シクロヘキセン１，４−カルボキシレート
本発明は、１位および４位、場合により２位にカルボキシレート誘導体を有するシクロヘキセンに関する。本発明は、利用する出発原料の一部が再生可能資源に由来する、そのような化合物を調製するプロセスにも関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている２００９年６月１６日出願の「NOVEL TEREPHTHALIC AND TRIMELLITIC BASED ACIDS AND CARBOXYLATE DERIVATIVES THEREOF」という表題の米国仮出願第61/187,444号からの優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、新規なベンゼン１，４−ジカルボキシレート化合物（テレフタル酸およびそのカルボキシレート誘導体）およびそれから調製される重要な再生可能な含有物を有する生成物に関する。本発明は、利用する出発原料の一部が再生可能資源に由来する、ベンゼン１，４−ジカルボキシレート化合物（テレフタル酸およびそのカルボキシレート誘導体）を調製するプロセスにも関する。本発明は、これらのプロセスで調製される新規なシクロヘキセン１，４−ジカルボキシレート系の中間体ならびにこれらの中間体の置換および非置換シクロヘキサン１，４−ジカルボキシレートおよびそれらの誘導体への転換にも関する。本発明は、それら自体が再生可能資源に由来する出発原料に由来するそのような化合物から調製される生成物にも関する。
【背景技術】
【０００３】
テレフタル酸およびトリメリット酸は、それぞれ、１位および４位、ならびに１位、２位および４位にカルボキシレート基を有するベンゼン環を含む。これらの酸およびそれらのカルボキシレート誘導体は、ポリエステルおよび可塑剤などの様々な市販の製品において有用である。現在のところ、これらの酸およびそれらのカルボキシレート誘導体は、ｐ−キシレンなどの石油系の出発原料から商業的に合成されている。炭化水素市場における不安定性および今後使用することができる炭化水素の量が限られていることが原因で、そのような重要な化合物を再生可能資源から調製する方法が開発されることが望ましい。
【０００４】
トウモロコシおよびサトウキビなどの一部の大規模農作物（large agricultural crops）、ならびに食物源として使用することができないそれらの収穫および加工に付随する副産物は、デンプンまたはセルロース系物質を含有し、それらは分解して単純な糖質にすることができ、次いで、有用な生成物に転換することができる。例えば、参照により本明細書に組み込まれているFrostらのUS 5,629,181；FrostのUS 5,168,056；FrostらのUS 5,272,073；Frostの米国特許公開第2007/0178571号、およびFrostらのUS 5,616,496を参照されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
置換および非置換ベンゼン１，４−ジカルボキシレート化合物（テレフタル酸およびそのカルボキシレート誘導体）、ならびに、例えば、バイオマスまたはバイオマスから得ることができる単純な糖質などの再生可能資源から作製するまたは得ることができる出発原料からそのような化合物を調製するプロセスが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明は、少なくとも１つのベンゼン環ならびにベンゼン環の１位および４位に、場合によりベンゼン環の２位にカルボキシレート誘導体を含有する化合物の調製方法を提供する。そのような化合物としては、置換および非置換テレフタル酸ならびにそのカルボキシレート誘導体が挙げられる。置換テレフタレートとしては、１位および４位にカルボン酸基またはそのカルボキシレート誘導体を有するベンゼン環（ベンゼン環は他の炭素で置換されていてもよい）を有する化合物が挙げられる。１つの好ましい実施形態において、ベンゼン環は２位で置換されている。１つの好ましい２位の置換基はカルボン酸またはそのカルボキシレート誘導体である。置換基の別の好ましい基は、フェニル、アルキルまたはハロゲン基を包含する。より好ましい置換テレフタレートとしては、トリメリット酸およびフェニルテレフタル酸が挙げられる。本明細書において使用する場合、カルボキシレートという用語は、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）を含有し、カルボニル基が塩を形成するようにアニオンに、酸素、窒素、硫黄または１もしくは複数のハロゲンなどのヘテロ原子に結合している任意の基を指す。ヘテロ原子は、水素または１もしくは複数のヘテロ原子を場合により含有し得るヒドロカルビル基などの１もしくは複数の他の基に共有結合によりさらに結合することができるか、またはカチオンに電子結合して塩を形成し得る。あるいは、カルボキシレート誘導体は、ニトリルとすることができる。カルボキシレートは、ハロゲン化アシル、カルボン酸、アミド、エステル、チオールエステル、メルカプトカルボニル、無水物、ニトリル、アニオンとの塩またはカチオンとの塩であることが好ましい。好ましいカチオンとしては、アルカリ金属ならびに非置換およびヒドロカルビル置換アンモニウムイオンが挙げられる。カルボキシレートという用語は、本明細書において使用する場合、カルボン酸の形態のカルボキシレート誘導体を包含する。カルボン酸または酸という用語は、本明細書において、酸の形態を他のカルボキシレートの形態と区別する文脈で使用する。これ以降での具体的な使用は、文脈から明らかである。該方法は、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体および１または複数のジエノフィルが１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を形成するような条件下で、１もしくは複数のムコン酸ジエンまたはそのカルボキシレート誘導体を１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、１位および４位に、場合により２位にカルボキシレート誘導体を有する芳香族環を含有する化合物が調製されるような条件下、場合により１または複数の酸化剤の存在下で、シクロヘキセン環含有化合物を１または複数の脱水素触媒と接触させるステップとを含む。カルボキシレート誘導体が１位および４位に存在する場合、該化合物は、本明細書においてテレフタル酸またはそのカルボキシレート誘導体と呼ぶ。最終化合物が芳香族環の１位および４位のカルボキシレート誘導体に加えて２位にカルボキシレートをさらに含有する場合、該化合物は、本明細書においてトリメリット酸またはそのカルボキシレート誘導体と呼ぶ。好ましい実施形態において、カルボキシレート誘導体は、カルボン酸のエステル、好ましくはカルボン酸ヒドロカルビルである。１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体、および１または複数のジエノフィルは、ニートで、または溶媒の存在下で接触させることができる。別の好ましい実施形態において、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、約１３０℃〜約１７０℃の温度で、１または複数のジエノフィルと接触させる。さらに別の実施形態において、不飽和基を含有する化合物の重合を阻害する１または複数の化合物の存在下で、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体および１または複数のジエノフィルを接触させる。さらに別の実施形態において、ディールス・アルダー環化付加触媒（cycloaddition catalyst）（ルイス酸）の存在下で、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体および１または複数のジエノフィルを接触させる。さらに別の実施形態において、様々なムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体をｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ（トランス，トランス）異性体に相互転換する異性化触媒の存在下で、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体および１または複数のジエノフィルを接触させる。
【０００７】
ジエノフィルと反応させる１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体は、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体配置（isomeric arrangement）であることが好ましい。好ましい実施形態において、出発ムコン酸は、微生物合成により調製されたｃｉｓ，ｃｉｓ（シス，シス）ムコン酸である。知られている微生物合成の生成物は、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸異性体である。１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボン酸エステルを１または複数のジエノフィルと反応させるプロセスで使用するムコン酸またはカルボキシレート誘導体は、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓ（シス，トランス）ムコン酸の異性化により調製することが好ましい。好ましい実施形態において、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、ｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸あるいはそのカルボキシレート誘導体がｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体に異性化するような条件下で、溶媒中で、１または複数のｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸あるいはそのカルボキシレート誘導体を１または複数の異性化触媒、紫外線放射源あるいはそれらの両方と接触させることにより、１または複数のｃｉｓ，ｔｒａｎｓおよびｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸あるいはそのカルボキシレート誘導体から調製される。別の好ましい実施形態において、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸は、ａ）水中のｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸を室温より高い高温（約２３℃）に曝露してｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を形成するステップと、ｂ）水中のムコン酸をｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体が水から沈殿する温度まで冷却するステップと、ｃ）ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｄ）ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸がｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような条件下で、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源またはそれらの両方を接触させるステップとを含むプロセスによりｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に転換する。
【０００８】
１つの好ましい実施形態において、エステル形態のムコン酸を１または複数のジエノフィルと反応させる。該エステルは、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体の形態であることが好ましい。ムコン酸の異性化およびエステル化の手順は重要なものではない。したがって、ムコン酸のエステル化形態は、エステル化後に異性化を施してもよい。ムコン酸は、エステル化の前にｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体に異性化することが好ましい。エステル化ステップは、１または複数のムコン酸ジヒドロカルビルが形成する条件下で、１または複数のムコン酸を１または複数のエステル化剤と接触させることにより実施することができる。１または複数のエステル化剤は、適切な反応条件下で、１または複数のムコン酸上にあるカルボン酸の水素をヒドロカルビル基で置換することができる任意の化合物とすることができ、得られるエステルは、前述の通りにジエノフィルと反応させることができる。好ましいエステル化剤は、ヒドロキシル基を含有する炭化水素系化合物である。より好ましいエステル化剤としては、アルカノール、ベンジルアルコールまたはフェノールが挙げられる。１つの好ましい実施形態において、ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓエステルは、ａ）ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような条件下で、溶媒中で、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源、またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルが形成する条件下でｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸をエステル化剤と接触させるステップとにより調製する。別の実施形態において、ジエノフィルと接触させる１または複数のムコン酸のエステルは、ａ）ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸を水中で高温に曝露するステップと、ｂ）水中のムコン酸をｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体が水から沈殿する温度まで冷却するステップと、ｃ）ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｄ）ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸がｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような条件下で、溶媒中で、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源またはそれらの両方を接触させるステップと、ｅ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｆ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルが形成する条件下、１または複数の酸の存在下で、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸をエステル化剤と接触させるステップとにより調製する。別の実施形態において、本発明は、ａ）１または複数のｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルが形成する条件下、酸の存在下で、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸をエステル化剤と接触させるステップと、ｂ）１または複数のｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルを回収するステップと、ｃ）ｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルがｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルに異性化するような期間、溶媒中で、１または複数のｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルならびに１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源またはそれらの両方を接触させるステップとを含むｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルの調製方法である。
【０００９】
１つの好ましい実施形態において、本発明は、ａ）ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、プロトン性または非プロトン性溶媒中、ある温度で、紫外線の存在下、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸およびヨウ素を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）１または複数のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジアルキルが形成する条件下、１または複数の強酸の存在下で、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のアルカノールと接触させるステップと、ｄ）ムコン酸ジアルキルおよびジエノフィルが１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を形成するような条件下、約１３０℃〜約１７０℃の温度で、１または複数のムコン酸ジアルキルを１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、１位および４位にカルボン酸ヒドロカルビルエステルまたはカルボン酸基を有するベンゼン環を含有する１または複数の化合物が調製されるような条件下、場合により１または複数の酸化剤の存在下で、１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を１または複数の脱水素触媒と接触させるステップとを含む置換または非置換ベンゼン１，４ジカルボキシレート（テレフタル酸またはテレフタレートカルボキシレートエステル系化合物）の調製方法である。
【００１０】
一実施形態において、ムコン酸の１または複数のジヒドロカルビルエステルのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体への異性化は、該エステルとジエノフィルとの反応と同じ反応混合物においてｉｎ ｓｉｔｕで実施することができる。この実施形態において、１位および４位にカルボン酸ヒドロカルビルエステルを有するベンゼン環を含有する１または複数の化合物（１または複数のテレフタル酸エステル系化合物）は、１または複数のムコン酸エステルおよび１または複数のジエノフィルが１位および４位にカルボン酸エステル基を有するシクロヘキセン環を有する１または複数の化合物を形成するような条件下、高温で、１または複数のｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸エステルを１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、１位および４位にカルボン酸ヒドロカルビルエステルを有するベンゼン環を含有する１または複数の化合物が調製されるような条件下、場合により１または複数の酸化剤の存在下で、１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を１または複数の脱水素触媒と接触させるステップとを含むプロセスにより調製する。このプロセスは、溶媒、好ましくは非極性の非プロトン性溶媒中で実施することが好ましい。この反応は、約１３０℃〜約１７０℃の温度で実施することが好ましい。一実施形態において、ムコン酸の１または複数の異性体のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体への異性化は、ムコン酸とジエノフィルとの反応と同じ反応混合物においてｉｎ ｓｉｔｕで実施することができる。この実施形態において、１位および４位にカルボン酸ヒドロカルビルエステルを有するベンゼン環を含有する１または複数の化合物（１または複数のテレフタル酸エステル系化合物）は、１または複数のムコン酸異性体および１または複数のジエノフィルが１位および４位にカルボン酸基を有するシクロヘキセン環を有する１または複数の化合物を形成するような条件下、高温で、１または複数のｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、１位および４位にカルボン酸基を有するベンゼン環を含有する１または複数の化合物が調製される、および／またはカルボン酸基がカルボン酸ヒドロカルビル基に転換されるような条件下でエステル化剤と反応するような条件下、場合により１または複数の酸化剤の存在下で、１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を１または複数の脱水素触媒と接触させるステップとを含むプロセスにより調製する。水素化およびエステル化ステップは、いずれの順序で実施してもよい。
【００１１】
一実施形態において、１または複数の出発ジエノフィルは、１または複数のアルケン系化合物である。この実施形態において、１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体と１または複数のアルケン系化合物との反応は、１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体、および１または複数のアルケン化合物が１位および４位にカルボキシレート基を有するシクロヘキセン環を含有する１または複数の化合物を形成するような条件下で、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体を１または複数のアルケン系化合物と接触させるステップを含む。
【００１２】
別の実施形態において、本発明は、１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体、および１または複数のアルキンが１または複数のトリメリテート系の酸、またはそのカルボキシレート誘導体を形成するような条件下で、１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体を、三重結合の１つの炭素に結合しているカルボン酸エステルを有する１または複数のアルキンと接触させるステップを含む１または複数のトリメリテート系化合物の調製方法である。この実施形態において、反応混合物中に存在している酸素などの酸化剤が芳香族化合物への酸化に影響を及ぼすため、別個の脱水素化ステップは必要ではない。
【００１３】
別の実施形態において、本発明は、本明細書に記載のプロセスにより調製される生成物に関する。出発ムコン酸をバイオマスから調製する実施形態において、該プロセスから得られる生成物は、かなりのパーセンテージの再生可能資源に由来する炭素を含有する。ＡＳ（商標）Ｄ６８６６−０８に従って求めたところ、検出可能な微量または量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を含有するため、そのような生成物は珍しい。得られる生成物は、バイオマスなどの再生可能資源に由来する、好ましくは微生物合成による、好ましくは６個以上の炭素、より好ましくは８個以上の炭素を含有する。得られる生成物は、微生物合成により調製される再生可能資源から調製する。ポリマーを調製するのに該生成物を利用する実施形態において、モノマー単位は、バイオマスなどの再生可能資源に由来する、好ましくは６個以上の炭素、より好ましくは８個以上の炭素を含有する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の議論は、総じて本教示に適用する。別段の指定のない限り、全ての範囲は両方の端点および端点の間の全ての数を包含する。範囲に関連して使用する「約」または「およそ」は、その範囲の両端にも適用する。したがって、「約２０〜３０」は、少なくとも指定した端点を含めて、「約２０〜約３０」を包含することを意図している。
【００１５】
特許出願および刊行物を含めた全ての論文ならびに参考文献の開示内容は、本明細書において参照により組み込む。組合せを説明するための「から本質的になる」という用語への言及は、同定されている要素、成分、構成要素またはステップ、ならびにその組合せの基本的な特性および新規な特性に実質的に影響を及ぼさないような他の要素成分、構成要素またはステップを包含すべきである。本明細書における要素、成分、構成要素またはステップの組合せを説明するための「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語の使用は、その要素、成分、構成要素またはステップから本質的になる実施形態も意図している。
【００１６】
複数の要素、成分、構成要素またはステップは、単一の総合的な要素、成分、構成要素またはステップにより提供することができる。あるいは、単一の総合的な要素、成分、構成要素またはステップは、別個の複数の要素、成分、構成要素またはステップに分割してもよい。要素、成分、構成要素またはステップを説明するための「１つ（ａ）」または「１つ（ｏｎｅ）」の開示は、追加の要素、成分、構成要素またはステップを除外することを意図したものではない。同様に、「第１」または「第２」の項目へのいかなる言及も、追加の項目（例えば、第３、第４、またはそれ以上の項目）を除外することを意図したものではなく、別段の指定のない限りそのような追加の項目も意図したものである。本明細書における特定の族に属する元素または金属への全ての言及は、１９８９年にＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ、Ｉｎｃ．が出版し版権を有しているPeriodic Table of the Elementsを参照するものである。族（複数可）へのいかなる言及も、族の番号付けにＩＵＰＡＣ法を使用してPeriodic Table of the Elementsに表されている族（複数可）への言及とすべきである。モノマー単位は、本明細書において使用する場合、ポリマー構造の反復単位を指す。準備をされたか、使用して準備された手段に由来した（Derived from means prepared from or prepared using.）。ヒドロカルビルは、本明細書において使用する場合、場合により１または複数のヘテロ原子を含有し得る、１または複数の炭素原子骨格および水素原子を含有する基を指す。ヒドロカルビル基がヘテロ原子を含有する場合、ヘテロ原子は、当業者によく知られている１または複数の官能基を形成し得る。ヒドロカルビル基は、脂環式、脂肪族、芳香族またはそのようなセグメントの任意の組合せを包含し得る。脂肪族セグメントは線状または分枝状とすることができる。脂肪族および脂環式セグメントは、１または複数の二重および／または三重結合を含み得る。ヒドロカルビル基としては、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、アルカリールおよびアラルキル基が挙げられる。脂環式基は、環状部分および非環状部分の両方を含有し得る。
【００１７】
本発明は、一般に、モノマー物質、ポリマー物質またはそれらの両方の合成に関する。一態様において、本発明は、少なくとも１つの出発原料の源としてバイオマス由来の生成物を使用する合成を対象にしている。例えば、本明細書において取り組む１つの好ましいアプローチは、微生物合成に由来する少なくとも１つのジカルボン酸（例えば、ムコン酸）またはそのカルボキシレート誘導体の使用に関する。当技術分野において教示されている微生物合成プロセスの例としては、参照により本明細書に組み込まれているＦｒｏｓｔら、米国特許第5,616,496号が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１８】
本発明の別の態様は、少なくとも１つのジカルボン酸（例えば、ムコン酸）またはそのカルボキシレート誘導体の異性化に関する。より具体的には、この態様において、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸またはそのエステルをｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ立体配置に異性化する。異性化は、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸をエステル化し、次いで、得られたエステルを異性化するステップ、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸を異性化し、次いで、得られた異性体をエステル化するステップ、またはｉｎ ｓｉｔｕ異性化ステップ（それに従ってｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のジエノフィルの存在下で反応させる）の１または複数を含むアプローチの下で遂行することができる。
【００１９】
本発明の別の態様は、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体からの１または複数のシクロヘキセンの形成に関する。例えば、この態様において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体（例えば、上記の、場合によりバイオマスに由来するｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体）を反応させて、シクロヘキセン環の１位および４位などの少なくとも２つの位置にカルボキシレート誘導体を有するシクロヘキセンを形成することができる。
【００２０】
本発明のさらに別の態様は、上記の１または複数のシクロヘキセン環含有化合物の１または複数のカルボキシレート誘導体の形成に関する。特に、本明細書における教示は、（例えば、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体に由来する）１または複数のシクロヘキセン含有化合物を水素化または脱水素化して、それらのシクロヘキセン水素化生成物（例えば置換シクロヘキサン生成物）またはシクロヘキセン脱水素化生成物（例えば置換ベンゼン生成物）を形成するための反応について記載している。この脱水素化生成物は、置換もしくは非置換テレフタル酸またはそのカルボキシレート誘導体から選択される１または複数の生成物である。
【００２１】
本発明のさらに別の態様は、前述の反応から実現される特性を有する珍しい生成物、およびその後の適用におけるこれらの生成物の使用に関する。
【００２２】
本発明のプロセスは、少なくとも１つのベンゼン環ならびにベンゼン環の１位および４位に、場合によりベンゼン環の２位にカルボキシレートを有する化合物の調製を含む。好ましい実施形態において、これらの生成物は、置換もしくは非置換テレフタル酸またはそのカルボキシレート誘導体と呼ぶことができる。本発明のプロセスは、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体と１または複数のジエノフィルとの反応を必要とする。複数の他のプロセスステップをこのステップと共に含むことができる。所望の生成物の調製に以下のステップを含むことができる。バイオマス中に含有されている糖質、炭水化物またはセルロース系物質のムコン酸、一般にムコン酸のｃｉｓ，ｃｉｓ異性体への転換；ｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸、あるいはそのエステルのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体への異性化；ムコン酸の１または複数のジヒドロカルビルエステルを形成するための１または複数のムコン酸のエステル化；１もしくは複数のカルボン酸またはそのカルボン酸エステルの別のカルボキシレート誘導体形態への転換；各環の１および４、場合により２位にカルボキシレートを有する１または複数のシクロヘキセンまたはベンゼン環含有化合物の形成；ベンゼン環含有化合物を形成するための１もしくは複数のシクロヘキセン化合物の脱水素化またはシクロヘキサン環含有化合物を形成するための１もしくは複数のシクロヘキセン化合物の水素化；ならびに１位、４位、場合により２位にカルボキシレート基を有する１または複数のベンゼン、シクロヘキセン、シクロヘキサンのエステル化。
【００２３】
ムコン酸は、参照により本明細書に組み込まれているＦｒｏｓｔら、米国特許第5,616,496号に記載のプロセスを含めた、当技術分野において知られている任意の手段によりバイオマスから調製することができる。得られる生成物は、一般に、ムコン酸のｃｉｓ，ｃｉｓ異性体の形態で濾過技術により回収する。ムコン酸の、ｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体はジエノフィルと反応せず、したがって、本明細書に記載のジエノフィルとの反応で使用するために異性化する必要がある。ムコン酸を調製する他の方法が知られており、これらのプロセスにより調製されるムコン酸は、本発明のプロセスで出発原料として使用することができる。本明細書に記載のプロセスステップにおいて使用するムコン酸は、好ましくはバイオマスから、より好ましくはバイオマスまたはバイオマスに由来する化合物、例えば炭水化物などを利用する微生物合成そのものにより調製する。
【００２４】
出発原料としてｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を使用する実施形態において、それらは、粗製形態または精製形態で使用することができる。粗製形態で使用する場合、ムコン酸の調製において宿主細胞として使用した微生物を糖質、デンプン、セルロース系物質等から除去することが好ましい。該微生物は、該プロセスで実施する様々な合成ステップへのそれらの干渉を防止するために除去する。該微生物は、濾過などの当技術分野においてよく知られている手段により除去することができる。粗製ムコン酸は、タンパク質、無機塩等を含有し得る。以下に記載の特定の加工手順においては、ムコン酸を精製することが好ましい。精製ｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を、これらのプロセス；ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体の形態への異性化の前にｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓをエステル化するムコン酸のｉｎ ｓｉｔｕ異性化および同じ反応器におけるその後のジエノフィルとの反応に使用することが好ましい。
【００２５】
粗製ｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸は、水または有機溶媒中での溶解およびその後の溶液からの再結晶により精製することができる。一般に、粗製ムコン酸および水または有機溶媒は、ムコン酸を溶解するために加熱する必要がある。周囲温度、約２３℃への冷却により、一般に、精製ムコン酸の沈殿が生じる。周囲温度より低く、約０℃まで冷却することにより、精製ムコン酸の回収率または収率の上昇が容易になる。粗製ムコン酸および水または有機溶媒の混合物は、ムコン酸を溶解するために約５０℃以上まで加熱することが好ましい。混合物の加熱の上限は、ムコン酸の分解および実用性により制限される。このプロセスステップに好ましい有機溶媒は極性の非プロトン性溶媒であり、アルカノールがより好ましい。溶媒として有用なアルカノールは、１または複数の、好ましくは１つのヒドロキシル基をさらに含有する、線状および分枝状炭化水素鎖を含有する化合物を包含する。好ましいアルカノールは、Ｃ１〜６線状および分枝状鎖アルカノールであり、メタノール、エタノール、およびイソプロパノールが最も好ましい。精製ムコン酸の沈殿後、溶媒をデカントして取り除き、固体のムコン酸をさらに乾燥し、すなわち、残留する溶媒を減圧下で蒸発により除去する。このプロセスの供給原料は粗製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸であることが好ましい。
【００２６】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸は、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に直接異性化するか、またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化することができ、次いで、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸をｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化することができる。ｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の混合物は、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化することができる。ムコン酸、またはそのカルボン酸エステルのいずれかをジエノフィルと反応させて、所望の化合物を調製することができる。エステルを使用する場合、ムコン酸は、異性化するか、または最初にエステル化し、次いで、他のプロセスステップを実施することができる。したがって、ｃｉｓ，ｃｉｓムコネート（muconate）をｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコネート（muconate）に変換するために実施する異性化ステップ（複数可）において、出発原料は酸またはカルボン酸エステル形態とすることができる。
【００２７】
一実施形態において、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸、またはそのエステルは、別個のステップでｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体に転換することができる。そのような別個のステップにおいて、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸またはそのエステルを水に溶解または分散し、高温に曝露してｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸、またはそのエステルをｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体に転換する。反応混合物のｐＨが好ましくは約４以上、より好ましくは約４．５以上となるように十分な量の塩基を添加する。反応混合物のｐＨが好ましくは約６以下、より好ましくは約５．５以下となるように十分な量の塩基を添加する。このプロセスステップに使用することができる温度としては、異性化が進行する任意の温度が挙げられる。一実施形態において、該プロセスは、還流条件下で実施する。このプロセスステップは、所望の量のｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸またはそのエステルをｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体に転換する必要がある限り実施する。このプロセスステップは、約１０分以上実施することが好ましい。このプロセスステップは、好ましくは約６０分以下、より好ましくは約３０分以下実施する。反応混合物のｐＨ、反応温度および反応時間は相互依存的である。列挙した好ましい範囲内でｐＨおよび温度が増大すると、必要な反応時間は減少する。温度、ｐＨおよび反応時間は、不要な反応または非実用的な操作を回避しながら異性化を実施するのに必要な時間を最小化するように選択することが好ましい。
【００２８】
一実施形態において、溶媒中で、出発ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体を１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源またはそれらの両方と接触させてｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を形成する。出発ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、ｃｉｓ，ｃｉｓ、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓまたは両方の異性体の形態の任意の組合せとすることができる。該プロセスの条件下でラジカルを発生する任意の紫外線源を使用することができる。好ましい紫外線放射源には、白熱電球、キセノンランプ、中圧水銀ランプまたは無電極ランプ、自然光等がある。ラジカル生成を強化するために、ラジカル生成体（radical former）が紫外線放射である場合、光開始剤を紫外線放射源と組み合わせて使用することができる。オレフィン性不飽和化合物に有用な任意の一般に知られている光開始剤を本明細書に記載のプロセスで使用することができる。このプロセスで有用である光開始剤としては、参照により本明細書に組み込まれているＢａｉｋｅｒｉｋａｒら、米国特許公開第2007/0151178号の段落００２９、００３０および００３２に開示のものが挙げられる。好ましい光開始剤には、アルファアミノケトン、アルファヒドロキシケトン、酸化ホスフィン、フェニルグリオキシレート、チオアントン、ベンゾフェノン、ベンゾインエーテル、オキシムエステル、アミン相乗剤（amine synergist）、マレイミド、それらの混合物等がある。異性化触媒としては、反応条件に、好ましくは熱条件下で曝露されると不飽和化合物においてラジカルを生成する任意の化合物が挙げられる。このプロセスステップの反応温度で好適な半減期を有する任意の異性化触媒を使用することができる。好ましい異性化触媒には、以下のクラスに包含される化合物がある。元素のハロゲン；ジ−第三級−ブチルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−第三級−ブチル−ペルオキシヘキサン、ジ−クミルペルオキシドなどのジアルキルペルオキシド；第三級−ブチルヒドロペルオキシド、第三級−オクチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドなどのアルキルペルオキシド；ベンゾイルペルオキシドなどのアロイルペルオキシド；ペルオキシピバル酸第三級−ブチル、過安息香酸第三級−ブチルなどのペルオキシエステル；およびアゾ−ビス−イソブチロニトリルなどのアゾ化合物等。異性化触媒として有用なより好ましい化合物は、元素のハロゲンであり、臭素、塩素およびヨウ素がさらにより好ましく、ヨウ素が最も好ましい。あるいは、異性化触媒は、以下に記載の水素化触媒とすることができる。異性化触媒として有用な好ましい水素化触媒には、均一および不均一形態のニッケル、白金およびパラジウムがある。より好ましいのは不均一系触媒であり、炭素が最も好ましい担体である。この目的のために最も好ましい触媒は炭素上のパラジウムである。使用する異性化触媒の量は、ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の異性化を触媒する量である。使用量が少なすぎると、反応は実用的な速度で進行しない。使用量が多すぎると、異性化触媒は、ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の二重結合の１つに付加し得る。異性化触媒は、ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の当量に対して、好ましくは約０．０００１当量以上、より好ましくは約０．００１当量以上、最も好ましくは約０．００５当量以上の量で反応混合物中に存在している。異性化触媒は、ムコン酸またはそのカルボン酸エステルの当量に対して、好ましくは約１．０当量以下、より好ましくは約０．１当量以下および約０．０１当量以下の量で反応混合物中に存在している。ムコン酸またはそのエステルのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体の形態への異性化が発生する任意の温度を使用することができる。温度は、好ましくは約２３℃以上、最も好ましくは約６０℃以上である。温度は、好ましくは約１５０℃以下、より好ましくは約１２０℃以下、最も好ましくは約１００℃以下である。このプロセスステップは、周囲温度または高温で実施することが好ましい。制限因子は、出発ムコン酸またはカルボン酸エステルの溶媒中の溶解度である。溶媒は、ムコン酸または１もしくは複数のそのカルボキシレート誘導体で飽和していることが好ましい。高温を使用すると、より多量の出発ムコン酸またはそのカルボン酸エステルを異性化触媒と接触させることにより該プロセスがより効率的となる。このプロセスステップは、溶媒中で実施することが好ましい。反応物を溶解または分散し、所望の反応に干渉しない任意の溶媒をこのステップに使用することができる。溶媒は極性であることが好ましく、プロトン性または非プロトン性とすることができる。溶媒のプロトン性は、溶媒が、活性水素のような容易に解離するプロトンを有することを意味する。溶媒の非プロトン性は、溶媒が容易に解離するプロトンを有していないことを意味する。好ましい溶媒には、環状エーテル、非環状エーテル、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、ケトン、酢酸アルキル、アルカノールまたはジメチルホルムアミド等がある。より好ましい溶媒としては、Ｃ１〜４アルカノール、環状エーテル、非環状エーテル、酢酸エチル、アセトンおよびアセトニトリルが挙げられる。このプロセスステップは、所望の量のｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのエステルをｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体に転換する必要がある限り実施する。ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が出発原料である１つの好ましい実施形態において、使用する溶媒は非プロトン性であり、より好ましくは、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸がそこから周囲温度で沈殿する非プロトン性溶媒である。この実施形態において、好ましい溶媒は、環状エーテル、酢酸アルキル、およびニトリルであり、テトラヒドロフラン、アルキル置換テトラヒドロフラン、ジオキサン、およびアセトニトリルがより好ましく、テトラヒドロフランおよびメチルテトラヒドロフランが最も好ましい。好ましい実施形態において、高温で出発ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体を異性化触媒および紫外線源と接触させる。ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、好ましい溶媒に不溶であり、反応混合物から沈殿する。それは、溶媒の単純な除去、例えばデカンテーションにより反応混合物から回収することができる。ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのエステルの収率は、出発ムコン酸またはそのエステルの重量に対して、好ましくは約８０重量パーセント以上、より好ましくは約９０重量パーセント以上、最も好ましくは約９９重量パーセント以上である。回収するｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸は、約９９重量パーセント以上の純度を示すことが好ましい。ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸は、好ましくは検出可能な微量の炭素１４の数、より好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を示す。好ましい実施形態において、回収するｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのエステルは、バイオマスなどの再生可能資源に由来する炭素原子を約６個以上有する。
【００２９】
ムコン酸、またはそのエステルがｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体配置である実施形態において、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸、またはそのエステルをｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのエステルに転換する好ましい手段は、有機溶媒中で、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸、またはそのエステルを異性化触媒と接触させるステップを含む。これは、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのエステルが、有機溶媒中で、ｃｉｓ，ｃｉｓおよびｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体より高い溶解度を示すためである。
【００３０】
ムコン酸およびムコン酸のエステルは、以下の式：
【００３１】
【化１】
により表すことができ、
式中、Ｒ１は、独立して、各出現において、水素、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）である。
【００３２】
ムコン酸は、ヒドロカルビル基がカルボン酸の酸素上の水素を置換する条件下で、エステル化剤との接触によりエステル化する。エステル化剤は、反応条件下でムコン酸のカルボキシオキシ基（Ｃ（Ｏ）２）上でエステルを形成する任意の化合物とすることができる。エステル化剤は、反応条件下で反応してエステルを形成する任意のヒドロキシル含有化合物とすることができる。好ましいエステル化剤としては、そこにヒドロキシル基が結合している炭化水素化合物が挙げられる。より好ましいエステル化剤としては、式Ｒ１ＯＨに相当する化合物が挙げられ、式中、Ｒ１は、場合によりヘテロ原子含有官能基を含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）である。好ましいクラスのエステル化剤としては、アルカノール、アリールアルコールおよびアリール置換アルカノールが挙げられる。好ましいエステル化剤としてはアルカノールが挙げられ、Ｃ１〜１０アルカノールがより好ましく、メタノールが最も好ましい。好ましいアリール置換アルカノールには、ベンジルアルコールがある。好ましいアリールアルコールには、フェノールおよびジヒドロキシベンゼンの様々な異性体がある。別の実施形態において、エステル化剤は、１または複数のヒドロキシル基および１または複数のエーテル基を有するポリグリコールとすることができる。
【００３３】
１または複数のその異性体の形態のムコン酸を、１または複数の酸の存在下で１または複数のエステル化剤と接触させる。利用する酸は、カルボン酸上のヒドロキシル基のヒドロカルビルオキシ基での置換を促進する任意の酸とすることができる。好ましい酸はブレンステッド酸である。ブレンステッド酸は、溶液中で解離するプロトン性水素を含有する酸である。酸は、好ましくは強酸である。強酸は、本明細書において使用する場合、約０より低いｐＫａを有する酸を意味する。より好ましい実施形態において、酸は強鉱酸である。好ましい強鉱酸としては、硫酸、硝酸酸、リン酸および塩酸が挙げられ、硫酸が最も好ましい。酸は、エステル化反応を促進するのに十分な量で存在している。エステル化剤が液体状態である場合、溶媒は必要ではない。エステル化剤が固体であるか、または溶媒として機能することができない場合、溶媒を利用することができる。好ましい溶媒は、ムコン酸を可溶化する前述の極性の非プロトン性溶媒である。より好ましい溶媒は環状および非環状エーテルであり、テトラヒドロフランなどの環状エーテルがより好ましい。エステル化剤は、ムコン酸の実質的に全てをカルボン酸エステル形態に転換するのに十分な量で存在していることが好ましい。より好ましい実施形態において、エステル化剤は、ムコン酸の当量に対する当量比より多く存在している。エステル化剤は、ムコン酸と比較して２対１以上のモル比で存在していることが好ましい。エステル化剤も溶媒である場合、当量およびモル比はずっと大きくなる。反応は、エステル化反応が適切な速度で進行する任意の温度で行うことができる。温度を上昇させることが好ましい。温度の上昇により、溶解し、エステル化剤と接触させることができるムコン酸の量が増大する。反応の温度は、好ましくは約２３℃以上、より好ましくは約５０℃以上、最も好ましくは約１２０℃以上である。反応の温度は、好ましくは約２００℃以下、最も好ましくは約１５０℃以下である。利用する反応時間は、生成物の所望の収率をもたらすように選択する。回収する生成物は、ムコン酸モノヒドロカルビル、ムコン酸ジヒドロカルビルまたはそれらの混合物とすることができ、より好ましい実施形態において、生成物は、実質的にムコン酸ジヒドロカルビルである。より好ましいムコン酸ジヒドロカルビルとしては、ムコン酸ジアルキルが挙げられ、より好ましくはＣ１〜１０ムコン酸ジアルキル、最も好ましくはムコン酸ジメチルである。ヒドロカルビル基は、ムコン酸ジヒドロカルビルと１以上のジエノフィルとの反応に干渉しない置換基で置換することができる。ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸エステルは、冷却時に溶液から沈殿する。反応混合物を、約４０℃未満、好ましくは周囲温度（２３℃）以下まで冷却して沈殿を促進することが好ましい。ムコン酸ジヒドロカルビルは、デカンテーションなどの単純な溶媒または過剰量のエステル化剤の除去により回収することができる。ムコン酸ジヒドロカルビルの収率は、出発ムコン酸の重量に対して約７０重量パーセント以上であることが好ましい。回収するムコン酸ジヒドロカルビルは、好ましくは約９９重量パーセント以上、最も好ましくは約９９．５重量パーセント以上の純度を示す。ムコン酸ジヒドロカルビルは、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４の数を示すことが好ましい。好ましい実施形態において、回収するムコン酸ジヒドロカルビルは、バイオマスなどの再生可能資源に由来する炭素原子を約６個以上有する。
【００３４】
別の実施形態において、塩基水溶液中で、ムコン酸をエステル化剤と接触させてムコン酸ジヒドロカルビルを形成することができる。この反応は、周囲温度（約２３℃）〜約４０℃の温度で実施することが好ましい。塩基は、ムコン酸のカルボキシル基のプロトンを結合する任意の塩基とすることができる。エステル化剤は、約２：１以上の当量比で存在していることが好ましい。当量の上限は実用性である。ムコン酸ジヒドロカルビルは、有機溶媒への抽出および抽出した有機溶媒のその後の蒸発により回収する。
【００３５】
１または複数のムコン酸は、当業者に知られている反応手順を使用してカルボキシレート誘導体基の他の形態に転換することができる。本明細書において使用する場合、カルボキシレート誘導体という用語は、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）またはニトリル基（−Ｃ≡Ｎ）を含有する任意の基を指し、カルボニル基は、塩を形成するようにアニオンに、あるいは酸素、窒素、硫黄または１もしくは複数のハロゲンなどのヘテロ原子に結合している。ヘテロ原子は、１もしくは複数のヘテロ原子を場合により含有し得るヒドロカルビル基などの１もしくは複数の他の基に共有結合によりさらに結合することができるか、または電子的に（静電気的に）カチオンに結合して塩を形成し得る。カルボキシレート誘導体は、ハロゲン化アシル、カルボン酸、アミド、エステル、チオールエステル、メルカプトカルボニル、無水物、ニトリル、アニオンとの塩またはカチオンとの塩であることが好ましい。好ましいカチオンとしては、アルカリ金属イオンならびに非置換およびヒドロカルビル置換アンモニウムイオンが挙げられる。好ましいカルボキシレート誘導体は、カルボン酸、ハロゲン化アシル、アミド、無水物およびエステルを包含する。より好ましいカルボキシレート誘導体としては、カルボン酸およびエステルが挙げられ、エステルが最も好ましい。好ましいカルボキシレート誘導体基は、式：
【００３６】
【化２】
に相当し、
式中、Ｒ１は、独立して、各出現において、水素、１もしくは複数のヘテロ原子を場合により含有するヒドロカルビル基またはカチオンであり、
Ｚは、独立して、各出現において、アニオン、酸素、窒素、硫黄、ニトリル、またはハロゲンであり、
ｂは、独立して、各出現において、０、１または２であり、ただし、ｂは、Ｚがアニオン、ハロゲンまたはニトリルである場合は０であり、Ｚが酸素または硫黄である場合は１であり、Ｚが窒素である場合は２である。Ｒ１は、好ましくは水素または１もしくは複数のヘテロ原子を含有し得るＣ１〜１２ヒドロカルビル基、より好ましくは水素または１もしくは複数のヘテロ原子を含有し得るＣ１〜１０アルキル基、より好ましくは水素またはＣ１〜３アルキル基、最も好ましくは水素またはメチルである。
【００３７】
ハロゲン化アシルは、式：
【００３８】
【化３】
に相当することが好ましく、式中、Ｘはハロゲンである。Ｘは、好ましくは塩素または臭素であり、塩素が最も好ましい。
【００３９】
アミドは、式：
【００４０】
【化４】
に相当することが好ましく、式中、ｃは個々に、各出現において、０、１または２であり、０または１が好ましい。
【００４１】
エステルは、式：
【００４２】
【化５】
に相当することが好ましい。
【００４３】
メルカプトカルボニルは、式：
【００４４】
【化６】
に相当することが好ましい。
【００４５】
チオールエステルは、式：
【００４６】
【化７】
に相当することが好ましい。
【００４７】
無水物は、式：
【００４８】
【化８】
に相当することが好ましい。
【００４９】
ニトリルは、式：−Ｃ≡Ｎ
に相当することが好ましい。
【００５０】
ムコン酸のカルボキシレート誘導体は、以下の式：
【００５１】
【化９】
により表すことができ、
式中、Ｒ１は、既に定義したとおりである。代替実施形態において、特にｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体型のムコン酸ジヒドロカルビルは、ムコン酸から任意の知られている合成手順により調製することができる。例えば、ムコン酸ジヒドロカルビルは、参照により本明細書に組み込まれているＪｅｒｒｙ Ｍａｒｃｈ、Advanced Organic Chemistry、第２版、Ｗｉｌｅｙ、１９７７、３６１〜３６７頁の以下のセクションに開示のプロセスにより調製することができる。セクション０−２２のハロゲン化アシルのアルコール分解、セクション０−２３の無水物のアルコール分解、およびセクション０−２４の酸のエステル化。アミド系カルボキシレート誘導体は、参照により本明細書に組み込まれているＭａｒｃｈ、同書、３８１〜３８４頁のセクション０−５２のアルカンのアミノ化、０−５３のニトリルの形成、０−５４のハロゲン化アシルによるアミンのアシル化、および０−５５の無水物によるアミンのアシル化に開示のものを含めた当業者に知られているプロセスにより調製することができる。ハロゲン化アシルは、参照により本明細書に組み込まれているＭａｒｃｈ、同書、３９８頁のセクション０−７５酸からのハロゲン化アシルの形成に開示のものを含めた当業者に知られているプロセスにより調製することができる。ムコン酸のチオールエステルは、参照により本明細書に組み込まれているＭａｒｃｈ、同書の３７５および３７６頁に開示のものを含めた当業者に知られているプロセスにより調製することができ、ムコン酸が上記の通りにハロゲン化アシルに転換され、次いで、セクション０−４０に開示のプロセスによりチオールまたはチオールエステルに転換される。ムコン酸は、参照により本明細書に組み込まれているＭａｒｃｈ、同書、３６９および３７０頁のセクション０−２９のハロゲン化アシルによる酸のアシル化およびセクション０−３０の酸による酸のアシル化に開示のものなどの当業者に知られているプロセスにより二無水物類似体に転換することができる。ムコン酸は、Ｍａｒｃｈ、第２版、８８３および８８４頁のセクション６−６３の酸性塩のニトリルへの転換に開示のものなどの当業者に知られているプロセスによりニトリルに転換することができる。
【００５２】
１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体を１または複数のジエノフィルと反応させて、カルボキシレート基
【００５３】
【化１０】
を１位および４位、場合により２位に有するシクロヘキセン化合物を調製する。１または複数のムコン酸とは、異性体の混合物を使用することができることを意味する。１つの好ましい実施形態において、出発ムコン酸またはそのカルボキシレートは、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓ異性体の形態である。そのようなカルボキシレートは、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体配置であることが好ましい。一実施形態において、出発原料としてｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体ムコン酸あるいはそのカルボキシレート誘導体を利用することができる。この実施形態において、ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体が、ジエノフィルとの反応の前にｉｎ ｓｉｔｕで異性化すると考えられている。この反応では、出発原料としてカルボン酸エステルが好ましい。ジエノフィルは、ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体と反応してシクロヘキセン化合物を形成する不飽和を有する任意の化合物とすることができる。好ましいジエノフィルは、以下の式：
【００５４】
【化１１】
に相当し、
式中、
Ｒ２は、独立して、各出現において、水素、ハロゲン、場合により１もしくは複数のヘテロ原子またはヘテロ原子含有官能基を含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
Ｒ３は、独立して、各出現において、水素、ハロゲンあるいは場合により１もしくは複数のヘテロ原子またはヘテロ原子含有官能基を含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
ただし、Ｒ２およびＲ３を組み合わせてヘテロ原子を含有し得る環状環（cyclic ring）を形成することができる。好ましいクラスのジエノフィルとしては、アルケン、不飽和環状化合物、アルキン、不飽和置換基を有する芳香族化合物等が挙げられる。ジエノフィルとして有用な好ましいアルケンとしては、少なくとも１つの二重結合を含有する任意の線状または分枝状脂肪族化合物が挙げられ、そのような化合物は、６員環状環を有する化合物の形成に干渉しないヘテロ原子またはヘテロ原子含有官能基を含有し得る。そのようなヘテロ原子としては、酸素、窒素、リン、硫黄およびハロゲンが挙げられる。好ましいハロゲンとしては、塩素および臭素が挙げられ、塩素が好ましい。好ましいアルケンとしては、不飽和酸、不飽和を含有するカーボネート、不飽和エステル、不飽和ニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、（エチレン、プロピレン、全てのブテン、ペンテン、ヘキサン、ヘプテン、オクテンの異性体を含めた）１または複数の二重結合を有する不飽和脂肪族炭化水素等が挙げられる。本明細書において有用なアルケンは、炭素鎖の任意の点に不飽和を有することができる。好ましいアルケンは、炭素原子１と２の間の鎖の末端に不飽和を有するものである。好ましい不飽和カーボネートにはビニリデンカーボネートがある。不飽和酸には、メタクリルおよびアクリル酸を含めた、炭素鎖の骨格中に不飽和を有する任意のカルボン酸がある。エチレンおよびプロピレンがより好ましい不飽和脂肪族炭化水素であり、エチレンが最も好ましい。好ましい不飽和環状化合物としては、前述の通り場合によりヘテロ原子を含有し得るまたはヘテロ原子を含有する置換基で置換し得るシクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセンが挙げられる。ムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体と反応する任意の不飽和エステルを、このプロセスでジエノフィルとして使用することができる。好ましい不飽和酸またはエステルは、式：
【００５５】
【化１２】
に相当し、
式中、Ｒ３は、前述の通りであり、
Ｒ４は、独立して、各出現において、水素、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基である。好ましい不飽和エステルとしては、アクリル酸ヒドロカルビル、アルキルアクリル酸ヒドロカルビル等が挙げられる。二重結合は末端炭素に位置することが好ましい。より好ましい不飽和エステルとしては、アクリル酸ヒドロカルビルおよびメタクリル酸メチルなどのアルキルアクリル酸ヒドロカルビルが挙げられ、アクリル酸ヒドロカルビルがより好ましい。不飽和エステルは、前述の６員環状環を有する化合物の形成に干渉しないヘテロ原子またはヘテロ原子含有官能基を含有し得る。好ましいアクリル酸ヒドロカルビルとしては、Ｃ１〜１０アルキルアクリレートが挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチルおよびアクリル酸２−エチルヘキシルがより好ましい。ジエノフィルとして有用な不飽和置換基を有する芳香族化合物としては、本明細書に定義の反応条件下でムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体と反応する任意の不飽和置換基を有する任意の芳香族化合物が挙げられる。不飽和置換基を含有する好ましい芳香族化合物には、スチレン、アルファ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ａｒ−エチルスチレン、ａｒ−ビニルスチレン、ａｒ−クロロスチレンまたはａｒ−ブロモスチレン等がある。不飽和芳香族化合物は、式：
【００５６】
【化１３】
に相当することが好ましく、
式中、
Ｒ５は、独立して、各出現において、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基またはハロゲンであり、
Ｒ６は、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するアルケニル基である。別の好ましいクラスの環状不飽和化合物は環状不飽和無水物である。好ましい環状無水物には、無水マレイン酸等があり、無水マレイン酸が好ましい。ジエノフィルとして有用なアルキン含有化合物としては、反応条件下でムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体と反応する、三重結合
【００５７】
【化１４】
を含有する任意の化合物が挙げられる。三重結合は、アルキンの炭素鎖の任意の位置に位置することができ、好ましくは２つの末端炭素原子の間に位置する。好ましくは、アルキン含有化合物としては、全てのＣ２〜ｎアルキンの異性体、アセチレンカルボン酸およびそのカルボキシレート誘導体ならびにアセチレンジカルボン酸およびそのカルボキシレート誘導体が挙げられる。より好ましいアルキンとしては、アセチレン、アセチレンエステル、プロピン、ブチン等が挙げられ、アセチレンエステルが最も好ましい。好ましいアルキンは、式：
【００５８】
【化１５】
に相当し、式中、Ｒ２およびＲ３は、前述の通りである。好ましいアセチレンエステルは、式：
【００５９】
【化１６】
の１つ、より好ましくは
【００６０】
【化１７】
に相当し、式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｚおよびｂは、前述の通りである。好ましいアセチレンエステルは、三重結合の炭素に直接結合している１または複数のカルボン酸エステルを含む。
【００６１】
反応物は、密接に混合するためにそれらが液体形態である温度で接触させるか、または出発原料を溶解する溶媒中にあることが好ましい。反応は、ニートで、すなわち、溶媒の不存在下で実施することが好ましい。１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体、および１または複数のジエノフィルは、高温で接触させる。１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体、およびジエノフィルは同じ相にあり、適切な速度で反応する任意の温度を使用することができる。温度は、好ましくは約１００℃以上、より好ましくは約１３０℃以上、より好ましくは約１４０℃以上である。温度は、好ましくは約１８０℃以下、より好ましくは約１７０℃以下、さらにより好ましくは約１６０℃以下、最も好ましくは約１５０℃以下である。反応は、ニートで、すなわち、溶媒の不存在下で、または溶媒の存在下で行うことができる。溶媒を使用する実施形態において、反応を促進し、反応に干渉しない任意の溶媒を使用することができる。好ましい溶媒は非プロトン性溶媒である。好ましい溶媒は非極性である。より好ましい溶媒は、反応の温度で使用することができ、反応温度で液体である、すなわち、反応温度より高い沸点を有する、炭化水素、非環状エーテル、アルキルポリエーテル、および環状エーテルである。好ましい溶媒には、キシレン、デカリン、トルエン、環状エーテル、グリコールエーテルおよびポリグリコールエーテル等がある。出発原料としてｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を使用する実施形態において、ムコン酸の酸性基をエステル交換せず副反応を回避し、ムコン酸が可溶性である水または溶媒中で反応を実施することが好ましい。生成物の所望の収率をもたらすまで反応を進行させる。反応時間は約２４時間以上であることが好ましい。反応時間は約４８時間以下であることが好ましい。場合により、反応物は、ルイス酸の存在下で反応させる。ルイス酸は、触媒量で、好ましくは反応混合物の約０．０１重量パーセント以上、より好ましくは反応混合物の約０．１重量パーセント以上、好ましくは反応混合物の約１０．０重量パーセント以下、より好ましくは反応混合物の約１．０重量パーセント以下存在し得る。ルイス酸は均一でも不均一でもよく、不均一であることが好ましい。好ましい実施形態において、反応は、不飽和化合物の重合を阻害する１または複数の化合物の存在下で実施する。不飽和化合物の重合を防止する任意の化合物を反応で使用することができる。不飽和化合物の重合を防止する好ましいクラスの化合物には、ヒドロキノン、ベンゾキノン、フェノチアジンおよびアニソール、それらの混合物等がある。不飽和化合物の重合を防止する好ましい化合物には、ベンゾキノン、ヒドロキノン、ｔ−ブチルベンゾキノン、ヒドロキノンのメチルエーテル、カテコール、アルキル化カテコール、ブチル化ヒドロキシアニソール等があり、ヒドロキノンがより好ましい。不飽和化合物の重合を阻害する化合物は、重合を防止するのに十分な量で反応混合物中に存在している。不飽和化合物の重合を阻害する化合物は、ムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体の重量に対して、好ましくは約０．０５重量パーセント以上、最も好ましくは約０．０１重量パーセント以上の量で存在している。不飽和化合物の重合を阻害する化合物は、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の重量に対して、好ましくは約１０．０重量パーセント以下、より好ましくは約２．０重量パーセント以下、最も好ましくは約１．０重量パーセント以下の量で存在している。１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体と１または複数のジエノフィルとの比は、所望の生成物の収率を最大化するように選択する。ジエノフィルとムコン酸およびそのカルボキシレート誘導体とのモル比は、好ましくは約１．７：１．０以上、より好ましくは約２．０：１．０以上、最も好ましくは約３．０：１．０以上である。ジエノフィルとムコン酸およびそのカルボキシレート誘導体とのモル比の上限は、実用性に基づいており、約１０．０：１．０以下であることが好ましい。溶媒を利用する実施形態において、溶媒中の１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体の濃度は、好ましくは約０．２モル（Ｍ）以上、最も好ましくは約０．５Ｍ以上である。溶媒を利用する実施形態において、溶媒中の１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の濃度は、溶媒中のムコン酸の溶解度により決定され、好ましくは約４．０モル（Ｍ）以下、最も好ましくは約３．０Ｍ以下である。溶媒中のジエノフィルの濃度は、前述の溶媒中の１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の濃度および所望のジエノフィルとムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体とのモル比に応じて選択する。溶媒中のジエノフィルの濃度は、好ましくは約０．５Ｍ以上、最も好ましくは約１．０Ｍ以上である。溶媒中のジエノフィルの濃度の上限は実用性である。ジエノフィルも溶媒として使用することが好ましい。ジエノフィルが溶媒ではない場合、実際の上限は約２．４Ｍ以下である。
【００６２】
シクロヘキセン化合物は、シシクロヘキセン化合物の単離を可能にする任意の手段により、クロヘキセン化合物を所望の純度および収率で回収する様式で回収することができる。反応をニートで実施する場合、シクロヘキセン化合物は、蒸留により、または混合物をエーテルなどの低極性溶媒と接触させることにより、シクロヘキセン化合物が溶解し、溶解しない未反応の物質を濾過して取り除き、蒸発により溶媒を濃縮して比較的純粋なシクロヘキセン化合物を得るような様式で回収することができる。溶媒を使用する場合、回収は、反応混合物の蒸留により、またはクロマトグラフィー分離により実施する。シクロヘキセン化合物の収率は、出発ムコン酸の重量に対して約７０重量パーセント以上であることが好ましい。回収するシクロヘキセン化合物は、好ましくは約９０重量パーセント以上、最も好ましくは約９９重量パーセント以上の純度を示す。シクロヘキセン化合物は、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を示すことが好ましい。好ましい実施形態において、回収するシクロヘキセン化合物は、バイオマスなどの再生可能資源に由来するその炭素原子を約６個以上、好ましくは約８個以上有する。
【００６３】
ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体がｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体の形態である実施形態において、ジエノフィルとの反応は、溶媒中で実施することが好ましい。この実施形態において、ムコン酸のカルボン酸エステルをジエノフィルと反応させることが好ましい。この実施形態において、該プロセスは、本明細書に記載の異性化触媒の存在および／またはルイス酸触媒の存在下で実施することができる。
【００６４】
出発ジエノフィルが大気圧および周囲温度でガス状の形態のアルケンである実施形態において、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、前述の通り溶媒に溶解していることが好ましく、その溶液をアルケンガスと接触させる。アルケンが液体である場合、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレートは、可能な限り高い濃度で溶媒またはアルケンに溶解していることが好ましく、その濃度は、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の溶解度により制限される。１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、好ましくは約０．０１Ｍ以上、より好ましくは約０．１２Ｍ以上のモル濃度で溶媒またはアルケンに溶解している。１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、好ましくは約４．０Ｍ以下、より好ましくは約３．０Ｍ以下のモル濃度で溶媒またはアルケンに溶解している。該プロセスは、大気圧または高圧で実施する。著しい過剰量のアルケンの使用が可能となるため、高圧が好ましい。高圧を利用する場合、閉鎖系を利用し、選択した反応圧力までアルケンを添加することにより圧力を上昇させることが好ましい。選択した溶媒中に、場合により触媒の存在下で１または複数のムコン酸および／またはそのカルボキシレート誘導体を含有する反応系を閉鎖した後、それを常圧で排気して空気を除去し、ガス状のアルケンを補充することが好ましい。この排気／補充サイクルは、複数回繰り返すことが好ましい。次いで、選択したガス状のアルケンの圧力となるまで反応系を充填し、溶媒をガス状のアルケンで飽和させるために最大で３０分撹拌する。次いで、反応系を閉鎖し、所望の反応温度まで加熱する。空気または不活性ガスも該系に存在し得るが、反応速度が低下するため、これは望ましくない。選択する圧力は、反応で使用する装置、ならびにアルケンおよび存在している任意の他のガスを供給するのに使用する装置により制限される。圧力は、好ましくは約１４．７ｐｓｉ（０．１０１ＭＰａ）以上、より好ましくは１００ｐｓｉ（０．６８９ＭＰａ）以上、最も好ましくは約２５０ｐｓｉ（１．７２ＭＰａ）以上である。圧力は、好ましくは約５００００ｐｓｉ（３４５ＭＰａ）以下、より好ましくは１５０００ｐｓｉ（１０３ＭＰａ）以下、さらにより好ましくは約１００００ｐｓｉ（６８．９ＭＰａ）、最も好ましくは約２７０ｐｓｉ（１．８６ＭＰａ）以下である。アルケンがガスである場合、アルケンは、著しい過剰量で導入することが好ましく、使用する所望の圧力により、利用する過剰分の量が決定される。アルケンが液体である場合、アルケンを溶媒として使用することが好ましいが、ただし、ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は反応温度でアルケンに可溶性である。得られる生成物は、溶媒として使用する液体アルケンに可溶であることが好ましい。反応速度は、アルケンがガスである場合、反応温度および存在しているアルケンの圧力により著しく影響を受ける。したがって、反応温度は、反応速度が適切であるように選択する。反応温度は、好ましくは約１００℃以上、より好ましくは約１２０℃以上、最も好ましくは約１５０℃以上である。反応温度は、生成物がこの温度付近で分解するため、好ましくは約１７０℃未満であり、該温度は、より好ましくは約１６０℃以下である。反応時間は、所望の収率でのシクロヘキセン化合物の調製を可能にするように選択する。反応時間は、好ましくは約１時間以上、最も好ましくは約６時間以上である。反応時間は、好ましくは約２４時間以下、より好ましくは約１２時間以下、最も好ましくは約９時間以下である。シクロヘキセン化合物は、蒸発により溶媒を除去することにより回収することができる。反応をニートで実施する場合、得られる生成物は、蒸留により回収する。シクロヘキセン化合物の収率は、出発ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の重量に対して、好ましくは約９０重量パーセント以上、より好ましくは約９５重量パーセント以上である。回収するシクロヘキセン化合物は、好ましくは約９５重量パーセント以上、最も好ましくは約９９重量パーセント以上の純度を示す。シクロヘキセン化合物は、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４の数を示すことが好ましい。好ましい実施形態において、回収するシクロヘキセン化合物は、バイオマスなどの再生可能資源に由来するその炭素原子を約６個以上、好ましくは約８個以上有する。１つの好ましい実施形態において、アルケンは再生可能資源に由来し、エタノールに由来するエチレンなどである。再生可能資源からのアルケンの調製プロセスは当技術分野においてよく知られている。そのような実施形態において、最終生成物中の再生可能な炭素原子の数は約８個以上である。
【００６５】
アルケンジエノフィルを溶媒としての水中でムコン酸と反応させる実施形態において、生成物を部分的に互変異性化する。得られる生成物ミックスは、シクロヘキセン環の炭素１と２の間に二重結合を有する生成物およびシクロヘキセン環の炭素２と３の間に二重結合を有する生成物を含む。ムコン酸が出発原料であり溶媒がアルカノールなどのエステル化剤である実施形態において、得られるシクロヘキセン生成物をエステル化する。
【００６６】
１または複数のジエノフィルがアセチレンなどのガス状の形態の１または複数のアルキンを含む実施形態において、１または複数のジエノフィルは、ジエノフィルとアルケンとの反応に使用するものなどの１または複数の溶媒に分散または溶解している。反応は、反応混合物を加圧するのに十分な量でアルキンを提供することにより大気圧または高圧で実施することができる。あるいは、アルキンは、不活性ガスと混ぜ合わせて導入することができる。不活性であり、ジエノフィルを担持することができる任意のガスを使用することができる。好ましいガスには、空気、窒素、アルゴン等がある。アルキンが液体である場合、アルキンを溶媒として使用してもよく、または１もしくは複数のアルキンおよびジエノフィルを、１または複数の溶媒中で接触させてもよい。好ましい溶媒は、反応条件下で液体である非極性溶媒である。好ましい溶媒は、環状および非環状エーテルならびにキシレンまたはデカリンなどの炭化水素溶媒である。反応は、過剰量のアルキンを反応媒体として用いて実施することが好ましい。反応は、加圧下の閉鎖された反応器において実施することが好ましい。圧力は、高温などの反応条件下で過剰量のアルキンをもたらし、液体アルキンを液体状態に維持するように選択する。アルキンは、モル過剰量で存在していることが好ましい。アルキンは、モル過剰量または約３．０：１．０以上、より好ましくは約５．０：１．０以上で存在していることがより好ましい。過剰量のアルキンに対する上限は実用性であり、その比は約６．０：１．０以下であることが好ましい。反応の温度は、反応速度が適切となるように、ならびに反応物および生成物の分解温度未満であるように選択する。温度は、好ましくは約１３０℃以上、より好ましくは約１４０℃以上、最も好ましくは約１５０℃以上である。温度は、約１６０℃以下であることが好ましい。反応時間は、好ましくは約１時間以上、より好ましくは約２時間以上、最も好ましくは約４時間以上である。反応時間は、好ましくは約２４時間以下、最も好ましくは約１６時間以下である。得られる生成物は、所望の生成物中に６員芳香族環を有する。５員環を有する芳香族化合物も副産物として調製される。生成物をカラムクロマトグラフィーにより分離する。所望の生成物の収率は、出発ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の重量に対して、好ましくは約８０重量パーセント以上、より好ましくは約９０重量パーセント以上である。回収する所望の化合物は、好ましくは約９０重量パーセント以上、最も好ましくは９９重量パーセント以上の純度を示す。所望の生成物は、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を示すことが好ましい。好ましい実施形態において、回収する化合物は、バイオマスなどの再生可能資源に由来するその炭素原子を約６個以上、好ましくは約８個以上有する。
【００６７】
好ましい実施形態において、調製するシクロヘキセン化合物は、式：
【００６８】
【化１８】
の１つに相当し、
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｚおよびｂは、前述の通りである。
【００６９】
より好ましい実施形態において、調製するシクロヘキセン化合物は、式：
【００７０】
【化１９】
の１つに相当し、
式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、前述の通りである。ジエノフィルが不飽和エステルである実施形態において、シクロヘキセン化合物は、式：
【００７１】
【化２０】
の１つに相当することが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ４は、前述の通りである。出発ジエノフィルが無水マレイン酸またはその類似体を包含する実施形態において、形成するシクロヘキセンは、式：
【００７２】
【化２１】
の１つに相当することが好ましく、
式中、Ｒ１は、前述の通りである。出発ジエノフィルが不飽和置換基を有する芳香族化合物である実施形態において、形成するシクロヘキセンは、式：
【００７３】
【化２２】
の１つに相当することが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ５は、前述の通りである。出発ジエノフィルがアセチレンエステルである実施形態において、生成物は、式：
【００７４】
【化２３】
に相当するトリメリテートまたはその誘導体であり、
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｚおよびｂは、前述の通りである。
【００７５】
Ｒ１は、独立して、各出現において、水素、またはアルキル、ハロアルキル、アリール、ハロアリール、アルキルアリール、アルキルオキシ、または１０個未満の炭素原子を含有するカルボキシル基であることが好ましい。さらにより好ましくは、Ｒ１は、独立して、各出現において、Ｃ１〜１０アルキル基であり、最も好ましくは、Ｒ１はメチルである。Ｒ２およびＲ３は、独立して、各出現において、水素、ハロゲン、アルキル、アルカリール、アリール、カルボキシオキシアルキルであるか、または組み合わせて１もしくは複数のヘテロ原子を含有し得る環状環を形成できることが好ましい。Ｒ２および／またはＲ３は、独立して、各出現において、水素、ハロゲン、またはアルキル、ハロアルキル、アリール、ハロアリール、アルキルアリール、アルキルオキシ、または１０個未満の炭素原子を含有するカルボキシル基であることがより好ましい。Ｒ２およびＲ３は、独立して、各出現において、水素、クロロ、ブロモ、Ｃ１〜８アルキル、フェニル、もしくはカルボキシオキシＣ１〜８アルキルであるか、または組み合わせて環状無水物を形成できることがさらにより好ましい。Ｒ２は、水素、クロロ、メチル、エチルまたはフェニルであることがさらにより好ましい。Ｒ４は、独立して、各出現において、Ｃ１〜１０アルキル基であることが好ましい。Ｒ４は、独立して、各出現において、Ｃ１〜８アルキル基であることがより好ましい。Ｒ４は、独立して、各出現において、メチル、ブチルまたはエチルヘキシルであることが最も好ましい。Ｒ５は、独立して、各出現において、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基であることが好ましい。Ｒ５は、独立して、各出現において、Ｃ１〜１０アルキル基であることがより好ましい。好ましくは、ａは、独立して、各出現において、０または１であり、最も好ましくは、ａは０である。一実施形態において、Ｒ２は、独立して、各出現において、ハロゲン、アルキル、ハロアルキル、アリール、ハロアリール、アルキルアリール、アルキルオキシ、または１０個未満の炭素原子を含有するカルボキシル基であり、Ｒ３は水素であり、さらにより好ましくは、Ｒ２は、独立して、各出現において、水素、クロロ、ブロモ、Ｃ１〜８アルキル、フェニル、またはカルボキシオキシＣ１〜８アルキルであり、Ｒ３は水素であり、Ｒ２は、さらにより好ましくは水素、クロロ、メチル、エチルまたはフェニルであり、一方、Ｒ３は水素である。
【００７６】
本明細書に記載のムコン酸および／またはそのカルボキシレート誘導体とジエノフィルとの反応により調製されるシクロヘキセン化合物から、（トリメリット酸またはそのカルボキシレート誘導体を含めた）置換もしくは非置換テレフタル酸またはそのカルボキシレート誘導体などの、１位および４位、場合により２位にカルボキシレート基を有する少なくとも１つのベンゼン環を有する化合物を調製するために、シクロヘキセン化合物に、酸化または芳香族化と呼ぶこともできる脱水素化を施す。脱水素化ステップにおいて、シクロヘキセン化合物を１または複数の脱水素触媒と接触させる。一実施形態において、高温で、シクロヘキセン化合物を酸化剤および１または複数の脱水素触媒と接触させる。１つの好ましい実施形態において、酸化剤の不存在下で、シクロヘキセン化合物を脱水素触媒と接触させる。不活性ガスを反応器に通して、脱水素化プロセスで発生した水素ガスを取り除くことが好ましい。酸化剤は、本明細書において使用する場合、環状環の酸化を促進して水素原子を除去し、環に不飽和結合を形成する任意の化合物の要素を指す。環状環の酸化により、芳香族環の形成が生じることが好ましい。好ましい酸化剤には、酸素、単斜晶系硫黄、硝酸、ペルオキシド、ヒポクロライトおよび過硫酸塩、クロラニルおよびジシアノジクロロベンゾキノンがある。空気の形態の酸素が好ましい酸化剤である。酸化剤は、計算量以上の量で、好ましくは計算量より多く存在している。過剰分は、反応の速度を促進するように選択する。１つの好ましい実施形態において、反応は、該プロセスで発生する水素と反応する酸化剤の存在下で実施する。水素と反応する酸化剤としては酸素が挙げられる。反応物は、ニートで、または溶媒中で接触させることができる。好ましい溶媒は、炭化水素、エーテル（テトラヒドロフランなど）およびピロリドン（Ｎ−メチルピロリドンなど）を有する非プロトン性溶媒である。溶媒は、反応条件下で液体であることが好ましい。シクロヘキセン環含有化合物の溶媒中の濃度は、不均化が発生する濃度未満の濃度である。シクロヘキセン環含有化合物の溶媒中の濃度は、好ましくは約３．０Ｍ以下、最も好ましくは約２．０Ｍ以下である。シクロヘキセン環含有化合物の溶媒中の濃度は、好ましくは約０．０５Ｍ以上、最も好ましくは約０．１０Ｍ以上である。一実施形態において、反応は、大気圧（１４．７ｐｓｉ、０．１０１ＭＰａ）で実施する。反応は、大気圧で、溶媒を還流させながら実施することができるが、ただし、溶媒は適当な温度で沸騰する。あるいは、反応は、高圧で実施することができる。酸化剤は、約２．０：１．０より多いモル過剰量で存在していることが好ましい。酸化剤は、約８．０：１．０以下のモル過剰量で存在していることが好ましい。好適な温度は、水素がシクロヘキセン化合物から除去されてシクロヘキセン含有化合物の環に二重結合を形成する温度である。温度は、好ましくは約１２０℃以上、より好ましくは約１３０℃以上である。温度は、好ましくは約４００℃以下、より好ましくは約３５０℃以下、最も好ましくは約３２５℃以下である。反応を高圧で実施する場合、圧力は、好ましくは約１４．７ｐｓｉ（０．１０１ＭＰａ）以上、より好ましくは約１００ｐｓｉ（０．６８９ＭＰａ）以上である。反応を高圧で実施する場合、圧力は、好ましくは約１０００ｐｓｉ（６．８９ＭＰａ）以下、より好ましくは約６００ｐｓｉ（４．１４ＭＰａ）以下、最も好ましくは約５００ｐｓｉ（３．４５ＭＰａ）以下である。反応時間は、所望の化合物の所望の収率での調製を促進するように選択する。反応時間は、好ましくは約１２時間以上、さらにより好ましくは約１８時間以上、最も好ましくは約２４時間以上である。反応時間は、好ましくは約４８時間以下、さらにより好ましくは約３６時間以下、最も好ましくは約２４時間以下である。触媒は、反応条件下で水素をシクロヘキセン環から除去して芳香族環を形成する任意の脱水素触媒とすることができる。好ましい脱水素触媒は、金属、より好ましくはＶＩＩＩ族の金属をベースにしている。金属は、純粋な形態で、合金として、金属酸化物またはそれらの混合物の形態で存在することができる。触媒は、触媒効果または触媒の選択性に影響を与えるまたはそれらを強化するための変性剤（modifier）も含有することができる。そのような変性剤は当技術分野においてよく知られている。好ましい反応調節剤（reaction modifier）は、遷移金属および遷移金属を含有する化合物である。触媒のベースとなっている金属は、好ましくは白金、パラジウムおよびニッケルであり、パラジウムが最も好ましい。触媒は均一となるように使用することができるが、担体上の不均一系触媒であることが好ましい。触媒は、当業者に知られているスポンジ金属の形態とすることもできる。担体は、不均一系触媒に有用な任意の担体とすることができる。好ましい担体には、酸化アルミニウム、スピネル、ゼオライトおよび炭素がある。最も好ましい担体は炭素担体である。脱水素化反応は溶媒中で実施することができる。反応は、還流溶媒中で実施することが好ましい。溶媒は、前述の反応の温度で沸点を有することが好ましい。反応を還流溶媒中で実施する場合、好ましくは空気の形態の酸素を還流溶媒に吹き込むことができる。触媒は、反応が適度に効率的に進行して所望の収率で所望の生成物を生じるほど十分な量で存在している。触媒は、シクロヘキセン含有化合物の量に対して、好ましくは約０．０１モルパーセント以上、より好ましくは約０．０３モルパーセント以上、最も好ましくは約１モルパーセント以上の量で存在している。触媒は、シクロヘキセン環含有化合物に対して、好ましくは約１０モルパーセント以下、より好ましくは約５モルパーセント以下、最も好ましくは約３モルパーセント以下の量で存在している。生成物は、所望の収率および純度での所望の生成物の単離を可能にする、当技術分野において知られている任意の手段により回収する。所望の生成物を回収する好ましい手段としては、反応媒体を濾過して触媒を除去すること、蒸発により生成物を濃縮すること、ならびに回収した生成物を好適な溶媒からクロマトグラフィー分離、蒸留、および／または再結晶により分離することが挙げられる。生成物の収率は、出発シクロヘキセン化合物の重量に対して、好ましくは約６０重量パーセント以上、より好ましくは約６５重量パーセント以上である。回収する生成物は、好ましくは約９０重量パーセント以上、最も好ましくは約９９重量パーセント以上の純度を示す。生成物は、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を示すことが好ましい。好ましい実施形態において、回収する生成物は、バイオマスなどの再生可能資源に由来する炭素原子を約６個より多く、より好ましくはバイオマスなどの再生可能資源に由来する炭素原子を約８個より多く有する。
【００７７】
１または複数のムコン酸およびそのカルボキシレート誘導体と１または複数のジエノフィルとの反応ならびに脱水素化反応ステップは、第１の反応ステップ後に溶媒からシクロヘキセンを回収することなく実施することができる。いずれの反応も前述の通り実施することができる。１または複数のムコン酸およびそのカルボキシレート誘導体と１または複数のジエノフィルとの反応をルイス酸の存在下で実施する実施形態において、ルイス酸は、脱水素化の前に除去することが好ましい。脱水素化ステップを開始する前に、シクロヘキセン化合物を含有する反応混合物に脱水素触媒を添加する。この実施形態において、溶媒は、グリコールエーテル、ポリグリコールエーテル、キシレンなどの芳香族炭化水素等である。より好ましい溶媒は、ジメチルグリコールエーテルおよびキシレンである。所望の反応温度までの任意の温度で脱水素触媒を反応に添加することができる。
【００７８】
好ましい実施形態において、回収する生成物は、式：
【００７９】
【化２４】
に相当し、
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｚおよびｂは、前述の通りである。
【００８０】
より好ましい実施形態において、回収する生成物は、式：
【００８１】
【化２５】
に相当し、
式中、Ｒ１およびＲ２は、前述の通りである。出発ジエノフィルが不飽和エステルである実施形態において、生成物は、式：
【００８２】
【化２６】
に相当するトリメリテートであることが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ４は、前述の通りである。出発ジエノフィルが無水マレイン酸である実施形態において、得られる生成物は、式：
【００８３】
【化２７】
に相当することが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ４は、前述の通りである。シクロヘキセンを作製するのに使用する出発ジエノフィルは、不飽和置換基を有する芳香族化合物であり、生成物は、式：
【００８４】
【化２８】
に相当することが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ５は、前述の通りである。
【００８５】
本明細書に記載のムコン酸および／またはそのカルボキシレート誘導体とジエノフィルとの反応により調製されるシクロヘキセン化合物からシクロヘキサン系化合物を調製するために、シクロヘキセン化合物に水素化を施す。水素化ステップにおいて、１または複数の水素化触媒の存在下で、シクロヘキセン化合物を水素と接触させる。好適な温度は、水素が適切な速度でシクロヘキセン化合物に挿入されて環の二重結合を除去する温度である。周囲温度で、シルコヘキセン化合物を水素および１または複数の水素化触媒と接触させることが好ましい。反応は、大気圧および高圧で実施することができる。高圧に対する上限は、反応装置の耐圧性（capability of the reaction equipment to handle the pressures）である。圧力は約２００ｐｓｉ（１．３８ＭＰａ）未満であることが好ましい。水素ガスを添加することにより圧力を加えて所望の圧力を達成することが好ましい。大気圧で水素を反応媒体に吹き込むおよび／または反応混合物を大気圧下で撹拌する。反応時間は、所望の化合物の所望の収率での調製を促進するように選択する。反応時間は、好ましくは約０．５時間以上、より好ましくは約１．０時間以上、最も好ましくは約２．０時間以上である。反応時間は、好ましくは約２４時間以下、より好ましくは約１６時間以下、最も好ましくは約８時間以下、最も好ましくは約３時間以下である。触媒は、反応条件下で水素をシクロヘキセン環に挿入してシクロヘキサン環を形成する任意の水素化触媒とすることができる。好ましい水素化触媒は、金属、好ましくはＶＩＩＩ族の金属をベースにしている。金属は、純粋な形態で、合金として、金属酸化物またはそれらの混合物の形態で存在することができる。触媒は、触媒効果または触媒の選択性に影響を与えるまたはそれらを強化するために変性剤も含有することができる。そのような変性は当技術分野においてよく知られている。触媒がベースにしている金属は、好ましくは白金、パラジウムおよびニッケルであり、パラジウムが最も好ましい。触媒は均一に使用することができるが、担体上の不均一系触媒であることが好ましい。触媒は、当業者に知られているスポンジ金属触媒とすることもできる。担体は、不均一系触媒に有用な任意の担体とすることができる。好ましい担体には、酸化アルミニウム、スピネル、ゼオライトおよび炭素がある。最も好ましい担体は炭素である。水素化反応は溶媒中で実施することができる。好ましい溶媒には、塩化炭化水素、非環状エーテル、環状エーテルおよびアルコール（アルカノールおよびアセチルアルコールなど）等がある。シクロヘキセン化合物は、溶媒に対して、好ましくは約５重量パーセント以上、最も好ましくは約８重量パーセント以上の量で存在している。シクロヘキセン化合物は、溶媒に対して、好ましくは約１５重量パーセント以下、最も好ましくは約１２重量パーセント以下の量で存在している。触媒は、反応が適度に効率的に進行して所望の収率で所望の生成物を生じるほど十分な量で存在している。触媒は、シクロヘキセン含有化合物の量に対して、好ましくは約０．０１モルパーセント以上、より好ましくは約０．０３モルパーセント以上、最も好ましくは約１．０モルパーセント以上の量で存在している。触媒は、シクロヘキセン環含有化合物に対して、好ましくは約１０．０モルパーセント以下、より好ましくは約５．０モルパーセント以下、最も好ましくは約３．０モルパーセント以下の量で存在している。生成物は、所望の収率および純度での所望の生成物の単離を可能にする、当技術分野において知られている任意の手段により回収する。所望の収率で所望の生成物（本明細書においてはシクロヘキサン環含有化合物）を回収する好ましい手段としては、反応媒体を濾過して触媒を除去すること、蒸発により生成物を濃縮すること、ならびに回収した生成物を好適な溶媒からクロマトグラフィー分離、蒸留、および／または再結晶により分離することが挙げられる。シクロヘキサン環含有化合物の収率は、出発シクロヘキセン化合物の重量に対して、好ましくは約９０重量パーセント以上、より好ましくは約９９重量パーセント以上である。回収するシクロヘキサン環含有化合物は、好ましくは約９０重量パーセント以上、最も好ましくは約９９重量パーセント以上の純度を示す。シクロヘキサン環含有化合物は、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を示すことが好ましい。好ましい実施形態において、回収するシクロヘキサン環含有化合物は、バイオマスなどの再生可能資源に由来する炭素原子を約６個以上、より好ましくはバイオマスなどの再生可能資源に由来する炭素原子を約８個以上有する。
【００８６】
好ましい実施形態において、回収する水素化生成物は、式：
【００８７】
【化２９】
に相当し、
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｚおよびｂは、前述の通りである。
【００８８】
より好ましい実施形態において、回収する水素化生成物は、式：
【００８９】
【化３０】
に相当し、
式中、Ｒ１およびＲ２は、前述の通りである。出発ジエノフィルが不飽和エステルである実施形態において、生成物は、式：
【００９０】
【化３１】
に相当するシクロヘキサンであることが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ４は、前述の通りである。出発ジエノフィルが無水マレイン酸である実施形態において、得られる生成物は、式：
【００９１】
【化３２】
に相当することが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ４は、前述の通りである。シクロヘキセンを作製するのに使用する出発ジエノフィルは、不飽和置換基を有する芳香族化合物であり、生成物は、式：
【００９２】
【化３３】
に相当することが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ５は、前述の通りである。
【００９３】
１位および４位、場合により２位ににカルボキシレート基を有するシクロヘキサン化合物は、カルボキシレート基をメチロール基に転換する条件で処理してもよい。そのような条件は当技術分野においてよく知られている。一実施形態において、参照により本明細書に組み込まれているOrganic Chemistry、第４版、ＭｏｒｒｓｉｏｎおよびＢｏｙｄ、ＡｌｌｙｎおよびＢａｃｏｎ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９８３のセクション２０．２２に開示のカルボキシレート基がメチロール基に転換されるような条件下で、１位および４位、場合により２位にカルボキシレート基を有するシクロヘキサン化合物に触媒水素化を施してもよい。一般に、カルボキシレート基の水素化により高い圧力および温度を利用する。あるいは、カルボキシレート基は、上記のＭｏｒｒｓｉｏｎおよびＢｏｙｄに開示の化学的還元によりメチロール基に転換することができる。一般に、１位および４位、場合により２位にカルボキシレート基を有するシクロヘキサン化合物は、ナトリウム金属およびアルコールと、または水素化アルミニウムリチウムと接触させる。さらに別の実施形態において、Advance Organic Chemistry、第２版、Ｍａｒｃｈ、ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １９７７に従って、高温で、１位および４位、場合により２位にカルボキシレート基を有するシクロヘキサン化合物を酸と接触させることにより転換を達成する。別の実施形態において、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第4,302,595号のプロセスを利用することができる。１位および４位、場合により２位にカルボキシレート基を有するシクロヘキサン化合物は、式：
【００９４】
【化３４】
に相当することが好ましく、
式中、Ｒ２は、出発化合物が２位にカルボキシレートを有していた場合、メチロール基を含み得る。
【００９５】
１および４、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物をエステル化してヒドロカルビル基を１位および４位、場合により２位に付加して、これらの位置にカルボキシレート基を形成することができる。エステル化反応は、Ｍａｒｃｈ、同書、３６３〜３６５頁に開示のプロセスおよびこれまでに開示したプロセスを含めた当業者に知られている任意のエステル化プロセスにより実施することができる。一実施形態において、強酸の存在下で、水および形成するエステルまたは著しい過剰量のアルコールを除去しながら、エステル化剤、前述のアルコールを、１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物と接触させる。酸性触媒は、前述の通りである。
【００９６】
本発明において調製する化合物は、様々な知られているポリマーを調製するためのモノマーとして使用することができる。該化合物の一部は、様々なポリマー系の可塑剤として使用することができる。フェニル置換テレフタレートは、参照により本明細書に組み込まれている関係する開示の米国特許第4,391,966号に記載の液晶ポリマーを調製するのに使用することができる。１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物、好ましくはテレフタル酸またはテレフタル酸ジメチルを、エチレングリコールまたは１，４−ブタンジオールなどのアルキレングリコールと反応させて、ポリエステルを調製することができる。そのようなポリエステルを調製するプロセスは当技術分野においてよく知られている。例えば、テレフタル酸をエチレングリコールと反応させて、参照により本明細書に組み込まれている「Contemporary Polymer Chemistry」第２版、Ｈａｒｒｙ Ｒ．Ａｌｃｏｃｋ、Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ Ｗ．Ｌａｍｐｅ、１９９０、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌの２７および２８頁に記載のポリエチレンテレフタレートを調製することができる。一実施形態において、本発明は、ａ）ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、高温の溶媒中で、ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源、またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）１または複数のｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルが形成するような条件下、１または複数の強酸の存在下で、場合により、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のエステル化剤と接触させるステップと、ｄ）１または複数のムコン酸、ムコン酸ジヒドロカルビルおよびジエノフィルが１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を形成するような条件下、高温で、１または複数のｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸またはムコン酸ジヒドロカルビルを１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、ｅ）１または複数のポリアルキレンポリエステルが調製されるような条件下で、シクロヘキセン環含有化合物を１または複数のアルキレングリコールと接触させるステップとを含むポリアルキレンポリエステルの調製方法に関する。別の実施形態において、本発明は、ａ）ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、高温の溶媒中で、ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源、またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）１または複数のｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルが形成するような条件下、１または複数の強酸の存在下で、場合により、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のエステル化剤と接触させるステップと、ｄ）１もしくは複数のムコン酸またはムコン酸ジヒドロカルビルおよびジエノフィルが１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を形成するような条件下、高温で、１または複数のｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸またはムコン酸ジヒドロカルビルを１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、ｅ）１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有する１または複数のシクロヘキサン化合物が調製されるような条件下で、シクロヘキセン環含有化合物を水素化触媒と接触させるステップと、ｆ）１または複数のポリアルキレンポリエステルが調製されるような条件下で、１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有する１または複数のシクロヘキサン化合物を１または複数のアルキレングリコールと接触させるステップとを含むポリアルキレンポリエステルの調製方法に関する。一実施形態において、本発明は、ａ）ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、高温の溶媒中で、ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源、またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）１または複数のｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルが形成するような条件下、１または複数の強酸の存在下で、場合により、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のエステル化剤と接触させるステップと、ｄ）１もしくは複数のムコン酸またはムコン酸ジヒドロカルビルおよびジエノフィルが１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を形成するような条件下、高温で、１または複数のｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸またはムコン酸ジヒドロカルビルを１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、ｅ）１または複数のテレフタル酸またはテレフタル酸ジヒドロカルビルが調製されるような条件下、場合により酸化剤の存在下で、シクロヘキセン環含有化合物を脱水素触媒と接触させるステップと、ｆ）１または複数のテレフタル酸ポリアルキレンが調製されるような条件下で、１または複数のテレフタル酸またはテレフタル酸ジヒドロカルビルを１または複数のアルキレングリコールと接触させるステップとを含むテレフタル酸ポリアルキレンの調製方法に関する。別の実施形態において、本発明は、ａ）ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、高温の溶媒中で、ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸およびヨウ素、紫外線源またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルが形成するような条件下、１または複数の強酸の存在下で、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸をメタノールと接触させるステップと、ｄ）ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート、および／またはその１−エン−互変異性体が調製されるような条件下、高温で、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルをエチレンと接触させるステップと、ｅ）テレフタル酸ジメチルが調製されるような条件下、場合により酸化剤の存在下で、ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートを脱水素触媒と接触させるステップと、ｆ）テレフタル酸ジメチルを加水分解してテレフタル酸を形成するステップと、ｇ）テレフタル酸ポリエチレンが調製されるような条件下でテレフタル酸をエチレングリコールと接触させるステップとを含むテレフタル酸ポリエチレンの調製方法である。さらに別の実施形態において、本発明は、ａ）ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、高温の溶媒中で、ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸およびヨウ素、紫外線源またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）シクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボン酸、および／またはその１−エン互変異性体が調製されるような条件下、高温で、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸をエチレンと接触させるステップと、ｄ）テレフタル酸が調製されるような条件下、場合により酸化剤の存在下で、シクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボン酸を脱水素触媒と接触させるステップと、ｅ）テレフタル酸ポリエチレンが調製されるような条件下でテレフタル酸をエチレングリコールと接触させるステップとを含むテレフタル酸ポリエチレンの調製方法である。本発明は、ａ）ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、高温の溶媒中で、ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸およびヨウ素、紫外線源またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルが形成するような条件下、１または複数の強酸の存在下で、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸をメタノールと接触させるステップと、ｄ）ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート、および／またはその１−エン互変異性体が調製されるような条件下、高温で、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルをエチレンと接触させるステップと、ｅ）テレフタル酸ジメチルが調製されるような条件下、場合により酸化剤の存在下で、ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートを脱水素触媒と接触させるステップと、ｆ）テレフタル酸ポリブチレンが調製されるような条件下でテレフタル酸ジメチルを１，４−ブタンジオールと接触させるステップとを含むテレフタル酸ポリブチレンの調製方法も含む。得られるポリエステルは、モノマー単位あたり、ムコン酸またはムコン酸およびエチレン前駆体に由来する、再生可能資源に由来する炭素原子を少なくとも約６個、好ましくは少なくとも約８個含有する。好ましい実施形態において、得られるポリエステルは、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を含有する。本発明は、ポリエステルに関し、ポリエステルを調製するのに使用する、１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物の一部分または全部は、バイオマスに由来する１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体から合成する。ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、微生物合成によりバイオマスから得ることができる。ポリエステルを調製するのに使用する、１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物は、再生可能な資源に由来するエチレンから合成することができる。ポリエステルを調製するのに使用する、１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物は、バイオマスに由来する１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体から、および再生可能な資源に由来するエチレンから合成することができる。別の実施形態において、１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物と反応させるエチレングリコールおよびブタンジオールなどのジオールは、当技術分野において知られている通り、バイオマスなどの再生可能資源、またはそれらの誘導体に由来することができる。この実施形態において、再生可能資源に由来する各モノマー単位の炭素原子の数は、約１０以上または約１２以上とすることができる。
【００９７】
本発明の新規な化合物および本発明の新規なプロセスにより調製するものは、再生可能資源に由来することが好ましい。再生可能資源から調製する化合物は、参照により本明細書に組み込まれているUS 7,531,593のコラム６の６０行からコラム８の４２行に記載の特徴的な１３Ｃ／１２Ｃ比を示す。
【００９８】
上記の記述が例示的なものであり、限定的なものではないことが理解されよう。上記の記述を読めば、当業者には、提示している実施例以外の多くの実施形態ならびに多くの応用例が明らかとなろう。本発明の様々な態様または実施形態の特色の任意の組合せを併用してもよいことをさらに意図したものである。本明細書において提示している説明および例示は、本発明の当業者にその原理、およびその実際の応用例を知らせることを意図したものである。当業者は、特定の用途の要件を満たすように、本発明をその多くの形態で応用および適用することができる。したがって、前述の本発明の特定の実施形態は、本発明を網羅または限定することを意図したものではない。したがって、本発明の範囲は、上記の記述を参照して決定するのではなく、その代わりに、添付の特許請求の範囲、ならびにそのような請求の範囲が享受する均等物を参照して決定するべきである。参照により本明細書にやはり組み込まれる以下の請求項から分かるように、他の組合せも可能である。以下の請求項における本明細書に開示の主題の任意の態様の省略は、主題の放棄ではなく、本発明者らが、そのような主題を、開示している本発明の主題の一部と見なしていないと見なすべきではない。
【実施例】
【００９９】
別段の指定のない限り、全ての部およびパーセントは重量基準である。
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸の精製
［実施例１］
【０１００】
粗製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸の精製
【０１０１】
【化３５】
【０１０２】
２つの別個の１２５ｍｌのエルレンマイヤーフラスコにおいて、それぞれの粗製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（各１０．０ｇで合計２０．０ｇ）のメタノール（５０ｍｌ）懸濁液をヒートガンで加熱還流する。熱い懸濁液を濾過する。追加のメタノール（３０ｍｌ）を残渣に添加する。それを再び加熱還流し、同じ濾紙を介して同じ丸底フラスコに濾過する。次に、濾紙上に存在する全ての固形物をエルレンマイヤーフラスコに戻し、追加のメタノール（３０ｍｌ）を添加し、加熱還流およびその後の濾過手順を繰り返す。合わせたメタノール溶液（１１０ｍｌ）を室温まで冷却させ、次いで、氷浴に入れる。室温まで一夜加温した後、母液（mother liquid）をデカントすると微結晶性のベージュ色の固形物が現れ、その重量は、乾燥後、高真空下で４．８４ｇであった。次に、ｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコン酸の第２の１０ｇバッチでこの正確な手順を繰り返して、４．２３ｇを得る。次いで、両方の再結晶からの母液を合わせ、蒸発乾固させる。メタノール（７５ｍｌ）からの残りの残渣の一回の再結晶により、追加の２．８２ｇを得る。合計で、１１．８９ｇ（回収率５９質量パーセント）の純粋なｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸。
［実施例２］
【０１０３】
粗製ムコン酸の精製
乾燥した（水が５重量パーセント未満）粗製ｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（２００ｇ）のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（１．８リットル（ｌ））撹拌懸濁液を５０℃まで加熱する。５０℃で４５分以内に固形物の大部分が溶解する。活性炭（３５ｇ）を添加する。１時間後、熱い懸濁液を、Ｃｅｌｉｔｅ（商標）の珪藻土のベッドを介した濾過により清澄化する。濾液を蒸発乾固させ、残渣を高真空下で乾燥させて、純粋なｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（１６６ｇ、回収率８３質量パーセント）を得る。ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸の場合、還流している酢酸エチル中で固形物を２回再懸濁することにより、いかなる微量のｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸も除去することができ、冷却溶液から毎回デカンテーションにより除去する。酢酸エチル中、室温でのおよその溶解度は、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸については１ｍｇ／ｍｌ、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸については５ｍｇ／ｍｌ、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸については０．１ｍｇ／ｍｌである。
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓおよびｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸への異性化
［実施例３］
【０１０４】
粗製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸からのｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の合成
【０１０５】
【化３６】
【０１０６】
水（２５０ｍｌ）に懸濁した粗製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（１５．０ｇ）を、ヒートガンを使用して１０分間加熱還流する。還流では全てが溶解している。熱い溶液を室温まで冷却させ、次いで、氷浴に入れる。室温まで一夜加温した後、母液をデカントすると微結晶性のベージュ色の固形物としての純粋なｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が現れ、その重量は、乾燥後、高真空下で９．０ｇであり、回収率６０質量パーセントをもたらす。
［実施例４］
【０１０７】
純粋なｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸からのｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の合成
精製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（１５．０ｇ）の水性（１５０ｍｌ）懸濁液を、ヒートガンを使用して１５分間加熱還流する。室温まで一夜冷却した後、沈殿した固形物、純粋なｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を濾過により採取し、少量の水で洗浄し、高真空下で乾燥させる（１０．４ｇ、６９パーセント）。母液の試料を濃縮し、１Ｈ ＮＭＲ分析のために残りの残渣全体をＤＭＳＯ−ｄ６に溶解する。母液のバルクを蒸発乾固させる（４．２ｇ）。母液試料の蒸発残渣の１Ｈ ＮＭＲスペクトルの積分によると、ムコン酸全体の３パーセントが溶液中にｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体として残り、２５パーセントがその内部ラクトンに転換され、残りの３パーセントは、ラクトン加水分解およびその後の脱カルボキシル化を受けてレブリン酸を形成する。
［実施例５］
【０１０８】
純粋なｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の合成
精製ｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（１２．５ｇ、８８ｍｍｏｌ）、Ｉ２（１１０ｍｇ、０．５ｍｏｌパーセント）、およびＴＨＦ（１１０ｍｌ、０．８Ｍ）からなる混合物を４時間還流する。室温まで冷却した後、沈殿した固形物、純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を濾過により採取する。Ｉ２を完全に除去するために、室温のＴＨＦ中で固形物をフリット上で再懸濁し、吸引減圧濾過（aspirator vacuum filtration）を介して再び除去する。その物質を高真空下で乾燥させる（１１．３ｇ、９０パーセント）。
［実施例６〜１３］
【０１０９】
粗製ｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の合成
乾燥した精製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（５．０ｇ、３５．２ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（４４ｍｌ、０．８Ｍ）に懸濁する。純水（１、５、１０、または２０重量パーセント）または（ＮＨ４）２ＳＯ４（１、５、１０、または２０重量パーセント）のいずれかを添加する。Ｉ２（４５ｍｇ、０．５ｍｏｌパーセント）を添加し、混合物を４時間加熱還流する。室温まで冷却した後、沈殿したｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を濾過により採取し、乾燥した。（ＮＨ４）２ＳＯ４実験の場合、採取したｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の塊を（ＮＨ４）２ＳＯ４の有無により補正する（corrected for the presence of (NH4)2S04）。母液の試料を濃縮し、１Ｈ ＮＭＲ分析のために全ての残渣をＤＭＳＯ−ｄ６に溶解する。積分により、母液の組成の推定が可能となった。結果を表１および２にまとめている。
【０１１０】
表１および２：
【０１１１】
【表１】
【表２】
［実施例１４］
【０１１２】
粗製ｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコン酸からのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸の合成
【０１１３】
【化３７】
【０１１４】
ｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコン酸（１００ｇ）を水（１Ｌ、次いで、塩基、水酸化ナトリウムを添加することによりｐＨ６に調整する）に溶解し、混合物を９０℃で３．５時間加熱する。試料を３０分毎に採取し、ＨＰＬＣにより分析する。これらの試料のＨＰＬＣ分析により、異性化プロセスが９０℃での加熱の１時間後にほとんど完了していることが示される。９０℃での加熱の３．５時間後に、混合物を木炭（１０ｇ）で３０分間処理し、Ｗｈａｔｍａｎ濾紙（＃２）を介して濾過する。塩基、水酸化ナトリウムを添加することにより溶液のｐＨを３．５に調整する。濾過により沈殿物を得て、氷冷水（２００ｍＬ）で洗浄し、減圧下で乾燥して６４．５ｇ（収率６５パーセント）の淡黄色のｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸を得る。
［実施例１５］
【０１１５】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の合成
【０１１６】
【化３８】
【０１１７】
精製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（０．５０ｇ）、触媒量のヨウ素（２５ｍｇ）、およびアセトニトリル（３５ｍｌ）を含有する混合物を３６時間加熱還流する。この反応は、実験室において環境光の存在下で実施する。沈殿した固形物を依然として熱い溶液から濾過して取り除き、冷たいアセトニトリルで洗浄する。高真空下での乾燥後、０．４０ｇ（収率８０パーセント）の純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が黄褐色の粉末として存在している。
［実施例１６］
【０１１８】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の合成
【０１１９】
【化３９】
【０１２０】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（１．００ｇ）、触媒量のヨウ素（５３ｍｇ、３．０モルパーセント）、およびアセトニトリル（３５ｍｌ）を含有する混合物を１１時間加熱還流する。この反応は、実験室において環境光の存在下で実施する。室温まで冷却した後、沈殿した固形物を濾過して取り除き、アセトニトリルで洗浄する。高真空下での乾燥後、０．８０ｇ（収率８０パーセント）の純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が黄褐色の粉末として存在している。ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からこの手順により得た物質は、前記の手順によりｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸から得た物質と同一である。
［実施例１７］
【０１２１】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸の合成
【０１２２】
【化４０】
【０１２３】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（１０ｇ、７０．４ｍｍｏｌ）を２００ｍｇのヨウ素（１．１モルパーセント）と共にＴＨＦ（２００ｍＬ）に溶解する。この反応は、実験室において環境光の存在下で実施する。次いで、混合物を還流させ、ＨＰＬＣにより分析するために試料を３０分毎に採取する。２時間の還流後に、沈殿物を濾過し、過剰量のＴＨＦで洗浄し、乾燥して６．２ｇの淡黄色の固形物を得る。単離した固形物のＨＰＬＣ分析により、それが純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸であり、異性化が１時間の還流後に完了していることが示された。
［実施例１８］
【０１２４】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸の合成
【０１２５】
【化４１】
【０１２６】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１９ｇ、１３３．８ｍｍｏｌ）を室温でＴＨＦ（２５０ｍＬ）に溶解し、ヨウ素の結晶（１６０ｍｇ、０．６３ｍｍｏｌ、０．５モルパーセント）を添加する。この反応は、実験室において環境光の存在下で実施する。反応混合物を室温で５時間撹拌させ、沈殿物を濾過し、アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して１６ｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率８４パーセントを得る。
ムコン酸のエステル化
［実施例１９］
【０１２７】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸からのｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチルの合成
【０１２８】
【化４２】
【０１２９】
精製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（１０．０ｇ、７０．４ｍｍｏｌ）を水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨ、４２．２ｍｌ、５．０Ｍ、２１１ｍｍｏｌ、３．０当量）に懸濁する。室温で、硫酸ジメチル（１８．４ｍｌ、１９４ｍｍｏｌ、２．７５当量）を１５ｍｉｎ後に添加し、混合物を急速に６時間撹拌する。混合物を酢酸エチルに溶解し、全ての固形物が溶解するまで振盪する。有機相を１Ｍ（モル）ＮａＯＨ水溶液で３回、および飽和水性塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）で１回再抽出する。全ての溶媒の硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）での乾燥、濾過、および蒸発により、オフホワイトの結晶性固形物（６．２ｇ、３６．４ｍｍｏｌ、収率５２パーセント）が生じ、硫酸ジメチルを全く含まない純粋なｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチルとして同定される。
［実施例２０］
【０１３０】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの合成
【０１３１】
【化４３】
【０１３２】
精製ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（１０．０ｇ、７０．４ｍｍｏｌ）をＮａＯＨ水溶液（４２．２ｍｌ、５．０Ｍ、２１１ｍｍｏｌ、３．０当量）に懸濁する。室温で、硫酸ジメチル（１８．４ｍｌ、１９４ｍｍｏｌ、２．７５当量）を１５分後に添加し、混合物を急速に５時間撹拌する。混合物を酢酸エチルに溶解し、全ての固形物が溶解するまで振盪する。有機相を、１Ｍ ＮａＯＨ水溶液で３回、および飽和ＮａＣｌ水溶液で１回再抽出する。全ての溶媒の硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）での乾燥、濾過、および蒸発により、オフホワイトの結晶性固形物（６．０ｇ、３５．３ｍｍｏｌ、収率５０パーセント）が生じ、硫酸ジメチルを全く含まない純粋なｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルとして同定される。
［実施例２１］
【０１３３】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸からのムコン酸ジメチル異性体の合成
【０１３４】
【化４４】
【０１３５】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（１０．０ｇ、７０．４ｍｍｏｌ）をメタノール（２５０ｍｌ）に懸濁する。触媒量のＨ２ＳＯ４（０．６ｍｌ）を添加し、反応混合物を１８時間還流する。濃縮後、残りの茶色の残渣を酢酸エチルに溶解し、飽和Ｋ２ＣＯ３水溶液で３回抽出する。全ての溶媒の乾燥（Ｎａ２ＳＯ４）、濾過、および蒸発により、淡褐色の固形物（１０．８ｇ、６３．５ｍｍｏｌ、収率９０パーセント）が生じ、それは、主に、さらに精製することなく以下に記載の通りに使用するｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルからなる。
［実施例２２］
【０１３６】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの合成
【０１３７】
【化４５】
【０１３８】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（４．６ｇ、３２．４ｍｍｏｌ）をメタノール（１２５ｍｌ）に懸濁する。触媒量の硫酸、Ｈ２ＳＯ４（０．３ｍｌ）を添加し、反応混合物を１８時間還流する。濃縮後、残りの茶色の残渣を酢酸エチルに溶解し、飽和炭酸カリウム水溶液、Ｋ２ＣＯ３水溶液で３回抽出する。全ての溶媒の硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）上での乾燥、濾過、および蒸発により、オフホワイトの固形物（５．２ｇ、３０．６ｍｍｏｌ、収率９４パーセント）が生じ、純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルとして同定される。
［実施例２３］
【０１３９】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの合成
【０１４０】
濃Ｈ２ＳＯ４（０．５２ｍｌ、０．１容量パーセント）をｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（６０ｇ、０．４２ｍｏｌ）のメタノール（０．５２ｌ、０．８Ｍ）撹拌懸濁液に添加する。反応混合物を還流下で１６時間撹拌する。この反応により、低溶解度の固形物が別の低溶解度の固形物に変換される。結晶性ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの密度は、結晶性ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の密度より高い。ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸はメタノール反応混合物の撹拌の間に全て懸濁するが、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルは調査した全ての撹拌速度でフラスコの底部に堆積したままである。室温まで冷却した後、母液をデカントし、沈殿物をメタノールで洗浄する。Ｈ２ＳＯ４を完全に除去するために、新たなメタノール（２００ｍｌ）を導入し、混合物を１０分間加熱還流する。室温まで冷却した後、母液を再びデカントし、沈殿物をメタノールで洗浄する。高真空下での乾燥により、清浄なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（６８ｇ、０．４０ｍｏｌ、９５パーセント）が生じる。
［実施例２４］
【０１４１】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジ−ｎ−ブチルの合成
【０１４２】
【化４６】
【０１４３】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（５．０ｇ、３５．２ｍｍｏｌ）を規定のブタノール（４０ｍｌ）に懸濁する。触媒量のＨ２ＳＯ４（０．４５ｍｌ）を添加し、反応混合物を１６時間還流する。反応混合物を酢酸エチルで希釈し、飽和Ｋ２ＣＯ３水溶液で３回抽出する。全ての溶媒の乾燥（Ｎａ２ＳＯ４）、濾過、および蒸発により、淡黄色のゲル（８．３ｇ、３２．７ｍｍｏｌ、収率９３パーセント）が生じ、純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジ−ｎ−ブチルとして同定される。
［実施例２５］
【０１４４】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジ−（２−エチル−ヘキシル）の合成
【０１４５】
【化４７】
【０１４６】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（５．０ｇ、３５．２ｍｍｏｌ）を２−エチル−ヘキサノール（５０ｍｌ）に懸濁する。触媒量のＨ２ＳＯ４（０．４５ｍｌ）を添加し、反応混合物を１８時間還流する。溶媒の大部分を蒸発させ、短いクロマトグラフィー分離（溶離液としてＳｉＯ２、ヘキサン）を介して淡黄色の油（１１．２ｇ、３０．６ｍｍｏｌ、収率８７パーセント）を得て、それは純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジ−（２−エチル−ヘキシル）として同定される。
ｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルへの異性化
［実施例２６］
【０１４７】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチルからのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの合成
【０１４８】
【化４８】
【０１４９】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチル（０．６０ｇ、３．４３ｍｍｏｌ）および触媒量のヨウ素（３０ｍｇ、３．３モルパーセント）のアセトニトリル（１０ｍｌ）溶液を１５時間加熱還流する。この反応は、実験室において環境光の存在下で実施する。回転蒸発器での全ての溶媒の除去の後に、高真空の適用、全てのヨウ素を除去するための容量比３／２の１５ｍｌのジエチルエーテルおよびヘキサンによる洗浄、ならびに高真空下での乾燥を実施し、それにより、オフホワイトの結晶性固形物（０．５８ｇ、３．４１ｍｍｏｌ、収率９７パーセント）が生じ、純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルとして同定される。
［実施例２７］
【０１５０】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルからのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの合成
【０１５１】
【化４９】
【０１５２】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（０．６０ｇ、３．５３ｍｍｏｌ）および触媒量のヨウ素（４３ｍｇ、４．８モルパーセント）のアセトニトリル（１０ｍｌ）溶液を２５時間加熱還流する。この反応は、実験室において環境光の存在下で実施する。回転蒸発器での全ての溶媒の除去の後に、高真空の適用、全てのヨウ素を除去するための容量比３／２の１５ｍｌのジエチルエーテルおよびヘキサンによる洗浄、ならびに高真空下での乾燥を実施し、それにより、オフホワイトの結晶性固形物（０．６０ｇ、３．５３ｍｍｏｌ、収率１００パーセント）が生じ、純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルとして同定される。
［実施例２８］
【０１５３】
ムコン酸ジメチル異性体からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの合成
【０１５４】
【化５０】
【０１５５】
実施例２１で得たｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの混合物（１０．８ｇ、６３．５ｍｍｏｌ）ならびに触媒量のＩ２（３００ｍｇ、１．９ｍｏｌパーセント）のメタノール（２５０ｍｌ）溶液を６０時間加熱還流し、その時点で、ＴＬＣおよびＧＣ−ＭＳにより、完全な転換が確認される。０℃まで冷却すると、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルが沈殿する。それを濾過により採取し、氷冷メタノールで洗浄し、高真空下で乾燥させる（８．２ｇ、４８．２ｍｍｏｌ、収率７６パーセント）。この手順により得た物質は、前記の２つの手順により得た物質と同一である。
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸およびｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの反応
［実施例２９］
【０１５６】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルおよび無水マレイン酸の反応
【０１５７】
【化５１】
【０１５８】
５ｍｌの圧力管において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（１．０ｇ、５．９ｍｍｏｌ）および無水マレイン酸（１．７ｇ、１７．６ｍｍｏｌ、３当量）を１５０℃まで１時間加熱する。冷却した反応混合物の１Ｈ ＮＭＲ分析により、約７９パーセントの所望の付加物の存在が明らかとなる。
［実施例３０］
【０１５９】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチルと無水マレイン酸との間の反応
【０１６０】
【化５２】
【０１６１】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチル（０．１ｇ、０．６ｍｍｏｌ）および無水マレイン酸（１７３ｍｇ、１．８ｍｍｏｌ、３当量）のデカヒドロナフタレン（２ｍｌ）溶液を１５０℃まで２４時間加熱する。１Ｈ ＮＭＲ分析のために冷却した反応混合物を全てＤＭＳＯ−ｄ６に溶解すると、約６０パーセントの未反応のｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチル、２０パーセントの異性化ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル、および２０パーセントのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルと無水マレイン酸との間のディールス・アルダー付加物の存在が示される。
［実施例３１］
【０１６２】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルと無水マレイン酸との間の反応
【０１６３】
【化５３】
【０１６４】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（０．１ｇ、０．６ｍｍｏｌ）および無水マレイン酸（１７３ｍｇ、１．８ｍｍｏｌ、３当量）のデカヒドロナフタレン（２ｍｌ）溶液を１５０℃まで２４時間加熱する。１Ｈ ＮＭＲ分析のために冷却した反応混合物を全てＤＭＳＯ−ｄ６に溶解すると、約６９パーセントの未反応のｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル、９パーセントの異性化ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル、および２２パーセントのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルと無水マレイン酸との間の付加物の存在が示される。
［実施例３２］
【０１６５】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルとプロピオール酸メチルとの間の反応を介したトリメリット酸トリメチルの調製
【０１６６】
【化５４】
【０１６７】
５ｍｌの圧力管において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（１．０ｇ、５．９ｍｍｏｌ）のプロピオール酸メチル（２．５ｍｌ、２９．４ｍｍｏｌ、５当量）溶液を１６０℃まで１９時間加熱する。冷却した反応溶液の１Ｈ ＮＭＲ分析により、未反応のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルが残っていないことが明らかとなる。３つの物質がほぼ等しい量で存在していることが分かる。粗製反応混合物の反復カラムクロマトグラフィー（Ｓｉ３５、ＳＦ２５〜４０ｇ、ＡｎａＬｏｇｉｘカラムおよび１３パーセント酢酸エチル／ヘキサン定組成溶離液（isocratic eluent））、および単一の画分の分析により、３つの異なる反応生成物の同定が可能となる。最初に形成するジエン生成物の酸化により生じるトリメリット酸トリメチル（２３パーセント）、アルキンのジエンへのキレトロピー付加（エンドオン）およびその後の酸化から生じるジメチル２−（２−メトキシ−２−オキソエチリデン）シクロペンタ−３，５−ジエン−１，３−ジカルボキシレート（２９パーセント）、ならびにアルキンのエンのβ−炭素への作用、およびその後の、ＣＯの排除により再配置されるクムレンを形成するためのメタノール脱離から生じるメチル３−（２−メトキシ−２−オキソエチリデン）シクロペンタ−１，４−ジエンカルボキシレートのＥ／Ｚ混合物（２７パーセント）。ｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルによる同様の実験では、最初のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルへの異性化およびその後の付加が原因で、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルに由来する生成物しか生じない。
［実施例３３］
【０１６８】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸とアクリル酸との間のディールス・アルダー反応
【０１６９】
【化５５】
【０１７０】
還流冷却器を備えた５ｍｌ丸底フラスコ中のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（１．０ｇ、７．０ｍｍｏｌ）およびアクリル酸（０．９６ｍｌ、１４．０ｍｍｏｌ、２．０当量）の撹拌混合物を１４０℃まで３時間加熱する。より多量の転換を達成するために、反応の間により多くのアクリル酸を添加する（２時間で１．０当量）。生成物の特徴付けを容易にするために、反応混合物をメタノール中で一夜エステル化する。粗製エステル化物のＧＣ−ＭＳ分析により、トリメチルシクロヘキサ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレートの存在が示され、したがって、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸とアクリル酸との間の反応を介したシクロヘキサ−５−エン−１，２，４−トリカルボン酸の形成が確認される。
［実施例３４］
【０１７１】
トリメチルシクロ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレートの調製
【０１７２】
【化５６】
【０１７３】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（１ｇ、５．９ｍｍｏｌ）、アクリル酸メチル（１．６ｍｌ、１７．６ｍｍｏｌ、３当量）およびヒドロキノン（６５ｍｇ、０．５９ｍｍｏｌ、０．１当量）をｍ−キシレン（３０ｍｌ）中で混合する。反応混合物を窒素下で７２時間還流する。次いで、反応混合物を透明な無色のゲルになるまで濃縮し、ＡｎａＬｏｇｉｘ ＢＳＲ ＳｉｍｐｌｉＦｌａｓｈシステム（ヘキサン／酢酸エチル、８：２）を使用して、それをカラムクロマトグラフィーにより精製する。所望の生成物の２つのジアステレオマーの混合物を透明で無色および無色の油としてとして収率６１パーセント、０．９ｇ、３．６ｍｍｏｌで単離する。
［実施例３５］
【０１７４】
２−ブチル−１，４−ジメチルシクロ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレートの調製
【０１７５】
【化５７】
【０１７６】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（１ｇ、５．９ｍｍｏｌ）をアクリル酸ブチル（０．８５ｍｌ、５．９ｍｍｏｌ、１．０当量）およびヒドロキノン（６５ｍｇ、０．５９ｍｍｏｌ、０．１当量）と混合する。反応混合物を１４０℃まで１時間加熱する。１時間後、０．５当量のアクリル酸ブチル（０．４２ｍｌ、２．９ｍｍｏｌ）を混合物に添加し、それをさらに１時間加熱する。次いで、０．２当量のアクリル酸ブチル（０．１７ｍｌ、１．２ｍｍｏｌ）を反応混合物に添加し、それをもう１時間加熱する。合計で３時間後、反応混合物を室温まで冷却させる。過剰量のアクリル酸ブチルを蒸発させ、ＡｎａＬｏｇｉｘ ＢＳＲ ＳｉｍｐｌｉＦｌａｓｈシステム（ヘキサン／酢酸エチル、８：２）を使用して、得られた残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製する。所望の生成物を、予期していたディールス・アルダー付加物の２つのジアステレオマーの混合物として収率８１パーセントで得る（１．４ｇ、４．８ｍｍｏｌ、透明なゲル）。
［実施例３６］
【０１７７】
トリブチルシクロ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレートの調製
【０１７８】
【化５８】
【０１７９】
還流冷却器を備えた５ｍｌ丸底フラスコ中のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジ−ｎ−ブチル（１．０ｇ、３．９ｍｍｏｌ）およびｎ−アクリル酸ブチル（０．８５ｍｌ、５．９ｍｍｏｌ、１．５当量）とヒドロキノン（０．１当量）との撹拌混合物を１４０℃まで４時間加熱する。より多量の転換を達成するために、反応の間により多くのｎ−アクリル酸ブチルを添加する（３時間で１．０当量）。冷却した反応混合物をカラムクロマトグラフィー（Ｓｉ３５、ＳＦ２５〜４０ｇ、ＡｎａＬｏｇｉｘカラムおよび１０パーセント酢酸エチル／ヘキサン定組成溶離液）により精製して、透明な淡黄色の油として、予期していた付加物の２つのジアステレオマーを得る（１．１ｇ、３．０ｍｍｏｌ、収率７８パーセント）。
［実施例３７］
【０１８０】
トリ−（２−エチル−ヘキシル）シクロヘキサ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレートの調製
【０１８１】
【化５９】
【０１８２】
還流冷却器を備えた５ｍｌ丸底フラスコ中のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジ−（２−エチル−ヘキシル）（１．０ｇ、２．７ｍｍｏｌ）、２−エチル−ヘキシルアクリレート（１．１ｍｌ、５．４ｍｍｏｌ、２．０当量）、およびヒドロキノン（３０ｍｇ、０．２７ｍｍｏｌ、０．１当量）の撹拌混合物を１４０℃まで４時間加熱する。より多量の転換を達成するために、反応の間により多くの２−エチル−ヘキシルアクリレートを添加する（１ｈで２．０当量、３時間で１．０当量）。冷却した反応混合物をカラムクロマトグラフィー（Ｓｉ３５、ＳＦ２５〜４０ｇ、ＡｎａＬｏｇｉｘカラム、勾配：１００パーセントヘキサン〜２０パーセント酢酸エチル／ヘキサン）により精製して、透明な淡黄色の油の形態の、付加物の２つのジアステレオマーを得る（０．７２ｇ、１．３ｍｍｏｌ、収率４９パーセント）。この反応をヒドロキノンの不存在下で実施すると、付加物の同じ２つのジアステレオマーが形成する。
［実施例３８〜４０］
【０１８３】
ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートの調製
【０１８４】
【化６０】
【０１８５】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、急速に撹拌したｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（２．５８ｇ、１５．２ｍｍｏｌ）のｍ−キシレン（１２０ｍｌ）溶液を、エチレン雰囲気下（溶液をエチレンで飽和した後に２３℃で２６０ｐｓｉ）、設定値温度１５０℃で（１５１〜１６８℃が観察された）２４時間加熱する。ほぼ無色の冷却した反応溶液の１Ｈ ＮＭＲ分析により、ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートへの約９６パーセントの転換が明らかとなった。溶媒の除去により、白色の濁った油が生じた。その油をｔｅｒｔ−ブチル−メチル−エーテルに溶解し、それを濾過することにより、沈殿した微量のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルを分離して、溶媒の除去後に、９８パーセント超の純粋な生成物（ほぼ無色の油）を得る。別のバッチをカラムクロマトグラフィー（Ｓｉ３５、ＳＦ２５〜４０ｇ、ＡｎａＬｏｇｉｘカラムおよび１３パーセント酢酸エチル／ヘキサン定組成溶離液）により精製して、分析試料を得る。ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートのジアステレオマーをＧＣにより検出する。以下の表に示しているように、この反応は、より大きい規模で、さらには遊離ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸により（実施例４１〜４２）首尾よく実施することもできる。表３は、ムコン酸ジメチルの量、圧力（ｐｓｉ）、ｃ（Ｍ）、溶媒、設定および反応温度、時間単位での反応時間および反応の結果を示している。実施例４１および４２では、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの代わりにｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が出発原料である。
［実施例４１および４２］
【０１８６】
遊離ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸とエチレンとの間の反応
【０１８７】
【化６１】
【０１８８】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、急速に撹拌した（１５５ｒｐｍ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（２．１０ｇ、１４．７ｍｍｏｌ）および水（１２０ｍｌ）の混合物を、エチレン雰囲気下（溶液をエチレンで飽和した後に２３℃で２７０ｐｓｉ）、設定値温度１５０℃で３日間加熱する。冷却したＰａｒｒ反応器の開放後、橙色の固形物が黄色の溶液の底に存在している。黄色の溶液をデカントし、橙色の固形物を乾燥して（ペーパータオル）、０．８５ｇ（５．０ｍｍｏｌ、収率３４パーセント）を得る。１Ｈ ＮＭＲ分析により、それが互変異性化エチレン−ディールス・アルダー付加物であると同定される。黄色の溶液中にさらなる量の互変異性化物が存在していた。さらに、黄色の溶液は、少量の互変異性化されていない最初のディールス・アルダー付加物および分解された物質も含有していた。１２５℃で１日のその後の反応（実施例４２）により、そのような低温では、反応が完成した時点でより多く（４４パーセント）の互変異性化されていない最初のディールス・アルダー付加物が存在しており、さらに、１３パーセントの互変異性化物が存在しており、４１パーセントの未反応の出発原料が回収され、たった２パーセントの分解された物質が存在していることが示される。実施例３８〜４２の結果を表３に示している。
【０１８９】
【表３】
［実施例４３〜４７］
【０１９０】
ワンポット異性化およびディールス・アルダーおよびその後のエステル化
【０１９１】
【化６２】
【０１９２】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（８．６ｇ、６０．６ｍｍｏｌ）およびＩ２（１１４ｍｇ、０．７ｍｏｌパーセント）のジグリム（ジグリコールメチルエーテル、１２０ｍｌ、０．５Ｍ）撹拌懸濁液を、エチレン圧力下（２３℃で２７０ｐｓｉ（１．８６ＭＰａ））で２００℃まで４８時間加熱する。全ての溶媒を除去し、メタノール（２００ｍｌ）および触媒量の濃Ｈ２ＳＯ４（０．２ｍｌ）を添加する。１４時間の還流後、この溶液をＧＣにより分析して、存在しているジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート（１３〜１９パーセント）およびジメチルシクロヘキサ−１−エン−１，４−ジカルボキシレート（７４〜７６パーセント）の量を定量化する。溶媒の除去および蒸留により、清浄な生成物が生じる。結果を表４に示している。
【０１９３】
【表４】
［実施例４８］
【０１９４】
より大規模での、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルからのジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートの合成
Ｐａｒｒ圧力反応器において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（４０．８ｇ、２４０ｍｍｏｌ）のジグリム（１２０ｍｌ、２．０Ｍ）撹拌懸濁液を、エチレン圧力下（２３℃で２７０ｐｓｉ（１．８６ＭＰａ））で１６５℃まで２４時間加熱する。ＧＣによる反応混合物の分析により、生成物（ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート（７５パーセント）およびジメチルシクロヘキサ−１−エン−１，４−ジカルボキシレート（１パーセント）が存在している）の定量化が可能となる。溶媒の除去および蒸留により、清浄な生成物が生じる。
［実施例４９］
【０１９５】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルへのワンステップｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル異性化およびエチレンとの反応
【０１９６】
【化６３】
【０１９７】
Ｐａｒｒ反応器において、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（９．８０ｇ、５７．６ｍｍｏｌ）、ヨウ素（７３ｍｇ、０．２９ｍｍｏｌ、０．５ｍｏｌパーセント）、およびジオキサン（１２０ｍｌ、０．４８Ｍ）の混合物を、エチレン圧力下で（ｐＲＴ＝２７０ｐｓｉ（１．８６ＭＰａ））１６０℃まで２４時間加熱する。室温まで冷却した後、薄黄色の濁った懸濁液が存在している。この懸濁液の試料から全ての溶媒を回転蒸発器で蒸発させると、黄色の固形物が懸濁した無色の油が現れる。この物質を全てジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ−ｄ６）に溶解し、１Ｈ ＮＭＲ分光法により分析すると、８６パーセントのジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートが存在していることが分かる。
［実施例５０］
【０１９８】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸へのワンステップのｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸異性化およびエチレンとの反応
【０１９９】
【化６４】
【０２００】
Ｐａｒｒ反応器において、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（８．１８ｇ、５７．６ｍｍｏｌ）、Ｉ２（２９３ｍｇ、１．１５ｍｍｏｌ、２．０モルパーセント）、およびＴＨＦ（１２０ｍｌ、０．４８Ｍ）の混合物を、エチレン圧力下で（ｐＲＴ＝２５２ｐｓｉ（１．７４ＭＰａ））１６０℃まで２５時間加熱する。室温まで冷却した後、白色の固形物が薄黄色の溶液に懸濁していることが分かる。この溶液を濾過して沈殿したｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を除去し、全ての溶媒を回転蒸発器で蒸発させる。残渣を熱い酢酸エチル／ジオキサンに懸濁し、室温まで冷却した後、沈殿した固形物を濾過により除去し、濾液を蒸発乾固させて、シクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボン酸（７．２２ｇ、４２．４ｍｍｏｌ、７５パーセント）を得る。
テレフタル酸およびそのエステルへの酸化
［実施例５１］
【０２０１】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸とエチレンとの間の反応生成物の酸化によるテレフタル酸の調製
【０２０２】
【化６５】
【０２０３】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、実施例５０の生成物（０．８５ｇ、５．０ｍｍｏｌ）をＨ２Ｏ（１２０ｍｌ、０．０４Ｍ）に懸濁し、Ｐｔ／Ｃ（３９０ｍｇ、５パーセントＰｔ／Ｃ、２モルパーセントＰｔ）粉末を添加する。反応器を空気（液相の飽和後に２３℃で２４０ｐｓｉ）で加圧し、その内容物を急速に撹拌しながら（１５５ｒｐｍ）設定値温度１５０℃まで３日間加熱する。冷却したＰａｒｒ反応器の開放後、水性Ｐｔ／Ｃ懸濁液に部分的に没している白色の固形物がガラス反応器の表面に存在している。合わせた物質を濾過し、多量の熱いメタノールを使用して繰り返し洗浄して、濃縮乾固後、ほぼ白色の固形物（０．４３ｇ）を得る。１Ｈ ＮＭＲ分析により、５５パーセントのテレフタル酸、４０パーセントのｔｒａｎｓ−、および５パーセントのｃｉｓ−シクロヘキサン−１，４−ジカルボン酸の存在が示される。
［実施例５２］
【０２０４】
テレフタル酸ジメチルの調製−常圧の空気による酸化
【０２０５】
【化６６】
【０２０６】
触媒量の炭素上の白金粉末（２００ｍｇ、５パーセントＰｔ／Ｃ、１０ｍｇ Ｐｔ、４モルパーセント）を含有する、ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート（０．２５ｇ、１．２６ｍｍｏｌ）の酢酸（２０ｍｌ）還流溶液に空気を８７時間吹き込む。冷却した反応懸濁液の１Ｈ ＮＭＲ分析により、所望の酸化生成物への約６９パーセントの転換が明らかとなる。溶媒の濾過および除去により、ほぼ白色の固形物（０．２４ｇ）を得る。カラムクロマトグラフィー（Ｓｉ３５、ＳＦ４０〜８０ｇ、ＡｎａＬｏｇｉｘカラムおよび１３パーセント酢酸エチル／ヘキサン定組成溶離液）による精製により、テレフタル酸ジメチルの分析試料を得る。
［実施例５３］
【０２０７】
テレフタル酸ジメチルの調製−Ｐａｒｒ反応器における空気による酸化
【０２０８】
【化６７】
【０２０９】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート（２．４２ｇ、１２．２ｍｍｏｌ）をシクロヘキサン（１２０ｍｌ、０．１０Ｍ）に溶解し、触媒量の炭素上の白金（４７６ｍｇ、５パーセントＰｔ／Ｃ、１モルパーセント白金）粉末を添加する。反応器を空気で加圧し（溶液の飽和後に２３℃で２４０ｐｓｉ（１．６５ＭＰａ））、その内容物を急速に撹拌しながら（１６０ｒｐｍ）設定値温度１５０℃で３日間加熱する。冷却したＰａｒｒ反応器の開放後、炭素上の白金黒（Ｐｔ／Ｃ）のほぼ無色の溶液中の懸濁液が存在している。全ての溶媒を懸濁液の試料から除去し、１Ｈ ＮＭＲ分析のために全残渣をＣＤＣｌ３に溶解する。それぞれの共鳴の積分により、約２３パーセントの未反応のジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート出発原料、約５９パーセントのテレフタル酸ジメチル酸化生成物、および約１８パーセントのジメチルシクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレート不均化副産物（disproportionation byproduct）の存在が示される。カラムクロマトグラフィー（Ｓｉ３５、ＳＦ４０〜１５０ｇ、ＡｎａＬｏｇｉｘカラムおよび１０パーセント酢酸エチル／ヘキサン定組成溶離液）により、純粋なテレフタル酸ジメチルを得る。
［実施例５４］
【０２１０】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルとエチレンとの反応および同じ溶媒中での脱水素化
【０２１１】
【化６８】
【０２１２】
Ｐａｒｒ反応器において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（６．１３ｇ、３６．０ｍｍｏｌ）およびジグリム（１２０ｍｌ、０．３０Ｍ）の混合物を、エチレン圧力下で（ｐＲＴ＝２５９ｐｓｉ（１．７９ＭＰａ））１６５℃まで２４時間加熱する。室温まで冷却した後、メスフラスコ中でジグリムを使用して薄黄色の透明な溶液を２００ｍｌまで希釈し、磁気撹拌子を備えた丸底フラスコに移し、室温で炭素上のパラジウム（Ｐｄ／Ｃ）触媒を添加する（３５６ｍｇのＪｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｔｈｅｙの５パーセントＰｄ／Ｃ ＃６、０．２モルパーセント）。該フラスコは、還流冷却器、フリット付ガス拡散管（fritted gas dispersion tube）、および内部温度プローブを備えている。Ｎ２流量（１９０ｍｌ／ｍｉｎ）および撹拌（１９０ｒｐｍ）下で混合物を加熱還流する（Ｔ観察されたｍａｘ＝１６９℃）一方、適切な間隔（ｔ＝０．０、０．２５、０．５、１．０、２．０、４．０、８．０ｈ）で試料を採取して、生じる反応の進行をモニターした。いくらかの物質がその熱力学的により安定な異性体（ジメチルシクロヘキサ−１−エン−１，４−ジカルボキシレート，□１，１−エン）に互変異性化されると同時に、ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート，□２，２−エンの急速な（ｔ≦１ｈ）消失が観察され、一方、所望の酸化／脱水素化／芳香族化生成物ジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）およびいくらかの還元物質（ジメチルシクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレートＣＨａ）も形成する。８時間の反応時間後、７７パーセントのＤＭＴ、１７パーセントのシクロヘキサン、および５パーセントの互変異性体が存在している。以下の図は、様々な時間間隔での物質の濃度を示している。
【０２１３】
［実施例５５〜６３］
【０２１４】
テレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）の合成−バッチ反応
【０２１５】
【化６９】
【０２１６】
還流冷却器、フリット付ガス拡散管、および内部Ｔプローブを備えたフラスコにおいて、２−エンおよび１−エン互変異性体の両方の溶液が出発原料であり、不均一系触媒、担体上のパラジウムを含有するジメチルシクロヘキセン−１，４−カルボキシレートの溶液を、Ｎ２流量（１９０ｍｌ／ｍｉｎ）および撹拌（１９０ｒｐｍ）下で加熱還流する。適切な間隔（ｔ＝０．０、０．２５、０．５、１．０、２．０、４．０、８．０時間）で試料を採取して、生じる反応の進行をモニターする。触媒を除去するための濾過、その後の溶媒蒸発、およびメタノールからの残りの残渣の再結晶により、清浄なテレフタル酸ジメチルが生じる。結果を表５に示している。
【０２１７】
【表５】
【０２１８】
Ｄａｖｉｓｉｌはマグネシウムシリカゲルである。Ｅｔ２ジグリムはジエチルジグリコールエーテルである。ミクロンは平均粒径を指す。
［実施例６４］
【０２１９】
テレフタル酸ジメチルのテレフタル酸への加水分解。参照により本明細書に組み込まれているUS-4,302,595に従って、Ｐａｒｒ圧力反応器においてテレフタル酸ジメチルのＨ２Ｏ懸濁液を２５０℃まで４時間加熱すると、テレフタル酸への加水分解が生じる。
［実施例６６および６７］
【０２２０】
ジメチルシクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレートの高収率合成
【０２２１】
【化７０】
【０２２２】
ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートおよびジメチルシクロヘキサ−１−エン−１，４−ジカルボキシレートの溶液を、室温で、バルーン圧力下でＰｄ／Ｃ触媒上で水素化する。溶媒として塩化メチレンを使用する場合、主に２−エン互変異性体が還元され、一方、１−エン互変異性体の大部分は未反応のままである。溶媒としてエタノールを使用する場合、両方の互変異性体が還元される。
置換ディールス・アルダー生成物およびテレフタレート
［実施例６８］
【０２２３】
ジメチル２−クロロ−シクロヘキセン−１，４−ジカルボキシレート、ジメチルクロロ−テレフタレート、およびジメチル２−クロロ−シクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレート
【０２２４】
【化７１】
【０２２５】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（６．１ｇ、３６ｍｍｏｌ）のジメチルジプロピレングリコール（１２０ｍｌ、０．３Ｍ）撹拌懸濁液を、塩化ビニル圧力下（２３℃で１８ｐｓｉ（０．１２４ＭＰａ））で１６５℃まで４８時間加熱する。室温まで冷却した後、メスフラスコにおいて同じ溶媒を使用して反応混合物を２００ｍｌまで希釈し、磁気撹拌子を備えた丸底フラスコに移し、室温でＰｄ／Ｃ触媒を添加する（３６０ｍｇのＪｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｔｈｅｙの５パーセントＰｄ／Ｃ ＃６、０．２ｍｏｌパーセント）。該フラスコは、還流冷却器、フリット付ガス拡散管、および内部Ｔプローブを備えている。Ｎ２流量（１９０ｍｌ／ｍｉｎ）および撹拌（１９０ｒｐｍ）下で混合物を加熱還流する一方、試料を適切な間隔（ｔ＝０．０、０．２５、０．５、１．０、２．０、４．０、８．０ｈ）で採取して、生じる反応の進行をモニターする。８時間の反応時間後、ジメチルクロロ−テレフタレートが存在している。いくらかの物質はＣ−Ｃｌ結合の切断も受け、ジメチル２−クロロ−シクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレートも形成する。
［実施例６９］
【０２２６】
ジメチル２−メチル−シクロヘキセン−１，４−ジカルボキシレート、ジメチルメチル−テレフタレート、およびジメチル２−メチル−シクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレート
【０２２７】
【化７２】
【０２２８】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（６．１ｇ、３６ｍｍｏｌ）のジグリム（１２０ｍｌ、０．３Ｍ）撹拌懸濁液を、プロピレン圧力下（２３℃で１１９ｐｓｉ（．０８２０ＭＰａ））で１６５℃まで４８時間加熱する。室温まで冷却した後、反応混合物をフラスコに移し、濃縮する（０．５Ｍ）。室温でＰｄ／Ｃ触媒を添加する（０．３ｍｏｌパーセントのＪｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｔｈｅｙの５パーセントＰｄ／Ｃ ＃６）。該フラスコは、還流冷却器、フリット付ガス拡散管、および内部温度プローブを備えている。Ｎ２流量（１９０ｍｌ／ｍｉｎ）および撹拌（１９０ｒｐｍ）下で混合物を２７時間加熱還流し、それによりジメチルメチル−テレフタレートが形成する。いくらかのジメチル２−メチル−シクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレートも生じる。
［実施例７０］
【０２２９】
トリメチルシクロヘキセン−１，２，４−トリカルボキシレート、トリメリット酸トリメチル、およびトリメチルシクロヘキサン−１，２，４−トリカルボキシレート
【０２３０】
【化７３】
【０２３１】
７５ｍｌの封管において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（１０．０ｇ、５８．８ｍｍｏｌ）、２当量のアクリル酸メチル（１０．６ｍｌ、１１７．６ｍｍｏｌ）、中性のＡｌ２Ｏ３（３００ｍｇのＡｌｄｒｉｃｈ １９９９７４、３質量パーセント）、およびｔｅｒｔ−ブチルカテコール（２５ｍｇ、０．２ｍｏｌパーセント）のジグリム（２０ｍｌ、２．９Ｍ）撹拌懸濁液を１５０℃まで２４時間加熱する。室温まで冷却した後、反応混合物を濾過し、フラスコに移し、濃縮する（０．５Ｍ）。室温でＰｄ／Ｃ触媒を添加する（８５６ｍｇ（０．３ｍｏｌパーセント）のＪｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｔｈｅｙの５パーセントＰｄ／Ｃ ＃６）。該フラスコは、還流冷却器、フリット付ガス拡散管、および内部Ｔプローブを備えている。Ｎ２流量（１９０ｍｌ／ｍｉｎ）および撹拌（１９０ｒｐｍ）下で混合物を２７時間加熱還流し、それによりトリメリット酸トリメチル（２ステップにわたって４６パーセント）が形成する。いくらかのトリメチルシクロヘキサン−１，２，４−トリカルボキシレートも生じる。
［実施例７１］
【０２３２】
ジメチル２−フェニル−シクロヘキセン−１，４−ジカルボキシレート、ジメチルフェニル−テレフタレート、およびジメチル２−フェニル−シクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレート
【０２３３】
【化７４】
【０２３４】
７５ｍｌの封管において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（１０．０ｇ、５８．８ｍｍｏｌ）、２当量のスチレン（１３．５ｍｌ、１１７．６ｍｍｏｌ）、中性のＡｌ２Ｏ３（３００ｍｇのＡｌｄｒｉｃｈ １９９９７４、３質量パーセント）、およびｔｅｒｔ−ブチルカテコール（２５ｍｇ、０．２ｍｏｌパーセント）のジグリム（２０ｍｌ、２．９Ｍ）撹拌懸濁液を１５０℃まで２４時間加熱する。室温まで冷却した後、反応混合物を濾過し、フラスコに移し、濃縮する。残渣をトリグリム（０．５Ｍ）に再溶解する。室温でＰｄ／Ａｌ２Ｏ３触媒を添加する（６３６ｍｇ（０．５ｍｏｌパーセント）のＪｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｔｈｅｙの５パーセントＰｄ／Ａｌ２Ｏ３ ＃１２）。該フラスコは、還流冷却器、フリット付ガス拡散管、および内部温度プローブを備えている。Ｎ２流量（１９０ｍｌ／ｍｉｎ）および撹拌（１９０ｒｐｍ）下で混合物を６３時間加熱還流し、それによりジメチルフェニル−テレフタレートが形成する。いくらかのジメチル２−フェニル−シクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレートも生じる。
［実施例７２］
【０２３５】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸への熱異性化
【０２３６】
【化７５】
【０２３７】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（５．１１ｇ、３６．０ｍｍｏｌ）およびメタノール（２００ｍｌ、０．１８Ｍ）の混合物を加熱還流する。適切な間隔（ｔ＝０、２、４、２４、４８、７２、９６、１６８時間）で試料をＨＰＬＣにより分析して、存在しているｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸およびｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の量を求める。１６８時間の反応時間後、５．１パーセントのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が存在し、残りの物質が未反応のｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸であることが分かる。
［実施例７３］
【０２３８】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸へのＰｄ／Ｃ触媒異性化
【０２３９】
【化７６】
【０２４０】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（５．１１ｇ、３６．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ／Ｃ（５１１ｍｇの５パーセントＰｄ／Ｃ、１０質量パーセント）、およびメタノール（２００ｍｌ、０．１８Ｍ）の混合物を加熱還流する。適切な間隔（ｔ＝０、２、４、２４、４８、７２、９６、１６８時間）で試料をＨＰＬＣにより分析して、存在しているｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸およびｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の量を求める。１６８時間の反応時間後、２２．７パーセントのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が存在し、残りの物質が未反応のｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸であることが分かる。
トリメリット酸のエステルへの酸化
［実施例７４］
【０２４１】
トリメリット酸トリメチルの調製
【０２４２】
【化７７】
【０２４３】
トリメチルシクロヘキサ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレート（２００ｍｇ、０．７８ｍｍｏｌ）を、ｍ−キシレン（３０ｍｌ）中で３０５ｍｇの５重量パーセントの炭素担体上の白金と混合する。還流装置を４日間空気に曝しながら反応混合物を還流する。次いで、残留する炭素上の白金を濾過して取り除き、濾液を透明な無色のゲルになるまで濃縮する。所望の生成物を収率６５パーセントで得る。収率は、内部標準としてドデカンを使用してＧＣ／ＭＳにより求める。
［実施例７５］
【０２４４】
２−ブチル−１，４−ジメチルベンゼン−１，２，４−トリカルボキシレートの調製
【０２４５】
トリ−ｎ−ブチルシクロヘキサ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレート（５００ｍｇ、１．７ｍｍｏｌ）を、ｍ−キシレン（３０ｍｌ）中で５重量パーセントの炭素担体上の白金（６６３ｍｇ）と混合する。還流装置を４日間空気に曝しながら反応混合物を還流する。次いで、残留する炭素担体上の白金を濾過して取り除き、濾液を透明な無色のゲルになるまで濃縮する。ＡｎａＬｏｇｉｘ ＢＳＲ ＳｉｍｐｌｉＦｌａｓｈシステム（ヘキサン／酢酸エチル、９：１）を使用して、得られた残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製する。出発原料と所望の生成物との間の極性が非常に類似しているため、それらを完全に分離することはできない。収率を求めるために、２−ブチル−１，４−ジメチルベンゼン−１，２，４−トリカルボキシレートをエステル交換してトリメリット酸トリメチルを形成する。エステル交換は完結せず、ＧＣにより求めた収率は４８パーセントである。
シクロヘキサン−１，２，４−トリカルボン酸のエステルへの還元
［実施例７６］
【０２４６】
トリメチルシクロヘキサン−１，２，４−トリカルボキシレートの調製
【０２４７】
【化７８】
【０２４８】
触媒量の炭素上のパラジウム（１５０ｍｇ、５パーセントＰｄ／Ｃ、７．５ｍｇ Ｐｄ、４モルパーセント）を含有するトリメチルシクロヘキサ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレート（０．５０ｇ、１．９ｍｍｏｌ）の塩化メチレン（１５ｍｌ）溶液を、室温で、水素ガスのバルーン圧力下で２時間撹拌し、その時点で、ＧＣ−ＭＳ分析により、完全な転換が示される。溶媒の濾過および除去により、透明な無色のゲルとしてトリメチルシクロヘキサン−１，２，４−トリカルボキシレートが生じる（０．４２ｇ、１．６ｍｍｏｌ、収率８５パーセント）。
［実施例７７］
【０２４９】
水中でのｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコン酸のｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２５０】
【化７９】
【０２５１】
ｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコン酸（２６５ｇ）を水（２Ｌ）に懸濁し、この溶液のｐＨを１０Ｍ ＮａＯＨ（２５０ｍｌ）で５．１に調整する。混合物を９０℃で２時間加熱する。異性化の進行をＨＰＬＣによりモニターする。９０℃での加熱の２時間後、混合物を木炭（２０ｇ）で３０分間処理し、熱い溶液をＣｅｌｉｔｅの薄いベッドを介して濾過する。この溶液を濃硫酸（５０ｍｌ）でｐＨ２に調整し、氷浴中で０℃まで冷却させる。沈殿物を濾過により回収し、減圧下で一夜乾燥して、淡黄色の固形物として７１ｇのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸を得る。濾液を６００ｍｌまで濃縮し、０℃で一夜インキュベートさせる。より多くの沈殿物が観察され、それを濾過し、乾燥して、追加の１５２ｇのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸を得て、８４パーセントという全収率が達成される。
［実施例７８］
【０２５２】
メタノール中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２５３】
【化８０】
【０２５４】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１０５ｍｇ、０．７３９ｍｍｏｌ）を室温でメタノール（１０ｍＬ）に溶解し、ヨウ素の結晶（２６ｍｇ、０．１０２ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、氷冷アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して６５ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率６２パーセントを得る。
［実施例７９］
【０２５５】
エタノール中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２５６】
【化８１】
【０２５７】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１０５ｍｇ、０．７３９ｍｍｏｌ）を室温でエタノール（１０ｍＬ）に溶解し、ヨウ素の結晶（１３ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して７０ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率６７パーセントを得る。
［実施例８０］
【０２５８】
ｎ−プロパノール中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２５９】
【化８２】
【０２６０】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１０３ｍｇ、０．７２５ｍｍｏｌ）を室温でｎ−プロパノール（１０ｍＬ）に溶解し、ヨウ素の結晶（１０ｍｇ、０．０４ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して７５ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率７３パーセントを得る。
［実施例８１］
【０２６１】
ｎ−ブタノール中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２６２】
【化８３】
【０２６３】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１０５ｍｇ、０．７３９ｍｍｏｌ）を室温でｎ−ブタノール（１０ｍＬ）に溶解し、ヨウ素の結晶（１７ｍｇ、０．０６７ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、氷冷アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して８０ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率７６パーセントを得る。
［実施例８２］
【０２６４】
アセトン中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２６５】
【化８４】
【０２６６】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１０９ｍｇ、０．７６７ｍｍｏｌ）を室温でアセトン（１０ｍＬ）に溶解し、ヨウ素の結晶（１３ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ）を添加した。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、氷冷アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して１５ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率１３パーセントを得る。
［実施例８３］
【０２６７】
酢酸エチル中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２６８】
【化８５】
【０２６９】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１０３ｍｇ、０．７６７ｍｍｏｌ）を室温で酢酸エチル（１０ｍｌ）に溶解し、ヨウ素の結晶（２７ｍｇ、０．１０６ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、氷冷アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して６０ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率５８パーセントを得る。
［実施例８４］
【０２７０】
エチルエーテル中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２７１】
【化８６】
【０２７２】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１１９ｍｇ、０．８３８ｍｍｏｌ）を室温でエチルエーテル（１０ｍｌ）に溶解し、ヨウ素の結晶（７．２ｍｇ、０．０２８ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、氷冷アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して１００ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率８４パーセントを得る。
［実施例８５］
【０２７３】
テトラヒドロフラン中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２７４】
【化８７】
【０２７５】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（３８．３ｇ、２６９．７ｍｍｏｌ）を室温でＴＨＦ（４００ｍｌ）に溶解し、ヨウ素の結晶（２４７ｍｇ、０．９７２ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。濾過により沈殿物を得て、氷冷テトラヒドロフラン（２×）で洗浄し、減圧下で乾燥して３３．２ｇ（収率８６パーセント）のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸を得る。
［実施例８６〜９０］
【０２７６】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルへの異性化
【０２７７】
【化８８】
【０２７８】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルへの異性化に関する複数の実験を以下の手順に従って実施する。ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルをテトラヒドロフラン（５０ｍｌ）に溶解し、撹拌する。次いで、ヨウ素を添加し、異性化の進行をＨＰＬＣによりモニターする。沈殿物、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルを濾過により得て、氷冷テトラヒドロフランで洗浄する。濾液をＨＰＬＣにより分析して転換の合計収率を求める。表６は、この反応に関して得た結果をまとめたものである。
【０２７９】
【表６】
［実施例９１］
【０２８０】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルの合成
【０２８１】
【化８９】
【０２８２】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（４２．６ｇ、０．３０ｍｏｌ）をメタノール（１５００ｍｌ）に溶解し、そこに濃硫酸（２ｍｌ、０．０３７ｍｏｌ）を添加する。得られた溶液を２４時間還流し、反応の進行をＨＰＬＣによりモニターする。ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルの転換が完了していることをＨＰＬＣにより検出すると、反応を室温まで冷却し、白色の固形物が析出（crash out）し始めるまで濃縮し、次いで、反応混合物を０℃まで一夜冷却する。ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルを濾過により得て、冷たいテトラヒドロフランで洗浄し、減圧下で乾燥して９５パーセントという合計収率をもたらす。
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている２００９年６月１６日出願の「NOVEL TEREPHTHALIC AND TRIMELLITIC BASED ACIDS AND CARBOXYLATE DERIVATIVES THEREOF」という表題の米国仮出願第61/187,444号からの優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、新規なベンゼン１，４−ジカルボキシレート化合物（テレフタル酸およびそのカルボキシレート誘導体）およびそれから調製される重要な再生可能な含有物を有する生成物に関する。本発明は、利用する出発原料の一部が再生可能資源に由来する、ベンゼン１，４−ジカルボキシレート化合物（テレフタル酸およびそのカルボキシレート誘導体）を調製するプロセスにも関する。本発明は、これらのプロセスで調製される新規なシクロヘキセン１，４−ジカルボキシレート系の中間体ならびにこれらの中間体の置換および非置換シクロヘキサン１，４−ジカルボキシレートおよびそれらの誘導体への転換にも関する。本発明は、それら自体が再生可能資源に由来する出発原料に由来するそのような化合物から調製される生成物にも関する。
【背景技術】
【０００３】
テレフタル酸およびトリメリット酸は、それぞれ、１位および４位、ならびに１位、２位および４位にカルボキシレート基を有するベンゼン環を含む。これらの酸およびそれらのカルボキシレート誘導体は、ポリエステルおよび可塑剤などの様々な市販の製品において有用である。現在のところ、これらの酸およびそれらのカルボキシレート誘導体は、ｐ−キシレンなどの石油系の出発原料から商業的に合成されている。炭化水素市場における不安定性および今後使用することができる炭化水素の量が限られていることが原因で、そのような重要な化合物を再生可能資源から調製する方法が開発されることが望ましい。
【０００４】
トウモロコシおよびサトウキビなどの一部の大規模農作物（large agricultural crops）、ならびに食物源として使用することができないそれらの収穫および加工に付随する副産物は、デンプンまたはセルロース系物質を含有し、それらは分解して単純な糖質にすることができ、次いで、有用な生成物に転換することができる。例えば、参照により本明細書に組み込まれているFrostらのUS 5,629,181；FrostのUS 5,168,056；FrostらのUS 5,272,073；Frostの米国特許公開第2007/0178571号、およびFrostらのUS 5,616,496を参照されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
置換および非置換ベンゼン１，４−ジカルボキシレート化合物（テレフタル酸およびそのカルボキシレート誘導体）、ならびに、例えば、バイオマスまたはバイオマスから得ることができる単純な糖質などの再生可能資源から作製するまたは得ることができる出発原料からそのような化合物を調製するプロセスが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明は、少なくとも１つのベンゼン環ならびにベンゼン環の１位および４位に、場合によりベンゼン環の２位にカルボキシレート誘導体を含有する化合物の調製方法を提供する。そのような化合物としては、置換および非置換テレフタル酸ならびにそのカルボキシレート誘導体が挙げられる。置換テレフタレートとしては、１位および４位にカルボン酸基またはそのカルボキシレート誘導体を有するベンゼン環（ベンゼン環は他の炭素で置換されていてもよい）を有する化合物が挙げられる。１つの好ましい実施形態において、ベンゼン環は２位で置換されている。１つの好ましい２位の置換基はカルボン酸またはそのカルボキシレート誘導体である。置換基の別の好ましい基は、フェニル、アルキルまたはハロゲン基を包含する。より好ましい置換テレフタレートとしては、トリメリット酸およびフェニルテレフタル酸が挙げられる。本明細書において使用する場合、カルボキシレートという用語は、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）を含有し、カルボニル基が塩を形成するようにアニオンに、酸素、窒素、硫黄または１もしくは複数のハロゲンなどのヘテロ原子に結合している任意の基を指す。ヘテロ原子は、水素または１もしくは複数のヘテロ原子を場合により含有し得るヒドロカルビル基などの１もしくは複数の他の基に共有結合によりさらに結合することができるか、またはカチオンに電子結合して塩を形成し得る。あるいは、カルボキシレート誘導体は、ニトリルとすることができる。カルボキシレートは、ハロゲン化アシル、カルボン酸、アミド、エステル、チオールエステル、メルカプトカルボニル、無水物、ニトリル、アニオンとの塩またはカチオンとの塩であることが好ましい。好ましいカチオンとしては、アルカリ金属ならびに非置換およびヒドロカルビル置換アンモニウムイオンが挙げられる。カルボキシレートという用語は、本明細書において使用する場合、カルボン酸の形態のカルボキシレート誘導体を包含する。カルボン酸または酸という用語は、本明細書において、酸の形態を他のカルボキシレートの形態と区別する文脈で使用する。これ以降での具体的な使用は、文脈から明らかである。該方法は、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体および１または複数のジエノフィルが１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を形成するような条件下で、１もしくは複数のムコン酸ジエンまたはそのカルボキシレート誘導体を１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、１位および４位に、場合により２位にカルボキシレート誘導体を有する芳香族環を含有する化合物が調製されるような条件下、場合により１または複数の酸化剤の存在下で、シクロヘキセン環含有化合物を１または複数の脱水素触媒と接触させるステップとを含む。カルボキシレート誘導体が１位および４位に存在する場合、該化合物は、本明細書においてテレフタル酸またはそのカルボキシレート誘導体と呼ぶ。最終化合物が芳香族環の１位および４位のカルボキシレート誘導体に加えて２位にカルボキシレートをさらに含有する場合、該化合物は、本明細書においてトリメリット酸またはそのカルボキシレート誘導体と呼ぶ。好ましい実施形態において、カルボキシレート誘導体は、カルボン酸のエステル、好ましくはカルボン酸ヒドロカルビルである。１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体、および１または複数のジエノフィルは、ニートで、または溶媒の存在下で接触させることができる。別の好ましい実施形態において、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、約１３０℃〜約１７０℃の温度で、１または複数のジエノフィルと接触させる。さらに別の実施形態において、不飽和基を含有する化合物の重合を阻害する１または複数の化合物の存在下で、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体および１または複数のジエノフィルを接触させる。さらに別の実施形態において、ディールス・アルダー環化付加触媒（cycloaddition catalyst）（ルイス酸）の存在下で、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体および１または複数のジエノフィルを接触させる。さらに別の実施形態において、様々なムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体をｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ（トランス，トランス）異性体に相互転換する異性化触媒の存在下で、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体および１または複数のジエノフィルを接触させる。
【０００７】
ジエノフィルと反応させる１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体は、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体配置（isomeric arrangement）であることが好ましい。好ましい実施形態において、出発ムコン酸は、微生物合成により調製されたｃｉｓ，ｃｉｓ（シス，シス）ムコン酸である。知られている微生物合成の生成物は、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸異性体である。１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボン酸エステルを１または複数のジエノフィルと反応させるプロセスで使用するムコン酸またはカルボキシレート誘導体は、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓ（シス，トランス）ムコン酸の異性化により調製することが好ましい。好ましい実施形態において、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、ｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸あるいはそのカルボキシレート誘導体がｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体に異性化するような条件下で、溶媒中で、１または複数のｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸あるいはそのカルボキシレート誘導体を１または複数の異性化触媒、紫外線放射源あるいはそれらの両方と接触させることにより、１または複数のｃｉｓ，ｔｒａｎｓおよびｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸あるいはそのカルボキシレート誘導体から調製される。別の好ましい実施形態において、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸は、ａ）水中のｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸を室温より高い高温（約２３℃）に曝露してｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を形成するステップと、ｂ）水中のムコン酸をｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体が水から沈殿する温度まで冷却するステップと、ｃ）ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｄ）ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸がｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような条件下で、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源またはそれらの両方を接触させるステップとを含むプロセスによりｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に転換する。
【０００８】
１つの好ましい実施形態において、エステル形態のムコン酸を１または複数のジエノフィルと反応させる。該エステルは、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体の形態であることが好ましい。ムコン酸の異性化およびエステル化の手順は重要なものではない。したがって、ムコン酸のエステル化形態は、エステル化後に異性化を施してもよい。ムコン酸は、エステル化の前にｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体に異性化することが好ましい。エステル化ステップは、１または複数のムコン酸ジヒドロカルビルが形成する条件下で、１または複数のムコン酸を１または複数のエステル化剤と接触させることにより実施することができる。１または複数のエステル化剤は、適切な反応条件下で、１または複数のムコン酸上にあるカルボン酸の水素をヒドロカルビル基で置換することができる任意の化合物とすることができ、得られるエステルは、前述の通りにジエノフィルと反応させることができる。好ましいエステル化剤は、ヒドロキシル基を含有する炭化水素系化合物である。より好ましいエステル化剤としては、アルカノール、ベンジルアルコールまたはフェノールが挙げられる。１つの好ましい実施形態において、ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓエステルは、ａ）ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような条件下で、溶媒中で、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源、またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルが形成する条件下でｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸をエステル化剤と接触させるステップとにより調製する。別の実施形態において、ジエノフィルと接触させる１または複数のムコン酸のエステルは、ａ）ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸を水中で高温に曝露するステップと、ｂ）水中のムコン酸をｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体が水から沈殿する温度まで冷却するステップと、ｃ）ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｄ）ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸がｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような条件下で、溶媒中で、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源またはそれらの両方を接触させるステップと、ｅ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｆ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルが形成する条件下、１または複数の酸の存在下で、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸をエステル化剤と接触させるステップとにより調製する。別の実施形態において、本発明は、ａ）１または複数のｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルが形成する条件下、酸の存在下で、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸をエステル化剤と接触させるステップと、ｂ）１または複数のｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルを回収するステップと、ｃ）ｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルがｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルに異性化するような期間、溶媒中で、１または複数のｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルならびに１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源またはそれらの両方を接触させるステップとを含むｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルの調製方法である。
【０００９】
１つの好ましい実施形態において、本発明は、ａ）ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、プロトン性または非プロトン性溶媒中、ある温度で、紫外線の存在下、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸およびヨウ素を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）１または複数のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジアルキルが形成する条件下、１または複数の強酸の存在下で、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のアルカノールと接触させるステップと、ｄ）ムコン酸ジアルキルおよびジエノフィルが１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を形成するような条件下、約１３０℃〜約１７０℃の温度で、１または複数のムコン酸ジアルキルを１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、１位および４位にカルボン酸ヒドロカルビルエステルまたはカルボン酸基を有するベンゼン環を含有する１または複数の化合物が調製されるような条件下、場合により１または複数の酸化剤の存在下で、１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を１または複数の脱水素触媒と接触させるステップとを含む置換または非置換ベンゼン１，４ジカルボキシレート（テレフタル酸またはテレフタレートカルボキシレートエステル系化合物）の調製方法である。
【００１０】
一実施形態において、ムコン酸の１または複数のジヒドロカルビルエステルのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体への異性化は、該エステルとジエノフィルとの反応と同じ反応混合物においてｉｎ ｓｉｔｕで実施することができる。この実施形態において、１位および４位にカルボン酸ヒドロカルビルエステルを有するベンゼン環を含有する１または複数の化合物（１または複数のテレフタル酸エステル系化合物）は、１または複数のムコン酸エステルおよび１または複数のジエノフィルが１位および４位にカルボン酸エステル基を有するシクロヘキセン環を有する１または複数の化合物を形成するような条件下、高温で、１または複数のｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸エステルを１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、１位および４位にカルボン酸ヒドロカルビルエステルを有するベンゼン環を含有する１または複数の化合物が調製されるような条件下、場合により１または複数の酸化剤の存在下で、１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を１または複数の脱水素触媒と接触させるステップとを含むプロセスにより調製する。このプロセスは、溶媒、好ましくは非極性の非プロトン性溶媒中で実施することが好ましい。この反応は、約１３０℃〜約１７０℃の温度で実施することが好ましい。一実施形態において、ムコン酸の１または複数の異性体のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体への異性化は、ムコン酸とジエノフィルとの反応と同じ反応混合物においてｉｎ ｓｉｔｕで実施することができる。この実施形態において、１位および４位にカルボン酸ヒドロカルビルエステルを有するベンゼン環を含有する１または複数の化合物（１または複数のテレフタル酸エステル系化合物）は、１または複数のムコン酸異性体および１または複数のジエノフィルが１位および４位にカルボン酸基を有するシクロヘキセン環を有する１または複数の化合物を形成するような条件下、高温で、１または複数のｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、１位および４位にカルボン酸基を有するベンゼン環を含有する１または複数の化合物が調製される、および／またはカルボン酸基がカルボン酸ヒドロカルビル基に転換されるような条件下でエステル化剤と反応するような条件下、場合により１または複数の酸化剤の存在下で、１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を１または複数の脱水素触媒と接触させるステップとを含むプロセスにより調製する。水素化およびエステル化ステップは、いずれの順序で実施してもよい。
【００１１】
一実施形態において、１または複数の出発ジエノフィルは、１または複数のアルケン系化合物である。この実施形態において、１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体と１または複数のアルケン系化合物との反応は、１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体、および１または複数のアルケン化合物が１位および４位にカルボキシレート基を有するシクロヘキセン環を含有する１または複数の化合物を形成するような条件下で、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体を１または複数のアルケン系化合物と接触させるステップを含む。
【００１２】
別の実施形態において、本発明は、１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体、および１または複数のアルキンが１または複数のトリメリテート系の酸、またはそのカルボキシレート誘導体を形成するような条件下で、１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体を、三重結合の１つの炭素に結合しているカルボン酸エステルを有する１または複数のアルキンと接触させるステップを含む１または複数のトリメリテート系化合物の調製方法である。この実施形態において、反応混合物中に存在している酸素などの酸化剤が芳香族化合物への酸化に影響を及ぼすため、別個の脱水素化ステップは必要ではない。
【００１３】
別の実施形態において、本発明は、本明細書に記載のプロセスにより調製される生成物に関する。出発ムコン酸をバイオマスから調製する実施形態において、該プロセスから得られる生成物は、かなりのパーセンテージの再生可能資源に由来する炭素を含有する。ＡＳ（商標）Ｄ６８６６−０８に従って求めたところ、検出可能な微量または量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を含有するため、そのような生成物は珍しい。得られる生成物は、バイオマスなどの再生可能資源に由来する、好ましくは微生物合成による、好ましくは６個以上の炭素、より好ましくは８個以上の炭素を含有する。得られる生成物は、微生物合成により調製される再生可能資源から調製する。ポリマーを調製するのに該生成物を利用する実施形態において、モノマー単位は、バイオマスなどの再生可能資源に由来する、好ましくは６個以上の炭素、より好ましくは８個以上の炭素を含有する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の議論は、総じて本教示に適用する。別段の指定のない限り、全ての範囲は両方の端点および端点の間の全ての数を包含する。範囲に関連して使用する「約」または「およそ」は、その範囲の両端にも適用する。したがって、「約２０〜３０」は、少なくとも指定した端点を含めて、「約２０〜約３０」を包含することを意図している。
【００１５】
特許出願および刊行物を含めた全ての論文ならびに参考文献の開示内容は、本明細書において参照により組み込む。組合せを説明するための「から本質的になる」という用語への言及は、同定されている要素、成分、構成要素またはステップ、ならびにその組合せの基本的な特性および新規な特性に実質的に影響を及ぼさないような他の要素成分、構成要素またはステップを包含すべきである。本明細書における要素、成分、構成要素またはステップの組合せを説明するための「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語の使用は、その要素、成分、構成要素またはステップから本質的になる実施形態も意図している。
【００１６】
複数の要素、成分、構成要素またはステップは、単一の総合的な要素、成分、構成要素またはステップにより提供することができる。あるいは、単一の総合的な要素、成分、構成要素またはステップは、別個の複数の要素、成分、構成要素またはステップに分割してもよい。要素、成分、構成要素またはステップを説明するための「１つ（ａ）」または「１つ（ｏｎｅ）」の開示は、追加の要素、成分、構成要素またはステップを除外することを意図したものではない。同様に、「第１」または「第２」の項目へのいかなる言及も、追加の項目（例えば、第３、第４、またはそれ以上の項目）を除外することを意図したものではなく、別段の指定のない限りそのような追加の項目も意図したものである。本明細書における特定の族に属する元素または金属への全ての言及は、１９８９年にＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ、Ｉｎｃ．が出版し版権を有しているPeriodic Table of the Elementsを参照するものである。族（複数可）へのいかなる言及も、族の番号付けにＩＵＰＡＣ法を使用してPeriodic Table of the Elementsに表されている族（複数可）への言及とすべきである。モノマー単位は、本明細書において使用する場合、ポリマー構造の反復単位を指す。準備をされたか、使用して準備された手段に由来した（Derived from means prepared from or prepared using.）。ヒドロカルビルは、本明細書において使用する場合、場合により１または複数のヘテロ原子を含有し得る、１または複数の炭素原子骨格および水素原子を含有する基を指す。ヒドロカルビル基がヘテロ原子を含有する場合、ヘテロ原子は、当業者によく知られている１または複数の官能基を形成し得る。ヒドロカルビル基は、脂環式、脂肪族、芳香族またはそのようなセグメントの任意の組合せを包含し得る。脂肪族セグメントは線状または分枝状とすることができる。脂肪族および脂環式セグメントは、１または複数の二重および／または三重結合を含み得る。ヒドロカルビル基としては、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、アルカリールおよびアラルキル基が挙げられる。脂環式基は、環状部分および非環状部分の両方を含有し得る。
【００１７】
本発明は、一般に、モノマー物質、ポリマー物質またはそれらの両方の合成に関する。一態様において、本発明は、少なくとも１つの出発原料の源としてバイオマス由来の生成物を使用する合成を対象にしている。例えば、本明細書において取り組む１つの好ましいアプローチは、微生物合成に由来する少なくとも１つのジカルボン酸（例えば、ムコン酸）またはそのカルボキシレート誘導体の使用に関する。当技術分野において教示されている微生物合成プロセスの例としては、参照により本明細書に組み込まれているＦｒｏｓｔら、米国特許第5,616,496号が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１８】
本発明の別の態様は、少なくとも１つのジカルボン酸（例えば、ムコン酸）またはそのカルボキシレート誘導体の異性化に関する。より具体的には、この態様において、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸またはそのエステルをｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ立体配置に異性化する。異性化は、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸をエステル化し、次いで、得られたエステルを異性化するステップ、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸を異性化し、次いで、得られた異性体をエステル化するステップ、またはｉｎ ｓｉｔｕ異性化ステップ（それに従ってｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のジエノフィルの存在下で反応させる）の１または複数を含むアプローチの下で遂行することができる。
【００１９】
本発明の別の態様は、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体からの１または複数のシクロヘキセンの形成に関する。例えば、この態様において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体（例えば、上記の、場合によりバイオマスに由来するｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体）を反応させて、シクロヘキセン環の１位および４位などの少なくとも２つの位置にカルボキシレート誘導体を有するシクロヘキセンを形成することができる。
【００２０】
本発明のさらに別の態様は、上記の１または複数のシクロヘキセン環含有化合物の１または複数のカルボキシレート誘導体の形成に関する。特に、本明細書における教示は、（例えば、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体に由来する）１または複数のシクロヘキセン含有化合物を水素化または脱水素化して、それらのシクロヘキセン水素化生成物（例えば置換シクロヘキサン生成物）またはシクロヘキセン脱水素化生成物（例えば置換ベンゼン生成物）を形成するための反応について記載している。この脱水素化生成物は、置換もしくは非置換テレフタル酸またはそのカルボキシレート誘導体から選択される１または複数の生成物である。
【００２１】
本発明のさらに別の態様は、前述の反応から実現される特性を有する珍しい生成物、およびその後の適用におけるこれらの生成物の使用に関する。
【００２２】
本発明のプロセスは、少なくとも１つのベンゼン環ならびにベンゼン環の１位および４位に、場合によりベンゼン環の２位にカルボキシレートを有する化合物の調製を含む。好ましい実施形態において、これらの生成物は、置換もしくは非置換テレフタル酸またはそのカルボキシレート誘導体と呼ぶことができる。本発明のプロセスは、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体と１または複数のジエノフィルとの反応を必要とする。複数の他のプロセスステップをこのステップと共に含むことができる。所望の生成物の調製に以下のステップを含むことができる。バイオマス中に含有されている糖質、炭水化物またはセルロース系物質のムコン酸、一般にムコン酸のｃｉｓ，ｃｉｓ異性体への転換；ｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸、あるいはそのエステルのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体への異性化；ムコン酸の１または複数のジヒドロカルビルエステルを形成するための１または複数のムコン酸のエステル化；１もしくは複数のカルボン酸またはそのカルボン酸エステルの別のカルボキシレート誘導体形態への転換；各環の１および４、場合により２位にカルボキシレートを有する１または複数のシクロヘキセンまたはベンゼン環含有化合物の形成；ベンゼン環含有化合物を形成するための１もしくは複数のシクロヘキセン化合物の脱水素化またはシクロヘキサン環含有化合物を形成するための１もしくは複数のシクロヘキセン化合物の水素化；ならびに１位、４位、場合により２位にカルボキシレート基を有する１または複数のベンゼン、シクロヘキセン、シクロヘキサンのエステル化。
【００２３】
ムコン酸は、参照により本明細書に組み込まれているＦｒｏｓｔら、米国特許第5,616,496号に記載のプロセスを含めた、当技術分野において知られている任意の手段によりバイオマスから調製することができる。得られる生成物は、一般に、ムコン酸のｃｉｓ，ｃｉｓ異性体の形態で濾過技術により回収する。ムコン酸の、ｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体はジエノフィルと反応せず、したがって、本明細書に記載のジエノフィルとの反応で使用するために異性化する必要がある。ムコン酸を調製する他の方法が知られており、これらのプロセスにより調製されるムコン酸は、本発明のプロセスで出発原料として使用することができる。本明細書に記載のプロセスステップにおいて使用するムコン酸は、好ましくはバイオマスから、より好ましくはバイオマスまたはバイオマスに由来する化合物、例えば炭水化物などを利用する微生物合成そのものにより調製する。
【００２４】
出発原料としてｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を使用する実施形態において、それらは、粗製形態または精製形態で使用することができる。粗製形態で使用する場合、ムコン酸の調製において宿主細胞として使用した微生物を糖質、デンプン、セルロース系物質等から除去することが好ましい。該微生物は、該プロセスで実施する様々な合成ステップへのそれらの干渉を防止するために除去する。該微生物は、濾過などの当技術分野においてよく知られている手段により除去することができる。粗製ムコン酸は、タンパク質、無機塩等を含有し得る。以下に記載の特定の加工手順においては、ムコン酸を精製することが好ましい。精製ｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を、これらのプロセス；ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体の形態への異性化の前にｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓをエステル化するムコン酸のｉｎ ｓｉｔｕ異性化および同じ反応器におけるその後のジエノフィルとの反応に使用することが好ましい。
【００２５】
粗製ｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸は、水または有機溶媒中での溶解およびその後の溶液からの再結晶により精製することができる。一般に、粗製ムコン酸および水または有機溶媒は、ムコン酸を溶解するために加熱する必要がある。周囲温度、約２３℃への冷却により、一般に、精製ムコン酸の沈殿が生じる。周囲温度より低く、約０℃まで冷却することにより、精製ムコン酸の回収率または収率の上昇が容易になる。粗製ムコン酸および水または有機溶媒の混合物は、ムコン酸を溶解するために約５０℃以上まで加熱することが好ましい。混合物の加熱の上限は、ムコン酸の分解および実用性により制限される。このプロセスステップに好ましい有機溶媒は極性の非プロトン性溶媒であり、アルカノールがより好ましい。溶媒として有用なアルカノールは、１または複数の、好ましくは１つのヒドロキシル基をさらに含有する、線状および分枝状炭化水素鎖を含有する化合物を包含する。好ましいアルカノールは、Ｃ１〜６線状および分枝状鎖アルカノールであり、メタノール、エタノール、およびイソプロパノールが最も好ましい。精製ムコン酸の沈殿後、溶媒をデカントして取り除き、固体のムコン酸をさらに乾燥し、すなわち、残留する溶媒を減圧下で蒸発により除去する。このプロセスの供給原料は粗製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸であることが好ましい。
【００２６】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸は、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に直接異性化するか、またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化することができ、次いで、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸をｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化することができる。ｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の混合物は、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化することができる。ムコン酸、またはそのカルボン酸エステルのいずれかをジエノフィルと反応させて、所望の化合物を調製することができる。エステルを使用する場合、ムコン酸は、異性化するか、または最初にエステル化し、次いで、他のプロセスステップを実施することができる。したがって、ｃｉｓ，ｃｉｓムコネート（muconate）をｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコネート（muconate）に変換するために実施する異性化ステップ（複数可）において、出発原料は酸またはカルボン酸エステル形態とすることができる。
【００２７】
一実施形態において、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸、またはそのエステルは、別個のステップでｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体に転換することができる。そのような別個のステップにおいて、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸またはそのエステルを水に溶解または分散し、高温に曝露してｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸、またはそのエステルをｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体に転換する。反応混合物のｐＨが好ましくは約４以上、より好ましくは約４．５以上となるように十分な量の塩基を添加する。反応混合物のｐＨが好ましくは約６以下、より好ましくは約５．５以下となるように十分な量の塩基を添加する。このプロセスステップに使用することができる温度としては、異性化が進行する任意の温度が挙げられる。一実施形態において、該プロセスは、還流条件下で実施する。このプロセスステップは、所望の量のｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸またはそのエステルをｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体に転換する必要がある限り実施する。このプロセスステップは、約１０分以上実施することが好ましい。このプロセスステップは、好ましくは約６０分以下、より好ましくは約３０分以下実施する。反応混合物のｐＨ、反応温度および反応時間は相互依存的である。列挙した好ましい範囲内でｐＨおよび温度が増大すると、必要な反応時間は減少する。温度、ｐＨおよび反応時間は、不要な反応または非実用的な操作を回避しながら異性化を実施するのに必要な時間を最小化するように選択することが好ましい。
【００２８】
一実施形態において、溶媒中で、出発ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体を１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源またはそれらの両方と接触させてｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を形成する。出発ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、ｃｉｓ，ｃｉｓ、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓまたは両方の異性体の形態の任意の組合せとすることができる。該プロセスの条件下でラジカルを発生する任意の紫外線源を使用することができる。好ましい紫外線放射源には、白熱電球、キセノンランプ、中圧水銀ランプまたは無電極ランプ、自然光等がある。ラジカル生成を強化するために、ラジカル生成体（radical former）が紫外線放射である場合、光開始剤を紫外線放射源と組み合わせて使用することができる。オレフィン性不飽和化合物に有用な任意の一般に知られている光開始剤を本明細書に記載のプロセスで使用することができる。このプロセスで有用である光開始剤としては、参照により本明細書に組み込まれているＢａｉｋｅｒｉｋａｒら、米国特許公開第2007/0151178号の段落００２９、００３０および００３２に開示のものが挙げられる。好ましい光開始剤には、アルファアミノケトン、アルファヒドロキシケトン、酸化ホスフィン、フェニルグリオキシレート、チオアントン、ベンゾフェノン、ベンゾインエーテル、オキシムエステル、アミン相乗剤（amine synergist）、マレイミド、それらの混合物等がある。異性化触媒としては、反応条件に、好ましくは熱条件下で曝露されると不飽和化合物においてラジカルを生成する任意の化合物が挙げられる。このプロセスステップの反応温度で好適な半減期を有する任意の異性化触媒を使用することができる。好ましい異性化触媒には、以下のクラスに包含される化合物がある。元素のハロゲン；ジ−第三級−ブチルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−第三級−ブチル−ペルオキシヘキサン、ジ−クミルペルオキシドなどのジアルキルペルオキシド；第三級−ブチルヒドロペルオキシド、第三級−オクチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドなどのアルキルペルオキシド；ベンゾイルペルオキシドなどのアロイルペルオキシド；ペルオキシピバル酸第三級−ブチル、過安息香酸第三級−ブチルなどのペルオキシエステル；およびアゾ−ビス−イソブチロニトリルなどのアゾ化合物等。異性化触媒として有用なより好ましい化合物は、元素のハロゲンであり、臭素、塩素およびヨウ素がさらにより好ましく、ヨウ素が最も好ましい。あるいは、異性化触媒は、以下に記載の水素化触媒とすることができる。異性化触媒として有用な好ましい水素化触媒には、均一および不均一形態のニッケル、白金およびパラジウムがある。より好ましいのは不均一系触媒であり、炭素が最も好ましい担体である。この目的のために最も好ましい触媒は炭素上のパラジウムである。使用する異性化触媒の量は、ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の異性化を触媒する量である。使用量が少なすぎると、反応は実用的な速度で進行しない。使用量が多すぎると、異性化触媒は、ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の二重結合の１つに付加し得る。異性化触媒は、ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の当量に対して、好ましくは約０．０００１当量以上、より好ましくは約０．００１当量以上、最も好ましくは約０．００５当量以上の量で反応混合物中に存在している。異性化触媒は、ムコン酸またはそのカルボン酸エステルの当量に対して、好ましくは約１．０当量以下、より好ましくは約０．１当量以下および約０．０１当量以下の量で反応混合物中に存在している。ムコン酸またはそのエステルのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体の形態への異性化が発生する任意の温度を使用することができる。温度は、好ましくは約２３℃以上、最も好ましくは約６０℃以上である。温度は、好ましくは約１５０℃以下、より好ましくは約１２０℃以下、最も好ましくは約１００℃以下である。このプロセスステップは、周囲温度または高温で実施することが好ましい。制限因子は、出発ムコン酸またはカルボン酸エステルの溶媒中の溶解度である。溶媒は、ムコン酸または１もしくは複数のそのカルボキシレート誘導体で飽和していることが好ましい。高温を使用すると、より多量の出発ムコン酸またはそのカルボン酸エステルを異性化触媒と接触させることにより該プロセスがより効率的となる。このプロセスステップは、溶媒中で実施することが好ましい。反応物を溶解または分散し、所望の反応に干渉しない任意の溶媒をこのステップに使用することができる。溶媒は極性であることが好ましく、プロトン性または非プロトン性とすることができる。溶媒のプロトン性は、溶媒が、活性水素のような容易に解離するプロトンを有することを意味する。溶媒の非プロトン性は、溶媒が容易に解離するプロトンを有していないことを意味する。好ましい溶媒には、環状エーテル、非環状エーテル、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、ケトン、酢酸アルキル、アルカノールまたはジメチルホルムアミド等がある。より好ましい溶媒としては、Ｃ１〜４アルカノール、環状エーテル、非環状エーテル、酢酸エチル、アセトンおよびアセトニトリルが挙げられる。このプロセスステップは、所望の量のｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのエステルをｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体に転換する必要がある限り実施する。ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が出発原料である１つの好ましい実施形態において、使用する溶媒は非プロトン性であり、より好ましくは、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸がそこから周囲温度で沈殿する非プロトン性溶媒である。この実施形態において、好ましい溶媒は、環状エーテル、酢酸アルキル、およびニトリルであり、テトラヒドロフラン、アルキル置換テトラヒドロフラン、ジオキサン、およびアセトニトリルがより好ましく、テトラヒドロフランおよびメチルテトラヒドロフランが最も好ましい。好ましい実施形態において、高温で出発ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体を異性化触媒および紫外線源と接触させる。ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、好ましい溶媒に不溶であり、反応混合物から沈殿する。それは、溶媒の単純な除去、例えばデカンテーションにより反応混合物から回収することができる。ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのエステルの収率は、出発ムコン酸またはそのエステルの重量に対して、好ましくは約８０重量パーセント以上、より好ましくは約９０重量パーセント以上、最も好ましくは約９９重量パーセント以上である。回収するｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸は、約９９重量パーセント以上の純度を示すことが好ましい。ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸は、好ましくは検出可能な微量の炭素１４の数、より好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を示す。好ましい実施形態において、回収するｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのエステルは、バイオマスなどの再生可能資源に由来する炭素原子を約６個以上有する。
【００２９】
ムコン酸、またはそのエステルがｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体配置である実施形態において、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸、またはそのエステルをｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのエステルに転換する好ましい手段は、有機溶媒中で、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸、またはそのエステルを異性化触媒と接触させるステップを含む。これは、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのエステルが、有機溶媒中で、ｃｉｓ，ｃｉｓおよびｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体より高い溶解度を示すためである。
【００３０】
ムコン酸およびムコン酸のエステルは、以下の式：
【００３１】
【化１】
により表すことができ、
式中、Ｒ１は、独立して、各出現において、水素、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）である。
【００３２】
ムコン酸は、ヒドロカルビル基がカルボン酸の酸素上の水素を置換する条件下で、エステル化剤との接触によりエステル化する。エステル化剤は、反応条件下でムコン酸のカルボキシオキシ基（Ｃ（Ｏ）２）上でエステルを形成する任意の化合物とすることができる。エステル化剤は、反応条件下で反応してエステルを形成する任意のヒドロキシル含有化合物とすることができる。好ましいエステル化剤としては、そこにヒドロキシル基が結合している炭化水素化合物が挙げられる。より好ましいエステル化剤としては、式Ｒ１ＯＨに相当する化合物が挙げられ、式中、Ｒ１は、場合によりヘテロ原子含有官能基を含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）である。好ましいクラスのエステル化剤としては、アルカノール、アリールアルコールおよびアリール置換アルカノールが挙げられる。好ましいエステル化剤としてはアルカノールが挙げられ、Ｃ１〜１０アルカノールがより好ましく、メタノールが最も好ましい。好ましいアリール置換アルカノールには、ベンジルアルコールがある。好ましいアリールアルコールには、フェノールおよびジヒドロキシベンゼンの様々な異性体がある。別の実施形態において、エステル化剤は、１または複数のヒドロキシル基および１または複数のエーテル基を有するポリグリコールとすることができる。
【００３３】
１または複数のその異性体の形態のムコン酸を、１または複数の酸の存在下で１または複数のエステル化剤と接触させる。利用する酸は、カルボン酸上のヒドロキシル基のヒドロカルビルオキシ基での置換を促進する任意の酸とすることができる。好ましい酸はブレンステッド酸である。ブレンステッド酸は、溶液中で解離するプロトン性水素を含有する酸である。酸は、好ましくは強酸である。強酸は、本明細書において使用する場合、約０より低いｐＫａを有する酸を意味する。より好ましい実施形態において、酸は強鉱酸である。好ましい強鉱酸としては、硫酸、硝酸酸、リン酸および塩酸が挙げられ、硫酸が最も好ましい。酸は、エステル化反応を促進するのに十分な量で存在している。エステル化剤が液体状態である場合、溶媒は必要ではない。エステル化剤が固体であるか、または溶媒として機能することができない場合、溶媒を利用することができる。好ましい溶媒は、ムコン酸を可溶化する前述の極性の非プロトン性溶媒である。より好ましい溶媒は環状および非環状エーテルであり、テトラヒドロフランなどの環状エーテルがより好ましい。エステル化剤は、ムコン酸の実質的に全てをカルボン酸エステル形態に転換するのに十分な量で存在していることが好ましい。より好ましい実施形態において、エステル化剤は、ムコン酸の当量に対する当量比より多く存在している。エステル化剤は、ムコン酸と比較して２対１以上のモル比で存在していることが好ましい。エステル化剤も溶媒である場合、当量およびモル比はずっと大きくなる。反応は、エステル化反応が適切な速度で進行する任意の温度で行うことができる。温度を上昇させることが好ましい。温度の上昇により、溶解し、エステル化剤と接触させることができるムコン酸の量が増大する。反応の温度は、好ましくは約２３℃以上、より好ましくは約５０℃以上、最も好ましくは約１２０℃以上である。反応の温度は、好ましくは約２００℃以下、最も好ましくは約１５０℃以下である。利用する反応時間は、生成物の所望の収率をもたらすように選択する。回収する生成物は、ムコン酸モノヒドロカルビル、ムコン酸ジヒドロカルビルまたはそれらの混合物とすることができ、より好ましい実施形態において、生成物は、実質的にムコン酸ジヒドロカルビルである。より好ましいムコン酸ジヒドロカルビルとしては、ムコン酸ジアルキルが挙げられ、より好ましくはＣ１〜１０ムコン酸ジアルキル、最も好ましくはムコン酸ジメチルである。ヒドロカルビル基は、ムコン酸ジヒドロカルビルと１以上のジエノフィルとの反応に干渉しない置換基で置換することができる。ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸エステルは、冷却時に溶液から沈殿する。反応混合物を、約４０℃未満、好ましくは周囲温度（２３℃）以下まで冷却して沈殿を促進することが好ましい。ムコン酸ジヒドロカルビルは、デカンテーションなどの単純な溶媒または過剰量のエステル化剤の除去により回収することができる。ムコン酸ジヒドロカルビルの収率は、出発ムコン酸の重量に対して約７０重量パーセント以上であることが好ましい。回収するムコン酸ジヒドロカルビルは、好ましくは約９９重量パーセント以上、最も好ましくは約９９．５重量パーセント以上の純度を示す。ムコン酸ジヒドロカルビルは、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４の数を示すことが好ましい。好ましい実施形態において、回収するムコン酸ジヒドロカルビルは、バイオマスなどの再生可能資源に由来する炭素原子を約６個以上有する。
【００３４】
別の実施形態において、塩基水溶液中で、ムコン酸をエステル化剤と接触させてムコン酸ジヒドロカルビルを形成することができる。この反応は、周囲温度（約２３℃）〜約４０℃の温度で実施することが好ましい。塩基は、ムコン酸のカルボキシル基のプロトンを結合する任意の塩基とすることができる。エステル化剤は、約２：１以上の当量比で存在していることが好ましい。当量の上限は実用性である。ムコン酸ジヒドロカルビルは、有機溶媒への抽出および抽出した有機溶媒のその後の蒸発により回収する。
【００３５】
１または複数のムコン酸は、当業者に知られている反応手順を使用してカルボキシレート誘導体基の他の形態に転換することができる。本明細書において使用する場合、カルボキシレート誘導体という用語は、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）またはニトリル基（−Ｃ≡Ｎ）を含有する任意の基を指し、カルボニル基は、塩を形成するようにアニオンに、あるいは酸素、窒素、硫黄または１もしくは複数のハロゲンなどのヘテロ原子に結合している。ヘテロ原子は、１もしくは複数のヘテロ原子を場合により含有し得るヒドロカルビル基などの１もしくは複数の他の基に共有結合によりさらに結合することができるか、または電子的に（静電気的に）カチオンに結合して塩を形成し得る。カルボキシレート誘導体は、ハロゲン化アシル、カルボン酸、アミド、エステル、チオールエステル、メルカプトカルボニル、無水物、ニトリル、アニオンとの塩またはカチオンとの塩であることが好ましい。好ましいカチオンとしては、アルカリ金属イオンならびに非置換およびヒドロカルビル置換アンモニウムイオンが挙げられる。好ましいカルボキシレート誘導体は、カルボン酸、ハロゲン化アシル、アミド、無水物およびエステルを包含する。より好ましいカルボキシレート誘導体としては、カルボン酸およびエステルが挙げられ、エステルが最も好ましい。好ましいカルボキシレート誘導体基は、式：
【００３６】
【化２】
に相当し、
式中、Ｒ１は、独立して、各出現において、水素、１もしくは複数のヘテロ原子を場合により含有するヒドロカルビル基またはカチオンであり、
Ｚは、独立して、各出現において、アニオン、酸素、窒素、硫黄、ニトリル、またはハロゲンであり、
ｂは、独立して、各出現において、０、１または２であり、ただし、ｂは、Ｚがアニオン、ハロゲンまたはニトリルである場合は０であり、Ｚが酸素または硫黄である場合は１であり、Ｚが窒素である場合は２である。Ｒ１は、好ましくは水素または１もしくは複数のヘテロ原子を含有し得るＣ１〜１２ヒドロカルビル基、より好ましくは水素または１もしくは複数のヘテロ原子を含有し得るＣ１〜１０アルキル基、より好ましくは水素またはＣ１〜３アルキル基、最も好ましくは水素またはメチルである。
【００３７】
ハロゲン化アシルは、式：
【００３８】
【化３】
に相当することが好ましく、式中、Ｘはハロゲンである。Ｘは、好ましくは塩素または臭素であり、塩素が最も好ましい。
【００３９】
アミドは、式：
【００４０】
【化４】
に相当することが好ましく、式中、ｃは個々に、各出現において、０、１または２であり、０または１が好ましい。
【００４１】
エステルは、式：
【００４２】
【化５】
に相当することが好ましい。
【００４３】
メルカプトカルボニルは、式：
【００４４】
【化６】
に相当することが好ましい。
【００４５】
チオールエステルは、式：
【００４６】
【化７】
に相当することが好ましい。
【００４７】
無水物は、式：
【００４８】
【化８】
に相当することが好ましい。
【００４９】
ニトリルは、式：−Ｃ≡Ｎ
に相当することが好ましい。
【００５０】
ムコン酸のカルボキシレート誘導体は、以下の式：
【００５１】
【化９】
により表すことができ、
式中、Ｒ１は、既に定義したとおりである。代替実施形態において、特にｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体型のムコン酸ジヒドロカルビルは、ムコン酸から任意の知られている合成手順により調製することができる。例えば、ムコン酸ジヒドロカルビルは、参照により本明細書に組み込まれているＪｅｒｒｙ Ｍａｒｃｈ、Advanced Organic Chemistry、第２版、Ｗｉｌｅｙ、１９７７、３６１〜３６７頁の以下のセクションに開示のプロセスにより調製することができる。セクション０−２２のハロゲン化アシルのアルコール分解、セクション０−２３の無水物のアルコール分解、およびセクション０−２４の酸のエステル化。アミド系カルボキシレート誘導体は、参照により本明細書に組み込まれているＭａｒｃｈ、同書、３８１〜３８４頁のセクション０−５２のアルカンのアミノ化、０−５３のニトリルの形成、０−５４のハロゲン化アシルによるアミンのアシル化、および０−５５の無水物によるアミンのアシル化に開示のものを含めた当業者に知られているプロセスにより調製することができる。ハロゲン化アシルは、参照により本明細書に組み込まれているＭａｒｃｈ、同書、３９８頁のセクション０−７５酸からのハロゲン化アシルの形成に開示のものを含めた当業者に知られているプロセスにより調製することができる。ムコン酸のチオールエステルは、参照により本明細書に組み込まれているＭａｒｃｈ、同書の３７５および３７６頁に開示のものを含めた当業者に知られているプロセスにより調製することができ、ムコン酸が上記の通りにハロゲン化アシルに転換され、次いで、セクション０−４０に開示のプロセスによりチオールまたはチオールエステルに転換される。ムコン酸は、参照により本明細書に組み込まれているＭａｒｃｈ、同書、３６９および３７０頁のセクション０−２９のハロゲン化アシルによる酸のアシル化およびセクション０−３０の酸による酸のアシル化に開示のものなどの当業者に知られているプロセスにより二無水物類似体に転換することができる。ムコン酸は、Ｍａｒｃｈ、第２版、８８３および８８４頁のセクション６−６３の酸性塩のニトリルへの転換に開示のものなどの当業者に知られているプロセスによりニトリルに転換することができる。
【００５２】
１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体を１または複数のジエノフィルと反応させて、カルボキシレート基
【００５３】
【化１０】
を１位および４位、場合により２位に有するシクロヘキセン化合物を調製する。１または複数のムコン酸とは、異性体の混合物を使用することができることを意味する。１つの好ましい実施形態において、出発ムコン酸またはそのカルボキシレートは、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓ異性体の形態である。そのようなカルボキシレートは、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ異性体配置であることが好ましい。一実施形態において、出発原料としてｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体ムコン酸あるいはそのカルボキシレート誘導体を利用することができる。この実施形態において、ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体が、ジエノフィルとの反応の前にｉｎ ｓｉｔｕで異性化すると考えられている。この反応では、出発原料としてカルボン酸エステルが好ましい。ジエノフィルは、ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体と反応してシクロヘキセン化合物を形成する不飽和を有する任意の化合物とすることができる。好ましいジエノフィルは、以下の式：
【００５４】
【化１１】
に相当し、
式中、
Ｒ２は、独立して、各出現において、水素、ハロゲン、場合により１もしくは複数のヘテロ原子またはヘテロ原子含有官能基を含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
Ｒ３は、独立して、各出現において、水素、ハロゲンあるいは場合により１もしくは複数のヘテロ原子またはヘテロ原子含有官能基を含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
ただし、Ｒ２およびＲ３を組み合わせてヘテロ原子を含有し得る環状環（cyclic ring）を形成することができる。好ましいクラスのジエノフィルとしては、アルケン、不飽和環状化合物、アルキン、不飽和置換基を有する芳香族化合物等が挙げられる。ジエノフィルとして有用な好ましいアルケンとしては、少なくとも１つの二重結合を含有する任意の線状または分枝状脂肪族化合物が挙げられ、そのような化合物は、６員環状環を有する化合物の形成に干渉しないヘテロ原子またはヘテロ原子含有官能基を含有し得る。そのようなヘテロ原子としては、酸素、窒素、リン、硫黄およびハロゲンが挙げられる。好ましいハロゲンとしては、塩素および臭素が挙げられ、塩素が好ましい。好ましいアルケンとしては、不飽和酸、不飽和を含有するカーボネート、不飽和エステル、不飽和ニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、（エチレン、プロピレン、全てのブテン、ペンテン、ヘキサン、ヘプテン、オクテンの異性体を含めた）１または複数の二重結合を有する不飽和脂肪族炭化水素等が挙げられる。本明細書において有用なアルケンは、炭素鎖の任意の点に不飽和を有することができる。好ましいアルケンは、炭素原子１と２の間の鎖の末端に不飽和を有するものである。好ましい不飽和カーボネートにはビニリデンカーボネートがある。不飽和酸には、メタクリルおよびアクリル酸を含めた、炭素鎖の骨格中に不飽和を有する任意のカルボン酸がある。エチレンおよびプロピレンがより好ましい不飽和脂肪族炭化水素であり、エチレンが最も好ましい。好ましい不飽和環状化合物としては、前述の通り場合によりヘテロ原子を含有し得るまたはヘテロ原子を含有する置換基で置換し得るシクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセンが挙げられる。ムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体と反応する任意の不飽和エステルを、このプロセスでジエノフィルとして使用することができる。好ましい不飽和酸またはエステルは、式：
【００５５】
【化１２】
に相当し、
式中、Ｒ３は、前述の通りであり、
Ｒ４は、独立して、各出現において、水素、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基である。好ましい不飽和エステルとしては、アクリル酸ヒドロカルビル、アルキルアクリル酸ヒドロカルビル等が挙げられる。二重結合は末端炭素に位置することが好ましい。より好ましい不飽和エステルとしては、アクリル酸ヒドロカルビルおよびメタクリル酸メチルなどのアルキルアクリル酸ヒドロカルビルが挙げられ、アクリル酸ヒドロカルビルがより好ましい。不飽和エステルは、前述の６員環状環を有する化合物の形成に干渉しないヘテロ原子またはヘテロ原子含有官能基を含有し得る。好ましいアクリル酸ヒドロカルビルとしては、Ｃ１〜１０アルキルアクリレートが挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチルおよびアクリル酸２−エチルヘキシルがより好ましい。ジエノフィルとして有用な不飽和置換基を有する芳香族化合物としては、本明細書に定義の反応条件下でムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体と反応する任意の不飽和置換基を有する任意の芳香族化合物が挙げられる。不飽和置換基を含有する好ましい芳香族化合物には、スチレン、アルファ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ａｒ−エチルスチレン、ａｒ−ビニルスチレン、ａｒ−クロロスチレンまたはａｒ−ブロモスチレン等がある。不飽和芳香族化合物は、式：
【００５６】
【化１３】
に相当することが好ましく、
式中、
Ｒ５は、独立して、各出現において、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基またはハロゲンであり、
Ｒ６は、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するアルケニル基である。別の好ましいクラスの環状不飽和化合物は環状不飽和無水物である。好ましい環状無水物には、無水マレイン酸等があり、無水マレイン酸が好ましい。ジエノフィルとして有用なアルキン含有化合物としては、反応条件下でムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体と反応する、三重結合
【００５７】
【化１４】
を含有する任意の化合物が挙げられる。三重結合は、アルキンの炭素鎖の任意の位置に位置することができ、好ましくは２つの末端炭素原子の間に位置する。好ましくは、アルキン含有化合物としては、全てのＣ２〜ｎアルキンの異性体、アセチレンカルボン酸およびそのカルボキシレート誘導体ならびにアセチレンジカルボン酸およびそのカルボキシレート誘導体が挙げられる。より好ましいアルキンとしては、アセチレン、アセチレンエステル、プロピン、ブチン等が挙げられ、アセチレンエステルが最も好ましい。好ましいアルキンは、式：
【００５８】
【化１５】
に相当し、式中、Ｒ２およびＲ３は、前述の通りである。好ましいアセチレンエステルは、式：
【００５９】
【化１６】
の１つ、より好ましくは
【００６０】
【化１７】
に相当し、式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｚおよびｂは、前述の通りである。好ましいアセチレンエステルは、三重結合の炭素に直接結合している１または複数のカルボン酸エステルを含む。
【００６１】
反応物は、密接に混合するためにそれらが液体形態である温度で接触させるか、または出発原料を溶解する溶媒中にあることが好ましい。反応は、ニートで、すなわち、溶媒の不存在下で実施することが好ましい。１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体、および１または複数のジエノフィルは、高温で接触させる。１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体、およびジエノフィルは同じ相にあり、適切な速度で反応する任意の温度を使用することができる。温度は、好ましくは約１００℃以上、より好ましくは約１３０℃以上、より好ましくは約１４０℃以上である。温度は、好ましくは約１８０℃以下、より好ましくは約１７０℃以下、さらにより好ましくは約１６０℃以下、最も好ましくは約１５０℃以下である。反応は、ニートで、すなわち、溶媒の不存在下で、または溶媒の存在下で行うことができる。溶媒を使用する実施形態において、反応を促進し、反応に干渉しない任意の溶媒を使用することができる。好ましい溶媒は非プロトン性溶媒である。好ましい溶媒は非極性である。より好ましい溶媒は、反応の温度で使用することができ、反応温度で液体である、すなわち、反応温度より高い沸点を有する、炭化水素、非環状エーテル、アルキルポリエーテル、および環状エーテルである。好ましい溶媒には、キシレン、デカリン、トルエン、環状エーテル、グリコールエーテルおよびポリグリコールエーテル等がある。出発原料としてｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を使用する実施形態において、ムコン酸の酸性基をエステル交換せず副反応を回避し、ムコン酸が可溶性である水または溶媒中で反応を実施することが好ましい。生成物の所望の収率をもたらすまで反応を進行させる。反応時間は約２４時間以上であることが好ましい。反応時間は約４８時間以下であることが好ましい。場合により、反応物は、ルイス酸の存在下で反応させる。ルイス酸は、触媒量で、好ましくは反応混合物の約０．０１重量パーセント以上、より好ましくは反応混合物の約０．１重量パーセント以上、好ましくは反応混合物の約１０．０重量パーセント以下、より好ましくは反応混合物の約１．０重量パーセント以下存在し得る。ルイス酸は均一でも不均一でもよく、不均一であることが好ましい。好ましい実施形態において、反応は、不飽和化合物の重合を阻害する１または複数の化合物の存在下で実施する。不飽和化合物の重合を防止する任意の化合物を反応で使用することができる。不飽和化合物の重合を防止する好ましいクラスの化合物には、ヒドロキノン、ベンゾキノン、フェノチアジンおよびアニソール、それらの混合物等がある。不飽和化合物の重合を防止する好ましい化合物には、ベンゾキノン、ヒドロキノン、ｔ−ブチルベンゾキノン、ヒドロキノンのメチルエーテル、カテコール、アルキル化カテコール、ブチル化ヒドロキシアニソール等があり、ヒドロキノンがより好ましい。不飽和化合物の重合を阻害する化合物は、重合を防止するのに十分な量で反応混合物中に存在している。不飽和化合物の重合を阻害する化合物は、ムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体の重量に対して、好ましくは約０．０５重量パーセント以上、最も好ましくは約０．０１重量パーセント以上の量で存在している。不飽和化合物の重合を阻害する化合物は、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の重量に対して、好ましくは約１０．０重量パーセント以下、より好ましくは約２．０重量パーセント以下、最も好ましくは約１．０重量パーセント以下の量で存在している。１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体と１または複数のジエノフィルとの比は、所望の生成物の収率を最大化するように選択する。ジエノフィルとムコン酸およびそのカルボキシレート誘導体とのモル比は、好ましくは約１．７：１．０以上、より好ましくは約２．０：１．０以上、最も好ましくは約３．０：１．０以上である。ジエノフィルとムコン酸およびそのカルボキシレート誘導体とのモル比の上限は、実用性に基づいており、約１０．０：１．０以下であることが好ましい。溶媒を利用する実施形態において、溶媒中の１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボキシレート誘導体の濃度は、好ましくは約０．２モル（Ｍ）以上、最も好ましくは約０．５Ｍ以上である。溶媒を利用する実施形態において、溶媒中の１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の濃度は、溶媒中のムコン酸の溶解度により決定され、好ましくは約４．０モル（Ｍ）以下、最も好ましくは約３．０Ｍ以下である。溶媒中のジエノフィルの濃度は、前述の溶媒中の１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の濃度および所望のジエノフィルとムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体とのモル比に応じて選択する。溶媒中のジエノフィルの濃度は、好ましくは約０．５Ｍ以上、最も好ましくは約１．０Ｍ以上である。溶媒中のジエノフィルの濃度の上限は実用性である。ジエノフィルも溶媒として使用することが好ましい。ジエノフィルが溶媒ではない場合、実際の上限は約２．４Ｍ以下である。
【００６２】
シクロヘキセン化合物は、シシクロヘキセン化合物の単離を可能にする任意の手段により、クロヘキセン化合物を所望の純度および収率で回収する様式で回収することができる。反応をニートで実施する場合、シクロヘキセン化合物は、蒸留により、または混合物をエーテルなどの低極性溶媒と接触させることにより、シクロヘキセン化合物が溶解し、溶解しない未反応の物質を濾過して取り除き、蒸発により溶媒を濃縮して比較的純粋なシクロヘキセン化合物を得るような様式で回収することができる。溶媒を使用する場合、回収は、反応混合物の蒸留により、またはクロマトグラフィー分離により実施する。シクロヘキセン化合物の収率は、出発ムコン酸の重量に対して約７０重量パーセント以上であることが好ましい。回収するシクロヘキセン化合物は、好ましくは約９０重量パーセント以上、最も好ましくは約９９重量パーセント以上の純度を示す。シクロヘキセン化合物は、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を示すことが好ましい。好ましい実施形態において、回収するシクロヘキセン化合物は、バイオマスなどの再生可能資源に由来するその炭素原子を約６個以上、好ましくは約８個以上有する。
【００６３】
ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体がｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体の形態である実施形態において、ジエノフィルとの反応は、溶媒中で実施することが好ましい。この実施形態において、ムコン酸のカルボン酸エステルをジエノフィルと反応させることが好ましい。この実施形態において、該プロセスは、本明細書に記載の異性化触媒の存在および／またはルイス酸触媒の存在下で実施することができる。
【００６４】
出発ジエノフィルが大気圧および周囲温度でガス状の形態のアルケンである実施形態において、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、前述の通り溶媒に溶解していることが好ましく、その溶液をアルケンガスと接触させる。アルケンが液体である場合、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレートは、可能な限り高い濃度で溶媒またはアルケンに溶解していることが好ましく、その濃度は、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の溶解度により制限される。１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、好ましくは約０．０１Ｍ以上、より好ましくは約０．１２Ｍ以上のモル濃度で溶媒またはアルケンに溶解している。１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、好ましくは約４．０Ｍ以下、より好ましくは約３．０Ｍ以下のモル濃度で溶媒またはアルケンに溶解している。該プロセスは、大気圧または高圧で実施する。著しい過剰量のアルケンの使用が可能となるため、高圧が好ましい。高圧を利用する場合、閉鎖系を利用し、選択した反応圧力までアルケンを添加することにより圧力を上昇させることが好ましい。選択した溶媒中に、場合により触媒の存在下で１または複数のムコン酸および／またはそのカルボキシレート誘導体を含有する反応系を閉鎖した後、それを常圧で排気して空気を除去し、ガス状のアルケンを補充することが好ましい。この排気／補充サイクルは、複数回繰り返すことが好ましい。次いで、選択したガス状のアルケンの圧力となるまで反応系を充填し、溶媒をガス状のアルケンで飽和させるために最大で３０分撹拌する。次いで、反応系を閉鎖し、所望の反応温度まで加熱する。空気または不活性ガスも該系に存在し得るが、反応速度が低下するため、これは望ましくない。選択する圧力は、反応で使用する装置、ならびにアルケンおよび存在している任意の他のガスを供給するのに使用する装置により制限される。圧力は、好ましくは約１４．７ｐｓｉ（０．１０１ＭＰａ）以上、より好ましくは１００ｐｓｉ（０．６８９ＭＰａ）以上、最も好ましくは約２５０ｐｓｉ（１．７２ＭＰａ）以上である。圧力は、好ましくは約５００００ｐｓｉ（３４５ＭＰａ）以下、より好ましくは１５０００ｐｓｉ（１０３ＭＰａ）以下、さらにより好ましくは約１００００ｐｓｉ（６８．９ＭＰａ）、最も好ましくは約２７０ｐｓｉ（１．８６ＭＰａ）以下である。アルケンがガスである場合、アルケンは、著しい過剰量で導入することが好ましく、使用する所望の圧力により、利用する過剰分の量が決定される。アルケンが液体である場合、アルケンを溶媒として使用することが好ましいが、ただし、ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は反応温度でアルケンに可溶性である。得られる生成物は、溶媒として使用する液体アルケンに可溶であることが好ましい。反応速度は、アルケンがガスである場合、反応温度および存在しているアルケンの圧力により著しく影響を受ける。したがって、反応温度は、反応速度が適切であるように選択する。反応温度は、好ましくは約１００℃以上、より好ましくは約１２０℃以上、最も好ましくは約１５０℃以上である。反応温度は、生成物がこの温度付近で分解するため、好ましくは約１７０℃未満であり、該温度は、より好ましくは約１６０℃以下である。反応時間は、所望の収率でのシクロヘキセン化合物の調製を可能にするように選択する。反応時間は、好ましくは約１時間以上、最も好ましくは約６時間以上である。反応時間は、好ましくは約２４時間以下、より好ましくは約１２時間以下、最も好ましくは約９時間以下である。シクロヘキセン化合物は、蒸発により溶媒を除去することにより回収することができる。反応をニートで実施する場合、得られる生成物は、蒸留により回収する。シクロヘキセン化合物の収率は、出発ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の重量に対して、好ましくは約９０重量パーセント以上、より好ましくは約９５重量パーセント以上である。回収するシクロヘキセン化合物は、好ましくは約９５重量パーセント以上、最も好ましくは約９９重量パーセント以上の純度を示す。シクロヘキセン化合物は、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４の数を示すことが好ましい。好ましい実施形態において、回収するシクロヘキセン化合物は、バイオマスなどの再生可能資源に由来するその炭素原子を約６個以上、好ましくは約８個以上有する。１つの好ましい実施形態において、アルケンは再生可能資源に由来し、エタノールに由来するエチレンなどである。再生可能資源からのアルケンの調製プロセスは当技術分野においてよく知られている。そのような実施形態において、最終生成物中の再生可能な炭素原子の数は約８個以上である。
【００６５】
アルケンジエノフィルを溶媒としての水中でムコン酸と反応させる実施形態において、生成物を部分的に互変異性化する。得られる生成物ミックスは、シクロヘキセン環の炭素１と２の間に二重結合を有する生成物およびシクロヘキセン環の炭素２と３の間に二重結合を有する生成物を含む。ムコン酸が出発原料であり溶媒がアルカノールなどのエステル化剤である実施形態において、得られるシクロヘキセン生成物をエステル化する。
【００６６】
１または複数のジエノフィルがアセチレンなどのガス状の形態の１または複数のアルキンを含む実施形態において、１または複数のジエノフィルは、ジエノフィルとアルケンとの反応に使用するものなどの１または複数の溶媒に分散または溶解している。反応は、反応混合物を加圧するのに十分な量でアルキンを提供することにより大気圧または高圧で実施することができる。あるいは、アルキンは、不活性ガスと混ぜ合わせて導入することができる。不活性であり、ジエノフィルを担持することができる任意のガスを使用することができる。好ましいガスには、空気、窒素、アルゴン等がある。アルキンが液体である場合、アルキンを溶媒として使用してもよく、または１もしくは複数のアルキンおよびジエノフィルを、１または複数の溶媒中で接触させてもよい。好ましい溶媒は、反応条件下で液体である非極性溶媒である。好ましい溶媒は、環状および非環状エーテルならびにキシレンまたはデカリンなどの炭化水素溶媒である。反応は、過剰量のアルキンを反応媒体として用いて実施することが好ましい。反応は、加圧下の閉鎖された反応器において実施することが好ましい。圧力は、高温などの反応条件下で過剰量のアルキンをもたらし、液体アルキンを液体状態に維持するように選択する。アルキンは、モル過剰量で存在していることが好ましい。アルキンは、モル過剰量または約３．０：１．０以上、より好ましくは約５．０：１．０以上で存在していることがより好ましい。過剰量のアルキンに対する上限は実用性であり、その比は約６．０：１．０以下であることが好ましい。反応の温度は、反応速度が適切となるように、ならびに反応物および生成物の分解温度未満であるように選択する。温度は、好ましくは約１３０℃以上、より好ましくは約１４０℃以上、最も好ましくは約１５０℃以上である。温度は、約１６０℃以下であることが好ましい。反応時間は、好ましくは約１時間以上、より好ましくは約２時間以上、最も好ましくは約４時間以上である。反応時間は、好ましくは約２４時間以下、最も好ましくは約１６時間以下である。得られる生成物は、所望の生成物中に６員芳香族環を有する。５員環を有する芳香族化合物も副産物として調製される。生成物をカラムクロマトグラフィーにより分離する。所望の生成物の収率は、出発ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体の重量に対して、好ましくは約８０重量パーセント以上、より好ましくは約９０重量パーセント以上である。回収する所望の化合物は、好ましくは約９０重量パーセント以上、最も好ましくは９９重量パーセント以上の純度を示す。所望の生成物は、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を示すことが好ましい。好ましい実施形態において、回収する化合物は、バイオマスなどの再生可能資源に由来するその炭素原子を約６個以上、好ましくは約８個以上有する。
【００６７】
好ましい実施形態において、調製するシクロヘキセン化合物は、式：
【００６８】
【化１８】
の１つに相当し、
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｚおよびｂは、前述の通りである。
【００６９】
より好ましい実施形態において、調製するシクロヘキセン化合物は、式：
【００７０】
【化１９】
の１つに相当し、
式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、前述の通りである。ジエノフィルが不飽和エステルである実施形態において、シクロヘキセン化合物は、式：
【００７１】
【化２０】
の１つに相当することが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ４は、前述の通りである。出発ジエノフィルが無水マレイン酸またはその類似体を包含する実施形態において、形成するシクロヘキセンは、式：
【００７２】
【化２１】
の１つに相当することが好ましく、
式中、Ｒ１は、前述の通りである。出発ジエノフィルが不飽和置換基を有する芳香族化合物である実施形態において、形成するシクロヘキセンは、式：
【００７３】
【化２２】
の１つに相当することが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ５は、前述の通りである。出発ジエノフィルがアセチレンエステルである実施形態において、生成物は、式：
【００７４】
【化２３】
に相当するトリメリテートまたはその誘導体であり、
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｚおよびｂは、前述の通りである。
【００７５】
Ｒ１は、独立して、各出現において、水素、またはアルキル、ハロアルキル、アリール、ハロアリール、アルキルアリール、アルキルオキシ、または１０個未満の炭素原子を含有するカルボキシル基であることが好ましい。さらにより好ましくは、Ｒ１は、独立して、各出現において、Ｃ１〜１０アルキル基であり、最も好ましくは、Ｒ１はメチルである。Ｒ２およびＲ３は、独立して、各出現において、水素、ハロゲン、アルキル、アルカリール、アリール、カルボキシオキシアルキルであるか、または組み合わせて１もしくは複数のヘテロ原子を含有し得る環状環を形成できることが好ましい。Ｒ２および／またはＲ３は、独立して、各出現において、水素、ハロゲン、またはアルキル、ハロアルキル、アリール、ハロアリール、アルキルアリール、アルキルオキシ、または１０個未満の炭素原子を含有するカルボキシル基であることがより好ましい。Ｒ２およびＲ３は、独立して、各出現において、水素、クロロ、ブロモ、Ｃ１〜８アルキル、フェニル、もしくはカルボキシオキシＣ１〜８アルキルであるか、または組み合わせて環状無水物を形成できることがさらにより好ましい。Ｒ２は、水素、クロロ、メチル、エチルまたはフェニルであることがさらにより好ましい。Ｒ４は、独立して、各出現において、Ｃ１〜１０アルキル基であることが好ましい。Ｒ４は、独立して、各出現において、Ｃ１〜８アルキル基であることがより好ましい。Ｒ４は、独立して、各出現において、メチル、ブチルまたはエチルヘキシルであることが最も好ましい。Ｒ５は、独立して、各出現において、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基であることが好ましい。Ｒ５は、独立して、各出現において、Ｃ１〜１０アルキル基であることがより好ましい。好ましくは、ａは、独立して、各出現において、０または１であり、最も好ましくは、ａは０である。一実施形態において、Ｒ２は、独立して、各出現において、ハロゲン、アルキル、ハロアルキル、アリール、ハロアリール、アルキルアリール、アルキルオキシ、または１０個未満の炭素原子を含有するカルボキシル基であり、Ｒ３は水素であり、さらにより好ましくは、Ｒ２は、独立して、各出現において、水素、クロロ、ブロモ、Ｃ１〜８アルキル、フェニル、またはカルボキシオキシＣ１〜８アルキルであり、Ｒ３は水素であり、Ｒ２は、さらにより好ましくは水素、クロロ、メチル、エチルまたはフェニルであり、一方、Ｒ３は水素である。
【００７６】
本明細書に記載のムコン酸および／またはそのカルボキシレート誘導体とジエノフィルとの反応により調製されるシクロヘキセン化合物から、（トリメリット酸またはそのカルボキシレート誘導体を含めた）置換もしくは非置換テレフタル酸またはそのカルボキシレート誘導体などの、１位および４位、場合により２位にカルボキシレート基を有する少なくとも１つのベンゼン環を有する化合物を調製するために、シクロヘキセン化合物に、酸化または芳香族化と呼ぶこともできる脱水素化を施す。脱水素化ステップにおいて、シクロヘキセン化合物を１または複数の脱水素触媒と接触させる。一実施形態において、高温で、シクロヘキセン化合物を酸化剤および１または複数の脱水素触媒と接触させる。１つの好ましい実施形態において、酸化剤の不存在下で、シクロヘキセン化合物を脱水素触媒と接触させる。不活性ガスを反応器に通して、脱水素化プロセスで発生した水素ガスを取り除くことが好ましい。酸化剤は、本明細書において使用する場合、環状環の酸化を促進して水素原子を除去し、環に不飽和結合を形成する任意の化合物の要素を指す。環状環の酸化により、芳香族環の形成が生じることが好ましい。好ましい酸化剤には、酸素、単斜晶系硫黄、硝酸、ペルオキシド、ヒポクロライトおよび過硫酸塩、クロラニルおよびジシアノジクロロベンゾキノンがある。空気の形態の酸素が好ましい酸化剤である。酸化剤は、計算量以上の量で、好ましくは計算量より多く存在している。過剰分は、反応の速度を促進するように選択する。１つの好ましい実施形態において、反応は、該プロセスで発生する水素と反応する酸化剤の存在下で実施する。水素と反応する酸化剤としては酸素が挙げられる。反応物は、ニートで、または溶媒中で接触させることができる。好ましい溶媒は、炭化水素、エーテル（テトラヒドロフランなど）およびピロリドン（Ｎ−メチルピロリドンなど）を有する非プロトン性溶媒である。溶媒は、反応条件下で液体であることが好ましい。シクロヘキセン環含有化合物の溶媒中の濃度は、不均化が発生する濃度未満の濃度である。シクロヘキセン環含有化合物の溶媒中の濃度は、好ましくは約３．０Ｍ以下、最も好ましくは約２．０Ｍ以下である。シクロヘキセン環含有化合物の溶媒中の濃度は、好ましくは約０．０５Ｍ以上、最も好ましくは約０．１０Ｍ以上である。一実施形態において、反応は、大気圧（１４．７ｐｓｉ、０．１０１ＭＰａ）で実施する。反応は、大気圧で、溶媒を還流させながら実施することができるが、ただし、溶媒は適当な温度で沸騰する。あるいは、反応は、高圧で実施することができる。酸化剤は、約２．０：１．０より多いモル過剰量で存在していることが好ましい。酸化剤は、約８．０：１．０以下のモル過剰量で存在していることが好ましい。好適な温度は、水素がシクロヘキセン化合物から除去されてシクロヘキセン含有化合物の環に二重結合を形成する温度である。温度は、好ましくは約１２０℃以上、より好ましくは約１３０℃以上である。温度は、好ましくは約４００℃以下、より好ましくは約３５０℃以下、最も好ましくは約３２５℃以下である。反応を高圧で実施する場合、圧力は、好ましくは約１４．７ｐｓｉ（０．１０１ＭＰａ）以上、より好ましくは約１００ｐｓｉ（０．６８９ＭＰａ）以上である。反応を高圧で実施する場合、圧力は、好ましくは約１０００ｐｓｉ（６．８９ＭＰａ）以下、より好ましくは約６００ｐｓｉ（４．１４ＭＰａ）以下、最も好ましくは約５００ｐｓｉ（３．４５ＭＰａ）以下である。反応時間は、所望の化合物の所望の収率での調製を促進するように選択する。反応時間は、好ましくは約１２時間以上、さらにより好ましくは約１８時間以上、最も好ましくは約２４時間以上である。反応時間は、好ましくは約４８時間以下、さらにより好ましくは約３６時間以下、最も好ましくは約２４時間以下である。触媒は、反応条件下で水素をシクロヘキセン環から除去して芳香族環を形成する任意の脱水素触媒とすることができる。好ましい脱水素触媒は、金属、より好ましくはＶＩＩＩ族の金属をベースにしている。金属は、純粋な形態で、合金として、金属酸化物またはそれらの混合物の形態で存在することができる。触媒は、触媒効果または触媒の選択性に影響を与えるまたはそれらを強化するための変性剤（modifier）も含有することができる。そのような変性剤は当技術分野においてよく知られている。好ましい反応調節剤（reaction modifier）は、遷移金属および遷移金属を含有する化合物である。触媒のベースとなっている金属は、好ましくは白金、パラジウムおよびニッケルであり、パラジウムが最も好ましい。触媒は均一となるように使用することができるが、担体上の不均一系触媒であることが好ましい。触媒は、当業者に知られているスポンジ金属の形態とすることもできる。担体は、不均一系触媒に有用な任意の担体とすることができる。好ましい担体には、酸化アルミニウム、スピネル、ゼオライトおよび炭素がある。最も好ましい担体は炭素担体である。脱水素化反応は溶媒中で実施することができる。反応は、還流溶媒中で実施することが好ましい。溶媒は、前述の反応の温度で沸点を有することが好ましい。反応を還流溶媒中で実施する場合、好ましくは空気の形態の酸素を還流溶媒に吹き込むことができる。触媒は、反応が適度に効率的に進行して所望の収率で所望の生成物を生じるほど十分な量で存在している。触媒は、シクロヘキセン含有化合物の量に対して、好ましくは約０．０１モルパーセント以上、より好ましくは約０．０３モルパーセント以上、最も好ましくは約１モルパーセント以上の量で存在している。触媒は、シクロヘキセン環含有化合物に対して、好ましくは約１０モルパーセント以下、より好ましくは約５モルパーセント以下、最も好ましくは約３モルパーセント以下の量で存在している。生成物は、所望の収率および純度での所望の生成物の単離を可能にする、当技術分野において知られている任意の手段により回収する。所望の生成物を回収する好ましい手段としては、反応媒体を濾過して触媒を除去すること、蒸発により生成物を濃縮すること、ならびに回収した生成物を好適な溶媒からクロマトグラフィー分離、蒸留、および／または再結晶により分離することが挙げられる。生成物の収率は、出発シクロヘキセン化合物の重量に対して、好ましくは約６０重量パーセント以上、より好ましくは約６５重量パーセント以上である。回収する生成物は、好ましくは約９０重量パーセント以上、最も好ましくは約９９重量パーセント以上の純度を示す。生成物は、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を示すことが好ましい。好ましい実施形態において、回収する生成物は、バイオマスなどの再生可能資源に由来する炭素原子を約６個より多く、より好ましくはバイオマスなどの再生可能資源に由来する炭素原子を約８個より多く有する。
【００７７】
１または複数のムコン酸およびそのカルボキシレート誘導体と１または複数のジエノフィルとの反応ならびに脱水素化反応ステップは、第１の反応ステップ後に溶媒からシクロヘキセンを回収することなく実施することができる。いずれの反応も前述の通り実施することができる。１または複数のムコン酸およびそのカルボキシレート誘導体と１または複数のジエノフィルとの反応をルイス酸の存在下で実施する実施形態において、ルイス酸は、脱水素化の前に除去することが好ましい。脱水素化ステップを開始する前に、シクロヘキセン化合物を含有する反応混合物に脱水素触媒を添加する。この実施形態において、溶媒は、グリコールエーテル、ポリグリコールエーテル、キシレンなどの芳香族炭化水素等である。より好ましい溶媒は、ジメチルグリコールエーテルおよびキシレンである。所望の反応温度までの任意の温度で脱水素触媒を反応に添加することができる。
【００７８】
好ましい実施形態において、回収する生成物は、式：
【００７９】
【化２４】
に相当し、
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｚおよびｂは、前述の通りである。
【００８０】
より好ましい実施形態において、回収する生成物は、式：
【００８１】
【化２５】
に相当し、
式中、Ｒ１およびＲ２は、前述の通りである。出発ジエノフィルが不飽和エステルである実施形態において、生成物は、式：
【００８２】
【化２６】
に相当するトリメリテートであることが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ４は、前述の通りである。出発ジエノフィルが無水マレイン酸である実施形態において、得られる生成物は、式：
【００８３】
【化２７】
に相当することが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ４は、前述の通りである。シクロヘキセンを作製するのに使用する出発ジエノフィルは、不飽和置換基を有する芳香族化合物であり、生成物は、式：
【００８４】
【化２８】
に相当することが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ５は、前述の通りである。
【００８５】
本明細書に記載のムコン酸および／またはそのカルボキシレート誘導体とジエノフィルとの反応により調製されるシクロヘキセン化合物からシクロヘキサン系化合物を調製するために、シクロヘキセン化合物に水素化を施す。水素化ステップにおいて、１または複数の水素化触媒の存在下で、シクロヘキセン化合物を水素と接触させる。好適な温度は、水素が適切な速度でシクロヘキセン化合物に挿入されて環の二重結合を除去する温度である。周囲温度で、シルコヘキセン化合物を水素および１または複数の水素化触媒と接触させることが好ましい。反応は、大気圧および高圧で実施することができる。高圧に対する上限は、反応装置の耐圧性（capability of the reaction equipment to handle the pressures）である。圧力は約２００ｐｓｉ（１．３８ＭＰａ）未満であることが好ましい。水素ガスを添加することにより圧力を加えて所望の圧力を達成することが好ましい。大気圧で水素を反応媒体に吹き込むおよび／または反応混合物を大気圧下で撹拌する。反応時間は、所望の化合物の所望の収率での調製を促進するように選択する。反応時間は、好ましくは約０．５時間以上、より好ましくは約１．０時間以上、最も好ましくは約２．０時間以上である。反応時間は、好ましくは約２４時間以下、より好ましくは約１６時間以下、最も好ましくは約８時間以下、最も好ましくは約３時間以下である。触媒は、反応条件下で水素をシクロヘキセン環に挿入してシクロヘキサン環を形成する任意の水素化触媒とすることができる。好ましい水素化触媒は、金属、好ましくはＶＩＩＩ族の金属をベースにしている。金属は、純粋な形態で、合金として、金属酸化物またはそれらの混合物の形態で存在することができる。触媒は、触媒効果または触媒の選択性に影響を与えるまたはそれらを強化するために変性剤も含有することができる。そのような変性は当技術分野においてよく知られている。触媒がベースにしている金属は、好ましくは白金、パラジウムおよびニッケルであり、パラジウムが最も好ましい。触媒は均一に使用することができるが、担体上の不均一系触媒であることが好ましい。触媒は、当業者に知られているスポンジ金属触媒とすることもできる。担体は、不均一系触媒に有用な任意の担体とすることができる。好ましい担体には、酸化アルミニウム、スピネル、ゼオライトおよび炭素がある。最も好ましい担体は炭素である。水素化反応は溶媒中で実施することができる。好ましい溶媒には、塩化炭化水素、非環状エーテル、環状エーテルおよびアルコール（アルカノールおよびアセチルアルコールなど）等がある。シクロヘキセン化合物は、溶媒に対して、好ましくは約５重量パーセント以上、最も好ましくは約８重量パーセント以上の量で存在している。シクロヘキセン化合物は、溶媒に対して、好ましくは約１５重量パーセント以下、最も好ましくは約１２重量パーセント以下の量で存在している。触媒は、反応が適度に効率的に進行して所望の収率で所望の生成物を生じるほど十分な量で存在している。触媒は、シクロヘキセン含有化合物の量に対して、好ましくは約０．０１モルパーセント以上、より好ましくは約０．０３モルパーセント以上、最も好ましくは約１．０モルパーセント以上の量で存在している。触媒は、シクロヘキセン環含有化合物に対して、好ましくは約１０．０モルパーセント以下、より好ましくは約５．０モルパーセント以下、最も好ましくは約３．０モルパーセント以下の量で存在している。生成物は、所望の収率および純度での所望の生成物の単離を可能にする、当技術分野において知られている任意の手段により回収する。所望の収率で所望の生成物（本明細書においてはシクロヘキサン環含有化合物）を回収する好ましい手段としては、反応媒体を濾過して触媒を除去すること、蒸発により生成物を濃縮すること、ならびに回収した生成物を好適な溶媒からクロマトグラフィー分離、蒸留、および／または再結晶により分離することが挙げられる。シクロヘキサン環含有化合物の収率は、出発シクロヘキセン化合物の重量に対して、好ましくは約９０重量パーセント以上、より好ましくは約９９重量パーセント以上である。回収するシクロヘキサン環含有化合物は、好ましくは約９０重量パーセント以上、最も好ましくは約９９重量パーセント以上の純度を示す。シクロヘキサン環含有化合物は、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を示すことが好ましい。好ましい実施形態において、回収するシクロヘキサン環含有化合物は、バイオマスなどの再生可能資源に由来する炭素原子を約６個以上、より好ましくはバイオマスなどの再生可能資源に由来する炭素原子を約８個以上有する。
【００８６】
好ましい実施形態において、回収する水素化生成物は、式：
【００８７】
【化２９】
に相当し、
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｚおよびｂは、前述の通りである。
【００８８】
より好ましい実施形態において、回収する水素化生成物は、式：
【００８９】
【化３０】
に相当し、
式中、Ｒ１およびＲ２は、前述の通りである。出発ジエノフィルが不飽和エステルである実施形態において、生成物は、式：
【００９０】
【化３１】
に相当するシクロヘキサンであることが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ４は、前述の通りである。出発ジエノフィルが無水マレイン酸である実施形態において、得られる生成物は、式：
【００９１】
【化３２】
に相当することが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ４は、前述の通りである。シクロヘキセンを作製するのに使用する出発ジエノフィルは、不飽和置換基を有する芳香族化合物であり、生成物は、式：
【００９２】
【化３３】
に相当することが好ましく、
式中、Ｒ１、Ｒ３およびＲ５は、前述の通りである。
【００９３】
１位および４位、場合により２位ににカルボキシレート基を有するシクロヘキサン化合物は、カルボキシレート基をメチロール基に転換する条件で処理してもよい。そのような条件は当技術分野においてよく知られている。一実施形態において、参照により本明細書に組み込まれているOrganic Chemistry、第４版、ＭｏｒｒｓｉｏｎおよびＢｏｙｄ、ＡｌｌｙｎおよびＢａｃｏｎ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９８３のセクション２０．２２に開示のカルボキシレート基がメチロール基に転換されるような条件下で、１位および４位、場合により２位にカルボキシレート基を有するシクロヘキサン化合物に触媒水素化を施してもよい。一般に、カルボキシレート基の水素化により高い圧力および温度を利用する。あるいは、カルボキシレート基は、上記のＭｏｒｒｓｉｏｎおよびＢｏｙｄに開示の化学的還元によりメチロール基に転換することができる。一般に、１位および４位、場合により２位にカルボキシレート基を有するシクロヘキサン化合物は、ナトリウム金属およびアルコールと、または水素化アルミニウムリチウムと接触させる。さらに別の実施形態において、Advance Organic Chemistry、第２版、Ｍａｒｃｈ、ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １９７７に従って、高温で、１位および４位、場合により２位にカルボキシレート基を有するシクロヘキサン化合物を酸と接触させることにより転換を達成する。別の実施形態において、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第4,302,595号のプロセスを利用することができる。１位および４位、場合により２位にカルボキシレート基を有するシクロヘキサン化合物は、式：
【００９４】
【化３４】
に相当することが好ましく、
式中、Ｒ２は、出発化合物が２位にカルボキシレートを有していた場合、メチロール基を含み得る。
【００９５】
１および４、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物をエステル化してヒドロカルビル基を１位および４位、場合により２位に付加して、これらの位置にカルボキシレート基を形成することができる。エステル化反応は、Ｍａｒｃｈ、同書、３６３〜３６５頁に開示のプロセスおよびこれまでに開示したプロセスを含めた当業者に知られている任意のエステル化プロセスにより実施することができる。一実施形態において、強酸の存在下で、水および形成するエステルまたは著しい過剰量のアルコールを除去しながら、エステル化剤、前述のアルコールを、１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物と接触させる。酸性触媒は、前述の通りである。
【００９６】
本発明において調製する化合物は、様々な知られているポリマーを調製するためのモノマーとして使用することができる。該化合物の一部は、様々なポリマー系の可塑剤として使用することができる。フェニル置換テレフタレートは、参照により本明細書に組み込まれている関係する開示の米国特許第4,391,966号に記載の液晶ポリマーを調製するのに使用することができる。１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物、好ましくはテレフタル酸またはテレフタル酸ジメチルを、エチレングリコールまたは１，４−ブタンジオールなどのアルキレングリコールと反応させて、ポリエステルを調製することができる。そのようなポリエステルを調製するプロセスは当技術分野においてよく知られている。例えば、テレフタル酸をエチレングリコールと反応させて、参照により本明細書に組み込まれている「Contemporary Polymer Chemistry」第２版、Ｈａｒｒｙ Ｒ．Ａｌｃｏｃｋ、Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ Ｗ．Ｌａｍｐｅ、１９９０、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌの２７および２８頁に記載のポリエチレンテレフタレートを調製することができる。一実施形態において、本発明は、ａ）ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、高温の溶媒中で、ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源、またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）１または複数のｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルが形成するような条件下、１または複数の強酸の存在下で、場合により、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のエステル化剤と接触させるステップと、ｄ）１または複数のムコン酸、ムコン酸ジヒドロカルビルおよびジエノフィルが１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を形成するような条件下、高温で、１または複数のｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸またはムコン酸ジヒドロカルビルを１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、ｅ）１または複数のポリアルキレンポリエステルが調製されるような条件下で、シクロヘキセン環含有化合物を１または複数のアルキレングリコールと接触させるステップとを含むポリアルキレンポリエステルの調製方法に関する。別の実施形態において、本発明は、ａ）ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、高温の溶媒中で、ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源、またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）１または複数のｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルが形成するような条件下、１または複数の強酸の存在下で、場合により、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のエステル化剤と接触させるステップと、ｄ）１もしくは複数のムコン酸またはムコン酸ジヒドロカルビルおよびジエノフィルが１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を形成するような条件下、高温で、１または複数のｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸またはムコン酸ジヒドロカルビルを１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、ｅ）１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有する１または複数のシクロヘキサン化合物が調製されるような条件下で、シクロヘキセン環含有化合物を水素化触媒と接触させるステップと、ｆ）１または複数のポリアルキレンポリエステルが調製されるような条件下で、１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有する１または複数のシクロヘキサン化合物を１または複数のアルキレングリコールと接触させるステップとを含むポリアルキレンポリエステルの調製方法に関する。一実施形態において、本発明は、ａ）ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、高温の溶媒中で、ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線放射源、またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）１または複数のｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸ジヒドロカルビルが形成するような条件下、１または複数の強酸の存在下で、場合により、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のエステル化剤と接触させるステップと、ｄ）１もしくは複数のムコン酸またはムコン酸ジヒドロカルビルおよびジエノフィルが１または複数のシクロヘキセン環含有化合物を形成するような条件下、高温で、１または複数のｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸またはムコン酸ジヒドロカルビルを１または複数のジエノフィルと接触させるステップと、ｅ）１または複数のテレフタル酸またはテレフタル酸ジヒドロカルビルが調製されるような条件下、場合により酸化剤の存在下で、シクロヘキセン環含有化合物を脱水素触媒と接触させるステップと、ｆ）１または複数のテレフタル酸ポリアルキレンが調製されるような条件下で、１または複数のテレフタル酸またはテレフタル酸ジヒドロカルビルを１または複数のアルキレングリコールと接触させるステップとを含むテレフタル酸ポリアルキレンの調製方法に関する。別の実施形態において、本発明は、ａ）ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、高温の溶媒中で、ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸およびヨウ素、紫外線源またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルが形成するような条件下、１または複数の強酸の存在下で、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸をメタノールと接触させるステップと、ｄ）ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート、および／またはその１−エン−互変異性体が調製されるような条件下、高温で、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルをエチレンと接触させるステップと、ｅ）テレフタル酸ジメチルが調製されるような条件下、場合により酸化剤の存在下で、ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートを脱水素触媒と接触させるステップと、ｆ）テレフタル酸ジメチルを加水分解してテレフタル酸を形成するステップと、ｇ）テレフタル酸ポリエチレンが調製されるような条件下でテレフタル酸をエチレングリコールと接触させるステップとを含むテレフタル酸ポリエチレンの調製方法である。さらに別の実施形態において、本発明は、ａ）ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、高温の溶媒中で、ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸およびヨウ素、紫外線源またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）シクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボン酸、および／またはその１−エン互変異性体が調製されるような条件下、高温で、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸をエチレンと接触させるステップと、ｄ）テレフタル酸が調製されるような条件下、場合により酸化剤の存在下で、シクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボン酸を脱水素触媒と接触させるステップと、ｅ）テレフタル酸ポリエチレンが調製されるような条件下でテレフタル酸をエチレングリコールと接触させるステップとを含むテレフタル酸ポリエチレンの調製方法である。本発明は、ａ）ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、高温の溶媒中で、ｃｉｓ−ｃｉｓムコン酸およびヨウ素、紫外線源またはそれらの両方を接触させるステップと、ｂ）ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、ｃ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルが形成するような条件下、１または複数の強酸の存在下で、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸をメタノールと接触させるステップと、ｄ）ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート、および／またはその１−エン互変異性体が調製されるような条件下、高温で、ｔｒａｎｓ−ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルをエチレンと接触させるステップと、ｅ）テレフタル酸ジメチルが調製されるような条件下、場合により酸化剤の存在下で、ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートを脱水素触媒と接触させるステップと、ｆ）テレフタル酸ポリブチレンが調製されるような条件下でテレフタル酸ジメチルを１，４−ブタンジオールと接触させるステップとを含むテレフタル酸ポリブチレンの調製方法も含む。得られるポリエステルは、モノマー単位あたり、ムコン酸またはムコン酸およびエチレン前駆体に由来する、再生可能資源に由来する炭素原子を少なくとも約６個、好ましくは少なくとも約８個含有する。好ましい実施形態において、得られるポリエステルは、検出可能な量、好ましくは最大で約１兆分の１の割合の炭素１４を含有する。本発明は、ポリエステルに関し、ポリエステルを調製するのに使用する、１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物の一部分または全部は、バイオマスに由来する１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体から合成する。ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体は、微生物合成によりバイオマスから得ることができる。ポリエステルを調製するのに使用する、１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物は、再生可能な資源に由来するエチレンから合成することができる。ポリエステルを調製するのに使用する、１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物は、バイオマスに由来する１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体から、および再生可能な資源に由来するエチレンから合成することができる。別の実施形態において、１位および４位、場合により２位にカルボン酸基を有するベンゼン、シクロヘキセンおよびシクロヘキサン化合物と反応させるエチレングリコールおよびブタンジオールなどのジオールは、当技術分野において知られている通り、バイオマスなどの再生可能資源、またはそれらの誘導体に由来することができる。この実施形態において、再生可能資源に由来する各モノマー単位の炭素原子の数は、約１０以上または約１２以上とすることができる。
【００９７】
本発明の新規な化合物および本発明の新規なプロセスにより調製するものは、再生可能資源に由来することが好ましい。再生可能資源から調製する化合物は、参照により本明細書に組み込まれているUS 7,531,593のコラム６の６０行からコラム８の４２行に記載の特徴的な１３Ｃ／１２Ｃ比を示す。
【００９８】
上記の記述が例示的なものであり、限定的なものではないことが理解されよう。上記の記述を読めば、当業者には、提示している実施例以外の多くの実施形態ならびに多くの応用例が明らかとなろう。本発明の様々な態様または実施形態の特色の任意の組合せを併用してもよいことをさらに意図したものである。本明細書において提示している説明および例示は、本発明の当業者にその原理、およびその実際の応用例を知らせることを意図したものである。当業者は、特定の用途の要件を満たすように、本発明をその多くの形態で応用および適用することができる。したがって、前述の本発明の特定の実施形態は、本発明を網羅または限定することを意図したものではない。したがって、本発明の範囲は、上記の記述を参照して決定するのではなく、その代わりに、添付の特許請求の範囲、ならびにそのような請求の範囲が享受する均等物を参照して決定するべきである。参照により本明細書にやはり組み込まれる以下の請求項から分かるように、他の組合せも可能である。以下の請求項における本明細書に開示の主題の任意の態様の省略は、主題の放棄ではなく、本発明者らが、そのような主題を、開示している本発明の主題の一部と見なしていないと見なすべきではない。
【実施例】
【００９９】
別段の指定のない限り、全ての部およびパーセントは重量基準である。
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸の精製
［実施例１］
【０１００】
粗製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸の精製
【０１０１】
【化３５】
【０１０２】
２つの別個の１２５ｍｌのエルレンマイヤーフラスコにおいて、それぞれの粗製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（各１０．０ｇで合計２０．０ｇ）のメタノール（５０ｍｌ）懸濁液をヒートガンで加熱還流する。熱い懸濁液を濾過する。追加のメタノール（３０ｍｌ）を残渣に添加する。それを再び加熱還流し、同じ濾紙を介して同じ丸底フラスコに濾過する。次に、濾紙上に存在する全ての固形物をエルレンマイヤーフラスコに戻し、追加のメタノール（３０ｍｌ）を添加し、加熱還流およびその後の濾過手順を繰り返す。合わせたメタノール溶液（１１０ｍｌ）を室温まで冷却させ、次いで、氷浴に入れる。室温まで一夜加温した後、母液（mother liquid）をデカントすると微結晶性のベージュ色の固形物が現れ、その重量は、乾燥後、高真空下で４．８４ｇであった。次に、ｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコン酸の第２の１０ｇバッチでこの正確な手順を繰り返して、４．２３ｇを得る。次いで、両方の再結晶からの母液を合わせ、蒸発乾固させる。メタノール（７５ｍｌ）からの残りの残渣の一回の再結晶により、追加の２．８２ｇを得る。合計で、１１．８９ｇ（回収率５９質量パーセント）の純粋なｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸。
［実施例２］
【０１０３】
粗製ムコン酸の精製
乾燥した（水が５重量パーセント未満）粗製ｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（２００ｇ）のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（１．８リットル（ｌ））撹拌懸濁液を５０℃まで加熱する。５０℃で４５分以内に固形物の大部分が溶解する。活性炭（３５ｇ）を添加する。１時間後、熱い懸濁液を、Ｃｅｌｉｔｅ（商標）の珪藻土のベッドを介した濾過により清澄化する。濾液を蒸発乾固させ、残渣を高真空下で乾燥させて、純粋なｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（１６６ｇ、回収率８３質量パーセント）を得る。ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸の場合、還流している酢酸エチル中で固形物を２回再懸濁することにより、いかなる微量のｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸も除去することができ、冷却溶液から毎回デカンテーションにより除去する。酢酸エチル中、室温でのおよその溶解度は、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸については１ｍｇ／ｍｌ、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸については５ｍｇ／ｍｌ、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸については０．１ｍｇ／ｍｌである。
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓおよびｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸への異性化
［実施例３］
【０１０４】
粗製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸からのｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の合成
【０１０５】
【化３６】
【０１０６】
水（２５０ｍｌ）に懸濁した粗製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（１５．０ｇ）を、ヒートガンを使用して１０分間加熱還流する。還流では全てが溶解している。熱い溶液を室温まで冷却させ、次いで、氷浴に入れる。室温まで一夜加温した後、母液をデカントすると微結晶性のベージュ色の固形物としての純粋なｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が現れ、その重量は、乾燥後、高真空下で９．０ｇであり、回収率６０質量パーセントをもたらす。
［実施例４］
【０１０７】
純粋なｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸からのｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の合成
精製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（１５．０ｇ）の水性（１５０ｍｌ）懸濁液を、ヒートガンを使用して１５分間加熱還流する。室温まで一夜冷却した後、沈殿した固形物、純粋なｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を濾過により採取し、少量の水で洗浄し、高真空下で乾燥させる（１０．４ｇ、６９パーセント）。母液の試料を濃縮し、１Ｈ ＮＭＲ分析のために残りの残渣全体をＤＭＳＯ−ｄ６に溶解する。母液のバルクを蒸発乾固させる（４．２ｇ）。母液試料の蒸発残渣の１Ｈ ＮＭＲスペクトルの積分によると、ムコン酸全体の３パーセントが溶液中にｃｉｓ，ｔｒａｎｓ異性体として残り、２５パーセントがその内部ラクトンに転換され、残りの３パーセントは、ラクトン加水分解およびその後の脱カルボキシル化を受けてレブリン酸を形成する。
［実施例５］
【０１０８】
純粋なｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の合成
精製ｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（１２．５ｇ、８８ｍｍｏｌ）、Ｉ２（１１０ｍｇ、０．５ｍｏｌパーセント）、およびＴＨＦ（１１０ｍｌ、０．８Ｍ）からなる混合物を４時間還流する。室温まで冷却した後、沈殿した固形物、純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を濾過により採取する。Ｉ２を完全に除去するために、室温のＴＨＦ中で固形物をフリット上で再懸濁し、吸引減圧濾過（aspirator vacuum filtration）を介して再び除去する。その物質を高真空下で乾燥させる（１１．３ｇ、９０パーセント）。
［実施例６〜１３］
【０１０９】
粗製ｃｉｓ，ｃｉｓまたはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の合成
乾燥した精製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（５．０ｇ、３５．２ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（４４ｍｌ、０．８Ｍ）に懸濁する。純水（１、５、１０、または２０重量パーセント）または（ＮＨ４）２ＳＯ４（１、５、１０、または２０重量パーセント）のいずれかを添加する。Ｉ２（４５ｍｇ、０．５ｍｏｌパーセント）を添加し、混合物を４時間加熱還流する。室温まで冷却した後、沈殿したｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を濾過により採取し、乾燥した。（ＮＨ４）２ＳＯ４実験の場合、採取したｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の塊を（ＮＨ４）２ＳＯ４の有無により補正する（corrected for the presence of (NH4)2S04）。母液の試料を濃縮し、１Ｈ ＮＭＲ分析のために全ての残渣をＤＭＳＯ−ｄ６に溶解する。積分により、母液の組成の推定が可能となった。結果を表１および２にまとめている。
【０１１０】
表１および２：
【０１１１】
【表１】
【表２】
［実施例１４］
【０１１２】
粗製ｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコン酸からのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸の合成
【０１１３】
【化３７】
【０１１４】
ｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコン酸（１００ｇ）を水（１Ｌ、次いで、塩基、水酸化ナトリウムを添加することによりｐＨ６に調整する）に溶解し、混合物を９０℃で３．５時間加熱する。試料を３０分毎に採取し、ＨＰＬＣにより分析する。これらの試料のＨＰＬＣ分析により、異性化プロセスが９０℃での加熱の１時間後にほとんど完了していることが示される。９０℃での加熱の３．５時間後に、混合物を木炭（１０ｇ）で３０分間処理し、Ｗｈａｔｍａｎ濾紙（＃２）を介して濾過する。塩基、水酸化ナトリウムを添加することにより溶液のｐＨを３．５に調整する。濾過により沈殿物を得て、氷冷水（２００ｍＬ）で洗浄し、減圧下で乾燥して６４．５ｇ（収率６５パーセント）の淡黄色のｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸を得る。
［実施例１５］
【０１１５】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の合成
【０１１６】
【化３８】
【０１１７】
精製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（０．５０ｇ）、触媒量のヨウ素（２５ｍｇ）、およびアセトニトリル（３５ｍｌ）を含有する混合物を３６時間加熱還流する。この反応は、実験室において環境光の存在下で実施する。沈殿した固形物を依然として熱い溶液から濾過して取り除き、冷たいアセトニトリルで洗浄する。高真空下での乾燥後、０．４０ｇ（収率８０パーセント）の純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が黄褐色の粉末として存在している。
［実施例１６］
【０１１８】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の合成
【０１１９】
【化３９】
【０１２０】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（１．００ｇ）、触媒量のヨウ素（５３ｍｇ、３．０モルパーセント）、およびアセトニトリル（３５ｍｌ）を含有する混合物を１１時間加熱還流する。この反応は、実験室において環境光の存在下で実施する。室温まで冷却した後、沈殿した固形物を濾過して取り除き、アセトニトリルで洗浄する。高真空下での乾燥後、０．８０ｇ（収率８０パーセント）の純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が黄褐色の粉末として存在している。ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からこの手順により得た物質は、前記の手順によりｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸から得た物質と同一である。
［実施例１７］
【０１２１】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸の合成
【０１２２】
【化４０】
【０１２３】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（１０ｇ、７０．４ｍｍｏｌ）を２００ｍｇのヨウ素（１．１モルパーセント）と共にＴＨＦ（２００ｍＬ）に溶解する。この反応は、実験室において環境光の存在下で実施する。次いで、混合物を還流させ、ＨＰＬＣにより分析するために試料を３０分毎に採取する。２時間の還流後に、沈殿物を濾過し、過剰量のＴＨＦで洗浄し、乾燥して６．２ｇの淡黄色の固形物を得る。単離した固形物のＨＰＬＣ分析により、それが純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸であり、異性化が１時間の還流後に完了していることが示された。
［実施例１８］
【０１２４】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸の合成
【０１２５】
【化４１】
【０１２６】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１９ｇ、１３３．８ｍｍｏｌ）を室温でＴＨＦ（２５０ｍＬ）に溶解し、ヨウ素の結晶（１６０ｍｇ、０．６３ｍｍｏｌ、０．５モルパーセント）を添加する。この反応は、実験室において環境光の存在下で実施する。反応混合物を室温で５時間撹拌させ、沈殿物を濾過し、アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して１６ｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率８４パーセントを得る。
ムコン酸のエステル化
［実施例１９］
【０１２７】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸からのｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチルの合成
【０１２８】
【化４２】
【０１２９】
精製ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（１０．０ｇ、７０．４ｍｍｏｌ）を水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨ、４２．２ｍｌ、５．０Ｍ、２１１ｍｍｏｌ、３．０当量）に懸濁する。室温で、硫酸ジメチル（１８．４ｍｌ、１９４ｍｍｏｌ、２．７５当量）を１５ｍｉｎ後に添加し、混合物を急速に６時間撹拌する。混合物を酢酸エチルに溶解し、全ての固形物が溶解するまで振盪する。有機相を１Ｍ（モル）ＮａＯＨ水溶液で３回、および飽和水性塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）で１回再抽出する。全ての溶媒の硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）での乾燥、濾過、および蒸発により、オフホワイトの結晶性固形物（６．２ｇ、３６．４ｍｍｏｌ、収率５２パーセント）が生じ、硫酸ジメチルを全く含まない純粋なｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチルとして同定される。
［実施例２０］
【０１３０】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの合成
【０１３１】
【化４３】
【０１３２】
精製ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（１０．０ｇ、７０．４ｍｍｏｌ）をＮａＯＨ水溶液（４２．２ｍｌ、５．０Ｍ、２１１ｍｍｏｌ、３．０当量）に懸濁する。室温で、硫酸ジメチル（１８．４ｍｌ、１９４ｍｍｏｌ、２．７５当量）を１５分後に添加し、混合物を急速に５時間撹拌する。混合物を酢酸エチルに溶解し、全ての固形物が溶解するまで振盪する。有機相を、１Ｍ ＮａＯＨ水溶液で３回、および飽和ＮａＣｌ水溶液で１回再抽出する。全ての溶媒の硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）での乾燥、濾過、および蒸発により、オフホワイトの結晶性固形物（６．０ｇ、３５．３ｍｍｏｌ、収率５０パーセント）が生じ、硫酸ジメチルを全く含まない純粋なｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルとして同定される。
［実施例２１］
【０１３３】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸からのムコン酸ジメチル異性体の合成
【０１３４】
【化４４】
【０１３５】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（１０．０ｇ、７０．４ｍｍｏｌ）をメタノール（２５０ｍｌ）に懸濁する。触媒量のＨ２ＳＯ４（０．６ｍｌ）を添加し、反応混合物を１８時間還流する。濃縮後、残りの茶色の残渣を酢酸エチルに溶解し、飽和Ｋ２ＣＯ３水溶液で３回抽出する。全ての溶媒の乾燥（Ｎａ２ＳＯ４）、濾過、および蒸発により、淡褐色の固形物（１０．８ｇ、６３．５ｍｍｏｌ、収率９０パーセント）が生じ、それは、主に、さらに精製することなく以下に記載の通りに使用するｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルからなる。
［実施例２２］
【０１３６】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの合成
【０１３７】
【化４５】
【０１３８】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（４．６ｇ、３２．４ｍｍｏｌ）をメタノール（１２５ｍｌ）に懸濁する。触媒量の硫酸、Ｈ２ＳＯ４（０．３ｍｌ）を添加し、反応混合物を１８時間還流する。濃縮後、残りの茶色の残渣を酢酸エチルに溶解し、飽和炭酸カリウム水溶液、Ｋ２ＣＯ３水溶液で３回抽出する。全ての溶媒の硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）上での乾燥、濾過、および蒸発により、オフホワイトの固形物（５．２ｇ、３０．６ｍｍｏｌ、収率９４パーセント）が生じ、純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルとして同定される。
［実施例２３］
【０１３９】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの合成
【０１４０】
濃Ｈ２ＳＯ４（０．５２ｍｌ、０．１容量パーセント）をｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（６０ｇ、０．４２ｍｏｌ）のメタノール（０．５２ｌ、０．８Ｍ）撹拌懸濁液に添加する。反応混合物を還流下で１６時間撹拌する。この反応により、低溶解度の固形物が別の低溶解度の固形物に変換される。結晶性ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの密度は、結晶性ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の密度より高い。ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸はメタノール反応混合物の撹拌の間に全て懸濁するが、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルは調査した全ての撹拌速度でフラスコの底部に堆積したままである。室温まで冷却した後、母液をデカントし、沈殿物をメタノールで洗浄する。Ｈ２ＳＯ４を完全に除去するために、新たなメタノール（２００ｍｌ）を導入し、混合物を１０分間加熱還流する。室温まで冷却した後、母液を再びデカントし、沈殿物をメタノールで洗浄する。高真空下での乾燥により、清浄なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（６８ｇ、０．４０ｍｏｌ、９５パーセント）が生じる。
［実施例２４］
【０１４１】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジ−ｎ−ブチルの合成
【０１４２】
【化４６】
【０１４３】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（５．０ｇ、３５．２ｍｍｏｌ）を規定のブタノール（４０ｍｌ）に懸濁する。触媒量のＨ２ＳＯ４（０．４５ｍｌ）を添加し、反応混合物を１６時間還流する。反応混合物を酢酸エチルで希釈し、飽和Ｋ２ＣＯ３水溶液で３回抽出する。全ての溶媒の乾燥（Ｎａ２ＳＯ４）、濾過、および蒸発により、淡黄色のゲル（８．３ｇ、３２．７ｍｍｏｌ、収率９３パーセント）が生じ、純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジ−ｎ−ブチルとして同定される。
［実施例２５］
【０１４４】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジ−（２−エチル−ヘキシル）の合成
【０１４５】
【化４７】
【０１４６】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（５．０ｇ、３５．２ｍｍｏｌ）を２−エチル−ヘキサノール（５０ｍｌ）に懸濁する。触媒量のＨ２ＳＯ４（０．４５ｍｌ）を添加し、反応混合物を１８時間還流する。溶媒の大部分を蒸発させ、短いクロマトグラフィー分離（溶離液としてＳｉＯ２、ヘキサン）を介して淡黄色の油（１１．２ｇ、３０．６ｍｍｏｌ、収率８７パーセント）を得て、それは純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジ−（２−エチル−ヘキシル）として同定される。
ｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルへの異性化
［実施例２６］
【０１４７】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチルからのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの合成
【０１４８】
【化４８】
【０１４９】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチル（０．６０ｇ、３．４３ｍｍｏｌ）および触媒量のヨウ素（３０ｍｇ、３．３モルパーセント）のアセトニトリル（１０ｍｌ）溶液を１５時間加熱還流する。この反応は、実験室において環境光の存在下で実施する。回転蒸発器での全ての溶媒の除去の後に、高真空の適用、全てのヨウ素を除去するための容量比３／２の１５ｍｌのジエチルエーテルおよびヘキサンによる洗浄、ならびに高真空下での乾燥を実施し、それにより、オフホワイトの結晶性固形物（０．５８ｇ、３．４１ｍｍｏｌ、収率９７パーセント）が生じ、純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルとして同定される。
［実施例２７］
【０１５０】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルからのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの合成
【０１５１】
【化４９】
【０１５２】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（０．６０ｇ、３．５３ｍｍｏｌ）および触媒量のヨウ素（４３ｍｇ、４．８モルパーセント）のアセトニトリル（１０ｍｌ）溶液を２５時間加熱還流する。この反応は、実験室において環境光の存在下で実施する。回転蒸発器での全ての溶媒の除去の後に、高真空の適用、全てのヨウ素を除去するための容量比３／２の１５ｍｌのジエチルエーテルおよびヘキサンによる洗浄、ならびに高真空下での乾燥を実施し、それにより、オフホワイトの結晶性固形物（０．６０ｇ、３．５３ｍｍｏｌ、収率１００パーセント）が生じ、純粋なｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルとして同定される。
［実施例２８］
【０１５３】
ムコン酸ジメチル異性体からのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの合成
【０１５４】
【化５０】
【０１５５】
実施例２１で得たｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの混合物（１０．８ｇ、６３．５ｍｍｏｌ）ならびに触媒量のＩ２（３００ｍｇ、１．９ｍｏｌパーセント）のメタノール（２５０ｍｌ）溶液を６０時間加熱還流し、その時点で、ＴＬＣおよびＧＣ−ＭＳにより、完全な転換が確認される。０℃まで冷却すると、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルが沈殿する。それを濾過により採取し、氷冷メタノールで洗浄し、高真空下で乾燥させる（８．２ｇ、４８．２ｍｍｏｌ、収率７６パーセント）。この手順により得た物質は、前記の２つの手順により得た物質と同一である。
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸およびｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの反応
［実施例２９］
【０１５６】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルおよび無水マレイン酸の反応
【０１５７】
【化５１】
【０１５８】
５ｍｌの圧力管において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（１．０ｇ、５．９ｍｍｏｌ）および無水マレイン酸（１．７ｇ、１７．６ｍｍｏｌ、３当量）を１５０℃まで１時間加熱する。冷却した反応混合物の１Ｈ ＮＭＲ分析により、約７９パーセントの所望の付加物の存在が明らかとなる。
［実施例３０］
【０１５９】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチルと無水マレイン酸との間の反応
【０１６０】
【化５２】
【０１６１】
ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチル（０．１ｇ、０．６ｍｍｏｌ）および無水マレイン酸（１７３ｍｇ、１．８ｍｍｏｌ、３当量）のデカヒドロナフタレン（２ｍｌ）溶液を１５０℃まで２４時間加熱する。１Ｈ ＮＭＲ分析のために冷却した反応混合物を全てＤＭＳＯ−ｄ６に溶解すると、約６０パーセントの未反応のｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸ジメチル、２０パーセントの異性化ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル、および２０パーセントのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルと無水マレイン酸との間のディールス・アルダー付加物の存在が示される。
［実施例３１］
【０１６２】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルと無水マレイン酸との間の反応
【０１６３】
【化５３】
【０１６４】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（０．１ｇ、０．６ｍｍｏｌ）および無水マレイン酸（１７３ｍｇ、１．８ｍｍｏｌ、３当量）のデカヒドロナフタレン（２ｍｌ）溶液を１５０℃まで２４時間加熱する。１Ｈ ＮＭＲ分析のために冷却した反応混合物を全てＤＭＳＯ−ｄ６に溶解すると、約６９パーセントの未反応のｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル、９パーセントの異性化ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル、および２２パーセントのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルと無水マレイン酸との間の付加物の存在が示される。
［実施例３２］
【０１６５】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルとプロピオール酸メチルとの間の反応を介したトリメリット酸トリメチルの調製
【０１６６】
【化５４】
【０１６７】
５ｍｌの圧力管において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（１．０ｇ、５．９ｍｍｏｌ）のプロピオール酸メチル（２．５ｍｌ、２９．４ｍｍｏｌ、５当量）溶液を１６０℃まで１９時間加熱する。冷却した反応溶液の１Ｈ ＮＭＲ分析により、未反応のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルが残っていないことが明らかとなる。３つの物質がほぼ等しい量で存在していることが分かる。粗製反応混合物の反復カラムクロマトグラフィー（Ｓｉ３５、ＳＦ２５〜４０ｇ、ＡｎａＬｏｇｉｘカラムおよび１３パーセント酢酸エチル／ヘキサン定組成溶離液（isocratic eluent））、および単一の画分の分析により、３つの異なる反応生成物の同定が可能となる。最初に形成するジエン生成物の酸化により生じるトリメリット酸トリメチル（２３パーセント）、アルキンのジエンへのキレトロピー付加（エンドオン）およびその後の酸化から生じるジメチル２−（２−メトキシ−２−オキソエチリデン）シクロペンタ−３，５−ジエン−１，３−ジカルボキシレート（２９パーセント）、ならびにアルキンのエンのβ−炭素への作用、およびその後の、ＣＯの排除により再配置されるクムレンを形成するためのメタノール脱離から生じるメチル３−（２−メトキシ−２−オキソエチリデン）シクロペンタ−１，４−ジエンカルボキシレートのＥ／Ｚ混合物（２７パーセント）。ｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルによる同様の実験では、最初のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルへの異性化およびその後の付加が原因で、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルに由来する生成物しか生じない。
［実施例３３］
【０１６８】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸とアクリル酸との間のディールス・アルダー反応
【０１６９】
【化５５】
【０１７０】
還流冷却器を備えた５ｍｌ丸底フラスコ中のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（１．０ｇ、７．０ｍｍｏｌ）およびアクリル酸（０．９６ｍｌ、１４．０ｍｍｏｌ、２．０当量）の撹拌混合物を１４０℃まで３時間加熱する。より多量の転換を達成するために、反応の間により多くのアクリル酸を添加する（２時間で１．０当量）。生成物の特徴付けを容易にするために、反応混合物をメタノール中で一夜エステル化する。粗製エステル化物のＧＣ−ＭＳ分析により、トリメチルシクロヘキサ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレートの存在が示され、したがって、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸とアクリル酸との間の反応を介したシクロヘキサ−５−エン−１，２，４−トリカルボン酸の形成が確認される。
［実施例３４］
【０１７１】
トリメチルシクロ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレートの調製
【０１７２】
【化５６】
【０１７３】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（１ｇ、５．９ｍｍｏｌ）、アクリル酸メチル（１．６ｍｌ、１７．６ｍｍｏｌ、３当量）およびヒドロキノン（６５ｍｇ、０．５９ｍｍｏｌ、０．１当量）をｍ−キシレン（３０ｍｌ）中で混合する。反応混合物を窒素下で７２時間還流する。次いで、反応混合物を透明な無色のゲルになるまで濃縮し、ＡｎａＬｏｇｉｘ ＢＳＲ ＳｉｍｐｌｉＦｌａｓｈシステム（ヘキサン／酢酸エチル、８：２）を使用して、それをカラムクロマトグラフィーにより精製する。所望の生成物の２つのジアステレオマーの混合物を透明で無色および無色の油としてとして収率６１パーセント、０．９ｇ、３．６ｍｍｏｌで単離する。
［実施例３５］
【０１７４】
２−ブチル−１，４−ジメチルシクロ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレートの調製
【０１７５】
【化５７】
【０１７６】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（１ｇ、５．９ｍｍｏｌ）をアクリル酸ブチル（０．８５ｍｌ、５．９ｍｍｏｌ、１．０当量）およびヒドロキノン（６５ｍｇ、０．５９ｍｍｏｌ、０．１当量）と混合する。反応混合物を１４０℃まで１時間加熱する。１時間後、０．５当量のアクリル酸ブチル（０．４２ｍｌ、２．９ｍｍｏｌ）を混合物に添加し、それをさらに１時間加熱する。次いで、０．２当量のアクリル酸ブチル（０．１７ｍｌ、１．２ｍｍｏｌ）を反応混合物に添加し、それをもう１時間加熱する。合計で３時間後、反応混合物を室温まで冷却させる。過剰量のアクリル酸ブチルを蒸発させ、ＡｎａＬｏｇｉｘ ＢＳＲ ＳｉｍｐｌｉＦｌａｓｈシステム（ヘキサン／酢酸エチル、８：２）を使用して、得られた残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製する。所望の生成物を、予期していたディールス・アルダー付加物の２つのジアステレオマーの混合物として収率８１パーセントで得る（１．４ｇ、４．８ｍｍｏｌ、透明なゲル）。
［実施例３６］
【０１７７】
トリブチルシクロ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレートの調製
【０１７８】
【化５８】
【０１７９】
還流冷却器を備えた５ｍｌ丸底フラスコ中のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジ−ｎ−ブチル（１．０ｇ、３．９ｍｍｏｌ）およびｎ−アクリル酸ブチル（０．８５ｍｌ、５．９ｍｍｏｌ、１．５当量）とヒドロキノン（０．１当量）との撹拌混合物を１４０℃まで４時間加熱する。より多量の転換を達成するために、反応の間により多くのｎ−アクリル酸ブチルを添加する（３時間で１．０当量）。冷却した反応混合物をカラムクロマトグラフィー（Ｓｉ３５、ＳＦ２５〜４０ｇ、ＡｎａＬｏｇｉｘカラムおよび１０パーセント酢酸エチル／ヘキサン定組成溶離液）により精製して、透明な淡黄色の油として、予期していた付加物の２つのジアステレオマーを得る（１．１ｇ、３．０ｍｍｏｌ、収率７８パーセント）。
［実施例３７］
【０１８０】
トリ−（２−エチル−ヘキシル）シクロヘキサ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレートの調製
【０１８１】
【化５９】
【０１８２】
還流冷却器を備えた５ｍｌ丸底フラスコ中のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジ−（２−エチル−ヘキシル）（１．０ｇ、２．７ｍｍｏｌ）、２−エチル−ヘキシルアクリレート（１．１ｍｌ、５．４ｍｍｏｌ、２．０当量）、およびヒドロキノン（３０ｍｇ、０．２７ｍｍｏｌ、０．１当量）の撹拌混合物を１４０℃まで４時間加熱する。より多量の転換を達成するために、反応の間により多くの２−エチル−ヘキシルアクリレートを添加する（１ｈで２．０当量、３時間で１．０当量）。冷却した反応混合物をカラムクロマトグラフィー（Ｓｉ３５、ＳＦ２５〜４０ｇ、ＡｎａＬｏｇｉｘカラム、勾配：１００パーセントヘキサン〜２０パーセント酢酸エチル／ヘキサン）により精製して、透明な淡黄色の油の形態の、付加物の２つのジアステレオマーを得る（０．７２ｇ、１．３ｍｍｏｌ、収率４９パーセント）。この反応をヒドロキノンの不存在下で実施すると、付加物の同じ２つのジアステレオマーが形成する。
［実施例３８〜４０］
【０１８３】
ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートの調製
【０１８４】
【化６０】
【０１８５】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、急速に撹拌したｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（２．５８ｇ、１５．２ｍｍｏｌ）のｍ−キシレン（１２０ｍｌ）溶液を、エチレン雰囲気下（溶液をエチレンで飽和した後に２３℃で２６０ｐｓｉ）、設定値温度１５０℃で（１５１〜１６８℃が観察された）２４時間加熱する。ほぼ無色の冷却した反応溶液の１Ｈ ＮＭＲ分析により、ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートへの約９６パーセントの転換が明らかとなった。溶媒の除去により、白色の濁った油が生じた。その油をｔｅｒｔ−ブチル−メチル−エーテルに溶解し、それを濾過することにより、沈殿した微量のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルを分離して、溶媒の除去後に、９８パーセント超の純粋な生成物（ほぼ無色の油）を得る。別のバッチをカラムクロマトグラフィー（Ｓｉ３５、ＳＦ２５〜４０ｇ、ＡｎａＬｏｇｉｘカラムおよび１３パーセント酢酸エチル／ヘキサン定組成溶離液）により精製して、分析試料を得る。ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートのジアステレオマーをＧＣにより検出する。以下の表に示しているように、この反応は、より大きい規模で、さらには遊離ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸により（実施例４１〜４２）首尾よく実施することもできる。表３は、ムコン酸ジメチルの量、圧力（ｐｓｉ）、ｃ（Ｍ）、溶媒、設定および反応温度、時間単位での反応時間および反応の結果を示している。実施例４１および４２では、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルの代わりにｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が出発原料である。
［実施例４１および４２］
【０１８６】
遊離ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸とエチレンとの間の反応
【０１８７】
【化６１】
【０１８８】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、急速に撹拌した（１５５ｒｐｍ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（２．１０ｇ、１４．７ｍｍｏｌ）および水（１２０ｍｌ）の混合物を、エチレン雰囲気下（溶液をエチレンで飽和した後に２３℃で２７０ｐｓｉ）、設定値温度１５０℃で３日間加熱する。冷却したＰａｒｒ反応器の開放後、橙色の固形物が黄色の溶液の底に存在している。黄色の溶液をデカントし、橙色の固形物を乾燥して（ペーパータオル）、０．８５ｇ（５．０ｍｍｏｌ、収率３４パーセント）を得る。１Ｈ ＮＭＲ分析により、それが互変異性化エチレン−ディールス・アルダー付加物であると同定される。黄色の溶液中にさらなる量の互変異性化物が存在していた。さらに、黄色の溶液は、少量の互変異性化されていない最初のディールス・アルダー付加物および分解された物質も含有していた。１２５℃で１日のその後の反応（実施例４２）により、そのような低温では、反応が完成した時点でより多く（４４パーセント）の互変異性化されていない最初のディールス・アルダー付加物が存在しており、さらに、１３パーセントの互変異性化物が存在しており、４１パーセントの未反応の出発原料が回収され、たった２パーセントの分解された物質が存在していることが示される。実施例３８〜４２の結果を表３に示している。
【０１８９】
【表３】
［実施例４３〜４７］
【０１９０】
ワンポット異性化およびディールス・アルダーおよびその後のエステル化
【０１９１】
【化６２】
【０１９２】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸（８．６ｇ、６０．６ｍｍｏｌ）およびＩ２（１１４ｍｇ、０．７ｍｏｌパーセント）のジグリム（ジグリコールメチルエーテル、１２０ｍｌ、０．５Ｍ）撹拌懸濁液を、エチレン圧力下（２３℃で２７０ｐｓｉ（１．８６ＭＰａ））で２００℃まで４８時間加熱する。全ての溶媒を除去し、メタノール（２００ｍｌ）および触媒量の濃Ｈ２ＳＯ４（０．２ｍｌ）を添加する。１４時間の還流後、この溶液をＧＣにより分析して、存在しているジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート（１３〜１９パーセント）およびジメチルシクロヘキサ−１−エン−１，４−ジカルボキシレート（７４〜７６パーセント）の量を定量化する。溶媒の除去および蒸留により、清浄な生成物が生じる。結果を表４に示している。
【０１９３】
【表４】
［実施例４８］
【０１９４】
より大規模での、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルからのジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートの合成
Ｐａｒｒ圧力反応器において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（４０．８ｇ、２４０ｍｍｏｌ）のジグリム（１２０ｍｌ、２．０Ｍ）撹拌懸濁液を、エチレン圧力下（２３℃で２７０ｐｓｉ（１．８６ＭＰａ））で１６５℃まで２４時間加熱する。ＧＣによる反応混合物の分析により、生成物（ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート（７５パーセント）およびジメチルシクロヘキサ−１−エン−１，４−ジカルボキシレート（１パーセント）が存在している）の定量化が可能となる。溶媒の除去および蒸留により、清浄な生成物が生じる。
［実施例４９］
【０１９５】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルへのワンステップｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル異性化およびエチレンとの反応
【０１９６】
【化６３】
【０１９７】
Ｐａｒｒ反応器において、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（９．８０ｇ、５７．６ｍｍｏｌ）、ヨウ素（７３ｍｇ、０．２９ｍｍｏｌ、０．５ｍｏｌパーセント）、およびジオキサン（１２０ｍｌ、０．４８Ｍ）の混合物を、エチレン圧力下で（ｐＲＴ＝２７０ｐｓｉ（１．８６ＭＰａ））１６０℃まで２４時間加熱する。室温まで冷却した後、薄黄色の濁った懸濁液が存在している。この懸濁液の試料から全ての溶媒を回転蒸発器で蒸発させると、黄色の固形物が懸濁した無色の油が現れる。この物質を全てジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ−ｄ６）に溶解し、１Ｈ ＮＭＲ分光法により分析すると、８６パーセントのジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートが存在していることが分かる。
［実施例５０］
【０１９８】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸へのワンステップのｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸異性化およびエチレンとの反応
【０１９９】
【化６４】
【０２００】
Ｐａｒｒ反応器において、ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（８．１８ｇ、５７．６ｍｍｏｌ）、Ｉ２（２９３ｍｇ、１．１５ｍｍｏｌ、２．０モルパーセント）、およびＴＨＦ（１２０ｍｌ、０．４８Ｍ）の混合物を、エチレン圧力下で（ｐＲＴ＝２５２ｐｓｉ（１．７４ＭＰａ））１６０℃まで２５時間加熱する。室温まで冷却した後、白色の固形物が薄黄色の溶液に懸濁していることが分かる。この溶液を濾過して沈殿したｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を除去し、全ての溶媒を回転蒸発器で蒸発させる。残渣を熱い酢酸エチル／ジオキサンに懸濁し、室温まで冷却した後、沈殿した固形物を濾過により除去し、濾液を蒸発乾固させて、シクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボン酸（７．２２ｇ、４２．４ｍｍｏｌ、７５パーセント）を得る。
テレフタル酸およびそのエステルへの酸化
［実施例５１］
【０２０１】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸とエチレンとの間の反応生成物の酸化によるテレフタル酸の調製
【０２０２】
【化６５】
【０２０３】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、実施例５０の生成物（０．８５ｇ、５．０ｍｍｏｌ）をＨ２Ｏ（１２０ｍｌ、０．０４Ｍ）に懸濁し、Ｐｔ／Ｃ（３９０ｍｇ、５パーセントＰｔ／Ｃ、２モルパーセントＰｔ）粉末を添加する。反応器を空気（液相の飽和後に２３℃で２４０ｐｓｉ）で加圧し、その内容物を急速に撹拌しながら（１５５ｒｐｍ）設定値温度１５０℃まで３日間加熱する。冷却したＰａｒｒ反応器の開放後、水性Ｐｔ／Ｃ懸濁液に部分的に没している白色の固形物がガラス反応器の表面に存在している。合わせた物質を濾過し、多量の熱いメタノールを使用して繰り返し洗浄して、濃縮乾固後、ほぼ白色の固形物（０．４３ｇ）を得る。１Ｈ ＮＭＲ分析により、５５パーセントのテレフタル酸、４０パーセントのｔｒａｎｓ−、および５パーセントのｃｉｓ−シクロヘキサン−１，４−ジカルボン酸の存在が示される。
［実施例５２］
【０２０４】
テレフタル酸ジメチルの調製−常圧の空気による酸化
【０２０５】
【化６６】
【０２０６】
触媒量の炭素上の白金粉末（２００ｍｇ、５パーセントＰｔ／Ｃ、１０ｍｇ Ｐｔ、４モルパーセント）を含有する、ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート（０．２５ｇ、１．２６ｍｍｏｌ）の酢酸（２０ｍｌ）還流溶液に空気を８７時間吹き込む。冷却した反応懸濁液の１Ｈ ＮＭＲ分析により、所望の酸化生成物への約６９パーセントの転換が明らかとなる。溶媒の濾過および除去により、ほぼ白色の固形物（０．２４ｇ）を得る。カラムクロマトグラフィー（Ｓｉ３５、ＳＦ４０〜８０ｇ、ＡｎａＬｏｇｉｘカラムおよび１３パーセント酢酸エチル／ヘキサン定組成溶離液）による精製により、テレフタル酸ジメチルの分析試料を得る。
［実施例５３］
【０２０７】
テレフタル酸ジメチルの調製−Ｐａｒｒ反応器における空気による酸化
【０２０８】
【化６７】
【０２０９】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート（２．４２ｇ、１２．２ｍｍｏｌ）をシクロヘキサン（１２０ｍｌ、０．１０Ｍ）に溶解し、触媒量の炭素上の白金（４７６ｍｇ、５パーセントＰｔ／Ｃ、１モルパーセント白金）粉末を添加する。反応器を空気で加圧し（溶液の飽和後に２３℃で２４０ｐｓｉ（１．６５ＭＰａ））、その内容物を急速に撹拌しながら（１６０ｒｐｍ）設定値温度１５０℃で３日間加熱する。冷却したＰａｒｒ反応器の開放後、炭素上の白金黒（Ｐｔ／Ｃ）のほぼ無色の溶液中の懸濁液が存在している。全ての溶媒を懸濁液の試料から除去し、１Ｈ ＮＭＲ分析のために全残渣をＣＤＣｌ３に溶解する。それぞれの共鳴の積分により、約２３パーセントの未反応のジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート出発原料、約５９パーセントのテレフタル酸ジメチル酸化生成物、および約１８パーセントのジメチルシクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレート不均化副産物（disproportionation byproduct）の存在が示される。カラムクロマトグラフィー（Ｓｉ３５、ＳＦ４０〜１５０ｇ、ＡｎａＬｏｇｉｘカラムおよび１０パーセント酢酸エチル／ヘキサン定組成溶離液）により、純粋なテレフタル酸ジメチルを得る。
［実施例５４］
【０２１０】
ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチルとエチレンとの反応および同じ溶媒中での脱水素化
【０２１１】
【化６８】
【０２１２】
Ｐａｒｒ反応器において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（６．１３ｇ、３６．０ｍｍｏｌ）およびジグリム（１２０ｍｌ、０．３０Ｍ）の混合物を、エチレン圧力下で（ｐＲＴ＝２５９ｐｓｉ（１．７９ＭＰａ））１６５℃まで２４時間加熱する。室温まで冷却した後、メスフラスコ中でジグリムを使用して薄黄色の透明な溶液を２００ｍｌまで希釈し、磁気撹拌子を備えた丸底フラスコに移し、室温で炭素上のパラジウム（Ｐｄ／Ｃ）触媒を添加する（３５６ｍｇのＪｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｔｈｅｙの５パーセントＰｄ／Ｃ ＃６、０．２モルパーセント）。該フラスコは、還流冷却器、フリット付ガス拡散管（fritted gas dispersion tube）、および内部温度プローブを備えている。Ｎ２流量（１９０ｍｌ／ｍｉｎ）および撹拌（１９０ｒｐｍ）下で混合物を加熱還流する（Ｔ観察されたｍａｘ＝１６９℃）一方、適切な間隔（ｔ＝０．０、０．２５、０．５、１．０、２．０、４．０、８．０ｈ）で試料を採取して、生じる反応の進行をモニターした。いくらかの物質がその熱力学的により安定な異性体（ジメチルシクロヘキサ−１−エン−１，４−ジカルボキシレート，□１，１−エン）に互変異性化されると同時に、ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレート，□２，２−エンの急速な（ｔ≦１ｈ）消失が観察され、一方、所望の酸化／脱水素化／芳香族化生成物ジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）およびいくらかの還元物質（ジメチルシクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレートＣＨａ）も形成する。８時間の反応時間後、７７パーセントのＤＭＴ、１７パーセントのシクロヘキサン、および５パーセントの互変異性体が存在している。以下の図は、様々な時間間隔での物質の濃度を示している。
【０２１３】
［実施例５５〜６３］
【０２１４】
テレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）の合成−バッチ反応
【０２１５】
【化６９】
【０２１６】
還流冷却器、フリット付ガス拡散管、および内部Ｔプローブを備えたフラスコにおいて、２−エンおよび１−エン互変異性体の両方の溶液が出発原料であり、不均一系触媒、担体上のパラジウムを含有するジメチルシクロヘキセン−１，４−カルボキシレートの溶液を、Ｎ２流量（１９０ｍｌ／ｍｉｎ）および撹拌（１９０ｒｐｍ）下で加熱還流する。適切な間隔（ｔ＝０．０、０．２５、０．５、１．０、２．０、４．０、８．０時間）で試料を採取して、生じる反応の進行をモニターする。触媒を除去するための濾過、その後の溶媒蒸発、およびメタノールからの残りの残渣の再結晶により、清浄なテレフタル酸ジメチルが生じる。結果を表５に示している。
【０２１７】
【表５】
【０２１８】
Ｄａｖｉｓｉｌはマグネシウムシリカゲルである。Ｅｔ２ジグリムはジエチルジグリコールエーテルである。ミクロンは平均粒径を指す。
［実施例６４］
【０２１９】
テレフタル酸ジメチルのテレフタル酸への加水分解。参照により本明細書に組み込まれているUS-4,302,595に従って、Ｐａｒｒ圧力反応器においてテレフタル酸ジメチルのＨ２Ｏ懸濁液を２５０℃まで４時間加熱すると、テレフタル酸への加水分解が生じる。
［実施例６６および６７］
【０２２０】
ジメチルシクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレートの高収率合成
【０２２１】
【化７０】
【０２２２】
ジメチルシクロヘキサ−２−エン−１，４−ジカルボキシレートおよびジメチルシクロヘキサ−１−エン−１，４−ジカルボキシレートの溶液を、室温で、バルーン圧力下でＰｄ／Ｃ触媒上で水素化する。溶媒として塩化メチレンを使用する場合、主に２−エン互変異性体が還元され、一方、１−エン互変異性体の大部分は未反応のままである。溶媒としてエタノールを使用する場合、両方の互変異性体が還元される。
置換ディールス・アルダー生成物およびテレフタレート
［実施例６８］
【０２２３】
ジメチル２−クロロ−シクロヘキセン−１，４−ジカルボキシレート、ジメチルクロロ−テレフタレート、およびジメチル２−クロロ−シクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレート
【０２２４】
【化７１】
【０２２５】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（６．１ｇ、３６ｍｍｏｌ）のジメチルジプロピレングリコール（１２０ｍｌ、０．３Ｍ）撹拌懸濁液を、塩化ビニル圧力下（２３℃で１８ｐｓｉ（０．１２４ＭＰａ））で１６５℃まで４８時間加熱する。室温まで冷却した後、メスフラスコにおいて同じ溶媒を使用して反応混合物を２００ｍｌまで希釈し、磁気撹拌子を備えた丸底フラスコに移し、室温でＰｄ／Ｃ触媒を添加する（３６０ｍｇのＪｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｔｈｅｙの５パーセントＰｄ／Ｃ ＃６、０．２ｍｏｌパーセント）。該フラスコは、還流冷却器、フリット付ガス拡散管、および内部Ｔプローブを備えている。Ｎ２流量（１９０ｍｌ／ｍｉｎ）および撹拌（１９０ｒｐｍ）下で混合物を加熱還流する一方、試料を適切な間隔（ｔ＝０．０、０．２５、０．５、１．０、２．０、４．０、８．０ｈ）で採取して、生じる反応の進行をモニターする。８時間の反応時間後、ジメチルクロロ−テレフタレートが存在している。いくらかの物質はＣ−Ｃｌ結合の切断も受け、ジメチル２−クロロ−シクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレートも形成する。
［実施例６９］
【０２２６】
ジメチル２−メチル−シクロヘキセン−１，４−ジカルボキシレート、ジメチルメチル−テレフタレート、およびジメチル２−メチル−シクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレート
【０２２７】
【化７２】
【０２２８】
Ｐａｒｒ圧力反応器において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（６．１ｇ、３６ｍｍｏｌ）のジグリム（１２０ｍｌ、０．３Ｍ）撹拌懸濁液を、プロピレン圧力下（２３℃で１１９ｐｓｉ（．０８２０ＭＰａ））で１６５℃まで４８時間加熱する。室温まで冷却した後、反応混合物をフラスコに移し、濃縮する（０．５Ｍ）。室温でＰｄ／Ｃ触媒を添加する（０．３ｍｏｌパーセントのＪｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｔｈｅｙの５パーセントＰｄ／Ｃ ＃６）。該フラスコは、還流冷却器、フリット付ガス拡散管、および内部温度プローブを備えている。Ｎ２流量（１９０ｍｌ／ｍｉｎ）および撹拌（１９０ｒｐｍ）下で混合物を２７時間加熱還流し、それによりジメチルメチル−テレフタレートが形成する。いくらかのジメチル２−メチル−シクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレートも生じる。
［実施例７０］
【０２２９】
トリメチルシクロヘキセン−１，２，４−トリカルボキシレート、トリメリット酸トリメチル、およびトリメチルシクロヘキサン−１，２，４−トリカルボキシレート
【０２３０】
【化７３】
【０２３１】
７５ｍｌの封管において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（１０．０ｇ、５８．８ｍｍｏｌ）、２当量のアクリル酸メチル（１０．６ｍｌ、１１７．６ｍｍｏｌ）、中性のＡｌ２Ｏ３（３００ｍｇのＡｌｄｒｉｃｈ １９９９７４、３質量パーセント）、およびｔｅｒｔ−ブチルカテコール（２５ｍｇ、０．２ｍｏｌパーセント）のジグリム（２０ｍｌ、２．９Ｍ）撹拌懸濁液を１５０℃まで２４時間加熱する。室温まで冷却した後、反応混合物を濾過し、フラスコに移し、濃縮する（０．５Ｍ）。室温でＰｄ／Ｃ触媒を添加する（８５６ｍｇ（０．３ｍｏｌパーセント）のＪｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｔｈｅｙの５パーセントＰｄ／Ｃ ＃６）。該フラスコは、還流冷却器、フリット付ガス拡散管、および内部Ｔプローブを備えている。Ｎ２流量（１９０ｍｌ／ｍｉｎ）および撹拌（１９０ｒｐｍ）下で混合物を２７時間加熱還流し、それによりトリメリット酸トリメチル（２ステップにわたって４６パーセント）が形成する。いくらかのトリメチルシクロヘキサン−１，２，４−トリカルボキシレートも生じる。
［実施例７１］
【０２３２】
ジメチル２−フェニル−シクロヘキセン−１，４−ジカルボキシレート、ジメチルフェニル−テレフタレート、およびジメチル２−フェニル−シクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレート
【０２３３】
【化７４】
【０２３４】
７５ｍｌの封管において、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジメチル（１０．０ｇ、５８．８ｍｍｏｌ）、２当量のスチレン（１３．５ｍｌ、１１７．６ｍｍｏｌ）、中性のＡｌ２Ｏ３（３００ｍｇのＡｌｄｒｉｃｈ １９９９７４、３質量パーセント）、およびｔｅｒｔ−ブチルカテコール（２５ｍｇ、０．２ｍｏｌパーセント）のジグリム（２０ｍｌ、２．９Ｍ）撹拌懸濁液を１５０℃まで２４時間加熱する。室温まで冷却した後、反応混合物を濾過し、フラスコに移し、濃縮する。残渣をトリグリム（０．５Ｍ）に再溶解する。室温でＰｄ／Ａｌ２Ｏ３触媒を添加する（６３６ｍｇ（０．５ｍｏｌパーセント）のＪｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｔｈｅｙの５パーセントＰｄ／Ａｌ２Ｏ３ ＃１２）。該フラスコは、還流冷却器、フリット付ガス拡散管、および内部温度プローブを備えている。Ｎ２流量（１９０ｍｌ／ｍｉｎ）および撹拌（１９０ｒｐｍ）下で混合物を６３時間加熱還流し、それによりジメチルフェニル−テレフタレートが形成する。いくらかのジメチル２−フェニル−シクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレートも生じる。
［実施例７２］
【０２３５】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸への熱異性化
【０２３６】
【化７５】
【０２３７】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（５．１１ｇ、３６．０ｍｍｏｌ）およびメタノール（２００ｍｌ、０．１８Ｍ）の混合物を加熱還流する。適切な間隔（ｔ＝０、２、４、２４、４８、７２、９６、１６８時間）で試料をＨＰＬＣにより分析して、存在しているｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸およびｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の量を求める。１６８時間の反応時間後、５．１パーセントのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が存在し、残りの物質が未反応のｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸であることが分かる。
［実施例７３］
【０２３８】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸へのＰｄ／Ｃ触媒異性化
【０２３９】
【化７６】
【０２４０】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸（５．１１ｇ、３６．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ／Ｃ（５１１ｍｇの５パーセントＰｄ／Ｃ、１０質量パーセント）、およびメタノール（２００ｍｌ、０．１８Ｍ）の混合物を加熱還流する。適切な間隔（ｔ＝０、２、４、２４、４８、７２、９６、１６８時間）で試料をＨＰＬＣにより分析して、存在しているｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸およびｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸の量を求める。１６８時間の反応時間後、２２．７パーセントのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸が存在し、残りの物質が未反応のｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸であることが分かる。
トリメリット酸のエステルへの酸化
［実施例７４］
【０２４１】
トリメリット酸トリメチルの調製
【０２４２】
【化７７】
【０２４３】
トリメチルシクロヘキサ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレート（２００ｍｇ、０．７８ｍｍｏｌ）を、ｍ−キシレン（３０ｍｌ）中で３０５ｍｇの５重量パーセントの炭素担体上の白金と混合する。還流装置を４日間空気に曝しながら反応混合物を還流する。次いで、残留する炭素上の白金を濾過して取り除き、濾液を透明な無色のゲルになるまで濃縮する。所望の生成物を収率６５パーセントで得る。収率は、内部標準としてドデカンを使用してＧＣ／ＭＳにより求める。
［実施例７５］
【０２４４】
２−ブチル−１，４−ジメチルベンゼン−１，２，４−トリカルボキシレートの調製
【０２４５】
トリ−ｎ−ブチルシクロヘキサ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレート（５００ｍｇ、１．７ｍｍｏｌ）を、ｍ−キシレン（３０ｍｌ）中で５重量パーセントの炭素担体上の白金（６６３ｍｇ）と混合する。還流装置を４日間空気に曝しながら反応混合物を還流する。次いで、残留する炭素担体上の白金を濾過して取り除き、濾液を透明な無色のゲルになるまで濃縮する。ＡｎａＬｏｇｉｘ ＢＳＲ ＳｉｍｐｌｉＦｌａｓｈシステム（ヘキサン／酢酸エチル、９：１）を使用して、得られた残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製する。出発原料と所望の生成物との間の極性が非常に類似しているため、それらを完全に分離することはできない。収率を求めるために、２−ブチル−１，４−ジメチルベンゼン−１，２，４−トリカルボキシレートをエステル交換してトリメリット酸トリメチルを形成する。エステル交換は完結せず、ＧＣにより求めた収率は４８パーセントである。
シクロヘキサン−１，２，４−トリカルボン酸のエステルへの還元
［実施例７６］
【０２４６】
トリメチルシクロヘキサン−１，２，４−トリカルボキシレートの調製
【０２４７】
【化７８】
【０２４８】
触媒量の炭素上のパラジウム（１５０ｍｇ、５パーセントＰｄ／Ｃ、７．５ｍｇ Ｐｄ、４モルパーセント）を含有するトリメチルシクロヘキサ−５−エン−１，２，４−トリカルボキシレート（０．５０ｇ、１．９ｍｍｏｌ）の塩化メチレン（１５ｍｌ）溶液を、室温で、水素ガスのバルーン圧力下で２時間撹拌し、その時点で、ＧＣ−ＭＳ分析により、完全な転換が示される。溶媒の濾過および除去により、透明な無色のゲルとしてトリメチルシクロヘキサン−１，２，４−トリカルボキシレートが生じる（０．４２ｇ、１．６ｍｍｏｌ、収率８５パーセント）。
［実施例７７］
【０２４９】
水中でのｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコン酸のｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２５０】
【化７９】
【０２５１】
ｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコン酸（２６５ｇ）を水（２Ｌ）に懸濁し、この溶液のｐＨを１０Ｍ ＮａＯＨ（２５０ｍｌ）で５．１に調整する。混合物を９０℃で２時間加熱する。異性化の進行をＨＰＬＣによりモニターする。９０℃での加熱の２時間後、混合物を木炭（２０ｇ）で３０分間処理し、熱い溶液をＣｅｌｉｔｅの薄いベッドを介して濾過する。この溶液を濃硫酸（５０ｍｌ）でｐＨ２に調整し、氷浴中で０℃まで冷却させる。沈殿物を濾過により回収し、減圧下で一夜乾燥して、淡黄色の固形物として７１ｇのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸を得る。濾液を６００ｍｌまで濃縮し、０℃で一夜インキュベートさせる。より多くの沈殿物が観察され、それを濾過し、乾燥して、追加の１５２ｇのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸を得て、８４パーセントという全収率が達成される。
［実施例７８］
【０２５２】
メタノール中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２５３】
【化８０】
【０２５４】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１０５ｍｇ、０．７３９ｍｍｏｌ）を室温でメタノール（１０ｍＬ）に溶解し、ヨウ素の結晶（２６ｍｇ、０．１０２ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、氷冷アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して６５ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率６２パーセントを得る。
［実施例７９］
【０２５５】
エタノール中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２５６】
【化８１】
【０２５７】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１０５ｍｇ、０．７３９ｍｍｏｌ）を室温でエタノール（１０ｍＬ）に溶解し、ヨウ素の結晶（１３ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して７０ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率６７パーセントを得る。
［実施例８０］
【０２５８】
ｎ−プロパノール中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２５９】
【化８２】
【０２６０】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１０３ｍｇ、０．７２５ｍｍｏｌ）を室温でｎ−プロパノール（１０ｍＬ）に溶解し、ヨウ素の結晶（１０ｍｇ、０．０４ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して７５ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率７３パーセントを得る。
［実施例８１］
【０２６１】
ｎ−ブタノール中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２６２】
【化８３】
【０２６３】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１０５ｍｇ、０．７３９ｍｍｏｌ）を室温でｎ−ブタノール（１０ｍＬ）に溶解し、ヨウ素の結晶（１７ｍｇ、０．０６７ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、氷冷アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して８０ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率７６パーセントを得る。
［実施例８２］
【０２６４】
アセトン中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２６５】
【化８４】
【０２６６】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１０９ｍｇ、０．７６７ｍｍｏｌ）を室温でアセトン（１０ｍＬ）に溶解し、ヨウ素の結晶（１３ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ）を添加した。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、氷冷アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して１５ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率１３パーセントを得る。
［実施例８３］
【０２６７】
酢酸エチル中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２６８】
【化８５】
【０２６９】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１０３ｍｇ、０．７６７ｍｍｏｌ）を室温で酢酸エチル（１０ｍｌ）に溶解し、ヨウ素の結晶（２７ｍｇ、０．１０６ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、氷冷アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して６０ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率５８パーセントを得る。
［実施例８４］
【０２７０】
エチルエーテル中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２７１】
【化８６】
【０２７２】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（１１９ｍｇ、０．８３８ｍｍｏｌ）を室温でエチルエーテル（１０ｍｌ）に溶解し、ヨウ素の結晶（７．２ｍｇ、０．０２８ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。沈殿物を濾過し、氷冷アセトニトリルで洗浄し、減圧下で乾燥して１００ｍｇのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸、収率８４パーセントを得る。
［実施例８５］
【０２７３】
テトラヒドロフラン中でのｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸への異性化
【０２７４】
【化８７】
【０２７５】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（３８．３ｇ、２６９．７ｍｍｏｌ）を室温でＴＨＦ（４００ｍｌ）に溶解し、ヨウ素の結晶（２４７ｍｇ、０．９７２ｍｍｏｌ）を添加する。反応混合物を室温で２４時間撹拌させる。濾過により沈殿物を得て、氷冷テトラヒドロフラン（２×）で洗浄し、減圧下で乾燥して３３．２ｇ（収率８６パーセント）のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸を得る。
［実施例８６〜９０］
【０２７６】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルへの異性化
【０２７７】
【化８８】
【０２７８】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルのｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルへの異性化に関する複数の実験を以下の手順に従って実施する。ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルをテトラヒドロフラン（５０ｍｌ）に溶解し、撹拌する。次いで、ヨウ素を添加し、異性化の進行をＨＰＬＣによりモニターする。沈殿物、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルを濾過により得て、氷冷テトラヒドロフランで洗浄する。濾液をＨＰＬＣにより分析して転換の合計収率を求める。表６は、この反応に関して得た結果をまとめたものである。
【０２７９】
【表６】
［実施例９１］
【０２８０】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルの合成
【０２８１】
【化８９】
【０２８２】
ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸（４２．６ｇ、０．３０ｍｏｌ）をメタノール（１５００ｍｌ）に溶解し、そこに濃硫酸（２ｍｌ、０．０３７ｍｏｌ）を添加する。得られた溶液を２４時間還流し、反応の進行をＨＰＬＣによりモニターする。ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルの転換が完了していることをＨＰＬＣにより検出すると、反応を室温まで冷却し、白色の固形物が析出（crash out）し始めるまで濃縮し、次いで、反応混合物を０℃まで一夜冷却する。ｃｉｓ，ｔｒａｎｓ−ムコン酸ジメチルを濾過により得て、冷たいテトラヒドロフランで洗浄し、減圧下で乾燥して９５パーセントという合計収率をもたらす。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式：
【化９０】
［式中、
Ｒ１は、独立して、各出現において、水素、１もしくは複数のヘテロ原子を場合により含有するヒドロカルビル基またはカチオン（ヒドロカルビル基またはカチオンはシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
Ｒ２は、独立して、各出現において、水素またはヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
Ｒ３は、独立して、各出現において、水素またはヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
ただし、Ｒ２およびＲ３を組み合わせてヘテロ原子を含有し得る環状環を形成することができ、
Ｚは、独立して、各出現において、アニオン、酸素、窒素、硫黄、ニトリルまたはハロゲンであり、
ｂは、独立して、各出現において、０、１または２であり、ただし、ｂは、Ｚがアニオン、ハロゲンまたはニトリルである場合は０であり、Ｚが酸素または硫黄である場合は１であり、Ｚが窒素である場合は２である。］
のうちの１つの化合物を含む組成物であって、
前記化合物が検出可能な微量の炭素１４を含有し、６個以上の炭素原子が再生可能資源に由来する、組成物。
【請求項２】
前記化合物が最大で約１兆分の１の割合の量で炭素１４を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
式：
【化９１】
［式中、
Ｒ１は、独立して、各出現において、水素、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
Ｒ２およびＲ３は、独立して、各出現において、水素、ハロゲン、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するアルキル基（アルキル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）である。］
のうちの１つに相当する、請求項１または２に記載の組成物。
【請求項４】
Ｒ１が、独立して、各出現において、Ｃ１〜１０アルキル基であり、
Ｒ２およびＲ３が、独立して、各出現において、水素、ハロゲンまたは１もしくは複数のヘテロ原子を含有し得るＣ１〜８アルキルであり、Ｒ２およびＲ３の少なくとも一方は水素である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
Ｒ２が、独立して、各出現において、クロロ、ブロモ、Ｃ１〜８アルキル、フェニル、またはカルボキシオキシＣ１〜８アルキルであり、Ｒ３が水素である、請求項１から４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
Ｒ２が、独立して、各出現において、クロロ、メチル、エチルまたはフェニルであり、Ｒ３が水素である、請求項１から４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
式：
【化９２】
［式中、
Ｒ１は、独立して、各出現において、水素、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基であり、
Ｒ３は、独立して、各出現において、水素、１または複数のヘテロ原子を含有し得るアルキル、アルカリール、アリール、カルボキシオキシアルキルであり、
Ｒ４は、独立して、各出現において、水素、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基であり、
Ｒ５は、独立して、各出現において、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基であり、
ａは、独立して、各出現において、０〜５の整数である。］
のうちの１つに相当する、請求項１から４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
１もしくは複数のムコン酸ジエンまたはそのカルボキシレート誘導体および１または複数のジエノフィルが１位および４位にカルボキシレート誘導体を有するシクロヘキセン環を含有する１または複数の化合物を形成するような条件下で、１もしくは複数のムコン酸ジエンまたはそのカルボキシレート誘導体を１または複数のジエノフィルと接触させるステップを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の組成物の調製方法。
【請求項９】
１もしくは複数のムコン酸またはカルボキシレート誘導体を１または複数のジエノフィルと接触させる温度が約１３０℃〜約１７０℃である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体がｔｒａｎｓ、ｔｒａｎｓ異性体配置である、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
ムコン酸の１または複数のカルボン酸エステルを１または複数のジエノフィルと接触させる、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
１または複数のジエノフィルが、１もしくは複数の不飽和環状化合物、１もしくは複数の不飽和エステルまたは少なくとも１つの不飽和置換基を有する芳香族化合物を含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
１または複数のジエノフィルを１もしくは複数のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体と反応させ、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレー誘導体が、１もしくは複数のｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体ならびにｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸およびそのカルボキシレート誘導体のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸およびそのカルボキシレート誘導体への異性化ステップを含むプロセスにより調製される、請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボン酸エステルが、１または複数のｃｉｓ，ｔｒａｎｓおよびｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸から調製され、そのプロセスが、１もしくは複数のｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボン酸エステルを、ｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸、あるいはそのカルボン酸エステルが、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボン酸エステルに異性化するような期間、溶媒中で、１もしくは複数の異性化触媒、紫外線源またはそれらの両方と接触させるステップを含む、請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ムコン酸の１または複数のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓカルボン酸エステルを１または複数のジエノフィルと反応させ、ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓエステルが、
ａ）ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、溶媒中で、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線源またはそれらの両方を接触させるステップと、
ｂ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、
ｃ）１または複数のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジアルキルが形成する条件下、１または複数の強酸の存在下で、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のエステル化剤と接触させるステップと
により調製される、請求項８から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体が、式：
【化９３】
のうちの１つに相当し、
ジエノフィルが、式：
【化９４】
に相当し、
シルコヘキセン化合物が、式：
【化９５】
のうちの１つに相当する、請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法
［式中、
ジエノフィルは、１または複数の二重または三重結合を含有し、
Ｒ１は、独立して、各出現において、水素またはヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
Ｒ２は、独立して、各出現において、水素、ハロゲンまたはヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
Ｒ３は、独立して、各出現において、水素、ハロゲンまたはヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
ただし、Ｒ２およびＲ３を組み合わせてヘテロ原子を含有し得る環状環を形成することができ、
Ｚは、独立して、各出現において、アニオン、酸素、窒素、硫黄、ハロゲンまたはニトリルであり、
ｂは、独立して、各出現において、０、１または２であり、ただし、ｂは、Ｚがアニオン、ニトリルまたはハロゲンである場合は０であり、Ｚが酸素または硫黄である場合は１であり、Ｚが窒素である場合は２である。］。
【請求項１７】
１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体およびアルケンが１位および４位にカルボキシレート誘導体を有するシクロヘキセン環を含有する１または複数の化合物を形成するような条件下、高温で、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体を１または複数のアルケンと接触させるステップを含む、請求項８から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
１または複数のアルケンが、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、またはそれらの組合せを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体およびアクリル酸またはそれらのエステルが、１位、２位および４位でカルボキシレートが置換しているシクロヘキセン環を含有する１または複数の化合物を形成するような条件下、高温で、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体を１もしくは複数のアクリル酸またはそれらのエステルを含む１または複数のジエノフィルと接触させるステップを含む、請求項８から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１】
式：
【化９０】
［式中、
Ｒ１は、独立して、各出現において、水素、１もしくは複数のヘテロ原子を場合により含有するヒドロカルビル基またはカチオン（ヒドロカルビル基またはカチオンはシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
Ｒ２は、独立して、各出現において、水素またはヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
Ｒ３は、独立して、各出現において、水素またはヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
ただし、Ｒ２およびＲ３を組み合わせてヘテロ原子を含有し得る環状環を形成することができ、
Ｚは、独立して、各出現において、アニオン、酸素、窒素、硫黄、ニトリルまたはハロゲンであり、
ｂは、独立して、各出現において、０、１または２であり、ただし、ｂは、Ｚがアニオン、ハロゲンまたはニトリルである場合は０であり、Ｚが酸素または硫黄である場合は１であり、Ｚが窒素である場合は２である。］
のうちの１つの化合物を含む組成物であって、
前記化合物が検出可能な微量の炭素１４を含有し、６個以上の炭素原子が再生可能資源に由来する、組成物。
【請求項２】
前記化合物が最大で約１兆分の１の割合の量で炭素１４を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
式：
【化９１】
［式中、
Ｒ１は、独立して、各出現において、水素、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
Ｒ２およびＲ３は、独立して、各出現において、水素、ハロゲン、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するアルキル基（アルキル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）である。］
のうちの１つに相当する、請求項１または２に記載の組成物。
【請求項４】
Ｒ１が、独立して、各出現において、Ｃ１〜１０アルキル基であり、
Ｒ２およびＲ３が、独立して、各出現において、水素、ハロゲンまたは１もしくは複数のヘテロ原子を含有し得るＣ１〜８アルキルであり、Ｒ２およびＲ３の少なくとも一方は水素である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
Ｒ２が、独立して、各出現において、クロロ、ブロモ、Ｃ１〜８アルキル、フェニル、またはカルボキシオキシＣ１〜８アルキルであり、Ｒ３が水素である、請求項１から４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
Ｒ２が、独立して、各出現において、クロロ、メチル、エチルまたはフェニルであり、Ｒ３が水素である、請求項１から４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
式：
【化９２】
［式中、
Ｒ１は、独立して、各出現において、水素、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基であり、
Ｒ３は、独立して、各出現において、水素、１または複数のヘテロ原子を含有し得るアルキル、アルカリール、アリール、カルボキシオキシアルキルであり、
Ｒ４は、独立して、各出現において、水素、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基であり、
Ｒ５は、独立して、各出現において、ヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基であり、
ａは、独立して、各出現において、０〜５の整数である。］
のうちの１つに相当する、請求項１から４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
１もしくは複数のムコン酸ジエンまたはそのカルボキシレート誘導体および１または複数のジエノフィルが１位および４位にカルボキシレート誘導体を有するシクロヘキセン環を含有する１または複数の化合物を形成するような条件下で、１もしくは複数のムコン酸ジエンまたはそのカルボキシレート誘導体を１または複数のジエノフィルと接触させるステップを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の組成物の調製方法。
【請求項９】
１もしくは複数のムコン酸またはカルボキシレート誘導体を１または複数のジエノフィルと接触させる温度が約１３０℃〜約１７０℃である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体がｔｒａｎｓ、ｔｒａｎｓ異性体配置である、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
ムコン酸の１または複数のカルボン酸エステルを１または複数のジエノフィルと接触させる、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
１または複数のジエノフィルが、１もしくは複数の不飽和環状化合物、１もしくは複数の不飽和エステルまたは少なくとも１つの不飽和置換基を有する芳香族化合物を含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
１または複数のジエノフィルを１もしくは複数のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体と反応させ、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレー誘導体が、１もしくは複数のｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体ならびにｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸およびそのカルボキシレート誘導体のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸およびそのカルボキシレート誘導体への異性化ステップを含むプロセスにより調製される、請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
１もしくは複数のムコン酸、またはそのカルボン酸エステルが、１または複数のｃｉｓ，ｔｒａｎｓおよびｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸から調製され、そのプロセスが、１もしくは複数のｃｉｓ，ｃｉｓおよびｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボン酸エステルを、ｃｉｓ，ｃｉｓおよび／またはｃｉｓ，ｔｒａｎｓムコン酸、あるいはそのカルボン酸エステルが、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸またはそのカルボン酸エステルに異性化するような期間、溶媒中で、１もしくは複数の異性化触媒、紫外線源またはそれらの両方と接触させるステップを含む、請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ムコン酸の１または複数のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓカルボン酸エステルを１または複数のジエノフィルと反応させ、ムコン酸のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓエステルが、
ａ）ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸がｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸に異性化するような期間、溶媒中で、ｃｉｓ，ｃｉｓムコン酸および１もしくは複数の異性化触媒、紫外線源またはそれらの両方を接触させるステップと、
ｂ）ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を回収するステップと、
ｃ）１または複数のｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸ジアルキルが形成する条件下、１または複数の強酸の存在下で、ｔｒａｎｓ，ｔｒａｎｓムコン酸を１または複数のエステル化剤と接触させるステップと
により調製される、請求項８から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
ムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体が、式：
【化９３】
のうちの１つに相当し、
ジエノフィルが、式：
【化９４】
に相当し、
シルコヘキセン化合物が、式：
【化９５】
のうちの１つに相当する、請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法
［式中、
ジエノフィルは、１または複数の二重または三重結合を含有し、
Ｒ１は、独立して、各出現において、水素またはヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
Ｒ２は、独立して、各出現において、水素、ハロゲンまたはヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
Ｒ３は、独立して、各出現において、水素、ハロゲンまたはヘテロ原子含有官能基を場合により含有するヒドロカルビル基（ヒドロカルビル基はシクロヘキセン化合物の形成に干渉しない）であり、
ただし、Ｒ２およびＲ３を組み合わせてヘテロ原子を含有し得る環状環を形成することができ、
Ｚは、独立して、各出現において、アニオン、酸素、窒素、硫黄、ハロゲンまたはニトリルであり、
ｂは、独立して、各出現において、０、１または２であり、ただし、ｂは、Ｚがアニオン、ニトリルまたはハロゲンである場合は０であり、Ｚが酸素または硫黄である場合は１であり、Ｚが窒素である場合は２である。］。
【請求項１７】
１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体およびアルケンが１位および４位にカルボキシレート誘導体を有するシクロヘキセン環を含有する１または複数の化合物を形成するような条件下、高温で、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体を１または複数のアルケンと接触させるステップを含む、請求項８から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
１または複数のアルケンが、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、またはそれらの組合せを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体およびアクリル酸またはそれらのエステルが、１位、２位および４位でカルボキシレートが置換しているシクロヘキセン環を含有する１または複数の化合物を形成するような条件下、高温で、１もしくは複数のムコン酸またはそのカルボキシレート誘導体を１もしくは複数のアクリル酸またはそれらのエステルを含む１または複数のジエノフィルと接触させるステップを含む、請求項８から１６のいずれか一項に記載の方法。
【公表番号】特表２０１２−５３０１４４（Ｐ２０１２−５３０１４４Ａ）
【公表日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１６２３１（Ｐ２０１２−５１６２３１）
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３８７８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４８０６３
【国際公開日】平成２２年１２月２３日（２０１０．１２．２３）
【出願人】（５１１２８９７３６）アミリス， インコーポレイテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３８７８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４８０６３
【国際公開日】平成２２年１２月２３日（２０１０．１２．２３）
【出願人】（５１１２８９７３６）アミリス， インコーポレイテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
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