(57)【要約】【課題】  ヒドロキシエチルベンゼン又はヒドロキシエチルピリジンからのヒドロキシエチルヘキサン及びヒドロキシエチルピペリジンへの新規な選択的製造方法の提供。【解決手段】  使用前に水素により１２０から２５０バールの圧力及び１２０から２５０℃の温度で既に処理されているルテニウムを触媒として使用し、大気圧で７０℃以上の沸点を有するアルカンを溶媒として使用する場合、対応するヒドロキシエチルベンゼンまたはヒドロキシエチルピリジンの接触水素化により、場合によってシクロヘキサン環中に窒素原子を含むことがあるヒドロキシエチルシクロヘキサンが選択的に製造される。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
対応するヒドロキシエチルベンゼンまたはヒドロキシエチルピリジンを加圧容器を使用して溶媒の存在下で接触水素化することにより、場合によってシクロヘキサン環中に窒素原子を含むことがあるヒドロキシエチルシクロヘキサンを製造する方法であって、使用する触媒が使用前に水素により１２０から２５０バールの圧力及び１２０から２５０℃の温度で既に処理されているルテニウムであり、使用する溶媒が大気圧で７０℃以上の沸点を有するアルカンであり、該触媒が加圧容器中に既に存在する溶媒と同じ溶媒中の懸濁液の形で添加されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対応するヒドロキシエチルベンゼンまたはヒドロキシエチルピリジンを接触水素化によって、場合によってシクロヘキサン環中に窒素原子を含むことがあるヒドロキシエチルシクロヘキサンを製造する方法に関する。
【０００２】
ヒドロキシエチルシクロヘキサン及びヒドロキシエチルピペリジンは、医薬品、芳香剤及び昆虫駆除剤製造用の中間体である。
【０００３】
ラネーニッケルまたはロジウム等の慣用の水素化触媒を用い、及び／または極性溶媒中で、対応するヒドロキシエチルベンゼンまたはヒドロキシエチルピリジンを接触水素化することにより、ヒドロキシエチルシクロヘキサン及びヒドロキシエチルピペリジンを製造する場合、２次反応が相当程度起こって、所望しない副生成物を生成するに至る。それゆえ、場合によってシクロヘキサン環中に窒素原子を含むことがあるヒドロキシエチルシクロヘキサンを例えば９５％以上の良好な選択率で製造するのに使用できる方法にはニーズが存在する。
【０００４】
ここで、本発明者らは、使用前に還元剤により既に処理されているルテニウムを触媒として使用することを特徴とする、対応するヒドロキシエチルベンゼンまたはヒドロキシエチルピリジンを接触水素化することにより、場合によってシクロヘキサン環中に窒素原子を含むことがあるヒドロキシエチルシクロヘキサンを製造する方法を見出した。
【０００５】
本発明によれば、例えば式（Ｉ）
【０００６】
【化１】
2010202666.tif 000002
【０００７】
（式中、ＸはＣＨまたはＮであり、
Ｒ１及びＲ２は、おたがいに独立に、水素、ヒドロキシル、アミノ、Ｃ１−Ｃ１０アルキル、Ｃ３−Ｃ６シクロアルキル、Ｃ６−Ｃ１０アリール、Ｃ７−Ｃ１２アラルキル、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシまたはＣ３−Ｃ６シクリアルコキシである）
のヒドロキシエチルベンゼン及びヒドロキシエチルピリジンを使用して、場合によってシクロヘキサン環中に窒素原子を含むことがあり、式（ＩＩ）
【０００８】
【化２】
2010202666.tif 000003
【０００９】
（式中、ＹはＣＨ２またはＮＨであり、Ｒ１及びＲ２は式（Ｉ）に定義されている）
に対応するヒドロキシエチルシクロヘキサンを得ることが可能である。
【００１０】
式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、Ｒ１及びＲ２は、好ましくはおたがいに独立に、水素、Ｃ１−Ｃ４アルキル、ベンジルまたはＣ１−Ｃ４アルコキシである。Ｒ１及びＲ２は、特に好ましくは水素である。
【００１１】
式（Ｉ）においては、Ｘは、好ましくはＮである。対応して、式（ＩＩ）においては、Ｙは、好ましくはＮＨである。
【００１２】
式（Ｉ）及び（ＩＩ）において、ヒドロキシルエチル基は、好ましくはＸまたはＹに関して２位にある。Ｒ１及びＲ２は、好ましくはＸまたはＹに関して３、４、５及びまたは６位にある。
【００１３】
特に好ましいのは、本発明のプロセスにおいて２−（２−ヒドロキシエチル）−ピリジンまたはヒドロキシエチルベンゼンを用い、２−（２−ヒドロキシエチル）−ピペリジンまたはヒドロキシエチルシクロヘキサンを製造することである。
【００１４】
好ましいルテニウム触媒は、担体上の金属ルテニウム（すなわち、±０の酸化状態のルテニウム）からなる触媒である。このような担持触媒のルテニウム含量は、例えば０．５から１５重量％、好ましくは１５から１０重量％である。
【００１５】
本発明のプロセスにおける使用に先立つ、還元剤によるルテニウムの処理は、例えば高温において水素により行われる。水素処理は、例えば１２０から２５０バールの圧力及び１２０から２５０℃の温度を使用することができる。１５０から２２０バール及び１５０から２２０℃が好ましい。
【００１６】
担持触媒上の担体材料の例は、木炭、酸化アルムニウムまたはシリカである。金属触媒用に他の公知の担体材料を使用することも可能である。
【００１７】
場合によっては、好適な還元剤による処理後に、本発明のプロセスに好適となる担持触媒は市販されている。
【００１８】
不連続操作においては、例えば０．０１から１０重量％のルテニウム触媒（Ｒｕ金属のみを考慮に入れ、使用されるヒドロキシエチルベンゼンまたはヒドロキシエチルピリジンに基づいて）を使用することができる。この量は、好ましくは０．１から２．５重量％である。
【００１９】
反応混合物から分離した後、この触媒を本発明のプロセスに再度使用することができる。場合によっては、本発明のプロセスを連続的に行うこともできる。
【００２０】
本発明のプロセスは溶媒の存在下で行われる。
【００２１】
好適な溶媒は、大気圧で７０℃以上の沸点を有するアルカン、特に直鎖あるいは分岐の脂環式Ｃ７−Ｃ１８アルカン、無置換の環状Ｃ６−Ｃ１０アルカン及び直鎖あるいは分岐のＣ１−Ｃ１０アルキル基で置換されたＣ５−Ｃ１０アルカンである。特に好ましい溶媒は、イソオクタン、シクロヘキサン及びメチルシクロヘキサン、特にメチルシクロヘキサンである。種々のアルカンの混合物を使用することも可能である。
【００２２】
使用される１００ｇのヒドロキシエチルベンゼンまたはヒドロキシエチルピリジンに基
づいて、例えば１０から１０００ｍｌの溶媒を使用することが可能である。この量は、好ましくは２０から１００ｍｌである。
【００２３】
本発明による水素化は、例えば５０から２５０℃の範囲の温度及び５から２００バールの水素圧力で行われる。好ましいのは、８０から２２０℃の範囲の温度及び５０から１８０バールの水素圧力である。
【００２４】
最初に、例えば使用されるヒドロキシエチルベンゼンまたはヒドロキシエチルピリジンを場合によっては溶媒と一緒に、加圧容器中に導入し、加圧容器を例えば窒素によって掃気して不活性とすることにより本発明のプロセスを行うことが可能である。これとは別に、この触媒は水素により前処理されている。好ましくは加圧容器中に既に存在するものと同じ溶媒中に懸濁された触媒が加圧容器に添加され、次に反応温度迄加圧され、水素が注入される。まず、３０分から１０時間後に完結する（水素がもはや吸収されなくなる）。混合物は、最初に、冷却し、次に放圧し、次に触媒を分離し、製造されたヒドロキシエチルシクロヘキサンまたはヒドロキシエチルピペリジンを例えば蒸留により単離することによって、反応が仕上げられる。
【００２５】
連続法を含めて、本発明のプロセスを行う他の方法が可能である。
【００２６】
本発明のプロセスを用いて、ヒドロキシエチルシクロヘキサン及びヒドロキシエチルピペリジンを高収率、高選択率で製造することが可能である。選択率は、出発材料を基準にして、一般に９５％、時には９８％以上である。本発明のプロセスにおいては、触媒の使用寿命も長い。
【実施例】
【００２７】
実施例１
１５０ｇの２−（２−ヒドロキシエチル）−ピリジンを５０ｇのメチルシクロヘキサンと混合し、０．７ｌの攪拌されたオートクレーブ中に入れた。次に、オートクレーブを５バールのＮ２により３回不活性化した。次に、５０ｍｌのメチルシクロヘキサン中に懸濁した、木炭上に５重量％のルテニウムを含む１０ｇの触媒を計量、注入した。この触媒は、２００℃の温度及び２００バールのＨ２圧力でＨ２により事前に処理されたものであった。この混合物を１５０℃及び８０バールのＨ２圧力で水素化した。水素化時間は５時間であった。
【００２８】
次の組成（ＧＣ）を有する粗混合物を得た。
２−（２−ヒドロキシエチル）−ピペリジン：  ９８．６％
２−エチルピペリジン：                        ０．４％
他のエチルピペリジン：                        ０．５％
実施例２
酸化アルミニウム上に５重量％のルテニウムを含む１０ｇの触媒を使用した他は、手順は、実施例１におけるようであった。得られた粗混合物は、９６．６％（ＧＣ）の２−（２−ヒドロキシエチル）−ピペリジンを含んでいた。
【００２９】
実施例３（比較として）
触媒として３ｇのラネーニッケルを使用した他は、手順は、実施例１におけるようであった。得られた粗混合物は、
２−（２−ヒドロキシエチル）−ピペリジン：  ４８．６％
メチルピペリジン：                          １９．９％
ヒドロキシエチル−エチルピペリジン：        １９．３％
からなっていた（ＧＣ）。
【００３０】
実施例４（比較として）
カーボン上の５重量％のロジウムを含む１０ｇの触媒を使用した他は、手順は、実施例１におけるようであった。得られた粗混合物は、
２−（２−ヒドロキシエチル）−ピペリジン：  ７９．７％
ヒドロキシエチルピリジン：                  １４．９％
エチルピペリジン：                          ３．８％
からなっていた（ＧＣ）。
【００３１】
実施例５
１５０ｇのヒドロキシエチルベンゼンを５０ｇのメチルシクロヘキサンと混合し、０．７ｌの攪拌されたオートクレーブ中に入れた。次に、オートクレーブを５バールのＮ２により３回不活性化した。次に、５０ｍｌのメチルシクロヘキサン中に懸濁した、カーボン上に５重量％のルテニウムを含む５ｇの触媒を計量、注入した。この触媒は、２００℃の温度及び８０バールのＨ２圧力でＨ２により事前に処理されたものであった。この混合物を１００℃及び１５０バールのＨ２圧力で水素化した。水素化時間は４５時（ｔｉｍｅｓ）であった。
【００３２】
次の組成（ＧＣ）を有する粗混合物を得た。
ヒドロキシエチルシクロヘキサン：            ９９．３％
エチルシクロヘキサン：                        ０．３％
実施例６（比較として）
各々の場合、それぞれ５０ｇのメチルシクロヘキサンの代わりに１００ｇのメタノールを使用した他は、手順は実施例１におけるようであった。得られた粗混合物は、
２−（２−ヒドロキシエチル）−ピペリジン：  ８１．５％
メチルピペリジン：                            ６．３％
エチルピペリジン：                            ４．４％
ヒドロキシエチル−エチルピリジン：            ６．６％
未同定物質：                                残り
からなっていた（ＧＣ）。
【００３３】
本発明の特徴及び態様を示せば以下の通りである。
【００３４】
１．対応するヒドロキシエチルベンゼンまたはヒドロキシエチルピリジンを接触水素化することにより、場合によってシクロヘキサン環中に窒素原子を含むことがあるヒドロキシエチルシクロヘキサンを製造する方法であって、使用前に水素により既に処理されているルテニウムを触媒として使用することを特徴とする製造方法。
【００３５】
２．式（Ｉ）
【００３６】
【化３】
2010202666.tif 000004
【００３７】
（式中、ＸはＣＨまたはＮであり、
Ｒ１及びＲ２は、おたがいに独立に、水素、ヒドロキシル、アミノ、Ｃ１−Ｃ１０アルキ
ル、Ｃ３−Ｃ６シクロアルキル、Ｃ６−Ｃ１０アリール、Ｃ７−Ｃ１２アラルキル、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシまたはＣ３−Ｃ６シクリアルコキシである）
のヒドロキシエチルベンゼン及びヒドロキシエチルピリジンを使用して、場合によってシクロヘキサン環中に窒素原子を含むことがあり、式（ＩＩ）
【００３８】
【化４】
2010202666.tif 000005
【００３９】
（式中、ＸはＣＨ２またはＮＨであり、Ｒ１及びＲ２は式（Ｉ）に定義されている）
に対応するヒドロキシエチルシクロヘキサンを得ることを特徴とする上記１に記載の方法。
【００４０】
３．使用されるルテニウム触媒が担体上の金属ルテニウムからなる触媒であることを特徴とする上記１から２に記載の方法。
【００４１】
４．使用に先立って、高温で水素により前処理されているルテニウム含有担持触媒が使用されることを特徴とする上記１から３に記載の方法。
【００４２】
５．ルテニウムの前処理が１２０から２５０℃の温度及び１２０から２５０バールの圧力で水素により行われることを特徴とする上記１から４に記載の方法。
【００４３】
６．担体材料として木炭、酸化アルムニウムまたはシリカを含有するルテニウム含有担持触媒が使用されることを特徴とする上記１から５に記載の方法。
【００４４】
７．連続操作において、使用されるヒドロキシエチルベンゼンまたはヒドロキシエチルピリジンに基づいて、０．０１から１０重量％のルテニウム触媒（Ｒｕ金属のみを考慮に入れて）が使用されることを特徴とする上記１から６に記載の方法。
【００４５】
８．大気圧で７０℃以上の沸点を有するアルカンである溶媒中で行われることを特徴とする上記１から７に記載の方法。
【００４６】
９．使用されるアルカンがイソオクタン、シクロヘキサンまたはメチルシクロヘキサンである上記１から８に記載の方法。
【００４７】
１０．水素化が５０から２５０℃の範囲の温度及び５から２００バールの水素圧力で行われる上記１から９に記載の方法。