JPS6410507B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は液相でケトンとアルクリル酸またはア
クリル酸誘導体を反応させることによつてデル
タ・ケト酸及びその誘導体を製造する方法に関す
る。 この種の反応はミハエルの付加反応として知ら
れており、有用な製品の製造用出発物質として好
適な生成物を与える。アクリル酸エステルのシク
ロヘキサノンへの付加によつて得たデルタ・ケト
酸は香料製品において重要な、例えばジヒドロク
マリンに転化できる（米国特許第3442910号公報
参照）。アクリル酸またはアクリル酸エステルを
アセトンに付加すると、環化によつてジヒドロレ
ゾルシンに転化できる化合物が生成する。このジ
ヒドロレゾルシンを脱水素すると、プラスチツク
製品の出発物質としてよく知られているレゾルシ
ンを形成することができる。 一方、アルフア位に少なくとも１個の活性化Ｈ
原子をもつケトンをアクリル酸またそのエステル
あるいはニトリルに付加するさい、触媒として第
一アミンまたはシツフ塩基を使用することもよく
知られている（例えば、英国特許第1303949号、
第1389510号及び第1476153号公報参照）。さらに、
この種の反応の触媒としてピペリジンなどの第二
アミンも使用できることが報告されている
（John Wiley and Sons社刊、Adams著「有機反
応」Vol.10、P415〜477参照）。 前記付加反応においてよりすぐれた結果をもた
らす触媒を今回見出した。 アルフア位に少なくとも１個の活性化Ｈ原子を
もつケトンと触媒を使用してアクリル酸またはア
クリル酸誘導体を液相で反応させてデルタ・ケト
酸またはその誘導体を製造する本発明方法の特徴
は使用する触媒がα−β−不飽和化合物をアミン
基に付加した環式第二アミンである点にある。 本発明による触媒を使用すると、公知触媒を使
用した場合よりも触媒消費量が少なくてすみ、し
かもケトン及びアクリル酸化合物の両者に対する
選択性が高くなる。 本発明方法はアセトン、メチルエチルケトン、
メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、メチル
イソプロピルケトン、シクロペンタノン、シクロ
ヘキサノン、２−メチルシクロヘキサノン、及び
４−メチルシクロヘキサノンなどの種々なケトン
から出発することができる。本発明方法は特にア
セトン及びシクロヘキサノンの転化に好適であ
る。本発明方法に従がえば、種々なアクリル酸及
びその誘導体が使用できる。なかでも重要なアク
リル酸化合物はアクリル酸、メタクリル酸、クロ
トン酸、及びこれら酸のエステル、ニトリル並び
にアミドである。これら酸のメチルエステル、エ
チルエステルやニトリルを使用すると、特にすぐ
れた結果が得られる。ケトンの量とアクリル酸化
合物の量との比は種々選択できる。理論的には、
アクリル酸１モルに対してケトン１モルが必要で
ある。脂肪族ケトンを転化するさいには、過剰量
のケトンを使用することが多い。アクリル酸１モ
ルにつき10モル以上の脂肪族ケトンを使用するこ
とも可能であるが、現実的にみて有利ではない。
ケトン／アクリル酸化合物の最良の比は実験によ
つて簡単に決めることができる。 本発明による触媒は例えばピロリジン、ピペリ
ジン、モルホリン及びピペラジンなどの種々な環
式第二アミン系であるが、これらアミンは１個な
いしそれ以上のＣ原子が炭素原子数が１〜４のア
ルキル基で置換されていてもよい。上記アミンの
うちピロリジンが最適である。というのは、選択
率ばかりでなく転化率も高くなるからである。本
発明触媒に適用するα−β−不飽和化合物は種々
選択できる。最適な化合物はアクリル酸、メタク
リル酸、クロトン酸、これら酸のメチルエステ
ル、エチルエステルなどのエステル、及びこれら
酸のアミドまたはニトリルである。すなわち一般
式：

【式】 ［式中Ｑはカルボン酸又はカルボン酸低級アルキ
ルエステル又はカルボキシアミド又はニトリル基
を表わす）で示されるα，β−不飽和低級脂肪族
化合物が使用される。実際には、触媒のα−β−
不飽和化合物として使用するのが好ましいアクリ
ル酸化合物はケトンと反応するアクリル酸化合物
と同じである。α−β−不飽和化合物の環式第二
アミンへの付加は例えばフランスのBull.Soc.
Chim.1971No.５ P1717ff.及びJ.Am.Chem.Soc.
Vol.66、1944P725〜731に記載されているような
公知方法で実施すればよい。触媒量は変えること
ができる。現実には、転化すべきアクリル酸化合
物１モルにつき0.05〜0.5モルの触媒を使用すれ
ば十分である。触媒のほかに少量の酸化合物が存
在すると、選択率が向上することがある。適当な
酸化合物は例えば酢酸、アジピン酸、安息香酸、
フエノール、カプロン酸、塩酸、リン酸、硫酸及
び塩化アンモニウムである。酸化合物は例えば触
媒１モルにつき0.001〜0.1モル使用すればよい。 本発明方法は通常130〜250℃の温度で実施す
る。例えば、温度が250℃を越えると、反応の選
択率が低下し、逆に温度が130℃未満になると、
反応の進行がきわめて遅くなる。特に好適な温度
は170〜230℃である。圧力は臨界的でないので、
種々変えることができる。しかし、溶剤またはビ
ヒクル（vehicle）が存在するかどうかに関係な
く、反応が液相で起こるように圧力を選択するこ
とはいうまでもない。 本発明方法によれば、ケトン及び／又はアクリ
ル酸化合物を完全に、または部分的に転化するこ
とができる。20〜90％のアクリル酸化合物を転化
するのが好ましい。というのは、転化率が90％以
上になると、反応の選択率に悪影響が出、逆に転
化率が20％未満になると、多量の未転化出発物質
を再循環させる必要が出てくるからである。所望
転化率に達した後に、反応混合物を蒸留によつて
分離できる。このさい、所望生成物のほかに再使
用できる触媒分に富む留分も分離できる。 以下の実施例によつて本発明をさらに詳細に説
明する。 実施例 １のオートクレーブ内に、290ｇのアセトン、
86ｇのアクリル酸メチル、19.6ｇのメチル−β−
ピロリジン−１−イルプロピオネート（ピロリジ
ンとアクリル酸メチルの付加物）及び0.2ｇの安
息香酸を一緒に装入する。オートクレーブ内の混
合物を自生圧力下170℃に加熱し、この温度に３
時間維持する。次に反応混合物を冷却し、蒸留フ
ラスコに移す。混合物を大気圧下蒸留によつて分
離して沸点が132℃未満の留出物316.2ｇ及び残分
79.6ｇを得る。ガスクロマトグラフイー分析によ
つて、留出物が263.4ｇのアセトンと49.6ｇのア
クリル酸メチルを含んでいることを確認した。ガ
スクロマトグラフイーによれば、残分は18.9ｇの
メチル−β−ピロリジン−１−イル−プロピオネ
ートと58.2ｇのデルタ−オキソカプロン酸のメチ
ルエステルを含んでいた。残分を分別蒸留して
5.3kpaにおける沸点が112〜114℃の第１留分20.8
ｇと、5.3kpaにおける沸点が121.5〜122.5℃の主
留分56.5ｇとに分離する。ガスクロマトグラフイ
ー分析によると、第１留分は89.7％のメチル−β
−ピロリジン−１−イルプロピオネート（n²³ _D＝
1.4514）を含み、主留分は99.8％の４−オキソペ
ンタン−カルボン酸メチルエステル（n²³ _D＝
1.4270）を含んでいた。 アクリル酸メチルの全量の42.3％が転化した。
収率はアセトン転化量に対しては88％で、アクリ
ル酸メチル転化量に対しては95.4％であつた。 上記付加物を製造するために、室温で0.12モル
のピロリジンをエーテル40ml中のアクリル酸メチ
ル0.12モルの溶液に添加した。この後、混合物を
還流冷却しながら24時間加熱した。次に、エーテ
ルを留去し、残留分を2.6kpaで蒸留した。 比較実施例 メチル−β−ピロリジン−１−イルプロピオネ
ート19.6ｇの代りに8.9ｇのピロリジンを添加す
る以外は実施例１を反復する。自生圧力下３時間
反応させる。反応混合物はガスクロマトグラフイ
ー分析によると、90.9ｇのデルタ−オキソカプロ
ン酸のメチルエステル90.9ｇとアクリル酸メチル
7.3ｇを含有していた。アクリル酸メチル転化量
に対する収率及びアセトン転化量に対する収率は
それぞれ69％及び65.2％であつた。 実施例 １のオートクレーブ内に34.8ｇのアクリロニ
トリル、292.4ｇのアセトン、9.4ｇのβ−ピロリ
ジン−１−イルプロピオニトリル（ピロリジンと
アクリロニトリルの付加物）及び0.06ｇの酢酸を
一緒に装入する。自生圧力下混合物を200℃で４
時間加熱する。冷却後、混合物をガスクロマトグ
ラフイーで分析した。この分析によれば、反応混
合物は9.0ｇのアクリロニトリル、238.4ｇのアセ
トン及び47.1ｇのデルタ−オキソカプロニトリル
を含んでいた。即ち、アクリロニトリル転化率は
74.1％であつた。デルタ−オキソカプロニトリル
の収率はそれぞれアセトン転化量及びアクリロニ
トリル転化量に対して82.0％及び87.4％であつ
た。 実施例 １のオートクレーブ内に245ｇのシクロヘキ
サノン、244.6ｇのアクリル酸メチル、30.4ｇの
メチル−β−ピロリジン−１−イルプロピオネー
ト及び0.1ｇの安息香酸を一緒に装入する。オー
トクレーブ内の混合物を自生圧力下170℃に加熱
し、この温度に２時間維持する。次に、反応混合
物を冷却し、ガスクロマトグラフイーで分析す
る。40.4ｇのアクリル酸メチルが検出され、一方
439ｇのメチル−３−（２−オキソシクロヘキシ
ル）プロピオネートが形成していた。 メチル−３−（２−シクロヘキシル）プロピオ
ネートの収率はアクリル酸メチル転化量に対して
は定量的であつたが、シクロヘキサノン転化量に
対しては99.2％であつた。 実施例 １のオートクレーブ内に290ｇのアセトン、
82.8ｇのアクリル酸メチル、23.8ｇのメチル−β
−ピペリジン−１−イルピロピオネート（ピペリ
ジンとアクリル酸メチルとの付加物）を一緒に装
入する。オートクレーブ内の混合物を自生圧力下
210℃に加熱し、この温度に４時間維持する。冷
却後、反応混合物をガスクロマトグラフイーによ
つて分析した。66.6ｇのアクリル酸メチルが検出
され、一方24.2ｇのデルタ−オキソカプロン酸が
形成していた。従つて、デルタ−オキソカプロン
酸メチルエステルの収率はアクリル酸メチルの転
化量に対しては89.1％で、アセトン転化量に対し
ては92％である。 実施例 １のオートクレーブ内に290.0ｇのアセトン、
83.5ｇのアクリル酸メチル、16.8ｇのβ−ピロリ
ジン−１−イルプロピオニトリル（ピロリジンと
アクリロニトリルの付加物）及び0.6ｇの安息香
酸を一緒に装入する。オートクレーブ内の混合物
を自生圧力下200℃に加熱し、この温度に２時間
維持する。冷却後、反応混合物をガスクロマトグ
ラフイーで分析した。65.5ｇのアクリル酸メチル
が検出され、一方24.2ｇのデルタ−オキソカプロ
ン酸メチルエステルが形成していた。従つて、デ
ルタ−カプロン酸メチルエステルの収率はアクリ
ル酸メチル転化量に対しては90.1％で、アセトン
転化量に対しては78.0％である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 触媒を用いて液相で、アルフア位に少なくと
   も１個の活性化Ｈ原子をもつケトンとアクリル酸
   またはアクリル酸誘導体を反応させてデルタ・ケ
   ト酸及びその誘導体を製造する方法において、使
   用する触媒が一般式： 【式】 ［式中Ｑはカルボン酸又はカルボン酸低級アルキ
   ルエステル又はカルボキシアミド又はニトリル基
   を表わす］で示されるα，β−不飽和低級脂肪族
   化合物での環式第二アミンの付加生成物であるこ
   とを特徴とするデルタ・ケト酸及びその誘導体の
   製造方法。 ２ 使用する環式第二アミンがピロリジンである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製
   造方法。 ３ α，β−不飽和化合物として転化すべきアク
   リル酸化合物を前記アミンに付加した触媒を使用
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の製造方法。 ４ 転化すべきアクリル酸化合物１モルにつき
   0.05〜0.5モルの触媒を使用することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
   か１項記載の製造方法。 ５ 触媒量（catalytic amount）の酸化合物を
   含む反応混合物を使用することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項
   記載の製造方法。 ６ 反応を170〜230℃の温度で行うことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項から第５項までのいず
   れか１項記載の製造方法。 ７ アクリル酸化合物の20〜90％が転化するまで
   反応条件を維持することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項から第６項までのいずれか１項記載の
   製造方法。 ８ アセトンまたはシクロヘキサノンを用いて反
   応を実施することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項から第７項までのいずれか１項記載の製造方
   法。 ９ アクリル酸、メタクリル酸またはクロトン酸
   のニトリル、メチルエステルまたはエチルエステ
   ルを使用して反応を実施することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか１
   項記載の製造方法。