(57)【要約】【課題】アンヒドロ糖アルコールの収率を高めるための技術を提供する。【解決手段】本発明のある態様のアンヒドロ糖アルコールの製造方法は、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が３０以上４００以下であるプロトン型のベータ型ゼオライト、プロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライト、及びプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも１種のゼオライトを含む脱水触媒の存在下、且つ加熱及び加圧の条件下で、（１）糖アルコールを脱水反応させてモノアンヒドロ糖アルコール及びジアンヒドロ糖アルコールの少なくとも一方を製造すること、及び（２）モノアンヒドロ糖アルコールを脱水反応させてジアンヒドロ糖アルコールを製造することの少なくとも一方を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が３０以上４００以下であるプロトン型のベータ型ゼオライト、プロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライト、及びプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも１種のゼオライトを含む脱水触媒の存在下、且つ加熱及び加圧の条件下で、（１）糖アルコールを脱水反応させてモノアンヒドロ糖アルコール及びジアンヒドロ糖アルコールの少なくとも一方を製造すること、及び（２）モノアンヒドロ糖アルコールを脱水反応させてジアンヒドロ糖アルコールを製造することの少なくとも一方を含むことを特徴とするアンヒドロ糖アルコールの製造方法。
【請求項２】
前記糖アルコールはソルビトールであり、
前記モノアンヒドロ糖アルコールはソルビトールから１分子脱水してなるソルビタンであり、
前記ジアンヒドロ糖アルコールはイソソルビドである請求項１に記載のアンヒドロ糖アルコールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンヒドロ糖アルコールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マンニトール、イディトール、ソルビトール、キシリトール及びエリスリトール等の糖アルコールを脱水環化することにより、アンヒドロ糖アルコールが得られることが知られている。得られるアンヒドロ糖アルコールは、化学品合成の原料や中間体として使用することができる。ソルビトールを脱水環化して得られるイソソルビドは、工業的に特に有用であり、例えば、医薬品、界面活性剤、プラスチック及びポリマー等の製造原料として用いることができる。例えば、イソソルビドは、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリカーボネートジオール及びポリエステル等の製造に用いられるモノマーとして有用である。また、イソソルビドの原料であるソルビトールは、様々な天然資源から誘導することができる。このため、イソソルビドは、ポリマー製造における再生可能な天然資源と考えることができる。
【０００３】
糖アルコールを脱水してアンヒドロ糖アルコールを生成する際に、種々の脱水触媒を用いることが知られている。従来、脱水触媒としては、効率的に脱水反応を進行させるために、強酸が用いられることが多かった。強酸を用いた場合、脱水反応は特殊な耐酸性反応容器内で進行させる必要があった。
【０００４】
これに対し、耐酸性反応容器を必要とせず、また触媒の分離や再使用が可能である、有機や無機の固体酸触媒を脱水反応に用いる例が報告されている。例えば、特許文献１には、スルホン化ポリスチレン等のカチオン性イオン交換樹脂及びこれらの混合物を、触媒として用いることが開示されている。また、非特許文献１〜３には、硫酸根をドープした金属酸化物やニオブ酸などの無機の固体酸を、触媒として用いることが開示されている。さらに、特許文献２，３には、酸性ゼオライトを触媒として用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６８４９７４８号明細書
【特許文献２】米国特許２００４／０１５２９０７号明細書
【特許文献３】特表２００４−５０１１１７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｃａｔａｌ．Ａ，４５２，３４−３８（２０１３）
【非特許文献２】Ｃａｔａｌ．Ｃｏｍｍｕｎ．１２（６）５４４−５４７（２０１１）
【非特許文献３】Ｂｕｌｌ．Ｋｏｒｅａｎ  Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．３１（１２）３６７９−３６８３（２０１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
酸性イオン交換樹脂は耐熱性が低い。一方、糖アルコールからのアンヒドロ糖アルコールの生成には、脱水反応を進行させるために高温の反応条件が必要とされる。このため、脱水触媒として酸性イオン交換樹脂を用いた場合、脱水反応を十分に進行させることができないおそれがあった。また、硫酸根をドープした金属酸化物やニオブ酸などの無機の固体酸を脱水触媒として用いる従来の方法は、脱水反応の反応速度や、アンヒドロ糖アルコールの収率が不十分であった。また、酸性ゼオライトを脱水触媒として用いる従来の方法は、触媒性能や反応成績が低く、アンヒドロ糖アルコールの工業的な製法としては不十分であった。
【０００８】
糖アルコールの脱水によりアンヒドロ糖アルコールを得る反応は、原料や生成物の性質のために一般に液相で実行される。また、この脱水反応は、溶媒の存在下で実施される場合もある。溶媒としては、水や、トルエン及びキシレン等の有機溶媒等が使用される。
【０００９】
また、脱水反応で生成する水を反応系外に除去することが有効であることも知られている。反応系外への水の除去について、ソルビトールからイソソルビドを製造するためのバッチ反応を例に説明する。ソルビトールの脱水反応によるイソソルビドの生成は、ソルビトールからソルビタン（１，４−モノアンヒドロソルビトール）への第１の脱水過程と、ソルビタンからイソソルビド（１，４：３，６−ジアンヒドロソルビトール）への第２の脱水過程と、の２段階反応であると考えられている。このような２段階反応において、特に第２の脱水反応は、反応系中から水を除去することにより促進される。このため、特許文献２に開示された方法では、反応温度下で真空条件により水、又は、水とイソソルビドとを留出させて反応系から除去している。また、特許文献３に開示された方法では、反応温度下でガスを流通させることにより水、又は水とイソソルビドとを蒸発させて反応系から除去している。
【００１０】
しかしながら、水、又は水と生成物とを、真空条件下で留去する方法あるいはガス流通下で蒸発させる方法では、反応温度が高くなると生成物の分解が起こりやすくなる。また、原料、中間体、生成物の分子間脱水による重合や、炭化も起こりやすくなる。さらに、これらの方法では、水や生成物が留去、蒸発した結果、脱水反応の後半において反応器内の残存物の粘度が増大し、残留物の撹拌効率が低下するおそれがある。撹拌効率が低下すると、脱水反応の反応速度やアンヒドロ糖アルコールの収率が低下するとともに、反応終了後の触媒の分離も困難になる。一方、反応温度が低くなると、上述した分子間脱水は抑制されるが水の除去が困難になる。その結果、脱水反応の促進が妨げられ、アンヒドロ糖アルコールの収率の向上が困難になる。
【００１１】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンヒドロ糖アルコールの収率を高めるための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある態様は、アンヒドロ糖アルコールの製造方法である。この製造方法は、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が３０以上４００以下であるプロトン型のベータ型ゼオライト、プロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライト、及びプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも１種のゼオライトを含む脱水触媒の存在下、且つ加熱及び加圧の条件下で、（１）糖アルコールを脱水反応させてモノアンヒドロ糖アルコール及びジアンヒドロ糖アルコールの少なくとも一方を製造すること、及び（２）モノアンヒドロ糖アルコールを脱水反応させてジアンヒドロ糖アルコールを製造することの少なくとも一方を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アンヒドロ糖アルコールの収率を高めるための技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトの粉末Ｘ線回折パターンを示す図である。
【図２】プロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトの粉末Ｘ線回折パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明につき詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、本発明はこれらの内容に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００１６】
本発明者らは、脱水触媒の存在下で糖アルコールを分子内脱水させてアンヒドロ糖アルコールを製造する方法について鋭意検討を重ねた結果、脱水触媒として特定の酸性ゼオライトを用い、この脱水触媒の存在下、且つ加熱及び加圧の条件下で糖アルコールの脱水反応を行うことで、アンヒドロ糖アルコールを高収率、高選択的に製造できることを見出した。
【００１７】
すなわち、本実施の形態に係るアンヒドロ糖アルコールの製造方法は、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が３０以上４００以下であるプロトン型のベータ型ゼオライト、プロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライト、及びプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも１種のゼオライトを含む脱水触媒の存在下、且つ加熱及び加圧の条件下で、（１）糖アルコールを脱水反応させてモノアンヒドロ糖アルコール及びジアンヒドロ糖アルコールの少なくとも一方を製造すること、及び（２）モノアンヒドロ糖アルコールを脱水反応させてジアンヒドロ糖アルコールを製造することの少なくとも一方を含む。以下、本実施の形態に係る製造方法に用いられる原料、触媒、反応条件等について説明する。
【００１８】
（原料）
本実施の形態に係る製造方法では、反応の原料、すなわち脱水反応の反応物として、少なくとも１種類の糖アルコール又はモノアンヒドロ糖アルコールが用いられる。原料として用いる糖アルコールとしては、ヘキシトール、ペンチトール及びテトリトールが好適である。より好ましい糖アルコールとしては、ソルビトール、マンニトール、ガラクチトール、イディトール、キシリトール、アラビニトール、リビトール、エリトリトール、及びトレイトールが挙げられる。さらに好ましい糖アルコールとしては、ソルビトール、キシリトール、エリトリトールが挙げられ、特に好ましくはソルビトールである。ソルビトールを原料とする場合、生成物であるアンヒドロ糖アルコールは、モノアンヒドロ糖アルコールであるソルビタン、及びジアンヒドロ糖アルコールであるイソソルビドの少なくとも一方である。モノアンヒドロ糖アルコールとしてのソルビタンは、ソルビトールから１分子脱水してなるソルビタンであり、好ましくは１，４−ソルビタンである。また、キシリトールを原料とする場合、生成物として、環化したＣ５モノアンヒドロ糖アルコールが得られる。また、エリスリトールを原料とする場合、生成物として、モノアンヒドロ糖アルコールであるエリスリタンが得られる。
【００１９】
また、原料として用いるモノアンヒドロ糖アルコールの例としては、ソルビタンが挙げられ、好ましくは１，４−ソルビタンである。ソルビタンを原料とする場合、生成物であるアンヒドロ糖アルコールは、ジアンヒドロ糖アルコールであるイソソルビドである。原料は、糖アルコール、モノアンヒドロ糖アルコール、及びこれらの混合物のいずれであってもよい。
【００２０】
ソルビトールは、グルコースの還元により得ることができるため、工業的な入手が容易である。このため、糖アルコールのなかでもソルビトールが原料として特に好ましい。ソルビトールの脱水反応で得られるソルビタンやイソソルビドは、各種の化学品や医薬品の原料として、またポリウレタン、ポリカーボネート及びポリエステル等のポリマー製造の原料として有用である。
【００２１】
本実施の形態の製造方法において原料となる糖アルコール及びモノアンヒドロ糖アルコールは、セルロースやグルコース等の天然資源から化学合成法や発酵法等で誘導されたものを用いることができる。この場合、化学合成法等で誘導された糖アルコール及びモノアンヒドロ糖アルコールを、単離精製せずに混合物の状態のまま使用してもよく、また単離精製したものを使用してもよい。本製造方法の脱水反応に供する出発物質の純度（例えば出発物質中の糖アルコール及びモノアンヒドロ糖アルコールの含有量）は、特に限定されないが、好ましくは９０％以上（９０質量％以上）、より好ましくは９５％以上（９５質量％以上）、さらに好ましくは９８％以上（９８質量％以上）である。出発物質の純度を高めることで、不純物に起因する副生物が、脱水反応で無視できないほど増大することを抑制することができる。これにより、副生物の分離工程や生成物の精製工程における効率の低下を抑制することができる。
【００２２】
（脱水触媒）
本実施の形態の製造方法において使用される脱水触媒は、プロトン型の酸性ゼオライトである。脱水反応を進行させるためには、原料である糖アルコールやその中間体が、脱水触媒の活性点にアクセスできなければならない。一方、糖アルコールの分子径は比較的大きい。このため、脱水触媒として使用されるゼオライトの構造としては、１２員環以上の大きな孔径を有するゼオライトが好ましく、また１２員環の孔径に加えて１０員環の孔径をも有するゼオライトがより好ましい。また、脱水触媒として使用されるゼオライトの種類としては、ＦＡＵ型、ベータ型、ＭＣＭ−６８型及びＣＩＴ−１型が好ましく、ベータ型、ＭＣＭ−６８型及びＣＩＴ−１型がより好ましい。
【００２３】
ここで、ベータ型ゼオライトとは、国際ゼオライト学会（ＩＺＡ）によって規定されるフレームワークタイプコード（ＦＴＣ）がＢＥＡ型（ＦＴＣ表記は＊ＢＥＡ）である三次元構造のゼオライトを意味し、多くの場合、主として多形Ａ（polymorph A）と多形Ｂ（polymorph B）との連晶、あるいは混晶であり、多形Ａ及び／又は多形ＢのＸ線回折パターンと同等のパターンを与えるゼオライトである。また、ＭＣＭ−６８型ゼオライトとは、国際ゼオライト学会（ＩＺＡ）によって規定されるフレームワークタイプコード（ＦＴＣ）がＭＳＥ型である三次元構造のゼオライトを意味する。また、ＣＩＴ−１型ゼオライトとは、国際ゼオライト学会（ＩＺＡ）によって規定されるフレームワークタイプコード（ＦＴＣ）がＣＯＮ型である三次元構造のゼオライトを意味する。
【００２４】
また、脱水触媒として使用されるプロトン型のベータ型ゼオライトは、３０以上４００以下のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比を有する。プロトン型のベータ型ゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比の下限値は、好ましくは７５以上であり、より好ましくは１００以上である。ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比の上限値は、好ましくは３００以下であり、より好ましくは２００以下である。一例としてのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比は、１５０である。ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比を３０以上とすることで、ゼオライトの活性点における酸性の強度が不足することを抑制することができ、また、反応条件下での脱水触媒の安定性の低下を抑制することができる。さらに、酸点の密度が高まって原料、中間体、生成物の分子間脱水重合が起こりやすくなることを抑制することができる。そして、これによりアンヒドロ糖アルコールの選択率が低下することを抑制することができる。また、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比を４００以下とすることで、酸点の数が不足することを抑制することができる。そして、これにより触媒量当たりの反応速度が低下することを抑制することができる。また、酸点の強度が高まることによる副反応の増大を抑制することができ、その結果としてアンヒドロ糖アルコールの選択率が低下することを抑制することができる。
【００２５】
脱水触媒として使用されるプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトやプロトン型のＣＩ１−１型ゼオライトは、好ましくは１０以上４００以下のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比を有する。このように幅広いＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比を有するプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトやプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトがアンヒドロ糖アルコールを製造する際の脱水触媒として適している理由は、その特異な構造に起因する。すなわち、ＭＣＭ−６８型ゼオライトやＣＩＴ−１型ゼオライトは、１２員環の孔径のみならず１０員環の孔径をも有する。この特異な構造に起因して脱水反応に有利な酸点が形成されるため、アンヒドロ糖アルコールへの脱水反応が促進される。脱水触媒には、１種類のゼオライトが単独で用いられてもよいし、複数種類のゼオライトが混合されて用いられてもよい。
【００２６】
脱水触媒を脱水反応に供する際には、脱水触媒を予め反応器内に充填し、原料や溶媒を後から導入してもよいし、脱水触媒を原料や溶媒と混合した後に反応器内に導入してもよい。脱水触媒は、必要に応じて前処理が施されてもよい。この前処理としては、例えば不活性ガス気流下で脱水触媒を加熱すること等が挙げられる。脱水触媒の量は、特に限定されないが、原料の糖アルコール及びモノアンヒドロ糖アルコールの合計質量に対して、好ましくは１質量％以上５００質量％以下、より好ましくは２質量％以上２００質量％以下、さらに好ましくは５質量％以上１００質量％以下である。
【００２７】
脱水触媒としてのプロトン型のベータ型ゼオライトは、例えば以下のようにして調製することができる。すなわち、テフロン（登録商標）製ビーカー内に、４２．０ｇのテトラエチルアンモニウム水酸化物水溶液（３５質量％）と、１５．９ｇの蒸留水とを加える。さらに、ビーカー内に０．５１ｇのアルミニウムイソプロポキシドを加え、室温で３０分撹拌する。その後、４１．７ｇのオルトケイ酸テトラエチルを加え、６０℃で撹拌する。オルトケイ酸テトラエチルの加水分解が完全に進行するまで、混合物の撹拌を続ける。得られる無色透明の溶液に４．３５ｇのフッ化水素酸（４７質量％）を加えると、濃いスラリーが得られる。得られるスラリーをテフロン（登録商標）製内筒を含むステンレス・スチール・オートクレーブに入れ、１４０℃で５日間撹拌しながら加熱する。得られる混合物をろ過処理に付して固体生成物を回収し、１００℃で一晩乾燥させる。乾燥後の生成物をさらに５８０℃で５時間、空気中で焼成する。以上の工程により、プロトン型のベータ型ゼオライトが得られる。プロトン型のベータ型ゼオライトの製造方法については、M.A. Camblor, A. Corma, S. Valencia, J. Mater. Chem. 8 (1998) 2137-2145.を参照のこと。
【００２８】
脱水触媒としてのプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトは、例えば以下のようにして調製することができる。すなわち、テフロン（登録商標）製ビーカー内に、８ＭのＫＯＨ水溶液４．６９ミリリットルと、０．９２７ｇの水酸化アルミニウムと、５．５８ｇのＴＥＢＯＰ（Ｉ）２（N, N, N', N'-Tetraethylbicyclo[2.2.2]oct-7-ene-2,3:5,6-dipyrrolidinium diiodide）と、４０．９ｇの蒸留水とを加え、室温で３０分撹拌する。さらに、１５．０ｇのコロイダルシリカ（４０質量％）を加え、室温で４時間撹拌する。得られるスラリーをテフロン（登録商標）製内筒を含むステンレス・スチール・オートクレーブに入れ、１６０℃で１６日間、静置しながら加熱する。
【００２９】
得られる混合物を遠心分離処理に付して固体生成物を回収し、乾燥させる。乾燥後の生成物をさらに６００℃で５時間、空気中で焼成する。以上の工程により、ＭＣＭ−６８型ゼオライトが得られる。ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１０であるプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトを調製する場合、得られたＭＣＭ−６８型ゼオライトについて、ゼオライト１ｇに対して５０ｍｌの比で１ＭのＮＨ４ＮＯ３水溶液を用いて、イオン交換を施す。８０℃で２時間加熱し、その後ろ過することでプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトが得られる。ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１０より大きいプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトを調製する場合、得られたＭＣＭ−６８型ゼオライトについて、ゼオライト１ｇに対して５０ｍｌの比で０．０５−４ＭのＨＮＯ３水溶液を用いて、酸処理を施す（ＳｉＯ２/Ａｌ２Ｏ３比が１３、１８、３３、４７、６０、７０、８６、１３０のとき、それぞれ０．０５、０．１、０．２、０．３、０．５、１、２、４ＭのＨＮＯ３水溶液を使用）。リフラックス条件下で２４時間反応させ、その後ろ過することでプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトが得られる。プロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトの製造方法については、D.C. Calabro et al., US Patent 6049018 (2000)、S. Park et al., J. Catal., 319 (2014) 265-273.を参照のこと。
【００３０】
脱水触媒としてのプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトは、例えば以下のようにして調製することができる。すなわち、テフロン（登録商標）製ビーカー内に、２９．７ｇのＴＭＭＡＯＨ（N, N, N-Trimethyl myrtanyl ammonium hydroxide）水溶液（３７質量％）と、２．８ｇの蒸留水とを加える。さらに、ビーカー内に０．２７ｇのアルミニウムイソプロポキシドを加え、次いで２０．８ｇのオルトケイ酸エチルを加えた後、撹拌しながらエタノールを留去する。その後、２．１ｇのフッ化水素酸を加え、さらに、５質量％の割合でＣＩＴ−１型ゼオライトの種結晶を加えた後、テフロン（登録商標）製内筒を含むステンレス・スチール・オートクレーブに入れ、１７０℃で７日間、４０ｒｐｍで撹拌しながら加熱する。得られる混合物をろ過処理に付して固体生成物を回収し、乾燥させる。乾燥後の生成物をさらに５８０℃で５時間、空気中で焼成する。以上の工程により、プロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトが得られる。プロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトの製造方法については、R. F. Lobo and M. E. Davis,  J. Amer. Chem. Soc., 117 (1995) 3766-3779、S.I.Zones et al., J. Amer. Chem. Soc., 129 (2007) 9066-9079.を参照のこと。
【００３１】
（脱水反応の態様）
本実施の形態の製造方法において、脱水反応は加熱及び加圧の条件下で実施される。例えば、脱水反応は、脱水触媒が装填され加熱された反応器内で、且つ加圧下で実施される。反応の形式は、バッチ式であっても連続式であってもよい。反応器の形式としては、固定床型や懸濁床型が好適に用いられる。
【００３２】
脱水反応の反応温度は、好ましくは８０℃以上３００℃以下、より好ましくは１００℃以上２７５℃以下、さらに好ましくは１５０℃以上２５０℃以下、特に好ましくは１８０℃以上２２０℃以下である。反応温度を３００℃以下とすることで、原料、中間体、生成物の分子間反応による重合を抑制することができる。反応温度を８０℃以上とすることで、１脱水体等の中間体が関与する副反応が無視できないほど増大することを抑制することができる。また、反応速度の低下を抑制することができる。例えば、ソルビトールの脱水反応は、反応温度２００℃で、ソルビトール１ｍｏｌに対して脱水触媒としてのベータ型ゼオライトを９０ｇとして実施される。
【００３３】
脱水反応の反応圧力は、好ましくは０．１ＭＰａ超あるいは大気圧超３ＭＰａ以下、より好ましくは０．１５ＭＰａ以上２．５ＭＰａ以下、さらに好ましくは０．２Ｍｐａ以上２．０ＭＰａ以下である。脱水反応は、好ましくは密閉反応器内で実施される。これにより、反応器内をより確実に加圧状態とすることができる。この場合、反応器内は、反応器内の雰囲気ガス及び内容物の蒸気圧を利用して加圧状態とすることができる。例えば、反応器内は、水蒸気圧等により加圧状態となる。したがって、脱水反応の反応圧力は、反応器内の雰囲気ガス及び内容物の蒸気圧により定まる。また、この圧力は、反応温度により調整することができる。反応器内の雰囲気ガスとしては、例えばヘリウム、窒素、アルゴン、二酸化炭素等の、脱水反応に悪影響を与えない物質を用いることができる。
【００３４】
脱水反応は、溶媒の存在下で実施してもよい。使用される溶媒としては、トルエンやキシレン等の有機溶媒、水、及びこれらの混合溶媒を挙げることができる。好ましい溶媒は、水である。水を溶媒とする場合、原料となる糖アルコール及び／又はモノアンヒドロ糖アルコールを、水溶液として反応器に導入することも好適である。
【００３５】
脱水反応が終了すると、好ましくは、脱水触媒は反応系から分離される。脱水触媒の分離方法としては、ろ過を挙げることができる。ろ過の際、操作しやすくするために、反応系に水や溶媒が加えられてもよい。通常、ろ過等による脱水触媒の分離は、加熱及び／又は加圧の条件下で行われるが、反応温度に維持したまま脱水触媒をろ過等により分離してもよいし、内容物が固化しない程度まで温度を下げて分離してもよい。また、脱水触媒の分離方法としては、脱水触媒や生成物を含む反応液をフィルターに通す方法を挙げることができる。この場合、反応器に新たに原料を導入することで、連続的に脱水反応を遂行することができる。また、フィルターを通して一部の脱水触媒を反応器内から抜き出し、新しい脱水触媒を反応器内に加える等して、連続的に脱水反応を実施することも好適に行われる。
【００３６】
また、脱水触媒を分離する方法において、加圧下での脱水反応の終了後に、反応系を減圧して反応生成物や水を留去すること、あるいは、反応系に不活性ガスを導入して反応生成物や水を除去することも、好適に実施される。
【００３７】
分離された脱水触媒は、再び脱水反応に用いることができる。脱水反応に再利用する場合、脱水触媒に付着した生成物や重合物を水洗等の処理によって除去あるいは分離回収することで、また脱水触媒に付着した重合物等を焼成処理等で除去することで、脱水触媒を再生させることが好ましい。焼成処理は、脱水触媒の構造が熱により崩壊しない程度の温度で実施することが好ましい。焼成温度は、好ましくは４００℃以上６００℃以下、より好ましくは５００℃以上５８０℃以下、さらに好ましくは５３０℃以上５６０℃以下である。
【００３８】
また、脱水反応の終了後、脱水触媒を中和することも好ましい。脱水触媒を中和することで、留去等の方法によって反応生成物を脱水触媒から容易に分離させることができる。脱水触媒の中和には、酸性ゼオライトの酸点を中和するために必要十分な量の、アルカリあるいはアルカリ土類水酸化物、これらの炭酸塩、アンモニア、尿素、及びこれらを水に溶解してなる水溶液を好適に用いることができる。
【００３９】
（生成されるアンヒドロ糖アルコールの精製、及び用途）
目的生成物であるアンヒドロ糖アルコール（モノアンヒドロ糖アルコール及び／又はジアンヒドロ糖アルコール）は、脱水触媒、溶媒及び副生成物から分離された後、必要に応じて精製される。精製方法は特に限定されないが、活性炭処理やイオン交換樹脂処理、晶析等が好適に用いられる。また、減圧下でアンヒドロ糖アルコール類を蒸留精製することも好ましい。なお、複数の精製方法が組み合わされてもよい。分離精製されたアンヒドロ糖アルコールは、それ自体が各種の化学品、医薬品及び界面活性剤の原料あるいは添加物として用いることができ、また、ポリカーボネート等の各種のポリマーの原料としても用いることができる。
【００４０】
以上説明した本実施の形態に係るアンヒドロ糖アルコールの製造方法では、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が３０以上４００以下であるプロトン型のベータ型ゼオライト、プロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライト、及びプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトからなる群から選択される少なくとも１種のゼオライトを含む脱水触媒の存在下、且つ加熱及び加圧の条件下で、糖アルコールを脱水反応させてモノアンヒドロ糖アルコール及びジアンヒドロ糖アルコールの少なくとも一方が製造される。あるいは、上述の条件下で、モノアンヒドロ糖アルコールを脱水反応させてジアンヒドロ糖アルコールが製造される。これにより、脱水反応の速度を向上させることができ、また生成物を高い選択性をもって生成することができる。したがって、アンヒドロ糖アルコールの収率を高めることができる。
【００４１】
また、原料、中間体、生成物の分子間縮合による重合や炭化などの副反応も抑制することができるため、得られるアンヒドロ糖アルコールの精製工程を簡略化することができる。また、精製後のアンヒドロ糖アルコールの純度も高く、各種化学品やポリマーの原料として優れる。さらに、脱水触媒を容易に分離することができる。
【００４２】
したがって、本実施の形態に係るアンヒドロ糖アルコールの製造方法によれば、アンヒドロ糖アルコールの製造規模の増大や、製造過程での諸要因の変化に起因する、反応温度や圧力の変化、及び、原料、中間体、生成物や副生成物の濃度や滞留時間の変化等を低減することができる。この結果、目的とするアンヒドロ糖アルコールを効率よく製造することができる。よって、本実施の形態に係るアンヒドロ糖アルコールの製造方法は、工業的に有利な方法である。
【実施例】
【００４３】
以下に、ソルビトールの脱水反応によりイソソルビドを生成する方法を実施例に挙げて、本発明を具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、脱水触媒として合成したゼオライトのＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比は、ＩＣＰによる元素分析によって算出した。また、合成したゼオライトの構造は、粉末ＸＲＤで確認した。また、ゼオライトの酸量は、ゼオライトの酸点にピリジンを吸着させ、吸着したピリジンをＩＲ測定により定量することで算出した。
【００４４】
（実施例１）
脱水触媒として、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１５０であるプロトン型のベータ型ゼオライト（クラリアント触媒社製）を用いて、ソルビトールの脱水反応によりイソソルビドを合成した。具体的な合成手順は以下の通りである。すなわち、５０ｃｃのＰＦＡ製内筒、及びＳＵＳ製外筒を有するオートクレーブに、０．５Ｍのソルビトール水溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ試薬９９％を使用、ソルビトール７．５ｍｍｏｌ）、上述した脱水触媒０．５ｇ、及びＰＦＡ製撹拌子を装填した。そして、当該オートクレーブを温度調節器とリボンヒーターを用いて２００℃に加熱し、またこれにより加圧条件として、マグネチックスターラーで内容物を撹拌しながら脱水反応を行った。２時間が経過した後、オートクレーブを氷冷し、内容物をろ過して脱水触媒を除去した。内部標準物質として１−ブタノールを濾液に加え、配位子交換型（Ｃａ２＋−カチオン交換型）カラムを装着した液体クロマトグラフ（カラム温度８０℃、溶離液水）で生成物等を分析した。結果を表１に示す。表１に示すように、ソルビトールの仕込み量に対して２２ｍｏｌ％のイソソルビドが生成された。
【００４５】
（比較例１）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が８０であるプロトン型のＺＳＭ−５型ゼオライト（ゼオリスト社製）を用いた以外は実施例１と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。結果を表１に示す。表１に示すように、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して９ｍｏｌ％であった。
【００４６】
（比較例２）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１１０であるＵＳＹ型ゼオライト（東ソー社製）を用いた以外は実施例１と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。結果を表１に示す。表１に示すように、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して１ｍｏｌ％であった。
【００４７】
（比較例３）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が２２０であるプロトン型のモルデナイト型ゼオライト（東ソー社製）を用いた以外は実施例１と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。結果を表１に示す。表１に示すように、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して６ｍｏｌ％であった。
【００４８】
（実施例２）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１５０であるプロトン型のベータ型ゼオライト（クラリアント触媒社製）を用い、１００ｃｃのＳＵＳ製オートクレーブに、０．５Ｍのソルビトール水溶液（ソルビトール７．５ｍｍｏｌ）、及び、ゼオライト中のＡｌに対するソルビトールのモル比が５０となる量の脱水触媒を装填した以外は実施例１と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。結果を表１に示す。表１に示すように、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して２９ｍｏｌ％であった。
【００４９】
（実施例３）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が３００であるプロトン型のベータ型ゼオライト（ゼオリスト社製）を用いた以外は実施例２と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。結果を表１に示す。表１に示すように、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して１６ｍｏｌ％であった。
【００５０】
（比較例４）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が８０であるプロトン型のＺＳＭ−５型ゼオライト（ゼオリスト社製）を用いた以外は実施例２と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。結果を表１に示す。表１に示すように、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して７ｍｏｌ％であった。
【００５１】
（比較例５）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１１０であるＵＳＹ型ゼオライト（東ソー社製）を用いた以外は実施例２と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。結果を表１に示す。表１に示すように、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して１ｍｏｌ％未満（＜１）であった。
【００５２】
（比較例６）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が９０であるプロトン型のモルデナイト型ゼオライト（クラリアント触媒社製）を用いた以外は実施例２と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。結果を表１に示す。表１に示すように、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して８ｍｏｌ％であった。
【００５３】
（比較例７）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が２２０であるプロトン型のモルデナイト型ゼオライト（東ソー社製）を用いた以外は実施例２と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。結果を表１に示す。表１に示すように、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して１２ｍｏｌ％であった。
【００５４】
（比較例８）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が２５であるプロトン型のベータゼオライト（クラリアント触媒社製）を用いた以外は実施例２と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。結果を表１に示す。表１に示すように、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して１ｍｏｌ％であった。
【００５５】
（実施例４）
反応時間を１２時間とした以外は実施例２と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表１に示す。表１に示すように、ソルビトールの転化率は１００％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して７７ｍｏｌ％であった。
【００５６】
（比較例９）
反応時間を１２時間とした以外は比較例４と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表１に示す。表１に示すように、ソルビトールの転化率は８９％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して４５ｍｏｌ％であった。
【００５７】
（比較例１０）
反応時間を１２時間とした以外は比較例７と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表１に示す。表１に示すように、ソルビトールの転化率は９２％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して４０ｍｏｌ％であった。
【００５８】
【表１】
2016121143.tif 000002
【００５９】
実施例１と比較例１との比較から、プロトン型のベータ型ゼオライトは、プロトン型のＺＳＭ−５型ゼオライトに比べて、イソソルビドの生成速度が速く、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが確認された。また、実施例１と比較例２との比較から、プロトン型のベータ型ゼオライトは、ＵＳＹ型ゼオライトに比べて、イソソルビドの生成速度が速く、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが確認された。また、実施例１と比較例３との比較から、プロトン型のベータ型ゼオライトは、プロトン型のモルデナイト型ゼオライトに比べて、イソソルビドの生成速度が速く、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが確認された。これらの結果から、プロトン型のベータ型ゼオライトを用いることで、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが理解できる。
【００６０】
実施例２及び実施例３と比較例４との比較からも、プロトン型のベータ型ゼオライトは、プロトン型のＺＳＭ−５型ゼオライトに比べてイソソルビドの生成速度が速く、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが理解できる。実施例２及び実施例３と比較例５との比較からも、プロトン型のベータ型ゼオライトは、ＵＳＹ型ゼオライトに比べてイソソルビドの生成速度が速く、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが理解できる。実施例２及び実施例３と、比較例６及び比較例７との比較からも、プロトン型のベータ型ゼオライトは、プロトン型のモルデナイト型ゼオライトに比べてイソソルビドの生成速度が速く、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが理解できる。
【００６１】
実施例２及び実施例３と、比較例８との比較から、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が３０以上であるプロトン型のベータ型ゼオライトは、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が３０未満であるプロトン型のベータ型ゼオライトに比べて、イソソルビドの生成速度が速く、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが確認された。これらの結果から、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が３０以上であるプロトン型のベータ型ゼオライトを用いることで、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが理解できる。
【００６２】
実施例４と、比較例９及び比較例１０との比較から、プロトン型のベータ型ゼオライトは、プロトン型のＺＳＭ−５型ゼオライト及びプロトン型のモルデナイト型ゼオライトに比べて、ソルビトールの転化速度及びイソソルビドの生成速度が速く、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが確認された。
【００６３】
（実施例５）
実施例４で用いた使用済み脱水触媒を回収した。そして、焼成温度５５０℃及び焼成時間８時間の条件で、回収した脱水触媒を空気で焼成し、これにより脱水触媒を再生した。再生された脱水触媒を用いて、実施例４と同様にしてソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。その結果、顕著な触媒活性の低下は見られなかった。この脱水反応と脱水触媒の再生とをさらに繰り返したが、３回目の再生処理を経た脱水触媒においても、顕著な活性低下は見られなかった。
【００６４】
（実施例６）
触媒量を０．１５ｇとした以外は実施例２と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は４０％であった。生成された１，４−ソルビタンは、ソルビトールの仕込み量に対して２７ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して５ｍｏｌ％であった。
【００６５】
（参考例１）
プロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトを以下のようにして調製した。まず、テフロン（登録商標）製ビーカー内に、８ＭのＫＯＨ水溶液４．６９ミリリットルと、０．９２７ｇの水酸化アルミニウムと、５．５８ｇのＴＥＢＯＰ（Ｉ）２（N, N, N', N'-Tetraethylbicyclo[2.2.2]oct-7-ene-2,3:5,6-dipyrrolidinium diiodide）と、４０．９ｇの蒸留水とを加え、室温で３０分撹拌した。さらに、１５．０ｇのコロイダルシリカ（４０質量％）を加え、室温で４時間撹拌した。得られたスラリーをテフロン（登録商標）製内筒を含むステンレス・スチール・オートクレーブに入れ、１６０℃で１６日間、静置しながら加熱した。
【００６６】
得られた混合物を遠心分離処理に付して固体生成物を回収し、乾燥させた。乾燥後の生成物をさらに６００℃で５時間、空気中で焼成した。以上の工程により、ＭＣＭ−６８型ゼオライトを得た。ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１０であるプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトを調製するために、得られたＭＣＭ−６８型ゼオライトについて、ゼオライト１ｇに対して５０ｍｌの比で１ＭのＮＨ４ＮＯ３水溶液を用いて、イオン交換を施した。８０℃で２時間加熱し、その後ろ過することでプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトを得た。また、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１０より大きいプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトを調製するために、得られたＭＣＭ−６８型ゼオライトについて、ゼオライト１ｇに対して５０ｍｌの比で０．０５−４ＭのＨＮＯ３水溶液を用いて、酸処理を施した（ＳｉＯ２/Ａｌ２Ｏ３比が１３、１８、３３、４７、６０、７０、８６、１３０のとき、それぞれ０．０５、０．１、０．２、０．３、０．５、１、２、４ＭのＨＮＯ３水溶液を使用）。リフラックス条件下で２４時間反応させ、その後ろ過することでプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトを得た。得られたプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトの粉末Ｘ線回折パターンを図１に示す。
【００６７】
（実施例７）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が２０であるプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトを用いた以外は実施例６と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は３６％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して２６ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して４ｍｏｌ％であった。
【００６８】
（実施例８）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が３６であるプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトを用いた以外は実施例６と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は５２％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して３４ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して１０ｍｏｌ％であった。
【００６９】
（実施例９）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が６６であるプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトを用いた以外は実施例６と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は５３％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して３４ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して１２ｍｏｌ％であった。
【００７０】
（実施例１０）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１２０であるプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトを用いた以外は実施例６と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は３８％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して２５ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して５ｍｏｌ％であった。
【００７１】
（実施例１１）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１７２であるプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトを用いた以外は実施例６と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は３１％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して２０ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して４ｍｏｌ％であった。
【００７２】
（参考例２）
プロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトを以下のようにして調製した。まず、テフロン（登録商標）製ビーカー内に、２９．７ｇのＴＭＭＡＯＨ（N, N, N-Trimethylmytanylammonium hydroxide）水溶液（３７質量％）と、２．８ｇの蒸留水とを加えた。さらに、ビーカー内に０．２７ｇのアルミニウムイソプロポキシドを加え、次いで２０．８ｇのオルトケイ酸エチルを加えた後、攪拌しながらエタノールを留去した。その後、２．１ｇのフッ化水素酸を加え、さらに、５質量％の割合でＣＩＴ−１型ゼオライトの種結晶を加えた後、テフロン（登録商標）製内筒を含むステンレス・スチール・オートクレーブに入れ、１７０℃で７日間、４０ｒｐｍで撹拌しながら加熱した。得られた混合物をろ過処理に付して固体生成物を回収し、乾燥させた。乾燥後の生成物をさらに５８０℃で５時間、空気中で焼成した。以上の工程により、プロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトを得た。得られたプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトの粉末Ｘ線回折パターンを図２に示す。
【００７３】
（実施例１２）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が５０であるプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトを用いた以外は実施例６と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は４０％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して２５ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して８ｍｏｌ％であった。
【００７４】
（実施例１３）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１００であるプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトを用いた以外は実施例６と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は４０％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して２４ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して７ｍｏｌ％であった。
【００７５】
（実施例１４）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が１５０であるプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトを用いた以外は実施例６と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は３６％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して１８ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して４ｍｏｌ％であった。
【００７６】
（比較例１１）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が８０であるプロトン型のＺＳＭ−５型ゼオライト（ゼオリスト社製）を用いた以外は実施例６と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は１３％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して７ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して１ｍｏｌ％であった。
【００７７】
（比較例１２）
脱水触媒としてＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が９０であるプロトン型のモルデナイト型ゼオライト（クラリアント触媒社製）を用いた以外は実施例６と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は１４％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して１０ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して１ｍｏｌ％であった。
【００７８】
（実施例１５）
反応時間を２４時間とした以外は実施例６と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は９３％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して３９ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して４５ｍｏｌ％であった。
【００７９】
（実施例１６）
反応時間を２４時間とした以外は実施例９と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は９９％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して１９ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して６８ｍｏｌ％であった。
【００８０】
（比較例１３）
反応時間を２４時間とした以外は比較例１１と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は８４％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して３８ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して３３ｍｏｌ％であった。
【００８１】
（比較例１４）
反応時間を２４時間とした以外は比較例１２と同様にして、ソルビトールの脱水反応及び生成物の分析を行った。また、生成物の分析結果から、ソルビトールの転化率を測定した。結果を表２に示す。表２に示すように、ソルビトールの転化率は７２％であった。生成された１，４−ソルビタンはソルビトールの仕込み量に対して５２ｍｏｌ％であった。また、生成されたイソソルビドは、ソルビトールの仕込み量に対して１２ｍｏｌ％であった。
【００８２】
【表２】
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【００８３】
実施例６〜１４と比較例１１，１２との比較から、プロトン型のベータ型ゼオライト、プロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライト及びプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトは、プロトン型のＺＳＭ−５型ゼオライトやプロトン型のモルデナイト型ゼオライトに比べて、１，４−ソルビタン及びイソソルビドの生成速度が速く、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが確認された。これらの結果から、プロトン型のベータ型ゼオライト、プロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライト及びプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトを用いることで、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが理解できる。
【００８４】
実施例１５，１６と比較例１３，１４との比較から、プロトン型のベータ型ゼオライト及びプロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライトは、プロトン型のＺＳＭ−５型ゼオライトやプロトン型のモルデナイト型ゼオライトに比べて、１，４−ソルビタンやイソソルビドの生成速度が速く、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが確認された。これらの結果から、プロトン型のベータ型ゼオライト、プロトン型のＭＣＭ−６８型ゼオライト及びプロトン型のＣＩＴ−１型ゼオライトを用いることで、アンヒドロ糖アルコールの収率を高められることが理解できる。
【図１】
2016121143.tif 000004
【図２】
2016121143.tif 000005