JP5342887B2 - 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は、各種化成品、光重合開始剤、医薬品、農薬等の原料や合成中間体として有用である。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1参照)。そこで、副反応を抑制し収率を向上すべく様々な提案がなされている。
例えば、特許文献2には、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には、アルコール系溶媒を除く種々の有機溶媒中で、−30℃〜溶媒の沸点未満の低温で反応させることにより、副反応の抑制と収率向上が可能であることが開示されている。
The α-aminoketone compounds are useful as raw materials and synthetic intermediates for various chemical products, photopolymerization initiators, pharmaceuticals, agricultural chemicals, and the like. 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 (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). Thus, various proposals have been made to suppress side reactions and improve the yield.
For example, Patent Document 2 discloses a method of using a mixed solvent of water and alcohol and adjusting the molar ratio of 2-haloketone and amine in the solvent for reaction. 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 alcohol solvents. ing.
一方、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いる。特許文献4には、有機スルフィドと1級又は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を反応させてα−アミノアルコールを形成した後、選択的に酸化して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 been developed. In Patent Document 4, a sulfonium salt formed by reacting an organic sulfide and a free form (benzyl halide) having a leaving group bonded to a primary or secondary carbon atom was reacted with a ketone, and obtained. A method is disclosed in which an oxirane and an amine are reacted to form an α-amino alcohol and then selectively oxidized to produce an α-amino ketone.
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知られている。
例えば、特許文献5には、溶媒を含浸させた水素添加触媒と水素の存在下で、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。また、特許文献6には、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触媒の存在下で、多価アルコールとアンモニアもしくは1級又は2級アミンとを反応させるアミノ化合物の製造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, examples using polyhydric alcohols as raw materials are known.
For example, Patent Document 5 discloses a method of aminating an alcohol in a gas phase in the presence of a hydrogenation catalyst impregnated with a solvent and hydrogen. Patent Document 6 discloses a method for producing an amino compound in which a polyhydric alcohol and ammonia or a primary or secondary amine are reacted in the presence of a catalyst containing copper, nickel, calcium, alkali metal, or alkaline earth metal. Is disclosed.
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又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るという問題がある。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不利であり、環境に与える負荷も大きい。
特許文献5及び6には、末端ジオールの反応例があるのみで、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示されていない。
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一段階で合成した例は知られていない。
そこで、本発明は、3価以上の多価アルコールを用いて、一段階でα−アミノケトン化合物を製造する方法を提供することを課題とする。
However, the method of Patent Document 1 has a problem that a high load is imposed on the environment because hydrogen halide or a neutralized salt thereof is by-produced in an equimolar amount during the reaction. Moreover, since the method of patent document 2 is a multistage reaction, it is industrially disadvantageous from a viewpoint of capital investment, a running cost, and waste disposal, and the load given to an environment is also large.
Patent Documents 5 and 6 only have a reaction example of a terminal diol, and do not show a reaction example in a trihydric or higher polyhydric alcohol having higher polarity and difficult to control the reaction.
As described above, there is no known example in which an α-aminoketone compound is synthesized in one step by an alcoholic amine production method using a trihydric or higher polyhydric alcohol as a raw material.
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing an α-aminoketone compound in one step 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で、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、上記課題を解決し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、コバルト、イットリウム、及びパラジウム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 secondary amine compound (C) in the presence of a catalyst (A) containing one or more metal components selected from cobalt, yttrium and palladium. A process for producing an α-aminoketone compound is provided.
本発明によれば、3価以上の多価アルコールから一段階で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 trihydric or higher polyhydric alcohol in one step.
本発明のα−アミノケトン化合物の製造方法は、コバルト、イットリウム、及びパラジウム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)とを反応させることを特徴とする。 The method for producing an α-aminoketone compound of the present invention comprises 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 cobalt, yttrium, and palladium. It is characterized by reacting with a secondary amine compound (C).
[触媒(A)]
本発明において使用される触媒(A)は、コバルト、イットリウム、及びパラジウムから選ばれる一種以上の金属成分を主成分として含むものであり、コバルトを主成分とすることが活性、経済性の観点から好ましい。ここで、主成分として含むとは、触媒金属成分中に、当該成分を好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは90モル%以上含むことを意味する。
金属成分が、コバルト、イットリウム、及びパラジウムを含むものである場合は、各金属元素のモル比は、Co:Y:Pd=5〜300:1:0.001〜1であることが好ましく、Co:Y:Pd=10〜200:1:0.002〜0.5であることがより好ましく、Co:Y:Pd=15〜100:1:0.005〜0.1であることがさらに好ましい。
[Catalyst (A)]
The catalyst (A) used in the present invention contains at least one metal component selected from cobalt, yttrium, and palladium as a main component, and it is from the viewpoint of activity and economy that cobalt is a main component. preferable. Here, “containing as a main component” means that the catalyst metal component preferably contains the component in an amount of 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and still more preferably 90 mol% or more.
When the metal component contains cobalt, yttrium, and palladium, the molar ratio of each metal element is preferably Co: Y: Pd = 5 to 300: 1: 0.001-1, and Co: Y : Pd = 10 to 200: 1: 0.002 to 0.5 is more preferable, and Co: Y: Pd = 15 to 100: 1: 0.005 to 0.1 is more preferable.
触媒(A)は、触媒の活性助成分又は複合成分として、主活性金属成分とは異なる種類の金属成分を一種又は二種以上含んでいてもよい。
前記触媒の活性助成分や複合成分としては、例えば、銅、ニッケル、ルテニウム、アルミニウム、鉄、白金、ロジウム、レニウム、イリジウム、モリブデン、クロム、マンガン、亜鉛、バナジウム及びジルコニウムなどの周期表3〜12族元素を、単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
The catalyst (A) may contain one kind or two or more kinds of metal components different from the main active metal component as an activity auxiliary component or composite component of the catalyst.
Examples of the activity auxiliary component and composite component of the catalyst include periodic tables 3 to 12 such as copper, nickel, ruthenium, aluminum, iron, platinum, rhodium, rhenium, iridium, molybdenum, chromium, manganese, zinc, vanadium, and zirconium. A group element can be used individually or in combination of 2 or more types.
触媒(A)は、Raney型、担持型、コロイド型、可溶型、粉末状、顆粒状などの形態に適宜調製して使用することができる。
Raney型触媒とは、多孔質のスポンジ状金属触媒を意味し、市販品を使用することもできる。Raney型触媒の調製は、例えば、久保松照夫、小松信一郎著、「ラネー触媒」、共立出版(1971))などに従って行うことができる。
担持型触媒は、触媒の耐久性などの物理的特性を改善するために金属成分を担体に担持した触媒であり、市販品を使用することもできる。担持型触媒の調製は、沈殿法、イオン交換法、蒸発乾固法、噴霧乾燥法、混練法などの公知の方法により行うことができる。
担体としては、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。より具体的には、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などが挙げられる。これらの中では、シリカ、アルミナ、ジルコニア又はそれらの複合酸化物や炭素(活性炭)が好ましい。
担持型触媒における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%程度が好ましい。
可溶型触媒を用いる場合は、例えば、硝酸、塩酸など無機酸の金属塩水溶液、又は錯体など各種金属塩の混合溶液を反応系に滴下すればよい。
The catalyst (A) can be appropriately prepared and used in a form such as a Raney type, a support type, a colloid type, a soluble type, a powder form, and a granular form.
The Raney-type catalyst means a porous sponge-like metal catalyst, and a commercially available product can also be used. The Raney-type catalyst can be prepared, for example, according to Teruo Kubo and Shinichiro Komatsu, “Raney Catalyst”, Kyoritsu Shuppan (1971)).
The supported catalyst is a catalyst in which a metal component is supported on a carrier in order to improve physical properties such as durability of the catalyst, and a commercially available product can also be used. The supported catalyst can be prepared by a known method such as precipitation, ion exchange, evaporation to dryness, spray drying, or kneading.
As a support | carrier, what is described in Studios in Surface and Catalysis, 1-25, vol51, 1989 etc. can be used, for example. More specifically, carbon (activated carbon), diatomaceous earth, clay, alumina, silica, titania, zirconia, ceria, silica-alumina composite oxides such as zeolite, and the like can be given. Among these, silica, alumina, zirconia, a composite oxide thereof, or carbon (activated carbon) is preferable.
The supported amount of the metal component in the supported catalyst is usually preferably about 0.10 to 70% by mass based on the total amount of the carrier and the supported metal component from the viewpoint of catalytic activity.
When a soluble catalyst is used, for example, an aqueous solution of a metal salt of an inorganic acid such as nitric acid or hydrochloric acid, or a mixed solution of various metal salts such as a complex may be dropped into the reaction system.
本発明の製造方法において、使用する触媒(A)は、触媒活性向上の観点から、別途水素ガス及び他の還元剤で還元したものを用いることが好ましく、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、又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、予め還元処理を行わず、(i)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、又は(ii)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、還元処理して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 is preferably separately reduced with hydrogen gas and another reducing agent from the viewpoint of improving the catalytic activity, and in a high boiling point solvent such as higher alcohol or liquid paraffin. In this case, it is possible to use a product which has been subjected to a reduction treatment while circulating hydrogen or continuously introducing another reducing agent and then filtered.
In addition, the reduction treatment is not performed in advance, and (i) the raw material polyhydric alcohol and the secondary amine compound are put together with the catalyst into the reactor and hydrogen gas is introduced, or (ii) the secondary reaction is performed. When the amine compound is in a gaseous state, it can be used after being subjected to a reduction treatment 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合計使用量は、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、反応性、転化率や選択性などの観点から、原料の多価アルコールに対し、金属として、0.1質量%以上が好ましく、0.5〜50質量%がより好ましく、1〜20質量%がさらに好ましい。 The total amount of metal components used in the catalyst is appropriately determined according to the type of polyhydric alcohol, but in the case of a batch reaction, the polyvalent amount of the raw material is selected from the viewpoints of reactivity, conversion rate and selectivity. 0.1 mass% or more is preferable as a metal with respect to alcohol, 0.5-50 mass% is more preferable, 1-20 mass% is further more preferable.
[3価以上の多価アルコール(B)]
出発原料である3価以上の多価アルコール(B)としては、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い。このグリセリン構造の部分が第2級アミン化合物(C)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。
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であることがより好ましい。
3価以上の多価アルコール(B)としては、より具体的には、反応性の観点から、下記式(I)で表される多価アルコールが好ましい。
[Trihydric or higher polyhydric alcohol (B)]
As the trihydric or higher polyhydric alcohol (B) as a starting material, glycerin or a compound having a glycerin structure at the terminal is preferable. The α-aminoketone compound is obtained by reacting the glycerin structure with the secondary amine compound (C).
The total number of carbon atoms of the trihydric or higher polyhydric alcohol (B) is preferably 3 to 50, and more preferably 3 to 25.
More specifically, the trihydric or higher polyhydric alcohol (B) is preferably a polyhydric alcohol represented by the following formula (I) from the viewpoint of reactivity.
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又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。
R1であ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以下がより好ましい。
In 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.
Number of carbon atoms in the hydrocarbon group is R 1 is preferably 1 to 47, 1 to 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(B)としては、グリセリン、脂肪族多価アルコール類及びその類縁化合物、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。
脂肪族多価アルコール類及びその類縁化合物としては、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が挙げられる。
Examples of the polyhydric alcohol (B) represented by the formula (I) include glycerin, aliphatic polyhydric alcohols and related compounds, various sugar alcohols and related compounds.
Examples of aliphatic polyhydric alcohols and related compounds include 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-methoxy- , And 2,3-pentane triol.
各種糖アルコール類及びその類縁化合物としては、エリスリトール、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が挙げられる。
上記多価アルコール(B)の中では、グリセリン、1,2,3−ブタントリオール、エリスリトールが好ましく、グリセリンが特に好ましい。
Examples of various sugar alcohols and related compounds thereof include erythritol, threitol, ribitol, arabinitol, xylitol, allitol, sorbitol, mannitol, iditol, galactitol, taritol, boremitol, perseitol and the like.
Among the polyhydric alcohols (B), glycerin, 1,2,3-butanetriol, and erythritol are preferable, and glycerin is particularly preferable.
[第2級アミン化合物(C)]
出発原料である第2級アミン化合物(C)としては、下記式(II)で表される化合物が好ましい。
[Secondary amine compound (C)]
As the secondary amine compound (C) as a starting material, a compound represented by the following formula (II) is preferable.
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よい。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。
R2であ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.
Number of carbon atoms in the hydrocarbon group is R 2 is 1 to 40 preferably 1 to 20 is more preferable.
式(II)で表される第2級アミン化合物としては、ジアルキルアミン及びその類縁化合物、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、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。
ジアルキルアミン及びその類縁化合物としては、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などが挙げられる。
Secondary amine compounds represented by the formula (II) include dialkylamines and related compounds, diarylamines and related compounds, arylalkylamines and related compounds, cyclic amines and related compounds, and secondary compounds such as proline. Examples thereof include amino acids having an amino group and related compounds thereof.
Dialkylamine and its related compounds include dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, diundecylamine, didodecylamine, ditridecylamine, Ditetradecylamine, dipentadecylamine, dihexadecylamine, diheptadecylamine, dioctadecylamine, methylethylamine, methylpropylamine, ethylpropylamine, methylbutylamine, methylpentylamine, methylhexylamine, methylheptylamine, Examples thereof include dialkylamines such as methyloctylamine, methyldodecylamine, methylstearylamine, and similar compounds.
アリールアルキルアミン及びその類縁化合物としては、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が挙げられる。
環状アミン及びその類縁化合物としては、モルホリン、ピロリジン、ピペラジン、イソインドリンなどが挙げられる。
上記第2級アミン化合物の中では、ジアルキルアミン及びその類縁化合物が好ましく、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジヘキシルアミン、ジデシルアミンなど炭素数1〜22、好ましくは炭素数1〜12のアルキル基を有するジアルキルアミンがより好ましい。
Examples of the arylalkylamine and its related compounds include diphenylamine, dibenzylamine, methylphenylamine, ethylphenylamine, methylbenzylamine, and ethylbenzylamine.
Examples of the cyclic amine and its related compounds include morpholine, pyrrolidine, piperazine, and isoindoline.
Among the secondary amine compounds, dialkylamines and related compounds thereof are preferable, and dialkylamines having an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms such as dimethylamine, diethylamine, dihexylamine, and didecylamine are preferable. More preferred.
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、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。
第2級アミン化合物(C)の添加方法に特に制限はなく、連続的に添加する方法、最初から全量仕込んでおく方法、一定量ずつ分割して適宜反応系内に導入する方法などが挙げられる。
In the production method of the present invention, the charged amount of the secondary amine compound (C) to the trihydric or higher polyhydric alcohol (B) is 0.7 in terms of mole from the viewpoint of the reactivity and the yield of the target product. The 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, 20 equivalents or less are preferable in terms of moles, and 10 equivalents or less are more preferable.
The method for adding the secondary amine compound (C) is not particularly limited, and examples thereof include a continuous addition method, a method in which the whole amount is charged from the beginning, a method in which a predetermined amount is divided and introduced into the reaction system as appropriate. .
[反応条件]
本発明方法における反応は、反応効率と選択性の観点から、還元性気体及び/又は不活性気体の雰囲気下で行うことが好ましい。
この場合、反応系内に導入する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、単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
[Reaction conditions]
The reaction in the method of the present invention is preferably performed in an atmosphere of a reducing gas and / or an inert gas from the viewpoint of reaction efficiency and selectivity.
In this case, hydrogen can usually be used as the reducing gas introduced into the reaction system, 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 of two or more.
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は、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。
この場合、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)や生成物の分解抑制、及び過反応抑制の観点から好ましい。
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 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 ° C is preferred, 150-250 ° C is more preferred, and 170-230 ° C is even more preferred.
In this case, sufficient catalytic activity can be exhibited at 100 ° C. or higher, and at 350 ° C. or lower, trihydric or higher polyhydric alcohol (B), secondary amine compound (C) or product. It is preferable from the viewpoint of suppression of decomposition and excessive reaction.
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。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。 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. For example, the trihydric or higher polyhydric alcohol (B) is glycerin, 1,2,3-butanetriol or erythritol, and the secondary amine compound (C) is dimethylamine, diethylamine or dihexyl. In the case of amine or didecylamine, from the viewpoint of industrialization, 0.001 to 30 MPa is preferable, 0.01 to 15 MPa is more preferable, and 0.1 to 5 MPa is further preferable.
以下の実施例及び比較例において、多価アルコールの転化率、α−アミノケトン化合物の生成確認と収率の決定は、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。
GC分析に用いるサンプルは、反応生成物を10mlのサンプルビンに1滴取り、その中にトリメチルシリル(TMS)化剤(ジーエルサイエンス株式会社製)を入れ、約5分間、40℃で加温処理し、さらにそこへ1.5mlのヘキサンを加えて希釈した後、メンブランフィルター0.2μで濾過して調製した。
In the following examples and comparative examples, the conversion of polyhydric alcohol, the production confirmation of the α-aminoketone compound and the determination of the yield are determined by gas chromatography (GC) and gas chromatography / mass spectrometry (GC / MS). Used.
For the sample used for GC analysis, 1 drop of the reaction product is taken in a 10 ml sample bottle, and a trimethylsilyl (TMS) agent (manufactured by GL Science Co., Ltd.) is placed therein and heated at 40 ° C. for about 5 minutes. Further, 1.5 ml of hexane was added thereto for dilution, and then the mixture was filtered through a membrane filter 0.2 μm.
実施例1
(1)触媒前駆体の調製
金属元素のモル比がCo:Y:Pd=20:1:0.016である硝酸コバルト、硝酸イットリウム、硝酸パラジウムの混合水溶液を、炭酸ナトリウム水溶液へ徐々に滴下しながら室温で攪拌混合した。生じた沈殿物を十分に水洗した後、100℃で乾燥させた後、500℃で4時間焼成し、触媒前駆体を得た。
(2)触媒の活性化
上記(1)で得られた触媒前駆体を、還元雰囲気が可能な電気炉内へ設置し、窒素希釈した水素4%[v/v]を流通しながら500℃まで昇温し、水素吸収が認められなくなるまで還元処理を行った。次いで、系内を窒素置換するとともに、室温まで冷却し、続いて還元触媒の表面を酸化安定化するため、窒素で希釈した空気(酸素濃度1%[v/v])を流通した。酸素吸収が認められなくなるまで酸化安定化処理を行い、触媒を得た。
(3)アミノケトンの製造
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、上記(2)で得られたCo‐Y‐Pd触媒1.2g(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、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3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は99%以上であり、N,N−ジへキシルアミノアセトンが23%生成した。
Example 1
(1) Preparation of catalyst precursor A mixed aqueous solution of cobalt nitrate, yttrium nitrate, and palladium nitrate in which the molar ratio of the metal elements is Co: Y: Pd = 20: 1: 0.016 is gradually added dropwise to the aqueous sodium carbonate solution. The mixture was stirred and mixed at room temperature. The resulting precipitate was sufficiently washed with water, dried at 100 ° C., and calcined at 500 ° C. for 4 hours to obtain a catalyst precursor.
(2) Activation of catalyst The catalyst precursor obtained in (1) above is placed in an electric furnace capable of a reducing atmosphere, and up to 500 ° C while flowing 4% [v / v] of hydrogen diluted with nitrogen. The temperature was raised and reduction treatment was performed until no hydrogen absorption was observed. Next, the inside of the system was purged with nitrogen, cooled to room temperature, and then air diluted with nitrogen (oxygen concentration 1% [v / v]) was circulated to stabilize the surface of the reduction catalyst by oxidation. Oxidation stabilization treatment was performed until oxygen absorption was not observed, and a catalyst was obtained.
(3) Production of aminoketone 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 40 g of glycerin and Co-- obtained in (2) above. Y-Pd catalyst 1.2g (3 mass% with respect to glycerol) and dihexylamine 97g (1.2 molar equivalent with respect to glycerol) were prepared, and it sealed. The internal atmosphere was replaced several times with hydrogen and then filled with hydrogen at a pressure of 0.5 MPa.
Next, the temperature was raised with sufficient stirring, and 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 3 hours, the conversion rate of glycerin was 99% or more, and 23% of N, N-dihexylaminoacetone was produced.
比較例1
実施例1において、触媒をエヌ・イー ケムキャット社製のPt/C触媒とした以外は実施例1と同様にして3.0時間反応させた。その結果、グリセリンの転化率は1.2%であり、N,N−ジへキシルアミノアセトンが0.3%生成した。
Comparative Example 1
In Example 1, the reaction was performed for 3.0 hours in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was a Pt / C catalyst manufactured by N.E. As a result, the conversion of glycerol was 1.2%, and 0.3% of N, N-dihexylaminoacetone was produced.
本発明方法は、3価以上の多価アルコールから一段階でα−アミノケトン化合物を製造することができる、経済的かつ環境負荷が少ない方法であり、各種化成品、光重合開始剤、医薬品、農薬等の原料や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 method of the present invention is an economical and environmentally friendly method capable of producing an α-aminoketone compound from a trihydric or higher polyhydric alcohol in one step. Various chemical products, photopolymerization initiators, pharmaceuticals, agricultural chemicals It can utilize as a manufacturing method of alpha-amino ketones important as raw materials and synthetic intermediates.
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