(57)【要約】  本発明は、一般式（１）で表されるニトリルの製造方法であって、2013176088.tif 000012〔式中、Ｒは総炭素数３〜２０の置換基を有してもよいアルキル基、アルケニル基、ジエニル基、アラルキル基又はアリール基を示す。〕リン酸のアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩（触媒Ａ）の存在下、一般式（２）で表されるアルドオキシムを８０〜２５０℃に加熱し、2013176088.tif 000013〔式中、Ｒは前記と同じ意味を示す。〕反応進行と共に生じる水を反応系外へ留去することを含むニトリルの製造方法を提供する。
2013176088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）で表されるニトリルの製造方法であって、
【化１】
2013176088.tif 000010
〔式中、Ｒは総炭素数３〜２０の置換基を有してもよいアルキル基、アルケニル基、ジエニル基、アラルキル基又はアリール基を示す。〕
リン酸のアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩（触媒Ａ）の存在下、一般式（２）で表されるアルドオキシムを８０〜２５０℃に加熱し、
【化２】
2013176088.tif 000011
〔式中、Ｒは前記と同じ意味を示す。〕
反応進行と共に生じる水を反応系外へ留去することを含むニトリルの製造方法。
【請求項２】
触媒ＡがＫ3ＰＯ4である、請求項１記載のニトリルの製造方法。
【請求項３】
触媒Ａの使用量がアルドオキシムに対し０．１〜５０重量％である、請求項１又は２記載のニトリルの製造方法。
【請求項４】
反応進行と共に生じる水を反応系外へ留去する手段が水と共沸し得る溶媒を用いる共沸である、請求項１〜３のいずれか１項記載のニトリルの製造方法。
【請求項５】
反応進行と共に生じる水を反応系外へ留去する手段が反応系内減圧下での蒸発である、請求項１〜４のいずれか１項記載のニトリルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、香料として、又は香料、医薬品等の有機合成原料として有用なニトリルを、高収率で、かつ、簡便に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
脱水剤を用いてアルドオキシムから対応するニトリルを得る方法として、幾つかの方法が知られている。その代表的な方法としては、例えば（Ａ）アルドオキシムを無水酢酸のような酸無水物と反応させて脱水する方法、（Ｂ）アルドオキシムをホスホナイトリック・クロライド（ヘキサクロロ・シクロトリホスファザトリエン）で脱水する方法、及び（Ｃ）アルドオキシムをアルカリ金属の水酸化物のような塩基性化合物と反応させて脱水する方法（ＷＯ９３／０２０４６）が挙げられる。
しかしながら、上記方法（Ａ）を採用した場合、無水酢酸をアルドオキシムと等モルあるいはそれ以上用いる必要があるため原料コストがかかるという欠点があった。また、無水酢酸が最終的に酢酸となるため廃酢酸の処理が必要となる。方法（Ｂ）を採用した場合でも、アルドオキシムに対しホスホナイトリック・クロライドを等モル以上使用する必要があるため原料コストが高くなり、更に廃棄物処理の点では無水酢酸以上にコストがかかるという欠点があった。方法（Ｃ）を採用した場合、反応温度や反応時間により、生成したニトリル化合物がアミド化合物まで加水分解により変換されてしまうという欠点があった（比較例１〜３参照）。そこで、これらの欠点を回避する方法として、脱水剤として硫酸等の酸を用いる方法が報告されている（特開昭５８−０９６０５３号公報）。この方法は、使用する酸の量は触媒量でよく、廃棄物が少ない点で、前述の方法に比べて優れた方法である。しかしながら、その適用範囲が制限されるという欠点を有するものであった。すなわち、芳香族のオキシムから収率８０％以上でニトリルが得られるものの、脂肪族のオキシムからのニトリルの収率は７０％と減少し、該方法は広範囲にわたる実用に供し得るものではなかった。
【発明の概要】
【０００３】
したがって、本発明の目的は、高収率で、厳密な温度管理が不要であり、かつ、製造経済的見地より極めて有利なニトリルの製造方法を提供することにある。
【０００４】
本発明は、一般式（１）で表されるニトリルの製造方法であって、
【化１】
2013176088.tif 000003
〔式中、Ｒは総炭素数３〜２０の置換基を有してもよいアルキル基、アルケニル基、ジエニル基、アラルキル基又はアリール基を示す。〕
リン酸のアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩（触媒Ａ）の存在下、一般式（２）で表されるアルドオキシムを８０〜２５０℃に加熱し、
【化２】
2013176088.tif 000004
〔式中、Ｒは前記と同じ意味を示す。〕
反応進行と共に生じる水を反応系外へ留去することを含むニトリルの製造方法を提供する。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は次の反応式で示される。
【化３】
2013176088.tif 000005
（式中、Ｒは前記と同じ意味を示す）
すなわち、本発明の一般式（１）で表されるニトリルの製造方法は、リン酸のアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩（触媒Ａ）の存在下、一般式（２）で表されるアルドオキシムを８０〜２５０℃に加熱し、反応進行と共に生じる水を反応系外へ留去することを含む。
上記一般式（１）及び（２）中、Ｒで示される基は総炭素数３〜２０の置換基を有してもよいアルキル基、アルケニル基、ジエニル基、アラルキル基又はアリール基である。
【０００６】
アルキル基としては、炭素数１〜２０のアルキル基が好ましく、炭素数５〜１４のアルキル基がより好ましい。アルキル基の具体例としては、ヘプチル基、ノニル基、ウンデシル基、ラウリル基、ミリスチル基等が挙げられる。
アルケニル基としては、炭素数２〜２０のアルケニル基が好ましく、炭素数５〜１０のアルケニル基がより好ましい。アルケニル基の具体例としては、ペンチニル基、ヘキシニル基、２，６−ジメチル−５−ヘプテニル基、デセニル基等が挙げられる。
ジエニル基としては、炭素数４〜２０のジエニル基が好ましく、炭素数５〜１０のジエニル基がより好ましい。ジエニル基の具体例としては、２，６−ジメチル−１，５−ジヘプタジエニル基等が挙げられる。
アラルキル基としては、炭素数７〜２０のアラルキル基が好ましく、炭素数７〜１０のアラルキル基がより好ましい。アラルキル基の具体例としては、ベンジル基、２−フェネチル基、２−スチリル基等が挙げられる。
アリール基としては、炭素数６〜２０のアリール基が好ましく、炭素数６〜１４のアリール基がより好ましい。アリール基の具体例としては、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナンスリル基、ビフェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、メトキシフェニル基、ジメトキシフェニル基、フルオロフェニル基等が挙げられる。
また、これらの基が有することができる置換基としては、シアノ基、ヒドロキシル基、アルコキシル基、ニトロ基、アルコキシカルボニル基、アミド基、ハロゲン原子等が挙げられる。アルコキシル基としては、炭素数１〜２０のアルコキシル基が好ましく、炭素数１〜６のアルコキシル基がより好ましい。アルコキシル基の具体例としては、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、２−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、２−メチルブトキシ基、３−メチルブトキシ基、２，２−ジメチルプロピルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、２−メチルペンチルオキシ基、３−メチルペンチルオキシ基、４−メチルペンチルオキシ基、５−メチルペンチルオキシ基等が挙げられる。アルコキシカルボニル基としては、炭素数２〜１０のアルコキシカルボニル基が好ましく、炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基がより好ましい。アルコキシカルボニル基の具体例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ｎ−プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、ｎ−ブトキシカルボニル基、２−ブトキシカルボニル基、イソブトキシカルボニル基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、ｎ−ペンチルオキシカルボニル基、２−メチルブトキシカルボニル基、３−メチルブトキシカルボニル基、２，２−ジメチルプロピルオキシカルボニル基、ｎ−ヘキシルオキシカルボニル基、２−メチルペンチルオキシカルボニル基、３−メチルペンチルオキシカルボニル基、４−メチルペンチルオキシカルボニル基、５−メチルペンチルオキシカルボニル基等が挙げられる。アミド基としては、炭素数２〜２０のアミド基が好ましく、炭素数２〜１４のアミド基がより好ましい。アミド基の具体例としては、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、ジエチルアミノカルボニル基、ジイソプロピルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ジフェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ベンジルアミノカルボニル基、ジベンジルアミノカルボニル基等が挙げられる。
【０００７】
本発明のニトリルの製造方法に使用される原料化合物であるアルドオキシム（２）は、例えば対応するアルデヒドとヒドロキシルアミンの無機塩とを常法に従って反応させることによって得ることができる。
本発明の製造方法に使用される触媒Ａとしては、リン酸のアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩から選ばれる１種又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。具体的には、リン酸二水素カリウム、リン酸水素ニカリウム、リン酸三カリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素ニナトリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸二水素リチウム、リン酸水素ニリチウム、リン酸三リチウム、第三リン酸マグネシウム、第三リン酸カルシウムム等である。これらの触媒のうち、反応収率の点より、アルカリ金属のリン酸塩を用いることが好ましく、更には製造経済的見地より、リン酸三カリウムを用いることが好ましい。
本発明において、これらの触媒は、原料化合物であるアルドオキシム（２）の重量に対し、総量で０．１〜５０重量％、特に０．１〜５重量％用いるのが好ましい。本発明において、アルドオキシム（２）からニトリル（１）を得るための反応温度は８０〜２００℃であり、１００〜１６０℃であることが好ましい。
【０００８】
本発明において、前記反応の進行と共に生じる水を反応系外へ留出させる手段としては、特に限定されないが、例えば水と共沸し得る溶媒を用いて共沸により除去する手段、反応系内を減圧し蒸発により留去する手段等が高効率のものとして挙げられる。上記水と共沸し得る溶媒としては、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン、ヘプタン等が挙げられる。
本発明において、アルドオキシム（２）からニトリル（１）を得るための反応は、上記共沸溶媒を用い共沸により水を除去する手段を採用した場合には、通常常圧下で行うことが好ましい。一方、高沸点溶媒を加え減圧下で蒸発により水を留去する手段を採用した場合には、通常２００トール以下で行うことが好ましく、６０トール以下で行うことがより好ましい。
かくして得られる粗ニトリルを、蒸留、カラムクロマトグラフィー等により精製すれば目的化合物であるニトリル（１）を単離することができる。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明により、香料として、又は香料、医薬品等の有機合成原料として有用なニトリルを高収率で、かつ、製造経済的見地より極めて有利に得ることができることから、本発明は香粧品、医薬品等の分野での広範囲な利用が期待できる。
【実施例】
【００１０】
以下、実施例を用いて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
［測定機器］
実施例において得られた化合物の物性の測定には次の機器を用いた。
ＮＭＲ：ＤＲＸ５００（Ｂｒｕｋｅｒ社製）
ＧＣ／ＭＳ：ＧＣＭＳ−ＱＰ２０１０（島津製作所社製）
カラム：ＲＴＸ−１（長さ３０ｍ×内径０．２５ｍｍ、液相膜厚０．２５μｍ）
ガスクロマトグラフィー純度：ＧＣ−４０００（ＧＬサイエンス製）
カラム：ＲＴＸ−１（長さ３０ｍ×内径０．２５ｍｍ、液相膜厚０．２５μｍ）
温度条件：カラム１００℃→５℃／ｍｉｎ→３００℃
注入口２５０℃、検出器２５０℃（ＦＩＤ）
尚、ＧＣＰはガスクロマトグラフィー純度を表す。【００１１】
（合成例１）
【化４】
2013176088.tif 000006
３Ｌ四つ口フラスコにｄ−シトロネラール５００ｇ（３．２４ｍｏｌ）、（ＮＨ4ＯＨ）2ＳＯ4  ３５１ｇ（０．６６ｅｑ）及び水１．５Ｌを加え、氷冷により５℃で攪拌した。内温１０℃以下を保ちながら、５０％ＮａＯＨ水３３７ｇ（１．３ｅｑ）を３時間かけて滴下した。滴下終了後、１時間同温で攪拌した後、ＧＣにより転化率９９％を確認し、反応の終点とした。反応液にトルエン２５０ｍｌを加え、攪拌後分液により水層を除去した。有機層を水５００ｍｌで再度洗浄後、エバポレーターにて溶媒を留去し、粗オキシム体５４３ｇ（ＧＣＰ＝９３．７％、収率９９％、Ｅ：Ｚ＝１：１）を得た。
1H-NMR(CDCl3):δ 0.94(d, 3H, J=6.7), 0.96(d, 3H, J=6.7), 1.23(m, 2H), 1.37(m, 2H), 1.60(s, 6H), 1.68(s, 6H), 1.70(m, 2H), 2.02(m, 5H), 2.20(dt, 1H, J=6.1, 8.2), 2.28(m, 1H), 2.37(dt, 1H, J=5.7, 15.9), 5.09(m, 2H), 6.74(t, 1H, J=5.6), 7.42(t, 1H, J=6.5)
13C-NMR(CDCl3):δ 17.63, 19.45, 19.72, 25.41, 25.47, 25.69, 30.53, 30.92, 31.88, 36.40, 36.65, 36.84, 124.30, 124.35, 131.53, 151.63, 152.13
GC/MS(m/e);169(M+), 152, 136, 121, 109, 95, 70, 69, 55, 41【００１２】
（実施例１）
【化５】
2013176088.tif 000007
ディーンスターク水抜き管を取り付けた３Ｌ四つ口フラスコに合成例１で得た粗オキシム体５４３ｇ（３．２ｍｏｌ）、Ｋ3ＰＯ4  １０．９ｇ（２ｗｔ％）、キシレン１．６Ｌを加え、加熱攪拌した。内温１４２−１４３℃で還流が始まり、還流状態を２時間維持した（水回収量４８．５ｇ）。ＧＣにより転化率１００％、選択性９５％を確認し、反応の終点とした。ここで、転化率は、｛（〔仕込みのオキシム重量〕−〔回収されたオキシム重量〕）／〔仕込みのオキシム重量〕｝×１００を示し、選択性は、（〔生成したニトリルのモル数〕／〔転化したオキシムのモル数〕）×１００を示す。反応液を室温まで冷却後、水５４３ｍｌを加え、攪拌後分液により水層を除去した。有機層を水５４３ｍｌで再度洗浄後、エバポレーターにて溶媒を留去した後、蒸留により精製を行い、ｌ−シトロネリルニトリル４００．４ｇ（２工程収率８１．７％、ＧＣＰ＝９９．５％）を得た。
1H-NMR(CDCl3):δ 1.07(d, 3H, J=6.8), 1.34(m, 1H), 1.46(m, 1H), 1.61(s, 3H), 1.69(d, 3H, J=1.0), 1.86(m, 1H), 2.01(m, 2H), 2.24(dd, 1H, J=16.7, 7.0), 2.32(dd, 1H, J=16.7, 5.6), 5.07(m, 1H)
13C-NMR(CDCl3):δ 17.65, 19.35, 24.42, 25,24, 25.65, 29.95, 35.85, 118.83, 123.41, 132.25
GC/MS(m/e);150(M-H), 136, 122, 108, 94, 70, 69, 55, 41, 37【００１３】
（比較例１）
ディーンスターク水抜き管を取り付けた２００ｍＬ四つ口フラスコに合成例１で得た粗オキシム体５０ｇ（２９５．４ｍｍｏｌ）、ＫＯＨ  ２．０ｇ（４ｗｔ％）、トルエン２５ｍｌを加え、加熱攪拌した。内温１１０℃で還流状態を２時間維持した。２時間後、ＧＣにより分析を行い、転化率１００％、選択性９３％であった。【００１４】
（比較例２）
ディーンスターク水抜き管を取り付けた２００ｍＬ四つ口フラスコに合成例１で得た粗オキシム体５０ｇ（２９５．４ｍｍｏｌ）、ＫＯＨ  ２．０ｇ（４ｗｔ％）、トルエン２５ｍｌを加え、加熱攪拌した。内温１１０℃で還流状態を３時間維持した。３時間後、ＧＣにより分析を行い、転化率１００％、選択性８９％であった。比較例１と比べて選択性が減少しているのは、反応時間が長くなることで、ニトリル化合物がアミド化合物まで加水分解されたことによる。【００１５】
（比較例３）
ディーンスターク水抜き管を取り付けた２００ｍＬ四つ口フラスコに合成例１で得た粗オキシム体５０ｇ（２９５．４ｍｍｏｌ）、ＫＯＨ  ２．０ｇ（４ｗｔ％）、トルエン２５ｍｌを加え、加熱攪拌した。内温１２０−１２４℃で還流状態を２時間維持した。２時間後、ＧＣにより分析を行い、転化率９９％、選択性８０％であった。比較例１と比べて選択性が減少しているのは、反応温度が高くなることで、ニトリル化合物がアミド化合物まで加水分解されたことによる。【００１６】
（実施例２）
【化６】
2013176088.tif 000008
ディーンスターク水抜き管を取り付けた３Ｌ四つ口フラスコに３−（４−イソプロピルフェニル）−２−メチルプロパナールオキシム２０２ｇ（０．９８ｍｏｌ）、Ｋ3ＰＯ4  ８ｇ（４ｗｔ％）、キシレン６００ｍＬを加え、加熱攪拌した。内温１３８−１４０℃で還流が始まり、還流状態を６時間維持した（水回収量１２．５ｇ）。ＧＣにより転化率９９％、選択性８８％を確認し、反応の終点とした。反応液を室温まで冷却後、水２００ｍｌを加え、攪拌後分液により水層を除去した。有機層を水２００ｍｌで再度洗浄後、エバポレーターにて溶媒を留去した後、蒸留により精製を行い、ニトリル体を得た(収率87％)。
1H-NMR(CDCl3):δ 1.24(d, 6H, J=7.0), 1.32(d, 3H, J=6.9), 2.81(m, 2H), 2.906(m, 2H), 7.15(m, 2H), 7.19(m, 2H)
13C-NMR(CDCl3):δ 17.61, 23.94, 27.55, 33.72, 39.61, 122.66, 126.73, 128.95, 134.14, 147.83
GC/MS(m/e);187(M+), 172, 155, 145, 133, 117, 105, 91, 77, 65, 51, 41【００１７】
（実施例３）
2013176088.tif 000009
ディーンスターク水抜き管を取り付けた３Ｌ四つ口フラスコに３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−２−メチルプロパナールオキシム２０２ｇ（０．９２ｍｏｌ）、Ｋ3ＰＯ4  ８ｇ（４ｗｔ％）、キシレン６００ｍＬを加え、加熱攪拌した。内温１３８−１４０℃で還流が始まり、還流状態を６時間維持した（水回収量１２．２ｇ）。ＧＣにより転化率９９％、選択性９１％を確認し、反応の終点とした。反応液を室温まで冷却後、水２００ｍｌを加え、攪拌後分液により水層を除去した。有機層を水２００ｍｌで再度洗浄後、エバポレーターにて溶媒を留去した後、蒸留により精製を行い、ニトリル体を得た(収率90％)。
1H-NMR(CDCl3):δ 1.31(s, 9H), 1.32(d, 3H, J=6.8), 2.81(m, 2H), 2.91(m, 1H), 7.16(m, 2H), 7.35(m, 2H)
13C-NMR(CDCl3):δ 17.62, 27.49, 31.29, 34.42, 39.48, 122.65, 125.55, 128.68, 133.76, 150.07
GC/MS(m/e);201(M+), 186, 169, 159, 147, 131, 117, 105, 91, 77, 65, 44, 41
【国際調査報告】
2013176088.tif 000014
2013176088.tif 000015