JP2001064232A - Production of pentenoic acid ester - Google Patents
Production of pentenoic acid esterInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ペンテン酸エステ
ルを調製するための製造方法に関するもので、特に、3
−および4−ホルミルペンタン酸エステルを出発原料と
して使用し、混合酸化物上に担持された特定の貴金属触
媒が存在する状態で、ペンテン酸エステルを調製するた
めの製造方法に関するものである。The present invention relates to a process for preparing pentenoic acid esters, and more particularly to a process for preparing pentenoic acid esters.
The present invention relates to a production method for preparing a pentenoic acid ester using-and 4-formylpentanoic acid ester as a starting material and in the presence of a specific noble metal catalyst supported on a mixed oxide.
【0002】[0002]
【従来の技術】カプロラクタムを合成する従来の製造方
法では、先ず、ブタジエン、一酸化炭素、およびアルコ
ールとを反応させてペンテン酸エステルを形成した後、
さらにこのペンテン酸エステルをヒドロホルミル化する
ことにより、ホルミルペンタン酸エステルを形成する。
そして、得られたホルミルペンタン酸エステルがアミノ
化により6−アミノカプロエートを形成した後、さらに
この6−アミノカプロエートを環化して、カプロラクタ
ムを形成する。In a conventional production method for synthesizing caprolactam, first, butadiene, carbon monoxide, and an alcohol are reacted to form a pentenoic acid ester.
Further, formylpentanoate is formed by hydroformylation of the pentenoate.
Then, after the obtained formylpentanoate forms a 6-aminocaproate by amination, the 6-aminocaproate is further cyclized to form caprolactam.
【0003】前述した製造方法において、ペンテン酸エ
ステルをヒドロホルミル化するさいには、3−、4−、
および5−ホルミルペンタン酸エステルのような3種の
異性体が形成される。しかしながら、反応して6−アミ
ノカプロエートを形成できるのは5−ホルミルペンタン
酸エステルのみであるため、形成される物質の15〜2
0%は、3−および4−ホルミルペンタン酸エステルな
どの望ましくない副生物である。これまでにも、脱水素
カルボニル化により3−および4−ホルミルペンタン酸
エステルをペンテン酸エステルに戻してカプロラクタム
の製造に再利用し、原材料のコストを削減しようとする
試みが数多くなされてきた。[0003] In the above-mentioned production method, when the pentenoic acid ester is hydroformylated, 3-, 4-,
And three isomers such as 5-formylpentanoate. However, since only 5-formylpentanoate can react to form 6-aminocaproate, 15-15
0% is an undesirable by-product such as 3- and 4-formylpentanoate. There have been many attempts to reduce the cost of raw materials by converting 3- and 4-formylpentanoic acid esters back to pentenoic acid esters by dehydrocarbonylation for reuse in the production of caprolactam.
【0004】3−および4−ホルミルペンタン酸エステ
ルは、脱水素カルボニル化反応により、2−、3−、お
よび4−ペンテン酸エステルのような異性体を形成する
ことができる。そのうち3−および4−ペンテン酸エス
テルは、ヒドロホルミル化反応により、さらに反応させ
ればカプロラクタムを調製できるような5−ホルミルペ
ンタン酸エステルを、効率的に形成することができる。
しかしながら、一方の2−ペンテン酸エステルは、ヒド
ロホルミル化させるのが非常に困難である。2−ペンテ
ン酸エステルが酸素と反応して過酸化水素を形成する結
果、ヒドロホルミル化反応のための触媒が活性を失って
しまうのである。このため、2−ペンテン酸エステルに
対する選択性を下げ、3−および4−ペンテン酸エステ
ルに対する選択性を向上させることが、非常に重要とな
る。[0004] 3- and 4-Formylpentanoic acid esters can form isomers such as 2-, 3-, and 4-pentenoic acid esters by a dehydrocarbonylation reaction. Among them, 3- and 4-pentenoic acid esters can be efficiently formed by hydroformylation reaction to form 5-formylpentanoic acid ester from which caprolactam can be prepared if further reacted.
However, one 2-pentenoate is very difficult to hydroformylate. As a result of the reaction of 2-pentenoate with oxygen to form hydrogen peroxide, the catalyst for the hydroformylation reaction loses its activity. For this reason, it is very important to lower the selectivity for 2-pentenoic acid esters and to improve the selectivity for 3- and 4-pentenoic acid esters.
【0005】理論的には、アルデヒドを反応させてオレ
フィンを形成するさいには、Pd(パラジウム)、Pt
(白金)、およびRh(ロジウム)などVIII族の貴金属
を、触媒として使用することができる。[0005] Theoretically, when an aldehyde is reacted to form an olefin, Pd (palladium), Pt
Noble metals of group VIII such as (platinum) and Rh (rhodium) can be used as catalysts.
【0006】J.Amer.Chem.Soc.90(1968),94〜98では、
活性炭素上に担持されたパラジウムまたは白金が存在す
る状態で、脱水素カルボニル化反応を起こさせることに
より、n−デカナール(アルデヒドの1種)をオレフィ
ンに転化できることが、開示されている。また、J.Ame
r.Chem.Soc.90(1968),99〜107では、ロジウム錯体が存
在する状態で、脱水素カルボニル化反応を起こさせるこ
とにより、n−ヘプタナールをヘキサンに転化できるこ
とが開示されている。In J. Amer. Chem. Soc. 90 (1968), 94-98,
It is disclosed that n-decanal (an aldehyde) can be converted to an olefin by inducing a dehydrocarbonylation reaction in the presence of palladium or platinum supported on activated carbon. Also, J.Ame
R. Chem. Soc. 90 (1968), 99-107 discloses that n-heptanal can be converted to hexane by inducing a dehydrocarbonylation reaction in the presence of a rhodium complex.
【0007】米国特許第4,517,400号では、パ
ラジウム、白金、またはロジウムが存在下、直鎖アルデ
ヒドを分裂してオレフィンを形成することができ、一方
の枝分れアルデヒドは実質的には何ら反応を起こさない
ことが、説明されている。In US Pat. No. 4,517,400, linear aldehydes can be split to form olefins in the presence of palladium, platinum, or rhodium, while one of the branched aldehydes is substantially It is explained that it does not react at all.
【0008】ドイツ特許第1,917,244号では、
ロジウム含有のアルミナを触媒として使用し、280〜
330℃の温度でイソブチルアルデヒドを脱水素カルボ
ニル化する製造方法が、説明されている。In German Patent No. 1,917,244,
Using rhodium-containing alumina as a catalyst,
A process for the dehydrocarbonylation of isobutyraldehyde at a temperature of 330 ° C. has been described.
【0009】ヨーロッパ特許出願第81,090号で
は、ホルミルペンタン酸エステルを150〜600℃に
加熱すると、環化して3,4−ジヒドロ−2−ピロンを
形成することが説明されている。European Patent Application No. 81,090 describes that formylpentanoate, when heated to 150-600 ° C., cyclizes to form 3,4-dihydro-2-pyrone.
【0010】米国特許第4,879,405号および第
4,879,406号では、VIII族の貴金属が触媒とし
て存在する状態で、50〜400℃の温度で脱水素カル
ボニル化反応を起こさせることにより、3−および4−
ホルミルペンタン酸エステルをペンテン酸エステルに転
化できることが説明されている。しかし、熱力学の平衡
によると、2−ペンテン酸エステルおよびペンテン酸エ
ステルに対する選択性が合計で20%を上回るため、3
−および4−ペンテン酸エステルの総収率は80%を下
回ってしまう。In US Pat. Nos. 4,879,405 and 4,879,406, a dehydrocarbonylation reaction is carried out at a temperature of 50 to 400 ° C. in the presence of a Group VIII noble metal as a catalyst. To give 3- and 4-
It is described that formylpentanoate can be converted to pentenoate. However, according to thermodynamic equilibrium, the selectivity for 2-pentenoate and pentenoate exceeds 20% in total, so that 3
The total yield of-and 4-pentenoic acid esters is below 80%.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解決し、3−および4−ホルミルペンタン酸エステル
を転化してペンテン酸エステルを製造する新規な製造方
法を提供することを目的とする。本発明による製造方法
では、ペンテン酸エステルの収率は85%より大きく、
3−および4−ペンテン酸エステルに対する選択性は8
5%より大きいため、2−ペンテン酸エステルに対する
選択性を、大幅に引き下げることができる。したがっ
て、この技術は工業化にいたる。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a novel method for producing pentenoic acid esters by converting 3- and 4-formylpentanoic acid esters. I do. In the production method according to the present invention, the yield of pentenoic acid ester is more than 85%,
The selectivity for 3- and 4-pentenoates is 8
Since it is larger than 5%, the selectivity to 2-pentenoic acid ester can be greatly reduced. Therefore, this technology leads to industrialization.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、3
−ホルミルペンタン酸エステル、4−ホルミルペンタン
酸エステル、またはこれらの混合物を、担持された貴金
属触媒存在下で、50〜400℃に加熱する工程からな
り、前記貴金属触媒は、混合酸化物:(M1)a(M2)
b(M3)cPdAleSiOx上に担持され、M1はアルカリ
金属、M2はアルカリ土類金属、M3はIVB族の金属であ
り、a=0.5〜1.5、b=0.2〜0.8、c=
0.2〜0.8、d=2〜8、e=3〜10、xは化学
量論値であるペンテン酸エステルの製造方法に関する。That is, the present invention provides the following:
Heating the formylpentanoate, 4-formylpentanoate or a mixture thereof to 50 to 400 ° C. in the presence of a supported noble metal catalyst, wherein the noble metal catalyst is a mixed oxide: (M 1 ) a (M 2 )
b (M 3) is supported on c P d Al e SiO x, M 1 is an alkali metal, M 2 is an alkaline earth metal, M 3 is a metal of Group IVB, a = 0.5 to 1.5 , B = 0.2-0.8, c =
0.2 to 0.8, d = 2 to 8, e = 3 to 10, and x relates to a method for producing a pentenoic acid ester having a stoichiometric value.
【0013】前記混合酸化物において、M1はLi、N
aまたはK、M2はBe、MgまたはCa、M3はTi、
ZrまたはHfとすることもできる。また、a=0.7
〜1.3、b=0.4〜0.7、c=0.4〜0.7、
d=4〜7、そしてe=4〜8であることが好ましい。In the mixed oxide, M 1 is Li, N
a or K, M 2 is Be, Mg or Ca, M 3 is Ti,
It can also be Zr or Hf. Also, a = 0.7
1.3, b = 0.4-0.7, c = 0.4-0.7,
It is preferred that d = 4-7 and e = 4-8.
【0014】本発明による製造方法で使用される貴金属
触媒は、Pd(パラジウム)、Pt(白金)、Rh(ロ
ジウム)、またはRu(ルテニウム)などのVIIIB族金
属を含有することが好ましい。The noble metal catalyst used in the production method according to the present invention preferably contains a Group VIIIB metal such as Pd (palladium), Pt (platinum), Rh (rhodium), or Ru (ruthenium).
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明によれば、担持された特定
の貴金属触媒は、貴金属触媒そのもの、および担持体と
しての混合酸化物:(M1)a(M2)b(M3)cPdAleSiO
xとを含有する。ここで、担持体としての混合酸化物:
(M1)a(M2)b(M3)cPdAleSiOxは、脱水素カルボ
ニル化および異性化の2つの機能を有する。このような
担持された貴金属触媒が存在する状態で、3−および4
−ホルミルペンタン酸エステルを貴金属上で脱水素カル
ボニル化させると、2−、3−、および4−ペンテン酸
エステルを得ることができる。このうち2−ペンテン酸
エステルは、混合酸化物の担持体上で異性化することに
より、3−および4−ペンテン酸エステルに転化するこ
とができる。この方法を使用すれば、2−ペンテン酸エ
ステルに対する選択性を引き下げることができる。ま
た、ホルミルペンタン酸エステルから3,4−ジヒドロ
−2−ピロンへの環化を、この混合酸化物の使用により
阻止することができる。このため混合酸化物は、触媒と
して機能することができるうえ、固体の酸性/塩基触媒
に属するような酸および塩基の特性をも有する。According to the present invention, the specific supported noble metal catalyst is a noble metal catalyst itself and a mixed oxide as a support: (M 1 ) a (M 2 ) b (M 3 ) c P d Al e SiO
x . Here, a mixed oxide as a carrier:
(M 1) a (M 2 ) b (M 3) c P d Al e SiO x has two functions dehydrogenation carbonylation and isomerization. In the presence of such a supported noble metal catalyst, 3- and 4
Dehydrocarbonylation of -formylpentanoic acid ester on a noble metal can give 2-, 3-, and 4-pentenoic acid esters. Of these, 2-pentenoate can be converted to 3- and 4-pentenoate by isomerization on a mixed oxide carrier. Using this method, the selectivity for 2-pentenoate can be reduced. Also, the cyclization of formylpentanoate to 3,4-dihydro-2-pyrone can be prevented by using this mixed oxide. For this reason, the mixed oxide can function as a catalyst, and also has acid and base properties as belonging to a solid acidic / base catalyst.
【0016】貴金属触媒は、イオン交換、含浸、または
機械混合により、混合酸化物:(M1)a(M2)b(M3)cPd
AleSiOx上に担持されることができる。担持された
貴金属触媒は、貴金属触媒と担持体である混合酸化物と
の総重量に対し、0.01〜10重量%、好ましくは
0.1〜5重量%を占める。貴金属触媒の含量が多すぎ
るとコストが高くなり、少なすぎると活性が低すぎる傾
向がある。The noble metal catalyst can be prepared by ion exchange, impregnation, or mechanical mixing to obtain a mixed oxide: (M 1 ) a (M 2 ) b (M 3 ) c P d
It can be supported on Al e SiO x . The supported noble metal catalyst accounts for 0.01 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight, based on the total weight of the noble metal catalyst and the mixed oxide serving as the support. If the content of the noble metal catalyst is too high, the cost tends to be high, and if it is too low, the activity tends to be too low.
【0017】本発明による製造方法の出発原料は、3−
ホルミルペンタン酸エステル、4−ホルミルペンタン酸
エステル、またはこれらの混合物でよい。出発原料は、
前記担持された貴金属触媒が存在する状態で、50〜4
00℃、好ましくは100〜250℃に加熱される。こ
うして出発原料を、脱水素カルボニル化によりペンテン
酸エステルに転化することができる。反応温度が高すぎ
るとCO、CO2などの酸化物が多すぎ、低すぎると脱
水素カルボニル化の活性が低くなる傾向がある。3−お
よび4−ホルミルペンタン酸エステルは、それぞれ独立
して、アルキルのエステル、好ましくは炭素数が1〜3
のアルキルのエステルでよい。アルキルの例としては、
メチル、エチル、プロピル、およびイソプロピルがあげ
られる。3−および4−ホルミルペンタン酸エステルの
代表例としては、3−ホルミルペンタン酸メチル、およ
び4−ホルミルペンタン酸メチルが挙げられる。The starting material for the production method according to the present invention is 3-
It may be formylpentanoate, 4-formylpentanoate, or a mixture thereof. Starting materials are
In the presence of the supported noble metal catalyst, 50 to 4
Heated to 00C, preferably 100-250C. Thus, the starting materials can be converted to pentenoates by dehydrocarbonylation. If the reaction temperature is too high, the amount of oxides such as CO and CO 2 is too large, and if it is too low, the activity of dehydrocarbonylation tends to decrease. The 3- and 4-formylpentanoic acid esters are each independently an alkyl ester, preferably having 1 to 3 carbon atoms.
May be an alkyl ester of Examples of alkyl include:
Methyl, ethyl, propyl, and isopropyl. Representative examples of 3- and 4-formylpentanoate include methyl 3-formylpentanoate and methyl 4-formylpentanoate.
【0018】前記脱水素カルボニル化は、酸素含有のガ
ス、たとえば空気または酸素などが存在する状態で実施
されることが好ましい。たとえば、希ガスで希釈された
10〜40容量%の酸素を、反応器に導入することがで
きる。ここで希ガスは、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、
またはアルゴンでよい。The dehydrocarbonylation is preferably carried out in the presence of an oxygen-containing gas such as air or oxygen. For example, 10-40% by volume of oxygen diluted with a rare gas can be introduced into the reactor. Here, the rare gas is nitrogen, carbon dioxide, helium,
Alternatively, it may be argon.
【0019】さらに、過剰酸化および副生物の生成を最
小限にとどめるため、ホルミルペンタン酸エステルの総
重量に対して0.01〜10重量%の水を、出発原料に
加えることが好ましい。また、ホルミルペンタン酸エス
テルおよびペンテン酸エステルの加水分解を避けるた
め、メタノール、エタノール、ブタノール、またはシク
ロヘキサノールなどのアルコールを、出発原料に加える
ことが好ましい。アルコールは、ホルミルペンタン酸エ
ステルの総重量に対して30〜90重量%であることが
好ましい。Furthermore, in order to minimize over-oxidation and by-product formation, it is preferred to add from 0.01 to 10% by weight of water, based on the total weight of formylpentanoate, to the starting materials. Further, in order to avoid hydrolysis of formylpentanoate and pentenoate, it is preferable to add an alcohol such as methanol, ethanol, butanol or cyclohexanol to the starting material. The amount of the alcohol is preferably 30 to 90% by weight based on the total weight of formylpentanoate.
【0020】ホルミルペンタン酸エステルの液空間速度
(LHSV)は、0.1〜10hr -1であることが好ま
しく、0.5〜5hr-1であることがより好ましい。液
空間速度が速すぎると滞留時間が短すぎるため収率が低
くなり、遅すぎると反応は熱力学平衡に向かい、副生物
である2−ペンテン酸エステルの濃度が高くなる傾向が
ある。Liquid space velocity of formylpentanoate
(LHSV) is 0.1 to 10 hours -1Preferably
0.5 to 5 hours-1Is more preferable. liquid
If the space velocity is too high, the residence time will be too short and the yield will be low.
If it is too slow, the reaction will go to thermodynamic equilibrium,
Tend to increase the concentration of 2-pentenoic acid ester
is there.
【0021】本発明で取り上げた転化率および選択性
は、次式にもとづいて計算することができる。ここで、
FVはホルミルペンタン酸エステルを、PTEはペンテ
ン酸エステルを表す。The conversion and selectivity discussed in the present invention can be calculated based on the following equations. here,
FV represents formylpentanoate and PTE represents pentenoate.
【0022】[0022]
【数1】 (Equation 1)
【0023】[0023]
【実施例】本発明の上述およびその他の目的、特徴、お
よび長所をいっそう明瞭にするため、以下に好ましい実
施例を挙げ、図を参照にしつつさらに詳しく説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to further clarify the above and other objects, features and advantages of the present invention, preferred embodiments are described below with reference to the drawings.
【0024】実施例1 130gの水酸化アルミニウム(Al(OH)3)と、1
7.5gの炭酸カルシウム(CaCO3)と、および5
00mlの脱イオン水とを混合した後、100℃で還流
させた状態で、14gのチタニア(TiO2:二酸化チ
タン)をゆっくりと加え溶液Aを得た。Example 1 130 g of aluminum hydroxide (Al (OH) 3 )
7.5 g of calcium carbonate (CaCO 3 ) and 5 g
After mixing with 00 ml of deionized water, 14 g of titania (TiO 2 : titanium dioxide) was slowly added under reflux at 100 ° C. to obtain a solution A.
【0025】20gのシリカ(SiO2)を120ml
の脱イオン水に加えた後、20gの水酸化カリウム(K
OH)を加えた。得られた混合物を攪拌・加熱し、溶液
Bを得た。120 ml of 20 g of silica (SiO 2 )
20 g of potassium hydroxide (K
OH) was added. The obtained mixture was stirred and heated to obtain a solution B.
【0026】100℃で還流させた状態で、溶液Bを溶
液Aに加えた。ついで、得られた混合溶液に、230g
の85%H3PO4溶液を18.3g/分の速さで加えた
後、100℃で8時間攪拌を続けた。得られた溶液を1
00℃で濃縮させたところ、粘着性の白色生成物が得ら
れた。ついで、この生成物を120℃のオーブンで乾燥
させたところ、固体の白色生成物を得た。さらに、この
生成物をクラックしたところ、粒径が30〜40メッシ
ュの粒子が形成された。こうして、固体の酸性/塩基触
媒:Al5Si1Ca0.5Ti0.5P6K1Oxが得られた。Solution B was added to solution A while refluxing at 100 ° C. Then, 230 g was added to the obtained mixed solution.
After adding 85% H 3 PO 4 solution at a rate of 18.3 g / min was continued for 8 hours at 100 ° C.. The resulting solution is
Concentration at 00 ° C. gave a sticky white product. The product was then dried in an oven at 120 ° C. to give a solid white product. Further, when this product was cracked, particles having a particle size of 30 to 40 mesh were formed. Thus, a solid acidic / base catalyst: Al 5 Si 1 Ca 0.5 Ti 0.5 P 6 K 1 O x was obtained.
【0027】20gの得られた固体の酸性/塩基触媒
と、および30mlの0.05MPd(NH3)4Cl2溶
液(pH=10)とを混合し、1時間攪拌を続けた。得
られた溶液を減圧下で乾燥させ、空気が存在する状態で
500℃で6時間焼成させた結果、薄い黄色の固体、即
ち1重量%のPd/Al5Si1Ca0.5Ti0.5P6K1O
xが得られた。これは、選択性をともなう脱水素カルボ
ニル化の触媒として機能することができる。20 g of the resulting solid acidic / base catalyst
And 30 ml of 0.05MPd (NHThree)FourClTwoDissolution
Liquid (pH = 10) and stirring was continued for 1 hour. Profit
The solution was dried under reduced pressure and dried in the presence of air.
As a result of baking at 500 ° C for 6 hours, a pale yellow solid
1% by weight of Pd / AlFiveSi1Ca0.5Ti0.5P6K1O
xwas gotten. This is a dehydrogenation carbohydrate with selectivity.
It can function as a catalyst for nitration.
【0028】7mlの得られた脱水素カルボニル化触媒
を、3/8”のステンレス鋼チューブに入れ、固定層反
応器を形成した。ホルミルペンタン酸メチル、メタノー
ル、および水(重量比で33:57:10)を空気とと
もに混合し、反応器の上部から1hr-1の液空間速度
(LHSV)で送入した。固定層を180℃に制御し、
反応器を大気圧に維持した。反応が完了したら、反応生
成物を反応器から流出させ、冷却・回収した。得られた
液体生成物をガスクロマトグラフィで分析し、その結果
を表1に示した。7 ml of the resulting dehydrocarbonylation catalyst was placed in a 3/8 "stainless steel tube to form a fixed bed reactor. Methyl formylpentanoate, methanol and water (33:57 by weight). : 10) was mixed with air and fed from the top of the reactor at a liquid hourly space velocity (LHSV) of 1 hr -1 .
The reactor was maintained at atmospheric pressure. When the reaction was completed, the reaction product was discharged from the reactor, cooled and recovered. The obtained liquid product was analyzed by gas chromatography, and the results are shown in Table 1.
【0029】[0029]
【表1】 [Table 1]
【0030】実施例2 78gの水酸化アルミニウムと、19.8gの硝酸マグ
ネシウム(Mg(NO 3)2)と、および500mlの脱
イオン水とを混合した後、100℃で還流させた状態
で、16gのチタニアをゆっくりと加え、溶液Aを得
た。Example 2 78 g of aluminum hydroxide and 19.8 g of magnesium nitrate
Nesium (Mg (NO Three)Two) And 500 ml
After mixing with deionized water, refluxed at 100 ° C
Then, slowly add 16 g of titania to obtain a solution A.
Was.
【0031】20gのシリカを120mlの脱イオン水
に加えた後、20gの水酸化カリウムを加えた。得られ
混合物を攪拌・加熱し、溶液Bを得た。After adding 20 g of silica to 120 ml of deionized water, 20 g of potassium hydroxide were added. The obtained mixture was stirred and heated to obtain a solution B.
【0032】100℃で還流させた状態で、溶液Bを溶
液Aに加えた。ついで、得られた混合溶液に、192g
の85%H3PO4溶液を18.3g/分の速さで加えた
後、100℃で8時間攪拌を続けた。得られた溶液を1
00℃で濃縮させたところ、粘着性の白色生成物が得ら
れた。ついで、この生成物を120℃のオーブンで乾燥
させたところ、固体の白色生成物を得た。さらに、この
生成物をクラックしたところ、粒径が30〜40メッシ
ュの粒子が形成された。こうして、固体の酸性/塩基触
媒:Al3Si1Mg0.4Ti0.6P5K1Oxが得られた。Solution B was added to Solution A while refluxing at 100 ° C. Then, 192 g was added to the obtained mixed solution.
After adding 85% H 3 PO 4 solution at a rate of 18.3 g / min was continued for 8 hours at 100 ° C.. The resulting solution is
Concentration at 00 ° C. gave a sticky white product. The product was then dried in an oven at 120 ° C. to give a solid white product. Further, when this product was cracked, particles having a particle size of 30 to 40 mesh were formed. Thus, a solid acidic / base catalyst: Al 3 Si 1 Mg 0.4 Ti 0.6 P 5 K 1 O x was obtained.
【0033】20gの得られた固体の酸性/塩基触媒
と、および30mlの0.05M Pd(NH3)4Cl2溶
液(pH=10)とを混合し、1時間攪拌を続けた。得
られた溶液を減圧下で乾燥させ、空気が存在する状態で
500℃で6時間焼成させた結果、薄い黄色の固体、即
ち1重量%のPd/Al3Si1Mg0.4Ti0.6P5K1O
xが得られた。これは、選択性をともなう脱水素カルボ
ニル化の触媒として機能することができる。20 g of the resulting solid acidic / base catalyst and 30 ml of a 0.05 M Pd (NH 3 ) 4 Cl 2 solution (pH = 10) were mixed and stirring was continued for 1 hour. The resulting solution was dried under reduced pressure and calcined at 500 ° C. for 6 hours in the presence of air, resulting in a pale yellow solid, ie 1% by weight of Pd / Al 3 Si 1 Mg 0.4 Ti 0.6 P 5 K. 1 O
x was obtained. It can function as a catalyst for dehydrocarbonylation with selectivity.
【0034】7mlの得られた脱水素カルボニル化触媒
を、3/8”のステンレス鋼チューブに入れ、固定層反
応器を形成した。ホルミルペンタン酸メチルと、メタノ
ールと、および水と(重量比で33:57:10)を空
気とともに混合し、反応器の上部から1hr-1の液空間
速度(LHSV)で送入した。固定層を180℃に制御
し、反応器を大気圧に維持した。反応が完了したら、反
応生成物を反応器から流出させ、冷却・回収した。得ら
れた液体生成物をガスクロマトグラフィで分析し、その
結果を表2に示した。[0034] 7 ml of the resulting dehydrocarbonylation catalyst was placed in a 3/8 "stainless steel tube to form a fixed bed reactor. Methyl formylpentanoate, methanol and water (by weight) 33:57:10) was mixed with air and pumped from the top of the reactor at a liquid hourly space velocity (LHSV) of 1 hr -1 The fixed bed was controlled at 180 ° C. and the reactor was maintained at atmospheric pressure. When the reaction was completed, the reaction product was discharged from the reactor, cooled and collected, and the obtained liquid product was analyzed by gas chromatography, and the results are shown in Table 2.
【0035】[0035]
【表2】 [Table 2]
【0036】実施例3〜7 各実施例につき、実施例1で説明した手順を用いて触媒
を調製した。7mlの得られた脱水素カルボニル化触媒
を、3/8”のステンレス鋼チューブに入れ、固定層反
応器を形成した。ホルミルペンタン酸メチルと、メタノ
ールと、および水とを様々な重量比で空気とともに混合
し、様々な液空間速度(LHSV)で反応器の上部から
送入した。固定層を様々な温度に制御し、反応器を大気
圧に維持した。反応が完了したら、反応生成物を反応器
から流出させ、冷却・回収した。得られた液体生成物を
ガスクロマトグラフィで分析し、その結果を表3に示し
た。Examples 3-7 For each example, catalysts were prepared using the procedure described in Example 1. 7 ml of the resulting dehydrocarbonylation catalyst was placed in a 3/8 "stainless steel tube to form a fixed bed reactor. Methyl formylpentanoate, methanol and water were mixed in various weight ratios of air. At the top of the reactor at various liquid hourly space velocities (LHSV), the fixed bed was controlled at various temperatures and the reactor was maintained at atmospheric pressure. The liquid product was discharged from the reactor, cooled and collected, and the obtained liquid product was analyzed by gas chromatography, and the results are shown in Table 3.
【0037】[0037]
【表3】 [Table 3]
【0038】実施例8 実施例1で説明した手順を用いて触媒を調製した。50
mlの得られた脱水素カルボニル化触媒を、1”のステ
ンレス鋼チューブに入れ、固定層反応器を形成した。ホ
ルミルペンタン酸メチル、メタノール、および水(重量
比は33:59:8)を空気とともに混合し、反応器の
上部から2hr-1の液空間速度(LHSV)で送入し
た。固定層を180℃に制御し、反応器を大気圧に維持
した。反応が完了したら、反応生成物を反応器から流出
させ、冷却・回収した。得られた液体生成物をガスクロ
マトグラフィで分析し、その結果を表4に示した。Example 8 A catalyst was prepared using the procedure described in Example 1. 50
ml of the resulting dehydrocarbonylation catalyst was placed in a 1 "stainless steel tube to form a fixed bed reactor. Methyl formylpentanoate, methanol, and water (33: 59: 8 by weight) were added to air. And fed from the top of the reactor at a liquid hourly space velocity (LHSV) of 2 hr -1 The fixed bed was controlled at 180 ° C. and the reactor was maintained at atmospheric pressure. Was discharged from the reactor, cooled and recovered, and the obtained liquid product was analyzed by gas chromatography, and the results are shown in Table 4.
【0039】[0039]
【表4】 [Table 4]
【0040】以上に好ましい実施例を開示したが、これ
らは決して本発明の範囲を限定するものではなく、当該
技術に熟知した者ならば誰でも、本発明の精神と領域を
脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えられるべきで
あって、したがって本発明の保護範囲は特許請求の範囲
で指定した内容を基準とする。Although the preferred embodiments have been disclosed above, they are not intended to limit the scope of the invention in any way, and anyone skilled in the art will be able to provide the same without departing from the spirit and scope of the invention. Various variations and additions should be made, and therefore the protection scope of the present invention is based on the contents specified in the claims.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上にあげた実施例の結果からわかるよ
うに、本発明による製造方法にもとづき、混合酸化物上
に担持された特定の貴金属を触媒として使用すると、高
いホルミルペンタン酸エステルの転化率を得ることがで
き、かつまた、3−および4−ペンテン酸エステルに対
する選択性を向上させ、2−ペンテン酸エステルに対す
る選択性を20%未満に減少させることができる。As can be seen from the results of the above-mentioned examples, when a specific noble metal supported on a mixed oxide is used as a catalyst based on the production method of the present invention, a high conversion of formylpentanoate is obtained. Rate can be obtained and also the selectivity for 3- and 4-pentenoates can be improved and the selectivity for 2-pentenoates can be reduced to less than 20%.
Claims (17)
ホルミルペンタン酸エステル、またはこれらの混合物
を、担持された貴金属触媒存在下で、50〜400℃に
加熱する工程からなり、前記貴金属触媒は、混合酸化
物:(M1)a(M2)b(M3)cPdAleSiOx上に担持さ
れ、M1はアルカリ金属、M2はアルカリ土類金属、M3
はIVB族の金属であり、a=0.5〜1.5、b=0.
2〜0.8、c=0.2〜0.8、d=2〜8、e=3
〜10、xは化学量論値であるペンテン酸エステルの製
造方法。(1) 3-formylpentanoic acid ester, 4-
Heating a formylpentanoic acid ester or a mixture thereof to 50 to 400 ° C. in the presence of a supported noble metal catalyst, wherein the noble metal catalyst is a mixed oxide: (M 1 ) a (M 2 ) b (M 3) c P d Al e supported on SiO x, M 1 alkali metal, M 2 is an alkaline earth metal, M 3
Is a group IVB metal, a = 0.5 to 1.5, b = 0.
2 to 0.8, c = 0.2 to 0.8, d = 2 to 8, e = 3
A method for producing a pentenoic acid ester in which -10 and x are stoichiometric values.
1記載の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein M 1 is Li, Na or K.
項1記載の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein M 2 is Be, Mg or Ca.
項1記載の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein M 3 is Ti, Zr or Hf.
7、c=0.4〜0.7、d=4〜7、e=4〜8であ
る請求項1記載の製造方法。5. a = 0.7-1.3, b = 0.4-0.
7. The method according to claim 1, wherein c = 0.4-0.7, d = 4-7, and e = 4-8.
する請求項1記載の製造方法。6. The method according to claim 1, wherein the noble metal catalyst contains a Group VIIIB metal.
hまたはRuである請求項6記載の製造方法。7. The group VIIIB metal is Pd, Pt, R
7. The method according to claim 6, wherein h or Ru is used.
記混合酸化物との総重量に対して0.01〜10重量%
である請求項1記載の製造方法。8. The precious metal catalyst is 0.01 to 10% by weight based on the total weight of the precious metal catalyst and the mixed oxide.
The method according to claim 1, wherein
記混合酸化物との総重量に対して0.1〜5重量%であ
る請求項8記載の製造方法。9. The method according to claim 8, wherein the amount of the noble metal catalyst is 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the noble metal catalyst and the mixed oxide.
求項1記載の製造方法。10. The method according to claim 1, which is performed at a temperature of 100 to 250 ° C.
請求項1記載の製造方法。11. The method according to claim 1, which is performed in the presence of a gas containing oxygen.
の製造方法。12. The method according to claim 11, which is performed in the presence of air.
の製造方法。13. The method according to claim 11, which is carried out in the presence of oxygen.
および4−ホルミルペンタン酸エステルが、それぞれ独
立して、炭素数が1〜3のアルキルのエステルである請
求項1記載の製造方法。14. The method according to claim 1, wherein said 3-formylpentanoic acid ester and 4-formylpentanoic acid ester are each independently an alkyl ester having 1 to 3 carbon atoms.
および4−ホルミルペンタン酸エステルが、それぞれ3
−ホルミルペンタン酸メチルおよび4−ホルミルペンタ
ン酸メチルを出発原料として使用する請求項14記載の
製造方法。15. The 3-formylpentanoic acid ester and 4-formylpentanoic acid ester each having 3
The process according to claim 14, wherein methyl-formylpentanoate and methyl 4-formylpentanoate are used as starting materials.
空間速度LHSVが、0.1〜10hr-1である請求項
1記載の製造方法。16. The method according to claim 1, wherein the liquid hourly space velocity LHSV of the formylpentanoic acid ester is 0.1 to 10 hr -1 .
5hr-1である請求項16記載の製造方法。17. The liquid space velocity LHSV is 0.5 to
17. The method according to claim 16, wherein the pressure is 5 hr -1 .
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