特開 2021-151962 アミン化合物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-151962(P2021-151962A)

(43)【公開日】2021年9月30日

(54)【発明の名称】アミン化合物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C07C 213/02 20060101AFI20210903BHJP

   C07C 215/42 20060101ALI20210903BHJP

   C07B 61/00 20060101ALN20210903BHJP

【ＦＩ】

   C07C213/02

   C07C215/42

   C07B61/00 300

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2020-52830(P2020-52830)

(22)【出願日】2020年3月24日

(71)【出願人】

【識別番号】000229117

【氏名又は名称】日本ゼオン株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】304023318

【氏名又は名称】国立大学法人静岡大学

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100150360

【弁理士】

【氏名又は名称】寺嶋 勇太

(74)【代理人】

【識別番号】100173473

【弁理士】

【氏名又は名称】高井良 克己

(72)【発明者】

【氏名】谷地 義秀

(72)【発明者】

【氏名】間瀬 暢之

【テーマコード（参考）】

4H006

4H039

【Ｆターム（参考）】

4H006AA02

4H006AC52

4H006BA25

4H006BA55

4H006BB14

4H006BE20

4H006BJ20

4H006BN10

4H006BU42

4H039CA71

4H039CB30

(57)【要約】

【課題】イミン化合物を低圧化で効率的に水素化することが可能な、アミン化合物の製造方法を提供する。
【解決手段】水素ファインバブルを供給し、溶媒下でイミン化合物を水素化する工程を含む、アミン化合物の製造方法。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水素ファインバブルを供給し、溶媒下でイミン化合物を水素化する工程を含む、アミン化合物の製造方法。

【請求項2】

アミン化合物が、ヒドロキシアルキルアミン化合物であり、イミン化合物が、ヒドロキシアルキルイミン化合物である、請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

アミン化合物が、アミノエタノール化合物であり、イミン化合物が、イミノエタノール化合物である、請求項２に記載の製造方法。

【請求項4】

前記イミン化合物が、炭化水素環を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項5】

前記溶媒が、アルコールである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アミン化合物の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

シクロペンチルアミノエタノールは、二酸化炭素吸収材として有用である。シクロペンチルアミノエタノールは、シクロペンチル−２−イミノエタノールの二重結合の水素化（水素添加）によって製造することができる。

【0003】

ここで、二重結合の水素化を用いた化合物の製造方法として、特許文献１には、溶剤と基質とからなる液相にマイクロバブル又はナノバブル（ウルトラファインバブル）を導入し、固体触媒の存在下での基質と水素との気液接触によって生成する反応生成物を製造する方法が開示されている。特許文献２には、高せん断装置を用いて形成したベンゼン及び水素ガス気泡のエマルションを固体触媒存在下において反応させることによるシクロヘキサンを製造するための方法が開示されている。特許文献３には、高せん断装置を用いて液相中に水素含有気泡の分散体を形成するように構成された、アルデヒド及び／又はケトンを水素化するための装置が開示されている。特許文献４には、非混和性液体媒質を含む液体中で原料化合物とマイクロバブルやナノバブル形態のガスとの化学反応を行わせることが開示されている。特許文献５には、芳香族ニトロ化合物を水素マイクロバブルと接触させることによる芳香族アミン化合物の製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−０２３４６０号公報

【特許文献2】特表２０１０−５３１８８２号公報

【特許文献3】特開２０１３−０１４５９５号公報

【特許文献4】特開２０１７−０１９７４３号公報

【特許文献5】特開２０１４−００５２１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

通常、水素添加工程の効率を上げるためには、触媒存在下バッチ式で高温・高圧で所望の転化率まで反応するのが一般的である。しかしながら、高温・高圧の反応は、設備費がかさみ、また、バッチ式では生産性に限りがあることが課題であった。シクロペンチルアミノエタノールの製造における水素添加工程のために、上記課題をクリアできる低圧化で効率的に水素化することが可能な反応系が必要である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

そこで、本発明者らは、水素をファインバブル化すれば、低圧で効率的に水素化反応できると着想し、検討を開始した。その結果、本発明者らは、ファインバブル化した水素をシクロペンチル−２−イミノエタノールの流通液に混合して反応させることで、低圧下で効率的に水素化が進行することを新たに見出した。そして、本発明者らは、上述した新たな知見に基づき、本発明を完成させた。

【0007】

かくして本発明によれば、下記に示すアミノエタノール化合物の製造方法が提供される。

【0008】

〔１〕水素ファインバブルを供給し、溶媒下でイミン化合物を水素化する工程を含む、アミン化合物の製造方法。
〔２〕アミン化合物が、ヒドロキシアルキルアミン化合物であり、イミン化合物が、ヒドロキシアルキルイミン化合物である、前記〔１〕に記載の製造方法。
〔３〕アミン化合物が、アミノエタノール化合物であり、イミン化合物が、イミノエタノール化合物である、前記〔２〕に記載の製造方法。
〔４〕前記イミン化合物が、炭化水素環を有する、前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の製造方法。
〔５〕前記溶媒が、アルコールである、前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の製造方法。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、イミン化合物を低圧下で効率的に水素化することが可能な、アミン化合物の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明で用いる水素化反応系（循環型水素化反応系）の一例を示す模式図である。

【図2】図２は、渦巻きポンプ型気泡発生装置等を用いた、従来型水素化反応系の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を詳細に説明する。

【0012】

（アミン化合物の製造方法）
本発明のアミン化合物の製造方法は、水素ファインバブルを供給し、溶媒下でイミン化合物を水素化する工程を含む。本発明の製造方法は、下記式で表されるような、イミン化合物中の炭素原子−窒素原子二重結合を水素化（水添）してイミン化合物をアミン化合物に変換する反応を利用する。本発明の製造方法は、イミン化合物を効率良く水素化することができる。したがって、水素化反応時の圧力の穏和化、水素化率の向上、水素化触媒の使用量の削減、水素化反応時間の短縮化、および水素化反応温度の低温化の少なくとも一つ以上の効果が得られる。

【0013】

【化1】

【0014】

＜製造物：アミン化合物＞
本発明の製造方法で製造されるアミン化合物は、下記式で表される化合物である。

【0015】

【化2】

【0016】

式中、Ｒ^１は、水素原子または任意の置換基である。

【0017】

Ｒ^１で示される置換基としては、例えば、置換されていてもよい炭化水素基が挙げられる。アミン化合物は水素化反応で得られるので、置換基は、飽和置換基が好ましい。飽和置換基としては、例えば、置換されていてもよい飽和炭化水素基が挙げられる。置換されていてもよい飽和炭化水素基の「飽和炭化水素基」としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル等の直鎖状アルキル、イソプロピル、イソブチル、１−メチルペンチル、１−エチルペンチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、イソヘキシル等の分岐状アルキル、及びシクロプロピル、シクロブチル等の環状アルキルが挙げられる。「飽和炭化水素基」の炭素原子数は、１から２０が好ましく、１から６がより好ましい。
置換されていてもよい飽和炭化水素基としては、例えば、ヒドロキシ基、アルコキシ基で置換されていてもよい飽和炭化水素基が挙げられる。
Ｒ^１は、ヒドロキシ基で置換された飽和炭化水素基が好ましく、ヒドロキシＣ１〜２０アルキル基がより好ましく、ヒドロキシＣ１〜６アルキル基が更に好ましく、ヒドロキシＣ１〜６直鎖状アルキル基が更に好ましく、２−ヒドロキシエチル基が最も好ましい。

【0018】

式中、Ｒ^２及びＲ^３は、独立に水素原子または任意の置換基であってもよく、あるいは、共に環構造を形成してもよい。

【0019】

Ｒ^２及びＲ^３が独立に水素原子または任意の置換基である場合、置換基としては、例えば、置換されていてもよい炭化水素基が挙げられる。アミン化合物は水素化反応で得られるので、置換基は、飽和置換基が好ましい。飽和置換基としては、例えば、置換されていてもよい飽和炭化水素基が挙げられる。置換されていてもよい飽和炭化水素基の「飽和炭化水素基」としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル等の直鎖状アルキル、イソプロピル、イソブチル、１−メチルペンチル、１−エチルペンチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、イソヘキシル等の分岐状アルキル、及びシクロプロピル、シクロブチル等の環状アルキルが挙げられる。「飽和炭化水素基」の炭素原子数は、１から２０が好ましく、１から６がより好ましい。
置換されていてもよい飽和炭化水素基としては、例えば、ヒドロキシ基で置換されていてもよい飽和炭化水素基が挙げられる。

【0020】

Ｒ^２及びＲ^３が共に環構造を形成する場合、Ｒ^２−Ｃ−Ｒ^３部分からなる環構造としては、例えば、置換されていてもよい炭化水素環が挙げられる。アミン化合物は水素化反応で得られるので、Ｒ^２−Ｃ−Ｒ^３部分からなる環構造は、飽和環構造が好ましい。飽和環構造としては、例えば、置換されていてもよい飽和炭化水素環が挙げられる。置換されていてもよい飽和炭化水素環の「飽和炭化水素環」としては、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン等のシクロアルカンが挙げられ、炭素原子数１から２０のシクロアルカンが好ましく、炭素原子数１から６のシクロアルカンがより好ましい。
置換されていてもよい飽和炭化水素環としては、例えば、ヒドロキシ基、アルコキシ基で置換されていてもよい飽和炭化水素環が挙げられる。

【0021】

Ｒ^２及びＲ^３は、共に環構造を形成することが好ましい。Ｒ^２−Ｃ−Ｒ^３部分からなる環構造は、置換されていてもよい炭化水素環が好ましく、置換されていてもよい飽和炭化水素環がより好ましく、置換されていてもよいシクロアルカンが更に好ましく、置換されていてもよい炭素原子数１から２０のシクロアルカンが更に好ましく、置換されていてもよい炭素原子数１から６のシクロアルカンが更に好ましく、置換されていてもよいシクロペンタンが更に好ましく、シクロペンタンが最も好ましい。

【0022】

アミン化合物は、ヒドロキシアルキルアミン化合物が好ましく、アミノエタノール化合物がより好ましく、炭化水素環−アミノエタノール化合物が更に好ましく、飽和炭化水素環−アミノエタノール化合物が更に好ましく、シクロアルキルアミノエタノールが更に好ましく、Ｃ１〜２０シクロアルキル−アミノエタノールが更に好ましく、Ｃ１〜６シクロアルキル−アミノエタノールが更に好ましく、シクロペンチルアミノエタノールが最も好ましい。

【0023】

本発明の製造方法は、高い水素化率（反応収率）で行われることが好ましい。水素化率は、特に限定されることはないが、９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましく、９９％以上であることが更に好ましい。なお、水素化反応における水素化率は、例えば、クロマトグラフィ（例、ＧＣ−ＦＩＤ）、ＮＭＲ、またはＩＲを利用した方法（具体例として、本明細書の実施例に記載の方法）により測定することができる。

【0024】

＜原料：イミン化合物＞
本発明の製造方法において原料となるイミン化合物は、下記式で表される化合物である。

【0025】

【化3】

【0026】

式中、Ｒ^１’、Ｒ^２’、及びＲ^３’は、それぞれ、Ｒ^１、Ｒ^２、及びＲ^３と同じであってもよく、Ｒ^１、Ｒ^２、及びＲ^３中の飽和結合が不飽和結合に置換された基であってもよい。製造されるアミン化合物の品質、純度、収量等の製造効率向上の観点から、Ｒ^１’、Ｒ^２’、及びＲ^３’は、それぞれ、Ｒ^１、Ｒ^２、及びＲ^３と同じであることが好ましい。

【0027】

アミン化合物がヒドロキシアルキルアミン化合物である場合、イミン化合物は、対応するヒドロキシアルキルイミン化合物であることが好ましい。アミン化合物がアミノエタノール化合物である場合、イミン化合物は、対応するイミノエタノール化合物であることが好ましい。アミン化合物が炭化水素環−アミノエタノール化合物である場合、イミン化合物は、対応する炭化水素環−イミノエタノール化合物であることが好ましい。アミン化合物が飽和炭化水素環−アミノエタノール化合物である場合、イミン化合物は、対応する飽和炭化水素環−イミノエタノール化合物であることが好ましい。アミン化合物がシクロアルキルアミノエタノールである場合、イミン化合物は、対応するシクロアルキルイミノエタノールであることが好ましい。アミン化合物がＣ１〜２０シクロアルキル−アミノエタノールである場合、イミン化合物は、対応するＣ１〜２０シクロアルキル−イミノエタノールであることが好ましい。アミン化合物がＣ１〜６シクロアルキル−アミノエタノールである場合、イミン化合物は、対応するＣ１〜６シクロアルキル−イミノエタノールであることが好ましい。アミン化合物がシクロペンチルアミノエタノールである場合、イミン化合物は、シクロペンチルイミノエタノールであることが好ましい。

【0028】

イミン化合物（原料）の溶媒中の濃度は、例えば０．１％（ｇ／Ｌ）以上、好ましくは０．５％（ｗ／ｖ）以上、より好ましくは１．０％（ｗ／ｖ）以上であってもよく、例えば３０％（ｗ／ｖ）以下、好ましくは２０％（ｗ／ｖ）以下、より好ましくは１５％（ｗ／ｖ）以下であってもよい。

【0029】

＜溶媒＞
溶媒としては、イミン化合物（原料）及びアミン化合物（製造物）の溶解性により適宜選択することができ、例えば、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン等の脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジエチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ビシクロヘプタン、トリシクロデカン、ヘキサヒドロインデン、シクロオクタン等の脂環族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素；ニトロメタン、ニトロベンゼン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等の含窒素系炭化水素；クロロホルム、ジクロロメタン、１,２−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素；ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、メタノール、エタノール等のアルコール類などを用いることができ、アルコール類が好ましく、メタノールがより好ましい。また、原料（イミン化合物）または製造物（アミン化合物）が溶媒に溶解した溶液を、便宜上「反応液」と包括的に呼ぶ。

【0030】

＜水素ファインバブル＞
「ファインバブル」とは、直径１００μｍ以下の気泡をいう。ファインバブルの形成は、単位体積の液体中に含まれる気泡数を指標として定義することもできる。例えば、液体１ｍＬ当たりの気泡数が１．０×１０^７個以上であれば、反応に供されるに有利なファインバブルが形成されていると見なすことができる。液体１ｍＬの当たりの気泡数は、１．０×１０^７個以上であればよく、好ましくは２．０×１０^７個以上、より好ましくは３．０×１０^７個以上であればよい。気泡数は、例えば、カンタムデザイン社製ナノサイトを用いて測定することができる。

【0031】

水素ガスをファインバブルの形態にすることは、直径が１００μｍより大きい気泡（非ファインバブル）の形態にすることに比べて以下の点で有利である。ファインバブルは、非ファインバブルに比して同体積の水素ガスの気液界面の表面積が大きいため、気液接触の面積が増大する。また、非ファインバブルは、液体中で上昇して液体外に放出したり、容器等の壁面に付着する等により、液体から分離しやすい挙動を示すのに対して、ファインバブルは、Ｓｔｏｋｅｓの式で説明されるように液体中での上昇速度が極めて遅く、液体中で長時間滞留する挙動を示すため、気液接触の時間が増大する。これらの効果により、水素ガスの反応への消費率が増大するため、反応効率が向上し、未反応水素ガスの発生による圧力増大が抑制される。さらに、ファインバブルは自己圧潰してエネルギーを放出するため、反応を局所的に促進するエネルギーが得られると言われている。さらにまた、水素ガスをファインバブルの形態にすることにより、反応系に高圧力を付与する必要がなく、また気泡の放出による反応系の圧力上昇も抑制されることから、高圧力による反応装置の劣化も抑制することができる。

【0032】

＜水素ファインバブルの供給＞
水素ファインバブルは、連続流動型ファインバブル発生装置を用いて発生させることができる。連続流動型ファインバブル発生装置とは、加圧減圧発生法／気液二相流剪断法を利用して、反応液と水素ガスを連続的に流入させて、水素ファインバブルを含有する反応液を連続的に排出させる装置である。連続流動型ファインバブル発生装置は、外部からの機械的動力を用いずに、流体の流速を利用した剪断力によりファインバブルを発生させる装置であることが好ましい。連続流動型ファインバブル発生装置としては、例えば、マイクロミキサーが挙げられる。
マイクロミキサーは、液体と気体が均等に混合できるように、２流路以上が均等に衝突できる形状を有するものが好ましい。
反応液のマイクロミキサーへの流量は、例えば０．１ｍＬ／ｍｉｎ以上、好ましくは０．５ｍＬ／ｍｉｎ以上、より好ましくは１．０ｍＬ／ｍｉｎ以上であってもよく、例えば２０ｍＬ／ｍｉｎ以下、好ましくは１５ｍＬ／ｍｉｎ以下、より好ましくは１０ｍＬ／ｍｉｎ以下であってもよい。
水素ガスのマイクロミキサーへの流量は、例えば０．１ｍＬ／ｍｉｎ以上、好ましくは０．２ｍＬ／ｍｉｎ以上、より好ましくは０．５ｍＬ／ｍｉｎ以上であってもよく、例えば１０ｍＬ／ｍｉｎ以下、好ましくは５ｍＬ／ｍｉｎ以下、より好ましくは３ｍＬ／ｍｉｎ以下であってもよい。
反応液流量に対する水素ガス流量の体積比は、例えば０．０１以上、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．５以上であってもよく、例えば１５以下、好ましくは１０以下、より好ましくは５以下であってもよい。
ファインバブル発生圧は、例えば０．１ＭＰａ以上、好ましくは０．２ＭＰａ以上、より好ましくは０．５ＭＰａ以上であってもよく、例えば１０ＭＰａ以下、好ましくは８ＭＰａ以下、より好ましくは５ＭＰａ以下であってもよい。
マイクロミキサーを用いたファインバブル生成は、例えば、渦巻きポンプ型気泡発生装置（特開２００６−１５９１８７号公報）を用いた気泡生成に比して、高圧力等の過酷な条件を要しない点、循環型反応系への適用性が高い点等で有利である。また、循環型反応系は、一度の水素供給量に限界があるバッチ式反応系に比して多量の水素を逐次供給することが可能である点、水素化率をモニタリングしながらの操作が可能である点等の利点を有する。

【0033】

＜水素化反応＞
水素化反応は、水素ファインバブルを含有する反応液を水素化反応に適した条件下におくことにより行われる。好ましくは、水素化反応は、水素ファインバブルを含有する反応液を、水素化反応に適した条件下にある水素化反応容器に移送することにより行われる。水素化反応とは、下記式で表されるように、原料であるイミン化合物中の炭素原子−窒素原子二重結合を水素化（水添）して、製造物であるアミン化合物に変換する反応である。水素化反応は、水素化触媒の存在下で行われることが好ましい。

【0034】

【化4】

【0035】

＜水素化触媒＞
水素化触媒は、均一系触媒、不均一系触媒等、特に限定されることはなく、不飽和結合を有する化合物の水素化反応に用いられる既知のものを使用することができる。水素化触媒は、固体触媒が好ましい。

【0036】

均一系触媒としては、例えば、酢酸コバルトとトリエチルアルミニウム、ニッケルアセチルアセトナートとトリイソブチルアルミニウム、チタノセンジクロリドとｎ−ブチルリチウム、ジルコノセンジクロリドとｓｅｃ−ブチルリチウム、テトラブトキシチタネートとジメチルマグネシウム等の組み合わせからなるチーグラー系触媒；ルテニウムカルベン錯体触媒；クロロトリス（トリフェニルホスフィン）ロジウム（ウィルキンソン触媒）；特開平７−２９２９号公報、特開平７−１４９８２３号公報、特開平１１−１５８２５６号公報、特開平１１−１９３３２３号公報等に記載されているルテニウム化合物からなる貴金属錯体触媒；などが挙げられる。
不均一系触媒としては、活性成分のみを含む触媒、および、活性成分と該活性成分を担持させる担体とを含む触媒のいずれも用いることができる。
活性成分としては、ニッケル、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム等の金属が挙げられる。
担体としては、カーボン、シリカ、ケイソウ土、アルミナ、酸化チタンなどが挙げられる。
活性成分のみを含む触媒の具体例としては、ラネーニッケル、ラネーパラジウム、ラネー白金等のラネー触媒などが挙げられる。
活性成分と担体とを含む触媒の具体例としては、ニッケル／シリカ、ニッケル／ケイソウ土、ニッケル／アルミナ、パラジウム／カーボン、パラジウム／シリカ、パラジウム／ケイソウ土、パラジウム／アルミナなどが挙げられる。
これらの水素化触媒は単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0037】

水素化触媒としては、ラネーニッケルおよび金属ニッケル担持触媒（例えば、ニッケル／シリカ、ニッケル／ケイソウ土、ニッケル／アルミナ）等の金属ニッケルを含む触媒を用いることが好ましく、金属ニッケル担持触媒を用いることがより好ましい。金属ニッケルを含む触媒を水素化触媒として使用すれば、不飽和結合を有する化合物を更に効率良く水素化することができる。

【0038】

水素化反応工程における水素化触媒の使用量は、原料であるイミン化合物１００質量部に対して、０．０１質量部以上であることが好ましく、０．０５質量部以上であることがより好ましく、０．１質量部以上であることが更に好ましく、５０質量部以下であることが好ましく、２０質量部以下であることがより好ましく、１０質量部以下であることが更に好ましい。
なお、触媒の使用量は、担体も含めた触媒の乾燥状態での使用量を指す。

【0039】

水素化触媒の装填量（体積）は、水素化反応容器の容積に対して、０．０１％以上であることが好ましく、０．０５％以上であることがより好ましく、０．１％以上であることが更に好ましく、５％以下であることが好ましく、２％以下であることがより好ましく、１％以下であることが更に好ましい。

【0040】

＜水素化反応の条件＞
水素化反応は、水素ファインバブルを含有する反応液を所定の条件下におくこと、好ましくは、水素ファインバブルを含有する反応液を水素化反応容器に移送することにより行われる。水素化反応容器は、連続式水素化反応容器及びバッチ式水素化反応容器のいずれであってもよいが、効率性の観点から連続式反応器が好ましい。連続式反応器としては、水素化触媒が固定された管（触媒固定管）が挙げられる。

【0041】

水素化反応を行う温度（すなわち、水素化反応容器の温度）は、水素化反応に適した温度、溶媒の融点及び沸点等を考慮して適宜設定することができる。水素化反応を行う温度は、溶媒の融点以上が好ましい。水素化反応を行う温度は、例えば１０℃以上、好ましくは１５℃以上、より好ましくは２０℃以上であってもよい。水素化反応を行う温度は、溶媒の沸点以下が好ましい。水素化反応を行う温度は、例えば１００℃以下、好ましくは８０℃以下、より好ましくは６０℃以下であってもよい。

【0042】

水素化反応を行う時間（連続式反応器の場合は、反応液が反応器を通過する時間）は、例えば０．１ｈ以上、好ましくは１ｈ以上、より好ましくは３ｈ以上であってもよく、例えば２４ｈ以下、好ましくは１８ｈ以下、より好ましくは１２ｈ以下であってもよい。

【0043】

水素化反応容器として連続式反応器を用いる場合、水素ファインバブルを含有する反応液の流量は、例えば０．１ｍＬ／ｍｉｎ以上、好ましくは０．５ｍＬ／ｍｉｎ以上、より好ましくは１ｍＬ／ｍｉｎ以上であってもよく、例えば２０ｍＬ／ｍｉｎ以下、好ましくは１８ｍＬ／ｍｉｎ以下、より好ましくは１５ｍＬ／ｍｉｎ以下であってもよい。

【0044】

水素化反応容器には、水素化触媒が装填されていてもよい。水素化触媒は、水素化反応容器に充填されていてもよく、水素化反応容器内に固定されていてもよい。水素化反応容器は、水素化触媒の流出を防止するためにフィルターを有していてもよい。

【0045】

触媒の体積当たりの水素ファインバブルを含有する反応液の時間あたりの流量比（液空間線速度ｈｒ^−１）は、例えば０．１ｈｒ^−１以上、好ましくは０．２ｈｒ^−１以上、より好ましくは０．５ｈｒ^−１以上であってもよく、例えば３００ｈｒ^−１以下、好ましくは２００ｈｒ^−１以下、より好ましくは１５０ｈｒ^−１であってもよい。

【0046】

＜水素化反応系＞
本発明の製造方法は、例えば、循環型反応系、バッチ型反応系、及びセミバッチ型反応系等のいずれの反応系を用いて行ってもよい。ファインバブルを用いた水素化は、水素化効率が高いために望ましくない水素化が過度に進行してしまう場合がある。望ましくない水素化を抑制するためには、水素化率を監視して水素化率から水素化を制御することができることが好ましい。この観点から、反応系は、循環型反応系が好ましい。循環型反応系としては、例えば、反応液が流れる循環流路上に、ファインバブル発生装置、及び水素化反応容器（例、触媒固定管）が配置された反応系が挙げられる。循環型反応系の具体例としては、例えば、図１の模式図に示す構成を有する反応系が挙げられる。図１の模式図では、容器１に保持された反応液が、反応液排出部２から排出され、ポンプ３、水素ガス合流部４、加熱オーブン５、ファインバブル発生装置６（例、マイクロミキサー）、反応液背圧調整器７、水素化反応容器８（例、触媒固定管）の順に循環し、反応液回収部９にて容器１に回収される。図１の模式図ではさらに、水素ガス供給部１０から供給された水素ガスが、水素ガス流量調整器１１を経て、水素ガス合流部４にて反応液と合流する。循環型反応系は、任意の箇所に流量計、圧力計、水素化率監視手段をさらに含んでもよい。以下、図１に示される循環型反応系の各構成要素について説明する。

【0047】

容器１は、反応液を保持するための容器である。容器１の形状としては、閉鎖系容器及び開放系容器が挙げられる。好ましくは、不純物混入防止及び反応制御の観点から、容器１は、閉鎖系容器であってもよい。容器１の材質としては、例えば、金属、ガラス、樹脂が挙げられる。容器１が閉鎖系容器である場合、耐圧性の観点から、容器１は、金属製が好ましい。容器１が閉鎖系容器である場合、反応液は、容器１に満充填されていてもよく、空隙を有して充填されていてもよいが、未反応の水素ガスの蓄積の観点から、空隙を有して充填されることが好ましい。意図せぬ反応を抑制する観点から、容器１は、充分に乾燥していることが好ましい。また、同観点から、容器１は、不活性ガス（例、窒素；ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガス）で置換されていることが好ましい。

【0048】

反応液排出部２は、反応液を容器１から排出するための部分である。反応液排出部２は、固体不純物の混入を抑制するために、フィルターを含んでいてもよい。

【0049】

ポンプ３は、反応液の循環流れを発生させるための装置である。機械的刺激による反応液からの水素ファインバブルの損失を抑制する観点から、ポンプ３は、水素ガス合流部４よりも上流側に接続されていることが好ましい。

【0050】

反応液背圧調整器７は、反応液の背圧を一定化させる装置である。反応液背圧調整器７は、反応液の背圧を一定化させることにより、反応液の流量を一定化させ、反応条件を一定に保持する役割を担う。反応液背圧調整器７としては、例えば、背圧弁、圧力調節弁等の一般的な液体用背圧調整器を用いることができる。

【0051】

反応液回収部９は、循環した反応液を容器１に回収するための部分である。

【0052】

水素ガス供給部１０は、循環型水素化反応装置への水素ガスの供給源である。水素ガス供給部１０としては、例えば、水素ガスボンベが挙げられる。

【0053】

水素ガス流量調整器１１は、水素ガス供給部１０から供給される水素ガスの背圧を一定化させる装置である。水素ガス流量調整器１１は、水素ガスの背圧を一定化させることにより、水素ガスの供給量を一定化させ、反応条件を一定に保持する役割を担う。水素ガス流量調整器１１としては、例えば、背圧弁、圧力調節弁等の一般的なガス用背圧調整器を用いることができる。

【0054】

反応液の循環流量は、ポンプ３及び反応液背圧調整器７によって調節することができる。反応液の循環流量は、例えば０．１ｍＬ／ｍｉｎ以上、好ましくは０．５ｍＬ／ｍｉｎ以上、より好ましくは１．０ｍＬ／ｍｉｎ以上であってもよく、例えば２０ｍＬ／ｍｉｎ以下、好ましくは１８ｍＬ／ｍｉｎ以下、より好ましくは１５ｍＬ／ｍｉｎ以下であってもよい。

【0055】

反応液の循環回数は、例えば１回以上、好ましくは２回以上、より好ましくは３回以上であってもよく、例えば１００００回以下、好ましくは５０００回以下、より好ましくは３０００回以下であってもよい。

【実施例】

【0056】

以下、本発明について実施例を用いて更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「部」及び「％」は、特に断らない限り、質量（重量）基準である。

【0057】

（実施例１）
＜イミン化合物の調製＞
試験管中に溶媒としてのメタノール（２０ｍＬ）、シクロペンタノン（６．６８６ｍｍｏｌ、５９２μＬ）、及び２−アミノエタノール（６．６４７ｍｍｏｌ、４０２μＬ）を添加して反応液とした。反応液をタッチミキサーで攪拌後、室温で３時間静置し、イミン化をして、イミン化合物であるシクロペンチル−２−イミノエタノール（ＣＰＩＥ）を反応液中に生成させた。イミン化反応を下記式に示す。

【0058】

【化5】

【0059】

＜水素化反応によるアミン化合物の生成＞
その後、ＣＰＩＥを含む反応液を、図１に示すように構成された循環型水素化反応装置に導入した。ＣＰＩＥの調製に用いた試験管を、そのまま容器１として用いた。ファインバブル発生装置６として、マイクロミキサーを用いた。液流量５ｍＬ／ｍｉｎ、水素供給量２．５ｍＬ／ｍｉｎとし、ＦＢ発生圧を４．０ＭＰａとし、水素ファインバブル（Ｈ２−ＦＢ）を含有させた反応液をカラムオーブン（ＣＴＯ−１０ＡＣ、ＳＨＩＭＡＺＵ）で６０℃に制御した触媒管（Ｐｄ／Ｃ ＮＸ ｔｙｐｅ ５ｗｔ％（１７０ｍｇ））へ送液してＣＰＩＥを水素化反応させて、アミン化合物であるシクロペンチルアミノエタノール（ＣＰＡＥ）を反応液中に生成させた。水素化反応を下記式に示す。反応後のサンプル中のＣＰＡＥ及びＣＰＩＥの量はＧＣ−ＦＩＤで測定し、収率と転換率を決定した。ファインバブルは５．８×１０^７個であった。

【0060】

【化6】

【0061】

（比較例１）
＜イミン化合物の調製＞
ステンレス製耐圧容器に溶媒としてのメタノール（５ｍＬ）、シクロペンタノン（０．４９ｍｍｏｌ、４３μＬ）、及び２−アミノエタノール（０．５３ｍｍｏｌ、３２μＬ）を添加して反応液とした。反応液を室温で３０分間撹拌し、イミン化をして、イミン化合物であるＣＰＩＥを反応液中に生成させた。

【0062】

＜水素化反応＞
その後、ＣＰＩＥを含む反応液に、水素化触媒としてのＰｄ／Ｃ ＮＸ ｔｙｐｅを５ｗｔ％（１０．６ｍｇ、０．５ｍｏｌ％）添加した。反応液を減圧脱気し、ステンレス製耐圧容器を図２に示すように構成された水素化反応装置に導入してＣＰＩＥを水素化反応させて、アミン化合物であるＣＰＡＥを反応液中に生成させた。３回水素置換した後、水素圧０．５ＭＰａ、１５００ｒｐｍ、反応温度（６０℃）で反応した。反応後のサンプル中のＣＰＡＥ及びＣＰＩＥの量はＧＣ−ＦＩＤで測定し、反応収率を決定した。ファインバブルは、０．６×１０^７個であった。

【0063】

（結果）
実施例及び比較例の結果を表１に示す。これらの結果から、本発明の製造方法を用いることにより、有機化合物を高反応収率で水素化できることが示された。

【0064】

【表1】

【0065】

表１中の略称は以下を意味する。
ＣＰＩＥ：シクロペンチル−２−イミノエタノール
Ｆ．Ｂ．：ファインバブル循環法

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明によれば、イミン化合物を低圧化で効率的に水素化することができる、アミン化合物の製造方法を提供することができる。

【符号の説明】

【0067】

１ 容器
２ 反応液排出部
３ ポンプ
４ 水素ガス合流部
５ 加熱オーブン
６ ファインバブル発生装置（マイクロミキサー）
７ 反応液背圧調整器
８ 水素化反応容器（触媒固定管）
９ 反応液回収部
１０ 水素ガス供給部
１１ 水素ガス流量調整器

【図1】

【図2】