JPH09301951A - アミド化合物の製造方法 - Google Patents

アミド化合物の製造方法

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JPH09301951A
JPH09301951A JP8121382A JP12138296A JPH09301951A JP H09301951 A JPH09301951 A JP H09301951A JP 8121382 A JP8121382 A JP 8121382A JP 12138296 A JP12138296 A JP 12138296A JP H09301951 A JPH09301951 A JP H09301951A
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ring
reaction
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JP8121382A
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Yasuyo Saito
保代 斉藤
Yoshinori Hara
善則 原
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の強酸触媒を用いたベックマン転位反応
に代わる、工業的により優れたアミド化合物の製造方法
を提供する。 【解決手段】 下記一般式(I)で表されるレニウム化
合物の存在下、オキシム化合物を転位させることを特徴
とするアミド化合物の製造方法。 【化1】 [R123MH]+[ReO4- …(I) (式中、Mは、窒素、リン又は砒素を表す。R1、R2
3は、水素、置換基を有していてもよいアルキル基、
アリール基又はアラルキル基を表し、かつ、R 1、R2
3のうち少なくとも一つは水素以外である。また、
1、R2、R3及びMは、その一部又は全部が互いに結
合して5〜7員環を1〜4個形成していてもよい。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オキシム化合物の
転位によってアミド化合物を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】オキシム化合物のアミド化合物への転位
反応は、ベックマン転位反応として知られており、例え
ば、シクロヘキサノンオキシムの転位によるε−カプロ
ラクタムの工業的製造においては、触媒として発煙硫酸
を用いた気相系の反応が採用されている。しかし、この
方法ではアミド化合物を分離回収するために、通常、硫
酸等の強酸をアンモニアで中和する必要があり、大量の
硫酸アンモニウムが副生すること、また、装置の腐食な
ど工程上の問題も多く、効率的な転位用触媒の開発が期
待されている。
【0003】比較的反応条件が温和である液相における
ベックマン転位反応としては、N,N−ジメチルホルム
アミドとクロルスルホン酸の反応で得られるイオン対
(ビスマイヤー錯体)を触媒とする方法(M.A.Kira and
Y.M.Shaker,Egypt.J.Chem.,16,55(1990))、シクロヘキ
サノンオキシムをヘプタン溶媒中でリン酸を用いて転位
させる方法(特開昭62−149665号公報)、強酸
またはその誘導体の存在下、過レニウム酸塩を触媒とし
てオキシム化合物を転位させる方法(特開平5−513
66号公報)が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法では、酸を共存させているため、生成したε−カ
プロラクタムのオリゴマー化、ポリマー化がおこった
り、反応後、アルカリでの中和工程を必要としたり、大
量の触媒を必要とするという問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記の課題に
鑑み鋭意検討した結果、特定のレニウム化合物の存在
下、強酸不在下でもオキシム化合物をベックマン転位さ
せることができ、また、副生オリゴマーが少なく、アミ
ド化合物が工業的有利に製造できることを見出し本発明
に到達した。
【0006】即ち、本発明の要旨は 下記一般式(I)
で表されるレニウム化合物の存在下、オキシム化合物を
転位させることを特徴とするアミド化合物の製造方法に
存する。
【0007】
【化2】 [R123MH]+[ReO4- …(I) (式中、Mは、窒素、リン又は砒素を表す。R1、R2
3は、水素、置換基を有していてもよいアルキル基、
アリール基又はアラルキル基を表し、かつ、R 1、R2
3のうち少なくとも一つは水素以外である。また、
1、R2、R3及びMは、その一部又は全部が互いに結
合して5〜7員環を1〜4個形成していてもよい。)
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、上記一般式(I)で表される過レニウム酸塩
を触媒として用いることを特徴とする。一般式(I)
中、Mは、窒素(N)、リン(P)又は砒素(As)で
あるが、好ましくは窒素及びリンである。また、R1
2、R3として好ましいものは、水素原子、炭素数1〜
10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素
数7〜11のアラルキル基である。これらのアルキル
基、アリール基及びアラルキル基は、炭素数1〜4のア
ルコキシ基、ハロゲン原子などで置換されていてもよ
い。また、R1、R2、R3は、互いに異なっていてもよ
い。なお、この過レニウム酸塩を得る方法は特に制限は
ないが、レニウム化合物(例えば、Re27、HORe
3)とR123Mで示される化合物を適当な溶媒中に
溶解させ、必要に応じ加熱撹拌して合成する方法が挙げ
られる。
【0009】以上の一般式(I)で表される過レニウム
酸塩としては、具体的には、[Me 3NH]+[Re
4-、[Et3NH]+[ReO4-、[n-Pr3
H]+[ReO4-、[i-Pr3NH]+[ReO4-
[n-Bu3NH]+[ReO4-、[i-Bu3NH]+[R
eO4-、[t-Bu3NH]+[ReO4-、[Me2
2+[ReO4-、[Et2NH2+[ReO4-
[n-Pr2NH2+[ReO4-、[i-Pr2NH2
+[ReO4-、[n-Bu2NH2+[ReO4-、[i-
Bu 2NH2+[ReO4-、[t-Bu2NH2+[Re
4-、[MeNH3+[ReO4-、[EtNH3+
[ReO4-、[nPrNH3+[ReO4-、[i-P
rNH3+[ReO4-、[nBuNH3+[ReO4
-、[iBuNH3+[ReO4-、[tBuNH3
+[ReO4-、[Ph3NH]+[ReO4-、[Ph2
NH2+[ReO4-、[PhNH3+[ReO4-
[(PhCH23NH]+[ReO4-、[(PhC
22NH2+[ReO4-、[(PhCH2)NH3
+[ReO4-等の過レニウム酸アンモニウム塩、[M
3PH]+[ReO4-、[Et3PH]+[Re
4-、[n-Pr3PH]+[ReO4-、[iPr3
H]+[ReO4-、[n-Bu3PH]+[ReO4-
[i-Bu3PH]+[ReO4-、[t-Bu3PH]+[R
eO4-、[Me2PH2+[ReO4-、[Et2PH
2+[ReO4-、[n-Pr2PH2+[ReO4-
[i-Pr2PH2+[ReO4-、[n-Bu2PH2
+[ReO4-、[iBu2PH2+[ReO4-、[t-
Bu2PH2+[ReO4-、[MePH3+[Re
4-、[EtPH3+[ReO4-、[n-PrP
3+[ReO4 -、[i-PrPH3+[ReO4-
[n-BuPH3]+[ReO4-、[i-BuPH3]+[R
eO4-、[t-BuPH3]+[ReO4-、[Ph3
H]+[ReO4-、[Ph2PH2+[ReO4-
[PhPH3+[ReO4-、[(PhCH23PH]
+[ReO4-、[(PhCH22PH2+[ReO4
-、[(PhCH2)PH3+[ReO4-等の過レニウ
ム酸ホスホニウム塩、[Me3AsH]+[ReO4-
[Et3AsH]+[ReO4-、[n-Pr3AsH]
+[ReO4-、[i-Pr3AsH]+[ReO4-、[n
-Bu3AsH]+[ReO4-、[i-Bu3AsPH]+
[ReO4-、[t-Bu3AsH]+[ReO4-、[M
2AsH2+[ReO4-、[Et2AsH2+[Re
4-、[n-Pr2AsH2+[ReO4-、[i-Pr2
AsH2+[ReO4-、[n-Bu 2AsH2+[Re
4-、[i-Bu2AsH2+[ReO4-、[t-Bu2
AsH2+[ReO4-、[MeAsH3+[Re
4-、[EtAsH3+[ReO4-、[n-PrAs
H3]+[ReO4-、[i-PrAsH3]+[Re
4-、[n-BuAsH3+[ReO4-、[i-BuA
sH3+[ReO4-、[t-BuAsH3+[Re
4-、[Ph3AsH]+[ReO4-、[Ph2As
2+[ReO4-、[PhAsH3+[ReO4-
[(PhCH23AsH]+[ReO4-、[(PhC
22AsH2+[ReO4-、[(PhCH2)As
3+[ReO4-等の過レニウム酸アルシニウム塩が
挙げられる。なお、以上に示している化学式において、
Meはメチル基、Etはエチル基、Prはプロピル基、
Buはブチル基、Phはフェニル基を表す。
【0010】更に、一般式(I)で表される過レニウム
酸塩としては、R1、R2、R3及びMは、その一部また
は全部が互いに結合して5〜7員環を1〜4個形成した
化合物カチオンと、過レニウム酸アニオンからなる塩で
あってもよい。この場合の化合物カチオンとしては、含
窒素複素環化合物のプロトン付加物が好ましい。即ち、
一般式(I)で表されるレニウム化合物として好ましい
ものの一つは、過レニウム酸と含窒素複素環化合物から
なる塩である。
【0011】含窒素複素環化合物は、複素環中のヘテロ
原子として窒素を1以上、通常1〜4個有するものであ
る。また、該含窒素複素環化合物は、複素環及び同素環
環の5〜7員環が、通常1〜4個結合して構成されるも
のである。複素環としては、ピロール環、イミダゾール
環、ピラゾール環、トリアゾール環等の5員環、ピリジ
ン環、ピリミジン環、トリアジン環の6員環を含む単環
化合物などが挙げられるほか、インドール環、ベンズイ
ミダゾール環、ベンズトリアゾール環、キノリン環、ビ
ピリジル環、フェナントロリン環を含む複環化合物でも
よい。また、これらの複素環にはベンゼン環、ナフタレ
ン環など芳香族性を有する炭素のみから構成される同素
環が縮合されていてもよい。以上の含窒素複素環化合物
の中では、特に、芳香族性を有するものが特に好まし
く、ピリジン環、ピロール環、イミダゾール環、トリア
ゾール環、インドール環、キノリン環、ビピリジル環、
フェナントロリン環等を含む含窒素複素環化合物が例示
される。また、含窒素複素環には、アルキル基、水酸
基、シアノ基などの置換基を有していてもよい。
【0012】具体的には、単環化合物としては、ピリジ
ン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン等のピリジン誘
導体、ピロール、ピラゾール等のピロール誘導体、イミ
ダゾール、1−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘
導体、1H−1,2,3−トリアゾール、2H−1,
2,3−トリアゾール、2H−1,2,4−トリアゾー
ル、4H−1,2,4−トリアゾール等のトリアゾール
誘導体が挙げられる。また、複環化合物としては、イン
ドール、イソインドール、1H−インダゾール、2H−
インダゾール、プリン等のインドール誘導体、ベンゾイ
ミダゾール、1−メチルベンゾイミダゾール等のベンゾ
イミダゾール誘導体、ベンゾトリアゾール、1−メチル
ベンゾトリアゾール等のベンズトリアゾール誘導体、キ
ノリン、イソキノリン、フタラジン、シンノリン、キナ
ゾリン、キノキサリン、1,8−ナフチリジン、プテリ
ジン等のキノリン誘導体、2,2’−ジピリジル、2,
3’−ジピリジル、2,4’−ジピリジル、3,3’−
ジピリジル等のビピリジル誘導体類、アクリジン、フェ
ナジン、1,10−フェナントロリン等のフェナントロ
リン誘導体等があげられる。
【0013】以上の一般式(I)で表されるレニウム化
合物の触媒としての使用量は、オキシム化合物に対し、
通常0.01〜50モル%、好ましくは0.1〜20モ
ル%である。本発明における反応原料のオキシム化合物
の種類は、特に限られるものではないが、具体的には、
シクロヘキサノンオキシム、シクロペンタノンオキシ
ム、シクロドデカノンオキシム、アセトンオキシム、2
−ブタノンオキシム、アセトフェノンオキシム、ベンゾ
フェノンオキシム等が挙げられる。これらのうち、得ら
れるアミド化合物の工業的用途を考慮すると、シクロヘ
キサノンオキシム、シクロペンタノンオキシムを用いる
のが特に一般的である。
【0014】なお、本発明の転位反応は、通常、液相
中、溶媒の存在下に行われる。溶媒としては例えば、テ
トラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエー
テル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テト
ラエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル、
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、
ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、オ
クタノール等のアルコール、1,2,3−トリクロロプ
ロパン、テトラクロルエチレン、1,1,2,2−テト
ラクロロエタン、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン
化脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、ヘキサン、オクタ
ン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、メシチレン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼ
ン、ニトロベンゼン、スクアラン等の芳香族炭化水素、
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N,N’,N’−
テトラメチル尿素等のアミド類、ジメチルスルホキシ
ド、スルホラン等のスルホキシド類、アセトニトリル、
プロパンニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、酢
酸エチル、プロピオン酸メチル、エナント酸メチル、リ
ノール酸メチル、ステアリン酸メチル等のエステル類が
用いられる。これらの溶媒の中で、テトラヒドロフラ
ン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチ
レングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリ
コールジメチルエーテル等のエーテル系溶媒が特に好ま
しい。以上の溶媒の使用量は触媒が通常0.01〜20
重量%の濃度となる量である。
【0015】本発明の転位反応は通常、オキシム化合
物、一般式(I)で表されるレニウム化合物を、適当な
溶媒に溶解後、加熱することによって行われる。反応
は、通常空気または転位反応に不活性なガスの存在下、
好ましくは転位反応に不活性なガスの存在下で行う。転
位反応に不活性なガスとしては、窒素、ヘリウム、アル
ゴン等が挙げられる。反応温度は、通常10〜300
℃、好ましくは80〜250℃、更に好ましくは100
〜220℃である。また、高沸溶媒を用いた場合は、反
応は開放系で行うこともできるが、低沸溶媒を用いる場
合は、例えば、オートクレーブ等の密閉系で行うと反応
中のオキシム化合物の昇華や溶媒の蒸発を防止すること
ができる。
【0016】
【実施例】次に、本発明を実施例により、具体的に説明
するが、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。反応生成物はガスクロマトグラフィー
(GC)により分析を行った他、反応で副生したオリゴ
マーについてゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)に
よる分析を行った。なお、以下の実施例の反応成績中に
示した「触媒ターンオーバー数(TOF)」とは、レニ
ウム1g原子から1時間あたりに生成されるε−カプロ
ラクタムのモル数であり、反応速度と同義のものであ
る。
【0017】実施例1 100mlガラスフラスコに過レニウム酸ピリジニウム
0.05mmol、シクロヘキサノンオキシム2.5m
mol、ジエチレングリコールジメチルエーテル20m
lを仕込み、160℃で0.5時間反応させた。その結
果、シクロヘキサノンオキシム転化率は94.6%、ε
−カプロラクタム収率は73.7%、触媒ターンオーバ
ー数(TOF)は73.7(mol-ラクタム/mol-Re・
hr)であった。この時の副生オリゴマー量は、仕込ん
だシクロヘキサノンオキシムに対し、1.8重量%であ
った。以上の結果を表−1にまとめて示す。
【0018】実施例2 100mlガラスフラスコに過レニウム酸キノリニウム
0.05mmol、キノリン0.1mmol、シクロヘ
キサノンオキシム2.5mmol、ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル20mlを仕込み、160℃で0.
5時間反応させた。結果を表−1に示す。
【0019】実施例3 100mlガラスフラスコに過レニウム酸ピリジニウム
0.05mmol、キノリン0.1mmol、シクロヘ
キサノンオキシム2.5mmol、ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル20mlを仕込み、160℃で0.
5時間反応させた。結果を表−1に示す。
【0020】実施例4 100mlガラスフラスコに過レニウム酸トリエチルア
ンモニウム([Et3NH]+[ReO4-)0.05m
mol、シクロヘキサノンオキシム2.5mmol、ジ
エチレングリコールジメチルエーテル20mlを仕込
み、160℃で0.5時間反応させた。結果を表−1に
示す。
【0021】実施例5 100mlガラスフラスコに過レニウム酸ジフェニルア
ンモニウム([Ph2NH2+[ReO4-)0.05
mmol、シクロヘキサノンオキシム2.5mmol、
ジエチレングリコールジメチルエーテル20mlを仕込
み、160℃で0.5時間反応させた。結果を表−1に
示す。
【0022】実施例6 100mlガラスフラスコに過レニウム酸トリ−n−プ
ロピルホスホニウム([n-Pr3PH]+[ReO4-
0.05mmol、シクロヘキサノンオキシム2.5m
mol、ジエチレングリコールジメチルエーテル20m
lを仕込み、160℃で0.5時間反応させた。結果を
表−1に示す。
【0023】実施例7 100mlガラスフラスコに、過レニウム酸トリフェニ
ルホスホニウム[Ph 3PH]+[ReO4]-0.05m
mol、シクロヘキサノンオキシム2.5mmol、ジ
エチレングリコールジメチルエーテル20mlを仕込
み、160℃で0.5時間反応させた。結果を表−1に
示す。
【0024】比較例1 100mlガラスフラスコに七酸化二レニウム(Re2
7)0.05mmol、シクロヘキサノンオキシム
2.5mmol、ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル20mlを仕込み、160℃で0.5時間反応させ
た。結果を表−1に示す。
【0025】比較例2 100mlガラスフラスコに過レニウム酸テトラエチル
アンモニウム([NEt4+[ReO4]-)0.05m
mol、p−トルエンスルホン酸0.05mmol、シ
クロヘキサノンオキシム2.5mmol、ジエチレング
リコールジメチルエーテル20mlを仕込み、160℃
で0.5時間反応させた。結果を表−1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】実施例8 70mlミクロオートクレーブに過レニウム酸キノリニ
ウム0.05mmol、シクロヘキサノンオキシム2.
5mmol、ジエチレングリコールジメチルエーテル2
0mlを仕込み、180℃で1時間反応させた。結果を
表−2に示す。 比較例3 70mlミクロオートクレーブに七酸化二レニウム0.
025mmol、シクロヘキサノンオキシム2.5mm
ol、ジエチレングリコールジメチルエーテル10ml
を仕込み、180℃で2時間反応させた。結果を表−2
に示す。
【0028】
【表2】
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、酸を用いないので、装
置腐食を少なくすることができ、また、反応後のアルカ
リ中和工程が不要であり、工業的に有利にアミド化合物
を製造することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(I)で表されるレニウム化
    合物の存在下、オキシム化合物を転位させることを特徴
    とするアミド化合物の製造方法。 【化1】 [R123MH]+[ReO4- …(I) (式中、Mは、窒素、リン又は砒素を表す。R1、R2
    3は、水素、置換基を有していてもよいアルキル基、
    アリール基又はアラルキル基を表し、かつ、R 1、R2
    3のうち少なくとも一つは水素以外である。また、
    1、R2、R3及びMは、その一部又は全部が互いに結
    合して5〜7員環を1〜4個形成していてもよい。)
  2. 【請求項2】 一般式(I)で表されるレニウム化合物
    が、過レニウム酸と窒素複素環化合物からなる塩である
    ことを特徴とする請求項1の製造方法。
  3. 【請求項3】 オキシム化合物がシクロヘキサノンオキ
    シムであることを特徴とする請求項1又は2の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 オキシム化合物の転位を液相で行うこと
    を特徴とする請求項1ないし3のいずれかの製造方法。
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