JP4386977B2 - Method for producing ketones methylated at α-position - Google Patents

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07C45/75Reactions with formaldehyde

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カルボニル基のα−位にメチル基を有するケトン類(以下、これをα−メチルケトン類と略称する)の製造方法に関する。本発明の製造方法によって得られるα−メチルケトン類は、溶剤、香料あるいはカチオン染料、医薬、農薬等の合成中間体として有用である。
【0002】
【従来の技術】
ケトン類のカルボニル基のα−位にメチル基を導入することによってα−メチルケトン類を合成する方法は公知であり、例えば、ケトン類をその互変異性体であるエノールの誘導体とし、これにハロゲン化メチルを反応させる方法(第4版新実験化学講座(丸善株式会社)、第21巻、298頁;米国特許第3,668,255号明細書などを参照)が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の方法では、一般にケトン類に対して当量以上の塩基性物質(例えば、アルカリ金属、アルカリ金属アルコラート、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アミドなど)を用いてエノールの誘導体とする必要があり、その結果、ハロゲン化メチルと反応させた後にハロゲン化アルカリあるいはハロゲン化アンモニウムなどの塩が大量(原料であるケトン類と等モル量)に生成し、その処理は工業的規模で製造を行う上で大きな問題となる。
かかる問題を解決可能な方法として、ケトン類をホルムアルデヒドと反応させることによって得られたヒドロキシメチル化体から脱水反応によって得られるα,β−不飽和カルボニル化合物(特開平2−149537号公報などを参照)を通常の水素添加反応に供し、同α,β−不飽和カルボニル化合物の炭素−炭素二重結合を水素化してα−メチルケトン類を製造する方法が考えられるが、この方法は、α−メチルケトン類の製造に3工程を必要とし、また、その工程中で、重合性があり反応性に富むα,β−不飽和カルボニル化合物を取り扱う必要があるため、工業的に有利であるとはいい難い。
しかして、本発明は、α−メチルケトン類を短工程で工業的に有利に製造できる方法を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記の課題は、式(2)
【0005】
【化3】
1COCH22 (2)
【0006】
(式中、R1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、アリール基またはアラルキル基を表し、R2は水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。また、R1とR2は1つになって置換基を有していてもよい炭素数3〜16のアルキレン基を表してもよい。)
で示されるケトン類とホルムアルデヒドと水素とを、塩基性物質および水素添加触媒の存在下で反応させることからなる式(1)
【0007】
【化4】
1COCH(R2)CH3 (1)
【0008】
(式中、R1およびR2は前記定義と同じである)
で示されるα−メチルケトン類の製造方法を提供することによって解決される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のα−メチルケトン類の製造方法は、塩基性物質および水素添加触媒の存在下で、水素と上記の式(2)で示されるケトン類とホルムアルデヒドとを反応させることを特徴とする。
【0010】
上記の式(2)において、R1およびR2が表す炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基などが挙げられ、アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基などが挙げられ、また、アラルキル基としては、例えば、ベンジル基などが挙げられる。
また、R1とR2が1つになって表してもよい炭素数3〜16のアルキレン基としては、例えば、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基などが挙げられる。
1およびR2は置換基を有していてもよいが、反応が塩基性物質の存在下で行われる関係上、塩基性条件下で不活性な置換基であることが必要である。このような置換基としては、アルコキシ基、アセタール型に保護されたホルミル基、水酸基等を挙げることができる。
【0011】
ここで式(2)で示されるケトン類の具体例を示せば、アセトン、2−ブタノン(メチルエチルケトン)、2−ペンタノン、3−ペンタノン(ジエチルケトン)、メチルイソプロピルケトン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、ピナコロン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、2−オクタノン、6−メチルヘプタン−2−オン、3−オクタノン、4−オクタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、4−メチルシクロヘキサノン、4−t−ブチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、アセトフェノン、プロピオフェノン等を挙げることができる。
【0012】
また、本発明において使用するホルムアルデヒドとしては、水溶液(ホルマリン)、気体状のホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドやトリオキサンなどの固体状のもののいずれを使用してもよいが、取扱い易さおよびα−メチルケトン類の製造コストなど観点から、水溶液として用いることが好ましい。水溶液として使用する場合、その濃度は、50重量%以下であることが好ましく、取り扱い易さ、反応の容積効率などの観点から、20〜45重量%であることがより好ましい。
【0013】
式(2)で示されるケトン類とホルムアルデヒドの比率は特に限定されないが、ホルムアルデヒド1モルに対して式(2)で示されるケトン類を、通常0.5〜10モル、好ましくは0.8〜3モル、より好ましくは1.0〜1.2モルの範囲内で使用する。
【0014】
本発明において使用される塩基性物質としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;水酸化バリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物を挙げることができる。これらは、一種類のものを使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。
塩基性物質はそのままの状態で使用することもできるが、通常0.5〜50重量%の水溶液、好ましくは1〜30重量%の水溶液として使用する。
【0015】
塩基性物質の使用量は、通常ホルムアルデヒド1モル当たり0.01〜0.3モルとなる量であるが、反応速度および製造コストの観点から、ホルムアルデヒド1モル当たり0.02〜0.2モルとなる量であることが好ましい。
【0016】
本発明で使用する水素添加触媒としては、一般に、接触水素添加反応に用いられる触媒、中でも、α,β−不飽和カルボニル化合物の炭素−炭素二重結合を選択的に水素添加する際に用いられる触媒を使用することができ、例えば、パラジウム、ロジウム、ニッケル、白金等を活性成分とする触媒を挙げることができる。
水素添加触媒の形態としては、金属そのもの;金属酸化物あるいは他の金属との合金;活性炭、アルミナ、シリカゲル、ケイソウ土などの担体に担持させたもののいずれであってもよい。これらの中でも、パラジウムカーボン、パラジウムアルミナ、ラネーニッケル、白金カーボン等が好ましく、パラジウムカーボン、パラジウムアルミナ等がより好ましい。
【0017】
水素添加触媒の使用量は、通常ホルムアルデヒド1重量部に対して0.0005〜0.1重量部であるが、反応速度およびα−メチルケトン類の製造コストの観点から、ホルムアルデヒド1重量部に対して0.001〜0.03重量部であることが好ましい。
【0018】
本発明において溶媒の使用は必ずしも必要ではないが、反応に悪影響を及ぼさない限り溶媒を使用しても差し支えない。使用可能な溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル系溶媒;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒;メタノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒;水などが挙げられる。
【0019】
本発明の製造方法の具体的な反応操作としては、例えば、所定の反応温度範囲内且つ水素雰囲気下で、ホルムアルデヒド、式(2)で示されるケトン類、塩基性物質および水素添加触媒を、汎用的な装置を用いて通常の操作によって混合するという操作を挙げることができる。この場合、反応に供する各成分の混合順序や混合速度については特に制限はないが、反応の暴走を抑止するという観点から、水素添加触媒を式(2)で示されるケトン類および塩基性物質に懸濁させてなる懸濁液中にホルムアルデヒドを連続的に添加することが好ましい。ここで、「連続的に添加」とは、添加すべき成分を複数回に分けて添加することを包含する。
【0020】
反応温度は、通常20〜180℃の範囲内であるが、反応速度を実用的な速さとするためには、40〜140℃の範囲内であることが好ましい。
【0021】
反応に要する時間は、使用する塩基性物質の種類、濃度や反応温度等により異なるが、前述したように水素添加触媒を式(2)で示されるケトン類および塩基性物質に懸濁させてなる懸濁液中にホルムアルデヒドを連続的に添加する場合には、通常、ホルムアルデヒドの添加に要する時間として0.5〜10時間、添加終了後の追込み時間として0〜20時間である。
なお、ホルムアルデヒドの添加中および反応の追い込み中は、反応混合物の撹拌を十分に行うことが望ましい。
【0022】
本発明において、水素は、ホルムアルデヒド、式(2)で示されるケトン類、塩基性物質および水素添加触媒の混合物の表面に接触させればよいが、その混合物中に導入(バブリング)してもよい。
反応系中の水素の圧力は、通常1〜100気圧の範囲であるが、1〜10気圧の範囲とすることが好ましい。
【0023】
反応終了後、目的化合物であるα−メチルケトン類は、例えば、反応混合物から水素添加触媒を濾過あるいは遠心分離等によって除いた後の反応液から水層を分離し、残りの有機層を蒸留する方法や、反応混合物から水素添加触媒を濾別し、濾液から目的とするα−メチルケトン類を有機溶媒によって抽出し、得られた有機層から有機溶媒を常圧または減圧下に留去する方法などの一般的な手法により分離取得することができる。なお、上記において抽出に使用する有機溶媒としては、例えば、トルエン、ベンゼン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素溶媒;塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素溶媒などが挙げられる。
【0024】
かくして得られた式(1)で示されるα−メチルケトン類は、減圧蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等の常法によりさらに純度を高めることができる。
【0025】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
【0026】
実施例1
撹拌機を備えた内容積1リットルのオートクレーブにメチルエチルケトン198.0g(2.75モル)および10%水酸化ナトリウム水溶液20.0g(0.05モルの水酸化ナトリウムを含有する)を仕込み、窒素雰囲気下5%パラジウムカーボン(水素添加触媒)0.30gを加え、オートクレーブの内温を60℃まで昇温した。その後、オートクレーブ内に水素を導入し、オートクレーブ内の圧力を0.45MPa(4.59Kg/cm2、ゲージ圧、その内の水素分圧:0.4MPa)とし、35%ホルムアルデヒド水溶液214.3g(2.5モルのホルムアルデヒドを含有する)をフィードポンプを用いて上記で得られた混合物中に2時間45分かけて連続的に添加した。その添加の間、反応混合物の液温を60℃に保持するとともに、反応で消費された分の水素をオートクレーブに供給し、オートクレーブ内の圧力を0.45MPa(ゲージ圧)に維持した。ホルムアルデヒド水溶液の添加終了後、反応混合物の液温を100℃まで昇温し更に1時間撹拌を続けて反応を追込んだ後、室温まで冷却した。反応混合物からパラジウムカーボンを濾過により除去し、二層に分かれた濾液から有機層218.9gを分離した。この有機層をガスクロマトグラフィー 〔キャピラリーカラム:CBP−10(商品名、島津製作所社(株)製)、カラム長:50m、カラム内径:0.25mm、カラム温度:70℃→240℃(170℃までは5℃/分の割合で、そして170℃を越えてからは10℃/分の割合で昇温した)〕で分析した結果、未反応原料であるメチルエチルケトンが25.8g、メチルエチルケトンのカルボニル基のα−位にメチル基が導入されたメチルイソプロピルケトンが157.0gおよびジエチルケトンが4.6g、そしてメチルイソプロピルケトンあるいはジエチルケトンのカルボニル基のα−位にメチル基が導入されたエチルイソプロピルケトンが13.2g含まれていることが分かった。ホルムアルデヒド基準のメチルイソプロピルケトンの収率は73.0%である。
上記で得られた有機層218.9gを常圧下に蒸留することにより沸点94〜95℃の留分として203.6gを得た。この留分中にはメチルイソプロピルケトンが98.3%含まれていた。
【0027】
実施例2
撹拌機を備えた内容積300ミリリットルのオートクレーブにジエチルケトン47.3g(0.55モル)および10%水酸化ナトリウム水溶液6.0g(0.015モルの水酸化ナトリウムを含有する)を仕込み、窒素雰囲気下5%パラジウムカーボン(水素添加触媒)0.06gを加え、オートクレーブの内温を100℃まで昇温した。その後、オートクレーブ内に水素を導入し、オートクレーブ内の圧力を0.45MPa(ゲージ圧、その内の水素分圧:0.37MPa)とし、35%ホルムアルデヒド水溶液42.9g(0.5モルのホルムアルデヒドを含有する)をフィードポンプを用いて上記で得られた混合物中に2時間30分かけて連続的に添加した。その添加の間、反応混合物の液温を100℃に保持するとともに、反応で消費された分の水素をオートクレーブに供給し、オートクレーブ内の圧力を0.45MPa(ゲージ圧)に維持した。ホルムアルデヒド水溶液の添加終了後、同温度で更に1時間撹拌を続けて反応を追込んだ後、室温まで冷却した。反応混合物からパラジウムカーボンを濾過により除去し、二層に分かれた濾液から有機層49.6gを分離した。この有機層を実施例1と同じ条件下でのガスクロマトグラフィーで分析した結果、未反応原料であるジエチルケトンが10.9g、ジエチルケトンのカルボニル基のα−位にメチル基が導入されたエチルイソプロピルケトンが31.1g、そしてエチルイソプロピルケトンのカルボニル基のα−位にメチル基が導入されたジイソプロピルケトンが8.3g含まれていることが分かった。ホルムアルデヒド基準のエチルイソプロピルケトンの収率は62.1%である。
【0028】
実施例3
撹拌機を備えた内容積1リットルのオートクレーブにシクロヘキサノン220.5g(2.25モル)および10%水酸化ナトリウム水溶液12.0g(0.03モルの水酸化ナトリウムを含有する)を仕込み、窒素雰囲気下5%パラジウムカーボン(水素添加触媒)0.18gを加え、オートクレーブの内温を100℃まで昇温した。その後、オートクレーブ内に水素を導入し、オートクレーブ内の圧力を0.45MPa(ゲージ圧)とし、35%ホルムアルデヒド水溶液128.6g(1.5モルのホルムアルデヒドを含有する)をフィードポンプを用いて上記で得られた混合物中に2時間45分かけて連続的に添加した。その添加の間、反応混合物の液温を100℃に保持するとともに、反応で消費された分の水素をオートクレーブに供給し、オートクレーブ内の圧力を0.45MPa(ゲージ圧)に維持した。ホルムアルデヒド水溶液の添加終了後、同温度で更に1時間撹拌を続けて反応を追込んだ後、室温まで冷却した。反応混合物からパラジウムカーボンを濾過により除去し、二層に分かれた濾液から有機層232.2gを分離した。この有機層を実施例1と同じ条件下でのガスクロマトグラフィーで分析した結果、未反応原料であるシクロヘキサノンが48.9g、シクロヘキサノンのカルボニル基のα−位にメチル基が導入された2−メチルシクロヘキサノンが106.2g、そして2−メチルシクロヘキサノンのカルボニル基のα−位にメチル基が導入された2,6−ジメチルシクロヘキサノンが8.3g含まれていることが分かった。ホルムアルデヒド基準の2−メチルシクロヘキサノンの収率は63.2%である。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、ホルムアルデヒドと式(2)で示されるケトン類と水素とを、塩基性物質および水素添加触媒の存在下で反応させることにより、一段階で式(1)で示されるα−メチルケトン類を簡便に製造することができる。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing ketones having a methyl group at the α-position of a carbonyl group (hereinafter, abbreviated as α-methyl ketones). The α-methyl ketones obtained by the production method of the present invention are useful as synthetic intermediates for solvents, fragrances or cationic dyes, pharmaceuticals, agricultural chemicals and the like.
[0002]
[Prior art]
Methods for synthesizing α-methyl ketones by introducing a methyl group into the α-position of the carbonyl group of the ketones are known. For example, a ketone is a derivative of an enol that is a tautomer thereof, and a halogen is added thereto. A method of reacting methyl iodide (4th edition, New Experimental Chemistry Course (Maruzen Co., Ltd.), Vol. 21, p. 298; see US Pat. No. 3,668,255, etc.) is known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above method, it is generally necessary to use a basic substance (for example, an alkali metal, an alkali metal alcoholate, an alkali metal hydroxide, an alkali metal amide, or the like) equivalent to or more than ketones to make an enol derivative. As a result, a salt such as alkali halide or ammonium halide is produced in a large amount (equal molar amount with the starting ketones) after reacting with methyl halide, and the treatment is carried out on an industrial scale. It becomes a big problem.
As a method capable of solving such a problem, an α, β-unsaturated carbonyl compound obtained by a dehydration reaction from a hydroxymethylated product obtained by reacting a ketone with formaldehyde (see JP-A-2-149537, etc.) ) Is subjected to a normal hydrogenation reaction, and a carbon-carbon double bond of the α, β-unsaturated carbonyl compound is hydrogenated to produce α-methyl ketones. Manufacturing requires three steps, and it is difficult to say that it is industrially advantageous because it is necessary to handle a highly reactive α, β-unsaturated carbonyl compound in the step. .
Therefore, an object of the present invention is to provide a method by which α-methyl ketones can be produced industrially advantageously in a short process.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above problem is solved by the formula (2)
[0005]
[Chemical 3]
R 1 COCH 2 R 2 (2)
[0006]
(In the formula, R 1 represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group or an aralkyl group, and R 2 represents a carbon atom which may have a hydrogen atom or a substituent. Represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group having a number of 1 to 8. R 1 and R 2 may be one and represent a C 3-16 alkylene group which may have a substituent. Good.)
Formula (1) comprising reacting a ketone represented by the formula, formaldehyde and hydrogen in the presence of a basic substance and a hydrogenation catalyst.
[0007]
[Formula 4]
R 1 COCH (R 2 ) CH 3 (1)
[0008]
(Wherein R 1 and R 2 are the same as defined above)
It solves by providing the manufacturing method of (alpha) -methyl ketone shown by these.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The production method of α-methyl ketones of the present invention is characterized in that hydrogen, a ketone represented by the above formula (2) and formaldehyde are reacted in the presence of a basic substance and a hydrogenation catalyst.
[0010]
In the above formula (2), the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms represented by R 1 and R 2, for example, a methyl group, an ethyl group, n- propyl group, i- propyl, n- butyl, i -Butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, and the like. Examples of the aryl group include phenyl group, tolyl group, naphthyl group, and the like. Examples of the aralkyl group include a benzyl group.
Further, the alkylene group of R 1 and R 2 are carbon atoms which may represent become one 3-16, for example, trimethylene group, tetramethylene group, hexamethylene group.
R 1 and R 2 may have a substituent, but in view of the fact that the reaction is carried out in the presence of a basic substance, the substituent must be inert under basic conditions. Examples of such a substituent include an alkoxy group, a formyl group protected by an acetal type, and a hydroxyl group.
[0011]
Specific examples of the ketones represented by the formula (2) are acetone, 2-butanone (methyl ethyl ketone), 2-pentanone, 3-pentanone (diethyl ketone), methyl isopropyl ketone, 2-hexanone, 3-hexanone. , Pinacolone, 2-heptanone, 3-heptanone, 2-octanone, 6-methylheptan-2-one, 3-octanone, 4-octanone, cyclopentanone, cyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 4-t-butylcyclohexanone, Examples include cycloheptanone, acetophenone, propiophenone, and the like.
[0012]
In addition, as the formaldehyde used in the present invention, any one of an aqueous solution (formalin), gaseous formaldehyde, solid form such as paraformaldehyde and trioxane may be used. However, ease of handling and production of α-methyl ketones may be used. From the viewpoint of cost and the like, it is preferably used as an aqueous solution. When used as an aqueous solution, the concentration is preferably 50% by weight or less, and more preferably 20 to 45% by weight from the viewpoint of ease of handling, volumetric efficiency of the reaction, and the like.
[0013]
The ratio of the ketones represented by formula (2) and formaldehyde is not particularly limited, but the ketones represented by formula (2) are usually 0.5 to 10 mol, preferably 0.8 to 1 mol per mol of formaldehyde. It is used within a range of 3 mol, more preferably 1.0 to 1.2 mol.
[0014]
Examples of the basic substance used in the present invention include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkaline earth metal hydroxides such as barium hydroxide and calcium hydroxide. Can do. One kind of these may be used, or two or more kinds may be mixed and used.
Although the basic substance can be used as it is, it is usually used as an aqueous solution of 0.5 to 50% by weight, preferably 1 to 30% by weight.
[0015]
The amount of the basic substance used is usually 0.01 to 0.3 mol per mol of formaldehyde, but from the viewpoint of reaction rate and production cost, it is 0.02 to 0.2 mol per mol of formaldehyde. Is preferred.
[0016]
The hydrogenation catalyst used in the present invention is generally a catalyst used in a catalytic hydrogenation reaction, and particularly used for selectively hydrogenating a carbon-carbon double bond of an α, β-unsaturated carbonyl compound. A catalyst can be used, for example, a catalyst having palladium, rhodium, nickel, platinum or the like as an active component.
The form of the hydrogenation catalyst may be any of metal itself; metal oxide or alloy with other metal; and supported on a support such as activated carbon, alumina, silica gel or diatomaceous earth. Among these, palladium carbon, palladium alumina, Raney nickel, platinum carbon, and the like are preferable, and palladium carbon, palladium alumina, and the like are more preferable.
[0017]
The amount of the hydrogenation catalyst used is usually 0.0005 to 0.1 parts by weight with respect to 1 part by weight of formaldehyde, but from the viewpoint of reaction rate and production cost of α-methyl ketones, 1 part by weight of formaldehyde. It is preferable that it is 0.001-0.03 weight part.
[0018]
In the present invention, it is not always necessary to use a solvent, but a solvent may be used as long as it does not adversely affect the reaction. Usable solvents include, for example, ether solvents such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether; hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene; methanol Alcohol solvents such as ethanol, 2-propanol and butanol; water and the like.
[0019]
As a specific reaction operation of the production method of the present invention, for example, formaldehyde, a ketone represented by the formula (2), a basic substance, and a hydrogenation catalyst are widely used within a predetermined reaction temperature range and in a hydrogen atmosphere. And mixing by a normal operation using a typical apparatus. In this case, there is no particular limitation on the mixing order and mixing speed of each component to be subjected to the reaction, but from the viewpoint of suppressing the reaction runaway, the hydrogenation catalyst is changed to the ketones and basic substances represented by the formula (2). It is preferable to continuously add formaldehyde to the suspended suspension. Here, “continuously added” includes adding the components to be added in multiple portions.
[0020]
The reaction temperature is usually in the range of 20 to 180 ° C, but in order to make the reaction rate practical, it is preferably in the range of 40 to 140 ° C.
[0021]
The time required for the reaction varies depending on the type, concentration, reaction temperature, etc. of the basic substance to be used. As described above, the hydrogenation catalyst is suspended in the ketones and basic substance represented by the formula (2). When formaldehyde is continuously added to the suspension, the time required for the addition of formaldehyde is usually 0.5 to 10 hours and the follow-up time after completion of the addition is 0 to 20 hours.
In addition, it is desirable to sufficiently stir the reaction mixture during addition of formaldehyde and driving of the reaction.
[0022]
In the present invention, hydrogen may be brought into contact with the surface of a mixture of formaldehyde, a ketone represented by the formula (2), a basic substance and a hydrogenation catalyst, but may be introduced (bubbled) into the mixture. .
The pressure of hydrogen in the reaction system is usually in the range of 1 to 100 atm, but preferably in the range of 1 to 10 atm.
[0023]
After completion of the reaction, the target compound α-methyl ketone is obtained by, for example, separating the aqueous layer from the reaction solution after removing the hydrogenation catalyst from the reaction mixture by filtration or centrifugation, and distilling the remaining organic layer. Or by filtering the hydrogenation catalyst from the reaction mixture, extracting the desired α-methyl ketones from the filtrate with an organic solvent, and distilling the organic solvent from the resulting organic layer under normal pressure or reduced pressure. Separation can be obtained by a general method. Examples of the organic solvent used for extraction in the above include hydrocarbon solvents such as toluene, benzene, hexane, and cyclohexane; halogenated hydrocarbon solvents such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, and dichloroethane.
[0024]
The α-methyl ketones represented by the formula (1) thus obtained can be further improved in purity by conventional methods such as vacuum distillation and silica gel column chromatography.
[0025]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to this Example.
[0026]
Example 1
A 1 liter autoclave equipped with a stirrer was charged with 198.0 g (2.75 mol) of methyl ethyl ketone and 20.0 g of a 10% aqueous sodium hydroxide solution (containing 0.05 mol of sodium hydroxide) in a nitrogen atmosphere. The lower 5% palladium carbon (hydrogenation catalyst) 0.30 g was added, and the internal temperature of the autoclave was raised to 60 ° C. Thereafter, hydrogen was introduced into the autoclave, the pressure inside the autoclave was set to 0.45 MPa (4.59 Kg / cm 2 , gauge pressure, hydrogen partial pressure: 0.4 MPa), and 214.3 g of 35% formaldehyde aqueous solution ( (Containing 2.5 moles of formaldehyde) was continuously added to the mixture obtained above using a feed pump over 2 hours 45 minutes. During the addition, while maintaining the liquid temperature of the reaction mixture at 60 ° C., the hydrogen consumed in the reaction was supplied to the autoclave, and the pressure in the autoclave was maintained at 0.45 MPa (gauge pressure). After completion of the addition of the aqueous formaldehyde solution, the temperature of the reaction mixture was raised to 100 ° C., and stirring was further continued for 1 hour to cool the reaction. Palladium carbon was removed from the reaction mixture by filtration, and 218.9 g of the organic layer was separated from the filtrate separated into two layers. This organic layer was subjected to gas chromatography [Capillary column: CBP-10 (trade name, manufactured by Shimadzu Corporation), column length: 50 m, column inner diameter: 0.25 mm, column temperature: 70 ° C. → 240 ° C. (up to 170 ° C. Was increased at a rate of 5 ° C./min, and after exceeding 170 ° C., the temperature was increased at a rate of 10 ° C./min)]. As a result, 25.8 g of methyl ethyl ketone, which is an unreacted raw material, 157.0 g of methyl isopropyl ketone having a methyl group introduced at the α-position and 4.6 g of diethyl ketone, and ethyl isopropyl ketone having a methyl group introduced at the α-position of the carbonyl group of methyl isopropyl ketone or diethyl ketone It was found to contain 13.2 g. The yield of methyl isopropyl ketone based on formaldehyde is 73.0%.
By distilling 218.9 g of the organic layer obtained above under normal pressure, 203.6 g was obtained as a fraction having a boiling point of 94 to 95 ° C. This fraction contained 98.3% of methyl isopropyl ketone.
[0027]
Example 2
An autoclave with an internal volume of 300 ml equipped with a stirrer was charged with 47.3 g (0.55 mol) of diethyl ketone and 6.0 g of 10% aqueous sodium hydroxide solution (containing 0.015 mol of sodium hydroxide), and nitrogen. Under an atmosphere, 0.06 g of 5% palladium carbon (hydrogenation catalyst) was added, and the internal temperature of the autoclave was raised to 100 ° C. Thereafter, hydrogen was introduced into the autoclave, the pressure in the autoclave was adjusted to 0.45 MPa (gauge pressure, hydrogen partial pressure: 0.37 MPa), and 42.9 g of 35% formaldehyde aqueous solution (0.5 mol of formaldehyde was added). Was continuously added to the mixture obtained above using a feed pump over 2 hours 30 minutes. During the addition, the liquid temperature of the reaction mixture was maintained at 100 ° C., and hydrogen consumed by the reaction was supplied to the autoclave to maintain the pressure in the autoclave at 0.45 MPa (gauge pressure). After completion of the addition of the aqueous formaldehyde solution, the reaction was continued by further stirring for 1 hour at the same temperature, and then cooled to room temperature. Palladium carbon was removed from the reaction mixture by filtration, and 49.6 g of an organic layer was separated from the filtrate separated into two layers. This organic layer was analyzed by gas chromatography under the same conditions as in Example 1. As a result, 10.9 g of diethylketone as an unreacted raw material and ethyl having a methyl group introduced at the α-position of the carbonyl group of diethylketone. It was found that 31.1 g of isopropyl ketone and 8.3 g of diisopropyl ketone having a methyl group introduced at the α-position of the carbonyl group of ethyl isopropyl ketone were contained. The yield of ethyl isopropyl ketone based on formaldehyde is 62.1%.
[0028]
Example 3
A 1 liter autoclave equipped with a stirrer was charged with 220.5 g (2.25 mol) of cyclohexanone and 12.0 g of a 10% aqueous sodium hydroxide solution (containing 0.03 mol of sodium hydroxide) in a nitrogen atmosphere. The bottom 5% palladium carbon (hydrogenation catalyst) 0.18 g was added, and the internal temperature of the autoclave was raised to 100 ° C. Thereafter, hydrogen is introduced into the autoclave, the pressure in the autoclave is set to 0.45 MPa (gauge pressure), and 128.6 g of 35% aqueous formaldehyde solution (containing 1.5 mol of formaldehyde) is fed using a feed pump as described above. It was continuously added to the obtained mixture over 2 hours and 45 minutes. During the addition, the liquid temperature of the reaction mixture was maintained at 100 ° C., and hydrogen consumed by the reaction was supplied to the autoclave to maintain the pressure in the autoclave at 0.45 MPa (gauge pressure). After completion of the addition of the aqueous formaldehyde solution, the reaction was continued by further stirring for 1 hour at the same temperature, and then cooled to room temperature. Palladium carbon was removed from the reaction mixture by filtration, and 232.2 g of an organic layer was separated from the filtrate separated into two layers. This organic layer was analyzed by gas chromatography under the same conditions as in Example 1. As a result, 48.9 g of cyclohexanone as an unreacted raw material and 2-methyl in which a methyl group was introduced into the α-position of the carbonyl group of cyclohexanone. It was found that 106.2 g of cyclohexanone and 8.3 g of 2,6-dimethylcyclohexanone having a methyl group introduced at the α-position of the carbonyl group of 2-methylcyclohexanone were contained. The yield of 2-methylcyclohexanone based on formaldehyde is 63.2%.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, formaldehyde, a ketone represented by the formula (2), and hydrogen are reacted in the presence of a basic substance and a hydrogenation catalyst, whereby α- Methyl ketones can be easily produced.

Claims (1)

式(2)
Figure 0004386977
(式中、R は、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、アリール基またはアラルキル基を表し、Rは水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、アリール基またはアラルキル基を表す。また、RとRは1つになって置換基を有していてもよい炭素数3〜16のアルキレン基を表してもよい。)
で示されるケトン類とホルムアルデヒドと水素とを、塩基性物質および水素添加触媒の存在下で反応させることからなる式(1)
Figure 0004386977
(式中、R およびR は前記定義と同じである)で示されるカルボニル基のα−位にメチル基を有するケトン類の製造方法であって、該塩基性物質が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物である、カルボニル基のα−位にメチル基を有するケトン類の製造方法。
Formula (2)
Figure 0004386977
(Wherein R 1 represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group or an aralkyl group, and R 2 represents a hydrogen atom or an optionally substituted carbon. Represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group having a number of 1 to 8. Further, R 1 and R 2 may be one to represent a C 3-16 alkylene group which may have a substituent. Good.)
Formula (1) comprising reacting a ketone represented by the formula, formaldehyde and hydrogen in the presence of a basic substance and a hydrogenation catalyst.
Figure 0004386977
(Wherein R 1 and R 2 are as defined above), a method for producing a ketone having a methyl group at the α-position of the carbonyl group , wherein the basic substance is an alkali metal hydroxide And a method for producing a ketone having a methyl group at the α-position of a carbonyl group, which is at least one compound selected from the group consisting of an alkaline earth metal hydroxide.
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