関大グループ、カプロラクタムの新製法開発

2006-04-15 (土)
化学合成
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カプロラクタム関西大学工学部の石井康敬教授、坂口聡助教授らのグループは、ナイロン６の原料カプロラクタム（ＣＰＬ）をシクロヘキサンからワンポット（同一反応器内）で高効率に合成する新規製造技術（特許申請中）の開発に成功した。副生成物である硫安をまったく併産しないほか一連の反応がワンポットで進むため混合物の単離操作が不要、７５％以上の高収率でＣＰＬが得られることなどを確認している。(引用：化学工業日報)

ナイロン6の原料であるε-カプロラクタムの新合成法のニュースです。最近、住友化学がゼオライト触媒を用いた硫安フリーのラクタム製法を開発しましたが、この方法は、今までと同様にシクロヘキサノンからでした。シクロヘキサンは、シクロヘキサンを空気酸化することでシクロヘキサノンとし、さらに生じたアルコールを酸化することで得られます。

それに対して、石井教授らは、シクロヘキサンから一挙にシクロヘキサンオキシムを構築するという手法を開発しました。シクロヘキサンからシクロヘキサンオキシムとする手法は以前から知られていましたが、その方法は有毒な塩化ニトロシル(NOCl)を用いる必要があり、また生成したシクロヘキサノンオキシムは、塩酸塩となるため、多量の廃棄物が生じます。

そこで、石井らはNHPI （N-ヒドロキシフタルイミド）触媒と亜硝酸第３級ブチルを用いたラジカル反応によりワンポットで容易にシクロヘキサンオキシムへ変換できるニトロソシクロヘキサンを合成しました。反応後、亜硝酸第三級ブチルは第三級ブタノールとなり環境にもやさしいということです。

ちなみにシクロヘキサンオキシムからはBeckmann転位により、カプロラクタムに変換できます。