JPH08310983A - d−メントールからd,l−メントールを製造する方法 - Google Patents
d−メントールからd,l−メントールを製造する方法Info
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- JPH08310983A JPH08310983A JP8137716A JP13771696A JPH08310983A JP H08310983 A JPH08310983 A JP H08310983A JP 8137716 A JP8137716 A JP 8137716A JP 13771696 A JP13771696 A JP 13771696A JP H08310983 A JPH08310983 A JP H08310983A
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Abstract
造する方法。 【解決手段】 光学活性d−メントールの触媒転位を、
水素の存在下、ニッケル、マンガンおよびアルカリ土類
金属の(水)酸化物と任意に周期律表の遷移Vおよび/
またはVI族元素の(水)酸化物粉末をプレス加工して
還元を受けさせた成形体を含んでいて支持体をふくまな
い固定床触媒を用いて50から350バールの圧力下2
00から350℃の温度で行うことによるd,l−メン
トールの製造方法を記述する。
Description
転位を水素の存在下で行うことによるd,l−メントー
ルの製造方法に関する。
用を有することから、天然に存在する環状テルペンアル
コール類の中で特別な地位にある。l−メントールは、
ペパーミントオイルの主要成分であり、香料、風味およ
び薬学産業で用いられている。
るとd,l−ラセミ化合物がもたらされるが、これはエ
ナンチオマーに分離可能である。メントールが示す官能
的特性の点で8種の光学活性メントールに分けらる。l
−メントールは特徴的なペパーミント香を有しかつ既に
述べた爽快にする作用を有する。このラセミ化合物が示
すl−メントールの有利な特性はおのずと部分的のみで
ある。その結果、ラセミ化合物の分離で得られるd−メ
ントールをラセミ化することで新しく生じさせたラセミ
化合物からl−メントールを再び得ることができるよう
にする課題が存在していた。
添触媒の存在下で水素と一緒に加熱することでとりわけ
d−メントールのラセミ化またはメントール立体異性体
の異性化を起こさせてd,l−メントールを生じさせる
ことができることは米国特許第2 843 636号お
よびドイツ特許出願公開第A 2 314 813号か
ら公知である。ヨーロッパ特許出願公開第563 61
1号に従い、希土類金属とマンガンでドープ処理した
(doped)支持体に支持させたパラジウム、ルテニ
ウム、ロジウムまたは上記元素の混合物を活性成分とし
て含有しそしてアルカリ金属(水)酸化物および/また
は硫酸塩を助触媒として含有する固定床触媒を用いて水
素の存在下でメントールの立体異性体をd,l−メント
ールに転位させることができる。
の量があまりにも多すぎる(これは、特に連続方法にお
いて、蓄積が原因で障害を引き起こす)か、或はその使
用触媒が初期活性をあまりにも早く失い、物理的安定性
が制限されており、触媒量当たりの処理量が限定された
量のみであり、そして/または使用済み触媒の再処理が
困難である。
トールへのラセミ化で触媒量当たりの処理量を高くする
ことを可能にして長い寿命を有する触媒を提供すること
が望まれており、この触媒には複雑な支持体系を含有さ
せるべきでなく、従って再処理可能でなければならな
い。
成形体の還元を行うことで入手可能であって支持体を含
有しない固定床触媒を用いると、驚くべきことに、上記
問題を解決することができる。本発明の文脈で言葉「金
属(水)酸化物」は金属の水酸化物および/または金属
の酸化物を意味する。
ルの触媒転位を水素の存在下高温高圧で行うことにより
d,l−メントールを製造する連続方法を提供し、この
方法は、該転位を、ニッケル、マンガンおよびアルカリ
土類金属の(水)酸化物と任意に周期律表の遷移Vおよ
び/またはVI族元素の(水)酸化物の粉末をプレス加
工した成形体の還元を行うことで入手可能であって支持
体を含まない触媒として働く成形体を用いた固定床方法
において50から350バール、好適には100から3
00バールの水素圧下200から350℃、好適には2
20から290℃の温度で実施することを特徴とする。
の処理量を顕著に高くすることを可能にする。
類金属の(水)酸化物粉末をプレス加工した成形体を支
持体なしに用いる場合、この触媒上に流すことができる
1時間当たりの重量空間速度は触媒1リットル当たり4
00から1000gのd−メントールの範囲である。周
期律表の遷移Vおよび/またはVI族元素の(水)酸化
物粉末を追加してプレス加工して用いる場合、この触媒
上に流す1時間当たりの重量空間速度を触媒1リットル
当たり1500gのd−メントールにまで高めることが
できそして反応温度を50℃に及んで下げることができ
る。
有量を40から60重量%、Mn含有量を10から20
重量%、アルカリ土類金属含有量を0.2から5重量
%、そして周期律表の遷移Vおよび/またはVI族元素
の全含有量を5重量%以下、好適には0.5から5重量
%にする。100重量%に対する残りは酸化物形態で存
在する化合物の酸素である。
ム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウム、好適
にはストロンチウムおよびバリウムである。適切な遷移
V族元素は、好適にはバナジウム、ニオブおよびタンタ
ルであり、適切な遷移VI族元素は、好適にはクロム、
モリブデンおよびタングステンである。助触媒として働
くこの遷移V族およびVI族の元素は、個別にか或は上
記元素複数の混合物として使用可能である。
錠機またはペレット製造機などを用いて金属(水)酸化
物粉末混合物を高圧下でプレス加工することによる(任
意に予め高温に加熱した後)通常方法で製造可能であ
り、ここではまたこの金属(水)酸化物粒子の接着を改
良する目的でグラファイトおよび/または接着剤をこの
プレス加工すべき全成分重量を基準にして0.5から3
重量%の量で用いることができる。成形体の例はペレッ
ト、球または顆粒であり、3から7mmの直径を持たせ
る。また、錠剤状成形体に軸方向の穴を与えることで外
側表面積を高めることも可能である。肉眼で見ると、上
記成形体は滑らかな表面を有する。
体は、この成形体の平らな面上で、300から800N
/cm2、好適には400から600N/cm2の高圧縮
強度を示すか、或はこの成形体の湾曲した表面上で、5
0から200N、好適には80から140Nの高圧縮強
度を示す。この金属(水)酸化物粉末のプレス加工品が
示す内部表面積は30から200m2/g、好適には8
0から160m2/gである。この支持体を含まない成
形体の圧縮強度はDIN 50 106に従って測定可
能であり、そして内部表面積はF.M.Nelsenお
よびF.T.Eggertsen、Analyt.Ch
em.30(1958)、1387−1392または
S.J.GreggおよびS.W.Sing、Adso
rption、Surface Area and P
orosity、London 1982、2章および
6章の方法を用いて測定可能である。
形体を用いる前に、これに注意深く還元を受けさせる必
要がある。好適には、不活性ガス/水素混合物(これの
水素含有量を最初10から15体積%にする)から成る
還元ガスを用いてこの還元を行う。不活性ガスとして好
適には窒素を用いる。この還元を例えば180から22
0℃の還元温度で約24時間実施するが、この還元の最
終段階でそのガス混合物内に存在させる窒素の比率を一
様に下げて行って最終的にこのガス混合物全体が水素か
ら成るようにする。水素がもはや消費されなくなり、そ
の結果として反応水がもはや生成しなくなった時点で還
元が完了する。
出来ている個別の高圧管であってもよく、この管を本成
形体で完全もしくは部分的に満たす。管の断面積が比較
的大きい場合、この支持体を含まない成形体をトレー
(例えばワイヤー製バスケットなど)の上で用いるのも
また有効であり得る。しかしながら、共通ジャケット内
に入れた高圧管束を用いることも可能であり、ここでも
再び、これらの個々の管をこの支持体を含まない成形体
で完全もしくは部分的に満たす。
触媒を用いる場合、これは気相中か、散水相か、或は上
昇液相(rising liquid phase)内
で実施可能である。一般的には本方法の過程中モル過剰
量で水素を用い、出発化合物1モル当たり少なくとも5
倍モルの量で水素を反応槽に通す。
である。適切な溶媒は、反応条件下で不活性な溶媒であ
り、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール
などである。
5,000時間に及ぶ非常に長い触媒運転寿命を達成す
ることができる。このような運転寿命は以前の出版物
(例えばドイツ特許出願公開第A 2 314 813
号など)の中に記述されている寿命の数倍である。
くべきことに、使用不能な副生成物、例えば望まれない
炭化水素などの生成量を<0.5重量%に保持するほど
穏やかに進行する。
処理して所望生成物を得ることができるほど高いd,l
−メントール含有量を有する。これに関連して、このラ
セミ化の平衡はl−メントール量が59.8%の所にあ
りそして本発明に従って達成可能な収率はほとんどこの
値に到達することを注目すべきである。
分離した後、この蒸留の初溜を釜残と一緒に反応に戻す
ことができる。この蒸留で取り出したd,l−メントー
ルに相当する量で出発材料を再び入れる。本発明の方法
で消費されなかった水素を循環させることができる。
に生じるd,l−メントールは≧99.9重量%の純度
で得られ、従ってさらなる精製を行うことなく全ての下
流加工で使用可能である。
の融点を示し、通常型の晶析装置内で晶析可能である。
3」は標準状態(1バール、25℃)に換算した立方メ
ートルを意味する。
しておいた内径が45mmで長さが1mの耐酸性ステン
レス鋼製垂直断熱高圧管に、ニッケル、マンガンおよび
バリウムの(水)酸化物粉末を錠剤状にすることで製造
した成形体を1.4リットル仕込んだ。このペレットの
ニッケル含有量は54重量%であり、マンガンの含有量
は15重量%であり、バリウムの含有量は1.5重量%
であった。このペレットは、高さが5mmで直径が5m
mの円柱形であり、円柱形の平らな表面上で450N/
cm2の圧縮強度および円柱形の湾曲表面上で120N
の圧縮強度を示し、そしてまた158m2/gの内部表
面積を有していた。
燥させた(温度:最大200℃、量:1時間当たり5標
準m3のN2)。活性化を200バールの窒素圧下180
から220℃の温度で実施したが、ここでは、窒素の中
に次第に水素を混合して、この混合物内の水素の比率を
最初10から15体積%にした。このガス混合物の窒素
含有量を24時間かけて一様に下げ、最終的に純粋な水
素をその反応槽の中に流した。下流に位置させた分離装
置内に反応水がもはや集められなくなって直ぐ活性化が
完了した。
して300バールにした。その後、10標準m3/時の
水素と一緒にd−メントール(純度:99.9重量%)
を1400g/時で300バールの圧力下ポンプ輸送し
て、上記高圧管の中を上から下に向かって流したが、こ
こでは、このd−メントールを高圧管に入れる前に、こ
れを、上流に位置させた電気加熱熱交換器内で290℃
の温度に加熱した。
交換器(水冷媒)内で300バールの水素圧下で冷却し
て<60℃の温度にした後、気体分離装置内で過剰量の
水素から分離し、そしてこの過剰量の水素を反応系に戻
した。
る1時間当たりの重量空間速度が触媒1リットルx時当
たり1.0kgであることに相当していた。この触媒は
7000時間の運転後でも高い活性を示した。
除去した後、99.9重量%の純度でd,l−メントー
ルを得た。
マンガン、バリウムおよびタングステンの(水)酸化物
粉末を錠剤状にすることで製造した成形体を1.4リッ
トル仕込んだ。このペレットのニッケル含有量は48重
量%であり、マンガンの含有量は15重量%であり、バ
リウムの含有量は1.0重量%であり、そしてタングス
テンの含有量は0.6重量%であった。このペレット
は、高さが5mmで直径が5mmの円柱形であり、円柱
形の平らな表面上で545N/cm2の圧縮強度および
円柱形の湾曲表面上で110Nの圧縮強度を示し、そし
てまた117m2/gの内部表面積を有していた。
混合物の活性化を実施例1と同様に行った後、水素圧を
高くして300バールにした。
d−メントール(純度:99.9重量%)を1800g
/時で300バールの圧力下連続的にポンプ輸送して、
上記高圧管の中を上から下に向かって流したが、ここで
は、このd−メントールを高圧管に入れる前に、これを
240℃の温度に加熱した。
る1時間当たりの重量空間速度が触媒1リットルx時当
たり1.29kgであることに相当していた。この触媒
は6000時間の運転後でも高い活性を示した。
マンガン、バリウムおよびモリブデンの(水)酸化物粉
末を錠剤状にすることで製造した成形体を1.4リット
ル仕込んだ。このペレットのニッケル含有量は60重量
%であり、マンガンの含有量は15重量%であり、バリ
ウムの含有量は1.5重量%であり、そしてモリブデン
の含有量は1.0重量%であった。このペレットは、高
さが5mmで直径が5mmの円柱形であり、円柱形の平
らな表面上で635N/cm2の圧縮強度および円柱形
の湾曲表面上で90Nの圧縮強度を示し、そしてまた1
38m2/gの内部表面積を有していた。
混合物の活性化を実施例1と同様に行った後、水素圧を
200バールに維持した。
d−メントールを1900g/時で200バールの圧力
下連続的にポンプ輸送して、上記高圧管の中を上から下
に向かって流したが、ここでは、このd−メントールと
水素を高圧管に入れる前に、これらを230℃に加熱し
た。
る1時間当たりの重量空間速度が触媒1リットルx時当
たり1.36kgであることに相当していた。この触媒
は7400時間の運転後でも高い活性を示した。
マンガン、ストロンチウムおよびバナジウムの(水)酸
化物粉末を錠剤状にすることで製造した成形体を1.4
リットル仕込んだ。このペレットのニッケル含有量は5
4重量%であり、マンガンの含有量は16重量%であ
り、ストロンチウムの含有量は0.9重量%であり、そ
してバナジウムの含有量は1.2重量%であった。この
ペレットは、高さが5mmで直径が5mmの円柱形であ
り、円柱形の平らな表面上で691N/cm2の圧縮強
度および円柱形の湾曲表面上で110Nの圧縮強度を示
し、そしてまた141m2/gの内部表面積を有してい
た。
た後、水素圧を高くして300バールにした。その後、
15標準m3/時の水素と一緒にd−メントールを18
00g/時で300バールの圧力下連続的にポンプ輸送
して、上記高圧管の中を上から下に向かって流したが、
ここでは、このd−メントールを高圧管に入れる前に、
これを260℃に加熱した。
℃の温度にした後、気体分離装置内で過剰量の水素から
分離し、そしてこの過剰量の水素を反応系に戻した。
る1時間当たりの重量空間速度が触媒1リットルx時当
たり1.3kgであることに相当していた。この触媒は
2000時間の運転後でも高い活性を示した。
ある。
を水素の存在下高温高圧で行うことによりd,l−メン
トールを製造する連続方法であって、該転位を、ニッケ
ル、マンガンおよびアルカリ土類金属の(水)酸化物と
任意に周期律表の遷移Vおよび/またはVI族元素の
(水)酸化物の粉末をプレス加工した成形体の還元を行
うことで入手可能であって支持体を含まない触媒として
働く成形体を用いた固定床方法において50から350
バールの水素圧下200から350℃の温度で実施する
ことを特徴とする方法。
物粉末をプレス加工した成形体に、ニッケルを30から
60重量%、マンガンを10から20重量%、アルカリ
土類金属を0.2から5重量%、そして周期律表の遷移
族Vおよび/またはVIの元素を5重量%以下の量(各
場合とも金属として計算)で含め、ここで、このパーセ
ントが金属(水)酸化物粉末混合物の全量を基準にした
パーセントであり、そしてその100重量%に対する残
りが酸素である第1項記載の方法。
工した成形体がこの成形体の平らな面上で300から8
00N/cm2の圧縮強度を示しそしてこの成形体の湾
曲した表面上で50から200Nの圧縮強度を示す(D
IN 50 106に従って測定)第1項記載の方法。
工した成形体に30から200m2/gの内部表面積を
持たせる第1項記載の方法。
にする第1項記載の方法。
する第1項記載の方法。
ている間、出発材料1モル当たり少なくとも5倍モル量
の水素を反応槽の中に通すことを特徴とする第1項記載
の方法。
から該d,l−メントールを蒸留で取り出しそしてその
残りの反応生成物を該反応に戻すことを特徴とする第1
項記載の方法。
Claims (1)
- 【請求項1】 光学活性d−メントールの触媒転位を水
素の存在下高温高圧で行うことによりd,l−メントー
ルを製造する連続方法であって、該転位を、ニッケル、
マンガンおよびアルカリ土類金属の(水)酸化物と任意
に周期律表の遷移Vおよび/またはVI族元素の(水)
酸化物の粉末をプレス加工した成形体の還元を行うこと
で入手可能であって支持体を含まない触媒として働く成
形体を用いた固定床方法において50から350バール
の水素圧下200から350℃の温度で実施することを
特徴とする方法。
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