JP5197320B2 - Method for producing α-aminoketone compound - Google Patents

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Description

本発明は、多価アルコールと第2級アミン化合物とを反応させるα−アミノケトン化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an α-aminoketone compound in which a polyhydric alcohol and a secondary amine compound are reacted.

α−アミノケトン化合物の製造方法として、2−ハロケトン類とアミンとの反応が知られているが、一般的に収率が低い(例えば、特許文献1、非特許文献1)。そこで、副反応を抑制し収率を向上すべく様々な手法が開発されている。特許文献2では、水とアルコールの混合溶媒を用い、溶媒中の2−ハロケトンとアミンのモル比を調整して反応させる方法が開示されている。特許文献3では、アルコール系溶媒を除く種々の有機溶媒中、−30℃〜溶媒の沸点未満の低温で反応させることにより、副反応抑制並びに収率向上が可能であることが開示されている。   As a method for producing an α-aminoketone compound, a reaction between 2-haloketones and an amine is known, but the yield is generally low (for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). Thus, various techniques have been developed to suppress side reactions and improve yield. Patent Document 2 discloses a method of reacting by using a mixed solvent of water and alcohol and adjusting the molar ratio of 2-haloketone and amine in the solvent. Patent Document 3 discloses that the reaction can be suppressed and the yield can be improved by reacting at a low temperature of −30 ° C. to less than the boiling point of the solvent in various organic solvents excluding the alcohol solvent.

一方で、2−ハロケトン類を出発原料とせずにα−アミノケトン化合物を製造する方法も開発されており、特許文献4では有機スルフィドと第1級又は第2級炭素原子に結合している脱離基を有する遊離体(ベンジルハライド)とを反応させて形成したスルホニウム塩をケトンと反応させ、得られたオキシランとアミンとの反応からα−アミノアルコールを形成した後、選択的に酸化する工程により、α−アミノケトンを製造する方法が開示されている。   On the other hand, a method for producing an α-aminoketone compound without using 2-haloketones as a starting material has also been developed. In Patent Document 4, desorption bonded to an organic sulfide and a primary or secondary carbon atom. By reacting a sulfonium salt formed by reacting a free radical having a group (benzyl halide) with a ketone, and forming α-aminoalcohol from the reaction of the obtained oxirane and amine, followed by selective oxidation. , A method for producing an α-aminoketone is disclosed.

また、アルコールとアミンを出発原料とし、金属触媒を用いてアミノ化合物を製造するアルコール法アミン製造法が知られており、その中でも、多価アルコールを原料として用いた例が複数報告されている。例えば、特許文献5では、特定の元素を含有する化合物で修飾されたニッケル触媒を用い、多価アルコールとアンモニアとを反応させてアミノアルコールを得る方法が開示されている。特許文献6では溶媒を含浸させた水素添加触媒並びに水素の存在下、気相でアルコールをアミノ化する方法が開示されている。特許文献7では、銅、ニッケル、カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む特定の処理を施した触媒を用いて、多価アルコールとアンモニアもしくは1級アミン又は2級アミンとを反応させる方法が開示されている。   Also known are alcohol-based amine production methods in which an amino compound is produced using a metal catalyst using alcohol and amine as starting materials, and among them, a plurality of examples using polyhydric alcohols as raw materials have been reported. For example, Patent Document 5 discloses a method of obtaining an amino alcohol by reacting a polyhydric alcohol and ammonia using a nickel catalyst modified with a compound containing a specific element. Patent Document 6 discloses a hydrogenation catalyst impregnated with a solvent and a method of aminating an alcohol in the gas phase in the presence of hydrogen. In Patent Document 7, a method of reacting a polyhydric alcohol with ammonia, a primary amine, or a secondary amine using a catalyst subjected to a specific treatment containing copper, nickel, calcium, alkali metal, or alkaline earth metal. It is disclosed.

特開昭60−120845号公報JP 60-120845 A 特開昭63−192744号公報JP-A-63-192744 国際公開第2003/91200号パンフレットInternational Publication No. 2003/91200 Pamphlet 特表2008−505865号公報Special table 2008-505865 gazette 特開平1−242559号公報JP-A-1-242559 特開平9−20735号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-20735 特開2008−44930号公報JP 2008-44930 A J.Am.Chem.Soc.,1928,50,2290J. et al. Am. Chem. Soc. 1928, 50, 2290

しかしながら、特許文献1の方法では、反応の際にハロゲン化水素もしくはその中和塩が等モル量副生するため環境に高い負荷を与え、クリーンではない。また、特許文献2の方法は、多段階反応であるため設備投資、ランニングコスト、廃棄物処理の観点から工業的にも不利であり環境に与える負荷が大きい。
特許文献6及び7に示す方法は、末端ジオールでの実施のみで、より高極性かつ反応制御が困難な3価以上の多価アルコール類における反応例はない。特許文献5ではグリセリンを用いた反応例が報告されているが、転化率及び選択性共に十分なレベルに達しているとは言い難く、工業的に十分満足できる結果ではない。
上記のとおり、3価以上の多価アルコールを原料としたアルコール法アミン製造法によってα−アミノケトン化合物を選択的に合成した例は知られておらず、また多価アルコールをアミノ化する場合、反応の完結に長時間を要したり、多量の副生成物が生成したりするなどの問題があり、目的生成物を高収率で選択性良く製造できない。
そこで、本発明は、3価以上の多価アルコールを用い、α−アミノケトン化合物を高収率で高選択的に効率よく製造する方法を提供することを課題とする。
However, in the method of Patent Document 1, hydrogen halide or a neutralized salt thereof is by-produced in an equimolar amount during the reaction, which places a high load on the environment and is not clean. Moreover, since the method of patent document 2 is a multistage reaction, it is industrially disadvantageous from the viewpoint of capital investment, running cost, and waste disposal, and has a large load on the environment.
The methods shown in Patent Documents 6 and 7 are only carried out with terminal diols, and there are no examples of reactions in trihydric or higher polyhydric alcohols that are more polar and difficult to control. In Patent Document 5, a reaction example using glycerin is reported, but it is difficult to say that both the conversion rate and the selectivity have reached sufficient levels, and the results are not sufficiently satisfactory industrially.
As described above, there is no known example in which an α-aminoketone compound is selectively synthesized by an alcohol-based amine production method using a trihydric or higher polyhydric alcohol as a raw material. There are problems such as that it takes a long time to complete the process and that a large amount of by-products are generated, and the target product cannot be produced with high yield and good selectivity.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for efficiently and selectively producing an α-aminoketone compound in a high yield using a trihydric or higher polyhydric alcohol.

本発明者らは、特定の金属を含む触媒の存在下、3価以上の多価アルコールと第2級アミン化合物とを反応させることにより、前記課題を解決し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、銅、ニッケル、ルテニウム、アルミニウム及び鉄からなる群から選ばれる一種以上の金属成分を含む触媒(A)の存在下で、3価以上の多価アルコール(B)と第2級アミン化合物(C)とを反応させるα−アミノケトン化合物の製造方法を提供する。
The present inventors have found that the above problem can be solved by reacting a trihydric or higher polyhydric alcohol with a secondary amine compound in the presence of a catalyst containing a specific metal.
That is, the present invention provides a trihydric or higher polyhydric alcohol (B) and a second alcohol in the presence of a catalyst (A) containing one or more metal components selected from the group consisting of copper, nickel, ruthenium, aluminum and iron. Provided is a method for producing an α-aminoketone compound by reacting with a secondary amine compound (C).

本発明によれば、出発原料の多価アルコールから一段階で選択的に効率良く、さらに副生成物が少なく高収率でα−アミノケトン化合物を製造することができる。   According to the present invention, an α-aminoketone compound can be produced from a polyhydric alcohol as a starting material selectively and efficiently in one step, and further with little by-products and a high yield.

[触媒(A)]
本発明の製造方法において、使用される触媒(A)は、主活性金属成分として銅、ニッケル、ルテニウム、アルミニウム及び鉄から選ばれる一種以上の金属成分を含むものであり、銅を必須とすることが活性、選択性、経済性の点で好ましい。また、触媒の活性助成分もしくは複合成分として、主活性金属成分とは異なる種類の金属成分を一種又は複数種含んでいてもよい。
上記触媒の活性助成分や複合成分としては、例えば、パラジウム、白金、ロジウム、レニウム、イリジウム、モリブデン、コバルト、クロム、マンガン、亜鉛、イットリウム、バナジウム及びジルコニウムなどを挙げることができる。
触媒(A)の形状は、Raney型、担持型、コロイダル型などに、必要に応じて調製して使用することができ、粉末状で使用しても成型して使用しても良い。
[Catalyst (A)]
In the production method of the present invention, the catalyst (A) used contains at least one metal component selected from copper, nickel, ruthenium, aluminum and iron as a main active metal component, and copper is essential. Are preferable in terms of activity, selectivity, and economy. One or more kinds of metal components different from the main active metal component may be included as the catalyst active assistant component or composite component.
Examples of the activity auxiliary component and composite component of the catalyst include palladium, platinum, rhodium, rhenium, iridium, molybdenum, cobalt, chromium, manganese, zinc, yttrium, vanadium, and zirconium.
The shape of the catalyst (A) can be prepared and used as needed, such as a Raney type, a support type, a colloidal type, etc., and may be used in a powder form or molded.

触媒の耐久性などの物理的なファクターを改善するための助剤として、あるいは成型する場合、例えば銅、ニッケル、ルテニウム、アルミニウム及び鉄から選ばれる少なくとも1種の金属成分を担持する担体として、例えば、Studies in Surface and Catalysis,1−25,vol51,1989などに記載されているものを用いることができる。具体的には、炭素(活性炭)、珪藻土、粘土、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア及びセリアや、ゼオライトなどのシリカ−アルミナの複合酸化物を用いることができる。これらの中では、特にシリカ、アルミナ、炭素及びシリカ−アルミナの複合酸化物が好ましい。
金属成分の担持量は、触媒活性の点から、担体と担持された金属成分との合計量に基づき、通常、0.10〜70質量%程度が好ましく、より好ましくは1〜55質量%である。
金属成分を担持した触媒(A)は、市販のものを用いてもよく、また沈殿法、イオン交換法、蒸発乾固法、噴霧乾燥法、混練法など通常採用されている公知の方法にて担体上に金属成分を担持することで調製できる。
As a support for improving physical factors such as the durability of the catalyst, or as a support for supporting at least one metal component selected from, for example, copper, nickel, ruthenium, aluminum and iron when molding, for example, , Studies in Surface and Catalysis, 1-25, vol 51, 1989, and the like can be used. Specifically, composite oxides of silica-alumina such as carbon (activated carbon), diatomaceous earth, clay, alumina, silica, titania, zirconia, ceria, and zeolite can be used. Of these, silica, alumina, carbon and silica-alumina composite oxides are particularly preferred.
The supported amount of the metal component is usually preferably about 0.10 to 70% by mass, more preferably 1 to 55% by mass based on the total amount of the carrier and the supported metal component from the viewpoint of catalytic activity. .
As the catalyst (A) carrying a metal component, a commercially available one may be used, or a commonly used method such as precipitation, ion exchange, evaporation to dryness, spray drying or kneading. It can be prepared by loading a metal component on a carrier.

本発明の製造方法において、使用する触媒(A)は、別途水素ガス及び他の還元剤で還元したものを用いてもよく、高級アルコールや流動パラフィンなど高沸点溶媒中で水素を流通させながら、あるいは他の還元剤を連続的に導入しながら還元処理をした後に濾別したものを用いてもよい。
また、予め還元処理をせずに原料である多価アルコール及び第2級アミン化合物を触媒と一緒に反応器に入れて水素ガスを導入しながら、あるいは反応する第2級アミン化合物がガス状である場合には、水素ガスとガス状アミンの混合ガスを導入しながら、反応温度及び還元に至る温度まで昇温することによって、還元処理し使用することもできる。
なお、還元処理をせずにそのまま反応に用いても差し支えない。
In the production method of the present invention, the catalyst (A) to be used may be separately reduced with hydrogen gas and another reducing agent, while circulating hydrogen in a high boiling point solvent such as higher alcohol or liquid paraffin, Or you may use what was separated by filtration after carrying out reduction processing, introducing other reducing agents continuously.
Further, the polyhydric alcohol and secondary amine compound as raw materials are put together with the catalyst into the reactor without introducing a reduction treatment in advance, and hydrogen gas is introduced, or the secondary amine compound to be reacted is gaseous. In some cases, a reduction treatment can be performed by raising the temperature to the reaction temperature and the temperature leading to reduction while introducing a mixed gas of hydrogen gas and gaseous amine.
In addition, it does not interfere with the reduction treatment and may be used for the reaction as it is.

触媒に用いる金属成分の使用量は、多価アルコールの種類などに応じて、適宣決定されるが、回分式反応の場合、転化率や選択性などの観点から、多価アルコール1gに対し、金属として、0.0001g以上が好ましく、より好ましくは0.001〜0.5g、さらに好ましくは0.01〜0.2gの範囲である。
本発明の製造方法において、触媒の仕込み量は任意の量を仕込むことができるが、回分式反応の場合、反応性、選択性及び経済性の観点から、原料の多価アルコールに対し、0.5〜50質量%が好ましく、より好ましくは1〜20質量%、さらに好ましくは4〜10質量%である。
The amount of the metal component used in the catalyst is appropriately determined according to the type of polyhydric alcohol, but in the case of batch reaction, from the viewpoint of conversion rate and selectivity, As a metal, 0.0001 g or more is preferable, More preferably, it is 0.001-0.5 g, More preferably, it is the range of 0.01-0.2 g.
In the production method of the present invention, the catalyst can be charged in an arbitrary amount. However, in the case of a batch reaction, from the viewpoint of reactivity, selectivity and economy, the amount of the catalyst is 0. 5-50 mass% is preferable, More preferably, it is 1-20 mass%, More preferably, it is 4-10 mass%.

[3価以上の多価アルコール(B)]
本発明において用いられる出発原料の3価以上の多価アルコール(B)は、グリセリン又はグリセリン構造を末端に有する化合物が好ましく、すなわち下記式(I)で表される多価アルコールであることが好ましい。また、3価以上の多価アルコール(B)の全炭素数は、3〜50であることが好ましく、3〜25であることがさらに好ましい。
グリセリン構造の部分が第2級アミンと反応することによってα−アミノケトン化合物が得られる。
[Trihydric or higher polyhydric alcohol (B)]
The trihydric or higher polyhydric alcohol (B) used in the present invention is preferably a glycerin or a compound having a glycerin structure at the end, that is, a polyhydric alcohol represented by the following formula (I). . Moreover, it is preferable that the total carbon number of polyhydric alcohol (B) more than trivalence is 3-50, and it is more preferable that it is 3-25.
The α-aminoketone compound is obtained by the reaction of the glycerin structure with the secondary amine.

Figure 0005197320
Figure 0005197320

式(I)中、R1は水素原子、又は水素原子の一部ないし全部が水酸基もしくは水酸基の水素原子が置換基により置換された炭化水素基である。置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ベンジル基、p−メトキシフェニルベンジル基、メトキシメチル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、トシル基、アセチル基、ベンゾイル基及びトリチル基などが挙げられる。炭化水素基の炭素数は1〜47が好ましく、1〜22がより好ましい。また、R1の水酸基の数は10以下が好ましく、5以下であることがより好ましい。 In the formula (I), R 1 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group in which part or all of the hydrogen atoms are a hydroxyl group or a hydrogen atom of a hydroxyl group is substituted with a substituent. Examples of the substituent include, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, benzyl group, p-methoxyphenylbenzyl group, methoxymethyl group, and trimethylsilyl group. , Triethylsilyl group, triisopropylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, t-butyldiphenylsilyl group, tosyl group, acetyl group, benzoyl group and trityl group. 1-47 are preferable and, as for carbon number of a hydrocarbon group, 1-22 is more preferable. Further, the number of hydroxyl groups of R 1 is preferably 10 or less, and more preferably 5 or less.

式(I)で表される多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,3−ペンタントリオール、1,2,3−ヘキサントリオール、1,2,3−ヘプタントリオール、1,2,3−オクタントリオール、1,2,3−ノナントリオール、1,2,3−デカントリオール、1,2,3−ウンデカントリオール、1,2,3−ドデカントリオール、1,2,3−トリデカントリオール、1,2,3−テトラデカントリオール、1,2,3−ペンタデカントリオール、1,2,3−ヘキサデカントリオール、1,2,3−ヘプタデカントリオール、1,2,3−オクタデカントリオール、1,2,3−ノナデカントリオール、1,2,3−イコサントリオール、1,2,3,5−ペンタンテトラオール、5−メトキシ−1,2,3−ペンタントリオールなどの脂肪族多価アルコール類及びその類縁化合物、エリトリトール、スレイトール、リビトール、アラビニトール、キシリトール、アリトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、ガラクチトール、タリトール、ボレミトール、ペルセイトールなどの各種糖アルコール類及びその類縁化合物などが挙げられる。これら多価アルコールの中でグリセリン又は脂肪族多価アルコール類及びその類縁化合物が好ましく、特にグリセリンが好ましい。   Examples of the polyhydric alcohol represented by the formula (I) include glycerin, 1,2,3-butanetriol, 1,2,3-pentanetriol, 1,2,3-hexanetriol, 1,2,3. -Heptanetriol, 1,2,3-octanetriol, 1,2,3-nonanetriol, 1,2,3-decanetriol, 1,2,3-undecantriol, 1,2,3-dodecantriol, 1 , 2,3-tridecanetriol, 1,2,3-tetradecanetriol, 1,2,3-pentadecanetriol, 1,2,3-hexadecanetriol, 1,2,3-heptadecanetriol, 1,2, 3-octadecanetriol, 1,2,3-nonadecanetriol, 1,2,3-icosantriol, 1,2,3,5-pentanetetraol, 5 Aliphatic polyhydric alcohols such as methoxy-1,2,3-pentanetriol and related compounds, erythritol, threitol, ribitol, arabinitol, xylitol, allitol, sorbitol, mannitol, iditol, galactitol, taritol, boleitol, perseitol, etc. And various sugar alcohols thereof and related compounds thereof. Among these polyhydric alcohols, glycerin or aliphatic polyhydric alcohols and related compounds are preferable, and glycerin is particularly preferable.

[第2級アミン化合物(C)]
本発明において用いられる出発原料の第2級アミン化合物(C)としては、下記式(II)で表すことができる化合物が好ましい。
[Secondary amine compound (C)]
The secondary amine compound (C) used as a starting material in the present invention is preferably a compound that can be represented by the following formula (II).

Figure 0005197320
Figure 0005197320

式(II)中、R2及びR3は、それぞれ置換基で置換されていてもよい炭化水素基であり、また、互いに直接結合又はヘテロ原子(O、N、Sなど)を介して結合し、環構造を形成してもよく、結合の様式は飽和であっても不飽和であっても良い。置換基としては、例えば、水酸基もしくは水酸基の水素原子がメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ベンジル基、p−メトキシフェニルベンジル基、メトキシメチル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、トシル基、アセチル基、ベンゾイル基及びトリチル基などに置換されたものや、ジアルキルアミノ基などが挙げられる。炭化水素基の炭素数は1〜40が好ましく、1〜20がより好ましい。 In the formula (II), R 2 and R 3 are each a hydrocarbon group which may be substituted with a substituent, and are bonded to each other directly or through a hetero atom (O, N, S, etc.). A ring structure may be formed, and the mode of bonding may be saturated or unsaturated. As the substituent, for example, a hydroxyl group or a hydrogen atom of a hydroxyl group is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a benzyl group, or a p-methoxyphenylbenzyl group. , Methoxymethyl group, trimethylsilyl group, triethylsilyl group, triisopropylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, t-butyldiphenylsilyl group, tosyl group, acetyl group, benzoyl group and trityl group, A dialkylamino group etc. are mentioned. 1-40 are preferable and, as for carbon number of a hydrocarbon group, 1-20 are more preferable.

式(II)で表される第2級アミン化合物としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジウンデシルアミン、ジドデシルアミン、ジトリデシルアミン、ジテトラデシルアミン、ジペンタデシルアミン、ジヘキサデシルアミン、ジヘプタデシルアミン、ジオクタデシルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、エチルプロピルアミン、メチルブチルアミン、メチルペンチルアミン、メチルヘキシルアミン、メチルヘプチルアミン、メチルオクチルアミン、メチルドデシルアミン、メチルステアリルアミンなどのジアルキルアミン及びその類縁化合物、ジフェニルアミン、ジベンジルアミン、メチルフェニルアミン、エチルフェニルアミン、メチルベンジルアミン、エチルベンジルアミンなどのジアリールアミン及びその類縁化合物、アリールアルキルアミン及びその類縁化合物、モルホリン、ピロリジン、ピペラジン、イソインドリンなどの環状アミン及びその類縁化合物、プロリンなどの2級アミノ基を有するアミノ酸及びその類縁化合物などが挙げられる。   Examples of the secondary amine compound represented by the formula (II) include dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, diundecylamine. , Didodecylamine, ditridecylamine, ditetradecylamine, dipentadecylamine, dihexadecylamine, diheptadecylamine, dioctadecylamine, methylethylamine, methylpropylamine, ethylpropylamine, methylbutylamine, methylpentylamine Dialkylamines such as methylhexylamine, methylheptylamine, methyloctylamine, methyldodecylamine, methylstearylamine and related compounds, diphenylamine Diarylamines such as dibenzylamine, methylphenylamine, ethylphenylamine, methylbenzylamine, ethylbenzylamine and related compounds, arylalkylamines and related compounds, cyclic amines such as morpholine, pyrrolidine, piperazine, isoindoline and the like Amino acids having a secondary amino group such as an analogous compound and proline, and analogues thereof.

本発明の製造方法において、3価以上の多価アルコール(B)に対する第2級アミン化合物(C)の仕込み量は、反応性及び目的生成物の収率の観点から、好ましくはモル換算で0.7当量以上が好ましく、0.8当量以上がより好ましい。また、アミン化合物の不均化や副反応抑制の観点から、モル換算で20当量以下が好ましく、10当量以下がより好ましい。
また、第2級アミン化合物(C)は連続的に加えても、最初から仕込んでも、あるいは一定量ずつ分割して適宜反応系内に導入してもよく、その導入方法に特に制限はない。
In the production method of the present invention, the charged amount of the secondary amine compound (C) with respect to the trihydric or higher polyhydric alcohol (B) is preferably 0 in terms of molarity from the viewpoint of the reactivity and the yield of the target product. 0.7 equivalent or more is preferable, and 0.8 equivalent or more is more preferable. Further, from the viewpoint of disproportionation of the amine compound and suppression of side reactions, it is preferably 20 equivalents or less, more preferably 10 equivalents or less in terms of mole.
Further, the secondary amine compound (C) may be added continuously, charged from the beginning, or divided into a certain amount and appropriately introduced into the reaction system, and the introduction method is not particularly limited.

[反応条件]
本発明の製造方法において、還元性気体及び/又は不活性気体を、例えば断続的又は連続的に反応系内へ導入することが好ましい。該気体を導入し、流通させることで、3価以上の多価アルコール(B)と第2級アミン化合物(C)との反応で生成する水を反応水蒸気として気相へ誘導し、反応系外へ留出することができ、これによって反応を促進させることができる。この場合、還元性気体としては、通常、水素を用いることができ、不活性気体としては、通常、窒素、アルゴンなどを用いることができる。これら還元性気体及び不活性気体は、単独あるいは組み合わせて使用できる。
上記気体の導入及び流通は反応中断続的に行っても連続的に行ってもよく、副生成した水が長時間反応系中に存在せず適宜除去されればよいが、水をその都度連続的に除去することが望ましい。具体的には反応中に適当量の不活性気体及び/又は還元性気体を反応系内に導入し、水を不活性気体及び/又は還元性気体と共に反応系外に留出させる手法が一般的である。凝縮器で副生成した水を濃縮分離することで循環気体を再使用することもでき、水の除去手法は記載した限りではない。
[Reaction conditions]
In the production method of the present invention, it is preferable to introduce the reducing gas and / or the inert gas into the reaction system, for example, intermittently or continuously. By introducing and circulating the gas, water produced by the reaction between the trihydric or higher polyhydric alcohol (B) and the secondary amine compound (C) is introduced into the gas phase as reactive water vapor, and the outside of the reaction system. The reaction can be promoted by this. In this case, hydrogen can usually be used as the reducing gas, and nitrogen, argon, or the like can usually be used as the inert gas. These reducing gases and inert gases can be used alone or in combination.
The introduction and flow of the gas may be performed continuously or continuously, and the by-produced water may be appropriately removed without being present in the reaction system for a long time. It is desirable to remove them automatically. Specifically, it is common to introduce an appropriate amount of inert gas and / or reducing gas into the reaction system during the reaction and distill water out of the reaction system together with the inert gas and / or reducing gas. It is. The circulating gas can be reused by concentrating and separating the water produced as a by-product in the condenser, and the water removal technique is not limited to that described.

本発明の製造方法において、反応温度は、触媒(A)、3価以上の多価アルコール(B)、第2級アミン化合物(C)の種類により適宜決定すればよく、例えば、3価以上の多価アルコール(B)が、グリセリン、1,2,3−ブタントリオールもしくはエリスリトールであって、第2級アミン化合物(C)が、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジヘキシルアミンもしくはジデシルアミンの場合、100〜350℃が好ましく、150〜250℃がより好ましく、170〜230℃がさらに好ましい。
100℃以上であれば十分な触媒活性を発揮することができ、350℃以下であれば3価以上の多価アルコール(B)や第2級アミン化合物(C)並びに生成物の分解や過反応抑制の点で好ましい。
In the production method of the present invention, the reaction temperature may be appropriately determined depending on the type of the catalyst (A), the trivalent or higher polyhydric alcohol (B), and the secondary amine compound (C). 100 to 350 ° C. when the polyhydric alcohol (B) is glycerin, 1,2,3-butanetriol or erythritol and the secondary amine compound (C) is dimethylamine, diethylamine, dihexylamine or didecylamine Is preferable, 150-250 degreeC is more preferable, and 170-230 degreeC is further more preferable.
If it is 100 ° C. or higher, sufficient catalytic activity can be exhibited, and if it is 350 ° C. or lower, trivalent or higher polyhydric alcohol (B), secondary amine compound (C), and decomposition or overreaction of the product. It is preferable in terms of suppression.

本発明の製造方法において、反応圧力に特に制限はないが、触媒(A)、3価以上の多価アルコール(B)、第2級アミン化合物(C)の種類及び反応温度との兼ね合いで適宜決定することができる。回分式で反応を行う場合は、水が系内に残り易いことから、気体を導入し流通させて反応中の水分を低減させることが好ましく、気体圧は、例えば、3価以上の多価アルコール(B)が、グリセリン、1,2,3−ブタントリオールもしくはエリスリトールであって、第2級アミン化合物(C)が、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジヘキシルアミンもしくはジデシルアミンの場合、工業化の観点からより0.001〜30MPaが好ましく、0.01〜15MPaがより好ましく、0.1〜5MPaがさらに好ましい。30Mpa以下であれば高収率、高選択率で目的物を得ることができる。   In the production method of the present invention, the reaction pressure is not particularly limited, but is appropriately determined in consideration of the type of the catalyst (A), the trihydric or higher polyhydric alcohol (B), the secondary amine compound (C), and the reaction temperature. Can be determined. When the reaction is carried out batchwise, water tends to remain in the system, so it is preferable to reduce the moisture in the reaction by introducing and circulating a gas. The gas pressure is, for example, a trihydric or higher polyhydric alcohol. In the case where (B) is glycerin, 1,2,3-butanetriol or erythritol and the secondary amine compound (C) is dimethylamine, diethylamine, dihexylamine or didecylamine, it is more preferable from the viewpoint of industrialization. 001-30 MPa is preferable, 0.01-15 MPa is more preferable, and 0.1-5 MPa is further more preferable. If it is 30 Mpa or less, the target product can be obtained with high yield and high selectivity.

以下、多価アルコールの転化率ならびにα−アミノケトン化合物の生成確認及び収率決定は、ガスクロマトグラフィー(GC)及びガスクロマトグラフィー/質量分析法(GC/MS)を用いて行った。   Hereinafter, the conversion of the polyhydric alcohol and the production confirmation and yield determination of the α-aminoketone compound were performed using gas chromatography (GC) and gas chromatography / mass spectrometry (GC / MS).

実施例1
生成した水を分離するための凝縮器及び分離器、反応混合物サンプリング器、排ガス出口管、ガス導入管、撹拌器、温度計を設けた500mLセパラブルフラスコに、グリセリン(100g)、予め水素還元処理を行った日揮化学株式会社製のCu/SiO2触媒(10g、触媒中のCu比率54質量%、グリセリンに対して10質量%)、ジヘキシルアミン(201g、グリセリンに対して1モル当量)を仕込み蓋をした。次いでフラスコ内に窒素を大気圧下、6L/時間の流速でバブリングするよう流通させ、充分に攪拌しながら昇温した。反応温度が190℃になった時点を反応開始時間とし、190℃で3.5時間反応させた。反応液を分析した結果、グリセリンの転化率が>99%、N,N−ジへキシルアミノアセトンが81%生成した。
Example 1
A 500 mL separable flask equipped with a condenser and a separator for separating the produced water, a reaction mixture sampling device, an exhaust gas outlet tube, a gas introduction tube, a stirrer, and a thermometer, and hydrogen reduction treatment in advance Cu / SiO 2 catalyst (10 g, 54% by mass of Cu in the catalyst, 10% by mass with respect to glycerol) and dihexylamine (201 g, 1 molar equivalent with respect to glycerol) were prepared. Covered. Next, nitrogen was circulated in the flask so as to bubble at a flow rate of 6 L / hour under atmospheric pressure, and the temperature was raised with sufficient stirring. The time when the reaction temperature reached 190 ° C. was defined as the reaction start time, and the reaction was performed at 190 ° C. for 3.5 hours. As a result of analyzing the reaction solution, conversion of glycerol was> 99%, and N, N-dihexylaminoacetone was 81%.

実施例2
水素を10L/時間の流速で供給した以外は、実施例1と同様にして3.7時間反応させた。その結果、グリセリンの転化率が>99%、N,N−ジへキシルアミノアセトンが79%生成した。
Example 2
The reaction was carried out for 3.7 hours in the same manner as in Example 1 except that hydrogen was supplied at a flow rate of 10 L / hour. As a result, conversion of glycerol was> 99%, and 79% of N, N-dihexylaminoacetone was produced.

実施例3
反応温度を200℃とした以外は実施例2と同様にして2.0時間反応させた。その結果、グリセリンの転化率が>99%、N,N−ジへキシルアミノアセトンが74%生成した。
Example 3
The reaction was carried out for 2.0 hours in the same manner as in Example 2 except that the reaction temperature was 200 ° C. As a result, the conversion rate of glycerin was> 99%, and 74% of N, N-dihexylaminoacetone was produced.

実施例4
反応に用いる触媒を特開平3−83955号公報の明細書中記載の手法を参照し調製したCu−Ni−Ru/ゼオライト(モル比;Cu:Ni:Ru=4:1:0.25)とした以外は実施例1と同様にして5.0時間反応させた。その結果、グリセリンの転化率が87%、N,N−ジへキシルアミノアセトンが67%生成した。
Example 4
The catalyst used for the reaction was Cu-Ni-Ru / zeolite (molar ratio; Cu: Ni: Ru = 4: 1: 0.25) prepared by referring to the method described in the specification of JP-A-3-83955. Was reacted in the same manner as in Example 1 for 5.0 hours. As a result, the conversion of glycerin was 87% and N, N-dihexylaminoacetone was 67%.

実施例5
反応混合物サンプリング器、排ガス出口管、ガス導入管、撹拌器、温度計を設けたSUS製の500mL電磁弁式オートクレーブに、グリセリン(40g)、予め水素還元処理を行った日揮化学株式会社製のCu/SiO2触媒(1.2g、触媒中のCu比率50質量%、グリセリンに対して3質量%)、ジヘキシルアミン(97g、グリセリンに対して1.2モル当量)を仕込み、密閉した。水素で数回内部雰囲気を置換し、その後0.5MPaの圧力で水素を充填した。次いで十分に攪拌しながら昇温した。内部温度が200℃になった時点で即座に水素を1.5MPa追加充填し、充填終了時を反応開始時間とした。200℃で5時間反応させた後の反応液を分析した結果、グリセリンの転化率が81%、N,N−ジへキシルアミノアセトンが28%生成した。
Example 5
A SUS 500 mL solenoid valve autoclave equipped with a reaction mixture sampling device, an exhaust gas outlet tube, a gas introduction tube, a stirrer, and a thermometer, glycerin (40 g), Cu manufactured by JGC Chemical Co., Ltd. previously subjected to hydrogen reduction treatment / SiO 2 catalyst (1.2 g, 50% by mass of Cu in the catalyst, 3% by mass with respect to glycerol) and dihexylamine (97 g, 1.2 molar equivalents with respect to glycerol) were charged and sealed. The internal atmosphere was replaced several times with hydrogen and then filled with hydrogen at a pressure of 0.5 MPa. The temperature was then raised with sufficient stirring. When the internal temperature reached 200 ° C., 1.5 MPa of hydrogen was immediately charged, and the end of the charging was defined as the reaction start time. As a result of analyzing the reaction solution after reacting at 200 ° C. for 5 hours, the conversion of glycerin was 81%, and N, N-dihexylaminoacetone was 28%.

実施例6
実施例5と同様の電磁弁式オートクレーブに、グリセリン(40g)、予め水素還元処理を行った日揮化学株式会社製のCu/SiO2触媒(0.76g、触媒中のCu比率50質量%、グリセリンに対して1.9質量%)、ジヘキシルアミン(97g、グリセリンに対して1.2モル当量)を仕込み、密閉した。窒素で数回内部雰囲気を置換し、密閉した。次いで十分に攪拌しながら昇温した。内部温度が200℃になった時点を反応開始時間とした。200℃で5時間反応させた後の反応液を分析した結果、グリセリンの転化率が51%、N,N−ジへキシルアミノアセトンが38%生成した。
Example 6
In the same solenoid valve autoclave as in Example 5, glycerin (40 g), a Cu / SiO 2 catalyst (0.76 g, Cu ratio in the catalyst of 50% by mass, glycerin, previously hydrogen-reduced) 1.9 mass%) and dihexylamine (97 g, 1.2 molar equivalents relative to glycerol) were charged and sealed. The internal atmosphere was replaced several times with nitrogen and sealed. The temperature was then raised with sufficient stirring. The time when the internal temperature reached 200 ° C. was defined as the reaction start time. As a result of analyzing the reaction solution after reacting at 200 ° C. for 5 hours, the conversion of glycerin was 51% and N, N-dihexylaminoacetone was 38%.

実施例7
反応に用いる触媒を、還元処理していない無水酢酸銅(II)(1.2g、グリセリンに対して3質量%)、反応温度を250℃とした以外は実施例6と同様にして5.0時間反応させた。その結果、グリセリンの転化率が45%、N,N−ジへキシルアミノアセトンが13%生成した。
Example 7
The catalyst used for the reaction was anhydrous copper (II) acetate (1.2 g, 3% by mass with respect to glycerin) that had not been reduced, and the reaction temperature was 250 ° C. Reacted for hours. As a result, the conversion rate of glycerin was 45%, and N, N-dihexylaminoacetone was 13%.

実施例8
反応に用いる触媒を特開平4−22437号公報の実施例1記載のCu-Fe-Alとした以外は実施例5と同様にして5.0時間反応させた。その結果、グリセリンの転化率が38%、N,N−ジへキシルアミノアセトンが26%生成した。
Example 8
The reaction was carried out for 5.0 hours in the same manner as in Example 5 except that the catalyst used in the reaction was Cu-Fe-Al described in Example 1 of JP-A-4-22437. As a result, the conversion rate of glycerin was 38% and N, N-dihexylaminoacetone was produced 26%.

比較例1
反応混合物サンプリング器、排ガス出口管、ガス導入管、撹拌器、温度計を設けたSUS製の500mL電磁弁式オートクレーブに、グリセリン(40g)、エヌ・イー ケムキャット社製のPt/C触媒(1.2g、触媒中のPt比率5質量%、グリセリンに対して3質量%)、ジヘキシルアミン(97g、グリセリンに対して1.2モル当量)を仕込み、密閉した。水素で数回内部雰囲気を置換し、その後0.5MPaの圧力で水素を充填した。次いで十分に攪拌しながら昇温した。内部温度が200℃になった時点で即座に水素を1.5MPa追加充填し、充填終了時を反応開始時間とした。200℃で5時間反応させた後の反応液を分析した結果、グリセリンの転化率が2%、N,N−ジへキシルアミノアセトンが0.5%生成した。
Comparative Example 1
A SUS 500 mL solenoid valve autoclave equipped with a reaction mixture sampling device, an exhaust gas outlet tube, a gas introduction tube, a stirrer, and a thermometer was added to glycerol (40 g), a Pt / C catalyst (1. 2 g, a Pt ratio in the catalyst of 5% by mass, 3% by mass with respect to glycerin) and dihexylamine (97 g, 1.2 molar equivalents with respect to glycerin) were charged and sealed. The internal atmosphere was replaced several times with hydrogen and then filled with hydrogen at a pressure of 0.5 MPa. The temperature was then raised with sufficient stirring. When the internal temperature reached 200 ° C., 1.5 MPa of hydrogen was immediately charged, and the end of the charging was defined as the reaction start time. As a result of analyzing the reaction solution after reacting at 200 ° C. for 5 hours, the conversion rate of glycerin was 2% and N, N-dihexylaminoacetone was 0.5%.

Figure 0005197320
Figure 0005197320

本発明のα−アミノケトンの製造方法は、経済的かつ環境負荷が少なくクリーンな方法であり、光重合開始剤あるいは医薬及び農薬などの各種合成中間体として重要なα−アミノケトン類の製造方法として利用することができる。   The production method of α-aminoketone of the present invention is an economical and environmentally friendly and clean method, and is used as a production method of α-aminoketones important as various polymerization intermediates such as photopolymerization initiators or pharmaceuticals and agricultural chemicals. can do.

Claims (2)

銅を含む触媒(A)の存在下で、グリセリン、又はグリセリン構造を末端に有する化合物である3価以上の多価アルコール(B)と第2級アミン化合物(C)とを反応させるα−アミノケトン化合物の製造方法。 Α-aminoketone in which glycerin or a trihydric or higher polyhydric alcohol (B), which is a compound having a glycerin structure at its terminal, is reacted with a secondary amine compound (C) in the presence of a catalyst (A) containing copper Compound production method. 還元性気体及び/又は不活性気体を反応系内へ導入する請求項1に記載のα−アミノケトン化合物の製造方法。 The method for producing an α-aminoketone compound according to claim 1, wherein a reducing gas and / or an inert gas is introduced into the reaction system.
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