專利名稱：2－環戊烯－1－酮的制造方法
技術領域：
本發明涉及可以作為各種醫藥品和功能性材料的原料使用的2-環戊烯-1-酮的改良的制造方法。
背景技術：
過去作為從2-鹵代環戊酮制造2-環戊烯-1-酮的制造方法，已知是有將2-鹵代環戊酮在N，N-二乙基苯胺中加熱，使其脫鹵化氫的方法(《Beilstein》，7，49)。但是這種方法收率低，而且不能得到2-環戊烯-1-酮。而且一般還知道，在N，N-二甲基甲酰胺中，使α-鹵代羰基化合物與酸或鋰離子反應脫鹵化氫的方法。但是據報告，采用這種方法即使在N，N-二甲基甲酰胺中使2-氯環戊酮與鹽酸反應，轉化率也僅有20％(《Bull.Soc.Chem.Belg.》89，(1980)，1046)。此外，在工業上進行這些脫鹵化氫反應的情況下，由于作為目的化合物的2-環戊烯-1-酮與作為溶劑使用的N，N-二甲基甲酰胺沸點接近，所以目的化合物難于分離和精制，而且還有很難回收使用含有大量鹵化物鹽類的溶劑的問題。此外還有一種在鋰鹽的存在下，使用N-烷基甲酰苯胺化合物作為溶劑，使2-鹵代環戊酮脫鹵化氫的方法(特開2000-178220號公報)。但是此方法需要大量極性溶劑，而作為溶劑使用的N-烷基甲酰苯胺化合物卻有價格昂貴和高沸點的問題。
發明內容
因此，本發明目的在于提供一種高效、容易與溶劑分離精制、溶劑可以再生使用的工業上有利的2-環戊烯-1-酮的新穎的制造方法。
本發明(1)涉及2-環戊烯-1-酮的制造方法，其中包括在堿存在下，在含有沸點180～240℃的酰胺系溶劑的溶劑中，使通式(1)表示的2-鹵代環戊酮脫鹵化氫的工序。
通式(1) (式中X表示鹵原子)而且本發明(2)涉及上述發明(1)所述的制造方法，其中所述的溶劑還含有沸點145℃以下的芳香族系溶劑。
此外，本發明(3)涉及上述發明(1)或(2)所述的制造方法，其中所述的溶劑中所述的芳香族系溶劑相對于所述的酰胺系溶劑的重量比為1∶0～1∶4。
而且本發明(4)涉及上述發明(3)所述的制造方法，其中所述的重量比為1∶0.3～1∶3。
此外本發明(5)涉及上述發明(1)～(4)中任何一項所述的制造方法，其中所述的芳香族系溶劑是苯或甲苯。
而且本發明(6)涉及上述(1)～(5)中任何一項所述的制造方法，其中還使用鋰鹽作為催化劑。
具體實施例方式
本發明制造方法中使用的2-鹵代環戊酮，可以用通式(1)表示。
通式(1) 式中，X表示鹵原子，優選從氯原子、溴原子和碘原子中選出的鹵原子，更優選氯原子或溴原子，最好是溴原子。
2-鹵代環戊酮的具體實例，有2-氯代環戊酮、2-溴代環戊酮和2-碘代環戊酮，優選2-氯代環戊酮或2-溴代環戊酮，更優選2-溴代環戊酮。由通式(1)表示的2-鹵代環戊酮，可以按照例如《Organic Synthesis》53(1973)，123等上記載的公知方法制造。
本發明的制造方法中使用的溶劑，含有沸點180～240℃的酰胺系溶劑。
其中在本申請發明中使用的酰胺系溶劑，由于認為與通式(1)所示的2-鹵代環戊酮和鋰鹽具有適度的溶解性和極性，所以能夠簡單而有效地合成目的物2-環戊烯-1-酮。而且本申請發明中使用的酰胺系溶劑，由于其沸點與作為生成物的2-環戊烯-1-酮的沸點不接近，所以能夠容易從溶劑中蒸餾出2-環戊烯-1-酮。此外，本發明中使用的酰胺系溶劑由于能夠在溫和的條件下蒸餾，所以能夠防止因蒸餾引起的分解和著色，因而能以簡單的蒸餾將酰胺系溶劑再生使用。
本申請發明中使用的酰胺系溶劑的具體實例，例如有甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N，N-二異丙基甲酰胺、乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N，N-二異丙基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基哌啶酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉二酮等，其中優選甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉二酮，更優選N-甲基吡咯烷酮。也可以將這些溶劑兩種以上混合使用。
而且本發明中使用的溶劑，還可以含有沸點145℃以下的芳香族系溶劑。這種芳香族系溶劑，由于其沸點與生成物2-鹵代環戊烯-1-酮的沸點不接近，所以容易從溶劑中蒸餾精制2-鹵代環戊烯-1-酮。而且由于芳香族系溶劑不溶于水，所以反應后的芳香族系溶劑通過用水洗滌，能夠容易將溶劑中所含的鹵化物從溶劑中除去，溶劑可以再生使用。此外經確認，與芳香族系溶劑的存在無關，在脫鹵化氫的情況下，芳香族系溶劑對于脫鹵化氫而言沒有實質性影響。
本申請發明中使用的芳香族溶劑的具體實例，例如有苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、乙基苯、混合二甲苯等，優選苯和甲苯，更優選甲苯。也可以將這些溶劑兩種以上混合使用。
本發明中使用的溶劑量，相對于2-鹵代環戊酮的重量比為1～10倍，優選2～6倍，更優選2～3倍。
而且溶劑中各種溶劑的比例(酰胺系溶劑∶芳香族系溶劑，重量比)為1∶0～4，優選1∶0.3～3，更優選1∶0.7～1.5。
對于起著脫鹵化氫劑作用的堿并無特別限制。通過并用堿，能夠中和因2-鹵代環戊酮的脫鹵化氫反應而產生的鹵化氫。例如可以舉出吡啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶、氧化鎂，以碳酸鹽形式的碳酸鈉、碳酸鉀等，以碳酸氫鹽形式的碳酸氫鉀、碳酸氫鈉等，這些也可以并用。這些堿中優選碳酸氫鈉和碳酸鉀，特別優選碳酸鉀。
本發明中使用的堿的量，相對于1摩爾原料2-鹵代環戊酮而言，當碳酸鹽等二元酸的情況下，通常為0.4～1.0摩爾，優選0.5～0.8摩爾，更優選0.5～0.6摩爾；當碳酸氫鹽等一元酸的情況下，通常為0.8～2.0摩爾，優選1.0～1.6摩爾，更優選1.0～1.2摩爾。
在本發明涉及的制造方法中也可以使用催化劑。其中使用鋰鹽作為催化劑是適當的。對于該鋰鹽并無特別限制，通常使用無機酸的鋰鹽。其具體實例可以舉出氯化鋰、溴化鋰、碘化鋰、碳酸鋰、碳酸氫鋰等。優選氯化鋰、溴化鋰，更優選溴化鋰。這些鋰鹽也可以使用水合物。而且還可以將其組合使用。
作為催化劑使用的鋰鹽量，相對于1重量份原料2-鹵代環戊酮而言，通常為0～0.2重量份，優選0.01～0.1重量份，更優選0.01～0.05重量份。
2-鹵代環戊酮的脫鹵化氫反應的反應溫度，通常為50～150℃，優選70～120℃，更優選90～110℃。反應時間一般為1～5小時，優選1.5～4小時，更優選2～3小時。
此外脫鹵化氫反應在加熱下進行，但是當作為堿使用碳酸鹽或碳酸氫鹽的情況下，由于二氧化碳伴隨著反應而劇烈產生，所以此時應當加入堿、催化劑和溶劑，采用將2-鹵代環戊酮滴加在加熱下的反應器內的方法。
脫鹵化氫反應終止后，通過將反應混合物減壓濃縮能夠回收芳香族系溶劑。減壓濃縮，優選在脫鹵化氫反應終止后直接開始。濃縮時的溫度通常為30～70℃，優選35～60℃，更優選40～50℃。壓力通常為6.7kPa以下，優選5.3kPa以下，更優選4.0kPa以下。
減壓濃縮結束后，通過將反應混合物減壓蒸餾可以得到2-環戊烯-1-酮。減壓蒸餾，優選在減壓濃縮終止后馬上開始。蒸餾時的溫度，反應器的內溫度通常為60～120℃，優選65～115℃，更優選70～110℃。壓力通常為9.3kPa以下，優選8.0kPa以下，更優選6.7kPa以下。
減壓蒸餾之后也可以進一步濃縮，回收酰胺系溶劑。就濃縮時的溫度而言，反應器內溫度通常為60℃～90℃，優選65℃～85℃，更優選70℃～80℃。壓力通常為2.7kPa以下，優選2.0kPa以下，更優選13kPa以下。
減壓蒸餾得到的2-環戊烯-1-酮也可以進一步精制。精制，例如可以采用向2-環戊烯-1-酮中添加適量氫醌等阻聚劑，在精餾塔等中進行。此時的精制溫度和壓力條件，與上述蒸餾時的條件相同。
通過蒸餾能夠分離精制2-環戊烯-1-酮。經過脫鹵化氫反應得到的2-環戊烯-1-酮，可以作為醫藥品等的制造原料、和功能性材料的制造原料使用。
實施例以下列舉實施例，對本發明作更具體的說明，但是本發明并不受這些實施例的限制。其中在這些實施例中的份數和百分數，只要不特別指出均指重量基準而言。
實施例1向2.2重量份N-甲基吡咯烷酮溶劑中，加入0.01重量份溴化鋰-水合物和0.26重量份碳酸鋰，以及0.001重量份氫醌，將釜溫度加熱至100℃。在1小時內向其中滴加1重量份2-溴代環戊酮。滴加終止后再使其反應1小時，然后將系統內減壓至6.0～6.7kPa，在釜溫度140℃以下蒸餾得到2-環戊烯-1-酮，收率為58％。
實施例2向1.1重量份N-甲基吡咯烷酮與1.1重量份甲苯的混合溶劑中，加入0.26重量份碳酸鋰及0.001重量份氫醌，將釜溫度加熱至100℃。在1小時內向其中滴加1重量份2-溴代環戊酮。滴加終止后使其再反應1小時，然后將系統內減壓至6.0～6.7kPa，在釜溫度70℃以下濃縮，回收使用量90％的甲苯。濃縮后將系統內減壓至6.0～6.7kPa，在釜溫度140℃以下蒸餾得到2-環戊烯-1-酮，收率為51％。
實施例3向1.1重量份N-甲基吡咯烷酮與1.1重量份甲苯的混合溶劑中，加入0.01重量份溴化鋰一水合物、0.26重量份碳酸鋰和0.001重量份氫醌，將釜溫度加熱至100℃。在1小時內向其中滴加1重量份2-溴代環戊酮。滴加終止后使其再反應1小時，然后將系統內減壓至6.0～6.7kPa，在釜溫度70℃以下濃縮，回收使用量90％的甲苯。濃縮后將系統內減壓至6.0～6.7kPa，在釜溫度140℃以下蒸餾得到2-環戊烯-1-酮，收率為57％。
發明的效果按照本發明，可以提供一種2-環戊烯-1-酮的制造方法，該方法能以簡單方式高效合成作為目的物的2-環戊烯-1-酮，而且還能從溶劑中蒸餾精制2-環戊烯-1-酮，此外還可以通過減壓濃縮將溶劑再生使用。
權利要求
1.一種2-環戊烯-1-酮的制造方法，其中包括在堿存在下，在含有沸點180～240℃的酰胺系溶劑的溶劑中，使通式(1)表示的2-鹵代環戊酮脫鹵化氫的工序；通式(1) 式中X表示鹵原子。
2.按照權利要求1所述的制造方法，其中所述的溶劑還含有沸點145℃以下的芳香族系溶劑。
3.按照權利要求1或2所述的制造方法，其中所述的溶劑中所述的芳香族溶劑相對于所述的酰胺系溶劑的重量比為1∶0～1∶4。
4.按照權利要求3所述的制造方法，其中所述的重量比為1∶0.3～1∶3。
5.按照權利要求1～4中任何一項所述的制造方法，其中所述的芳香族系溶劑是苯或甲苯。
6.按照權利要求1～5中任何一項所述的制造方法，其中還使用鋰鹽作為催化劑。
全文摘要
一種2－環戊烯－1－酮的制造方法，其中包括在堿存在下，在含有沸點180～240℃的酰胺系溶劑的溶劑中，使通式(1)表示的2－鹵代環戊酮脫鹵化氫的工序，按照此方法能以高效、簡單地合成目的物的2－環戊烯－1－酮，而且容易從溶劑中蒸餾精制2－環戊烯－1－酮，進而能夠通過減壓濃縮將溶劑再生使用。
文檔編號C07C45/00GK1714066SQ0283005
公開日2005年12月28日 申請日期2002年12月26日 優先權日2002年12月26日
發明者寄高和美, 竹田宏紀, 內田真隆 申請人:瑪奈克股份有限公司