JP2001019657A - Production of alpha-oxocarboxylic acid - Google Patents

Production of alpha-oxocarboxylic acid

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JP2001019657A
JP2001019657A JP19527699A JP19527699A JP2001019657A JP 2001019657 A JP2001019657 A JP 2001019657A JP 19527699 A JP19527699 A JP 19527699A JP 19527699 A JP19527699 A JP 19527699A JP 2001019657 A JP2001019657 A JP 2001019657A
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JP
Japan
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reaction
catalyst
gas
oxoaldehyde
water
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JP19527699A
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Japanese (ja)
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Kimio Ariyoshi
公男 有吉
Akihiko Ota
昭彦 太田
Tokuharu Mori
徳春 森
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To conveniently obtain an α-oxocarboxylic acid in a good yield at a low cost by the gas phase reaction of α-oxoaldehyde and/or α-hydroxyaldehyde with water in the presence of oxygen. SOLUTION: By the gas phase reaction of (preferably 1-5 vol% of) α- oxoaldehyde (e.g. glyoxal, pyruvaldehyde, etc.), and/or α-hydroxyaldehyde (e.g. glycolaldehyde, 2-hydroxypropanal, etc.), with (preferably 5-80 vol% of) water in the presence of (preferably 0.5-10 vol% of) oxygen preferably at 150-500 deg.C, an α-oxocarboxylic acid (e.g. glyoxylic acid, etc.), is obtained. The reaction preferably is conducted in the presence of a catalyst containing at least one of oxide containing at least one of group Ia-IIa elements or the like. Water is reacted in a molar ratio of >=4 based on the α-oxoaldehyde and/or α- hydroxyaldehyde.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、α-オキソアルデ
ヒドおよび/またはα-ヒドロキシアルデヒドと、水と
を、酸素の存在下で気相反応させてα-オキソカルボン
酸を製造する方法に関する。代表的なα-オキソカルボ
ン酸であるグリオキシル酸は、例えば、医薬修飾剤、化
粧品、香料、農薬等の各種製品の中間原料として、工業
的に有用な化合物である。
[0001] The present invention relates to a method for producing α-oxocarboxylic acid by subjecting α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde to water and gas phase reaction in the presence of oxygen. Glyoxylic acid, which is a typical α-oxocarboxylic acid, is an industrially useful compound as an intermediate material for various products such as pharmaceutical modifiers, cosmetics, fragrances, and agricultural chemicals.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、代表的なα-オキソカルボン酸で
あるグリオキシル酸の製造方法としては、例えば、 グリオキザールを硝酸や塩素または過酸化水素を酸化
剤として液相酸化する方法(特公昭56−8018公
報、特開昭63−83043号公報等)、 グリオキザールを例えば白金またはパラジウムを含む
触媒および酸素の存在下で液相酸化する方法(特開平9
−104652公報等)、等が知られている。
2. Description of the Related Art Heretofore, as a method for producing glyoxylic acid, which is a typical α-oxocarboxylic acid, for example, a method in which liquid phase oxidation of glyoxal using nitric acid, chlorine or hydrogen peroxide as an oxidizing agent (Japanese Patent Publication No. 8018, JP-A-63-83043, etc.) and a method of subjecting glyoxal to liquid phase oxidation in the presence of a catalyst containing, for example, platinum or palladium, and oxygen (Japanese Patent Laid-Open Publication No.
-104652) and the like.

【0003】また、グリオキザール以外の化合物を出発
物質とするグリオキシル酸の製造方法としては、例え
ば、 マレイン酸をオゾンを用いて酸化する方法(特開昭5
9−21643公報等)、 シュウ酸を陰極還元する方法(特公昭53−2440
6公報等)、等が知られている。
As a method for producing glyoxylic acid using a compound other than glyoxal as a starting material, for example, a method of oxidizing maleic acid with ozone (see Japanese Patent Application Laid-Open No.
9-21644), a method for cathodic reduction of oxalic acid (Japanese Patent Publication No. 53-2440)
6 gazettes) are known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グリオ
キザールを出発物質とする上記従来の方法のうち、硝
酸や塩素を酸化剤に用いる方法は、多量の硝酸や塩素を
用いるため、副生する多量の窒素酸化物の処理や、生成
物からの未反応強酸(硝酸、塩酸)の分離が煩雑で多大
のコストがかかる等の問題点を有している。また過酸化
水素を用いる方法は、高価な過酸化水素を用い経済的で
ない上、反応系の酸素を遮断する必要があるなど操作は
煩雑でかつ触媒である2価の鉄イオンの生成物からの分
離も煩雑等の欠点を有している。
However, among the above-mentioned conventional methods using glyoxal as a starting material, the method using nitric acid or chlorine as an oxidizing agent uses a large amount of nitric acid or chlorine, so that a large amount of by-produced nitrogen is used. There are problems in that treatment of oxides and separation of unreacted strong acids (nitric acid, hydrochloric acid) from products are complicated and costly. In addition, the method using hydrogen peroxide is not economical using expensive hydrogen peroxide, and the operation is complicated, for example, it is necessary to shut off oxygen in the reaction system. Separation also has disadvantages such as complication.

【0005】一方、上記従来の方法では、副生成物と
してシュウ酸等の副生が多く、グリオキザールを比較的
低濃度の条件下で液相酸化しなければならず生産性が低
い。また、反応の進行を円滑にするために、水酸化ナト
リウム等のアルカリ、またはメタノール等のアルコール
の添加を必要とし、反応終了後のこれら添加物の後処理
が煩雑である等の欠点を有している。
On the other hand, in the above-mentioned conventional method, there are many by-products such as oxalic acid as by-products, and glyoxal must be liquid-phase oxidized under relatively low concentration conditions, resulting in low productivity. In addition, in order to facilitate the progress of the reaction, it is necessary to add an alkali such as sodium hydroxide, or an alcohol such as methanol, which has a disadvantage that post-treatment of these additives after the reaction is complicated. ing.

【0006】また、グリオキザール以外の化合物を出発
物質とする上記従来の方法では、高価でかつ有毒なオ
ゾンを用いなければならず、しかも反応工程が長いので
生産性が低い。
Further, in the above-mentioned conventional method using a compound other than glyoxal as a starting material, expensive and toxic ozone must be used, and the productivity is low because the reaction step is long.

【0007】一方、上記従来の方法では、高価なシュ
ウ酸や電気を用い、電極反応槽などの設備費も相当高価
であり経済的でない等の欠点を有している。
On the other hand, the above-mentioned conventional method has disadvantages such as the use of expensive oxalic acid and electricity, and the equipment costs of an electrode reaction tank and the like are considerably expensive and not economical.

【0008】つまり、上記従来の方法では、何れも、グ
リオキシル酸を安価に製造することができないという問
題点を有している。
That is, any of the above-mentioned conventional methods has a problem that glyoxylic acid cannot be produced at low cost.

【0009】本発明は、以上のような状況に鑑みてなさ
れたものであり、本発明の目的は、α-オキソカルボン
酸を簡便にかつ収率良く、安価に製造する方法を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing α-oxocarboxylic acid simply, with good yield, and at low cost. is there.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討するなかで、α-オキソアルデヒ
ドおよび/またはα-ヒドロキシアルデヒドと、水と
を、酸素の存在下で気相反応させることにより安価にか
つ効率的に該α-オキソカルボン酸を製造できることを
見出して、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and have found that α-oxo aldehyde and / or α-hydroxy aldehyde and water are dissolved in the presence of oxygen. The inventors have found that the α-oxocarboxylic acid can be produced inexpensively and efficiently by performing a phase reaction, and have completed the present invention.

【0011】すなわち、本発明のα-オキソカルボン酸
の製造方法は、上記の課題を解決するために、α-オキ
ソアルデヒドおよび/またはα-ヒドロキシアルデヒド
と、水とを、酸素の存在下で気相反応させることを特徴
としている。
That is, in order to solve the above-mentioned problems, the process for producing α-oxocarboxylic acid according to the present invention comprises reacting α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde with water in the presence of oxygen. It is characterized by a phase reaction.

【0012】前記反応は、周期律表Ia族、IIa族、IIIa
族、IVa族、Va族、Ib族、IIb族、IVb族、Vb族およびVIb
族の元素、鉄並びにニッケルからなる群より選ばれる1
種以上の元素を含有する酸化物を含有してなる触媒の存
在下で行うことが好ましい。
The above reaction is carried out in groups Ia, IIa, IIIa of the periodic table.
Tribe, IVa, Va, Ib, IIb, IVb, Vb and VIb
A member selected from the group consisting of group elements, iron and nickel
It is preferable to carry out the reaction in the presence of a catalyst containing an oxide containing at least one element.

【0013】また前記α-オキソアルデヒドおよび/ま
たはα-ヒドロキシアルデヒドに対する水のモル比は、
4以上で反応させることが好ましい。
The molar ratio of water to α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde is as follows:
It is preferable to carry out the reaction with 4 or more.

【0014】また前記α-オキソアルデヒドおよび/ま
たはα-ヒドロキシアルデヒドは、下記一般式(1)
The α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde is represented by the following general formula (1)

【0015】[0015]

【化2】 Embedded image

【0016】(式中、Rは、水素原子または有機残基を
表す。)で表される1,2−ジオールを気相酸化して得
られるガス状のα-オキソアルデヒドおよび/またはα-
ヒドロキシアルデヒドであることが好ましい。
(Wherein, R represents a hydrogen atom or an organic residue). Gaseous α-oxoaldehyde and / or α-oxoaldehyde obtained by subjecting 1,2-diol represented by the formula:
Preferably it is a hydroxy aldehyde.

【0017】また本発明の触媒は、α-オキソアルデヒ
ドおよび/またはα-ヒドロキシアルデヒドと、水とを、
酸素の存在下で気相反応させてα-オキソカルボン酸を
製造する際に使用される触媒であって、該触媒が、周期
律表Ia族、IIa族、IIIa族、IVa族、Va族、Ib族、IIb
族、IVb族、Vb族およびVIb族の元素、鉄並びにニッケル
からなる群より選ばれる1種以上の元素を含有する酸化
物を含有してなることを特徴としている。
Further, the catalyst of the present invention comprises an α-oxoaldehyde and / or an α-hydroxyaldehyde, and water.
A catalyst used when producing an α-oxocarboxylic acid by performing a gas phase reaction in the presence of oxygen, wherein the catalyst is a group Ia, IIa, IIIa, IIIa, IVa, Va group of the periodic table. Ib, IIb
It is characterized by containing an oxide containing at least one element selected from the group consisting of Group IV, IVb, Vb and VIb elements, iron and nickel.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明に用いられるα-オキソア
ルデヒドは、例えば下記一般式(2)
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The α-oxo aldehyde used in the present invention is represented by, for example, the following general formula (2)

【0019】[0019]

【化3】 Embedded image

【0020】(式中、Rは水素原子または有機残基を表
す。)で表される化合物である。式中の有機残基として
は、例えば、炭素数1〜4の飽和脂肪族炭化水素残基、
炭素数2〜3の不飽和脂肪族炭化水素残基、芳香族炭化
水素残基等が挙げられる。
(Wherein, R represents a hydrogen atom or an organic residue). Examples of the organic residue in the formula include, for example, a saturated aliphatic hydrocarbon residue having 1 to 4 carbon atoms,
Examples thereof include an unsaturated aliphatic hydrocarbon residue having 2 to 3 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon residue.

【0021】前記α-オキソアルデヒドとしては、具体
的には、グリオキザール;ピルビンアルデヒド、2−オ
キソブタナール、2−オキソペンタナール、2−オキソ
ヘキサナール等;2-オキソ−3−ブテナール、2−オ
キソ−3−ペンテナール;2−フェニル−2−オキソエ
タナール等が挙げられる。
Examples of the α-oxoaldehyde include glyoxal; pyruvaldehyde, 2-oxobutanal, 2-oxopentanal, 2-oxohexanal and the like; 2-oxo-3-butenal, 2-oxo -3-pentenal; 2-phenyl-2-oxoethanal and the like.

【0022】本発明に用いられるα-ヒドロキシアルデ
ヒドとしては、下記一般式(3)
The α-hydroxyaldehyde used in the present invention is represented by the following general formula (3)

【0023】[0023]

【化4】 Embedded image

【0024】(式中、Rは水素原子または有機残基を表
す。)で表される化合物である。式中の有機残基として
は、例えば、炭素数1〜4の飽和脂肪族炭化水素残基、
炭素数2〜3の不飽和脂肪族炭化水素残基、芳香族炭化
水素残基等が挙げられる。
(Wherein, R represents a hydrogen atom or an organic residue). Examples of the organic residue in the formula include, for example, a saturated aliphatic hydrocarbon residue having 1 to 4 carbon atoms,
Examples thereof include an unsaturated aliphatic hydrocarbon residue having 2 to 3 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon residue.

【0025】前記α-ヒドロキシアルデヒドとしては、
具体的には、グリコールアルデヒド;2−ヒドロキシプ
ロパナール、2−ヒドロキシブタナール、2−ヒドロキ
シペンタナール、2−ヒドロキシヘキサナール;2-ヒ
ドロキシ−3−ブテナール、2−ヒドロキシ−3−ペン
テナール;2−フェニル−2−ヒドロキシエタナール等
が挙げられる。
As the α-hydroxyaldehyde,
Specifically, glycol aldehyde; 2-hydroxypropanal, 2-hydroxybutanal, 2-hydroxypentanal, 2-hydroxyhexanal; 2-hydroxy-3-butenal, 2-hydroxy-3-pentenal; 2-phenyl -2-hydroxyethanal and the like.

【0026】尚、上記原料α-オキソアルデヒドおよび
/またはα-ヒドロキシアルデヒドを得る方法は、特に
限定されないが、例えば、(i)下記一般式(1)
The method for obtaining the above-mentioned raw material α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde is not particularly limited. For example, (i) the following general formula (1)

【0027】[0027]

【化5】 Embedded image

【0028】(式中、Rは水素原子または有機残基を表
す。)で表される1,2−ジオール(以下、単に1,2
−ジオールと記す)を気相酸化する方法、あるいは(i
i)α-オキソアルデヒド溶液および/またはα−ヒド
ロキシアルデヒド溶液を加熱する方法等が挙げられる。
(Wherein R represents a hydrogen atom or an organic residue) 1,2-diol (hereinafter simply referred to as 1,2)
-Diol), or (i)
i) a method of heating an α-oxoaldehyde solution and / or an α-hydroxyaldehyde solution.

【0029】前記(i)の方法において用いる1,2−
ジオールの前記一般式(1)中の有機残基としては、例
えば、炭素数1〜4の飽和脂肪族炭化水素残基、炭素数
2〜3の不飽和脂肪族炭化水素残基、芳香族炭化水素残
基等が挙げられる。
The 1,2- used in the above method (i)
Examples of the organic residue of the diol in the general formula (1) include a saturated aliphatic hydrocarbon residue having 1 to 4 carbon atoms, an unsaturated aliphatic hydrocarbon residue having 2 to 3 carbon atoms, and an aromatic hydrocarbon. And a hydrogen residue.

【0030】前記1,2−ジオールは、常圧の条件で気
化させることが可能なものであればよい。上記1,2−
ジオールとしては、具体的には、エチレングリコール;
プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,
2-ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、3-
メチル-1,2−ブタンジオール;1,2−ジヒドロキ
シ−3−ブテン、1,2−ジヒドロキシ−4−ペンテ
ン;1−フェニル−1,2−ジヒドロキシエタン等が挙
げられる。
The 1,2-diol may be any one that can be vaporized under normal pressure conditions. The above 1, 2-
Specific examples of the diol include ethylene glycol;
Propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,
2-pentanediol, 1,2-hexanediol, 3-
Methyl-1,2-butanediol; 1,2-dihydroxy-3-butene, 1,2-dihydroxy-4-pentene; 1-phenyl-1,2-dihydroxyethane and the like.

【0031】上記1,2−ジオールの気相酸化反応は、
公知の種々のα―オキソアルデヒドの製造方法やα−ヒ
ドロキシアルデヒドの製造法に準じて行うことができ
る。例えば、代表的なα-オキソアルデヒドであるグリ
オキザールの製造方法としては、金属Ag、CuO−ZnO/α
-Al2O3等を触媒としてエチレングリコールを気相酸化す
る方法が知られている。特に、少量のリン含有成分の存
在下で金属Agを触媒とする反応では、高い収率(84
%)が得られている(特開昭58−59933号公報
等)。
The gas phase oxidation reaction of the 1,2-diol is as follows:
It can be carried out according to various known methods for producing α-oxoaldehyde and α-hydroxyaldehyde. For example, a method for producing glyoxal, which is a typical α-oxoaldehyde, includes metal Ag, CuO—ZnO / α
A method is known in which ethylene glycol is vapor-phase oxidized using -Al2O3 or the like as a catalyst. Particularly, in a reaction catalyzed by metal Ag in the presence of a small amount of a phosphorus-containing component, a high yield (84
%) (JP-A-58-59933, etc.).

【0032】前記(ii)の方法におけるα-オキソア
ルデヒド溶液としては、α-オキソアルデヒド水溶液が
好ましく、例えば、グリオキザール水溶液を用いること
ができ、加熱により水蒸気もガス同伴供給できるため有
利である。また、上記α-ヒドロキシアルデヒド溶液と
しては、α-ヒドロキシアルデヒド二量体の水溶液、例
えば、グリコールアルデヒド二量体を水に溶解してなる
水溶液を用いることができる。
As the α-oxoaldehyde solution in the method (ii), an α-oxoaldehyde aqueous solution is preferable, and for example, a glyoxal aqueous solution can be used, and it is advantageous because steam can be supplied together with steam by heating. As the α-hydroxyaldehyde solution, an aqueous solution of an α-hydroxyaldehyde dimer, for example, an aqueous solution obtained by dissolving a glycolaldehyde dimer in water can be used.

【0033】ガス状のα-オキソアルデヒドおよび/ま
たはα-ヒドロキシアルデヒドを簡便に効率良く得られ
る点で、前記(i)の方法が好ましい。
The method (i) is preferred in that gaseous α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde can be obtained simply and efficiently.

【0034】本発明に用いられる酸素は、分子状酸素含
有ガスを用いて供給することができる。分子状酸素含有
ガスとしては、酸素、空気、それらを窒素やヘリウム等
の不活性ガスで希釈してなる混合ガス等の通常の分子状
酸素含有ガスを用いることができるが、工業的には、空
気、または、空気と不活性ガスとの混合ガスを用いるこ
とが安価であり好ましい。
The oxygen used in the present invention can be supplied using a molecular oxygen-containing gas. As the molecular oxygen-containing gas, ordinary molecular oxygen-containing gas such as oxygen, air, and a mixed gas obtained by diluting them with an inert gas such as nitrogen or helium can be used, but industrially, It is inexpensive and preferable to use air or a mixed gas of air and an inert gas.

【0035】本発明に用いられる水は、前記α-オキソ
アルデヒドおよび/またはα-ヒドロキシアルデヒドに
対するモル比で表して、4以上、さらには5〜25の範
囲が好ましいものである。
The water used in the present invention is preferably 4 or more, more preferably 5 to 25, expressed as a molar ratio to the α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde.

【0036】また本発明における供給原料ガス、つま
り、α-オキソアルデヒドおよび/またはα-ヒドロキシ
アルデヒド、水および酸素(分子状酸素)の組成は、特
に限定されるものではないが、該供給ガスにおけるα-
オキソアルデヒドおよび/またはα-ヒドロキシアルデ
ヒド、水および酸素(分子状酸素)の割合は、この順に
1容量%〜5容量%、5容量%〜80容量%、及び0.
5容量%〜10容量%(残りは不活性ガスであり、合計
は100容量%である)であることがより好ましく、こ
の順に2容量%〜5容量%、20容量%〜50容量%、
及び1容量%〜8容量%(同上)であることがさらに好
ましい。供給原料ガスの組成が、上記範囲から外れる
と、α−オキソカルボン酸を高い収率で製造できなくな
るおそれや、水を上記範囲を超えて添加することは原料
α-オキソアルデヒドおよび/またはα-ヒドロキシアル
デヒドの濃度を薄め、α−オキソカルボン酸の生産性を
減少させるとともに、濃縮等の余分な操作が必要になり
無駄である。
The composition of the feed gas in the present invention, that is, α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde, water and oxygen (molecular oxygen) is not particularly limited. α-
The proportions of oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde, water and oxygen (molecular oxygen) are, in this order, 1% to 5% by volume, 5% to 80% by volume, and 0.1% by volume.
More preferably, 5% by volume to 10% by volume (the remainder is an inert gas and the total is 100% by volume). In this order, 2% by volume to 5% by volume, 20% by volume to 50% by volume,
And 1 to 8% by volume (same as above). When the composition of the feed gas is out of the above range, there is a possibility that the α-oxocarboxylic acid cannot be produced in a high yield, or when water is added beyond the above range, the raw material α-oxoaldehyde and / or α-oxocarboxylic acid cannot be produced. In addition to reducing the concentration of hydroxyaldehyde to reduce the productivity of α-oxocarboxylic acid, extra operations such as concentration are required, which is wasteful.

【0037】また前記供給原料ガス中、すなわちα-オ
キソアルデヒドおよび/またはα-ヒドロキシアルデヒ
ド、水、酸素(分子状酸素)および希釈のため必要に応
じて加えられる不活性ガスを含む混合ガス中には、目的
反応を阻害する物質、例えば、アルコールやオレフィン
を実質共存させることは好ましくない。なぜなら、アル
コールやオレフィンは酸化エステル化を起こし、目的と
するα−オキソカルボン酸の収率を下げてしまうからで
ある。尚、供給原料ガスの調製法は特に限定されるもの
ではない。
Also in the feed gas, ie in a mixed gas containing α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde, water, oxygen (molecular oxygen) and an inert gas optionally added for dilution. It is not preferable that a substance which inhibits a target reaction, for example, an alcohol or an olefin substantially coexist. This is because alcohols and olefins undergo oxidative esterification and lower the yield of the target α-oxocarboxylic acid. The method for preparing the feed gas is not particularly limited.

【0038】本発明の反応においては、原料α-オキソ
アルデヒドおよび/またはα-ヒドロキシアルデヒド
が、気相状態を維持し得る反応温度および反応圧力が採
用される。反応圧力は通常、常圧または減圧であるが、
加圧も可能である。反応温度は、原料α-オキソアルデ
ヒドおよび/またはα-ヒドロキシアルデヒドの種類、
および他の反応条件によっても異なるが、150〜50
0℃の範囲内が好ましく、180〜400℃の範囲内が
さらに好ましい。反応温度が150℃より低いと原料α
-オキソアルデヒドおよび/またはα-ヒドロキシアルデ
ヒドの転化率が大幅に低下し、反応温度が500℃より
高いと燃焼などの副反応が増加し、目的生成物α-オキ
ソカルボン酸の選択率が著しく低下する。ガス状の原料
α-オキソアルデヒドおよび/またはα-ヒドロキシアル
デヒドとガス状の水(水蒸気)は、分子状酸素含有ガス
(酸素、空気、それらを窒素やヘリウム等の不活性ガス
で希釈してなる混合ガス等)と共に、常圧または減圧下
に、触媒層に供給される。
In the reaction of the present invention, a reaction temperature and a reaction pressure at which the raw material α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde can maintain a gaseous state are employed. The reaction pressure is usually normal pressure or reduced pressure,
Pressurization is also possible. The reaction temperature depends on the type of the raw material α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde,
And 150 to 50, depending on other reaction conditions.
It is preferably in the range of 0 ° C, more preferably in the range of 180 to 400 ° C. If the reaction temperature is lower than 150 ° C., the raw material α
The conversion of α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde is greatly reduced, and if the reaction temperature is higher than 500 ° C., side reactions such as combustion increase, and the selectivity of the target product α-oxocarboxylic acid is significantly reduced. I do. Gaseous raw materials α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde and gaseous water (steam) are obtained by diluting molecular oxygen-containing gas (oxygen, air, or the like with an inert gas such as nitrogen or helium). Together with a mixed gas) under normal pressure or reduced pressure.

【0039】また、空間速度(GHSV;1時間当たり
の供給ガス量(L/hr)を、触媒量(L)で除した値で
あって、標準状態(N.T.P)に換算した値)は、原料
の種類および他の反応条件によっても異なるが、100
hr-1〜10,000hr-1の範囲内が好ましく、50
0hr-1〜5,000hr-1の範囲内がさらに好まし
い。
Further, the space velocity (GHSV; a value obtained by dividing the amount of supplied gas per hour (L / hr) by the amount of catalyst (L), which is converted into a standard state (NTP) ) Varies depending on the type of raw materials and other reaction conditions,
is preferably in the range of hr -1 ~10,000hr -1, 50
More preferably, the range is from 0 hr -1 to 5,000 hr -1 .

【0040】本発明の製造方法において、後記の本発明
の触媒を用いることが、収率等の点で特に好ましいもの
である。
In the production method of the present invention, the use of the catalyst of the present invention described below is particularly preferable in terms of yield and the like.

【0041】本発明の触媒は、前記したα-オキソカル
ボン酸の製造方法に用いる触媒であって、周期律表Ia
族、IIa族、IIIa族、IVa族、Va族、Ib族、IIb族、IVb
族、Vb族およびVIb族の元素、鉄並びにニッケルからな
る群より選ばれる1種以上の元素を含有する酸化物を含
有してなることを特徴とする。
The catalyst of the present invention is a catalyst used in the above-mentioned process for producing α-oxocarboxylic acid, and is a compound of the periodic table Ia
Group, IIa, IIIa, IVa, Va, Ib, IIb, IVb
And oxides containing at least one element selected from the group consisting of Group V, Vb and VIb elements, iron and nickel.

【0042】前記触媒としては、例えば、Ia族元素とし
ては、Li,Na、K,Rb、Cs等;IIa族元素とし
ては、Mg、Ca、Sr、Ba等;IIIa族元素として
は、B、Al、Ga、In、Tl等;IVa族元素として
はSi、Ge、Sn、Pb等;Va族元素としては、P、
As、Sb、Bi等;Ib族元素としては、Cu、Ag、
Au等;IIb族元素としては、Zn、Cd、Hg等;IVb
族元素としては、Ti、Zr等;Vb族元素としてはV、
Nb、Ta等;VIb族元素としては、Cr、Mo、W
等;を含有する酸化物触媒が挙げられる。中でも元素と
してリン(P)を含有する酸化物触媒が好ましい。
Examples of the catalyst include: Group Ia elements such as Li, Na, K, Rb and Cs; Group IIa elements such as Mg, Ca, Sr and Ba; Group IIIa elements such as B and Al, Ga, In, Tl, etc .; Group IVa element such as Si, Ge, Sn, Pb; Group Va element, P,
As, Sb, Bi and the like; Cu, Ag,
Au and the like; as a group IIb element, Zn, Cd, Hg and the like; IVb
Group elements, Ti, Zr, etc .;
Nb, Ta, etc .; Group VIb elements include Cr, Mo, W
And the like. Among them, an oxide catalyst containing phosphorus (P) as an element is preferable.

【0043】前記触媒の原料としては、酸化物、水酸化
物、ハロゲン化物、塩類(硝酸塩、炭酸塩、カルボン酸
塩、リン酸塩、硫酸塩等)および金属などが用いられ
る。
As raw materials for the catalyst, oxides, hydroxides, halides, salts (nitrates, carbonates, carboxylates, phosphates, sulfates, etc.), metals and the like are used.

【0044】前記触媒の調製法としては、特に限定され
るものでなく、従来公知のあらゆる方法が適用できる。
例えば、 (1)触媒原料を水中に溶解もしくは懸濁させ、攪拌下加
熱濃縮し、乾燥、焼成を経て触媒とする方法 (2)触媒原料を水中に溶解させ、適当な沈殿剤(例えば
酸性水溶液の場合、アンモニア水などのアルカリ性の沈
殿剤を用いる)を加え、得られた加水分解物をろ過、洗
浄後、乾燥、焼成を経て触媒とする方法等が挙げられ
る。
The method for preparing the catalyst is not particularly limited, and any conventionally known method can be applied.
For example, (1) a method in which a catalyst material is dissolved or suspended in water, heated and concentrated under stirring, dried, and calcined to obtain a catalyst; In this case, an alkaline precipitant such as aqueous ammonia is used), and the resulting hydrolyzate is filtered, washed, dried and calcined to obtain a catalyst.

【0045】尚、乾燥および焼成は、酸化物触媒の種類
や組成にもよるが、温度100〜120゜Cの範囲内の
空気中で乾燥後、温度300〜1000゜Cの範囲内の
空気中、より好ましくは温度400〜800゜Cの範囲
内の空気中で焼成して行う。さらに、必要に応じて、成
型もしくは粒子径を揃える前処理を行うことがより好ま
しい。
The drying and calcination may be performed in an air at a temperature of 100 to 120 ° C., and then in an air at a temperature of 300 to 1000 ° C., depending on the type and composition of the oxide catalyst. More preferably, the calcination is performed in air at a temperature in the range of 400 to 800 ° C. Further, if necessary, it is more preferable to carry out molding or pretreatment for adjusting the particle diameter.

【0046】また、前記触媒は、公知の担体(例えばシ
リカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化ニオブ、
珪藻土、シリコンカーバイド等)に担持または混合して
用いることができる。
The catalyst may be a known carrier (eg, silica, alumina, titania, zirconia, niobium oxide,
Diatomaceous earth, silicon carbide, or the like).

【0047】好ましい触媒であるリンを含有する酸化物
触媒について、さらに詳しく述べる。 リンを含有する
酸化物触媒は、特に限定されるものではないが、その中
でも金属リン酸塩およびリン含有ヘテロポリ酸が好まし
い。
The oxide catalyst containing phosphorus, which is a preferable catalyst, will be described in more detail. The phosphorus-containing oxide catalyst is not particularly limited, but among them, a metal phosphate and a phosphorus-containing heteropolyacid are preferable.

【0048】上記金属リン酸塩の金属としては、リン酸
塩を形成する、周期律表Ia族、IIa族、IIIa族、IVa族、
Va族、Ib族、IIb族、IVb族、Vb族およびVIb族の元素、
鉄並びにニッケルからなる群より選ばれる1種以上の元
素であれば、特に限定されない。例えば、アルカリ金
属、アルカリ土類金属、B、Al、Sn、Pb、Sb、
Bi、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、
Fe、Ni、Cu、Ag、Zn等が挙げられる。金属リ
ン酸塩の金属は、一種類だけではなく、二種以上を組み
合わせることもできる。つまり、二種類以上の金属を含
有する金属リン酸塩を使用することもできる。
Examples of the metal of the metal phosphate include those forming a phosphate, groups Ia, IIa, IIIa, IVa, and IVa of the periodic table.
Elements of the Va, Ib, IIb, IVb, Vb and VIb groups,
There is no particular limitation as long as it is at least one element selected from the group consisting of iron and nickel. For example, alkali metals, alkaline earth metals, B, Al, Sn, Pb, Sb,
Bi, Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W,
Examples include Fe, Ni, Cu, Ag, and Zn. The metal of the metal phosphate may be not only one kind but also a combination of two or more kinds. That is, a metal phosphate containing two or more metals can be used.

【0049】また、金属リン酸塩は、互いに異なる金属
を含有する金属リン酸塩を二種類以上混合してなる混合
物であってもよい。さらには、金属リン酸塩を触媒層と
して反応器に充填する際に、ガス入口側とガス出口側と
で、互いに異なる金属リン酸塩を充填(積層する)こと
もできる。
The metal phosphate may be a mixture of two or more metal phosphates containing different metals. Further, when the metal phosphate is charged into the reactor as a catalyst layer, different metal phosphates may be charged (laminated) on the gas inlet side and the gas outlet side.

【0050】上記金属リン酸塩における金属とリンとの
モル比は、オルトリン酸塩の量論比からずれていてもよ
く、具体的には金属/P=1/0.5〜1/2の範囲であ
る。
The molar ratio of metal to phosphorus in the above metal phosphate may be different from the stoichiometric ratio of orthophosphate, and specifically, the metal / P = 1 / 0.5 to 1/2 Range.

【0051】上記金属リン酸塩触媒の調製方法は、特に
限定されるものではなく、例えば金属塩とリン酸源とを
混合・溶解してなる水溶液から金属リン酸塩を共沈させ
る共沈法;金属塩とリン酸源とを混合し、スラリー状に
した後、混練して金属リン酸塩を得る混練法;等の、公
知の種々の方法を採用することができる。前記金属塩と
しては、例えば金属の硝酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、水
酸化物、塩化物等が挙げられるが、特に限定されるもの
ではない。これら金属塩は、一種類のみを用いてもよ
く、また、二種類以上を併用してもよい。前記リン酸源
としては、具体的には、例えば、オルトリン酸、リン酸
アンモニウム、リン酸一水素アンモニウム、リン酸二水
素アンモニウム等のリン酸塩が挙げられるが、特に限定
されるものではない。これらリン酸源は、一種類のみを
用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。さ
らに、金属塩とリン酸源の組み合わせは、特に限定され
るものではなく、種々の組み合わせを採用することがで
きる。
The method for preparing the metal phosphate catalyst is not particularly limited. For example, a coprecipitation method of coprecipitating a metal phosphate from an aqueous solution obtained by mixing and dissolving a metal salt and a phosphoric acid source. Kneading method in which a metal salt and a phosphoric acid source are mixed to form a slurry, and then kneaded to obtain a metal phosphate; Examples of the metal salt include, but are not particularly limited to, metal nitrates, carbonates, oxalates, hydroxides, and chlorides. One of these metal salts may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. Specific examples of the phosphoric acid source include phosphates such as orthophosphoric acid, ammonium phosphate, ammonium monohydrogen phosphate, and ammonium dihydrogen phosphate, but are not particularly limited. One of these phosphate sources may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. Furthermore, the combination of the metal salt and the phosphoric acid source is not particularly limited, and various combinations can be adopted.

【0052】そして、金属リン酸塩の種類や組成にもよ
るが、該金属リン酸塩は、温度100〜120゜Cの範
囲内の空気中で乾燥後、温度300〜1000゜Cの範
囲内の空気中、より好ましくは温度400〜800゜C
の範囲内の空気中で焼成し、さらに、必要に応じて、成
型もしくは粒子径を揃える前処理を行うことがより好ま
しい。尚、金属リン酸塩は、上記前処理を行わなくと
も、そのまま触媒として使用することができる。
Depending on the type and composition of the metal phosphate, the metal phosphate is dried in air at a temperature of 100 to 120 ° C., and then dried at a temperature of 300 to 1000 ° C. In air, more preferably at a temperature of 400 to 800 ° C.
It is more preferable to perform calcination in air within the range described above, and further to perform pretreatment for forming or adjusting the particle diameter as necessary. The metal phosphate can be used as a catalyst without performing the above pretreatment.

【0053】前記金属リン酸塩は、無機酸化物が添加さ
れた混合物の状態で触媒として使用することがさらに好
ましい。該無機酸化物としては、具体的には、例えば、
シリカ、チタニア、ジルコニア、酸化ニオブ、珪藻土等
が挙げられるが、特に限定されるものではない。上記の
チタニアは、アナターゼ型であってもよく、ルチル型で
あってもよい。これら無機酸化物は、一種類のみを用い
てもよく、また、二種類以上を併用してもよい。金属リ
ン酸塩に対する無機酸化物の添加量は、金属リン酸塩の
種類や組成、無機酸化物の種類にもよるが、両者の合計
量における無機酸化物の割合が、1重量%〜90重量%
の範囲内、よる好ましくは10重量%〜60重量%の範
囲内となるようにすればよい。なお、金属リン酸塩は、
上記混合物の状態にしなくとも、そのまま触媒として使
用することができる。
More preferably, the metal phosphate is used as a catalyst in the state of a mixture to which an inorganic oxide has been added. As the inorganic oxide, specifically, for example,
Examples include silica, titania, zirconia, niobium oxide, and diatomaceous earth, but are not particularly limited. The above titania may be of an anatase type or a rutile type. One kind of these inorganic oxides may be used, or two or more kinds may be used in combination. The amount of the inorganic oxide added to the metal phosphate depends on the type and composition of the metal phosphate and the type of the inorganic oxide, but the proportion of the inorganic oxide in the total amount of both is 1% by weight to 90% by weight. %
, More preferably in the range of 10% by weight to 60% by weight. The metal phosphate is
Even if it is not in the state of the above mixture, it can be used as it is as a catalyst.

【0054】また、前記リン含有ヘテロポリ酸は、特に
限定されるものではないが、下記一般式(4)
The phosphorus-containing heteropolyacid is not particularly limited, but has the following general formula (4):

【0055】[0055]

【化6】 Embedded image

【0056】(式中、Mはタングステン、モリブデンお
よびバナジウムからなる群より選ばれる一種以上の元素
を表し、aはMにより定まる数値であり、nは0または
正数である)で表されるケギン型ヘテロポリ酸が、優れ
た触媒性能を備えているので特に好ましい。
(Wherein M represents at least one element selected from the group consisting of tungsten, molybdenum and vanadium, a is a numerical value determined by M, and n is 0 or a positive number). Heteropolyacids are particularly preferred because of their excellent catalytic performance.

【0057】また、ケギン型ヘテロポリ酸を構成する水
素原子の一部又は全部が、周期律表Ia族、IIa族、IIIa
族、IVa族、Va族、Ib族、IIb族、IVb族、Vb族およびVIb
族の元素、鉄並びにニッケルからなる群より選ばれる1
種以上の元素で置き換えられた化合物、即ち、下記一般
式(5)
Further, some or all of the hydrogen atoms constituting the Keggin-type heteropolyacid may belong to Group Ia, IIa or IIIa of the periodic table.
Tribe, IVa, Va, Ib, IIb, IVb, Vb and VIb
Selected from the group consisting of elements of the group III, iron and nickel
A compound replaced by at least one kind of element, that is, a compound represented by the following general formula (5):

【0058】[0058]

【化7】 Embedded image

【0059】(式中、Mはタングステン、モリブデンお
よびバナジウムからなる群より選ばれる一種以上の元素
を表し、M‘はアルカリ金属原子やアルカリ土類金属原
子、遷移金属原子等の金属原子を表し、aはMにより定
まる数値であり、bは0<b≦aを満たす任意の数値で
あり、nは0または正数である)で表されるヘテロポリ
酸を用いることもできる。ケギン型ヘテロポリ酸やヘテ
ロポリ酸塩の調製方法、つまり、上記リン含有ヘテロポ
リ酸の調製方法は、特に限定されるものではなく、公知
の種々の方法を採用することができる。
(Wherein M represents one or more elements selected from the group consisting of tungsten, molybdenum and vanadium, M ′ represents a metal atom such as an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, and a transition metal atom; a is a numerical value determined by M, b is any numerical value that satisfies 0 <b ≦ a, and n is 0 or a positive number). The method for preparing the Keggin-type heteropolyacid or heteropolyacid salt, that is, the method for preparing the phosphorus-containing heteropolyacid is not particularly limited, and various known methods can be employed.

【0060】前記リン含有ヘテロポリ酸は、リン含有ヘ
テロポリ酸の種類や組成によるが、空気中で乾燥した
後、反応温度よりも高温の空気中で焼成する前処理する
方が好ましい。尚、リン含有ヘテロポリ酸は上記前処理
を行わなくとも、そのまま触媒として使用することがで
きる。
The phosphorus-containing heteropolyacid depends on the type and composition of the phosphorus-containing heteropolyacid, but it is preferable to perform a pre-treatment after drying in air and baking in air at a temperature higher than the reaction temperature. The phosphorus-containing heteropolyacid can be used as a catalyst without performing the above pretreatment.

【0061】前記リン含有ヘテロポリ酸は、担体に担持
した状態で使用することがより好ましい。該担体として
は、特に限定されないが、反応に悪影響を与えず、かつ
リン含有ヘテロポリ酸に対して安定な物質であればよ
い。具体的には、例えば、シリカ、チタニア、ジルコニ
ア、酸化ニオブ、珪藻土等が挙げられるが、特に限定さ
れるものではない。上記のチタニアは、アナターゼ型で
あってもよく、ルチル型であってもよい。これら無機酸
化物は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上
を併用してもよい。
The phosphorus-containing heteropolyacid is more preferably used in a state of being supported on a carrier. The carrier is not particularly limited, but may be any substance that does not adversely affect the reaction and is stable to the phosphorus-containing heteropolyacid. Specific examples include silica, titania, zirconia, niobium oxide, and diatomaceous earth, but are not particularly limited. The above titania may be of an anatase type or a rutile type. One kind of these inorganic oxides may be used, or two or more kinds may be used in combination.

【0062】担体にリン含有ヘテロポリ酸を担持する担
持方法としては、特に限定されないが、具体的には、混
練法や含浸担持法を採用することができる。尚、リン含
有ヘテロポリ酸は、担体に担持しなくとも、そのまま触
媒として使用することができる。
The supporting method for supporting the phosphorus-containing heteropolyacid on the carrier is not particularly limited, but specifically, a kneading method or an impregnating supporting method can be adopted. The phosphorus-containing heteropolyacid can be used as a catalyst without being supported on a carrier.

【0063】本発明の製造法は、気相反応で行なうこと
ができれば、固定床流通型、流動床型いずれの型の反応
器も使用できる。
In the production method of the present invention, any fixed bed flow type or fluidized bed type reactor can be used as long as it can be carried out by a gas phase reaction.

【0064】[0064]

【実施例】以下、実施例により、本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらにより何等限定されるものでは
ない。なお、生成物の分析は液体クロマトグラフィーお
よびガスクロマトグラフィーによって行った。また、実
施例中の転化率、選択率、および収率は、次の定義に従
った。
EXAMPLES The present invention will now be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The product was analyzed by liquid chromatography and gas chromatography. Further, the conversion, selectivity, and yield in the examples were in accordance with the following definitions.

【0065】[0065]

【数1】 (Equation 1)

【0066】[0066]

【数2】 (Equation 2)

【0067】[0067]

【数3】 (Equation 3)

【0068】[0068]

【数4】 (Equation 4)

【0069】[0069]

【数5】 (Equation 5)

【0070】[0070]

【数6】 (Equation 6)

【0071】実施例1 以下の実施例1〜11では、1,2-ジオールとしての
エチレングリコール(以下EGと記す)の気相酸化によ
り、ガス状のα- オキソアルデヒドとしてのグリオキ
ザール(以下GLOと記す)および/またはα-ヒドロキシ
アルデヒドとしてのグリコールアルデヒド(以下GALと
記す)を得たのち、引き続き該ガス状のGLO、GALを水蒸
気、分子状酸素含有ガスと混合し、以下に述べる反応条
件下、触媒層に供給し反応を行った。
Example 1 In the following Examples 1 to 11, glyoxal (hereinafter referred to as GLO) as gaseous α-oxoaldehyde was obtained by gas phase oxidation of ethylene glycol (hereinafter referred to as EG) as 1,2-diol. ) And / or glycolaldehyde as α-hydroxy aldehyde (hereinafter referred to as GAL), and then the gaseous GLO and GAL were mixed with water vapor and molecular oxygen-containing gas, and then reacted under the reaction conditions described below. And supplied to the catalyst layer to carry out a reaction.

【0072】(EGの気相酸化によるガス状GLO,GALの調
製)EGの酸化脱水素反応によりガス状GLO、GALを得た。
反応管(反応器)として内径5.2mmのSUS製パイプ
を用い、該反応管内に、触媒として粒径20〜30メッ
シュの金属Ag(横浜金属株式会社製電解銀)0.6gを
充填した。また、反応管のガス入口側には、該反応管に
供給するガス(EG,分子状酸素含有ガス)を所定温度に
加熱するための蒸発器を取り付けた。さらに、反応管の
外側にまず断熱材を巻き付け、その上に電気ヒーターを
巻き付けて、触媒層の温度制御を行った。供給ガスの組
成はEGが4.2容量%、酸素が4.8容量%(残りは窒
素ガスであり、合計は100容量%である、以下、窒素
ガスバランスと記す)とした。尚、供給ガスにはリン含
有化合物としての亜リン酸トリエチルを、EGに対するリ
ンの割合が60ppmとなるように添加した。
(Preparation of Gaseous GLO and GAL by Gas Phase Oxidation of EG) Gaseous GLO and GAL were obtained by oxidative dehydrogenation of EG.
A SUS pipe having an inner diameter of 5.2 mm was used as a reaction tube (reactor), and 0.6 g of metal Ag (electrolytic silver manufactured by Yokohama Metal Co., Ltd.) having a particle size of 20 to 30 mesh was filled in the reaction tube as a catalyst. Further, an evaporator for heating a gas (EG, molecular oxygen-containing gas) supplied to the reaction tube to a predetermined temperature was attached to the gas inlet side of the reaction tube. Furthermore, a heat insulating material was first wound around the outside of the reaction tube, and an electric heater was wound thereon, thereby controlling the temperature of the catalyst layer. The composition of the supplied gas was 4.2% by volume of EG and 4.8% by volume of oxygen (the remainder was nitrogen gas, and the total was 100% by volume, hereinafter referred to as nitrogen gas balance). Note that triethyl phosphite as a phosphorus-containing compound was added to the supply gas such that the ratio of phosphorus to EG was 60 ppm.

【0073】供給ガスの空間速度(SV)は、45,00
0hr-1となるようにして反応管に供給し、反応温度、
すなわち、触媒層の温度を530℃に制御し、常圧で反
応した。得られた反応ガスの成分を分析したところ、EG
の転化率は100%であり、GLOの収率は83%、GALの
収率は1%であった。
The space velocity (SV) of the supply gas is 45,000.
0 hr -1 and supplied to the reaction tube, and the reaction temperature,
That is, the temperature of the catalyst layer was controlled at 530 ° C., and the reaction was performed at normal pressure. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, EG
Was 100%, the yield of GLO was 83%, and the yield of GAL was 1%.

【0074】(触媒調製)試薬リン酸第二鉄(FePO
4・4H2O、片山化学製)40gを水40gで調湿
し、ステンレス製バットに入れて、空気中120゜Cで
20時間乾燥後、空気中490゜Cで3時間焼成した。
焼成後得られた固体を9〜20メッシュに粒径を揃え触
媒とした。尚、鉄とリンとの比は1:1である。
(Catalyst preparation) Reagent ferric phosphate (FePO
40 g of 4.4H2O (Katayama Chemical) was conditioned with 40 g of water, placed in a stainless steel vat, dried in air at 120 ° C. for 20 hours, and fired in air at 490 ° C. for 3 hours.
The solid obtained after the calcination was adjusted to a particle size of 9 to 20 mesh and used as a catalyst. The ratio between iron and phosphorus is 1: 1.

【0075】(GLO、GALの気相酸化反応)この触媒35
mlを、内径10mmのステンレス製反応管(前記1,
2−ジオールの気相酸化反応器と連結されている)に充
填した後、220℃の溶融塩浴に浸漬し、該反応管内に
前記1,2−ジオールの気相酸化により得られた反応ガ
ス(GLO、GAL、生成水、分子状酸素含有ガス等含む)を
供給し、触媒層入口ガス組成がGLOとGALの合計2.5容
量%、分子状酸素3容量%、水蒸気30容量%(窒素ガ
スバランス)となるように調製した。すなわち、追加酸
素は前記1,2−ジオールの気相酸化により得られた反
応ガスに含まれる酸素を定量し、追加水蒸気は前記1,
2−ジオールの気相酸化により得られた反応成績から生
成水量を計算し、それぞれ不足分を該反応管に供給し
た。供給ガスの空間速度(SV)は、1,200hr-1
なるようにして反応管に供給し、常圧で反応した。得ら
れた反応ガスの成分を分析したところ、GLOとGALの合計
転化率は100%であり、グリオキシル酸(以下、GOA
と記す)の選択率は55%、EGを基準としたGOAの収率
は46%であった。
(Vapor-phase oxidation reaction of GLO and GAL)
ml of a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 10 mm (the above 1, 1).
(Connected to a 2-diol gas-phase oxidation reactor), immersed in a molten salt bath at 220 ° C., and placed in the reaction tube a reaction gas obtained by the gas-phase oxidation of the 1,2-diol. (Including GLO, GAL, generated water, molecular oxygen-containing gas, etc.) and the catalyst layer inlet gas composition is 2.5% by volume in total of GLO and GAL, 3% by volume of molecular oxygen, 30% by volume of steam (nitrogen (Gas balance). That is, the additional oxygen quantifies the oxygen contained in the reaction gas obtained by the gas phase oxidation of the 1,2-diol, and the additional steam is
The amount of water produced was calculated from the reaction results obtained by the gas phase oxidation of 2-diol, and the shortage was supplied to the reaction tube. The supply gas was supplied to the reaction tube at a space velocity (SV) of 1,200 hr -1 and reacted at normal pressure. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, the total conversion of GLO and GAL was 100%, and glyoxylic acid (hereinafter referred to as GOA)
Was 55%, and the GOA yield based on EG was 46%.

【0076】実施例2 (EGの気相酸化によるガス状GLO,GALの調製)実施例1
と同一の条件で行った。
Example 2 (Preparation of Gaseous GLO and GAL by Gas Phase Oxidation of EG) Example 1
Performed under the same conditions as

【0077】(触媒調製)試薬リン酸第二鉄(FePO
4・4H2O、片山化学製)40gとアナターゼ型二酸
化チタン(TiO2、和光純薬製)12gを水40gで混練
調湿し、ステンレス製バットに入れて、空気中120゜
Cで20時間乾燥後、空気中490゜Cで3時間焼成し
た。焼成後得られた固体を9〜20メッシュに粒径を揃
え触媒とした。尚、鉄とリンとの比は1:1である。ま
た、二酸化チタンの添加量は、出来上がり触媒の全体量
に対して約50重量%となるようにした。
(Catalyst preparation) Reagent ferric phosphate (FePO
40 g of 4.4H2O, manufactured by Katayama Chemical Co., Ltd. and 12 g of anatase type titanium dioxide (TiO2, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) are kneaded and adjusted with 40 g of water, put in a stainless steel vat, and dried in air at 120 ° C. for 20 hours. It was calcined at 490 ° C. for 3 hours in air. The solid obtained after the calcination was adjusted to a particle size of 9 to 20 mesh and used as a catalyst. The ratio between iron and phosphorus is 1: 1. The amount of titanium dioxide was adjusted to be about 50% by weight based on the total amount of the finished catalyst.

【0078】(GLO、GALの気相酸化反応)この触媒を用
い、水蒸気を40容量%に、反応温度を230℃に変え
た他は実施例1と同様の反応条件下で反応した。得られ
た反応ガスの成分を分析したところ、GLOとGALの合計転
化率は100%であり、GOAの選択率は59%、EGを基
準としたGOAの収率は49%であった。
(Vapor-phase oxidation reaction of GLO and GAL) Using this catalyst, the reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 except that steam was changed to 40% by volume and the reaction temperature was changed to 230 ° C. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, the total conversion of GLO and GAL was 100%, the selectivity of GOA was 59%, and the yield of GOA based on EG was 49%.

【0079】実施例3 (EGの気相酸化によるガス状GLO,GALの調製)実施例1
と同一の条件で行った。
Example 3 (Preparation of gaseous GLO and GAL by gas phase oxidation of EG) Example 1
Performed under the same conditions as

【0080】(触媒調製)硝酸鉄(III)九水和物(Fe(NO
3)3・9H2O、和光純薬製)97gを水200gに溶解
し、そこに85%リン酸水溶液(H3PO4、和光純薬製)
33.2gを水30gに希釈した水溶液を加えた。この
溶液を攪拌しながら、アナターゼ型二酸化チタン(TiO
2、和光純薬製)45gを添加した。添加後加温開始
し、還流下22時間攪拌した。得られた乳白色のスラリー
を室温まで自然冷却後、25%アンモニア水(和光純薬
製)を滴下し、溶液のpHが7になった時点で滴下を終了
した。得られたスラリーを湯浴上で濃縮し、実施例1と
同様に乾燥、焼成し、粒径を揃え触媒とした。尚、鉄と
リンとの比は1:1.2である。また、二酸化チタンの
添加量は、出来上がり触媒の全体量に対して約50重量
%となるようにした。
(Catalyst preparation) Iron (III) nitrate nonahydrate (Fe (NO
3) 3.9H2O (Wako Pure Chemical) 97 g was dissolved in 200 g of water, and 85% phosphoric acid aqueous solution (H3PO4, Wako Pure Chemical) was dissolved therein.
An aqueous solution obtained by diluting 33.2 g into 30 g of water was added. While stirring this solution, anatase type titanium dioxide (TiO 2)
(2, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 45 g. After the addition, heating was started and the mixture was stirred under reflux for 22 hours. After the resulting milky white slurry was naturally cooled to room temperature, 25% aqueous ammonia (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added dropwise. When the pH of the solution reached 7, the addition was completed. The obtained slurry was concentrated on a hot water bath, dried and calcined in the same manner as in Example 1 to obtain a catalyst having a uniform particle diameter. The ratio between iron and phosphorus is 1: 1.2. The amount of titanium dioxide was adjusted to be about 50% by weight based on the total amount of the finished catalyst.

【0081】(GLO、GALの気相酸化反応)この触媒を用
い、水蒸気を10容量%に、反応温度を250℃に変え
た他は実施例1と同様の反応条件下で反応した。得られ
た反応ガスの成分を分析したところ、GLOとGALの合計転
化率は100%であり、GOAの選択率は52%、EGを基
準としたGOAの収率は43%であった。
(Vapor-phase oxidation reaction of GLO and GAL) Using this catalyst, the reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 except that steam was changed to 10% by volume and the reaction temperature was changed to 250 ° C. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, the total conversion of GLO and GAL was 100%, the selectivity of GOA was 52%, and the yield of GOA based on EG was 43%.

【0082】実施例4 (EGの気相酸化によるガス状GLO,GALの調製)実施例1
と同一の条件で行った。
Example 4 (Preparation of gaseous GLO and GAL by gas phase oxidation of EG) Example 1
Performed under the same conditions as

【0083】(触媒調製)試薬水酸化カリウム(KOH、
和光純薬製)1gを水40gに溶解し、この溶液を試薬
リン酸第二鉄(FePO4・4H2O、片山化学製)40
gに加え、十分に混練後ステンレス製バットに入れて、
空気中120゜Cで20時間乾燥後、空気中490゜Cで
3時間焼成した。焼成後得られた固体を9〜20メッシ
ュに粒径を揃え触媒とした。尚、鉄とリンおよびカリウ
ムとの比は1:1:0.1である。
(Preparation of catalyst) Reagent potassium hydroxide (KOH,
1 g of Wako Pure Chemicals is dissolved in 40 g of water, and this solution is mixed with a reagent ferric phosphate (FePO4.4H2O, Katayama Chemical) 40
g, knead well and put in a stainless steel vat,
After drying in air at 120 ° C. for 20 hours, it was calcined in air at 490 ° C. for 3 hours. The solid obtained after the calcination was adjusted to a particle size of 9 to 20 mesh and used as a catalyst. The ratio of iron to phosphorus and potassium is 1: 1: 0.1.

【0084】(GLO、GALの気相酸化反応)この触媒を用
い、空間速度(SV)を1,400hr-1に、反応温度を
210℃に変えた他は実施例1と同様の反応条件下で反
応した。得られた反応ガスの成分を分析したところ、GL
OとGALの合計転化率は100%であり、GOAの選択率は
57%、EGを基準としたGOAの収率は47%であった。
(Gaseous gas phase oxidation reaction of GLO and GAL) Using this catalyst, the reaction conditions were the same as in Example 1 except that the space velocity (SV) was changed to 1,400 hr -1 and the reaction temperature was changed to 210 ° C. Reacted. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, GL
The total conversion of O and GAL was 100%, the selectivity for GOA was 57%, and the yield of GOA based on EG was 47%.

【0085】実施例5 (EGの気相酸化によるガス状GLO,GALの調製)実施例1
と同一の条件で行った。
Example 5 (Preparation of gaseous GLO and GAL by gas phase oxidation of EG) Example 1
Performed under the same conditions as

【0086】(触媒調製)硝酸鉄(III)九水和物(Fe(NO
3)3・9H2O、和光純薬製)97gと硝酸アルミニウム
(Al(NO3)3・9H2O、和光純薬製)9gを水200gに
溶解し、そこに85%リン酸水溶液(H3PO4、和光純薬
製)27.7gを水50gに希釈した水溶液を加えた。
この溶液を攪拌しながら、28%アンモニア水(和光純
薬製)を滴下し、沈殿を生成させた。尚、滴下は、溶液
のpHが7になった時点で終了した。得られた沈殿物を湯
浴上で濃縮し、実施例1と同様に乾燥、焼成し、粒径を
揃え触媒とした。尚、鉄とリンとアルミニウムとの比は
1:1:0.1である。
(Catalyst preparation) Iron (III) nitrate nonahydrate (Fe (NO
3) 97 g of 3.9H2O, manufactured by Wako Pure Chemical and 9 g of aluminum nitrate (Al (NO3) 3.9H2O, manufactured by Wako Pure Chemical) are dissolved in 200 g of water, and an 85% phosphoric acid aqueous solution (H3PO4, Wako Pure Chemical) is dissolved therein. Aqueous solution (27.7 g) diluted with 50 g of water was added.
While stirring this solution, 28% aqueous ammonia (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added dropwise to form a precipitate. The dropping was completed when the pH of the solution reached 7. The obtained precipitate was concentrated on a hot water bath, dried and calcined in the same manner as in Example 1 to obtain a catalyst having a uniform particle diameter. The ratio of iron, phosphorus and aluminum is 1: 1: 0.1.

【0087】(GLO、GALの気相酸化反応)この触媒を用
い、反応温度を230℃に変えた他は実施例1と同様の
反応条件下で反応した。得られた反応ガスの成分を分析
したところ、GLOとGALの合計転化率は100%であり、
GOAの選択率は53%、EGを基準としたGOAの収率は44
%であった。
(Vapor-phase oxidation reaction of GLO and GAL) Using this catalyst, the reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was changed to 230 ° C. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, the total conversion of GLO and GAL was 100%,
The selectivity of GOA is 53%, and the yield of GOA based on EG is 44%.
%Met.

【0088】実施例6 (EGの気相酸化によるガス状GLO,GALの調製)実施例1
と同一の条件で行った。
Example 6 (Preparation of Gaseous GLO and GAL by Gas Phase Oxidation of EG) Example 1
Performed under the same conditions as

【0089】(触媒調製)11-モリブドバナソリン酸
(H4PMo11VO40・nH2O、日本無機化学工業
社製)を、水に溶解した。触媒担体として球状シリカ(フ
ジシリシア社製、商品名キャリアクトQ-50)を9〜2
0メッシュに粒径を揃えて用いた。このシリカ担体を先
のヘテロポリ酸水溶液に加え、湯浴上で濃縮し担持、さ
らに空気中で120゜C乾燥しシリカ担持11-モリブド
バナドリン酸触媒とした。ヘテロポリ酸の担持率は29
重量%(無水物換算)であった。
(Preparation of catalyst) 11-molybdovanasolinic acid
(H4PMo11VO40 · nH2O, manufactured by Nippon Inorganic Chemical Industry) was dissolved in water. Spherical silica (Fuji Silysia Co., trade name: Caracto Q-50) was used as a catalyst carrier.
The particle size was adjusted to 0 mesh. This silica carrier was added to the above heteropolyacid aqueous solution, concentrated and supported on a hot water bath, and further dried at 120 ° C. in air to obtain a silica-supported 11-molybdovanadophosphoric acid catalyst. Heteropolyacid loading rate is 29
% By weight (in terms of anhydride).

【0090】(GLO、GALの気相酸化反応)この触媒を用
い、空間速度(SV)を2,000hr-1に、反応温度を
200℃に変えた他は実施例1と同様の反応条件下で反
応した。得られた反応ガスの成分を分析したところ、GL
OとGALの合計転化率は100%であり、GOAの選択率は
46%、EGを基準としたGOAの収率は38%であった。
(Vapor-phase oxidation reaction of GLO and GAL) Using this catalyst, the reaction conditions were the same as in Example 1 except that the space velocity (SV) was changed to 2,000 hr -1 and the reaction temperature was changed to 200 ° C. Reacted. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, GL
The total conversion of O and GAL was 100%, the selectivity for GOA was 46%, and the yield of GOA based on EG was 38%.

【0091】実施例7 (EGの気相酸化によるガス状GLO,GALの調製)実施例1
と同一の条件で行った。
Example 7 (Preparation of gaseous GLO and GAL by vapor phase oxidation of EG) Example 1
Performed under the same conditions as

【0092】(触媒調製)硝酸鉄(III)九水和物(Fe(NO
3)3・9H2O、和光純薬製)97gと硝酸銀(AgNO
3、和光純薬製)32.6gを水200gに溶解し、そ
こに85%リン酸水溶液(H3PO4、和光純薬製)55.
3gを水50gに希釈した水溶液を加えた。この溶液を
攪拌しながら、28%アンモニア水(和光純薬製)を滴
下し、沈殿を生成させた。尚、滴下は、溶液のpHが7に
なった時点で終了した。得られた沈殿物を湯浴上で濃縮
し、実施例1と同様に乾燥、焼成し、粒径を揃え触媒と
した。尚、鉄とリンと銀との比は1:2:0.8であ
る。
(Preparation of catalyst) Iron (III) nitrate nonahydrate (Fe (NO
3) 3.9H2O (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 97g and silver nitrate (AgNO
3. Dissolve 32.6 g of Wako Pure Chemicals in 200 g of water, and add an 85% phosphoric acid aqueous solution (H3PO4, Wako Pure Chemicals).
An aqueous solution obtained by diluting 3 g into 50 g of water was added. While stirring this solution, 28% aqueous ammonia (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added dropwise to form a precipitate. The dropping was completed when the pH of the solution reached 7. The obtained precipitate was concentrated on a hot water bath, dried and calcined in the same manner as in Example 1 to obtain a catalyst having a uniform particle diameter. The ratio of iron, phosphorus and silver is 1: 2: 0.8.

【0093】(GLO、GALの気相酸化反応)この触媒を用
い、空間速度(SV)を2,000hr-1に、反応温度を
210℃に変えた他は実施例1と同様の反応条件下で反
応した。得られた反応ガスの成分を分析したところ、GL
OとGALの合計転化率は100%であり、GOAの選択率は
41%、EGを基準としたGOAの収率は34%であった。 実施例8 (EGの気相酸化によるガス状GLO,GALの調製)実施例1
と同一の条件で行った。
(Vapor-phase oxidation reaction of GLO and GAL) The same reaction conditions as in Example 1 except that the space velocity (SV) was changed to 2,000 hr -1 and the reaction temperature was changed to 210 ° C. using this catalyst. Reacted. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, GL
The total conversion of O and GAL was 100%, the selectivity for GOA was 41%, and the yield of GOA based on EG was 34%. Example 8 (Preparation of gaseous GLO and GAL by vapor phase oxidation of EG) Example 1
Performed under the same conditions as

【0094】(触媒調製)メタタングステン酸アンモニ
ウム水溶液(WO3として50重量%含量、日本無機化
学工業製)7.7gを水50gに溶かした溶液中に、球
状シリカゲル(フジシリシア社製、商品名キャリアクト
Q-30、粒径9−20メッシュ)30gを2時間浸漬し
た。その後、湯浴上で加熱乾燥し、空気中120℃で2
0時間乾燥し、空気中500℃で2時間焼成し触媒とし
た。尚、シリカとタングステンの比は30:1である。
(Preparation of catalyst) In a solution of 7.7 g of an aqueous solution of ammonium metatungstate (50% by weight as WO3, manufactured by Nippon Inorganic Chemical Industry) in 50 g of water, spherical silica gel (Carrieract, trade name, manufactured by Fuji Silysia Ltd.) 30 g (Q-30, particle size 9-20 mesh) was immersed for 2 hours. After that, it is dried by heating in a hot water bath at 120 ° C. in air.
The catalyst was dried for 0 hour and calcined in air at 500 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst. The ratio of silica to tungsten is 30: 1.

【0095】(GLO、GALの気相酸化反応)この触媒を用
い、空間速度(SV)を1,000hr-1に、反応温度を
240℃に変えた他は実施例1と同様の反応条件下で反
応した。得られた反応ガスの成分を分析したところ、GL
OとGALの合計転化率は95%であり、GOAの選択率は2
4%、EGを基準としたGOAの収率は19%であった。
(Vapor-phase oxidation reaction of GLO and GAL) Using this catalyst, the reaction conditions were the same as in Example 1 except that the space velocity (SV) was changed to 1,000 hr -1 and the reaction temperature was changed to 240 ° C. Reacted. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, GL
The total conversion of O and GAL is 95% and the selectivity of GOA is 2
The yield of GOA based on 4% and EG was 19%.

【0096】実施例9 (EGの気相酸化によるガス状GLO,GALの調製)実施例1
と同一の条件で行った。
Example 9 (Preparation of gaseous GLO and GAL by vapor phase oxidation of EG) Example 1
Performed under the same conditions as

【0097】(触媒調製)試薬酸化亜鉛(ZnO、和光純
薬製)40gを水30gで調湿後、実施例1と同様に乾
燥、焼成し、粒径を揃え触媒とした。
(Preparation of catalyst) 40 g of zinc oxide (ZnO, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was conditioned with 30 g of water, and then dried and calcined in the same manner as in Example 1 to obtain a catalyst having a uniform particle diameter.

【0098】(GLO、GALの気相酸化反応)この触媒を用
い、反応温度を280℃に変えた他は実施例1と同様の
反応条件下で反応した。得られた反応ガスの成分を分析
したところ、GLOとGALの合計転化率は93%であり、GO
Aの選択率は21%、EGを基準としたGOAの収率は20%
であった。
(Vapor phase oxidation reaction of GLO and GAL) Using this catalyst, the reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was changed to 280 ° C. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, the total conversion of GLO and GAL was 93%.
The selectivity of A is 21% and the yield of GOA based on EG is 20%
Met.

【0099】実施例10 (EGの気相酸化によるガス状GLO,GALの調製)実施例1
と同一の条件で行った。
Example 10 (Preparation of gaseous GLO and GAL by gas phase oxidation of EG) Example 1
Performed under the same conditions as

【0100】(触媒調製)試薬リン酸三カルシウム(Ca
3(PO4)2、キシダ化学製)40gを水30gで調湿
後、実施例1と同様に乾燥、焼成し、粒径を揃え触媒と
した。尚、カルシウムとリンの比は1:0.67であ
る。
(Catalyst preparation) Reagent tricalcium phosphate (Ca
3 (PO4) 2, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was conditioned with 30 g of water, dried and calcined in the same manner as in Example 1 to obtain a catalyst having a uniform particle diameter. The ratio of calcium to phosphorus is 1: 0.67.

【0101】(GLO、GALの気相酸化反応)この触媒を用
い、反応温度を290℃に変えた他は実施例1と同様の
反応条件下で反応した。得られた反応ガスの成分を分析
したところ、GLOとGALの合計転化率は87%であり、GO
Aの選択率は19%、EGを基準としたGOAの収率は14%
であった。
(Vapor phase oxidation reaction of GLO and GAL) Using this catalyst, the reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was changed to 290 ° C. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, the total conversion of GLO and GAL was 87%.
The selectivity of A is 19%, and the yield of GOA based on EG is 14%.
Met.

【0102】実施例11 (EGの気相酸化によるガス状GLO,GALの調製)実施例1
と同一の条件で行った。
Example 11 (Preparation of gaseous GLO and GAL by vapor phase oxidation of EG) Example 1
Performed under the same conditions as

【0103】(触媒調製)試薬リン酸ニッケル七水和物
(Ni3(PO4)2・7H2O、米山化学工業株式会社
製)40gを水30gで調湿後、実施例1と同様に乾
燥、焼成し、粒径を揃え触媒とした。尚、ニッケルとリ
ンの比は1:0.67である。
(Preparation of catalyst) 40 g of a reagent nickel phosphate heptahydrate (Ni3 (PO4) 2.7H2O, manufactured by Yoneyama Chemical Industry Co., Ltd.) was conditioned with 30 g of water, dried and calcined in the same manner as in Example 1. , And the particle size was adjusted to be a catalyst. Incidentally, the ratio of nickel to phosphorus is 1: 0.67.

【0104】(GLO、GALの気相酸化反応)この触媒を用
い、反応温度を280℃に変えた他は実施例1と同様の
反応条件下で反応した。得られた反応ガスの成分を分析
したところ、GLOとGALの合計転化率は94%であり、GO
Aの選択率は27%、EGを基準としたGOAの収率は21%
であった。
(Vapor phase oxidation reaction of GLO and GAL) Using this catalyst, the reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was changed to 280 ° C. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, the total conversion of GLO and GAL was 94%.
The selectivity of A is 27%, and the yield of GOA based on EG is 21%.
Met.

【0105】実施例12 本実施例では、EGの気相酸化により、ガス状のGLO
及びGALを得る代わりに、GLO溶液を加熱して得ら
れたガス状のGLOを水蒸気、分子状酸素含有ガスと混
合し、以下に述べる反応条件下、触媒層に供給し反応を
行った。
Embodiment 12 In this embodiment, a gaseous GLO is produced by gas phase oxidation of EG.
Instead of obtaining GAL and GAL, gaseous GLO obtained by heating the GLO solution was mixed with water vapor and a molecular oxygen-containing gas, and supplied to the catalyst layer under the following reaction conditions to carry out the reaction.

【0106】(GLOの気相酸化反応)GLO溶液とし
ては、市販の40%グリオキザール水溶液(和光純薬
製)を用いた。実施例1の触媒35mlを、内径10m
mのステンレス製反応管に充填した後、230℃の溶融
塩浴に浸漬し、該反応管内にGLO水溶液を加熱して得
られたGLO及び水蒸気混合ガスを供給し、触媒層入口
ガス組成がGLO3容量%、分子状酸素4容量%、水蒸気
30容量%(窒素ガスバランス)となるように調製し
た。尚、設定水蒸気量となるようにGLO水溶液は水で
希釈したものを加熱蒸発させた。供給ガスの空間速度
(SV)は、1,200hr-1となるようにして反応管に
供給し、常圧で反応した。得られた反応ガスの成分を分
析したところ、GLOの転化率は100%であり、GOAの選
択率は45%であった。
(Gas Phase Oxidation Reaction of GLO) As the GLO solution, a commercially available 40% glyoxal aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used. 35 ml of the catalyst of Example 1 was used with an inner diameter of 10 m.
m, and immersed in a molten salt bath at 230 ° C. to supply a mixed gas of GLO and steam obtained by heating an aqueous GLO solution into the reaction tube. The volume was adjusted to be 4% by volume of molecular oxygen, and 30% by volume of steam (nitrogen gas balance). The GLO aqueous solution diluted with water was heated and evaporated so as to have the set steam amount. The supply gas was supplied to the reaction tube at a space velocity (SV) of 1,200 hr -1 and reacted at normal pressure. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, the conversion of GLO was 100% and the selectivity of GOA was 45%.

【0107】実施例13 本実施例では、EGの気相酸化により、ガス状のGLO
及びGALを得る代わりに、GAL溶液を加熱して得ら
れたガス状のGALを水蒸気、分子状酸素含有ガスと混
合し、以下に述べる反応条件下、触媒層に供給し反応を
行った。
Embodiment 13 In this embodiment, a gaseous GLO is produced by gas phase oxidation of EG.
Instead of obtaining GAL and GAL, gaseous GAL obtained by heating the GAL solution was mixed with water vapor and a molecular oxygen-containing gas, and supplied to the catalyst layer under the reaction conditions described below to perform a reaction.

【0108】(GALの気相酸化反応)GAL溶液とし
ては、市販のグリコールアルデヒド二量体(和光純薬
製)を水に溶解してなるグリコールアルデヒド水溶液用
いた。実施例1の触媒35mlを、内径10mmのステ
ンレス製反応管に充填した後、230℃の溶融塩浴に浸
漬し、該反応管内にGAL水溶液を加熱して得られたG
AL及び水蒸気混合ガスを供給し、触媒層入口ガス組成
がGAL3容量%、分子状酸素4容量%、水蒸気30容
量%(窒素ガスバランス)となるように調製した。供給
ガスの空間速度(SV)は、1,200hr-1となるよう
にして反応管に供給し、常圧で反応した。得られた反応
ガスの成分を分析したところ、GALの転化率は100
%であり、GOAの選択率は46%であった。
(Gas Phase Oxidation Reaction of GAL) As a GAL solution, an aqueous solution of glycolaldehyde prepared by dissolving a commercially available glycolaldehyde dimer (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in water was used. After filling 35 ml of the catalyst of Example 1 into a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 10 mm, the catalyst was immersed in a molten salt bath at 230 ° C., and a GAL aqueous solution obtained by heating a GAL aqueous solution in the reaction tube was obtained.
A mixed gas of AL and steam was supplied, and the gas composition at the inlet of the catalyst layer was adjusted to 3% by volume of GAL, 4% by volume of molecular oxygen, and 30% by volume of steam (nitrogen gas balance). The supply gas was supplied to the reaction tube at a space velocity (SV) of 1,200 hr -1 and reacted at normal pressure. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, the conversion rate of GAL was 100
%, And the selectivity of GOA was 46%.

【0109】実施例14 本実施例では、1,2-ジオールとしてのプロピレング
リコール(以下PGと記す)の気相酸化により、ガス状の
α- オキソアルデヒドとしてのピルビンアルデヒド
(以下PALと記す)および/またはα-ヒドロキシアルデ
ヒドとしての乳酸アルデヒド(2−ヒドロキシプロパナ
ール、以下HPALと記す)を得たのち、引き続き該ガス状
のPAL、HPALを水蒸気、分子状酸素含有ガスと混合し、
以下に述べる反応条件下、触媒層に供給し反応を行っ
た。
Example 14 In this example, gas-phase oxidation of propylene glycol (hereinafter referred to as PG) as a 1,2-diol and pyruvaldehyde (hereinafter referred to as PAL) as gaseous α-oxoaldehyde were carried out. And / or after obtaining lactaldehyde (2-hydroxypropanal, hereinafter referred to as HPAL) as α-hydroxyaldehyde, the gaseous PAL and HPAL are subsequently mixed with water vapor and a molecular oxygen-containing gas,
The reaction was carried out by supplying to the catalyst layer under the reaction conditions described below.

【0110】(PGの気相酸化によるガス状PAL,HPALの調
製)PGの酸化脱水素反応によりガス状PAL、HPALを得
た。反応管(反応器)として内径5.2mmのSUS製パ
イプを用い、該反応管内に、触媒として粒径20〜30
メッシュの金属Ag(横浜金属株式会社製電解銀)0.8
gを充填した。また、反応管のガス入口側には、該反応
管に供給するガス(PG,分子状酸素含有ガス)を所定温
度に加熱するための蒸発器を取り付けた。さらに、反応
管の外側にまず断熱材を巻き付け、その上に電気ヒータ
ーを巻き付けて、触媒層の温度制御を行った。供給ガス
の組成はPGが5.0容量%、酸素が7.0容量%(残り
は窒素ガスであり、合計は100容量%である、以下、
窒素ガスバランスと記す)とした。尚、供給ガスにはリ
ン含有化合物としての亜リン酸トリエチルを、PGに対す
るリンの割合が60ppmとなるように添加した。
(Preparation of gaseous PAL and HPAL by gas phase oxidation of PG) Gaseous PAL and HPAL were obtained by oxidative dehydrogenation of PG. A SUS pipe having an inner diameter of 5.2 mm was used as a reaction tube (reactor).
Metal mesh Ag (electrolytic silver manufactured by Yokohama Metal Co., Ltd.) 0.8
g. Further, an evaporator for heating a gas (PG, molecular oxygen-containing gas) supplied to the reaction tube to a predetermined temperature was attached to the gas inlet side of the reaction tube. Furthermore, a heat insulating material was first wound around the outside of the reaction tube, and an electric heater was wound thereon, thereby controlling the temperature of the catalyst layer. The composition of the supplied gas is as follows: PG is 5.0% by volume, oxygen is 7.0% by volume (the rest is nitrogen gas, and the total is 100% by volume.
Nitrogen gas balance). Note that triethyl phosphite as a phosphorus-containing compound was added to the supply gas so that the ratio of phosphorus to PG was 60 ppm.

【0111】供給ガスの空間速度(SV)は、70,00
0hr-1となるようにして反応管に供給し、反応温度、
すなわち、触媒層の温度を540℃に制御し、常圧で反
応した。得られた反応ガスの成分を分析したところ、PG
の転化率は100%であり、PALの収率は80%、HPAL
の収率は0.5%であった。
The space velocity (SV) of the supplied gas is 70,00
0 hr -1 and supplied to the reaction tube, and the reaction temperature,
That is, the temperature of the catalyst layer was controlled at 540 ° C., and the reaction was performed at normal pressure. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, PG
Conversion is 100%, PAL yield is 80%, HPAL
Was 0.5%.

【0112】(PAL、HPALの気相酸化反応)実施例1の
触媒35mlを、内径10mmのステンレス製反応管
(前記PGの気相酸化反応器と連結されている)に充填し
た後、240℃の溶融塩浴に浸漬し、該反応管内に前記
PGの気相酸化により得られた反応ガス(PAL、HPAL、生
成水、分子状酸素含有ガス等含む)を供給し、触媒層入
口ガス組成がPALとHPALの合計4容量%、分子状酸素5
容量%、水蒸気40容量%(窒素ガスバランス)となる
ように調製した。すなわち、追加酸素は前記PGの気相酸
化により得られた反応ガスに含まれる酸素を定量し、追
加水蒸気は前記PGの気相酸化により得られた反応成績か
ら生成水量を計算し、それぞれ不足分を該反応管に供給
した。供給ガスの空間速度(SV)は、1,200hr-1
となるようにして反応管に供給し、常圧で反応した。得
られた反応ガスの成分を分析したところ、PALとHPALの
合計転化率は86%であり、ピルビン酸の選択率は37
%、PGを基準としたピルビン酸の収率は25%であっ
た。
(Gas Phase Oxidation Reaction of PAL and HPAL) After filling 35 ml of the catalyst of Example 1 into a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 10 mm (connected to the PG gas phase oxidation reactor), 240 ° C. Immersed in a molten salt bath of
A reaction gas (including PAL, HPAL, generated water, molecular oxygen-containing gas, etc.) obtained by gas phase oxidation of PG is supplied, and the gas composition at the catalyst layer inlet is a total of 4% by volume of PAL and HPAL, a molecular oxygen of 5%.
It was adjusted to be 40% by volume (nitrogen gas balance) and 40% by volume of steam. That is, additional oxygen determines the amount of oxygen contained in the reaction gas obtained by the gas phase oxidation of the PG, and the additional water vapor calculates the amount of water generated from the reaction results obtained by the gas phase oxidation of the PG. Was supplied to the reaction tube. The space velocity (SV) of the supply gas is 1,200 hr -1
And the reaction was carried out at normal pressure. When the components of the obtained reaction gas were analyzed, the total conversion of PAL and HPAL was 86%, and the selectivity of pyruvic acid was 37%.
%, The yield of pyruvic acid based on PG was 25%.

【0113】[0113]

【発明の効果】上記した実施例から明らかなように、α
-オキソアルデヒドおよび/またはα-ヒドロキシアルデ
ヒドと、水とを、酸素の存在下で、気相反応させること
により、α-オキソカルボン酸を簡便に収率良く製造す
ることができる。従って本発明の方法はα-オキソカル
ボン酸を工業的に製造する方法として優れたものである
と言える。
As is apparent from the above embodiment, α
By carrying out a gas phase reaction of -oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde with water in the presence of oxygen, α-oxocarboxylic acid can be produced simply and with good yield. Therefore, it can be said that the method of the present invention is excellent as a method for industrially producing α-oxocarboxylic acid.

【0114】また上記した実施例から明らかなように、
α-オキソアルデヒドおよび/またはα-ヒドロキシアル
デヒドと、水とを、酸素の存在下で気相反応させる際
に、本発明の触媒を用いれば、α-オキソカルボン酸を
簡便に収率良く製造することができる。
As is clear from the above-described embodiment,
When the gas phase reaction of α-oxo aldehyde and / or α-hydroxy aldehyde with water in the presence of oxygen, the catalyst of the present invention is used to easily produce α-oxo carboxylic acid in good yield. be able to.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4H006 AA02 AA05 AC45 AC46 BA02 BA05 BA06 BA07 BA08 BA10 BA11 BA12 BA13 BA15 BA19 BA21 BA29 BA30 BA35 BA37 BA55 BA75 BB61 BC10 BC11 BC18 BC31 BC38 BE30 BE60 BQ10 BR10 BS10  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4H006 AA02 AA05 AC45 AC46 BA02 BA05 BA06 BA07 BA08 BA10 BA11 BA12 BA13 BA15 BA19 BA21 BA29 BA30 BA35 BA37 BA55 BA75 BB61 BC10 BC11 BC18 BC31 BC38 BE30 BE60 BQ10 BR10 BS10

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 α-オキソアルデヒドおよび/またはα-
ヒドロキシアルデヒドと、水とを、酸素の存在下で気相
反応させることを特徴とする、α-オキソカルボン酸の
製造方法。
(1) α-oxoaldehyde and / or α-oxoaldehyde
A method for producing α-oxocarboxylic acid, comprising reacting hydroxyaldehyde with water in the gas phase in the presence of oxygen.
【請求項2】 前記反応を、周期律表Ia族、IIa族、III
a族、IVa族、Va族、Ib族、IIb族、IVb族、Vb族およびVI
b族の元素、鉄並びにニッケルからなる群より選ばれる
1種以上の元素を含有する酸化物を含有してなる触媒の
存在下で行う、請求項1に記載のα-オキソカルボン酸
の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the reaction is carried out in groups Ia, IIa, III of the periodic table.
a, IVa, Va, Ib, IIb, IVb, Vb and VI
The method for producing α-oxocarboxylic acid according to claim 1, wherein the method is carried out in the presence of a catalyst containing an oxide containing at least one element selected from the group consisting of group b elements, iron and nickel. .
【請求項3】 前記α-オキソアルデヒドおよび/また
はα-ヒドロキシアルデヒドに対する水のモル比が、4
以上である請求項1または2に記載のα-オキソカルボ
ン酸の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the molar ratio of water to α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde is 4
The method for producing α-oxocarboxylic acid according to claim 1 or 2, which is as described above.
【請求項4】 前記α-オキソアルデヒドおよび/また
はα-ヒドロキシアルデヒドが、下記一般式(1) 【化1】 (式中、Rは、水素原子または有機残基を表す。)で表
される1,2−ジオールを気相酸化して得られるガス状
のα-オキソアルデヒドおよび/またはα-ヒドロキシア
ルデヒドである請求項1から3のいずれかに記載のα-
オキソカルボン酸の製造方法。
4. The α-oxoaldehyde and / or α-hydroxyaldehyde represented by the following general formula (1): (Wherein, R represents a hydrogen atom or an organic residue) is a gaseous α-oxo aldehyde and / or α-hydroxy aldehyde obtained by gas phase oxidation of 1,2-diol represented by the following formula: The α- according to any one of claims 1 to 3.
A method for producing oxocarboxylic acid.
【請求項5】 α-オキソアルデヒドおよび/またはα-
ヒドロキシアルデヒドと、水とを、酸素の存在下で気相
反応させてα-オキソカルボン酸を製造する際に使用さ
れる触媒であって、該触媒が、周期律表Ia族、IIa族、I
IIa族、IVa族、Va族、Ib族、IIb族、IVb族、Vb族および
VIb族の元素、鉄並びにニッケルからなる群より選ばれ
る1種以上の元素を含有する酸化物を含有してなること
を特徴とするα-オキソカルボン酸製造用触媒。
5. An α-oxo aldehyde and / or α-oxo aldehyde
A catalyst used for producing α-oxocarboxylic acid by subjecting hydroxyaldehyde and water to a gas phase reaction in the presence of oxygen, wherein the catalyst is a group Ia, IIa or Ia of the periodic table.
IIa, IVa, Va, Ib, IIb, IVb, Vb and
A catalyst for producing α-oxocarboxylic acid, comprising an oxide containing at least one element selected from the group consisting of group VIb elements, iron and nickel.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114516809A (en) * 2022-02-25 2022-05-20 西华师范大学 AIE fluorescent probe based on dibenzylidene acetone and preparation method and application thereof
US11753362B2 (en) 2019-06-04 2023-09-12 Rhodia Operations Method of oxidizing glycolaldehyde using nitric acid

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