有機化学において、チーグラー法（チーグラー・アルフォル合成とも呼ばれる）は、有機アルミニウム化合物を用いてエチレンから脂肪族アルコールを製造する方法である。この反応では、偶数炭素鎖を持つ直鎖第一級アルコールが生成される。この方法では、アルミニウム化合物を用いてエチレンをオリゴマー化し、得られたアルキル基を酸素化する。通常、目標生成物は脂肪族アルコールであり、これは天然の油脂から得られる。脂肪族アルコールは食品や化学処理に用いられる。両親媒性の性質を持つため有用である。この合成経路は、1955年にこの方法を報告したカール・チーグラーにちなんで名付けられた。 [1] [2]
プロセスの詳細
ツィーグラーアルコール合成法は、トリエチルアルミニウムを用いたエチレンのオリゴマー化とそれに続く酸化反応である[2]。トリエチルアルミニウムは、アルミニウム、エチレン、および水素ガスの反応によって生成される。製造工程では、生成されたトリエチルアルミニウムの3分の2が反応器に再循環され、3分の1のみが脂肪族アルコールの製造に使用される。この循環工程は、より高収率かつより短時間でトリエチルアルミニウムを製造するために用いられる。トリエチルアルミニウムはエチレンと反応して、より高分子量のトリアルキルアルミニウムを生成する。エチレン当量nは、初期のエチレン鎖上に成長するモノマー単位の総数に等しく、ここで(n = x + y + z)であり、x、y、およびzは鎖あたりのエチレン単位の数である。トリアルキルアルミニウムは空気で酸化されてアルミニウムアルコキシドを形成し、最終的に水酸化アルミニウムと目的のアルコールに加水分解される[1] 。
- Al+3エチレン+1.5H 2 → Al(C 2 H 5 ) 3
- Al(C 2 H 5 ) 3 n-エチレン → Al((CH 2 CH 2 ) n CH 2 CH 3 ) 3
- Al((CH 2 CH 2 ) n CH 2 CH 3 ) 3 + O 2 → Al(O(CH 2 CH 2 ) n CH 2 CH 3 ) 3
- Al(O(CH 2 CH 2 ) n CH 2 CH 3 ) 3 +3H 2 O → Al(OH) 3 + CH 3 CH 2 (CH 2 CH 2 ) n OH
反応温度はアルコール生成時の分子量に影響を及ぼします。60～120℃の温度範囲では、より分子量の高いトリアルキルアルミニウムが形成されますが、より高い温度（例えば120～150℃）では熱置換反応が起こり、α-オレフィン鎖が生成されます。150℃を超えると、α-オレフィンの二量化が起こります。
アプリケーション
合成の副産物である水酸化アルミニウムは脱水処理することで酸化アルミニウムを得ることができ、高純度であれば高い商業価値を持つ。チーグラー法の改良法の一つにEPAL法がある。この法では、鎖成長が最適化され、分子量分布の狭いアルコールが生成される。他のアルコールの合成にもチーグラー法と改良型EPAL法が用いられており、例えばスチレンのトランスアルキル化による2-フェニルエタノールの合成などが挙げられる。トリエチルアルミニウムの代わりにジエチルアルミニウムヒドリドを使用することができる。[1]
参照
- ゲルベ反応、分岐脂肪族アルコールの製造経路
参考文献
- ^ abc クラウス・ノーウェック、ヴォルフガング・グラファーレント (2006)。 「脂肪アルコール」。ウルマンの工業化学百科事典。ワインハイム: ワイリー-VCH。土井：10.1002/14356007.a10_277.pub2。ISBN 978-3-527-30673-2。
- ^ ab Zerong Wang「Zieglerアルコール合成（Ziegler高級アルコール合成、Alfol法、Ziegler-Alfol法、Ziegler-Alfol合成）」Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents、2010年、John Wiley & Sons、Inc.オンラインISBN 9780470638859
