(57)【要約】  イソイジドを製造するためのプロセスであって、最初にデキストロース供給物を、水素の存在下、かつ単一の二重目的を有する触媒のさらなる存在下に、エピマー化および水素化に同時に付すことにより、イジトールに富むヘキシトールの混合物に変換し、次いでこのイジトールを従来法で完全に脱水することによりイソイジドを得る、プロセスを提供する。一般的な一実施形態においては、イジトールに富むヘキシトールの混合物を脱水に付すことにより、イソイジドを含むイソヘキシド生成物混合物が得られ、ここからイソイジドを回収する。他の一般的な実施形態においては、イジトールに富むヘキシトールの混合物からイジトールを分離し、次いでこのイジトールの少なくとも一部を脱水することによりイソイジド生成物が得られる。
2018529660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イソイジドを製造するためのプロセスであって：
デキストロースを含む供給物を供給することと；
水素を供給することと；
触媒を供給することと；
前記デキストロース含有供給物を前記触媒および前記水素と接触させ、前記供給物を前記触媒の存在下に水素と反応させることにより、前記デキストロース含有供給物からイジトールに富むヘキシトールの混合物を生成することと；
前記イジトールに富むヘキシトールの混合物を脱水することによりイソイジドを含むイソヘキシド生成物混合物を得ることと；
前記イソヘキシド生成物混合物からイソイジドを回収することと；
を含むプロセス。
【請求項２】
前記触媒が、硫化処理されたルテニウム／炭素触媒またはスポンジニッケル触媒である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
水素が８．３〜１７．２ＭＰａ（ゲージ圧）で供給され、前記供給物が１００摂氏度〜２００摂氏度の温度で水素と反応する、請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
水素が１１．０〜１３．８ＭＰａ（ゲージ圧）で供給され、前記供給物が１３０摂氏度〜１８０摂氏度の温度で水素と反応する、請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
前記イジトールに富むヘキシトールの混合物中における、イジトールと他のヘキシトールとの質量比が、少なくとも１：１０である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項６】
前記質量比が少なくとも１：５である、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
前記質量比が少なくとも１：３である、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記質量比が少なくとも１：２である、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
前記イソヘキシド生成物混合物からイソソルビドが回収され、前記回収されたイソソルビドの少なくとも一部が、さらなるイソイジドを生成するためにエピマー化に付される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
イソイジドを製造するためのプロセスであって：
デキストロースを含む供給物を供給することと；
水素を供給することと；
触媒を供給することと；
前記デキストロース含有供給物を前記触媒および前記水素と接触させ、前記デキストロース含有供給物を前記触媒の存在下に水素と反応させることにより、前記供給物からイジトールに富むヘキシトールの混合物を生成することと；
前記イジトールに富むヘキシトールの混合物からイジトールを回収することと；
前記回収されたイジトールを、イソイジドを生成するために脱水することと；
を含む、プロセス。
【請求項１１】
前記触媒が硫化処理されたルテニウム／炭素触媒またはスポンジニッケル触媒である、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
水素が８．３〜１７．２ＭＰａ（ゲージ圧）で供給され、前記供給物が前記水素と１００摂氏度〜２００摂氏度の温度で反応する、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
水素が１１．０〜１３．８ＭＰａ（ゲージ圧）で供給され、前記供給物が前記水素と１３０摂氏度〜１８０摂氏度の温度で反応する、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記イジトールに富むヘキシトールの混合物中における、イジトールと他のヘキシトールとの質量比は少なくとも１：１０である、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記質量比が少なくとも１：５である、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記質量比が少なくとも１：３である、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記質量比が少なくとも１：２である、請求項１６に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記イジトールに富むヘキシトールの混合物からソルビトールが回収される、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記回収されたソルビトールの少なくとも一部が、イソソルビドを得るために脱水される、請求項１８に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記イソソルビドが、さらに精製することなく、さらなるイソイジドを得るためにそのままエピマー化に付される、請求項１９に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、全体として糖アルコールの合成に関し、特に、デキストロース等の対応するヘキソース糖からソルビトール、マンニトール、イジトール等のヘキシトールを合成すること、および続いてこの種のヘキシトールから対応するイソヘキシドを製造することに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
イソイジドの有用性およびイジトールを介して製造するための従来法：
イソヘキシドには基本的に３種類：すなわちイソマンニド、イソイジドおよびイソソルビドが存在する。イソソルビドは商業的に製造されている二環式ジオールであり、最初にデキストロースを水素化してソルビトールとした後、ソルビトールを二重脱水することによってイソソルビドを生成することにより製造されている。イソソルビドは２個のヒドロキシル基を有することから、重合用構成単位として関心が寄せられるであろう。しかし、イソソルビドの分子は一方のヒドロキシル基がｅｎｄｏ位に、もう一方のヒドロキシル基がｅｘｏ位に位置しているため、この立体化学に起因して反応性が非対称となり、対称性の欠如に起因して非晶性ポリマーが生成し、このことが好適な特性を有するポリマーを製造することの妨げとなっている。そのエピマーであるイソマンニドは２個のヒドロキシル基がｅｎｄｏ位に位置しているが、反応性が低くかつ線形性が低いため、重合に不利であることが分かっている。他方、エピマーであるイソイジドは２個のヒドロキシル基がｅｘｏ位に位置しており、イソソルビドやイソマンニドのそれぞれよりもはるかに重合用構成単位として適していると見なされてきた。イソイジドは対称構造を有するため、２個のヒドロキシル基間の位置化学的反応性に差がない。
【０００３】
イソイジドが構成単位として好適に使用され得るポリマーの例としては、イソイジドをジカルボン酸または無水物と重縮合させることにより製造されるポリエステルおよびホスゲン等の二官能性カルボキシル化合物と反応させることにより製造されるポリカーボネートが挙げられる。イソイジドはまた、従来は他のジオールを使用していた他の重合にも好適に使用されるであろう。例えば、エポキシ樹脂におけるビスフェノール−Ａの代替品としてイソイジドのビスグリシジルエーテルを使用することができると考えられている。イソイジドはまた、例えばテレフタル酸等の石油系モノマーの替わりに使用されているかまたは使用することが提案されている。
【０００４】
しかしながら、現時点においてイソイジドは商業規模では製造されていない。その理由の一部は（それに限られるわけではないが）、イソイジドは、イソソルビドの製造に採用されている二重脱水経路に類似の二重脱水経路を介して製造することができるが、その合成の前駆体となるイジトールが高価なことにある。
【０００５】
Fuertesに付与された米国特許第７，６７４，３８１号（「Fuertes」）は、「高純度の」Ｌ−イジトールを回収する１つの方法を提案しており、Ｌ−イジトール自体が食品用途において甘味料として利用できることに加えて、連続内部脱水生成物であるイジタンおよびイソイジド（１，４，３，６−ジアンヒドロイジトール）を得るための合成中間体としての利用性にも言及している。イソイジドはFuertesにより、浸透圧調整剤（osmotic agent）または保水剤として、ポリエステルのモノマー単位として、およびジエステル（合成樹脂の可塑剤として利用することができるもの）の合成におけるさらなる中間体として、またはジエーテル（特定の医薬活性剤または特定のポリマーの溶剤として有用なもの）の合成におけるさらなる中間体として、有用であると記載されている。
【０００６】
Fuertesは、Ｌ−イジトールを、それ自体が有用な生成物であるだけでなく、Fuertesに述べられている用途や本発明者らが上に述べたポリマー用途に用いられる所望のイソイジド生成物を得るための前駆体の役割を果たす有用な生成物であるとして、Ｌ−イジトールを得るための様々な公知の経路を考えている。可能な方法としてＬ−イドースの水素化が簡潔に述べられているが、Fuertesが注記しているように、Ｌ−イドースは、デキストロース等の他の糖の回収に用いられている方法を用いて植物から経済的に回収することができる天然糖ではない。Ｌ−イジトール自体は自然界においてナナカマド属植物（ソルバス・ドメスティカ（Sorbus domestica）またはソルバス・トルミナリス（sorbus torminalis））の果実中に少量見出すことができるが、やはり、イジトールおよびイソイジドの潜在的用途に必要とされている商業規模での回収が実現不可能であることは自明であるとFuertesは考えている。
【０００７】
Ｌ−ソルボースの水素化によりソルビトールおよびイジトールの混合物が生成することは知られており、Fuertesに概説されている少なくとも１つの引用文献においては、特定の触媒を選択し、および／または特定の水素化条件を用いることにより、２種類のエナンチオマーの比率をさらなるイジトールが生成する程度まで変化させることが可能であることが示唆されている。
【０００８】
吉野（Yoshino）らに帰属する米国特許出願公開第２００４／０１４３０２４号にも同様に、特定の水素化触媒（ＲｕおよびＰｔ）を使用することによってＤ−ソルボースからＤ−イジトールおよびＬ−ソルビトールをそれぞれ約７０：３０〜５０：５０の比率で製造することができ、そしてＬ−ソルボースからＬ−イジトールおよびＤ−ソルビトールを、それぞれ、相互比率を４０：６０〜５０：５０として製造することができる（同じくＲｕおよびＰｔ触媒を使用）ことが記載されている。吉野らは、より希少な糖をこの方法で選択的に水素化することを目的として、エピメラーゼを使用してデキストロースやフルクトース等のより一般的な糖からより希少な糖を生成することを定めている。
【０００９】
ソルビトール等の容易に入手可能なヘキシトールを異性化することもイジトール前駆体を製造する方法として知られている。WrightおよびHartmanによる１９６１年の文献が要約されており、この文献には、１７０摂氏度、水素圧１９００ｐｓｉでニッケル触媒の存在下にエピマー化を行うことにより、ソルビトール５０％、マンニトール２５％およびイジトール２５％の平衡状態にある混合物が生成することが説明されている。
【００１０】
これらの経路はいずれもイジトールを「顕著な量」で与えることが判明していると言われているが、純度および収率に劣るという問題に起因して、やはり商業的には実現不可能であるとして却下されている。これは、反応媒体中に他のポリオールが出現するかまたは残存しており、これを所望のイジトール生成物から分離するにはかなりの困難を伴うと示唆されていることに由来する。
【００１１】
さらにFuertesは、Ｌ−ソルボースを実質的にＬ−イジトールのみに還元する公開された２種類の生物学的方法を参照しているが、どちらの方法も、「商業的な団体がこのヘキシトールを豊富な量およびコスト的に有利な条件で得ることを可能にするほど高い」（第２欄３９〜４１行）収率および純度でイジトールを得ることはできなかったと示唆している。これに関する１つの方法においては、Ｌ−ソルボース（１５０ｇ／Ｌ）から５日間かけてイジトール（５０グラム／リットル）が得られると言われている（残存Ｌ−ソルボースなし）が、発酵媒体からイジトールを直接結晶化することは「不可能」であると表現されており、他方、概説されている第２の方法は、「極めて複雑で扱いが難しい（delicate）」と説明されており、発酵媒体からイジトールを回収することに関しては教示されていないと説明されている。
【００１２】
「高純度の」イジトールを生成するFuertesの方法は、Ｌ−ソルボースの水素化に続いて、水素化により得られたＬ−ソルボース／イジトール混合物を微生物により酸化することを含む公知の方法に従いＬ−ソルボースからイジトールを製造することを基礎としているが、陽イオン性樹脂またはゼオライト上でのクロマトグラフィー分別を導入しており、フルクトースやグルコース等の糖を分離するため、またはソルビトールやマンニトール等のポリオールを分離するためにこれまで用いられてきた陽イオン性樹脂等が用いられている。
【００１３】
イソソルビドのエピマー化を介してイソイジドを製造するための他の方法：
イソイジドの原料となり得るイジトールの商業的供給元の不在を回避する方法として、イソソルビドのエピマー化を介してイソイジドを得るための代替的な経路が検討されてきたが、この代替的経路に関連する文献は極めて限られている。最近の刊行物の１つにおいては、LeNotreらが、ルテニウム／炭素触媒を用いたイソソルビドのエピマー化によって樹脂用グレードのイソイジドを得るための非常に効率の高い方法を報告している（LeNotre et al. “Synthesis of Isoidide through Epimerization of Isosorbide using Ruthenium on Carbon” ChemSusChem 6, 693-700, 2013）。この引用文献においては、高度に精製された（純度＞９９．５％）イソソルビド（仏国Lestrem, RoquetteのPolysorb）からのイソイジドの合成が示されている。
【００１４】
２０１２年２月２０日に出願され２０１３年８月２９日に公開された「イソイジドの製造方法（Method of Making Isoidide）」と題した国際公開第２０１３１２５９５０Ａ１号（「ＷＯ’９５０出願」または「ＷＯ’９５０」）は、イソソルビドからイソイジドを調製するためのプロセスに関するものであり、イソソルビドの水溶液を、担体に担持されたルテニウムを含む触媒の影響下に、７を超えるｐＨから開始し、水素の存在下においてエピマー化に付すことが記載されている。ＷＯ’９５０はさらに、グルコースを水素化することによってソルビトールを生成し、得られたソルビトールを完全に水素化することによってイソソルビドを生成し、次いで炭素に担持されたルテニウムを含む触媒を用いてイソソルビドをエピマー化することによりイソイジドとする、グルコースからイソイジドを調製するためのプロセスも提供している。
【００１５】
この代替的な経路を実際に商業的に実施しようとする際に認識されている難点の１つは、ポリマー製造業者が非常に高い純度のモノマー供給原料を必要としていることを考慮すると、高純度のイソソルビド供給物（今度はこれをエピマー化することによって、所要の非常に純度の高いイソイジドが生成する）を製造することが難しい点にあった。従来的な考えから言えば、非常に高い純度の生成物を生成するためには高純度の出発物質を使用することが必要である（または少なくとも非常に望ましい）と考えられており、酸触媒作用を介したソルビトールの二重脱水によるイソソルビドへの変換は、望ましくない副生成物が生成する厄介な副反応が悩みの種となることが長く認識されており、したがって、副反応が低減される方法を発展させるために相当な量の研究が行われてきた（その目的の大半は、モノマー用グレードのイソイジド生成物ではなくモノマー用グレードのイソソルビドを製造および販売することにあったが）。
【００１６】
先に出願された多くの特許出願、例えば、上述のＷＯ’９５０出願；国際公開第２０１３１３８１５３号（脱水のために特定の置換スルホン酸触媒を使用）；国際公開第２０１４０７０３７１号（保存時のイソソルビドの分解に対する安定性に対処）；国際公開第２０１４０７０３６９号（色が改善されたイソソルビドを得るために、水素化と一緒に、イオン排除またはイオン交換またはイオン交換およびイオン排除の両方を併用）；国際公開第２０１４０７０３７０号（イソソルビドと一緒に留出する粗製脱水生成物の混合物に酸化防止剤を使用）；国際公開第２０１４１３７６１９号（脱水用ルイス酸触媒として水に対し安定な特定の金属トリフラートを使用）；国際公開第２０１５１１２３８９号（薄膜蒸発装置を用いて脱水を行う）；「色および生成物の対象物質占有率（Accountability）が改善された五および六炭ポリオールの脱水環化におけるホスホン酸触媒（Phosphinic Acid Catalyst in Dehydrative Cyclization of Five and Six Carbon Polyols with Improved Color and Product Accountability）」と題した国際公開第２０１５１５６８３９号；および「混合酸触媒の組合せを用いた糖アルコールの脱水（Dehydration of a Sugar Alcohol with Mixed Combination of Acid Catalysts）」と題した国際公開第２０１５１５６８４６号が、この種の方法を発展させるためになされた取り組みの多さを示している。
【００１７】
特に、ソルビトールからイソソルビドを合成する際の主な副生成物であるソルビタンは、着色および時間と共にイソソルビドを分解するという重大な問題を引き起こすことが認識されている。したがって、先に述べた国際公開第２０１４０７０３７１Ａ１号の少なくとも一部は、蒸留によりソルビトールからソルビタンを除去することに関するものである。さらに、先に述べた国際公開第２０１４０７０３６９Ａ１号に引用されている、先に出願された特開２００６−３１６０２５号においては、着色および分解の問題の原因が、イソソルビド中に含まれるソルビタンが自動酸化することと、ソルビトールを脱水してイソソルビドを生成する際に溶媒（水およびキシレンやトルエン等の有機溶媒）が関与する、未特定の「副反応」とにあると特定している。この引用文献ＪＰ’０２５は、溶媒の非存在下に温度を徐々に昇温して粗製イソソルビドを複数回蒸留すること、および／またはこの種の無溶媒蒸留を少なくとも１回行った後、イソソルビドを熱的に処理することによってイソソルビド生成物の１，４−ソルビタン含有量を低減すると共に、各場合においてイオン交換樹脂および炭素吸着により処理することによってイソソルビド生成物の脱色を行うことを定めている。
【００１８】
さらに、イソソルビドのエピマー化を介してイソイジドを製造するプロセスを商業的に実現することが困難であると認識されている理由は、例え高純度のイソソルビドを入手し、Le Notreらが雑誌論文に最初に記載したエピマー化プロセスに使用したとしても、やはり一連の副生成物がイソマンニドおよびイソソルビドエピマーと一緒に生成し、結局は所望のモノマー用グレードの純度を有するイソイジド生成物を得ることをさらに困難にするという事実にある。したがって、特許出願ＷＯ’９５０は、Le Notreらが提案したプロセスを参照し、望ましくない質量損失をもたらす（例えば、水素化脱酸素の結果として）、収率を低下させる副反応について言及し、副反応を回避しながらイソイジドを製造するための方法が望ましいと教示している。これらの副反応による生成物には、不揮発性水素化脱酸素（ＨＤＯ）生成物（ジオール）が含まれていた。
【００１９】
イソソルビドからイソイジドを製造するためのエピマー化に基づく方法のさらなる他の難点は、粗製エピマー化生成物の混合物から異性化生成物であるイソソルビド、イソイジドおよびイソマンニドを分離することが関連している。これらの異性体の分離は通常、分別蒸留により行われている。しかし、蒸留はある程度は有効であるものの、イソヘキシドは高温および減圧下に比較的近接した沸点を示すため、蒸留単独で分離を行う場合はコストおよび複雑さが増す。
【００２０】
こうした数多くの難題は、２つの同一出願人による出願である、２０１６年９月１日に公開された「イソイジドの製造および精製（Isoidide Manufacture and Purification）」と題した国際公開第２０１６１３７８３３号および同じ標題で２０１６年９月１日に公開された国際公開第２０１６１３７８３５号において対処されている。
【００２１】
前者においては、イソソルビドを得るための反応により生成する特定の副生成物が残留しているイソソルビド組成物、またはこのイソソルビドを得るための反応により生成する特定の副生成物を含む不純物含有イソソルビド（以後、「不純物含有イソソルビド」）から特定の副生成物が導入さえされているイソソルビド組成物をエピマー化することによってイソイジドを生成した場合、水素化脱酸素により生成した副生成物は揮発性であり、蒸発によって水を除去する際にイソイジド生成物から容易に分離されたことが分かった。さらに、後段のエピマー化において、このような純度がより低いイソソルビド供給物についてエピマー化を実施した場合、より純度の高いイソソルビド供給物を用いた場合と比較して副生成物に起因する損失が減少することが認められている。そのため、イソソルビド供給物に対する精製の必要性が低下し、イソイジドの収率は向上し、イソイジドの精製が容易になる。
【００２２】
関連出願である後者においては、より純度の低いイソソルビド供給物のエピマー化により得られたイソイジド中の不純物は、先に記載した分別蒸留以外の方法（すなわち、限外濾過、ナノ濾過、イオン排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、擬似移動床クロマトグラフィーおよび活性炭との接触の１種以上）に付した後、特定の実施形態においては続いて結晶化を行うことによってポリマー用グレードのイソイジドに精製することが可能なものであることが見出された。基本的に純粋なイソイジドの結晶が達成されるので、エピマー化生成物を蒸留温度に曝すことなく精製を行うことにより、大幅なコスト削減を実現することができ、エピマー化生成物に含まれる熱影響を受けやすいイソヘキシドを損傷する高温による影響を回避することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
それでも尚、イソソルビドのエピマー化を介したイソイジドの製造が著しい発展を遂げてさえも、１つの観点からは、Fuertesに記載された複雑な多段階手法よりも単純かつ直接的に達成することができるのであれば、イソソルビドを生成することも必要とせずにイソイジドを製造することができれば望ましいであろう。イソソルビドを製造すべき有益な副産物と見なすことができる状況においてさえも、水素化脱酸素による収率低下が付随するイソソルビドのエピマー化以外の方法でイソイジドを製造することが可能になることも望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
発明の概要
本発明の態様の幾つかの基本を理解するために、以下に本発明の概要を簡単に示す。この概要は、本発明を広範囲に概説するものではなく、本発明の鍵となる要素または決定的な要素を特定することを意図するものでも、その範囲を画定するものでもない。この概要の唯一の目的は、後に示すより詳細な説明の前置きとして、本発明の幾つかの概念を簡素化した形態で示すことにある。
【００２５】
これを理解した上で、本発明は、一態様において、イソイジドを製造するための化学触媒的（chemocatalytic）プロセスであって、最初にデキストロース供給物を、水素の存在下、かつ単一の二重目的を有する（dual purpose）触媒の存在下に、エピマー化および水素化を一緒に行うことによって、イジトールに富むヘキシトールの混合物に変換し、次いでイジトール（普通はＬ−およびＤ−イジトール異性体混合物の形態にあり；したがって、本発明のプロセスに関し以下に使用する「イジトール」は、Ｌ−およびＤ−イジトール異性体の両方を含むと理解されるであろう）を従来法で完全に脱水することによりイソイジドを得る、プロセスに関する。
【００２６】
一般的な一実施形態においては、このイジトールに富むヘキシトールの混合物を脱水に付すことにより、イソイジドを含むイソヘキシド生成物の混合物が得られ、ここからイソイジドが回収される。
【００２７】
他の一般的な実施形態においては、イジトールは、イジトールに富むヘキシトールの混合物から分離され、次いでこのイジトールの少なくとも一部を脱水することによってイソイジド生成物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】上に概要を示した第１の一般的な実施形態による本発明のプロセス（イソソルビド副産物の生成、および／またはこのイソソルビド副産物の少なくとも一部をエピマー化することによるさらなるイソイジドの生成に関する、幾つかの任意的なさらなる段階を含む）の略図である。ここでは、イジトールに富むヘキシトールの混合物が生成し、次いでこれを脱水することにより、イソイジドを含むイソヘキシドの混合物が得られ、イソヘキシドの混合物に対し分離が行われるかまたは一連の分離が行われると共に、少なくともイソヘキシドの混合物から回収されたイソイジドがさらに精製される。
【図２】代替的な一般的な実施形態による本発明のプロセスの略図である。ここでは、イジトールに富むヘキシトールの混合物が生成し、後段で脱水を行うことによりイソイジドを得るために、このヘキシトールの混合物に対しイジトールの分離を行うかまたは一連の分離を行う。図１と同様に、様々な副産物に対する選択肢も図に含まれ、これらも後に説明することとする。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
実施形態の説明
本明細書において用いられる単数形（「a」、「an」および「the」）は、文脈上明らかに他の指示がなければ、複数形も包含する。同様に、本明細書において使用される「含む（comprising）」という語およびその派生語は、明記した特徴（feature）、構成要素（element）、構成成分（component）、群、整数および／または工程の存在を規定するが、他の明記していない特徴、構成要素、構成成分、群、整数および／または工程の存在を排除しない、オープンエンドタームを意図している。この認識はまた、類似の意味を持つ「含む（including）」、「有する（having）」等の語およびこれらの派生語にも適用される。本明細書において使用される「〜からなる（consisting）」という語およびその派生語は、明記した特徴、構成要素、構成成分、群、整数および／または工程の存在を規定するが、他の明記していない特徴、構成要素、構成成分、群、整数および／または工程の存在を排除する、クローズドタームを意図している。本明細書において使用される「基本的に〜からなる（consisting essentially of）」という語は、明記した特徴、構成要素、構成成分、群、整数および／または工程の存在を規定し、加えて、明記した特徴、構成要素、構成成分、群、整数および／または工程の基本的および新規な特性（characteristic(s)）に実質的に影響を与えない、特徴、構成要素、構成成分、基、整数および／または工程の存在を規定することを意図している。本明細書において使用される「実質的に」、「約」および「おおよそ（approximately）」等の度合いを表す語は、被修飾語からの変動量が、最終結果が大きく変化しないような妥当な（ある量を表す有効桁数（有効数字）に関し理解されている差分を超える）量であることを意味する。これらの度合いを表す語は、その変動が被修飾語の意味を否定しないのであれば、明記した値に対し少なくともプラスまたはマイナス５パーセントの変動を包含するものと解釈すべきである。
【００３０】
特段の指定がない限り、本項または他項に記載する任意の定義または実施形態は、当業者が適切であると理解するものであれば、本明細書に記載した主題のあらゆる実施形態および態様に適用可能であることを意図している。
【００３１】
図１に戻ると、第１の一般的な実施形態１０において本発明のプロセスが模式的に示されている。ここではデキストロース１２を含む供給物が反応器１４に供給され、反応器１４においてデキストロースは水素１６の存在下、かつさらなるエピマー化／水素化併用触媒（combined catalyst）の存在下に変換することにより、イジトールに富むヘキシトールの混合物（１８）を含む生成物となる（イジトール含有量は、ヘキソースの水素化に厳密に帰属される量を超え、かつヘキシトールのエピマー化に厳密に帰属される量も超える）。「イジトールに富むヘキシトールの混合物」は、通常、イジトールに対する選択性およびイジトールの収率が、デキストロースの少なくとも５重量パーセント、好ましくは少なくとも１５重量パーセント、より好ましくは少なくとも３０重量パーセント、最も好ましくは少なくとも４０重量パーセントであることによって特徴付けられるであろう。他の見地からは、イジトールに富むヘキシトールの混合物は、通常、イジトール：他のヘキシトールの質量比が少なくとも１：１０、好ましくは少なくとも１：５、より好ましくは少なくとも１：３、最も好ましくは少なくとも１：２であることによって特徴付けられるであろう。
【００３２】
本明細書に提供する実施例に示すように、好適なエピマー化／水素化併用触媒は、炭素に担持された硫化処理したルテニウムおよび英国ロンドン（London）のJohnson Mattheyにより製造されているものなどのスポンジニッケル触媒を含む。有用な水素圧は、１００〜２００摂氏度の温度で８．３ＭＰａ（ゲージ圧）（１２００ｐｓｉ（ゲージ圧））〜１７．２ＭＰａ（ゲージ圧）（２５００ｐｓｉｇ（ゲージ圧））であるが、好ましくは、水素は、同時に進行する（combined）のエピマー化／水素化ステップに、１１．０ＭＰａ（ゲージ圧）（１６００ｐｓｉｇ）〜１３．８ＭＰａ（ゲージ圧）（２０００ｐｓｉｇ）で供給されることとなり、反応温度は１３０〜１８０摂氏度の間となるであろう。現在までに、Johnson Mattheyからのスポンジニッケル触媒を用いて反応温度を１７０摂氏度とし、水素を１２．４ＭＰａ（ゲージ圧）（１８００ｐｓｉｇ）で用いて液空間速度を１とした場合に最良の結果が認められている。
【００３３】
次いで、イジトールに富むヘキシトールの混合物１８は、ステップ２０において完全に脱水され、イソヘキシドの混合物を含む生成物２２が得られる。脱水ステップ２０を達成するための方法はよく知られており、例えば、ソルビトールからイソソルビドを生成するための公知の任意の方法を含むことができる。
【００３４】
この種の方法の１つとして、国際公開第２０１５１１２３８９号に記載されているものを用いることができる。この方法は、ソルビトールまたは他のヘキシトールまたは複数種のヘキシトールの組合せを酸触媒の存在下において減圧下に薄膜蒸発装置を用いることにより連続的に脱水するものであると説明されている。ここで「薄膜蒸発装置」とは、薄膜蒸発装置（thin film evaporator）、ワイパー式薄膜蒸発装置（wiped film evaporator）、短行程蒸留装置、流下および上昇液膜式蒸発装置（falling and climbing film evaporator）、プレート式液膜流下および上昇型蒸発装置（falling and climbing film plate evaporator）、ならびに連続した流体の多量のまとまりが加熱され、熱の大部分が流体の一部から他へと伝導するのではなく、流体が加熱面を横断するかまたは加熱面全体を移動する、類似の任意の装置を包括的に含む。指示された方法で脱水を実施することにより、この脱水によって生成するモノ−およびジアンヒドロヘキシトールが経る熱履歴を抑制しながら（これらの材料が熱影響を受けやすいことは十分に理解されているため）、比較的低い温度で連続プロセスを実施することが可能になると言われている。他の方法または手法、例えば、連続流通式撹拌槽型反応器（ＣＳＴＲ）等を用いることができ、回分式、半回分式および連続式の運転方式を想定することができる。
【００３５】
従来、ソルビトール等を脱水するためのプロセスには酸触媒が使用されている。ヘキシトールから対応するイソヘキシドへの脱水を達成するために適したものとして様々な酸触媒が文献に記載されており、これらに限定されるものではないが、以下に示す同一出願人による特許および特許出願に記載された触媒が挙げられる：「糖および／または糖アルコール脱水生成物を製造するためのプロセス（Process For Making Sugar And/Or Sugar Alcohol Dehydration Products）」と題した、Binderらに付与された米国特許第９，０９０，７５９号に記載されている、可溶性の低い特定の置換スルホン酸触媒；Stensrudらに帰属する国際公開第２０１４／１３７６１９号に記載されている水に対し安定な金属トリフラート触媒；国際公開第２０１５１５６８３９号に記載されているホスホン酸；国際公開第２０１５１５６８４６号に記載されている、ｐＫａが約１．０〜１．５である還元性ブレンステッド酸を、ｐＫａ≦０である少なくとも強ブレンステッド酸またはルイス酸と一緒に、またはこの種の強ブレンステッド酸およびルイス酸の両方と一緒に溶液中に含む、混合酸触媒反応混合物。好ましくは、その酸解離定数の常用対数にマイナスを掛けた値（従来ｐＫａとして表される）が約−１．５未満となる酸解離定数Ｋａを有する強ブレンステッド酸触媒が使用され、この種の酸は、イソソルビドからソルビトールへの脱水に関し最も短い時間枠内で最大の転化率、収率および対象物質占有率を与える（本発明者らの試験による）。ｐＫａが−１．５未満である強ブレンステッド酸触媒の例は硫酸、例えば、硫酸が０．３〜３．０モルパーセント、好ましくは硫酸が０．７５〜２．０、より好ましくは１．０〜１．５モルパーセントの水溶液の形態にあるものであり、これは１１０〜２００摂氏度、好ましくは１２５℃〜１７５℃、より好ましくは１３０〜１５０摂氏度の範囲の温度で１０分間〜１８０分間、好ましくは３０分間〜１２０分間、より好ましくは６０分間〜９０分間使用されるであろう。
【００３６】
脱水ステップ２０の後、イソヘキシドの混合物２２は、ステップ２４において、混合物２２中のイソヘキシドに含まれる全イソソルビドの大部分、好ましくは実質的に全部を含む第１画分２６と、混合物２２中のイソヘキシドに含まれる全イソマンニドの大部分、好ましくは実質的に全部を含む第２画分２８と、混合物２２中のイソヘキシドに含まれる全イソイジドの大部分、好ましくは実質的に全部を含む第３画分３０とに分離するためにさらに処理される。イソソルビド、イソマンニドおよびイソイジドがステップ２４で分別される効率に応じて、好ましくは、イソソルビド画分、イソマンニド画分およびイソイジド画分２６、２８および３０はそれぞれ、所与の画分に回収された所望のイソヘキシド以外のイソヘキシドを、１００万重量部当たり１０００部未満、より好ましくは５００ｐｐｍ未満、さらに好ましくは１００重量ｐｐｍ未満含む。
【００３７】
一実施形態において、ステップ２４のさらなる処理は、最終的に画分２６、２８および３０を得るために、「糖アルコールの内部脱水生成物を製造する改良法（Improved Method of Making Internal Dehydration Products of Sugar Alcohol）」と題した国際公開第２０１４０７０３７１号に詳述されている多くの技法を適用することを含む。画分２６、２８および３０は、特定の即時用途に適しており、ポリマー用グレードの純度を達成するために指示される場合もあるさらなる精製にも適している。
【００３８】
最初に、この実施形態による混合物２２を分解による損失等から保護するために中和を行った後（そうしなければ強酸性条件に過度に曝露される可能性がある）、ナノ濾過または限外濾過を実施することができ、そうすることによって、析出して後段のイオン交換樹脂および／またはイオン排除樹脂を目詰まりさせる可能性がある生成物混合物２２中の不純物である低重合物または重合物のより高い分子量を低下させる。この目的には分画分子量が１，０００〜１０，０００である膜が有用なはずである。本発明者らが特定の条件下で試験を行い有用であることを見出した膜の例としては、ＧＥ  Power（登録商標）ならびにWater  ＧＥ（登録商標）シリーズおよびＰＷ（登録商標）シリーズのポリエーテルスルホン限外濾過膜、Sepro（登録商標）  ＰＥＳ５、ＰＥＳ１０ポリエーテルスルホンならびにＰＶＤＦ４（登録商標）ポリフッ化ビニリデン限外濾過膜が挙げられる。
【００３９】
一実施形態においては、ナノ濾過または限外濾過ステップの後、濾過された混合物からイオン性化学種を除去するために、少なくとも１種の強酸性陽イオン交換樹脂を用いた擬似移動床クロマトグラフィーによるイオン排除ステップが用いられる。好ましい樹脂は、体積メジアン径が２９０〜３１７μｍの間にあり、８０％超の粒度が２８０〜３４３μｍの範囲にあり、６０％超の粒度が２９４〜３９２μｍの範囲にあり、架橋密度が１２％未満、より好ましくは８％未満、理想的には６％未満であることを特徴とするクロマトグラフィー用ゲル型樹脂であり、濾過後のイソヘキシド混合物中に存在する最大濃度の陽イオンに対応する陽イオン型にあるものである。イオン排除ステップは、回分方式、半回分方式または連続方式で実施することができ、固定床配置または連続擬似移動床系を通じて実施することができる。
【００４０】
特定の一実施形態においては、イオン排除ステップに続いて、さらなるイオン性不純物を除去するためにイオン交換ステップが行われ、これは、好ましくは、少なくとも１種の高度に架橋されたＨ型強酸性陽イオン交換樹脂と、１種のマクロポーラス型の高度に架橋されたＯＨ型強塩基性陰イオン交換樹脂とを含む固定床配置を用いて行われる。イオン排除ステップに使用される材料に関しては、特定の実施例を後に示すが、上に示した種類の様々な樹脂が市販されており、当業者に知られており、混合物２２から上に列挙した種類のさらなる不純物を有効に除去するイオン交換ステップにおいて、適切な樹脂を選択および使用することは十分にこの種のイオン交換樹脂の当業者の能力の範囲内にある。
【００４１】
一実施形態においては、残留している可能性のある不純物である、さらなる非イオン性低重合体および重合体ならびに／または着色体を除去することを主な目的として、炭素または樹脂床吸着ステップを用いることができる。好ましくは、１種または２種以上の活性炭の固定床配置が用いられる。好適な活性炭としては、これらに限定されるものではないが、Norit（登録商標）  ＳＡ２（水蒸気賦活されたピート由来炭素）、Calgon  ＣＰＧ（登録商標）−ＬＦ（酸可溶性鉄含有量の低い石炭由来粒状活性炭）、Calgon  ＣＡＬ（登録商標）（石炭由来粒状活性炭）、Nuchar（登録商標）  ＳＮ（薬品賦活された木材由来粉末活性炭）、Norit（登録商標）  ＲＯ  ０．８（高表面積ペレット状活性炭）、Nuchar（登録商標）  ＷＶ−Ｂ（低密度高表面積粒状活性炭）、Calgon  ＰＣＢ（登録商標）（ヤシ殻由来活性炭）、Calgon  ＢＬ（登録商標）（粉末化後に再凝集させた石炭由来活性炭）、Nuchar（登録商標）  ＲＧＣ（高活性、低灰分、低可溶性鉄分粒状活性炭）およびNuchar（登録商標）  ＳＡ−２０（薬品賦活された木材由来粉末状活性炭）。好適な吸着性樹脂としては、これらに限定されるものではないが、マクロポーラス型スチレン−ジビニルベンゼン型樹脂、例えば、Dowex Optipore（登録商標）  Ｌ４９３樹脂およびDowex Optipore  ＳＤ−２（登録商標）樹脂が挙げられる。
【００４２】
限外濾過、ナノ濾過、イオン排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、擬似移動床クロマトグラフィーおよび／または活性炭との接触の１以上に付す前、途中または後の任意の時点において、混合物２２の水分含有量を、蒸発または水の追加等によって調整することができる。
【００４３】
国際公開第２０１４０７０３７１号に記載されているように、次いで混合物２２を、蒸留、溶媒再結晶化、溶融結晶化ならびに溶媒洗浄および濾過の１種以上に付すことにより、画分２６、２８および３０に分割することができる。好ましくは、特に薄膜蒸留装置を使用する単純な蒸留が用いられる。加えて、国際公開第２０１４０７０３７０号に記載されているように、蒸留前に１種以上の酸化防止剤が混合物２２に添加される。
【００４４】
ステップ２４における画分２６、２８および３０の分離は、代替的な実施形態においては、例えば、国際公開第２０１６１３７８３５号の実施例に示されているように、Ｃａ２＋イオン型の強酸性陽イオン交換樹脂を使用した擬似移動床クロマトグラフィーによるか、または充填塔蒸留によるかもしくは先行技術の手法に関連して国際公開第２０１６１３７８３５号に簡潔にまとめられている他の代替的な公知の方法により達成することができる。
【００４５】
このようにして処理された第１のイソソルビド画分２６は、好ましくは、少なくとも、特定の用途にそのまま直接（流れまたはフロー３２で示す）使用することができる品質を有するか、または他の実施形態においては、適切であればさらに処理するかもしくはさらに精製し、それによって特定のポリマーの製造に所望され得る、より純度が高く、および／またはより色が安定した材料を得ることができる。例えば、「色を改善するためのイソヘキシド生成物の水素化（Hydrogenation of Isohexide Products for Improved Color）」と題した国際公開第２０１４０７０３６９号および／または「改良されたイソヘキシド生成物を得るための添加剤（Additives for Improved Isohexide Products）」と題した国際公開第２０１４０７０３７０号に記載されているように、水素化、蒸留および／または酸化防止剤を用いることができる。粗製イソソルビドを精製する他の方法が知られており、他の実施形態において、例えば、Dalzielらに帰属する国際公開第２００２３９９５７号に記載されているように、クロマトグラフィー技法および結晶化技法を組み合わせて用いることができる。
【００４６】
他の実施形態においては、第１イソソルビド画分２６の少なくとも一部分３２ａを、エピマー化ステップ３４においてエピマー化してそこからさらなるイソイジドを製造するために分流することができる。一実施形態においては、２０１２年２月２０日に出願された「イソイジドの製造方法（Method of Making Isoidode）」と題した国際公開第２０１３１２５，９５０号に記載されている種類のプロセスを用いることができ、ここでは、イソソルビドの水溶液が、水素の存在下に、担体、特に炭素担体に担持されたルテニウムを含む触媒の影響下に、７を超えるｐＨから開始してエピマー化に付されている。
【００４７】
他の実施形態においては、Wright and Brandner, J. Org. Chem., 1964, 29 (10), pp 2979-2982に教示されているエピマー化プロセスを、特に、珪藻土に担持されたニッケルを使用するＮｉ触媒作用を介して、２２０℃〜２４０℃の温度および１５０気圧等の比較的過酷な条件下で用いることができる。米国特許第３，０２３，２２３号に類似の開示が見られる。
【００４８】
さらなる他の実施形態においては、第１イソソルビド画分２６の純度に応じて、国際公開第２０１６１３７８３３号に記載されているエピマー化プロセスを用いることができる。この点に関し、測定可能な量のソルビタンを含む不純物含有イソソルビド組成物をエピマー化することにより、ソルビタンをほとんどまたは全く含まない（つまり、実質的に検出不可能な量）、より高度に精製された高いイソソルビド画分２６を使用した場合と比較して、水素化脱酸素による収率低下を減らすことが可能であることが見出された。その結果として、イソソルビド画分２６のかなりの割合をイソイジドを製造するための一部分３２ａに適用できることが期待され、分離ステップ２４においてある程度のコスト削減を実現させることができる。水素化脱酸素による収率低下は、画分２６中の出発時のイソソルビドの重量パーセント（ｗｔ．％）という観点で表すと、２２ｗｔ．％以下、２１ｗｔ．％以下、２０ｗｔ．％以下、１９ｗｔ．％以下、１８ｗｔ．％以下、１７ｗｔ．％以下、１６ｗｔ．％以下、１５ｗｔ．％以下、１４ｗｔ．％以下、１３ｗｔ．％以下、１２ｗｔ．％以下、１１ｗｔ．％以下、１０ｗｔ．％以下、９ｗｔ．％以下、８ｗｔ．％以下、７ｗｔ．％以下、６ｗｔ．％以下、５ｗｔ．％以下、４ｗｔ．％以下、３ｗｔ．％以下、２ｗｔ．％以下、１ｗｔ．％以下、０．５ｗｔ．％以下、０．１％以下とすることができる。
【００４９】
特定の理論に束縛されることを望むものではないが、ソルビタンはエピマー化反応器内で分解することにより所望のイソイジドの沸点よりも低い沸点を有する化合物を生成すると考えられている。この化合物には水素化脱酸素（ＨＤＯ）生成物が含まれる。ＨＤＯ生成物は、イソヘキシドよりも沸点が低い直鎖脂肪族アルコールの混合物であると特定されている（揮発性物質：プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、アルカン類；不揮発性物質：プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、フラノール；（LeNotre et al., ChemSusChem 6, 693-700 2013の補足資料のリンク：http://onlinelibrary.wiley.com/store/10.1002/cssc.201200714/asset/supinfo/cssc_201200714_sm_miscellaneous_information.pdf?v=1&s=89d9ec835660174ab84c20ed377959f2d1e0a55c  最終アクセス日：２０１４年１１月１９日））。
【００５０】
国際公開第２０１６１３７８３３号に想定されている不純物含有イソソルビド供給原料は、イソヘキシド含有量対ソルビタン含有量の比（重量パーセント）が１〜２００の範囲（端点および範囲全体を含む）にあることを特徴とする。すなわち、イソヘキシド５０％／ソルビタン５０％〜イソヘキシド９９．５％／ソルビタン０．５％の範囲（組成物中のイソヘキシドおよびソルビタンの重量パーセントによる含有量は１００％に規格化）にある。
【００５１】
さらに、不純物含有イソソルビド画分２６のエピマー化により生成したＨＤＯ化合物は、沸点が所望のイソイジドの沸点を下回ることが見出されており、したがって、単純な蒸発によって容易に除去される。特定の実施形態において、残留しているイソイジドは、国際公開第２０１６１３７８３３号に図示および例示されている方法でポリマー用グレードの純度を有するイソイジド生成物３８に精製することができる。その場合は、Ｃａ２＋イオン型の強酸性陽イオン交換樹脂を使用する擬似移動床クロマトグラフィー（図１に略図で示したプロセスにステップ３５で示す）と、一段階で行う水を用いた選択的再結晶化および単回で行う回収した結晶の最終水洗浄（図１のステップ３６で示す再結晶化および水洗浄）が行われ、それによってイソイジドを１００％含む結晶が得られる（実施例１０）。
【００５２】
分離ステップ２４からの第３イソイジド画分３０も同様に、精製ステップ４０において、Ｃａ２＋イオン型強酸性陽イオン交換樹脂を用いた擬似移動床クロマトグラフィーと、一段階で行う水を用いた選択的再結晶化および単回の最終水洗浄を組合せて精製することができ、それによってイソイジドの純度が少なくとも９９．５パーセント、好ましくは純度が少なくとも９９．７パーセント、より好ましくは純度が少なくとも９９．８パーセント、最も好ましくはイソイジドの純度が少なくとも９９．９パーセントである、ポリマー用グレードのイソイジド生成物４２が得られる。
【００５３】
ここで図２に注目すると、本発明の代替的な一般的な実施形態が模式図で示されている。ここでは、イジトールに富むヘキシトールの混合物が生成し、ヘキシトールの混合物からイジトールの分離または一連の分離を行った後、脱水を行うことにより、イソイジド生成物が生成する。より詳細には、例示的な実施形態４４を提供するが、ここでは、図１の一実施形態と同様に、デキストロース１２を含む供給物が最初に反応器１４に供給され、ここでデキストロースは水素１６の存在下およびエピマー化／水素化併用触媒のさらなる存在下に変換されて、イジトール含有量が、ヘキソースの水素化に厳密に帰属される量を超えると共に、ヘキシトールのエピマー化に厳密に帰属される量も超える、イジトールに富むヘキシトールの混合物を含む生成物（１８）となる。
【００５４】
次いで、図１に示すように混合物１８を脱水するのではなく、結果として得られたイソヘキシドの混合物からイソイジドを回収および精製することを試みる。図２に例示した実施形態４４においては、ヘキシトール混合物１８に対し分離ステップ４６を実施することにより、混合物１８のヘキシトール中に含まれる全ソルビトールの大部分、好ましくは実質的に全部を含む第１画分４８、混合物１８のヘキシトール中に含まれる全マンニトールの大部分、好ましくは実質的に全部を含む第２画分５０、および混合物１８のヘキシトール中に含まれる全イジトールの大部分、好ましくは実質的に全部を含む第３画分３０を得る。ステップ４６におけるソルビトール、マンニトールおよびイジトールの分別効率に応じて、好ましくは、ソルビトール、マンニトールおよびイジトール画分４８、５０および５２はそれぞれ、所与の画分中に回収することが所望されるヘキシトール以外のヘキシトールを、５．０重量パーセント未満、より好ましくは２．０パーセント未満、さらに好ましくは０．５重量パーセント未満含む。
【００５５】
一実施形態においては、混合物１８に含まれるソルビトール、マンニトールおよびイジトールを互いに分離するステップ４６はクロマトグラフィーにより達成されるであろう。この点に関し、Angyal, “Chromatography on Cation Columns: a Much-Neglected Method of Separation”, Aust. J. Chem. 2002, vol. 55, pp. 79-81 (2002)には、食品産業においてフルクトースに富むシロップを製造するために広く使用されているＣａ２＋型の陽イオン交換カラムが全種類のヘキシトールを互いに分離するのにも有効であり、特に、エピマー化で得られたより希少な少量の生成物を回収するためにこの種のカラムを使用することが提案されている。つまり、Ｃａ２＋型カラムは分離を実施することが可能であると示唆されているが、１９８９年における先の研究において、中ランタノイド（middle lanthanide）陽イオン、特にＥｕ、ＳｍおよびＮｄが、ポリオールとＣａよりもはるかに強力な錯体を形成し、これら３種の中ではＮｄが最も費用が安くて好ましいことが見出されたことに注目し、Angyalは、Ｎｄ２＋型強酸性陽イオン交換樹脂を用いてＤ−マンニトール、Ｄ−グルシトール（ソルビトール）およびＤ−イジトールを分離する例を示している。より詳細には、これらの試料を、それぞれ０．５グラムをＮｄ２＋型強酸陽イオン樹脂であるDowex(登録商標）５０Ｗ−Ｘ４の１４．０×２．２ｃｍカラムに供給し、溶離液として水を５０ｍＬ／ｈｒで供給し、１０ｍＬずつの画分を回収した。マンニトールが最初に溶出液６０〜９０ｍＬ中に出現した後、グルシトール／ソルビトールが１００〜１３０ｍＬ中に、次いでイジトールが溶出液１２０〜２１０ｍＬ中に出現した。グルシトール／ソルビトールおよびイジトール間に若干重なりが見られたので、必要に応じて完全に分離するためにわずかに長いカラムで観測した。
【００５６】
同様に、Petrus et al., “Chromatographic Separation of Alditols on a Cation-Exchange Resin in the Lanthanum Form”, Chem. Zvesti, vol. 34, no. 4, pp. 530-536 (1980)には、ランタン型の強酸性陽イオン交換樹脂（Dowex（登録商標）  ５０Ｗ  Ｘ８，２００／４００ｍｅｓｈ）を使用し、水を溶離液として用いることにより、混合物中の他の数種のアルジトールの中から、Ｄ−マンニトール、Ｄ−グルシトールおよびＬ−イジトールをうまく分離できたことが報告されている。Ｃａ２＋型樹脂に関する結果も示されており、この材料のカラムも分離の達成に好適となることを示唆しているが、ランタン型の方がより効果的となることが報告されている。
【００５７】
他の実施形態において、ステップ４６の分離は、結晶化方法によるか、またはクロマトグラフィー技法および結晶化技法を組み合わせることにより達成することができる。この点に関し、マンニトールおよびソルビトールを分離するための工業的に実施されている方法であって、ソルビトールおよびマンニトールと一緒にイジトールを含む混合物に適応させることができ得る方法は多く知られている。この種の方法は、例えば、Konetzkeらに帰属する独国特許出願公開第１００６３９７３Ａ１号（２００２）およびMelajaらに付与された米国特許第３，８６４，４０６号（１９７５）に記載されているようによく知られており、後者は、単回の結晶化ステップでこれらの混合物の水溶液から純粋なマンニトールおよび純粋なソルビトールを得ることが可能であると記載している。しかしながら、好ましくは、ステップ４６における分離は、クロマトグラフィー、特に擬似移動床クロマトグラフィーを用いて実施されるであろう。
【００５８】
第１ソルビトール画分４８は、流れ５４で示されるように、例えばデキストロースを水素化することにより生成したソルビトールに関し確立されている用途および最終用途に直接用いることができる。別法として、一実施形態においては、少なくとも一部分５４ａをステップ５６において脱水することによりイソソルビドを得ることができ、今度はこれを図２に模式図で示した特定の実施形態、すなわち、上に述べた方法でイソイジドを製造するため、または適切であればポリマー用途および他の高純度用途に用いるために精製するため、またはイソイジドの製造および直前に述べたポリマーおよび他の高純度用途の両方に用いるために、使用することができる。
【００５９】
したがって、画分４８に対し行われた脱水５６から得られるイソソルビドの少なくとも一部分５６ａには、図１のステップ３４、３５および３６に関しいずれも上に概ね記載したように、ステップ５８においてエピマー化を実施し、ステップ６０において擬似移動床クロマトグラフィーおよびステップ６２において結晶化を行うことによって精製することができ、それによって純度が少なくとも９９．５パーセント、より好ましくは少なくとも９９．７パーセント、さらに好ましくは少なくとも９９．８パーセント、最も好ましくは少なくとも９９．９パーセントである、好ましくはポリマー用途に好適な、精製されたイソイジド生成物６２が得られる。
【００６０】
他の選択肢においては、脱水ステップ５６から得られたイソソルビドの少なくとも一部分５６ｂを、図１のステップ２４に関し上の第００３７段落〜第００４３段落に述べた方法で処理することができ、場合により、第００４４段落に記載したように、特定の用途に適切であればさらに処理または精製する。第００３７段落〜第００４３段落に従う一部分５６ｂの処理および第００４４段落に従う任意的なさらなる処理は、いずれも図２のステップ６４で表されるものと理解され、流れ６６中に商業的に好適な最終イソソルビドが得られる。粗製イソソルビドを精製する他の方法が知られており、例えば、他の実施形態においては、一部分５６ｂをさらに精製するために、上に述べたDalzielらに帰属する国際公開第２００２／３９９５７号に記載されているようにクロマトグラフィーおよび結晶化技法を組み合わせて用いることができる。
【００６１】
ここでイジトール画分５２に戻ると、一実施形態において、イジトールの少なくとも一部分５２ａを、Fuerteに付与された米国特許第７，６７４，３８１号に示唆されているように甘味料として使用するか、または他の製品の調製における合成中間体として使用することができる。残部５２ｂは、ステップ６８において、ソルビトールからイソソルビドを生成するのに有用であることが見出されている類似の方法で従来通り脱水することができ、次いでステップ７０において、所与の用途または最終用途の必要に応じて、イソイジドを精製することにより、商業的に好適な最終イソイジド７２を得ることができる。イソイジドの精製方法は、Ｃａ２＋イオン型強酸性陽イオン交換樹脂を用いた擬似移動床クロマトグラフィーならびに一段階で行う水による選択的再結晶化および単回で行う回収した結晶の最終水洗浄の組合せが、上に引用した国際公開第２０１６１３７８３３号に記載されているが、この場合も同様に、図２のステップ７０および図１のステップ４０の両方に用いることができる、イソソルビドを精製するために発展した方法と類似の他の方法を用いることができる。この種の代替的なプロセスは、Upparaに帰属する国際公開第２０１４１９９３９９号等および当該明細書に引用されている背景に関する様々な引用文献に記載されている。Upparaらにより特許請求されているプロセスは、脱水ステップ（本発明者らのプロセスでは６８）の生成物を好適なジオール中に分散させた後、吸着助剤により吸着することによって有色の不純物を低減するものである。
【００６２】
次に示す非限定的な実施例により本発明をさらに例示する。
【実施例】
【００６３】
実施例１：ルテニウム（触媒の総重量を基準として２パーセント）を含むルテニウム／炭素触媒を、３０立法センチメートル容の固定床反応器に充填した後、水素を反応器に１１．０ＭＰａ（ゲージ圧）（１６００ポンド毎平方インチ（ゲージ圧））で、流量を０．４リットル毎分とし、デキストロース（２０％）および水（残部）を含む液体供給物と一緒に供給した。反応器温度を１３０摂氏度とし、液空間速度を１ｈｒ−１とした。
【００６４】
このプロセスを２週間に亘り連続運転し、生成物の試料をこの時間枠内の連続した複数の日に抜き取った。全ての量は総重量のパーセントとして記載する。
【００６５】
【表１】
2018529660.tif 000003
【００６６】
比較例２〜４：市販のラネーニッケル触媒を３０立方センチメートル容の固定床反応器に充填した後、水素を反応器に１１．０ＭＰａ（ゲージ圧）（１６００ポンド毎平方インチ（ゲージ圧））で、比較例２および３においては流量を０．４リットル毎分、比較例４においては流量を０．６リットル毎分とし、デキストロース（３３〜３５％）および水（残部）を含む液体供給物と一緒に供給した。反応器温度を１１３摂氏度とし、例２〜４にはそれぞれ異なる液空間速度を用いた。
【００６７】
このプロセスを２週間に亘り連続運転し、生成物の試料をこの時間枠内の連続した複数の日に抜き取った。全ての量は生成物混合物の総重量のパーセントとして記載する。生成物混合物の残部は水である。
【００６８】
【表２】
2018529660.tif 000004
【００６９】
実施例５：ルテニウム（触媒の総重量を基準として２パーセント）および硫黄（１パーセント）を含む、硫化処理されたルテニウム／炭素触媒を３０立方センチメートル容の固定床反応器に充填した後、水素を反応器に１２．４ＭＰａ（ゲージ圧）（１８００ポンド毎平方インチ（ゲージ圧））で、流速を０．４リットル毎分として、デキストロース（２５％）および水（残部）を含む液体供給物と一緒に供給した。反応器温度を１７０摂氏度とし、液空間速度を０．７ｈｒ−１とした。
【００７０】
このプロセスを２週間に亘り連続運転し、生成物の試料をこの時間枠内の連続した複数の日に抜き取った。全ての量は総重量のパーセントとして記載する。残部は水である。
【００７１】
【表３】
2018529660.tif 000005
【００７２】
実施例６〜９：スポンジニッケル触媒を３０立方センチメートル容の固定床反応器に充填した後、水素を反応器に１２．４ＭＰａ（ゲージ圧）（１８００ポンド毎平方インチ（ゲージ圧））で、流速を０．４リットル毎分とし、デキストロース、ソルビトール／デキストロース混合物、フルクトースまたはマンニトールと水（残部）とを含む液体供給物と一緒に供給した。反応器温度を１５０摂氏度とし、液空間速度を１ｈｒ−１とした。
【００７３】
このプロセスを２週間に亘り連続運転し、生成物の試料をこの時間枠内の連続した複数の日に抜き取った。全ての量は総重量のパーセントとして記載する。残部は水である。
【００７４】
【表４】
2018529660.tif 000006
【図１】
2018529660.tif 000007
【図２】
2018529660.tif 000008
【国際調査報告】
2018529660.tif 000009