JP2002161054A - シクロドデカトリエンの製造方法 - Google Patents

シクロドデカトリエンの製造方法

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JP2002161054A
JP2002161054A JP2000359580A JP2000359580A JP2002161054A JP 2002161054 A JP2002161054 A JP 2002161054A JP 2000359580 A JP2000359580 A JP 2000359580A JP 2000359580 A JP2000359580 A JP 2000359580A JP 2002161054 A JP2002161054 A JP 2002161054A
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cyclododecatriene
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butadiene
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Shigeru Igai
滋 猪飼
Sakae Yuasa
栄 湯浅
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ブタジエンを三量化してシクロドデカトリエン
を製造する際に、後処理工程が容易で、かつ、触媒活性
およびシクロドデカトリエンの選択率をより高める方法
を提案する。 【課題を解決するための手段】(a)チタン化合物およ
び(b)炭化水素溶媒中でアルキルアルミニウムセスキ
ハライドと水とを反応し、該反応溶液にアルキルアルミ
ニウムセスキハライドに対して1〜8モル%のトリアル
キルアルミニウムを加えた有機アルミニウム混合物を含
む触媒の存在下、ブタジエンを三量化することを特徴す
るシクロドデカトリエンの製造方法により解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、チタン化合物と有
機アルミニウム混合物を含む触媒の存在下でブタジエン
の三量化反応を行い、シクロドデカトリエンを高収率で
製造する方法に関する。得られるシクロドデカトリエン
は、ラウロラクタム、1,12−ドデカンジカルボン酸
ならびに1,12−ドデカンジオールなどの出発原料と
なる重要な化合物である。
【0002】
【従来の技術】ブタジエンの三量化によるシクロドデカ
トリエンの製造法としては、チタン化合物及び助触媒と
して有機アルミニウム化合物からなる所謂チグラーナッ
タ型触媒が知られており、さらに、触媒活性およびシク
ロドデカトリエンの選択率を上げるため、水、カルボン
酸、アルコールなどの活性水素化合物、あるいはシロキ
サン、ジアミン、スルホキシド、ケトンなどのルイス塩
基を第3成分として加えた触媒系が数多く提案されてい
る。
【0003】この場合、助触媒として使用される有機ア
ルミニウム化合物は、活性および選択率からアルキルア
ルミニウムジハライド、ジアルキルアルミニウムハライ
ド、アルキルアルミニウムセスキハライドが優れてお
り、特に、多用されているのはエチルアルミニウムセス
キクロライド(Et1.5AlCl1.5)である。
【0004】ところで、これら有機アルミニウム化合物
は、一定量のハロゲン成分は必要であるが、使用される
有機アルミニウムハライドは化学量論的に有機基とハロ
ゲン元素がアルミニウム元素に対して整数の関係にある
とは限らず、活性の向上に寄与する助触媒として決定的
なものは見出されていない。その為、助触媒として異な
った有機アルミニウム化合物、アルミニウムハライド化
合物の組み合せも検討されている。具体的には、特公昭
43−26616号公報には、トリアルキルアルミニウ
ム/AlCl3/H2Oからなる組み合わせが、特公昭5
1−24495号公報には、エチルアルミニウムジクロ
ライド/エチルアルミニウムセスキクロライドの組み合
わせ、また、特公昭59−18368号公報には、エチ
ルアルミニウムセスキクロライド/ジエチルアルミニウ
ムヨード/H2Oの組み合わせが開示されている。しか
し、これらの組み合わせにおいても、必ずしも活性、選
択率が満足できるほど高くはない。また、これらの先行
技術では、スルホキシド化合物やヨウ素化合物の添加が
あり、反応後の後処理工程が煩雑となる問題点もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、ブタジエ
ンを三量化してシクロドデカトリエンを製造する際に、
シクロドデカトリエンの収率を更に高め、後処理工程が
容易な製造方法を提案する。
【0006】
【課題解決ための手段】本発明者らは鋭意検討した結
果、(a)チタン化合物および(b)炭化水素溶媒中で
アルキルアルミニウムセスキハライドと水とを反応し、
該反応溶液にアルキルアルミニウムセスキハライドに対
して1〜8モル%のトリアルキルアルミニウムを加えた
有機アルミニウム混合物を含む触媒の存在下、ブタジエ
ンを三量化することを特徴するシクロドデカトリエンの
製造方法により収率が向上することを見出し、本発明を
完成した。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明で使用する(a)チタン化合物とし
ては、これまでブタジエンを三量化してシクロドデカト
リエンを合成する触媒として報告されたいずれのものも
含む。具体例としては、TiCl4、TiCl(O
R)3、TiCl2(OR)2、TiCl3(OR)、Ti
(OR)4が挙げられる。ここでORのRは、炭素数1
〜12の炭化水素基であり、メチル、エチル、プロピ
ル、イソプロピル、ブチル、イソブチル基が好ましく用
いられる。これらの化合物は、単独でも二種以上を混合
して使用しても何ら問題はない。通常、(a)チタン化
合物は、炭化水素溶媒に溶解して使用される。使用され
る炭化水素溶媒は、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デ
カンなどの脂肪族炭化水素溶媒、シクロヘキサン、シク
ロオクタン、シクロドデカン、シクロドデカトリエンな
どの脂環式炭化水素溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレ
ンなどの芳香族炭化水素溶媒を用いることができる。好
ましい溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレンな
どの芳香族炭化水素溶媒である。
【0009】本発明で使用する(b)有機アルミニウム
混合物は、炭化水素溶媒中でアルキルアルミニウムセス
キハライドと水とを反応し、該反応溶液にアルキルアル
ミニウムセスキハライドに対して1〜8モル%のトリア
ルキルアルミニウムを加えた炭化水素溶液である。
【0010】本発明で使用する炭化水素溶媒は、ヘキサ
ン、ヘプタン、オクタン、デカンなどの脂肪族炭化水素
溶媒、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロドデカ
ン、シクロドデカトリエンなどの脂環式炭化水素溶媒、
ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶
媒を用いることができる。好ましい溶媒としては、ベン
ゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒で
ある。
【0011】本発明のアルキルアルミニウムセスキハラ
イドは、R1.5AlX1.5で示され、Xはハロゲン元素、
Rは炭素数1〜12の炭化水素基である。特に、Xが塩
素、Rがエチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イ
ソブチル基が好ましく用いられる。
【0012】本発明で使用する(b)有機アルミニウム
混合物は、予め炭化水素溶媒中でアルキルアルミニウム
セスキハライドと水を接触させて反応することが必要で
ある。この時、アルキルアルミニウムセスキハライド/
水のモル比は1〜30、好ましくは2〜15である。反
応温度および反応時間は、通常、0〜80℃、1〜12
00分、好ましくは10〜70℃、5〜600分であ
る。
【0013】該反応溶媒にトリアルキルアルミニウムを
加えることにより、(b)有機アルミニウム混合物は調
製される。この順序が異なると、満足すべき活性が得ら
れない。使用するトリアルキルアルミニウムは、AlR
3で示され、Rは炭素数1〜12の炭化水素基である。
特に、Rがエチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、
イソブチル基が好ましく用いられる。通常は、上述した
炭化水素溶媒に溶解したものを該反応溶媒に加える。調
製温度および調製時間は、通常、0〜80℃、1〜12
0分、好ましくは10〜50℃、1〜60分である。
【0014】トリアルキルアルミニウムの使用量は、ア
ルキルアルミニウムセスキハライド1モルに対し、1〜
8モル%、好ましくは2〜7.5モル%である。トリア
ルキルアルミニウムの使用量が8モル%より多いと、触
媒活性が低下する傾向が認められ、一方、1モル%より
小さい場合も触媒活性が向上せず、シクロドデカトリエ
ン収率が低い。
【0015】本発明で使用する(b)有機アルミニウム
混合物中のアルミニウムと(a)チタン化合物中のチタ
ンとのモル比は、通常、80〜3、好ましくは40〜5
である。
【0016】本発明では、(a)チタン化合物と(b)
炭化水素溶媒中でアルキルアルミニウムセスキハライド
と水とを反応し、該反応溶液にアルキルアルミニウムセ
スキハライドに対して2〜8モル%のトリアルキルアル
ミニウムを加えた有機アルミニウム混合物を含む触媒の
存在下に、ブタジエンの三量化反応を行なう。
【0017】本発明の(a)チタン化合物と(b)有機
アルミニウム混合物を含む触媒は、(a)チタン化合物
を含む炭化水素溶媒と、(b)有機アルミニウム混合物
を含む炭化水素溶媒とを0〜60℃の範囲で接触するこ
とが好ましく、0〜30℃で接触することが特に好まし
い。接触時間は、通常、1〜600分、好ましくは5〜
60分である。(a)チタン化合物とトリアルキルアル
ミニウムを先に接触させたり、(a)チタン化合物に水
とアルキルアルミニウムセスキハライドとの反応溶液を
先に接触させたりすると触媒活性が損なわれ、シクロド
デカトリエン収率が低下する。
【0018】ブタジエンの三量化反応における反応温度
は、特に制限はなく、通常、40〜150℃で、反応時
間は通常30分〜10時間の範囲で実施される。反応圧
力は、通常、常圧下で実施されるが、若干の加圧下で実
施しても何ら問題はない。反応は、連続あるいはバッチ
式の攪拌機を備えた反応器を用いて行なうことができ
る。
【0019】ブタジエンを三量化反応した後に、シクロ
ドデカトリエン、(a)チタン化合物および(b)有機
アルミニウム混合物を含有する反応液は、水、アンモニ
ア水、NaOH水溶液、アルコールなどで容易に触媒を
失活させることができる。触媒を失活させた後は、特別
な後処理工程は行なわず、通常の中和処理、水洗、ある
いは乾燥等の各工程を経た反応溶液から、蒸留によって
目的物であるシクロドデカトリエンを容易に分離、回収
することができる。
【0020】以下、実施例および比較例で本発明を具体
的に示す。
【実施例】
【0021】実施例1 攪拌器付きオートクレーブ(2L)に含水トルエン70
0ml(水:0.85mmol)を加え、Et1.5Al
Cl1.5(エチルアルミニウムセスキクロライド)2.
1mmolを含んだトルエン溶液1.1mlを導入し、
30℃で2.5分間攪拌した。その後、トリエチルアル
ミニウム0.05mmolを含んだトルエン溶液0.5
mlを導入し、30℃で2.5分間攪拌した。次に、T
iCl40.05mmolを含んだトルエン溶液0.5
ml、続いて300mlのブタジエンを導入し、オート
クレーブ内温60℃で反応を開始した。30分間攪拌
後、14%のアンモニア水1mlを添加して反応を停止
した。反応液は、室温で一夜放置し、析出した触媒分解
固体をデカンテーションで分離し、減圧蒸留でシクロド
デカトリエンを含む軽沸点成分と高沸点成分に分け、ガ
スクロマトグラフィーでシクロドデカトリエンを分析し
た。結果を表1にまとめて示した。
【0022】実施例2 トリエチルアルミニウムを0.1mmol導入した以外
は、実施例1と同様に行なった。その結果を表1にまと
めて示した。
【0023】実施例2 トリエチルアルミニウムを0.15mmol導入した以
外は実施例1と同様に行なった。その結果を表1にまと
めて示した。
【0024】比較例1 トリエチルアルミニウムを全く使用しなかったこと以外
は、実施例1と同様に行なった。その結果を表1にまと
めて示した。
【0025】比較例2 トリエチルアルミニウムを0.2mmol導入した以外
は実施例1と同様に行なった。その結果を表1にまとめ
て示した。
【0026】比較例3 トリエチルアルミニウムの導入をブタジエン300ml
導入した後に行ったこと以外は、実施例1と同様に行な
った。その結果を表1にまとめて示した。
【0027】実施例4 攪拌器付きオートクレーブ(2L)に含水トルエン95
0ml(水:0.70mmol)を加え、エチルアルミ
ニウムセスキクロライド7.0mmolを含んだトルエ
ン溶液3.5mlを導入し、30℃で10分間攪拌し
た。その後、トリエチルアルミニウム0.35mmol
を含んだトルエン溶液3.5mlを導入し、30℃で5
分間攪拌した。次に、TiCl40.5mmolを含ん
だトルエン溶液5ml、続いて50mlのブタジエンを
導入し、オートクレーブ内温60℃で反応を開始した。
7分間攪拌後、28%のアンモニア水2mlを添加し反
応を停止した。反応液は、室温で一夜放置し、析出した
触媒分解固体をデカンテーションで分離し、減圧蒸留で
シクロドデカトリエンを含む軽沸点成分と高沸点成分に
分け、ガスクロマトグラフィーでシクロドデカトリエン
を分析した。結果を表1にまとめて示した。
【0028】比較例4 トリエチルアルミニウムの添加をエチルアルミニウムセ
スキクロライドの前に行った以外は、実施例4と同様に
行なった。その結果を表1にまとめて示した。
【0029】実施例1〜4および比較例1〜4の結果を
表1にまとめて示した。
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明により、反応後の後処理も容易で
しかも従来より高い収率でシクロドデカトリエンを製造
することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)チタン化合物および(b)炭化水素
    溶媒中でアルキルアルミニウムセスキハライドと水とを
    反応し、該反応溶液にアルキルアルミニウムセスキハラ
    イドに対して1〜8モル%のトリアルキルアルミニウム
    を加えた有機アルミニウム混合物を含む触媒の存在下、
    ブタジエンを三量化することを特徴するシクロドデカト
    リエンの製造方法。
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