JP4566332B2 - Process for producing 3-methyltetrahydrofuran and its intermediate - Google Patents

Process for producing 3-methyltetrahydrofuran and its intermediate Download PDF

Info

Publication number
JP4566332B2
JP4566332B2 JP2000147934A JP2000147934A JP4566332B2 JP 4566332 B2 JP4566332 B2 JP 4566332B2 JP 2000147934 A JP2000147934 A JP 2000147934A JP 2000147934 A JP2000147934 A JP 2000147934A JP 4566332 B2 JP4566332 B2 JP 4566332B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
methyltetrahydrofuran
reaction
methyl
methyldihydrofuran
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000147934A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001226366A (en
Inventor
秀治 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Priority to JP2000147934A priority Critical patent/JP4566332B2/en
Publication of JP2001226366A publication Critical patent/JP2001226366A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4566332B2 publication Critical patent/JP4566332B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、3−メチルテトラヒドロフランの製造方法、ならびにその中間体である3−メチルジヒドロフラン、特に3−メチル−4,5−ジヒドロフランおよび3−メチル−2,5−ジヒドロフランの製造方法に関する。本発明で得られる3−メチルテトラヒドロフランは、例えば熱可塑性ポリウレタンの成分であるポリエーテルポリオールの原料として、また溶剤として有用である。一方、本発明で得られる3−メチルジヒドロフランは、医薬、農薬などの化学品の原料として有用である。
【0002】
【従来の技術】
3−メチルテトラヒドロフランの従来の製造方法としては、(a)2−メチル−1,4−ブタンジオールを脱水環化させる方法[インダストリアル エンジニアリング ケミストリー リサーチ(Ind.Eng.Chem.Res.)、第33巻、444−447頁(1994年)参照]、(b)メチルコハク酸を含水酸化ジルコニウム触媒の存在下でイソプロパノールを水素源として水素化する方法[ブリティン オブ ケミカル ソサエティー ジャパン(Bull.Chem.Soc.Jpn.)、第65巻、262−266頁(1992年)参照]、(c)メタリルアルコールをヒドロホルミル化し、得られるホルミル体を水素化した後、脱水環化する方法[ジャーナル オブ プラクティシェ ケミー(J.Prakt.Chem.)、第314巻、840−850頁(1972年)参照]、(d)酸性水溶液中にて3−メチル−3,4−エポキシブタン−1−オールを水素化する方法(米国特許第3956318号参照)が知られている。
【0003】
一方、3−メチル−4,5−ジヒドロフランまたは3−メチル−2,5−ジヒドロフランの製造方法として、(e)メタクロレインジエチルアセタールをヒドロホルミル化し、アルデヒド基を還元して得られるアルコール化合物を環化後、脱エタノール反応に付して3−メチル−4,5−ジヒドロフランを得る方法(ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー(J.Org.Chem.)、第37巻、1835頁(1972年)参照);(f)3−メチル−3,4−エポキシ−1−ブテンを高級第3級アミンおよび酸化亜鉛触媒の存在下で異性化させて3−メチル−2,5−ジヒドロフランを得る方法(国際公開WO91/13882号公報参照);(g)イソプレンオキサイドを鉄アセチルアセトナート(Fe(acac)3)とヨウ化水素の存在下で異性化させて3−メチル−2,5−ジヒドロフランを得る方法(米国特許第3932468号参照);(h)ヒドロキシアセトンとビニルトリフェニルホスホニウムブロミドを反応させ、次いで環化させて3−メチル−2,5−ジヒドロフランを得る方法(ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー(J.Org.Chem.)、第33巻、583頁(1968年)参照)などが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記(a)の方法では、原料である2−メチル−1,4−ブタンジオールの安価かつ安定的な入手が困難である。(b)の方法では、触媒として用いる含水酸化ジルコニウムの調製が煩雑である上、水素源として用いるイソプロパノールからは当量のアセトンが副生する。(c)の方法では、ヒドロホルミル化反応の触媒として用いるロジウム化合物が高価であり、かつ原料のメタリルアルコールは工業的に製造されておらず、容易かつ安価に入手することが難しい。(d)の方法では、3−メチル−3,4−エポキシブタン−1−オールが工業的に製造されておらず、容易かつ安価に入手できない上、酸性水溶液中で反応させる条件では、原料の加水分解が避けられず、エポキシ環が開環したトリオール体が副生するなどの問題を有する。したがって、これらの方法は3−メチルテトラヒドロフランの工業的に有利な製造方法とは言い難い。
【0005】
また、上記(e)の方法では、不安定なメタクロレインをアセタール化し、高価なロジウム触媒を用いてヒドロホルミル化反応を行わなければならない上、工程数も多い。(f)の方法では触媒の調製が困難である。(g)の方法では腐食性の高いヨウ化水素を使用する必要がある。(h)の方法ではヒドロキシアセトンに対して等モル用いるビニルトリフェニルホスホニウムブロミドを調製するため、高価なトリフェニルホスフィンを多量に使用しなければならないなどの問題点を有している。したがって、これらの方法は3−メチルジヒドロフランの工業的に有利な製造方法とは言い難い。
しかして、本発明の目的は、3−メチルテトラヒドロフランおよび3−メチルジヒドロフランを簡便に、好収率で工業的に有利に製造し得る方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の目的は、
▲1▼3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフランを酸性物質の存在下に脱水反応させて3−メチルジヒドロフランを得、得られた3−メチルジヒドロフランを水素化触媒の存在下、水素と反応させることを特徴とする3−メチルテトラヒドロフランの製造方法、
▲2▼ 3−メチルジヒドロフランを水素化触媒の存在下、水素と反応させることを特徴とする3−メチルテトラヒドロフランの製造方法、および
▲3▼3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフランを酸性物質の存在下に脱水反応させることを特徴とする3−メチルジヒドロフランの製造方法を提供することによって達成される。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法を、各工程ごとに詳細に説明する。
(1)3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフランを酸性物質の存在下に脱水反応させて3−メチルジヒドロフランを得る工程
【0008】
酸性物質としては、例えば塩酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、リン酸二水素カリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウムなどの無機酸またはその塩;メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸などのスルホン酸;酢酸、プロピオン酸、安息香酸、テレフタル酸などのカルボン酸;リンタングステン酸、リンモリブデン酸、ケイタングステン酸、ケイモリブデン酸などのヘテロポリ酸;シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、チタニア、シリカ−チタニア、酸化ニオブなどの固体酸;スルホン酸系イオン交換樹脂、カルボン酸系イオン交換樹脂などの酸性イオン交換樹脂などが挙げられる。
これらの酸性物質は1種類を単独で使用しても、また2種類以上を混合して使用してもよい。また、前記した無機酸またはその塩、スルホン酸、カルボン酸、ヘテロポリ酸などの均一性酸は、活性炭、アルミナ、シリカなどに吸着担持させて固体酸と同様に用いることも可能である。酸性物質の使用量は特に限定されないが、酸性物質として無機酸またはその塩、スルホン酸、カルボン酸、ヘテロポリ酸などの均一性酸を用いる場合には、通常3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフラン1モルに対して0.001〜50モル%の範囲であるのが好ましく、反応効率、経済性の観点からは0.01〜10モル%の範囲であるのがより好ましい。また、酸性物質として固体酸、酸性イオン交換樹脂または均一性酸を活性炭、アルミナ、シリカなどに吸着担持させたものを用いる場合には、それらの使用量は通常3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフランに対して0.01〜10重量%の範囲であるのが好ましい。
【0009】
反応は、溶媒の存在下または不存在下に実施することができる。使用できる溶媒としては反応に悪影響を与えない限り特に制限はなく、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素などが挙げられる。溶媒を使用する場合、その使用量に特に制限はないが、通常3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフランに対して0.01〜10重量倍の範囲であるのが好ましく、反応の円滑な進行、容積効率、経済性などの観点からは0.1〜2重量倍の範囲であるのがより好ましい。
【0010】
反応温度は、40〜200℃の範囲が好ましく、60〜140℃の範囲がより好ましい。反応温度が40℃よりも低い場合には反応の進行が極めて遅くなる傾向にあり、一方、200℃よりも高い場合には生成物の3−メチルジヒドロフランが高沸化する傾向となって選択率が低くなる。
【0011】
反応は、例えば、酸性物質、3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフランおよび必要に応じて溶媒を混合し、所定温度で撹拌して行うことができる。また、反応は、バッチ式でも連続式でも行うことができるが、生成物の安定性、生産性の観点からは連続式で行うことが好ましい。連続式で反応を行う場合、生成物の3−メチルジヒドロフランは原料である3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフランよりも沸点が低いため、反応形式として、酸性物質を溶媒に溶解または懸濁させて所定温度として撹拌しつつ、この溶液に3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフランを連続的に添加し、生成物を連続的に留去させながら反応させる方法が好ましい。なお、かかる方法では3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフランよりも沸点の高い溶媒を用いるのが好ましい。
【0012】
得られた3−メチルジヒドロフラン、すなわち3−メチル−4,5−ジヒドロフランまたは3−メチル−2,5−ジヒドロフランは、例えば蒸留などの通常の精製方法によってその純度をさらに高めることができる。
【0013】
(2)3−メチルジヒドロフランを水素化触媒の存在下、水素と反応させて3−メチルテトラヒドロフランを得る工程
3−メチルジヒドロフランとしては、例えば3−メチル−4,5−ジヒドロフラン、3−メチル−2,5−ジヒドロフラン、またはこれらの混合物を用いることができる。
【0014】
水素化触媒としては、例えば酸化パラジウム、酸化白金などの貴金属酸化物;活性炭、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、シリカ−チタニア、酸性イオン交換樹脂などに担持したパラジウム、ルテニウム、ロジウム、白金などの貴金属触媒;安定化ニッケル、ラネーニッケル、ニッケル珪藻土などのニッケル触媒;ラネー銅、銅クロマイト、銅亜鉛などの銅触媒などが挙げられる。これらの水素化触媒は1種類を単独で使用しても、また2種類以上を混合して使用してもよい。水素化触媒の使用量に特に制限はないが、通常3−メチルジヒドロフランに対して0.001〜100重量%の範囲であるのが好ましく、操作性、反応性、経済性の観点からは0.01〜50重量%であるのがより好ましく、0.05〜10重量%の範囲であるのがさらに好ましい。
【0015】
水素の使用量に特に制限はないが、通常常圧〜20MPaの範囲であるのが好ましく、操作性、安全性、反応の円滑な進行などの観点からは、常圧〜5MPaの範囲であるのがより好ましく、常圧〜2MPaの範囲であるのがさらに好ましい。
【0016】
反応は、溶媒の存在下または不存在下に実施することができる。使用できる溶媒としては、反応に悪影響を与えない限り特に制限はなく、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘキサン、シクロオクタンなどの脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノールなどのアルコール;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテルなどが挙げられる。溶媒を使用する場合、その使用量に特に制限はないが、通常3−メチルジヒドロフランに対して0.01〜100重量倍の範囲であるのが好ましく、反応の円滑な進行、操作性、容積効率などの観点からは0.1〜10重量倍の範囲であるのがより好ましい。
【0017】
反応温度は、0〜200℃の範囲が好ましく、操作性、安全性、反応の円滑な進行などの観点からは、20〜150℃の範囲がより好ましく、60〜150℃の範囲がさらに好ましい。
【0018】
反応は、例えば3−メチルジヒドロフラン、水素化触媒および必要に応じて溶媒を反応器に入れ、密封した後、系内を水素で加圧し、所定の温度で攪拌して行うのが好ましい。また、反応はバッチ式、連続式いずれの方法でも実施することができる。
【0019】
このようにして得られた3−メチルテトラヒドロフランは、通常の有機化合物の単離・精製手段に用いられる方法と同様の方法で単離・精製することができる。例えば、得られた反応液を濾過し、必要に応じて水洗後、蒸留する。
【0020】
なお、本発明の方法において原料として用いる3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフランは、3−メチル−3−ブテン−1−オールをTS−1(テトラエチルオルトシリケート(Si(OEt)4):テトラエチルオルトチタネート(Ti(OEt)4)=40:1(モル比)の混合物を、触媒量のテトラプロピルアンモニウムヒドロキシド(Pr4NOH)の共存下に、175℃で水熱合成することにより得られるチタノシリケート)に代表されるチタノシリケートなどのゼオライトの存在下に、過酸化水素と反応させることにより、簡便に製造することができる(特願平11−142631号参照)。また、3−メチル−3−ブテン−1−オールは、例えばホルムアルデヒドとイソブテンを熱的に縮合させることにより容易に合成できる(アンゲバンテ へミー インターナショナル エディション イン イングリッシュ(Angew.Chem.Int.Ed.Engl.)、第8巻、556頁(1969年)参照)。
【0021】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【0022】
実施例1
温度計、還流管およびマグネティックスターラーを装着した容量200mlの三つ口フラスコに、3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフラン50g(0.48mol)、メシチレン50gおよび酸性イオン交換樹脂1.0g(アンバーリスト15、株式会社オルガノ製)を入れ、撹拌しながら120℃に加熱し、生成する低沸点物を留出させながら3時間反応させた。留出液の量は54.2gであった。留出液組成をガスクロマトグラフィー(カラム:G−300、50m(化学品検査協会製);分析条件:インジェクション温度240℃、ディテクタ温度220℃、カラム温度:70℃一定、キャリアガス:ヘリウム 40ml/min、水素50kPa、Air50kPa)で分析したところ、3−メチルジヒドロフラン類38.3gを含んでいた(反応収率95.0%、3−メチル−2,5−ジヒドロフラン:3−メチル−4,5−ジヒドロフラン=89:11)。
【0023】
実施例2
温度計、還流管およびマグネティックスターラーを装着した容量100mlの三つ口フラスコに、3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフラン20g(0.19mol)、メシチレン20gおよび硫酸水素カリウム0.01gを入れ、撹拌しながら120℃に加熱し、生成する低沸点物を留出させながら4.2時間反応させた。留出液の量は22.1gであった。留出液組成をガスクロマトグラフィーで実施例1と同様の分析条件で分析したところ、3−メチルジヒドロフラン類15.0gを含んでいた(反応収率92.8%、3−メチル−2,5−ジヒドロフラン:3−メチル−4,5−ジヒドロフラン=90:10)。
【0024】
実施例3
温度計、還流管マグネティックスターラーを装着した容量100mlの三つ口フラスコに、3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフラン20g(0.19mol)、デカン20gおよび硫酸0.01gを入れ、撹拌しながら130℃に加熱し、生成する低沸点物を留出させながら1.2時間反応させた。留出液の量は24.3gであった。留出液組成をガスクロマトグラフィーで実施例1と同様の分析条件で分析したところ、3−メチルジヒドロフラン類14.2gを含んでいた(反応収率88.8%、3−メチル−2,5−ジヒドロフラン:3−メチル−4,5−ジヒドロフラン=87:13)。
【0025】
実施例4
電磁撹拌装置、圧力ゲージ、ニードルバルブ、ガス導入口およびサンプリング口を備えた容量100mlのオートクレーブ(材質:ハステロイC)に実施例2の方法で得られた3−メチルジヒドロフラン(3−メチル−2,5−ジヒドロフラン:3−メチル−4,5−ジヒドロフラン=90:10の混合物)15g、イソプロパノール15gおよび10%パラジウム−炭素0.15g(デグッサ製;5%E106NN/W)を入れ、密閉した。オートクレーブ内を窒素置換した後、水素で置換し、次いで水素で1MPaに加圧した。80℃に昇温し、反応器内の圧力を1MPaに維持し、反応で消費された水素を連続的に供給しながら6時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷却し、系内を窒素置換し、反応液を取り出してその一部をガスクロマトグラフィーで分析した(使用カラム:PEG−HT、カラム長3m×カラム径4mm;分析条件:インジェクション温度220℃、ディテクタ温度240℃、カラム温度:70℃一定、キャリアガス:ヘリウム 40ml/min、H2 50kPa、Air 50kPa)ところ、3−メチルジヒドロフランの転化率100%、3−メチルテトラヒドロフランの選択率97.2%であった。得られた反応液を常圧下で蒸留し、13.2gの3−メチルテトラヒドロフラン(純度99.8%)を得た。
【0026】
【発明の効果】
3−メチルテトラヒドロフランおよび3−メチルジヒドロフランを簡便に、好収率で工業的に有利に製造することができる。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a process for producing 3-methyltetrahydrofuran, and a process for producing 3-methyldihydrofuran, particularly 3-methyl-4,5-dihydrofuran and 3-methyl-2,5-dihydrofuran, which are intermediates thereof. . The 3-methyltetrahydrofuran obtained in the present invention is useful, for example, as a raw material for polyether polyol, which is a component of thermoplastic polyurethane, and as a solvent. On the other hand, 3-methyldihydrofuran obtained by the present invention is useful as a raw material for chemicals such as pharmaceuticals and agricultural chemicals.
[0002]
[Prior art]
As a conventional method for producing 3-methyltetrahydrofuran, (a) a method in which 2-methyl-1,4-butanediol is subjected to dehydration cyclization [Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 33] 444-447 (1994)], (b) a method in which methylsuccinic acid is hydrogenated using isopropanol as a hydrogen source in the presence of a hydrous zirconium oxide catalyst [Bullin of Chemical Society Japan (Bull. Chem. Soc. Jpn. ), 65, pp. 262-266 (1992)], (c) a method of hydroformylating methallyl alcohol, hydrogenating the resulting formyl form, and then dehydrating and cyclizing [Journal of Practicing Chemie (J .Prakt.Chem.), No. 31 4, 840-850 (1972)], (d) a method of hydrogenating 3-methyl-3,4-epoxybutan-1-ol in an acidic aqueous solution (see US Pat. No. 3,956,318). Are known.
[0003]
On the other hand, as a method for producing 3-methyl-4,5-dihydrofuran or 3-methyl-2,5-dihydrofuran, (e) an alcohol compound obtained by hydroformylating methacrolein diethyl acetal and reducing an aldehyde group A method of obtaining 3-methyl-4,5-dihydrofuran by subjecting to a deethanol reaction after cyclization (see Journal of Organic Chemistry (J. Org. Chem.), 37, 1835 (1972)) (F) a method of isomerizing 3-methyl-3,4-epoxy-1-butene in the presence of a higher tertiary amine and a zinc oxide catalyst to obtain 3-methyl-2,5-dihydrofuran (international); Publication see Japanese Patent WO91 / 13882); iodide and (g) isoprene oxide of iron acetylacetonate (Fe (acac) 3) Isomerization in the presence of silicon to give 3-methyl-2,5-dihydrofuran (see US Pat. No. 3,932,468); (h) reaction of hydroxyacetone with vinyltriphenylphosphonium bromide followed by cyclization Thus, a method for obtaining 3-methyl-2,5-dihydrofuran (see Journal of Organic Chemistry (J. Org. Chem.), Vol. 33, page 583 (1968)) is known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method (a), it is difficult to obtain 2-methyl-1,4-butanediol as a raw material at a low cost and stably. In the method (b), the preparation of hydrous zirconium oxide used as a catalyst is complicated, and an equivalent amount of acetone is by-produced from isopropanol used as a hydrogen source. In the method (c), the rhodium compound used as a catalyst for the hydroformylation reaction is expensive, and the raw material methallyl alcohol is not industrially produced and is difficult to obtain easily and inexpensively. In the method (d), 3-methyl-3,4-epoxybutan-1-ol is not industrially produced and cannot be easily and inexpensively obtained. Hydrolysis is inevitable, and there is a problem that a triol body in which the epoxy ring is opened is by-produced. Therefore, these methods cannot be said to be industrially advantageous production methods for 3-methyltetrahydrofuran.
[0005]
In the method (e), unstable methacrolein must be acetalized, and a hydroformylation reaction must be performed using an expensive rhodium catalyst, and the number of steps is large. In the method (f), it is difficult to prepare a catalyst. In the method (g), it is necessary to use highly corrosive hydrogen iodide. In the method (h), since vinyltriphenylphosphonium bromide used in an equimolar amount with respect to hydroxyacetone is prepared, there is a problem that a large amount of expensive triphenylphosphine must be used. Therefore, these methods cannot be said to be industrially advantageous production methods for 3-methyldihydrofuran.
Therefore, an object of the present invention is to provide a method by which 3-methyltetrahydrofuran and 3-methyldihydrofuran can be conveniently and conveniently produced in good yields.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above object is
(1) 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran is dehydrated in the presence of an acidic substance to obtain 3-methyldihydrofuran, and the resulting 3-methyldihydrofuran is reacted with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst. A process for producing 3-methyltetrahydrofuran,
(2) A process for producing 3-methyltetrahydrofuran characterized by reacting 3-methyldihydrofuran with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst, and (3) presence of an acidic substance of 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran This is achieved by providing a process for producing 3-methyldihydrofuran, which is characterized in that dehydration reaction is performed below.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The production method of the present invention will be described in detail for each step.
(1) Step of dehydrating 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran in the presence of an acidic substance to obtain 3-methyldihydrofuran
Examples of the acidic substance include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, polyphosphoric acid, sodium hydrogen sulfate, potassium hydrogen sulfate, potassium dihydrogen phosphate, sodium hydrogen sulfite, potassium hydrogen sulfite, etc .; methanesulfonic acid, benzene Sulfonic acids such as sulfonic acid and toluenesulfonic acid; Carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, benzoic acid and terephthalic acid; Heteropolyacids such as phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, silicotungstic acid and silicomolybdic acid; silica, alumina, Examples thereof include solid acids such as silica-alumina, titania, silica-titania and niobium oxide; acidic ion exchange resins such as sulfonic acid ion exchange resins and carboxylic acid ion exchange resins.
These acidic substances may be used alone or in combination of two or more. In addition, the above-mentioned homogeneous acids such as inorganic acids or salts thereof, sulfonic acids, carboxylic acids, and heteropoly acids can be adsorbed and supported on activated carbon, alumina, silica, etc., and used in the same manner as solid acids. The amount of the acidic substance to be used is not particularly limited. However, when a homogeneous acid such as an inorganic acid or a salt thereof, a sulfonic acid, a carboxylic acid, or a heteropoly acid is used as the acidic substance, usually 1 mol of 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran. Is preferably in the range of 0.001 to 50 mol%, more preferably in the range of 0.01 to 10 mol% from the viewpoint of reaction efficiency and economy. In addition, when an acidic substance using a solid acid, an acidic ion exchange resin, or a homogeneous acid adsorbed and supported on activated carbon, alumina, silica or the like is used, the amount used is usually 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran. It is preferable that it is 0.01 to 10 weight% of range.
[0009]
The reaction can be carried out in the presence or absence of a solvent. Solvents that can be used are not particularly limited as long as they do not adversely affect the reaction, for example, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, nonane, decane, and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and mesitylene; Halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene and the like can be mentioned. When a solvent is used, the amount used is not particularly limited, but it is usually preferably in the range of 0.01 to 10 times by weight with respect to 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran, and the reaction proceeds smoothly and volume. From the viewpoint of efficiency, economy, etc., the range of 0.1 to 2 times by weight is more preferable.
[0010]
The reaction temperature is preferably in the range of 40 to 200 ° C, more preferably in the range of 60 to 140 ° C. When the reaction temperature is lower than 40 ° C, the progress of the reaction tends to be extremely slow. On the other hand, when the reaction temperature is higher than 200 ° C, the product 3-methyldihydrofuran tends to be highly boiling. The rate goes down.
[0011]
The reaction can be carried out, for example, by mixing an acidic substance, 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran and, if necessary, a solvent and stirring at a predetermined temperature. The reaction can be carried out either batchwise or continuously, but is preferably carried out continuously from the viewpoint of product stability and productivity. When the reaction is carried out continuously, the product 3-methyldihydrofuran has a boiling point lower than that of 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran, which is a raw material. Therefore, as a reaction mode, an acidic substance is dissolved or suspended in a solvent. A method in which 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran is continuously added to this solution while stirring at a predetermined temperature and the product is allowed to react while continuously distilling off the product is preferred. In this method, it is preferable to use a solvent having a boiling point higher than that of 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran.
[0012]
The resulting 3-methyldihydrofuran, ie, 3-methyl-4,5-dihydrofuran or 3-methyl-2,5-dihydrofuran, can be further increased in purity by a conventional purification method such as distillation. .
[0013]
(2) Step of obtaining 3-methyltetrahydrofuran by reacting 3-methyldihydrofuran with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst Examples of 3-methyldihydrofuran include 3-methyl-4,5-dihydrofuran, 3- Methyl-2,5-dihydrofuran or a mixture thereof can be used.
[0014]
Examples of the hydrogenation catalyst include noble metal oxides such as palladium oxide and platinum oxide; noble metals such as palladium, ruthenium, rhodium and platinum supported on activated carbon, alumina, silica, silica-alumina, silica-titania, acidic ion exchange resin, and the like. Catalysts; nickel catalysts such as stabilized nickel, Raney nickel, nickel diatomaceous earth; copper catalysts such as Raney copper, copper chromite, and copper zinc. These hydrogenation catalysts may be used individually by 1 type, or may mix and use 2 or more types. Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of a hydrogenation catalyst, Usually, it is preferable that it is the range of 0.001 to 100 weight% with respect to 3-methyldihydrofuran, and it is 0 from a viewpoint of operativity, reactivity, and economical efficiency. The amount is more preferably 0.01 to 50% by weight, and further preferably 0.05 to 10% by weight.
[0015]
There is no particular restriction on the amount of hydrogen used, but it is usually preferably in the range of normal pressure to 20 MPa. From the viewpoint of operability, safety, and smooth progress of the reaction, it is in the range of normal pressure to 5 MPa. Is more preferable, and the range of normal pressure to 2 MPa is even more preferable.
[0016]
The reaction can be carried out in the presence or absence of a solvent. Solvents that can be used are not particularly limited as long as they do not adversely affect the reaction. For example, aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane, and cyclooctane; benzene, toluene, xylene, mesitylene, etc. Aromatic alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol and octanol; ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether and tetrahydrofuran. When a solvent is used, the amount used is not particularly limited, but it is usually preferably in the range of 0.01 to 100 times by weight with respect to 3-methyldihydrofuran, and the reaction proceeds smoothly, operability, volume. From the viewpoint of efficiency and the like, the range of 0.1 to 10 times by weight is more preferable.
[0017]
The reaction temperature is preferably in the range of 0 to 200 ° C, more preferably in the range of 20 to 150 ° C, and still more preferably in the range of 60 to 150 ° C from the viewpoints of operability, safety, and smooth progress of the reaction.
[0018]
The reaction is preferably carried out, for example, by adding 3-methyldihydrofuran, a hydrogenation catalyst and, if necessary, a solvent to the reactor and sealing, then pressurizing the system with hydrogen and stirring at a predetermined temperature. Further, the reaction can be carried out by either a batch method or a continuous method.
[0019]
The 3-methyltetrahydrofuran thus obtained can be isolated and purified by a method similar to the method used for ordinary organic compound isolation and purification means. For example, the obtained reaction solution is filtered, washed with water as necessary, and then distilled.
[0020]
In addition, 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran used as a raw material in the method of the present invention is obtained by converting 3-methyl-3-buten-1-ol to TS-1 (tetraethylorthosilicate (Si (OEt) 4 ): tetraethylorthotitanate). Titano obtained by hydrothermal synthesis of a mixture of (Ti (OEt) 4 ) = 40: 1 (molar ratio) at 175 ° C. in the presence of a catalytic amount of tetrapropylammonium hydroxide (Pr 4 NOH) It can be easily produced by reacting with hydrogen peroxide in the presence of zeolite such as titanosilicate represented by silicate (see Japanese Patent Application No. 11-142631). Further, 3-methyl-3-buten-1-ol can be easily synthesized, for example, by thermally condensing formaldehyde and isobutene (Angew Cheme International Edition in English (Angew. Chem. Int. Ed. Engl. ), Vol. 8, 556 (1969)).
[0021]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited at all by these Examples.
[0022]
Example 1
In a 200 ml three-necked flask equipped with a thermometer, a reflux tube and a magnetic stirrer, 50 g (0.48 mol) of 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran, 50 g of mesitylene and 1.0 g of acidic ion exchange resin (Amberlyst 15, Made by Organo Co., Ltd.), heated to 120 ° C. with stirring, and allowed to react for 3 hours while distilling the low-boiling products produced. The amount of distillate was 54.2 g. The composition of the distillate was gas chromatography (column: G-300, 50 m (manufactured by Chemicals Research Association); analysis conditions: injection temperature 240 ° C., detector temperature 220 ° C., column temperature: 70 ° C., carrier gas: helium 40 ml / min, hydrogen 50 kPa, Air 50 kPa) contained 38.3 g of 3-methyldihydrofurans (reaction yield 95.0%, 3-methyl-2,5-dihydrofuran: 3-methyl-4 , 5-dihydrofuran = 89: 11).
[0023]
Example 2
To a 100 ml three-necked flask equipped with a thermometer, a reflux tube, and a magnetic stirrer, 20 g (0.19 mol) of 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran, 20 g of mesitylene, and 0.01 g of potassium hydrogen sulfate were added and stirred. The mixture was heated to 120 ° C. and reacted for 4.2 hours while distilling out the low-boiling products produced. The amount of distillate was 22.1 g. When the distillate composition was analyzed by gas chromatography under the same analysis conditions as in Example 1, it contained 15.0 g of 3-methyldihydrofurans (reaction yield 92.8%, 3-methyl-2, 5-dihydrofuran: 3-methyl-4,5-dihydrofuran = 90: 10).
[0024]
Example 3
A 100 ml three-necked flask equipped with a thermometer and a reflux tube magnetic stirrer was charged with 20 g (0.19 mol) of 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran, 20 g of decane and 0.01 g of sulfuric acid, and the mixture was stirred at 130 ° C. The mixture was heated and allowed to react for 1.2 hours while distilling the low-boiling product produced. The amount of distillate was 24.3 g. The distillate composition was analyzed by gas chromatography under the same analysis conditions as in Example 1. As a result, it contained 14.2 g of 3-methyldihydrofurans (reaction yield: 88.8%, 3-methyl-2, 5-dihydrofuran: 3-methyl-4,5-dihydrofuran = 87: 13).
[0025]
Example 4
3-methyldihydrofuran (3-methyl-2) obtained by the method of Example 2 in an autoclave (material: Hastelloy C) having a capacity of 100 ml equipped with a magnetic stirrer, pressure gauge, needle valve, gas inlet and sampling port. , 5-dihydrofuran: mixture of 3-methyl-4,5-dihydrofuran = 90: 10), 15 g of isopropanol and 0.15 g of 10% palladium-carbon (manufactured by Degussa; 5% E106NN / W) are sealed. did. The inside of the autoclave was replaced with nitrogen, then replaced with hydrogen, and then pressurized to 1 MPa with hydrogen. The temperature was raised to 80 ° C., the pressure in the reactor was maintained at 1 MPa, and the mixture was stirred for 6 hours while continuously supplying hydrogen consumed in the reaction. After completion of the reaction, the system was cooled to room temperature, the inside of the system was purged with nitrogen, the reaction solution was taken out and a part thereof was analyzed by gas chromatography (column used: PEG-HT, column length 3 m × column diameter 4 mm; analysis conditions: Injection temperature 220 ° C., detector temperature 240 ° C., column temperature: constant 70 ° C., carrier gas: helium 40 ml / min, H 2 50 kPa, Air 50 kPa). The selectivity was 97.2%. The resulting reaction solution was distilled under normal pressure to obtain 13.2 g of 3-methyltetrahydrofuran (purity 99.8%).
[0026]
【The invention's effect】
3-Methyltetrahydrofuran and 3-methyldihydrofuran can be conveniently produced in a good yield and industrially advantageously.

Claims (3)

3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフランを酸性物質の存在下に脱水反応させて3−メチルジヒドロフランを得、得られた3−メチルジヒドロフランを水素化触媒の存在下、水素と反応させることを特徴とする3−メチルテトラヒドロフランの製造方法。Dehydration reaction of 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran in the presence of an acidic substance to obtain 3-methyldihydrofuran, and the resulting 3-methyldihydrofuran is reacted with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst A process for producing 3-methyltetrahydrofuran. 3−メチルジヒドロフランを水素化触媒の存在下、水素と反応させることを特徴とする3−メチルテトラヒドロフランの製造方法。A process for producing 3-methyltetrahydrofuran, comprising reacting 3-methyldihydrofuran with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst. 3−ヒドロキシ−3−メチルテトラヒドロフランを酸性物質の存在下に脱水反応させることを特徴とする3−メチルジヒドロフランの製造方法。A process for producing 3-methyldihydrofuran, comprising dehydrating 3-hydroxy-3-methyltetrahydrofuran in the presence of an acidic substance.
JP2000147934A 1999-12-06 2000-05-19 Process for producing 3-methyltetrahydrofuran and its intermediate Expired - Fee Related JP4566332B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000147934A JP4566332B2 (en) 1999-12-06 2000-05-19 Process for producing 3-methyltetrahydrofuran and its intermediate

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-346141 1999-12-06
JP34614199 1999-12-06
JP2000147934A JP4566332B2 (en) 1999-12-06 2000-05-19 Process for producing 3-methyltetrahydrofuran and its intermediate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001226366A JP2001226366A (en) 2001-08-21
JP4566332B2 true JP4566332B2 (en) 2010-10-20

Family

ID=26578198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000147934A Expired - Fee Related JP4566332B2 (en) 1999-12-06 2000-05-19 Process for producing 3-methyltetrahydrofuran and its intermediate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4566332B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4578602B2 (en) * 1999-12-07 2010-11-10 株式会社クラレ Method for producing 3-methyltetrahydrofuran
US6521765B1 (en) 2002-04-18 2003-02-18 Eastman Chemical Company Process for the preparation of 3-methyltetrahydrofuran
KR102610955B1 (en) 2017-12-07 2023-12-06 주식회사 쿠라레 Method for producing cyclic ethers

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3956318A (en) * 1975-01-29 1976-05-11 Chevron Research Company Hydrogenation of epoxides
JPS62185081A (en) * 1986-01-28 1987-08-13 エニリチェルケ・エセ・ピ・ア Epoxidation of olefin compound
WO1999001445A1 (en) * 1997-07-01 1999-01-14 Arco Chemical Technology, L.P. Process for epoxidation of propylene
JPH1180144A (en) * 1997-09-04 1999-03-26 Daiso Co Ltd Selective epoxidation of olefin

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3956318A (en) * 1975-01-29 1976-05-11 Chevron Research Company Hydrogenation of epoxides
JPS62185081A (en) * 1986-01-28 1987-08-13 エニリチェルケ・エセ・ピ・ア Epoxidation of olefin compound
WO1999001445A1 (en) * 1997-07-01 1999-01-14 Arco Chemical Technology, L.P. Process for epoxidation of propylene
JPH1180144A (en) * 1997-09-04 1999-03-26 Daiso Co Ltd Selective epoxidation of olefin

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001226366A (en) 2001-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Climent et al. Heterogeneous catalysts for the one-pot synthesis of chemicals and fine chemicals
US4730040A (en) Preparation of caprolactam
US8563781B2 (en) Process for preparing ketones, in particular macrocyclic ketones
KR100632758B1 (en) Process for producing cyclohexanone oxime
US4950429A (en) Preparation of 6-aminocaproic acid
JPWO2013133208A1 (en) Method for producing tetrahydrofuran compound
JP4566332B2 (en) Process for producing 3-methyltetrahydrofuran and its intermediate
US6239295B1 (en) Process for producing 3-methyltetrahydrofuran, and process for producing an intermediate thereof
US5008408A (en) Preparation of 1,4-butanediol and tetrahydrofuran
EP3173398B1 (en) Method for manufacturing 2,3-butanediol
US4044059A (en) One-step method for hydrolyzing and hydrogenating acetal-aldehydes
JP4578602B2 (en) Method for producing 3-methyltetrahydrofuran
EP0227868A1 (en) Process for production of methyl isobutyl ketone
EP1510512B1 (en) Process for producing alicyclic aldehydes
CA2432664C (en) Process for producing 3-methyltetrahydrofuran, and process for producing an intermediate thereof
KR100445957B1 (en) Process for Preparing Tetrahydrofuran from Dialkoxybutenes
US6218580B1 (en) Process for intermolecular etherification and ether cleavage
US5856531A (en) Preparation of 3-methytetra-hydrofuran from 2,3-dihydrofuran
JP4118011B2 (en) Production method of epoxycyclododecane
JPH0524141B2 (en)
EP0567263B1 (en) Process for the preparation of 2-oxytetrahydrofurans
US4160771A (en) Synthesis of tetrahydrofuran
EP0406758B1 (en) Process for preparing polyalkyl-2-alkoxy-7-hydroxychroman derivatives
JP3522484B2 (en) Method for producing hydroxymethylcyclopropane
US6103939A (en) Process for the preparation of 1,4-butanediol monoethers

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100413

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100713

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100804

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees