(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリオキシル酸が脱水素触媒の存在下において、シクロヘキサノンと蒸気相で反応することを特徴とする２−クマラノンの製造方法。
【請求項２】
シクロヘキサノンとグリオキシル酸の縮合によって得られた粗反応生成物が脱水素触媒上を蒸気相で通過することを特徴とする２−クマラノンの製造方法。
【請求項３】
２−シクロヘキサノン酢酸及び／又は２−シクロヘキサノール酢酸の溶液が脱水素触媒上を蒸気相で通過することを特徴とする２−クマラノンの製造方法。
【請求項４】
請求項３による２−シクロヘキサノン酢酸及び２−シクロヘキサノール酢酸の反応の副生物の再循環工程を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項５】
支持ガス（ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ  ｇａｓ）が脱水素触媒上に反応混合物を連行するために窒素１００〜０％と水素０〜１００％の混合物によって構成されて使用されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の方法。
【請求項６】
操作が１５０℃以上の温度で実行されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の方法。
【請求項７】
脱水素触媒がパラジウム又はプラチナによって構成される群から選択されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の方法。
【請求項８】
脱水素触媒が１ｍ２／ｇより大きな比表面積を有する不活性固体支持体に付着されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の方法。
【請求項９】
脱水素触媒が５０ｍ２／ｇより大きな比表面積を有する不活性固体支持体に付着されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の方法。
【請求項１０】
グリオキシル酸とシクロヘキサノンが酢酸に又は水−酢酸混合物に溶解されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は２−クマラノン（３Ｈ−２−ベンゾフラノンとも称せられる）のための製造方法に関する。
【０００２】
２−クマラノンは文献に広く記載されている、公知の生成物である（参照、 Beil.  １７、３０９；Ｉ、１５９；II、３３１）。それはオルトヒドロキシフェニル酢酸のラクトンであり、そしてそれは生理学的効果を有する又は農業を意図した様々な生成物を得るための有機合成における基本的材料として使用される。それゆえ、高価でない商業的に入手可能な生成物から迅速にかつ安く得ることができる方法が常に求められている。本発明者は驚くべきことに、グリオキシル酸とシクロヘキサノンから２−クマラノンを迅速に製造するための方法を発見した。
【０００３】
即ち、本発明は、蒸気相においてグリオキシル酸が脱水素触媒の存在下で、シクロヘキサノンと反応することを特徴とする２−クマラノンの製造方法である。
【０００４】
“脱水素触媒”という表現は Houben - Weyl、 Phenole  、Tome  ２、７０１〜７１６頁、 Georg  Thieme  - Stuttgart 、１９７６においてと同様に  Advanced  Organic  Chemistry、 Jerry  March   第３版、１０５２〜１０５４頁、 J. Willey、 Interscience 、 New  York  、１９８５に述べられているもののような６員を有する環の芳香族化のための公知の触媒を意味する。好ましくは脱水素触媒はパラジウム及びプラチナによって構成される群から選択される。
【０００５】
本発明を実施するための好ましい条件下では、上記の方法は下記方法で実行される：
−  １５０℃以上の温度で、
−  ０〜１００％の窒素、Ｎ２及び１００〜０％の水素、Ｈ２の混合物によって構成される支持ガスを使用する、
−  溶媒又は１５０℃未満の沸点を有する溶媒の混合物に、好ましくは酢酸又は水−酢酸混合物にグリオキシル酸及びシクロヘキサノンを溶解することによって、
−  グリオキシル酸及びシクロヘキサノンのほぼ理論量、又はシクロヘキサノンのわずかに過剰量を使用する、
−  ０．５重量％以上の濃度で、１ｍ２／ｇより大きな、好ましくは５０ｍ２／ｇより大きな比表面積を有する、αアルミナ、γアルミナ、シリカ、シリコンカーバイド、木炭のような不活性固体支持体上に設けられたプラチナ−又はパラジウム−ベースの触媒を使用する。
【０００６】
さらに好ましい条件下では、上記の方法は２００℃より大きな温度で、木炭に付着される金属パラジウムによって構成される触媒層上の変更可能な割合の窒素（Ｎ２）及び水素（Ｈ２）によって構成される支持ガス中に当モル量のシクロヘキサノン及びグリオキシル酸の水溶液を含有する酢酸溶液の蒸発で生じるガス混合物を通過させることによって実施される。
【０００７】
本発明の変形例によれば、上記の方法は２段階で実施される：第１段階では、グリオキシル酸は様々な不活性γラクトンの形及び／又は異なる立体異性体の形の（２−オキソシクロヘキシリデン）酢酸の様々な割合の混合物を得るためにシキロヘキサノンと公知の方法に従って反応し、次いで第２段階では、２−クマラノンは前に使用されたものと同じ脱水素触媒上を、蒸気の形で、第１段階で得られた粗反応混合物を通過させることによって製造される。
【０００８】
それゆえ本発明はまたシクロヘキサノンとグリオキシル酸の公知の方法に従って実施された、縮合によって得られる粗反応生成物が、前に規定したものと同様に脱水素触媒上を、蒸気の形で通過することを特徴とする２−クマラノンの製造方法である。
【０００９】
本発明の変形例を実施するための好ましい条件下では、上記の方法は下記方法で実行される：
−  シクロヘキサノンとグリオキシル酸の縮合を実施する、
−  ５０℃より大きな温度で、
−  ０〜１００％の水及び１００〜０％の酢酸によって構成される混合物の溶液で、
−  理論量の試薬及び１０〜５０重量％の濃度で、
−  シクロヘキサノンとグリオキシル酸の縮合の粗反応混合物を１５０℃以上の温度で気化させ、次いで１００〜０％の窒素（Ｎ２）及び０〜１００％の水素（Ｈ２）の混合物によって構成される支持ガスを使用して、それを触媒上に連行する、
−  触媒は、０．５％以上の濃度で、１ｍ２／ｇより大きな比表面積、好ましくは５０ｍ２／ｇより大きな比表面積を有する、αアルミナ、γアルミナ、シリカ、シリコンカーバイド、木炭のような不活性固体支持体上に付着したプラチナ又はパラジウムに基づく。
【００１０】
２−クマラノンを公知の手段によってガス混合物から単離する。好ましくは、ガス混合物を室温まで冷却し、次いで形成された２−クマラノンを蒸留によって単離し、変換されていない出発生成物を再循環し、そして溶媒にする。
【００１１】
ある操作条件下で、（２−オキソシクロヘキシリデン）酢酸を２−クマラノンに脱水素反応している間、反応の副生物として２−シクロヘキサノン酢酸及び２−シクロヘキサノール酢酸の形成が有意な量で観察される。
【００１２】
これらの生成物は他の合成方法によって製造することもできる： Melvin  S.  N. ら、 J.  Am.  Chem.  Soc. 、２３３頁、１９４５年２月； Mondon  A. ら、 Chem.  Ber.、９６  、８２６（１９６３）。
【００１３】
２−シクロヘキサノン酢酸及び２−シクロヘキサノール酢酸は、もしそれらが上記の脱水素法を受けるなら、２−クマラノンの形成に導かれる。
【００１４】
それゆえ本発明は２−シクロヘキサノン酢酸又は２−シクロヘキサノール酢酸が蒸気相で脱水素触媒上を通過することを特徴とする２−クマラノンの製造方法でもある。
【００１５】
本発明は、２−クマラノンへの（２−オキソシクロヘキシリデン）酢酸の変換反応の副生物を収集し、同じ方法で出発生成物としてそれらを再循環する点で特に有用である。
【００１６】
異なる生成物を得るのと同様に異なる立体異性体及び／又はラクトンの形で（２−オキソシクロヘキシリデン）酢酸を得るためのシクロヘキサノンとグリオキシル酸の縮合が、特にＤＥ−Ａ−１９９５３７５及び K.  W.  Rosenmundら、 Arch.  Pharm.  、２８７、４４１、（１９５４）； A Mondon ら、Chem.  Ber. 、９６、８２６、（１９６３）； A. W. Noltes ら、 Rec. Trav. Chim. 、８０、１３３４（１９６１）；  Y.  Arbuzov ら、Zhur.  Obschei  Khim. 、３２、３６７６（１９６２）； M. N.  KOLOSOV ら、Zhur.  Obschei  Khim. 、３２、２９８３（１９６２）； F. BONADIES  ら、 Gazz. Chim.、Ital. 、１１３  、４２１（１９８３）に記載されている。
【００１７】
本発明を下記実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００１８】
実施例  １
下記成分を含有する溶液：
−  ７３６ｇ（７．５ｍｏｌ）のシクロヘキサノン、
−  ７．５ｍｏｌの１００％グリオキシル酸である、水において８０重量％のグリオキシル酸６９４ｇ、
−  ３５２０ｇの純酢酸、
を２４時間、還流下加熱し、次いで得られた溶液を、３５２０ｇの重量が得られるまで減圧下濃縮する。この段階でこの溶液（Ｓ１と称する）は下記成分を含有する：
−  ３．２％の変換されていないシクロヘキサノン、
−  ９％の（２−オキソシクロヘキシリデン）酢酸、トランス異性体、（１と称する）、 M. N. Kolosov  らによって記載、
−  １７％の（２，２−ジヒドロキシシクロヘキシリデン）酢酸のラクトン（２と称する）、特に Yu  Wang ら、 Hua  Hsueh  Hsueh  Pao 、２６（２）、８４（１９６０）、及び２８（６）３５１（１９６２）に記載、
−  １．３％の（２−ヒドロキシ  ２−シクロヘキセン  イリデン）酢酸、（３と称する）、Yu  Wang  らによって記載、
−  ６９．５％の酢酸。
【００１９】
これらの分析は高性能液体クロマトグラフィによって及び酸滴定によって実行された。
【００２０】
実施例  ２
下記成分を含有する溶液：
−  ２４５ｇ（２．５ｍｏｌ）のシクロヘキサノン、
−  ２ｍｏｌのグリオキシル酸である、５０重量％のグリオキシル酸の商業用水溶液２９６ｇ
−  ２２８ｇの純酢酸、
を、密閉された反応器の中で圧力下１３０℃で９０分間加熱し、次いで反応媒体を室温まで冷却する。このようにして下記成分を含有する溶液（Ｓ２と称する）を得た：
−  ９重量％のシクロヘキサノン、
−  １５重量％の１、
−  １９重量％の２、
−  ５７重量％の酢酸−水混合物。
【００２１】
実施例  ３〜９
溶液Ｓ１を６ｍｌ／ｈｒの流速で２００℃の温度に維持した気化器で気化し、その蒸気を２５０℃で維持されている反応器の方向に２００Ｎｌ／ｈｒ（１Ｎｌ＝２２．４ｌ）の流速で窒素流で連行する。
【００２２】
反応器は２６ｍｍの内径及び２００ｍｍの長さを有する垂直円筒形であり、その下端は焼結ガラスで封止され、８０ｍｌの有効体積を有し、次の方法で２ｍｍ直径のガラスビーズを満たした：即ち、まず１５ｍｌのガラスビーズで、次に２０ｍｌのガラスビーズで希釈したＭｇの触媒Ｃａで、最後に４０ｍｌのガラスビーズで満たした。質量Ｍの触媒Ｃａは０．０５ｇの活性金属の質量に相当する。反応器の出口において、熱ガスを液体窒素に浸漬されたトラップに通過することによって冷却し、凝縮する。トラップで凝縮した生成物を収集し、次いで高性能液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）によって分析する。触媒の作用として、２時間の操作後得られた結果を表Ａに示す。ＯＣＲは“全体変換率（ overall  conversion  rate  ）”を意味し、ＳＣは２−クマラノンの“反応の選択性”を意味する。
【００２３】
0003746091.tif 000002
Σｍは質量の合計を表わし、ｍは生成物の質量を表わす。
【００２４】
実施例  １０
開始生成物としてＳ２を使用して実施例３〜９のように操作を実施し、触媒（触媒Ｇ）としてαアルミナ上に２．５％付着したパラジウム２５０ｍｇの全量を１２ｍｌ／ｈｒの流速で注入する。反応の生成物を１時間アセトニトリル中に捕捉する。
【００２５】
【表１】
0003746091.tif 000003
【００２６】
実験室で製造した触媒Ａは下記方法で得られた：
顆粒状（ｌ＝３ｍｍ、直径０．８ｍｍ）のＮＯＲＩＴ  ＲＯＸ  ０．８木炭１００ｇを、４．８％の活性塩素で滴定した次亜鉛素酸ナトリウムの水溶液８２５ｍｌで約０℃で処理し、次いでその固体を１００℃の減圧下で乾燥する前に１．２５Ｎの塩酸と水で連続的に洗浄する。予め得られた酸化木炭３８ｇを１Ｎ水酸化アンモニウム６００ｍｌに導入し、次いで水４０ｍｌに溶解されたパラジウムテトラアミンクロライド５ｇを撹拌下この懸濁液に導入する。１６時間撹拌後、固体を単離し、水で洗浄し、不活性雰囲気下で１００℃で乾燥し、次いでそれを漸次アルゴン流のもと２００℃に加熱し、最終的に２０℃から３００℃まで（１℃／ｍｉｎ）水素（Ｈ２）流（２５０ｍｌ／ｍｉｎ）で処理する。そのとき水素（Ｈ２）下で２０℃に冷却する前に３時間３００℃にする。最後に、２時間、１％の酸素（Ｏ２）を含有する窒素（Ｎ２）流（５０ｍｌ／ｍｉｎ）で処理する。このようにしてパラジウムを２．５重量％含有する触媒が得られる。
【００２７】
実験室で製造された触媒Ｇは下記方法で得られた：
ビーカーにおいて支持材料名Ｎｏ．２７２のもとでＤＥＧＵＳＳＡ社によって販売される、比表面積１０ｍ2 ／ｇを有するαアルミナ９．５２７ｇを、３６％塩酸１ｍｌに溶解したテトラクロロパラデートナトリウム０．７０１３ｇであるテトラクロロパラデートナトリウムの酸溶液で含浸し、それにアルミナ粒子を回収するために必要な量を加える。
【００２８】
その混合物を野外で５０℃の温度で１６時間乾燥し、次いで減圧下１００℃で８時間乾燥する。
【００２９】
得られた触媒を、１５ｌ／ｈｒの流速で水素（Ｈ２）の拡散流で還元し、一方その温度を１℃／ｍｉｎの速度で室温から２００℃まで上昇する。
【００３０】
触媒を水素（Ｈ２）流のもとで室温に戻し、次いでアルゴン下に置く。
【００３１】
実施例  １１，１２
実施例３〜９に使用されたものと同じ装置において、Ｅ  １５２  Ｘ  Ｈ／ＤのもとでＤＥＧＵＳＳＡ社にによって販売される木炭上に付着したパラジウム１％を有する触媒Ｂ５ｇを使用して、溶液Ｓ２で開始して操作を実施する。気化器を２００℃の温度に維持する。溶液Ｓ２の流速は６ｍｌ／ｈｒであり、支持ガスの流速は２００Ｎｌ／ｈｒである。
他の操作条件を得られた結果とともに表Ｂに示す。
【００３２】
【表２】
0003746091.tif 000004
【００３３】
実施例  １３
２ｍｏｌである、５０重量％のグリオキシル酸の商業用水溶液２９６ｇ及びシクロヘキサノン２４５ｇ（２．５ｍｏｌ）を、純酢酸２２８ｇに溶解する。このようにして溶液Ｓ３を得る。
【００３４】
実施例３〜１２で使用したものと同じ装置において、Ｅ  １５２  Ｘ  Ｈ／ＤのもとでＤＥＧＵＳＳＡ社にによって販売される木炭上に付着したパラジウム１％を有する触媒Ｂ５ｇを使用して、溶液Ｓ３で開始して反応を実施する。
【００３５】
気化器は２００℃の温度に維持する。反応器は３００℃の温度に維持し、支持ガスは窒素（Ｎ２）及び水素（Ｈ２）の混合物（９６／４）であり、その流速は３００Ｎｌ／ｈｒである。溶液Ｓ３の流速は６ｍｌ／ｈｒである。
【００３６】
２時間操作後、１４％のＯＣＲ及び２０％のＳＣが得られる。
【００３７】
実施例  １４
２−シクロヘキサノン酢酸の測定
２００Ｎｌ／ｈｒの水素（Ｈ２）の流速のもとでかつ６ｍｌ／ｈｒの流速で、０．０５ｇの触媒Ｂを含有する、実施例３〜１３の管状反応器に溶液Ｓ２を導入する。気化器の温度は２２０℃であり、反応器のそれは２５０℃である。
【００３８】
２０時間操作後、エーロゾールを反応器の出口で１時間アセトニトリル中に捕捉する。
【００３９】
各供給生成物の収量（ｍｏｌ）をＨＰＬＣ及びＧＣ分析によって測定する。
【００４０】
【表３】
0003746091.tif 000005
【００４１】
実施例  １５
２−シクロヘキサノン酢酸の脱水素
２−シクロヘキサノン酢酸の４０重量％酢酸溶液を製造する。
【００４２】
２００Ｎｌ／ｈｒの窒素流のもとでかつ１０ｍｌ／ｈｒの流速でアルミナ（Ｅｎｇｅｌｈａｒｄｔ型触媒Ｅｓｃａｔ１６）上に０．５％付着した金属Ｐｄ７０ｍｇを含有する管状反応器に前記酢酸溶液を導入する。
【００４３】
気化器の温度は２２０℃であり、反応器のそれは２５０℃である。
【００４４】
氷−水浴を使用して冷却したアセトニトリル１５０ｍｌ中を泡立てることによる操作の１時間で捕捉した後、形成された生成物の収量（ｍｏｌ）をＨＰＬＣ及びＧＣによって測定する。
【００４５】
【表４】
0003746091.tif 000006