本发明涉及作为聚酰胺的原料的ε-己内酰胺的制造方法。
背景技术：
ε-己内酰胺是作为尼龙等的原料的重要化学原料，在世界范围内被工业化生产，其大部分被用作尼龙6(所述尼龙6为聚酰胺)的原料。
作为ε-己内酰胺的工业制法的例子，广泛采用的是利用贝克曼重排反应的制造方法，即，以环己酮肟为起始原料，利用发烟硫酸生成ε-己内酰胺。然而，有在贝克曼重排反应的中和工序中生成大量作为副产物的硫酸铵这样的问题。另一方面，作为不生成硫酸铵这样的副产物的ε-己内酰胺的制造方法，提出了下述方法：以环己酮为起始原料，组合使用氨肟化反应(ammoximation)与气相贝克曼重排反应的方法(非专利文献1)；在氨的存在下使ε-己内酯与催化剂接触而反应的方法(专利文献1)。
上述的己内酰胺的制造方法均以原油为最初始的原料，然而，担心将来化石资源枯竭，或者考虑到由化石资源的开采和使用而排出的温室效应气体而导致的全球变暖的问题，需要开发使用替代原料的己内酰胺的制造方法。其中，正寻求开发由作为可再生能源的生物质(biomass)或可衍生自生物质资源的物质来制造己内酰胺的方法。
已报道了若干由可衍生自生物质资源的物质制造ε-己内酰胺的方法。例如，专利文献2中公开了以5-羟甲基糠醛为原料、经由ε-己内酯而制造ε-己内酰胺的方法。专利文献3中公开了以己二酸为原料、使其与氢及氨反应从而制造ε-己内酰胺的方法。专利文献4中公开了以己二烯二酸为原料、使其与氢及氨反应从而制造ε-己内酰胺的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4164603号公报
专利文献2：国际公开第2011/149339号
专利文献3：国际公开第2013/126250号
专利文献4：国际公开第2012/141997号
非专利文献：
非专利文献1：appliedcatalysisa：general，vol.221，359-366(2001)
技术实现要素：
发明要解决的问题
专利文献2的方法是通过5-羟甲基糠醛的氢化、2,5-二甲基羟基甲基四氢呋喃的加氢分解、1,2,6-己二醇的分子内脱水缩合、(四氢-2h-吡喃-2-基)甲醇的氢化开环、1,6-己二醇的分子内闭环、ε-己内酯的酰胺化这样的多步反应工序，而合成ε-己内酰胺的方法，在工业上并不理想。
专利文献3的方法能够以可衍生自生物质资源的己二酸为原料，经一步反应工序来合成ε-己内酰胺。然而，存在ε-己内酰胺的收率低、且生成六亚甲基亚胺、6-氨基己酸等副产物这样的问题。
专利文献4的方法中，能够以可衍生自生物质资源的己二烯二酸为原料，经一步反应工序来合成ε-己内酰胺。然而，与专利文献3中公开的方法同样地存在ε-己内酰胺的收率低、且生成六亚甲基亚胺、己酰胺等副产物这样的问题。此外，对于己二烯二酸而言，因其2个双键而存在3种顺反异构体(顺式-顺式体、反式-反式体、顺式-反式体)，由于各个异构体的反应性不同，因此为了收率良好地合成ε-己内酰胺，首先需要预先将己二烯二酸异构化为反应性高的反式-反式体。
本发明的目的在于提供：以可衍生自生物质资源的物质为原料、以短的反应工序、在不生成硫酸铵这样的副产物、抑制副产物的生成的同时选择性地制造ε-己内酰胺的方法。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本申请的发明人进行了潜心研究，结果发现了下述ε-己内酰胺的制造方法，其中，通过以可衍生自生物质资源的物质即通式(i)或(ii)表示的化合物为原料并使其与氢及氨反应，从而不产生硫酸铵这样的副产物，抑制了副产物的生成，从而完成了本发明。
即，本发明由下述(1)～(10)构成。
(1)ε-己内酰胺的制造方法，其包括使通式(i)或(ii)表示的化合物或所述化合物的盐与氢及氨反应的工序，
[化学式1]
式中，r1、r2及r3各自独立地表示or4或nr5r6，r4各自独立地表示h、碳原子数为1～5的烷基，r5各自独立地表示h或碳原子数为1～5的烷基，x表示-ch(oh)ch2ch2-、-ch2ch(oh)ch2-、-ch＝chch2-或-ch2ch＝ch-。
(2)如(1)所述的方法，其中，通式(i)或(ii)表示的化合物为α-氢化己二烯二酸、3-羟基己二酸或3-羟基己二酸-3,6-内酯、或者这些化合物的盐。
(3)如(2)所述的方法，其中，通式(i)或(ii)表示的化合物为α-氢化己二烯二酸或其盐。
(4)如(2)所述的方法，其中，通式(i)或(ii)表示的化合物为3-羟基己二酸或其盐。
(5)如(2)所述的方法，其中，通式(i)或(ii)表示的化合物为3-羟基己二酸-3,6-内酯或其盐。
(6)如(1)至(5)中任一项所述的方法，其中，所述工序是在催化剂存在下进行的。
(7)如(6)所述的方法，其中，所述催化剂为选自由钯、铂、金、铜、钌、铑、钴、铼及镍组成的组中的至少一种以上。
(8)如(7)所述的方法，其中，所述催化剂为选自由钯、铂、金、钌、铑、钴、铼及镍组成的组中的至少一种以上。
(9)如(8)所述的方法，其中，所述催化剂为钯。
(10)如(1)至(9)中任一项所述的方法，其中，以表压计，所述工序在反应开始时的氢压力于常温为0.5mpa以上且10mpa以下。
发明的效果
根据本发明，能够抑制副产物的生成，高选择性地得到ε-己内酰胺。
具体实施方式
以下，进一步详细地说明本发明。
本发明中，所谓生物质资源，其含义是来自可再生的生物的有机性资源，是指由有机物(所述有机物是植物利用太阳能将二氧化碳固定而生成的)形成的资源。具体而言，可举出玉米、甘蔗、马铃薯类、小麦、米、大豆、纸浆、洋麻、稻秸、麦秸、甘蔗渣、玉米秸秆、柳枝稷、杂草、废纸、木材、木炭、天然橡胶、棉花、大豆油、棕榈油、红花油、蓖麻油等。
本发明中，所谓可衍生自生物质资源的物质，其含义是由上述的生物质资源经发酵、化学转化等衍生的物质，可衍生的物质或衍生得到的物质。
在本发明中，以通式(i)或(ii)表示的化合物、或者这些化合物的盐为原料。
通式(i)或(ii)中，r1、r2及r3各自独立地表示or4或nr5r6，r4各自独立地表示h、碳原子数为1～5烷基、碱金属或nh4，r5各自独立地表示h或碳原子数为1～5烷基，x表示-ch(oh)ch2ch2-、ch2ch(oh)ch2-、-ch＝chch2-或-ch2ch＝ch-。
在本发明的方法中，可以将通式(i)或(ii)表示的化合物中的单个化合物用作原料，也可以将它们中的多个化合物的混合物用作原料。
关于本发明中使用的通式(i)或(ii)表示的化合物，从原料的获得、合成的容易程度的观点考虑，r1、r2及r3优选为or4，r4更优选为h或碳原子数为1～5的烷基，特别优选为oh、ome、oet。
作为本发明中使用的通式(i)或(ii)表示的化合物，具体而言，优选为下述的式(i-1)至式(i-5)或式(ii-1)至式(ii-2)表示的化合物。其中，更优选为式(i-1)表示的α-氢化己二烯二酸、式(i-2)表示的3-羟基己二酸、式(ii-1)表示的3-羟基己二酸-3,6-内酯。
[化学式2]
式(i-1)表示的α-氢化己二烯二酸是也被称为2-己烯二羧酸的有机化合物，其是羰基碳的α位具有1个双键的、碳原子数为6的二羧酸。α-氢化己二烯二酸在分子内存在双键，因此，存在顺式体及反式体的顺反异构体，但在本发明的制造方法中，顺式体、反式体、或顺式体及反式体的混合物中的任何均能够作为原料使用。
α-氢化己二烯二酸(i-1)可由生物质资源衍生得到。例如，可举出下述方法，即，以可衍生自葡萄糖、木糖、甘醇等生物质资源的碳源为原料，使用具有天然的、或者经基因重组操作等人为地改良而得到的α-氢化己二烯二酸生产能力的cupriavidus属微生物、acinetobacter属微生物、delftia属微生物、shimwellia属微生物、escherichia属微生物、psudomonas属微生物等微生物，进行发酵生产。另外，如后文所述，还可通过将衍生自生物质资源的3-羟基己二酸进行分子内脱水来合成。
式(i-2)表示的3-羟基己二酸是也被称为3-羟基己二酸的有机化合物，其是羰基碳的β位具有1个羟基的、碳原子数为6的二羧酸。
3-羟基己二酸(i-2)可由生物质资源衍生得到。例如，可举出下述方法，即，以可衍生自葡萄糖、木糖、甘油等生物质资源的碳源为原料，使用具有天然的、或经基因重组操作等人为地改良而得到的3-羟基己二酸生产能力的cupriavidus属微生物、acinetobacter属微生物、delftia属微生物、shimwellia属微生物、escherichia属微生物、psudomonas属微生物等微生物，进行发酵生产。另外，还可如后文那样通过将衍生自生物质资源的β酮己二酸进行氢还原而合成3-羟基己二酸。
3-羟基己二酸-3,6-内酯(ii-1)可由生物质资源衍生得到。例如，如合成路线图(scheme)1所示，3-羟基己二酸-3,6-内酯可由β-酮己二酸衍生。β-酮己二酸是利用原儿茶酸、儿茶酚等芳香族化合物的代谢过程(β-ketoadipatepathway)而生物合成的化合物。作为利用该路径的β-酮己二酸的制造方法，例如，日本特开2012-59号公报中公开了使用经基因重组的恶臭假单胞菌(pseudomonasputida)由原儿茶酸发酵生产β-酮己二酸的方法。此处，原儿茶酸、儿茶酚是能够利用以糖为碳源的微生物发酵而生产的来自生物质资源的物质。例如，在美国专利第5272073号说明书中公开了以葡萄糖为单一碳源而发酵生产原儿茶酸及儿茶酚的方法。因此，可认为3-羟基己二酸-3,6-内酯是可衍生自生物质资源的物质。
本发明的ε-己内酰胺的制造方法的特征在于，可使用通式(i)或(ii)表示的化合物中的、尤其是可衍生自生物质资源的例如α-氢化己二烯二酸(i-1)、3-羟基己二酸(i-2)、3-羟基己二酸-3,6-内酯(ii-1)作为原料，当然，也可使用来自石油等石化资源的通式(i)或(ii)表示的化合物作为原料。
[化学式3]
合成路线图1
作为本发明的制造方法中使用的原料，可使用通式(i)或(ii)表示的化合物的游离态、盐中的任何。或者，也可使用游离态与盐的混合物。作为盐，可以是1价盐也可以是2价盐，例如，可使用碱金属盐、碱土类金属盐或铵盐。
具体而言，作为通式(i)或(ii)表示的化合物的1价盐，可分别举出单铵盐、单锂盐、单钠盐、单钾盐等，另外，作为2价盐，可分别举出二铵盐、二锂盐、二钠盐、二钾盐、镁盐、钙盐、二铵盐等。也可以将上述不同的盐的混合物用作原料。
[催化剂]
在本发明的ε-己内酰胺的制造方法中，可通过在催化剂的存在下进行反应来促进反应。催化剂优选为贵金属，具体而言，可举出钯、铂、金、铜、钌、铑、钴、铼、镍，也可以是包含上述贵金属中的1种以上的合金。
可以将贵金属直接用作催化剂，但从节约所使用的贵金属的量、增加催化剂表面积的观点考虑，也可将贵金属负载于载体上。作为载体，例如可举出：氧化铝(alumina)、二氧化硅、沸石、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化铬等氧化物；氧化硅氧化铝、氧化硅氧化锆、氧化硅氧化钛、氧化硅氧化镁、氧化铝氧化锆、氧化铝氧化硼、钨氧化铝、钨氧化硅等复合氧化物；碳。将贵金属负载于载体上时，作为负载量，以元素换算计，相对于载体通常为0.1至10重量％，但可根据通式(i)或(ii)表示的化合物或其盐而适当选择。
在催化剂的存在下进行反应时，相对于作为反应基质的通式(i)或(ii)表示的化合物或其盐，所添加的催化剂量为0.1～20重量％即可。另外，关于催化剂，也可以重复使用反应结束后过滤得到的催化剂。当重复使用催化剂时，更优选的是，在氮、氦、氩等非活性气体气氛下或氢气氛下，利用加热处理进行活化处理后使用。
[氢、氨]
对于本发明中的氢、氨而言，可以将它们一并添加(成批式)至反应容器中，也可以逐次添加(连续式)，既可以将氢及氨分别单独添加，也可以混合添加。
作为所使用的氢，可使用其与氮、氦、氩、水蒸气等的混合气体。
氢压力没有特别限定，但若过低，则反应时间变长，因此，在反应开始时，优选于常温为0.5mpa以上且10mpa以下(表压)。
氨可以以气态、液态中的任一状态添加至反应容器中。当以液态添加时，可使用液体氨、常压下溶解有氨的溶液。例如，可优选使用氨的水溶液、氨的二氧杂环己烷溶液、氨的氯仿溶液、氨的醚溶液、氨的醇溶液等。
对使用氨气时的压力没有特别限定，但若过低，则反应时间变长，因此，在反应开始时，优选为于常温为0.1mpa以上且5mpa以下(表压)。
[溶剂]
在本发明的ε-己内酰胺的制造方法中，可在溶剂的存在下进行反应。对所使用的溶剂没有限定，可举出：甲醇、乙醇、丁醇等醇系溶剂；四氯化碳、二氯甲烷、氯仿等卤系溶剂；戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷等脂肪烃系溶剂；苯、甲苯、二甲苯等芳香烃系溶剂；二甲基醚、二乙基醚、1,2-二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚、四氢呋喃、二氧杂环己烷等醚系溶剂；γ-丁内酯、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、水等，可以是这些溶剂中的2种以上的混合溶剂。优选使用二氧杂环己烷、二甘醇二甲醚、四氢呋喃等非质子性溶剂。
3-羟基己二酸-3,6-内酯(ii-1)可良好地溶解在下述溶剂中，所述溶剂为：醇、γ-丁内酯、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、水等极性溶剂；1,2-二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚、四氢呋喃、二氧杂环己烷等虽为非极性溶剂但含氧原子的溶剂。因此，在将3-羟基己二酸-3,6-内酯用作原料的情况下，使用这些溶剂时，能够以高浓度添加原料，能够提高作为目标物的己内酰胺的生产率。
[反应温度]
在本发明的ε-己内酰胺的制造方法中，也可在加热条件下进行反应。反应温度以反应容器内温计优选为100℃以上且350℃以下，更优选为150℃以上且300℃以下。另外，反应时间可根据反应温度、其他条件来适当选择，通常为0.5小时～12小时左右。
[ε-己内酰胺的回收]
在本发明的ε-己内酰胺的制造方法中，可在反应结束后通过过滤、萃取、蒸馏等通常的分离纯化操作来回收ε-己内酰胺。氢与氨可在反应体系中再循环。另外，当除ε-己内酰胺以外还生成了己二酰胺(己二酸二酰胺)等中间体时，可通过进行回收、再循环来提高ε-己内酰胺的收率。
[聚酰胺聚合]
对于由本发明的ε-己内酰胺的制造方法所得到的ε-己内酰胺而言，可将其作为原料用于聚酰胺的制造。作为该聚酰胺的制造方法，可应用将ε-己内酰胺进行开环聚合的已知方法(参见福本编，“聚酰胺树脂手册”(「ポリアミド樹脂ハンドブック」)，日刊工业出版社(1998年1月))。
实施例
以下，使用实施例来进一步详细地说明本发明，但本发明不限于以下的实施例。需要说明的是，实施例中，通过下述的式子来定义反应结果。
原料转化率(％)＝100×(供给原料(摩尔)-未反应原料(摩尔))÷供给原料(摩尔)
ε-己内酰胺收率(％)＝100×生成的ε-己内酰胺(摩尔)÷供给原料(摩尔)
己二酰胺收率(％)＝100×生成的己二酰胺(摩尔)÷供给原料(摩尔)
六亚甲基亚胺收率(％)＝100×生成的六亚甲基亚胺(摩尔)÷供给原料(摩尔)
摩尔平衡(％)＝100×全部反应生成物(摩尔)÷供给原料(摩尔)。
参考例1α-氢化己二烯二酸(i-1)的准备
本发明中使用的α-氢化己二烯二酸利用化学合成来准备。
首先，向琥珀酸单甲酯13.2g(0.1摩尔)(和光纯药公司制)中加入完全无水的四氢呋喃1.5l(和光纯药公司制)，在搅拌的同时添加羰基二咪唑16.2g(0.1摩尔)(和光纯药公司制)，在氮气氛下于室温搅拌1小时。向该悬浊液中添加丙二酸单甲酯钾盐15.6g(0.1摩尔)及氯化镁9.5g(0.1摩尔)，在氮气氛下于室温搅拌1小时后，于40℃搅拌12小时。反应结束后，添加1mol/l盐酸0.05l，利用乙酸乙酯进行萃取，通过硅胶柱色谱法(己烷:乙酸乙酯＝1:5)分离纯化，从而得到纯净的3-氧代己二酸二甲酯13.1g。收率为70％。
向得到的3-氧代己二酸二甲酯10g(0.05摩尔)中添加甲醇0.1l(国产化学公司制)，在搅拌的同时添加硼氢化钠2.0g(0.05摩尔)(和光纯药公司制)，于室温搅拌1小时。接着，添加5mol/l的氢氧化钠水溶液0.02l，于室温搅拌2小时。反应结束后，用5mol/l的盐酸将ph调节为1，用旋转蒸发仪浓缩后，用水进行重结晶，由此得到纯净的α-氢化己二烯二酸7.2g。收率为95％。
1h-nmr(400mhz，cd3od)：δ2.48(m，4h)，δ5.84(d，1h)，δ6.96(m，1h)。
参考例23-羟基己二酸(i-2)的准备
本发明中使用的3-羟基己二酸利用化学合成来准备。
首先，向琥珀酸单甲酯13.2g(0.1摩尔)(和光纯药公司制)中加入完全无水的四氢呋喃1.5l(和光纯药公司制)，在搅拌的同时添加羰基二咪唑16.2g(0.1摩尔)(和光纯药公司制)，在氮气氛下于室温搅拌1小时。向该悬浊液中添加丙二酸单甲酯钾盐15.6g(0.1摩尔)及氯化镁9.5g(0.1摩尔)，在氮气氛下于室温搅拌1小时后，于40℃搅拌12小时。反应结束后，添加1mol/l盐酸0.05l，利用乙酸乙酯进行萃取，通过硅胶柱色谱法(己烷:乙酸乙酯＝1:5)分离纯化，从而得到纯净的3-氧代己二酸二甲酯13.1g。收率为70％。
向得到的3-氧代己二酸二甲酯10g(0.05摩尔)中添加甲醇0.1l(国产化学公司制)，在搅拌的同时添加5mol/l的氢氧化钠水溶液0.02l，于室温搅拌2小时。反应结束后，用5mol/l的盐酸将ph调节为1，接下来，添加硼氢化钠2.0g(0.05摩尔)(和光纯药公司制)，于室温搅拌2小时。反应结束后，利用旋转蒸发仪浓缩。然后用水进行重结晶，由此得到纯净的3-羟基己二酸7.2g。收率为95％。
1h-nmr(400mhz，cd3od)：δ1.70(m，1h)，δ1.83(m，1h)，δ2.42(m，4h)，δ4.01(m，1h)。
参考例33-羟基己二酸-3,6-内酯(ii-1)的准备
本发明中使用的3-羟基己二酸-3,6-内酯利用化学合成来准备。
首先，向琥珀酸单甲酯13.2g(0.1摩尔)(和光纯药公司制)中加入完全无水的四氢呋喃1.5l(和光纯药公司制)，在搅拌的同时添加羰基二咪唑16.2g(0.1摩尔)(和光纯药公司制)，在氮气氛下于室温搅拌1小时。向该悬浊液中添加丙二酸单甲酯钾盐15.6g(0.1摩尔)及氯化镁9.5g(0.1摩尔)，在氮气氛下于室温搅拌1小时后，于40℃搅拌12小时。反应结束后，添加1mol/l盐酸0.05l，利用乙酸乙酯进行萃取，通过硅胶柱色谱法(己烷:乙酸乙酯＝1:5)分离纯化，从而得到纯净的3-氧代己二酸二甲酯13.1g。收率为70％。
向得到的3-氧代己二酸二甲酯10g(0.05摩尔)中添加甲醇0.1l(国产化学公司制)，在搅拌的同时添加5mol/l的氢氧化钠水溶液0.02l，于室温搅拌2小时。反应结束后，用5mol/l的盐酸将ph调节为1，接下来，添加硼氢化钠2.0g(0.05摩尔)(和光纯药公司制)，于室温搅拌2小时。反应结束后，用旋转蒸发仪浓缩，然后用水进行重结晶，由此得到纯净的3-羟基己二酸7.2g。收率为95％。
1h-nmr(400mhz，cd3od)：δ1.70(m，1h)，δ1.83(m，1h)，δ2.42(m，4h)，δ4.01(m，1h)。
向得到的纯净的3-羟基己二酸7.2g(0.044摩尔)中加入超纯水0.1l，在搅拌的同时添加1mol/l的硫酸0.01l，于100℃搅拌2小时搅拌。反应结束后，利用旋转蒸发仪浓缩，然后通过硅胶柱色谱法(氯仿:甲醇＝10:1)分离纯化，从而得到纯净的3-羟基己二酸-3,6-内酯5.8g。收率为90％。
1h-nmr(400mhz，d2o)：δ2.03(m，1h)，δ2.04-2.90(m，5h)，δ5.00(m，1h)。
参考例4α-氢化己二烯二酸二甲酯(i-3)及α-氢化己二烯二酸单甲酯(i-4)的准备
本发明中使用的α-氢化己二烯二酸二甲酯及α-氢化己二烯二酸单甲酯利用化学合成来准备。
向由参考例1得到的α-氢化己二烯二酸5.0g(0.035摩尔)中加入甲醇0.1l(国产化学公司制)而使其完全溶解，在搅拌的同时添加98％硫酸0.5g(和光纯药公司制)，于室温搅拌5小时。反应结束后，利用旋转蒸发仪蒸馏除去甲醇，利用乙酸乙酯(和光纯药公司制)进行萃取操作。接下来，利用旋转蒸发仪蒸馏除去乙酸乙酯后，通过硅胶柱色谱法(己烷:乙酸乙酯＝10:1)分离纯化，从而得到纯净的α-氢化己二烯二酸二甲酯2.8g及α-氢化己二烯二酸单甲酯1.7g。
α-氢化己二烯二酸二甲酯(i-3)
1h-nmr(400mhz，cdcl3)：δ2.46-2.57(m，4h)，δ3.69(s，3h)，δ3.72(s，3h)，δ5.86(m，1h)，δ6.91-7.02(m，1h)
α-氢化己二烯二酸单甲酯(i-4)
1h-nmr(400mhz，cdcl3)：δ2.54(m，4h)，δ3.73(s，3h)，δ5.88(m，1h)，δ6.91-7.00(m，1h)。
参考例53-羟基己二酸甲酯-3,6-内酯(ii-2)的准备
本发明中使用的3-羟基己二酸甲酯-3,6-内酯利用化学合成来准备。
向由参考例3得到的3-羟基己二酸-3,6-内酯3.0g(0.021摩尔)中添加甲醇0.1l(国产化学公司制)而使其完全溶解，在搅拌的同时添加98％硫酸0.5g(和光纯药公司制)，于室温搅拌5小时。反应结束后，利用旋转蒸发仪蒸馏除去甲醇，利用乙酸乙酯(和光纯药公司制)进行萃取操作。接下来，利用旋转蒸发仪蒸馏除去乙酸乙酯后，通过硅胶柱色谱法(己烷:乙酸乙酯＝10:1)分离纯化，从而得到纯净的3-羟基己二酸甲酯-3,6-内酯2.6g。
1h-nmr(400mhz，cdcl3)：δ1.93-1.98(m，1h)，δ2.43-2.84(m，5h)，δ3.70(s，3h)，δ4.88(m，1h)。
实施例1使用α-氢化己二烯二酸(i-1)制造ε-己内酰胺(条件1)
向容量为0.2l的不锈钢制高压釜(taiatsutechnocorporation制)中，添加由参考例1合成得到的α-氢化己二烯二酸1.0g、二氧杂环己烷0.1l(和光纯药公司制)、负载有5重量％钯的γ氧化铝(pd/γal2o3，alfaaser公司制)0.05g。接着，向高压釜中添加氨气，将高压釜的内压调节为0.35mpa(表压)，然后以1000rpm于室温搅拌30分钟。接着，在继续搅拌的同时添加氢，将高压釜的内压调节为1.35mpa(表压，以氢的分压换算计)(全压(表压)：1.7mpa)。接着，在高压釜内的温度为250℃的条件下加热3小时。反应结束后，自然冷却至室温，放出高压釜内的气体而恢复至常压，然后回收反应溶液。用气相色谱法分析反应溶液，利用旋转蒸发仪(东京理化器械公司制)将反应溶液浓缩而得到固体，利用高效液相色谱法(hplc)及1h-nmr(400mhz，日本电子公司制)分析该固体。结果示于表1。需要说明的是，ε-己内酰胺的定量分析通过高效液相色谱法(hplc)进行，副产物的定量分析通过气相色谱法进行，己二酰胺的定量分析通过1h-nmr进行。
利用高效液相色谱法进行的ε-己内酰胺的定量分析
hplc：prominence(岛津制作所公司制)
色谱柱：synergihydro-rp(phenomenex公司制)，长度250mm，内径4.60mm，粒径4μm
流动相：0.1％磷酸水溶液/乙腈＝85/15
流速：1.0ml/分钟
检测器：uv(210nm)
柱温：40℃。
利用气相色谱法进行的副产物的定量分析
gcms：gcms-qp2010ultra(岛津制作所公司制)
色谱柱：db-5，长度30m，内径0.25mm，膜厚1.00μm(agilenttechnologies公司制)
载气：氦,线速度恒定(39.0cm/秒)
分流比：10
气化室：280℃
柱箱温度：100℃(4分钟)→(10℃/分钟)→320℃(11分钟)
接口温度(interfacetemperature)：280℃。
实施例2～6ε-己内酰胺的制造(条件1)
按与实施例1同样的方法，分别使用由参考例2合成的3-羟基己二酸(i-2，实施例2)、由参考例3合成的3-羟基己二酸-3,6-内酯(ii-1，实施例3)、由参考例4合成的α-氢化己二烯二酸二甲酯(i-3，实施例4)、由参考例4合成的α-氢化己二烯二酸单甲酯(i-4，实施例5)、由参考例5合成的3-羟基己二酸甲酯-3,6-内酯(ii-2，实施例6)，来代替α-氢化己二烯二酸(i-1)作为原料，进行ε-己内酰胺的制造。将各结果示于表1。
表1
比较例1
作为比较例1，在与实施例1～6同样条件(压力、温度、时间、催化剂、溶剂，浓度)下，将反式-反式己二烯二酸(东京化成工业公司制)用作原料二羧酸，并将专利文献2中记载的结果也示于表1。
实施例7～12ε-己内酰胺的制造(条件2)
分别使用α-氢化己二烯二酸(i-1，实施例7)、3-羟基己二酸(i-2，实施例8)、3-羟基己二酸-3,6-内酯(ii-1，实施例9)、α-氢化己二烯二酸二甲酯(i-3，实施例10)、α-氢化己二烯二酸单甲酯(i-4，实施例11)、3-羟基己二酸甲酯-3,6-内酯(ii-2，实施例12)作为原料，将添加的氨气的高压釜的内压变更为0.18mpa(表压)、另外将添加的氢的高压釜的内压变更为0.72mpa(表压，以氢的分压换算计)(全压(表压)：0.90mpa)，除此以外，在与实施例1～6同样的条件下，进行ε-己内酰胺的制造。将各结果示于表2。
表2
如表1所示，在将比较例1的反式-反式己二烯二酸作为原料时，以15％的收率生成了作为副产物的六亚甲基亚胺(其为ε-己内酰胺的还原体)，还确认到己酰胺的生成。此外，由于摩尔平衡为74％这样的低值，因此还确认到生成了大量不明的副产物。推测为了获得ε-己内酰胺，分离纯化操作将变得繁杂。
另一方面，在实施例1～6中，副产物仅为六亚甲基亚胺，其生成量也少。虽然以45％左右的收率生成了己二酰胺，但己二酰胺为反应中间体，通过供至同样的反应条件，能够转化成作为目标的ε-己内酰胺。即，根据需要将己二酰胺分离纯化而回收，并将其作为原料进行再循环，由此能够将目标ε-己内酰胺的收率提高至极限。
在将反应条件中的氨、氢的各分压降低而成为实用条件的实施例7～12中，也可同样地抑制副产物的生成，与可再循环的己二酰胺的生成一同得到目标ε-己内酰胺。
以上所述表明，通过将通式(i)或(ii)表示的化合物作为原料并使之与氢及氨反应，可抑制副产物的生成、高选择性地得到ε-己内酰胺。