(57)【要約】  本発明は、4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンを調製する方法であって、無機塩基、溶媒及び相間移動触媒の存在下で1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンを塩化エチルと反応させて、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンを含む反応混合物を生じるステップであって、前記無機塩基はアルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物から選択され、前記溶媒は、水又は少なくとも1種の有機溶媒と水との混合物から選択される、ステップを含む方法に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンを調製する方法であって、
無機塩基、溶媒及び相間移動触媒の存在下で1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンを塩化エチルと反応させて、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンを含む反応混合物を生じるステップを含み、
無機塩基が、アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物から選択され、溶媒が、水又は少なくとも1種の有機溶媒と水との混合物から選択される、方法。
【請求項２】
無機塩基が水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムから選択される、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
無機塩基が水溶液の形態で使用される、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項４】
無機塩基中のOH-の1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンに対するモル比が、2:1〜20:1の範囲にある、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５】
塩化エチルの1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンに対するモル比が、2:1〜15:1の範囲にある、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも1種の有機溶媒が、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式エーテル及びこれらの混合物から選択される、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項７】
溶媒が、該溶媒の総量に対して少なくとも90重量%の水を含む、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項８】
相間移動触媒が第四級アンモニウム塩から選択される、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項９】
相間移動触媒が、テトラ-(C1〜C10-アルキル)アンモニウム塩、特にテトラ-n-ブチルアンモニウム塩から選択される、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１０】
使用される相間移動触媒の量が、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンの量に対して1〜20mol%の範囲にある、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１１】
塩化エチルが、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、無機塩基、溶媒、及び相間移動触媒の混合物に加えられる、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２】
反応が30〜110℃の範囲の温度で実施される、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１３】
得られた1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサン含有反応混合物の精製をさらに含む、請求項1から12のいずれか1項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンを調製する方法であって、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンを塩化エチルと反応させるステップを含む方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンは、好ましい感覚刺激特性、特に心地よい香りを示す既知の香料用化学物質である。したがって、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンは、例えば化粧品分野又は洗濯用洗剤及び清掃用洗剤の分野において、香料として大きな関心を集めている。
【０００３】
1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの効率的な製造、例えば、温和な反応条件の利用による収率の改善及び不必要な副生成物形成の削減を可能とする、新規の方法が求められている。
【０００４】
1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンを含む1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンのモノエーテル及びジエーテルの合成については、当該技術分野においてしばしば記述されてきた。
【０００５】
例えばJP-11035969 Aには、4-(アルコキシメチル)-1-(ヒドロキシメチル)-シクロヘキサン及びその調製方法であって、塩基、特に水素化ナトリウム、及び溶媒、特にTHFの存在下における、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンのアルキル、シクロアルキル、又はハロゲン化アルケニルとの反応を含む調製方法について記載されている。
【０００６】
JP-11029512 Aには、4-(アルコキシメチル)-1-(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン及びその調製方法であって、塩基、特にTHF中の水素化ナトリウムの存在下における、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンのアルキル、シクロアルキル、又はハロゲン化アルケニルとの反応、又は強酸、特に三フッ化ホウ素エーテル錯体と組み合わせた硫酸の存在下における、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンのオレフィンとの反応のいずれかを含む調製方法について記載されている。
【０００７】
例えば、Solladieら、Journal of Organic Chemistry、1985、50巻(21)、4062〜4068頁には、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの製造方法であって、THF中の水素化ナトリウムの存在下における1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンのヨウ化エチルとの反応を含む製造方法が記載されている。還流下にて16時間、アルキル化反応を実施することで、30%の4-(エトキシメチル)-1-(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン及び32%の1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンを生じる。
【０００８】
WO 2013/4579 A2には、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの合成方法であって、水酸化カリウムの存在下における1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンのアセチレンとの反応、次いで、水素化触媒の存在下における、こうして得られたジビニルエーテルの水素による接触水素化を含む合成方法が記載されている。
【０００９】
例えばFreedmanら、Tetrahedron Letters、1975、第38号、3251〜3254頁には、立体的要求のより弱いモノアルコール及び立体的要求のより弱い1,4-ブタンジオールから、50%水酸化ナトリウム水溶液及び相間移動触媒として3〜5mol%硫酸水素テトラブチルアンモニウムの存在下で、それらを過剰な塩化第一級アルキル又は塩化ベンジルと反応させることによるエーテルの調製が記載されている。脂環部分に結合した立体的要求の強い-CH2-OH基のアルキル化については記載されなかった。
【００１０】
1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンのジエーテルの調製が難題であることは当該技術の現況から明らかである。1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンの直接アルキル化による1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの製造を目的とする既知の合成的方法は通常、水素化ナトリウムなどの高反応性で高価な塩基を必要とし、及び/又は低収率となってしまう。その理由は、アルキル化反応が完了まで進行しないことが多く、大量のモノエーテル種の形成をもたらしてしまうためである。ジエーテル種の収率を改善するために、過酷な反応条件、例えば、古典的なエーテル合成で使用される反応条件が適用される場合、悪臭性を有し得る不必要な副生成物の形成が増加することが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】JP-11035969 A
【特許文献２】JP-11029512 A
【特許文献３】WO 2013/4579 A2
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Solladieら、Journal of Organic Chemistry、1985、50巻(21)、4062〜4068頁
【非特許文献２】Freedmanら、Tetrahedron Letters、1975、第38号、3251〜3254頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の目的は、容易に入手可能な1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンから1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンを高収率かつ高選択性で製造する、改善された方法を提供することである。この方法は、温和な反応条件を利用して、不必要な副生成物の形成を回避し、ひいては労力を要する精製手順を回避することにより、単純で効率的なものとすべきである。さらに、高可燃性及び/又は高価な試薬の使用は回避すべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
驚くべきことに、無機塩基、溶媒、及び相間移動触媒の存在下で1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンを塩化エチルと反応させることにより、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンが高収率かつ高選択性で調製できることが見出された。したがって本発明は、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンを調製する方法であって、無機塩基、溶媒、及び相間移動触媒の存在下で1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンを塩化エチルと反応させて、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンを含む反応混合物を生じるステップを含み、無機塩基はアルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物から選択され、溶媒は、水又は少なくとも1種の有機溶媒と水との混合物から選択される、方法に関する。
【００１５】
本発明の方法は、以下の利点を示す:
-  1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンが、安価で容易に入手可能な出発物質である1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンから高収率かつ高選択性で直接的に製造できる。
-  本発明の方法は、温和な反応条件を使用しており、これによって副生成物の量が削減される。
-  1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサン含有反応混合物の後処理、及び必要であれば粗1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの精製は、単純であり、得られた1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンは香料材料として直接使用することができる。後処理及び精製の労力を要する手順は、このようにして回避できる。
-  1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンは、水素化ナトリウムなどの高可燃性及び/又は高価な試薬を使用する必要なしに、合成的に製造できる。
-  本発明の1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの製造方法は、単純で効率的である。したがって1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンは、困難なく工業規模で供給され得る。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンは、次の式(I)の化合物である。
【００１７】
【化１】
2018529655.tif 000002
【００１８】
1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンは、シス1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサン若しくはトランス1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの形態又はシス1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサン及びトランス1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの混合物の形態のいずれかで存在できることは、式(I)より明らかである。
【００１９】
用語「1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサン」は、純粋なシス異性体及び純粋なトランス異性体の両方、並びにこれらの異性体が同量で存在する又はこれらの異性体の一方が過剰に存在する混合物を包含する。
【００２０】
1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンは、シス1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサン及びトランス1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの混合物であって、これらの異性体が同量で存在する、又はこれらの異性体の一方が過剰に存在する、混合物の形態で存在することが多い。所望する場合、これらの混合物中の(シス/トランス)異性体の比率は、好適な精製方法(例えば蒸留)を使用してこれらの異性体の一方を部分的に又は完全に除去することによりさらに改変でき、これは少なくとも70:30、好ましくは少なくとも80:20、特に少なくとも90:10以上(例えば、95:5若しくは99:1)の(シス/トランス)-又は(トランス/シス)異性体の比率を有する1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサン異性体の混合物をもたらす。
【００２１】
しかしながら本発明の方法では、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの異性体の具体的な組成は特に重要ではない。
【００２２】
1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの構成に関する上記の規定は、本発明の方法で出発物質として使用される1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンにも適用される。したがって、用語「1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン」は、純粋なシス異性体及び純粋なトランス異性体の両方、並びにこれらの異性体が同量で存在する又はこれらの異性体の一方が過剰に存在する混合物を包含する。
【００２３】
一般に、本発明の方法で得られる1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの構成は、出発物質である1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンの構成によって決定される。通常、本発明の方法の過程で異性化は観察されない。例えば、出発物質として純粋なシス1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンが使用された場合、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンは純粋なシス異性体として得られる。したがって、本発明の方法を使用することにより、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンのシス-及びトランス異性体、並びにこれらの異性体の混合物を調製することが可能である。
【００２４】
1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンは、純粋なシス-若しくはトランス異性体として、若しくは上記に規定されたシス/トランス異性体の混合物としてのいずれでも購入できる、又は当業者によく知られている手順に従って合成することができる。例えば、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンは、ジメチルテレフタレートの接触水素化によって工業規模で調製できる。こうして得られた1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンは多くの場合、シス/トランス異性体の混合物として存在し、このシス/トランス異性体の比率は接触水素化反応に使用された触媒に大きく依存する。例えば、銅クロマイトが水素化反応の触媒として使用される場合は通常、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンのトランス異性体が過剰に得られ、一方でRu-Snベースの触媒の場合は通常、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンのシス異性体が、異性体混合物中に存在する主要な異性体である。
【００２５】
この目的のため、無機塩基、溶媒、及び相間移動触媒の存在下で1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンを塩化エチルと反応させる。
【００２６】
本発明では、無機塩基は通常、アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物から選択される。
【００２７】
好適なアルカリ金属水酸化物は、例として、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、及び水酸化セシウムが挙げられる。
【００２８】
好適なアルカリ土類金属水酸化物は、例として、水酸化ストロンチウム及び水酸化バリウムが挙げられる。
【００２９】
好ましくは、無機塩基はアルカリ金属水酸化物から選択され、特に水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムから選択される。
【００３０】
本発明の方法では、無機塩基はOH-の量について、反応混合物内に存在する1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンに対して通常、少なくとも2倍モル過剰で使用される。
【００３１】
好ましくは、無機塩基中のOH-の1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンに対するモル比は、2:1〜20:1の範囲、より好ましくは2:1〜15:1の範囲、特に3:1〜7:1の範囲にある。
【００３２】
本発明の好ましい実施形態では、無機塩基は水溶液の形態で使用される。水溶液中の無機塩基の濃度は、好ましくは5〜50重量%の範囲、より好ましくは15〜45重量%の範囲、特に20〜40重量%の範囲にある。
【００３３】
本発明の方法では、反応は溶媒の存在下で実施される。通常、溶媒は水又は少なくとも1種の有機溶媒と水との混合物から選択される。
【００３４】
溶媒が少なくとも1種の有機溶媒と水との混合物から選択される場合、有機溶媒は不活性有機溶媒から選択されることが好ましい。「不活性有機溶媒」という表現は一般に、一般的な反応条件下において、反応に関与する出発物質若しくは試薬、又は得られた生成物とのいかなる反応にも関与しない有機溶媒を意味する。
【００３５】
水と一緒に使用してよい好適な不活性有機溶媒として以下の群:
-  S1群:脂肪族及び脂環式炭化水素、特に5〜12個の炭素原子を有するアルカン及びシクロアルカン、並びにこれらのアルカン及びシクロアルカンの混合物、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、リグロイン、石油エーテル又はシクロヘキサン;
-  S2群:ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン又はテトラリンなどの芳香族炭化水素及びこれらの混合物;
-  S3群:メチル-tert.-ブチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン又は1,2-ジメトキシエタンなどの脂肪族エーテル及び脂環式エーテル;
並びに上述の溶媒の混合物
が含まれるが、これらに限定されない。
【００３６】
好ましくは、水と一緒に使用してよい不活性有機溶媒は、脂肪族炭化水素、並びにS2群及びS3群の溶媒、並びにこれらの混合物から選択される。
【００３７】
より好ましくは、水と一緒に使用してよい不活性有機溶媒は、S3群の溶媒から選択され、特にTHF及び1,2-ジメトキシエタン、並びにこれらの混合物から選択される。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態では、溶媒は、溶媒の総量に対して少なくとも50重量%、好ましくは少なくとも65重量%、より好ましくは少なくとも80重量%の水を含む。
【００３９】
本発明のさらにより好ましい実施形態では、溶媒は、溶媒の総量に対して少なくとも90重量%、例えば95重量%、98重量%、又は99重量%の水を含む。
【００４０】
本発明の特に好ましい実施形態では、溶媒は水から選択される。
【００４１】
本発明の方法では、反応は相間移動触媒の存在下で実施される。
【００４２】
相間移動触媒は、反応物質が一方の相、通常は水相から、反応が生じる別の相、通常は有機相へ移動することを促進する、化合物である。本発明の場合、相間移動触媒は界面活性剤の機能を有し、この機能はイオン性試薬、例えば水相中に存在するOH-イオンの、有機相中での溶解度、及び/又は有機反応物質、例えば、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン及び/又は塩化エチルの、水相中での溶解度を増大させ、これによってアルキル化反応を促進する。
【００４３】
本発明の方法で使用可能な好適な相間移動触媒は、例えば第四級アンモニウム塩及びホスホニウム塩である。
【００４４】
通常、本発明の方法で使用される相間移動触媒は、第四級アンモニウム塩から選択される。
【００４５】
本発明の好ましい実施形態では、相間移動触媒は一般式(II.a)及び(II.b)の第四級アンモニウム塩から選択される。
【００４６】
【化２】
2018529655.tif 000003
式中、
R1は、互いに独立して非分枝状又は分枝状のC1〜C10-アルキルから選択され、隣接する2つのR1基は、それらが結合している窒素原子と共に、4〜10個の炭素原子を有する飽和環を形成してもよく、
R2は、非分枝状若しくは分枝状のC1〜C20-アルキル、C5〜C6-シクロアルキル、又はベンジルから選択され、
[Y]m-は、m価の単原子又は多原子アニオンであり、mは1、2、又は3の値を有し、
nは、1、2、又は3の値を有する。
【００４７】
好ましいアニオン[Y]m-は、ハロゲン化物イオン、擬ハロゲン化物イオン、硫酸イオン、スルホン酸イオン、リン酸イオン、及び水酸化物イオンから選択される。
【００４８】
好ましいハロゲン化物イオンは、例えばフッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン又はヨウ化物イオンである。
【００４９】
好ましい擬ハロゲン化物イオンは、例えばBF4-、PF6-、CN-、SCN-、又はOCN-である。
【００５０】
好ましい硫酸イオンは、例えばSO42-又はHSO4-である。
【００５１】
好ましいスルホン酸イオンは、例えばCH3SO3-、CF3SO3-、CH3CH2SO3-又はp-トルエンスルホン酸である。
【００５２】
好ましいリン酸イオンは、例えばPO43-、HPO42-及びH2PO4-である。
【００５３】
特に好ましいアニオンは、Cl-、Br-、I-、OH-、HSO4-及びCH3SO3-である。
【００５４】
一般式(II.a)及び(II.b)の好ましい相間移動触媒は、例えば以下
塩化、臭化、ヨウ化、水酸化又は硫酸水素ベンジルトリメチルアンモニウム;塩化、臭化、ヨウ化、水酸化又は硫酸水素ベンジルトリエチルアンモニウム;塩化、臭化、ヨウ化、水酸化又は硫酸水素ヘキサデシルトリメチルアンモニウム;
塩化、臭化、ヨウ化、水酸化又は硫酸水素メチルトリオクチルアンモニウム;塩化、臭化、ヨウ化、水酸化又は硫酸水素テトラメチルアンモニウム;
塩化、臭化、ヨウ化、水酸化又は硫酸水素テトラエチルアンモニウム;
塩化、臭化、ヨウ化、水酸化又は硫酸水素テトラ-n-ブチルアンモニウム
から選択される。
【００５５】
本発明のさらにより好ましい実施形態では、相間移動触媒は、一般式(II.b)のテトラアルキルアンモニウム塩から選択され、ここですべてのR1基は同一であり、かつC1〜C10-アルキルから選択される。これらのテトラ-(C1〜C10-アルキル)アンモニウム塩は、例として以下
塩化、臭化、ヨウ化、水酸化又は硫酸水素テトラメチルアンモニウム;
塩化、臭化、ヨウ化、水酸化又は硫酸水素テトラエチルアンモニウム;
塩化、臭化、ヨウ化、水酸化又は硫酸水素テトラ-n-ブチルアンモニウム
から選択される。
【００５６】
本発明の特に好ましい実施形態では、相間移動触媒はテトラ-n-ブチルアンモニウム塩、例えば塩化テトラ-n-ブチルアンモニウム、臭化テトラ-n-ブチルアンモニウム、ヨウ化テトラ-n-ブチルアンモニウム又は硫酸水素テトラ-n-ブチルアンモニウムから選択される。
【００５７】
通常は、本発明の方法で使用される相間移動触媒の量は、反応混合物中の1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンの量に対して1〜20mol%の範囲、好ましくは2〜15mol%の範囲、特に3〜10mol%の範囲にある。
【００５８】
アルキル化反応は、不活性気体の不存在下又は存在下で起こり得る。「不活性気体」という表現は一般に、一般的な反応条件下では、反応に関与する出発物質、試薬若しくは溶媒、又は得られた生成物とのいかなる反応にも関与しない気体を意味する。不活性気体の例としては、N2、CO2及びHe、Ne、Ar、Kr及びXeなどの希ガスが挙げられる。アルキル化反応はいかなる不活性気体も加えずに起きることが好ましい。
【００５９】
本発明の方法は、大気圧下又は加圧下で実施され得る。好ましくは、本発明の方法は加圧下で実施される。
【００６０】
反応が加圧下で実施される場合、圧力は通常、1.5〜20bar(1500〜20000hPa)の範囲、好ましくは2〜15bar(2000〜15000hPa)の範囲、特に3〜12bar(3000〜12000hPa)の範囲にある。
【００６１】
本発明の方法は通常、30〜110℃の温度の範囲、好ましくは40〜100℃の温度の範囲、特に50〜90℃の温度の範囲で実施される。
【００６２】
本発明の好ましい実施形態では、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、無機塩基、溶媒及び相間移動触媒の混合物(初期混合物)は、好適な反応装置内に配置される。次いで初期混合物は、ある特定の時間(初期時間)例えば30分間、1時間又は3時間、上記に規定された反応温度下で撹拌される。これに次いで、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、無機塩基、溶媒、及び相間移動触媒の混合物に塩化エチルが加えられる。
【００６３】
塩化エチルは1回で、若しくは数回に分けて、又は連続的に加え得る。
【００６４】
通常、塩化エチルは、反応混合物中に存在する1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンの量に対して少なくとも2倍モル過剰で使用される。
【００６５】
好ましくは、塩化エチルの1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンに対するモル比は、2:1〜15:1の範囲、より好ましくは3:1〜10:1の範囲、特に4:1〜8:1の範囲にある。
【００６６】
塩化エチルは、初期混合物、すなわち、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、無機塩基、溶媒及び相間移動触媒に、液体又は気体の形態で加えられてよい。好ましくは、塩化エチルは初期混合物に気体の形態で加えられる。
【００６７】
初期混合物は、塩化エチルの添加の前に、反応温度よりも低温に、例えば5、10又は25℃に冷却されることが好ましい。
【００６８】
塩化エチルの添加後、反応混合物は上記に規定されたそれぞれの反応温度で、ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンの少なくとも90%、好ましくは少なくとも95%、特に少なくとも98%が変換されるまで撹拌される。
【００６９】
反応の完了後、通常反応混合物は2相、すなわち水相及び有機相に分離し、これらは独立して抽出することができる。したがって、一般に反応完了後、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンを含む有機相は、単純なデカンテーションによって水相から分離できる。
【００７０】
機械的沈降によっては相分離が自然に生じない場合、有機相の体積を増加させるために、水との相溶性があまり高くない有機溶媒を反応混合物に加えてもよい。追加的又は代替的に、当業者によく知られている液-液抽出プロセスを反応混合物に対して実施してもよい。
【００７１】
有機溶媒(存在する場合)又は残留塩化エチルなどの揮発性有機成分の除去後、1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンは通常、許容可能な純度で、例えば少なくとも70%又は75%の純度で得られ、一方で1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンのモノ-エチルエーテルは主要副生成物である。
【００７２】
しかし、必要な場合、本発明の方法で得られる1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの純度は、追加の精製ステップ、好ましくは蒸留ステップを加えることでさらに増加させることができる。
【００７３】
1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの精製に好適な蒸留装置は、例として、場合により泡鐘トレイ、シーブプレート、シーブトレイ、パッケージ若しくは充填材を備えたトレイ蒸留塔、又は回転バンド蒸留塔などの蒸留塔、薄膜蒸発器、流下薄膜蒸発器、強制循環蒸発器、サンベイ蒸発器(Sambay evaporator)など、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００７４】
アルキル化反応は連続式又はバッチ式のいずれかで実施するように設計可能である。バッチ式アルキル化は、通常加圧下で実施する反応に使用される反応装置、例えば場合により計測装置を備えた撹拌反応器内で実施できる。本発明の方法が連続式で実施される場合、反応は、例えばチューブ反応器内又は2つ以上の撹拌反応器のカスケード内で実施可能であり、逆混合される場合又はされない場合があり得る。
【実施例】
【００７５】
[実施例1]
塩化エチルを使用した1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンからの1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの製造
ジオール(18g、125mmol)、NaOH(35%aq.、57g、500mmol)及び臭化テトラ-n-ブチルアンモニウム(4.02g)をオートクレーブ内に充填し、70℃で1時間撹拌した。反応物を室温まで冷却し、塩化エチル(50.6g、784mmol)を気体の状態で容器に加えた。温度を再び70℃まで上げ、5.9〜9.6bar(5900〜9600hPa)の内圧を発生させた。8時間後、反応物を室温まで冷却し、圧力をゆっくりと開放し、オートクレーブをN2でフラッシュした。各相を分離し、有機相を分析した。
変換率:99%
選択性(ジエーテル):80%
選択性(モノエーテル):20%
【００７６】
[比較例1]
ジエチル硫酸を使用した1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンからの1,4-ビス(エトキシメチル)シクロヘキサンの製造
ジオール(15g、104mmol)をTHF(30mL)中に溶解し、NaOH(35%aq.、47.55g、416mmol)及び臭化テトラ-n-ブチルアンモニウム(3.35g)を加えた。混合物を50〜52℃で1時間撹拌し、次いでジエチル硫酸(2.5eq.、40.09g、260mmol)を10分間かけて加えた。バッチを60℃で4時間撹拌した。反応物を室温まで冷却し、さらに30mLのTHFを加え、相分離させた。有機相を減圧下で濃縮し、分析した。
変換率:89%
選択性(ジエーテル):45%
選択性(モノエーテル):55%
【国際調査報告】
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