JP3761942B2 - Method for producing cyclopentadiene - Google Patents

Description

【化４】

ここで、Ｒ₁〜Ｒ₅は同一または異なる基であり、それぞれ水素または炭素数１〜４のアルキル基もしくはアリール基を表す。また、Ｒ₁およびＲ₂を結ぶ点線は、Ｒ₁とＲ₂が連結して脂肪族５員環または６員環を構成することがあることを表す。また、式化４の実線で示される５員環内の破線は該５員環が２つの二重結合を含むことを示す。
本発明の第２は、上記第１の発明において、固体酸触媒が合成系固体酸触媒、天然粘土系固体酸触媒または液状無機酸を多孔質無機物質に担持させた固体酸触媒、またはこれらの混合物であることを特徴とする製造方法に関する。
本発明の第３は、上記第２の発明において、合成系固体酸触媒が、シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−カルシア、アルミナ、シリカおよびゼオライトであることを特徴とする製造方法に関する。
本発明の第４は、上記第１の発明において、環化脱水を１２０〜６００℃の温度で行うことを特徴とする製造方法に関する。
本発明の第５は、上記第１の発明において、環化脱水を１０kg/cm²以下の反応圧力で行うことを特徴とする製造方法に関する。
本発明の第６は、上記第１の発明において、シクロペンタジエン類が１,３−、２,５−もしくは１,４−ジメチル−１,３−シクロペンタジエンまたはそれらの混合物であることを特徴とする製造方法に関する。
【０００５】
以下、本発明をさらに説明する。
本発明の式化３で示される不飽和カルボニル化合物およびそれから本発明の方法により製造される式化４で表されるシクロペンタジエン類としては、以下のような化合物をそれぞれ例示することができる。
まず、式化３の不飽和カルボニル化合物において、Ｒ1からＲ5の置換基のいずれか１つがメチル基であり、それ以外の置換基が水素原子である３−ヘキセン−２−オン、２−メチル−２−ペンテナール、４−メチル−２−ペンテナール等を本発明の反応原料に用いれば、式化４のシクロペンタジエン類としてメチルシクロペンタジエン類を製造することができる。
【０００６】
また、式化３の不飽和カルボニル化合物において、Ｒ1からＲ5の置換基のいずれか２つがメチル基であり、それ以外の置換基が水素原子である場合、例えば、５−メチル−３−ヘキセン−２−オン、４−メチル−３−ヘキセン−２−オン、２,４−ジメチル−２−ペンテナール、３−メチル−２−ヘキセナール等を反応原料に用いる場合には、式化４のシクロペンタジエン類として１,３−、２,５−もしくは１,４−ジメチル−１,３−シクロペンタジエンまたはこれらの混合物を製造することができる。
また、式化３の不飽和カルボニル化合物として、３−メチル−３−ヘキセン−２−オン、３−ヘプテン−２−オン、２,３−ジメチル−２−ペンテナール、３,４−ジメチル−２−ペンテナール、４−メチル−２−ヘキセナール等の反応原料を用いれば、式化４のシクロペンタジエン類として１,２−、２,３−もしくは１,５−ジメチル−１,３−シクロペンタジエンまたはこれらの混合物を製造することができる。
【０００７】
式化３の不飽和カルボニル化合物において、Ｒ1からＲ5の置換基のいずれか３つがメチル基であり、それ以外の置換基が水素原子である場合、すなわち、３,４−ジメチル−３−ヘキセン−２−オン、３,５−ジメチル−３−ヘキセン−２−オン、２,３−ジメチル−２−ヘキセナールを反応原料に用いる場合には、式化４のシクロペンタジエン類としてトリメチルシクロペンタジエン類を製造することができる。
【０００８】
以上、Ｒ₁からＲ₅の置換基をアルキル基として炭素数１のメチル基で例示したが、炭素数２〜４のアルキル基あるいはアリール基についても同様にメチル基をエチル基、プロピル基またはブチル基等のアルキル基、あるいはフェニル基、ナフチル基等のアリール基で置き換えた不飽和カルボニル化合物がそれぞれ例示される。ここで、アリール基はメチル基、エチル基などの低級アルキル基で置換されたものでもよい。
また置換基が２つの異なるアルキル基あるいはアリール基である場合、例えばメチル基とエチル基のように互いに異なる複数の置換基とした不飽和カルボニル化合物も同様に用いることができる。また、Ｒ₁とＲ₂が連結して脂肪族５員環または６員環、好ましくは飽和の脂肪族環を構成する構造の化合物も使用することができる。このような化合物としては、具体的には、２−イソブチリデン−シクロヘキサノン、２−イソブチリデン−４−メチル−シクロヘキサノン、２−イソブチリデン−６−メチル−シクロヘキサノン、２−（２−エチル−ブチリデン）−シクロヘキサノン等が例示できる。
これらの中でも特に、式化３におけるＲ₄がアルキル基である不飽和カルボニル化合物は、低い反応温度でもシクロペンタジエン類の収率が高いため、好ましい反応原料である。
【０００９】
また、生成物として式化４で表されるシクロペンタジエン類のうち１,３−ジアルキルシクロペンタジエン類、特に１,３−ジメチルシクロペンタジエン類は、その熱安定性が高いことにより、目的物質として高収率で得られる点において好ましいものである。
【００１０】
本発明においては、触媒として固体酸触媒を用いる。好ましい固体酸触媒としては、シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−カルシア、アルミナ、シリカ、ゼオライト等の合成系固体酸触媒、酸性白土、活性白土等の天然粘土鉱物等である。ゼオライトを固体酸触媒として用いる場合、ＨＸ型ゼオライト、ＨＹ型ゼオライト、水素モルデナイトまたは水素ホージャサイト等の水素ゼオライトを含有するものを使用することができる。さらにこれらの固体酸触媒にナトリウム、カリウム等のアルカリ金属を担持させることができるが、アルカリ金属の担持により触媒に付着するカーボンを低減させることができる。
このほかにリン酸またはリンタングステン酸、ケイタングステン酸もしくはケイモリブデン酸等のヘテロポリ酸などの無機酸を、単独または組み合わせて適宜多孔質無機担体に担持させて使用することもできる。具体的な例としてはアルミナ、マグネシア、シリカ、活性炭等の多孔質無機単体に無機酸を担持した担持酸触媒が例示される。
また、上記各種触媒の混合物を用いることもできる。
上記の固体酸触媒のうち、触媒の安定性等を考慮すると合成系固体酸触媒、特にシリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−カルシア、アルミナ、シリカ、およびゼオライト等が好ましく用いられる。反応の選択性が高いことを考慮するとシリカ−アルミナが更に好ましく、特にＨＹゼオライト、水素モルデナイトがよい。
【００１１】
反応温度は、触媒の組成、触媒と原料の接触時間、原料と希釈剤の希釈モル比などに応じて１２０〜６００℃、好ましくは２５０〜５００℃の範囲で選択することができる。この範囲より反応温度が高くなると、環化脱水反応のみならず生成した化合物が芳香族化したり、また原料や生成物の水素添加反応などの副反応が急速に進行し、選択率が著しく低下するので好ましくない。さらに、反応温度がこの範囲より低いと、目的とする環化脱水反応の反応速度が低下して経済的に好ましくない。
【００１２】
ここで、反応系内で発生した水素によるこれらの副反応を抑制するために、ベンゼン、テトラリン、ニトロベンゼン、桂皮酸、ベンゾフェノンなどの水素受容体を添加したり、また、窒素、二酸化炭素または少量の酸素を反応中に供給して生じた水素を除くこともできる。
【００１３】
反応により生成するジオレフィンは重合性であるため、反応槽中でジオレフィン濃度が高い状態で長時間高温に保つと、生成したジオレフィンの一部が重合または二量化して損失となる。これを避けるには、不活性ガス、例えば窒素、ヘリウム、アルゴン、スチーム等を同伴させて原料濃度を希釈する方法が有効である。希釈倍率に特に制限はない。
【００１４】
本発明の反応では、触媒を長時間使用するとコーキング等により次第に活性が低下するので、例えば５００℃程度の高温で空気等によりデコーキングすることにより初期の活性を再現する。
【００１５】
反応形式は固定床、移動床、流動床のいずれでもよい。バッチ式または連続流通式のいずれも採用することができる。工業的には、連続流通式が好ましい。
本発明では原料または生成物は気相で触媒と接触しなければならない。例えば、液相反応においては、原料または生成物の重合や二量化が著しくなるので好ましくない。
【００１６】
反応圧力は原料または生成物が気相になり得る範囲であれば特に制限はないが、通常は１０kg/cm2以下、好ましくは常圧ないし５kg/cm2である。
原料と触媒との接触時間は０.００５〜２０秒、好ましくは０.０１〜１０秒、さらに好ましくは０.０５〜５秒である。接触時間がこれより短いと反応率が低下して好ましくない。また、これより長いと、生成したジオレフィンが重合したり水素添加されるなど副反応が多くなり選択率が低下する。
【００１７】
反応層を出たガスは直ちに冷却し液化する。必要に応じて上記ガスを炭化水素等の吸収液に通して回収してもよい。
水と油分を分離した後、必要に応じて蒸留により油分から高純度の目的生成物を回収することができる。通常、目的生成物は原料より沸点が低いので目的物と原料との分離は容易である。得られたシクロペンタジエン類はその構造により熱的に不安定な化合物があり、場合により減圧蒸留などの加熱温度の低い回収手段を採用する必要がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施例により本発明をさらに説明する。以下に記載の％は特に付言しない限り重量％である。
【実施例】
＜実施例１＞
シリカ−アルミナ触媒（商品名：Ｎ６３３Ｌ、日揮化学(株)製）の粒径を１６〜２０メッシュに調整し、その１５ｍｌを内径１２ｍｍ、長さ１ｍのステンレス鋼管に充填した。５−メチル−３−ヘキセン−２−オン１１２ｇを１５ml/hr の流量で、また水を６０ml/hr の流量で、それぞれ予熱管を経由して連続的に触媒層に通し、反応温度３８０℃で環化脱水反応を行った（触媒との接触時間０.３４秒）。
環化脱水物を冷却し、ガスおよび水を分離した後、有機層についてガスクロマトグラフィーにより分析したところ、原料１.８％および目的生成物５９.１％を含んでいた。
得られた有機層８５ｇを常圧蒸留したところ、沸点１０１〜１０４℃の留分 ４０.５ｇを得た。別途合成した真正試料とスペクトルを比較した結果、この留分は１,３−ジメチル−１,３−シクロペンタジエンを主成分とするジメチルシクロペンタジエン類であることが判った。
【００１９】
＜実施例２、３＞
反応温度をそれぞれ３３０℃および４３０℃とした以外は実施例１と同様に反応を行い、それぞれ原料４.５％および０％、目的生成物（１,３−ジメチル−１,３−シクロペンタジエンを主成分とするジメチルシクロペンタジエン類）４３.０％および４６.６％を含む反応液を得た。
【００２０】
＜実施例４、５＞
触媒としてＨＹゼオライト（触媒化成工業(株)製）および水素モルデナイト（東ソー(株)製）を用いた以外は実施例１と同様に反応を行い、それぞれ原料 ７.１％および７.７％、および目的生成物（１,３−ジメチル−１,３−シクロペンタジエンを主成分とするジメチルシクロペンタジエン類）５０.８％および ５３.０％を含む反応液それぞれ９０ｇおよび８８ｇ得た。
【００２１】
＜実施例６＞
希釈剤として水を用いる代わりに窒素７４.７l/hr を使用した以外は実施例４と同様に反応を行った。反応物を含む窒素ガスは、同様に冷却した後、クメン溶液中に導入し吸収させた。クメン層から少量の水を分離した後ガスクロマトグラフィーで分析した。クメンを除去して換算したところ、原料を０.２％および目的生成物（１,３−ジメチル−１,３−シクロペンタジエンを主成分とするジメチルシクロペンタジエン類）７４.０％を含む反応液が得られた。
【００２２】
＜実施例７＞
触媒としてアルミナ（商品名：Ｎ６１２Ｎ、日揮化学(株)製）を用いた以外は実施例１と同様に反応を行い、原料２.６％および目的生成物（１,３−ジメチル−１,３−シクロペンタジエンを主成分とするジメチルシクロペンタジエン類）
６３.９％を含む反応液７５ｇを得た。
【００２３】
＜実施例８〜１０＞
反応原料を表１に示す原料で置き換える以外は実施例５と同様な操作を行い、減圧蒸留により表１に示す各留分を得た。
各留分をＮＭＲ、赤外分光分析および質量分析により測定を行った結果、それぞれ表２および表３に示す置換シクロペンタジエン類が得られた。
【００２４】
【表１】

【００２５】
【表２】

【００２６】
【表３】

【００２７】
【発明の効果】
本発明により、安価な原料から簡単な反応工程によって、有機合成の中間体として有用なシクロペンタジエン類を高収率で製造することが可能となった。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel industrial production method of cyclopentadiene useful as an intermediate for organic synthesis.
[0002]
[Prior art]
The prior art will be described by taking 1,3-dimethylcyclopentadiene as an example from among cyclopentadienes.
Conventionally, various methods for producing 1,3-dimethylcyclopentadiene have been proposed. Among them, the method for producing from industrially available raw materials includes, for example,
(1) A method of reacting dicyclopentadiene with methanol in the presence of an alkali metal oxide (Japanese Patent Laid-Open No. 62-72630),
(2) A method in which a Grignard reagent is reacted with 3-methyl-2-cyclopenten-1-one produced by cyclization and dehydration of acetonylacetone (Die Makromolekulare Chemie, 127 (1969), p. 78-93),
(3) There is a method of cyclodehydrating 5-methyl-5-hexen-2-one in the presence of a catalyst such as alumina (Japanese Patent Laid-Open No. 3-215437).
However, from the industrial point of view, in the method (1), a monomethyl or trimethyl form is by-produced, and a positional isomer of a dimethyl group is by-produced, so that it is difficult to separate only the 1,3-dimethyl form. In the method (2), the raw materials are slightly expensive, the Grignard reagent is more expensive, and a highly flammable ether solvent must be used as the reaction solvent. In addition, the method (3) has disadvantages such as expensive raw materials.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to economically synthesize cyclopentadienes from an inexpensive raw material by a simple reaction.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention is a cyclopentadiene represented by the following formula 4 characterized in that the unsaturated carbonyl compound represented by the following formula 3 is cyclized and dehydrated in the gas phase in the presence of a solid acid catalyst. It relates to the manufacturing method.
[Chemical 3]

[Formula 4]

Here, R _{1 to} R ₅ are the same or different groups, and each represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group. A dotted line connecting R ₁ and R ₂ represents that R ₁ and R ₂ may be linked to form an aliphatic 5-membered ring or 6-membered ring. Moreover, the broken line in the 5-membered ring shown with the continuous line of Formula 4 shows that this 5-membered ring contains two double bonds.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the solid acid catalyst is a synthetic solid acid catalyst, a natural clay solid acid catalyst, a solid acid catalyst in which a liquid inorganic acid is supported on a porous inorganic substance, or these It is related with the manufacturing method characterized by being a mixture.
A third aspect of the present invention relates to the production method according to the second aspect, wherein the synthetic solid acid catalyst is silica-alumina, silica-magnesia, silica-calcia, alumina, silica and zeolite.
A fourth aspect of the present invention relates to the production method according to the first aspect, wherein the cyclization dehydration is performed at a temperature of 120 to 600 ° C.
A fifth aspect of the present invention relates to the production method according to the first aspect, wherein the cyclization dehydration is performed at a reaction pressure of 10 kg / cm ² or less.
According to a sixth aspect of the present invention, in the first invention, the cyclopentadiene is 1,3-, 2,5- or 1,4-dimethyl-1,3-cyclopentadiene or a mixture thereof. It relates to a manufacturing method.
[0005]
The present invention will be further described below.
Examples of the unsaturated carbonyl compound represented by the formula 3 of the present invention and the cyclopentadiene represented by the formula 4 produced therefrom by the method of the present invention include the following compounds.
First, in the unsaturated carbonyl compound of the formula 3, any one of R1 to R5 substituents is a methyl group, and the other substituents are hydrogen atoms. 3-hexen-2-one, 2-methyl- When 2-pentenal, 4-methyl-2-pentenal, or the like is used as the reaction raw material of the present invention, methylcyclopentadiene can be produced as the cyclopentadiene of formula 4.
[0006]
In the unsaturated carbonyl compound of the formula 3, when any two of the substituents R1 to R5 are methyl groups and the other substituents are hydrogen atoms, for example, 5-methyl-3-hexene- When 2-one, 4-methyl-3-hexen-2-one, 2,4-dimethyl-2-pentenal, 3-methyl-2-hexenal or the like is used as a reaction raw material, the cyclopentadiene of formula 4 1,3-, 2,5- or 1,4-dimethyl-1,3-cyclopentadiene or mixtures thereof can be prepared as
Further, as the unsaturated carbonyl compound of the formula 3, 3-methyl-3-hexen-2-one, 3-hepten-2-one, 2,3-dimethyl-2-pentenal, 3,4-dimethyl-2- When a reaction raw material such as pentenal or 4-methyl-2-hexenal is used, 1,2-, 2,3- or 1,5-dimethyl-1,3-cyclopentadiene as a cyclopentadiene of the formula 4 or these Mixtures can be produced.
[0007]
In the unsaturated carbonyl compound of Formula 3, when any three of the substituents R1 to R5 are methyl groups and the other substituents are hydrogen atoms, that is, 3,4-dimethyl-3-hexene- When 2-one, 3,5-dimethyl-3-hexen-2-one and 2,3-dimethyl-2-hexenal are used as reaction raw materials, trimethylcyclopentadiene is produced as the cyclopentadiene of formula 4 can do.
[0008]
As mentioned above, the substituents of R ₁ to R ₅ are exemplified as a methyl group having 1 carbon atom as an alkyl group, but the same applies to an alkyl group or aryl group having 2 to 4 carbon atoms. And an unsaturated carbonyl compound substituted with an alkyl group such as a group or an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group. Here, the aryl group may be substituted with a lower alkyl group such as a methyl group or an ethyl group.
When the substituent is two different alkyl groups or aryl groups, unsaturated carbonyl compounds having a plurality of different substituents such as a methyl group and an ethyl group can be used in the same manner. A compound having a structure in which R ₁ and R ₂ are linked to form an aliphatic 5-membered or 6-membered ring, preferably a saturated aliphatic ring, can also be used. Specific examples of such compounds include 2-isobutylidene-cyclohexanone, 2-isobutylidene-4-methyl-cyclohexanone, 2-isobutylidene-6-methyl-cyclohexanone, 2- (2-ethyl-butylidene) -cyclohexanone, and the like. Can be illustrated.
Among these, an unsaturated carbonyl compound in which R ₄ in Formula 3 is an alkyl group is a preferable reaction raw material because the yield of cyclopentadiene is high even at a low reaction temperature.
[0009]
Moreover, 1,3-dialkylcyclopentadiene, particularly 1,3-dimethylcyclopentadiene, among the cyclopentadiene represented by the formula 4 as a product, has a high thermal stability, and thus has a high target substance. This is preferable in terms of yield.
[0010]
In the present invention, a solid acid catalyst is used as the catalyst. Preferred solid acid catalysts include synthetic solid acid catalysts such as silica-alumina, silica-magnesia, silica-calcia, alumina, silica, zeolite, and natural clay minerals such as acidic clay and activated clay. When using a zeolite as a solid acid catalyst, what contains hydrogen zeolite, such as HX type zeolite, HY type zeolite, hydrogen mordenite, or hydrogen faujasite, can be used. Furthermore, although these solid acid catalysts can carry | support alkali metals, such as sodium and potassium, the carbon adhering to a catalyst can be reduced by carrying | supporting an alkali metal.
In addition, inorganic acids such as phosphoric acid or heteropolyacids such as phosphotungstic acid, silicotungstic acid or silicomolybdic acid can be used alone or in combination and appropriately supported on a porous inorganic carrier. Specific examples include a supported acid catalyst in which an inorganic acid is supported on a porous inorganic simple substance such as alumina, magnesia, silica, activated carbon and the like.
A mixture of the above various catalysts can also be used.
Of the above solid acid catalysts, in view of the stability of the catalyst, synthetic solid acid catalysts, particularly silica-alumina, silica-magnesia, silica-calcia, alumina, silica, zeolite, and the like are preferably used. Considering that the selectivity of the reaction is high, silica-alumina is more preferable, and HY zeolite and hydrogen mordenite are particularly preferable.
[0011]
The reaction temperature can be selected in the range of 120 to 600 ° C., preferably 250 to 500 ° C., depending on the composition of the catalyst, the contact time of the catalyst and the raw material, the dilution molar ratio of the raw material and the diluent, and the like. If the reaction temperature is higher than this range, not only the cyclization dehydration reaction but also the resulting compound is aromatized, and side reactions such as hydrogenation reaction of raw materials and products proceed rapidly, and the selectivity is significantly reduced. Therefore, it is not preferable. Furthermore, if the reaction temperature is lower than this range, the reaction rate of the intended cyclization dehydration reaction is lowered, which is not economically preferable.
[0012]
Here, in order to suppress these side reactions due to hydrogen generated in the reaction system, a hydrogen acceptor such as benzene, tetralin, nitrobenzene, cinnamic acid, benzophenone, or nitrogen, carbon dioxide or a small amount of It is also possible to remove hydrogen produced by supplying oxygen during the reaction.
[0013]
Since the diolefin produced by the reaction is polymerizable, if it is kept at a high temperature for a long time in a state where the diolefin concentration is high in the reaction tank, a part of the produced diolefin is polymerized or dimerized and lost. In order to avoid this, a method of diluting the raw material concentration with an inert gas such as nitrogen, helium, argon, steam or the like is effective. There is no particular limitation on the dilution factor.
[0014]
In the reaction of the present invention, when the catalyst is used for a long time, the activity gradually decreases due to coking or the like, so that the initial activity is reproduced by decoking with air or the like at a high temperature of about 500 ° C., for example.
[0015]
The reaction format may be a fixed bed, a moving bed, or a fluidized bed. Either batch type or continuous flow type can be adopted. Industrially, a continuous flow type is preferable.
In the present invention, the feed or product must contact the catalyst in the gas phase. For example, the liquid phase reaction is not preferable because polymerization or dimerization of raw materials or products becomes remarkable.
[0016]
The reaction pressure is not particularly limited as long as the raw material or product can be in the gas phase, but is usually 10 kg / cm 2 or less, preferably normal pressure to 5 kg / cm 2.
The contact time between the raw material and the catalyst is 0.005 to 20 seconds, preferably 0.01 to 10 seconds, and more preferably 0.05 to 5 seconds. If the contact time is shorter than this, the reaction rate decreases, which is not preferable. On the other hand, if the length is longer than this, side reactions such as polymerization and hydrogenation of the generated diolefin increase, and the selectivity decreases.
[0017]
The gas exiting the reaction layer is immediately cooled and liquefied. If necessary, the gas may be recovered by passing it through an absorbent such as hydrocarbon.
After separating water and oil, a high-purity target product can be recovered from the oil by distillation as necessary. Usually, since the target product has a boiling point lower than that of the raw material, separation of the target product and the raw material is easy. The obtained cyclopentadiene has a thermally unstable compound due to its structure, and in some cases, it is necessary to employ a recovery means having a low heating temperature such as vacuum distillation.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The examples further illustrate the invention. Unless otherwise specified,% described below is% by weight.
【Example】
<Example 1>
The particle diameter of the silica-alumina catalyst (trade name: N633L, manufactured by JGC Chemical Co., Ltd.) was adjusted to 16 to 20 mesh, and 15 ml thereof was filled into a stainless steel tube having an inner diameter of 12 mm and a length of 1 m. 112 g of 5-methyl-3-hexen-2-one at a flow rate of 15 ml / hr and water at a flow rate of 60 ml / hr were continuously passed through the catalyst layer through a preheating tube, respectively, at a reaction temperature of 380 ° C. Cyclization dehydration reaction was performed (contact time with catalyst 0.34 seconds).
The cyclized dehydrate was cooled, the gas and water were separated, and the organic layer was analyzed by gas chromatography. As a result, the raw material contained 1.8% and the desired product 59.1%.
When 85 g of the obtained organic layer was distilled under atmospheric pressure, 40.5 g of a fraction having a boiling point of 101 to 104 ° C. was obtained. As a result of comparing the spectrum with a separately synthesized authentic sample, it was found that this fraction was dimethylcyclopentadiene mainly composed of 1,3-dimethyl-1,3-cyclopentadiene.
[0019]
<Examples 2 and 3>
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperatures were 330 ° C. and 430 ° C., respectively. The raw materials were 4.5% and 0%, respectively, and the desired product (1,3-dimethyl-1,3-cyclopentadiene was added). Reaction liquid containing 43.0% and 46.6% of dimethylcyclopentadiene as main component) was obtained.
[0020]
<Examples 4 and 5>
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that HY zeolite (manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd.) and hydrogen mordenite (manufactured by Tosoh Corp.) were used as the catalyst. The raw materials were 7.1% and 7.7%, respectively. And 90 g and 88 g of the reaction solution containing 50.8% and 53.0% of the target product (dimethylcyclopentadiene mainly composed of 1,3-dimethyl-1,3-cyclopentadiene), respectively.
[0021]
<Example 6>
The reaction was performed in the same manner as in Example 4 except that 74.7 l / hr of nitrogen was used instead of water as a diluent. The nitrogen gas containing the reaction product was similarly cooled and then introduced into the cumene solution and absorbed. A small amount of water was separated from the cumene layer and analyzed by gas chromatography. When converted to cumene, the reaction solution contained 0.2% of the raw material and 74.0% of the target product (dimethylcyclopentadiene containing 1,3-dimethyl-1,3-cyclopentadiene as a main component). was gotten.
[0022]
<Example 7>
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that alumina (trade name: N612N, manufactured by JGC Chemical Co., Ltd.) was used as the catalyst, and 2.6% of the raw material and the target product (1,3-dimethyl-1,3) were used. -Dimethylcyclopentadienes mainly composed of cyclopentadiene)
75 g of a reaction solution containing 63.9% was obtained.
[0023]
<Examples 8 to 10>
The same operations as in Example 5 were performed except that the reaction raw materials were replaced with the raw materials shown in Table 1, and each fraction shown in Table 1 was obtained by distillation under reduced pressure.
As a result of measuring each fraction by NMR, infrared spectroscopic analysis, and mass spectrometry, the substituted cyclopentadiene shown in Table 2 and Table 3 was obtained, respectively.
[0024]
[Table 1]

[0025]
[Table 2]

[0026]
[Table 3]

[0027]
【The invention's effect】
According to the present invention, cyclopentadiene useful as an intermediate for organic synthesis can be produced in high yield from an inexpensive raw material by a simple reaction process.

Claims (6)

A process for producing a cyclopentadiene represented by the following formula 2, characterized in that the unsaturated carbonyl compound represented by the following formula 1 is cyclized and dehydrated in the gas phase in the presence of a solid acid catalyst;

Here, R _{1 to} R ₅ are the same or different groups, and each represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group. A dotted line connecting R ₁ and R ₂ represents that R ₁ and R ₂ may be linked to form an aliphatic 5-membered ring or 6-membered ring. Moreover, the broken line in the 5-membered ring shown with the continuous line of Formula 2 shows that this 5-membered ring contains two double bonds. 2. The solid acid catalyst according to claim 1, wherein the solid acid catalyst is a synthetic solid acid catalyst, a natural clay solid acid catalyst, a solid acid catalyst in which a liquid inorganic acid is supported on a porous inorganic substance, or a mixture thereof. The manufacturing method as described. The production method according to claim 2, wherein the synthetic solid acid catalyst is silica-alumina, silica-magnesia, silica-calcia, alumina, silica and zeolite. The method according to claim 1, wherein the cyclization dehydration is performed at a temperature of 120 to 600 ° C. The production method according to claim 1, wherein the cyclization dehydration is performed at a reaction pressure of 10 kg / cm ² or less. The method according to claim 1, wherein the cyclopentadiene is 1,3-, 2,5- or 1,4-dimethyl-1,3-cyclopentadiene or a mixture thereof.