JPH0640972A - アルコ−ルの合成方法 - Google Patents

アルコ−ルの合成方法

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JPH0640972A
JPH0640972A JP18690092A JP18690092A JPH0640972A JP H0640972 A JPH0640972 A JP H0640972A JP 18690092 A JP18690092 A JP 18690092A JP 18690092 A JP18690092 A JP 18690092A JP H0640972 A JPH0640972 A JP H0640972A
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alcohol
reaction
oxide
aldehyde
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JP18690092A
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Kazushige Inada
一繁 稲田
Yukio Nakanishi
幸雄 中西
Makoto Shibagaki
真 柴垣
Hajime Matsushita
肇 松下
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Japan Tobacco Inc
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Japan Tobacco Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】表面ヒドロキシル基を有する固体酸化物に金属
アルコキシドを担持させた触媒の存在下において、アル
デヒドまたはケトンと還元剤としてのアルコ−ルを反応
させてアルデヒドまたはケトンを還元する。表面ヒドロ
キシル基を有する固体酸化物としては、シリカゲル、ゼ
オライト、アルミナ、チタニア、マグネシア、カルシア
または含水酸化ジルコニウムを好適に用いることができ
る。金属アルコキシドとしては、アルコキシル基の炭素
数が1ないし4個であるジルコニウムアルコキシドまた
はハフニウムアルコキシドが好ましい。 【効果】アルデヒドまたはケトンの還元方法として、安
全かつ安価な Meerwein-Ponndorf-Verley 還元反応にお
いて、反応後の繁雑な処理が不要となり、また副反応を
抑制することができる。さらに、反応後回収した触媒
は、繰り返し使用することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、アルデヒドまたはケ
トンを還元してアルコ−ルを合成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルコ−ルは有機溶剤として汎用され、
また芳香を有するものが多いことから香料の分野でも重
要な役割を果たす物質群である。このため、現在までに
数多くの合成法が知られている。
【0003】一般に、アルコ−ルはアルデヒド、ケト
ン、エステル、ラクトン、酸アミド、カルボン酸、酸無
水物、酸ハロゲン化物、オキシラン等を還元することに
より得ることができる。これらの合成法の中でも、最も
簡便かつ安価であり、汎用性の高い方法は、アルデヒド
またはケトンを還元する方法である。アルデヒドまたは
ケトンの還元法としては、金属水素化物を用いる還元、
高圧下での水素還元、アルコ−ルを還元剤として用いる
Meerwein-Ponndorf-Verley 還元反応等が知られてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上に列
挙した方法のうち、金属水素化物を用いる還元は金属水
素化物が高価であり、そのうえ大量合成には向いていな
い。また、高圧下における水素還元は、高圧下における
操作に危険が伴い、さらに選択性にも難がある。
【0005】アルコ−ルを還元剤として用いる Meerwei
n-Ponndorf-Verley 還元反応では、触媒としてアルミニ
ウムイソプロポキシドが一般に用いられている。この方
法にもまた、触媒が過剰量必要であること、副反応であ
るアルド−ル縮合が起こりやすいこと、反応終了後に酸
処理等の繁雑な処理が必要とされる、などの欠点があ
る。加えて、反応の終了点においては、生成物を反応系
から単離するため触媒を加水分解しなければならず、処
理が繁雑になるだけではなく、触媒を繰り返し使用する
ことができず1回ごとに廃棄せざるを得ない。
【0006】この反応では、アルミニウムイソプロポキ
シドの他にも、均一系触媒としてコバルト、イリジウ
ム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、モリブデン、
ジルコニウム等の錯体を使用した例も報告されている
が、アルミニウムイソプロポキシドの場合と同様に反応
後の処理が繁雑になるなどの欠点が見られる。
【0007】このような反応後の処理は、不均一系触媒
を使用することにより不要となる。このため、ゼオライ
ト、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化シリコ
ン、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウ
ム、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム、酸化バナジウ
ム、酸化モリブデン、酸化亜鉛、酸化トリウム、ランタ
ン系希土類元素の酸化物等を使用した例が報告されてい
る。しかしながら、これらの不均一系触媒は、高温で反
応を行なう必要があり、水分により容易に失活するなど
の問題点もある。
【0008】このような不均一系触媒の欠点を改善する
方法として、含水酸化ジルコニウムを触媒として利用す
る方法が特公昭62-60371号に開示されている。しかしな
がら、この方法によっても、反応系によっては十分高い
収率でアルコ−ルを得ることができない。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明のアルコ−ルの
合成方法は、表面ヒドロキシル基を有する固体酸化物に
金属アルコキシドを担持させた触媒の存在下において、
アルデヒドまたはケトンと還元剤としてのアルコ−ルと
を反応させ、アルデヒドまたはケトンを還元することを
特徴とする。すなわち、この発明のアルコ−ルの合成方
法は、従来アルデヒドおよびケトンの還元反応に使用さ
れている均一または不均一触媒に代えて、表面ヒドロキ
シル基を有する固体酸化物に金属アルコキシドを担持し
た触媒を用いることを特徴とする。ここで、担持とは、
表面ヒドロキシル基を有する固体酸化物の表面におい
て、金属アルコキシドが化学結合または物理吸着により
結合された状態にあることを意味する。
【0010】この発明において用いられる、表面ヒドロ
キシル基を有する固体酸化物に金属アルコキシドを担持
させた触媒は、金属アルコキシドを炭化水素もしくはア
ルコ−ルのような有機溶剤に溶解した後、表面ヒドロキ
シル基を有する固体酸化物を加えて加熱還流し、ろ過等
によって単離することにより調製することができる。表
面ヒドロキシル基を有する固体酸化物としては、シリカ
ゲル、ゼオライト、アルミナ、チタニア、マグネシア、
カルシアまたは含水酸化ジルコニウムを好適に用いるこ
とができ、これらは単独で、もしくは複数混合して用い
ることができる。また、金属アルコキシドとしては、ジ
ルコニウムアルコキシドまたはハフニウムアルコキシド
を好適に用いることができ、アルコキシル基の炭素数は
1ないし4個であることが好ましい。この触媒の調製に
おいて用いられる固体酸化物の量は、金属アルコキシド
1ミリモルに対して 0.1gないし 100g、好ましくは
0.5gないし10gである。
【0011】この発明の合成方法において用いられる上
記触媒の量は、アルデヒドまたはケトン 1ミリモルに対
して 1mgないし 100mg、好ましくは10mgないし50
mgである。
【0012】また、この発明の合成方法において還元剤
として用いられるアルコ−ルは、1級もしくは2級のい
ずれでもよく、例えば、エタノ−ル、1-プロパノ−ル、
シクロヘキサノ−ル、2-プロパノ−ル、2-ブタノ−ルを
挙げることができるが、とりわけ2級アルコ−ルが好ま
しく、特には2-プロパノ−ルが好ましい。この発明にお
いて使用される還元剤としてのアルコ−ルの量は、アル
デヒドまたはケトン 1ミリモルに対して 2ミリモルない
し 500ミリモル、好ましくは 5ミリモルないし100ミリ
モルである。
【0013】この発明の合成方法においては、反応温度
は室温ないし 150℃であり、好ましくは還元剤の沸点で
ある。また、反応時間は、 1ないし10時間が好ましい。
【0014】この発明の合成方法においては、反応を行
なう際に、トルエン等の反応に関与しない他の溶媒を適
宜用いることができる。
【0015】アルデヒドまたはケトンとアルコ−ルとの
反応が終了した後、例えば、触媒をろ別し、ろ液を蒸留
することにより生成物を単離する。この際回収された触
媒は、繰り返し使用することが可能である。
【0016】また、上記表面ヒドロキシル基を有する固
体酸化物に金属アルコキシドを担持させた触媒は、反応
系において直接調製することもできる。すなわち、アル
デヒドまたはケトンのアルコ−ル溶液中に、金属アルコ
キシドおよび表面ヒドロキシル基を有する固体酸化物を
直接添加し、系中で担持させてもよい。
【0017】
【実施例】
触媒の製造例1 ジルコニウムテトラ i-プロポキシド 3.28 gを脱水し
たイソプロパノ−ル 100mlに溶解し、シリカゲル 5g
を添加した後、撹拌しながら 5時間加熱還流した。生成
した触媒をイソプロパノ−ルからろ別し、イソプロパノ
−ルおよびヘキサンをこの順で用いて洗浄した。その
後、真空乾燥し、 5.5gの触媒を得た。
【0018】触媒の製造例2 ジルコニウムテトラn-プロポキシド 13.1 gを脱水した
1-プロパノ−ル 400mlに溶解し、シリカゲル20gを添
加した後、撹拌しながら 5時間加熱還流した。生成した
触媒を1-プロパノ−ルからろ別し、1-プロパノ−ルおよ
びヘキサンをこの順で用いて洗浄した。その後、真空乾
燥して23gの触媒を得た。
【0019】触媒の製造例3 ジルコニウムテトラ n-プロポキシド3.28gを脱水した
ドデカン50mlに溶解し、シリカゲル 1gを添加した
後、撹拌しながら 5時間加熱還流した。生成した触媒を
ドデカンからろ別し、ドデカンおよびヘキサンをこの順
で用いて洗浄した。その後、真空乾燥して 1.1gの触媒
を得た。
【0020】実施例1 還流器を備えた10mlフラスコに、製造例1で調製した
触媒 0.1g、アセトフェノン 0.5ミリモル、およびイソ
プロパノ−ル 2mlを入れ、加熱して静かに還流させ
た。反応開始から 4時間後に反応液の一部を取り、ガス
クロマトグラフィ−分析を行なった。その結果、原料の
アセトフェノンが減少し、アセトフェノンの還元生成物
であるsec-フェネチルアルコ−ルが76%の収率で生成し
ていることが確認された。また、副生成物の存在は観察
されなかった。
【0021】実施例2 触媒として製造例2で調製した触媒 0.1gを用いた他は
実施例1と同様の操作を行なった。その結果、原料のア
セトフェノンが減少し、アセトフェノンの還元生成物で
あるsec-フェネチルアルコ−ルの存在が確認された。収
率は63%であった。また、副生成物の存在は観察されな
かった。
【0022】実施例3 触媒として製造例3で製造した触媒 0.1gを用いた他は
実施例1と同様の操作を行なった。その結果、原料のア
セトフェノンが減少し、アセトフェノンの還元生成物で
あるsec-フェネチルアルコ−ルの存在が確認された。収
率は49%であった。また、副生成物の存在は観察されな
かった。
【0023】実施例4 還流器を備えた10mlフラスコに、アセトフェノン 0.5
ミリモル、イソプロパノ−ル 2ml、並びに触媒として
ジルコニウムテトラn-プロポキシド0.02gおよびシリカ
ゲル0.08gを入れ、加熱して静かに還流させた。反応開
始から 4時間後に反応液の一部を取り、ガスクロマトグ
ラフィ−分析を行なった。その結果、原料のアセトフェ
ノンが減少し、アセトフェノンの還元生成物であるsec-
フェネチルアルコ−ルの存在が確認された。収率は30%
であった。また、副生成物は観察されなかった。
【0024】比較例1 触媒として、含水酸化ジルコニウム、ジルコニウムテト
ラn-プロポキシド、ジルコニウムテトラ i-プロポキシ
ド、またはシリカゲルのいずれかを用いた他は実施例1
と同様の操作を行なった。その結果を下記表1に示す。
なお、比較のため、表1には製造例1の触媒を用いた場
合(実施例1)も併記する。
【0025】
【表1】 表1より、触媒として金属アルコキシドまたは表面ヒド
ロキシル基を有する固体酸化物を単独で用いるよりも、
この発明において用いられる触媒、すなわち表面ヒドロ
キシル基を有する固体酸化物に金属アルコキシドを担持
した触媒を用いる場合のほうがアルコ−ルの収率が高い
ことがわかる。
【0026】実施例5 還流器を備えた10mlフラスコに、製造例1で調製した
触媒0.05g、ヘキサナ−ル1.25ミリモルおよびイソプロ
パノ−ル 5mlを入れ、加熱して静かに還流させた。反
応開始から 2時間後に反応液の一部を取りガスクロマト
グラフィ−分析を行なった。その結果、原料のヘキサナ
−ルが減少し、ヘキサナ−ル還元生成物であるヘキサノ
−ルの存在が確認された。収率は53%であった。
【0027】実施例6 ヘキサナ−ル1.25ミリモルおよびイソプロパノ−ル 5m
lを用い、実施例4と同様の操作を行なった。ただし、
触媒としてジルコニウムテトラ i-プロポキシドおよび
シリカゲルを使用し、その重量比を0.05g:0.05g、0.
05g: 0.1g、0.05g:0.15g、0.05g:0.25gおよび
0.05g: 0.5gの5種類に変えて行なった。結果を下記
表2に示す。
【0028】
【表2】 比較例2 触媒として、ジルコニウムテトラ i-プロポキシド0.05
g、シリカゲル 0.1gまたはジルコニウムテトラ i-プ
ロポキシド+シリカゲルのいずれかを用いた他は実施例
5と同様の操作を行なった。ここで、ジルコニウムテト
ラ i-プロポキシド+シリカゲルとは、還流開始時にn-
ヘキサノ−ルとイソプロパノ−ルとの反応系にジルコニ
ウムテトラ i-プロポキシド0.05gおよびシリカゲル0.
15gを直接添加したことを意味する。結果を下記表3に
示す。なお、表3には、比較のために製造例1の触媒を
用いた場合も併記する。
【0029】
【表3】 表3より明らかなように、触媒としてジルコニウムテト
ラ i-プロポキシドを用いた場合には、還元生成物と同
程度の多くのアルド−ル縮合体が生成してしまう。これ
に対して、この発明において用いられる触媒は、還元生
成物であるアルコ−ルの収率が高く、かつアルド−ル縮
合が抑制されている。また、表面にヒドロキシル基を有
する固体酸化物への金属アルコキシドの担持は、反応系
中で行なった場合でも同様の効果があることが確認され
た。
【0030】実施例7 還流器を供えた10mlフラスコに、ヘキサナ−ル1.25ミ
リモルおよびイソプロパノ−ル 5mlを入れた。これ
に、触媒原料として、ハフニウムテトラ i-プロポキシ
ド 0.063gおよびシリカゲル0.15gを添加し、加熱して
静かに還流させた。反応開始から 2時間後に反応液の一
部を取り、ガスクロマトグラフィ−分析を行なった。そ
の結果、ヘキサノ−ルの収率は89%であった。比較とし
て、ハフニウムテトライソプロポキシドのみを触媒とし
て用いた場合についても同様の操作を行なったところ、
収率は56%であった。
【0031】実施例8 触媒としてジルコニウムテトラ i-プロポキシド0.05g
およびゼオライト0.15gを用いた他は実施例7と同様の
操作を行なった。その結果、ヘキサノ−ルの収率は63%
であった。比較として、ゼオライトのみを触媒として用
いた場合についても同様の操作を行なったところ、収率
は31%であった。
【0032】実施例9 触媒として、ジルコニウムテトラ i-プロポキシド0.05
gおよび含水酸化ジルコニウム0.15gを用いた他は実施
例7と同様の操作を行なった。その結果、ヘキサノ−ル
の収率は57%であった。比較として、含水酸化ジルコニ
ウムのみを触媒として用いた場合についても同様の操作
を行なったところ、収率は31%であった。
【0033】実施例10 還流器を備えた10mlフラスコに、製造例1で調製した
触媒 0.1g、シクロヘキサノン 0.5ミリモルおよびイソ
プロパノ−ル 2mlを入れ、加熱して静かに還流させ
た。反応開始から 1.5時間後に反応液の一部を取り、ガ
スクロマトグラフィ−分析を行なった。その結果、原料
のシクロヘキサノンが減少し、シクロヘキサノンの還元
生成物であるシクロヘキサナ−ルが87%の収率で生成し
ていることが確認された。また、副生物の存在は確認さ
れなかった。
【0034】次いで、原料として、前記のシクロヘキサ
ノンに代えてフェニルアセトアルデヒド、オクタナ−
ル、2-ペンタノン、2-シクロヘキセン-1- オン、2-ヘキ
セナ−ル、4-メチル-2- ペンタノンおよびトリメチルア
セトアルデヒドをそれぞれ使用し、原料の使用量、イソ
プロパノ−ルの使用量および触媒量を一部変更した他は
前記と同様の操作を行なった。その結果を下記表4に示
す。
【0035】
【表4】
【0036】
【発明の効果】以上のように、この発明においては、表
面ヒドロキシル基を有する固体酸化物に金属アルコキシ
ドを担持させた触媒を用いることにより、安価に、かつ
安全に反応を行なうことが可能になるだけではなく、従
来 Meerwein-Ponndorf-Verley還元反応に用いられてい
る均一系および不均一系触媒の欠点である反応終了後の
繁雑な処理が不要となる。また、副反応であるアルド−
ル縮合を抑制することが可能であり、さらに、回収され
た触媒は繰り返し使用可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 35/18 8827−4H 37/00 9159−4H (72)発明者 松下 肇 神奈川県横浜市緑区梅が丘6番地2 日本 たばこ産業株式会社生命科学研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒の存在下においてアルデヒドまたは
    ケトンとアルコ−ルとを反応させ、該アルデヒドまたは
    ケトンを還元してアルコ−ルを合成する方法であって、
    該触媒が表面ヒドロキシル基を有する固体酸化物に金属
    アルコキシドを担持させたものであるアルコ−ルの合成
    方法。
  2. 【請求項2】 前記表面ヒドロキシル基を有する固体酸
    化物が、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、チタニ
    ア、マグネシア、カルシアおよび含水酸化ジルコニウム
    からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸化物である
    請求項1記載のアルコ−ルの合成方法。
JP18690092A 1992-05-29 1992-07-14 アルコ−ルの合成方法 Pending JPH0640972A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1937623A2 (en) * 2005-10-21 2008-07-02 Catalytic Distillation Technologies Process for producing organic carbonates
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