特許 6242747 イソソルビドの製造方法及びそれに用いたイオン液体のリサイクル方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6242747

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】イソソルビドの製造方法及びそれに用いたイオン液体のリサイクル方法

(51)【国際特許分類】

   C07D 493/04 20060101AFI20171127BHJP

   C07B 61/00 20060101ALN20171127BHJP

【ＦＩ】

   C07D493/04 101D

   !C07B61/00 300

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-112265(P2014-112265)

(22)【出願日】2014年5月30日

(65)【公開番号】特開2015-224247(P2015-224247A)

(43)【公開日】2015年12月14日

【審査請求日】2017年2月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】304020177

【氏名又は名称】国立大学法人山口大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000000206

【氏名又は名称】宇部興産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001612

【氏名又は名称】きさらぎ国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】上村 明男

(72)【発明者】

【氏名】海磯 孝二

(72)【発明者】

【氏名】松本 紘

【審査官】 谷尾 忍

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００８／０８４７０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００８／０１９２１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特許第６０５４７１６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００７−１０６６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０００４４３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−０４６４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０１７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５６３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１２３５２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 LI, C. et al，Direct conversion of glucose and cellulose to 5-hydroxymethylfurfural in ionic liquid under microwave irradiation，Tetrahedron Letters，２００９年 ７月１５日，vol.50, no.38，p.5403-5405, Supporting Information

【文献】 包全喜ら，酸性イオン液体共存下におけるヘキソースからの５−ヒドロキシメチルフルフラールの製法，化学工学会第39回秋季大会 研究発表講演要旨集，２００７年，Q120

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０７Ｄ ４９３／０４

Ｃ０７Ｂ ６１／００

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

反応溶媒としてイオン液体を用いて、これにｐ−トルエンスルホン酸を添加して、ソルビトールをマイクロウェーブにより１００〜３００℃に加熱することによって、ソルビトールの脱水反応を行う工程を備えることを特徴とするイソソルビドの製造方法。

【請求項2】

前記ｐ−トルエンスルホン酸は、ソルビトールに対して、０．５〜１０ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項１記載のイソソルビドの製造方法。

【請求項3】

前記加熱時間は、５〜６０分であることを特徴とする請求項１又は２記載のイソソルビドの製造方法。

【請求項4】

請求項１乃至３いずれか記載の製造方法によってイソソルビドを製造した後に、イオン液体を回収し、再利用することを特徴とするイオン液体のリサイクル方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、環状エーテル、特に電子・電気材料等に利用可能な樹脂の合成に有用なイソソルビドの製造方法及びそれに用いたイオン液体のリサイクル方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地球上に膨大な量で存在しているセルロースは、グルコースの重合体であり、加水分解することでグルコースへと変換することが出来る。そのグルコースは、ルテニウム触媒やニッケル触媒を用いてソルビトールに変換が可能なことも報告され、最近では白金触媒を用いてセルロースから１ステップでソルビトールに熱分解が可能であることもまた報告されている。

【0003】

ソルビトールは、有望なバイオマス材料として期待されている。ソルビトールを脱水すると１分子脱水のソルビタンや２分子脱水のイソソルビドなどが生成することが報告されており、特に注目されているのがイソソルビドを用いてポリカーボネートを作ることである。本来、ポリカーボネートの原料は石油であるが、石油などの資源には限りがあることも知られており、再生可能資源である糖類から生産されることは重大な役割を果たすことが期待されている。また、２分子脱水であるイソソルビドは浸透圧性利尿薬や血圧降下剤などの薬学の分野でも利用されているため様々な分野で用いられている。

【0004】

ソルビトールの脱水反応は、２０世紀半ばごろから研究されており、硫酸や塩酸やフッ化水素酸などの触媒を用いての脱水が一般的である。例えば特許文献１には、ソルビトールのようなポリオールの脱水素環化による５員環式又は６員環式エーテルの製法において、水及び酸性触媒の存在下に少なくとも１００℃でポリオールを処理する場合に、この処理を、耐酸性水素化触媒の存在下に水素雰囲気中で実施することが記載されている。しかしながら、触媒と反応後の生成物との分離が困難であるなどの問題がある。また、従来のイソソルビドの製造方法は、ソルビトールを有機溶剤や超臨界流体で加熱してイソソルビドを得るものもあり、可燃性の有機溶剤を加熱する際の火災や圧力のリスクがあった。

【0005】

そこで、例えば特許文献２のように、水酸基を少なくとも３個有する多価アルコールの脱水反応により、環状エーテル又はヒドロキシケトンを製造する方法において、反応系に所定の圧力の二酸化炭素を導入して、該二酸化炭素と高温水の存在下、無機酸や固体触媒を用いない環境調和型プロセスで、当該多価アルコールを脱水させる方法が開発されている。また、非特許文献１には、触媒を用いずに亜臨界水中でソルビトールを加熱し脱水反応を行い、その際に以下に示す５成分が生成することが報告されている。

【0006】

【化1】

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１１−２０９３６１号公報

【特許文献2】特開２００９−２５６３４７号公報

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】Aritomo Yamaguchi et al “Sorbitol dehydration in high temperature liquid water” Green Chem.,2011,13,873-881

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献２に記載の方法では、２００〜４００℃の高温水と二酸化炭素を含む反応系で実施することが開示されているが、高温および高圧に耐えうる反応器を必要とする問題がある。また、実施例９に記載されているように、６価のアルコールであるソルビトールからイソソルビドを得る場合には、十分な収率が得られていない。また、非特許文献１に記載の反応ではイソソルビドを最大の収率で得るには１０時間以上も要するという問題がある。

【0010】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、超臨界流体や高圧反応器を用いることなく、短時間で収率良くイソソルビドをはじめとする環状エーテルを得ることができる、環境親和性の高い環状エーテルの製造方法及びそれに用いたイオン液体のリサイクル方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明者らは、以上の目的を達成するために、鋭意検討した結果、難燃性で不揮発性のイオン液体を反応溶媒として用い、マイクロウェーブによって特定の温度で加熱を行う多価アルコールの脱水反応により、超臨界流体や高圧反応器を用いることなく、短時間で収率良く環状エーテルを製造できることを見出し、本発明に至った。また、本発明者らは、上記条件で環状エーテルを製造することにより、イオン液体を容易に回収し、再利用できることを見出し、本発明に至った。

【0012】

すなわち本発明は、反応溶媒としてイオン液体を用いて、少なくとも３個以上の水酸基を有する多価アルコールをマイクロウェーブにより１００〜３００℃に加熱することによって、多価アルコールの脱水反応を行う工程を備えることを特徴とする環状エーテルの製造方法に関する。

【0013】

また、本発明は、上記記載の製造方法によって環状エーテルを製造した後に、イオン液体を回収し、再利用することを特徴とするイオン液体のリサイクル方法に関する。

【発明の効果】

【0014】

以上のように、本発明によれば、超臨界流体や高圧反応器を用いることなく、短時間で収率良くイソソルビドをはじめとする環状エーテルを得ることができる、環境親和性の高い環状エーテルの製造方法及びそれに用いたイオン液体のリサイクル方法を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明に係る環状エーテルの製造方法において、使用される多価アルコールとしては、少なくとも３個以上の水酸基を有していれば特に制限はないが、好ましくは３〜９価、より好ましくは５〜７価、特に好ましくは６価のアルコールである。多価アルコールとして、具体的には、グリセリン、エリトリトール、Ｄ−アラビトール、キシリトール、Ｄ−リビトール、ガラクチトール、ソルビトール、Ｄ−マンニトール、β−セドヘプチトール、マルチトールのような多価アルコールや、マルトース、スクロース、ラクトース、セロビオース、トレハロース、シクロデキストリン、グリコーゲン、アミロペクチン、アミロース、グルコース、セルロースのようなグルコースを構成単位とするグルカンなどが挙げられ、中でも特にソルビトールが好ましい。

【0016】

本発明は、反応溶媒としてイオン液体を用いることを特徴とする。イオン液体は、室温でも液体として存在する塩であり、高導電性、高溶解性、低粘性、不揮発性、難燃性などの特徴を有する。そして、その特殊な物性から、環境調和型反応溶媒や電気化学デバイス分野などで研究が進められている。イオン液体は、その不揮発性、難燃性という特徴から高温で反応させることができ、尚且つ安全に反応を行うことができる。また、その熱に対する安定性から再利用可能な溶媒でもある。以上の優れた利点に加え、ソルビトールなどの多価アルコールを可溶化できる特性を持ち、特にイオン液体の塩化物塩での可溶化は数多く報告されている。

【0017】

本発明において反応溶媒として用いられるイオン液体は、具体的には、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［ｅｍｉｎ］［ＴＦＳＡ］）、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［ｂｍｉｎ］［ＴＦＳＡ］）、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［ＰＰ１３］［ＴＦＳＡ］）、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［Ｐ１３］［ＴＦＳＡ］）、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］）、１−アリル−３−ブチルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［ＡＢＩｍ］［ＴＦＳＡ］）、１−アリル−３−エチルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［ＡＥＩｍ］［ＴＦＳＡ］）、１，３−ジアリルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［ＡＡＩｍ］［ＴＦＳＡ］）、１−Ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム ヘキサフルオロフォステート（［ＢＭＩ］［ＰＦ_６］）、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム ヘキサフルオロフォステート（［ＢＭＰ］［ＰＦ_６］）、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム ヘキサフルオロフォステート（［ＯＭＩ］［ＰＦ_６］）、１−ブチルピリジニウム ヘキサフルオロフォステート、１−ヘキシルピリジニウム ヘキサフルオロフォステートなどが挙げられ、中でも特に、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［ｅｍｉｎ］［ＴＦＳＡ］）、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［ｂｍｉｎ］［ＴＦＳＡ］）、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［ＰＰ１３］［ＴＦＳＡ］）、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［Ｐ１３］［ＴＦＳＡ］）が好ましく、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウム ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］）が特に好ましい。上記イオン液体は、単独でも、２種以上を組み合わせて使用することもできる。

【0018】

また、本発明においては、反応溶媒としてイオン液体を用いるだけで十分に本発明の効果を奏することができるが、反応溶媒には、塩酸、硫酸、硝酸、ｐ−トルエンスルホン酸、リン酸、炭酸、ホウ酸、次亜塩素酸、ハロゲン化水素などの酸触媒を加えることが好ましい。酸触媒は、中でも特に、塩化水素（塩酸）、臭化水素、ヨウ化水素、次亜塩素酸、硫酸、ｐ−トルエンスルホン酸が好ましい。酸触媒を加えることで、脱水反応を促進させる効果を発揮し、また環状エーテルの選択性を向上させることもあるため好ましい。上記酸触媒は、多価アルコールに対して０．１〜５０ｍｏｌ％の割合で添加することが好ましく、０．５〜１０ｍｏｌ％がより好ましい。

【0019】

また、本発明は、マイクロウェーブ加熱を行うことを特徴とする。マイクロウェーブ加熱は、マイクロ波と物質の相互作用を利用した加熱方法である。マイクロウェーブを使った加熱では、従来の加熱方法では時間がかかっていた反応が短時間で進行するようになり、不純物を与えることがなくなるなど、環境親和性の高いグリーンな合成法として注目され、多くの反応に用いられている。マイクロウェーブ加熱を行うことによって、反応速度を向上させることができる。反応速度を向上させることができる理由としては、内部から急速に加熱することが反応を加速させる主な要因として考えられている。さらに、イオン液体もまた極性が高いため、マイクロ波による加熱に適している。

【0020】

マイクロウェーブ加熱は、例えばオーブン或いはマイクロ波装置などの加熱装置を用いて好適に行うことができる。マイクロウェーブ加熱を日本で行う際には、一般的には日本の国内法（電波法）に基づいて２．４５ＧＨｚで行う。

【0021】

本発明において、マイクロウェーブ加熱による反応温度は、１００〜３００℃であり、１００〜２１０℃が好ましく、１４０〜２１０℃がより好ましく、１５０〜２００℃が特に好ましい。１００℃未満では脱水反応がはじまらず、３５０℃を超えるとイオン液体が分解しはじめ、４００℃を超えるとイオン液体が分解してしまい、再利用できなくなるため好ましくない。また、本発明において、マイクロウェーブ加熱は高圧を必要とせず、常圧で行うことができる。

【0022】

また、マイクロウェーブによる加熱時間は、１〜１２０分が好ましく、５〜６０分が特に好ましい。加熱時間が１分未満では脱水反応が十分に進行せず、１２０分を超えるとエネルギーを過大に消費する傾向にあるため好ましくない。

【0023】

次に、本発明に係る環状エーテルの製造方法及びイオン液体のリサイクル方法について、ソルビトールの脱水反応によりイソソルビドを製造する方法を例に説明する。

【0024】

ソルビトールを上記条件下において、脱水反応させると黒色の液体である反応混合物が得られる。この反応混合物は、塩化メチレン、クロロホルム、酢酸エチルなどから選ばれる溶媒を用いて溶解しながら吸引ろ過する第１ろ過工程と、前記第１ろ過工程で溶解しきれなかった残渣をメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどから選ばれる溶媒を用いて溶解しながら吸引ろ過する第２ろ過工程と、前記第１及び第２ろ過工程で得られたろ液を減圧留去する濃縮工程と、前記濃縮工程によって濃縮されたろ液を水で抽出し塩化メチレン、クロロホルム、酢酸エチルなどから選ばれる溶媒で洗浄する抽出・分液工程と、を経ることにより、主に、イソソルビド、１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトール、２，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールを含有した水相と、イオン液体（［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］）を含有する有機相とに分離することができる。なお、水相からイソソルビドを単離する方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法によって単離することができる。

【0025】

水相に含まれる環状エーテル混合物が、イソソルビド、１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトール、２，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールを含有していることは、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、ＮＭＲ、質量分析（ＭＳ）などを用いることにより確認することができる。

【0026】

本発明の特徴として、水相に含まれる環状エーテル混合物の中には、非引用文献１のAritomo Yamaguchiらの研究で得られた１，４−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールが含まれていないことが挙げられる。上記についてはいくつかの原因が考えられるが、例えば、マイクロウェーブ加熱により反応が早く進み、１，４−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールがより安定なイソソルビドに素早く変換されたことなどが考えられる。

【0027】

また、有機相のイオン液体は、溶媒である塩化メチレンなどを減圧留去して回収するだけで、容易に再利用することが可能である。したがって、高価であるイオン液体を用いる上でコストの問題を解決することができる。

【0028】

また、反応溶媒に酸触媒を加えた場合、酸触媒は、イオン液体には含まれない。その理由としては、回収したイオン液体中にトルエンスルホン酸のピークは確認できないこと、回収したイオン液体を酸を追加することなく再利用すると、ソルビトールは変換されないことなどが挙げられる。そのため、上記有機相のイオン液体は、酸触媒と分離するなどの必要はなく、容易に再利用することが可能であるといえる。

【0029】

上記脱水反応における反応条件は、前述の通りであるが、中でも特に、イソソルビドを選択的に、最も収率良く得るためには、マイクロウェーブ加熱による反応温度を１００〜３００℃、好ましくは１００〜２１０℃、より好ましくは１４０〜２１０℃、特に好ましくは１５０〜２００℃、反応時間を５〜６０分とすることが好ましい。

【0030】

本発明によれば、イオン液体を用い、マイクロウェーブ加熱を行うことにより、短時間で収率良くイソソルビドをはじめとする環状エーテルを製造することができる。すなわち、マイクロウェーブで加熱を行うことにより、同じ条件で行った砂浴での加熱よりも早い速度で反応が進行する。さらに、温度や時間を限定することによって、２分子脱水を選択的に生成することできる。しかし、加熱しすぎると各成分が分解され、収率が減少する可能性がある。また、イオン液体も高い収率で回収でき、また繰り返し使用することができるため、イオン液体のコスト問題を解決できる可能性がある。

【実施例】

【0031】

以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではない。先ず、本実施例で用いた測定方法を以下に示す。

【0032】

（モル収率（％））
実施例において得られた水相に内部標準物質としてフルクトースを０．０１ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（日本分光 ＲＩ−２０３１型）で測定し、内部標準法によってソルビトールに対するイソソルビドの収率、及び１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールと２，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールとの合計収率を算出した。ＨＰＬＣの測定条件は、カラム（Ｗａｔｅｒｓ社製 Ｘｂｒｉｄｇｅ Ａｍｉｄｅカラム ３．５μｍ Ｐａｒｔ ｎｏ．１８６００４８６８）；４．６×１００ｍｍ、流速；０．５ｍｌ／ｍｉｎ、分析時間；１５ｍｉｎ、移動相成分比； アセトニトリル：水＝８０：２０で行った。

【0033】

（イオン液体の回収率（％））
イオン液体の回収率は、反応前のイオン液体と、反応後の塩化メチレンを減圧蒸留した有機相との重量を比較することにより算出した。

【0034】

（実施例１）
５０ｍｌナスフラスコにソルビトール０．２０２０ｇとイオン液体［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］２．７７１８ｇ（約２ｍｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸０．００９３ｇ（ソルビトールに対して５ｍｏｌ％）を混合させマイクロウェーブ（簡易型マイクロ波反応装置、四国計測社製）を用いて１３０℃で３０分間加熱した。次に反応混合物を塩化メチレンで溶解させ吸引ろ過し、２００ｍｌナスフラスコに移して塩化メチレンを減圧留去した。次に塩化メチレンで溶解しなかった反応混合物を、メタノールを加えて溶解させ吸引ろ過し、ろ液を２００ｍｌナスフラスコに移してメタノールを減圧留去した。減圧留去したろ液に３０ｍｌの水を加えて溶解し、塩化メチレン（３０ｍｌ×１０）で洗浄し、水相側と有機相側それぞれを減圧留去し、反応混合物を水相および有機相に分離した。
次に、前記水相に内部標準物質としてフルクトースを０．２０５２ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、０．３ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収量は０．０３６４ｇであり、収率は２２％であった。１分子脱水した生成物はそのほとんどが１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールであり、収量は０．０４６７ｇであり、収率は２６％であった。また、このときのイオン液体回収量は２．５９８５ｇで、回収率は９４％であった。

【0035】

（実施例２）
５０ｍｌナスフラスコにソルビトール０．２０２４ｇとイオン液体［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］２．８０１７ｇ（約２ｍｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸０．０１１８ｇ（ソルビトールに対して５ｍｏｌ％）を混合させマイクロウェーブ（簡易型マイクロ波反応装置、四国計測社製）を用いて１５０℃で１０分間加熱した。次に反応混合物を塩化メチレンで溶解させ吸引ろ過し、２００ｍｌナスフラスコに移して塩化メチレンを減圧留去した。次に塩化メチレンで溶解しなかった反応混合物を、メタノールを加えて溶解させ吸引ろ過し、ろ液を２００ｍｌナスフラスコに移してメタノールを減圧留去した。減圧留去したろ液に３０ｍｌの水を加えて溶解し、塩化メチレン（３０ｍｌ×１０）で洗浄し、水相側と有機相側それぞれを減圧留去し、反応混合物を水相および有機相に分離した。
次に、前記水相に内部標準物質としてフルクトースを０．２０１５ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、３．０ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収量は０．０６３９ｇであり、収率は３９％であった。１分子脱水した生成物はそのほとんどが１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールであり、収量は０．０５２８ｇであり、収率は２９％であった。また、このときのイオン液体回収量は２．３７１０ｇで、回収率は８５％であった。

【0036】

（実施例３）
５０ｍｌナスフラスコにソルビトール０．１９５４ｇとイオン液体［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］２．３４７２ｇ（約２ｍｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸０．００１８ｇ（ソルビトールに対して１ｍｏｌ％）を混合させマイクロウェーブ（簡易型マイクロ波反応装置、四国計測社製）を用いて１８０℃で１０分間加熱した。次に反応混合物を塩化メチレンで溶解させ吸引ろ過し、２００ｍｌナスフラスコに移して塩化メチレンを減圧留去した。次に塩化メチレンで溶解しなかった反応混合物を、メタノールを加えて溶解させ吸引ろ過し、ろ液を２００ｍｌナスフラスコに移してメタノールを減圧留去した。減圧留去したろ液に３０ｍｌの水を加えて溶解し、塩化メチレン（３０ｍｌ×１０）で洗浄し、水相側と有機相側それぞれを減圧留去し、反応混合物を水相および有機相に分離した。
次に、前記水相に内部標準物質としてフルクトースを０．２０１７ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、３．０ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収量は０．０６６４ｇであり、収率は４１％であった。１分子脱水した生成物はそのほとんどが１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールであり、収量は０．０３３６ｇであり、収率は１９％であった。また、このときのイオン液体回収量は２．２７２７ｇで、回収率は９７％であった。

【0037】

（実施例４）
５０ｍｌナスフラスコにソルビトール０．２０２９ｇとイオン液体［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］２．３６４３ｇ（約２ｍｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸０．００１８ｇ（ソルビトールに対して１ｍｏｌ％）を混合させマイクロウェーブ（簡易型マイクロ波反応装置、四国計測社製）を用いて１８０℃で３０分間加熱した。次に反応混合物を塩化メチレンで溶解させ吸引ろ過し、２００ｍｌナスフラスコに移して塩化メチレンを減圧留去した。次に塩化メチレンで溶解しなかった反応混合物を、メタノールを加えて溶解させ吸引ろ過し、ろ液を２００ｍｌナスフラスコに移してメタノールを減圧留去した。減圧留去したろ液に３０ｍｌの水を加えて溶解し、塩化メチレン（３０ｍｌ×１０）で洗浄し、水相側と有機相側それぞれを減圧留去し、反応混合物を水相および有機相に分離した。
次に、前記水相に内部標準物質としてフルクトースを０．２０６１ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、３．０ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収量は０．０７０４ｇであり、収率は４３％であった。１分子脱水した生成物はそのほとんどが１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールであり、収量は０．００７１ｇであり、収率は４％であった。また、このときのイオン液体回収量は２．２４９３ｇで、回収率は９５％であった。

【0038】

（実施例５）
５０ｍｌナスフラスコにソルビトール０．１９９７ｇとイオン液体［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］２．３８２９ｇ（約２ｍｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸０．００５８ｇ（ソルビトールに対して３ｍｏｌ％）を混合させマイクロウェーブ（簡易型マイクロ波反応装置、四国計測社製）を用いて１８０℃で１０分間加熱した。次に反応混合物を塩化メチレンで溶解させ吸引ろ過し、２００ｍｌナスフラスコに移して塩化メチレンを減圧留去した。次に塩化メチレンで溶解しなかった反応混合物を、メタノールを加えて溶解させ吸引ろ過し、ろ液を２００ｍｌナスフラスコに移してメタノールを減圧留去した。減圧留去したろ液に３０ｍｌの水を加えて溶解し、塩化メチレン（３０ｍｌ×１０）で洗浄し、水相側と有機相側それぞれを減圧留去し、反応混合物を水相および有機相に分離した。
次に、前記水相に内部標準物質としてフルクトースを０．２０４２ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、３．０ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収量は０．０９０４ｇであり、収率は５６％であった。１分子脱水した生成物はそのほとんどが１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールであり、収量は０．００９５ｇであり、収率は５％であった。また、このときのイオン液体回収量は２．２９３ｇで、回収率は９６％であった。

【0039】

（実施例６）
５０ｍｌナスフラスコにソルビトール０．１９９９ｇとイオン液体［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］２．２８２７ｇ（約２ｍｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸０．００９６ｇ（ソルビトールに対して５ｍｏｌ％）を混合させマイクロウェーブ（簡易型マイクロ波反応装置、四国計測社製）を用いて１８０℃で３０分間加熱した。次に反応混合物を塩化メチレンで溶解させ吸引ろ過し、２００ｍｌナスフラスコに移して塩化メチレンを減圧留去した。次に塩化メチレンで溶解しなかった反応混合物を、メタノールを加えて溶解させ吸引ろ過し、ろ液を２００ｍｌナスフラスコに移してメタノールを減圧留去した。減圧留去したろ液に３０ｍｌの水を加えて溶解し、塩化メチレン（３０ｍｌ×１０）で洗浄し、水相側と有機相側それぞれを減圧留去し、反応混合物を水相および有機相に分離した。
次に、前記水相に内部標準物質としてフルクトースを０．２０１６ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、３．０ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収量は０．０６３２ｇであり、収率は３９％であった。１分子脱水した生成物はそのほとんどが１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールであり、収量は０．００１３ｇであり、収率は１％であった。また、このときのイオン液体回収量は２．１９９５ｇで、回収率は９６％であった。

【0040】

（実施例７）
５０ｍｌナスフラスコにソルビトール０．２０６６ｇとイオン液体［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］２．９６３７ｇ（約２ｍｌ）およびｐ−トルエンスルホン酸０．０１０２ｇ（ソルビトールに対して５ｍｏｌ％）を混合させマイクロウェーブ（簡易型マイクロ波反応装置、四国計測社製）を用いて２００℃で１０分間加熱した。次に反応混合物を塩化メチレンで溶解させ吸引ろ過し、２００ｍｌナスフラスコに移して塩化メチレンを減圧留去した。次に塩化メチレンで溶解しなかった反応混合物を、メタノールを加えて溶解させ吸引ろ過し、ろ液を２００ｍｌナスフラスコに移してメタノールを減圧留去した。減圧留去したろ液に３０ｍｌの水を加えて溶解し、塩化メチレン（３０ｍｌ×１０）で洗浄し、水相側と有機相側それぞれを減圧留去し、反応混合物を水相および有機相に分離した。
次に、前記水相に内部標準物質としてフルクトースを０．１９５２ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、３．０ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収量は０．０７４５ｇであり、収率は４５％であった。１分子脱水した生成物はそのほとんどが１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールであり、収量は０．００８４ｇであり、収率は５％であった。また、このときのイオン液体回収量は２．９０８８ｇで、回収率は９８％であった。

【0041】

（実施例８）
５０ｍｌナスフラスコにソルビトール０．２０ｇとイオン液体［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］２ｍｌおよびｐ−トルエンスルホン酸０．０００４ｇ（ソルビトールに対して０．２ｍｏｌ％）を混合させマイクロウェーブ（簡易型マイクロ波反応装置、四国計測社製）を用いて１５０℃で１０分間加熱した。次に反応混合物を塩化メチレンで溶解させ吸引ろ過し、５００ｍｌナスフラスコに移して塩化メチレンを減圧留去した。次に塩化メチレンで溶解しなかった反応混合物を、メタノールを加えて溶解させ吸引ろ過し、ろ液を５００ｍｌナスフラスコに移してメタノールを減圧留去した。ブフナーロートに残った固体（黒色固体）は１５０℃のオーブンで乾燥させ、減圧留去したろ液は３０ｍｌの水で抽出し、塩化メチレン（３０ｍｌ×１０）で洗浄し、水相側と有機相側それぞれを減圧留去し、反応混合物を固体、水相、および有機相に分離した。
次に、前記水相に内部標準物質としてフルクトースを０．０１ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、３．０ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収率は３．２ｍｏｌ％で、１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールと２，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールの合計収率は、３４．１ｍｏｌ％であった。また、このときのイオン液体回収率は、９７．５％であった。

【0042】

（実施例９）
５０ｍｌナスフラスコにソルビトール０．２０ｇとイオン液体［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］２ｍｌおよびｐ−トルエンスルホン酸０．００９５ｇ（ソルビトールに対して５ｍｏｌ％）を混合させマイクロウェーブ（簡易型マイクロ波反応装置、四国計測社製）を用いて２００℃で５分間加熱した。次に反応混合物を塩化メチレンで溶解させ吸引ろ過し、５００ｍｌナスフラスコに移して塩化メチレンを減圧留去した。次に塩化メチレンで溶解しなかった反応混合物を、メタノールを加えて溶解させ吸引ろ過し、ろ液を５００ｍｌナスフラスコに移してメタノールを減圧留去した。ブフナーロートに残った固体（黒色固体）は１５０℃のオーブンで乾燥させ、減圧留去したろ液は３０ｍｌの水で抽出し、塩化メチレン（３０ｍｌ×１０）で洗浄し、水相側と有機相側それぞれを減圧留去し、反応混合物を固体、水相、および有機相に分離した。
次に、前記水相に内部標準物質としてフルクトースを０．０１ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、３．０ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収率は３４．２ｍｏｌ％で、１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールと２，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールの合計収率は、１２．８ｍｏｌ％であった。また、このときのイオン液体回収率は、９９．４％であった。

【0043】

（実施例１０）
５０ｍｌナスフラスコにソルビトール０．２０ｇとイオン液体［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］２ｍｌおよびｐ−トルエンスルホン酸０．００９５ｇ（ソルビトールに対して５ｍｏｌ％）を混合させマイクロウェーブ（簡易型マイクロ波反応装置、四国計測社製）を用いて２００℃で３０分間加熱した。次に反応混合物を塩化メチレンで溶解させ吸引ろ過し、５００ｍｌナスフラスコに移して塩化メチレンを減圧留去した。次に塩化メチレンで溶解しなかった反応混合物を、メタノールを加えて溶解させ吸引ろ過し、ろ液を５００ｍｌナスフラスコに移してメタノールを減圧留去した。ブフナーロートに残った固体（黒色固体）は１５０℃のオーブンで乾燥させ、減圧留去したろ液は３０ｍｌの水で抽出し、塩化メチレン（３０ｍｌ×１０）で洗浄し、水相側と有機相側それぞれを減圧留去し、反応混合物を固体、水相、および有機相に分離した。
次に、前記水相に内部標準物質としてフルクトースを０．０１ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、３．０ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収率は４０．５ｍｏｌ％で、１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールと２，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールの合計収率は、３．２ｍｏｌ％であった。また、このときのイオン液体回収率は、９８．８％であった。

【0044】

（実施例１１）
５０ｍｌナスフラスコにソルビトール０．２０ｇとイオン液体［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］２ｍｌおよびｐ−トルエンスルホン酸０．００９５ｇ（ソルビトールに対して５ｍｏｌ％）を混合させマイクロウェーブ（簡易型マイクロ波反応装置、四国計測社製）を用いて２００℃で６０分間加熱した。次に反応混合物を塩化メチレンで溶解させ吸引ろ過し、５００ｍｌナスフラスコに移して塩化メチレンを減圧留去した。次に塩化メチレンで溶解しなかった反応混合物を、メタノールを加えて溶解させ吸引ろ過し、ろ液を５００ｍｌナスフラスコに移してメタノールを減圧留去した。ブフナーロートに残った固体（黒色固体）は１５０℃のオーブンで乾燥させ、減圧留去したろ液は３０ｍｌの水で抽出し、塩化メチレン（３０ｍｌ×１０）で洗浄し、水相側と有機相側それぞれを減圧留去し、反応混合物を固体、水相、および有機相に分離した。
次に、前記水相に内部標準物質としてフルクトースを０．０１ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、３．０ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収率は３９．３ｍｏｌ％で、１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールと２，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールの合計収率は、２．１ｍｏｌ％であった。また、このときのイオン液体回収率は、９８．３％であった。

【0045】

（実施例１２）
５０ｍｌナスフラスコにソルビトール０．２０ｇとイオン液体［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＡ］２ｍｌを混合させ、マイクロウェーブ（簡易型マイクロ波反応装置、四国計測社製）を用いて２２０℃で３０分間加熱した。次に反応混合物を塩化メチレンで溶解させ吸引ろ過し、５００ｍｌナスフラスコに移して塩化メチレンを減圧留去した。次に塩化メチレンで溶解しなかった反応混合物を、メタノールを加えて溶解させ吸引ろ過し、ろ液を５００ｍｌナスフラスコに移してメタノールを減圧留去した。ブフナーロートに残った固体（黒色固体）は１５０℃のオーブンで乾燥させ、減圧留去したろ液は３０ｍｌの水で抽出し、塩化メチレン（３０ｍｌ×１０）で洗浄し、水相側と有機相側それぞれを減圧留去し、反応混合物を固体０．００２１ｇ、水相０．１８１１ｇ、有機相２．５９０９ｇに分離して得た。
次に、前記水相に内部標準物質としてフルクトースを０．０１ｇ、超純水を１０ｍｌ加え、フィルターに通した後、ＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、３．０ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収率は０．０ｍｏｌ％で、１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールと２，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールの合計収率は、１０．４ｍｏｌ％であった。また、このときのイオン液体回収率は、１００．３％であった。

【0046】

（実施例１３）
マイクロウェーブを用いた加熱を２５０℃で３０分間に変えたこと以外は、実施例１２と同様にして、実施例１３の反応混合物を得た。得られた反応混合物を実施例１２と同様に操作することにより、固体０．００３９ｇ、水相０．２０１６ｇ、有機相２．４１８４ｇを得た。
水相を実施例１２と同様にＨＰＬＣ（ウォーターズＸＢｒｉｄｇｅＡｍｉｄｅ３．５μｍ、４．６×１００ｍｍ、ＣＨ_３ＣＮ−水７５：２５、３．０ｍｌ／ｍｉｎ）で測定したところ、ソルビトールに対するイソソルビドの収率は１１．２ｍｏｌ％で、１，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールと２，５−アンヒドロ−ｄ−ソルビトールの合計収率は、２３．７ｍｏｌ％であった。また、このときのイオン液体回収率は、９４．２％であった。