JPH09301903A - メチル分岐を有する脂肪族ジオールの製造方法 - Google Patents

メチル分岐を有する脂肪族ジオールの製造方法

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JPH09301903A
JPH09301903A JP14086496A JP14086496A JPH09301903A JP H09301903 A JPH09301903 A JP H09301903A JP 14086496 A JP14086496 A JP 14086496A JP 14086496 A JP14086496 A JP 14086496A JP H09301903 A JPH09301903 A JP H09301903A
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JP
Japan
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formula
reaction
methyl
formaldehyde
acid
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JP14086496A
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Hideji Iwasaki
秀治 岩崎
Takashi Onishi
孝志 大西
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 式(2) 【化1】 (式中、nは4または5を表す。nが4である場合には
1はメチル基を表し、nが5である場合にはR1は水素
原子を表す。)で示される脂肪族ジアルデヒドをホルム
アルデヒドと反応させて式(3) 【化2】 (式中、nは4または5を表す。nが4である場合には
2およびR3はいずれか一方が水素原子、他方がメチル
基を表し、nが5である場合にはR2とR3は1つになっ
てメチレン基を表す。)で表されるアクロレイン誘導体
とし、次いで該アクロレイン誘導体を水素化して式
(1) 【化3】 (式中、nは4または5を表す)で示されるメチル分岐
を有する脂肪族ジオールを得る。 【効果】 メチル分岐を有する脂肪族ジオールを工業的
に有利に製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、メチル分岐を有す
る脂肪族ジオール、より詳しくは2,8−ジメチル−
1,9−ノナンジオールおよび/または2,7−ジメチ
ル−1,8−オクタンジオールの製造方法に関する。本
発明によって得られるこれらのジオールは、ポリウレタ
ンなどの原料として有用である。
【0002】
【従来の技術】従来、上記のジオールを製造する方法と
して、 2,7−ジメチルオクタン酸ジメチルエステルを高圧
下、銅・クロム触媒を用いて水素化する方法[J. Amer.
Chem. Soc., 70(1948), 157参照]、 2,7−ジメチルオクタン酸を金属水素化物によって
水素化する方法[Ann. Chem., 1956, 598参照]、 酢酸中、過塩素酸を用いて1,8−ジターシャリーブ
トキシ−2,7−ジメチルオクタンのエーテル結合を切
断する方法[J. Org. Chem., 16(1951), 1556参照]な
どが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、の方
法は、反応を実施するに際して高圧還元の設備が必要と
なり、またの方法は高価な金属水素化物を使用するこ
とが必要であって、いずれもジオールの製造コストの増
加につながる。さらに、の方法では、酢酸溶媒中で爆
発性のある過塩素酸を使用することが必要であり、装置
の腐食や安全性の面で問題がある。このように、上記
〜に記載された方法は、上記のジオールの工業的製法
として有利であるとはいい難い。
【0004】本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであって、2,8−ジメチル−1,9−
ノナンジオールおよび/または2,7−ジメチル−1,
8−オクタンジオールを安価かつ簡便に製造できる工業
的に有利な方法を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
課題は、式(2)
【0006】
【化4】
【0007】(式中、nは4または5を表す。nが4で
ある場合にはR1はメチル基を表し、nが5である場合
にはR1は水素原子を表す。)で示される脂肪族ジアル
デヒドをホルムアルデヒドと反応させて式(3)
【0008】
【化5】
【0009】(式中、nは4または5を表す。nが4で
ある場合にはR2およびR3はいずれか一方が水素原子、
他方がメチル基を表し、nが5である場合にはR2とR3
は1つになってメチレン基を表す。)で表されるアクロ
レイン誘導体とし、次いで該アクロレイン誘導体を水素
化することを特徴とする、式(1)
【0010】
【化6】
【0011】(式中、nは4または5を表す)で示され
るメチル分岐を有する脂肪族ジオールの製造方法を提供
することによって解決される。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明において出発原料として用
いられる、式(2)で示される脂肪族ジアルデヒド、す
なわち2−メチル−1,8−オクタンジアール(nが4
の場合に相当する)および1,9−ノナンジアール(n
が5の場合に相当する)は、工業的に入手可能な7−オ
クテン−1−アールをヒドロホルミル化することによっ
て容易に得ることができる(特公昭63−10931号
公報参照)。
【0013】7−オクテン−1−アールのヒドロホルミ
ル化生成物は、一般に上記の2種類のジアルデヒドの混
合物である。本発明では、これらのジアルデヒドを分離
して単独の化合物とした上で出発原料として使用しても
よいし、また、かかるヒドロホルミル化反応生成物をそ
のまま、すなわち2種類のジアルデヒドの混合物を出発
原料として使用してもよい。
【0014】式(2)で示される脂肪族ジアルデヒド
は、アルデヒド基のα位の炭素原子においてホルムアル
デヒドと縮合し、中間に生成するメチロール体が脱水し
て式(3)で示されるアクロレイン誘導体を与える。な
お、2−メチル−1,8−オクタンジアールでは、アル
デヒド基のα位の炭素原子のうちの1方はメチル基で置
換されているが、このメチル基で置換されている炭素原
子ではホルムアルデヒドとの縮合は起こらない。かくし
て、2−メチル−1,8−オクタンジアールからは2−
メチル−7−メチレン−1,8−オクタンジアール(n
が4である場合)が生成し、1,9−ノナンジアールか
らは2,7−ジメチレン−1,9−ノナンジアール(n
が5である場合)が生成する。
【0015】本発明で使用するホルムアルデヒドは、反
応を効率的に行う観点から、水溶液の形で使用すること
が好ましい。ホルムアルデヒドの濃度は特に限定されな
いが、反応の容積効率および操作性の観点から、10〜
46重量%であることが好ましく、30重量%程度であ
ることがより好ましい。
【0016】ホルムアルデヒドの使用量は、特に制限は
ないが、余りにも多量に使用することは製造コスト上望
ましくなく、また、反応系に残存するホルムアルデヒド
が生成物の単離の際にパラホルムアルデヒドとして固化
する可能性があるため、反応の操作性の観点からも望ま
しくない。ホルムアルデヒドは、式(2)で示される脂
肪族ジアルデヒドにおける、アルデヒド基のα位に存在
するメチレン基(−CH2−)1モル当たり0.95〜
1.2モルとなる量を使用することが好ましい。アルデ
ヒド基のα位に存在するメチレン基は2−メチル−1,
8−オクタンジアール1分子中には1個、1,9−ノナ
ンジアール1分子中には2個存在する。従って、ホルム
アルデヒドの使用量は、2−メチル−1,8−オクタン
ジアールに対しては0.95〜1.2モル倍、1,9−
ノナンジアールに対しては1.9〜2.4モル倍とする
ことが好ましい。なお、式(2)で示される脂肪族ジア
ルデヒドとしてこれらの混合物を使用する場合には、両
者の混合比率に応じてホルムアルデヒドの使用量を算出
すればよい。
【0017】本発明では、式(2)で示される脂肪族ジ
アルデヒドとホルムアルデヒドの反応を促進させること
を目的として、反応系にアミンまたはその塩を添加する
ことが好ましい。かかるアミンとしては、例えば、ジエ
チルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン、ピペ
リジン、モルホリン、ジエタノールアミン、N−メチル
アニリンなどの2級アミンを使用することができる。ア
ミンまたはその塩の使用量は、多くなる程反応が促進さ
れる傾向にあるが、製造コストおよび操作性等の観点か
ら、ホルムアルデヒドに対して、通常0.01〜10モ
ル%、好ましくは0.5〜2モル%である。
【0018】また、本発明では、式(2)で示される脂
肪族ジアルデヒドとホルムアルデヒドの反応における選
択性および反応速度をより向上させることを目的とし
て、上記のアミンに加えて反応系に酸を添加してもよ
い。かかる酸としては、例えば、塩酸、リン酸等の鉱
酸;メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等のス
ルホン酸類;酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、吉草酸、
イソ吉草酸、ヘプタン酸、オクタン酸、安息香酸、アジ
ピン酸、アゼライン酸、フタル酸、テレフタル酸等のカ
ルボン酸類などが使用できる。酸の使用量としては、上
記のアミンに対して、通常0.1〜10モル倍、好まし
くは0.2〜2モル倍である。
【0019】式(2)で示される脂肪族ジアルデヒドと
ホルムアルデヒドの反応は、通常、有機溶媒の不存在下
に実施されるが、反応に悪影響を及ぼさない限り、有機
溶媒の存在下に実施しても差支えない。かかる有機溶媒
としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デ
カン、ドデカン等の飽和脂肪族炭化水素類;トルエン、
キシレン、メシチレン、テトラリン等の芳香族炭化水素
類;塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロ
ロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;
イソプロピルエーテル、ジフェニルエーテル等のエーテ
ル類などが使用できる。有機溶媒の使用量は、製造コス
ト、反応の操作性等を考慮して適宜決定される。
【0020】また、式(2)で示される脂肪族ジアルデ
ヒドとホルムアルデヒドの反応は、窒素、アルゴンなど
の不活性ガス雰囲気下で実施することが望ましい。
【0021】式(2)で示される脂肪族ジアルデヒドと
ホルムアルデヒドの反応は、通常、式(2)で示される
脂肪族ジアルデヒド、ホルムアルデヒド水溶液、アミン
またはその塩および所望により有機溶媒を混合し、攪拌
機付きの反応容器中で所定の反応温度に保つことによっ
て実施される。また、式(2)で示される脂肪族ジアル
デヒドとアミンを予め投入した攪拌機付きの反応容器
に、ホルムアルデヒドを徐々に添加することによって実
施してもよい。さらに、式(2)で示される脂肪族ジア
ルデヒドとホルムアルデヒドの反応は連続式で実施する
ことも可能である。
【0022】式(2)で示される脂肪族ジアルデヒドと
ホルムアルデヒドの反応は、常圧または加圧下で実施す
ることができるが、一般に常圧〜2kg/cm2の範囲
内で実施される。反応温度は、反応圧力により異なる
が、通常80〜200℃、好ましくは90〜140℃の
範囲内である。
【0023】以上の反応によって得られた、式(3)で
示されるアクロレイン誘導体を含有する反応混合液は、
水を除去した後、そのまま水素化反応の原料として使用
することができる。また、所望により、水を除去した後
の反応混合液から、蒸留などによって式(3)で示され
るアクロレイン誘導体を分離取得し、得られたアクロレ
イン誘導体を水素化反応の原料として使用してもよい。
【0024】式(3)で示されるアクロレイン誘導体の
水素化は、該アクロレイン誘導体を水素化触媒の存在下
に水素と接触させることによって簡便に実施することが
できる。水素化触媒としては、アルデヒド基の水素化に
用いられる公知の触媒を使用することができ、例えば、
ラネーニッケル、ラネーコバルト、パラジウム黒などが
挙げられる。また、これらの金属を、活性炭、ケイソウ
土、アルミナ等に担持させたニッケルケイソウ土、ルテ
ニウム炭素なども使用できる。これらの触媒は、部分的
にモリブデン、タングステン、鉄、レニウム、マンガン
などで変性されていてもよい。
【0025】水素化触媒の使用量は、製造コスト、反応
の操作性等を考慮して適宜決定されるが、式(3)で示
されるアクロレイン誘導体に対して、通常0.0002
〜0.1重量倍、好ましくは0.001〜0.05重量
倍である。
【0026】式(3)で示されるアクロレイン誘導体の
水素化は10〜200℃の範囲の温度で行うことが好ま
しく、80〜120℃の範囲の温度で行うことがより好
ましい。また、式(3)で示されるアクロレイン誘導体
の水素化は常圧または加圧下で実施されるが、加圧下で
実施すると反応の進行がより円滑となる傾向にある。水
素圧力は、通常1〜100kg/cm2の範囲内に設定
されるが、反応速度、操作性、安全性などの観点から、
1〜50kg/cm2の範囲内とすることが好ましい。
【0027】式(3)で示されるアクロレイン誘導体の
水素化は溶媒の不存在下に実施することもできるが、よ
り円滑に反応を行うために水素化反応に対して不活性な
溶媒の存在下に実施することが好ましい。かかる溶媒と
しては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカ
ン、ドデカン等の飽和脂肪族炭化水素類;ジイソプロピ
ルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエー
テル類;メタノール、エタノール、プロパノール、イソ
プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノー
ル等のアルコール類などが挙げられる。溶媒の使用量
は、製造コストおよび操作性の観点から、式(3)で示
されるアクロレイン誘導体の濃度が通常5〜90重量
%、好ましくは20〜60重量%となる範囲の量であ
る。
【0028】式(3)で示されるアクロレイン誘導体の
水素化は、液相中に水素化触媒を懸濁させた状態で攪拌
式または気泡塔型の反応器で行うこともできるし、担持
触媒を充填した固定床型の反応器中で行うこともでき
る。また、連続方式またはバッチ方式のいずれの方式で
行うこともできる。
【0029】水素化生成物である式(1)で示されるメ
チル分岐を有する脂肪族ジオール類、すなわち、2,7
−ジメチル−1,8−オクタンジオールおよび/または
2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオールは、濾過ま
たは遠心分離等によって触媒を分離した反応混合物から
減圧蒸留により分離取得することができる。なお、蒸留
の際に、段数を有する蒸留塔を使用すると、式(1)で
示されるメチル分岐を有する脂肪族ジオール類を高純度
で得ることができる。
【0030】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
い。
【0031】実施例1 滴下ロートと攪拌機を備えた内容積5リットルの3口フ
ラスコに、30%ホルマリン(ホルムアルデヒド水溶
液)1281g、ジブチルアミン2.85g(21ミリ
モル)およびカプリル酸0.95g(6.6ミリモル)
を仕込み、窒素雰囲気下で内温を80℃に昇温した。得
られた混合物に、滴下ロートから2−メチル−1,8−
オクタンジアールおよび1,9−ノナンジアールの混合
物(2−メチル−1,8−オクタンジアール/1,9−
ノナンジアール=43/57)1149g(7.37モ
ル)を30分かけて滴下し、100℃に昇温して2時間
攪拌した。得られた反応混合物から水層を分液によって
除去し、得られた有機層にブタノール1200gを加え
て希釈した。
【0032】内容積5リットルのオートクレーブに、ブ
タノールで希釈した有機層およびラネーニッケル24g
を仕込み、水素にて5kg/cm2に加圧した。内温を
110℃に上げ、水素圧力を5kg/cm2に保ったま
ま11時間反応を行った。反応混合物を室温まで冷却し
た後、触媒を濾別し、得られた濾液から溶媒を留去し
た。得られた残渣を減圧蒸留し、136〜144℃/2
mmHgの留分を集め、2,7−ジメチル−1,8−オ
クタンジオールおよび2,8−ジメチル−1,9−ノナ
ンジオールの混合物(2,7−ジメチル−1,8−オク
タンジオール/2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオ
ール=39/61:ガスクロマトグラフィーによって測
定)1002gを得た(収率79.7%)。
【0033】実施例2 滴下ロートと攪拌機を備えた内容積5リットルの3口フ
ラスコに、30%ホルマリン(ホルムアルデヒド水溶
液)1281g、ピペリジン3.11g(36.5ミリ
モル)および酢酸0.55g(9ミリモル)を仕込み、
窒素雰囲気下で内温を80℃に昇温した。得られた混合
物に、滴下ロートから2−メチル−1,8−オクタンジ
アールおよび1,9−ノナンジアールの混合物(2−メ
チル−1,8−オクタンジアール/1,9−ノナンジア
ール=38/62)1149g(7.37モル)を30
分かけて滴下し、100℃に昇温して2時間攪拌した。
得られた反応混合物から水層を分液によって除去し、得
られた有機層にブタノール1200gを加えて希釈し
た。
【0034】内容積5リットルのオートクレーブに、ブ
タノールで希釈した有機層およびラネーニッケル24g
を仕込み、水素にて5kg/cm2に加圧した。内温を
110℃に上げ、水素圧力を5kg/cm2に保ったま
ま11時間反応を行った。反応混合物を室温まで冷却し
た後、触媒を濾別し、得られた濾液から溶媒を留去し
た。得られた残渣を減圧蒸留し、136〜144℃/2
mmHgの留分を集め、2,7−ジメチル−1,8−オ
クタンジオールおよび2,8−ジメチル−1,9−ノナ
ンジオールの混合物(2,7−ジメチル−1,8−オク
タンジオール/2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオ
ール=34/66)1028gを得た(収率81.8
%)。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、ポリウレタンなどの原
料として有用な2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオ
ールおよび/または2,7−ジメチル−1,8−オクタ
ンジオールを工業的に有利に製造することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(2) 【化1】 (式中、nは4または5を表す。nが4である場合には
    1はメチル基を表し、nが5である場合にはR1は水素
    原子を表す。)で示される脂肪族ジアルデヒドをホルム
    アルデヒドと反応させて式(3) 【化2】 (式中、nは4または5を表す。nが4である場合には
    2およびR3はいずれか一方が水素原子、他方がメチル
    基を表し、nが5である場合にはR2とR3は1つになっ
    てメチレン基を表す。)で表されるアクロレイン誘導体
    とし、次いで該アクロレイン誘導体を水素化することを
    特徴とする、式(1) 【化3】 (式中、nは4または5を表す)で示されるメチル分岐
    を有する脂肪族ジオールの製造方法。
JP14086496A 1996-05-10 1996-05-10 メチル分岐を有する脂肪族ジオールの製造方法 Pending JPH09301903A (ja)

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