(57)【要約】      （修正有）【課題】未反応原料の回収工程が不要な二環式アミン化合物の製造法の提供。【解決手段】式（１）の化合物を含む原料を気相中で触媒に接触させ１次反応体とする工程と、該１次反応体を気相中で該触媒に接触させ２次反応体とする工程とを行い、式（２）の二環式アミン化合物を得る。2014105194.tif 000014［式（１）中、Ｘは炭素又は窒素を表し、Ｙは水素、特定の置換基を表す。］2014105194.tif 000015【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で示される化合物を含む原料体を気相中で固体触媒に接触させ１次反応体とする工程（Ａ）と、当該１次反応体を気相中で当該固体触媒に接触させ２次反応体とする工程（Ｂ）とを含むことを特徴とする上記式（２）で示される二環式アミン化合物の製造法。
【化１】
2014105194.tif 000012
［上記式（１）中、Ｒ１〜Ｒ８は各々独立して、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、水酸基、ヒドロキシメチル基、又は炭素数１〜４のアルコキシ基を表す。また、Ｘは炭素原子又は窒素原子を表し、Ｙは水素原子、アルキル基、水酸基、又は炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基を表す。］
【化２】
2014105194.tif 000013
［上記式（２）中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｘ、Ｙは前記と同じ定義である。］
【請求項２】
式（１）及び（２）において、Ｙが水素原子又はヒドロキシメチル基であることを特徴とする請求項１に記載の二環式アミン化合物の製造法。
【請求項３】
式（１）及び（２）において、Ｘが窒素原子であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二環式アミン化合物の製造法。
【請求項４】
式（１）及び（２）において、Ｘが窒素原子であり、かつＹがヒドロキシメチル基であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二環式アミン化合物の製造法。
【請求項５】
式（１）及び式（２）において、Ｒ１〜Ｒ８が各々独立して、水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基又はヒドロキシメチル基を表す（ただし、Ｒ１〜Ｒ８が全て同じ置換基になることはない。）ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の二環式アミン化合物の製造法。
【請求項６】
式（１）及び式（２）において、Ｒ１〜Ｒ８が水素原子を表すことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の二環式アミン化合物の製造法。
【請求項７】
固体触媒として、下記式（３）で示される無機酸化物を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の二環式アミン化合物の製造法。
ＡｌａＭｂＰｃＯｄ              （３）
［上記式（３）中、Ａｌはアルミニウムを表し、Ｍはアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素を表し、Ｐはリンを表し、Ｏは酸素を表す。添字ａ〜ｄは各元素のモル数を表し、ｂ／ａ＝０．００１〜０．３（モル比）、ｃ／ａ＝０．００１〜０．３（モル比）であって、ｄは各原子の結合状態によって任意に取り得る値を表す。］
【請求項８】
上記式（３）において、ＭがＮａ，Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｃａ又はＢａであることを特徴とする請求項７に記載の二環式アミン化合物の製造法。
【請求項９】
上記式（３）において、ｂ／ａ＝０．０１〜０．２（モル比）、ｃ／ａ＝０．０１〜０．２（モル比）であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の二環式アミン化合物の製造法。
【請求項１０】
固体触媒が、触媒担体として酸化アルミニウムを用いたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の二環式アミン化合物の製造法。
【請求項１１】
１次反応体中に含まれる、上記式（１）で示される化合物のモル量が、原料体に含まれる上記式（１）で示される化合物のモル量に対して、１〜５０％の範囲であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の二環式アミン化合物の製造法。
【請求項１２】
２次反応体中の、上記式（１）で示される化合物のモル量が、原料体に含まれる上記式（１）で示される化合物のモル量に対して、５％以下の範囲であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の二環式アミン化合物の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二環式アミン化合物の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二環式アミン化合物は、例えば、医農薬中間体、有機合成用触媒、化学吸着剤、抗菌剤等に有用な化合物として知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
二環式アミン化合物の製造法として、特許文献１では、エステル基を置換基に有する二環式アミン化合物を合成した後、エステル基を還元することにより誘導している。
【０００４】
しかしながら、この製造法は、還元剤として発火の危険性が高い水素化リチウムアルミニウムを使用するため、工業的なスケールアップ製造上好ましいと言えない。また高価な反応基質を使用することから実用的とは言えない状況にある。
【０００５】
このため、本件出願人は、一段階で目的物が得られる上、過度な高圧反応が不要な簡便且つ安全な製造法として、下記式
【０００６】
【化１】
2014105194.tif 000002
（上記式中、Ｒは水素原子又は直鎖状若しくは分枝状の炭素数１〜４のアルキル基、ｎは０〜６の整数を表す。）
で示されるジヒドロキシアルキルピペラジン類を、酸触媒の存在下で分子内脱水縮合反応させて、二環式アミン化合物を製造する方法について既に特許出願している（特許文献２参照）。
【０００７】
特許文献２に記載の方法は、多段階の反応が不要であり、発火の危険性が高い還元剤を用いることなく、簡便且つ安全に二環式アミン化合物を製造することができるという優れた方法ではあるが、転化率が十分でないために未反応原料の回収工程が必要になることや、この製造法における酸触媒を気相反応に適用すると、十分な収率が得られない上に反応副生物がタール状となって析出し、反応管を閉塞させる場合があるため、工業的に連続生産する上で未だ改善すべき問題があった。
【０００８】
このため本件出願人は、二環式アミン化合物を簡便に且つ高収率で得ることができ、また連続生産の支障となる副生タール分が抑制できる製造法として、下記式
【０００９】
【化２】
2014105194.tif 000003
（上記式中、Ｒ１〜Ｒ８は各々独立して、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、水酸基、ヒドロキシメチル基、又は炭素数１〜４のアルコキシ基を表す。また、Ｘは炭素原子又は窒素原子を表し、Ｙは水素原子、アルキル基、水酸基、又は炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基を表す。）
で示される化合物を、固体触媒として、式ＡａＭｂＰｃＯｄ［式中、ＡはＳｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ及びＺｒからなる群より選ばれる１種又は２種以上の元素を表し、Ｍはアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素を表し、Ｐはリンを表し、Ｏは酸素を表す。添字ａ〜ｄは各元素のモル数を表し、ｂ／ａ＝０．００１〜０．３（モル比）、ｃ／ａ＝０．００１〜０．３（モル比）であって、ｄは各原子の結合状態によって任意に取り得る値を表す。ただし、Ａが２種以上の元素を表す場合には、添字ａはそのモル数が最も大きい元素のモル数を表す。］で示される無機酸化物の存在下、気相中で分子内脱水させて、二環式アミン化合物を製造する方法について、既に特許出願している（特許文献３参照）。
【００１０】
特許文献３には、気相反応による製造法が示されており、特定の固体触媒を使用することにより、副生タール分が低減できることが記載されている。しかしながら、触媒のコーキングについて検討がなされておらず、また長期の運転評価も約１週間程度の実施に留まっているため、工業的に連続生産する上では未だ改善すべき問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２００１−５０４８５５号公報
【特許文献２】特開２０１０−０３７３２５号公報
【特許文献３】特開２０１２−１４９０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、工業的な二環式アミン化合物の製造法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下に示すとおりの二環式アミン化合物の製造法である。
【００１４】
［１］下記式（１）で示される化合物を含む原料体を気相中で固体触媒に接触させ１次反応体とする工程（Ａ）と、当該１次反応体を気相中で当該固体触媒に接触させ２次反応体とする工程（Ｂ）とを含むことを特徴とする下記式（２）で示される二環式アミン化合物の製造法。
【００１５】
【化３】
2014105194.tif 000004
［上記式（１）中、Ｒ１〜Ｒ８は各々独立して、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、水酸基、ヒドロキシメチル基、又は炭素数１〜４のアルコキシ基を表す。また、Ｘは炭素原子又は窒素原子を表し、Ｙは水素原子、アルキル基、水酸基、又は炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基を表す。］
【００１６】
【化４】
2014105194.tif 000005
［上記式（２）中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｘ、Ｙは前記と同じ定義である。］
［２］式（１）及び（２）において、Ｙが水素原子又はヒドロキシメチル基であることを特徴とする上記［１］に記載の二環式アミン化合物の製造法。
【００１７】
［３］式（１）及び（２）において、Ｘが窒素原子であることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の二環式アミン化合物の製造法。
【００１８】
［４］式（１）及び（２）において、Ｘが窒素原子であり、かつＹがヒドロキシメチル基であることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の二環式アミン化合物の製造法。
【００１９】
［５］式（１）及び式（２）において、Ｒ１〜Ｒ８が各々独立して、水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基又はヒドロキシメチル基を表す（ただし、Ｒ１〜Ｒ８が全て同じ置換基になることはない。）ことを特徴とする上記［１］乃至［４］のいずれかに記載の二環式アミン化合物の製造法。
【００２０】
［６］式（１）及び式（２）において、Ｒ１〜Ｒ８が水素原子を表すことを特徴とする上記［１］乃至［４］のいずれかに記載の二環式アミン化合物の製造法。
【００２１】
［７］固体触媒として、下記式（３）で示される無機酸化物を用いることを特徴とする上記［１］乃至［６］のいずれかに記載の二環式アミン化合物の製造法。
【００２２】
ＡｌａＭｂＰｃＯｄ              （３）
［上記式（３）中、Ａｌはアルミニウムを表し、Ｍはアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素を表し、Ｐはリンを表し、Ｏは酸素を表す。添字ａ〜ｄは各元素のモル数を表し、ｂ／ａ＝０．００１〜０．３（モル比）、ｃ／ａ＝０．００１〜０．３（モル比）であって、ｄは各原子の結合状態によって任意に取り得る値を表す。］
［８］上記式（３）において、ＭがＮａ，Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｃａ又はＢａであることを特徴とする上記［７］に記載の二環式アミン化合物の製造法。
【００２３】
［９］上記式（３）において、ｂ／ａ＝０．０１〜０．２（モル比）、ｃ／ａ＝０．０１〜０．２（モル比）であることを特徴とする上記［７］又は［８］に記載の二環式アミン化合物の製造法。
【００２４】
［１０］固体触媒が、触媒担体として酸化アルミニウムを用いたものであることを特徴とする上記［１］乃至［９］のいずれかに記載の二環式アミン化合物の製造法。
【００２５】
［１１］１次反応体中に含まれる、上記式（１）で示される化合物のモル量が、原料体に含まれる上記式（１）で示される化合物のモル量に対して、１〜５０％の範囲であることを特徴とする上記［１］乃至［１０］のいずれかに記載の二環式アミン化合物の製造法。
【００２６】
［１２］２次反応体中の、上記式（１）で示される化合物のモル量が、原料体に含まれる上記式（１）で示される化合物のモル量に対して、５％以下の範囲であることを特徴とする上記［１］乃至［１１］のいずれかに記載の二環式アミン化合物の製造法。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、従来に比べて高い原料転化率で二環式アミン化合物を得ることができ、未反応原料の回収工程が不要となるため、製造時間の短縮、製造設備の簡略化に繋がることから、本発明は工業的に極めて有用である。
【００２８】
また、本発明は、反応管閉塞の要因であるタールの生成量を低減させることができ、反応管の閉塞を遅延できる効果を有する。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００３０】
本発明の上記式（２）で示される二環式アミン化合物の製造法は、下記式（１）で示される化合物を含む原料体を気相中で固体触媒に接触させ１次反応体とする工程（Ａ）と、当該１次反応体を、気相中で当該固体触媒に接触させ２次反応体とする工程（Ｂ）とを含むことをその特徴とする。
【００３１】
すなわち、本発明は、工程（Ｂ）で、上記式（１）で示される化合物及び上記式（２）で示される二環式アミン化合物の双方を含む１次反応体を、気相中で当該固体触媒に再度接触させ、残存する上記式（１）で示される化合物の転化を促進することで、原料である上記式（１）で示される化合物をほとんど含まない２次反応体とすることができる。
【００３２】
本発明において、１次反応体を、気相中で当該固体触媒に接触させる態様としては、特に限定するものではないが、例えば、下記式（１）で示される化合物を含む原料体を気相中で固体触媒に接触させた反応液を、当該固体触媒に再度接触させることが簡便であり、好ましい。
【００３３】
本発明の製造法において、上記式（１）で示される化合物は、上記式（２）で示される二環式アミン化合物の原料となる。
【００３４】
本発明において、上記式（１）における、Ｘは炭素原子又は窒素原子を表し、Ｙは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、水酸基、又は炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基を表す。中でも入手のし易さ、及び取得コストの観点から、Ｙとしては水素原子、ヒドロキシメチル基、又はヒドロキシエチル基が好ましい。
本発明において、上記式（１）における、置換基Ｒ１〜Ｒ８は各々独立して、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基（メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基）、水酸基、ヒドロキシメチル基、又は炭素数１〜４のアルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基）を表す。
中でも入手のし易さ、及び取得コストの観点から、上記式（１）及び式（２）は、Ｒ１〜Ｒ８が各々独立して、水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基又はヒドロキシメチル基を表すこと（ただし、Ｒ１〜Ｒ８が全て同じ置換基になることはない。）が好ましく、上記式（１）及び式（２）において、Ｒ１〜Ｒ８が全て水素原子を表すことが最も好ましい。
【００３５】
本発明において、上記式（１）で示される化合物のうち、Ｘが炭素原子である化合物の具体例としては、例えば、以下の例示化合物番号１〜４で示される化合物を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３６】
【化５】
2014105194.tif 000006
本発明において、上記式（１）で示される化合物のうち、Ｘが窒素原子である化合物の具体例としては、例えば、以下の例示化合物番号５〜１２で示される化合物を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
【化６】
2014105194.tif 000007
本発明において、上記式（１）で示される化合物は市販のものでもよいし、公知の方法により合成したものでも良く、特に限定されない。また、上記式（１）で示される化合物の純度としては、特に限定はないが、精製工程での精製のし易さを考慮すると、９５％以上が好ましく、９９％以上が特に好ましい。
【００３８】
本発明の製造法により製造される上記式（２）で示される二環式アミン化合物は、上記式（１）で示される化合物から得られるものである。
【００３９】
本発明において、上記式（２）における、Ｘは炭素原子又は窒素原子を表し、Ｙは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、水酸基、又は炭素数１〜４のヒドロキシアルキル基を表す。中でも入手のし易さ、及び取得コストの観点から、Ｙとしては水素原子、ヒドロキシメチル基、又はヒドロキシエチル基が好ましい。
【００４０】
本発明において、上記式（２）における、置換基Ｒ１〜Ｒ８は各々独立して、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基（メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基）、水酸基、ヒドロキシメチル基、又は炭素数１〜４のアルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基）を表す。
中でも原料の入手のし易さ、及び取得コストの観点から、上記式（２）は、Ｒ１〜Ｒ８が各々独立して、水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基又はヒドロキシメチル基を表すこと（ただし、Ｒ１〜Ｒ８が全て同じ置換基になることはない。）が好ましく、上記式（２）において、Ｒ１〜Ｒ８が全て水素原子を表すことが最も好ましい。
【００４１】
また、上記式（２）で示される二環式アミン化合物のうち、Ｘが炭素原子である化合物の具体例としては、例えば、以下の例示化合物番号１３〜１６で示される化合物を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
【化７】
2014105194.tif 000008
また、上記式（２）で示される二環式アミン化合物のうち、Ｘが窒素原子である化合物の具体例としては、例えば、以下の例示化合物番号１７〜２４で示される化合物を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４３】
【化８】
2014105194.tif 000009
本発明において、反応工程（Ａ）は、上記式（１）で示される化合物を含む原料体を気相中で固体触媒に接触させ分子内脱水させることで行われる。また、反応工程（Ｂ）は、反応工程（Ａ）で得られた１次反応体を気相中で当該固体触媒に接触させ分子内脱水させることで行われる。
【００４４】
本発明において、固体触媒としては、特に限定するものではないが、例えば、上記式（３）で示される無機化合物を用いることができる。固体触媒は調製のし易さ、及び取扱いの面から、触媒担体上に各成分を担持させたものとすることが好ましい。
【００４５】
触媒担体としては、例えば、無機酸化物を用いることができ、無機酸化物としては、特に限定するものではないが、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、アルミノシリケート、ゼオライト、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。これらの中でも、入手コスト、及び耐久性の観点から、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、ハイシリカゼオライトが好ましく、酸化アルミニウムが最も好ましい。
【００４６】
本発明において、上記式（３）における、Ｍはアルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素を表し、アルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａが挙げられる。これらの中ではＮａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｃａ、Ｂａが好ましい。
【００４７】
本発明において、固体触媒におけるリン成分の原料としては特に限定するものではなく、例えば、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、ホスフィンオキサイド、各種リン酸塩等が挙げられる。これらの中ではリン酸アンモニウム塩が好ましい。
【００４８】
上記式（３）におけるａ、ｂ及びｃの値は、通常、ｂ／ａ＝０．００１〜０．３（モル比）、ｃ／ａ＝０．００１〜０．３（モル比）の範囲である。好ましくはｂ／ａ＝０．０１〜０．２（モル比）、ｃ／ａ＝０．０１〜０．２（モル比）の範囲である。この範囲とすることで固体触媒の酸塩基強度、比表面積等の物性を向上させ、触媒活性、選択率をより高めることができる。
【００４９】
本発明において、固体触媒の調製法は特に限定されるものではなく、一般的に行われる調製法が取られる。例えば、上記した固体触媒の原料（例えば、触媒担体、アルカリ金属元素成分又はアルカリ土類金属元素成分の原料、リン成分の原料等）を水中に溶解又は懸濁させて、攪拌、加熱、濃縮、乾燥後、成型し、更に焼成を経て固体触媒とする方法等が挙げられる。
【００５０】
本発明において、上記式（１）で示される化合物を上記式（２）で示される二環式アミン化合物に変換させる反応工程は、特に限定するものではないが、気相中、固定床流通式で実施することが好ましい。
【００５１】
本発明において、原料体は上記式（１）で示される化合物を含むものであればよく、上記式（２）で含む化合物をあえて含む必要はない。ただし、本発明の趣旨に反しない程度であれば、原料体が、上記式（１）で示される化合物以外の化合物を含有してもいても差し支えない。
【００５２】
本発明において、工程（Ａ）で用いる原料体としては、例えば、上記式（１）で示される化合物を希釈剤で希釈したものを用いることが好ましい。希釈剤としては、特に限定するものではないが、窒素ガス、水素ガス、アンモニアガス、水蒸気、炭化水素等の不活性ガスや、水、不活性な炭化水素等の不活性溶媒が挙げられ、これらのうち単独或は複数を用いて、原料を希釈し、反応を進行させることができる。これらの希釈剤は任意の量で使用でき、特に限定するものではないが、上記式（１）で示される化合物／希釈剤のモル比を０．００１〜１の範囲とすることが好ましい。モル比０．００１未満とすると、生産性が低下する恐れがあり、モル比１を超えると、選択性が低下する場合がある。希釈剤は、上記式（１）で示される化合物と同時に反応器内に導入してもよいし、予め上記式（１）で示される化合物を希釈剤混合させた後に、原料体として反応器に導入してもよい。
【００５３】
工程（Ａ）で得られる１次反応体には、未反応の上記式（１）で示される化合物、及び固体触媒の作用により分子内脱水した上記式（２）で示される二環式アミン化合物が含まれる。１次反応体中に含まれる、上記式（１）で示される化合物のモル量は、特に限定するものではないが、原料体に含まれる上記式（１）で示される化合物のモル量に対して１〜５０％の範囲であることが好ましい。１％未満の場合、そもそも工程（Ｂ）を実施する必要はなく、５０％を超えると工程（Ｂ）を実施しても、残存する上記式（１）で示される化合物を十分に転化できない場合がある。１次反応体中に含まれる、上記式（１）で示される化合物のモル量が上記範囲に収まらない場合、反応温度、触媒層への滞在時間等の反応条件を調整し範囲内へ収めることが好ましい。
【００５４】
本発明において、工程（Ｂ）で使用する１次反応体は、上記と同様に希釈剤で希釈して反応に用いることができ、希釈剤としても上記と同様のものを用いることができる。
【００５５】
本発明において、工程（Ｂ）で得られる２次反応体には、未反応の上記式（１）で示される化合物、及び固体触媒の作用により分子内脱水した上記式（２）で示される二環式アミン化合物が含まれる。２次反応体中に含まれる、上記式（１）で示される化合物のモル量は、特に限定するものではないが、原料体に含まれる上記式（１）で示される化合物のモル量に対して０〜５％の範囲であることが好ましい。５％を超えると経済的観点から、原料の回収工程が必要となる恐れがある。
【００５６】
本発明においては、工程（Ａ）、工程（Ｂ）以外の工程を追加して実施しても一向に差し支えない。例えば、２次反応体を再度、気相中で固体触媒に接触させ、３次反応体とする工程、３次反応体を再度、気相中で固体触媒に接触させ、４次反応体とする工程、冷却工程、加熱工程、洗浄工程、抽出工程、超音波処理工程、蒸留工程、その他薬液で処理する工程などを適宜実施することができる。
【００５７】
本発明において、工程（Ａ）及び工程（Ｂ）を含む反応工程は、３００〜５００℃の温度範囲で実施することが好ましく、さらに３５０〜４５０℃の温度範囲で実施することが好ましい。３００℃未満でも反応は進行するが、十分な反応速度が得られない場合あり、温度を下げる利点は少ない。また５００℃を越える温度で反応させると原料及び生成物が分解する恐れがあり、上記式（２）で示される二環式アミン化合物の選択率が低下することがある。また、工程（Ａ）と工程（Ｂ）の反応温度は異なっても何ら差し支えない。
【００５８】
また、本発明の製造法において、反応は、０．１〜５０ＭＰａの圧力範囲で実施することが好ましく、さらに１〜５ＭＰａの圧力範囲で実施することが好ましい。０．１ＭＰａ未満でも反応は進行するが、単位時間あたりの生産量が低下し、圧力を下げる利点は少ない。また５０ＭＰａを越える圧力で反応させても、特別な効果はなく、安全面で工業的に不利となる。
【００５９】
本発明において、工程（Ｂ）で得られた２次反応体は、後工程の精製工程で精製され、上記式（２）で示される二環式アミン化合物とすることが好ましい。精製工程で精製する方法としては、一般に知られている方法を実施することができ、上記式（２）で示される二環式アミン化合物の精製方法としては、例えば、再結晶や蒸留によって精製する方法が挙げられるが、その他どの様な方法を使用しても一向に差し支えない。
【実施例】
【００６０】
本発明を以下の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
【００６１】
なお、本実施例における生成物の収率、選択率は、ガスクロマトグラフィーで確認した。
【００６２】
ガスクロマトグラフィーには、ガスクロマトグラフ（島津製作所製  ＧＣ−２０１４）、キャピラリーカラム（Ｊ＆Ｗ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製  ＤＢ−５）、及び検出器（ＦＩＤ）を使用した。
【００６３】
また、以下の実施例における評価において、２次反応体の転化率、選択率、及び収率はいずれも１次反応体を製造するために用いた原料使用量を基準に、２工程トータルの値として算出した。
【００６４】
参考例１  Ｎ−（２，３−ジヒドロキシプロピル）ピペラジンの合成．
２００ｍｌの三口フラスコに、ピペラジン８６．１ｇ（１．０モル）、溶媒としてメタノール１００ｍｌを仕込み、窒素雰囲気下でグリシドール２２．２ｇ（０．３モル）を４時間かけて滴下した。三口フラスコをオイルバス中に保持することで、反応体の温度を６０℃に保った。グリシドールの滴下終了後、単蒸留により反応体中の溶媒であるメタノール、未反応のピペラジンを留去した。生成物を真空乾燥することで、Ｎ−（２，３−ジヒドロキシプロピル）ピペラジン（例示化合物番号７で示される化合物）４５．２ｇを得た。
【００６５】
参考例２  触媒Ａの調製．
触媒担体としてα型酸化アルミニウム粉末（キシダ化学製）７．２ｇを水１００ｍｌと混合しスラリー溶液とし、硝酸カリウム３．４ｇ、リン酸水素二アンモニウム２．７ｇを混合し分散させた後、エバポレーター用いて蒸発乾固させ白色固体を得た。この固体を圧縮成型し、窒素雰囲気の下マッフル炉で６００℃、４時間焼成し、３．５メッシュに破砕して気相反応用触媒［上記式（３）において、Ｍ＝Ｋ、ａ＝１、ｂ＝０．１、ｃ＝０．０６。以下、触媒Ａと称する。］を得た。
【００６６】
参考例３  触媒Ｂの調製．
参考例２において、硝酸カリウムの替わりに硝酸ルビジウム４．９ｇを用いる以外は、参考例２に記載の方法に従い触媒調製し、気相反応用触媒［上記式（３）において、Ｍ＝Ｒｂ、ａ＝１、ｂ＝０．１、ｃ＝０．０６。以下、触媒Ｂと称する。］を得た。
【００６７】
参考例４  触媒Ｃの調製．
参考例２において、硝酸カリウムの替わりに硝酸セシウム６．５ｇを用いる以外は、参考例２に記載の方法に従い触媒調製し、気相反応用触媒［上記式（３）において、Ｍ＝Ｃｓ、ａ＝１、ｂ＝０．１、ｃ＝０．０６。以下、触媒Ｃと称する。］を得た。
【００６８】
参考例５  触媒Ｄの調製．
参考例２において、硝酸カリウムの替わりに硝酸カルシウム５．５ｇを用いる以外は、参考例２に記載の方法に従い触媒調製し、気相反応用触媒［上記式（３）において、Ｍ＝Ｃａ、ａ＝１、ｂ＝０．１、ｃ＝０．０６。以下、触媒Ｄと称する。］を得た。
【００６９】
参考例６  触媒Ｅの調製．
参考例２において、硝酸カリウムの替わりに硝酸バリウム８．７ｇを用いる以外は、参考例２に記載の方法に従い触媒調製し、気相反応用触媒［上記式（３）において、Ｍ＝Ｂａ、ａ＝１、ｂ＝０．１、ｃ＝０．０６。以下、触媒Ｅと称する。］を得た。
【００７０】
参考例７  触媒Ｆの調製．
参考例２において、硝酸カリウムの替わりに硝酸セシウム１．３ｇ、リン酸水素二アンモニウム０．５４ｇを用いる以外は、参考例２に記載の方法に従い触媒調製し、気相反応用触媒［上記式（３）において、Ｍ＝Ｃｓ、ａ＝１、ｂ＝０．０２、ｃ＝０．０１２。以下、触媒Ｆと称する。］を得た。
【００７１】
参考例８  触媒Ｇの調製．
参考例２において、硝酸カリウムの替わりに硝酸セシウム１３ｇ、リン酸水素二アンモニウム５．４ｇを用いる以外は、参考例２に記載の方法に従い触媒調製し、気相反応用触媒［上記式（３）において、Ｍ＝Ｃｓ、ａ＝１、ｂ＝０．２、ｃ＝０．１２。以下、触媒Ｇと称する。］を得た。
【００７２】
参考例８  触媒Ｈの調製．
参考例２において、硝酸カリウムの替わりに硝酸セシウム３２．５ｇ、リン酸水素二アンモニウム１３．５ｇを用いる以外は、参考例２に記載の方法に従い触媒調製し、気相反応用触媒［上記式（３）において、Ｍ＝Ｃｓ、ａ＝１、ｂ＝０．５、ｃ＝０．３。本発明範囲外。以下、触媒Ｇと称する。］を得た。
【００７３】
実施例１  触媒Ａを用いた例示化合物番号１７で示される化合物の合成．
例示化合物番号５で示される化合物［１−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、東京化成社製］を水に溶解させ、１０重量％水溶液の原料体を調製した。直径１５ｍｍの石英反応管に、触媒Ａを２０ｍｌ、その上下部にそれぞれ長さ２３ｃｍになるように、セラミックス製ラシヒリング（直径３ｍｍ×長さ３ｍｍ×厚み１ｍｍ）を詰めた。触媒層の温度は３８０℃に保ち、上部より、上記の調製した原料体を０．３ｇ／分の速度で１２時間滴下した。得られた反応混合ガスをコンデンサーで冷却し、１次反応体２１５ｇを得た。１次反応体をガスクロマトグラフィーで分析した結果、例示化合物番号５で示される化合物の転化率は６２％であった。
【００７４】
得られた１次反応体を、触媒層の温度を４００℃とする以外は上記と同様の条件で全量反応管内に滴下し、２次反応体２１３ｇを得た。２次反応体をガスクロマトグラフィーで分析した結果、例示化合物番号５で示される化合物の転化率は９６％、例示化合物番号１７で示される化合物への選択率は４４％、トータルの収率は４２％であった。結果は他の実施例と共に表１に示す。
【００７５】
【表１】
2014105194.tif 000010
実施例２  触媒Ｂを用いた例示化合物番号１７で示される化合物の合成．
触媒Ａに替え触媒Ｂを用い、１次反応体から２次反応体を得る際の触媒層の温度を３８０℃とする以外は実施例１に記載の方法と同様の操作を行い２次反応体を得た。結果を表１に併せて示す。
【００７６】
実施例３  触媒Ｃを用いた例示化合物番号１７で示される化合物の合成．
触媒Ａに替え触媒Ｃを用い、１次反応体から２次反応体を得る際の触媒層の温度を３８０℃とする以外は実施例１に記載の方法と同様の操作を行い２次反応体を得た。結果を表１に併せて示す。
【００７７】
実施例４  触媒Ｄを用いた例示化合物番号１７で示される化合物の合成．
触媒Ａに替え触媒Ｄを用い、１次反応体から２次反応体を得る際の触媒層の温度を３９０℃とする以外は実施例１に記載の方法と同様の操作を行い２次反応体を得た。結果を表１に併せて示す。
【００７８】
実施例５  触媒Ｅを用いた例示化合物番号１７で示される化合物の合成．
触媒Ａに替え触媒Ｅを用い、１次反応体から２次反応体を得る際の触媒層の温度を３９０℃とする以外は実施例１に記載の方法と同様の操作を行い２次反応体を得た。結果を表１に併せて示す。
【００７９】
実施例６  触媒Ｃを用いた例示化合物番号１３で示される化合物の合成．
触媒Ａに替え触媒Ｃ、例示化合物番号５で示される化合物の替わりに例示化合物番号１で示される化合物［４−（２−ヒドロキシエチル）ピペリジン、東京化成社製］を用い、１次反応体から２次反応体を得る際の触媒層の温度を３８０℃とする以外は実施例１に記載の方法と同様の操作を行い２次反応体を得た。結果を表１に示す。
【００８０】
実施例７  触媒Ｆを用いた例示化合物番号１３で示される化合物の合成．
触媒Ａに替え触媒Ｆ、例示化合物番号５で示される化合物の替わりに、例示化合物番号１で示される化合物［４−（２−ヒドロキシエチル）ピペリジン、東京化成社製］を用い、原料体から１次反応体を得る際の触媒層の温度を３９０℃、１次反応体から２次反応体を得る際の触媒層の温度を４２０℃とする以外は実施例１に記載の方法と同様の操作を行い２次反応体を得た。結果を表１に示す。
【００８１】
実施例８．触媒Ｃを用いた例示化合物番号１９で示される化合物の合成．
触媒Ａに替え触媒Ｃ、例示化合物番号５で示される化合物の替わりに、参考例１で調製した例示化合物番号７で示される化合物を用い、１次反応体から２次反応体を得る際の触媒層の温度を３８０℃とする以外は実施例１に記載の方法と同様の操作を行い２次反応体を得た。結果を表１に併せて示す。
【００８２】
実施例９  触媒Ｇを用いた例示化合物番号１９で示される化合物の合成．
触媒Ａに替え触媒Ｇ、例示化合物番号５で示される化合物の替わりに、参考例１で調製した例示化合物番号７で示される化合物を用い、原料体から１次反応体を得る際の触媒層の温度を３７０℃、１次反応体から２次反応体を得る際の触媒層の温度を３６０℃とする以外は実施例１に記載の方法と同様の操作を行い２次反応体を得た。結果を表１に示す。
【００８３】
比較例１  触媒Ｃを用いた例示化合物番号１７で示される化合物の合成．
触媒Ａに替え触媒Ｃ、原料体から１次反応体を得る際の触媒層の温度を４４０℃とし、１次反応体から２次反応体を得る工程（Ｂ）を実施しないこと以外は実施例１に記載の方法と同様の操作を行い１次反応体を得た。結果を表２に示す。
【００８４】
【表２】
2014105194.tif 000011
比較例２  触媒Ｈを用いた例示化合物番号１３で示される化合物の合成．
触媒Ａに替え触媒Ｈ、例示化合物番号５で示される化合物の替わりに、例示化合物番号１で示される化合物［４−（２−ヒドロキシエチル）ピペリジン、東京化成社製］を用い、１次反応体から２次反応体を得る際の触媒層の温度を３８０℃とする以外は実施例１に記載の方法と同様の操作を行い２次反応体を得た。結果を表２に示す。
【００８５】
参考例９  触媒Ｃを用いた例示化合物番号１９で示される化合物の合成
触媒Ａに替え触媒Ｃ、例示化合物番号５で示される化合物の替わりに、参考例１で調製した例示化合物番号７で示される化合物を用い、原料体から１次反応体を得る際の触媒層の温度を３５０℃、１次反応体から２次反応体を得る際の触媒層の温度を３５０℃とする以外は実施例１に記載の方法と同様の操作を行い２次反応体を得た。結果を表２に併せて示す。
【００８６】
表１に示したとおり、実施例では、原料化合物の転化率がいずれも９５％以上となったことから、本発明が原料回収工程を必要としないプロセスであることが分かる。
【００８７】
一方、表２に示したとおり、比較例１のように反応温度を高め、転化率を向上させる方法では、選択率が低下し、収率が大きく低下した。
【００８８】
また、比較例２のように、触媒担持成分を本発明の範囲外まで増やし触媒活性を高めた方法でも同様に、選択率が低下し、収率が低下する結果となった。
【００８９】
なお、参考例９のように、１次反応体の転化率が本発明の好ましい範囲を大きく逸脱している場合は、再度触媒層を通し２次反応体としても転化率が不十分となる場合があることが分かる。
【００９０】
以上の結果から、本発明は、原料の転化率を著しく向上でき、未反応原料の回収工程が不要な二環式アミン化合物の製造法であることが理解される。