JP2020045295A - Method for producing alicyclic oxygen-containing compound - Google Patents

Method for producing alicyclic oxygen-containing compound Download PDF

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Abstract

To provide a method for producing an alicyclic oxygen-containing compound that can synthesize an alicyclic oxygen-containing compound in a one-stage reaction, having high yield.SOLUTION: A method for producing an alicyclic oxygen-containing compound includes bringing a carbon number of 5 or larger aliphatic oxygen-containing compound having two or more hydroxy groups or two or more carbonyl groups, or having a hydroxy group(s) and a carbonyl group(s) in a total of two or more, into contact with a basic catalyst for dehydration cyclization to produce an alicyclic oxygen-containing compound.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、脂環式含酸素化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an alicyclic oxygen-containing compound.

シクロペンタンメタノール、シクロヘキサンメタノール、シクロヘプタンメタノール等の脂環式含酸素化合物は、近年、その有用性が着目されている。例えば、シクロペンタンメタノールは、医薬品原料や揮発性防黴剤の有効成分等に利用され、シクロヘキサンメタノールは、フラーレン誘導体の材料や揮発性防黴剤の有効成分等に利用され、シクロヘプタンメタノールは、α2Bアドレナリン受容体調整剤の原料やイソインドリン‐1‐オンのグルコキナーゼアクチベータ等に利用されている。   The usefulness of alicyclic oxygen-containing compounds such as cyclopentanemethanol, cyclohexanemethanol, and cycloheptanemethanol has recently attracted attention. For example, cyclopentanemethanol is used as an active ingredient of a drug material or a volatile fungicide, cyclohexanemethanol is used as a material of a fullerene derivative or an active ingredient of a volatile fungicide, and cycloheptanemethanol is It is used as a raw material for α2B adrenergic receptor modulators and as a glucokinase activator for isoindoline-1-one.

このような脂環式含酸素化合物を製造する方法として、活性アルミナを触媒として、テトラヒドロピラン‐2‐メタノールからシクロペンタンアルデヒドを合成し、ラネーNiなどの水素化触媒によりシクロペンタンメタノールを得る方法が提案されている(特許文献1)。また、水溶性のロジウム化合物および水溶性の有機ホスフィンを触媒として、1,3‐ブタジエンをヒドロホルミル化し、Pt‐活性炭触媒存在下で水素化することにより、n‐ペンタノールを得る反応の副生成物(1,6‐ヘキサンジアルデヒドの縮合生成物)としてシクロペンタンメタノールが得られることが知られている(特許文献2)。しかし、これらの方法は、いずれも反応が多段階であるため、反応のコントロールや反応装置が複雑となる。また、収率が低く、さらに、特許文献2の方法では、触媒が貴金属であるため高価であり、脂環式含酸素化合物は副生成物として生成するにすぎないという問題があった。文献1及び2に示された方法もシクロペンタンメタノールが副生成物として得られることが記載されているだけであり収率が低く、また文献3で示された方法を利用するには多段階の反応が必要となる(非特許文献1〜3)。   As a method for producing such an alicyclic oxygen-containing compound, there is a method in which cyclopentane aldehyde is synthesized from tetrahydropyran-2-methanol using activated alumina as a catalyst, and cyclopentane methanol is obtained using a hydrogenation catalyst such as Raney Ni. It has been proposed (Patent Document 1). In addition, a by-product of a reaction for obtaining n-pentanol by hydroformylating 1,3-butadiene using a water-soluble rhodium compound and a water-soluble organic phosphine as a catalyst and hydrogenating it in the presence of a Pt-activated carbon catalyst. It is known that cyclopentanemethanol can be obtained as a (condensation product of 1,6-hexanedialdehyde) (Patent Document 2). However, in each of these methods, since the reaction is multi-stage, the control of the reaction and the reaction apparatus become complicated. In addition, the method of Patent Document 2 has a problem that the yield is low and the catalyst is a noble metal, so that the catalyst is expensive and the alicyclic oxygen-containing compound is only generated as a by-product. The methods shown in References 1 and 2 also only describe that cyclopentanemethanol is obtained as a by-product, and the yield is low. A reaction is required (Non-Patent Documents 1 to 3).

米国特許第2480990号明細書U.S. Pat. No. 2,480,990 特許第2609429号公報Japanese Patent No. 2609429

“The Vapor Phase Catalytic Dehydrogenation of 1,6-Hexanediol”, The Journal of Organic Chemistry, 30, 2 (1965) 335-339“The Vapor Phase Catalytic Dehydrogenation of 1,6-Hexanediol”, The Journal of Organic Chemistry, 30, 2 (1965) 335-339 “Vapor phase catalytic dehydration of terminal diols”, Catalysis Today, 164 (2011) 419-424“Vapor phase catalytic dehydration of terminal diols”, Catalysis Today, 164 (2011) 419-424 “First rhodium-catalyzed hydroformylation of cyclopentadiene”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, Volume 406, September 2015, Pages 114-117“First rhodium-catalyzed hydroformylation of cyclopentadiene”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, Volume 406, September 2015, Pages 114-117

本発明の課題は、上記問題点を解決し、一段階の反応で脂環式含酸素化合物を合成できる、収率の高い脂環式含酸素化合物の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a method for producing an alicyclic oxygen-containing compound with a high yield that can synthesize an alicyclic oxygen-containing compound by a one-step reaction.

本発明者らは、上記問題点を解決するために、多段階の反応でなく、脂環式含酸素化合物を収率よく製造できる方法の検討を開始した。検討を進めるなかで、水酸基若しくはカルボニル基を2個以上、又は水酸基とカルボニル基を合わせて2個以上有する炭素数5以上の脂肪族含酸素化合物を原料として使用して、前記原料をアパタイト化合物やハイドロタルサイトなどの塩基性触媒に接触させることにより、前記脂肪族含酸素化合物を脱水環化反応させることができ、一段階の反応で収率よく脂環式含酸素化合物を合成できることを見いだした。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have started to study a method capable of producing an alicyclic oxygen-containing compound at a high yield instead of a multi-step reaction. In the course of the study, using an aliphatic oxygen compound having 5 or more carbon atoms having two or more hydroxyl groups or carbonyl groups, or having two or more hydroxyl groups and carbonyl groups as a raw material, and converting the raw material to an apatite compound or By contacting with a basic catalyst such as hydrotalcite, the aliphatic oxygen-containing compound can be subjected to a dehydration cyclization reaction, and it has been found that an alicyclic oxygen-containing compound can be synthesized with high yield in a single-step reaction. .

すなわち、本発明は以下に示す事項により特定されるものである。
(1)水酸基若しくはカルボニル基を2個以上、又は水酸基とカルボニル基を合わせて2個以上有する炭素数5以上の脂肪族含酸素化合物を、塩基性触媒と接触させて脱水環化反応させることにより脂環式含酸素化合物を製造する、脂環式含酸素化合物の製造方法。
(2)塩基性触媒が、アパタイト化合物及びハイドロタルサイトから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする上記(1)記載の製造方法。
(3)水酸基を有する場合、水酸基が結合した炭素には1個以上の水素が結合していることを特徴とする上記(1)又は(2)記載の製造方法。
(4)水酸基の酸素又はカルボニル基の酸素に対してβ位にある炭素のうちの少なくとも1個の炭素に1個以上の水素が結合していることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれか記載の製造方法。
(5)任意の1個の水酸基の酸素又はカルボニル基の酸素に対してβ位にある炭素と、その他の水酸基が結合している炭素又はカルボニル基の炭素のうちの少なくとも1個の炭素との間に、炭素が3個以上存在することを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれか記載の製造方法。
(6)アパタイト化合物が、ハイドロキシアパタイトであることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれか記載の製造方法。
That is, the present invention is specified by the following items.
(1) An aliphatic oxygen-containing compound having 5 or more carbon atoms having two or more hydroxyl groups or carbonyl groups or two or more hydroxyl groups and carbonyl groups in contact with a basic catalyst to cause a dehydration cyclization reaction. A method for producing an alicyclic oxygen-containing compound, which produces an alicyclic oxygen-containing compound.
(2) The production method according to the above (1), wherein the basic catalyst is at least one selected from an apatite compound and hydrotalcite.
(3) The production method according to the above (1) or (2), wherein when the compound has a hydroxyl group, one or more hydrogen atoms are bonded to the carbon to which the hydroxyl group is bonded.
(4) The above (1) to (3), wherein one or more hydrogen atoms are bonded to at least one carbon atom among carbon atoms in the β-position to the oxygen of the hydroxyl group or the oxygen of the carbonyl group. )).
(5) the carbon at the β-position to the oxygen of any one hydroxyl group or the oxygen of the carbonyl group and at least one of the carbon to which the other hydroxyl group is bonded or the carbon of the carbonyl group; The method according to any one of the above (1) to (4), wherein three or more carbons are present between the two.
(6) The method according to any one of the above (1) to (5), wherein the apatite compound is hydroxyapatite.

本発明の製造方法によると、原料を適宜選択することにより、一段階の反応で各種の脂環式含酸素化合物を収率よく製造することができる。そのため、反応装置を簡易な構造とすることができ、反応のコントロールも容易となる。   According to the production method of the present invention, various alicyclic oxygen-containing compounds can be produced with a high yield in a one-step reaction by appropriately selecting the raw materials. Therefore, the reaction device can have a simple structure, and the control of the reaction becomes easy.

本発明の製造方法は、水酸基若しくはカルボニル基を2個以上、又は水酸基とカルボニル基を合わせて2個以上有する炭素数5以上の脂肪族含酸素化合物を、塩基性触媒と接触させて脱水環化反応させることにより、脂環式含酸素化合物を製造することを特徴とする。本発明において原料として使用する脂肪族含酸素化合物としては、水酸基及び/又はカルボニル基を有する炭素数5以上の脂肪族含酸素化合物であり、前記水酸基を2個以上、前記カルボニル基を2個以上、又は前記水酸基と前記カルボニル基を合わせて2個以上有する脂肪族含酸素化合物であれば特に限定されない。水酸基とカルボニル基のうち、水酸基だけを2個以上有していてもよく、カルボニル基だけを2個以上有していてもよく、水酸基とカルボニル基を合わせて2個以上有していてもよい。   In the production method of the present invention, an aliphatic oxygenated compound having 5 or more carbon atoms having two or more hydroxyl groups or carbonyl groups or two or more hydroxyl groups and carbonyl groups in contact with a basic catalyst is subjected to dehydration cyclization. The reaction is characterized by producing an alicyclic oxygen-containing compound. The aliphatic oxygen-containing compound used as a raw material in the present invention is an aliphatic oxygen-containing compound having a hydroxyl group and / or a carbonyl group and having 5 or more carbon atoms, wherein two or more hydroxyl groups and two or more carbonyl groups are used. Or an aliphatic oxygen-containing compound having two or more hydroxyl groups and the carbonyl group in total. Of the hydroxyl group and the carbonyl group, it may have only two or more hydroxyl groups, may have only two or more carbonyl groups, or may have two or more hydroxyl groups and carbonyl groups in total. .

本発明における脂肪族含酸素化合物は、水酸基だけを2個以上有する場合、例えば、以下の式(1)で表すことができる。

Figure 2020045295
When the aliphatic oxygen-containing compound in the present invention has only two or more hydroxyl groups, for example, it can be represented by the following formula (1).
Figure 2020045295

本発明における脂肪族含酸素化合物は、カルボニル基だけを2個以上有する場合、例えば、以下の式(2)で表すことができる。

Figure 2020045295
When the aliphatic oxygen-containing compound in the present invention has only two or more carbonyl groups, it can be represented by, for example, the following formula (2).
Figure 2020045295

本発明における脂肪族含酸素化合物は、水酸基とカルボニル基を合わせて2個以上有する場合、例えば、以下の式(3)で表すことができる。

Figure 2020045295
When the aliphatic oxygen-containing compound in the present invention has two or more hydroxyl groups and carbonyl groups in total, for example, it can be represented by the following formula (3).
Figure 2020045295

式(1)〜(3)において、nは0以上の整数であり、nが0の場合、mは付与されず、nが1以上の場合、mは5以上かつ(4+n)以下の整数を表す。式(1)〜(3)における

Figure 2020045295
は、[ ]内の構造をn個有することを表し、mは、n個の各構造におけるC、R及びRに付与する番号であり、n個の各構造におけるC、R及びRに対して、mは5から(4+n)までの各整数が番号として付与される。例えば、nが1のとき、
Figure 2020045295
を表し、nが2のとき、
Figure 2020045295
を表す。式(1)〜(3)において、R2a、R2b、R3a、R3b、Rma及びRmb並びにR及びRは、独立に、水素、酸素、水酸基、ヒドロキシアルキル基、脂肪族基、脂環式基若しくは芳香族基であるか、又は一緒になって脂環式基若しくは芳香族基を形成してもよい。ヒドロキシアルキル基としては、特に制限されないが、例えば、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基を挙げることができ、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシペンチル基等を挙げることができる。脂肪族基としては、特に制限されないが、例えば、炭素数1〜20の脂肪族基を挙げることができ、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等を挙げることができる。アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル等の鎖状のアルキル基(各異性体を含む)、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、シクロヘプチル等の環状のアルキル基などを挙げることができる。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等を挙げることができる。アルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基等を挙げることができる。中でも、炭素数1〜6の鎖状のアルキル基、アルケニル基及びアルキニル基が好ましい。脂環式基としては、特に制限されないが、例えば、炭素数3〜10の脂環式基を挙げることができ、具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。芳香族基としては、特に制限されないが、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環を含む基等が挙げられる。 In the formulas (1) to (3), n is an integer of 0 or more. When n is 0, m is not added. When n is 1 or more, m is an integer of 5 or more and (4 + n) or less. Represent. In equations (1) to (3)
Figure 2020045295
Represents that there are n structures in [], m is a number given to C, Ra and Rb in each of the n structures, and C, Ra and R in each of the n structures For b , m is assigned an integer from 5 to (4 + n) as a number. For example, when n is 1,
Figure 2020045295
And when n is 2,
Figure 2020045295
Represents In the formulas (1) to (3), R 2a , R 2b , R 3a , R 3b , R ma and R mb and R 1 and R 4 are each independently hydrogen, oxygen, hydroxyl, hydroxyalkyl, aliphatic Or an alicyclic or aromatic group, or together may form an alicyclic or aromatic group. Although it does not specifically limit as a hydroxyalkyl group, For example, a C1-C10 hydroxyalkyl group can be mentioned, A hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, a hydroxybutyl group, a hydroxypentyl group etc. are mentioned. be able to. Although it does not specifically limit as an aliphatic group, For example, a C1-C20 aliphatic group can be mentioned, and an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, etc. can be mentioned. Examples of the alkyl group include linear alkyl groups (including each isomer) such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, and decyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, Examples include a cyclic alkyl group such as cycloheptyl. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, a propenyl group, a butenyl group, a pentenyl group, and a hexenyl group. Examples of the alkynyl group include an ethynyl group, a propynyl group, a butynyl group, a pentynyl group, and a hexynyl group. Especially, a C1-C6 chain alkyl group, an alkenyl group, and an alkynyl group are preferable. The alicyclic group is not particularly limited, and examples thereof include an alicyclic group having 3 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group. be able to. Although it does not specifically limit as an aromatic group, For example, the group containing a benzene ring and a naphthalene ring etc. are mentioned.

本発明における脂肪族含酸素化合物は、式(1)及び式(3)に示されるように水酸基が結合した炭素に1個以上の水素が結合していることが好ましい。また、本発明における脂肪族含酸素化合物は、水酸基の酸素又はカルボニル基の酸素に対してβ位にある炭素のうちの少なくとも1個の炭素に1個以上の水素が結合していることが好ましい。また、任意の1個の水酸基の酸素又はカルボニル基の酸素に対してβ位にある炭素と、その他の水酸基が結合している炭素又はカルボニル基の炭素のうちの少なくとも1個の炭素との間に、炭素が3個以上存在することが好ましい。   The aliphatic oxygen-containing compound in the present invention preferably has one or more hydrogens bonded to a carbon bonded to a hydroxyl group as shown in the formulas (1) and (3). Further, in the aliphatic oxygen-containing compound of the present invention, it is preferable that one or more hydrogen atoms are bonded to at least one of the carbon atoms that are in the β-position to the oxygen of the hydroxyl group or the oxygen of the carbonyl group. . In addition, between the carbon at the β-position to the oxygen of any one hydroxyl group or the oxygen of the carbonyl group and at least one of the carbon to which the other hydroxyl group is bonded or the carbon of the carbonyl group Preferably has three or more carbon atoms.

例えば、式(1)〜(3)において、水酸基が結合した炭素及び/又はカルボニル基の炭素(式中CとC)を隔てる炭素が2個(n=0)または3個(n=1)の場合、R及びRのうちの少なくとも1つが式(4)に示す水素原子が1個以上結合したアルキル基である。この場合、Cに結合している水酸基の酸素又はカルボニル基の酸素に対してβ位にある炭素であるC(Rは式(4)に示すアルキル基)と、その他の水酸基が結合した炭素又はカルボニル基の炭素であるCとの間に3個以上の炭素が存在する。Rが式(4)に示すアルキル基である場合も同様に、CとCとの間に3個以上の炭素が存在する。

Figure 2020045295
この場合、R2a、R2b、R3a、R3b、Rma及びRmb並びにR及びRは、独立して、水素、酸素、水酸基、ヒドロキシアルキル基、脂肪族基、脂環式基若しくは芳香族基であるか、あるいは一緒になって脂環式基若しくは芳香族基を形成してもよく、R及び/又はRが式(4)に示すアルキル基である場合は、Rpa及びRpbは、独立して、水素、酸素、水酸基、ヒドロキシアルキル基、脂肪族基、脂環式基若しくは芳香族基であるか、R2a、R2b、R3a、R3b、Rma及び/又はRmbと一緒になって脂環式基若しくは芳香族基を形成してもよい。本段落に記載のヒドロキシアルキル基、脂肪族基、脂環式基及び芳香族基は、段落[0014]に記載したものと同じである。 For example, in the formulas (1) to (3), two (n = 0) or three (n = 2) carbons separating the carbon bonded to the hydroxyl group and / or the carbon of the carbonyl group (C 1 and C 4 in the formula). In the case of 1), at least one of R 1 and R 4 is an alkyl group having at least one hydrogen atom represented by the formula (4) bonded thereto. In this case, C p (R 4 is an alkyl group represented by the formula (4)), which is a carbon at the β-position to the oxygen of the hydroxyl group bonded to C 4 or the oxygen of the carbonyl group, and another hydroxyl group are bonded. 3 or more carbon exists between the C 1 is a carbon of the carbon or a carbonyl group. Similarly, when R 1 is an alkyl group represented by the formula (4), three or more carbon atoms exist between C p and C 4 .
Figure 2020045295
In this case, R 2a , R 2b , R 3a , R 3b , R ma and R mb and R 1 and R 4 independently represent hydrogen, oxygen, a hydroxyl group, a hydroxyalkyl group, an aliphatic group, an alicyclic group. Or an aromatic group, or may form an alicyclic group or an aromatic group together, and when R 1 and / or R 4 is an alkyl group represented by the formula (4), pa and R pb independently represent hydrogen, oxygen, a hydroxyl group, a hydroxyalkyl group, an aliphatic group, an alicyclic group or an aromatic group, or R 2a , R 2b , R 3a , R 3b , R ma And / or together with R mb may form an alicyclic or aromatic group. The hydroxyalkyl group, aliphatic group, alicyclic group and aromatic group described in this paragraph are the same as those described in paragraph [0014].

また、例えば、式(1)〜(3)において、水酸基が結合した炭素及び/又はカルボニル基の炭素(式中CとC)を隔てる炭素が4個以上(n≧2)の場合、R2a、R2b、R3a、及びR3bのうちの少なくとも1つが水素原子であるか、R及びRのうちの少なくとも1つが式(4)に示す水素原子が1個以上結合したアルキル基である。この場合、CとCに結合した水酸基の酸素又はカルボニル基の酸素に対してβ位にある炭素、すなわちC及びC、並びにR及び/又はRが式(4)に示すアルキル基の場合のC、のうちの少なくとも1個の炭素に1個以上の水素が結合していることになる。例えば、Cに結合している水酸基の酸素又はカルボニル基の酸素に対してβ位にある炭素であるC又はC(Rが式(4)に示すアルキル基の場合)に水素が結合している場合、その他の水酸基が結合した炭素又はカルボニル基の炭素であるCとの間に3個以上の炭素が存在する。また、Cに結合している水酸基の酸素又はカルボニル基の酸素に対してβ位にある炭素であるC又はC(Rが式(4)に示すアルキル基の場合)に水素が結合している場合、その他の水酸基が結合した炭素又はカルボニル基の炭素であるCとの間も同様に3個以上の炭素が存在する Further, for example, in formulas (1) to (3), when the number of carbons separating the carbon to which the hydroxyl group is bonded and / or the carbon of the carbonyl group (C 1 and C 4 in the formula) is 4 or more (n ≧ 2), At least one of R 2a , R 2b , R 3a , and R 3b is a hydrogen atom, or at least one of R 1 and R 4 is an alkyl having at least one hydrogen atom represented by formula (4) bonded thereto. Group. In this case, the carbon at the β-position to the oxygen of the hydroxyl group bonded to C 1 and C 4 or the oxygen of the carbonyl group, that is, C 2 and C 3 , and R 1 and / or R 2 are represented by the formula (4). In the case of an alkyl group, one or more hydrogen atoms are bonded to at least one carbon atom of C p . For example, hydrogen is substituted by C 3 or C p (when R 4 is an alkyl group represented by the formula (4)), which is a carbon at the β-position to the oxygen of the hydroxyl group or the oxygen of the carbonyl group bonded to C 4 If in combination, there are 3 or more carbons between C 1 is a carbon carbon or a carbonyl group other hydroxyl groups are bonded. In addition, hydrogen is substituted by C 2 or C p (when R 1 is an alkyl group represented by the formula (4)) which is a carbon at the β-position to the oxygen of the hydroxyl group or the oxygen of the carbonyl group bonded to C 1. If in combination, similarly there are three or more carbon between the C 4 is a carbon carbon or a carbonyl group other hydroxyl groups are bound

本発明において、水酸基及び/又はカルボニル基が3個以上の場合、一組の炭素間で上記関係を有していればよい。すなわち、任意の1個の水酸基の酸素又はカルボニル基の酸素に対してβ位にある炭素と、その他の複数の水酸基が結合している炭素又はカルボニル基の炭素のうちの少なくとも1個の炭素との間に、炭素が3個以上存在すればよい。例えば、式(1)〜(3)において、Cの隣の炭素とCとの間に3個以上の炭素が存在する場合、あるいはCの隣の炭素とCとの間に3個以上の炭素が存在する場合、CとCの間に存在する炭素、あるいはR及び/又はRの炭素に水酸基が結合していてもよく、CとCの間に存在する炭素、あるいはR及び/又はRの炭素がカルボニル基を形成していてもよい。 In the present invention, when the number of hydroxyl groups and / or carbonyl groups is three or more, it is only necessary that the above-mentioned relationship be established between a pair of carbon atoms. That is, the carbon at the β-position to the oxygen of any one hydroxyl group or the oxygen of the carbonyl group, and at least one carbon of the carbon to which a plurality of other hydroxyl groups are bonded or the carbon of the carbonyl group It suffices that three or more carbons exist between the two. For example, the formula (1) to (3), 3 between the case or neighboring carbon and C 4 of the C 1, there are three or more carbon between the carbon and C 1 next to C 4 When two or more carbons are present, a hydroxyl group may be bonded to the carbon present between C 1 and C 4 , or the carbon of R 1 and / or R 4 , and present between C 1 and C 4 Or the carbons of R 1 and / or R 4 may form a carbonyl group.

本発明における脂肪族含酸素化合物としては、水酸基若しくはカルボニル基を2個以上、又は水酸基とカルボニル基を合わせて2個以上有する炭素数5以上の脂肪族含酸素化合物であれば、特に制限されるものではない。本発明における脂肪族含酸素化合物として、水酸基を2個以上有する化合物としては、例えば、1,6‐ヘキサンジオール等のジオール類、1,2,8‐オクタントリオール等のトリオール類などを挙げることができ、カルボニル基を2個以上有する化合物としては、例えば、アセトニルアセトン等のジケトン類、アジポアルデヒド等のジアルデヒド類、5‐オキソヘキサナール等のオキソアルデヒド類などを挙げることができ、水酸基とカルボニル基を合わせて2個以上有する化合物としては、例えば、5‐ヒドロキシ‐2‐ペンタノン等のヒドロキシケトン類、5‐ヒドロキシヘキサナール等のヒドロキシアルデヒド類などを挙げることができる。本発明における脂肪族含酸素化合物としては、例えば、1,4‐ペンタンジオール、1,6‐ヘキサンジオール、1,7‐ヘプタンジオール、1,8‐オクタンジオール、2,5‐ヘキサンジオール、1,2,6‐ヘキサントリオール、1,2,8‐オクタントリオール、4‐(2‐ヒドロキシエチル)シクロヘキサノール、5‐ヒドロキシ‐2‐ペンタノン、アセトニルアセトン、アジポアルデヒド、5‐オキソヘキサナール、5‐ヒドロキシヘキサナール等を挙げることができる。ジオール類及びトリオール類の場合、その水酸基は一級又は二級が好ましい。   The aliphatic oxygen-containing compound in the present invention is particularly limited as long as it is an aliphatic oxygen-containing compound having 5 or more carbon atoms having two or more hydroxyl groups or carbonyl groups, or having two or more hydroxyl groups and carbonyl groups in total. Not something. As the aliphatic oxygen-containing compound in the present invention, examples of the compound having two or more hydroxyl groups include diols such as 1,6-hexanediol and triols such as 1,2,8-octanetriol. Examples of the compound having two or more carbonyl groups include, for example, diketones such as acetonylacetone, dialdehydes such as adipaldehyde, and oxoaldehydes such as 5-oxohexanal. Examples of the compound having two or more carbonyl groups include hydroxyketones such as 5-hydroxy-2-pentanone and hydroxyaldehydes such as 5-hydroxyhexanal. Examples of the aliphatic oxygen-containing compound in the present invention include 1,4-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 2,5-hexanediol, 2,6-hexanetriol, 1,2,8-octanetriol, 4- (2-hydroxyethyl) cyclohexanol, 5-hydroxy-2-pentanone, acetonylacetone, adipaldehyde, 5-oxohexanal, 5- Hydroxyhexanal and the like can be mentioned. In the case of diols and triols, the hydroxyl group is preferably primary or secondary.

本発明において得られる脂環式含酸素化合物は使用する原料により異なるが、本発明における脂環式含酸素化合物は、本発明の製造方法により得られる脂環式含酸素化合物である限り、特に限定されない。本発明における脂環式含酸素化合物としては、例えば、シクロペンタノール、シクロペンタンメタノール、2‐シクロペンテンメタノール、シクロヘキサノール、シクロヘキサンメタノール、2‐シクロヘキセンメタノール、シクロヘプタノール、シクロヘプタンメタノール、2‐シクロヘプテンメタノール、3‐メチルシクロペンタノール、3‐メチル‐2‐シクロペンテノール、3‐ヒドロキシシクロペンタンメタノール、3‐ヒドロキシ‐2‐シクロペンテンメタノール、シクロヘキサン‐1,2‐エタンジオール、シクロヘキサン‐1,2‐ジメタノール、シクロヘプタン‐1‐エタノール‐3‐メタノール、ビシクロ[1,2,3]‐2‐オクタノール、シクロペンタノン、2‐シクロペンテノン、3‐メチル‐2‐シクロペンテノン、1‐シクロペンテン‐1‐カルボアルデヒド、2‐シクロヘキセノン、2‐シクロヘキセン‐1‐オール等を挙げることができる。本発明の製造方法によると、例えば、5員環以上の脂環式含酸素化合物、二環式の脂環式含酸素化合物等を製造することができ、5員環、6員環又は7員環の脂環式含酸素化合物や、前記環同士が結合した二環式の脂環式含酸素化合物等を好適に製造することができる。また、本発明における脂環式含酸素化合物には、複素環式化合物は含まれない。   The alicyclic oxygen compound obtained in the present invention varies depending on the raw materials used, but the alicyclic oxygen compound in the present invention is particularly limited as long as it is an alicyclic oxygen compound obtained by the production method of the present invention. Not done. Examples of the alicyclic oxygen-containing compound in the present invention include cyclopentanol, cyclopentanemethanol, 2-cyclopentenemethanol, cyclohexanol, cyclohexanemethanol, 2-cyclohexenemethanol, cycloheptanol, cycloheptanemethanol, and 2-cycloheptanol. Tenmethanol, 3-methylcyclopentanol, 3-methyl-2-cyclopentenol, 3-hydroxycyclopentanemethanol, 3-hydroxy-2-cyclopentenmethanol, cyclohexane-1,2-ethanediol, cyclohexane-1,2 -Dimethanol, cycloheptane-1-ethanol-3-methanol, bicyclo [1,2,3] -2-octanol, cyclopentanone, 2-cyclopentenone, 3-methyl-2-cyclopenteno , 1-cyclopentene-1-carbaldehyde, 2-cyclohexenone, and 2-cyclohexen-1-ol. According to the production method of the present invention, for example, a 5- or more-membered alicyclic oxygen-containing compound, a bicyclic alicyclic oxygen-containing compound, or the like can be produced, and a 5-, 6-, or 7-membered ring can be produced. A ring alicyclic oxygen-containing compound, a bicyclic alicyclic oxygen-containing compound in which the rings are bonded to each other, and the like can be suitably produced. Further, the alicyclic oxygen-containing compound in the present invention does not include a heterocyclic compound.

本発明の製造方法における触媒としては、塩基性触媒であれば特に限定されるものでなく、例えば、アパタイト化合物、ハイドロタルサイト類化合物、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属及びマグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、リン酸塩等を挙げることができる。   The catalyst in the production method of the present invention is not particularly limited as long as it is a basic catalyst.Examples include apatite compounds, hydrotalcite compounds, alkali metals such as sodium and potassium, and alkaline earths such as magnesium and calcium. Oxides, hydroxides, phosphates and the like of similar metals can be mentioned.

アパタイト化合物とは、アパタイト構造を有する化合物であり、固溶体をも含む概念で、一般式:M(M’Oで表すことができる。基本的なアパタイト化合物は、aが10、bが4、cが6であり、a/cが1.67であるM10(M’Oで表されるが、本発明におけるアパタイト化合物は、前記基本的なアパタイト化合物に限定されるものではなく、a、b及びcが前記値とならない場合も含まれる。固溶体の場合や、a/cが1.67からずれる場合、Mに2価以外の元素が含まれる場合、M’にCやS等の5価以外の元素が含まれる場合等は、a、b及びcは前記値とは異なる値となる。本発明におけるアパタイト化合物では、a/cは1.5〜1.8の間が好ましい。また、本発明におけるアパタイト化合物では、前記一般式において、Mは、特に制限されるものではないが、例えば、Ca、Sr、Pb、Mg、Cd、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、La、H等から選ばれる1種又は2種以上を挙げることができる。これらの中でも、Caが好ましい。また、M’は、特に制限されるものではないが、例えば、P、V、As、C、S等から選ばれる1種又は2種以上を挙げることができる。これらの中でも、P又はPと他の元素の組み合わせが好ましい。Xは、特に制限されるものではないが、例えば、OH、F、Cl等を挙げることができる。これらの中でも、OHが好ましい。アパタイト化合物の形状は、顆粒、球体、ペレット、ハニカム等任意のものを使用することができる。本発明におけるアパタイト化合物としては、上記のものであれば、特に制限されないが、ハイドロキシアパタイトが好ましい。ハイドロキシアパタイトは、化学量論的には、Ca10(PO(OH)からなる組成で示されるが、上記のようにCa/Pモル比が1.67にならない非化学量論的なものであっても、ハイドロキシアパタイトの性質を示すと共にアパタイト構造をとることができ、このようなCa/Pモル比1.4〜1.8程度の合成ハイドロキシアパタイトも含まれる。特に、本発明の製造方法においては、Ca/Pモル比が1.60〜1.80のハイドロキシアパタイトが好ましい。 The apatite compound is a compound having the apatite structure, a concept also including a solid solution of the general formula: can be represented by M a (M'O b) c X 2. The basic apatite compound is represented by M 10 (M′O 4 ) 6 X 2 in which a is 10, b is 4, c is 6, and a / c is 1.67. The apatite compound is not limited to the basic apatite compound, and includes cases where a, b, and c do not take the above values. In the case of a solid solution, when a / c deviates from 1.67, when M includes an element other than divalent, and when M ′ includes an element other than pentavalent such as C or S, a, b and c are different from the above values. In the apatite compound of the present invention, a / c is preferably between 1.5 and 1.8. In the apatite compound according to the present invention, M in the general formula is not particularly limited, but for example, Ca, Sr, Pb, Mg, Cd, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, La, One or more selected from H and the like can be mentioned. Among these, Ca is preferable. Further, M ′ is not particularly limited, and examples thereof include one or more selected from P, V, As, C, S, and the like. Among them, P or a combination of P and another element is preferable. X is not particularly limited, but examples thereof include OH, F, and Cl. Of these, OH is preferred. As the shape of the apatite compound, any one such as granules, spheres, pellets, and honeycombs can be used. The apatite compound in the present invention is not particularly limited as long as it is as described above, but hydroxyapatite is preferred. Hydroxyapatite is stoichiometrically represented by a composition of Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2, but as described above, non-stoichiometric Ca / P molar ratio does not become 1.67. Any of these can exhibit the properties of hydroxyapatite and have an apatite structure, and include such synthetic hydroxyapatite having a Ca / P molar ratio of about 1.4 to 1.8. Particularly, in the production method of the present invention, hydroxyapatite having a Ca / P molar ratio of 1.60 to 1.80 is preferable.

上記ハイドロタルサイト類化合物は、一般式[M2+ 1−x3+ (OH)][An− x/n・mHO]で表すことができる。M2+は、Mg2+、Fe2+、Zn2+、Ca2+、Li2+、Ni2+、Co2+、Pt2+、Pd2+、Cu2+等を表し、M3+は、Al3+、Fe3+、Cr3+、Mn3+等を表し、An−は、CO 2−及びOH等を表し、それぞれ1種又は2種以上であってもよい。mは0以上の値をとり、xは0.2〜0.4の間が一般的であるが、その限りではない。ハイドロタルサイト類化合物としては、ハイドロタルサイトMgAl(OH)16CO・4HOが好ましい。ハイドロタルサイト類化合物の形状は、顆粒、球体、ペレット、ハニカム等任意のものを使用することができる。 The hydrotalcite compound of the general formula [M 2+ 1-x M 3+ x (OH) 2] can be represented by [A n- x / n · mH 2 O]. M 2+ represents Mg 2+ , Fe 2+ , Zn 2+ , Ca 2+ , Li 2+ , Ni 2+ , Co 2+ , Pt 2+ , Pd 2+ , Cu 2+, etc., and M 3+ represents Al 3+ , Fe 3+ , Cr 3+ , represents Mn 3+, etc., a n-is, CO 3 2-and OH - represent like or may be one or more, respectively. m takes a value of 0 or more, and x generally ranges from 0.2 to 0.4, but is not limited thereto. As the hydrotalcite compound, hydrotalcite Mg 6 Al 2 (OH) 16 CO 3 .4H 2 O is preferable. As the shape of the hydrotalcite compound, any one such as granules, spheres, pellets, and honeycombs can be used.

本発明の方法によれば、水酸基若しくはカルボニル基を2個以上、又は水酸基とカルボニル基を合わせて2個以上有する炭素数5以上の脂肪族含酸素化合物を、塩基性触媒と接触させて脱水環化反応させることにより、脂環式含酸素化合物を製造することができる。前記脂肪族含酸素化合物を塩基性触媒と接触させて反応させる方法や装置としては、従来から公知の方法や装置を適宜使用することができる。原料となる脂肪族含酸素化合物が、常温で固体の化合物の場合、溶媒の存在下に反応を実施することができる。常温で液体の化合物の場合は、溶媒の存在下でも溶媒なしでも反応を実施することができる。使用する溶媒は、原料となる脂肪族含酸素化合物が溶解又は分散するものであれば特に限定されないが、例えば、水、メタノール、エタノール、1‐プロパノール、2‐プロパノール、1‐ブタノール、2‐ブタノール、iso‐ブタノール、tert‐ブタノール、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド、2‐メトキシエタノール、無水酢酸、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジクロロメタン等を挙げることができる。液体の前記脂肪族含酸素化合物、又は溶媒に溶解若しくは分散させた前記脂肪族含酸素化合物を、窒素ガス、ヘリウムガス等の不活性なキャリアガスと共に反応器に導入して反応させてもよい。   According to the method of the present invention, an aliphatic oxygen-containing compound having 5 or more carbon atoms having two or more hydroxyl groups or carbonyl groups, or having two or more hydroxyl groups and carbonyl groups in total, is contacted with a basic catalyst to form a dehydration ring. The alicyclic oxygen-containing compound can be produced by the reaction. As a method or apparatus for bringing the aliphatic oxygen-containing compound into contact with a basic catalyst and reacting the same, a conventionally known method or apparatus can be appropriately used. When the aliphatic oxygen-containing compound as a raw material is a compound that is solid at ordinary temperature, the reaction can be carried out in the presence of a solvent. In the case of a compound that is liquid at room temperature, the reaction can be carried out in the presence or absence of a solvent. The solvent used is not particularly limited as long as the aliphatic oxygen-containing compound serving as a raw material dissolves or disperses. Examples thereof include water, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol and 2-butanol. , Iso-butanol, tert-butanol, ethyl acetate, dimethyl sulfoxide, 2-methoxyethanol, acetic anhydride, tetrahydrofuran, acetonitrile, dichloromethane and the like. The liquid aliphatic oxygen-containing compound or the aliphatic oxygen-containing compound dissolved or dispersed in a solvent may be introduced into a reactor together with an inert carrier gas such as nitrogen gas or helium gas to cause a reaction.

本発明における脂肪族含酸素化合物を触媒と接触させて反応させるときの反応温度は、特に限定されないが、通常150〜450℃の範囲で選択することが好ましく、250〜400℃の範囲で選択することがより好ましい。接触時間(W/F)は、0.01h〜200h(時間)であることが好ましく、0.05〜50hであることがより好ましい。ここで、Wは触媒重量(g)、Fは脂肪族含酸素化合物の流量(g/h)である。反応時間、使用する触媒量、反応させる脂肪族含酸素化合物の量等は必要に応じて適宜選択できる。本発明の製造方法に使用される反応装置は、バッチ方式、連続方式、固定床、移動床、流動床またはスラリー床のいずれの方法によってもよく、常圧または加圧下で行うことができる。例えば、固定床流通式反応装置を用いる場合、触媒層の上下流にシリカウールや石英砂等の不活性充填剤を充填してもよい。反応生成物を蒸留、晶析等の公知の精製手段によって精製することにより、高純度の脂環式含酸素化合物を得ることができる。   The reaction temperature when the aliphatic oxygen-containing compound in the present invention is brought into contact with the catalyst for reaction is not particularly limited, but is usually preferably selected in the range of 150 to 450 ° C, and is preferably selected in the range of 250 to 400 ° C. Is more preferable. The contact time (W / F) is preferably 0.01 h to 200 h (hour), more preferably 0.05 to 50 h. Here, W is the catalyst weight (g), and F is the flow rate (g / h) of the aliphatic oxygen-containing compound. The reaction time, the amount of the catalyst used, the amount of the aliphatic oxygen-containing compound to be reacted, and the like can be appropriately selected as needed. The reaction apparatus used in the production method of the present invention may be any of a batch system, a continuous system, a fixed bed, a moving bed, a fluidized bed or a slurry bed, and can be carried out under normal pressure or under pressure. For example, when a fixed bed flow reactor is used, an inert filler such as silica wool or quartz sand may be filled in the upstream and downstream of the catalyst layer. By purifying the reaction product by a known purification means such as distillation or crystallization, a high-purity alicyclic oxygen-containing compound can be obtained.

次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
(合成反応及び触媒特性の評価)
反応装置として固定床ガス流通式触媒反応装置を用いて、表1に示す原料及び触媒を使用して反応を行った。触媒0.15gを内径8mmのガラス反応管の中央部に充填し、触媒の前後にシリカウールを設置して、前処理として500℃、3時間の熱処理を行った。反応溶液(1,6‐ヘキサンジオール:エタノール=1:9(mol:mol))を、シリンジポンプを用いて0.98mL/hで窒素気流中に導入し、375℃で5時間反応を行った。反応生成物を、氷水トラップで1時間ごとに回収した。回収した液体の重量を秤量し、液体及びトラップ後方のガス生成物を、GC‐FIDおよびGC‐MSで分析した。GC‐FIDには、GC‐14B(島津製作所社製)を使用し、分析カラムは、DB‐WAXを使用した。GC‐MSには、MS検出器HP5972(MDS)(Hewlett‐Packared 社製)を搭載したHP5890(GC)(Hewlett‐Packared 社製)を使用した。液体生成物については、ブタノールで10 mLまで希釈したものを分析した。
[Example 1]
(Evaluation of synthesis reaction and catalytic properties)
The reaction was carried out using a raw material and a catalyst shown in Table 1 using a fixed bed gas flow type catalytic reactor as the reactor. 0.15 g of the catalyst was charged into the center of a glass reaction tube having an inner diameter of 8 mm, silica wool was placed before and after the catalyst, and heat treatment was performed at 500 ° C. for 3 hours as a pretreatment. The reaction solution (1,6-hexanediol: ethanol = 1: 9 (mol: mol)) was introduced into a nitrogen gas stream at 0.98 mL / h using a syringe pump, and reacted at 375 ° C. for 5 hours. . Reaction products were collected hourly in an ice water trap. The recovered liquid was weighed and the liquid and gas products behind the trap were analyzed by GC-FID and GC-MS. GC-14B (manufactured by Shimadzu Corporation) was used for GC-FID, and DB-WAX was used for the analysis column. As the GC-MS, HP5890 (GC) (manufactured by Hewlett-Packarded) equipped with MS detector HP5972 (MDS) (manufactured by Hewlett-Packarded) was used. For liquid products, those diluted to 10 mL with butanol were analyzed.

(脂環式含酸素化合物の選択率)
反応開始3時間後の脂環式含酸素化合物の選択率を表1に示す。1,6‐ヘキサンジオールを原料として、脂環式含酸素化合物としてシクロペンタンメタノール及び2‐シクロペンテンメタノールが得られた。脂環式含酸素化合物の選択率は、前記シクロペンタンメタノール及び2‐シクロペンテンメタノールを合わせた選択率である。
(Selectivity of alicyclic oxygen-containing compound)
Table 1 shows the selectivity of the alicyclic oxygen-containing compound 3 hours after the start of the reaction. Using 1,6-hexanediol as a raw material, cyclopentanemethanol and 2-cyclopentenemethanol were obtained as alicyclic oxygen-containing compounds. The selectivity of the alicyclic oxygen-containing compound is the total selectivity of the cyclopentanemethanol and 2-cyclopentenemethanol.

[実施例2]
実施例2として、表1に示す原料及び触媒を使用して、触媒量を0.3gとした以外は、実施例1と同様の方法で反応及び評価を行った。反応開始5時間後の脂環式含酸素化合物の選択率を表1に示す。実施例1と同様に、1,6‐ヘキサンジオールを原料とした場合、脂環式含酸素化合物としてシクロペンタンメタノール及び2‐シクロペンテンメタノールが得られた。脂環式含酸素化合物の選択率は、前記シクロペンタンメタノール及び2‐シクロペンテンメタノールを合わせた選択率である。
[Example 2]
Example 2 As Example 2, the reaction and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of the catalyst was 0.3 g using the raw materials and the catalysts shown in Table 1. Table 1 shows the selectivity of the alicyclic oxygen-containing compound 5 hours after the start of the reaction. As in Example 1, when 1,6-hexanediol was used as a raw material, cyclopentanemethanol and 2-cyclopentenemethanol were obtained as alicyclic oxygen-containing compounds. The selectivity of the alicyclic oxygen-containing compound is the total selectivity of the cyclopentanemethanol and 2-cyclopentenemethanol.

[比較例1]
表1に示す原料及び触媒を使用して実施例1と同様に反応及び評価を行った。反応開始5時間後の脂環式含酸素化合物の選択率を表1に示す。比較例1における反応では、脂環式含酸素化合物は得られなかった。
[Comparative Example 1]
The reaction and evaluation were carried out in the same manner as in Example 1 using the raw materials and catalysts shown in Table 1. Table 1 shows the selectivity of the alicyclic oxygen-containing compound 5 hours after the start of the reaction. In the reaction of Comparative Example 1, no alicyclic oxygen-containing compound was obtained.

Figure 2020045295
Figure 2020045295

[実施例3及び4]
実施例3として、反応温度を400℃とした以外は、実施例1と同様の方法で反応及び評価を行った。実施例4として、反応温度を250℃、触媒充填量を0.8gとした以外は、実施例1と同様の方法で反応及び評価を行った。実施例3及び4では、実施例1と同様に脂環式含酸素化合物としてシクロペンタンメタノール及び2‐シクロペンテンメタノールが得られた。反応開始5時間後の結果を表2に示す。
[Examples 3 and 4]
As Example 3, the reaction and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was changed to 400 ° C. Example 4 As Example 4, the reaction and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was 250 ° C. and the amount of catalyst charged was 0.8 g. In Examples 3 and 4, as in Example 1, cyclopentanemethanol and 2-cyclopentenemethanol were obtained as alicyclic oxygen-containing compounds. Table 2 shows the results 5 hours after the start of the reaction.

[比較例2]
原料を1,4‐ブタンジオールにし、反応温度を300℃、触媒充填量を0.2gとした以外は、実施例1と同様の方法で反応及び評価を行った。1,4‐ブタンジオールを原料とした場合、脂環式含酸素化合物は生成せず、複素環式化合物であるテトラヒドロフランが生成した。反応開始5時間後の結果を表2に示す。
[Comparative Example 2]
The reaction and evaluation were carried out in the same manner as in Example 1, except that the raw material was 1,4-butanediol, the reaction temperature was 300 ° C., and the catalyst loading was 0.2 g. When 1,4-butanediol was used as a raw material, an alicyclic oxygen-containing compound was not generated, but tetrahydrofuran, which was a heterocyclic compound, was generated. Table 2 shows the results 5 hours after the start of the reaction.

Figure 2020045295
Figure 2020045295

[実施例5]
原料を1,7‐ヘプタンジオールにし、反応温度を375℃、触媒充填量を0.2g、希釈溶媒をメタノール、原料希釈比を1:49とした以外は、実施例1と同様の方法で反応及び評価を行った。1,7‐ヘプタンジオールを原料とした場合、脂環式含酸素化合物としてシクロヘキサンメタノール及び2‐シクロヘキセンメタノールが生成した。反応開始5時間後の結果を表3に示す。脂環式含酸素化合物の選択率は、前記シクロヘキサンメタノール及び2‐シクロヘキセンメタノールを合わせた選択率である。
[Example 5]
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the raw material was 1,7-heptanediol, the reaction temperature was 375 ° C., the catalyst loading was 0.2 g, the dilution solvent was methanol, and the raw material dilution ratio was 1:49. And evaluation. When 1,7-heptanediol was used as a raw material, cyclohexanemethanol and 2-cyclohexenemethanol were formed as alicyclic oxygen-containing compounds. Table 3 shows the results 5 hours after the start of the reaction. The selectivity of the alicyclic oxygen-containing compound is the total selectivity of the above cyclohexanemethanol and 2-cyclohexenemethanol.

[実施例6]
原料を1,8‐オクタンジオールにし、触媒量を0.1gとした以外は、実施例5と同様の方法で反応及び評価を行った。1,8‐オクタンジオールを原料とした場合、脂環式含酸素化合物としてシクロヘプタンメタノール及び2‐シクロヘプテンメタノールが生成した。反応開始5時間後の結果を表3に示す。脂環式含酸素化合物の選択率は、前記シクロヘプタンメタノール及び2‐シクロヘプテンメタノールを合わせた選択率である。
[Example 6]
The reaction and evaluation were carried out in the same manner as in Example 5, except that the raw material was 1,8-octanediol and the amount of catalyst was 0.1 g. When 1,8-octanediol was used as a raw material, cycloheptanemethanol and 2-cycloheptenemethanol were formed as alicyclic oxygen-containing compounds. Table 3 shows the results 5 hours after the start of the reaction. The selectivity of the alicyclic oxygen-containing compound is the total selectivity of the above cycloheptanemethanol and 2-cycloheptenemethanol.

[実施例7]
原料をアセトニルアセトンにし、触媒充填量を0.05g、原料希釈比を1:19とした以外は、実施例5と同様の方法で反応及び評価を行った。アセトニルアセトンを原料とした場合、脂環式含酸素化合物として3‐メチル‐2‐シクロペンテノンが生成した。反応開始3時間後の結果を表3に示す。脂環式含酸素化合物の選択率は、前記3‐メチル‐2‐シクロペンテノンの選択率である。
[Example 7]
The reaction and evaluation were carried out in the same manner as in Example 5, except that the raw material was acetonylacetone, the catalyst loading amount was 0.05 g, and the raw material dilution ratio was 1:19. When acetonylacetone was used as a raw material, 3-methyl-2-cyclopentenone was generated as an alicyclic oxygen-containing compound. Table 3 shows the results 3 hours after the start of the reaction. The selectivity of the alicyclic oxygen-containing compound is the selectivity of the 3-methyl-2-cyclopentenone.

Figure 2020045295
Figure 2020045295

本発明の製造方法は、医薬品原料や防黴剤等の各種分野で有用であるシクロペンタンメタノール、シクロヘキサンメタノール、シクロヘプタンメタノール等の脂環式含酸素化合物を簡易な反応機構で収率よく製造することができるので、脂環式含酸素化合物の製造方法として有用である。
The production method of the present invention produces cycloaliphatic oxygen-containing compounds such as cyclopentanemethanol, cyclohexanemethanol, and cycloheptanemethanol which are useful in various fields such as pharmaceutical raw materials and fungicides in a high yield with a simple reaction mechanism. Therefore, it is useful as a method for producing an alicyclic oxygen-containing compound.

Claims (6)

水酸基若しくはカルボニル基を2個以上、又は水酸基とカルボニル基を合わせて2個以上有する炭素数5以上の脂肪族含酸素化合物を、塩基性触媒と接触させて脱水環化反応させることにより脂環式含酸素化合物を製造する、脂環式含酸素化合物の製造方法。   An alicyclic compound is obtained by contacting an aliphatic oxygen-containing compound having 5 or more carbon atoms having 2 or more hydroxyl groups or carbonyl groups, or having 2 or more hydroxyl groups and carbonyl groups, with a basic catalyst to effect a dehydration cyclization reaction. A method for producing an alicyclic oxygen-containing compound, which produces an oxygen-containing compound. 塩基性触媒が、アパタイト化合物及びハイドロタルサイトから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載の製造方法。   The method according to claim 1, wherein the basic catalyst is at least one selected from an apatite compound and hydrotalcite. 水酸基を有する場合、水酸基が結合した炭素には1個以上の水素が結合していることを特徴とする請求項1又は2記載の製造方法。   3. The method according to claim 1, wherein when the compound has a hydroxyl group, at least one hydrogen is bonded to the carbon to which the hydroxyl group is bonded. 4. 水酸基の酸素又はカルボニル基の酸素に対してβ位にある炭素のうちの少なくとも1個の炭素に1個以上の水素が結合していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の製造方法。   4. The method according to claim 1, wherein one or more hydrogen atoms are bonded to at least one of the carbon atoms at the β-position to the oxygen of the hydroxyl group or the oxygen of the carbonyl group. Production method. 任意の1個の水酸基の酸素又はカルボニル基の酸素に対してβ位にある炭素と、その他の水酸基が結合している炭素又はカルボニル基の炭素のうちの少なくとも1個の炭素との間に、炭素が3個以上存在することを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の製造方法。   Between the carbon at the β-position to the oxygen of any one of the hydroxyl groups or the oxygen of the carbonyl group and at least one of the carbon to which the other hydroxyl group is bonded or the carbon of the carbonyl group; The method according to any one of claims 1 to 4, wherein three or more carbon atoms are present. アパタイト化合物が、ハイドロキシアパタイトであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか記載の製造方法。
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the apatite compound is hydroxyapatite.
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