JP7255491B2 - ２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの製造方法に関する。
テトラヒドロフラン骨格を有する化合物は、樹脂、医薬品、および香料等の原材料や中間体として有用である。中でも、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランは、官能基としてアミノ基を有するため、エポキシ樹脂硬化剤や、化合物の中間原料等として有用であり、その製造方法が検討されている。
例えば、特許文献１には、以下に示すように、｛５－（イミノメチル）フラン－２－イル｝メタンアミンや｛５－（イミノメチル）フラン－２－イル｝メタンアジドを反応基質とし、ラネーニッケル触媒の存在下、接触水素化反応を行うことにより、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを合成できることが開示されている。
原料の入手容易性や、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの供給の安定性から、特許文献１における｛５－（イミノメチル）フラン－２－イル｝メタンアミンや｛５－（イミノメチル）フラン－２－イル｝メタンアジド等以外の原料から、効率的に２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを製造する方法が求められている。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、効率的に２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを製造できる製造方法を提供することを課題とする。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、効率的に２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを製造できる製造方法を提供することを課題とする。
本発明者らが２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの製造方法について鋭意検討した結果、非水溶媒中にて２，５－ビス（アミノメチル）フランを水素化反応に供することによって、効率的に２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
＜１＞２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの製造方法であって、非水溶媒中で、２，５－ビス（アミノメチル）フランに対して水素化触媒を用いて水素供給源を反応させることにより、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを得る工程を含む、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの製造方法。
＜２＞前記水素供給源が、水素および炭素数１～５のアルコールの少なくとも１種である、＜１＞に記載の製造方法。
＜３＞前記水素化触媒が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｅおよびＯｓからなる群より選択される一種以上を含む、＜１＞または＜２＞に記載の製造方法。
＜４＞前記非水溶媒が、芳香族炭化水素溶媒、アミド溶媒、エーテル溶媒、アルコール溶媒およびハロゲン溶媒からなる群より選択される一種以上である、＜１＞～＜３＞のいずれか一つに記載の製造方法。
＜５＞前記反応が、水素圧０ＭＰａ超過２５ＭＰａ以下で行われる、＜１＞～＜４＞のいずれか一つに記載の製造方法。
＜１＞２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの製造方法であって、非水溶媒中で、２，５－ビス（アミノメチル）フランに対して水素化触媒を用いて水素供給源を反応させることにより、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを得る工程を含む、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの製造方法。
＜２＞前記水素供給源が、水素および炭素数１～５のアルコールの少なくとも１種である、＜１＞に記載の製造方法。
＜３＞前記水素化触媒が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｅおよびＯｓからなる群より選択される一種以上を含む、＜１＞または＜２＞に記載の製造方法。
＜４＞前記非水溶媒が、芳香族炭化水素溶媒、アミド溶媒、エーテル溶媒、アルコール溶媒およびハロゲン溶媒からなる群より選択される一種以上である、＜１＞～＜３＞のいずれか一つに記載の製造方法。
＜５＞前記反応が、水素圧０ＭＰａ超過２５ＭＰａ以下で行われる、＜１＞～＜４＞のいずれか一つに記載の製造方法。
本発明の製造方法は、効率的に２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを得ることができ、工業的に有利な製造方法である。また、本発明の製造方法によって得られる２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランは、樹脂、医薬品、および香料の原材料や中間体として有用である。
以下に本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。なお、本明細書において「～」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。なお、本明細書において「～」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本実施形態の製造方法は、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフラン（以下、Ｈ－ＢＡＦとも記載する。）の製造方法であって、非水溶媒中で、２，５－ビス（アミノメチル）フラン（以下、ＢＡＦとも記載する。）に対して水素化触媒を用いて水素供給源を反応させることにより、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを得る工程を含むことを特徴とする。このような構成とすることにより、効率的に２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランが得られる。好ましくは、ワンポット合成で得ることができる。
本発明者らが２，５－ビス（アミノメチル）フランから２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを製造する方法について検討を行った結果、反応基質である２，５－ビス（アミノメチル）フランは反応性が高いために、副生成物が生じやすいことがわかった。具体的には、副生成物として、以下の２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフランを生成することが確認された。下記において、Ｍｅはメチル基である。
副生成物の生成は、目的物である２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの収率低下や、副生成物を除去するために精製を必要とし、製造工程が煩雑になるといった問題を招来する。特に２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフランは、目的物である２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランと構造が近似しているため、生成物の混合物から、一般的な精製方法によって目的物と分離することが困難な副生成物である。
本発明者らは、反応条件についてさらに検討を重ねた結果、非水溶媒中で、２，５－ビス（アミノメチル）フランに対して水素化触媒を用いて水素供給源を反応させることにより、オレフィンが選択的に反応し、２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフランが生じることなく、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを効率的に得られることを見出した。
本発明者らは、反応条件についてさらに検討を重ねた結果、非水溶媒中で、２，５－ビス（アミノメチル）フランに対して水素化触媒を用いて水素供給源を反応させることにより、オレフィンが選択的に反応し、２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフランが生じることなく、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを効率的に得られることを見出した。
（２，５－ビス（アミノメチル）フラン）
本実施形態における２，５－ビス（アミノメチル）フランは、市販品として入手可能である。また、２，５－ビス（アミノメチル）フランは、５－ヒドロキシメチルフルフラールや５－（クロロメチル）フルフラール等の公知の化合物から有機合成手法を用いて合成してもよい。
本実施形態における２，５－ビス（アミノメチル）フランは、市販品として入手可能である。また、２，５－ビス（アミノメチル）フランは、５－ヒドロキシメチルフルフラールや５－（クロロメチル）フルフラール等の公知の化合物から有機合成手法を用いて合成してもよい。
（非水溶媒）
本実施形態における非水溶媒とは、水の含有量が少ない溶媒であって、具体的には、溶媒中の水の含有量が通常０～３．０質量％である溶媒である。水の含有量は、好ましくは０～２．８質量％であり、より好ましくは０～２．５質量％である。
本実施形態における非水溶媒とは、水の含有量が少ない溶媒であって、具体的には、溶媒中の水の含有量が通常０～３．０質量％である溶媒である。水の含有量は、好ましくは０～２．８質量％であり、より好ましくは０～２．５質量％である。
非水溶媒としては、２，５－ビス（アミノメチル）フランの一部または全量を溶解することができ、水素化反応を妨げないものであれば特に限定されず、例えば、芳香族炭化水素溶媒、アミド溶媒、エーテル溶媒、アルコール溶媒、ハロゲン溶媒等が挙げられ、エーテル溶媒が好ましい。これら溶媒は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
芳香族炭化水素溶媒としては、具体的には、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。
アミド溶媒としては、具体的には、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド等が挙げられる。本発明で用いる溶媒は、キシレンを実質的に含まないことが好ましい。実質的に含まないとは、キシレンが溶媒の１０質量％以下であることをいい、５質量％以下であることが好ましく、３質量％以下であることがより好ましく、１質量％以下であることがさらに好ましく、０質量％であることがさらに好ましい。
エーテル溶媒としては、具体的には、テトラヒドロフラン（以下、ＴＨＦとも記載する。）、ジエチルエーテル等が挙げられる。
アルコール溶媒としては、具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。アルコール溶媒は、水素供給源にもなる。
ハロゲン溶媒としては、具体的には、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等が挙げられる。
芳香族炭化水素溶媒としては、具体的には、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。
アミド溶媒としては、具体的には、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド等が挙げられる。本発明で用いる溶媒は、キシレンを実質的に含まないことが好ましい。実質的に含まないとは、キシレンが溶媒の１０質量％以下であることをいい、５質量％以下であることが好ましく、３質量％以下であることがより好ましく、１質量％以下であることがさらに好ましく、０質量％であることがさらに好ましい。
エーテル溶媒としては、具体的には、テトラヒドロフラン（以下、ＴＨＦとも記載する。）、ジエチルエーテル等が挙げられる。
アルコール溶媒としては、具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。アルコール溶媒は、水素供給源にもなる。
ハロゲン溶媒としては、具体的には、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等が挙げられる。
非水溶媒の使用量は、特に限定されないが、生産性およびエネルギー効率の観点から、２，５－ビス（アミノメチル）フランに対して、好ましくは０．５～１００質量倍であり、より好ましくは１．０～５０質量倍であり、さらに好ましくは１．０～２０質量倍である。
本実施形態において、溶媒の９５質量％以上がエーテル溶媒である態様が例示される。
本実施形態において、溶媒の９５質量％以上がエーテル溶媒である態様が例示される。
（水素供給源）
本実施形態における水素供給源は、オレフィンを還元することができる水素源であれば特に制限されず、例えば、水素、炭素数１～５のアルコール等が好適に挙げられる。これらの水素供給源は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態における水素供給源は、オレフィンを還元することができる水素源であれば特に制限されず、例えば、水素、炭素数１～５のアルコール等が好適に挙げられる。これらの水素供給源は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
炭素数１～５のアルコールとしては、具体的には、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、ｓｅｃ－ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ－ブタノール、ｎ－アミルアルコール、ｓｅｃ－アミルアルコール、３－ペンタノール、２－メチル－１－ブタノール、３－メチル－１－ブタノール、２－メチル－２－ブタノール、３－メチル－２－ブタノール、ネオペンチルアルコール等が挙げられる。これらの炭素数１～５のアルコールは、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの炭素数１～５のアルコールの中でも好ましくは、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、ｓｅｃ－ブタノール、ｎ－アミルアルコール、ｓｅｃ－アミルアルコールである。
これらの炭素数１～５のアルコールの中でも好ましくは、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、ｓｅｃ－ブタノール、ｎ－アミルアルコール、ｓｅｃ－アミルアルコールである。
（水素化触媒）
本実施形態における水素化触媒は、接触水素化反応に触媒として通常使用されるものであれば特に制限されない。水素化触媒は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｅおよびＯｓからなる群より選択される少なくとも一種の金属を含むことが好ましい。
水素化触媒の好ましい形態として、水素化触媒は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｅおよびＯｓからなる群より選択される少なくとも一種を含むことが挙げられる。
さらに他の好ましい形態として、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｅおよびＯｓからなる群より選択される少なくとも一種を含むことが挙げられる。
さらに他の好ましい形態として、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｅおよびＯｓからなる群より選択される少なくとも一種を含むことが挙げられる。
さらに他の好ましい形態として、水素化触媒は、ＲｕおよびＲｈの少なくとも一種を含むことが挙げられる。
さらに他の好ましい形態として、水素化触媒は、Ｒｈを含むことが挙げられる。
これらの金属は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態における水素化触媒は、接触水素化反応に触媒として通常使用されるものであれば特に制限されない。水素化触媒は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｅおよびＯｓからなる群より選択される少なくとも一種の金属を含むことが好ましい。
水素化触媒の好ましい形態として、水素化触媒は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｅおよびＯｓからなる群より選択される少なくとも一種を含むことが挙げられる。
さらに他の好ましい形態として、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｅおよびＯｓからなる群より選択される少なくとも一種を含むことが挙げられる。
さらに他の好ましい形態として、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｅおよびＯｓからなる群より選択される少なくとも一種を含むことが挙げられる。
さらに他の好ましい形態として、水素化触媒は、ＲｕおよびＲｈの少なくとも一種を含むことが挙げられる。
さらに他の好ましい形態として、水素化触媒は、Ｒｈを含むことが挙げられる。
これらの金属は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
上述した金属は、担体に担持されていてもよい。担体としては、触媒の担体として通常使用される担体であれば特に制限されず、例えば、無機酸化物、活性炭素、イオン交換樹脂等が挙げられる。無機酸化物としては、具体的には、シリカ（ＳｉＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、これら無機酸化物の二種以上の複合体（例えば、ゼオライト等）等が挙げられる。
水素化触媒としては、具体的には、還元鉄等の鉄（Ｆｅ）触媒；還元コバルトおよびラネーコバルト等のコバルト（Ｃｏ）触媒；還元ニッケル、酸化ニッケルおよびラネーニッケル（以下、Ｒａｎｅｙ－Ｎｉとも記載する。）等のニッケル（Ｎｉ）触媒；塩化銅（II）、塩化銅（Ｉ）、銅（０）、亜酸化銅（Ｉ）、酸化銅（II）等の銅（Ｃｕ）触媒；ルテニウム／炭素およびルテニウム／アルミナ等のルテニウム（Ｒｕ）触媒；ロジウム／炭素およびロジウム／アルミナ等のロジウム（Ｒｈ）触媒；スポンジ状パラジウム、パラジウム黒、酸化パラジウム、パラジウム／炭素、水酸化パラジウム、パラジウム／硫酸バリウムおよびパラジウム／炭酸バリウム等のパラジウム（Ｐｄ）触媒；クロロ（シクロオクタジエニル）イリジウムダイマー等のイリジウム（Ｉｒ）触媒；白金プレート、スポンジ状白金、白金黒、コロイド白金、酸化白金および白金線等の白金（Ｐｔ）触媒；白金担持過レニウム酸等のレニウム（Ｒｅ）触媒；オスミウム／炭素等のオスミウム（Ｏｓ）触媒；等が挙げられる。
２，５－ビス（アミノメチル）フランに対する触媒の量は、適宜調整すればよく、一般的には、２，５－ビス（アミノメチル）フランの質量に対して、１～２００質量部である。触媒の量は、２，５－ビス（アミノメチル）フランの質量に対して、好ましくは１～１５０質量部であり、より好ましくは１～１００質量部である。
（反応条件）
本実施形態の製造方法は、具体的には、２，５－ビス（アミノメチル）フラン、水素化触媒、非水溶媒および水素供給源を混合して、反応させる方法を挙げることができる。本発明では、通常、反応系に２，５－ビス（アミノメチル）フランが供給される。このように反応系（例えば、反応器、反応釜）に直接に２，５－ビス（アミノメチル）フランを原料として投入することにより、より効率的に２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランが得られる。
２，５－ビス（アミノメチル）フラン、水素化触媒、非水溶媒および水素供給源を混合する順番は任意である。作業効率の観点から、本実施形態の製造方法では、あらかじめ２，５－ビス（アミノメチル）フランと水素化触媒と非水溶媒とを混合し、次に水素供給源を導入することが好ましい。
本実施形態の製造方法は、具体的には、２，５－ビス（アミノメチル）フラン、水素化触媒、非水溶媒および水素供給源を混合して、反応させる方法を挙げることができる。本発明では、通常、反応系に２，５－ビス（アミノメチル）フランが供給される。このように反応系（例えば、反応器、反応釜）に直接に２，５－ビス（アミノメチル）フランを原料として投入することにより、より効率的に２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランが得られる。
２，５－ビス（アミノメチル）フラン、水素化触媒、非水溶媒および水素供給源を混合する順番は任意である。作業効率の観点から、本実施形態の製造方法では、あらかじめ２，５－ビス（アミノメチル）フランと水素化触媒と非水溶媒とを混合し、次に水素供給源を導入することが好ましい。
本実施形態の製造方法において、水素化触媒を添加するときは、使用する水素化触媒に応じ、適宜、発火することを防ぐため、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行ってもよく、水素化触媒を非水溶媒に懸濁させ、懸濁液として添加してもよい。
本実施形態の製造方法は、水素供給源として水素を用いる場合、反応を水素圧０ＭＰａ超過２５ＭＰａ以下で行うことが好ましい。水素圧は、より好ましくは０．５ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは１．０ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である。
反応温度は、溶媒の種類等に応じて適宜調整すればよく、一般的には４０～２００℃、好ましくは５０～１２０℃、より好ましくは５０～１１０℃、さらに好ましくは７０～１１５℃である。
反応時間は、ＧＣ－ＭＳ等を用い反応の進行状況をモニタリングすることによって適宜調整すればよく、一般的には１分～２４時間、好ましくは０．５～３時間、より好ましくは０．５～２時間である。
反応時間は、ＧＣ－ＭＳ等を用い反応の進行状況をモニタリングすることによって適宜調整すればよく、一般的には１分～２４時間、好ましくは０．５～３時間、より好ましくは０．５～２時間である。
反応後における反応混合物と触媒との分離は、沈降、遠心分離、濾過等の一般的な方法により行うことができる。触媒の分離は、使用する触媒に応じ、発火することを防ぐため、適宜、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
また、反応混合物は、得られた反応溶液を必要に応じて濃縮した後、残渣をそのまま原材料や中間体として使用してもよく、反応混合物を適宜後処理して精製してもよい。後処理の具体的な方法としては、抽出、蒸留、クロマトグラフィー等の公知の精製方法を挙げることができる。これらの精製方法は、二種以上を組み合わせて行ってもよい。
また、反応混合物は、得られた反応溶液を必要に応じて濃縮した後、残渣をそのまま原材料や中間体として使用してもよく、反応混合物を適宜後処理して精製してもよい。後処理の具体的な方法としては、抽出、蒸留、クロマトグラフィー等の公知の精製方法を挙げることができる。これらの精製方法は、二種以上を組み合わせて行ってもよい。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
（例１）
耐圧オートクレーブに２，５－ビス（アミノメチル）フラン０．５ｇに対し、溶媒としてＴＨＦ３ｍＬ、触媒としてＲｕ／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）（Ｒｕ触媒の量は５質量％である、以下、「５質量％Ｒｕ／アルミナ」等と表示する）０．１ｇを投入後、水素圧力を３ＭＰａＧまで昇圧した。なお、Ｒｕ／アルミナは、事前に１５０℃で１２時間還元させたものを使用した。
その後温度を９０℃で１時間保持したまま反応し、耐圧オートクレーブを氷水で冷却して反応を停止した。
アルゴンガス流通下、触媒と反応液を濾過することによって触媒を除去し、生成物を含む濾液についてＣＩ法による精密質量測定を行った。なお、ＣＩ法による精密質量測定は、ＧＣ－ＭＳスペクトル装置Ａｇｉｌｅｎｔ７８９０ＢＧＣ／５９７７ＭＳＤ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．製）を用いて実施した。
また、濾液を濃縮して得られた残渣の一部を、重クロロホルムに溶解し、１Ｈ－ＮＭＲ、１３Ｃ－ＮＭＲ測定を行った。なお、ＮＭＲ測定装置は、日本電子株式会社製のＪＮＭ－ＥＣＡ５００（５００ＭＨｚ）を使用した。
なお、２，５－ビス（アミノメチル）フランは、トロントリサーチケミカルス社製のものを使用した。
ＴＨＦ（含水量２．２質量％）は、和光純薬工業株式会社製、分光分析用を使用した。
Ｒｕ／アルミナは、アルミナに担持されたルテニウム触媒であり、エヌ・イー ケムキャット株式会社製のものを使用した。
耐圧オートクレーブに２，５－ビス（アミノメチル）フラン０．５ｇに対し、溶媒としてＴＨＦ３ｍＬ、触媒としてＲｕ／アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）（Ｒｕ触媒の量は５質量％である、以下、「５質量％Ｒｕ／アルミナ」等と表示する）０．１ｇを投入後、水素圧力を３ＭＰａＧまで昇圧した。なお、Ｒｕ／アルミナは、事前に１５０℃で１２時間還元させたものを使用した。
その後温度を９０℃で１時間保持したまま反応し、耐圧オートクレーブを氷水で冷却して反応を停止した。
アルゴンガス流通下、触媒と反応液を濾過することによって触媒を除去し、生成物を含む濾液についてＣＩ法による精密質量測定を行った。なお、ＣＩ法による精密質量測定は、ＧＣ－ＭＳスペクトル装置Ａｇｉｌｅｎｔ７８９０ＢＧＣ／５９７７ＭＳＤ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．製）を用いて実施した。
また、濾液を濃縮して得られた残渣の一部を、重クロロホルムに溶解し、１Ｈ－ＮＭＲ、１３Ｃ－ＮＭＲ測定を行った。なお、ＮＭＲ測定装置は、日本電子株式会社製のＪＮＭ－ＥＣＡ５００（５００ＭＨｚ）を使用した。
なお、２，５－ビス（アミノメチル）フランは、トロントリサーチケミカルス社製のものを使用した。
ＴＨＦ（含水量２．２質量％）は、和光純薬工業株式会社製、分光分析用を使用した。
Ｒｕ／アルミナは、アルミナに担持されたルテニウム触媒であり、エヌ・イー ケムキャット株式会社製のものを使用した。
＜生成物の収率＞
ＧＣ－ＦＩＤ検出強度（面積値）における全ピークの面積値に対する２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの面積値の割合を２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの収率とした。
具体的には、反応液のＧＣ－ＦＩＤ測定により得られたＧＣ－ＦＩＤ検出強度（面積値）から全ピークの面積値を求め、全ピークの面積値に対する２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの面積値の割合が８２％であったため、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの収率を８２％とした。
ＧＣ－ＦＩＤ検出強度（面積値）における全ピークの面積値に対する２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの面積値の割合を２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの収率とした。
具体的には、反応液のＧＣ－ＦＩＤ測定により得られたＧＣ－ＦＩＤ検出強度（面積値）から全ピークの面積値を求め、全ピークの面積値に対する２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの面積値の割合が８２％であったため、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの収率を８２％とした。
＜生成物の同定（１Ｈ－ＮＭＲ、１３Ｃ－ＮＭＲ、ＣＩ法による精密質量測定の結果）＞
実施例１にて得られた生成物の１Ｈ－ＮＭＲ、１３Ｃ－ＮＭＲ測定したところ、原料である２，５－ビス（アミノメチル）フランを差し引いたケミカルシフトより、得られた化合物は１Ｈ－ＮＭＲ測定からテトラヒドロフラン環を有し、１３Ｃ－ＮＭＲ測定から分子構造に対称性があることが分かった。さらにＣｈｅｍＤｒａｗから計算した２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの１Ｈ－ＮＭＲ、１３Ｃ－ＮＭＲシフトと測定したケミカルシフトがほぼ一致した。
さらにＣＩ法により精密分子量を求めたところ１３１であり、これは２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランにカウンターカチオンとしてプロトンが配位した分子量であったため、目的物であることが確認された。２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフランの生成は見られなかった。
実施例１にて得られた生成物の１Ｈ－ＮＭＲ、１３Ｃ－ＮＭＲ測定したところ、原料である２，５－ビス（アミノメチル）フランを差し引いたケミカルシフトより、得られた化合物は１Ｈ－ＮＭＲ測定からテトラヒドロフラン環を有し、１３Ｃ－ＮＭＲ測定から分子構造に対称性があることが分かった。さらにＣｈｅｍＤｒａｗから計算した２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの１Ｈ－ＮＭＲ、１３Ｃ－ＮＭＲシフトと測定したケミカルシフトがほぼ一致した。
さらにＣＩ法により精密分子量を求めたところ１３１であり、これは２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランにカウンターカチオンとしてプロトンが配位した分子量であったため、目的物であることが確認された。２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフランの生成は見られなかった。
（例２）
溶媒として和光純薬工業株式会社製の分光分析用メタノール（含水量 質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様に実施した。
実施例１と同様に２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの収率を求めたところ、７８％であった。また、生成物の同定を同様に行ったところ２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの生成が確認された。２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフランの生成は見られなかった。
溶媒として和光純薬工業株式会社製の分光分析用メタノール（含水量 質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様に実施した。
実施例１と同様に２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの収率を求めたところ、７８％であった。また、生成物の同定を同様に行ったところ２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの生成が確認された。２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフランの生成は見られなかった。
（例３）
触媒として５質量％Ｐｄ／カーボン（Ｃ）を用いたこと以外は、実施例１と同様に実施した。
実施例１と同様に２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの収率を求めたところ、４１％であった。また、生成物の同定を同様に行ったところ２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの生成が確認された。２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフランの生成は見られなかった。
Ｐｄ／カーボン（Ｃ）は、カーボンに担持されたＰｄ触媒であり、エヌ・イー ケムキャット株式会社製のものを使用した。
触媒として５質量％Ｐｄ／カーボン（Ｃ）を用いたこと以外は、実施例１と同様に実施した。
実施例１と同様に２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの収率を求めたところ、４１％であった。また、生成物の同定を同様に行ったところ２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの生成が確認された。２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフランの生成は見られなかった。
Ｐｄ／カーボン（Ｃ）は、カーボンに担持されたＰｄ触媒であり、エヌ・イー ケムキャット株式会社製のものを使用した。
（例４）
溶媒として水を用いたこと以外は、実施例１と同様に実施した。
生成物の同定を実施例１と同様に行ったところ２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランと共に、２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフランの生成が確認された。
溶媒として水を用いたこと以外は、実施例１と同様に実施した。
生成物の同定を実施例１と同様に行ったところ２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランと共に、２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフランの生成が確認された。
（例５）
耐圧オートクレーブに２，５－ビス（アミノメチル）フラン２０ｇに対し、触媒として５質量％のＲｕ／アルミナ８ｇ、溶媒としてＴＨＦ１２０ｍＬを投入後、水素圧力を６ＭＰａＧまで昇圧し、温度を９０℃で１時間保持したまま反応し、耐圧オートクレーブを氷水で冷却して反応を停止した。アルゴンガス流通下、触媒と反応液をろ過することによって触媒を除去し、生成物を含む濾液を得た後濃縮した。なお、Ｒｕ／アルミナは、事前に１５０℃で１２時間還元させたものを使用した。
得られた生成物を、ＧＣ－ＭＳスペクトル装置Ａｇｉｌｅｎｔ７８９０ＢＧＣ／５９７７ＭＳＤ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．製）にて分析したところ、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフラン９１モル％、２，５－ビス（アミノメチル）フラン０モル％、２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフラン０モル％であった。
なお、２，５－ビス（アミノメチル）フランは、トロントリサーチケミカルス社製のものを使用した。
ＴＨＦ（含水量２．２質量％）は、和光純薬工業株式会社製、分光分析用を使用した。
Ｒｕ／アルミナは、アルミナに担持されたルテニウム触媒であり、エヌ・イー ケムキャット株式会社製のものを使用した。
耐圧オートクレーブに２，５－ビス（アミノメチル）フラン２０ｇに対し、触媒として５質量％のＲｕ／アルミナ８ｇ、溶媒としてＴＨＦ１２０ｍＬを投入後、水素圧力を６ＭＰａＧまで昇圧し、温度を９０℃で１時間保持したまま反応し、耐圧オートクレーブを氷水で冷却して反応を停止した。アルゴンガス流通下、触媒と反応液をろ過することによって触媒を除去し、生成物を含む濾液を得た後濃縮した。なお、Ｒｕ／アルミナは、事前に１５０℃で１２時間還元させたものを使用した。
得られた生成物を、ＧＣ－ＭＳスペクトル装置Ａｇｉｌｅｎｔ７８９０ＢＧＣ／５９７７ＭＳＤ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．製）にて分析したところ、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフラン９１モル％、２，５－ビス（アミノメチル）フラン０モル％、２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフラン０モル％であった。
なお、２，５－ビス（アミノメチル）フランは、トロントリサーチケミカルス社製のものを使用した。
ＴＨＦ（含水量２．２質量％）は、和光純薬工業株式会社製、分光分析用を使用した。
Ｒｕ／アルミナは、アルミナに担持されたルテニウム触媒であり、エヌ・イー ケムキャット株式会社製のものを使用した。
（例６）
耐圧オートクレーブに２，５－ビス（アミノメチル）フラン２０ｇに対し、触媒として５質量％Ｒｈ／Ｃ８ｇ、溶媒としてＴＨＦ１２０ｍＬを投入後、水素圧力を６ＭＰａＧまで昇圧し、温度を９０℃で１時間保持したまま反応し、耐圧オートクレーブを氷水で冷却して反応を停止した。アルゴンガス流通下、触媒と反応液をろ過することによって触媒を除去し、生成物を含む濾液を得た後、濃縮し、減圧蒸留を温度１２０℃、圧力１ｍｂａｒで、精製した。得られた生成物を、ＧＣ－ＭＳスペクトル装置Ａｇｉｌｅｎｔ７８９０ＢＧＣ／５９７７ＭＳＤ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．製）にて分析したところ、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフラン１００モル％であり、２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフラン０モル％であった。
なお、２，５－ビス（アミノメチル）フランは、トロントリサーチケミカルス社製のものを使用した。
ＴＨＦ（含水量２．２質量％）は、和光純薬工業株式会社製、分光分析用を使用した。
Ｒｈ／アルミナは、アルミナに担持されたロジウム触媒であり、エヌ・イー ケムキャット株式会社製のものを使用した。
耐圧オートクレーブに２，５－ビス（アミノメチル）フラン２０ｇに対し、触媒として５質量％Ｒｈ／Ｃ８ｇ、溶媒としてＴＨＦ１２０ｍＬを投入後、水素圧力を６ＭＰａＧまで昇圧し、温度を９０℃で１時間保持したまま反応し、耐圧オートクレーブを氷水で冷却して反応を停止した。アルゴンガス流通下、触媒と反応液をろ過することによって触媒を除去し、生成物を含む濾液を得た後、濃縮し、減圧蒸留を温度１２０℃、圧力１ｍｂａｒで、精製した。得られた生成物を、ＧＣ－ＭＳスペクトル装置Ａｇｉｌｅｎｔ７８９０ＢＧＣ／５９７７ＭＳＤ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．製）にて分析したところ、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフラン１００モル％であり、２－（アミノメチル）－５－（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフラン０モル％であった。
なお、２，５－ビス（アミノメチル）フランは、トロントリサーチケミカルス社製のものを使用した。
ＴＨＦ（含水量２．２質量％）は、和光純薬工業株式会社製、分光分析用を使用した。
Ｒｈ／アルミナは、アルミナに担持されたロジウム触媒であり、エヌ・イー ケムキャット株式会社製のものを使用した。
Claims (5)
- ２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの製造方法であって、
反応系に２，５－ビス（アミノメチル）フランを原料として供給すること、
非水溶媒中で、２，５－ビス（アミノメチル）フランに対して水素化触媒を用いて水素供給源を反応させることにより、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランを得る工程を含む、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフランの製造方法。 - 前記水素供給源が、水素および炭素数１～５のアルコールの少なくとも１種である、請求項１に記載の製造方法。
- 前記水素化触媒が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｅおよびＯｓからなる群より選択される一種以上を含む、請求項１または２に記載の製造方法。
- 前記非水溶媒が、芳香族炭化水素溶媒、アミド溶媒、エーテル溶媒、アルコール溶媒およびハロゲン溶媒からなる群より選択される一種以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記反応が、水素圧０ＭＰａ超過２５ＭＰａ以下で行われる、請求項１～４のいずれか一項に記載の製造方法。
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