(57)【要約】【課題】本発明は化合物（Ｉ）の合成方法に関する。化合物（Ｉ）において、ＲはＣＯＯＨ、ＣＨ２ＯＨ、又はＣＨＯの原子団を表す。本発明はまた、特に動物栄養に用いられる生物学的に利用可能なメチオニン化合物の調整に反応を適用することに関する。【解決手段】本発明の方法は、パラジウム、金、銀、白金、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウムから選択される貴金属をベースとした活性相とアルカリ性部位を含む担体とを含む触媒の存在下において、ブト−３−エン−１，２−ジオール（ＢＤＯ）を酸化する工程からなる。 【化１】2017536386.tif 000018【選択図】図１
2017536386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の化合物（Ｉ）又はその塩のうち少なくとも１つの化合物の合成方法であって、
【化１】
2017536386.tif 000012
ＲはＣＯＯＨ、ＣＨ２ＯＨ又はＣＨＯの原子団の少なくとも１つを表し、
ブト−３−エン−１，２−ジオール（ＢＤＯ）はパラジウム、金、銀、白金、ロジウム、オスミウム、ルテニウム及びイリジウムから選択される少なくとも１つの貴金属をベースとする活性相とアルカリ性部位を含む担体とを含む触媒の存在下で酸化することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記活性相は、パラジウム又はパラジウムの混合物並びに白金及び金から選択される少なくとも１つの貴金属からなることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法であって、
前記活性相は、酸化物状態の担体の重量に対して０．００５〜５０重量％の範囲内の貴金属又は貴金属混合物からなることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の方法であって、
前記担体が、ハイドロタルサイト（ＨＴ）、ブルーサイト、ヒドロキシアパタイトＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２、リン酸三カルシウムＣａ３（ＰＯ４）２、リン酸水素カルシウムＣａＨＰＯ４（０−２）Ｈ２Ｏ、二リン酸カルシウムＣａ２Ｐ２Ｏ７、リン酸八カルシウムＣａ８Ｈ２（ＰＯ４）６．５Ｈ２Ｏ、リン酸四カルシウムＣａ４（ＰＯ４）２Ｏ、非晶質リン酸カルシウムＣａ３（ＰＯ４）２．ｎＨ２Ｏ、酸化物、水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、リン酸塩、二リン酸塩、及びリン酸水素カルシウム、セシウム、リチウム、ルビジウム、カリウム、マグネシウム、バリウム、セリウム、ランタン、アルミニウム、亜鉛、銅、及びそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、
前記担体は、以下の化学式Ａ、Ｂ及びＣ並びにそれらの混合物に対応する化合物から選択され、
化学式（Ａ）は、Ｍα［Ａｌ（１−ｂ）Ｌａｂ］Ａｚ−］ｃであり、Ｍは、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｒａ２＋、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ａｚ−は、炭酸イオン（ＣＯ３２−、ここで電荷（ｚ）はｚ＝２）、酸化物イオン（Ｏ２−、ｚ＝２）、水酸化物イオン（ＯＨ−、ｚ＝１）、及び炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−、ｚ＝１）、又は２価及び１価の異なるアニオンＡＺ’−及びＡＺ’’−の混合物（ＡＺ’−ＡＺ’’−）であって、その電荷ｚがｚ＝ｘ（ｚ’）＋ｙ（ｚ’’）（ｘ＋ｙ＝１）で与えられる混合物（ＡＺ’−ＡＺ’’−）、からなる群から選択される１価又は２価のアニオンであり、
αは０．０１〜０．４であり、
ｂは０．００１１〜０．１１であり、
ｃ＝（２α／ｚ）＋［３（１−ｂ）／ｚ］＋（３ｂ／ｚ）であり、
化学式（Ｂ）は（ＭｄＭ’ｅＭ’’ｆＭ’’’ｇ）５（ＰＯ４）３（ＯＨ）であり、
ここで、ＭはＭｇ２＋であり；Ｍ’はＣａ２＋であり；Ｍ’’はＳｒ２＋であり；Ｍ’’’はＢａ２＋であり、
ｄは０〜１であり、
ｅは０〜０．５であり、
ｆは０〜１であり、
ｇは０〜１であり、
ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１であり、
化学式（Ｃ）は（ＭｄＭ’ｅＭ’’ｆＭ’’’ｇ）３（ＰＯ４）２であり、ここで、ＭはＭｇ２＋であり；Ｍ’はＣａ２＋であり；Ｍ’’はＳｒ２＋であり；Ｍ’’’はＢａ２＋であり、
ｄは０〜１であり、
ｅは０〜１であり、
ｆは０〜１であり、
ｇは０〜１であり、
ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１であることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法であって、
前記触媒が、ビスマス、鉛、アンチモン、錫、ニオブ、テルル、インジウム、ガリウム、亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、銀、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、セリウム、プラセオジム、サマリウム、チタン及びこれらの混合物から選択される促進剤を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の方法であって、
前記触媒における前記促進剤の含有量が、酸化物状態の前記担体の重量に対して０．００５重量％〜５００重量％、好ましくは０．００５重量％〜１００重量％であることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法であって、
前記ＢＤＯが水溶液中にあり、該水溶液の重量に対して１〜７０重量％の濃度で存在することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の方法であって、
活性相がパラジウム並びにパラジウム及び白金の混合物から選択され、担体のアルカリ性部位がヒドロキシアパタイト及びハイドロタルサイトから選択される触媒の存在下で酸化を実施し、
前記化合物（Ｉ）がビニルケトアルコール（ＣＡＬＶ）であることを特徴とする方法。
【請求項１０】
下記の化合物（ＩＩ）において
【化２】
2017536386.tif 000013
Ｒ’がＣＯＯＲ１又はＣＨ２ＯＲ２基を表し、Ｒ１及びＲ２は互いに同じか又は異なり、炭素原子数１〜１２の直鎖の又は分岐したアルキル基及び炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基から選択する原子団を表す化合物（ＩＩ）又はその塩の少なくとも１つの合成方法であって、
前記ブト−３−エン−１，２−ジオール（ＢＤＯ）を、パラジウム、金、銀、白金、ロジウム、オスミウム、ルテニウム及びイリジウムからから選択される少なくとも１つの貴金属をベースとする活性相と、アルカリ性部位を含む担体とを含む触媒の存在下で酸化させ、
その酸化によって得る下記の化合物（Ｉ）であって
【化３】
2017536386.tif 000014
ＲがＣＯＯＨ、ＣＨ２ＯＨ又はＣＨＯ基を表す請求項１〜９のいずれかに記載の化合物（Ｉ）に対して、前記化合物（ＩＩ）を得るためにエステル化又はエーテル化を行うことを特徴とする方法。
【請求項１１】
下記化合物（ＩＩＩ）において
【化４】
2017536386.tif 000015
Ｒ’’がＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１、ＣＨ２ＯＨ、ＣＨ２ＯＲ２又はＣＨＯ基を表し、Ｒ１及びＲ２が同一か又は異なっており、直鎖又は分枝鎖状の炭素原子数１〜１２のアルキル基及び炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基を表す化合物（ＩＩＩ）の少なくとも１つ又はその塩の合成方法であって、
前記ブト−３−エン−１，２−ジオール（ＢＤＯ）を触媒の存在下で酸化して、少なくとも１つの下記の化合物（Ｉ）において
【化５】
2017536386.tif 000016
ＲがＣＯＯＨ、ＣＨ２ＯＨ又はＣＨＯ基を表す化合物（Ｉ）又はその塩の１つを、請求項１〜９のいずれかに記載の方法に従って得て、
Ｒ’’がＣＯＯＲ１又はＣＨ２ＯＲ２基を表す場合には、下記の化合物（ＩＩ）において
【化６】
2017536386.tif 000017
Ｒ’がＣＯＯＲ１又はＣＨ２ＯＲ２基を表し、Ｒ１及びＲ２が同じか又は異なる、炭素原子数１〜１２の直鎖状又は分岐状のアルキル基及び炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基から選択される原子団を表す化合物（ＩＩ）、又はその塩の１つを得るために、化合物（Ｉ）のエステル化又はエーテル化を行い、
前記化合物（ＩＩＩ）又はその塩の１つを得るために、前記化合物（Ｉ）又は前記化合物（ＩＩ）又はその塩の１つをメチルメルカプタンと反応させることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記酸化が請求項９に従って実施され、前記化合物（ＩＩＩ）が１−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン−２−オンであることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブト−３−エン−１，２−ジオール（ＢＤＯ）の触媒による酸化、及び生物学的に利用可能なメチオニン化合物の調製にこの反応を適用することに関するものであり、本発明によれば、それを動物栄養に利用することができる。
【背景技術】
【０００２】
これらの化合物は、２−オキソ−４−メチルチオブタン酸（以下、ＫＭＢと称する）、４−メチルチオ−２−オキソ−ブタノール（以下、メチオノールと称する）、２−オキソ−４−メチルチオブタナール（以下、メチオナールと称する）であり、以下の構造式のもの、並びにこれらの塩及びエステルである。
【０００３】
【化１】
2017536386.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】ＢＤＯ転化率及びＣＡＬＶ選択率を示す図である。
【図２】ＢＤＯ転化率及びＣＡＬＶ選択率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
著者らは、２つの工程で、ＢＤＯの良好な転化効率を得ながら反応時間を制限し、反応の選択率を更に改善することができる条件下で、上記の化合物の製造方法を開発した。
【０００６】
第１工程は、下記の反応式によって、ＢＤＯを酸化して、ビニルケト酸である２−オキソ−ブト−３−エン酸（ＣＡＶ）、ビニルケトアルコールであるヒドロキシブト−３−エン−２−オン（ＣＡＬＶ）及びビニルケトアルデヒドである２−オキソブト−３−エン−１−アル（ＣＡＤＶ）を得ること含む。
【０００７】
【化２】
2017536386.tif 000004
【０００８】
第２工程は、下記の反応式によって、前述のケト酸、ケトアルコール、及びケトアルデヒドに対するメチルメルカプタンの付加を含む。
【０００９】
【化３】
2017536386.tif 000005
【００１０】
本発明の第１の態様は、パラジウム、金、銀、白金、ロジウム、オスミウム、ルテニウム及びイリジウムから選択される少なくとも１つの貴金属をベースとする活性相とアルカリ性部位（ａｌｋａｌｉｎｅ  ｓｉｔｅｓ）を含む担体（支持体）（ａ  ｓｕｐｐｏｒｔ）とを含む触媒の存在下におけるＢＤＯの酸化に関する。本発明の他の態様では、前記活性相はパラジウムをベースとする。活性相がパラジウムをベースとする場合には、活性相はパラジウムで構成されていてもよく、パラジウムと他の１つ以上の貴金属から構成されていてもよい。
【００１１】
ＢＤＯの転化効率及びその酸化の選択率に加えて、本発明の方法は、反応媒体のｐＨの調節を排除することを可能にし、したがって反応媒体に塩基を添加することを回避することを可能にする。既知の方法は水酸化ナトリウムの存在下で実施され、中和が必要である塩が形成され、望ましくないアルカリ塩水を生成するが、これと比較して本発明の方法は、塩を生成せず、したがって後続の処理工程には依存しない。
【００１２】
本発明を更に詳細に開示する前に、本明細書で使用される特定の用語を以下に定義する。
【００１３】
アルカリ性部位を含む担体という用語は、本発明では、電子余剰を示す表面部位を含む担体を意味する。例として、これらの部位は水酸イオンやＯ２−イオンなどのイオンで構成され又はこれらを豊富に含み、好ましくは、担体はハイドロタルサイト（ＨＴ）及びヒドロキシアパタイト（ＨＡＰ）から選択される。担体はまた、アルカリ性になるように修飾され又はより強いアルカリ性になるように修飾された、従来の又はアルカリ性の担体から選択することもできる。これらの修飾は、特に、前記担体の特定のイオンを交換すること、担体上にアルカリ基を付加すること、又は当業者に知られている他の修飾を含む。例として、ＨＰは、以下のように「ハイドロタルサイト様」（ＨＴｌｃ）と呼ばれる化合物に修飾することができる。ＨＰの正確な化学式はＭｇ６Ａｌ２（ＣＯ３）（ＯＨ）１６・４Ｈ２Ｏであり、カチオン性ブルーサイト［Ｍｇ（ＯＨ）２］層によって構成され、それらの層間にアニオン性化合物が存在することによって、ＨＰは中性物質となる。Ｍｇ２＋及びＡｌ３＋イオンを交換するために、ブルーサイト層内の同形置換を行うことが可能である。カチオン層及び／又はアニオン層におけるイオン交換は、特にＭｇ／Ａｌ比の変化を誘発し、担体の塩基性度を調整することを可能にする。その結果、「ハイドロタルサイト様」（ＨＴｌｃ）化合物は、一般式［Ｍ（ＩＩ）１−ｘＭ’（ＩＩＩ）ｘ（ＯＨ）２］ｘ＋（Ａｎ−ｘ／ｎ）・ｍＨ２Ｏで表され、ここでＡはアニオンであり、Ｍ／Ｍ’は金属カチオンである。
【００１４】
本発明による担体のアルカリ特性は、電子対を与える能力、又はプロトンを受け入れる能力によって特徴付けられる。アルカリ性担体のこの概念は、当業者の一般知識に含まれる。文献に広く記載されている従来の技術を用いてもよい。特に、酸性プローブ分子（アセチレン、メタノール、ＣＯ２、プロピンなど）の吸着後の赤外振動分光法、ＣＯ２の熱脱着、ＣＯ２熱量計、モデル反応（２−メチル−３−ブチン−２−オール（ＭＢＯＨ）などの転化）、などによる表面アルカリ部位を識別する技術が知られている。
【００１５】
本発明の担体は、あらゆる形態であり得、特に、触媒の活性相が付着し得る任意の幾何学的形状であり得る。それは多孔質であってもよい。
【００１６】
本発明の方法のいずれか１つに従って得られる化合物の塩は、好ましくは、銅、カルシウム、マンガン及び亜鉛塩である。
【００１７】
本発明の他の態様及び好ましい態様は以下に開示される。本発明の範囲内において、提示される特徴は、当然、発明の範囲内において単独で又は組み合わせて用いることを考慮してもよい。
【００１８】
前述のように、活性相は、貴金属又は貴金属の混合物からなる。好ましくは貴金属はパラジウムであり、また、好ましくは白金及び金から選択される他の貴金属との混合物であってもよい。
【００１９】
本発明による触媒の活性相含量は、活性相を構成する１つ類以上の金属の重量が、酸化物状態の担体の重量に対して０．００５〜５０重量％の範囲であることが好ましい。
【００２０】
担体は、ハイドロタルサイト（ＨＴ）、ブルーサイト、ヒドロキシアパタイトＣａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２、リン酸三カルシウムＣａ３（ＰＯ４）２、リン酸水素カルシウムＣａＨＰＯ４（０−２）Ｈ２Ｏ、二リン酸カルシウムＣａ２Ｐ２Ｏ７、リン酸八カルシウムＣａ８Ｈ２（ＰＯ４）６．５Ｈ２Ｏ、リン酸四カルシウムＣａ４（ＰＯ４）２Ｏ、非晶質リン酸カルシウムＣａ３（ＰＯ４）２．ｎＨ２Ｏ、酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、リン酸塩、二リン酸塩、リン酸水素カルシウム、セシウム、リチウム、ルビジウム、ストロンチウム、カリウム、マグネシウム、バリウム、セリウム、ランタン、アルミニウム、亜鉛及び／又は銅、並びにそれらのすべての混合物から選択される。
【００２１】
担体は、以下の化学式Ａ、Ｂ及びＣの化合物、並びにそれらの混合物から選択されることが好ましい。
【００２２】
化学式（Ａ）はＭα［Ａｌ（１−ｂ）Ｌａｂ］Ａｚ−］ｃであり、Ｍは、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｒａ２＋、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、Ａｚ−は炭酸イオン（ＣＯ３２−、電荷（ｚ）はｚ＝２）、酸化物イオン（Ｏ２−、ｚ＝２）、水酸化物イオン（ＯＨ−、ｚ＝１）、及び炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−、ｚ＝１）、又は２価及び１価の異なるアニオンＡＺ’−及びＡＺ’’−の混合物（ＡＺ’−ＡＺ’’−）であって電荷ｚがｚ＝ｘ（ｚ’）＋ｙ（ｚ’’）（ｘ＋ｙ＝１）で与えられる混合物（ＡＺ’−ＡＺ’’−）、からなる群から選択される１価又は２価のアニオンである。
【００２３】
αは０．０１〜０．４、ｂは０．００１１〜０．１１、ｃ＝（２α／ｚ）＋［３（１−ｂ）／ｚ］＋（３ｂ／ｚ）である。
【００２４】
化学式（Ｂ）は、（ＭｄＭ’ｅＭ’’ｆＭ’’’ｇ）５（ＰＯ４）３（ＯＨ）であり、ＭはＭｇ２＋、Ｍ’はＣａ２＋、Ｍ’’はＳｒ２＋、Ｍ’’’はＢａ２＋である。ｄは０〜１、ｅは０〜０．５、ｆは０〜１、ｇは０〜１であり、ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１である。
【００２５】
化学式（Ｃ）は（ＭｄＭ’ｅＭ’’ｆＭ’’’ｇ）３（ＰＯ４）２であり、ＭはＭｇ２＋、Ｍ’はＣａ２＋、Ｍ’’はＳｒ２＋、Ｍ’’’はＢａ２＋である。ｄは０〜１、ｅは０〜１、ｆは０〜１、ｇは０〜１であり、ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１である。
【００２６】
本発明の一実施形態によれば、触媒は活性相及び担体のほかに促進剤を含む。前記促進剤は、好ましくは、ビスマス、鉛、アンチモン、錫、ニオブ、テルル、インジウム、ガリウム、亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、銀、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、セリウム、プラセオジム、サマリウム、チタン及びこれらの混合物から選択される。
【００２７】
本発明の他の態様によれば、ＢＤＯの酸化の触媒条件は、主に前述のケト酸、ケトアルコール及びケトアルデヒドの１つを得ること、又はこれら３つのうちの１つのみを得ることをも可能にする。
【００２８】
本発明の一実施形態では、化合物（Ｉ）はビニルケト酸（ＣＡＶ）である。
【００２９】
本発明の他の実施形態では、酸化は、パラジウム及びパラジウムと白金との混合物から選択された活性相を有し、且つそのアルカリ部位担体がヒドロキシアパタイト及びハイドロタルサイトから選択される触媒の存在下で行われ、化合物（Ｉ）はビニルケトアルコール（ＣＡＬＶ）である。
【００３０】
本発明の更に別の実施形態において、化合物（Ｉ）はビニルケトアルデヒド（ＣＡＤＶ）である。
【００３１】
本発明はまた、上記で定義した合成方法の利用に関する。
【００３２】
すなわち、本発明は、少なくとも１つの下記で表される化合物（ＩＩ）又はその塩の少なくとも１つの合成に関する。
【００３３】
【化４】
2017536386.tif 000006
【００３４】
ここでＲ’はＣＯＯＲ１又はＣＨ２ＯＲ２を表す。Ｒ１及びＲ２は同一か又は異なっており、直鎖の又は分岐した１〜１２の炭素原子を含むアルキル基と、３〜１２の炭素原子を含むシクロアルキル基とから選択される原子団を表す。
【００３５】
合成は、ブト−３−エン−１，２−ジオール（ＢＤＯ）を、パラジウム、金、銀、白金、ロジウム、オスミウム、ルテニウム及びイリジウムから選択される少なくとも１つの貴金属をベースとする活性相と、アルカリ性部位を含む担体と含む触媒の存在下で酸化させて行うものであり、下記で表される化合物（Ｉ）を上記のあらゆる条件下で得るために行うものである。
【００３６】
【化５】
2017536386.tif 000007
【００３７】
ここでＲはＣＯＯＨ、ＣＨ２ＯＨ、又はＣＨＯの原子団を表す。
【００３８】
化合物（ＩＩ）を得るために、化合物（Ｉ）をエステル化又はエーテル化する。
【００３９】
このように、上記合成によって、興味の対象であるメチオニンの生体利用可能な化合物の前駆体でもある化学式（Ｉ）の化合物のエステル及びアルコキシル化誘導体を得ることができる。
【００４０】
本発明はまた、以下の化合物（ＩＩＩ）の少なくとも１つ又はその塩の少なくとも１つを合成する方法に関する。
【００４１】
【化６】
2017536386.tif 000008
【００４２】
ここでＲ’’はＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１、ＣＨ２ＯＨ、ＣＨ２ＯＲ２又はＣＨＯを表し、Ｒ１及びＲ２は同一か又は異なっており、直鎖の又は分岐した炭素原子数１〜１２のアルキル基と、炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基とから選択される原子団を表す。
【００４３】
合成は、ブト−３−エン−１，２−ジオール（ＢＤＯ）を触媒の存在下で酸化させて行うもので、前述した方法に従って、化合物（Ｉ）の少なくとも１つ又はその塩の少なくとも１つを得るために行うものである。
【００４４】
【化７】
2017536386.tif 000009
【００４５】
ここでＲは、ＣＯＯＨ、ＣＨ２ＯＨ又はＣＨＯを表す。
【００４６】
Ｒ’’がＣＯＯＲ１又はＣＨ２ＯＲ２であれば、下記の化合物（ＩＩ）の少なくとも１つ又はその塩の少なくとも１つを得るために、上記の化合物（Ｉ）のエステル化又はエーテル化を行う。
【００４７】
【化８】
2017536386.tif 000010
【００４８】
ここでＲ’はＣＯＯＲ１又はＣＨ２ＯＲ２を表し、Ｒ１及びＲ２は同一か又は異なっており、直鎖の又は分岐した炭素原子数１〜１２のアルキル基と、炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基とから選択される官能基を表す。
【００４９】
そして、前記化合物（ＩＩＩ）又はその塩の少なくとも１つを得るために、前記化合物（Ｉ）若しくは前記化合物（ＩＩ）又はそれら塩の１つをメチルメルカプタンと反応させる。
【００５０】
メチルメルカプタンの添加は、当業者に周知の条件下で行われる。これは、溶媒及び均一な塩基触媒の非存在下又は存在下で行うことができる。
【００５１】
この方法の他の態様によれば、前記酸化はＣＡＶを得ることが可能な条件下で実施し、化合物（ＩＩＩ）は２−オキソ−４−メチルチオブタン酸である。
【００５２】
この方法の他の態様によれば、前記酸化はＣＡＬＶを得ることが可能な条件下で実施し、化合物（ＩＩＩ）は１−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン−２−オンである。
【００５３】
この方法の更に別の態様によれば、前記酸化はＣＡＤＶを得ることが可能な条件下で実施し、化合物（ＩＩＩ）は２−オキソ−４−メチルチオブタナールである。
【００５４】
本発明によるＢＤＯの酸化は、以下で更に詳細に記載する。
【００５５】
ＢＤＯは、純化された若しくは純化されていない液体の状態であってもよく、又は未精製水溶液の状態、すなわち例えば調製から生じる純度がより低い状態であってもよい。本発明の他の態様によれば、ＢＤＯは、溶液の重量に対して１〜７０重量％の範囲の濃度で水溶液中に存在する。
【００５６】
ＢＤＯは、ブタジエンから得ることができ、前記ブタジエンを３，４−エポキシ−１−ブテンにモノエポキシド化して得ることができる。３，４−エポキシ−１−ブテンは、好ましくは酸触媒下で且つ水性溶媒中で、エポキシド官能基の化学的開環によりＢＤＯ（ＩＩ）に転化される。
【００５７】
その形態にかかわらず、このジオールは、２−オキソ−ブト−３−エン酸（ＣＡＶ）、ヒドロキシブト−３−エン−２−オン（ＣＡＬＶ）又は２−オキソブト−３−エン−１−アール（ＣＡＤＶ）への触媒による酸化反応に直接使用することができる。好ましくは、上記エポキシドの開環で生成される水溶液は、ＢＤＯの酸化工程に直接関与する。
【００５８】
貴金属ベースのＢＤＯ酸化触媒は、ビスマス、鉛、アンチモン、錫、ニオブ、テルル、インジウム、ガリウム、亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、金、銀、タングステン、モリブデン、レニウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つの促進剤を含むことができる。
【００５９】
前記促進剤の含有量は、酸化物状態の担体の重量に対して０．００５〜５００重量％、好ましくは０．００５〜１００重量％である。触媒担体上への促進剤の沈着は好ましくは含浸によって行う。
【００６０】
触媒の調製は、少なくとも数秒〜数時間、一般的には２〜１６時間、触媒担体と１つ以上の貴金属混合物を含有する溶液とを攪拌しながら維持することによる含浸によって行う。次いで、触媒を乾燥し、任意で促進剤の溶液に含浸させる。この操作の次に、２０〜８００℃の温度で静的空気下で触媒の任意の焼成工程を実施する。触媒の還元は、２０〜４００℃の温度で、ホルムアルデヒド、ギ酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素、次亜リン酸、ヒドラジン、グルコース又はその他の還元糖の化学還元剤を用いて、行うことができる。
【００６１】
触媒の別の調製方法は、促進剤の第１の含浸を行い、続いて１つ以上の貴金属の第２の含浸工程を実施することである。次いで、触媒の還元を行う。
【００６２】
触媒調整の他の方法は、１つ以上の貴金属及び促進剤の１回の含浸によって行う。次いで、触媒の還元を行う。
【００６３】
本発明によるＢＤＯの酸化の反応条件は、以下に更に詳細に記載し、以下の例によって説明する。
【００６４】
濃度が好ましくは１〜７０重量％であるＢＤＯ水溶液を、撹拌装置を備えた反応容器に投入する。そのジオール濃度の下限は、その方法の費用対効果によって決め、その上限は溶媒中の酸素の溶解度及び反応中に生成する誘導体の結晶化の危険性を考慮して決める。
【００６５】
−  好ましくは上記のように担持されて活性化した分の触媒がこの溶液中に分散する。
【００６６】
−  酸化反応は、空気などの酸素含有ガスの掃引を同時に行うことによって開始する。
【００６７】
反応は、２０分〜１５時間の間、一般に１０℃〜９５℃、好ましくは２０℃〜９５℃、更に好ましくは２５℃〜７０℃の範囲の温度で行う。
【００６８】
本発明による方法では、９０％を超える関心を引く選択率に達することが可能である。これらの性能は、本発明に従って実施する酸化触媒の必要な数の再利用及び／又は再活性化によっては変わらない。使用された触媒は、顕著な寿命を有し、新しい促進剤の堆積又は不活性化した触媒の還元をその場で行うことによって、容易にその場で再生される。
【００６９】
この第１の酸化工程は、水溶液中で行うことが好ましい。有機溶媒又は有機溶媒の混合物を使用することもできる。ヒドロ−オーガニック媒体（ａ  ｈｙｄｒｏ−ｏｒｇａｎｉｃ  ｍｅｄｉｕｍ）も好ましい。
【００７０】
ＢＤＯの酸化反応が行われる媒体を構成する有機溶媒は、実施条件下で不活性である前記ジオール（ＢＤＯ）を少なくとも一部として含むあらゆる溶媒より選択し、特にその１つ及びそれ以上の種類の溶媒は、好ましくは脂肪族、脂環式又は芳香族炭化水素より選択し、特に以下より選択する。
【００７１】
−  脂肪族カルボン酸のアルキル又はアルケニルエステル；脂肪族、芳香族又は環状エーテル；脂肪族、脂環式又は芳香族ニトリル；脂肪族、脂環式又は芳香族ケトン。非限定的な例として、以下が挙げられる：
−  ノルマル（直鎖）ヘキサン、ノルマルヘプタン、ノルマルオクタン、ノルマルノナン、ベンゼン、スチレン、エチルベンゼン、トルエン、メタキシレン、イソプロピルベンゼン、シクロヘキサン、メチル−４−ペンテン−２などの炭化水素；
−  ギ酸エチル、ギ酸ブチル、ギ酸イソブチル、酢酸エチル、酢酸アリル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ビニル、アクリル酸エチル、ブタン酸ブチル、イソブタン酸メチル、ブタン酸メチル等のエステル；
−  シス−エトキシ−１−ブテン−１、トランス−エトキシ−１−ブテン−１、ジブチルオキシド、イソプロポキシ−１−ブタン、ジメトキシ−１，１−エタン、ジエトキシ−１，１−エタン、ジメトキシ−１，１−プロパン、エトキシ−１−ブタン、ジイソプロピルオキシド、エトキシ−１−ヘキサン、エトキシ−２−プロパン、メトキシ−１−ブタジエン−１，３、ビニル及びブチルエーテル、フラン、ジメチル−２，５−フラン；
−  ブチロニトリル、アセトニトリル、アクリロニトリル、プロピオニトリル、テトラヒドロベンゾニトリルなどのニトリル；
−  シクロペンタノン、ジプロピルケトン、ヘプタノン、メチルイソプロピルケトン、メチル−５−ヘキサノン−２、ペンタノン−２、メチル−４−ペンテン−３−オンなどのケトン。
【００７２】
酸化反応を開始させるための酸素は、酸素分子、空気、酸素富化又は酸素欠乏空気、又は酸素を含む不活性ガスのあらゆる混合物であってもよい。
【００７３】
反応を行う際の全圧は、大気圧よりも高くても、等しくても、又は低くてもよい。それは一般的には０．５〜１０バールである。酸素の分圧は、好ましくは、０．０５〜５バールである。ＢＤＯの酸化は、反応を行う装置内において、一定の圧力を維持し、又は反応混合物に酸素若しくはそれを含む気体を循環させ、又は酸素若しくはそれを含む気体を反応混合物にバブリングすることによって行うことができる。
【００７４】
本発明による方法が実施される設備はもちろん、上記方法に特化したものである必要はない。
【００７５】
本発明に従って化合物（ＩＩ）を得るための、化合物（Ｉ）とメチルメルカプタンとの縮合工程を以下に詳述する。
【００７６】
この工程では、気体状又は液体状の１モルのメチルメルカプタン（ＭｅＳＨ）及び予め調製された１モルのＣＡＶ、ＣＡＬＶ又はＣＡＤＶを、以下の反応スキームに従って縮合させる：
【００７７】
【化９】
2017536386.tif 000011
【００７８】
本発明の分野は、ＫＭＢ、メチオノール、メチオナール及びそれらの混合物を最終生成物又は中間生成物としての得るための製造である。チオールの反応性は、多くの点でアルコールの反応性に類似している。それらは、実施される触媒条件においては、α，β−不飽和アルデヒド、α，β−不飽和ケトン及びα，β−不飽和酸に対して、１，２−位に付加させることによりモノヘミチオアセタールに、又は１，４位に付加させることで３−アルキルチオプロピオンアルデヒドを生成する。構造的な類似により、ビニルケト酸は活性化オレフィンのカテゴリーに完全に属する。
【００７９】
α，β−不飽和カルボニル誘導体の４位に、チオールを選択的かつ効率的に付加するために、２つの触媒方法が従来から推奨して用いられる。第１の方法は、塩基触媒されたイオン付加である。第２の方法は、アゾ化合物又は過酸化物によって開始されるラジカル付加である。しかしながら、この開始の方法は一般に、ほとんどの場合不要となるポリマーを生成する。
【００８０】
α，β−不飽和ケトンにチオールをマイケルタイプの１，４付加させることが好ましい。
【００８１】
ＫＭＢ、メチオノール、又はメチオナールを含み塩形成されているか又は塩形性されていない未加工出発原料は、ＢＤＯの酸化中に共生成した不純物を除去することを可能にする第１の処理を施してもよい。この未加工原料はまた、脱気されてもよい。未反応ジオールに相当する過剰のＢＤＯは、好ましくは、酸化工程において、例えば蒸留又は抽出によって再利用される。ＣＡＶ、ＣＡＬＶ又はＣＡＤＶの水溶液は、場合によっては気体又は液体のメチルメルカプタンと接触させる前に濃縮させてもよい。次いでこれを気体又は液体のメチルメルカプタンと接触させてＫＭＢ又はメチオノール又はメチオナールに導く。
【００８２】
この工程は、場合によっては、触媒の存在下又はアルカリ触媒混合物の存在下で行ってもよい。適切なアルカリ触媒は、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、イソプロピルアミン、トリアリルアミン；アニリン、ベンジルアミン、ピリジンなどの芳香族アミン；ヘキサメチレンテトラアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ−メチルジフェニルアミン、Ｎ−エチル−３，３’−ジフェニルジプロピルアミン、Ｎ−メチルモルホリンなどのＮ−アルキルモルホリン、その他トリトンＢがある。これらのアミンは、有機酸又は無機酸と組み合わせてもよい。前記酸は、好ましくはギ酸、酢酸、プロパン酸及びブタン酸、リン酸及び硫酸から選択する。
【００８３】
メチルメルカプタンの添加は、好ましくは、例えば有機酸又は無機酸及び有機塩基又は無機塩基の組み合わせからなる触媒を用いて、酸塩基触媒によって行う。酢酸を用いることが好ましい。
【００８４】
工業的規模では、液体又は気体のメチルメルカプタンを、水溶液と、予め濃縮した又は濃縮していない、脱気した又は脱気していないＫＭＢ、メチオノール又はメチオナールとを含む反応容器に送る。
【００８５】
ＣＡＶ、ＣＡＬＶ、ＣＡＤＶ及びメチルメルカプタンの間の縮合は一度に行ってもよく、又は連続的に行ってもよい。これらは、化学量論比を考慮して、同時に又は交互に導入される。しかし、継続的な反応によっては、メチルメルカプタンの標準量又は過剰量用いること考慮することが可能である。
【００８６】
上記の反応は、化合物（Ｉ）の水溶液と気体状メチルメルカプタンとを、気体／液体反応容器中に連続的に投入して行ってもよい。この場合、メチルメルカプタンは、同じ向きの流れで又は逆流で添加してもよい。あるいは、反応は、１つ以上の不飽和物誘導体及び液体メチルメルカプタンの水溶液をバッチに又はピストン反応容器に連続的に導入することによって行うことができる。反応温度は８０℃を超えてはならない。
【００８７】
不飽和誘導体及びメチルメルカプタン間の縮合の触媒は一般的には、以下のいくつかの基準を基にして選択される。
【００８８】
−  ２−オキソブト−３−エン酸（ＣＡＶ）、ヒドロキシブト−３−エン−２−オン（ＣＡＬＶ）、又は２−オキソブト−３−エン−１−アール（ＣＡＤＶ）の転化率と生成率；
−  反応速度；
−  合成中に、また、必要とする生成物の貯蔵中に、寄生重合に起因して生成する、大抵は高分子量種である不要な不純物を、副生成する選択率及び傾向；
−  その長い貯蔵期間中に生成物を安定化させる性質。
【００８９】
本発明による方法を実施する装置は、前記方法に特化したものである必要はない。
【００９０】
以下の実施例及びそれらが参照する図面によって、触媒の合成及び本発明による酸化方法の実施を例示して説明する。
【実施例】
【００９１】
実施例１：本発明による方法の実施のための酸化触媒の調整
以下の調製において、活性相含有量は、それを構成する１つ以上の金属の、酸化物状態の担体に相対的な重量で表される。
【００９２】
２％Ｐｄ／ＨＡＰの調整（触媒４）
文献（Ｋ．  Ｍｏｒｉ，  Ｔ．  Ｈａｒａ，  Ｔ．  Ｍｉｚｕｇａｋｉ，  Ｋ．  Ｅｂｉｔａｎｉ，  Ｋ．  Ｋａｎｅｄａ，  Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  （２００４）  １２６  （３４）：１０６５７−１０６６６）に記載されているように、ヒドロキシアパタイト（ＨＡＰ、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２）０．９８ｇを２０ｍｇのＰｄを含有するＨ２ＰｄＣｌ４水溶液４ｍＬに、激しく撹拌しながら室温で加えた。
【００９３】
２％ＰｄＰｔ／ＨＡＰ５０−５０の調整（触媒５）
１０ｍｇのＰｄ及び１０ｍｇのＰｔを含むＨ２ＰｄＣｌ４及びＨ２ＰｔＣｌ６の水溶液４ｍＬを使用したこと以外は、触媒４の調製手順に従った。
【００９４】
４％Ｐｄ１％Ｐｔ／ＨＡＰの調整（触媒８）
１０ｍｇのＰｔ及び４０ｍｇのＰｄを含有するＨ２ＰｔＣｌ６及びＨ２ＰｄＣｌ４の水溶液１０ｍＬに、０．９５ｇのＨＡＰを室温で添加した。溶液を４０℃で２時間撹拌し、次に蒸発乾固させた。得られた固体を粉砕し、４００℃で３時間焼成した。
【００９５】
５％Ｐｄ／ＨＡＰの調整（触媒９）
５０ｍｇのＰｄを含有するＨ２ＰｄＣｌ４の水溶液１０ｍＬを用い、０．９５ｇのＨＡＰを用いたこと以外は触媒４の調製手順に従った。
【００９６】
２％Ｐｄ／ＨＡＰの調整（触媒１０）
１００ｍｇのＰｄを含むＨ２ＰｄＣｌ４の水溶液２０ｍＬを用い、４．９０ｇのＨＡＰを用いたこと以外は触媒８の調製手順に従った。
【００９７】
４％Ｐｄ１％Ｐｔ／ＨＴの調製（触媒１１）
文献（Ｎ．  Ｋ．  Ｇｕｐｔａ，  Ｓ．  Ｎｉｓｈｉｍｕｒａ，  Ａ．  Ｔａｋａｇａｋｉ，  Ｋ．  Ｅｂｉｔａｎｉ，  Ｇｒｅｅｎ  Ｃｈｅｍ．  （２０１１）  １３：８２４−８２７）の方法に従って調製したＭｇ−Ａｌハイドロタルサイト（ＨＴ、Ｍｇ／Ａｌ＝５）０．９５ｇを用いたこと以外は、触媒８の調製手順に従った。  
【００９８】
焼成無しの２％Ｐｄ／ＨＡＰの調製（触媒１２）
蒸発後に焼成する代わりに触媒をオーブン中で７０℃で３日間乾燥させたこと以外は、触媒８の調製手順を従った。
【００９９】
実施例２：本発明による実施例１の触媒によるブト−３−エン−１，２−ジオール（ＢＤＯ）の酸化
触媒４によるＢＤＯの酸化
触媒４（３０ｍｇ）をガラス管に入れ、３回の真空／酸素サイクルによって酸素下に置き、次いでＢＤＯ水溶液（０．１Ｍ、３ｍＬ）を入れた。混合物を５０℃、Ｏ２（１気圧）下で５時間撹拌（６００回転／分）した。室温に戻した後、触媒を濾過により分離し、生成物の転化率及び選択率を決定するために、溶液をＨＰＬＣ（ＩＲ及びＵＶ検出器）及びＧＣ／ＧＣ−ＭＳで分析した。
【０１００】
ＢＤＯの転化率は７３％であり、ＣＡＬＶの選択率は８７％である。
【０１０１】
ＢＤＯの触媒５による酸化
触媒５（３０ｍｇ）を用いたこと以外は、上記の触媒４の評価手順を繰り返した。
【０１０２】
ＢＤＯの転化率は５５％であり、ＣＡＬＶの選択率は８９％である。
【０１０３】
ＢＤＯの触媒５による酸化（１ＭのＢＤＯ溶液）
触媒５及び０．１ＭのＢＤＯ溶液（３ｍＬ）を使用する以外は、触媒１の評価手順を繰り返した。
【０１０４】
ＢＤＯの転化率は２８％であり、ＣＡＬＶの選択率は５９％である。
【０１０５】
ＢＤＯの触媒８による酸化
触媒８（３０ｍｇ）を用いたこと以外は、上記の触媒４の評価手順を繰り返した。
【０１０６】
ＢＤＯの転化率は９２％であり、ＣＡＬＶの選択率は８５％である。
【０１０７】
ＢＤＯの触媒９による酸化
触媒９（３０ｍｇ）を用いたこと以外は、上記の触媒４の評価手順を繰り返した。
【０１０８】
ＢＤＯの転化率は８８％であり、ＣＡＬＶの選択率は８８％である。
【０１０９】
ＢＤＯの触媒１０による酸化
触媒１０（３０ｍｇ）を用いたこと以外は、上記の触媒４の評価手順を繰り返した。
【０１１０】
ＢＤＯの転化率は６６％であり、ＣＡＬＶの選択率は８７％である。
【０１１１】
ＢＤＯの触媒１１による酸化
触媒１１（３０ｍｇ）を用いたこと以外は、上記の触媒４の評価手順を繰り返した。
【０１１２】
ＢＤＯの転化率は８３％である。
【０１１３】
ＢＤＯの触媒１２による酸化
触媒１２（３０ｍｇ）を用いること以外は、上記の触媒４の評価手順を繰り返した。
【０１１４】
ＢＤＯの転化率は８３％であり、ＣＡＬＶの選択率は８８％である。
【０１１５】
実施例３：本発明による実施例１の再利用触媒を用いたブト−３−エン−１，２−ジオール（ＢＤＯ）の酸化
触媒４（２％Ｐｄ／ＨＡＰ）によるＢＤＯの酸化
実施例３に記載の条件下で、触媒４を用いて実施する。反応の終わりに、触媒を遠心分離によって反応媒体から分離し、脱塩水で５回洗浄し、７０℃で一晩乾燥させる。
【０１１６】
ＢＤＯ転化率及びこの方法のＣＡＬＶ選択率を図１に示す。各試験について、第１列はＢＤＯの転化率を表し、第２列はＣＡＬＶの選択率を表す。
【０１１７】
触媒５（２％ＰｄＰｔ／ＨＡＰ）によるＢＤＯの酸化
実施例３に記載の条件下で、触媒５を用いて実施する。反応の終わりに、触媒を遠心分離によって反応媒体から分離し、脱塩水で５回洗浄し、７０℃で一晩乾燥させる。
【０１１８】
本方法のＢＤＯ転化率及びＣＡＬＶ選択率を図２に示す。各試験について、第１番目はＢＤＯ転化率を示し、第２番目はＣＡＬＶの選択率を示す。
【０１１９】
この例から、本発明の触媒は再利用可能であることがわかる。それらの再利用は、酸化反応の選択率にいかなる影響も及ぼさず、ＢＤＯ転化率を僅かしか低下させない。
【図１】
2017536386.tif 000019
【図２】
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【国際調査報告】
2017536386.tif 000021
2017536386.tif 000022
2017536386.tif 000023
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