JPH11508918A

JPH11508918A - キノリン塩基の製造方法

Info

Publication number: JPH11508918A
Application number: JP9505979A
Authority: JP
Inventors: マカティーアー，コリン・エイチ; デーヴィス，ロバート・ディー，シニアー; カルヴィン，ジョエル・アール
Original assignee: レイリー・インダストリーズ・インコーポレーテッド
Priority date: 1995-07-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1999-08-03
Also published as: EP0847389A1; WO1997003051A1; IN181930B; EP0847389A4; AU6488796A; TW343969B; US5700942A

Abstract

(57)【要約】置換又は非置換アニリン塩基と、ホルムアルデヒドと、Ｃ₂−Ｃ₄アルデヒドとの気相反応によるキノリン類の製造方法であって、アルデヒド：アニリン塩基のモル比が少なくとも２：１である前記方法を提供する。本発明のより好ましい方法は、８−メチルキノリンの高い選択性及び収率と、アニリン塩基の高い転化率とを達成する。

Description

【発明の詳細な説明】キノリン塩基の製造方法本発明は一般にキノリン塩基に関し、特に、固体酸触媒の存在下でのアニリン塩基とアルデヒドとの反応によってキノリン塩基を製造するための気相反応（va por-phase recations）に関する。さらなる背景として、８−メチルキノリンのようなキノリン塩基は、農薬及びその他の化学薬品の合成における中間体として有用である既知化合物である。例えば、８−メチルキノリンがオゾンによって酸化されて、２−アセチルニコチン酸を形成することができることは公知であり（Ｃ．Ｏ’Ｍｕｒｃｈｕ，Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，１９８９，８８０〜８８２頁を参照のこと）、２−アセチルニコチン酸自体は農薬への中間体として役立つ（ＥＰ６４６，３１５，１９９５年４月５日を参照のこと）。８−メチルキノリン及びその他のキノリン類の商業的な製造方法を提供するような良好な収率及び選択性での合成は、現在までに、幾つかの困難を提起している。キノリン類は典型的に“Ｓｋｒａｕｐ合成法”、即ち、アミノ基に対して少なくとも１つの非置換オルト位置を含有するアリールアミンとグリセロールとの硫酸及び酸化剤の存在下でのバッチ式液相環化縮合によって製造される（Ｒ．Ｈ．Ｆ．ＭａｎｓｋｅとＭ．Ｋｕｌｋａ，Ｏｒｇ．Ｒｅａｃｔ．１９５３，５９〜９８頁を参照のこと）。Ｓｋｒａｕｐ合成法は特に激しい反応であることが知られており、グリセロールと硫酸との添加速度を制御することによって反応温度を緩和するように注意しなければならない。この理由から、Ｓｋｒａｕｐ反応は小規模でのバッチ式で、又は多量のキノリン類を製造する場合には、試薬の制御されない添加及び反応混合物の突然の還流／蒸発に対して防御するように設計された装置によって最も良くおこなわれる。条件が最適化された場合には、Ｓｋｒａｕｐ合成法はキノリン類の良好な収率、例えば８−メチルキノリンの９０％収率を生じることができる（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，１９８９，８８０〜８２を参照のこと）。この場合にも、Ｓｋｒａｕｐ合成法は反応完了（work-up）時と反応混合物の中和時に非常に多量の副生成物である硫酸ナトリウムを生じるという重大な欠点を有する。この硫酸ナトリウム副生成物の重量は典型的に回収されたキノリン化合物の重量よりも３〜６倍多い。それ故、キノリン化合物を多数トン規模で製造すべき場合には、汚染された硫酸ナトリウムの除去と安全な廃棄とが重大な問題になる。したがって、高い収率、選択性及び転化率を特徴とし、好ましくは比較的高い純度でのこの所望の生成物の製造をも特徴とする、キノリン類への便利なルートの必要性が依然として存在する。さらに、有利な方法は有機副生成物を生じる方法であり、有機副生成物は、埋め立て地に廃棄するか又は他のやり方で処理しなければならない無機副生成物とは対照的に焼却することができる。本発明はこれらの必要性に対処する。発明の概要高い収率と転化率とをもたらす、便利な気相反応によるキノリン類の製造方法を提供することが、本発明の目的である。広範囲の入手可能な固体酸触媒を用いて便利に実施することができるキノリン類の製造方法を提供することが、本発明の他の目的である。生成物の回収を妨害するか又は費用のかかる廃棄を必要とすると考えられる副生成物の製造を最少にするキノリン類の製造方法を提供することが、本発明の他の目的である。固定床反応系又は流動床反応系での連続操作に便利にかつ効果的に適応されるキノリン類の製造方法を提供することが、本発明のさらに他の目的である。上記及びその他の目的と利点は、キノリン塩基を形成するために、アルデヒドとアニリン塩基とを少なくとも２：１のそれぞれのモル比で含有する蒸気流を固体酸触媒床上に約３５０℃を越える温度で通すことによってキノリン塩基を製造する方法であって、アルデヒドがホルムアルデヒド及びＣ₂−Ｃ₄アルデヒドを包含する本発明の方法によって達成される。本発明のさらに好ましい方法は、アルキル置換アニリンとホルムアルデヒド及びＣ₂−Ｃ₄アルデヒドとの反応によってアルキル置換キノリン塩基を製造する。最も好ましい形では、本発明は２−メチルアニリン（オルトートルイジンとしても公知である）と、ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドとを上記のように反応させて、８−メチルキノリンを形成する、８−メチルキノリンの製造方法を提供する。このような方法を用いて、意外に良好な収率で、しかも反応物の高い転化率を達成しながら、キノリン類を形成することができることが発見された。さらに、反応への過剰なアルデヒドの使用が形成された反応混合物中の所望のキノリンの純度を高めることが発見された。例えば、８−メチルキノリンの製造において、アルデヒド：８−メチルキノリンのモル比を高めると、８−メチルキノリンの形成量が２，８−ジメチルキノリンに比べて増加する−後者は所望の生成物と同じ温度で沸騰する。したがって、アルデヒドのかなりの過剰量の使用が、キノリン生成物を蒸留によって良好な純度で回収することができる改良された仕上げ処理をもたらす。本発明の他の好ましい実施態様は、８−メチルキノリンを形成するために、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド及び２−メチルアニリンを固体酸触媒床上に少なくとも約３５０℃の温度において通すことを包含する、８−メチルキノリンの製造方法を提供する。この方法のさらに好ましい条件は本発明の上記実施態様に関連して述べた条件と同じである。本発明の上記及びさらに他の目的、特徴及び利点は以下の説明から明らかになるであろう。好ましい実施態様の説明本発明の原理の理解を容易にするために、次に、本発明のある一種の実施態様を参照しながら、専門的言語を用いて、本発明を説明する。それにも拘わらず、これによって本発明の範囲の限定が意図されず、これらの実施態様の変更及びさらなる改変並びに本明細書に述べたような本発明の原理のさらなる応用は、本発明が関する技術分野における当業者には通常思いつくものと見なされることは理解されるであろう。上述したように、本発明の好ましい実施態様は、キノリン塩基を形成するために気相におけるアルデヒド２モル以上につきアニリン塩基１モルの反応を必要とする。出願人は、この反応がキノリン塩基生成物の高い収率及び純度と選択性とを与えると同時に、反応物の良好な転化率を達成することを発見した。これに関して、本発明の方法の出発物質は非常に容易に入手可能であり、この出発物質を商業的供給源から得ることができるか又は当該技術分野及び文献に非常に良く知られた方法によって製造することができる。したがって、本明細書で用いるかぎり、“アニリン塩基”なる用語は、望ましい反応を受けてキノリン塩基を生成するアニリン自体とアニリンの置換誘導体とを包含する置換及び非置換アニリン塩基を意味する。置換アニリンは、用いる場合に、１個又は複数個のアルキル基が１〜約５個の炭素原子を含有する（即ち、Ｃ₁−Ｃ₅アルキル）モノ−又はポリ− アルキルで置換されていることが好ましいが、当業者はキノリンを形成するための気相反応を不利に妨害しない他の置換基も適切であることを認識するであろう。最も好ましくは、アニリン塩基は２−メチルアニリンである。アルデヒド反応物はホルムアルデヒドとＣ₂−Ｃ₄アルデヒド、例えばアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド又はブチルアルデヒドを包含し、これらのアルデヒドを一緒にしたものは共にアニリン塩基に対して少なくとも２：１のモル比で、一般に２：１から約１０：１までの範囲内に入るモル比で用いられる。このような高いアルデヒド：アニリン塩基モル比の使用がアニリン塩基の優れた転化を与えるのみでなく、このようなモル比を用いて、所望のキノリン生成物の製造方法の選択性を高めることもできることが発見した。さらに好ましい本発明の方法では、２−メチルアニリン（オルト−トルイジン）、アセトアルデヒド及びホルムアルデヒドを別々に又は一緒に気化させて、触媒床上に連続的に通して所望の８−メチルキノリン生成物を形成する。本発明を実施する１つの形態では、アセトアルデヒドとホルムアルデヒドとを一緒に気化させて、触媒床に供給することができ、２−メチルアニリンは気化させて、別の流れとして供給することができる。この手筈（arrangement）は反応物を触媒床に導入するための便利な方法を与えるが、当業者によって理解され、当業者の能力の範囲内に充分入るような、他の多くの適当な手筈を用いることができる。上述したような８−メチルキノリンの製造では、アルデヒド（アセトアルデヒドとホルムアルデヒド）を２−メチルアニリンに対して少なくとも２：１のモル比で反応に供給する。アルデヒドの２−メチルアニリンに対するさらに好ましいモル比は少なくとも約３：１である。上述し、以下の表２に示すように、アルデヒドのこのようなモル過剰量はアニリン反応物の高い転化率、容易には８０％より高く、９０％をも越え、１００％近くの転化率を達成するプロセスをもたらす。さらに、アルデヒド：２−メチルアニリンのモル比の増大は形成される反応混合物中において主要副生成物２，８−ジメチルキノリンに対する８−メチルキノリンの純度の上昇をもたらし、形成される反応混合物中で１０を越える８−メチルキノリン：２，８−ジメチルキノリンのモル比が容易に達成される。このことは当然、特に蒸留が必要である場合の反応混合物の反応完了処理を改良する。ホルムアルデヒドはメタノールをも含有する供給流原料（feed）から生じることも可能である。とはいえ、これに関して、以下の表３に示す結果によって実証されるように、反応に供給されるメタノール量の増加が所望の８−メチルキノリンの生産性（productivity）、選択性、収率及び純度の低下をもたらすことを、出願人は発見した。それ故、これらの見地から、このような供給流が少なくとも約１：１のホルムアルデヒドのメタノールに対するモル比を含有することが好ましい。さらに、好ましい方法では、反応に供給されるＣ₁成分（即ち、ホルムアルデヒドのモル数と存在するメタノールのモル数とを合わせたもの）のアセトアルデヒドに対するモル比は少なくとも約１である。以下の表４に示すように、好ましい本発明の方法の性能に実質的に影響を与えることなく、１つ以上の反応物供給流中に水を含めることもできる。表４において、反応に供給する水の倍増は生成物収率の実質的な変化をもたらさなかった。このことは、床の流動化の維持を助けるために水蒸気が一般に用いられる流動床反応において好都合である。これに関して、上述したように、これらの流動床反応系と固定床反応系の両方が本発明における使用に適する。キノリン類の望ましい製造を達成するためのこれらの触媒床系の両方の設計及び操作と、維持とは充分に当業者の能力の範囲内にある。これまでの出願人の研究では、流動床反応が好ましい結果を与えている。本発明の反応は所望のキノリン塩基生成物を形成するために充分に高い温度においておこなわれる。好ましい温度は約３５０℃より高く、例えば約３５０℃〜約５５０℃の範囲内に入る温度である。本発明の方法をおこなうためにさらに好ましい温度は約４５０℃〜約５００℃の範囲内である。本明細書の開示を考慮するならば、触媒寿命を最大にしながら８−メチルキノリンの高い生産性を得るための一定の反応の最適温度の選択は当業者の能力の範囲内にある。一般的に述べると、本発明に用いられる触媒は、当面の反応においてキノリン生成物の形成を促進する固体触媒である。これらの触媒は好ましくはブレンステッド（Bronsted）酸性又はルイス酸性を与える固体酸触媒であり、ブレンステッド酸性を与える触媒が特に好ましい。したがって、より好ましい触媒は非晶質シリカーアルミナ触媒並びにゼオライト触媒を包含する。これに関して、非常に多様なシリカ−アルミナ触媒が公知であり、商業的供給源から容易に入手可能である。同様に、種々のゼオライト触媒も公知であり、入手可能であり、例えば、１〜１２の範囲内の拘束指数（constraint index）を有する、例えばシリカライト（silicalite）及びＺＳＭ−５のような中孔度（medium-pore）ゼオライトと、１未満の拘束指数を有するゼオライト−ｂｅｔａ（ベータ）、ゼオライト−Ｙ（超安定−Ｙを含む）及びモルデナイト（mordenite）のような大孔度（large por e）ゼオライトとを包含する。本発明によると、ゼオライト若しくは非晶質シリカ−アルミナ触媒をそれらのＨ−形で用いることができるか、又は反応におけるそれらの挙動を改変するために例えば亜鉛及びスズのような金属によって修飾することができる。本発明の方法に用いるために、固体酸触媒を好ましくは結合剤若しくはマトリックス中に配合してから、ペレット化するか若しくは押出成形するか（固定床触媒に関して）、又は粉砕若しくは噴霧乾燥して（流動床触媒に関して）、商業的用途を有する形を製造する。このような結合剤は慣用的な結合剤であることができ、典型的に、例えば粘土（例えば、カオリン若しくはモンモリロン石）、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア及び三元組成物（例えば、シリカ−アルミナ−トリア、シリカ−アルミナ−ジルコニア、シリカ−アルミナ−マグネシア、シリカ−マグネシア−ジルコニア等）のような、天然生成物質及び合成物質を包含する。量に関しては、配合された(formulated) 触媒物質中の結合剤（用いる場合に）の量は通常、ゼオライト又は非晶質シリカ −アルミナ触媒に対して最高約８０％ｗ／ｗまでである。特に流動床操作に関しては、生ずる触媒物質が約５〜５００μｍの粒度を有することが好ましく、６０〜１００μｍのオーダーの平均粒度が好ましい。生成された反応混合物からキノリン生成物を回収して、例えば蒸留等のような慣用的方法を用いて精製することができる。生成物のキノリン類は農業及びその他の分野における非常に多様な用途に適する。例えば、８−メチルキノリンをオゾンによって酸化して、２−アセチルニコチン酸を生成することができる。このような方法では、２−アセチルニコチン酸を形成するために効果的な条件下で、８−メチルキノリンにオゾンを接触させた後に、過酸化水素と接触させる。このような方法は公知であり、例えば、Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，１９８９，８８０〜８８２頁に開示されている。以下の特定の実施例は、本発明とその特徴及び利点をさらに充分に理解し、評価するために記載するものである。これらの実施例が例示であり、本発明を限定しないことは理解されるであろう。実施例１触媒の製造大抵の触媒は粉末形で提供され、これらを２５〜５０％ｗ／ｗのＳｉＯ₂と結合させた（ＬｕｄｏｘＡｓ−４０、ＤｕＰｏｎｔＣｈｅｍｉｃａｌ社）。乾燥させ、か焼（calcination）した（５５０℃、６時間）後に、得られたケーキを破壊し、ふるい分けし、０．５〜１．０ｍｍ粒度物質を単離して、用いた。結合処理はまたアンモニウム形のゼオライトをプロトン形又は酸形（Ｈ−形）に転化させた。Ａｌ₂Ｏ₃（Ａｌｃｏａ社Ｈ−１５１）と４％ｗ／ｗＡｌ₂Ｏ₃：９６％ＳｉＯ₂（Ａｋｚｏ社）とはペレット形（約１／４インチ直径）で供給され、これらを破砕し、ふるい分けして、０．５〜１．０ｍｍ粒度範囲を有する画分を得た。非晶質シリカーアルミナ触媒（１３％ｗ／ｗＡｌ₂Ｏ₃：８７％ＳｉＯ₂，Ｇｒａｃｅ社）を含浸法及び沈殿法を用いてＺｎＯ及びＳｎＯ₂によって修飾した。この触媒に硝酸亜鉛水溶液を加えて、乾燥及びか焼後に、８％ｗ／ｗＺｎＯ：１２％Ａｌ₂Ｏ₃：８０％ＳｉＯ₂を得た。スズ触媒はアンモニア水溶液とこのシリカーアルミナ触媒との存在下で硫酸スズ（ＩＩ）から製造した。スラリーを回収し、乾燥させ、か焼して、１５％ｗ／ｗＳｎＯ₂：１１％Ａｌ₂Ｏ₃：７４％ＳｉＯ₂を得た。亜鉛−及びスズ−修飾触媒をＳｉＯ₂と結合させて、適当な大きさの画分を上述のようにして製造した。これらの実施例に用いた触媒の一覧表を以下の表１に示す。実施例２〜３４固定床実験種々な条件下での本発明による８−メチルキノリン（８−ＭｅＱ）の製造を説明するために、一連の実施例をおこなった。各実施例は０．５〜１．０ｍｍ直径の粒度範囲を有する触媒８ｍｌを用いた。触媒床は２個のシリカウールプラグによって適所に維持された石英管中に固定した。これらの実験の前に、触媒を流動する空気中で５５０℃において一晩（１８時間）活性化した（触媒再使用の場合には再生した）。次に、触媒床の温度を４７０℃に低下させた。次に、空気流を窒素に代えて、系を約１０分間パージし、その後、反応のために選択した接触時間が得られるように系を調節した。液体供給流は２個の別々の注射器ポンプから供給した。第１ポンプはニートなオルトートルイジンを含有し、第２ポンプはホルムアルデヒド：アセトアルデヒド溶液を含有した。４５％ｗ／ｗホルムアルデヒド：１１％メタノール：４４％水又は５２％ｗ／ｗホルムアルデヒド：２％メタノール：４６％水を含有するホルムアルデヒド溶液を実験の大部分に対して用いた。選択した実験に関して所望の供給組成物を得るために、ホルムアルデヒド溶液にアセトアルデヒド（ＭｅＣＨＯ）、メタノール及び水を加えた。反応器の流出蒸気を凝縮器（condenser）に通して導いて、回収された液体を都合のよい時に計量した。典型的に、実験の最初の２０分間に得られた液体は廃棄した。次に、３回の１時間試験期間を、各期間の中点が０．８、１．８及び２．８時間生産中（hours-on-stream；ＨＯＳ）を表すように選択した。反応粗生成物（reaction crude）をエタノールによって均質化してから、基準として４− ｔｅｒｔ−ブチルピリジンを加えた。次に、サンプルを標準方法を用いてＧＣによって分析した。報告した８−メチルキノリンの選択性と収率とはオルト−トルイジンのモル数に基づくものである。８−メチルキノリンの純度は８−メチルキノリン／２，８−ジメチルキノリン（２，８−Ｍｅ₂Ｑ）重量比に基づくものである。実験の完了後に、反応器ユニットを窒素によって洗浄した。ゼオライト触媒を最初に２０％空気／８０％窒素ガス中で５００℃において３０分間再生した。次に、温度を５５０℃に上げ、空気の窒素に対する割合を段階的に高めて、触媒が１００％空気雰囲気下にあるまでにした。非晶質触媒を同じ温度プログラムに通したが、この場合には、全体を通して１００％空気雰囲気を用いた。第１セットの実施例では、アルデヒドのオルトートルイジン（ｏＴＯＬ）に対するモル比を変化させた。これらの実施例に関しては、ＬＡ触媒を４７０℃の床温度及び３．１〜３．６秒間の接触時間で用いて、８−メチルキノリンを製造した（Ｎ₂キャリヤーガス流速度は接触時間を維持するように調節した）。第１液体有機供給流は１．０ｍｌ／ｈの流速度で供給される２−メチルアニリン（９９．５％純度）を包含した。第２液体有機供給流はＣ₁成分（４．４：１モル比でのホルムアルデヒド：メタノール）とアセトアルデヒドとを包含した。この第２供給流中のＣ₁成分のアセトアルデヒドに対するモル比は１．１：１であった。結果は以下の表２に示す。表２のデータは、アセトアルデヒド／オルト−トルイジンのモル比の増加が８ −メチルキノリンの選択性、収率及び生産性に有利であることを実証する。さらに、≧２のアセトアルデヒド／オルト−トルイジンのモル比はオルト−トルイジンの非常に高い転化率を与え、８−メチルキノリン／２，８−Ｍｅ₂Ｑの重量比が示すように８−メチルキノリン生成物の純度を改良した。２，８−Ｍｅ₂Ｑ（沸点＝２５５℃）は主要な不純物であり、８−メチルキノリン（沸点＝２４８℃ ）の蒸留時に最少化される必要がある。他のセットの実験では、ＬＡ触媒を同様な条件下で用いたが、但し、この場合には、接触時間は３．６〜４．２秒間であり、アセトアルデヒドのオルト−トルイジンに対するモル比は約３：１に維持し、ホルムアルデヒドのメタノールに対するモル比は変化させた。結果は以下の表３に示す。表３は、５２％ＣＨ₂Ｏ／２％ＣＨ₃ＯＨ／４６％Ｈ₂Ｏ混合物がオルト−トルイジン転化率、８−メチルキノリンの収率と純度に関して最も良い結果を与えたことを実証する。メタノールによるホルムアルデヒドの部分的置換（ＣＨ₂Ｏ／ＣＨ₃ＯＨ＝１．０〜４．４）は８−メチルキノリンの中程度の選択性、収率、生産性及び純度を与える。メタノールによるホルムアルデヒドの完全な置換（ＣＨ₂Ｏ／ＣＨ₃ＯＨ＝０．０）は生成物を生じるが、相対的により不良な収率及び純度を有する。反応に対する添加水の影響を実証するために、別のセットの実験をおこなった。条件は上記実施例７の条件（ＭｅＣＨＯ／ｏＴＯＬ＝３．０）と同様であったが、但し、この場合には、表４に示した量で水を供給した。これから分かるように、Ｈ₂Ｏ／オルトートルイジン比の倍増が収率に影響することなく可能であり、さらに、これは純度をある程度改良するように思われる。別のセットの実験では、ホルムアルデヒド：アセトアルデヒド供給流（Ｃ₃／ｏＴＯＬモル比＝１）の代わりに種々なＣ₃供給流成分を研究した。条件は、他に指定した場合以外は、上記第１セットの実験（実施例２〜８）の条件と同じであった。結果は表５に示す。これから分かるように、Ｃ₃成分はある量の８−メチルキノリン生成物を与えたが、プロセス全体はホルムアルデヒド／アセトアルデヒド供給流を用いる反応に比べた場合に比較的不良であった。概ね上述のように実施したさらに他の実験では、ＬＡ触媒の代わりに種々な触媒をそれぞれ３．０と１．１のＭｅＣＨＯ／ｏＴＯＬモル比とＣ₁／ＭｅＣＨＯモル比と、３．６秒間の接触時間とで用いた。結果は以下の表６に示すが、これら結果はキノリン生成物を製造するための広範囲な固体酸触媒の効力を実証する。実施例３５流動床反応受け取ったままの（as-received）粉末形のＬＡ触媒（４４０ｇ）を１．６” 内径流動床反応器に装填した。窒素ガスを反応器底部の分配プレートに通すことによって、触媒床の流動化を開始した。次に、反応器を４７０℃にまで加熱した。ホルムアルデヒド／アセトアルデヒド（Ｃ₁／Ｃ₂＝１．１モル）溶液とオルト −トルイジンとを別々に反応器に供給した。ホルムアルデヒド／アセトアルデヒド溶液は気化器（vaporizer）を通過してから、スパージャーライン（sparger l ine）を介して反応器に入った。オルト−トルイジンも気化させてから、窒素と共に分配プレートに通して供給した。反応器を通る表面速度（superficial velo city）は１ｆｔ／秒であり、アセトアルデヒド／オルト−トルイジンのモル比とＮ₂／（ｏＴＯＬ＋ＭｅＣＨＯ＋ＣＨ₂Ｏ＋ＭｅＯＨ）のモル比はそれぞれ３．６５と１．０であった。反応器流出液はフィルターヘッドに通してから、凝縮させて、受器に回収した。最初の１５分間の操作から回収された液体は廃棄した。次に、液体反応の粗生成物を１０５分間にわたって回収した。実験の終了時に、反応器を窒素によってパージしてから、５５０℃において空気によって触媒を再生した。回収された液体反応粗生成物を固定床触媒の試験に関して述べた方法と同じ方法で分析した。これはオルト−トルイジンの転化率が９９．７％であり、８−メチルキノリンの収率が６７．８％であることを示した。８−メチルキノリンは他のキノリン塩基と共に、湿った反応粗生成物からトルエン抽出によって回収された。抽出物からトルエンを蒸留して、乾燥した粗生成物を得て、これを減圧蒸留した。８−メチルキノリン画分は１４３℃及び３４ｍｍＨｇ圧力において回収された。回収された８−メチルキノリン画分の分析は、８５％を越える回収率が得られたことを示した。８−メチルキノリンの中央画分（mid-fraction）の分析は９６％の分析値を示した。実施例３６〜５６付加的キノリン類の合成これらの実験は、３−メチルキノリン（３−ＭｅＱ）、３−エチルキノリン（３−ＥｔＱ）、３，８−ジメチルキノリン（３，８−Ｍｅ₂Ｑ）、３，７−ジメチルキノリン（３，７−Ｍｅ₂Ｑ）と３，５−ジメチルキノリン（３，５−Ｍｅ₂ Ｑ）を含有する混合物、７−メチルキノリンと５−メチルキノリンを含有する混合物、６，８−ジメチルキノリン、及び８−イソプロピルキノリン（８−ＩＰＱ）の合成のための固定床マイクロリアクター反応の結果を示す。これらの生成物は、以下の表に示すように、混合Ｃ₁／ＲＣＨ₂ＣＨＯ供給流（Ｒ＝Ｍｅ、Ｅｔ）とアリールアミン供給流（１．０ｍｌ／ｈｒで供給されるアリールアミン）との反応によって形成された。用いたアリールアミンは、アニリン（ＰｈＮＨ₂）、オルト−トルイジン（ｏＴＯＬ）、メタ−トルイジン（ｍＴＯＬ）、２，４−ジメチルアニリン（２，４−Ｍｅ₂Ａ）、及び２−イソプロピルアニリン（２−ＩＰＡ）を包含した。実験データの全ては８ｍｌの床容積、０．５〜１．０ｍｍの粒度範囲及び４７０℃の床温度によって得られた。ＲＣＨ₂ＣＨＯ／アリールアミンのモル比とＣ₁／ＲＣＨ₂ＣＨＯのモル比はそれぞれ３．０と１．１であり、用いたＣ₁供給流は４．４のＣＨ₂Ｏ／ＣＨ₃ＯＨモル比を有した。窒素キャリヤーガスは、３．０〜４．０秒間の接触時間を維持するように用いた。これらの実験に用いた触媒は上記実施例で報告した触媒と本質的に同じであり、これらの触媒は表７に記載する。ＺＳＭ５（ＭＦＩ）触媒とゼオライト−ＢＥＴＡ（ＢＥＴ）触媒とに対して異なるＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃比を用いた。シリカの結合、乾燥、か焼及びふるい分け工程は上記実施例に報告した工程と同じである。上記データは、本発明によると固体酸触媒の範囲によって３−アルキルキノリンの良好な収率と選択性が得られることを実証する。さらに、他の２つの実験においては、本発明の方法を用いて、それぞれＭＯＲ（１００）触媒（実施例５６）とＨ−Ｙ触媒（実施例５６）上で３，８−ジメチルキノリンを製造した。特に、メタ−トルイジンの代わりにオルト−トルイジンを用いた以外には表１０に規定した条件下で、これらの２触媒上で３，８−ジメチルキノリンを製造して、良好な転化率、選択性、収率及び生産性を得た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者デーヴィス，ロバート・ディー，シニアーアメリカ合衆国インディアナ州46135，グリーンキャッスル，ノース・カウンティ・ロード 400 ウエスト 5579 (72)発明者カルヴィン，ジョエル・アールアメリカ合衆国インディアナ州46032，インディアナポリス，ノース・メリディアン・ストリート 15708

Claims

【特許請求の範囲】１．アルデヒドとアニリン塩基とを少なくとも２：１のそれぞれのモル比で含有する蒸気流を固体酸触媒床上に約３５０℃を越える温度において、キノリン塩基を形成するように、通すことを含むキノリン塩基の製造方法であって、前記アルデヒドがホルムアルデヒドとＣ₂−Ｃ₄アルデヒドとを包含する前記方法。２．蒸気流がメタノールをも包含し、ホルムアルデヒドとメタノールとを合わせたもののＣ₂−Ｃ₄アルデヒドに対するモル比が少なくとも約１である、請求項１記載の方法。３．蒸気流がアルキル置換アニリンを含み、前記反応の生成物としてアルキル置換アニリンを回収する工程をも含む、請求項２記載の方法。４．アルキル置換アニリンが２−アルキルアニリンである、請求項３記載の方法。５．アルキル置換アニリンがメチルアニリンである、請求項３記載の方法。６．メチルアニリンが２−メチルアニリンである、請求項５記載の方法。７．２−メチルアニリンと、ホルムアルデヒドと、アセトアルデヒドとを含有する蒸気流を固体酸触媒床上に約３５０℃を越える温度において、８−メチルキノリンを形成するように、通すことを含む８−メチルキノリンの製造方法であって、ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドとを一緒にしたものの２−メチルアニリンに対するモル比が少なくとも２：１である前記方法。８．前記温度が約４００℃〜約５５０℃の範囲内である、請求項７記載の方法。９．前記蒸気流が水をも含有する、請求項８記載の方法。１０．蒸気流がメタノールをも含有し、ホルムアルデヒドとメタノールとを一緒にしたもののＣ₂−Ｃ₄アルデヒドに対するモル比が少なくとも約１である、請求項９記載の方法。１１．前記固体酸触媒床が非晶質シリカ−アルミナ触媒又はゼオライト触媒を含有する、請求項１０記載の方法。１２．前記触媒床が固定床である、請求項１１記載の方法。１３．前記触媒床が流動床である、請求項１１記載の方法。１４．８−メチルキノリンが少なくとも約５０％の収率で形成される、請求項１１記載の方法。１５．前記８−メチルキノリンが２，８−ジメチルキノリンに対して少なくとも１０：１のモル比で形成される、請求項１４記載の方法。１６．ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドとを一緒にしたものの２−メチルアニリンに対するモル比が少なくとも約３：１である、請求項１５記載の方法。