(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体触媒の存在下に、ジアンヒドロヘキシトールを少なくとも１種のＯ−アルキル化剤でエーテル化することによる、ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトールをベースとする組成物を調製するための方法において、前記エーテル化剤がアルコールであり、
前記ジアンヒドロヘキシトールが、１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールであることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記ジアンヒドロヘキシトールが、イソソルビド、イソイジドおよびイソマンニドから選択される１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エーテル化の少なくとも一部が気相中で行われることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記触媒が：
−  一般式：
ＨｋＸｊＭｍＯｎ・ｙＨ２Ｏ      （Ｉ）
（式中、
−  Ｘは、次の元素：Ｐ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＢおよびＡｓからなる群から選択されるヘテロ原子を表し、
−  Ｍは、Ｗ、ＭｏおよびＶからなる群から選択される周囲の金属元素を表し、
−  ｊは、ヘテロ原子の数であり、１または２を表し、
−  ｋは、水素原子の数であり、０．５〜１０の間にあり、
−  ｍは、周囲の金属原子Ｗ、ＭｏおよびＶの数であり、１〜１８の間にあり、
−  ｎは、酸素原子の数であり、２〜６２の間にあり、
−  ｙは、水和している水分子の数であり、０〜４０の間にある）ヘテロポリ酸の塩およびこれらの混合物、
−  アルカリ金属Ｃｓ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋の塩およびアンモニウムＮＨ４＋塩ならびにこれらの混合物、
−  ＺｒＳまたはＺｒＷと称される、硫酸型またはタングステン酸型のオキソアニオンで修飾された酸化ジルコニウムをベースとし、Ｆｅ、Ｍｎおよびこれらの混合物の遷移金属を含む酸性触媒、
−  Ｈ−β、Ｈ−ＺＳＭ−５、ＭＣＭ−２２、Ｈ−ＵＳＹおよびこれらの混合物からなる群から選択されるゼオライト、
−  モンモリロナイト型の酸性粘土、リン酸Ｎｂおよびリン酸ジルコニウムからなる群から選択されるリン酸塩、修飾された炭素、およびこれらの混合物、
−  ならびにこれらの混合物
からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記触媒に関し、一般式（Ｉ）の前記ヘテロポリ酸の塩が：
−  Ｈ３ＰＷ１２Ｏ４０・２１Ｈ２Ｏ、
−  Ｈ４ＳｉＷ１２Ｏ４０・２４Ｈ２Ｏ、
−  Ｈ６Ｐ２Ｗ１８Ｏ６２・２４Ｈ２Ｏ、
−  Ｈ５ＢＷ１２Ｏ４０・３０Ｈ２Ｏ、
−  Ｈ５ＰＷ１０Ｖ２Ｏ４０・ｙＨ２Ｏ、
−  Ｈ３ＰＭｏ１２Ｏ４０・２８Ｈ２Ｏ、
−  Ｈ４ＳｉＭｏ１２Ｏ４０・１３Ｈ２Ｏ、
−  Ｈ３ＰＭｏ６Ｖ６Ｏ４０・ｙＨ２Ｏ、
−  Ｈ５ＰＭｏ１０Ｖ２Ｏ４０・ｙＨ２Ｏおよび
−  これらの混合物
を含む群から選択されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記触媒が担持されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記触媒が、金、白金、パラジウムおよびルテニウムを含む群を含むことと、
前記エーテル化の少なくとも一部が水素気流中で行われることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
高温のＯ２中で処理することによる固体触媒の再生段階を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
［アルキル化剤／ジアンヒドロヘキシトール］のモル比が、３０以下であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
１．第１段階において、前記ジアンヒドロヘキシトールを、１７０℃以上の温度Ｔ１（℃）で気化させ、
２．第２段階において、前記アルキル化剤を用いた前記エーテル化を、Ｔ１以上の温度Ｔ２（℃）で行う
ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記出発ジアンヒドロヘキシトールが、溶液中に溶融しているか、および／またはヘキシトールからのジアンヒドロヘキシトールの合成から直接得られたものであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記出発物質として１種類のヘキシトールが使用されることと、前記ヘキシトールの前記脱水が、前記ヘキシトールからジアンヒドロヘキシトールへの前記脱水と、前記ジアンヒドロヘキシトールの前記エーテル化とを組み合わせた１段階で行われ、前記触媒によっ
て触媒されることと、を特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
連続方式または半回分方式に従い実施されることを特徴とする、請求項１〜１２いずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジアンヒドロヘキシトールをＯ−アルキル化する分野に関する。
【０００２】
特に本発明は、イソソルビド、イソイジド、イソマンニド等の１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールのエーテル誘導体の調製に関する。
【０００３】
より正確には、本発明は、酸性触媒反応または二元機能酸金属触媒反応により、好ましくは気相中で、これらのジアンヒドロヘキシトールをメタノールやエタノール等の低級アルコールでエーテル化するための新規な工業プロセスを対象とする。
【背景技術】
【０００４】
１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールとしては、特に、式：
【化１】
0006272326.tif 000002
のイソソルビド、イソマンニドおよびイソイジドが知られている。
【０００５】
反応性−ＯＨ基が、反応性アミン、酸またはエーテル基に置き換えられたイソソルビド、イソマンニドおよびイソイジドの誘導体も知られている。
【０００６】
ジメチルイソソルビド（ＤＭＩ）：
【化２】
0006272326.tif 000003
は、イソソルビドのエーテル誘導体の例である。ＤＭＩは、セルフタンニング組成物、口腔衛生組成物、抗ニキビ組成物、スキンケアクリーム、軟膏、ローション等の医薬品組成物および化粧品組成物に推奨されている溶剤である。ＤＭＩはまた、粘度調整剤でもある。さらにこれは、瀝青の融剤としても使用されている。
【０００７】
医薬品および化粧品産業以外の多くの分野におけるＤＭＩの使用が、特に、本特許出願人による国際特許出願である国際公開第２００６／１２０３４２号パンフレットおよび国際公開第２００６／１２０３４３号パンフレットに記載されている。
【０００８】
通常、ＤＭＩは、ナトリウム化合物（ｓｏｄａ）等のアルカリ性試剤の存在下にイソソルビドを硫酸ジメチルや塩化メチル等のメチル化剤でメチル化することにより調製される。経済的な理由から、塩化メチルがメチル化剤として特に有利である。実際、塩化メチルは市場で大量に入手可能であり、臭素化またはヨウ素化された等価物よりも低価格である。したがって、欧州特許出願公開第００９２９９８号明細書には、イソソルビドを水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの存在下に塩化メチル（ＭｅＣｌ）でメチル化することが記載されている。ここに記載されている反応は、水／非プロトン性有機溶媒（ＤＭＳＯまたはトルエン）分散液中で、気体のメチル化剤をバブリングしながら行われる。
【０００９】
これによりＤＭＩが高収率（９０〜９５％）で生成するが、その一方で、水性媒体中のメチル化には次の問題が伴う：
（ｉ）メチル化剤の加水分解（実際には、この望ましくない副反応は、［結合ＭｅＣｌ／導入ＭｅＣｌ］（以後、ＭｅＣｌ結合比と称する）の比率を低下させると共に、相当量の塩（一般には塩化ナトリウムまたは塩化カリウム）を形成させ、これはプロセス終了時に除去しなければならない）
（ｉｉ）取扱いが難しい気体試薬
（ｉｉｉ）塩化メチル試薬の毒性
（ｉｖ）溶媒（ＤＭＳＯまたはトルエン）の毒性。
【００１０】
イソソルビドからＤＭＩを得るために炭酸ジアルキル（ジメチルまたはジエチル）を使用すれば、これらの欠点（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）および（ｉｖ）は生じない。このメチル化剤は、試薬としても、「環境負荷の低い（ｇｒｅｅｎ）」溶媒としても使用される。これは塩基性触媒の存在下に使用される。この反応は、高温および高圧下で、炭酸ジメチルのメチル基を１個だけ利用して行われるので、プロセスの経済性には不利である（米国特許第４，７７０，８７１号明細書；国際公開第２００９／１２０７０３号パンフレット）。特に、この後者の国際公開第２００９／１２０７０３号明細書には、ジアンヒドロヘキシトール糖をＯ−アルキル化剤（炭酸ジアルキル）の存在下にエーテル化するためのプロセスが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００６／１２０３４２号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００６／１２０３４３号パンフレット
【特許文献３】欧州特許出願公開第００９２９９８号明細書
【特許文献４】米国特許第４，７７０，８７１号明細書
【特許文献５】国際公開第２００９／１２０７０３号パンフレット
【特許文献６】国際公開第２００９／１２０７０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、塩を生成することなく、特に、安価で効率の高い（炭素を無駄にしない）メチル化剤を使用して、ＤＭＩ、より一般的にはｄｉを合成するための、廃棄物が生成しない（ｃｌｅａｎ）方法が必要とされている。
【００１３】
先行技術はこの要求を満たしていないことに注目しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
目的
このことに関連し、本発明は、次に述べる目的の少なくとも１つを達成することを目的とする。
【００１５】
本発明の基本的な目的の１つは、ジアンヒドロヘキシトールを少なくとも１種のアルキル化剤でエーテル化することによる、ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトールをベースとする組成物を調製するための新規な改善されたプロセスを提供することにある。
【００１６】
本発明の他の基本的な目的は、ジアンヒドロヘキシトールを少なくとも１種のアルキル化剤でエーテル化することによる、ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトールをベースとする組成物を調製するための新規な改善された、簡素で経済的なプロセスを提供することにある。
【００１７】
本発明の他の基本的な目的は、ジアンヒドロヘキシトールを少なくとも１種のアルキル化剤でエーテル化することによる、ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトールをベースとする組成物を調製するための新規な改善されたプロセスであって、問題となる副生成物を生成しないプロセスを提供することにある。
【００１８】
本発明の他の基本的な目的は、ジアンヒドロヘキシトールを少なくとも１種の安価なアルキル化剤でエーテル化することによる、ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトールをベースとする組成物を調製するための新規な改善されたプロセスを提供することにある。
【００１９】
本発明の他の基本的な目的は、ジアンヒドロヘキシトールを少なくとも１種の無毒かつ無害の環境適合性を有するアルキル化剤でエーテル化することによる、ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトールをベースとする組成物を調製するための新規な改善されたプロセスを提供することにある。
【００２０】
本発明の他の基本的な目的は、ジアンヒドロヘキシトールを少なくとも１種のアルキル化剤でエーテル化することによる、ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトールをベースとする組成物を調製するための新規な改善されたプロセスであって、工業化が容易であり、したがって、例えば連続運転が可能なプロセスを提供することにある。
【００２１】
本発明の他の基本的な目的は、ジアンヒドロヘキシトールを少なくとも１種のアルキル化剤でエーテル化することによる、ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトールをベースとする組成物を調製するための新規な改善されたプロセスであって、熱力学的に好ましく、したがって、反応速度論的に優れたプロセスを提供することにある。
【００２２】
本発明の他の基本的な目的は、ジアンヒドロヘキシトールを少なくとも１種のアルキル化剤でエーテル化することによる、ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトールをベースとする組成物を調製するための新規な改善されたプロセスであって、ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトールの収率および選択性に優れたプロセスを提供することにある。
【００２３】
本発明の他の基本的な目的は、イソソルビドをメタノールでエーテル化することによる、ジメチルイソソルビドをベースとする組成物を調製するための新規な改善されたプロセスであって、上述の目的の少なくとも１つを満たすプロセスを提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の方法を実施するための装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
上述の目的および他の目的は本発明により達成される。第一に、本発明は、固体触媒の存在下、好ましくはルイス酸性またはブレンステッド酸性を示す触媒の存在下に、ジアンヒドロヘキシトールを少なくとも１種のアルキル化剤でエーテル化することによる、ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトールをベースとする組成物を調製するための方法に関連し、このエーテル化剤は、
・  アルコール、好ましくは直鎖または分岐の脂肪族アルコール、よりさらに好ましくはＣ１〜Ｃ２０アルコール、一層好ましくはメタノール、エタノール、イソプロパノールまたはｔｅｒｔ−ブタノール、特に好ましくはメタノール、
・  これらのアルコールのオレフィン性前駆体および
・  これらの混合物
を含む群から、より好ましくはこれらからなる群から選択される。
【００２６】
この効果の高い新規な方法は、工業化に申し分なく適している。この方法により、イソソルビドを固体酸性触媒の存在下にメタノール（またはエタノール）と反応させることによるメチルイソソルビドエーテルの合成が可能になる。
【００２７】
本発明による方法は、「廃棄物が生成せず（ｃｌｅａｎ）」、化学量論量の塩を生成する硫酸ジメチルまたは塩化メチ等のメチル化剤を使用せずに済む。この方法はまた、より高価なメチル化剤であり、イソソルビドの混合エーテルを生成させる際に、その２個メチル基のうち１個しか使用されない炭酸ジアルキルも使用せずに済む。
【００２８】
定義
本記載内容においては、特に明記しない限り、単数形は全て単数形も複数形も表しており、その逆も同様である。
【００２９】
以下の定義は、本記載内容を理解するために例示するものである。
−  「ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトール」は、式ＩＩＩ：
【化３】
0006272326.tif 000004
（式中、
Ｒ１０およびＲ２０は、−ＯＲ３０基であり、Ｒ３０基は、同一であるかまたは異なっており、それぞれ、アルキル、好ましくは直鎖または分岐の脂肪族アルキル、よりさらに好ましくはＣ１〜Ｃ２０アルキル、一層好ましくはメチル、エチル、イソプロピルまたはｔｅｒｔ−ブチル、特に好ましくはメチル（これは、式（ＩＩＩ）の化合物としてはジメチルイソソルビド（ＤＭＩ）に相当する）に対応する）の１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールの誘導体を意味するものと理解される。
−  「Ｏ−アルキル化」とは、アルキルをエーテル結合によって生成物上にグラフトすることを意味するものと理解される。
−  「ｘ〜ｙの間」とは、これらの値を端点とする閉区間［ｘ，ｙ］の１または複数の範囲を意味するものと理解される。
−  「固体触媒」とは、反応相中に他と明確に区別される相を構成し、熱力学的に可能な変換の進行においてこの変換を加速する作用およびこの変換に導く作用を発揮することができ、反応終了時においても変化しないままであり、熱力学的平衡を修正することができない、固体の化学的化合物を意味するものと理解される（“Ｃａｔａｌｙｓｅ  ｄｅ  ｃｏｎｔａｃｔ”［Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｃａｔａｌｙｓｉｓ］−Ｊ．Ｐ．Ｌｅ  Ｐａｇｅ−Ｅｄｉｔｉｏｎｓ  Ｔｅｃｈｎｉｐ，１９７８，１−２頁） 。
−  「担持された固体触媒」とは、表面積の広い不活性担体と、その上に分散された、触媒活性を有する化学的化合物とからなる固体触媒を意味するものと理解される（“Ｃａｔａｌｙｓｅ  ｄｅ  ｃｏｎｔａｃｔ”−Ｊ．Ｐ．Ｌｅ  Ｐａｇｅ−Ｅｄｉｔｉｏｎｓ  Ｔｅｃｈｎｉｐ，１９７８，１３３頁）。
−  「転化率」、特に「イソソルビド転化率」（「Ｉｓｏｓｏｒｂｉｄｅ  ｃｏｎｖ．」とも表記）は：
Ｉｓｏｓｏｒｂｉｄｅ  ｃｏｎｖ．（％）＝１００×（イソソルビドの初期モル数−イソソルビドの最終モル数）／イソソルビドの初期モル数
を意味するものと理解される。
−  「選択性」（ｓｅｌ．とも表記）とは：
生成物Ｉのｓｅｌ．（モル％）＝（１００×生成物ｉのモル数）／（生成物ｉ全体のモル数）（ｉはイソソルビド誘導体、すなわちＤＭＩまたはＭＭＩ  ＡまたはＭＭＩ  Ｂを表す）
を意味するものと理解される。
【００３０】
したがって、本出願においては、選択性は、イソソルビド誘導体のモル数を１００％に標準化することによって求められる。
【００３１】
好ましい形態
・好ましい実施形態：気相
この好ましい実施形態においては、エーテル化の少なくとも一部は気相で行われる。反応を気相中で行うことにより、特に、無色の反応生成物を得ることが可能になる。
【００３２】
触媒
触媒は、好ましくは：
１．一般式：
ＨｋＸｊＭｍＯｎ・ｙＨ２Ｏ      （Ｉ）
（式中、
−  Ｘは、次の元素：Ｐ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＢおよびＡｓからなる群から選択されるヘテロ原子を表し、
−  Ｍは、Ｗ、ＭｏおよびＶからなる群から選択される周囲の金属元素を表し、
−  ｊは、ヘテロ原子の数であり、１または２を表し、
−  ｋは、水素原子の数であり、０．５〜１０の間にあり、
−  ｍは、周囲の金属原子Ｗ、ＭｏおよびＶの数であり、１〜１８の間にあり、
−  ｎは、酸素原子の数であり、２〜６２の間にあり、
−  ｙは、水和している水の数であり、０〜４０の間、好ましくは６〜３０の間にある）のヘテロポリ酸の塩すなわちポリオキソ金属塩およびこれらの混合物；
２．アルカリ金属Ｃｓ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋の塩およびアンモニウム（ＮＨ４＋）塩（後者が好ましい）およびこれらの混合物、
３．硫酸型またはタングステン酸型のオキソアニオンで修飾された酸化ジルコニウムをベースとする、ＺｒＳまたはＺｒＷと称される酸性触媒であって、Ｆｅ、Ｍｎおよびこれらの混合物等の遷移金属を含み得る酸性触媒、
４．ゼオライト、好ましくは、Ｈ−ベータ、Ｈ−ＺＳＭ−５、ＭＣＭ−２２、Ｈ−ＵＳＹおよびこれらの混合物を含む群、より好ましくはこれらからなる群から選択されるゼオライト、
５．モンモリロナイト型の酸性粘土、リン酸塩（リン酸Ｎｂ、リン酸ジルコニウム等）、修飾された炭素、特にスルホン酸基で修飾された炭素、
６．ならびにこれらの混合物
を含む群、好ましくはこれらからなる群から選択される。
【００３３】
この触媒に関しては、好ましくは、一般式（Ｉ）のヘテロポリ酸の塩（ポリオキソ金属塩）は、Ｈ３ＰＷ１２Ｏ４０・２１Ｈ２Ｏ、Ｈ４ＳｉＷ１２Ｏ４０・２４Ｈ２Ｏ、Ｈ６Ｐ２Ｗ１８Ｏ６２・２４Ｈ２Ｏ、Ｈ５ＢＷ１２Ｏ４０・３０Ｈ２Ｏ、Ｈ５ＰＷ１０Ｖ２Ｏ４０・ｙＨ２Ｏ、Ｈ３ＰＭｏ１２Ｏ４０・２８Ｈ２Ｏ、Ｈ４ＳｉＭｏ１２Ｏ４０・１３Ｈ２Ｏ、Ｈ３ＰＭｏ６Ｖ６Ｏ４０・ｙＨ２ＯおよびＨ５ＰＭｏ１０Ｖ２Ｏ４０・ｙＨ２Ｏならびにこれらの混合物を含む群、より好ましくはこれらからなる群から選択される。
【００３４】
有利には、固体触媒は担持触媒である。
【００３５】
・二元機能触媒
本発明により提供される有利な可能性によれば、触媒は二元機能金属酸触媒である。すなわち：
（ｉ）触媒は、貴金属（好ましくは、金、白金、パラジウムおよびルテニウムを含む群、より好ましくはこれらからなる群から選択される）を含み、レニウム、オスミウムおよびイリジウム、チタン、ジルコニウム、タンタルまたはこれらの混合物もしくは合金を添加することにより改質されていてもよい貴金属であり、
（ｉｉ）エーテル化の少なくとも一部は水素気流中で実施される。
【００３６】
二元機能金属酸触媒の使用および試薬流れ（特にこれらが気体の場合）に水素を添加することにより、触媒活性を安定化させることが可能になる。つまり、こうすることにより、例えばオリゴマーが強く吸着することによる酸性部位の被毒に起因する触媒の失活を抑制することができる。二元機能金属酸触媒により、このようなオリゴマーの前駆体をその場で水素化することが可能になる。
【００３７】
１つの可能性によれば、固体触媒は、アンモニアの微分吸着熱（ｋＪ／モル）が１００以上、好ましくは１２０以上、より好ましくは１２０〜２００の間にあるものから選択される。
【００３８】
「アンモニアの微分吸着熱：Ｑｄｉｆｆ」とは、後述する実施例において定義するように、“Ｌｅｓ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｐｈｙｓｉｑｕｅｓ  ｄ’ｅｔｕｄｅ  ｄｅｓ  ｃａｔａｌｙｓｅｕｒｓ”  ［Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｃａｔａｌｙｓｔｓ］−Ｅｄｉｔｉｏｎｓ  Ｔｅｃｈｎｉｐ−Ｅｄｉｔｏｒｓ  Ｂ．Ｉｍｅｌｉｋ  ａｎｄ  Ｊ．Ｃ．  Ｖｅｄｒｉｎｅ，１９８８に準拠し、例えば、最初は真空状態にある一定温度下の触媒上に無限小量の気体アンモニアｄｎが吸着されることにより放出される熱量ｄＱを意味するものと理解され、Ｑｄｉｆｆ＝ｄＱ／ｄｎ（ｋＪ／モルで表す）である。
【００３９】
・触媒再生
触媒の失活を抑制する他の有利な手段は、好ましくはプロセス中に高温のＯ２中で処理することによる、固体触媒再生段階を含むものである。
【００４０】
「高い再生温度」とは、例えば、４００〜６００℃の間、より好ましくは４５０〜５００℃の間（降順に好ましい）の温度（℃）を指す。
【００４１】
使用済み触媒を高温の酸素中で処理することによる再生サイクルにより、活性を再生し、被毒に対する耐性を付与することが可能になる。
【００４２】
試薬
本発明の好ましい実施形態によれば、
−  ジアンヒドロヘキシトールは、式ＩＩ：
【化４】
0006272326.tif 000005
（式中、
Ｒ１およびＲ２は−ＯＲ３基であり、Ｒ３基は、同一であるかまたは異なっており、それぞれＨまたはアルキルに相当する）の１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールの誘導体を含み、
−  ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトールは、式ＩＩＩ：
【化５】
0006272326.tif 000006
（式中、
Ｒ１０およびＲ２０は、−ＯＲ３０基であり、Ｒ３０基は、同一であるかまたは異なっており、それぞれ、アルキル、好ましくは直鎖または分岐の脂肪族アルキル、よりさらに好ましくはＣ１〜Ｃ２０アルキル、一層好ましくはメチル、エチル、イソプロピルまたはｔｅｒｔ−ブチルに相当し、特に好ましくはメチルである（その場合は、式（ＩＩＩ）の化合物としてはジメチルイソソルビド（ＤＭＩ）に相当する）の１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトールの誘導体を含む。
【００４３】
エーテル化剤は：
○  アルコール、好ましくは直鎖または分岐の脂肪族アルコール、よりさらに好ましくはＣ１〜Ｃ２０アルコール、一層好ましくはメタノール、エタノール、イソプロパノールまたはｔｅｒｔ−ブタノール、特に好ましくはメタノール、
○  これらのアルコールのオレフィン性前駆体および
○  これらの混合物
を含む群、より好ましくはこれらからなる群から選択される。
【００４４】
・量に関するデータ
本発明の他の優れた特徴によれば、［アルキル化剤／ジアンヒドロヘキシトール］のモル比は、３０以下、２５以下、２０以下、１０以下、５以下、４以下、３以下、２以下（降順に好ましい）であり、より好ましくは２〜２０の間である。
【００４５】
・方法論
本プロセスは、好ましくは、連続方式または半回分方式に従い運転される。反応は、有利には、連続式反応器内の高温の気相中で行われる。「高い反応温度」とは、例えば、１６０℃〜３００℃の間以上、さらに好ましくは１８０℃〜２４０℃の間以上（降順に好ましい）を指す。
【００４６】
連続式反応器における運転は、接触時間がより長いことを特徴とし、一般に有色の副生成物（おそらくジアンヒドロヘキシトール（例えば、イソソルビド）のオリゴマー）が生成しやすくなる回分式反応器内の液相中で運転を行った場合と異なり無色の反応生成物が得られるという利点がある。
【００４７】
加熱に関しては：
１．第１段階において、１７０℃以上、好ましくは１８０℃以上の温度Ｔ１、よりさらに好ましくは１９０℃〜３００℃の間の温度Ｔ１でジアンヒドロヘキシトールを気化させ、
２．第２段階において、アルキル化剤を用いて、エーテル化を、Ｔ１以上、好ましくは１８０℃以上の温度Ｔ２で行い、よりさらに好ましくは２００℃〜３００℃の間にあるＴ２で行う
と有利である。
【００４８】
本発明の顕著な特徴によれば、出発ジアンヒドロヘキシトールは、溶液中に溶融しているか、および／またはヘキシトールからのジアンヒドロヘキシトールの合成から直接得られたものである。出発ジアンヒドロヘキシトールは、有利には、ヘキシトールからジアンヒドロヘキシトールを合成する際に行われる精製段階、特に蒸留段階から直接得られるものである。ヘキシトールの脱水は、本エーテル化触媒を作用させることにより、ヘキシトールからジアンヒドロヘキシトールへの脱水およびジアンヒドロヘキシトールのエーテル化を組み合わせた１段階で行うことができる。
【００４９】
さらに、ジアンヒドロヘキシトール（例えば、イソソルビド）のエーテル化反応が、モノアルキルエーテル（例えば、モノメチルエーテルまたはモノエチルエーテル）ＡおよびＢならびにジアルキルエーテル（例えば、イソソルビドのジメチルエーテルまたはジエチルエーテル）の取得に至るまでの連続した反応である場合、本発明の特定の実施形態に従い、最終生成物すなわちジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトール（例えば、ジメチルイソソルビド）を得やすいように、反応生成物を循環させるループを設けると有利なようである。
【００５０】
・用途
本発明による方法は、ソルビトール等のヘキシトールまたはイソソルビド等のアンヒドロヘキシトールの製造者が利用することのできる工業プロセスである。
【００５１】
本プロセスにより、ジアルキルオキシジアンヒドロヘキシトール（例えば、イソソルビドのジメチルエーテルやジエチルエーテル等のエーテル）をベースとする組成物が得られる。これらの生成物は、特に、瀝青の融剤として、溶剤として、または医薬品もしくは化粧品組成物における用途がある。
【００５２】
本発明の他の詳細は以下に例示する実施例を参照することによって一層明らかになるであろう。
【実施例】
【００５３】
１．装置
１．１  液相
使用する反応器は、マグネチックスターラーを備えたオートクレーブである。液体試薬を導入し、アルコール、次いでイソソルビド、最後に固体触媒を導入する。オートクレーブを２０バールのアルゴンで不活性化する。電気抵抗ヒーターを用いて反応温度を昇温する。
【００５４】
１．２  気相−連続方式
添付の図１に示すこの装置は：
１．気化炉（ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｖｅｎ）
２．気化炉１の延長上にある反応炉
３．試薬を混合するための入口（導管およびポンプ）
４．気化炉１および反応炉２のジャケットを不活性化するための供給窒素
５．気化炉１内のコイル
６．反応炉２内に位置し、触媒６を収容する反応チャンバ
７．反応炉２下流の冷却器
８．冷却器７に取り付けられた冷却浴および
９．Ｏ−メチル化イソソルビドの排出用導管
を備える。
【００５５】
２．試薬
イソソルビド（ＲＯＱＵＥＴＴＥ  ＦＲＥＲＥＳ）は不活性雰囲気の冷蔵庫に保管する。メタノールおよびエタノールは供給業者であるＡｌｄｒｉｃｈより入手する。
【００５６】
３．用いた特性評価技法
ＢＳＴＦＡ（Ｎ，Ｏ−ビス−（トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド））を用いてシリル化を行った後、ＤＢ１  ３０ｍ×０．３２ｍｍカラムを取り付けた気相クロマトグラフィーにて反応生成物の分析を行う。
【００５７】
実施例１：回分式反応器内の液相中において１２−タングストリン酸の酸性カリウム塩：Ｋ２ＨＰＷ１２Ｏ４０の存在下に行うイソソルビドのメタノールによるＯ−メチル化
次に示す量をオートクレーブに導入する：触媒２ｇ、イソソルビド３６ｇ、ＭｅＯＨ／イソソルビドモル比＝５。触媒は１２−タングストリン酸：Ｋ２ＨＰＷ１２Ｏ４０の酸性セシウム塩とする。
【００５８】
反応開始時においては、オートクレーブの雰囲気は２０バールのＡｒから構成されるものとする。
【００５９】
反応混合物の温度を２つの異なる温度：１８０℃または２００℃に昇温する。反応時間は６時間とする。
【００６０】
反応の最後に反応媒体を氷浴で冷却する。
【００６１】
液体反応生成物を反応媒体から分離し、ガスクロマトグラフィーで分析した。イソソルビドの転化率および選択性をモル％で計算する（イソソルビド誘導体への転化率およびイソソルビド誘導体の選択性を１００モル％に標準化する）。
【００６２】
結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】
0006272326.tif 000007
【００６４】
触媒Ｋ２ＨＰＷ１２Ｏ４０を用いることにより、１８０℃および２００℃でモノメチル化物ＡおよびＢ（ＭＭＩ  ＡおよびＭＭＩ  Ｂ）ならびにジメチルイソソルビド（ＤＭＩ）が生成することが認められる。しかしながら、ＤＭＩの選択性は低く、具体的には１０％を下回る。
【００６５】
液相中では、反応混合物は１８０℃でも２００℃でも得られるが、強く着色している。
【００６６】
着色は反応温度が高くなると共に強くなる。
【００６７】
実施例２：連続式反応器内の気相中において１２−タングストリン酸の酸カリウム塩：Ｋ２ＨＰＷ１２Ｏ４０を触媒として行うイソソルビドのメタノールによるＯ−メチル化
図１の装置で反応を行った。
【００６８】
次の実験手順を採用した：
−  反応から１時間後（１ｈｒ）および４時間後（４ｈｒｓ）に縮合物の試料を採取する、
−  反応から４時間後に反応混合物のポンプ注入を停止する。
【００６９】
実験条件は以下の通りとした：
触媒：Ｋ２ＨＰＷ１２Ｏ４０、ｍｃａｔａ＝２ｇ
Ｄｌｉｑ＝０．０６ｍＬ・ｍｉｎ−１
ＤＮ２＝８ｍｌ・ｍｉｎ−１
Ｐｍｅｔｈａｎｏｌ＝６００ｔｏｒｒ
Ｐｉｓｏｓｏｒｂｉｄｅ＝２８ｔｏｒｒ
Ｔｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ＝２２５℃
Ｔｒｅａｃｔｉｏｎ＝２２５℃
メタノール／イソソルビドモル比＝２０
ｐｐＨｉｓｏ（ｈｒ−１）＝イソソルビド質量流量（ｇ・ｈｒ−１）／触媒質量（ｇ）＝０．２６ｈｒ−１。
【００７０】
得られた結果を表２に示す。
【００７１】
【表２】
0006272326.tif 000008
【００７２】
反応から１時間後のイソソルビド転化率（ｉｓｏｓｏｒｂｉｄｅ  ｃｏｎｖ．）は５７％であり、ＤＭＩの生成が優位である。ＤＭＩの選択性（ＤＭＩ  Ｓｅｌ．）は６２％である。１ｈｒから４ｈｒｓの間に、イソソルビドの転化率が約３２％程度になるように活性が安定化する。
【００７３】
したがって、液相中（実施例１）と比較して、気相中ではイソソルビドからＤＭＩへの非常に良好な転化が達成される。さらに、気相反応では反応媒体の着色は起こらない。特に、このことは、高い反応温度にも拘わらず反応生成物の分解が起こっていないことを示唆している。
【００７４】
実施例３：固体酸性ゼオライトを触媒とする連続式反応器内の高温の気相中におけるメタノールによるイソソルビドのＯ−メチル化
反応を実施例２と同一の装置で行う。
【００７５】
次の実験手順を採用した：
−  反応開始から１時間後および４時間後に縮合物の試料を採取する、
−  反応開始から４時間後に反応混合物のポンプ注入を停止し、窒素気流を３０分間維持する。
【００７６】
実験条件は以下の通りとした：
ｍｃａｔａ＝２ｇ
Ｄｌｉｑ＝０．０６ｍＬ・ｍｉｎ−１
ＤＮ２＝８ｍｌ・ｍｉｎ−１
Ｐｍｅｔｈａｎｏｌ＝６００ｔｏｒｒ
Ｐｉｓｏｓｏｒｂｉｄｅ＝２８ｔｏｒｒ
Ｔｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ＝２２５℃
Ｔｒｅａｃｔｉｏｎ＝２０５℃
メタノール／イソソルビドモル比＝２０
ｐｐＨｉｓｏ（ｈｒ−１）＝イソソルビド質量流量（ｇ・ｈｒ−１）／触媒の質量（ｇ）＝０．２６ｈｒ−１。
【００７７】
反応開始から１時間後および４時間後に得られた結果をそれぞれ表３および４に示す。
【００７８】
【表３】
0006272326.tif 000009
【００７９】
ゼオライトはイソソルビドのＭｅＯＨによるエーテル化を触媒する。分子内脱水により生成するジメチルエーテルの比率はゼオライトに依存する。
【００８０】
【表４】
0006272326.tif 000010
【００８１】
反応開始から４時間後、酸性ゼオライト触媒の活性は低下し、それに伴いジメチルイソソルビドの選択性が低下する。しかしながら、本出願人は触媒床の滞留時間を延長すること（実施例５）および／または二元機能金属酸触媒を用いることによりこれらの欠点の改善策を模索した。
【００８２】
実施例４：固体酸性非ゼオライトを触媒とする連続式反応器内の高温の気相中におけるメタノールによるイソソルビドのＯ−メチル化
次の触媒を評価する：
−  タングステン酸ジルコニア：ＺｒＷ
−  硫酸ジルコニア：ＺｒＳ
−  ＦｅおよびＭｎを添加した硫酸ジルコニア：ＺＭＦＳ
【００８３】
反応は実施例２に記載した装置で行う。
【００８４】
次の実験手順を採用する：
−  反応開始から１時間および４時間後に縮合物の試料を採取する。
−  反応開始から４時間後に反応混合物のポンプ注入を停止し、窒素気流を３０分間維持する。
【００８５】
実験条件は実施例３と同一である。
【００８６】
反応開始から１時間後および４時間後に得られた結果をそれぞれ表５および表６に示す。
【００８７】
【表５】
0006272326.tif 000011
【００８８】
Ｚｒ系酸性触媒は、イソソルビドのＭｅＯＨによるメチルエーテルへのエーテル化を触媒する。
【００８９】
【表６】
0006272326.tif 000012
【００９０】
ゼオライト触媒の場合と同様に、ジルコニア系酸性触媒も、運転中に失活するようであり、これに伴い、ジメチルイソソルビドに対する選択性も低下する。
【００９１】
実施例５：Ｈ−ＺＳＭ５ゼオライトを触媒とする連続式反応器内の高温の気相中におけるメタノールによるイソソルビドのＯ−メチル化：生成物の再循環
実施例３の条件下で４時間反応させた後に得られる、イソソルビドをメタノールでエーテル化した生成物を、同一条件で新たな反応サイクルを行う反応器に導入する。反応条件は実施例３に記載したものと同一である。
【００９２】
得られた結果を表７に示す。
【００９３】
【表７】
0006272326.tif 000013
【００９４】
触媒床上で反応生成物を再循環させることにより、イソソルビドの転化率を向上させ、特に、ＤＭＩの生成を増加させることが可能になる。
【００９５】
したがって、転化率は、反応器内の滞留時間によってのみ制限される。まず第１に検討すべき改善策は、触媒床内における試薬の滞留時間を増加させ、それによって転化率水準を高めることを目的として、触媒床を倍増させることであろう。工業的には、より高い水準、特に、定量的な量に近い水準の転化率を達成するために、触媒収容量を増加させた反応塔を使用することになるであろう。
【００９６】
実施例６：Ｈ−ＺＳＭ５、ＺｒＳおよびＺｒＷを触媒とするメタノールによるイソソルビドのＯ−メチル化：時間に伴う触媒活性の変化
実験条件は次の通りである：
ｍｃａｔａ＝２ｇ
Ｐｉｓｏｓｏｒｂｉｄｅ＝１４ｔｏｒｒ
Ｔｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ＝１８５℃
Ｔｒｅａｃｔｉｏｎ＝２００℃
メタノール／イソソルビドモル比＝２０
ｐｐＨｉｓｏ（ｈｒ−１）＝０．３９ｇｉｓｏ・ｇ  ｃａｔａ−１・ｈｒ−１。
【００９７】
反応時間を８時間とし、２時間毎に試料を採取する。
【００９８】
【表８】
0006272326.tif 000014
【００９９】
どの触媒を用いても、活性は反応時間と共に低下する。しかしながら、ＺＳＭ５はＺｒＳおよびＺｒＷよりもはるかに高い活性を示す。さらに、ＺＳＭ５の活性は反応から６時間後にイソソルビド転化率が２０％前後となり安定する。
【０１００】
実施例７：二元金属酸触媒（Ｈ−ＺＳＭ５上に分散させたＰｔ）を触媒とする、水素の存在下におけるメタノールによるイソソルビドのＯ−メチル化
Ｈ−ＺＳＭ−５上に１重量％のＰｔをｉｎｃｉｐｉｅｎｔ  ｗｅｔｎｅｓｓ法により含浸担持させることにより二元機能触媒を調製する。
【０１０１】
反応条件は実施例６と同一とする。
【０１０２】
結果を表９に示す。
【０１０３】
【表９】
0006272326.tif 000015
【０１０４】
単機能性酸性触媒であるＨ−ＺＳＭ−５（実施例６）と比較すると、ＰｔをＨ−ＺＳＭ−５触媒に添加することと、気流中にＨ２を存在させることとを併用することにより、触媒の時間に伴う失活速度を抑えると同時に、ＤＭＩに対する選択性の低下を抑えることが可能になる。さらに、おそらく、触媒の酸性機能／金属機能のバランスを最適化すると共に、ｐｐｈｉｓｏを最適化することにより、失活を抑制し活性を安定化させることが可能になるであろう。
【０１０５】
実施例８：Ｈ−ＺＳＭ−５を触媒とする気相中におけるエタノールによるイソソルビドのＯ−エチル化
反応条件は実施例３と同一とする。エタノール／イソソルビドモル比は２０とする。
【０１０６】
結果を表１０に示す。
【０１０７】
【表１０】
0006272326.tif 000016
【０１０８】
連続式反応器内の高温の気相中で触媒Ｈ−ＺＳＭ５の存在下にイソソルビドのエタノールによるＯ−エチル化を実施することができる。１時間後に得られた結果からジエチルイソソルビド（ＤＥＩ）およびモノエチル化物が生成することが分かる。活性およびＤＥＩに対する選択性が時間と共に低下するようである。しかしながら、失活はＭｅＯＨの存在下ほど顕著ではない。
【図１】
0006272326.tif 000017