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JPS6045877B2 - Method for producing 5-methylfurfural - Google Patents

Method for producing 5-methylfurfural

Info

Publication number
JPS6045877B2
JPS6045877B2 JP9808680A JP9808680A JPS6045877B2 JP S6045877 B2 JPS6045877 B2 JP S6045877B2 JP 9808680 A JP9808680 A JP 9808680A JP 9808680 A JP9808680 A JP 9808680A JP S6045877 B2 JPS6045877 B2 JP S6045877B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chloromethylfurfural
methylfurfural
palladium
reaction
producing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP9808680A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5724379A (en
Inventor
幸一 藤沢
和彦 浜田
剛夫 鈴鴨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP9808680A priority Critical patent/JPS6045877B2/en
Priority to US06/279,004 priority patent/US4335049A/en
Priority to EP81303078A priority patent/EP0044186B1/en
Priority to DE8181303078T priority patent/DE3167444D1/en
Publication of JPS5724379A publication Critical patent/JPS5724379A/en
Publication of JPS6045877B2 publication Critical patent/JPS6045877B2/en
Expired legal-status Critical Current

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  • Furan Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は医薬あるいは農薬の中間体として有用な5−メ
チルフルフラールの新規な製造法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a novel method for producing 5-methylfurfural, which is useful as an intermediate for pharmaceuticals or agricultural chemicals.

さらに詳しくは、本発明はパラジウム系の触媒を用いる
ことにより、5−クロロメチルフルフラールの5位のク
ロロメチル基に分子状水素を作用させてメチル基へ還元
することによる、5−クロロメチルフルフラールからの
5−メチルフルフラールの製造法に関する。従来5−メ
チルフルフラールの製造法としては、次の方法が知られ
ている。
More specifically, the present invention is capable of converting 5-chloromethylfurfural into a methyl group through the action of molecular hydrogen on the chloromethyl group at the 5-position of 5-chloromethylfurfural using a palladium-based catalyst. The present invention relates to a method for producing 5-methylfurfural. Conventionally, the following method is known as a method for producing 5-methylfurfural.

1 フラグドーズを塩酸存在下加熱処理した後、塩化第
一スズにより還元する方法(Org、Sym。
1 A method in which Flagdose is heat treated in the presence of hydrochloric acid and then reduced with stannous chloride (Org, Sym.

Coll、Vol、、1、393(1943))。この
方法は、反応中にゲル化、フミン物質の固化が伴うこと
、塩化第一スズを当量以上使用せねばならないという点
において工業的製造法としては現実的でないだけでなく
収率も20〜22%と低い。2L−ラムノースで代表さ
れるデオキシ糖またはその配糖体を酸により分解する方
法。
Coll., Vol., 1, 393 (1943)). This method is not only impractical as an industrial production method because it involves gelation and solidification of humic substances during the reaction and requires the use of more than an equivalent amount of stannous chloride, but also has a yield of 20 to 22%. % is low. A method of decomposing deoxy sugars represented by 2L-rhamnose or their glycosides with an acid.

しカルこの方法もデオキシ糖を多量にかつ安価に入手す
ることが困難であること、また収率も一般に低いことを
考えると工業的製造法としては必すしも適当ではない。
3 メチルフランとN9N−ジメチルホルムアミドとオ
キシ塩リンとを反応させる方法(J、Org。
This method is also not necessarily suitable as an industrial production method, considering that it is difficult to obtain deoxy sugar in large quantities and at low cost, and the yield is generally low.
3. Method for reacting methylfuran, N9N-dimethylformamide, and oxysalt phosphorus (J, Org.

Chem、、22、1269(1957)等)。しかし
本方法においてもメチルフランが入手し難いことに加え
、オキシ塩化リンやN、N−ジメチルホルムアミドを共
に当量以上使用せねばならず工業的製造法としては必ら
ずしもすぐれたものとはいえない。このような状況の下
に本発明者らは、5−メチルフルフラールの工業的製造
法について鋭意検討した結果、5−クロロメチルフルフ
ラールにパラジウム触媒の存在下水素を作用させること
により当該化合物がアルデヒド基やフラン骨格を有する
にもかかわらず、5−メチルフルフラールが高収率且つ
高選択率で製造し得ることを見出し、さらに種々の検討
を加え本発明を完成するに至つた。
Chem, 22, 1269 (1957), etc.). However, even in this method, methylfuran is difficult to obtain, and more than equivalent amounts of phosphorus oxychloride and N,N-dimethylformamide must be used, so it is not necessarily an excellent industrial production method. I can't say that. Under these circumstances, the present inventors conducted intensive studies on an industrial method for producing 5-methylfurfural, and found that by reacting hydrogen to 5-chloromethylfurfural in the presence of a palladium catalyst, the compound can be converted into an aldehyde group. The inventors discovered that 5-methylfurfural can be produced in high yield and high selectivity despite having a furan skeleton, and after further various studies, the present invention was completed.

即ち、本発明はパラジウム系触媒を用い、有機溶媒の存
在下、5−クロロメチルフルフラールに分子状水素を作
用させることによる5−メチルフルフラールの製造法で
ある。本発明方法の出発原料である5−クロロメチルフ
ルフラールは、特開昭53−50155号公報で開示さ
れているように高収率・高選択率で、単糖類・二糖類等
の糖質化合物より容易に製造可能な化合物であり、従つ
て本発明方法により医薬、農薬の原料として重要な5−
メチルフルフラールが工業的規模で容易に且つ高収率で
製造し得ることになり、その果たす役割は極めて大きい
ものがある。
That is, the present invention is a method for producing 5-methylfurfural by causing molecular hydrogen to act on 5-chloromethylfurfural in the presence of an organic solvent using a palladium-based catalyst. 5-Chloromethylfurfural, which is the starting material for the method of the present invention, can be obtained from carbohydrate compounds such as monosaccharides and disaccharides in high yield and high selectivity as disclosed in JP-A No. 53-50155. It is a compound that can be easily produced, and therefore, it is an important compound as a raw material for pharmaceuticals and agricultural chemicals using the method of the present invention.
Methylfurfural can now be produced easily and in high yield on an industrial scale, and it plays an extremely important role.

本発明において溶媒としては原料の5−クロロメチルフ
ルフラールを溶解する有機溶媒が用いられ、特に収率お
よび操作の面でアミド系化合物、エーテル系化合物、エ
ステル系化合物等の1種または2種以上、あるいはこれ
らを含む混合溶媒の使用が好ましい。アミド系化合物と
しては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエ
チルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N
−メチルピロリドン、ヘキサメチルホスホルトリアミド
などが、エーテル系化合物としては、ジエチルエーテル
、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン
などが、エステル系化合物としては、ギ酸メチル、ギ酸
エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどが
用いられる。また混合溶媒としては種々の組合せが可能
であるが、たどえば、テトラヒドロフランとN,N−ジ
メチルホルムアミド、ジオキサンとN,N−ジメチルホ
ルムアミド、アセトンとN,N−ジメチル.ホルムアミ
ド、トルエンとN,N−ジメチルホルムアミドなどが用
いられる。またこれら有機溶媒の量は特に制限されるも
のではないが通常、原料の5−クロロメチルフルフラー
ルに対して、重量で0.5部から10部の有機溶媒が好
適に用いられ!る。本発明に用いられるパラジウム系触
媒としては、非担持型・担持型いずれも使用可能である
In the present invention, an organic solvent that dissolves the raw material 5-chloromethylfurfural is used as the solvent, and in particular, from the viewpoint of yield and operation, one or more of amide compounds, ether compounds, ester compounds, etc. Alternatively, it is preferable to use a mixed solvent containing these. As amide compounds, N,N-dimethylformamide, N,N-diethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N
- Methylpyrrolidone, hexamethylphosphortriamide, etc., ether compounds include diethyl ether, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, dioxane, etc., and ester compounds include methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate. etc. are used. Various combinations of mixed solvents are possible, such as tetrahydrofuran and N,N-dimethylformamide, dioxane and N,N-dimethylformamide, acetone and N,N-dimethyl. Formamide, toluene and N,N-dimethylformamide are used. Although the amount of these organic solvents is not particularly limited, it is usually preferable to use 0.5 to 10 parts by weight of the organic solvent based on the raw material 5-chloromethylfurfural! Ru. As the palladium-based catalyst used in the present invention, both unsupported and supported types can be used.

またそれらを粉末のまま使用してもよいし、適当な形及
び大きさに成形して使用してもよい。非担・持型の触媒
としては、たとえばパラジウムブラック、酸化パラジウ
ム、塩化パラジウムなどが用いられる。担持型の触媒と
しては、たとえば種々の担持率のパラジウムー炭素触媒
、パラジウム−シリカ触媒、パラジウム−アルミナ触媒
、パラジウムー硫酸バリウム触媒などが用いられる。用
いるパラジウム触媒の量は、特に限定されるものではな
いが、バッチ反応の場合、原料である5−クロロメチル
フルフラール1モルに対して0.001〜1モルである
。本発明方法の実施に際して用いる水素は、通常の市販
のものでよく、その使用量は、単に反応を完結させると
いう目的の為に、化学量論量以上ありれば特に制限はな
く、その圧力も特に制限はなく、常圧でも反応は容易に
進行する。
Further, they may be used as powders, or may be molded into appropriate shapes and sizes. Examples of unsupported/supported catalysts include palladium black, palladium oxide, palladium chloride, and the like. As supported catalysts, for example, palladium-carbon catalysts, palladium-silica catalysts, palladium-alumina catalysts, palladium-barium sulfate catalysts, etc. with various loading ratios are used. The amount of palladium catalyst used is not particularly limited, but in the case of a batch reaction, it is 0.001 to 1 mol per 1 mol of 5-chloromethylfurfural as a raw material. The hydrogen used in carrying out the method of the present invention may be any ordinary commercially available hydrogen, and the amount used is not particularly limited as long as it is at least stoichiometric for the purpose of completing the reaction, and the pressure is also There are no particular restrictions, and the reaction proceeds easily even under normal pressure.

反応を促進するために加圧することもできるが、副反応
を抑制する為に約5気圧以下が好ましい。反応温度は、
特に制限はなく、反応を促進するために加温することが
好ましいが、副反応を抑制する為には100℃以下、好
ましくは約10℃から80℃の範囲が適当てある。
Although pressurization can be applied to promote the reaction, the pressure is preferably about 5 atmospheres or less in order to suppress side reactions. The reaction temperature is
There is no particular restriction, and it is preferable to heat the reaction to promote the reaction, but in order to suppress side reactions, the temperature is preferably 100°C or less, preferably in the range of about 10°C to 80°C.

以下、実施例をもつて本発明をより詳細に説明するが、
勿論本発明がこれらの実施例に限定されるものではない
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
Of course, the present invention is not limited to these examples.

実施例1 5−クロロメチルフルフラール6y(41.5ミリモル
)を水素導入管、冷却管、温度計、攪拌器付の四つロフ
ラスコに入れ、N,N−ジメチルホルムアミド20m1
に溶解させた。
Example 1 5-chloromethylfurfural 6y (41.5 mmol) was placed in a four-bottle flask equipped with a hydrogen introduction tube, a cooling tube, a thermometer, and a stirrer, and 20 ml of N,N-dimethylformamide was added.
It was dissolved in

その後塩化パラジウム0.148y(0.83ミリモル
)を加えた。反応容器を水素で置換した後、ウォーター
バスにて40。Cに加熱した。続いて40℃にて攪拌を
行ない3時間反応を継続した。この間水素は導入管を通
じて、水によりシールされた水素で満たされたビューレ
ットより、ほぼ大気圧下で継続して導入した(反応に要
した水素量;998m1)。反応終了後、触媒を除去し
反応液をガスクロマトグラフィーにて定量分析(ジフェ
ニルエーテルを内部標準としたG.C−1.S法にて定
量)した結果、5−メチルフルフラールの収率は98%
であり、5−クロロメチルフルフラールの転化率は、9
9.6%であつた。
Then 0.148y (0.83 mmol) of palladium chloride was added. After replacing the reaction vessel with hydrogen, the temperature was 40°C in a water bath. It was heated to C. Subsequently, the mixture was stirred at 40°C and the reaction was continued for 3 hours. During this time, hydrogen was continuously introduced through an inlet tube under approximately atmospheric pressure from a hydrogen-filled buret sealed with water (amount of hydrogen required for the reaction: 998 ml). After the reaction was completed, the catalyst was removed and the reaction solution was quantitatively analyzed by gas chromatography (determined by G.C-1.S method using diphenyl ether as an internal standard). As a result, the yield of 5-methylfurfural was 98%.
and the conversion rate of 5-chloromethylfurfural is 9
It was 9.6%.

ガスクロマトグラフィー分析条件 充てん剤 :DEGS(ジエチルグリコール
サクシネートポリエステル、 1
0%)担 体 :クロモソープW カラムの長さ蟹知 1に′m′;′:7:111]1 実施例2 5−クロロメチルフルフラール2.06y(14.26
ミリモル)を実施例1で用いたと同様のフラスコに入れ
、テトラヒドロフラン22.5mLに溶解させた。
Gas chromatography analysis conditions Packing material: DEGS (diethyl glycol)
Succinate polyester, 1
0%) Support: Chromosorp W Column length: 7:111]1 Example 2 5-chloromethylfurfural 2.06y (14.26y)
mmol) was placed in a flask similar to that used in Example 1, and dissolved in 22.5 mL of tetrahydrofuran.

その後、塩化パラジウム0.1086f(0.612ミ
リモル)を加えて反応容器を水素で置換した後、ウォー
ターバスで40℃に加熱した。続いて400Cにて攪拌
をおこない5時間叛応を継続した。水素は実施例1と同
様な装置て供給した(水素消費量;383m1)。反応
終了後、触媒を除去し、ガスクロマトグラフィーにて定
量を行なつた。5−メチルフルフラール収率;95.2
%5−クロロメチルフルフラール転化率;100%実施
例35−クロロメチルフルフラール2y1酢酸エチル2
0m115%パラジウムー硫酸バリウム1.179yを
用いて実施例1と同様な反応条件で実験を行なつた。
Thereafter, 0.1086 f (0.612 mmol) of palladium chloride was added and the reaction vessel was purged with hydrogen, and then heated to 40°C in a water bath. Subsequently, stirring was performed at 400C and reaction was continued for 5 hours. Hydrogen was supplied using the same equipment as in Example 1 (hydrogen consumption: 383 ml). After the reaction was completed, the catalyst was removed and quantitative determination was performed using gas chromatography. 5-methylfurfural yield; 95.2
% 5-Chloromethylfurfural conversion rate; 100% Example 35-chloromethylfurfural 2y1 Ethyl acetate 2
An experiment was conducted under the same reaction conditions as in Example 1 using 0ml 115% palladium-barium sulfate 1.179y.

5−メチルフルフラール収率;85.7%5−クロロメ
チルフルフラール転化率100%実施例45−クロロメ
チルフルフラール2V11,4一ジオキサン20mL1
5%パラジウームー炭素1.179fを用いて実施例1
と同様な反応条件で実験を行なつた。
5-Methylfurfural yield: 85.7% 5-chloromethylfurfural conversion rate 100% Example 4 5-chloromethylfurfural 2V 11,4-dioxane 20 mL 1
Example 1 using 5% palladium carbon 1.179f
The experiment was conducted under similar reaction conditions.

5−メチルフルフラール収率;83.5%5−クロロメ
チルフルフラール転化率;99.1%実施例55−クロ
ロメチルフルフラール2f1塩化パラジウム0.110
4yおよびアセトン18mL..N,N−ジメチルホル
ムアミド2Tn1よりなる混合溶媒を用いて反応時間が
5時間である以外は実施例1と同様な反応条件で実験を
行なつた。
5-Methylfurfural yield: 83.5% 5-chloromethylfurfural conversion: 99.1% Example 5 5-chloromethylfurfural 2f1 Palladium chloride 0.110
4y and acetone 18 mL. .. An experiment was conducted under the same reaction conditions as in Example 1, except that a mixed solvent consisting of N,N-dimethylformamide 2Tn1 was used and the reaction time was 5 hours.

5−メチルフルフラール収率;90.2%5−クロロメ
チルフルフラール転化率;99.0%実施例65−クロ
ロメチルフルフラール2g、パラジウムブラック0.0
6yおよびトルエン18mt1N,N−ジメチルホルム
アミド2m1よりなる混合溶媒を用いて反応時間が8時
間である以外は実施例1と同様な反応条件で実験を行な
つた。
5-Methylfurfural yield: 90.2% 5-chloromethylfurfural conversion rate: 99.0% Example 6 2 g of 5-chloromethylfurfural, palladium black 0.0
An experiment was conducted under the same reaction conditions as in Example 1, except that a mixed solvent consisting of 6y and 18 m of toluene and 2 ml of N,N-dimethylformamide was used and the reaction time was 8 hours.

5−メチルフルフラール収率:86.1%5−クロロメ
チルフルフラール転化率;97.3%)実施例75−ク
ロロメチルフルフラール2y1パラジウムブラック0.
06yNN,N−ジメチルホルムアミド20m1を用い
て実施例1と同様な反応条件で実験を行なつた。
5-methylfurfural yield: 86.1% 5-chloromethylfurfural conversion rate: 97.3%) Example 7 5-chloromethylfurfural 2y1 Palladium black 0.
An experiment was conducted under the same reaction conditions as in Example 1 using 20 ml of 06yNN,N-dimethylformamide.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 5−クロロメチルフルフラールに、有機溶媒の存在
下、パラジウム系触媒を用い、分子状水素を作用せしめ
ることを特徴とする5−メチルフルフラールの製造法。 2 有機溶媒としてアミド系化合物、エーテル系化合物
およびエステル系化合物の1種または2種以上を用いる
特許請求の範囲第1項に記載の製造法。3 有機溶媒と
してアミド系化合物、エーテル系化合物およびエステル
系化合物の少なくとも1種を含有する混合溶媒を用いる
特許請求の範囲第1項または第2項に記載の5−メチル
フルフラールの製造法。
[Scope of Claims] 1. A method for producing 5-methylfurfural, which comprises reacting molecular hydrogen to 5-chloromethylfurfural using a palladium-based catalyst in the presence of an organic solvent. 2. The manufacturing method according to claim 1, which uses one or more of amide compounds, ether compounds, and ester compounds as the organic solvent. 3. The method for producing 5-methylfurfural according to claim 1 or 2, which uses a mixed solvent containing at least one of an amide compound, an ether compound, and an ester compound as an organic solvent.
JP9808680A 1980-07-16 1980-07-16 Method for producing 5-methylfurfural Expired JPS6045877B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9808680A JPS6045877B2 (en) 1980-07-16 1980-07-16 Method for producing 5-methylfurfural
US06/279,004 US4335049A (en) 1980-07-16 1981-06-30 Process for producing 5-methylfurfural
EP81303078A EP0044186B1 (en) 1980-07-16 1981-07-06 Process for producing 5-methylfurfural
DE8181303078T DE3167444D1 (en) 1980-07-16 1981-07-06 Process for producing 5-methylfurfural

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