JP2002500208A - ネオペンチルグリコールの調製プロセス - Google Patents
ネオペンチルグリコールの調製プロセスInfo
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Abstract
Description
しくは、この発明は、ヒドロキシピバルアルデヒドを昇温した温度で水素添加触
媒で水素添加して調製するプロセスに関するものである。
リル樹脂類、ポリエステル樹脂類、ポリウレタン樹脂類、アルキッド樹脂類及び
ポリラーボネート樹脂類のような種々の樹脂類の製造における重要な中間生成物
である。これらのアルコール類は、また、可塑剤、合成潤滑剤、界面活性剤など
の調製にも使用される。
のプロセスにより調製されている。一方のプロセスにおいては、フォルムアルデ
ヒド及びアルデヒドを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又は水酸化カルシウム
のような強アルカリ性触媒と反応させて、ネオペンチル グリコールのようなア
ルコールを作るようにしている。しかしながら、このプロセスの不利な点は、大
量の蟻酸塩ナトリウムが副産物として形成される点である。したがって、このプ
ロセスは、このような蟻酸塩に経済的に効果的な使用が見いだせない限り、商業
的プロセスには向かないものである。
ル化反応をアミン触媒の存在、特に、トリエチルアミンの存在のもとに行われる
ものである。ネオペンチル グリコールは、例えば、トリエチルアミンの存在の
もとにフォルムアルデヒドとイソブチルアルデヒドを反応させて得られ、主たる
製品としてヒドロキシピバルアルデヒドが形成される。これは、さらに水素添加
されて、これによって、最終製品としての所望のネオペンチル グリコールを得
る。前記アルドール化反応は、触媒として、アニオン交換樹脂を使用することに
よっても行われる。
0,337は、触媒としてプロモータとしてバリウムを含む亜クロム酸銅を提案
している。米国特許4,855,515においては、酸化銅と亜クロム酸銅との
混合物を触媒として使用し、酸化マンガンをプロモータとしている。EP特許3
43475においては、プラチナ、ルテニウム及びタングステンから作った混合
触媒を前記触媒として使用している。
とが分かっている。得られるヒドロキシピバルアルデヒド転化率及びNPG転化
率は、商業目的に適したレベルには達し得ないものである。ある種の貴金属触媒
によってのみしか好結果が得られない。したがって、かくしてEP特許3434
75によれば、プラチナ、ルテニウム及びタングステンを含む触媒が80℃の温
度でも使用される。溶媒としては、水又は水とアルコールとの混合物が使用され
ている。
ネオペンチル グリコール−モノイソブチレート及びヒドロキシピバリル ヒド
ロキシピバレートの量が激しく増えてしまう。これら有害な副産物は、所望のネ
オペンチル グリコール、特にネオペンチル グリコール モノイソブチレート
から分離することが困難である。さらに、副産物の量の増加により、製造プロセ
スの適合性が選択率の減少として低下する。さらにまた、低温の反応温度を使用
するとき、極めて大量の触媒が必要になり、この結果、処理ヴォリュウム(プロ
セスヴォリュウム)が増え、さらにまた、反応時間が著しく長くなり、これらの
要因により、前記プロセスは、産業規模的にそぐわないものになってしまう。
れる溶媒は、通例、水である。前記水素添加反応においては、水により選択率が
減ってしまう。さらに、水コンテントが高いことで、ニッケル触媒の粒子構造が
破壊されて、ニッケル触媒の寿命が著しく短命になる。
キシピバルアルデヒドの水素添加により、不純物が極めて少ないレベルのネオペ
ンチル グリコールを調製するための優れた選択率をもつ改良されたプロセスが
渇望されている。
を水素添加することにより、ネオペンチル グリコールを調製するプロセスに関
するもので、このプロセスにおいては、副産物の量が極めて少ない。この発明の
他の実施例は、HPAの転化率が高く、NPGの選択率が高くなるネオペンチル グリコール(NPG)の製造プロセスである。
ロキシピバルアルデヒドを水素添加し、溶媒としてアルコール又はエーテル又は
これらの混合物を使用し、前記水素添加溶媒に存在する水の量を15重量%以下
に限定することにより達成できることが分かった。
ロキシピバルアルデヒドを、適用可能な方法であればどのような方法であっても
調製できる。ヒドロキシピバルアルデヒド調製のコンベンショナルのプロセスは
、アルドール化反応を行うもので、この反応においては、アミン触媒、特にトリ
エチルアミンの存在のもとに所謂アルドール化反応でフォルムアルデヒドとアル
デヒドを反応させるようにしている。他の、より推奨できるプロセスであっても
、アルドール化触媒として作用する弱アニオン交換樹脂と反応する相当するアル
ドール化反応を行うようになっている。
率10:1〜1:10、好ましくは、5:1〜1:5でアニオン交換樹脂と接触
する。この反応は、15〜100℃の温度で行うことができる。アニオン交換樹
脂を使用するとき、温度の上限は、使用されるアニオン交換樹脂の熱抵抗によっ
て定まる。前記アルドール化反応は、バッチプロセス又はセミバッチプロセス又
は好ましくは連続プロセスで行うことができる。
ては、官能基は、第1級アミン(−NH2 ),第2級アミン(−NHR,ここ でRは、アルキル又はアリル)又は第3級アミン(−NR2,ここでRは、上記
のもの)又はこれらの混合物である。使用される樹脂マトリックスは、例えば、
アミン又はアンモニアをもつエピクロロヒドリン、フェノール樹脂、アクリル樹
脂、又は、クロロメチル化されたスチレン−ジビニルベンゼン共重合体のような
スチレン共重合体の濃縮物である。
、取り分け水及びメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノー
ル、n−ブタノール及びイソブタノール又は、これらの混合物であり、これらの
反応溶液における量は、0〜50重量%、好ましくは、0〜30重量%の範囲内
で種々変わるものである。
応混合物をさらになんら分離することなしに直接水素添加処理する。この発明に
よれば、ニッケルを含む触媒を水素添加触媒として使用する。該触媒におけるニ
ッケルの量は、60〜90重量%である。この触媒は、又、クロミウムを含み、
クロミウムの量は、1〜40重量%である。この触媒は、又、シリカのような無
機酸化物でよい適当な担体と組み合わされる。前記触媒は、市場で手軽に入手で
きるもので、特別な触媒を必要としない。
ものである。溶媒としてアルコール類又はエーテル類又はこれらの混合物が使用
される。適当なアルコール類には、例えば、メタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、ネオペンチル グリコール及
びブチルエーテル又はジオキサンが含まれる。該溶媒の量は、1〜70重量%、
好ましくは、10〜50重量%の範囲内で変わる。前記溶媒の目的は、HPAが
低温度では溶解性が乏しくなるから、液相におけるヒドロキシピバルアルデヒド
の溶解性を高め、反応溶液に析出される。このことは、前記アルドール化工程の
間の転化が良好で、したがって、前記反応混合物における前記HPA濃度が高い
ときに特に生じる。
℃の温度で行われる。水素添加圧力は、1〜200バール、好ましくは、10〜
80バールの範囲内で種々変わる。前記水素添加反応の選択率は、低温の操作温
度を使用することにより、少なくとも98%である。実際にエステル不純物が付
加的に生成されず、逆アルドール化反応が回避されて、前記プロセスの収率が高
まる。前記アルドール化反応をアルドール化触媒として弱アニオン交換樹脂を使
用する場合においては、エイドフリーのフィードが得られ、前記水素添加工程に
おける操作条件は、マイルドのものが適しているもので、これは、エステル不純
物とアセタール類が生成されず、高温度におけるエステル不純物の水素化分解が
不要であるからである。前記水素添加は、バッチプロセス又はセミバッチプロセ
ス又は好ましくは連続プロセスとして行うことができる。
が含まれていないことである。かくして、水素添加されるべき溶液における水の
量は、最高で15重量%、好ましくは、これ以下であるか、又は、水素添加され
るべき反応混合物には、水が全く含まれていない。余剰の水により、副産物の量
が増え、ネオペンチル グリコールの生成の選択率及び転化率が低下する。
ルが適宜の方法、例えば蒸留により分離され、前記溶媒類は、前記水素添加工程
及び/又はアルドール化工程へリサイクルされる。
水素添加することは、選択率の改善と良好な転化率の点で、大規模な工業規模に
好適である。ニッケルを含む触媒は、驚くほどに少量で済み、この結果、反応ヴ
ォリュウムがより少ないものとなり、前記プロセスは、より一層経済的なものに
なる。
実施例は、この発明を限定するものではない。
積300mlのパー反応器内で水素添加した。触媒のニッケルのコンテントは、
約69重量%であり、クロミウムのコンテントは、約13重量%であった。シリ
カを前記触媒の担体として使用した。フィード溶液は、弱アニオン交換樹脂によ
り触媒作用を受けたアルドール化反応により得られた160gの量の精製されて
いないヒドロキシピバルアルデヒドを含むものであった。 温度70℃、圧力7
0バールで、溶媒としてメタノールを使用して水素添加を行った。水素添加時間
は、240分であった。
, HPHP=ヒドロキシピバリル ヒドロキシピバルアルデヒド, NPG−minbut=NPG−モノイソブチレート, IBAL=イソブチラルアルデヒド, MeOH=メタノール, IBUOH=イソブタノール, HCOOH=蟻酸、 その他=フォルムアルデヒド及び特定されない組成物
転化率は、プロダクト分析から計算して91%であった。
使用するとき、及び、水の量が前記フィード溶液の15重量%以下であるとき、
70℃の温度ですら良好な収率で水素添加を行うことができることを示している
ものである。
もので、実験アレンジメントを以下に記載する: リアクター: 直径16mm,長さ400mmのチューブリアクター 触 媒: シリカを担体とするNi/Cr、ニッケルのトータル のコンテントは、69重量%(Ni,NiO)、 Crのトータルのコンテントは、13重量%、該触媒を クラッシュして平均粒径1mmとした フィード: 精製操作なしのアルドール化反応からのクルードHPA アルドール化反応は、弱アニオン交換樹脂で触媒作用を 受けた 溶 媒: メタノール 触媒の量: 6gのシリコン カーバイドを不活性希釈マテリアルと して、実際の触媒床の上下に使用した 液体フィードレート: 12g/h 温度: 床の平均温度70℃、温度は、前記触媒床にそった3つ の異なる点で測定 圧力: 70バール(絶対) 空間速度: WHSV=2 操作モード: 前記フィードを前記リアクター内を連続圧送し、冷却し たプロダクトドラムに集め、余剰の水素を用い、前記プ ロダクトドラムからの気体の出口からの流れにおいてガ スフローメーターで測定した。前記リアクター温度は、 前記リアクターのシェル周りの電気ヒータを用いてコン トロールした
組成物の特性を以下の表2に示す。
し、したがって、前記スペース速度WHSVを遅くすることにより増加できる。
Claims (10)
- 【請求項1】昇温状態で、水素と水素添加触媒の存在のもとにヒドロキシピ
バルアルデヒド(HPA)によりネオペンチル グリコールを調製するプロセス
であり、このプロセスは、ヒドロキシピバルアルデヒドの水素添加をニッケルを
含む触媒の存在のもとに100℃以下の温度で液相が行われ、この液相は、溶媒
が1〜70重量%の量で、水が15重量%以下の量であることを特徴とするもの
である。 - 【請求項2】前記溶媒は、脂肪族アルコール又はエーテル又はこれらの混合
物であることを特徴とする請求項1によるプロセス。 - 【請求項3】前記溶媒は、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イ
ソプロパナール、n−ブタノール又はイソブタノール又はこれらの混合物である
ことを特徴とする請求項1によるプロセス。 - 【請求項4】前記溶媒は、水素添加が行われる反応混合物の10〜50重量
%の量で使用されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかによるプ
ロセス。 - 【請求項5】使用される前記水素添加触媒は、ニッケルとクロミウムとを含
む触媒であることを特徴とする前記請求項のいずれかによるプロセス。 - 【請求項6】前記水素添加触媒は、クロミウムを1〜40重量%含むことを
特徴とする請求項5によるプロセス。 - 【請求項7】無機酸化物、好ましくは、シリカが前記触媒の担体として使用
されることを特徴とする請求項5又は請求項6によるプロセス。 - 【請求項8】ヒドロキシピバルアルデヒドは、フォルムアルデヒド及びイソ
ブチルアルデヒドのアルドール化により得られることを特徴とする前記請求項の
いずれかによるプロセス。 - 【請求項9】アルドール化触媒反応は、触媒として作用する弱塩基アニオン
交換樹脂で行われることを特徴とする請求項8によるプロセス。 - 【請求項10】前記アルドール化触媒は、弱塩基アニオン交換樹脂であり、
この交換樹脂における官能基は、第1級アミン(−NH2),第2級アミン(−
NHR,ここでRは、アルキル又はアリル)又は第3級アミン(−NR2,ここ
でRは、上記のもの)又はこれらの混合物であることを特徴とする請求項8又は
請求項9によるプロセス。
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