(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ媒体中でアセトンを三量化して得られる３，５，５−トリメチルシクロヘキサ−２−エン−１−オン（α−イソフォロン）の均質触媒による異性化で３，５，５−トリメチルシクロヘキサ−３−エン−１−オン（β−イソフォロン）を連続的に製造する方法において、
下記（ａ）〜（ｅ）を特徴とする方法：
（a）  α−イソフォロンと水酸化アルカリ溶液とを反応領域に連続的に導入し、
（b）  反応混合物を１５０℃以上の温度と大気圧以下の圧力Ｐ１で還流させ、
（c）  反応混合物から下記（1）および（2）を連続的且つ同時に除去し、
（１）Ｐ１以下の圧力Ｐ２および１５０℃以下の温度で蒸留によって蒸気相のβ−イソフォロンを除去し、
（2）反応混合物中の重質生成物の含有率が７重量％以下となるように重質生成物を抜き出し、
（d）  蒸留の縮合物を反応領域へ連続的に送る。
【請求項２】
圧力Ｐ１が１５０ｍｂａｒ〜大気圧であり、圧力Ｐ１以下の圧力Ｐ２が１５０ｍｂａｒ以下である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
圧力Ｐ２が５０ｍｂａｒ〜１００ｍｂａｒである請求項２に記載の方法。
【請求項４】
段階（ｂ）で反応混合物を約１９０〜２１６℃の温度にする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
水酸化アルカリがＫＯＨである請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
水酸化アルカリを低分子量の脂肪族アルコールに溶かす請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
低分子量の脂肪族アルコールがメタノールまたはエタノールである請求項６に記載の方法。
【請求項８】
使用するα−イソフォロンに対して０．０３重量％以下の水酸化アルカリを用いる請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
使用するα−イソフォロンに対して０．０１０〜０．０２０重量％の水酸化アルカリを用いる請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
段階（ｃ）の（２）で異性化反応装置から抜き出される重質生成物がα−イソフォロンの製造ラインに再循環する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
重質生成物をアセトンの三量化反応後および塩基触媒の中和前にα−イソフォロンの製造ラインに導入する請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、均質触媒の存在下で液相の３，５，５−トリメチルシクロヘキサ−２−エン−１−オン（以下、α−イソフォロン）の異性化によって３，５，５−トリメチルシクロヘキサ−３−エン−１−オン（以下、β−イソフォロン）を連続的に製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
β−イソフォロンはカロチノイド、ビタミン（例えばビタミンＥ）および医薬品製造の合成中間体である。
β−イソフォロンはさらに、香水やアスタキサンチン、アブシジン酸および各種誘導体のような天然物質の合成で直接用いられる。
β−イソフォロンはアルカリ媒体中でのアセトンの三量化で得られるα−イソフォロンの異性体であり、２重結合の位置によってα−イソフォロンとは区別される。すなわち、下記に表すようにβ−イソフォロンでは２重結合はカルボニルとは共役ではない：
【０００３】
【化１】
0003568457.tif 000002
α−イソフォロンのβ−イソフォロンへの異性化は２重結合とカルボニルの脱共役結合の平衡反応であり、熱力学的平衡はα−イソフォロン側にある。
【０００４】
α−イソフォロンのβ−イソフォロンへの異性化方法は多数記載されているが、それらには多くの欠点がある。例えば、化学物質（特に触媒）の消費量が多く、収率が悪く、α−イソフォロンの縮合生成物（重質生成物）が形成され、その結果、反応媒体の温度が上昇し、重質生成物の形成が加速されて系が不安定になる。
【０００５】
欧州特許第８３２，８７１号にはα−イソフォロンの触媒異性化によるβ−イソフォロンの製造方法が開示されている。その実施例７では、第一段階で蒸留によって反応混合物から２０〜２２％のβ−イソフォロン初期混合物を連続的に抜き出し、次に反応混合物から蒸留によって純度約９８％のβ−イソフォロンが単離される。この方法では循環蒸発器で約９０％のα−イソフォロンと１０％の重質生成物とからなる混合物が回収されることが分かっている。運転時間（約１５時間）と蒸発器に回収された生成物の量（６１５ｇ）とから考えると、単位時間当たりの重質生成物の生成量は約４ｇになる。
さらに、使用するα−イソフォロンの０．６重量％に相当する多量の触媒が用いられる。
【０００６】
反応の熱力学を考えると、異性化を行う温度によって平衡状態でのβ−イソフォロン濃度が決まり、温度を上げるほどβ−イソフォロンの平衡濃度が高くなる。β−イソフォロンはα−イソフォロンより揮発性が高いので最も揮発性の高い生成物を蒸留することで平衡を移動させることができる。しかし、β−イソフォロンは１５０℃以上の温度に加熱すると触媒無しでもα−イソフォロンへ逆異性化する。この熱による逆異性化の反応速度は温度レベルで制御される。
【０００７】
さらに、異性化を行うためには中間エノールまたはエノレートを通らなければならない。しかし、中間エノールまたはエノレートはアルドール化（ａｌｄｏｌｉｚａｔｉｏｎ）／クロトン化（ｃｒｏｔｏｎｉｚａｔｉｏｎ）反応の中間体でもあるため望ましくないイソフォロンの重縮合物が形成される。この重縮合物の形成はβ−イソフォロン製造工程でのイソフォロンの損失を表す。この形成は触媒濃度と温度によって促進される。従って、不均質触媒の使用は触媒を非活性化させる重質生成物の固体触媒表面濃度を増加させるためあまり好ましくない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上記の欠点のないα−イソフォロンの異性化によるβ−イソフォロンの連続的製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アルカリ媒体中でアセトンを三量化して得られる３，５，５−トリメチルシクロヘキサ−２−エン−１−オン（α−イソフォロン）の均質触媒による異性化で３，５，５−トリメチルシクロヘキサ−３−エン−１−オン（β−イソフォロン）を連続的に製造する方法において、
下記（ａ）〜（ｅ）を特徴とする方法を提供する：
（a）  α−イソフォロンと水酸化アルカリ溶液とを反応領域に連続的に導入し、
（b）  反応混合物を１５０℃以上、好ましくは１９０〜２１６℃の温度と大気圧以下の圧力Ｐ１で還流させ、
（c）  反応混合物から下記（1）および（2）を連続的且つ同時に除去し、
（１）Ｐ１以下の圧力Ｐ２および１５０℃以下の温度で蒸留によって蒸気相のβ−イソフォロンを除去し、
（2）反応混合物中の重質生成物の含有率が７重量％以下となるように重質生成物を抜き出し、
（d）  蒸留の縮合物を反応領域へ連続的に送る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記圧力Ｐ１は１５０ｍｂａｒ〜大気圧であり、圧力Ｐ１以下の圧力Ｐ２は１５０ｍｂａｒ以下、好ましくは５０ｍｂａｒ〜１００ｍｂａｒである。
水酸化アルカリはＮａＯＨまたはＫＯＨにするのが好ましく、ＫＯＨを用いるのが好ましい。水酸化アルカリは水か、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等の低分子量の脂肪族アルコールに溶解することができる。一般にはメタノールまたはエタノールを使用する。
用いる水酸化アルカリの量は反応領域に導入されるα−イソフォロンの０．０３重量％以下である。０．０１０〜０．０２０重量％の水酸化アルカリを用いるのが好ましい。
【００１１】
β−イソフォロンを含む留分の蒸留の還流比はこの留分中のβ−イソフォロン濃度を調整するパラメターであり、上記の熱的退行を最小にして、β−イソフォロンの純度が最大になるように選択する。
本発明では、重質生成物を７重量％以下含み、残部がα−およびβ−イソフォロンの混合物である混合物を連続的に抜き出す。重質生成物は主としてイソフォロンの二量体、三量体および触媒残留物から成る。この重質生成物はアセトンの三量化反応後かつ塩基触媒の中和前に塩基触媒によってα−イソフォロンを製造するラインへ戻すことができる。
【００１２】
本発明の連続方法の特徴は重質生成物を連続的に抜き出すことにある。それによって重質生成物のボイラ内での濃度を減らすことができ、異性化温度を安定化させることができるという利点がある。
本発明方法の他の利点は、重質生成物をα−イソフォロンの製造設備内で再循環できるため、その処理に高価な操作をする必要がない点にある。
本発明方法のさらに他の利点は触媒量の消費量が少ないという点にある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明方法は図１の概念図で示した装置で実施することができる。
この装置は、α−イソフォロンのβ−イソフォロンへの異性化反応が行なわれるボイラー（１）と、その上に取り付けた断熱カラム（２）とを有し、断熱カラム（２）の内部には充填材、例えばＳｕｌｚｅｒ  ＥＸ  ２０がパックれれ、その頭部には還流比を調節するタイマーを備えた断熱カラム頭部が取付られている。還流比Ｒは抜き出した生成物の量に対する蒸留カラム頭部で得られた縮合物全体の量の比で定義付される。
【００１４】
ボイラー（１）は図１に表していい加熱手段を備えている。ボイラー（１）にはライン（３）を介して原料が供給され、β−イソフォロンはライン（４）を介して回収され、ボイラーから抜き出された重質生成物はライン（５）を介して抜き出される。
蒸溜の縮合物はカラム（２）の底部で抜き出され、ポンプ（７）を備えたライン（６）を介してボイラー（１）に回収される。
ボイラー（１）とカラム（２）との間には減圧装置（８）が挿入される。
カラムおよびボイラーの寸法は異性化するα−イソフォロンの量と、所望の生産性に従って計算され、これらは当業者には一般的な知識である。
【００１５】
【実施例】
本発明を説明するために、実験装置で下記試験を実施した。
ＫＯＨが約２０重量％になるように予めメタノールに溶解したＫＯＨ（純粋なＫＯＨ）を含むＫＯＨ０．０２重量％の３００ｇのα−イソフォロン（エルフ・アトケム社製）を１リットルのガラス反応装置から成るボイラーに導入した。
この混合物を６００ｍｂａｒの圧力下で１９６℃に加熱する。その蒸気は１００ｍｂａｒの圧力で断熱カラムに連続的に導入される。このカラムには３１６Ｌステンレス鋼のＳｕｌｚｅｒ  ＥＸ２０パッキングが収容されている。カラム頭部の温度は１１０〜１１１℃で安定する。
【００１６】
純度（β−イソフォロン／α−イソフォロンの比が９９％以上で定義）なβ−イソフォロンは還流比Ｒ６０で抜き出す。
抜き出し量は４ｇ／時間で安定する。
蒸留の縮合物はポンプを用いてボイラーへ送る。
試験は１０時間行なった。
重質生成物は連続的に抜き出した。
重質生成物の抜き出し量およびβ−イソフォロンの生成量を補償するために、触媒と一緒にα−イソフォロンを導入した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施する装置の概念図。
【符号の説明】
１  ボイラー
２  断熱カラム
７  ポンプ
８  減圧装置
【図１】
0003568457.tif 000003