JPWO2010101229A1 - アミド化合物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明においてオキシム化合物は特に制限されず、製造目的のアミド化合物に応じて適宜選択することができる。例えば、下記式(1)で表される化合物が挙げられる。
本発明の少なくとも2個の電子吸引性の脱離基を有する化合物(以下、転位触媒と称する。)としては、例えば、下記式(2)
で示される構造を少なくとも2個含む化合物が挙げられる。なお、Aに複数のXが結合したものもこれに含む。また、複数のA−Xが存在するとき、それらは同一でも異なっていてもよい。
オキシム化合物と転位触媒とを、オキシム化合物のベックマン転位反応の反応温度に対して低温で調合(以下、前調製と称する。)する。前調製工程の目的はベックマン転位反応の触媒作用を示す化合物(活性前駆体と称する)を生成することである。ここで、オキシム化合物の一部を用いて前調製を行う場合、前調製工程におけるオキシム化合物と転位反応工程におけるオキシム化合物は同一である必要はないが、通常同一である。
また、前調製液の高速液体クロマトグラフィーによる分析においては、原料であるオキシム化合物の減少とともにオキシム化合物に対応するアミド又はラクタム化合物とは異なる複数の新たなピークが現れること、さらに、前調製液にアセトニトリル等の極性溶媒を加え室温で一昼夜保存すると新たなピークは消失し、オキシム化合物の減少量に対応するアミド化合物又はラクタム化合物のピークが現れることから、塩素原子を一原子含む活性中間体を経由してアミド化合物又はラクタム化合物が生成することが示唆される。
オキシム化合物の一部を用いて前調製を行う場合、オキシム化合物と転位触媒の調合比((オキシム化合物/転位触媒)モル比)はオキシム化合物と転位触媒の選択によって異なるが、例えばオキシム化合物としてシクロドデカノンオキシム、転位触媒として塩化チオニルを選択した場合、0.5以上、好ましくは0.5以上10.0以下、より好ましくは1.0以上5.0以下、さらに好ましくは1より大きく5.0以下、特に好ましくは1.5以上3.0以下である。
前調製の温度は特に制限されないが、後述するベックマン転位反応の温度以下、好ましくは50℃以下、さらに好ましくは30℃以下、最も好ましくは室温以下で行うことが好ましい。前調製の温度が高すぎる場合、触媒活性種の大部分がアミド化合物又はラクタム化合物に変化すると共にHY(例えば、塩化チオニル触媒の場合塩化水素、塩化シアヌルの場合2,4−ジクロロ−6−オキシ−1,3,5−トリアジン)が脱離し、触媒活性が低下するため好ましくない。調製温度の下限は、反応系が凝固しない温度であれば、特に制約はないが、10℃以下、さらに0℃以下では、冷却装置が必要となり、経済的ではない。
本発明の前調製工程において溶媒を使用してよい。各態様において好適な溶媒は下記のとおりである。
転位触媒と少なくとも一部のオキシム化合物を用いて前調製する場合、前調製に要する時間は、転位触媒の種類、オキシム化合物/転位触媒の調合比、調製温度、溶媒の使用量などによって異なり特に限定されるものではないが、1分以上24時間以下が好ましく、1分以上10時間以下が更に好ましい。
本発明において、前調製は回分式、半回分式、連続式等の一般に用いられる混合槽のいずれを用いても差し支えない。また、所定の滞留時間を確保できれば、配管内で混合しても差し支えない。混合方式も攪拌翼による混合のほか、スタティックミキサー等を使用するライン内での混合でも差し支えない。
次にベックマン転位反応について説明する。
ベックマン転位反応においては、前調製工程で一部のオキシム化合物を用いているときは、残りのオキシム化合物を加えて転位反応を行う。このとき、前調製後の反応物を全て用いるとして、転位触媒が、前調製工程および転位反応工程に投入する全オキシム化合物量に対し、好ましくは0.01モル%から20モル%、さらに好ましくは、0.1モル%から5モル%となるように混合する。転位触媒の量が少量の場合には、転位反応が停止するため好ましくない。一方、転位触媒の量が過多の場合には、触媒コストが上がり、触媒の後処理またはリサイクルのためのコストが増大し工業的見地から好ましくない。
本発明において、塩化水素等の酸類を助触媒として添加することによって、転位反応速度を向上させることができる。特にルイス酸はシクロドデカノンオキシムの加水分解を加速することなく、転位反応速度を向上させることができるので好ましい。
転位反応に使用する溶媒として、前調製で用いた溶媒と同一の溶媒を用いることは製造プロセスが簡略化され好ましい態様であるが、異なる溶媒を用いても差し支えない。なお、異なる溶媒を用いる場合は、例えば、前調製液に転位溶媒を加え、前調製溶媒を留去することによって、転位溶媒へ溶媒交換を行う事ができる。また、前調製溶媒と転位溶媒を混合したまま、ベックマン転位反応を行ってもよい。
ベックマン転位反応の温度は、60℃から160℃、好ましくは80から130℃である。反応温度が低すぎる場合、反応速度が遅くなり、反応が停止する事になるため好ましくない。また、低温ではオキシム化合物の凝固又は転位溶媒への溶解度低下による析出が起きる場合があり、運転操作上の問題が生じる。この問題を回避するため、溶媒量を増加することは、溶媒の回収・リサイクル量が増大し製造コストが増加する等の問題が生じる為、好ましくない。一方、反応温度が高すぎると、転位反応の発熱が激しくなり温度が急上昇し、反応が制御できなくなるため好ましくない。更に、反応温度が高すぎる場合、縮合反応等の副反応ため転位収率が低下するとともに、着色等で製品品質が低下する。
転位反応の時間は、オキシム化合物及び転位触媒の種類、同触媒濃度、反応温度等によって異なるが、通常、5分から10時間、好ましくは10分から4時間である。
内部が4室に分割され、各室毎に攪拌翼が設けられた液相部容積30Lの枕型オキシム化第1反応器に、ヒドロキシルアミン硫酸塩(和光純薬工業社製)の15重量%水溶液を1.5kg/h及びオキシム化第2反応器から送液される油相をフィードした。反応温度を95℃に設定し、各室に25重量%アンモニア水を32g/hでフィードしオキシム化反応を行い、シクロドデカノンオキシムとトルエンからなる油相を得た。
参考例1で得たシクロドデカノンオキシム溶液をエバポレータでさらにトルエンを留去し乾固した、得られたシクロドデカノンオキシム粉末を真空乾燥機に入れ、150Paの減圧下120℃で24時間乾燥して、乾燥シクロドデカノンオキシム2.62kgを得た。
参考例1で得られた50重量%のシクロドデカノンオキシム/トルエン溶液5.26kgに塩化亜鉛18.2gを加え、90℃に加熱して溶解した(50重量%シクロドデカノンオキシム/塩化亜鉛溶液という)。これとは別に参考例1で得られた50重量%のシクロドデカノンオキシム/トルエン溶液をトルエンで希釈して20重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液及び3重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液を調製した。なお、20重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液は50℃に加温しなければ、シクロドデカノンオキシムが析出したが、3重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液は室温でも析出物はみられなかった。
グローブボックス内で参考例2で製造したシクロドデカノンオキシム0.033g(0.17mmol)、を5重量%の塩化チオニル(転位触媒)/トルエン溶液0.400gに溶かし(塩化チオニル純分0.020g(0.17mmol))、マグネティックスターラーを用いて5分間室温(25℃)で攪拌し、転位触媒の前調製を行った。前調製後、高速液体クロマトグラフィーの分析の結果、シクロドデカノンオキシムが消費されている事を確認した。一方、シクロドデカノンオキシム3.285g(16.64mmol)、塩化亜鉛0.023g(0.17mmol)をグローブボックス(窒素雰囲気中)内で枝管付平底フラスコに秤取り、7.00gのトルエンを加えてオイルバス中で100℃に加熱溶解した。この塩化亜鉛を含むシクロドデカノンオキシムのトルエン溶液に前記シクロドデカノンオキシム対塩化チオニルが1対1のモル比で前調製した反応混合物を添加し、60分反応した。反応液は濁りがなく透明であり、ガスクロマトグラフィーでの分析の結果、シクロドデカノンオキシムの転化率は100%、ラウロラクタム収率は98.8%であった。
転位触媒の前調製時間を60分とした以外は実施例A1と同様に反応を行った。反応液は濁りがなく透明であった。
転位触媒の前調整に用いるシクロドデカノンオキシムを0.066gとし、シクロドデカノンオキシムに対する塩化チオニルのモル比(シクロドデカノンオキシム/塩化チオニル)を2/1とした以外は実施例A1と同様に反応を行った。反応液は濁りがなく透明であった。
触媒の前調製に用いるシクロドデカノンオキシムを0.166gとし、シクロドデカノンオキシム対塩化チオニルのモル比を5/1とした以外は実施例A1と同様に反応を行った。反応液はわずかな濁りが観測された。
触媒の前調整に用いるシクロドデカノンオキシムを0.022g(0.11mmol)、5重量%塩化チオニル/トルエン溶液を0.26g(塩化チオニル純分0.013g(0.11mmol))、に変えた以外は実施例A1と同様に反応を行った。反応液は濁りがなく透明であった。
転位触媒の前調製を行わず、塩化亜鉛を含むシクロドデカノンオキシムのトルエン溶液に塩化チオニルのトルエン溶液を直接添加した以外、実施例A1と同様に反応を行った。反応液は黄褐色の濁りがあった。反応時間を更に120分まで延長したが、シクロドデカノンオキシムの転化率は変化しなかった。なお、反応液中には黄褐色の濁りが観測された。
転位触媒の前調整温度を75℃、時間を10分とした以外は実施例A1と同様に反応を行った。反応液中には黄褐色の濁りが観測された。
オーバーフロー抜き出し口の付いた35mlの二口平底フラスコに10重量%の塩化チオニル(転位触媒)のトルエン溶液を26.2g/h、3重量%のシクロドデカノンオキシムのトルエン溶液を217.5g/hでフィードし、室温(25℃)下、スターラー攪拌子で攪拌して転位触媒の前調製を行い、転位反応槽に流下させた。前調整液を少量サンプリングし、自動試料燃焼装置(三菱化学社製AQF-100型)で燃焼させ、発生ガスを水酸化ナトリウム水溶液に吸収させイオンクロマトグラフィー(三菱化学社製DIONEX-ICS1000システム)で分析した結果、塩素が0.28重量%含まれていた。
転位触媒としてトリクロロトリアジンを用い、前調製に用いる5重量%のトリクロロトリアジンのトルエン溶液を0.224g(トリクロロトリアジン0.06mmol)、シクロドデカノンオキシムを0.012g(0.06mmol)とし、枝管付平底フラスコに仕込むシクロドデカノンオキシムを3.00g(15.20mmol)、塩化亜鉛を0.021g(0.15mmol)とした以外は実施例A1と同様に反応を行った。
触媒の前調整を行わず、塩化亜鉛を含むシクロドデカノンオキシムのトルエン溶液にトリクロロトリアジン溶液を直接添加した以外、実施例A8と同様に反応を行った。
転位触媒として五塩化リンを用い、前調製に用いる5重量%の五塩化リンのトルエン溶液を0.700g(五塩化リン0.17mmol)とした以外は実施例A3と同様に反応を行った。
転位触媒として三塩化リンを用い、前調製に用いる5重量%の三塩化リンのトルエン溶液を0.462g(三塩化リン0.17mmol)とした以外は実施例A3と同様に反応を行った。
10重量%の塩化チオニル/トルエン溶液0.281g(0.236mmol)をジャケット付き平底フラスコに入れ、10℃に冷却し回転子で攪拌した。これに50℃の参考例3で得られた20重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液0.582g(0.590mmol)を加え、10分間前調整を行った(シクロドデカノンオキシム/塩化チオニル比2.5(mol/mol))。反応熱のため、25℃まで温度が上昇したが、すぐに10℃まで温度が下がった。なお、降温後も析出物はみられなかった。また、高速液体クロマトグラフィーの分析の結果、シクロドデカノンオキシムの消費が認められたが、対応するラウロラクタムの生成は少量であった。次にこの前調整液を105℃に加熱した6.0gの50%シクロドデカノンオキシム/塩化亜鉛溶液(シクロドデカノンオキシム14.147mmol、塩化亜鉛0.151mmol)に投入し(塩化チオニル/シクロドデカノンオキシム:1.50モル%、塩化亜鉛/シクロドデカノンオキシム:0.96モル%)同温度で20分間反応した。反応液は濁りがなく透明であった。
10重量%の塩化チオニル/トルエン溶液を0.277g、20重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液を0.344gに変え(シクロドデカノンオキシム/塩化チオニル比1.5(mol/mol))に変えた以外は実施例B1と同様にして反応をおこなった反応液は濁りがなく透明だった。
10重量%の塩化チオニル/トルエン溶液を0.283g、20重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液を0.704gに変え(シクロドデカノンオキシム/塩化チオニル比3.0(mol/mol))に変えた以外は実施例B1と同様にして反応をおこなった(塩化チオニル/シクロドデカノンオキシム:1.50モル%、塩化亜鉛/シクロドデカノンオキシム0.96モル%)。反応液は濁りがなく透明だった。
10重量%の塩化チオニル/トルエン溶液を0.274g、20重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液を0.228gに変え(シクロドデカノンオキシム/塩化チオニル比1.0(mol/mol))に変えた以外は実施例B1と同様にして反応をおこなった。
10重量%の塩化チオニル/トルエン溶液を0.292g、20重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液を1.212gに変え(シクロドデカノンオキシム/塩化チオニル比5.0(mol/mol))に変えた以外は実施例B1と同様にして反応をおこなった。
10重量%の塩化チオニル/トルエン溶液を0.318g、20重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液を2.638gに変え(シクロドデカノンオキシム/塩化チオニル比10(mol/mol))に変えた以外は実施例B1と同様にして反応をおこなった。
10重量%の塩化チオニル/トルエン溶液を0.272g、20重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液を0.113gに変え(シクロドデカノンオキシム/塩化チオニル比0.5(mol/mol))に変えた以外は実施例B1と同様にして反応をおこなった。
転位反応時間を60分とした以外は実施例B4と同様に反応を行った。
前調製時間を5分とした以外は実施例B8と同様に反応を行った。
前調製時間を60分とした以外は実施例B8と同様に反応を行った。
前調製時間を2.5時間とした以外は実施例B8と同様に反応を行った。
前調製時間を4.5時間とした以外は実施例B8と同様に反応を行った。
前調製時間を15時間とした以外は実施例B8と同様に反応を行った。
前調製時間を24時間とした以外は実施例B8と同様に反応を行った。
前調製に用いる10重量%の塩化チオニル/トルエン溶液を0.225g(0.189mmol)、20重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液を0.466g(0.472mmol)とし、転位反応時間を30分とした以外は実施例B1と同様にして反応を行った。
転位反応時間を24時間とした以外は実施例B13と同様に反応を行った。
前調製条件での10重量%の塩化チオニル/トルエン溶液及び20重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液の使用量を実施例B1に戻した以外は実施例B14と同様に(前調製:シクロドデカノンオキシム/塩化チオニル比2.5(mol/mol)、転位反応:塩化チオニル/シクロドデカノンオキシム:1.50モル%、塩化亜鉛/シクロドデカノンオキシム1.00モル%)反応を行った。
転位触媒の前調製を行わず、6.0gの50%シクロドデカノンオキシム/塩化亜鉛溶液に直接10重量%の塩化チオニル/トルエン溶液0.270gを添加(塩化チオニル/シクロドデカノンオキシム:1.50モル%、塩化亜鉛/シクロドデカノンオキシム1.00モル%)し、反応時間を60分に延ばした以外は実施例B1と同様にして反応をおこなった。応液には赤褐色の濁りがあり、反応時間を120分に延長したが、シクロドデカノンオキシムの転化率は向上しなかった。
前調整を80℃で行った以外は実施例B1と同様にして反応を行った。
前調製時間を5秒とした以外は実施例B8と同様に反応を行った。
参考例1で調製した50重量%のシクロドデカノンオキシムのトルエン溶液をトルエンで希釈した30重量%シクロドデカノンオキシムのトルエン溶液803g(シクロドデカノンオキシム:1.22モル)に塩化亜鉛2.50g(塩化亜鉛0.018モル)を加えた溶液を調整し、攪拌機、冷却塔、温度計を備えた2Lのジャケット付三つ口フラスコに入れ、熱媒を循環させ、92℃まで昇温した。これとは別に10重量%塩化チオニルのトルエン溶液22g(塩化チオニル0.018モル)、2.8重量%のシクロドデカノンオキシムのトルエン溶液175g(シクロドデカノンオキシム:0.025モル)を室温下で10分間混合し、前調製を行った。前調製液を約5ml/分の速度でマイクロフィーダを用いて2Lのジャケット付三つ口フラスコにフィードし、フィード終了後さらに60分反応を行った。触媒フィード中の最高温度は95℃で、暴走することなく反応を制御できた。取得した反応液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、シクロドデカノンオキシムの転化率は100%、ラウロラクタム収率は97.6%であった。
実施例B16におけるシクロドデカノンオキシム、塩化チオニル、塩化亜鉛、トルエンの使用量をすべて1/10に減らし、攪拌機、冷却塔、温度計を備えた0.5Lのジャケット付三つ口フラスコに入れ、熱媒を循環させ昇温した。内温80℃を超えると激しく反応し、内温が急上昇し、反応を制御できなくなった。温度計の指示は130℃、溶液は冷却管上部まで吹き上がった。60分反応を行った後、反応液には茶褐色の沈殿物が生じた。
オーバーフロー抜き出し口の付いた35mlの二口平底フラスコに10重量%の塩化チオニル(転位触媒)のトルエン溶液を26.2g/h、3重量%のシクロドデカノンオキシムのトルエン溶液を217.5g/hでフィードし、室温(20℃)下、スターラー攪拌子で攪拌して転位触媒の前調製を行い、転位反応槽に流下させた。一方、転位反応槽には参考例3で製造した50重量%シクロドデカノンオキシム/塩化亜鉛溶液を580g/hでフィードした。転位反応槽は160mlのCSTR(Continuous Stirred Tank Flow
Reactor:連続攪拌槽型流通反応器)2槽から構成され、液温が105℃となるようジャケットの熱媒温度を調整した。反応は10時間連続して行った。反応液は濁りがなく透明であった。
前調整工程での10重量%の塩化チオニル/トルエン溶液フィード量を27.15g/h、シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液の濃度を20重量%、フィード量を56.3g/hに変え(シクロドデカノンオキシム/塩化チオニル比2.5(mol/mol))、20重量%シクロドデカノンオキシム/トルエン溶液を50℃に加熱してフィードした以外は実施例B17と同様に反応を行った。前調整の温度は35℃であった。
前調整槽へフィードするシクロドデカノンオキシム/トルエン溶液の濃度を20重量%にフィード量を67.7g/hに変えた(シクロドデカノンオキシム/塩化チオニル比3.0(mol/mol))以外は実施例B18と同様に反応を行った。前調整槽で白色の不溶物が生じたが、懸濁状態のまま転位槽にフィードした。生成物を分析した結果シクロドデカノンオキシムの転化率は100%、ラウロラクタム収率は99.2%であった。一方、前調製槽内の白色の不溶物をろ別、洗浄、乾燥し、得られた粉末の蛍光X線分析を行った結果、塩素7.44重量%、イオウ950重量ppmであった。また、前記不溶物をアセトニトリルに溶かし、高速液体クロマトグラフィー(カラム:東ソー製 TSK-GEL ODS-80TS 溶離液:アセトニトリル/水 緩衝液:リン酸)で分析を行った結果、少量のラウロラクタム(3.5重量%)以外に大きくブロードな吸収が2本検出された。同サンプルを40時間経過後再度分析した結果、前記ブロードな吸収はいずれも消失し、ラウロラクタムが大幅に増加(ほぼ100重量%)した。
さらに、シクロドデカノンオキシム3.00g(15.2mmol)、塩化亜鉛21mg(0.15mmol)、トルエン7.00gからなる溶液に前記粉末63mg(塩素0.13mmol)を加え100℃で1時間反応を行った。生成物を分析した結果シクロドデカノンオキシムの転化率は100%、ラウロラクタム収率は98.9%であり、前調製の過程で生成するトルエン不溶物もベックマン転位の触媒作用があることが確認された。
前調製槽へフィードするシクロドデカノンオキシム/トルエン溶液のフィード量を45.1g/hに前調製槽温度を50℃に変えた以外は実施例B19と同様にして前調製を行った(滞留時間24.3分、シクロドデカノンオキシム/塩化チオニルフィード比2.0(mol/mol))。得られた前調整液を減圧脱気後自動試料燃焼装置(三菱化学社製AQF-100型)で燃焼させ、発生ガスを水酸化ナトリウム水溶液に吸収させイオンクロマトグラフィー(三菱化学社製DIONEX−ICS1000システム)で分析した結果、塩素が1.12重量%、イオウが0.29重量%含まれていた。これは、フィードした塩化チオニルの塩素の50.1%、イオウの28.4%に相当する。次にこの前調整液0.65gを105℃に加熱した6.14gの50%シクロドデカノンオキシム/塩化亜鉛溶液(シクロドデカノンオキシム14.48mmol、塩化亜鉛0.155mmol)に投入し(前調製工程フィード塩化チオニル/シクロドデカノンオキシム比(mol/mol)1.29、塩素分析値/シクロドデカノンオキシム比(g原子/mol)1.29)、20分間反応し生成物を分析した結果シクロドデカノンオキシムの転化率は84.0%、ラウロラクタム収率は82.6%であった。
前調製槽へフィードするシクロドデカノンオキシム/トルエン溶液のフィード量を67.7g/hと変えた以外は実施例B20と同様に前調製を行った(滞留時間18.4分、シクロドデカノンオキシム/塩化チオニルフィード比3.0(mol/mol))。実施例B20と同様に塩素、イオウの分析を行った結果、塩素0.99重量%、イオウが0.026重量%でフィードした塩化チオニルの塩素の57.8%、イオウの3.5%に相当した。次にこの前調整液0.86gを105℃に加熱した6.00gの50%シクロドデカノンオキシム/塩化亜鉛溶液(シクロドデカノンオキシム14.147mmol、塩化亜鉛0.151mmol)に投入し(前調製工程フィード塩化チオニル/シクロドデカノンオキシム比(mol/mol)1.30、塩素分析値/シクロドデカノンオキシム比(g原子/mol)1.50)、20分間反応し生成物を分析した結果シクロドデカノンオキシムの転化率は99.7%、ラウロラクタム収率は98.6%であった。
前調製槽へフィードするシクロドデカノンオキシム/トルエン溶液のフィード量を112.8g/hと変えた以外は実施例B20と同様に前調製を行った(滞留時間12.4分、シクロドデカノンオキシム/塩化チオニルフィード比5.0(mol/mol))。実施例B20と同様に塩素、イオウの分析を行った結果、塩素0.70重量%、イオウが0.035重量%でフィードした塩化チオニルの塩素の60.5%、イオウの6.6%に相当した。次にこの前調整液1.30gを105℃に加熱した6.04gの50%シクロドデカノンオキシム/塩化亜鉛溶液(シクロドデカノンオキシム14.241mmol、塩化亜鉛0.152mmol)に投入し(前調製工程フィード塩化チオニル/シクロドデカノンオキシム比(mol/mol)1.28、塩素分析値/シクロドデカノンオキシム比(g原子/mol)1.55)、20分間反応し生成物を分析した結果シクロドデカノンオキシムの転化率は85.6%、ラウロラクタム収率は84.7%であった。
前調製槽へフィードするシクロドデカノンオキシム/トルエン溶液のフィード量を225.6g/hと変えた以外は実施例B20と同様に前調製を行った(滞留時間6.8分、シクロドデカノンオキシム/塩化チオニルフィード比10.0(mol/mol))。実施例B20と同様に塩素、イオウの分析を行った結果、塩素0.39重量%、イオウが0.031重量%でフィードした塩化チオニルの塩素の60.9%、イオウの10.8%に相当した。次にこの前調整液2.53gを105℃に加熱した6.01gの50%シクロドデカノンオキシム/塩化亜鉛溶液(シクロドデカノンオキシム14.171mmol、塩化亜鉛0.151mmol)に投入し(前調製工程フィード塩化チオニル/シクロドデカノンオキシム比(mol/mol)1.30、塩素分析値/シクロドデカノンオキシム比(g原子/mol)1.58)、20分間反応し生成物を分析した結果シクロドデカノンオキシムの転化率は59.7%、ラウロラクタム収率は58.8%であった。
反応温度を80℃にし、CSTRを4槽にした以外は実施例B18と同様に反応を行った。各槽出口のシクロドデカノンオキシムの転化率は40.0%、63.2%、84.9%、99.8%であり、最終槽出口のラウロラクタム収率は99.1%であった。
前調整の温度を80℃とした以外は実施例B18と同様に反応をおこなった。1、2,3槽出口のシクロドデカノンオキシムの転化率は35.1%、55.1%、70.4%であったが、第4槽出口でも74.1%であり、収率も69.6%に留まった。
トルエン5.0gに塩化チオニル0.0624g(0.524mmol)を溶解したトルエン溶液に、上記参考例2の通り製造したシクロドデカノンオキシム0.2089g(1.059mmol、塩化チオニルの2.0倍モル)を加え、マグネティックスターラーを用いて5分間室温(25℃)で攪拌し、転位触媒の前調製を行った。これとは別に、ガラス製反応管(容積30mL)にシクロドデカノンオキシム2.0g(10.16mmol)を大気雰囲気中で仕込み、次いで窒素ガス雰囲気のグローブボックス中で、塩化コバルト(CoCl2)0.0145g(0.112mmol、シクロドデカノンオキシムの1.10mol%)と、溶媒としてトルエン(和光純薬製品)4.0gを加えた後、密封してグローブボックスから取り出した。前記のシクロドデカノンオキシムを仕込んだ反応管を105℃のオイルバスにセットし、内温が約100℃に達した後、前記の転位触媒の前調製のトルエン溶液1.04g(塩化チオニルとして仕込んだシクロドデカノンオキシムの1.01mol%、シクロドデカノンオキシム0.0410gを含む)を注射器で反応管内に注入した。1時間後、反応管をオイルバスから取り出し放冷した。反応液をトルエンで希釈した後、高速液体クロマトグラフィーにて生成したラウロラクタムを定量分析した(高速液体クロマトグラフィーの分析条件: カラム:J‘sphere製ODS−H80、カラム温度:40℃、溶離液:アセトニトリル/水(体積比55/45)、流速:1mL/min、検出波長:210nm)。分析した結果、シクロドデカノンオキシムの転化率は100%、ラウロラクタム収率は101.5%であった。
塩化チオニルを、仕込んだシクロドデカノンオキシムに対して0.99モル%、塩化コバルトに代えて四塩化スズ(SnCl4)をシクロドデカノンオキシムの0.92モル%に変えた以外は実施例C1と同様にして反応をおこなった。
塩化チオニルを、仕込んだシクロドデカノンオキシムに対して1.03モル%、塩化コバルトに代えて五塩化アンチモン(SbCl5)をシクロドデカノンオキシムの1.04モル%に変えた以外は実施例C1と同様にして反応をおこなった。
塩化チオニルを、仕込んだシクロドデカノンオキシムに対して1.03モル%、塩化コバルトに代えて三塩化ビスマス(BiCl3)をシクロドデカノンオキシムの1.28モル%に変えた以外は実施例C1と同様にして反応をおこなった。
塩化チオニルを、仕込んだシクロドデカノンオキシムに対して1.02モル%、塩化コバルトに代えてフッ化亜鉛(ZnF2)をシクロドデカノンオキシムの1.07モル%に変えた以外は実施例C1と同様にして反応をおこなった。
塩化チオニルを、仕込んだシクロドデカノンオキシムに対して1.06モル%、塩化コバルトに代えて塩化亜鉛(ZnCl2)をシクロドデカノンオキシムの1.05モル%に変えた以外は実施例C1と同様にして反応をおこなった。
塩化チオニルを、仕込んだシクロドデカノンオキシムに対して1.03モル%、塩化コバルトに代えて臭化亜鉛(ZnBr2)をシクロドデカノンオキシムの1.05モル%に変えた以外は実施例C1と同様にして反応をおこなった。
ガラス製反応管(容積30mL)にシクロドデカノンオキシム2.0g(10.16mmol)を大気雰囲気中で仕込み、次いで窒素ガス雰囲気のグローブボックス中で、室温下、塩化亜鉛(ZnCl2)0.0141g(0.103mmol、シクロドデカノンオキシムの1.01モル%)、5.19重量%の塩化チオニルを含むトルエン溶液0.36g(塩化チオニルとして0.155mmol、シクロドデカノンオキシムの1.53モル%)、トルエン4.7gを加えた後、密封してグローブボックスから取り出した。前記の反応管を105℃のオイルバスにセットし、反応を開始した。
塩化チオニルを、仕込んだシクロドデカノンオキシムに対して1.04モル%、塩化コバルトに代えて酢酸亜鉛(Zn(OAc)2)をシクロドデカノンオキシムの1.43モル%に変えた以外は実施例C1と同様にして反応をおこなった。
塩化チオニルを、仕込んだシクロドデカノンオキシムに対して1.01モル%に変え、ルイス酸を加えなかったこと以外は実施例C1と同様にして反応をおこなった。
塩化チオニル以外を実施例C8と同様に仕込んだ後、反応管を105℃のオイルバにセットし、内温が99℃に達した後、7.21重量%の塩化チオニルを含むトルエン液0.26g(塩化チオニルとして0.160mmol、シクロドデカノンオキシムの1.57mol%)を注射器で反応管内に注入したこと以外は実施例C8と同様に反応を行った。
Claims (10)
- オキシム化合物を、少なくとも2個の電子吸引性の脱離基を有する化合物である転位触媒を用いてベックマン転位させることによりアミド化合物を製造する方法であって、
前記転位触媒と少なくとも一部のオキシム化合物とを混合して反応させる前調製工程と、
前記前調製工程の温度より高い温度において、オキシム化合物の転位反応を行う転位反応工程
とを有することを特徴とする方法。 - オキシム化合物の一部を用いて前調製工程を行い、かつ、
転位反応工程において、残りのオキシム化合物液と前記前調製工程の反応物とを混合し、前記前調製工程の温度より高温で転位反応を行うことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前調製工程において、転位触媒と全部のオキシム化合物とを混合し、
転位反応工程において、該混合物を昇温することを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記転位触媒が、塩化チオニル、塩化シアヌル、三塩化リン、五塩化リンから選ばれる少なくとも一種類の化合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記転位触媒が、塩化チオニルである請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記前調製工程を、オキシム化合物の一部と塩化チオニルを用いて行い、かつ、オキシム化合物と塩化チオニルとのモル比(オキシム化合物/塩化チオニル)が0.5以上であることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記転位反応工程をルイス酸の存在化で行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ルイス酸が、亜鉛、コバルト、アンチモン、スズ及びビスマスからなる群より選ばれる1又は2以上の金属のハロゲン化物であることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 前記前調製工程の温度が50℃以下であり、かつ、転位反応工程の温度が60℃から160℃であることを特徴する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記オキシム化合物が、シクロドデカノンオキシムであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
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