きさの3つの部分に分け、これらをそれぞれ、0.5リットルの水を使用して抽出した。全部で4リットルの水性相(4ppmのRu−化合物を含む)及び全部で約1リットルの有機相(520ppmのRu−化合物を含む)が得られた。有機相を再度ガラス反応器に挿入し、140gのKOH及び1リットルのフーゼル油と混合し、そして5サイクル目を開始した。第5及び6サイクルの結果を表2に示す。
Claims (14)
- 一般式(I)
R1−CH2−CH2−OH (I)
の少なくとも1種のアルコール、又は
一般式(II)
R1−CH2−CHR1−CH2−OH (II)
の少なくとも1種の枝分かれしたアルコール、及び更に、
少なくとも2座の配位子L1を少なくとも1つ有する錯体化合物から選ばれる、元素周期表の第8、9又は10族の、少なくとも1種の金属の油溶性錯体化合物、
及び更に、一般式(III)
R1−CH2−COOH (III)
の少なくとも1種の、塩状態の酸を含み、ここで
前記L1の少なくとも1つの配位部位が窒素原子であり、及び基R1は、直鎖状又は枝分かれしたC2−C10−アルキルから選ばれるものである混合物を処理するための方法であって、
(a)前記混合物を、アルカリ金属水酸化物を含むことができる水で処理する工程、
(b)一般式(III)の酸の1種以上の塩を抽出する工程、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記混合物が、一般式(I)の少なくとも1種のアルコールも、一般式(II)の少なくとも1種の枝分かれしたアルコールも含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 5〜60℃の範囲で行われることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- R1が、エチル、n−プロピル、n−ブチル及びイソプロピルから選ばれることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の方法。
- 前記油溶性錯体化合物が、Ir(I)、Ir(III)、Ru(0)、Ru(II)及びRu(III)の錯体化合物から選ばれることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の方法。
- 前記L1が、1つ以上の窒素元素、及び場合により1つ以上のカルベン炭素原子を介して中心金属に配位している2座及び3座の配位子から選ばれることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の方法。
- 前記油溶性錯体化合物が、CO、擬ハロゲン化物、有機カルボニル化合物、芳香族化合物、オレフィン類、ホスファン類、水素化物、及びハロゲン化物から選ばれる、少なくとも1種の更なる配位子を有することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の方法。
- L1が、一般式(V)
R3が、水素及びC1−C5−アルキルから選ばれ。
nが、0及び1から選ばれ、
X1が、水素、C1−C5−アルキル及び(CH2)n+1−X2から選ばれ、
X2が、NR4R5、2−ピリジル及び式
R4、R5が同一又は異なり、及びC1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル及びフェニルから選ばれ、及びこれらは置換されていなくても良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良く、
R6が、C1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル及びフェニルから選ばれ、及びこれらは置換されていなくても良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)
の化合物から選ばれることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の方法。 - L1が、一般式(VII)
X6が、水素、C1−C5−アルキル及びCH2−X2から選ばれ、
X2が、NR4R5、2−ピリジル、及び式
R4、R5が同一又は異なり、及びC1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル及びフェニルから選ばれ、及びこれらは置換されていなくても良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良く、
R6が、C1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル及びフェニルから選ばれ、及びこれらは置換されていなくても良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)
の化合物から選ばれることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の方法。 - L1が、一般式(IX)
nが、同一又は異なり、及び各場合において0又は1であり、
X5が各場合において同一であり、及びNR4R5、2−ピリジル及び式
R4、R5が同一又は異なり、及びC1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル及びフェニルから選ばれ、及びこれらは置換されていなくても良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良く、
R6が、C1−C10−アルキル、C3−C10−シクロアルキル、ベンジル及びフェニルから選ばれ、及びこれらは置換されていなくても良く、又はC1−C3−アルキルで単置換又は複数置換されていても良い)
の化合物から選ばれることを特徴とする請求項1〜11の何れか1項に記載の方法。 - 工程(a)で、水と前記混合物が、0.5:1〜2:1の体積割合で使用され、前記混合物は、一般式(I)のアルコール、及び/又は式(II)の枝分かれしたアルコール、更に油溶性錯体化合物、及び式(III)の酸を含むことを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の方法。
- 一般式(II)
R1−CH2−CHR1−CH2−OH (II)
の枝分かれしたアルコール類を、
一般式(I)
R1−CH2−CH2−OH (I)
の少なくとも1種のアルコールを反応させることによって製造する方法であって、
基R1が、直鎖状又は枝分かれしたC2−C10−アルキルから選ばれ、及び
前記反応は、少なくとも2座の配位子L1を少なくとも1つ有する錯体化合物から選ばれる、元素周期表の第8、9又は10族の、少なくとも1種の金属の油溶性錯体化合物の存在下に行われ、及び前記L1の少なくとも1つの配位部位が窒素元素である方法において、
一般式(III)
R1−CH2−COOH (III)
の酸から選ばれる副生成物が、その塩の状態で、請求項1〜13の何れか1項に記載の方法に従い分離されることを特徴とする方法。
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