(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、及び連続的な反応の遂行形態および効率的なアンヒドロ糖アルコールの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】溶媒として特定の有機溶媒を用い、この有機溶媒と触媒の存在下糖アルコールの脱水反応を行うと、反応終了後の触媒と生成物の分離が容易になり、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。又は、糖アルコールを脱水させる反応により得られる反応物から、有機溶媒を用いてアンヒドロ糖アルコールを抽出することで、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。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶媒を含む有機溶媒相及び触媒を含む触媒相から形成される二相系内において糖アルコールを脱水させるステップ、及び／又は
糖アルコールを脱水させる反応により得られる反応物から、有機溶媒を用いてアンヒドロ糖アルコールを抽出するステップ
を含む、モノアンヒドロ糖アルコール又はジアンヒドロ糖アルコールを製造する方法であって、
前記有機溶媒が脂肪族エーテルを含む、アンヒドロ糖アルコールの製造方法。
【請求項２】
前記脂肪族エーテルが環状エーテルである、請求項１に記載のアンヒドロ糖アルコールの製造方法。
【請求項３】
前記触媒がヘテロポリ酸を含む、請求項１又は２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し、特に高収率でアンヒドロ糖アルコールが得られる製造方法に関する。
【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。特に、ソルビトールから２分子の水を脱水、環化して得られるイソソルビドやエリスリトール（エリトリトール）から１分子の水を脱水、環化して得られるエリスリタンは工業的に有用であり、医薬品・農薬品の原料、合成中間体、電池・コンデンサー用電解液、インキ・接着剤用の溶剤、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やエリスリタンの原料であるエリスリトールは、様々な天然資源から誘導することができる。このため、イソソルビドやエリスリタンは、ポリマー製造における再生可能な原料と考えることができる。
【０００３】
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、一般には液相で実行される。また、一般的には触媒が必要であり、分離や再使用が可能な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イソポリ酸の一種である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。
【０００４】
脱水反応は平衡反応であるため、効率的に脱水反応を進行させるために、生成する水を反応器外に除去する方法が有効であることが報告されている。加えて、生成物がイソソルビドの場合には生成物を水とともに反応器外に抜く方法も提案されている。例えば特許文献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。一方で、脱水の進行とともに反応液が粘調になることを回避するために、溶媒を使用する方法（特許文献４）や、オートクレーブなどを用いて生成した水が反応器外に出ないようにする方法（特許文献５）も開示されている。
【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】米国特許出願公開第２００４／０１５２９０７号明細書
【特許文献３】特表２００４−５０１１１７号公報
【特許文献４】特表２００２−５２４４５５号公報
【特許文献５】国際公開第２００７／１０３５８６号
【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】
しかしながら、以上の特徴を備えた方法によっても、高い収率でアンヒドロ糖アルコールを得ることは困難であった。その理由の一つは、中間体や目的生成物と触媒との接触により望ましくない副反応が起こるからである。また、弱酸性の触媒を使用した場合は一般に反応温度を高温にする必要があり、特に、副生する水を反応器外に除去する方法においては、反応器内の水以外の物質の濃度が高まることによって、原料、中間体、生成物の分子間脱水や分解、炭化による副生物が多くなる問題があった。さらには、脱水反応の後半において反応器内の残留物の粘度が増大し、撹拌効率が低下する懸念があった。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、触媒の分離や生成物の回収を行うに際し、触媒や生成物のロス、生成物への触媒の混入が避けられず、ひいては、製品の品質等に影響が出ることが懸念された。
【０００８】
そこで、分子間反応の抑制や撹拌効率の維持のために、溶媒として、水や、トルエン及びキシレン等の有機溶媒を使用する方法（特許文献４及び５）が開示されている。しかしながら、溶媒が水の場合には、生成物や多くの触媒が水に溶解あるいは懸濁するので、生成物と触媒との接触を回避することはできない。一方で、トルエンやキシレンは、原料や生成物の溶解度が非常に低く、溶媒としての効力が小さいのに加え、酸性条件下での安定性に課題がある。さらには、これらの溶媒は多くの場合、触媒とは相分離するものの生成物の抽出能力が低く、触媒と生成物の接触が避けられないので、副生物低減や反応効率の向上には至らなかった。
【０００９】
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、及び連続的な反応の遂行形態および効率的なアンヒドロ糖アルコールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、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、溶媒として特定の有機溶媒を用い、この有機溶媒と触媒の存在下糖アルコールの脱水反応を行うと、生成物が有機溶媒に移行し、反応終了後の触媒と生成物の分離が容易になり、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。また、連続的に原料を反応器に供給して生成物を反応器から抜き出すことが可能となり、高効率で高品質のアンヒドロ糖アルコールを製造することができることを見出した。
【００１１】
本発明のある実施態様は、有機溶媒を含む有機溶媒相及び触媒を含む触媒相から形成される二相系内において糖アルコールを脱水させるステップを含む、モノアンヒドロ糖アルコール又はジアンヒドロ糖アルコールを製造する方法であって、
前記有機溶媒が脂肪族エーテルを含む、アンヒドロ糖アルコールの製造方法である。
この製造方法によれば、特定の有機溶媒と触媒の存在下で、有機溶媒相と触媒相を共存させ、所望により反応蒸留方式で水を除去しながら、（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み、有機溶媒に含まれた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得ることができる。又は、（３）糖アルコールを脱水させる反応により得られる反応物（該反応物内にはモノアンヒド
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含まれる。）から、有機溶媒を用いてアンヒドロ糖アルコールを抽出すること、を含み、有機溶媒に含まれた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得ることができる。
また、前記脂肪族エーテルが環状エーテルを含むことが好ましく、また、前記触媒がヘテロポリ酸を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アンヒドロ糖アルコールを高収率で製造するための技術を提供できる。また、本発明によれば、反応終了後の触媒と生成物の分離が容易になり、高純度のアンヒドロ糖アルコールを容易に得ることができる。また、連続的に原料を反応器に供給して生成物を反応器から抜き出すことが可能となり、高効率で高品質のアンヒドロ糖アルコールを製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
本実施形態に係るアンヒドロ糖アルコールの製造方法は、有機溶媒を含む有機溶媒相及び触媒を含む触媒相から形成される二相系内において糖アルコールを脱水させるステップ、及び／又は糖アルコールを脱水させる反応により得られる反応物から有機溶媒を用いてアンヒドロ糖アルコールを抽出するステップを含み、モノアンヒドロ糖アルコール又はジアンヒドロ糖アルコールを製造する。
すなわち、有機溶媒を含む有機溶媒相と触媒を含む触媒相を共存させた二相系内で、所望により反応蒸留方式で水を除去しながら、（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み、有機溶媒相に含まれた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得ることができる。
若しくは、（３）糖アルコールを脱水させる反応により得られる反応物（該反応物内には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含まれる。）から、有機溶媒を用いてアンヒドロ糖アルコールを抽出すること、を含み、有機溶媒に含まれた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得ることができる。
または、上記（１）若しくは（２）、及び（３）を共に含む形態でもよい。
以下、本実施の形態に係る製造方法に用いられる原料、有機溶媒、触媒、反応条件等について説明する。
【００１５】
（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糖アルコール（モノアンヒドロ糖アルコールを含む）が用いられる。また、上記（２）の反応においては特にモノアンヒドロ糖アルコールが原料となる。
原料として用いられる糖アルコールとしては特に限定されないが、ヘキシトール、ペンチトール及びテトリトールが好適な例としてあげられる。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、及び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。
【００１６】
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。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。また、マンニ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マンニタン、及びジアンヒドロ糖アルコールであるイソマンニドの少なくとも一方である。
【００１７】
また、原料として用いられ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。従って原料は、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。
【００１８】
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糖化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原料として使用してもよく、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（原料）の純度（例えば、出発物質中の糖アルコール及び／又はモノアンヒドロ糖アルコールの含有量、両方含む場合には合計含有量）は、特に限定されないが、好ましくは水を除いた純度が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を向上することができる。
【００１９】
なおソルビトールは、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。
【００２０】
（有機溶媒）
本実施の形態の製造方法において使用される有機溶媒は、触媒相と共に二相系を形成し得る有機溶媒であり、すなわち触媒を溶解せず、目的生成物であるアンヒドロ糖アルコールを溶解し、かつ原料である糖アルコールを溶解しないものが好ましい。また、酸性条件下での安定性を有し、分解等の反応を引き起こさないものが好ましい。有機溶媒の沸点は特に限定されないが、水と共沸する性質を有するものがより好ましく、さらには水と２相に層分離する性質を有するものが特に好ましい。具体的には、エーテルを用いることができ、脂肪族エーテルであることが好ましい。脂肪族エーテルとしては鎖状エーテル（１，２−ジメトキシエタン等のジアルコキシ（脂肪族鎖式アルキルオキシ及び脂環式アルキルオキシを含む）アルカン；ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ＥＴＢＥ（エチルターシャリーブチルエーテル）、シクロペンチルメチルエーテル等のジアルキル（脂肪族鎖式アルキル及び脂環式アルキルを含む）エーテル（好ましくは、炭素数が１−５のアルキル（脂肪族鎖式アルキル及び脂環式アルキルを含む）基を二つ有する対称または非対称のジアルキルエーテル）等）、環状エーテル（エーテルの官能基である酸素原子が環の一部となっているもの）（テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン、３
−メチルテトラヒドロフラン、２，５−ジメチルテトラヒドロフラン等の置換（好ましくはアルキル基置換）又は無置換のテトラヒドロフラン；テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）等の置換（好ましくはアルキル基置換）又は無置換のテトラヒドロピラン等）等が例示される。より好ましくは１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、２−メチルテトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフラン、２，５−ジメチルテトラヒドロフラン、及びシクロペンチルメチルエーテルから選択される１種以上を含み、さらに好ましくは、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、３−メチルテトラヒドロフラン、及び２，５−ジメチルテトラヒドロフランから選択される１種以上を含み、特に好ましくはテトラヒドロピラン（ＴＨＰ）を含む。
【００２１】
ＴＨＰの由来は特に限定されず、どのようなものを用いてもよく、化石資源由来の１，５−ペンタンジオールを脱水環化して製造したものでもよく、バイオマス由来のフルフラールから誘導されたものでもよい。後者の場合にはテトラヒドロフルフリルアルコールやジヒドロピランを経由する製造ルートが好適に用いられる。
また、１，５−ペンタンジオールからＴＨＰを製造する方法に本発明を応用することもできる。すなわち、触媒と１，５−ペンタンジオールを混合して加熱することによって、ＴＨＰと水の共沸条件において、１，５−ペンタンジオールのＴＨＰへの脱水環化が起こり、生成したＴＨＰは触媒相や水と二相系を形成するので、触媒や水との分離が容易となる。原料となる１，５−ペンタンジオールを連続的に供給し、脱水反応を行いつつＴＨＰ相を連続的に抜き出すことにより、連続的に反応を進行させることも可能である。
【００２２】
用いる有機溶媒は芳香族性のある構造、炭素−炭素２重結合やカルボニル基、水酸基を有しない方が好ましい。その理由のひとつは、酸性条件下で置換反応や付加反応を起こすからである。その点では、脂肪族鎖式や脂環式の構造のみを有する化合物（好ましくはエーテル化合物）が好ましい。用いる有機溶媒の構造をＣ、Ｈ、Ｏで表せば、少なくともひとつのＯ（酸素）を含み、好ましくはＨ／Ｃが１．５以上、３以下、より好ましくは１．６以上、２．５以下、さらに好ましくは１．７以上２．３以下であり、特に好ましくは２である。用いる有機溶媒は、炭素、水素、酸素以外の元素を含んでいてもかまわないが、炭素、水素、酸素のみから成ることが好ましい。
また、用いる有機溶媒に対するアンヒドロ糖アルコールの溶解度は特に限定されないが、通常アンヒドロ糖アルコールの融点以上では混和相溶性を有する溶媒が好ましく、融点以下の温度での溶解度が高い溶媒が好ましい。アンヒドロ糖アルコールとしてイソソルビドを例にすれば、２５℃における溶解度として１．０ｇ／１００ｃｃ以上、好ましくは１．５ｇ／１００ｃｃ以上、より好ましくは２．０ｇ／１００ｃｃ以上、さらに好ましくは２．５ｇ／１００ｃｃ以上、特に好ましくは３．０ｇ／１００ｃｃ以上である。これらの溶媒は１種、あるいは２種以上を併用してもかまわないし、水と混和相溶しない別の有機溶媒を併用してもかまわない。また、有機溶媒相は、通常有機溶媒のみから形成されるが、本発明の効果を阻害しない程度で有機溶媒以外の成分を含有することは排除されない。
【００２３】
（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、糖アルコールを脱水可能であれば特段限定されないが、通常無機のプロトン酸であり、有機溶媒に溶解しないで二相（層）を形成し、かつ強い酸性質を有するものが好ましい。その種類は特に問わないが、好ましくは硫酸、スルホン酸、リン酸、フルオロ硫酸、イソポリ酸、ヘテロポリ酸、酸性イオン交換樹脂、及び多価カチオンイオン交換モンモリロナイト粘土触媒から選択される１種以上を含み、より好ましくは、硫酸、酸性イオン交換樹脂、イソポリ酸、及びヘテロポリ酸から選択される１種以上を含み、特に好ましくはヘテロポリ酸を含む。
ヘテロポリ酸の型としては、ドーソン型、ケギン型が好ましく、特に好ましくはケギン型である。ケギン型構造のヘテロポリ酸のうちではケイタングステン酸、リンタングステン酸が好ましく、これらは一部を欠損型にしたり、置換型にしてもかまわない。
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。よって、より有効な触媒形態としては、原料となる糖アルコールに溶解し、分子的に作用可能な非固体酸触媒が好ましい。これらの酸触媒は脱水反応使用前に、前処理としてあらかじめ不活性ガス気流下で加熱脱水する、一部を部分中和して酸性を調節する、などの処理を施すことが好ましい。
【００２４】
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、原料や有機溶媒を後から導入してもよいし、脱水触媒を原料や有機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。
【００２５】
（脱水反応の態様）
本実施の形態の製造方法において、脱水ステップにおける脱水反応は加熱条件下で実施されることが好ましい。例えば、脱水反応は、脱水触媒と有機溶媒が装填され加熱された反応器内で実施されてよい。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。例えば、ソルビトールの脱水反応は、反応温度１００℃で、ソルビトール０．１ｍｏｌに対して脱水触媒としてのヘテロポリ酸を５ｍｍｏｌとして実施してもよい。
【００２６】
脱水反応の反応温度は、好ましくは６０℃以上、より好ましくは８０℃以上であり、また好ましくは２００℃以下、より好ましくは１８０℃以下、さらに好ましくは１６０℃以下、特に好ましくは１４０℃以下である。反応温度を上記上限以下とすることで、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。反応温度を上記下限以上とすることで、１分子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、および反応速度の低下を抑制することができる。
【００２７】
反応温度が、使用する有機溶媒の沸点より高い場合は、溶媒は蒸発するのでその補充が必要となる。その場合、新しい溶媒を別途補給する、蒸発した溶媒を還流させて反応器に戻す、などの方法が好適に用いられる。
【００２８】
有機溶媒に水と共沸する物質を用いる場合、反応温度は共沸温度に依存する。さらには、共沸した溶媒を直接反応器に還流することなく、別途冷却捕集し、蒸留条件を変えて有機溶媒から水を取り除くこと、脱水剤などで水を取り除いた後に反応器に戻すこと、を行ってもよい。さらには、水と相分離する有機溶媒を用いる場合は、別途捕集した共沸物を静置して２相（層）に分離し、有機溶媒相だけを反応器に戻したり、再使用してもよい。
【００２９】
脱水反応の反応圧力は、特にこだわらないが、好ましくは絶対圧で０．０８ＭＰａ以上、１ＭＰａ以下、より好ましくは０．０９ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下、さらに好ましくは０．１Ｍｐａ以上、０．２ＭＰａ以下である。圧力の調整により共沸温度（反応温度）を調節することも好適に行われる。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不活性な物質を用いることができる。
【００３０】
原料となる糖アルコール（モノアンヒドロ糖アルコールを含む）の供給方法は特にこだわらないが、溶融して液体として供給する方法、水溶液として供給する方法を用いることができる。水溶液として原料を供給する場合には、あまり水の量が多いと脱水反応の効率が低下する場合がある。その場合には、脱水反応器に導入する前に、水溶液を予備的に加熱して所定の割合の水を蒸留分離する方法も好適に用いられる。
【００３１】
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、反応器内で有機溶媒相と触媒相は２相（層）となるので、脱水反応の終了後、特別な触媒分離の操作を経ずに、有機溶媒相だけを採取することで、有機溶媒相に溶解した生成物を得ることができる。その際は、反応器の温度を生成物が析出しない程度にまで下げて行うのが好適である。有機溶媒相と触媒相が分離しにくい場合には、分離用の槽を別に設けて、そこに反応混合物を移送し、有機溶媒相と触媒相を分ける方法も好適に用いられる。
【００３２】
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、原料よりも中間体、中間体よりも生成物のほうが、有機溶媒相に分配しやすいことから、有機溶媒相を採取することによって、高純度のアンヒドロ糖アルコールを容易に得ることができる。例えば、ソルビトールの脱水によるイソソルビドの製造を例にすれば、反応終了後に採取した有機溶媒相中の、原料に対する中間体（１，４−ソルビタン）、生成物（イソソルビド）のモル比は１より大きい。
【００３３】
また、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、原料由来の親水性の高い不純物や副生物は触媒相に留まるため、有機溶媒相だけを採取することで、結果的に不純物を取り除いた形で生成物を得ることができる。
さらには、得られた有機溶媒相を当該有機溶媒相と混和しない別の溶媒と接触させるか、あるいは得られた有機溶媒相を当該有機溶媒相と混和しない別の溶媒で洗浄することにより、得られた有機溶媒相から不純物や副生物、あるいは中間体を取り除くあるいは回収することが可能である。すなわち、この方法によって得られた有機溶媒相中のイソソルビドの含有率や純度を上げることが可能である。当該有機溶媒相と混和しない溶媒としては、各種のアルコールや水、ソルビトールが挙げられ、好ましくは水、ソルビトールが好適に用いられる。その際、接触、洗浄に用いる溶媒の量は特にこだわらないが、多すぎると不純物や副生物、あるいは中間体とともに大量のイソソルビドが移行してしまうため、効率が悪くなる。溶媒として水やソルビトールを用いた接触、洗浄を行う場合には、若干ながら有機溶媒相に混入する触媒を、中和等の処理無しで取り除くことができる。
【００３４】
また、溢流方式や吸引方式などの採用で、連続的に有機溶媒相を抜きながら、反応を連続的に継続することもできる。その際には、原料を連続的に反応器に供給することによって、長時間にわたって連続的に反応を継続することも可能である。
【００３５】
さらには、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、反応終了後には触媒相（固体触媒の場合は触媒表面や粒子内部）にも生成物が含まれている場合がある。その場合には、触媒相に有機溶媒を加えて抽出操作を施すことにより、生成物を回収することができる。その際、触媒を塩基等で中和、あるいは処理してから抽出操作を行ってもよい。抽出に使用する有機溶媒は、触媒を溶解せず、かつ目的生成物であるアンヒドロ糖アルコールを溶解し、かつ原料である糖アルコールを溶解しないものが好ましい。また、酸性条件下での安定性を有し、自己が分解や重合等の反応を引き起こさないことが好ましい。水と共沸する性質を有するものがより好ましく、さらには水と２相に層（相）分離する性質を有するものが特に好ましい。具体的には酢酸メチル等のエステル、γブチロラクトン等のラクトン、エーテルが好ましく、好ましくはエーテルを用いることができ、特に脂肪族エーテルであることが好ましい。脂肪族エーテルとしては鎖状エーテル（１，２−ジメトキシエタン等のジアルコキシ（脂肪族鎖式アルキルオキシ及び脂環式アルキルオキシを含む）アルカン；ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ＥＴＢＥ（エチルターシャリーブチルエーテル）、シクロペンチルメチルエーテル等のジアルキル（脂肪族鎖式アルキル及び脂環式アルキルを含む）エーテル（好ましくは、炭素数が１−５のアルキル（脂肪族鎖式アルキル及び脂環式アルキルを含む）基を二つ有する対称または非対称のジアルキルエーテル）等）、環状エーテル（エーテルの官能基である酸素原子が環の一部となっているもの）（テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン、３−
メチルテトラヒドロフラン、２，５−ジメチルテトラヒドロフラン等の置換（好ましくはアルキル基置換）又は無置換のテトラヒドロフラン；テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）等の置換（好ましくはアルキル基置換）又は無置換のテトラヒドロピラン等）等が例示される。より好ましくは１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、２−メチルテトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフラン、２，５−ジメチルテトラヒドロフラン、及びシクロペンチルメチルエーテルから選択される１種以上を含み、さらに好ましくは、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、３−メチルテトラヒドロフラン、及び２，５−ジメチルテトラヒドロフランから選択される１種以上を含み、特に好ましくはテトラヒドロピラン（ＴＨＰ）を含む。
さらにいえば、アンヒドロ糖アルコールの製造に係る糖アルコールの脱水反応には有機溶媒を用いずに、反応終了後に有機溶媒を加えることによって、原料である糖アルコール、水、触媒、副生物、不純物、反応中間体の少なくとも一種と生成物であるアンヒドロ糖アルコールとを含む混合物（反応物）から有機溶媒によってアンヒドロ糖アルコールを抽出することができる。すなわち本発明のアンヒドロ糖アルコールの製造方法の別の実施形態としては、糖アルコールを脱水させる反応により得られる反応物から有機溶媒を用いてアンヒドロ糖アルコールを抽出するステップ、を含むアンヒドロ糖アルコールの製造方法である。その際にも上記説明と同様に、触媒を塩基等で中和、あるいは濾過等の除去処理の後に抽出操作を行ってもよい。抽出に使用する有機溶媒は上記説明（反応終了後に触媒相に有機溶媒を加えて抽出操作を施し、生成物を回収する際に用いられる有機溶媒の説明）が適用される。
【００３６】
好ましくは、触媒は反応器から抜出した後に分離回収される。触媒の分離回収の方法としては、濾過や晶析、抽出があげられる。これらの操作の際、操作性の向上のために水や溶媒、あるいは酸やアルカリを加えてもよい。また、連続的に反応を継続するために、触媒相から一部の触媒を抜き出し、代わりに新しい触媒を補充する方法も好適に用いられる。
【００３７】
分離回収された触媒は、精製等の再生を経て再び脱水反応に用いることができる。その際に、触媒に付着した生成物や重合物を水や有機溶媒による洗浄等の処理によって除去あるいは分離回収することができる。また、触媒の分離回収にあたって酸やアルカリが用いられる場合には、脱水反応に再利用する前にそれらの酸やアルカリを除去することが好ましい。
【００３８】
さらには、触媒に付着した重合物等を乾燥や焼成処理等で除去することで、触媒を再生する方法も好適に用いられる。焼成処理は、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２５０℃以上６００℃以下、より好ましくは３００℃以上５５０℃以下、さらに好ましくは３５０℃以上５００℃以下である。
【００３９】
（生成されるアンヒドロ糖アルコールの精製、及び用途）
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、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、脱水反応終了後、有機溶媒に溶解した形で触媒と分離される。その際の有機溶媒中に溶解した物質内での目的生成物の割合は、通常７０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、さらに好ましくは９５質量％以上、特に好ましくは９７質量％以上である。本実施形態では、比較的高純度のアンヒドロ糖アルコールが得られるため、このまま有機溶媒からアンヒドロ糖アルコールを析出させてアンヒドロ糖アルコールを得て、所望の用途に使用することもできるが、必要に応じてさらに有機溶媒相を精製してもかまわない。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。これらのうち、複数の精製方法が組み合わされてもよい。
【００４０】
また、減圧下でアンヒドロ糖アルコール類を蒸留により精製することも好ましい。イソソルビドを例に減圧下での蒸留操作を例示すれば、脱水反応後の有機溶媒相から有機溶媒を採取し、有機溶媒をエバポレータ等で除去した後、クライゼンヘッドを備えた蒸留装置を用いて２〜４ｔｏｒｒの減圧下１４９〜１５６℃で蒸留することが可能で、得られたイソソルビドはガスクロマトグラフィの面積比として通常純度９８％以上で、色調は白色である。なお、１，４−ソルビタンの量は通常２％以下である。
【００４１】
得ら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。
なお、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、生成物であるアンヒドロ糖アルコールの収率が好ましくは３０ｍоｌ％以上、より好ましくは４０ｍоｌ％以上、更に好ましくは５０ｍоｌ％以上、特に好ましくは６０ｍｏｌ％以上である。
また、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、高純度のアンヒドロ糖アルコールが得られ、析出等により得られたアンヒドロ糖アルコールの固形分は白色固体となり、色差計で測定した際のＹＩ値が好ましくは３．０以下であり、より好ましくは２．０以下であり、特に好ましくは１．０以下である。さらに、アンヒドロ糖アルコールの固形分は、同様に色差計で測定した際のＡＰＨＡ値が好ましくは５０以下であり、より好ましくは３０以下であり、特に好ましくは２０以下である。
【００４２】
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、特定の有機溶媒と触媒の存在下で、有機溶媒相と触媒相を共存させ、所望により反応蒸留方式で水を除去しながら、糖アルコールを脱水させるステップを含み、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。
【００４３】
また、中間体や生成物の濃縮や触媒との接触が妨げられ、それらの分子間縮合による重合、炭化や分解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、脱水に用いた触媒を容易に分離することが可能で、連続的な原料の供給や生成物の分離により長時間に及ぶ連続的な反応を実施することができる。
【００４４】
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】
【００４５】
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、およびエリスリトール／キシリトールの脱水反応によりエリスリタン／キシリタン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。
【００４６】
（実施例１）
脱水触媒として、ケイタングステン酸２６水和物を用いて、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、還流冷却管、水分定量受器、テフロン被覆熱電対を装着した１００ｍＬ四つ口フラスコに、Ｄ−ソルビトール（キシダ化学試薬９９％）４０ｍｍｏｌ、ケイタングステン酸２６水和物（キシダ化学試薬９９％）４ｍｍｏｌ、テトラヒドロピラン（東京化成試薬９８％）５０ｍＬ及びＰＦＡ製撹拌子を装填した。そして、当該反応器を温度調節器とオイルバスを用いて１１５℃（オイルバス温度）に加熱し、撹拌子で内容物を撹拌しながら脱水反応を行った。５時間が経過した後、反応器を冷却して、有機溶媒相をピペットで回収した。さらに残った触媒相にテトラヒドロピラン５０ｍＬを加えて８５℃（オイルバス温度）で１時間撹拌し、触媒相に含まれるイソソルビドを抽出した。有機溶媒相に内部標準物質としてジフェニルエーテル（和光純薬試薬９９％）を加え、ピリジン存在下Ｎ−トリメチルシリルイミダゾール（和光純薬ガスクロマトグラム用）により７０℃で２０分間以上加熱し、分析試料を調製した。キャピラリーカラム  ＤＢ−１（アジレントテクノロジー  ０．２５μｍ、０．２５０ｍｍΦ×６０ｍ）を装着したガスクロマトグラフ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、脱水反応後の有機溶媒相から４６ｍｏｌ％、触媒相から抽出した有機溶媒相から２０ｍｏｌ％、合わせて６６ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００４７】
（実施例２）
脱水触媒としてリンタングステン酸５．３ｍｍｏｌ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、ソルビトールの仕込み量に対して、脱水反応後の有機溶媒相から３９ｍｏｌ％、触媒相から抽出した有機溶媒相から２１ｍｏｌ％、合わせて６０ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００４８】
（実施例３）
脱水触媒として硫酸８ｍｍｏｌ（純正化学２．５ｍｏｌ／Ｌ  ３．２ｍL）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、ソルビトールの仕込み量に対して、脱水反応後の有機溶媒相から３４ｍｏｌ％、触媒相から抽出した有機溶媒相から１０ｍｏｌ％、合わせて４４ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００４９】
（比較例１）
反応溶媒としてアニソール（東京化成試薬  ＞９９％）を用いて、１６０℃（オイルバス温度）で５時間加熱撹拌した以外は実施例３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。結果として、芳香族環を有するアニソールが酸性条件下で反応して反応液が褐色化し、黒色重合物も発生して２相状態が維持されなかった。表１に示すように、分析ではソルビトールの仕込み量に対して、５７ｍｏｌ％のイソソルビドが得られたが、イソソルビドの再抽出や反応溶媒の再使用は難しく、イソソルビドの精製も困難であった。
【００５０】
（実施例４）
脱水触媒としてメタンスルホン酸（和光純薬試薬９８％）１６ｍｍｏｌ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、ソルビトールの仕込み量に対して、脱水反応後の有機溶媒相から９．８ｍｏｌ％、触媒相から抽出した有機溶媒相から３．５ｍｏｌ％、合わせて１３．３ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００５１】
（実施例５）
脱水触媒として強酸性陽イオン交換樹脂ダイヤイオンＳＫ１ＢＨ（三菱化学  ２．２ｍｅｑ／ｍＬ）７．２８ｇ（酸として１６ｍｍｏｌ相当）用いて、１１５℃（オイルバス温度）で８時間加熱撹拌した以外は実施例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、ソルビトールの仕込み量に対して、脱水反応後の有機溶媒相から５．６ｍｏｌ％、触媒相から抽出した有機溶媒相から３．４ｍｏｌ％、合わせて９．０ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００５２】
（実施例６）
脱水触媒として強酸性陽イオン交換樹脂ダイヤイオンＳＫ１０４Ｈ（三菱化学  １．２４ｍｅｑ／ｍＬ）９．５８ｇ（酸として１６ｍｍｏｌ相当）を用いて、１４０℃（オイルバス温度）で５時間加熱撹拌した以外は実施例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、ソルビトールの仕込み量に対して、脱水反応後の有機溶媒相から３０ｍｏｌ％、触媒相から抽出した有機溶媒相から１２ｍｏｌ％、合わせて４２ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００５３】
（比較例２）
反応溶媒および抽出溶媒としてキシレン（国産化学試薬  ｏ−，ｍ−，ｐ−混合８０％）を用いて、１４０℃（オイルバス温度）で５時間加熱撹拌した以外は実施例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、ソルビトールの仕込み量に対して、脱水反応後の有機溶媒相から１．３ｍｏｌ％、触媒相から抽出した有機溶媒相から０．８ｍｏｌ％、合わせて２．１ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００５４】
（実施例７）
実施例１と同様の反応器に、Ｄ−ソルビトール８０ｍｍｏｌ、ケイタングステン酸２６水和物４ｍｍｏｌ、テトラヒドロピラン５０ｍＬ及びＰＦＡ製撹拌子を装填した。１１０℃（オイルバス温度）で８時間加熱撹拌した後、反応器を冷却して、有機溶媒相をピペットで回収し、実施例１と同様の方法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、脱水反応後の有機溶媒相から４９ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００５５】
（実施例８）
実施例１と同様の反応器に、Ｄ−ソルビトール８０ｍｍｏｌ、ケイタングステン酸２６水和物４ｍｍｏｌ、テトラヒドロピラン５０ｍＬ及びＰＦＡ製撹拌子を装填した。１１５℃（オイルバス温度）で５時間加熱撹拌した後、反応器を冷却して、有機溶媒相をピペットで回収し、実施例１と同様の方法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、脱水反応後の有機溶媒相から２１ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００５６】
（実施例９）
反応に使用する有機溶媒としてとしてシクロペンチルメチルエーテル（東京化成試薬９８％）を用い、１２０℃（オイルバス温度）で３時間加熱撹拌した以外は実施例８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、ソルビトールの仕込み量に対して、脱水反応後の有機溶媒相から１６ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００５７】
（実施例１０）
反応に使用する有機溶媒としてとして２，５−ジメチルテトラヒドロフラン（東京化成試薬９８％）を用いた以外は実施例８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、ソルビトールの仕込み量に対し
て、脱水反応後の有機溶媒相から３２ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００５８】
（実施例１１）
反応に使用する有機溶媒としてとして３−メチルテトラヒドロフラン（東京化成試薬９５％）を用いた以外は実施例８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、ソルビトールの仕込み量に対して、脱水反応後の有機溶媒相から６．１ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００５９】
（比較例３）
反応に使用する有機溶媒としてとしてアニソール（東京化成試薬  ＞９９％）を用い、１５０−１６０℃（オイルバス温度）で５時間加熱撹拌した以外は実施例８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。結果として、芳香族環を有するアニソールが酸性条件下で反応して反応液が褐色化し、黒色重合物も発生して２相状態が維持されなかった。表１に示すように、分析ではソルビトールの仕込み量に対して、６．８ｍｏｌ％のイソソルビドが得られたが、イソソルビドの再抽出や反応溶媒の再使用は難しく、イソソルビドの精製も困難であった。
【００６０】
（実施例１２）
模擬的なイソソルビドの連続製造を次のように行った。還流冷却管、水分定量受器、テフロン被覆熱電対を装着した１００ｍＬ四つ口フラスコに、Ｄ−ソルビトール（キシダ化学試薬９９％）８０ｍｍｏｌ、ケイタングステン酸２６水和物（キシダ化学試薬９９％）４ｍｍｏｌ、テトラヒドロピラン（東京化成試薬９８％）５０ｍＬ及びＰＦＡ製撹拌子を装填し、フラスコをオイルバスに浸した。水分定量受器は、８．０ｍｌのイオン交換水、残りの部分を抽出溶媒であらかじめ満たしておいた。フラスコ内を、撹拌子を用いて５００ｒ.ｐ.ｍ.にて撹拌しつつ、窒素雰囲気下にオイルバスを２０分で１１０℃まで加熱し、反応器内液が沸騰し始めた時点を反応開始時間とした。共沸脱水により水分定量受器に蓄積した水は、受器内の水の容量が８．０ｍｌとなるように１時間毎に抜き出した。
【００６１】
４時間の加熱還流（反応器内温度８８−９０℃）の後、フラスコをオイルバスから出し、撹拌を止めて放冷した。内温を室温付近まで降下させた後、上相（有機溶媒相）を、パスツールピペットを用いて回収した。フラスコ内を１０ｍｌのテトラヒドロピランで３回洗浄し、洗浄液を前記上相と合わせた。得られた上相と洗浄液の混合液に、２．０ｍｌのトリエチレングリコールジメチルエーテル（ＧＣ分析用内部標準物質）および１．８ｇの水酸化カルシウム（残存する酸除去用）を加えて１〜２分撹拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて濾過し、得られた濾液をＧＣ分析（０．５μｌ注入）し、イソソルビドの生成量を求めたところ、２７ｍｏｌ％の収率でイソソルビドが回収された。
【００６２】
上相を回収した後の反応器（還流冷却管、水分定量受器（容量１０ｍｌ）、反応液内温測定用テフロン被覆熱電対を備えた１００ｍｌ四つ口フラスコ）において、触媒相とＰＦＡ製撹拌子はそのままにして、２回目の反応を次のように行った。窒素雰囲気下にて、前回の反応で生成回収されたイソソルビドと同モル数のＤ−ソルビトール、テトラヒドロピラン（東京化成試薬９８％）５０ｍＬを仕込み、フラスコをオイルバスに浸した。水分定量受器は、８．０ｍｌのイオン交換水、残りの部分を抽出溶媒であらかじめ満たしておいた。
フラスコ内を、ＰＦＡ製撹拌子を用いて５００ｒ.ｐ.ｍ.にて撹拌しつつ、窒素雰囲気下にオイルバスを２０分で１１０℃まで加熱し、反応器内液が沸騰し始めた時点を反応開始時間とした。
【００６３】
２時間の加熱還流（反応器内温度８８−９０℃）の後、フラスコをオイルバスから出し、撹拌を止めて放冷した。内温を室温付近まで降下させた後、上相（有機溶媒相）を、パ
スツールピペットを用いて回収した。フラスコ内を１０ｍｌのテトラヒドロピランで３回洗浄し、洗浄液を前記上相と合わせた。得られた上相と洗浄液の混合液に、２．０ｍｌのトリエチレングリコールジメチルエーテル（ＧＣ分析用内部標準物質）および１．８ｇの水酸化カルシウム（残存する酸除去用）を加えて１〜２分撹拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて濾過し、得られた濾液をＧＣ分析（０．５μｌ注入）しイソソルビド（ＩＳＢ）の生成量を求めたところ、新たに導入したＤ−ソルビトールに対して３８ｍｏｌ％の収率、累積で導入したＤ−ソルビトールに対して、５１ｍｏｌ％の収率でイソソルビドが回収された。
以降、２回目の反応と同様に、前回の反応で回収されたイソソルビドと同モルのＤ−ソルビトールを導入して２時間反応を繰り返すことにより、計１０回（２２時間）の反応を行った。生成、回収されたイソソルビドの量を累積したところ、計１０回で導入、反応させたＤ−ソルビトールに対して、８３ｍｏｌ％であった。
【００６４】
（実施例１３）
クライゼン管、リービッヒ冷却器、反応液内温測定用テフロン被覆熱電対を装着した１００ｍＬ四つ口フラスコに、Ｄ−ソルビトール１４．６ｇ（８０ｍｍｏｌ）、水６．２３ｇ、２．５ｍｏｌ／Ｌ−硫酸（純正化学容量分析用）１．６ｍＬ（硫酸として４ｍｍｏｌ）及びＰＦＡ製撹拌子を装填した。撹拌子で内容物を撹拌しながら、反応器内温を１０５〜１１０℃に保つように、当該反応器を温度調節器とオイルバス（オイルバス温度：１１５℃）を用いて加熱し、ダイアフラムポンプにて反応器内を１０ｔｏｒｒまで減圧し、水を留去しながら脱水反応を行った。減圧開始から３時間が経過した後、反応器内を９０℃まで冷却し、５０ｗｔ／ｖｏｌ％−水酸化ナトリウム水溶液（和光純薬試薬）０．６４ｍＬを添加して反応を停止した。反応混合物にテトラヒドロピラン５０ｍＬを加えて８５℃で１時間撹拌し、イソソルビドを抽出した。抽出した有機溶媒相から６２ｍｏｌ％のイソソルビドを得た。
【００６５】
（実施例１４）
ソルビトールの代わりにｍｅｓｏ−エリスリトール（東京化成試薬９９％）８０ｍｍｏｌを用いた以外は実施例１と同様にして、エリスリ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、エリスリトールの仕込み量に対して、脱水反応後の有機溶媒相から５１ｍｏｌ％、触媒相から抽出した有機溶媒相から１９ｍｏｌ％、合わせて７０ｍｏｌ％のエリスリタンを得た。
【００６６】
（実施例１５）
ソルビトールの代わりにキシリトール（東京化成試薬９８％）８０ｍｍｏｌを用いた以外は実施例１と同様にして、キシリ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、キシリトールの仕込み量に対して、脱水反応後の有機溶媒相から１１ｍｏｌ％、触媒相から抽出した有機溶媒相から１２ｍｏｌ％、合わせて２３ｍｏｌ％のキシリタンを得た。
【００６７】
（実施例１６）
脱水触媒として、ケイタングステン酸２６水和物を用いて、ソルビトールの脱水反応によりイソソルビドを合成し、最終的には減圧蒸留によりイソソルビドを取り出した。具体的な合成手順は以下の通りである。すなわち、還流冷却管、水分定量受器、テフロン被覆熱電対を装着した５００ｍＬ四つ口フラスコに、Ｄ−ソルビトール３２０ｍｍｏｌ、ケイタングステン酸２６水和物１６ｍｍｏｌ、テトラヒドロピラン２００ｍＬ及びＰＦＡ製撹拌子を装填した。そして、当該反応器を温度調節器とオイルバスを用いて１１５℃（オイルバス温度）に加熱し、撹拌子で内容物を撹拌しながら脱水反応を行った。１０時間が経過した後、反応器を冷却して、有機溶媒相をピペットで回収した。さらに残った触媒相にテトラヒドロピラン２００ｍＬを加えて８５℃（オイルバス温度）で１時間撹拌し、触媒
相に含まれるイソソルビドを有機溶媒相に抽出しピペットで回収した。それぞれの有機溶媒相に水酸化カルシウム（キシダ化学試薬９６％）７．２ｇを加えて室温で５分間撹拌した後、Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて濾過した。濾液（有機溶媒相）を合せてエバポレータにて溶媒を留去し、さらに減圧乾燥して淡黄色の固体３１．３ｇを得た。これを、クライゼン管を備えた減圧蒸留器を用いて蒸留し、２〜４ｔｏｒｒで１５１〜１５６℃の留分を集めたところ、無色透明のオイルは留出しながら析出し、白色固体２１．６ｇを得た。実施例１と同様の方法で生成物等を分析したところ、ガスクロマトグラフィの面積比として純度９８．２％であった。得られた白色固体を２０ｗｔ％水溶液とし、０．４５μｍの親水性ＰＴＦＥフィルターを通した後、測色色差計ＺＥ２０００（日本電色工業(株)）より色相を測定したところ、ＹＩ＝１．００、ＡＰＨＡ＝１５であった。また、この水溶液の水素イオン濃度指数（ｐＨ）をＧＲＴ複合電極９６１５を装着したガラス電極式水素イオン濃度計Ｄ−１３（いずれも（株）堀場製作所）を用いて測定したところ、ｐＨは４．５であった。
【００６８】
（比較例４）
クライゼン管、リービッヒ冷却器、アルコール温度計を装着した１００ｍＬ四つ口フラスコに、Ｄ−ソルビトール５０ｇ（２７５ｍｍｏｌ）、水１７．７ｇ、２．５ｍｏｌ／Ｌ−硫酸（純正化学容量分析用）４．８ｇ（硫酸として１０．２ｍｍｏｌ）及びＰＦＡ製撹拌子を装填した。撹拌子で内容物を撹拌しながら、当該反応器を温度調節器とオイルバス（オイルバス温度：１２５℃）を用いて反応器内温を１０５〜１１０℃程度に保つように加熱し、ダイアフラムポンプにて反応器内を１５ｔｏｒｒまで減圧し、水を留去しながら脱水反応を行った。減圧開始から３時間が経過した後、反応器内を９０℃まで冷却して、５０ｗｔ／ｖｏｌ％−水酸化ナトリウム水溶液１．６４ｍＬを添加し反応を停止した。次いで、減圧蒸留により３〜４ｔｏｒｒで１４８〜１５３℃の留分を集めたところ、黄色オイル２１．５５ｇを得た。このオイルは、室温で淡黄色固体となった。実施例１６と同様の分析したところ、純度９９．１％であり、色相はＹＩ＝３．６６、ＡＰＨＡ＝６４であった。この水溶液のｐＨは５．２であった。
【００６９】
（実施例１７）
実施例１６と同様の方法によりソルビトールの脱水反応を行って得られたイソソルビドを含む有機溶媒相、および触媒相に含まれるイソソルビドを抽出した有機溶媒相に、有機溶媒の１ｗｔ％の水酸化カルシウムを加えて室温で１時間撹拌した後、０．１μｍの親水性ＰＴＦＥフィルターを用いて加圧濾過した。このようにして得たいくつかの濾液（有機溶媒相）を合せてエバポレータにて溶媒を留去し、さらに減圧乾燥して淡黄色オイル５５．１４ｇを得た。これを、クライゼン管を備えた減圧蒸留器を用いて蒸留し、３ｔｏｒｒで１４９〜１５４℃の留分を集めたところ、無色透明のオイルは留出しながら析出し、白色固体２７．６ｇを得た。実施例１６と同様の分析したところ、純度９８．９％であり、色相はＹＩ＝０．６３、ＡＰＨＡ＝８であった。この水溶液のｐＨは６．２（安定化のため撹拌しながら測定）であった。
さらに、この白色固体４．０ｇに２倍重量の酢酸エチル（和光純薬試薬９９．５％）を加え、撹拌しながら５５℃（オイルバス温度）で加熱溶解し、５℃まで冷却して固体を析出させ、この温度に一晩保った。Ｎｏ．５Ｃの濾紙を用いて濾過し、５℃の酢酸エチル４ｍＬで２回洗浄した後、減圧乾燥し、白色結晶３．２ｇを得た。実施例１６と同様の分析したところ、純度９９．８％であり、色相はＹＩ＝０．８６、ＡＰＨＡ＝１２であった。この水溶液のｐＨは６．９（安定化のため撹拌しながら測定）であった。
【００７０】
【表１】
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【００７１】
実施例１−３と比較例１、２の結果から、本発明の方法により、反応終了後の触媒と生成物との分離が容易となり、効率よくアンヒドロ糖アルコールを製造できることがわかる。
実施例４−６の結果から、本発明の方法により、多様な触媒においても反応終了後の触媒と生成物との分離が容易となり、効率よくアンヒドロ糖アルコールを製造できることがわかる。
実施例７−１１と比較例３の結果から、本発明の方法により、反応終了後の触媒と生成物との分離が容易となり、効率よくアンヒドロ糖アルコールを製造できることがわかる。
実施例１３の結果から、本発明の方法により、反応終了後の触媒と生成物との分離が容易となり、効率よくアンヒドロ糖アルコールを製造できることがわかる。
実施例１４、１５の結果から、本発明の方法により、多様な糖アルコールを原料に用いても反応終了後の触媒と生成物との分離が容易となり、効率よくアンヒドロ糖アルコールを製造できることがわかる。
実施例１６、１７と比較例４の結果から、本発明の方法により、反応終了後の触媒と生成物との分離が容易となり、効率よく純度の高いアンヒドロ糖アルコールを製造できることがわかる。