JP3388321B2 - シクロプロピルメチルケトンの製造方法 - Google Patents
シクロプロピルメチルケトンの製造方法Info
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Description
性溶媒中でα−アセチル−γ−ブチロラクトンを加熱す
る(この場合、大過剰の沃化物が反応の最初から最後ま
で保持される)ことによるシクロプロピルメチルケトン
の製造方法に関するものである。
プロピルメチルケトンは、DE−A−3637788に
記載された如く、農薬及び医薬の製造における中間体と
して使用される。
って触媒されるアセチルブチロラクトンからのシクロプ
ロピルメチルケトンの合成は公知である。エス.タケイ
(S.Takei)他は、テトラヘドロン レターズ(Tetrahe
dron Letters )(49)第4389-92 (1975)において、
1.1モル当量のNaBrの存在下160℃でジメチル
ホルムアミド中59時間の還流条件下でα−アセチル−
γ−ブチロラクトンを反応させることによるシクロプロ
ピルメチルケトンへの工程を開示しているが、この場
合、52%のみの収率が得られる。
ストリー レターズ(Chemistry Letters)(11)第114
9-52 (1975)において、モル比5:1でNaI又はL
iClの存在下で且つ反応温度170℃の、ヘキサメチ
ル燐酸トリアミド中でのα−アセチル−γ−ブチロラク
トン(20モル%NaI又はLiClに相当する)の同
様な反応を開示している。シクロプロピルメチルケトン
は1.5時間の反応中に蒸留によって除去される。得ら
れた収率は各々86%及び42%である。前記方法は、
時間単位当たり少量が反応することに起因して、工業的
規模においては適さない。前記方法の不具合は、バッチ
式反応法であるということである。
如何なる時にも大過剰の沃化物の存在下で、α−アセチ
ル−γ−ブチロラクトン(以下の本文中ではラクトンと
記す)を連続的に添加し、次いでシクロプロピルメチル
ケトン(以下の本文中ではケトンと記す)を蒸留によっ
て連続的に除去すると、反応効率及び歩留りが充分に増
加し、そしてケトンの収率が好適に増加するということ
が判った。高収率、換言すれば>90%、を得ることが
できる。前記反応は、連続的且つ工業的規模で行うこと
ができる。製造されるケトンの単位当たりに必要とされ
る沃化物の量は、沃化物が再循環され且つ再使用される
ので、実質的に減少される。
の存在下でα−アセチル−γ−ブチロラクトンを160
℃ないし220℃に加熱することによるシクロプロピル
メチルケトンの製造方法であって、 i)前記沃化物が脱カルボキシル反応を起こすLiI,
NaI,KI,MgI2及びCaI2 からなる群から選
択され、 ii)前記α−アセチル−γ−ブチロラクトンが反応を通
して連続的に添加され且つ同時にシクロプロピルメチル
ケトンが連続的に留去され、 iii )前記α−アセチル−γ−ブチロラクトンに対して
1ないし100モル当量過剰の前記沃化物が反応中如何
なる時にも保持され、そして iv) 使用される溶媒がN−メチルピロリドン、N,N′
−ジメチル−N,N′−1,3−プロピレン尿素、N,
N′−ジメチル−N,N′−エチレン尿素及びテトラメ
チレンスルホン(スルホラン)から選択されることを特
徴とする方法である。
−210℃であり、そして最も好ましい範囲は170℃
−200℃である。
中で溶媒不存在下で行うことができる。不活性溶媒は極
性であることが好ましい。溶媒の沸騰温度が反応温度を
20℃よりも多く、好ましくは40℃よりも多く、例え
ば約50℃越えることは利点がある;ケトンと一緒の共
蒸留を避けるために、溶媒自体の沸点は200℃を越え
ることが好ましい。
N,N′−ジメチル−N,N′−1,3−プロピレン尿
素、N,N′−ジメチル−N,N′−エチレン尿素及び
テトラメチレンスルホン(スルホラン)である。
溶解するために充分なものである。溶媒中の沃化物の濃
度は1−40容量%、好ましくは2−30容量%、更に
好ましくは5−25容量%、そして最も好ましくは10
−20容量%である。
又はアルカリ土類金属沃化物:LiI、NaI、KI、
MgI2 及びCaI2 である。本発明の好ましい態様に
おいては、反応はアルカリ金属沃化物の存在下で行われ
る。好ましいアルカリ金属沃化物はNaIである。
ラクトン、及び全沃化物を入れ、次いでラクトンを添加
することによって行うことができる。
酸素することが都合が良い。これは下記の如く行うこと
ができる:反応槽に溶媒を投入後、これを60−80℃
に加温し、次いで真空となし、これをN2 を用いて解除
する。この方法を複数回繰り返す。溶媒を、反応混合物
の約1容量%留去することによって乾燥する。
も、それに対して沃化物が例えば1−100、好ましく
は2−50、そして更に好ましくは3−10モル当量過
剰に存在するように、加熱された反応槽中に導入され
る。
熱された前記槽に投入し、次いで反応混合物の飽和後に
ケトンを蒸留し始める。最も好ましい温度範囲は、17
0−200℃である。ラクトンを予備加熱することが好
ましいでろう。
フィルム蒸発器(TFE;thin film evaporator)を使
用することである。沃化物、ラクトン及び溶媒からなる
反応混合物をTFE(この表面は、180−190℃に
保持されている)上に連続的に供給する。蒸発器上に生
成したケトンを連続的に留去する;未反応のラクトンを
含む反応混合物をTFEのベースから除去し、ラクトン
濃度を調整し、次いでこの混合物をTFEの頭頂に戻
す。
別法を使用して反応槽から生成物を留去することであ
る。多数の板からなる蒸留カラムが反応槽に接続され、
且つ反応の進行中、前記カラムに温度勾配が設けられ
る。生成物は、シクロプロピルメチルケトンの沸点範囲
に対応する板数のところで改良された品質で捕集され得
る。これは、例えば前記カラムの半分までであってよ
く、そして副生成物は所望によりそれらの各々の沸点に
応じて、前記カラムの下方又は上方で捕集される。
かしそれは幾らかの減圧下で又は低沸点溶媒が使用され
る場合には高圧下で行ってもよい。前記溶媒の沸騰温度
は、製造されるケトンの沸騰温度よりも高い。
媒回収の必要性を避けられる。 f)沃化物が再循環可能であり、且つその消費は非常に
低い(1%未満)。
しい:溶媒を留去し、次いで水を添加する。有機残部を
抽出によって除去し、次いで溶媒を水性沃化物溶液に再
添加する。水を留去し、次いで反応を再び開始する。
間の反応工程中に、沃化物1モル当量がラクトン約25
0モル当量と反応するということを意味する。生成物は
高純度で得られ、且つ別の反応における中間体として直
接使用することができる。本方法は単純であり、僅かな
装置を必要とする;2−4m3 の槽容積は年間数千トン
のケトンを製造するために充分である。
方法を具体的に説明する。 実施例 実施例1−6を実験室的規模で行い、実施例7,8及び
9をパイロットプラント規模で行う。
計、滴下フラスコ、蒸留カラム及びガス洗浄器を備えた
300ml丸底フラスコに投入する。この混合物を18
0℃に加熱し、次いでアセチルブチロラクトンを50g
/時間の速度で投入すると、CO2 の発生が即座に始ま
る。暫く後、ケトンを30g/時間の速度で蒸留する。
NaIに対してラクトン100モル当量を添加した後、
投入を停止し、次いで完了させるためにケトンを蒸留す
る。ケトン775gの収量(92%)が達成される。
に実施例の結果を要約する(後記実施例7及び8の結果
を含む)。
ロピル尿素 DMEU:N,N′−ジメチル−N,N′−エチレン尿
素 スルホラン:テトラメチレンスルホラン テトラリン:テトラヒドロナフタレン Bu:n−ブチル基
59kg(30モル)を槽に添加し、これを180℃に
加熱する。ラクトン386kg(3000モル)を38
時間かけて一定速度(これは、10kg/時間又は78
モル/時間に相当する)で供給する。ケトン約227k
gを38時間かけて留去する。
を反応槽に添加し、これを180℃に加熱する。ラクト
ン960kg(7500モル)を96時間かけて一定速
度(これは、10kg/時間又は78モル/時間に相当
する)で供給し、温度を180℃に保持する。ケトン約
580kgを96時間かけて留去する。
収する。30mbarの真空を用い、そして反応槽に関して
温度160−180℃を保持する。
ってNaIを残部から回収し、次いで水25kg及びト
ルエン15kgを添加する。水性NaI溶液を有機相か
ら分離し、次いで水を蒸留した後NaIを回収する。
収されたもの)を同じ反応槽に戻し、水を蒸留によって
除去する。前記系が無水である場合には、ラクトンの添
加を再び始めることができる。
を反応槽に添加し、これを脱酸素後、180℃に加熱す
る。ラクトン7670kg(59860モル)を96時
間かけて供給し、この間温度を180℃に保持する。カ
ラム内で一定の温度勾配を設定した後、品質98%のケ
トン約4625kgをカラムの約半分のところ(この点
は、ケトンの沸点に相当する)から流出させる。
収し、次いでNaIを抽出によって残部から回収する。
Claims (21)
- 【請求項1】 不活性溶媒中で、沃化物の存在下でα−
アセチル−γ−ブチロラクトンを160℃ないし220
℃に加熱することによるシクロプロピルメチルケトンの
製造方法であって、 i)前記沃化物が脱カルボキシル反応を起こすLiI,
NaI,KI,MgI2及びCaI2 からなる群から選
択され、 ii)前記α−アセチル−γ−ブチロラクトンが反応を通
して連続的に添加され且つ同時にシクロプロピルメチル
ケトンが連続的に留去され、 iii )前記α−アセチル−γ−ブチロラクトンに対して
1ないし100モル当量過剰の前記沃化物が反応中如何
なる時にも保持され、そして iv) 使用される溶媒がN−メチルピロリドン、N,N′
−ジメチル−N,N′−1,3−プロピレン尿素、N,
N′−ジメチル−N,N′−エチレン尿素及びテトラメ
チレンスルホン(スルホラン)から選択されることを特
徴とする方法。 - 【請求項2】 前記沃化物がLiI又はNaIであるこ
とを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記沃化物がNaIであることを特徴と
する請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記沃化物が不活性溶媒に基本的に溶解
されていることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 前記溶媒中の前記沃化物の濃度が1容量
%と40容量%との間にあることを特徴とする請求項1
記載の方法。 - 【請求項6】 前記溶媒中の前記沃化物の濃度が2容量
%と30容量%との間にあることを特徴とする請求項1
記載の方法。 - 【請求項7】 前記溶媒中の前記沃化物の濃度が5容量
%と25容量%との間にあることを特徴とする請求項1
記載の方法。 - 【請求項8】 前記溶媒中の前記沃化物の濃度が10容
量%と20容量%との間にあることを特徴とする請求項
7記載の方法。 - 【請求項9】 前記沃化物が反応中如何なる時にも前記
α−アセチル−γ−ブチロラクトンの2ないし50モル
当量過剰に存在することを特徴とする請求項1記載の方
法。 - 【請求項10】 過剰量が3ないし10モル当量である
請求項9記載の方法。 - 【請求項11】 前記溶媒の沸騰温度が反応温度を20
℃よりも多く越えていることを特徴とする請求項1記載
の方法。 - 【請求項12】 前記溶媒の沸騰温度が反応温度を40
℃よりも多く越えている請求項1記載の方法。 - 【請求項13】 前記溶媒がN,N′−ジメチル−N,
N′−1,3−プロピレン尿素又はN,N′−ジメチル
−N,N′−エチレン尿素である請求項1記載の方法。 - 【請求項14】 前記反応のための温度範囲が160℃
−210℃であることを特徴とする請求項1記載の方
法。 - 【請求項15】 前記反応のための温度範囲が170℃
−200℃であることを特徴とする請求項14記載の方
法。 - 【請求項16】 前記反応が大気圧下で行われることを
特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項17】 前記沃化物が再循環されることを特徴
とする請求項1記載の方法。 - 【請求項18】 溶媒が留去され、水が添加され、有機
残部が抽出によって除去され、溶媒が水性沃化物溶液に
再添加され、水が留去され、次いで反応が再び開始され
ることを特徴とする請求項17記載の方法。 - 【請求項19】 連続法が反応槽中で行われることを特
徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項20】 連続法が薄フィルム蒸発器(thin fil
m evaporator)上で行われることを特徴とする請求項1
記載の方法。 - 【請求項21】 多数の板からなる蒸留カラムが反応槽
に接続され、前記カラム内で温度勾配が生じ、そして改
良された品質のシクロプロピルメチルケトンがその沸点
範囲に対応する板数のところで捕集されることを特徴と
する請求項1記載の方法。
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