(57)【要約】  本発明は、シス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランに富む組成物を生成する方法であって、2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランを、水素の存在下及びルテニウムを含有する不均一系触媒の存在下で接触水素化することを含む方法に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランに富む組成物を調製する方法であって、2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランを、水素の存在下及び酸化アルミニウム担体上のルテニウムを含む不均一系触媒の存在下で接触水素化することを含む方法。
【請求項２】
酸化アルミニウム担体が、担体材料の総重量に基づいて、少なくとも80重量%、特に好ましくは少なくとも90重量%、とりわけ少なくとも96重量%の酸化アルミニウムから構成される、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
酸化アルミニウム担体が、担体の全酸化アルミニウム部分に基づいて、少なくとも80重量%、特に好ましくは少なくとも90重量%、とりわけ少なくとも98重量%のα酸化アルミニウムから構成される、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項４】
触媒の総重量に基づいて、0.001〜10重量%のルテニウム、特に好ましくは0.01〜5重量%のルテニウム、とりわけ1〜3重量%のルテニウムを含む触媒が使用される、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
それぞれ、触媒の総重量に基づいて
a)0.001〜10重量%のルテニウムと、
b)0〜5重量%の1種以上のアルカリ土類金属と、
c)0〜5重量%の1種以上のアルカリ金属と、
d)0〜10重量%の1種以上の希土類金属と、
e)0〜10重量%の、銅、金、パラジウム、白金、オスミウム、イリジウム、銀及びレニウムからなる群から選択される1種以上の更なる金属と
を含む触媒が使用される、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
単一の金属成分として、1〜3重量%のルテニウムをRuO2の形態でα酸化アルミニウム担体上に含む触媒が使用される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
触媒が、2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランの接触水素化に使用される前に、水素含有ガスの存在下において高温で還元に付される、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
i)式(I):
【化１】
2015504414.tif 000010
の2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランを含む出発材料を調製し、
ii)工程i)で調製された出発材料を、水素の存在下及び酸化アルミニウム担体上のルテニウムを含む不均一系触媒の存在下で接触水素化に付して、シス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピラン(IIa)及びトランス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピラン(IIb):
【化２】
2015504414.tif 000011
を含む反応混合物を生じ、
iii)場合により、化合物(IIa)及び(IIb)を工程ii)で得た反応混合物から分離し、
iv)工程ii)で得た反応混合物、又は工程iii)で分離した化合物(IIa)及び(IIb)を、強酸性イオン交換体と接触させて、トランス化合物(IIb)を少なくとも部分的にシス化合物(IIa)に異性化する、
請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
工程i)の式(I)の2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランを含む出発混合物の調製が、式(III):
【化３】
2015504414.tif 000012
の3-メチルブタ-3-エン-1-オールと、式(IV):
【化４】
2015504414.tif 000013
の3-メチルブタ-2-エン-1-アールとの縮合反応による反応を含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
式(III)の3-メチルブタ-3-エン-1-オールと式(IV)の3-メチルブタ-2-エン-1-アールとの反応が、酸の存在下及び水と共沸混合物を形成する溶媒の存在下で実施される、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
式(III)の3-メチルブタ-3-エン-1-オールと式(IV)の3-メチルブタ-2-エン-1-アールとの反応中に放出された水が、使用された溶媒との共沸蒸留により反応混合物から分離される、請求項10に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランに富む組成物を調製する方法であって、2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランを、水素の存在下及びルテニウムを含む不均一系触媒の存在下で接触水素化することを含む方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランは、シス-ローズオキシドとも呼ばれる重要な香料である。通常は、対応するトランス型化合物を有するジアステレオマー混合物の形態で生成され、シス型化合物が、良好な香りを有するのでより重要な化合物であることが実証されている。ジアステレオマーは、とりわけ工業規模で生成されるとき、困難を伴ってようやく互いに分離することができるので、ローズオキシドの好ましいシス異性体を高い収率で可能な限り選択的に形成する調製方法の必要性が引き続き存在する。
【０００３】
Tetrahedron Letters No. 51, 4507-4508, 1970, J.H.P.において、Tyman及びB.J. Willisは、3-アルケン-1-オールとアルデヒドとの酸触媒反応、とりわけ3-メチル-2-ブテン-1-アールと2-メチル-1-ブテン-4-オールとの反応、続く脱水を記載する。この方法で得られた、環外メチレン基を有する中間体は、SnCl2/H2PTCl6の存在下で均一系触媒反応により水素化されて、ラセミ体シス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランを生じた。
【０００４】
WO 79/00509は、4位に環外メチレン基を有する対応する前駆体の接触水素化による、シス及びトランス-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランのシス異性体に富む混合物の調製方法を開示する。ラネーニッケル及びパラジウム触媒、とりわけ炭素上のパラジウムが、適切な水素化触媒として特定されている。異性体の富化は、水素化生成物を酸性又はルイス酸性試薬により処理することによって達成される。三フッ化ホウ素が、好ましいルイス酸として特定されている。例としてラネーニッケル、続く蒸留により記載された水素化は、比が4:6のシス及びトランス異性体の混合物を理論値の87.9%の収率で生成する。この混合物は、続く異性化により、比が約85:15の異性体混合物に理論値の86.5%の収率で変換される。
【０００５】
EP 0 082 401 A1は、主に、すなわち少なくとも85%のシス異性体を含むローズオキシドの調製方法を開示する。この方法は、強酸性カチオン交換体の存在下で二酸化白金又は白金/炭素触媒によって2-[2-メチルプロパ-1-エニル]-4-メチレンテトラヒドロピラン(「デヒドロローズオキシド(dehydrorose oxide)」)を水素化することを含む。デヒドロローズオキシドからローズオキシドへの例によって記述される異性化水素化では、トランス異性体の90.5%及びシス異性体の7%の異性体含有率を伴って、理論値の87%の収率までが達成される。
【０００６】
WO 2009/077550は、シス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランの調製方法であって、水素の存在下及び炭素担体上のルテニウムを含む不均一系触媒の存在下での2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランの接触水素化、続く、この方法により得た化合物を強酸性カチオン交換体と接触させて、シス異性体の部分を増加させる異性化を含む方法を記載する。この方法により良好な収率及び選択率でのローズオキシドの調製が可能となるが、接触水素化の更なる改善が望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
驚くべきことに、酸化アルミニウム担体上のルテニウムを含む不均一系触媒の使用により、水素化による選択率を再度有意に改善できることが見出された。更に、新たに使用される触媒を、簡単な活性化に付すことができ、これによって更に改善された活性が達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって本発明は、シス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランに富む組成物を調製する方法であって、2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランを、水素の存在下及び酸化アルミニウム担体上のルテニウムを含む不均一系触媒の存在下で接触水素化することを含む方法を提供する。
【０００９】
本発明の文脈内において、用語「ローズオキシド」は、任意の組成物のシス/トランス混合物を意味し、純粋な配座異性体も意味する。更に、用語「ローズオキシド」は、純粋な形態の全ての鏡像異性体を意味し、ローズオキシドの鏡像異性体のラセミ及び光学活性混合物も意味する。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
好ましい実施形態において、本発明の方法は、式(IIa)のシス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピラン及び式(IIb)のトランス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランの異性体混合物の調製方法に関する。
【化１】
2015504414.tif 000002
【００１１】
本発明によると、式(IIa)及び(IIb)の化合物は、ラセミ形態で生成される。したがって、式の画像(IIa)及び(IIb)は、2つの立体中心の相対的な配置を例示するために役立ち、それぞれ場合において、対応する鏡像異性体対のラセミ混合物である。
【００１２】
出発材料として使用される2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランを原則的に任意の方法により調製することができ、合成の目的に慣用である範囲を超えて性質及び純度に特定の要件が課されることはない。好ましくは、ラセミ体2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランが使用され、式(I)に示される。
【化２】
2015504414.tif 000003
【００１３】
好ましい実施形態において、本発明の方法は、追加の上流プロセス工程として、式(III):
【化３】
2015504414.tif 000004
【００１４】
の3-メチルブタ-3-エン-1-オール(イソプレノール)と、式(IV):
【化４】
2015504414.tif 000005
【００１５】
の3-メチルブタ-2-エン-1-アール(プレナール)との縮合反応における反応によって、式(I)の2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピラン(デヒドロローズオキシド)を調製することを含む。詳細を下記の工程i)に関連する記載において見出すことができる。
【００１６】
本発明の文脈内において、シス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランに富む組成物は、組成物におけるシス及びトランス異性体の総量に対して50重量%を超えるシス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランを含む組成物を意味することが理解される。
【００１７】
一般に、本発明の方法を使用して、組成物におけるシス及びトランス異性体の総量に対して好ましくは少なくとも70重量%、特に好ましくは少なくとも80重量%、とりわけ少なくとも90重量%のシス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランを含む、シス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランに富む組成物を調製することが可能である。したがって、本発明の方法により得られる組成物は、組成物におけるシス及びトランス異性体の総量に対して好ましくは最大で30重量%、特に好ましくは最大で20重量%、とりわけ最大で10重量%のトランス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランを含む。特定の実施形態において、本発明の方法により得られる組成物は、それぞれの場合に組成物におけるシス及びトランス異性体の総量に対して、90〜98重量%のシス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピラン及び2〜10重量%のトランス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランを含む。
【００１８】
好ましくは、発明の方法により得られる、シス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランに富む組成物は、最大で10重量%、特に好ましくは最大で5重量%、とりわけ最大で2重量%の、シス及びトランス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランと異なる化合物を含む。
【００１９】
本発明の方法において、酸化アルミニウム担体上のルテニウムを含む不均一系触媒が使用される。
【００２０】
本発明の文脈内において、酸化アルミニウム担体は、担体材料の総重量に対して少なくとも50重量%の酸化アルミニウムから構成される担体を意味することが理解される。
【００２１】
本発明により使用される担体は、酸化アルミニウムを他の担体材料との混合物として含むことができる。適切な他の担体材料は、例えば、黒鉛、二酸化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム及びこれらの混合物から選択される。他の担体材料として、二酸化チタン及び/又は二酸化ジルコニウムが好ましい。好ましくは、担体は、担体材料の総重量に対して、少なくとも80重量%、特に好ましくは少なくとも90重量%、とりわけ少なくとも96重量%の酸化アルミニウムから構成される。
【００２２】
本発明の方法において、担体の酸化アルミニウム部分が実質的にα酸化アルミニウムから構成される触媒の使用が特に好ましい。
【００２３】
担体の酸化アルミニウム部分は、担体の全酸化アルミニウム部分に対して、好ましくは少なくとも80重量%、特に好ましくは少なくとも90重量%、とりわけ少なくとも98重量%のα酸化アルミニウムから構成される。担体の相組成は、XRD(X線回折)を使用して決定することができる。
【００２４】
本発明により使用される触媒は、活性金属としてルテニウムを含む。好ましくは、触媒は、触媒の総重量に対して、0.001〜10重量%のルテニウム、特に好ましくは0.01〜5重量%のルテニウム、とりわけ1〜3重量%のルテニウムを含む。
【００２５】
ルテニウム及び他の金属に関する重量データは、金属の重量を意味するが、金属は、通常、担体上の酸化物形態で存在する。
【００２６】
加えて、本発明の触媒は、活性金属又は助触媒としてルテニウム以外に少なくとも1種の金属を含むことができる。他の活性金属は、好ましくは、元素周期表の7〜11族の元素から選択される。
【００２７】
本発明の触媒は、好ましくは、銅、金、パラジウム、白金、オスミウム、イリジウム、銀、レニウム及びこれらの混合物から選択される少なくとも1種の他の金属を追加的に含むことができる。好ましくは、触媒は、触媒の総重量に対して、0〜10重量%、好ましくは0.001〜5重量%、特に0.01〜1重量%の、銅、金、パラジウム、白金、オスミウム、イリジウム、銀、レニウム及びこれらの混合物から選択される別の金属を含む。
【００２８】
好ましい他の金属は、銅及び/又は金である。
【００２９】
触媒は、1種以上の他の金属を助触媒として含むこともできる。助触媒は、好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、チタン、マンガン、モリブデン、スズ及びこれらの混合物から選択される。これらは、通常、触媒の総重量に対して0〜10重量%の量で存在する。触媒が1種以上の他の金属を助触媒として含む場合、これらは、触媒の総重量に対して、好ましくは0.001〜5重量%の量、特に好ましくは0.1〜3重量%の量で存在する。
【００３０】
助触媒は、特に好ましくは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、チタン、マンガン、モリブデン、スズ及びこれらの混合物から選択される。
【００３１】
助触媒は、とりわけ、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、チタン、マンガン、モリブデン、スズ及びこれらの混合物から選択される。
【００３２】
助触媒は、特に、カリウム、マグネシウム、ランタン、セリウム、チタン、マンガン、モリブデン、スズ及びこれらの混合物から選択される。
【００３３】
本発明の好ましい触媒は、それぞれ、触媒の総重量に対して
a)0.001〜10重量%、好ましくは1〜3重量%のルテニウム、
b)0〜5重量%、好ましくは0〜3重量%の1種以上のアルカリ土類金属、
c)0〜5重量%、好ましくは0〜3重量%の1種以上のアルカリ金属、
d)0〜10重量%、好ましくは0〜3重量%の1種以上の希土類金属、
e)0〜10重量%、好ましくは0〜1重量%の、銅、金、パラジウム、白金、オスミウム、イリジウム、銀及びレニウムからなる群から選択される1種以上の他の金属
を含む。重量データは金属の重量を意味するが、金属は、通常、担体上の酸化物形態で存在する。
【００３４】
とりわけ好ましい活性金属はルテニウムであり、これは、触媒の重量に対して一般に0.001〜10重量%の量で存在する。特定の実施形態において、本発明の触媒は、1〜3重量%、例えば約1.6重量%のルテニウムを、担体のα酸化アルミニウム上に含み、加えて他の活性金属及び助触媒金属を含まない。好ましくは、ルテニウムはRuO2として存在する。
【００３５】
本発明の触媒は、当業者に既知の慣用の方法により調製することができる。好ましい実施形態において、触媒は、担体材料を金属塩の水溶液で飽和することにより得られる。金以外の金属は、通常、これらの塩化物、オキシ塩化物又は酸化物の水溶液として担体に適用される。ルテニウム触媒は、例えば、担体材料を、RuCl3、場合により少なくとも1種の他の活性金属の塩及び/又は場合によりドーピングのために助触媒の水溶液で飽和することにより得ることができる。好ましくは、それぞれの場合に塩化物が使用される。触媒の造形を、担体材料の含浸の後又は好ましくは前に実施することができる。
【００３６】
本発明の触媒を、粉末形態で使用することができる。この種類の触媒は、好ましくは10〜200μmの範囲の平均粒径を有する。粉状触媒は、好ましくは流動床における使用に適している。
【００３７】
本発明の触媒を、触媒成型品の形態で使用することもできる。触媒成型品は、好ましくは、固定床触媒としての使用に適している。
【００３８】
成型品又は粉末を、含浸した後に高温で乾燥すること、場合により焼成することができる。乾燥及び/又は焼成の温度は、好ましくは50〜600℃、特に好ましくは100〜400℃の範囲である。
【００３９】
含浸触媒成型品の乾燥は、例えばベルト又はトレイ炉において連続的又はバッチ式に実施することができる。乾燥は、大気圧又は減圧下で実施することができる。更に、乾燥は、ガス流、例えば空気流又は窒素流下で実施することができる。一般に乾燥は、50〜200℃、好ましくは100〜150℃の温度で実施される。
【００４０】
場合により予備乾燥された触媒の焼成は、一般に150〜600℃、好ましくは200〜400℃の温度で実施される。焼成は、例えばベルト又はトレイ炉において連続的又はバッチ式に実施することができる。焼成は、大気圧若しくは減圧下及び/又はガス流、例えば不活性ガス流、酸素含有ガス流若しくは水素含有ガス流下で実施することができる。適切な不活性ガスは、例えば窒素又はアルゴンである。酸素含有雰囲気下での焼成の場合、塩化物は、例えばRuO2などの酸化物を生成する。水素又は水素含有ガスによる前処理は、一般に、水素化触媒の前還元/活性化の機能を果たす。
【００４１】
成形触媒粒子を生じる成形は、含浸の前又は後で実施することができる。適切な触媒成型品は、任意の望ましい形態であり、錠剤形、環形、円柱形、星形、車輪形又は球形が好ましく、環形、円柱形又は星形ストランドが特に好ましい。
【００４２】
金属塩が付着する前のα酸化アルミニウム担体の比表面積は、一般に0.1〜10m2/gの範囲である。α酸化アルミニウムは、約1000℃を超える温度にγ酸化アルミニウムを加熱することにより調製することができ、好ましくはこの方法で調製される。一般に、焼成は2〜24時間続く。
【００４３】
本発明の方法に適したルテニウム触媒及びこれらの調製方法は、WO 2007/023162に記載されており、その全体が本明細書に参照される。
【００４４】
本発明の方法の好ましい実施形態では、触媒は、2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランの接触水素化に使用される前に、水素含有ガスの存在下において高温で還元に付される。
【００４５】
純粋な水素を還元に使用することができる。還元にとって、水素を少なくとも1種の不活性ガスとの混合物として含む水素含有ガスの使用が好ましい。適切な不活性ガスは、例えば、窒素、アルゴン又はヘリウムである。好ましくは、水素含有ガスの水素含有量は、最大で80体積%、特に好ましくは最大で60体積%である。好ましくは、水素含有ガスの水素含有量は、10〜60体積%の範囲である。
【００４６】
好ましい実施形態において、還元された触媒は、還元の後に直接不活性液の中に入れられて、水素化に使用されるまで保存される。適切な不活性液は、下記に特定されている水素化を実施するのに適した溶媒である。水の使用が好ましい。
【００４７】
2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランの水素化は、好ましくは50〜150℃、特に好ましくは70〜130℃の範囲の温度で実施される。
【００４８】
2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランの水素化は、好ましくは1〜50bar、特に好ましくは1.5〜25bar、とりわけ2〜10barの範囲の絶対圧力下で実施される。
【００４９】
2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランの水素化は、水素化条件下で不活性である溶媒の存在下で実施することができる。適切な溶媒は、例えば、水、メタノール、エタノール、n-プロパノール及びイソプロパノールなどのアルコール、ヘキサン、石油エーテル及びリグロインなどの脂肪族炭化水素及び炭化水素混合物、テトラヒドロフランなどの環状エーテルである。
【００５０】
水素化に使用される水素を、純粋な形態で又は望ましい場合、他の好ましくは窒素若しくはアルゴンなどの不活性ガスとの混合物の形態でも使用することができる。未希釈形態の水素の使用が好ましい。
【００５１】
水素化の際の変換は、ローズオキシドに対して、好ましくは少なくとも90%、とりわけ少なくとも94%である。
【００５２】
水素化の際の選択率は、ローズオキシドに対して、好ましくは少なくとも91%、特に好ましくは少なくとも95%である。多くの場合において、96%以上の更に高い選択率を達成することができる。
【００５３】
使用された触媒を、例えば濾過により分離し、場合により使用された溶媒を好ましくは蒸留により除去した後、式(IIa)及び(IIb)のジアステレオマー化合物、並びに場合により他の不純物も、望ましくない二次化合物及び未反応出発材料の残留物も含む反応混合物が得られる。
【００５４】
本発明の方法の好ましい実施形態は、
i)式(I):
【化５】
2015504414.tif 000006
【００５５】
の2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランを含む出発材料を調製し、
ii)工程i)で調製された出発材料を、水素の存在下及び酸化アルミニウム担体上のルテニウムを含む不均一系触媒の存在下で接触水素化に付して、シス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピラン(IIa)及びトランス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピラン(IIb):
【化６】
2015504414.tif 000007
【００５６】
を含む反応混合物を生じ、
iii)場合により、化合物(IIa)及び(IIb)を工程ii)で得た反応混合物から分離し、
iv)工程ii)で得た反応混合物、又は工程iii)で分離した化合物(IIa)及び(IIb)を、強酸性イオン交換体と接触させて、トランス化合物(IIb)を少なくとも部分的にシス化合物(IIa)に異性化する、
方法である。
【００５７】
工程i)
好ましくは、工程i)の式(I)の2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランを含む出発混合物の調製は、式(III):
【化７】
2015504414.tif 000008
【００５８】
の3-メチルブタ-3-エン-1-オール(イソプレノール)と、式(IV):
【化８】
2015504414.tif 000009
【００５９】
の3-メチルブタ-2-エン-1-アール(プレナール)との縮合反応による反応を含む。
【００６０】
好ましくは、式(III)の3-メチルブタ-3-エン-1-オール(イソプレノール)と式(IV)の3-メチルブタ-2-エン-1-アール(プレナール)との反応は、酸の存在下及び水と共沸混合物を形成する溶媒の存在下で実施される。
【００６１】
好ましくは、ここで手順は、式(III)の3-メチルブタ-3-エン-1-オールと式(IV)の3-メチルブタ-2-エン-1-アールとの前述の反応により放出された水を、使用された溶媒との共沸蒸留により反応混合物から分離することを含む。これに関連して、水と共沸混合物を形成する個別の溶媒又は異なる溶媒の混合物の使用が可能である。このために、特定の溶媒又は溶媒混合物それ自体よりも低い沸点を有する共沸混合物を水と形成する溶媒、好ましくは共沸沸点が約60℃〜約120℃の範囲、特に好ましくは約65℃〜約90℃の範囲の溶媒の使用が好ましい。好ましい溶媒は、エタノール、ベンゼン、テトラクロロメタン、酢酸エチル、トルエン、クロロホルム、n-ヘプタン、シクロヘキサン及びメチルシクロヘキサンから選択される。水と共沸混合物を形成する特に好ましい溶媒は、トルエン、クロロホルム、n-ヘプタン、シクロヘキサン及びメチルシクロヘキサンから選択される。とりわけ好ましい溶媒は、トルエン及びn-ヘプタンである。トルエンが特に好ましい。
【００６２】
反応の際に放出された水を共沸蒸留により分離することは、それ自体当業者に既知の方法により及び/又は例えば水分離器を使用するなど、この目的に適した装置を使用して実施することができる。
【００６３】
前述の共沸蒸留の文脈内で使用される溶媒の量は、広範囲の範囲内で選択することができ、通常、選択された反応条件により、また分離に使用される装置によっても決まる。使用される出発材料の3-メチルブタ-3-エン-1-オール(III)及び3-メチルブタ-2-エン-1-アール(IV)の総量に対して、約1:1〜約2:1、特に好ましくは約1:1〜約1.5:1の量比で溶媒を使用することが有利であると実証されている。反応を実施した後、溶媒を一般に容易に分離することができ、更なる反応の過程に再使用することができる。
【００６４】
3-メチルブタ-3-エン-1-オール(III)及び3-メチルブタ-2-エン-1-アール(IV)を反応させて式(I)のデヒドロローズオキシドを提供することは、好ましくは酸の存在下で実施される。適切な酸は、例えばp-トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸又はアルカリ金属硫酸水素塩などの有機及び無機酸の両方である。好ましい実施形態において、3-メチルブタ-3-エン-1-オール(III)と3-メチルブタ-2-エン-1-アール(IV)の反応は、例えば硫酸水素ナトリウム又は硫酸水素カリウムなどのアルカリ金属硫酸水素塩の存在下で実施される。硫酸水素ナトリウムが好ましい。
【００６５】
選択された酸は、好ましくは触媒量、通常は反応させる出発材料の3-メチルブタ-3-エン-1-オール(III)及び3-メチルブタ-2-エン-1-アール(IV)の総量に対して約0.01〜約1重量%の量で使用される。
【００６６】
イソプレノールとプレナール縮合によりデヒドロローズオキシドを調製する反応は、選択される溶媒又は溶媒混合物及び選択される酸に応じて、通常は約60℃〜150℃の範囲、好ましくは約70℃〜120℃の範囲の温度で実施され、次に原則として素早く、多くの場合に約24時間後、更にはより早期にほぼ終了する。得られる反応混合物を、当業者に既知の方法により、例えば、場合により、使用された酸を中和した後に抽出方法により処理することができる。このようにして粗生成物として得られた式(I)のデヒドロローズオキシドを、次に、例えばクロマトグラフィーにより又は好ましくは(分別)蒸留により更に精製することができ、その際、特に、副産物として通常生成されるネロールオキシド及び更なる高沸点二次成分も分離することができる。
【００６７】
工程ii)
工程ii)に関して適切な好ましい実施形態を考慮すると、水素の存在下及び酸化アルミニウム担体上のルテニウムを含む不均一系触媒の存在下での2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチレンテトラヒドロピランの接触水素化に関連する以前の記述が完全に参照される。
【００６８】
工程iii)
本発明の方法の、場合により実施されるプロセス工程iii)によると、式(IIa)及び(IIb)の化合物を工程ii)で得た反応混合物から分離することを、望ましい場合に実施することができる。この目的のためには、例えばクロマトグラフィー又は好ましくは蒸留などの、当業者に適していると思われる材料分離方法が利用可能である。適切な蒸留器機には、例えば薄膜蒸発器などの短経路蒸留用の装置又は充填カラムも、またプレートカラムも、例えば含まれる。
【００６９】
工程iv)
プロセス工程ii)の方法によって又は続く場合によるプロセス工程iii)の精製によって得られた式(IIa)及び(IIb)の化合物の混合物を、プロセス工程iv)において、強酸性カチオン交換体と接触させ、式(IIb)のトランス化合物の少なくとも部分的な異性化によって、式(IIa)のシス化合物を生じる。
【００７０】
プロセス工程iv)を実施した後、式(IIa)及び(iib)の化合物の混合物を得て、これは、プロセス工程ii)及び/又はiii)によって最初に得られた混合物よりも高い含有量の式(IIa)の所望の化合物を有する。この方法において、好ましくは、異性体混合物の量に対して、少なくとも70%、好ましくは少なくとも90%、特に好ましくは90〜98%の式(I)のシス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピラン、最大で30%、好ましくは最大で10%、特に好ましくは2〜10%の式(IIb)のトランス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランを含む、式(IIa)のシス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピラン及び式(IIb)のトランス-2-(2-メチルプロパ-1-エニル)-4-メチルテトラヒドロピランの前述のジアステレオマー富化混合物が得られる。
【００７１】
本発明の方法のプロセス工程iv)による異性化は、強酸性イオン交換体、すなわち、例えばLewatit(登録商標)S100、Lewatit(登録商標)SP1 12、Lewatit(登録商標)S115、Lewatit(登録商標)SP1080、Lewatit(登録商標)SC102、Lewatit(登録商標)SPC118、Lewatit(登録商標)CNP 80、Lewatit(登録商標)HD 5、Amberlite(登録商標)IR 120、Amberlite(登録商標)IR200、Amberlyst(登録商標)15、Bay. KAT. K 2431、Bay. KAT. K 2621、Dowex(登録商標)50、Permutit(登録商標)RS、Wofatit(登録商標)KPS 200、Duolite(登録商標)C-3、Duolite(登録商標)C-10、Duolite(登録商標)C-25、Wofatit(登録商標)F、Wofatit(登録商標)D、Wofatit(登録商標)P、Zeoxex (Zeokarb H)、Nalcite HCR、Nalcite HGR、Nalcite HDR、Permutit(登録商標)Q及びPermutit(登録商標)RS、Serdrolit(登録商標)Redなどの強酸性カチオン交換体の存在下で実施される。選択された強酸性カチオン交換体を、2つ以上の異なるカチオン交換体の混合物の形態で使用することもできる。カチオン交換体のLewatit(登録商標)SP1 12及び/又はAmberlyst(登録商標)15の使用が好ましい。
【００７２】
本発明の方法の好ましい実施形態の文脈内において、選択されたカチオン交換体は固定床の形態で使用され、それを介して、プロセス工程ii)又はiii)で得られた反応されるジアステレオマー混合物は、そのまま又は反応条件下で不活性である適切な溶媒中の溶液の形態で通過する。好ましくは、異性化される混合物は、選択された強酸性カチオン交換体と未希釈形態で接触する。これに関連して、固定床を、例えば反応管の中に選択されたカチオン交換体の床の形態で配置することができ、異性化される混合物は、このように充填された反応管の中を通過する。この目的のためには、反応器を、例えば液相モードなどの当業者に適切であると考慮される全ての操作及び加工モード又は好ましくは本発明による、異性化される混合物が、選択されたカチオン交換体の床の上にしたたり落ちる細流モード(trickle mode)により操作することができる。
【００７３】
この方法において、プロセス工程iv)の文脈内において本発明に好ましい連続反応手順も、可能である。したがって、好ましい実施形態の文脈内において、プロセス工程iv)は連続的に実施される。この方法において、異性化される式(IIa)及び(IIb)の化合物を含む混合物は、例えばカチオン交換体が充填された反応器への導入によりカチオン交換体に連続的に供給され、例えば反応器からの異性化された混合物の排出によって反応器から再び連続的に取り出される。
【００７４】
例えば、上記に記載された固定床反応器から排出されたジアステレオマー富化異性体混合物を同じ反応器に戻すことによって、異性化される式(IIa)及び(IIb)の化合物の混合物を、選択された強酸性カチオン交換体、あるいは異なる強酸性カチオン交換体に次々と接触させることもできる。望ましい場合には異なるカチオン交換体で充填されていてもよい幾つかのそのような反応器に次々に通過させ、そうすることによって、上記に記載された望ましいジアステレオマー比を達成することも可能である。
【００７５】
プロセス工程iv)の異性化は、通常は約0℃〜約100℃、好ましくは約20〜約80℃の温度で実施される。
【００７６】
下記の実施例は本発明を説明するが、本発明をいかようにも制限するものではない。
【実施例】
【００７７】
[実施例1]:デヒドロローズオキシドの調製
(WO 2009/077550、実施例1と類似)
5lの容積を有し、撹拌機、水分離器、冷却器及び定量ポンプを備えた反応容器に、2000gのトルエン及び1.5gのNaHSO4(10%強度水溶液)を最初に導入し、7.67mol(660g)の3-メチルブタ-3-エン-1-オール及び7.67mol(643.5g)の3-メチルブタ-2-エン-1-アールを110〜115℃で16時間かけて計量導入した。水を反応混合物からトルエンと共に連続的に排出させ、トルエンを戻した。次に反応混合物を115℃で更に5.5時間撹拌した。次に得られた反応混合物を278gの2%強度NaOH溶液で洗浄した。トルエンを、ラシヒリングを充填した30cmの長さのカラムにより200mbarの圧力で留去した。デヒドロローズオキシド(DHR)への変換は、理論値の62.7%であった。最後にDHRをネロールオキシド及び高沸点二次成分から蒸留により分離し、>99%の純度で得た。
【００７８】
[実施例2](本発明):
最初に、α-Al2O3担体上のRuO2触媒を、WO 2007/023161の実施例1に従って調製した。この目的のために、Sasol (Puralox (R) SCCa 30/170)からの紛状γ酸化アルミニウム担体を、最初にα-Al2O3に変換した。担体は、約50μmの平均粒径を有する粒子から構成される。2000gのPuralox (R) SCCa 30/170を、1200〜1300℃で5時間熱処理した。1500gの得られた担体を、RuCl3水和物水溶液(55.56gのRuCl3水和物、480gの水中の41.8重量%のRuに相当)により含浸した。担体の吸水は約0.38ml/gであった。90%の吸水による含浸の後、含浸された担体を120℃で6時間乾燥し、次に350℃で2時間焼成した。この方法で生成された触媒は、α-Al2O3上にRuO2を約2%含んでいた。次に触媒を、最初に希釈水素流(50体積%のH2、50体積%のN2)下において200℃で還元し、脱ガス水ですすぐことにより冷却した後、保存容器に投入した。
【００７９】
7.3g(=0.11gのRu)のこの触媒(乾燥基準で計算)及び220gの実施例1のデヒドロローズオキシドを、500mlのBuchi laboratoryオートクレーブに投入し、4barの絶対水素圧力及び70℃の温度でローズオキシドに変換した。4時間の反応時間の後、変換率は94%であり、ローズオキシドへの選択率は96%であった。
【００８０】
[実施例3](比較):
(WO 2009/077550、実施例2と類似)
活性炭担体上に5重量%のRu及び1重量%のFeを含む、EP 0071787の実施例1の触媒を使用した。
【００８１】
2.2g(=0.11gのRu)のこの触媒(乾燥基準で計算)及び220gの実施例1のデヒドロローズオキシドを、500mlのBuchi laboratoryオートクレーブに投入し、4barの絶対水素圧力及び70℃の温度でローズオキシドに変換した。5時間の反応時間の後、変換率は93%であり、ローズオキシドへの選択率は90%であった。
【国際調査報告】
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