(57)【要約】本発明は、イミド類を金属触媒存在下、水素還元することにより、該金属触媒が副生する水の影響を受けることのなく環状アミン類を収率よく製造できる工業的に有利な方法を提供する。イミド類を水溶性有機溶媒（特に、溶解度パラメーター８〜１１．５の水溶性有機溶媒）中、金属触媒存在下、水素還元して環状アミン類を製造する。また、本発明は、イミド類を金属触媒存在下、有機溶媒中で、水素還元して環状アミン類を製造するに際し、該金属触媒が副生する水の影響を受けることなく、且つ立体保持性よく環状アミン類を工業的に有利に製造する方法を提供する。イミド類を金属触媒存在下、有機溶媒中で、水素還元して環状アミン類を製造するに際し、生成水及び該環状アミンを連続的に又は間欠的に抜き出しながら水素還元反応を行う。さらに、本発明は、トランス−オクタヒドロイソインドールを立体異性化することによりシス−オクタヒドロイソインドールを工業的に有利に製造できる方法を提供する。トランス−オクタヒドロイソインドールを金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧０．００１〜３０ＭＰａで立体異性化する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
高純度シス−オクタヒドロイソインドールの製造方法であって、
（１）一般式（ＩＶ−１）又は一般式（ＩＶ−２）
2004048327.tif 000041
［式中、一般式（ＩＶ−２）における式：−ＣＯＮＨＣＯ−で示される基はシクロヘキセン環上の隣接する２個の炭素原子上に存在する。］
で表されるイミド類を、
（ａ）還元反応条件下で不活性な水溶性有機溶媒中、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧１〜３０ＭＰａの条件で水素還元反応に供して、又は
（ｂ）有機溶媒中、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧１〜３０ＭＰａの条件で、且つ生成水及び生成するオクタヒドロイソインドールを連続的に又は間欠的に抜き出しながら行う水素還元反応に供して
シス−オクタヒドロイソインドール及びトランス−オクタヒドロイソインドールの混合物（以下、「シス体／トランス体混合物」と呼ぶ）を製造する第１工程、
（２）第１工程で得られるシス体／トランス体混合物から所望の高純度シス体を回収し、トランス体又はトランス体が主成分であるトランス体／シス体混合物を分離する第２工程、
（３）第２工程で分離されたトランス体又はトランス体が主成分であるトランス体／シス体混合物を、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧０．００１〜３０ＭＰａの条件で立体異性化反応に供して、シス体含量が増大したシス体／トランス体混合物を得る第３工程、及び
（４）第３工程で得られるシス体含量が増大したシス体／トランス体混合物から所望の高純度シス体を回収し、トランス体又はトランス体が主成分であるトランス体／シス体混合物を分離する第４工程、
を含む高純度シス−オクタヒドロイソインドールの製造方法。
【請求項２】
分離されたトランス体又はトランス体が主成分であるトランス体／シス体混合物を、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧０．００１〜３０ＭＰａの条件で立体異性化させて、シス体含量が増大したシス体／トランス体混合物を得る工程と、該シス体／トランス体混合物から所望の高純度シス体を回収しトランス体又はトランス体が主成分であるトランス体／シス体混合物を分離する工程との一連の工程を、１回行うか又は２回以上繰り返す請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
一般式（Ｉ−２）
2004048327.tif 000042
［式中、ｎは１又は２の整数を表す。Ａ１０は、
2004048327.tif 000043
若しくは
2004048327.tif 000044
で表される基（ｎが１の場合）、又は芳香環、シクロヘキサン環）飽和の縮合環、及びビシクロ環よりなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基を表し、当該何れの環も置換基を有していてもよい。Ｒ１０、Ｒ２０及びＲ３０は、同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜３０の飽和の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。］
で表される環状アミン類の製造方法であって、一般式（Ｉ−１）
2004048327.tif 000045
［式中、ｎは１又は２の整数を表す。Ａ１は、
2004048327.tif 000046
若しくは
2004048327.tif 000047
で表される基（ｎが１の場合）、又は芳香環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環よりなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基を表し、当該何れの環も置換基を有していてもよい。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜３０の飽和若しくは炭素数３〜３０の不飽和の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。］
で表されるイミド類を、還元反応条件下で不活性な水溶性有機溶媒中、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧１〜３０ＭＰａで水素還元反応に供することを特徴とする一般式（Ｉ−２）で表される環状アミン類の製造方法。
【請求項４】
金属触媒が、銅、亜鉛、ニッケル、銅−亜鉛、銅−クロム、亜鉛−クロム、銅−亜鉛−クロム及びこれらの酸化物から選ばれた少なくとも１種の金属触媒並びにこれらにモリブデン、タングステン、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、ケイ素及びこれらの酸化物から選ばれた少なくとも１種を添加した変性触媒である請求項３に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項５】
金属触媒が、銅−亜鉛酸化物、銅−亜鉛−クロム酸化物、銅−亜鉛−クロム−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−クロム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物、銅−クロム酸化物、銅−クロム−マグネシウム酸化物、銅−クロム−バリウム酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物、銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物及び亜鉛−クロム酸化物から選ばれた少なくとも１種である請求項４に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項６】
水溶性有機溶媒の溶解度パラメーターが８〜１１．５である請求項３に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項７】
水溶性有機溶媒がエーテル系溶媒である請求項６に記載の環状アミン類の製造法。
【請求項８】
水溶性有機溶媒が、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル及びトリエチレングリコールジメチルエーテルから選ばれた少なくとも１種である請求項７に記載の環状アミン類の製造法。
【請求項９】
イミド類が、１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド及び／又はヘキサヒドロフタルイミドである請求項３に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項１０】
一般式（ＩＩ−２）
2004048327.tif 000048
［式中、Ａ２０は
2004048327.tif 000049
若しくは
2004048327.tif 000050
で表される基、又は芳香環、シクロヘキサン環、飽和の縮合環及びビシクロ環よりなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基を表し、当該何れの環も置換基を有していてもよい。Ｒ４０、Ｒ５０及びＲ６０は同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜１８の飽和の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。］
で表される環状アミン類の製造方法であって、一般式（ＩＩ−１）
2004048327.tif 000051
［式中、Ａ２は、
2004048327.tif 000052
若しくは
2004048327.tif 000053
で表される基、又は芳香環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環よりなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基を表し、当該何れの環も置換基を有していてもよい。Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜１８の飽和若しくは炭素数３〜１８の不飽和の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。］
で表されるイミド類を、有機溶媒中、金属触媒存在下、生成する水及び生成する一般式（Ｉ−２）で表される環状アミン類を連続的に又は間欠的に抜き出しながら水素還元反応を行うことを特徴とする一般式（Ｉ−２）で表される環状アミン類の製造方法。
【請求項１１】
金属触媒が、銅、亜鉛、ニッケル、銅−亜鉛、銅−クロム、亜鉛−クロム、銅−亜鉛−クロム及びこれらの酸化物から選ばれる少なくとも１種の触媒並びにこれらにモリブデン、タングステン、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、ケイ素及びこれらの酸化物から選ばれる少なくとも１種を添加した変性触媒である上記請求項１０に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項１２】
金属触媒が、銅−亜鉛酸化物、銅−亜鉛−クロム酸化物、銅−亜鉛−クロム−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−クロム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物、銅−クロム酸化物、銅−クロム−マグネシウム酸化物、銅−クロム−バリウム酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物、銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物及び亜鉛−クロム酸化物から選ばれる少なくとも１種である上記請求項１１に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項１３】
有機溶媒が、還元反応条件下で不活性な有機溶媒であることを特徴とする上記請求項１０に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項１４】
有機溶媒が、炭素数６〜２０の芳香族炭化水素、炭素数６〜２０の脂環式炭化水素、炭素数６〜２０の脂肪族炭化水素及びエーテル系溶媒からなる群から選ばれる少なくとも１種である上記請求項１３に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項１５】
水素分圧が、１〜３０ＭＰａであり、反応温度が、１５０〜３５０℃である上記請求項１０に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項１６】
生成水及び還元生成物の環状アミン類を水素ガスと共に連続的に又は間欠的に系外に抜き出しながら還元することを特徴とする上記請求項１０に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項１７】
水素ガスを気相部へ導入し、気相部に存在する生成水及び還元生成物の環状アミン類を水素ガスと共に系外に抜き出すことを特徴とする上記請求項１６に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項１８】
水素ガスを液相部に導入してバブリングさせ、液相部及び気相部に存在する生成水及び還元生成物の環状アミン類を水素ガスと共に系外に抜き出すことを特徴とする上記請求項１６に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項１９】
反応中に抜き出された全部又は一部の水素ガスを還元反応に循環使用することを特徴とする上記請求項１６に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項２０】
イミド類が、シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド及び／又はシス−ヘキサヒドロフタルイミドである上記請求項１０に記載の環状アミン類の製造方法。
【請求項２１】
トランス−オクタヒドロイソインドールを、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧０．００１〜３０ＭＰａで立体異性化することを特徴とするシス−オクタヒドロイソインドールの製造方法。
【請求項２２】
金属触媒が、銅、亜鉛、ニッケル、銅−亜鉛、銅−クロム、亜鉛−クロム、銅−亜鉛−クロム及びこれらの酸化物から選ばれる１種又は２種以上の触媒並びにこれらにモリブデン、タングステン、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、ケイ素及びこれらの酸化物から選ばれる１種又は２種以上を添加した変性触媒である請求項２１に記載のシス−オクタヒドロイソインドールの製造方法。
【請求項２３】
金属触媒が、銅−亜鉛酸化物、銅−亜鉛−クロム酸化物、銅−亜鉛−クロム−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−クロム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物、銅−クロム酸化物、銅−クロム−マグネシウム酸化物、銅−クロム−バリウム酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物、銅−クロム−バリウム−マグネシウム酸化物、亜鉛−クロム酸化物から選ばれる１種又は２種以上の触媒である請求項２２に記載のシス−オクタヒドロイソインドールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、環状アミン類の製造方法に関する。本発明の製造方法によって得られる環状アミン類は、染料、農薬、医薬等の製造中間体として用いられる。
また、本発明は、シス−オクタヒドロイソインドールの製造方法に関する。本発明の製造方法によって得られるシス−オクタヒドロイソインドールは、糖尿病治療薬として重要なベンジルコハク酸誘導体（特開平４−３５６４５９号公報）の製造中間体として用いられる。
【背景技術】  従来、イミド類から水素還元による環状アミン類を製造する方法として、例えば、特開平６−２９８７２７号公報には、イミド類を金属触媒の存在下、温度１００〜４００℃、水素分圧０．１〜５０ＭＰａで、無溶媒又は炭化水素系若しくは芳香族系溶媒（例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等）中、還元して環状アミン類を製造する方法が開示されている。
しかしながら、上記方法においては環状アミン類を収率よく製造することはできるが、副生する水の影響により金属触媒から金属イオンが生成水中に溶出する結果、１）触媒活性が低下する、２）反応装置の内部表面が溶出金属イオンによりメッキされる、３）金属触媒が塊状となり、反応装置から触媒を抜き出せなくなる等の問題点を有し、工業的製造方法としては、必ずしも有利な方法とは言えないのが実状である。
また、上記の特開平６−２９８７２７号公報には、オクタヒドロイソインドールの製造方法が開示されている。
しかし、上記方法によりシス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、シス−ヘキサヒドロフタルイミド等の縮合イミド類を水素還元すると、シス−オクタヒドロイソインドール（以下、「シス体」とも呼ぶ）と共にトランス−オクタヒドロイソインドール（以下、「トランス体」とも呼ぶ）が副生するため、原料イミド類の環縮合位の立体保持性（シス体／トランス体比）が低下する。副生したトランス体とシス体の沸点は非常に近く、蒸留等の分離精製が煩雑となるため立体保持性についても更なる向上が要請されている。さらに、分離されたトランス体は、必ずしもその有効な用途が確立されていないため、結局は廃棄されることとなり、資源の有効利用という観点からも好ましくない。
【発明の開示】
本発明は、イミド類から金属触媒存在下、有機溶媒中で、水素還元により環状アミン類を製造するに際し、該金属触媒が、副生する水の影響を受けることなく環状アミン類を工業的に有利に製造する方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、イミド類から金属触媒存在下、有機溶媒中で、水素還元により環状アミン類を製造するに際し、該金属触媒が、副生する水の影響を受けることなく、かつ立体保持性よく環状アミン類を工業的に有利に製造する方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、トランス−オクタヒドロイソインドールを金属触媒存在下、立体異性化することによりシス−オクタヒドロイソインドールを工業的に有利に製造する方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、テトラヒドロフタルイミド及び／又はヘキサヒドロフタルイミドを水素還元してシス−オクタヒドロイソインドール及びトランス−オクタヒドロイソインドールの混合物（以下、「シス体／トランス体混合物」とも呼ぶ）を製造した後において、所望のシス体を分離精製し、副生するトランス体を異性化反応に供してシス体／トランス体混合物に変換し、さらに所望のシス体を分離精製することにより高純度のシス体を収率良く製造する方法を提供することを目的とする。
本明細書及び請求の範囲において、亜鉛−銅酸化物等の「Ｍ１−Ｍ２酸化物」なる表記は、金属Ｍ１の酸化物と金属Ｍ２の酸化物とからなる触媒を表す。例えば、「亜鉛−銅酸化物」は、例えば、ＺｎＯとＣｕＯとからなる触媒を表す。同様に、亜鉛−銅−アルミニウム酸化物等の「Ｍ１−Ｍ２−Ｍ３酸化物」なる表記は、金属Ｍ１の酸化物と金属Ｍ２の酸化物と金属Ｍ３の酸化物からなる触媒を表す。例えば「亜鉛−銅−アルミニウム酸化物」は、例えば、ＺｎＯとＣｕＯとＡｌ２Ｏ３とからなる触媒を表す。
Ｉ．第１発明
本発明者らは、イミド類から金属触媒存在下、水素還元して環状アミン類を製造するに際し、特定の水溶性有機溶媒中で反応することにより、副生する水の影響を受けることなく環状アミン類を有利に製造できることを見いだし、かかる知見に基づいて上記第１発明を完成するに至った。
第１発明は、具体的には以下の環状アミン類の製造方法を提供する。
項１．  一般式（Ｉ−２）
2004048327.tif 000002
［式中、ｎは１又は２の整数を表す。Ａ１０は、
2004048327.tif 000003
若しくは
2004048327.tif 000004
で表される基（ｎが１の場合）、又は芳香環、シクロヘキサン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環よりなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基を表し、当該何れの環も置換基を有していてもよい。Ｒ１０、Ｒ２０及びＲ３０は、同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜３０の飽和の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。］
で表される環状アミン類の製造方法であって、一般式（Ｉ−１）
2004048327.tif 000005
［式中、ｎは１又は２の整数を表す。Ａ１は、
2004048327.tif 000006
若しくは
2004048327.tif 000007
で表される基（ｎが１の場合）、又は芳香環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環よりなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基を表し、当該何れの環も置換基を有していてもよい。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜３０の飽和若しくは炭素数３〜３０の不飽和の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。］
で表されるイミド類を、還元反応条件下で不活性な水溶性有機溶媒中、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧１〜３０ＭＰａで水素還元反応に供することを特徴とする一般式（Ｉ−２）で表される環状アミン類の製造方法。
項２．  金属触媒が、銅、亜鉛、ニッケル、銅−亜鉛、銅−クロム、亜鉛−クロム、銅−亜鉛−クロム及びこれらの酸化物から選ばれた少なくとも１種の金属触媒並びにこれらにモリブデン、タングステン、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、ケイ素及びこれらの酸化物から選ばれた少なくとも１種を添加した変性触媒である項１に記載の環状アミン類の製造方法。
項３．  金属触媒が、銅−亜鉛酸化物、銅−亜鉛−クロム酸化物、銅−亜鉛−クロム−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−クロム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物、銅−クロム酸化物、銅−クロム−マグネシウム酸化物、銅−クロム−バリウム酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物、銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物及び亜鉛−クロム酸化物から選ばれた少なくとも１種である項２に記載の環状アミン類の製造方法。
項４．  水溶性有機溶媒の溶解度パラメーターが８〜１１．５である項１〜３のいずれかに記載の環状アミン類の製造方法。
項５．  水溶性有機溶媒がエーテル系溶媒である項４に記載の環状アミン類の製造法。
項６．  水溶性有機溶媒が、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル及びトリエチレングリコールジメチルエーテルから選ばれた少なくとも１種である項５に記載の環状アミン類の製造法。
項７．  イミド類が、１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド及び／又はヘキサヒドロフタルイミドである項１〜６のいずれかに記載の環状アミン類の製造方法。
ＩＩ．第２発明
本発明者らは、イミド類から金属触媒存在下、有機溶媒中で、水素還元して環状アミン類を製造するに際し、生成水及び該環状アミン類を反応系から連続的に又は間欠的に抜き出しながら水素還元反応を行うことにより、次の（１）及び（２）の知見を得るに至った。
（１）金属触媒から生成水中への金属イオンの溶出に起因する、１）触媒活性が低下する、２）反応装置の内部表面が溶出金属イオンによりメッキされる、３）金属触媒が塊状となり、反応装置から触媒を抜き出せなくなる等の問題点が解消できることが明らかとなった。
（２）シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド及び／又はシス−ヘキサヒドロフタルイミドから医薬製造中間体として重要な環状アミン類のシス−オクタヒドロイソインドールを製造する場合、従来の生成水及び生成した環状アミン類を系外に抜き出さずに水素還元を行う密閉系での方法と比べて、立体保持性（シス体／トランス体比）が従来の７０／３０程度から９０／１０程度以上に格段に向上することが判明した。
第２発明は、かかる知見に基づき完成されたものであり、第２発明は、具体的には以下の環状アミン類の製造方法を提供する。
項８．  一般式（ＩＩ−２）
2004048327.tif 000008
［式中、Ａ２０は
2004048327.tif 000009
若しくは
2004048327.tif 000010
で表される基、又は芳香環、シクロヘキサン環、飽和の縮合環及びビシクロ環よりなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基を表し、当該何れの環も置換基を有していてもよい。Ｒ４０、Ｒ５０及びＲ６０は同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜１８の飽和の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。］
で表される環状アミン類の製造方法であって、一般式（ＩＩ−１）
2004048327.tif 000011
［式中、Ａ２は、
2004048327.tif 000012
若しくは
2004048327.tif 000013
で表される基、又は芳香環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環よりなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基を表し、当該何れの環も置換基を有していてもよい。Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜１８の飽和若しくは炭素数３〜１８の不飽和の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。］
で表されるイミド類を、有機溶媒中、金属触媒存在下、生成する水及び生成する一般式（ＩＩ−２）で表される環状アミン類を連続的に又は間欠的に抜き出しながら水素還元反応を行うことを特徴とする一般式（ＩＩ−２）で表される環状アミン類の製造方法。
項９．  金属触媒が、銅、亜鉛、ニッケル、銅−亜鉛、銅−クロム、亜鉛−クロム、銅−亜鉛−クロム及びこれらの酸化物から選ばれる少なくとも１種の触媒並びにこれらにモリブデン、タングステン、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、ケイ素及びこれらの酸化物から選ばれる少なくとも１種を添加した変性触媒である上記項８に記載の環状アミン類の製造方法。
項１０．  金属触媒が、銅−亜鉛酸化物、銅−亜鉛−クロム酸化物、銅−亜鉛−クロム−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−クロム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物、銅−クロム酸化物、銅−クロム−マグネシウム酸化物、銅−クロム−バリウム酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物、銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物及び亜鉛−クロム酸化物から選ばれる少なくとも１種である上記項８又は９に記載の環状アミン類の製造方法。
項１１．  有機溶媒が、還元反応条件下で不活性な有機溶媒であることを特徴とする上記項８〜１０のいずれかに記載の環状アミン類の製造方法。
項１２．  有機溶媒が、炭素数６〜２０の芳香族炭化水素、炭素数６〜２０の脂環式炭化水素、炭素数６〜２０の脂肪族炭化水素及びエーテル系溶媒からなる群から選ばれる少なくとも１種である上記項１１に記載の環状アミン類の製造方法。
項１３．  水素分圧が、１〜３０ＭＰａであり、反応温度が、１５０〜３５０℃である上記項８〜１２のいずれかに記載の環状アミン類の製造方法。
項１４．  生成水及び還元生成物の環状アミン類を水素ガスと共に連続的に又は間欠的に系外に抜き出しながら還元することを特徴とする上記項８〜１３のいずれかに記載の環状アミン類の製造方法。
項１５．  水素ガスを気相部へ導入し、気相部に存在する生成水及び還元生成物の環状アミン類を水素ガスと共に系外に抜き出すことを特徴とする上記項１４に記載の環状アミン類の製造方法。
項１６．  水素ガスを液相部に導入してバブリングさせ、液相部及び気相部に存在する生成水及び還元生成物の環状アミン類を水素ガスと共に系外に抜き出すことを特徴とする上記項１４に記載の環状アミン類の製造方法。
項１７．  反応中に抜き出された全部又は一部の水素ガスを還元反応に循環使用することを特徴とする上記項１４〜１６のいずれかに記載の環状アミン類の製造方法。
項１８．  イミド類が、シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド及び／又はシス−ヘキサヒドロフタルイミドである上記項８〜１７のいずれかに記載の環状アミン類の製造方法。
ＩＩＩ．第３発明
本発明者らの研究によると、前記特開平６−２９８７２７号公報に記載の方法においてはオクタヒドロイソインドールを収率よく製造することはできるが、シス−オクタヒドロイソインドールと共に、不要な立体異性体であるトランス−オクタヒドロイソインドールが副生すること、そのため生成物中のシス体／トランス体比率（ガスクロマトグラフィー分析のピーク面積比）は、例えば、約７０／３０となることが明らかとなった。シス−オクタヒドロイソインドールは蒸留等により分離精製され医薬品製造中間体として用いられるが、その前留分である副生したトランス−オクタヒドロイソインドールは立体配置が異なるため全く利用価値がなく廃棄しなければならないという問題点を有していた。
本発明者らは、従来廃棄されていたトランス−オクタヒドロイソインドールの有効利用を目的として更に検討を重ねた結果、トランス−オクタヒドロイソインドールを金属触媒存在下、立体異性化することによりシス−オクタヒドロイソインドールが得られることを見いだし、かかる知見に基づいて本発明を完成するに至った。
第３発明は、具体的には以下の環状アミン類の製造方法を提供する。
項１９．  トランス−オクタヒドロイソインドールを、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧０．００１〜３０ＭＰａで立体異性化することを特徴とするシス−オクタヒドロイソインドールの製造方法。
項２０．  金属触媒が、銅、亜鉛、ニッケル、銅−亜鉛、銅−クロム、亜鉛−クロム、銅−亜鉛−クロム及びこれらの酸化物から選ばれる１種又は２種以上の触媒並びにこれらにモリブデン、タングステン、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、ケイ素及びこれらの酸化物から選ばれる１種又は２種以上を添加した変性触媒である項１９に記載のシス−オクタヒドロイソインドールの製造方法。
項２１．  金属触媒が、銅−亜鉛酸化物、銅−亜鉛−クロム酸化物、銅−亜鉛−クロム−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−クロム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物、銅−クロム酸化物、銅−クロム−マグネシウム酸化物、銅−クロム−バリウム酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物、銅−クロム−バリウム−マグネシウム酸化物、亜鉛−クロム酸化物から選ばれる１種又は２種以上の触媒である項１９又は２０に記載のシス−オクタヒドロイソインドールの製造方法。
ＩＶ．第４発明
さらに、本発明者らは、テトラヒドロフタルイミド及び／又はヘキサヒドロフタルイミドを水素還元して、シス体／トランス体のオクタヒドロイソインドール混合物を製造した後において、所望のシス−オクタヒドロイソインドールを分離精製し、副生するトランス−オクタヒドロイソインドールを立体異性化させてシス体過剰のシス体／トランス体の混合物とし、再度シス−オクタヒドロイソインドールを分離精製することにより、高純度のシス−オクタヒドロイソインドールを収率よく製造し得ることを見出した。かかる知見に基づいて本発明を完成するに至った。
即ち、第４発明は、具体的には以下の高純度シス−オクタヒドロイソインドールの効率的な製造方法を提供する。
項２２．  高純度シス−オクタヒドロイソインドールの製造方法であって、
（１）一般式（ＩＶ−１）又は一般式（ＩＶ−２）
2004048327.tif 000014
［式中、一般式（ＩＶ−２）における式：−ＣＯＮＨＣＯ−で示される基はシクロヘキセン環上の隣接する２個の炭素原子上に存在する。］
で表されるイミド類を、
（ａ）還元反応条件下で不活性な水溶性有機溶媒中、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧１〜３０ＭＰａの条件で水素還元反応に供して、又は
（ｂ）有機溶媒中、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧１〜３０ＭＰａの条件で、且つ生成水及び生成するオクタヒドロイソインドールを連続的に又は間欠的に抜き出しながら行う水素還元反応に供して
シス−オクタヒドロイソインドール及びトランス−オクタヒドロイソインドールの混合物（以下、「シス体／トランス体混合物」と呼ぶ）を製造する第１工程、
（２）第１工程で得られるシス体／トランス体混合物から所望の高純度シス体を回収し、トランス体又はトランス体が主成分であるシス体／トランス体混合物を分離する第２工程、
（３）第２工程で分離されたトランス体又はトランス体が主成分であるシス体／トランス体混合物を、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧０．００１〜３０ＭＰａの条件で立体異性化反応に供して、シス体含量が増大したシス体／トランス体混合物を得る第３工程、及び
（４）第３工程で得られるシス体含量が増大したシス体／トランス体混合物から所望の高純度シス体を回収し、トランス体又はトランス体が主成分であるシス体／トランス体混合物を分離する第４工程、
を含む高純度シス−オクタヒドロイソインドールの製造方法。
項２３．  分離されたトランス体又はトランス体が主成分であるシス体／トランス体混合物を、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧０．００１〜３０ＭＰａの条件で立体異性化させて、シス体含量が増大したシス体／トランス体混合物を得る工程と、該シス体／トランス体混合物から所望の高純度シス体を回収しトランス体又はトランス体が主成分であるシス体／トランス体混合物を分離する工程との一連の工程を、１回行うか又は２回以上繰り返す項２２に記載の製造方法。
発明の詳細な記述
以下、本発明の第１発明〜第４発明について詳細に説明する。
Ｉ．第１発明
原料イミド化合物
上記第１発明の原料である一般式（Ｉ−１）
2004048327.tif 000015
［式中、ｎ及びＡ１は前記に同じ。］
で表されるイミド類において、Ａ１が環構造を有する基の場合、Ａ１としては芳香環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環からなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基が挙げられる。
Ａ１で示される「芳香環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環よりなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基」としては、芳香環（特に、ベンゼン環、ナフタレン環）、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、飽和の縮合環（特に、デカリン）、及びビシクロ環（特にノルボルナン、ノルボルネン、７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプト−５−エン）よりなる群から選ばれる１個の環から２個の水素原子又は４個の水素原子を除いて得られる２価又は４価の基、又は、一般式（Ａａ）
2004048327.tif 000016
［式中、Ｒは、ベンゼン環又はシクロヘキサン環から３つの水素原子を除いて得られる残基を示し、Ｂは単結合、エーテル基（−Ｏ−）、イソプロピリデン基、ヘキサフルオロイソプロピリデン基を示す。］
で表される４価の基を例示できる。
上記環はいずれも置換基として、炭素数１〜２０のアルキル基を有していてもよい。特に、芳香環（特にベンゼン環、ナフタレン環）及び飽和の縮合環（特に、デカリン）は、少なくとも１個（特に１〜２個）の炭素数１〜２０（特に１〜１８）のアルキル基で置換されていてもよい。また、上記シクロヘキサン環及びシクロヘキセン環は、少なくとも１個（特に１〜２個）の炭素数１〜２０（特に１〜１８）のアルキル基で置換されていてもよい。
特に、Ａ１としては、次に示すような基を例示できる。
アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、特に１〜１８のアルキル基）でモノ置換されていてもよいベンゼン環から２個又は４個の水素原子を除いて得られる２価又は４価の基、
Ｒがベンゼン環から３つの水素原子を除いて得られる残基を示し、Ｂが前記に同じである一般式（Ａａ）で示される基、
アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、特に１〜１８のアルキル基）でモノ又はジ置換されていてもよいシクロヘキサン環から２個の水素原子を除いて得られる基、
Ｒがシクロヘキサン環から３つの水素原子を除いて得られる残基を示し、Ｂが前記に同じである一般式（Ａａ）で示される基、
アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、特に１〜１８のアルキル基）でモノ又はジ置換されていてもよいシクロヘキセン環から２個の水素原子を除いて得られる基、
飽和の縮合環（特に、デカリン）から２個又は４個の水素原子を除いて得られる２価又は４価の基、又は
ノルボルナン、ノルボルネン、７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、及び７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプト−５−エン）からなる群から選ばれるビシクロ環から２個の水素原子を除いて得られる２価の基等が挙げられる。
一般式（Ｉ−１）中のＡ１で示される基としては、具体的には、
2004048327.tif 000017
2004048327.tif 000018
等の環構造を有する基が例示される。
一般式（Ｉ−１）のうち、Ａ１が環構造を有する基であるイミド類の具体例を以下に示す。
芳香環（特に、ベンゼン環）を有するイミドとして、フタルイミド、４−メチルフタルイミド、４−エチルフタルイミド、４−プロピルフタルイミド、４−ブチルフタルイミド、４−ヘキシルフタルイミド、４−オクチルフタルイミド、４−ドデシルフタルイミド、４−オクタデシルフタルイミド等のＣ１−Ｃ１８アルキル基でモノ置換されていてもよいフタルイミドの他、ピロメリット酸ジイミド等のＣ１−Ｃ１８アルキル基でモノ置換されていてもよいベンゼン環から４個の水素原子を除いて得られる基を有するジイミド等が例示される。
更に、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸ジイミド、３，３’，４，４’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸ジイミド、３，３’，４，４’−イソプロピリデンジフェニルテトラカルボン酸ジイミド、３，３’，４，４’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフェニルテトラカルボン酸ジイミド等のＲがベンゼン環から３個の水素原子を除いて得られる基である一般式（Ａａ）で表される基を有するジイミド等が例示される。
シクロヘキサン環を有するイミドとして、ヘキサヒドロフタルイミド、３−メチルヘキサヒドロフタルイミド、３−エチルヘキサヒドロフタルイミド、３−プロピルヘキサヒドロフタルイミド、３−ブチルヘキサヒドロフタルイミド、３−ヘキシルヘキサヒドロフタルイミド、３−オクチルヘキサヒドロフタルイミド、３−ドデシルヘキサヒドロフタルイミド、３−オクタデシルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジメチルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジエチルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジプロピルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジブチルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジヘキシルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジオクチルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジドデシルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジオクタデシルヘキサヒドロフタルイミド、４−メチルヘキサヒドロフタルイミド、４，５−ジメチルヘキサヒドロフタルイミド等のＣ１−Ｃ１８アルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいシクロヘキサン環から２個の水素原子を除いて得られる基を有するモノイミド；１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸ジイミド、３，３’，４，４’−ジシクロヘキサンテトラカルボン酸ジイミド、３，３’，４，４’−ジシクロヘキシルエーテルテトラカルボン酸ジイミド、３，３’，４，４’−イソプロピリデンジシクロヘキシルテトラカルボン酸ジイミド、３，３’，４，４’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジシクロヘキシルテトラカルボン酸ジイミド等のＲがシクロヘキサン環から３個の水素原子を除いて得られる基である一般式（Ａａ）で表される基を有するジイミド等が例示される。
シクロヘキセン環を有するイミド化合物として、１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−メチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−エチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−プロピル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−ブチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−ヘキシル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−オクチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−ドデシル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−オクタデシル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３，６−ジメチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、４−メチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、４，５−ジメチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−メチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−エチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−プロピル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−ブチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−ヘキシル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−オクチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−ドデシル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−オクタデシル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３，６−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、４−メチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、４，５−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド等のＣ１−Ｃ１８アルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいシクロヘキセン環から２個の水素原子を除いて得られる基を有するモノイミドが例示される。
ビシクロ環を有するイミド化合物としては、ノルボルナン−２，３−ジカルボン酸イミド、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸イミド、７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプタン−１，２−ジカルボキシイミド、７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプタ−５−エン−１，２−ジカルボキシイミド等が例示される。
飽和縮合環を有するイミド化合物としては、１，２−デカリンジカルボン酸イミド、２，３−デカリンジカルボン酸イミド、１，４，５，８−デカリンテトラカルボン酸ジイミド、１，２，５，６−デカリンテトラカルボン酸ジイミド、１，２−ナフタレンジカルボン酸イミド、２，３−ナフタレンジカルボン酸イミド、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド等のデカリンから２個又は４個の水素原子を除いて得られる基を有するモノイミド又はジイミド等が例示される。
これらの上記イミド類に本発明方法を適用することによりそれぞれ対応する環状アミン類を収率よく得ることができる。なかでも、１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド（特に、シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド）及び／又はヘキサヒドロフタルイミド（特に、シス−ヘキサヒドロフタルイミド）から対応する環状アミンを製造する方法として好適に用いられる。
また、一般式（Ｉ−１）のうち、Ａ１が環構造を有する基以外の場合（ｎ＝１の場合）、次に示す一般式（Ｉ−３）
2004048327.tif 000019
［式中、Ｒ１及びＲ２は一般式（Ｉ−１）と同義である。］
で表されるイミド類、一般式（Ｉ−４）
2004048327.tif 000020
［式中、Ｒ１及びＲ２は一般式（Ｉ−１）と同義である。］
で表されるイミド類、又は一般式（Ｉ−５）
2004048327.tif 000021
［式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は一般式（Ｉ−１）と同義である。］
で示されるイミド類が挙げられる。
上記の一般式（Ｉ−３）〜（Ｉ−５）で表されるイミド類の置換基であるＲ１、Ｒ２及びＲ３は、同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜３０の飽和脂肪族炭化水素基、炭素数３〜３０の不飽和脂肪族炭化水素基、又は置換基を有していてもよいアリール基である。
炭素数１〜３０の飽和脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数１〜２４の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜２２の直鎖アルキル基が挙げられる。具体的には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル、ドコシル等が例示される。
炭素数３〜３０の不飽和脂肪族炭化水素基としては、上記の炭素数３〜３０の飽和脂肪族炭化水素基において少なくとも１個の不飽和結合（二重結合、三重結合）を有する基が挙げられ、具体的には、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、オクタデセニル、ドコセニル等が例示される。
置換基を有していてもよいアリール基のアリール基としては、炭素数６〜１０の単環又は２環のアリール基が挙げられる。具体的には、フェニル、ナフチル等が例示される。該アリール基は、１〜３個（特に１〜２個）の炭素数１〜１８のアルキル基で置換されていてもよい。
一般式（Ｉ−３）で表されるイミド化合物として、具体的には、スクシンイミド、２−メチルスクシンイミド、２−エチルスクシンイミド、２−プロピルスクシンイミド、２−ブチルスクシンイミド、２−ヘキシルスクシンイミド、２−オクチルスクシンイミド、２−ドデシルスクシンイミド、２−オクタデシルスクシンイミド、２，３−ジメチルスクシンイミド、２，３−ジエチルスクシンイミド、２，３−ジプロピルスクシンイミド、２，３−ジブチルスクシンイミド、２，３−ジヘキシルスクシンイミド、２，３−ジオクチルスクシンイミド、２，３−ドデシルスクシンイミド、２，３−オクタデシルスクシンイミド等が例示される。
また、一般式（Ｉ−４）で表される化合物として、具体的には、マレイミド、２−メチルマレイミド、２−エチルマレイミド、２−プロピルマレイミド、２−ブチルマレイミド、２−ヘキシルマレイミド、２−オクチルマレイミド、２−ドデシルマレイミド、２−オクタデシルマレイミド、２，３−ジメチルマレイミド、２，３−ジエチルマレイミド、２，３−ジプロピルマレイミド、２，３−ジブチルマレイミド、２，３−ジヘキシルマレイミド、２，３−ジオクチルマレイミド、２，３−ドデシルマレイミド、２，３−オクタデシルマレイミド等が例示される。
更に、一般式（Ｉ−５）で表される化合物として、具体的には、グルタルイミド、３−メチルグルタルイミド、３−エチルグルタルイミド、３−プロピルグルタルイミド、３−ブチルグルタルイミド、３−ヘキシルグルタルイミド、３−オクチルグルタルイミド、３−ドデシルグルタルイミド、３−オクタデシルグルタルイミド、２，４−ジメチルグルタルイミド、２，４−ジエチルグルタルイミド、２，４−ジプロピルグルタルイミド、２，４−ジブチルグルタルイミド、２，４−ジヘキシルグルタルイミド、２，４−ジオクチルグルタルイミド、２，４−ジドデシルグルタルイミド、２，４−ジオクタデシルグルタルイミド等が例示される。
本発明で使用する原料である一般式（Ｉ−１）で示されるイミド類は、いずれも公知であるか、又は、対応するカルボン酸（ジカルボン酸或いはテトラカルボン酸）若しくはその誘導体とアンモニア、尿素等とを用いて常法に従ってイミド化することにより容易に製造できる。
上記イミド類の純度は、１００％のものであってもよいが、若干不純物を含むものであっても構わない。一般に、イミド類は、純度が９０重量％以上、好ましくは９５重量％以上、より好ましくは９８重量％である。イミド類中には、水素還元条件下で目的の環状アミン類となる不純物（例えば、テトラヒドロフタルイミドの場合、二重結合の位置異性体、イミド環縮合位の立体異性体（シス体及びトランス体）等）を含んでいてもよい。その場合の該不純物の合計量が、原料イミド類総量に対して、１０重量％以下、好ましくは５重量％以下、より好ましくは３重量％以下であれば特に問題はない。
金属触媒
本反応に使用する金属触媒としては、銅、亜鉛、ニッケル、銅−亜鉛、銅−クロム、亜鉛−クロム、銅−亜鉛−クロム及びこれらの酸化物から選ばれた少なくとも１種の金属触媒、並びにこれらにモリブデン、タングステン、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、ケイ素及びこれらの酸化物等を添加した変性触媒が例示される。又、上記触媒の混合物も使用できる。
好ましい触媒として、具体的には、銅−亜鉛酸化物、銅−亜鉛−クロム酸化物、銅−亜鉛−クロム−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−クロム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物、銅−クロム酸化物、銅−クロム−マグネシウム酸化物、銅−クロム−バリウム酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物、銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物、亜鉛−クロム酸化物等が例示される。
上記触媒を構成する各金属酸化物の含有比率は特に限定されないが、例えば、銅−クロム酸化物系の場合、ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３／Ｍｎ２Ｏ３／ＢａＯ＝３５〜６５／３５〜６５／０〜２０／０〜２０（重量比）、特に、４０〜６０／４０〜６０／０〜１０／０〜１０が好ましく、銅−亜鉛酸化物系触媒の場合、ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＢａＯ／ＳｉＯ２＝３５〜６５／３５〜６５／０〜２０／０〜１５／０〜１５（重量比）特に、４０〜６０／４０〜６０／０〜１５／０〜１０／０〜１０が好ましい。
更に、上記金属及び金属酸化物以外に、ケイソウ土、白土、グラファイト等の形成助剤を添加した触媒や上記の金属酸化物をアルミナやシリカ等の担体に担持させた触媒等が利用できる。
これらの触媒の形態は、特に限定されず、選択される形態に応じて粉末状、タブレット状等適宜選択して使用される。具体的には、回分或は連続の懸濁反応には粉末触媒が、又、固定床反応にはタブレット触媒等が用いられる。
粉末触媒の粒径は特に制限がないが、反応性及び反応後の濾過性の観点から平均粒径が１〜１００μｍが好ましく、特に３〜５０μｍが好ましい。
これらの担持触媒の製造方法は、特に限定されることはなく、例えば、含浸法、共沈法等の従来公知の方法により容易に製造できる。これら触媒は、市販されているものでもよく、特に限定されるものではない。これら触媒は、そのまま用いることもできるが、使用する前に還元処理等の適当な活性化処理をした後で反応に供することが好ましい。
有機溶媒
本発明で用いられる有機溶媒は、還元反応条件下で不活性な水溶性有機溶媒である。ここで水溶性有機溶媒とは、該有機溶媒と水とを混合した場合に有機相と水相とからなる二相系を形成しない有機溶媒（即ち、水と相溶性を有する有機溶媒）であれば特に制限は無いが、水への溶解度（２０℃で水１００ｇ中に溶解する有機溶媒の重量）が２０ｇ以上である有機溶媒であれば良く、好ましくは５０ｇ以上、特に１００ｇ以上である有機溶媒が好ましい。
また、上記水溶性溶媒の中でも、本発明に有効に使用できる水溶性有機溶媒としては、その溶解度パラメーターが８〜１１．５（好ましくは、８．５〜１１．０）の範囲の有機溶媒が好ましい。
ここで、溶解度パラメーター（δ）とは、例えば、Ｊ．Ｈ．Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ，Ｒ．Ｌ．Ｓｃｏｔｔ；“Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｎｏｎ−ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ”Ｃｈａｐ．２０，Ｒｅｉｎ  ｈｏｌｄ（１９５０）に記載されているように、下記の式に従って求めることができる。
δ＝（Ｅ／Ｖ）０．５
［但し、Ｅはモル蒸発熱（ｃａｌ）を、Ｖは分子容（ｃｃ）を表す］
また、本発明の方法においては、Ｈ．Ｂｕｒｒｅｌｌ；Ｏｆｆ．Ｄｉｇ．，２９，１０６９（１９５７）に記載されている溶媒の溶解度パラメーターδを用いて算出した。
かかる水溶性有機溶媒を用いることにより、反応中に生成する水との相溶性が良好となり、水と触媒との接触が減るため触媒失活を抑制することができる。溶解度パラメーターが８未満の有機溶媒では、原料イミド類及び生成する環状アミン類と相溶性が低くなる為反応率が低下し、さらに水との相溶性が低くなるため金属触媒が副生する水の影響を受け易くなる傾向が見られ、一方、溶解度パラメーターが１１．５を越える有機溶媒で上記還元条件下において不活性なものは容易に入手することは困難である。
上記水溶性有機溶媒のうち、ヒドロキシル基、エステル基、アミド基、イミド基、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基等の官能基や不飽和結合を有しない還元反応条件下で不活性な水溶性有機溶媒が用いられる。
例えば、ヒドロキシル基を有する水溶性有機溶媒は、前記還元反応条件下において、生成物の環状アミン類と反応し、３級アミンが生成する。また、その他のエステル基、アミド基、イミド基、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基等の官能基や不飽和結合を有する水溶性有機溶媒を用いた場合は、該有機溶媒自身が還元されたり、又は該有機溶媒に生成水が付加したりする。このため、上記官能基を有する有機溶媒を用いることは好ましくない。
本発明で用いられる溶解度パラメーターが８〜１１．５の範囲の水溶性有機溶媒としては、エーテル系溶媒、特に鎖状エーテル系溶媒や環状エーテル系溶媒が挙げられる。鎖状エーテル系溶媒としては、エーテル結合（−Ｏ−）を少なくとも２個以上（好ましくは２〜５個）有する鎖状エーテル系溶媒が好ましい。特に、一般式
ＲａＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ−Ｒｂ
［式中、Ｒａ及びＲｂは同一又は異なって、Ｃ１−Ｃ３アルキル基であり、ｍは１〜４の整数を表す。］
で表される溶媒が好ましい。特に、Ｒａ及びＲｂがメチルであり、ｍが３である溶媒、即ちトリエチレングリコールジメチルエーテルが好ましい。
また、環状エーテル系溶媒としては、エーテル結合（−Ｏ−）を少なくとも１個以上（好ましくは１又は２個）有するＣ４−Ｃ５の環状エーテル系溶媒が好ましい。
上記エーテル系溶媒として、より具体的には、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル等が例示される。これらの溶媒は、一種又は二種以上混合して用いることができる。
その中でも特に、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルが推奨される。
さらに、上記以外の溶解度パラメーターが８〜１１．５の範囲であり本発明の製法に悪影響を与えない水溶性有機溶媒としては、ピリジン、ピペリジン、モルフォリン等の含窒素化合物が例示される。これらは、単独で又は２種以上の混合物として用いることができ、また前記エーテル系溶媒と混合して用いることもできる。
なお、本発明で用いられる溶媒は、本発明の効果に悪影響を及ぼさない範囲で、上記の溶解度パラメーターが８〜１１．５の範囲の水溶性有機溶媒に他の非水溶性有機溶媒（例えば、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、脂肪族炭化水素など）を加えた混合溶媒を用いても良い。通常、用いる溶媒中、溶解度パラメーターが８〜１１．５の範囲の水溶性有機溶媒が２０〜１００体積％程度、好ましくは５０〜１００体積％程度であればよい。
還元反応
本反応に用いる水素ガスは、必ずしも高純度である必要はなく、還元反応に影響を与えない窒素やメタン等が含まれていても良い。
触媒の適用量は、通常、イミド類に対し、０．１〜１００重量％、好ましくは０．５〜８０重量％程度、より好ましくは１．０〜５０重量％程度の範囲で選択される。
反応温度は、１５０〜３５０℃、好ましくは２００〜３００℃程度である。１５０℃未満の温度では十分な還元速度が得られず、３５０℃を越える温度では副反応や分解反応の原因となり、収率が低下する傾向が見られ、経済的に不利である。
反応圧力は、水素分圧で１〜３０ＭＰａ、好ましくは３〜２５ＭＰａ程度である。１ＭＰａ未満の水素分圧では工業的に十分な還元速度が得られず、３０ＭＰａを越える水素分圧を用いても顕著な有意性は認められず、経済的に不利である。
溶媒の使用量としては、生成水が溶媒に相溶する量であれば特に限定されないが、通常、イミド類１００重量部に対して、５０〜５０００重量部、好ましくは１００〜３０００重量部、更に好ましくは２００〜２０００重量部の範囲が推奨される。
反応時間は、イミド類の種類、触媒量及びその他の条件によって適宜選択することができるが、通常２〜２０時間、好ましくは４〜１５時間である。
尚、本反応は、回分方式、連続方式を問わず可能である。
かくして得られた反応物は、通常、蒸留、溶媒抽出、再結晶、吸着剤処理等により精製される。
生成する環状アミン類
本第１発明の製法により、一般式（Ｉ−１）で表される原料のイミド類から、一般式（Ｉ−２）
2004048327.tif 000022
［式中、Ａ１０及びｎは前記に同じ。］
で表される環状アミン類が製造される。この環状アミン類は、一般式（Ｉ−１）で表されるイミド類の２個のカルボニル基が、２個のメチレン基に還元された化合物である。なお、原料としてＡ１に不飽和基を有する一般式（Ｉ−１）で表されるイミド類を用いた場合は、該不飽和基が水素還元された飽和基を有する一般式（Ｉ−２）で表される環状アミン類に変換される。
一般式（Ｉ−２）において、Ａ１０が環構造を有する基の場合、Ａ１０としては芳香環、シクロヘキサン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環からなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基が挙げられる。
Ａ１０で示される「芳香環、シクロヘキサン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環よりなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基」としては、芳香環（特に、ベンゼン環、ナフタレン環）、シクロヘキサン環、飽和の縮合環（特に、デカリン）、及びビシクロ環（特にノルボルナン、７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプタン）よりなる群から選ばれる１個の環から２個の水素原子又は４個の水素原子を除いて得られる２価又は４価の基、又は、一般式（Ａａ’）
2004048327.tif 000023
［式中、Ｒ’は、ベンゼン環又はシクロヘキサン環から３つの水素原子を除いて得られる残基を示し、Ｂ’は単結合、エーテル基（−Ｏ−）、イソプロピリデン基、ヘキサフルオロイソプロピリデン基を示す。］
で表される４価の基を例示できる。
上記環はいずれも置換基として、炭素数１〜２０のアルキル基を有していてもよい。特に、芳香環（特にベンゼン環、ナフタレン環）及び飽和の縮合環（特に、デカリン）は、少なくとも１個（特に１〜２個）の炭素数１〜２０（特に１〜１８）のアルキル基で置換されていてもよい。また、上記シクロヘキサン環は、少なくとも１個（特に１〜２個）の炭素数１〜２０（特に１〜１８）のアルキル基で置換されていてもよい。
特に、Ａ１０としては、次に示すような基を例示できる。
アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、特に１〜１８のアルキル基）でモノ置換されていてもよいベンゼン環から２個又は４個の水素原子を除いて得られる２価又は４価の基、
Ｒ’がベンゼン環から３つの水素原子を除いて得られる残基を示し、Ｂ’が前記に同じである一般式（Ａａ’）で示される基、
アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、特に１〜１８のアルキル基）でモノ又はジ置換されていてもよいシクロヘキサン環から２個の水素原子を除いて得られる基、
Ｒ’がシクロヘキサン環から３つの水素原子を除いて得られる残基を示し、Ｂ’が前記に同じである一般式（Ａａ’）で示される基、
飽和の縮合環（特に、デカリン）から２個又は４個の水素原子を除いて得られる２価又は４価の基、又は
ノルボルナン、及び７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプタンからなる群から選ばれるビシクロ環から２個の水素原子を除いて得られる２価の基等が挙げられる。
一般式（Ｉ−２）中のＡ１０で示される基としては、具体的には、
2004048327.tif 000024
2004048327.tif 000025
等の環構造を有する基が例示される。
また、一般式（Ｉ−２）のうち、Ａ１０が環構造を有する基以外の場合（ｎ＝１の場合）、次に示す一般式（Ｉ−３’）
2004048327.tif 000026
［式中、Ｒ１０及びＲ２０は一般式（Ｉ−２）と同義である。］
で表される環状アミン類、又は一般式（Ｉ−５’）
2004048327.tif 000027
［式中、Ｒ１０、Ｒ２０及びＲ３０は一般式（Ｉ−２）と同義である。］
で示される環状アミン類が挙げられる。
上記の一般式（Ｉ−３’）及び（Ｉ−５’）で表される環状アミン類の置換基であるＲ１０、Ｒ２０及びＲ３０は、同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜３０の飽和脂肪族炭化水素基、又は置換基を有していてもよいアリール基である。
炭素数１〜３０の飽和脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数１〜２４の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜２２の直鎖アルキル基が挙げられる。具体的には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル、ドコシル等が例示される。
置換基を有していてもよいアリール基のアリール基としては、炭素数６〜１０の単環又は２環のアリール基が挙げられる。具体的には、フェニル、ナフチル等が例示される。該アリール基は、１〜３個（特に１〜２個）の炭素数１〜１８のアルキル基で置換されていてもよい。
本発明のように溶解度パラメーターδが特定の範囲（８〜１１．５）にある水溶性有機溶媒を用いることにより、１）触媒活性が低下しない、２）反応装置の内部表面が溶出金属イオンによりメッキされない、３）金属触媒が塊状にならず反応装置からの触媒の除去が容易になるなどの利点が得られ、本発明の製造方法は工業的にも極めて価値が高い。これは、水との親和性の高い特定の溶解度パラメーターを有する溶媒を用いることにより、生成水と触媒との相互作用が低減され触媒の失活が抑制されるためと考えられる。
特に、テトラヒドロフタルイミド、ヘキサヒドロフタルイミド等のイミド類を水素還元してオクタヒドロイソインドールを製造する場合、還元反応後のオクタヒドロイソインドールには環縮合位の立体異性体（シス体及びトランス体）が存在し、そのシス体及びトランス体の比（シス体／トランス体比）が６５／３５〜８０／２０程度の混合物となる。シス体／トランス体の混合物を含む反応粗物は、通常精密蒸留を行うことにより、所望のシス体の留分とトランス体を主成分とするシス体／トランス体混合物の留分に分離される。
精密蒸留に用いる多段蒸留塔としては、その理論段数が２０〜２００段、好ましくは５０〜１５０段の蒸留塔が推奨される。蒸留塔は通常用いられる方式であればよく、例えば棚段方式、充填物方式等が挙げられる。精密蒸留の精留条件は、蒸留するオクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体の比、粗物中の不純物含有量等により適宜選択することができ、例えば、蒸留装置のボトム温度が３０〜３００℃、蒸留装置の塔頂圧力が常圧〜０．１ｋＰａ、還流比が１〜５０で行うことができる。
この精密蒸留を用いることにより、所望の高純度のシス−オクタヒドロイソインドールを、収率２０〜８０％程度、好ましくは３０〜８０％程度で、純度９９％以上、好ましくは９９．５％以上、より好ましくは９９．７％以上の高純度で得ることができる。なお、純度はガスクロマトグラフィー分析のピーク面積比による。
精密蒸留で分離されたトランス体を主成分とするシス体／トランス体混合物の留分は、後述する第３発明或いは第４発明の異性化反応工程の原料として用いることができる。
ＩＩ．第２発明
原料イミド化合物
上記第２発明の原料である一般式（ＩＩ−１）
2004048327.tif 000028
［式中、Ａ２は前記に同じ。］
で表されるイミド類において、Ａ２が環構造を有する基の場合、Ａ２としては芳香環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環からなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基が挙げられる。
Ａ２で示される「芳香環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環よりなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基」としては、芳香環（特にベンゼン環、ナフタレン環）、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、飽和の縮合環（特に、デカリン）、及びビシクロ環（特にノルボルナン、ノルボルネン、７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプト−５−エン）よりなる群から選ばれる１個の環から２個の水素原子を除いて得られる２価の基を例示できる。
上記環はいずれも置換基として、炭素数１〜１２のアルキル基を有していてもよい。特に、芳香環（特にベンゼン環、ナフタレン環）及び飽和の縮合環（特に、デカリン）は、少なくとも１個（特に１〜２個）の炭素数１〜１２（特に１〜１０）のアルキル基で置換されていてもよい。また、上記シクロヘキサン環およびシクロヘキセン環は、少なくとも１個（特に１〜２個）の炭素数１〜１２（特に１〜１０）のアルキル基で置換されていてもよい。
特に、Ａ２としては、次に示すような基を例示できる。
アルキル基（好ましくは炭素数１〜１２、特に１〜１０のアルキル基）でモノ置換されていてもよいベンゼン環から２個の水素原子を除いて得られる基、
アルキル基（好ましくは炭素数１〜１２、特に１〜１０のアルキル基）でモノ又はジ置換されていてもよいシクロヘキサン環から２個の水素原子を除いて得られる基、
アルキル基（好ましくは炭素数１〜１２、特に１〜１０のアルキル基）でモノ又はジ置換されていてもよいシクロヘキセン環から２個の水素原子を除いて得られる基、
飽和縮合環（特に、デカリン）から２個の水素原子を除いて得られる２価の基、又は
ノルボルナン、ノルボルネン、７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、及び７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプト−５−エン）からなる群から選ばれるビシクロ環から２個の水素原子を除いて得られる２価の基等が挙げられる。
一般式（ＩＩ−１）中のＡ２で示される基としては、具体的には、
2004048327.tif 000029
等の環構造を有する基が例示される。
一般式（ＩＩ−１）のうち、Ａ２が環構造を有する基であるイミド類の具体例を以下に示す。
芳香環（特に、ベンゼン環）を有するイミドとして、フタルイミド、４−メチルフタルイミド、４−エチルフタルイミド、４−プロピルフタルイミド、４−ブチルフタルイミド、４−ヘキシルフタルイミド、４−オクチルフタルイミド、４−デシルフタルイミド等のＣ１−Ｃ１８アルキル基でモノ置換されていてもよいフタルイミド等が例示される。
シクロヘキサン環を有するイミドとして、ヘキサヒドロフタルイミド、３−メチルヘキサヒドロフタルイミド、３−エチルヘキサヒドロフタルイミド、３−プロピルヘキサヒドロフタルイミド、３−ブチルヘキサヒドロフタルイミド、３−ヘキシルヘキサヒドロフタルイミド、３−オクチルヘキサヒドロフタルイミド、３−デシルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジメチルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジエチルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジプロピルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジブチルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジヘキシルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジオクチルヘキサヒドロフタルイミド、３，６−ジデシルヘキサヒドロフタルイミド、４−メチルヘキサヒドロフタルイミド、４，５−ジメチルヘキサヒドロフタルイミド等のモノイミド等のＣ１−Ｃ１８アルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいシクロヘキサン環から２個の水素原子を除いて得られる基を有するモノイミドが例示される。
シクロヘキセン環を有するイミド化合物として、１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−メチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−エチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−プロピル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−ブチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−ヘキシル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−オクチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３−デシル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３，６−ジメチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、４−メチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、４，５−ジメチル−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−メチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−エチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−プロピル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−ブチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−ヘキシル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−オクチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３−デシル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、３，６−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、４−メチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド、４，５−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド等のＣ１−Ｃ１８アルキル基でモノ又はジ置換されていてもよいシクロヘキセン環から２個の水素原子を除いて得られる基を有するモノイミドが例示される。
ビシクロ環を有するイミド化合物としては、ノルボルナン−２，３−ジカルボン酸イミド、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸イミド、７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプタン−１，２−ジカルボン酸イミド、７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプト−５−エン−１，２−ジカルボン酸イミド等が例示される。
飽和縮合環を有するイミド化合物としては、１，２−デカリンジカルボン酸イミド、２，３−デカリンジカルボン酸イミド等が例示される。
ナフタレン環を有するイミド化合物としては、１，２−ナフタレンジカルボン酸イミド、２，３−ナフタレンジカルボン酸イミドが例示される。
これらの上記イミド類に本発明方法を適用することによりそれぞれ対応する環状アミン類を収率よく得ることができる。特に、１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド及び／又はヘキサヒドロフタルイミドから対応する環状アミンのオクタヒドロイソインドールを製造する方法として好適に用いられる。特に、シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド及び／又はシス−ヘキサヒドロフタルイミドから、シス−オクタヒドロイソインドールを収率よく、且つ環縮合位のシス／トランスの立体保持性よく製造する方法として好適に用いられる。
また、一般式（ＩＩ−１）のうち、Ａ２が環構造を有する基以外の場合、次に示す一般式（ＩＩ−３）
2004048327.tif 000030
［式中、Ｒ４及びＲ５は一般式（ＩＩ−１）と同義である。］
で表されるイミド類、一般式（ＩＩ−４）
2004048327.tif 000031
［式中、Ｒ４及びＲ５は一般式（ＩＩ−１）と同義である。］
で表されるイミド類、又は一般式（ＩＩ−５）
2004048327.tif 000032
［式中、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は一般式（ＩＩ−１）と同義である。］
で示されるイミド類が挙げられる。
上記の一般式（ＩＩ−３）〜（ＩＩ−５）で表されるイミド類の置換基であるＲ４、Ｒ５及びＲ６は、同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜１８の飽和脂肪族炭化水素基、炭素数３〜１８の不飽和脂肪族炭化水素基、又は置換基を有していてもよいアリール基である。
炭素数１〜１８の飽和脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数１〜１８の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜４の直鎖アルキル基が挙げられる。具体的には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル等が例示される。
炭素数３〜１８の不飽和脂肪族炭化水素基としては、上記の炭素数３〜１８の飽和脂肪族炭化水素基において少なくとも１個の不飽和結合（二重結合、三重結合）を有する基が挙げられ、具体的には、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、オクタデセニル等が例示される。
置換基を有していてもよいアリール基のアリール基としては、炭素数６〜１０の単環又は２環のアリール基が挙げられる。具体的には、フェニル、ナフチル等が例示される。該アリール基は、１〜３個（特に１〜２個）の炭素数１〜１８のアルキル基で置換されていてもよい。
一般式（ＩＩ−３）で表されるイミド化合物としては、具体的には、スクシンイミド、２−メチルスクシンイミド、２−エチルスクシンイミド、２−プロピルスクシンイミド、２−ブチルスクシンイミド、２−ヘキシルスクシンイミド、２−オクチルスクシンイミド、２−ドデシルスクシンイミド、２−オクタデシルスクシンイミド、２，３−ジメチルスクシンイミド、２，３−ジエチルスクシンイミド、２，３−ジプロピルスクシンイミド、２，３−ジブチルスクシンイミド、２，３−ジヘキシルスクシンイミド等が例示される。
一般式（ＩＩ−４）で表されるイミド化合物としては、具体的には、マレイミド、２−メチルマレイミド、２−エチルマレイミド、２−プロピルマレイミド、２−ブチルマレイミド、２−ヘキシルマレイミド、２−オクチルマレイミド、２−ドデシルマレイミド、２−オクタデシルマレイミド、２，３−ジメチルマレイミド、２，３−ジエチルマレイミド、２，３−ジプロピルマレイミド、２，３−ジブチルマレイミド、２，３−ジヘキシルマレイミド、２，３−ジオクチルマレイミド、２，３−ジデシルマレイミド等が例示される。
一般式（ＩＩ−５）で表されるイミド化合物としては、具体的には、グルタルイミド、３−メチルグルタルイミド、３−エチルグルタルイミド、３−プロピルグルタルイミド、３−ブチルグルタルイミド、３−ヘキシルグルタルイミド、３−オクチルグルタルイミド、３−デシルグルタルイミド、２，４−ジメチルグルタルイミド、２，４−ジエチルグルタルイミド、２，４−ジプロピルグルタルイミド、２，４−ジブチルグルタルイミド、２，４−ジヘキシルグルタルイミド、２，４−ジオクチルグルタルイミド、２，４−ジデシルグルタルイミド等が例示される。
本発明で使用する原料である一般式（ＩＩ−１）で表されるイミド類は、いずれも公知であるか、又は、対応するジカルボン酸若しくはその誘導体とアンモニア、尿素等とを用いて常法に従ってイミド化することにより容易に製造できる。
上記イミド類の純度は、１００％のものであってもよいが、若干不純物を含むものであっても構わない。一般に、イミド類は、純度が９０重量％以上、好ましくは９５重量％以上、より好ましくは９８重量％である。イミド類中には、水素還元条件下で目的の環状アミン類となる不純物（例えば、テトラヒドロフタルイミドの場合、二重結合の位置異性体、イミド環縮合位の立体異性体（シス体及びトランス体）等）を含んでいてもよい。その場合の該不純物の合計量が、原料イミド類総量に対して、１０重量％以下、好ましくは５重量％以下、より好ましくは３重量％以下であれば特に問題はない。
金属触媒
本反応に使用する金属触媒としては、銅、亜鉛、ニッケル、銅−亜鉛、銅−クロム、亜鉛−クロム、銅−亜鉛−クロム及びこれらの酸化物から選ばれた少なくとも１種の触媒、並びにこれらにモリブデン、タングステン、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、ケイ素及びこれらの酸化物等を添加した変性触媒が例示される。また、上記触媒の混合物も使用できる。
好ましい触媒として、具体的には、銅−亜鉛酸化物、銅−亜鉛−クロム酸化物、銅−亜鉛−クロム−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−クロム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物、銅−クロム酸化物、銅−クロム−マグネシウム酸化物、銅−クロム−バリウム酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物、銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物、亜鉛−クロム酸化物等が例示される。
上記触媒を構成する各金属酸化物の含有比率は特に限定されないが、例えば、銅−クロム酸化物系の場合、ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３／Ｍｎ２Ｏ３／ＢａＯ＝３５〜６５／３５〜６５／０〜２０／０〜２０（重量比）、特に、４０〜６０／４０〜６０／０〜１０／０〜１０が好ましく、銅−亜鉛酸化物系触媒の場合、ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＢａＯ／ＳｉＯ２＝３５〜６５／３５〜６５／０〜２０／０〜１５／０〜１５（重量比）特に、４０〜６０／４０〜６０／０〜１５／０〜１０／０〜１０が好ましい。
更に、上記金属及び金属酸化物以外に、ケイソウ土、白土、グラファイト等の形成助剤を添加した触媒や上記の金属酸化物をアルミナやシリカ等の担体に担持させた触媒等が利用できる。
これらの触媒の形態は、特に限定されず、選択される形態に応じて粉末状、タブレット状等適宜選択して使用される。具体的には、回分或は連続の懸濁反応には粉末触媒が、又、固定床反応にはタブレット触媒等が用いられる。
粉末触媒の粒径は特に制限がないが、反応性及び反応後の濾過性の観点から平均粒径が１〜１００μｍが好ましく、特に３〜５０μｍが好ましい。
これらの担持触媒の調製方法は、特に限定されないが、含浸法、共沈法等の従来公知の方法を用いることができるほか、市販されているものをそのまま使用することもできる。これらの触媒は、使用する前に還元処理等の適当な活性化処理をした後で反応に供することが好ましい。
有機溶媒
本発明において用いられる有機溶媒としては、当該還元反応に不活性なもので、夫々単独で又は２種以上を適宜組み合わせて使用される。
推奨される有機溶媒としては、炭素数６〜２０の芳香族炭化水素、炭素数６〜２０の脂環式炭化水素、炭素数６〜２０の脂肪族炭化水素、エーテル系溶媒等が例示される。
より具体的には、芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ブチルベンゼン、クメン、トリメチルベンゼン、アルキル（炭素数６〜１４）ベンゼン、テトラヒドロナフタレン、エクソン社製の商品名ソルベッソ＃１５０、同ソルベッソ＃２００などが例示される。
脂環式炭化水素としては、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、新日本理化社製の商品名リカソルブ８００、同リカソルブ９００などが例示される。
脂肪族炭化水素としては、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、ノナンなどが例示される。
エーテル系溶媒としては、鎖状エーテル系溶媒や環状エーテル系溶媒が挙げられる。鎖状エーテル系溶媒としては、エーテル結合（−Ｏ−）を少なくとも２個以上（好ましくは２〜５個）有する鎖状エーテル系溶媒が好ましい。また、環状エーテル系溶媒としては、エーテル結合（−Ｏ−）を少なくとも１個以上（好ましくは１又は２個）有するＣ４−Ｃ５の環状エーテル系溶媒が好ましい。
上記エーテル系溶媒として、より具体的には、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、アニソールなどが例示される。
これらのうち、特にキシレン、エチルベンゼン、クメン、トリメチルベンゼン、テトラヒドロナフタレン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル等が好ましい。
本発明に有効に使用できる有機溶媒としては、ヒドロキシル基、エステル基、アミド基、イミド基、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基等の官能基や不飽和結合を有しない、還元反応条件下で不活性な有機溶媒が用いられる。
例えば、ヒドロキシル基を有する有機溶媒は、前記還元反応条件下において、環状アミン類と反応し、対応する３級アミンが生成する。また、その他のエステル基、アミド基、イミド基、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基等の官能基や不飽和結合を有する有機溶媒を用いた場合は、該有機溶媒自身が還元されたり、又は該有機溶媒に生成水が付加したりする。このため、上記官能基を有する有機溶媒を用いることは好ましくない。
還元反応
本反応に用いる水素ガスは、必ずしも高純度である必要はなく、還元反応に影響を与えない窒素やメタン等が含まれていても良い。
触媒の使用量は、特に限定されないが、触媒量が少ないと反応に長時間を要することになるため、通常は原料イミドを基準として０．１〜１００重量％、特に０．５〜８０重量％、より好ましくは１．０〜５０重量％程度の範囲である。
反応温度は、１５０〜３５０℃、好ましくは２００〜３００℃の範囲である。１５０℃未満の温度では実用的な還元速度が得られにくく、３５０℃を越える温度では副反応や分解反応の原因となり、収率が低下する傾向が見られ、経済的に不利である。
反応圧力は、水素分圧で１〜３０ＭＰａ、好ましくは３〜２５ＭＰａの範囲である。１ＭＰａ未満の水素分圧では実用的な還元速度が得られにくく、３０ＭＰａを越える水素分圧を用いても顕著な有意性は認められず、経済的に不利である。
有機溶媒の使用量としては、特に限定されるものではないが、使用量が多いと原料濃度の低下により生産性効率が悪化し、また少なすぎると反応がスムーズに進行しにくくなるため、通常、原料イミド類１００重量部に対して、５０〜５０００重量部、好ましくは１００〜３０００重量部、更に好ましくは２００〜２０００重量部の範囲が推奨される。
本発明の環状アミン類の製造方法では、反応系から水素ガスと共に生成水及び還元生成物の環状アミン類を、連続的又は間欠的に系外に抜き出すことを特徴とする。有機溶媒の種類及び／又は反応条件によっては、生成水及び還元生成物の環状アミン類を水素ガスと共に系外に抜き出す際に、有機溶媒の抜き出される量も顕著になる。かかる場合には、抜き出される有機溶媒の量に応じて適宜反応系に新しい有機溶媒を追加することが好ましい。
反応系内の生成水及び生成する環状アミン類を水素ガスと共に反応系外に抜き出す方法としては、（１）水素ガスを気相部に導入し、気相部に存在する生成水及び該環状アミン類を水素ガスと共に系外に抜き出す方法や、（２）水素ガスを液相部に導入してバブリングさせ、液相部及び気相部に存在する生成水及び該環状アミン類を水素ガスと共に系外に抜き出す方法が推奨される。このように、水素ガスの供給場所は、反応系内の気相部でも液相部でもよいが、液相部に通気する方が生成水及び該環状アミン類の抜き出し効率を高める上で好ましい。なお、上記の方法を採用した場合でも、原料のイミド類が反応系外に抜き出されることのないように、反応系外に抜き出される水素量を適宜調整する。
反応系外に抜き出される水素量（抜き出される水素含有混合ガス中の水素ガスの量）は、連続的に抜き出す場合、当該反応の圧力、温度でのガス空間移動速度（ｈｒ−１）（以下、「ＧＨＳＶ」という。）として、０．１〜３００ｈｒ−１、好ましくは０．５〜２００ｈｒ−１、より好ましくは１〜１００ｈｒ−１である。かかる水素量は、反応器及び反応条件によって異なり、運転時に適宣選択される。なお、水素の抜き出し量が少なすぎると生成水と触媒の接触の機会が多くなり、触媒の失活等の悪影響を与えるため好ましくない。
水素含有混合ガスの系外への抜き出しは、上記のように連続的に行うことが好ましいが、間欠的に行ってもよい。水素含有混合ガスの抜き出し量が少ない場合、生成水及び該環状アミン類の抜き出し効率が低下する。従って、間欠的に行う場合であっても水素含有混合ガスの抜き出し量を適宜多くして生成水及び該環状アミン類の抜き出しを促進することが好ましい。
抜き出された水素含有混合ガスの処理方法としては、そのまま大気中に放出して廃棄する方法もあるが、該水素含有混合ガスから生成水、生成する環状アミン類及び有機溶媒を除いた後の未反応水素ガスの全部又は一部を循環器を用いて反応系内に循環させて再使用する方法が好ましい。抜き出された水素含有混合ガス中から生成水、環状アミン類及び有機溶媒を除去する方法は、均圧コンデンサー等を用いて冷却、凝縮させ気液分離する等の公知の方法を採用すればよい。分離された水素ガスは、水素循環器を用いて再使用することが望ましい。多量の水素ガスを廃棄することは経済的でなく、危険を伴うためである。
水素ガスを循環する場合には、循環させる水素ガスに生成水が含まれていると触媒に悪影響を与えたり、不活性ガスが蓄積すると反応系内の水素分圧の顕著な低下がみられる場合がある。このような場合、系内のガスの全部又はその一部を新しい水素ガスと置換すればよい。置換は間欠的に行ってもよいが、連続的に少量ずつ水素ガスを系に導入し、放出して行うこともできる。
本第２発明における反応系内から生成水及び還元生成物の環状アミン類を系外に抜き出す方法の具体例を以下に挙げる。例えば、電磁式攪拌機、調圧弁、水素循環機、均圧コンデンサー、気液分離器、反応器底部に設置した水素ガス導入管、有機溶媒仕込みポンプ等を備えたオートクレーブに、イミド類、溶媒、金属触媒を仕込み、水素分圧１〜３０ＭＰａ程度、水素ガス空間移動速度（ＧＨＳＶ）０．１〜３００ｈｒ−１、反応温度１５０〜３５０℃で２〜２０時間還元反応を行う。反応器より水素と共に抜き出される生成水、溶媒及び環状アミン類は、均圧コンデンサーにより冷却、凝縮され、気液分離器に収容される。分離された水素ガスは、水素循環機により反応器底部から再導入される。反応消費分の水素ガスは補充される。抜き出される溶媒量相当分は、有機溶媒仕込みポンプより適宜反応器に供給される。反応終了後、得られた反応粗物を精製して環状アミン類を得る。
反応時間は、触媒量及びその他の条件によって適宜選択することができるが、通常２〜２０時間、好ましくは４〜１５時間である。
尚、反応設備としては、必要とされる水素圧に耐えるものであれば制限はなく、また還元反応の反応形式は回分方式に限定されるものではなく、原料の溶媒希釈溶液を連続的に供給して反応させる連続方式も採用できる。
上記の還元処理で得られる環状アミン類は、通常、蒸留、溶媒抽出、再結晶、吸着剤処理等により精製される。
生成する環状アミン類
上記第２発明の製法により、一般式（ＩＩ−１）で表される原料のイミド類から、一般式（ＩＩ−２）
2004048327.tif 000033
［式中、Ａ２０は前記に同じ。］
で表される環状アミン類が製造される。この環状アミン類は、一般式（ＩＩ−１）で表されるイミド類のカルボニル基が、メチレン基に還元された化合物である。なお、原料としてＡ２に不飽和基を有する一般式（ＩＩ−１）で表されるイミド類を用いた場合は、該不飽和基が水素還元された飽和基を有する一般式（ＩＩ−２）で表される環状アミン類に変換される。
一般式（ＩＩ−２）において、Ａ２０が環構造を有する基の場合、Ａ２０としては芳香環、シクロヘキサン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環からなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基が挙げられる。
Ａ２０で示される「芳香環、シクロヘキサン環、飽和の縮合環、及びビシクロ環よりなる群から選ばれる１個若しくは２個以上の環を含有する基」としては、芳香環（特にベンゼン環、ナフタレン環）、シクロヘキサン環、飽和の縮合環（特に、デカリン）、及びビシクロ環（特にノルボルナン、及び７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプタン）よりなる群から選ばれる１個の環から２個の水素原子を除いて得られる２価の基を例示できる。
上記環はいずれも置換基として、炭素数１〜１２のアルキル基を有していてもよい。特に、芳香環（特にベンゼン環、ナフタレン環）及び飽和の縮合環（特に、デカリン）は、少なくとも１個（特に１〜２個）の炭素数１〜１２（特に１〜１０）のアルキル基で置換されていてもよい。また、上記シクロヘキサン環は、少なくとも１個（特に１〜２個）の炭素数１〜１２（特に１〜１０）のアルキル基で置換されていてもよい。
特に、Ａ２０としては、次に示すような基を例示できる。
アルキル基（好ましくは炭素数１〜１２、特に１〜１０のアルキル基）でモノ置換されていてもよいベンゼン環から２個の水素原子を除いて得られる基、
アルキル基（好ましくは炭素数１〜１２、特に１〜１０のアルキル基）でモノ又はジ置換されていてもよいシクロヘキサン環から２個の水素原子を除いて得られる基、
飽和縮合環（特に、デカリン）から２個の水素原子を除いて得られる２価の基、又は
ノルボルナン、及び７−オキサ−ビシクロ［２，２，１］ヘプタンからなる群から選ばれるビシクロ環から２個の水素原子を除いて得られる２価の基等が挙げられる。
一般式（ＩＩ−２）中のＡ２０で示される基としては、具体的には、
2004048327.tif 000034
等の環構造を有する基が例示される。
また、一般式（ＩＩ−２）のうち、Ａ２０が環構造を有する基以外の場合、次に示す一般式（ＩＩ−３’）
2004048327.tif 000035
［式中、Ｒ４０及びＲ５０は一般式（ＩＩ−２）と同義である。］
で表される環状アミン類、又は一般式（ＩＩ−５’）
2004048327.tif 000036
［式中、Ｒ４０、Ｒ５０及びＲ６０は一般式（ＩＩ−２）と同義である。］
で示される環状アミン類が挙げられる。
上記の一般式（ＩＩ−３’）〜（ＩＩ−５’）で表される環状アミン類の置換基であるＲ４０、Ｒ５０及びＲ６０は、同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜１８の飽和脂肪族炭化水素基、又は置換基を有していてもよいアリール基である。
炭素数１〜１８の飽和脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数１〜１８の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜４の直鎖アルキル基が挙げられる。具体的には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル等が例示される。
置換基を有していてもよいアリール基のアリール基としては、炭素数６〜１０の単環又は２環のアリール基が挙げられる。具体的には、フェニル、ナフチル等が例示される。該アリール基は、１〜３個（特に１〜２個）の炭素数１〜１８のアルキル基で置換されていてもよい。
このように、生成水及び該環状アミン類を連続的に又は間欠的に系外に抜き出しながら水素還元反応を行うことにより、１）触媒活性が低下しない、２）反応装置の内部表面が溶出金属イオンによりメッキされない、３）金属触媒の形状が変化しない、４）シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド及び／又はシス−ヘキサヒドロフタルイミドの還元において、生成水及び生成する環状アミン類を系外に抜き出さずに水素還元反応を行う従来の密閉系での方法と比べて、還元生成物であるオクタヒドロイソインドールの環縮合位の立体保持性（シス体／トランス体比）が格段に向上する。
特に、上記４）で示される様に、シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド及び／又はシス−ヘキサヒドロフタルイミドを水素還元してオクタヒドロイソインドールを製造する場合、トランス−オクタヒドロイソインドールへの立体異性化を極力抑制し、シス−オクタヒドロイソインドールが優先的に得られる（シス体が保持される）点は特筆すべきである。シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド及び／又はシス−ヘキサヒドロフタルイミドを通常の水素還元反応に付すと、還元生成物のオクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体比は、７０／３０程度となる。おそらくこれが還元生成物の熱力学的平衡状態にある生成比率であると考えられる。しかし、生成水及び生成する環状アミン類を系外に抜き出しながら水素還元反応を行うことにより、生成水が速やかに系外に排出され触媒が高活性を維持できるため、イミドの還元反応が速やかに進行し続く異性化反応が抑制できると考えられる。上記の条件を用いた場合、シス体／トランス体比は、通常９０／１０以上、好ましくは９２／８以上、より好ましくは９５／５以上となり環縮合位がシスの立体が保持される。なお、シス体／トランス体比は、ガスクロマトグラフィー分析のピーク面積比による。
上記のようにして得られるオクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体の混合物を含む反応粗物は、通常精密蒸留を行うことにより、所望のシス体の留分とトランス体を主成分とする該シス体／トランス体混合物の留分に分離される。
精密蒸留に用いる多段蒸留塔としては、その理論段数が２０〜２００段、好ましくは５０〜１５０段の蒸留塔が推奨される。蒸留塔は通常用いられる方式であればよく、例えば棚段方式、充填物方式等が挙げられる。精密蒸留の精留条件は、蒸留するオクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体の比、粗物中の不純物含有量等により適宜選択することができ、例えば、蒸留装置のボトム温度が３０〜３００℃、蒸留装置の塔頂圧力が常圧〜０．１ｋＰａ、還流比が１〜５０で行うことができる。
この精密蒸留を用いることにより、所望の高純度のシス−オクタヒドロイソインドールを、収率２０〜９５％程度、好ましくは３０〜９５％程度、純度９９％以上、好ましくは９９．５％以上、より好ましくは９９．７％以上の高純度で得ることができる。なお、純度はガスクロマトグラフィー分析のピーク面積比による。
精密蒸留で分離されたトランス体を主成分とする該シス体／トランス体混合物の留分は、後述する第３発明或いは第４発明の異性化反応工程の原料として用いることができる。
ＩＩＩ．第３発明
原料オクタヒドロイソインドール
第３発明では、一般式（ＩＩＩ−１）で表されるトランス−オクタヒドロイソインドールを、一般式（ＩＩＩ−２）で表されるシス−オクタヒドロイソインドールに立体異性化することを特徴とする。具体的には、下記の反応式で示される。
2004048327.tif 000037
［式中、原料のトランス体の立体は相対配置を表す。］
本発明における原料は、異性化に用いられるトランス−オクタヒドロイソインドールは１００％純度のものであってもよいが、シス−オクタヒドロイソインドールを含むものであってもよい。シス体とトランス体の比率（シス／トランス比率）としては、０／１００〜６０／４０、好ましくは０／１００〜４０／６０の範囲であれば特に問題はない。なお、シス体とトランス体の比率は、ガスクロマトグラフィー分析のピーク面積比を意味する。
異性化原料のオクタヒドロイソインドールとしては、例えば、特開平６−２９８７２７号公報等に記載の従来公知の製造方法により容易に得ることができる。或いは、シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド及び／又はシス−ヘキサヒドロフタルイミドを第１発明や第２発明の方法で水素還元した後に、所望のシス−オクタヒドロイソインドールを回収した残りのトランス体リッチのシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドールを、異性化原料に用いることもできる。
金属触媒
本反応に使用する金属触媒としては、銅、亜鉛、ニッケル、銅−亜鉛、銅−クロム、亜鉛−クロム、銅−亜鉛−クロム及びこれらの酸化物から選ばれる１種又は２種以上の触媒並びにこれらにモリブデン、タングステン、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、ケイ素及びこれらの酸化物から選ばれる１種又は２種以上を添加した変性触媒が例示される。
具体的には、銅−亜鉛酸化物、銅−亜鉛−クロム酸化物、銅−亜鉛−クロム−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−クロム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物、銅−クロム酸化物、銅−クロム−マグネシウム酸化物、銅−クロム−バリウム酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物、銅−クロム−マンガン−バリウム酸化物、銅−クロム−バリウム−マグネシウム酸化物、亜鉛−クロム酸化物等が好適に用いられる。
上記触媒を構成する各金属酸化物の含有比率は特に限定されないが、例えば、銅−クロム酸化物系の場合、ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３／Ｍｎ２Ｏ３／ＢａＯ＝３５〜６５／３５〜６５／０〜２０／０〜２０（重量比）、特に、４０〜６０／４０〜６０／０〜１０／０〜１０が好ましく、銅−亜鉛酸化物系触媒の場合、ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＢａＯ／ＳｉＯ２＝３５〜６５／３５〜６５／０〜２０／０〜１５／０〜１５（重量比）特に、４０〜６０／４０〜６０／０〜１５／０〜１０／０〜１０が好ましい。
触媒の形態は、無担持でも担体に担持したものでもよいが、無担持で用いると活性が高くなるため好ましい。担体に担持する場合、担体としては一般的に用いられている活性炭、ケイソウ土、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ゼオライト等が挙げられ、特に限定されない。
これらの触媒の形態は、特に限定されず、選択される形態に応じて粉末状、タブレット状等適宜選択して使用される。具体的には、回分或は連続の懸濁反応には粉末触媒が、又、固定床反応にはタブレット触媒等が用いられる。
粉末触媒の粒径は特に制限がないが、反応性及び反応後の濾過性の観点から平均粒径が１〜１００μｍが好ましく、特に３〜５０μｍが好ましい。
担持触媒の場合、その調製方法は特に限定されないが、含浸法、共沈法等の従来公知の方法を用いることができるほか、市販されているものをそのまま使用することもできる。これらの金属触媒は、そのまま使用することもできるが、使用する前に還元処理等の適当な活性化処理をした後で反応に供することもできる。
溶媒
本反応では、無溶媒で反応を行っても、有機溶媒中で反応を行ってもよい。使用できる有機溶媒としては、使用する金属触媒にもよるが、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、脂肪族炭化水素、エーテル系溶媒等を用いることができる。
具体的には、芳香族炭化水素として、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ブチルベンゼン、クメン、トリメチルベンゼン、アルキル（炭素数６〜１４）ベンゼン、テトラヒドロナフタレン、エクソン化学社製の商品名ソルベッソ＃１５０、同ソルベッソ＃２００などが例示される。
脂環式炭化水素として、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、新日本理化株式会社製の商品名リカソルブ８００、同リカソルブ９００などが例示される。
脂肪族炭化水素として、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、ノナンなどが例示される。
エーテル系溶媒として、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、アニソールなどが例示される。
これらのうち、キシレン、エチルベンゼン、クメン、トリメチルベンゼン、テトラヒドロナフタレン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテルが好ましい。
立体異性化反応
本発明の異性化反応に用いる水素ガスは、必ずしも高純度である必要はなく、異性化反応に影響を与えない窒素やメタン等が含まれていてもよい。
触媒の適用量は、通常、異性化原料のオクタヒドロイソインドールに対し、０．０５〜５０重量％、好ましくは、０．１〜３０重量％程度、より好ましくは０．５〜２０重量％の範囲が反応速度と経済性の点から推奨される。
反応温度は、用いる触媒の種類や量により適宜選択されるが、１５０〜３５０℃、好ましくは２００〜３００℃程度である。１５０℃未満の温度では十分な異性化速度が得られず、３５０℃を越える温度では副反応や分解反応の原因となり、収率が低下する傾向が見られ、経済的に不利である。
反応圧力は、水素分圧で０．００１〜３０ＭＰａ、好ましくは０．５〜２０ＭＰａ程度である。０．００１ＭＰａ未満の水素分圧では工業的に十分な異性化速度が得られず、３０ＭＰａを越える水素分圧を用いても顕著な有意性は認められず、経済的に不利である。
有機溶媒の使用量としては、特に限定されるものではないが、使用量が多いと生産性が悪くなる。通常、異性化原料のオクタヒドロイソインドール１００重量部に対して、０〜１０００重量部、好ましくは０〜５００重量部の範囲が推奨される。
反応時間は、触媒量及びその他の条件によって適宜選択することができるが、通常０．５〜３０時間、好ましくは１〜１５時間である。
本発明の異性化方法としては、特に限定されることはないが、上記金属触媒を反応溶液中に分散させて行う液相懸濁床による方法、金属触媒を反応器中に固定させ、これに反応溶液を作用させる固定床流通反応による方法などが採用される。例えば、懸濁床の場合、耐圧容器に金属触媒、異性化原料及び必要に応じて溶媒を仕込み、空間を水素で置換した後、所定の温度で所定時間攪拌する方法が挙げられる。
上記異性化反応を実施することにより、異性化原料のオクタヒドロイソインドール中のトランス体をシス体に異性化することができることからシス−オクタヒドロイソインドール含量の高い異性化反応生成物を得ることができる。本発明の異性化反応により、シス体／トランス体の比は、通常６８／３２〜８２／１８程度にすることができる。
こうして得られた異性化反応生成物は、触媒を濾過した後、蒸留、溶媒抽出、再結晶、吸着剤処理等の従来公知の精製方法を用いることにより、より高純度のシス−オクタヒドロイソインドールが得られる。
具体的には、オクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体の混合物は、通常精密蒸留を行うことにより、所望のシス体の留分とトランス体を主成分とする該シス体／トランス体混合物の留分とに分離される。
精密蒸留に用いる多段蒸留塔としては、その理論段数が２０〜２００段、好ましくは５０〜１５０段の蒸留塔が推奨される。蒸留塔は通常用いられる方式であればよく、例えば棚段方式、充填物方式等が挙げられる。精密蒸留の精留条件は、蒸留するオクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体の比、粗物中の不純物含有量等により適宜選択することができ、例えば、蒸留装置のボトム温度が３０〜３００℃、蒸留装置の塔頂圧力が常圧〜０．１ｋＰａ、還流比が１〜５０で行うことができる。
この精密蒸留を用いることにより、所望のシス−オクタヒドロイソインドールを、収率２０〜８０％程度、好ましくは３０〜８２％程度、純度９９％以上、好ましくは９９．５％以上、より好ましくは９９．７％以上の高純度で得ることができる。なお、純度はガスクロマトグラフィー分析のピーク面積比による。
精密蒸留で分離されたトランス体を主成分とする該シス体／トランス体混合物の留分は、再度上記第３発明の異性化反応に供したり、或いは後述する第４発明の異性化反応工程の原料として用いることができる。
ＩＶ．第４発明
第４発明では、テトラヒドロフタルイミド及び／又はヘキサヒドロフタルイミドを水素還元して所望のシス−オクタヒドロイソインドールを回収し、副生するトランス−オクタヒドロイソインドールを異性化反応に供してシス体／トランス体混合物に変換し、さらに所望のシス体を分離精製して、トランス体をリサイクルして、所望のシス体を高純度かつ高収率で製造する方法を提供する。
具体的には、第４発明の高純度シス−オクタヒドロイソインドールの製造方法は、下記の（１）〜（４）の工程からなる。
（１）一般式（ＩＶ−１）又は一般式（ＩＶ−２）
2004048327.tif 000038
［式中、一般式（ＩＶ−２）における式：−ＣＯＮＨＣＯ−で示される基はシクロヘキセン環上の隣接する２個の炭素原子上に存在する。］
で表されるイミド類を、
（ａ）還元反応条件下で不活性な水溶性有機溶媒中、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧１〜３０ＭＰａの条件で水素還元反応に供して、又は
（ｂ）有機溶媒中、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧１〜３０ＭＰａの条件で、且つ生成水及び生成するオクタヒドロイソインドールを連続的に又は間欠的に抜き出しながら行う水素還元反応に供して
シス−オクタヒドロイソインドール及びトランス−オクタヒドロイソインドールの混合物（以下、「シス体／トランス体混合物」と呼ぶ）を製造する第１工程、
（２）第１工程で得られるシス体／トランス体混合物から所望の高純度シス体を回収し、トランス体又はトランス体が主成分であるトランス体／シス体混合物を分離する第２工程、
（３）第２工程で分離されたトランス体又はトランス体が主成分であるトランス体／シス体混合物を、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧０．００１〜３０ＭＰａの条件で立体異性化反応に供して、シス体含量が増大したシス体／トランス体混合物を得る第３工程、及び
（４）第３工程で得られるシス体含量が増大したシス体／トランス体混合物から所望の高純度シス体を回収し、トランス体又はトランス体が主成分であるトランス体／シス体混合物を分離する第４工程。
以下、上記の第１工程から第４工程について詳細に説明する。
（１）第１工程
第１工程は、一般式（ＩＶ−１）で表されるヘキサヒドロフタルイミド及び／又は一般式（ＩＶ−２）で表されるテトラヒドロフタルイミドを、上述の工程（ａ）、又は工程（ｂ）を用いて水素還元することにより、シス−オクタヒドロイソインドール及びトランス−オクタヒドロイソインドールの混合物（シス体／トランス体混合物）を製造する。
原料
原料となる上記一般式（ＩＶ−１）で表されるヘキサヒドロフタルイミド及び一般式（ＩＶ−２）で表されるテトラヒドロフタルイミドは、いずれも公知の方法により製造される。ヘキサヒドロフタルイミドは、シス体、トランス体、或いは両者の混合物であってもよいが、シス−オクタヒドロイソインドールを優位に取得する観点から、シス体が好ましく選択される。また、テトラヒドロフタルイミドも、二重結合の位置異性体や立体構造異性体のいずれをも採用することができるが、シス−オクタヒドロイソインドールを優位に取得する観点から、シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミドが好ましく選択される。
好ましい原料であるシス−ヘキサヒドロフタルイミド及びシス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミドの製造方法としては、次のような方法が例示される。
2004048327.tif 000039
まず、ブタジエンと無水マレイン酸を、常法のディールズ−アルダー反応に供して化合物（Ｖ−１）を得る。これを常法により還元（例えば、Ｈ２−Ｐｄ／Ｃ）することにより、化合物（Ｖ−２）を得る。続いて、化合物（Ｖ−１）又は化合物（Ｖ−２）にアンモニア等を作用させて酸無水物をイミド化し、それぞれシス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド（ＩＶ−２ａ）ｃｉｓ又はシス−ヘキサヒドロフタルイミド（ＩＶ−１）ｃｉｓを得る。なお、化合物（ＩＶ−１）ｃｉｓは、化合物（ＩＶ−２ａ）ｃｉｓを常法により還元（例えば、Ｈ２−Ｐｄ／Ｃ）して得ることもできる。かくして得られるシス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド（ＩＶ−２ａ）ｃｉｓ及び／又はシス−ヘキサヒドロフタルイミド（ＩＶ−１）ｃｉｓは、本発明の原料として用いられる。
＜工程（ａ）＞
工程（ａ）は前述の第１発明と同様にして実施することができる。具体的には以下の通りである。
金属触媒
本反応に使用する金属触媒としては、銅、亜鉛、ニッケル、銅−亜鉛、銅−クロム、亜鉛−クロム、銅−亜鉛−クロム及びこれらの酸化物から選ばれた少なくとも１種の金属触媒、並びにこれらにモリブデン、タングステン、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、ケイ素及びこれらの酸化物等を添加した変性触媒が例示される。又、上記触媒の混合物も使用できる。
好ましい触媒として、具体的には、銅−亜鉛酸化物、銅−亜鉛−クロム酸化物、銅−亜鉛−クロム−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−クロム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物、銅−クロム酸化物、銅−クロム−マグネシウム酸化物、銅−クロム−バリウム酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物、銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物、亜鉛−クロム酸化物等が例示される。
上記触媒を構成する各金属酸化物の含有比率は特に限定されないが、例えば、銅−クロム酸化物系の場合、ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３／Ｍｎ２Ｏ３／ＢａＯ＝３５〜６５／３５〜６５／０〜２０／０〜２０（重量比）、特に、４０〜６０／４０〜６０／０〜１０／０〜１０が好ましく、銅−亜鉛酸化物系触媒の場合、ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＢａＯ／ＳｉＯ２＝３５〜６５／３５〜６５／０〜２０／０〜１５／０〜１５（重量比）特に、４０〜６０／４０〜６０／０〜１５／０〜１０／０〜１０が好ましい。
更に、上記金属及び金属酸化物以外に、ケイソウ土、白土、グラファイト等の形成助剤を添加した触媒や上記の金属酸化物をアルミナやシリカ等の担体に担持させた触媒等が利用できる。
これらの触媒の形態は、特に限定されず、選択される形態に応じて粉末状、タブレット状等適宜選択して使用される。具体的には、回分或は連続の懸濁反応には粉末触媒が、又、固定床反応にはタブレット触媒等が用いられる。
粉末触媒の粒径は特に制限がないが、反応性及び反応後の濾過性の観点から平均粒径が１〜１００μｍが好ましく、特に３〜５０μｍが好ましい。
これらの担持触媒の製造方法は、特に限定されることはなく、例えば、含浸法、共沈法等の従来公知の方法により容易に製造できる。これら触媒は、市販されているものでもよく、特に限定されるものではない。これら触媒は、そのまま用いることもできるが、使用する前に還元処理等の適当な活性化処理をした後で反応に供することが好ましい。
有機溶媒
本発明で用いられる有機溶媒は、還元反応条件下で不活性な水溶性有機溶媒である。ここで水溶性有機溶媒とは、該有機溶媒と水とを混合した場合に有機相と水相とからなる二相系を形成しない有機溶媒（即ち、水と相溶性を有する有機溶媒）であれば特に制限は無いが、水への溶解度（２０℃で水１００ｇ中に溶解する有機溶媒の重量）が２０ｇ以上である有機溶媒であれば良く、好ましくは５０ｇ以上、特に１００ｇ以上である有機溶媒が好ましい。
また、上記水溶性溶媒の中でも、本発明に有効に使用できる水溶性有機溶媒としては、その溶解度パラメーターが８〜１１．５（好ましくは、８．５〜１１．０）の範囲の有機溶媒が好ましい。
ここで、溶解度パラメーター（δ）とは、例えば、Ｊ．Ｈ．Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ，Ｒ．Ｌ．Ｓｃｏｔｔ；“Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｎｏｎ−ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ”Ｃｈａｐ．２０，Ｒｅｉｎ  ｈｏｌｄ（１９５０）に記載されているように、下記の式に従って求めることができる。
δ＝（Ｅ／Ｖ）０．５
［但し、Ｅはモル蒸発熱（ｃａｌ）を、Ｖは分子容（ｃｃ）を表す］
また、本発明の方法においては、Ｈ．Ｂｕｒｒｅｌｌ；Ｏｆｆ．Ｄｉｇ．，２９，１０６９（１９５７）に記載されている溶媒の溶解度パラメーターδを用いて算出した。
かかる水溶性有機溶媒を用いることにより、反応中に生成する水との相溶性が良好となり、水と触媒との接触が減るため触媒失活を抑制することができる。溶解度パラメーターが８未満の有機溶媒では、原料イミド類及び生成する環状アミン類と相溶性が低くなる為反応率が低下し、さらに水との相溶性が低くなるため金属触媒が副生する水の影響を受け易くなる傾向が見られ、一方、溶解度パラメーターが１１．５を越える有機溶媒で上記還元条件下において不活性なものは容易に入手することは困難である。
上記水溶性有機溶媒のうち、ヒドロキシル基、エステル基、アミド基、イミド基、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基等の官能基や不飽和結合を有しない還元反応条件下で不活性な水溶性有機溶媒が用いられる。
例えば、ヒドロキシル基を有する水溶性有機溶媒は、前記還元反応条件下において、生成物の環状アミン類と反応し、３級アミンが生成する。また、その他のエステル基、アミド基、イミド基、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基等の官能基や不飽和結合を有する水溶性有機溶媒を用いた場合は、該有機溶媒自身が還元されたり、又は該有機溶媒に生成水が付加したりする。このため、上記官能基を有する有機溶媒を用いることは好ましくない。
本発明で用いられる溶解度パラメーターが８〜１１．５の範囲の水溶性有機溶媒としては、エーテル系溶媒、特に鎖状エーテル系溶媒や環状エーテル系溶媒が挙げられる。鎖状エーテル系溶媒としては、エーテル結合（−Ｏ−）を少なくとも２個以上（好ましくは２〜５個）有する鎖状エーテル系溶媒が好ましい。特に、一般式
ＲａＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ−Ｒｂ
［式中、Ｒａ及びＲｂは同一又は異なって、Ｃ１−Ｃ３アルキル基であり、ｍは１〜４の整数を表す。］
で表される溶媒が好ましい。特に、Ｒａ及びＲｂがメチルであり、ｍが３である溶媒、即ちトリエチレングリコールジメチルエーテルが好ましい。
また、環状エーテル系溶媒としては、エーテル結合（−Ｏ−）を少なくとも１個以上（好ましくは１又は２個）有するＣ４−Ｃ５の環状エーテル系溶媒が好ましい。
上記エーテル系溶媒として、より具体的には、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル等が例示される。これらの溶媒は、一種又は二種以上混合して用いることができる。
その中でも特に、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルが推奨される。
さらに、上記以外の溶解度パラメーターが８〜１１．５の範囲であり本発明の製法に悪影響を与えない水溶性有機溶媒としては、ピリジン、ピペリジン、モルフォリン等の含窒素化合物が例示される。これらは、単独で又は２種以上の混合物として用いることができ、また前記エーテル系溶媒と混合して用いることもできる。
なお、本発明で用いられる溶媒は、本発明の効果に悪影響を及ぼさない範囲で、上記の溶解度パラメーターが８〜１１．５の範囲の水溶性有機溶媒に他の非水溶性有機溶媒（例えば、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、脂肪族炭化水素など）を加えた混合溶媒を用いても良い。通常、用いる溶媒中、溶解度パラメーターが８〜１１．５の範囲の水溶性有機溶媒が２０〜１００体積％程度、好ましくは５０〜１００体積％程度であればよい。
還元反応
本反応に用いる水素ガスは、必ずしも高純度である必要はなく、還元反応に影響を与えない窒素やメタン等が含まれていても良い。
触媒の適用量は、通常、イミド類に対し、０．１〜１００重量％、好ましくは０．５〜８０重量％程度、より好ましくは１．０〜５０重量％程度の範囲で選択される。
反応温度は、１５０〜３５０℃、好ましくは２００〜３００℃程度である。１５０℃未満の温度では十分な還元速度が得られず、３５０℃を越える温度では副反応や分解反応の原因となり、収率が低下する傾向が見られ、経済的に不利である。
反応圧力は、水素分圧で１〜３０ＭＰａ、好ましくは３〜２５ＭＰａ程度である。１ＭＰａ未満の水素分圧では工業的に十分な還元速度が得られず、３０ＭＰａを越える水素分圧を用いても顕著な有意性は認められず、経済的に不利である。
溶媒の使用量としては、生成水が溶媒に相溶する量であれば特に限定されないが、通常、イミド類１００重量部に対して、５０〜５０００重量部、好ましくは１００〜３０００重量部、更に好ましくは２００〜２０００重量部の範囲が推奨される。
反応時間は、イミド類の種類、触媒量及びその他の条件によって適宜選択することができるが、通常２〜２０時間、好ましくは４〜１５時間である。
尚、本反応は、回分方式、連続方式を問わず可能である。
かくして、一般式（ＩＶ−１）で表されるヘキサヒドロフタルイミド及び一般式（ＩＶ−２）で表されるテトラヒドロフタルイミドは、下記に示す様に、シス−オクタヒドロイソインドール（ＩＶ−３）ｃｉｓ及びトランス−オクタヒドロイソインドール（ＩＶ−３）ｔｒａｎｓに変換される。そのシス体及びトランス体の比（シス体／トランス体比）は、６８／３２〜８２／１８程度の混合物となる。
2004048327.tif 000040
＜工程（ｂ）＞
工程（ｂ）は前述の第２発明と同様にして実施することができる。具体的には以下の通りである。
金属触媒
本反応に使用する金属触媒としては、銅、亜鉛、ニッケル、銅−亜鉛、銅−クロム、亜鉛−クロム、銅−亜鉛−クロム及びこれらの酸化物から選ばれた少なくとも１種の金属触媒、並びにこれらにモリブデン、タングステン、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、ケイ素及びこれらの酸化物等を添加した変性触媒が例示される。又、上記触媒の混合物も使用できる。
好ましい触媒として、具体的には、銅−亜鉛酸化物、銅−亜鉛−クロム酸化物、銅−亜鉛−クロム−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−クロム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物、銅−クロム酸化物、銅−クロム−マグネシウム酸化物、銅−クロム−バリウム酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物、銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物、亜鉛−クロム酸化物等が例示される。
上記触媒を構成する各金属酸化物の含有比率は特に限定されないが、例えば、銅−クロム酸化物系の場合、ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３／Ｍｎ２Ｏ３／ＢａＯ＝３５〜６５／３５〜６５／０〜２０／０〜２０（重量比）、特に、４０〜６０／４０〜６０／０〜１０／０〜１０が好ましく、銅−亜鉛酸化物系触媒の場合、ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＢａＯ／ＳｉＯ２＝３５〜６５／３５〜６５／０〜２０／０〜１５／０〜１５（重量比）特に、４０〜６０／４０〜６０／０〜１５／０〜１０／０〜１０が好ましい。
更に、上記金属及び金属酸化物以外に、ケイソウ土、白土、グラファイト等の形成助剤を添加した触媒や上記の金属酸化物をアルミナやシリカ等の担体に担持させた触媒等が利用できる。
これらの触媒の形態は、特に限定されず、選択される形態に応じて粉末状、タブレット状等適宜選択して使用される。具体的には、回分或は連続の懸濁反応には粉末触媒が、又、固定床反応にはタブレット触媒等が用いられる。
粉末触媒の粒径は特に制限がないが、反応性及び反応後の濾過性の観点から平均粒径が１〜１００μｍが好ましく、特に３〜５０μｍが好ましい。
これらの担持触媒の製造方法は、特に限定されることはなく、例えば、含浸法、共沈法等の従来公知の方法により容易に製造できる。これら触媒は、市販されているものでもよく、特に限定されるものではない。これら触媒は、そのまま用いることもできるが、使用する前に還元処理等の適当な活性化処理をした後で反応に供することが好ましい。
有機溶媒
本発明において用いられる有機溶媒としては、当該還元反応に不活性なもので、夫々単独で又は２種以上を適宜組み合わせて使用される。
推奨される有機溶媒としては、炭素数６〜２０の芳香族炭化水素、炭素数６〜２０の脂環式炭化水素、炭素数６〜２０の脂肪族炭化水素、エーテル系溶媒等が例示される。
より具体的には、芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ブチルベンゼン、クメン、トリメチルベンゼン、アルキル（炭素数６〜１４）ベンゼン、テトラヒドロナフタレン、エクソン社製の商品名ソルベッソ＃１５０、同ソルベッソ＃２００などが例示される。
脂環式炭化水素としては、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、新日本理化社製の商品名リカソルブ８００、同リカソルブ９００などが例示される。
脂肪族炭化水素としては、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、ノナンなどが例示される。
エーテル系溶媒としては、鎖状エーテル系溶媒や環状エーテル系溶媒が挙げられる。鎖状エーテル系溶媒としては、エーテル結合（−Ｏ−）を少なくとも２個以上（好ましくは２〜５個）有する鎖状エーテル系溶媒が好ましい。また、環状エーテル系溶媒としては、エーテル結合（−Ｏ−）を少なくとも１個以上（好ましくは１又は２個）有するＣ４−Ｃ５の環状エーテル系溶媒が好ましい。
上記エーテル系溶媒として、より具体的には、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、アニソールなどが例示される。
これらのうち、特にキシレン、エチルベンゼン、クメン、トリメチルベンゼン、テトラヒドロナフタレン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル等が好ましい。
本発明に有効に使用できる有機溶媒としては、また、上記工程（ａ）で用いられる水溶性有機溶媒をも好適に用いることができる。該水溶性有機溶媒として、原料イミド類及び生成するオクタヒドロイソインドールと相溶性を有し、且つその溶解度パラメーターが８〜１１．５（好ましくは、８．５〜１１．０）の範囲の有機溶媒が好ましい。溶解度パラメーターが８〜１１．５の具体的な水溶性有機溶媒は、上記工程（ａ）で用いられるものが例示される。
本発明に有効に使用できる有機溶媒としては、ヒドロキシル基、エステル基、アミド基、イミド基、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基等の官能基や不飽和結合を有しない、還元反応条件下で不活性な有機溶媒が用いられる。
例えば、ヒドロキシル基を有する有機溶媒は、前記還元反応条件下において、環状アミン類と反応し、対応する３級アミンが生成する。また、その他のエステル基、アミド基、イミド基、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基等の官能基や不飽和結合を有する有機溶媒を用いた場合は、該有機溶媒自身が還元されたり、又は該有機溶媒に生成水が付加したりする。このため、上記官能基を有する有機溶媒を用いることは好ましくない。
還元反応
本反応に用いる水素ガスは、必ずしも高純度である必要はなく、還元反応に影響を与えない窒素やメタン等が含まれていても良い。
触媒の使用量は、特に限定されないが、触媒量が少ないと反応に長時間を要することになるため、通常は原料イミドを基準として０．１〜１００重量％、特に０．５〜８０重量％、より好ましくは１．０〜５０重量％程度の範囲である。
反応温度は、１５０〜３５０℃、好ましくは２００〜３００℃の範囲である。１５０℃未満の温度では実用的な還元速度が得られにくく、３５０℃を越える温度では副反応や分解反応の原因となり、収率が低下する傾向が見られ、経済的に不利である。
反応圧力は、水素分圧で１〜３０ＭＰａ、好ましくは３〜２５ＭＰａの範囲である。１ＭＰａ未満の水素分圧では実用的な還元速度が得られにくく、３０ＭＰａを越える水素分圧を用いても顕著な有意性は認められず、経済的に不利である。
有機溶媒の使用量としては、特に限定されるものではないが、使用量が多いと原料濃度の低下により生産性効率が悪化し、また少なすぎると反応がスムーズに進行しにくくなるため、通常、原料イミド類１００重量部に対して、５０〜５０００重量部、好ましくは１００〜３０００重量部、更に好ましくは２００〜２０００重量部の範囲が推奨される。
本発明のオクタヒドロイソインドールの製造方法では、反応系から水素ガスと共に生成水及び還元生成物のオクタヒドロイソインドールを、連続的又は間欠的に系外に抜き出すことを特徴とする。有機溶媒の種類及び／又は反応条件によっては、生成水及び還元生成物のオクタヒドロイソインドールを水素ガスと共に系外に抜き出す際に、有機溶媒の抜き出される量も顕著になる。かかる場合には、抜き出される有機溶媒の量に応じて適宜反応系に新しい有機溶媒を追加することが好ましい。
反応系内の生成水及び生成するオクタヒドロイソインドールを水素ガスと共に反応系外に抜き出す方法としては、（１）水素ガスを気相部に導入し、気相部に存在する生成水及びオクタヒドロイソインドールを水素ガスと共に系外に抜き出す方法や、（２）水素ガスを液相部に導入してバブリングさせ、液相部及び気相部に存在する生成水及びオクタヒドロイソインドールを水素ガスと共に系外に抜き出す方法が推奨される。このように、水素ガスの供給場所は、反応系内の気相部でも液相部でもよいが、液相部に通気する方が生成水及びオクタヒドロイソインドールの抜き出し効率を高める上で好ましい。なお、上記の方法を採用した場合でも、原料のイミド類が反応系外に抜き出されることのないように、反応系外に抜き出される水素量を適宜調整する。
反応系外に抜き出される水素量（抜き出される水素含有混合ガス中の水素ガスの量）は、連続的に抜き出す場合、当該反応の温度、圧力でのガス空間移動速度（ｈｒ−１）（以下、「ＧＨＳＶ」という。）として、０．１〜３００ｈｒ−１、好ましくは０．５〜２００ｈｒ−１、より好ましくは１〜１００ｈｒ−１である。かかる水素量は、反応器及び反応条件によって異なり、運転時に適宣選択される。なお、水素の抜き出し量が少なすぎると生成水と触媒の接触の機会が多くなり、触媒の失活等の悪影響を与えるため好ましくない。
水素含有混合ガスの系外への抜き出しは、上記のように連続的に行うことが好ましいが、間欠的に行ってもよい。水素含有混合ガスの抜き出し量が少ない場合、生成水及びオクタヒドロイソインドールの抜き出し効率が低下する。従って、間欠的に行う場合であっても水素含有混合ガスの抜き出し量を適宜多くして生成水及びオクタヒドロイソインドールの抜き出しを促進することが好ましい。
抜き出された水素含有混合ガスの処理方法としては、そのまま大気中に放出して廃棄する方法もあるが、該水素含有混合ガスから生成水、生成するオクタヒドロイソインドール及び有機溶媒を除いた後の未反応水素ガスの全部又は一部を循環器を用いて反応系内に循環させて再使用する方法が好ましい。抜き出された水素含有混合ガス中から生成水、オクタヒドロイソインドール及び有機溶媒を除去する方法は、均圧コンデンサー等を用いて冷却、凝縮させ気液分離する等の公知の方法を採用すればよい。分離された水素ガスは、水素循環器を用いて再使用することが望ましい。多量の水素ガスを廃棄することは経済的でなく、危険を伴うためである。
水素ガスを循環する場合には、循環させる水素ガスに生成水が含まれていると触媒に悪影響を与えたり、不活性ガスが蓄積すると反応系内の水素分圧の顕著な低下がみられる場合がある。このような場合、系内のガスの全部又はその一部を新しい水素ガスと置換すればよい。置換は間欠的に行ってもよいが、連続的に少量ずつ水素ガスを系に導入し、放出して行うこともできる。
反応系内から生成水及び還元生成物のオクタヒドロイソインドールを系外に抜き出す方法の具体例を以下に挙げる。例えば、電磁式攪拌機、調圧弁、水素循環機、均圧コンデンサー、気液分離器、反応器底部に設置した水素ガス導入管、有機溶媒仕込みポンプ等を備えたオートクレーブに、イミド類、溶媒、金属触媒を仕込み、水素分圧１〜３０ＭＰａ程度、水素ガス空間移動速度（ＧＨＳＶ）０．１〜３００ｈｒ−１、反応温度１５０〜３５０℃で２〜２０時間還元反応を行う。反応器より水素と共に抜き出される生成水、溶媒及びオクタヒドロイソインドールは、均圧コンデンサーにより冷却、凝縮され、気液分離器に収容される。分離された水素ガスは、水素循環機により反応器底部から再導入される。反応消費分の水素ガスは補充される。抜き出される溶媒量相当分は、有機溶媒仕込みポンプより適宜反応器に供給される。反応終了後、得られた反応粗物を精製してオクタヒドロイソインドールを得る。
反応時間は、触媒量及びその他の条件によって適宜選択することができるが、通常２〜２０時間、好ましくは４〜１５時間である。
尚、反応設備としては、必要とされる水素圧に耐えるものであれば制限はなく、また還元反応の反応形式は回分方式に限定されるものではなく、原料の溶媒希釈溶液を連続的に供給して反応させる連続方式も採用できる。
上記の還元処理で得られるオクタヒドロイソインドールは、通常、蒸留、溶媒抽出、再結晶、吸着剤処理等により精製される。
このように、生成水及びオクタヒドロイソインドールを連続的に又は間欠的に系外に抜き出しながら水素還元反応を行うことにより、１）触媒活性が低下しない、２）反応装置の内部表面が溶出金属イオンによりメッキされない、３）金属触媒の形状が変化しない、４）シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド及び／又はシス−ヘキサヒドロフタルイミドの還元において、生成水及び生成する環状アミン類を系外に抜き出さずに水素還元反応を行う従来の密閉系での方法と比べて、還元生成物であるオクタヒドロイソインドールの環縮合位の立体保持性（シス体／トランス体比）が格段に向上する。
かくして、一般式（ＩＶ−１）で表されるヘキサヒドロフタルイミド及び一般式（ＩＶ−２）で表されるテトラヒドロフタルイミドは、シス−オクタヒドロイソインドール（ＩＶ−３）ｃｉｓ及びトランス−オクタヒドロイソインドール（ＩＶ−３）ｔｒａｎｓに変換される。そのシス体及びトランス体の比（シス体／トランス体比）が９０／１０以上、好ましくは９２／８以上、より好ましくは９５／５以上の混合物となる。
（２）第２工程
第１工程で得られるオクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体混合物から、所望の高純度のシス体を回収し、トランス体又はトランス体が主成分であるトランス体／シス体混合物を分離する。
該混合物から、通常、蒸留、再結晶（有機酸塩にした後に再結晶する等）、吸着剤処理等によりシス体が精製され、回収される。高純度のシス体を得る観点から、蒸留（特に精密蒸留）を採用することが推奨される。
具体的な精密蒸留の操作を以下に示す。精密蒸留に用いる多段蒸留塔としては、その理論段数が２０〜２００段、好ましくは５０〜１５０段の蒸留塔が推奨される。蒸留塔は通常用いられる方式であればよく、例えば棚段方式、充填物方式等が挙げられる。精密蒸留の精留条件は、蒸留するオクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体の比、粗物中の不純物含有量等により適宜選択することができ、例えば、蒸留装置のボトム温度が３０〜３００℃、蒸留装置の塔頂圧力が常圧〜０．１ｋＰａ、還流比が１〜５０で行うことができる。
上記の操作により、所望の高純度シス体の留分とトランス体又はトランス体を主成分とするトランス体／シス体混合物の留分に分離される。この精密蒸留を用いることにより、所望のシス−オクタヒドロイソインドールを、９９％以上、好ましくは９９．５％以上、より好ましくは９９．７％以上の高い純度で得ることができる。なお、純度はガスクロマトグラフィー分析のピーク面積比による。
（３）第３工程
第２工程で分離されたトランス体又はトランス体が主成分であるトランス体／シス体混合物を、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧０．００１〜３０ＭＰａの条件で立体異性化反応に供して、シス体含量が増大したシス体／トランス体混合物を得る。
本工程における原料であるトランス体又はトランス体が主成分であるトランス体／シス体混合物とは、トランス−オクタヒドロイソインドールは１００％純度のものであってもよく、又はシス−オクタヒドロイソインドールを含むものであってもよいという意味である。シス体とトランス体の比率（シス／トランス比率）が、０／１００〜６０／４０、好ましくは０／１００〜４０／６０の範囲にある混合物であれば特に問題はない。なお、シス体とトランス体の比率は、ガスクロマトグラフィー分析のピーク面積比を意味する。
金属触媒
本反応に使用する金属触媒としては、銅、亜鉛、ニッケル、銅−亜鉛、銅−クロム、亜鉛−クロム、銅−亜鉛−クロム及びこれらの酸化物から選ばれる１種又は２種以上の触媒並びにこれらにモリブデン、タングステン、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、ケイ素及びこれらの酸化物から選ばれる１種又は２種以上を添加した変性触媒が例示される。
具体的には、銅−亜鉛酸化物、銅−亜鉛−クロム酸化物、銅−亜鉛−クロム−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−クロム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−マグネシウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物、銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物、銅−クロム酸化物、銅−クロム−マグネシウム酸化物、銅−クロム−バリウム酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物、銅−クロム−マンガン−バリウム酸化物、銅−クロム−バリウム−マグネシウム酸化物、亜鉛−クロム酸化物等が好適に用いられる。
上記触媒を構成する各金属酸化物の含有比率は特に限定されないが、例えば、銅−クロム酸化物系の場合、ＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３／Ｍｎ２Ｏ３／ＢａＯ＝３５〜６５／３５〜６５／０〜２０／０〜２０（重量比）、特に、４０〜６０／４０〜６０／０〜１０／０〜１０が好ましく、銅−亜鉛酸化物系触媒の場合、ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＢａＯ／ＳｉＯ２＝３５〜６５／３５〜６５／０〜２０／０〜１５／０〜１５（重量比）特に、４０〜６０／４０〜６０／０〜１５／０〜１０／０〜１０が好ましい。
触媒の形態は、無担持でも担体に担持したものでもよいが、無担持で用いると活性が高くなるため好ましい。担体に担持する場合、担体としては一般的に用いられている活性炭、ケイソウ土、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ゼオライト等が挙げられ、特に限定されない。
これらの触媒の形態は、特に限定されず、選択される形態に応じて粉末状、タブレット状等適宜選択して使用される。具体的には、回分或は連続の懸濁反応には粉末触媒が、又、固定床反応にはタブレット触媒等が用いられる。
粉末触媒の粒径は特に制限がないが、反応性及び反応後の濾過性の観点から平均粒径が１〜１００μｍが好ましく、特に３〜５０μｍが好ましい。
担持触媒の場合、その調製方法は特に限定されないが、含浸法、共沈法等の従来公知の方法を用いることができるほか、市販されているものをそのまま使用することもできる。これらの金属触媒は、そのまま使用することもできるが、使用する前に還元処理等の適当な活性化処理をした後で反応に供することもできる。
溶媒
本反応では、無溶媒で反応を行っても、有機溶媒中で反応を行ってもよい。使用できる有機溶媒としては、使用する金属触媒にもよるが、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、脂肪族炭化水素、エーテル系溶媒等を用いることができる。
具体的には、芳香族炭化水素として、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ブチルベンゼン、クメン、トリメチルベンゼン、アルキル（炭素数６〜１４）ベンゼン、テトラヒドロナフタレン、エクソン化学社製の商品名ソルベッソ＃１５０、同ソルベッソ＃２００などが例示される。
脂環式炭化水素として、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、新日本理化株式会社製の商品名リカソルブ８００、同リカソルブ９００などが例示される。
脂肪族炭化水素として、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、ノナンなどが例示される。
エーテル系溶媒として、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、アニソールなどが例示される。
これらのうち、キシレン、エチルベンゼン、クメン、トリメチルベンゼン、テトラヒドロナフタレン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテルが好ましい。
立体異性化反応
本発明の異性化反応に用いる水素ガスは、必ずしも高純度である必要はなく、異性化反応に影響を与えない窒素やメタン等が含まれていてもよい。
触媒の適用量は、通常、異性化原料のオクタヒドロイソインドールに対し、０．０５〜５０重量％、好ましくは、０．１〜３０重量％程度、より好ましくは０．５〜２０重量％の範囲が反応速度と経済性の点から推奨される。
反応温度は、用いる触媒の種類や量により適宜選択されるが、１５０〜３５０℃、好ましくは２００〜３００℃程度である。１５０℃未満の温度では十分な異性化速度が得られず、３５０℃を越える温度では副反応や分解反応の原因となり、収率が低下する傾向が見られ、経済的に不利である。
反応圧力は、水素分圧で０．００１〜３０ＭＰａ、好ましくは０．５〜２０ＭＰａ程度である。０．００１ＭＰａ未満の水素分圧では工業的に十分な異性化速度が得られず、３０ＭＰａを越える水素分圧を用いても顕著な有意性は認められず、経済的に不利である。
有機溶媒の使用量としては、特に限定されるものではないが、使用量が多いと生産性が悪くなる。通常、異性化原料のオクタヒドロイソインドール１００重量部に対して、０〜１０００重量部、好ましくは０〜５００重量部の範囲が推奨される。
反応時間は、触媒量及びその他の条件によって適宜選択することができるが、通常０．５〜３０時間、好ましくは１〜１５時間である。
本発明の異性化方法としては、特に限定されることはないが、上記金属触媒を反応溶液中に分散させて行う液相懸濁床による方法、金属触媒を反応器中に固定させ、これに反応溶液を作用させる固定床流通反応による方法などが採用される。例えば、懸濁床の場合、耐圧容器に金属触媒、異性化原料及び必要に応じて溶媒を仕込み、空間を水素で置換した後、所定の温度で所定時間攪拌する方法が挙げられる。
上記異性化反応を実施することにより、異性化原料のオクタヒドロイソインドール中のトランス体をシス体に異性化することができることからシス−オクタヒドロイソインドール含量の高い異性化反応生成物を得ることができる。本発明の異性化反応により、シス体／トランス体の比は、通常６８／３２〜８２／１８程度にすることができる。
（４）第４工程
第３工程で得られるシス体含量が増大したシス体／トランス体混合物から所望の高純度シス体を回収し、トランス体又はトランス体が主成分であるトランス体／シス体混合物を分離する。
該混合物から、通常、蒸留、再結晶（有機酸塩にした後に再結晶する等）、吸着剤処理等によりシス体が精製され、回収される。高純度のシス体を得る観点から、蒸留（特に精密蒸留）を採用することが推奨される。
具体的な精密蒸留の操作は、第２工程で示した操作に従って行うことができる。これにより、所望の高純度シス体の留分とトランス体を主成分とする該シス体／トランス体混合物の留分とに分離することができる。この精密蒸留を用いることにより、所望のシス−オクタヒドロイソインドールを、９９％以上、好ましくは９９．５％以上、より好ましくは９９．７％以上の高い純度で得ることができる。なお、純度はガスクロマトグラフィー分析のピーク面積比による。
以上のように、第４発明によれば、原料のテトラヒドロフタルイミド及び／又はヘキサヒドロフタルイミドから、高い収率と高い純度のシス−オクタヒドロイソインドールを製造することができる。例えば、第１工程の工程（ａ）、第２工程、第３工程及び第４工程を採用することにより、原料のテトラヒドロフタルイミド及び／又はヘキサヒドロフタルイミドから、収率２５％程度以上、好ましくは３０〜９０％程度で、純度９９％以上、好ましくは９９．５％以上、より好ましくは９９．７％以上の高純度のシス−オクタヒドロイソインドールを製造することができる。また、第１工程の工程（ｂ）、第２工程、第３工程及び第４工程を採用することにより、原料のテトラヒドロフタルイミド及び／又はヘキサヒドロフタルイミドから、収率７５％程度以上、好ましくは８０〜９０％程度で、純度９９％以上、好ましくは９９．５％以上、より好ましくは９９．７％以上の高純度のシス−オクタヒドロイソインドールを製造することができる。
さらに、上記の第２工程及び／又は第４工程で分離されたトランス体又はトランス体が主成分であるシス体／トランス体混合物を、金属触媒存在下、反応温度１５０〜３５０℃、水素分圧０．００１〜３０ＭＰａの条件で立体異性化させて、シス体含量が増大したシス体／トランス体混合物を得る工程と、該シス体／トランス体混合物から所望の高純度シス体を回収しトランス体又はトランス体が主成分であるシス体／トランス体混合物を分離する工程との一連の工程を、１回行うか又は２回以上繰り返すことにより、シス−オクタヒドロイソインドールを高い収率で回収することもできる。ここで用いられる立体異性化反応は、上記の第３工程に従って実施することができ、シス体の分離回収工程は上記第２工程又は第４工程に従って実施することができる。これにより、トランス体を余すところなく所望のシス体に変換し、高純度シス体として高収率で取得することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、実施例を掲げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、オクタヒドロイソインドールの純度及びシス体とトランス体の比（以下、シス／トランス比と言う。）は、ガスクロマトグラフ分析のピーク面積比である。なお、ガスクロマトグラフ分析は、島津製作所製ＧＣ−１４Ｂを用いて以下の条件で行った。
検出器：ＦＩＤ
キャピラリーカラム：Ｊ＆Ｗ  Ｓｃｈｉｅｎｔｉｆｉｃ製ＤＢ−１７０１  長さ３０ｍ、内径０．５３ｍｍ、膜厚１μｍ
キャリアーガス：ヘリウム
Ｉ．第１発明
【実施例Ｉ−１】
電磁式攪拌機を備えた５００ｍｌのオートクレーブに、１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド１０ｇ、テトラヒドロフラン（溶解度パラメータδ：９．５）１００ｇ及び銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物触媒０．３ｇを仕込み、系を水素で置換した後、水素で加圧し、２３０℃、１８ＭＰａで４時間、還元反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別した後、得られた濾液を塩酸酸性にし、水５０ｍｌで３回抽出した。
次いで、抽出した水層を水酸化ナトリウムでアルカリ性にもどし、エーテル５０ｍｌで３回抽出し、得られたエーテル層を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、エーテルを減圧留去し、オクタヒドロイソインドールを収率９１％で得た。
反応後、オートクレーブにメッキされた痕跡は確認されず、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例Ｉ−２】
実施例Ｉ−１と同様の反応器に１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド１０ｇ、トリエチレングリコールジメチルエーテル（溶解度パラメータδ：８．７）１００ｇ及び銅−亜鉛酸化物触媒０．５ｇを仕込み、実施例Ｉ−１と同様にして２５０℃、５ＭＰａで１０時間、還元反応を行った。以下、実施例Ｉ−１と同様に処理してオクタヒドロイソインドールを収率８８％で得た。
反応後、オートクレーブにメッキされた痕跡は確認されず、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例Ｉ−３】
実施例Ｉ−１と同様の反応器にヘキサヒドロフタルイミド１０ｇ、１，４−ジオキサン（溶解度パラメータδ：１０．０）１００ｇ及び銅−クロム酸化物触媒０．３ｇを仕込み、実施例Ｉ−１と同様にして２８０℃、２０ＭＰａで４時間、還元反応を行った。以下、実施例Ｉ−１と同様に処理してオクタヒドロイソインドールを収率９０％で得た。
反応後、オートクレーブにメッキされた痕跡は確認されず、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例Ｉ−４】
実施例Ｉ−１と同様の反応器にフタルイミド１０ｇ、ジエチレングリコールジメチルエーテル（溶解度パラメータδ：９．４）１５０ｇ及び銅−亜鉛酸化物触媒１．５ｇを仕込み、実施例Ｉ−１と同様にして２５０℃、２０ＭＰａで５時間、還元反応を行った。以下、実施例Ｉ−１と同様に処理して３，４−ベンゾピロリジンを収率５２％で得た。
反応後、オートクレーブにメッキされた痕跡は確認されず、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例Ｉ−５】
実施例Ｉ−１と同様の反応器に２−オクチルスクシンイミド１０ｇ、エチレングリコールジメチルエーテル（溶解度パラメータδ：８．４）１００ｇ及び銅−亜鉛酸化物触媒１．０ｇを仕込み、実施例Ｉ−１と同様にして２３０℃、２０ＭＰａで４時間、還元反応を行った。以下、実施例Ｉ−１と同様に処理して３−オクチルピロリジンを収率４３％で得た。
反応後、オートクレーブにメッキされた痕跡は確認されず、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例Ｉ−６】
実施例Ｉ−１と同様の反応器に５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸イミド１０ｇ、トリエチレングリコールジメチルエーテル（溶解度パラメータδ：８．７）１００ｇ及び銅−亜鉛−アルミニウム酸化物触媒１．０ｇを仕込み、実施例Ｉ−１と同様にして２５０℃、１８ＭＰａで４時間、還元反応を行った。以下、実施例Ｉ−１と同様に処理して、対応するピロリジン誘導体を収率７４％で得た。
反応後、オートクレーブにメッキされた痕跡は確認されず、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例Ｉ−７】
実施例Ｉ−１と同様の反応器に３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸ジイミド１０ｇ、テトラヒドロフラン（溶解度パラメータδ：９．５）及び銅−クロム−マンガン酸化物触媒２．０ｇを仕込み、実施例Ｉ−１と同様にして２５０℃、２０ＭＰａで７時間、還元反応を行った。以下、実施例Ｉ−１と同様に処理して対応するジピロリジン誘導体を収率５１％で得た。
反応後、オートクレーブにメッキされた痕跡は確認されず、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例Ｉ−８】
実施例Ｉ−１と同様の反応器に３，３’，４，４’−ジシクロヘキシルエーテルテトラカルボン酸ジイミド１０ｇ、１，４−ジオキサン（溶解度パラメータδ：１０．０）１００ｇ及び銅−亜鉛酸化物触媒１．５ｇを仕込み、実施例Ｉ−１と同様にして２３０℃、２０ＭＰａで５時間、還元反応を行った。以下、実施例Ｉ−１と同様に処理してジピロリジン誘導体を収率４９％で得た。
反応後、オートクレーブにメッキされた痕跡は確認されず、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例Ｉ−９】
電磁式撹拌機を備えた内容積３０Ｌのオートクレーブに、シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド９００ｇ、トリエチレングリコールジメチルエーテル（溶解度パラメータδ：８．７）８０００ｇ及び銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物触媒（触媒組成（ｗｔ％）：ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＢａＯ＝４４／４５／６／５）９０ｇを仕込み、系を水素で置換した後、水素で加圧し、２５０℃、５ＭＰａで８時間、還元反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別し、反応粗物を得た。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡は確認されず、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
反応粗物のガスクロマトグラフィー分析の結果、オクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体の比は７３／２７であった。
この反応粗物を、理論段数１００段の精密蒸留装置を用いて、塔頂圧力２．７ｋＰａ、還流比３０の条件で蒸留し、シス−オクタヒドロイソインドール３８２ｇ（純度９９．８％、収率５１．２％）及びシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドール２７０ｇ（シス体／トランス体＝３５／６５）を得た。
【実施例Ｉ−１０】
実施例Ｉ−９と同様の反応器にシス−ヘキサヒドロフタルイミド９００ｇ、トリエチレングリコールジメチルエーテル（溶解度パラメータδ：８．７）８０００ｇ及び銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物触媒（触媒組成（ｗｔ％）：ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２＝４４／４５／６／５）９０ｇを仕込み、実施例Ｉ−９と同様にして２５０℃、５ＭＰａで８時間、還元は反応を行った。以下、実施例Ｉ−９と同様に処理して、反応粗物を得た。
反応粗物のガスクロマトグラフィー分析の結果、オクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体の比は７２／２８であった。
反応後、オートクレーブにメッキされた痕跡は確認されず、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
反応粗物を実施例Ｉ−９と同様に蒸留し、シス−オクタヒドロイソインドール３７３ｇ（純度９９．８％、収率５０．７％）及びシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドール２７４ｇ（シス体／トランス体＝３４／６６）を得た。
比較例Ｉ−１
実施例Ｉ−１と同様の反応器に１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド１０ｇ、キシレン（溶解度パラメータδ：９．０）１００ｇ及び銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物触媒０．５ｇを仕込み、実施例Ｉ−１と同様にして２３０℃、１８ＭＰａで８時間、還元反応を行った。以下、実施例Ｉ−１と同様に処理してオクタヒドロイソインドールを収率８６％で得た。
反応後、オートクレーブにメッキされた痕跡が認められ、濾別した触媒中に塊状となった触媒が多数認められた。
比較例Ｉ−２
実施例Ｉ−１と同様の反応器に１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド１０ｇ、シクロヘキサン（溶解度パラメータδ：８．２）１００ｇ及び銅−亜鉛酸化物触媒０．５ｇを仕込み、実施例Ｉ−１と同様にして２５０℃、５ＭＰａで２２時間、還元反応を行った。以下、実施例Ｉ−１と同様に処理してオクタヒドロイソインドールを収率８２％で得た。
反応後、オートクレーブにメッキされた痕跡が認められ、濾別した触媒中に塊状となった触媒が多数認められた。
ＩＩ．第２発明
【実施例ＩＩ−１】
電磁式攪拌機、調圧弁、水素循環機、均圧コンデンサー、気液分離器、反応器底部に設置した水素ガス導入管及び有機溶媒仕込みポンプを備えた内容積３０Ｌのオートクレーブに、シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド９００ｇ、キシレン８０００ｇ及び銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物触媒１８ｇを仕込み、水素分圧１８ＭＰａ、ガス空間移動速度（ＧＨＳＶ）９．６ｈｒ−１、反応温度２５０℃で４時間、還元反応を行った。
反応器より抜き出される生成水、キシレン及びオクタヒドロイソインドールは、均圧コンデンサーにより冷却、凝縮させ、気液分離器に収容した。分離された水素ガスは、反応消費分の水素ガスを補充した後、水素循環機により反応器底部から再導入した。また、留出したキシレン量相当分は有機溶媒仕込みポンプより適宜反応器に供給した。
反応終了後、反応粗物を蒸留精製してオクタヒドロイソインドール７００ｇ（収率９３．９％）を得た。得られたオクタヒドロイソインドールはガスクロマトグラフィー分析の結果、シス体／トランス体の比は９５／５であった。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡は確認されず、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例ＩＩ−２】
実施例ＩＩ−１と同様の反応器にヘキサヒドロフタルイミド９００ｇ、トリメチルシクロヘキサン８０００ｇ及び銅−亜鉛酸化物触媒４５ｇを仕込み、水素分圧５ＭＰａ、ＧＨＳＶ３０．４ｈｒ−１、反応温度２８０℃で１０時間、還元反応を実施例ＩＩ−１と同様に行った。以下、実施例ＩＩ−１と同様に処理を行い、オクタヒドロイソインドール６８５ｇ（収率９３．１％）を得た。
得られたオクタヒドロイソインドールはガスクロマトグラフィー分析の結果、シス体／トランス体の比は９３／７であった。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡は確認されず、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例ＩＩ−３】
実施例ＩＩ−１と同様の反応器に２−オクチルスクシンイミド９００ｇ、テトラヒドロナフタレン８０００ｇ及び銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物触媒３６ｇを仕込み、水素分圧２０ＭＰａ、ＧＨＳＶ９．２ｈｒ−１、反応温度２３０℃で５時間、還元反応を実施例ＩＩ−１と同様に行った。以下、実施例ＩＩ−１と同様に処理を行い、３−オクチルピロリジン５６４ｇ（収率７２．３％）を得た。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡は確認されず、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例ＩＩ−４】
実施例ＩＩ−１と同様の反応器にフタルイミド９００ｇ、ジエチレングリコールジメチルエーテル８０００ｇ及び銅−亜鉛酸化物触媒２７ｇを仕込み、水素分圧２０ＭＰａ、ＧＨＳＶ７．２ｈｒ−１、反応温度２５０℃で６時間、還元反応を実施例ＩＩ−１と同様に行った。以下、実施例ＩＩ−１と同様に処理を行い、３，４−ベンゾピロリジン４７４ｇ（収率６５．１％）を得た。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡は確認されず、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例ＩＩ−５】
実施例ＩＩ−１と同様の反応器に３−メチルグルタルイミド９００ｇ、デカヒドロナフタレン８０００ｇ及び銅−クロム酸化物触媒３６ｇを仕込み、水素分圧１８ＭＰａ、ＧＨＳＶ５．６ｈｒ−１、反応温度２８０℃で５時間、還元反応を実施例ＩＩ−１と同様に行った。以下、実施例ＩＩ−１と同様に処理を行い、４−メチルピペリジン３６１ｇ（収率５１．５％）を得た。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡は確認されず、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例ＩＩ−６】
実施例ＩＩ−１と同様の反応器に５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸イミド９００ｇ、トリエチレングリコールジブチルエーテル８０００ｇ及び銅−クロム酸化物触媒１８ｇを仕込み、水素分圧１０ＭＰａ、ＧＨＳＶ１７．２ｈｒ−１、反応温度２５０℃で８時間、還元反応を実施例ＩＩ−１と同様に行った。以下、実施例ＩＩ−１と同様に処理を行い、対応するピロリジン誘導体が５７７ｇ（収率７６．３％）を得た。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡は確認されず、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
【実施例ＩＩ−７】
実施例ＩＩ−１と同様の反応容器にシス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド９００ｇ、トリエチレングリコールジメチルエーテル８０００ｇ及び銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物触媒（触媒組成（ｗｔ％）：ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２＝４４／４５／６／５）４５ｇを仕込み、水素分圧５ＭＰａ、ＧＨＳＶ２８．７ｈｒ−１、反応温度２５０℃で５時間、還元反応を実施例ＩＩ−１と同様に行った。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡は確認されず、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
反応粗物のガスクロマトグラフィー分析の結果、オクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体の比は９４／６であった。
この反応粗物を理論段数１００段の精密蒸留装置を用いて、塔頂圧力２．７ｋＰａ、還流比３０の条件で蒸留し、シス−オクタヒドロイソインドール６００ｇ（純度９９．８％、収率８０．５％）及びシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドール５６ｇ（シス体／トランス体＝３５／６５）を得た。
【実施例ＩＩ−８】
実施例ＩＩ−１と同様の反応器にシス−ヘキサヒドロフタルイミド９００ｇ、トリエチレングリコールジメチルエーテル８０００ｇ及び銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物触媒（触媒組成（ｗｔ％）：ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＢａＯ＝４４／４５／６／５）４５ｇを仕込み、水素分圧５ＭＰａ、ＧＨＳＶ２８．７ｈｒ−１、反応温度２５０℃で５時間、還元反応を実施例ＩＩ−１と同様に行った。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡は確認されず、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
反応粗物のガスクロマトグラフィー分析の結果、オクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体の比は９３／７であった。
この反応粗物を、実施例ＩＩ−１と同様に蒸留し、シス−オクタヒドロイソインドール６００ｇ（純度９９．８％、収率８１．６％）及びシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドール７３ｇ（シス体／トランス体＝３７／６３）を得た。
比較例ＩＩ−１
電磁式攪拌機を備えた３０Ｌのオートクレーブに、シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド９００ｇ、キシレン８０００ｇ及び銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物触媒１８ｇを仕込み、水素分圧１８ＭＰａ、反応温度２５０℃で８時間、還元反応を水素循環を行わないで密閉系で行った。室温まで冷却し、還元反応粗物中の触媒を濾別した後、得られた還元反応粗物を蒸留精製してオクタヒドロイソインドール６１０ｇ（収率８１．８％）を得た。
得られたオクタヒドロイソインドールはガスクロマトグラフィー分析の結果、シス体／トランス体の比は７２／２８であった。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡が認められ、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒が多数認められた。
比較例ＩＩ−２
比較例ＩＩ−１と同様の反応器にシス−ヘキサヒドロフタルイミド９００ｇ、ジメチルシクロヘキサン８０００ｇ及び銅−亜鉛酸化物触媒４５ｇを仕込み、水素分圧５ＭＰａ、反応温度２８０℃で１８時間、還元反応を比較例ＩＩ−１と同様に行った。以下、比較例ＩＩ−１と同様に処理を行いオクタヒドロイソインドール５９０ｇ（収率８０．２％）を得た。
得られたオクタヒドロイソインドールはガスクロマトグラフィー分析の結果、シス体／トランス体の比は７０／３０であった。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡が認められ、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒が多数認められた。
比較例ＩＩ−３
比較例ＩＩ−１と同様の反応器に２−オクチルスクシンイミド９００ｇ、キシレン８０００ｇ及び銅−クロム酸化物触媒２７ｇを仕込み、水素分圧２０ＭＰａ、反応温度２５０℃で６時間、還元反応を比較例ＩＩ−１と同様に行った。以下、比較例ＩＩ−１と同様に処理を行い３−オクチルピロリジン３７８ｇ（収率４８．４％）を得た。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡が認められ、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒が多数認められた。
比較例ＩＩ−４
比較例ＩＩ−１と同様の反応器に３−メチルグルタルイミド９００ｇ、シクロヘキサン８０００ｇ及び銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物触媒４５ｇを仕込み、水素分圧５ＭＰａ、反応温度２８０℃で８時間、還元反応を比較例ＩＩ−１と同様に行った。以下、比較例ＩＩ−１と同様に処理を行い４−メチルピペリジン２５０ｇ（収率３５．６％）を得た。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡が認められ、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒が多数認められた。
比較例ＩＩ−５
比較例ＩＩ−１と同様の反応器に５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸イミド９００ｇ、トルエン８０００ｇ及び銅−クロム酸化物触媒１８ｇを仕込み、水素分圧１０ＭＰａ、反応温度２５０℃で８時間、還元反応を比較例ＩＩ−１と同様に行った。以下、比較例ＩＩ−１と同様に処理を行い、対応するピロリジン誘導体が３８７ｇ（収率５１．２％）を得た。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡が認められ、また、濾別した触媒中に塊状となった触媒が多数認められた。
ＩＩＩ．第３発明
【実施例ＩＩＩ−１】
電磁式攪拌機を備えた５００ｍｌのオートクレーブに、オクタヒドロイソインドール１００ｇ（シス／トランス比＝３５／６５）及び銅−クロム−マンガン−バリウム酸化物触媒１ｇを仕込み、系内を水素置換した後、水素圧力１ＭＰａ、反応温度２５０℃で７時間、異性化反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別した後、得られた異性化反応生成物のガスクロマトグラフ分析の結果、オクタヒドロイソインドールの純度は８８．２％、シス／トランス比は７１／２９であった。
【実施例ＩＩＩ−２】
実施例ＩＩＩ−１と同様の反応器に、オクタヒドロイソインドール１００ｇ（シス／トランス比＝２／９８）、トルエン３０ｇ及び銅−クロム−バリウム−マンガン酸化物触媒２ｇを仕込み、系内を水素置換した後、水素圧力１ＭＰａ、反応温度２２０℃で１０時間、異性化反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別した後、得られた異性化反応生成物のガスクロマトグラフ分析の結果、オクタヒドロイソインドールの純度は８２．１％、シス／トランス比は７０／３０であった。
【実施例ＩＩＩ−３】
実施例ＩＩＩ−１と同様の反応器に、オクタヒドロイソインドール１００ｇ（シス／トランス比＝３５／６５）及び銅−亜鉛酸化物触媒３ｇを仕込み、系内を水素置換した後、水素圧力１０ＭＰａ、反応温度２５０℃で７時間、異性化反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別した後、得られた異性化反応生成物のガスクロマトグラフ分析の結果、オクタヒドロイソインドールの純度は８１．７％、シス／トランス比は７１／２９であった。
【実施例ＩＩＩ−４】
実施例ＩＩＩ−１と同様の反応器に、オクタヒドロイソインドール１００ｇ（シス／トランス比＝２／９８）、キシレン３０ｇ及び銅−亜鉛酸化物触媒５ｇを仕込み、系内を水素置換した後、水素圧力５ＭＰａ、反応温度２４０℃で８時間、異性化反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別した後、得られた異性化反応生成物のガスクロマトグラフ分析の結果、オクタヒドロイソインドールの純度は８３．５％、シス／トランス比は７１／２９であった。
【実施例ＩＩＩ−５】
実施例ＩＩＩ−１と同様の反応器に、オクタヒドロイソインドール１００ｇ（シス／トランス比＝３５／６５）及び銅−亜鉛−アルミニウム酸化物触媒１ｇを仕込み、系内を水素置換した後、水素圧力１ＭＰａ、反応温度２４０℃で８時間、異性化反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別した後、得られた異性化反応生成物のガスクロマトグラフ分析の結果、オクタヒドロイソインドールの純度は８３．４％、シス／トランス比は７０／３０であった。
【実施例ＩＩＩ−６】
実施例ＩＩＩ−１と同様の反応器に、オクタヒドロイソインドール１００ｇ（シス／トランス比＝２／９８）、トリエチレングリコールジメチルエーテル２０ｇ及び銅−亜鉛−アルミニウム酸化物触媒３ｇを仕込み、系内を水素置換した後、水素圧力１ＭＰａ、反応温度２５０℃で７時間、異性化反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別した後、得られた異性化反応生成物のガスクロマトグラフ分析の結果、オクタヒドロイソインドールの純度は８２．４％、シス／トランス比は６９／３１であった。
【実施例ＩＩＩ−７】
実施例ＩＩＩ−１と同様の反応容器に、オクタヒドロイソインドール１００ｇ（シス／トランス比＝３５／６５）、トリエチレングリコールジメチルエーテル２０ｇ及び銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物触媒（触媒組成（ｗｔ％）：ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＢａＯ＝４４／４５／６／５）３ｇを仕込み、系内を水素置換した後、水素分圧１ＭＰａ、反応温度２５０℃で６時間、異性化反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別した後、得られた異性化反応粗物のガスクロマトグラフィー分析の結果、オクタヒドロイソインドールのシス／トランス比は７２／２８であった。
この異性化反応粗物を、理論段数１００段の精密蒸留装置を用いて、塔頂圧力２．７ｋＰａ、還流比３０の条件で蒸留し、シス−オクタヒドロイソインドール４０．５ｇ（純度９９．８％、収率４０．５％）及びシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドール３２．０ｇ（シス体／トランス体＝３６／６４）を得た。
【実施例ＩＩＩ−８】
実施例ＩＩＩ−１と同様の反応器に、オクタヒドロイソインドール１００ｇ（シス／トランス比＝３５／６５）、トリエチレングリコールジメチルエーテル２０ｇ及び銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物触媒（触媒組成（ｗｔ％）：ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２＝４４／４５／６／５）３ｇを仕込み、系内を水素置換した後、水素分圧１ＭＰａ、反応温度２５０℃で６時間、異性化反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別した後、得られた異性化反応粗物のガスクロマトグラフィー分析の結果、オクタヒドロイソインドールのシス／トランス比は７１／２９であった。
この異性化反応粗物を、理論段数１００段の精密蒸留装置を用いて、塔頂圧力２．７ｋＰａ、還流比３０の条件で蒸留し、シス−オクタヒドロイソインドール３７．４ｇ（純度９９．８％、収率３７．４％）及びシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドール３２．０ｇ（シス体／トランス体＝３７／６３）を得た。
ＩＶ．第４発明
【実施例ＩＶ−１】
（１）電磁式撹拌機を備えた内容積３０Ｌのオートクレーブに、シス−１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミド９００ｇ、トリエチレングリコールジメチルエーテル８０００ｇ及び銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物触媒（触媒組成（ｗｔ％）：ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２＝４４／４５／６／５）９０ｇを仕込み、系を水素で置換した後、水素で加圧し、２５０℃、５ＭＰａで８時間、還元反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別し、反応粗物を得た。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡は確認されず、濾別した触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
反応粗物のガスクロマトグラフィー分析の結果、オクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体の比は７２／２８であった。
この反応粗物を、理論段数１００段の精密蒸留装置を用いて、塔頂圧力２．７ｋＰａ、還流比３０の条件で蒸留し、シス−オクタヒドロイソインドール３７５ｇ（純度９９．８％、収率５０．３％）及びシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドール２８０ｇ（シス体／トランス体＝３５／６５）を得た。
（２）電磁式撹拌機を備えた内容積１．５Ｌのオートクレーブに、上記（１）で得られたシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドール２８０ｇ（シス／トランス比＝３５／６５）、トリエチレングリコールジメチルエーテル５６ｇ及び銅−亜鉛−アルミニウム−ケイ素酸化物触媒（触媒組成（ｗｔ％）：ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２＝４４／４５／６／５）９ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、水素圧力１ＭＰａ、反応温度２５０℃で６時間、異性化反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別した後、得られた異性化反応粗物のガスクロマトグラフィー分析の結果、シス／トランス比は７１／２９であった。
この異性化反応粗物を、理論段数１００段の精密蒸留装置を用いて、塔頂圧力２．７ｋＰａ、還流比３０の条件で蒸留し、シス−オクタヒドロイソインドール１２３ｇ（純度９９．８％、収率４３．９％）及びシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドール９７ｇ（シス体／トランス体＝３５／６５）を得た。
上記（１）及び（２）で得られたシス−オクタヒドロイソインドールは、合計４９８ｇ、総収率６６．８％であった。
【実施例ＩＶ−２】
（１）電磁式撹拌機、調圧弁、水素循環器、均圧コンデンサー、気液分離器、反応器底部に設置した水素ガス導入管及び有機溶媒仕込みポンプを備えた内容積３０Ｌのオートクレーブに、シス−ヘキサヒドロフタルイミド９００ｇ、トリエチレングリコールジメチルエーテル８０００ｇ及び銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物触媒（触媒組成（ｗｔ％）：ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＢａＯ＝４４／４５／６／５）９０ｇを仕込み、水素分圧５ＭＰａ、ＧＨＳＶ３４．５ｈｒ−１、反応温度２５０℃で４時間、還元反応を行った。
反応容器より抜き出された生成水、トリエチレングリコールジメチルエーテル及びオクタヒドロイソインドールは、均圧コンデンサーにより冷却、濃縮させ、気液分離器に収容した。分離された水素ガスは、反応消費分の水素ガスを補充した後、水素循環器により反応器底部から再導入した。また、留出したトリエチレングリコールジメチルエーテル量相当分は、有機溶媒仕込みポンプより適宜反応器に供給した。
反応後のオートクレーブ内部表面がメッキされた痕跡は確認されず、また、触媒中に塊状となった触媒は認められなかった。
反応粗物のガスクロマトグラフィー分析の結果、オクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体の比は９０／１０であった。
この反応粗物を、理論段数１００段の精密蒸留装置を用いて、塔頂圧力２．７ｋＰａ、還流比３０の条件で蒸留し、シス−オクタヒドロイソインドール５８３ｇ（純度９９．８％、収率７９．２％）及びシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドール９７ｇ（シス体／トランス体＝３４／６６）を得た。
（２）電磁式撹拌機を備えた内容積５００ｍＬのオートクレーブに、上記（１）で得られたシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドール９７ｇ（シス／トランス比＝３４／６６）、トリエチレングリコールジメチルエーテル１０ｇ及び銅−亜鉛−アルミニウム−バリウム酸化物触媒（触媒組成（ｗｔ％）：ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＢａＯ＝４４／４５／６／５）３ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、水素圧力１ＭＰａ、反応温度２５０℃で６時間、異性化反応を行った。室温まで冷却し、触媒を濾別した後、得られた異性化反応粗物のガスクロマトグラフィー分析の結果、シス／トランス比は７０／３０であった。
この異性化反応粗物を、理論段数１００段の精密蒸留装置を用いて、塔頂圧力２．７ｋＰａ、還流比３０の条件で蒸留し、シス−オクタヒドロイソインドール３５．９ｇ（純度９９．８％、収率３７．０％）及びシス／トランス混合−オクタヒドロイソインドール３１．６ｇ（シス体／トランス体＝３６／６４）を得た。
上記（１）及び（２）で得られたシス−オクタヒドロイソインドールは、合計６１８．９ｇ、総収率８４．１％であった。
【発明の効果】
本発明方法により、イミド類を水溶性有機溶媒中、金属触媒存在下、水素還元することにより、該金属触媒が副生する水の影響を受けることがなく工業的に有利な条件下で環状アミン類を収率よく製造することができる。
本発明方法により、イミド類から金属触媒存在下に水素還元して環状アミン類を製造する際に、該金属触媒が、副生する水の影響を受けることなく、且つ立体保持性よく環状アミン類を工業的に有利に製造できる。
本発明方法によりトランス−オクタヒドロイソインドールを金属触媒存在下、立体異性化することにより医薬品製造中間体として重要なシス−オクタヒドロイソインドールを工業的に有利に製造することができ、本発明の工業的意義は極めて大きい。
さらに、本発明により、テトラヒドロフタルイミド、ヘキサヒドロフタルイミド等のイミド類を水素還元してオクタヒドロイソインドールのシス体／トランス体混合物を製造した後において、所望のシス体の分離回収、副生するトランス体の立体異性化、所望のシス体の分離回収を行い、高純度のシス体を収率良く製造することができる。
【国際調査報告】
2004048327.tif 000054
2004048327.tif 000055
2004048327.tif 000056
2004048327.tif 000057
2004048327.tif 000058
2004048327.tif 000059
2004048327.tif 000060
2004048327.tif 000061