JP2000302703A - Preparation of cyclo-olefines - Google Patents
Preparation of cyclo-olefinesInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シクロオレフィン
類の製造方法に関し、さらに詳しくは、選択的にかつ一
段でシクロモノエンおよび/またはシクロジエンを得る
ことのできるシクロオレフィン類の製造方法に関するも
のである。The present invention relates to a method for producing cycloolefins, and more particularly, to a method for producing cycloolefins that can selectively and in one step obtain cyclomonoene and / or cyclodiene. .
【0002】[0002]
【従来の技術】単環芳香族炭化水素を水素化して得られ
るシクロモノエンは、有機化学工業製品の中間体として
有用であり、特にポリアミド原料やリジン原料等として
重要な化合物である。また、単環芳香族炭化水素を水素
化して得られるシクロジエンも、複数の置換基を有する
炭素6員環の誘導体やディ−ルス−アルダ−反応による
誘導体の原料して、さらに、機能性樹脂の一つであるジ
エン系重合体の原料として有用な化合物である。2. Description of the Related Art Cyclomonoenes obtained by hydrogenating monocyclic aromatic hydrocarbons are useful as intermediates in organic chemical products, and are particularly important compounds as raw materials for polyamide and lysine. Further, cyclodiene obtained by hydrogenating a monocyclic aromatic hydrocarbon is also used as a raw material for a derivative of a 6-membered carbon ring having a plurality of substituents or a derivative by a Diels-Alder reaction, and further as a functional resin. It is a compound useful as a raw material for one diene polymer.
【0003】このようなシクロオレフィンの製造方法と
して、これまでに、金属ルテニウムからなる微粒子状触
媒と水とを用いベンゼンを水素化してシクロヘキセンを
製造する方法が知られている(特開昭61−50930
号公報、特開昭62−45544号公報、特開昭62−
81332号公報、特開昭62−205037号公
報)。As a method for producing such a cycloolefin, there has been known a method for producing cyclohexene by hydrogenating benzene using a particulate catalyst made of metal ruthenium and water (Japanese Patent Laid-Open No. 61-1986). 50930
JP, JP-A-62-45544, JP-A-62-45544
81332, JP-A-62-205037).
【0004】しかしながら、これらの製造方法において
は、目的物であるシクロヘキセンを高選択率で得ようと
すると、ベンゼンと水との二相系で反応を行う必要があ
り、このため反応器規模を大きくせざるを得ないという
実用上の不都合があった。この不都合を回避し、反応器
規模を縮小して実施しようとすると、ベンゼンの転化率
を20%以下に制御して反応させなければならなかっ
た。しかも、ベンゼンの転化率を20%以下としても、
シクロヘキセンの選択率は最高90%に止まり、後の分
離精製工程の負荷が増大するという問題も新たに生じて
いた。However, in these production methods, in order to obtain the desired cyclohexene with a high selectivity, it is necessary to carry out the reaction in a two-phase system of benzene and water. There was a practical inconvenience of having to do it. In order to avoid this inconvenience and reduce the scale of the reactor, it was necessary to control the conversion of benzene to 20% or less. Moreover, even if the conversion of benzene is set to 20% or less,
The selectivity of cyclohexene is limited to 90% at the maximum, and there is a new problem that the load of the subsequent separation and purification step is increased.
【0005】また、ベンゼンの水素化触媒として、希土
類金属を金属蒸着法によって調製したもの(Lanthanoide
Actinide Res.,1987 2.,79)や液体アンモニアに溶解し
た希土類金属をシリカまたはシリカ−アルミナと複合・
担持させたもの(J.Chem.Soc.Chem.Commun.,1993,1852)
が知られているが、シクロヘキセンの選択率が20%以
下であったり、シクロヘキセンの選択率は96%以上と
高いものの、ベンゼンの転化率が著しく低いという欠点
があった。As a catalyst for hydrogenating benzene, a rare earth metal prepared by a metal vapor deposition method (Lanthanoide)
Actinide Res., 1987 2., 79) and the combination of rare earth metals dissolved in liquid ammonia with silica or silica-alumina.
Supported (J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1993, 1852)
However, although the selectivity of cyclohexene is 20% or less and the selectivity of cyclohexene is as high as 96% or more, there is a drawback that the conversion of benzene is extremely low.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の技術の欠点を解消し、選択的にかつ一段でシクロ
モノエンおよび/またはシクロジエンを得ることのでき
るシクロオレフィン類の製造方法を提供することを目的
とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves such disadvantages of the prior art and provides a process for producing cycloolefins which can selectively and in one step obtain cyclomonoene and / or cyclodiene. It is intended to do so.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために、単環芳香族炭化水素の水素化触媒に着
目し鋭意検討を重ねた結果、希土類金属錯体を触媒とし
て用いることによって、上記目的を達成することができ
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成する
に到った。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventor has focused on a hydrogenation catalyst for monocyclic aromatic hydrocarbons, and as a result of intensive studies, it has been found that a rare earth metal complex is used as a catalyst. As a result, they have found that the above object can be achieved, and have completed the present invention based on this finding.
【0008】すなわち、本発明は、(1)単環芳香族炭
化水素を、希土類金属錯体を触媒として水素化すること
を特徴とするシクロオレフィン類の製造方法、(2)希
土類金属錯体が、希土類金属を液体アンモニアにより溶
解処理して調製されたものである上記(1)記載のシク
ロオレフィン類の製造方法および(3)水素化が、アン
モニアの存在下で実施されるものである上記(1)また
は(2)記載のシクロオレフィン類の製造方法を提供す
るものである。That is, the present invention provides (1) a method for producing cycloolefins, which comprises hydrogenating a monocyclic aromatic hydrocarbon using a rare earth metal complex as a catalyst, and (2) a method wherein the rare earth metal complex is a rare earth metal complex. (1) The method for producing cycloolefins according to the above (1), which is prepared by dissolving a metal with liquid ammonia, and (3) the hydrogenation is carried out in the presence of ammonia. Alternatively, the present invention provides a method for producing the cycloolefin described in (2).
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。本発明において用いる単環芳香族炭化水
素に特に制限はなく、ベンゼンの外に、トルエン、キシ
レン、エチルベンゼン、クメン、シメン、メシチレン
等、低級アルキル基置換ベンゼンを挙げることができ、
中でも目的生成物の有用性に照らせば、ベンゼンが好適
である。Embodiments of the present invention will be described below. There is no particular limitation on the monocyclic aromatic hydrocarbon used in the present invention, and in addition to benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, cymene, mesitylene, etc., can be mentioned lower alkyl group-substituted benzene,
Among them, benzene is preferred in view of the usefulness of the target product.
【0010】触媒として用いる希土類金属錯体にも特に
制限はなく、イッテルビウム、ユウロピウム、プラセオ
ジム、サマリウム等の希土類金属の錯体を挙げることが
でき、中でもイッテルビウム、ユウロピウムの錯体は好
ましい触媒として使用することができる。これら希土類
金属は、単独で用いても2種以上を組合せて用いてもよ
い。The rare earth metal complex used as the catalyst is not particularly limited, and examples thereof include complexes of rare earth metals such as ytterbium, europium, praseodymium, and samarium. Among them, complexes of ytterbium and europium can be used as preferred catalysts. . These rare earth metals may be used alone or in combination of two or more.
【0011】触媒の調製に当たっては、特別の方法を採
用する必要はないが、通常は、希土類金属を液体アンモ
ニアに溶解させることによって調製されたものが好まし
く、この際、希土類金属を液体アンモニアに溶解させた
後、一定時間、熟成することが望ましい。熟成を省略す
ると、触媒活性が十分に発現しない場合がある。溶解温
度は、通常は250〜370°K、好ましくは260〜
300°Kであり、熟成温度もほぼ同様である。熟成時
間としては、通常は0.5〜15時間、好ましくは1〜
12時間である。In preparing the catalyst, it is not necessary to employ a special method. However, usually, it is preferable that the catalyst is prepared by dissolving a rare earth metal in liquid ammonia. In this case, the rare earth metal is dissolved in liquid ammonia. It is desirable to ripen it for a certain period of time after the aging. If aging is omitted, the catalytic activity may not be sufficiently exhibited. The dissolution temperature is usually from 250 to 370K, preferably from 260 to 370K.
300 ° K, and the aging temperature is almost the same. The aging time is usually 0.5 to 15 hours, preferably 1 to 15 hours.
12 hours.
【0012】これらの条件の範囲を逸脱して処理した場
合、触媒活性が低下することがあるので望ましくない。
希土類金属を液体アンモニア中に溶解させ、熟成した
後、液体アンモニアを除去すれば、沈殿物として希土類
金属錯体が得られる。触媒の形態には制限はなく、得ら
れた沈殿物をそのまま、または粉状や粒状として用いる
ことができが、接触反応を考慮すると、粉状または粒状
のものが好ましく使用される。If the treatment is carried out outside the range of these conditions, the catalytic activity may decrease, which is not desirable.
After the rare earth metal is dissolved in liquid ammonia and aged, the liquid ammonia is removed to obtain a rare earth metal complex as a precipitate. The form of the catalyst is not limited, and the obtained precipitate can be used as it is, or in the form of powder or granules. However, in consideration of the contact reaction, the powder or granules are preferably used.
【0013】この触媒は、担体に担持して使用する必要
はなく、この点が本発明における特徴の一つである。本
発明においては、上記単環芳香族炭化水素および上記触
媒を反応容器に採り、水素雰囲気下に反応させることに
よって、単環芳香族炭化水素を水素化してシクロオレフ
ィン類を製造するものである。It is not necessary to use the catalyst supported on a carrier, and this is one of the features of the present invention. In the present invention, cycloolefins are produced by taking the above monocyclic aromatic hydrocarbon and the above-mentioned catalyst into a reaction vessel and reacting them under a hydrogen atmosphere to hydrogenate the monocyclic aromatic hydrocarbon.
【0014】触媒の使用量に特に制限はなく、通常は単
環芳香族炭化水素100重量部に対し、5〜80重量
部、好ましくは10〜50重量部である。5重量部未満
では単環芳香族炭化水素の転化率、シクロオレフィンの
選択率共に低下の傾向を示すことがあり、80重量部を
越えた場合、その増量に応じた効果は期待できない。そ
の他の反応条件についても特に制限はないが、反応温度
としては320〜473°K、好ましくは350〜42
0°K、反応時間としては0.5〜10時間、好ましく
は1〜7時間、反応圧力としては0.5〜10MPa、
好ましくは1〜5MPaが採用される。The amount of the catalyst used is not particularly limited, and is usually 5 to 80 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight, per 100 parts by weight of the monocyclic aromatic hydrocarbon. If the amount is less than 5 parts by weight, both the conversion of the monocyclic aromatic hydrocarbon and the selectivity of the cycloolefin tend to decrease. If the amount exceeds 80 parts by weight, the effect corresponding to the increase cannot be expected. There are no particular restrictions on other reaction conditions, but the reaction temperature is 320 to 473 ° K, preferably 350 to 42K.
0 ° K, the reaction time is 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 7 hours, the reaction pressure is 0.5 to 10 MPa,
Preferably, 1 to 5 MPa is employed.
【0015】なお、水素は通常はガスとして反応容器に
圧入され、上記反応圧力にまで昇圧される。その使用量
は、単環芳香族炭化水素1molに対し、2〜30mo
l、好ましくは3〜15molである。2mol未満で
は、目的とするシクロオレフィン類が得られない場合が
あり、30molを越えたとしても増量分の効果は期待
できない。Incidentally, hydrogen is usually injected into the reaction vessel as a gas, and the pressure is increased to the above-mentioned reaction pressure. The amount used is 2 to 30 mo per 1 mol of the monocyclic aromatic hydrocarbon.
1, preferably 3 to 15 mol. If the amount is less than 2 mol, the desired cycloolefin may not be obtained, and even if the amount exceeds 30 mol, the effect of the increased amount cannot be expected.
【0016】本発明においては、上記水素化反応系にア
ンモニアを共存させることによって触媒活性を著しく向
上させることができ、良好な成績を得ることができる。
このアンモニアの添加量は、単環芳香族炭化水素1容量
部に対し、気体換算で100〜1000容量部、好まし
くは200〜600容量部である。100容量部未満で
は、所期の触媒活性の向上は認められない場合があり、
1000容量部を越えたとしても、増量に相応する触媒
活性の向上は期待できない。In the present invention, by coexisting ammonia in the hydrogenation reaction system, the catalytic activity can be remarkably improved, and good results can be obtained.
The amount of ammonia added is 100 to 1000 parts by volume, preferably 200 to 600 parts by volume, in terms of gas, per 1 part by volume of the monocyclic aromatic hydrocarbon. If the amount is less than 100 parts by volume, the expected improvement in the catalytic activity may not be observed,
Even if it exceeds 1,000 parts by volume, it is not possible to expect an improvement in the catalytic activity corresponding to the increase in the amount.
【0017】本発明によれば、単環芳香族炭化水素、た
とえばベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等から、
それぞれシクロヘキセンおよび/またはシクロヘキサジ
エン、メチルシクロヘキセンおよび/またはメチルシク
ロヘキサジエン、ジメチルシクロヘキセンおよび/また
はジメチルシクロヘキサジエン、イソプロピルシクロヘ
キセンおよび/またはイソプロピルシクロヘキサジエン
等が高収率で得られ、しかも、水素化反応系にアンモニ
アを共存させることによって、触媒活性が向し、より良
好な反応成績を得ることができることに加え、単環芳香
族炭化水素に対応するシクロジエン類が選択的に製造で
きるという、画期的なシクロジエンの製造方法が提供さ
れる。According to the present invention, monocyclic aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, cumene, etc.
Cyclohexene and / or cyclohexadiene, methylcyclohexene and / or methylcyclohexadiene, dimethylcyclohexene and / or dimethylcyclohexadiene, isopropylcyclohexene and / or isopropylcyclohexadiene, respectively, can be obtained in high yield, and the hydrogenation reaction system The revolutionary cyclodiene that the coexistence of ammonia improves the catalytic activity and enables better reaction results to be obtained, and also enables the selective production of cyclodienes corresponding to monocyclic aromatic hydrocarbons. Is provided.
【0018】上記水素化反応は、その形式を問わず、回
分式、半回分式、連続式等、いずれの反応形式によって
も実施することができる。The above-mentioned hydrogenation reaction can be carried out irrespective of the type of reaction, such as a batch system, a semi-batch system or a continuous system.
【0019】[0019]
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれら実施例によってなんら
限定されるものではない。 実施例1 窒素ガスで置換した50mlのステンレス製オ−トクレ
−ブに、イッテルビウム(三徳金属工業株式会社製、純
度99.9%)0.5gを入れ、アンモニア(岩谷工業
株式会社製、アンモニアガスを酸化カルシウムで精製
し、さらに水酸化ナトリウムによって処理したもの)1
350cm3 を液化充填してイッテルビウムを溶解さ
せ、その後、1時間熟成して沈殿物を得た。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 In a 50 ml stainless steel autoclave replaced with nitrogen gas, 0.5 g of ytterbium (purity: 99.9%, manufactured by Santoku Metal Industry Co., Ltd.) was added, and ammonia (manufactured by Iwatani Corporation, ammonia gas) was added. Purified with calcium oxide and further treated with sodium hydroxide) 1
350 cm 3 was liquefied and filled to dissolve ytterbium, and then aged for 1 hour to obtain a precipitate.
【0020】次いで、オ−トクレ−ブからアンモニアを
除去して触媒、イッテルビウム錯体を調製した。このよ
うにして調製した触媒を50mlのステンレス製オ−ト
クレ−ブに採り、ベンゼン(和光純薬株式会社製、特級
試薬を金属ナトリウムの存在下、2回蒸留処理したも
の)2mlを入れた後、水素ガスによって3MPaまで
昇圧し、393°Kにて3時間撹拌しながら反応を行っ
た。反応終了後、反応生成物をガスクロマトグラフによ
り分析した結果、ベンゼン転化率は8.5%、シクロヘ
キセン選択率は95%であった。Next, ammonia was removed from the autoclave to prepare a catalyst and a ytterbium complex. The catalyst thus prepared was taken in a 50 ml stainless steel autoclave, and 2 ml of benzene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., which was twice distilled in the presence of sodium metal) was added. Then, the pressure was increased to 3 MPa with hydrogen gas, and the reaction was carried out with stirring at 393 ° K for 3 hours. After the completion of the reaction, the reaction product was analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion of benzene was 8.5% and the selectivity of cyclohexene was 95%.
【0021】実施例2 実施例1における触媒の調製において、熟成時間を3時
間とした以外は、実施例1と同様にして反応を行った。
ベンゼン転化率は10.5%、シクロヘキセン選択率は
85%であった。Example 2 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the aging time was changed to 3 hours in the preparation of the catalyst in Example 1.
The benzene conversion was 10.5% and the cyclohexene selectivity was 85%.
【0022】実施例3 実施例1における触媒の調製において、熟成時間を12
時間とし、反応時間を6時間とした以外は、実施例1と
同様にして反応を行った。ベンゼン転化率は4.5%、
シクロヘキセン選択率は89%であった。Example 3 In the preparation of the catalyst in Example 1, the aging time was 12
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction time was 6 hours. The benzene conversion is 4.5%,
The cyclohexene selectivity was 89%.
【0023】実施例4 実施例1における触媒の調製において、イッテルビウム
に代えてユウロピウムを使用した以外は、実施例1と同
様にして触媒を調製し、ユウロピウム錯体を得た。この
触媒を使用して実施例1と同様にして反応を行った。ベ
ンゼン転化率は1.7%、シクロヘキセン選択率は96
%であった。Example 4 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that europium was used instead of ytterbium in the preparation of the catalyst in Example 1, and a europium complex was obtained. A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using this catalyst. Benzene conversion is 1.7% and cyclohexene selectivity is 96.
%Met.
【0024】実施例5 オ−トクレ−ブにアンモニアガス1000cm3 を27
3°Kで液化充填した以外は、実施例1と同様にして反
応を行った。ベンゼン転化率は16.6%、シクロヘキ
セン選択率は85%、シクロヘキサジエン選択率は14
%であった。Embodiment 5 Ammonia gas 1000 cm 3 was added to an autoclave for 27 minutes.
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the mixture was liquefied and charged at 3 ° K. Benzene conversion was 16.6%, cyclohexene selectivity was 85%, cyclohexadiene selectivity was 14%.
%Met.
【0025】実施例6 実施例4において調製した触媒を使用した以外は、実施
例5と同様にして反応を行った。ベンゼン転化率は4
%、シクロヘキセン選択率は3%、シクロヘキサジエン
選択率は97%であった。Example 6 A reaction was carried out in the same manner as in Example 5 except that the catalyst prepared in Example 4 was used. Benzene conversion is 4
%, Cyclohexene selectivity was 3%, and cyclohexadiene selectivity was 97%.
【0026】実施例7 実施例4における触媒の調製において、熟成時間を3時
間とし、反応温度を364°Kとした以外は、実施例6
と同様にして反応を行った。ベンゼン転化率は1.8
%、シクロヘキセン選択率は1%、シクロヘキサジエン
選択率は99%であった。Example 7 The preparation of the catalyst in Example 4 was repeated except that the aging time was 3 hours and the reaction temperature was 364 ° K.
The reaction was carried out in the same manner as described above. Benzene conversion is 1.8
%, Cyclohexene selectivity was 1%, and cyclohexadiene selectivity was 99%.
【0027】[0027]
【発明の効果】本発明によれば、単環芳香族炭化水素を
水素化して、選択的に高収率で、かつ一段反応によって
対応するシクロモノエンおよび/またはシクロジエンを
得るこのできるシクロオレフィン類の製造方法が提供さ
れ、その製造化学工業分野に多大の寄与をなすものであ
る。According to the present invention, the cycloolefins which can be obtained by hydrogenating a monocyclic aromatic hydrocarbon to obtain the corresponding cyclomonoene and / or cyclodiene selectively and in high yield in a single-step reaction Manufacturing methods are provided and make a great contribution to the manufacturing chemical industry.
Claims (3)
触媒として水素化することを特徴とするシクロオレフィ
ン類の製造方法。1. A process for producing cycloolefins, comprising hydrogenating a monocyclic aromatic hydrocarbon using a rare earth metal complex as a catalyst.
モニアにより溶解処理して調製されたものである請求項
1記載のシクロオレフィン類の製造方法。2. The process for producing cycloolefins according to claim 1, wherein the rare earth metal complex is prepared by dissolving a rare earth metal with liquid ammonia.
るものである請求項1または2記載のシクロオレフィン
類の製造方法。3. The process for producing cycloolefins according to claim 1, wherein the hydrogenation is carried out in the presence of ammonia.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11114946A JP2000302703A (en) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | Preparation of cyclo-olefines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11114946A JP2000302703A (en) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | Preparation of cyclo-olefines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000302703A true JP2000302703A (en) | 2000-10-31 |
Family
ID=14650579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11114946A Pending JP2000302703A (en) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | Preparation of cyclo-olefines |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000302703A (en) |
-
1999
- 1999-04-22 JP JP11114946A patent/JP2000302703A/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
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