JP2003064038A - Method for producing cyclic aliphatic oxime - Google Patents

Method for producing cyclic aliphatic oxime

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JP2003064038A
JP2003064038A JP2001257236A JP2001257236A JP2003064038A JP 2003064038 A JP2003064038 A JP 2003064038A JP 2001257236 A JP2001257236 A JP 2001257236A JP 2001257236 A JP2001257236 A JP 2001257236A JP 2003064038 A JP2003064038 A JP 2003064038A
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metal
reaction
periodic table
oxide
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Yuichi Fujii
雄一 藤井
Mitsuji Ono
満司 小野
Hajime Nagahara
肇 永原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a cyclic aliphatic oxime in high oxime selectivity (generally >=50 and >=80% by selecting a catalyst) by a relatively simple operation without accompanied by dangerous operations as in the case of using a peroxide as an oxidant. SOLUTION: This method for producing the cyclic aliphatic oxime is to oxidize an alicyclic primary amine with molecular oxygen in a gas phase in the presence of a solid catalyst comprising at least one oxide selected from the 5th family and the 6th family of the periodic table and at least one metal oxide selected from the 4th family of the periodic table.

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、環状脂肪族第一級
アミンを気相中で酸化させて、環状脂肪族オキシムを製
造する方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a cycloaliphatic oxime by oxidizing a cycloaliphatic primary amine in a gas phase.

【0002】[0002]

【従来の技術】環状脂肪族オキシムは、有機化学工業の
分野で医薬や農薬の原料として有用な化合物である。特
に、環状脂肪族オキシムがシクロヘキサノンオキシムで
ある場合は、ナイロン−6の原料であるεカプロラクタ
ムの中間体として有用な化合物である。従来、脂環式ま
たは脂肪族第一級アミンを酸化してオキシムを得る方法
としては、アミンをモリブデン、タングステンまたはウ
ランを基剤とする無機塩触媒の存在下、過酸化水素と反
応させる方法、有機溶媒中でチタン、モリブデン、タン
グステンまたはバナジウムを基剤とする触媒の存在下に
おいて有機ヒドロペルオキシドと反応させる方法が公知
である。
Cycloaliphatic oximes are useful compounds as raw materials for medicines and agricultural chemicals in the field of organic chemistry. In particular, when the cycloaliphatic oxime is cyclohexanone oxime, it is a compound useful as an intermediate for ε-caprolactam, which is a raw material for nylon-6. Conventionally, as a method for oxidizing an alicyclic or aliphatic primary amine to obtain an oxime, a method of reacting an amine with hydrogen peroxide in the presence of an inorganic salt catalyst based on molybdenum, tungsten or uranium, It is known to react with organic hydroperoxides in the presence of titanium, molybdenum, tungsten or vanadium based catalysts in organic solvents.

【0003】しかしながら、これら過酸化水素または有
機ヒドロペルオキシドを酸化剤として用いる方法を工業
的に実施する際には、酸化剤の取扱いに関わる既知の操
作上の危険性を伴う。さらに、有機ヒドロペルオキシド
を用いる場合には、ヒドロペルオキシドの還元に由来す
る生成物が反応液に含まれるため、分離および精製操作
が煩雑になる等の問題があった。
However, when industrially carrying out the method using these hydrogen peroxide or organic hydroperoxide as an oxidizing agent, there are known operational risks associated with the handling of the oxidizing agent. Furthermore, when an organic hydroperoxide is used, the product derived from the reduction of the hydroperoxide is contained in the reaction solution, which causes a problem that the separation and purification operations become complicated.

【0004】上記の問題を解決するために、空気または
酸素等の分子状酸素を酸化剤として用いる次の方法が提
案されている。即ち (1)モリブデン、タングステンまたはウランの水溶性
塩を用い、水の存在下で水銀ランプを用いて光酸化させ
る方法(独国特許第1,021,358号明細書に記載
の方法)、(2)第三級アルコールの存在下に、好まし
くはアンモニアガスを存在させ、タングステン酸、リン
タングステン酸、モリブデン酸、セレン酸、亜セレン酸
等の触媒を用いて反応させる方法(特公昭47−253
24号公報に記載の方法)、(3)周期律表の4族に属
する金属を基剤とする、均一または不均一触媒の存在
下、液相条件にて反応させる方法(欧州特許出願公開第
395,046号明細書に記載の方法)、(4)シリカ
ゲルまたはγアルミナを基剤とし、所望ならば酸化タン
グステンと組み合わせた固体触媒の存在下、気相条件に
て反応させる方法(米国特許第4,337,358号明
細書、同第4,504,681号明細書、同第4,56
0,797号明細書および同第4,624,939号明
細書に記載の方法)、である。
In order to solve the above problems, the following method using molecular oxygen such as air or oxygen as an oxidant has been proposed. That is, (1) a method in which a water-soluble salt of molybdenum, tungsten or uranium is used and photooxidation is performed using a mercury lamp in the presence of water (method described in German Patent No. 1,021,358), ( 2) A method of reacting in the presence of a tertiary alcohol, preferably ammonia gas, using a catalyst such as tungstic acid, phosphotungstic acid, molybdic acid, selenic acid, selenious acid (Japanese Patent Publication No. 47-253).
No. 24), (3) a method of reacting under liquid phase conditions in the presence of a homogeneous or heterogeneous catalyst based on a metal belonging to Group 4 of the periodic table (European Patent Application Publication No. No. 395,046), (4) a method of reacting under vapor phase conditions in the presence of a solid catalyst based on silica gel or γ-alumina, optionally in combination with tungsten oxide (US Pat. 4,337,358, 4,504,681 and 4,56.
0,797 and 4,624,939).

【0005】しかしながら(1)、(2)および(3)
の方法は液相における反応であるため、溶媒の分離工程
が煩雑であり、加えて(1)および(2)の方法は均一
触媒を用いるため、反応後の触媒成分の分離回収工程が
煩雑であり、(3)においては不均一触媒を用いてはい
るが、オキシムの選択率が50%以下と極めて低いとい
う問題点があった。(4)の方法は、気相の反応ではあ
るが、米国特許第4,337,358号明細書の方法で
は、触媒にシリカゲルを用い、一級脂肪族アミンとして
シクロヘキシルアミンを用いた場合、シクロヘキサノン
オキシムの選択率は60%程度となっている。米国特許
第4,504,681号明細書には、金属酸化物を担体
として、酸素を含むタングステンを組み合わせた触媒を
用いる記載があり、その実施例として、アルミナ、酸化
マグネシウムまたはシリカを担体として、酸化タングス
テンを組み合わせた触媒についての記載がある。
However, (1), (2) and (3)
Since the method of (1) is a reaction in a liquid phase, the solvent separation step is complicated, and since the methods of (1) and (2) use a homogeneous catalyst, the separation and recovery step of the catalyst component after the reaction is complicated. However, in (3), although a heterogeneous catalyst is used, there is a problem that the oxime selectivity is extremely low at 50% or less. The method (4) is a gas phase reaction, but in the method of US Pat. No. 4,337,358, when silica gel is used as a catalyst and cyclohexylamine is used as a primary aliphatic amine, cyclohexanone oxime is used. Is about 60%. U.S. Pat. No. 4,504,681 describes the use of a catalyst in which a metal oxide is used as a carrier and tungsten containing oxygen is combined, and examples thereof include alumina, magnesium oxide or silica as a carrier. There is a description of a catalyst that combines tungsten oxide.

【0006】この方法において、一級脂肪族アミンとし
てシクロヘキシルアミンを用いた場合、シクロヘキサノ
ンオキシムの選択率はいずれも70%以下と低い値であ
る。米国特許第4,504,681号明細書、同第4,
560,797号明細書および同第4,624,939
号明細書には、γアルミナと酸化タングステンを組み合
わせた触媒を用い、飽和脂肪族アミンまたは脂環式アミ
ンの酸化により、相当するオキシムを得る技術が開示さ
れている。しかしながら、比較的高い選択率でオキシム
を得るには、同第4,560,797号明細書に示され
ているように、煩雑な、高温下における長時間の触媒の
前処理を必要とするという問題があった。
In this method, when cyclohexylamine is used as the primary aliphatic amine, the selectivity of cyclohexanone oxime is as low as 70% or less. U.S. Pat. No. 4,504,681, 4,
560,797 and 4,624,939
The specification discloses a technique for obtaining a corresponding oxime by oxidation of a saturated aliphatic amine or an alicyclic amine using a catalyst in which γ-alumina and tungsten oxide are combined. However, in order to obtain an oxime with a relatively high selectivity, it is necessary to perform a complicated pretreatment of the catalyst at high temperature for a long time, as shown in the specification of US Pat. No. 4,560,797. There was a problem.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、環状
脂肪族一級アミンを酸化して環状脂肪族オキシムを製造
する際に、(1)酸化剤として、危険性、取扱いの煩雑
さに問題のある過酸化物を用いず、(2)溶媒を分離す
る煩雑な操作を伴わない気相反応において、分子状酸素
を用い、高温条件下、長時間の煩雑な触媒の前処理操作
を必要とせずに反応を実施し、(3)効率よく、高い選
択率でオキシムを製造する方法、を提供することであ
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the present invention is (1) when producing a cycloaliphatic oxime by oxidizing a cycloaliphatic primary amine, (1) as an oxidizing agent, there is a problem of danger and complexity of handling. (2) In a gas-phase reaction that does not involve the complicated operation of separating the solvent, it requires molecular oxygen and high temperature conditions, and requires a complicated pretreatment operation of the catalyst for a long time. The purpose of the present invention is to provide (3) a method for efficiently producing an oxime with high selectivity, without carrying out the reaction.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、環状脂肪
族第一級アミンの気相酸化反応触媒および反応条件につ
いて鋭意研究を重ねた結果、驚くべきことに、周期律表
の5族および6族から選ばれた少なくとも一種の金属の
酸化物と周期律表の4族から選ばれた少なくとも一種の
金属の酸化物からなる複合固体触媒を用い、気相におい
て、環状脂肪族第一級アミンを分子状酸素により酸化反
応させることによって、環状脂肪族オキシムを高選択率
にて製造できる事実を見出したのである。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the catalyst and the reaction conditions for the gas phase oxidation reaction of a cycloaliphatic primary amine, the present inventors have found that, surprisingly, group 5 of the periodic table is used. And a cycloaliphatic primary compound in a gas phase using a composite solid catalyst comprising an oxide of at least one metal selected from Group 6 and an oxide of at least one metal selected from Group 4 of the periodic table. The present inventors have found that cycloaliphatic oximes can be produced with high selectivity by oxidizing amines with molecular oxygen.

【0009】即ち、本発明は、環状脂肪族第一級アミン
を、周期律表の5族および6族から選ばれた少なくとも
一種の金属の酸化物と、周期律表の4族から選ばれた少
なくとも一種の金属の酸化物とからなる複合固体触媒の
存在下で、分子状酸素を用いて気相中で酸化させること
を特徴とする環状脂肪族オキシムの製造法である。以下
に本発明を詳細に説明する。本発明に用いられる環状脂
肪族第一級アミンは、好ましくは飽和の環状脂肪族第一
級アミンであり、シクロヘキシルアミン、シクロオクチ
ルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘプチルアミ
ン、シクロドデカニルアミン等が挙げられ、好ましくは
シクロヘキシルアミンを挙げることができる。環状脂肪
族残基が反応条件下で不活性な置換基で置換された第一
級アミンも使用することができる。このような置換基と
して、例えば、アルキル基が挙げられる。アルキル基で
置換された環状脂肪族第一級アミンとして、例えば、メ
チルシクロヘキシルアミンが挙げられる。
That is, according to the present invention, the cycloaliphatic primary amine is selected from oxides of at least one metal selected from groups 5 and 6 of the periodic table and group 4 of the periodic table. A method for producing a cycloaliphatic oxime, which comprises oxidizing in a gas phase using molecular oxygen in the presence of a composite solid catalyst comprising at least one metal oxide. The present invention will be described in detail below. The cycloaliphatic primary amine used in the present invention is preferably a saturated cycloaliphatic primary amine, and examples thereof include cyclohexylamine, cyclooctylamine, cyclopentylamine, cycloheptylamine, cyclododecanylamine and the like. Preference is given to cyclohexylamine. It is also possible to use primary amines in which the cycloaliphatic radical is replaced by a substituent which is inert under the reaction conditions. Examples of such a substituent include an alkyl group. Examples of the cycloaliphatic primary amine substituted with an alkyl group include methylcyclohexylamine.

【0010】シクロヘキシルアミンは、例えば、シクロ
ヘキセンとNH3による直接アミノ化反応(特開昭57
−4948号公報、特開昭64−75453号公報、特
開平9−194438号公報、特開平10−72409
号公報、特開平10−291968号公報等に記載の方
法)にて製造されたもの、シクロヘキサノールとNH 3
によるアミノ化反応(例えば、特公昭41−7575号
公報、特公昭51−41627号公報、特公昭51−3
2601号公報、特開平6−1758号公報等に記載の
方法)にて製造されたもの、アニリン、ニトロベンゼ
ン、ニトロシクロヘキサン等の水素化反応による公知の
方法で製造されたもの等を用いることができる。
Cyclohexylamine is, for example, cyclo
Hexen and NH3Direct amination reaction by
-4948, JP-A-64-75453,
JP-A-9-194438 and JP-A-10-72409.
Those described in Japanese Patent Publication No. 10-291968, etc.
Method), cyclohexanol and NH 3
Amination reaction (for example, Japanese Examined Patent Publication No. 41-7575)
Publication, JP-B-51-41627 Publication, JP-B-51-3
2601, Japanese Patent Laid-Open No. 6-1758, etc.
Method), aniline, nitrobenze
Well known by hydrogenation of nitrocyclohexane, etc.
What was manufactured by the method etc. can be used.

【0011】シクロヘキシルアミンの純度には特に制限
が無く、例えば、シクロヘキサノール、ジシクロヘキシ
ルアミン、ニトロシクロヘキサン、N−シクロヘキシリ
デン−シクロヘキシルアミン等、シクロヘキシルアミン
の各々の製造方法に由来する微量の有機化合物または微
量の水を含んでいてもさしつかえない。本発明の複合固
体触媒は、元素分析により、周期律表5族および6族か
ら選ばれた少なくとも一種の金属、周期律表4族から選
ばれた少なくとも一種の金属、および酸素を含み、固体
触媒中の少なくとも一部が、周期律表の5族および6族
から選ばれた少なくとも一種の金属原子と周期律表の4
族から選ばれた少なくとも一種の金属原子が酸素原子を
介して化学的に結合した構造体である。
The purity of cyclohexylamine is not particularly limited, and examples thereof include cyclohexanol, dicyclohexylamine, nitrocyclohexane, N-cyclohexylidene-cyclohexylamine, and the like. It does not matter if it contains a small amount of water. The composite solid catalyst of the present invention contains at least one metal selected from groups 5 and 6 of the periodic table, at least one metal selected from group 4 of the periodic table, and oxygen by elemental analysis. At least a part of them is at least one metal atom selected from groups 5 and 6 of the periodic table and 4 of the periodic table.
It is a structure in which at least one metal atom selected from the group is chemically bonded via an oxygen atom.

【0012】この構造体は、例えば、周期律表の4族か
ら選ばれた少なくとも一種の金属原子に、酸素酸イオン
として周期律表の5族および6族から選ばれた少なくと
も一種の金属原子が結合されたもの、または周期律表の
4族から選ばれた少なくとも一種の金属の酸化物の金属
原子が周期律表の5族および6族から選ばれた少なくと
も一種の金属原子に置換されたものであることが推定さ
れ、例えば、タングステン酸化物とジルコニアを組み合
わせた触媒について、JOURNAL OFCATAL
YSIS 168、431−441(1997)、JO
URNALOF THE CHEMICAL SOCI
ETY FARADAY TRANSACTIONS
90(1)、193−202(1994)などに開示さ
れている。
This structure has, for example, at least one metal atom selected from Group 4 of the Periodic Table and at least one metal atom selected from Groups 5 and 6 of the Periodic Table as oxygenate ions. Bonded or substituted at least one metal atom of an oxide of at least one metal selected from Group 4 of the Periodic Table with at least one metal atom selected from Groups 5 and 6 of the Periodic Table For example, for a catalyst combining tungsten oxide and zirconia, JOURNAL OFCATAL
YSIS 168, 431-441 (1997), JO
URNALOF THE CHEMICAL SOCI
ETY FARADAY TRANSACTIONS
90 (1), 193-202 (1994) and the like.

【0013】本発明の複合固体触媒は、周期律表5族お
よび6族から選ばれた少なくとも一種の金属の酸化物
と、これとは別に形成された周期律表4族から選ばれた
少なくとも一種の金属の酸化物との単なる物理的混合物
とは異なる酸性質を有することが推定される。本発明の
複合固体触媒に含まれる周期律表の5族および6族から
選ばれた少なくとも一種の金属の酸化物としては、例え
ば、V、Nb、Ta、Mo、W等の酸化物が挙げられ、
好ましくはNb、TaおよびWの酸化物、より好ましく
はWの酸化物である。これらの酸化物の化学種は、いず
れかの特有の原子価状態に限定されるものではなく、固
体触媒中において、その化学種が採り得るいずれのプラ
スの酸化価で存在してもよい。
The composite solid catalyst of the present invention comprises an oxide of at least one metal selected from Groups 5 and 6 of the Periodic Table and at least one selected from Group 4 of the Periodic Table formed separately therefrom. It is presumed that it has different acid properties than the mere physical mixture of the metal oxide with. Examples of oxides of at least one metal selected from Groups 5 and 6 of the periodic table contained in the composite solid catalyst of the present invention include oxides of V, Nb, Ta, Mo, W and the like. ,
Preferred are oxides of Nb, Ta and W, and more preferred are oxides of W. The chemical species of these oxides are not limited to any particular valence state and may be present in the solid catalyst at any positive oxidation value that the chemical species may have.

【0014】本発明の複合固体触媒に含まれる周期律表
の4族に属する金属酸化物としては、Ti、Zr、Hf
等の酸化物が挙げられ、好ましくはTiO2、ZrO2
および複合酸化物としてTiO2−ZrO2が挙げられ
る。本発明に用いる、複合固体触媒中に含まれる周期律
表4族の総金属原子に対する周期律表5族および6族の
総金属原子の割合[(5族および6族金属原子)/(4
族金属原子)原子比]は、金属酸化物の組み合わせ、調
製方法および条件に併せて任意に選択することができる
が、0.01〜1.0の範囲が好ましく、0.015〜
0.5の範囲がより好ましく、0.02〜0.3の範囲
が最も好ましい。
Metal oxides belonging to Group 4 of the periodic table contained in the composite solid catalyst of the present invention include Ti, Zr and Hf.
Oxides such as TiO 2 , ZrO 2 ,
And TiO 2 -ZrO 2 and the like as a composite oxide. Ratio of total metal atoms of groups 5 and 6 of the periodic table to total metal atoms of group 4 of the periodic table contained in the composite solid catalyst used in the present invention [(metal atoms of group 5 and 6) / (4
The group metal atom / atom ratio] can be arbitrarily selected in accordance with the combination of metal oxides, the preparation method and the conditions, but is preferably in the range of 0.01 to 1.0, and 0.015 to 1.05.
The range of 0.5 is more preferable, and the range of 0.02 to 0.3 is the most preferable.

【0015】本発明の複合固体触媒を調製する方法は限
定されるものでなく、公知の触媒調製法として知られて
いる方法を用いることができる。以下に、周期率表5族
および6族の代表的な金属としてNb、TaおよびW、
第4族の代表的な金属としてTiおよびZrを例に挙げ
て、本発明の触媒の調製方法を説明する。その他の金属
についても、これに準じて本発明の触媒を調製すること
ができる。 1)含浸法または吸着法による触媒調製 Nb、TaまたはWの金属酸化物の前駆体として、これ
らの少なくとも一種の金属の蓚酸または酒石酸によるオ
キシド水和物錯体、または前記酸のアンモニウム塩、ハ
ロゲン化物、オキシハロゲン化物、アルコキシド、硝酸
塩、水酸化物、カルボン酸塩、硫酸塩、酸化物炭酸塩等
を用いる。
The method for preparing the composite solid catalyst of the present invention is not limited, and a method known as a known catalyst preparation method can be used. Below, Nb, Ta, and W are shown as typical metals of Groups 5 and 6 of the periodic table.
The method for preparing the catalyst of the present invention will be described by taking Ti and Zr as representative metals of Group 4 as an example. With respect to other metals, the catalyst of the present invention can be prepared in accordance with this. 1) Catalyst preparation by impregnation method or adsorption method As a precursor of metal oxide of Nb, Ta or W, oxide hydrate complex of at least one of these metals with oxalic acid or tartaric acid, or ammonium salt or halide of said acid , Oxyhalide, alkoxide, nitrate, hydroxide, carboxylate, sulfate, oxide carbonate and the like are used.

【0016】この前駆体を、水、アルコール等の適当な
溶液に溶解して、TiおよびZrの酸化物固体、酸化物
ゾルおよび水酸化物等を単独にて、またはこれらを所定
の割合で混合したもの、もしくは予め調製されたTiO
2−ZrO2複合酸化物固体を前記の前駆体の溶液に浸漬
し、公知の含浸法(例えば、蒸発乾固法)、吸着法(例
えば、平衡吸着法)等の手法により、Nb、Taおよび
Wから選ばれた少なくとも一種の金属成分を、Tiおよ
びZrから選ばれた少なくとも一種の金属の酸化物に担
持させる。次いで、室温〜約150℃の温度範囲におい
て、必要に応じて減圧操作を行って乾燥させ、溶媒を除
去する。引き続き、気相下にて、純酸素、空気、酸素含
有ガス等の気流中、約300〜700℃の高温下で加熱
焼成することにより本発明の複合固体触媒を調製する。
周期律表の5族および6族から選ばれる金属成分を2種
類以上担持せしめる際は、これらの化合物を同時にまた
は順次に担持せしめる調製方法を用いることができる。
This precursor is dissolved in an appropriate solution of water, alcohol, etc., and solid oxides of Ti and Zr, oxide sols, hydroxides, etc. are mixed alone or in a predetermined ratio. Or TiO prepared in advance
The 2- ZrO 2 composite oxide solid is dipped in the solution of the above-mentioned precursor, and Nb, Ta, and Ta by a known method such as an impregnation method (for example, evaporation dryness method) and an adsorption method (for example, equilibrium adsorption method). At least one metal component selected from W is supported on an oxide of at least one metal selected from Ti and Zr. Then, in the temperature range of room temperature to about 150 ° C., if necessary, depressurizing operation is performed to dry to remove the solvent. Subsequently, the composite solid catalyst of the present invention is prepared by baking in a gas phase in a stream of pure oxygen, air, an oxygen-containing gas or the like at a high temperature of about 300 to 700 ° C.
When supporting two or more kinds of metal components selected from Groups 5 and 6 of the Periodic Table, a preparation method in which these compounds are supported simultaneously or sequentially can be used.

【0017】以上に示す担持法においては、固体触媒中
の周期律表4族の金属酸化物として、例えば、TiO2
を選択する際は、好ましくは比表面積の大きなアナター
ゼ型結晶態、無定型態のTiO2または水酸化チタニウ
ムが、ZrO2を選択する際は、好ましくは比表面積の
大きな単斜晶系、正方晶系のZrO2、または一般式が
ZrO(OH)2またはZr(OH)4で示される水酸化
ジルコニウムが用いられる。
In the supporting method described above, the metal oxide of Group 4 of the periodic table in the solid catalyst is, for example, TiO 2
When selecting ZrO 2 , preferably anatase-type crystalline form having a large specific surface area, amorphous TiO 2 or titanium hydroxide, and when selecting ZrO 2 , a monoclinic system having a large specific surface area, tetragonal Crystalline ZrO 2 or zirconium hydroxide represented by the general formula ZrO (OH) 2 or Zr (OH) 4 is used.

【0018】2)共沈法による触媒調製 Nb、TaおよびW等の金属酸化物の前駆体として、こ
れらの少なくとも一種の金属の可溶性塩類、好ましくは
水性媒体に可溶である可溶性化合物、例えば、アンモニ
ウム塩、ハロゲン化物、オキシハロゲン化物、硝酸塩、
カルボン酸塩、硫酸塩、酸化物炭酸塩等が用いられる。
TiO2、ZrO2またはTiO2−ZrO2等の酸化物の
原料としては、好ましくは水性媒体に可溶である可溶性
金属化合物が用いられる。例えば、TiO2を選択する
際は、四塩化チタン、硫酸チタンまたは蓚酸チタン等が
挙げられる。ZrO2を選択する際は、四塩化ジルコニ
ウム、オキシ塩化ジルコニウム等が挙げられる。
2) Preparation of catalyst by coprecipitation method As a precursor of metal oxides such as Nb, Ta and W, soluble salts of at least one of these metals, preferably soluble compounds soluble in an aqueous medium, for example, Ammonium salt, halide, oxyhalide, nitrate,
Carboxylates, sulfates, carbonates and the like are used.
As a raw material of the oxide such as TiO 2 , ZrO 2 or TiO 2 —ZrO 2 , a soluble metal compound which is soluble in an aqueous medium is preferably used. For example, when selecting TiO 2 , titanium tetrachloride, titanium sulfate, titanium oxalate, or the like can be used. When selecting ZrO 2 , zirconium tetrachloride, zirconium oxychloride, etc. may be mentioned.

【0019】上述したNb、TaおよびW等から選ばれ
た少なくとも一種の金属の酸化物成分の前駆体と、Ti
2およびZrO2から選ばれた少なくとも一種の金属酸
化物の前駆体原料を任意の割合で水性媒体に溶解させた
水溶液を、好ましくは60℃以下の範囲に保持しながら
撹拌し、水性液の最終pHが5〜11の範囲になるよう
に、塩基性化合物を溶解した水溶液を添加して沈殿物を
得る。中和〜沈殿させるのに用いる塩基性化合物として
は、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられるが、これ
らのうち、共沈物スラリーの取扱いの容易さから、アン
モニアの水溶液(アンモニア水)が好適に用いられる。
なお、Nb、TaおよびWから選ばれた少なくとも一種
の金属成分の水溶液が塩基性の場合は、これらを含有す
る水溶液をアンモニア水と同時に、TiO2およびZr
2から選ばれた少なくとも一種の金属酸化物の前駆体
原料を溶解させた水溶液に添加し、沈殿させることもで
きる。
A precursor of an oxide component of at least one metal selected from the above-mentioned Nb, Ta and W, and Ti
An aqueous solution prepared by dissolving at least one metal oxide precursor raw material selected from O 2 and ZrO 2 in an aqueous medium at an arbitrary ratio is stirred preferably while maintaining the temperature at 60 ° C. or lower to obtain an aqueous liquid. An aqueous solution in which a basic compound is dissolved is added to obtain a precipitate so that the final pH is in the range of 5 to 11. As the basic compound used for neutralization to precipitation, ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide,
Examples thereof include sodium carbonate and potassium carbonate, and among these, an aqueous solution of ammonia (ammonia water) is preferably used because of easy handling of the coprecipitate slurry.
When the aqueous solution of at least one metal component selected from Nb, Ta and W is basic, the aqueous solution containing them is mixed with ammonia water at the same time as TiO 2 and Zr.
It is also possible to add at least one metal oxide precursor raw material selected from O 2 to an aqueous solution in which the precursor raw material is dissolved to cause precipitation.

【0020】上記操作により得られた沈殿物を沈殿物ス
ラリーから分離した後、よく洗浄し、室温〜約150℃
の温度範囲で、必要に応じて減圧操作を行って乾燥処理
を行う。次いで、気相下にて、純酸素、空気、酸素含有
ガス等の気流中、約300〜700℃の高温下で加熱焼
成することにより本発明の複合固体触媒が調製される。 3)ゾル−ゲル法による触媒調製 Nb、TaおよびWから選ばれた少なくとも一種の金属
アルコキシドと、TiおよびZrから選ばれた少なくと
も一種の金属のアルコキシドとを所望の比率で混合し、
低級アルコール等の非水性溶媒中で、必要に応じて加熱
して均一溶液を調製する。使用されるNb、Taおよび
Wから選ばれた少なくとも一種の金属アルコキシド、お
よびTiおよびZrから選ばれた少なくとも一種の金属
のアルコキシドのリガンド(アルコキシ基)の種類は互
いに同一でも異なっていてもよい。金属アルコキシドの
リガンドの種類としては、メトキシド、エトキシド、n
−プロポキシド、iso−プロポキシド、sec−ブト
キシド等が挙げられる。複数の異種金属アルコキシドの
溶解性は、リガンド種および溶媒種によって異なるた
め、使用する金属種に応じて、均一な溶液が得られる組
み合わせを任意に選択すればよい。
After separating the precipitate obtained by the above operation from the precipitate slurry, it is washed thoroughly and then at room temperature to about 150 ° C.
In the temperature range of 1, the drying process is performed by performing a depressurizing operation as needed. Then, the composite solid catalyst of the present invention is prepared by heating and firing in a gas phase in a stream of pure oxygen, air, an oxygen-containing gas or the like at a high temperature of about 300 to 700 ° C. 3) Preparation of catalyst by sol-gel method Mixing at least one metal alkoxide selected from Nb, Ta and W and at least one metal alkoxide selected from Ti and Zr in a desired ratio,
In a non-aqueous solvent such as a lower alcohol, heating is performed as necessary to prepare a uniform solution. The types of ligands (alkoxy groups) of at least one metal alkoxide selected from Nb, Ta and W and the alkoxide of at least one metal selected from Ti and Zr used may be the same or different from each other. Types of metal alkoxide ligands include methoxide, ethoxide, n
-Propoxide, iso-propoxide, sec-butoxide and the like can be mentioned. The solubilities of a plurality of different metal alkoxides differ depending on the ligand species and the solvent species. Therefore, a combination that can provide a uniform solution may be arbitrarily selected according to the metal species used.

【0021】前記均一溶液を調製後、これに加水分解用
の脱イオン水、または必要に応じてモノアルコールで希
釈された水溶液を加え、しばらく撹拌し、複数の金属ア
ルコキシドを加水分解させる。通常、加水分解は室温で
数時間にて完結するが、反応系を加熱して分解時間を短
縮させてもよい。加水分解速度を向上させる為、触媒量
の酸または塩基、例えば、硝酸、アンモニア水等を用い
てもよい。次いで、生成したゲル状物質を取り出し、加
水分解されたリガンドに相当するアルコール、溶媒およ
び過剰の水を除去する為、室温〜約150℃の温度範囲
で、必要に応じて減圧操作をおこなって乾燥処理を行
う。次いで、約300〜700℃の高温下で加熱焼成す
ることにより、本発明の触媒を調製する。
After the uniform solution is prepared, deionized water for hydrolysis or an aqueous solution diluted with monoalcohol as necessary is added to the solution and stirred for a while to hydrolyze a plurality of metal alkoxides. Usually, hydrolysis is completed in several hours at room temperature, but the reaction system may be heated to shorten the decomposition time. In order to improve the hydrolysis rate, a catalytic amount of acid or base such as nitric acid or aqueous ammonia may be used. Then, the produced gel-like substance is taken out, and in order to remove the alcohol, solvent and excess water corresponding to the hydrolyzed ligand, it is dried at a temperature range of room temperature to about 150 ° C, if necessary, under reduced pressure. Perform processing. Then, the catalyst of the present invention is prepared by heating and calcining at a high temperature of about 300 to 700 ° C.

【0022】非水性溶媒を用いずに、混合された金属ア
ルコキシドを加水分解して、直接、固体ゲルを得る調製
法を用いることもできる。例えば、Nb、TaおよびW
から選ばれた少なくとも一種の金属アルコキシド、およ
びTiおよびZrから選ばれた少なくとも一種の金属の
アルコキシドを乾燥させた気相雰囲気下にて、所望の比
率で混合し、特に多量の非水性溶媒を用いずに均一溶液
を調製する。次いで、混合した金属アルコキシドの総ア
ルコキシ基に対して約2倍当量以上の脱塩水を、混合し
た金属アルコキシドの均一溶液に、強く撹拌しつつ、か
つ、除熱しながら添加する。アルコキシドはほぼ瞬時に
加水分解し、ケーク状の固体ゲルが得られる。次いで、
室温〜約150℃の温度範囲で、必要に応じて減圧操作
を行ってゲルを乾燥させ、水およびアルコールを除去す
る。次いで、約300〜700℃の高温下で加熱焼成す
ることにより本発明の複合固体触媒を調製する。
It is also possible to use a method for preparing a solid gel directly by hydrolyzing the mixed metal alkoxide without using a non-aqueous solvent. For example, Nb, Ta and W
At least one metal alkoxide selected from the above and at least one metal alkoxide selected from Ti and Zr are mixed at a desired ratio in a dry gas phase atmosphere, and a particularly large amount of non-aqueous solvent is used. Prepare a homogeneous solution without. Next, about 2 times or more equivalent amount of demineralized water with respect to the total alkoxy groups of the mixed metal alkoxide is added to the mixed solution of the mixed metal alkoxide with vigorous stirring and heat removal. The alkoxide hydrolyzes almost instantly to give a cake-like solid gel. Then
In the temperature range of room temperature to about 150 ° C., the gel is dried by optionally performing a depressurization operation to remove water and alcohol. Then, the composite solid catalyst of the present invention is prepared by heating and calcining at a high temperature of about 300 to 700 ° C.

【0023】上記とは別に、ゾル−ゲル法の一種として
知られる配位化学的ゾル−ゲル法を用いることもでき
る。この方法は、均一な溶液中で異種の金属原子が互い
にジオールを介して結合した架橋錯体を形成させること
が特徴で、一方の金属元素の近傍に異種の金属元素が存
在しており、より均質で結晶化度の低い複合酸化物を得
る手法として知られる。例えば、Nb、TaおよびWか
ら選ばれた少なくとも一種の金属のアルコキシド、およ
びTiおよびZrから選ばれた少なくとも一種の金属の
アルコキシドを所望の比率で混合し、上述した錯体形成
を行わせるためにジオール溶媒を加え、均一溶液を調製
する。架橋用リガンドとして用いられるジオール類は、
2つの水酸基の間に2個以上のメチレン基が結合されて
おり、かつ、Nb、Ta、W、TiおよびZr原子のい
ずれとも結合して不溶性の錯体を形成しないものである
ことが好ましい。具体的には、好適なジオール溶媒とし
てピナコール、ヘキシレングリコール等が用いられる。
Apart from the above, a coordination chemical sol-gel method known as a kind of sol-gel method can also be used. This method is characterized by forming a cross-linking complex in which different metal atoms are bonded to each other through a diol in a homogeneous solution, and the different metal elements are present in the vicinity of one of the metal elements. Is known as a method for obtaining a composite oxide having low crystallinity. For example, an alkoxide of at least one metal selected from Nb, Ta, and W and an alkoxide of at least one metal selected from Ti and Zr are mixed in a desired ratio, and a diol is added in order to perform the above-mentioned complex formation. Add a solvent to prepare a homogeneous solution. The diols used as the crosslinking ligand are
It is preferable that two or more methylene groups are bound between two hydroxyl groups and that they do not form an insoluble complex by binding to any of Nb, Ta, W, Ti and Zr atoms. Specifically, pinacol, hexylene glycol, etc. are used as a suitable diol solvent.

【0024】Nb、TaおよびWから選ばれた少なくと
も一種の金属のアルコキシド、およびTiおよびZrか
ら選ばれた少なくとも一種の金属のアルコキシドのリガ
ンドをジオール類により置換するには、所望の複数の金
属アルコキシドをジオールに添加した均一溶液を約60
〜150℃の温度に加熱撹拌する。錯体形成の速度を向
上させる為には、遊離したリガンドに相当するモノアル
コールを連続的に蒸留し除去する方法、または触媒とし
て酸のエステル類、例えば、ジメチル硫酸等を少量添加
する方法を選択することができる。
To replace the ligand of at least one metal alkoxide selected from Nb, Ta and W and the alkoxide of at least one metal selected from Ti and Zr with diols, a plurality of desired metal alkoxides can be used. Approximately 60 parts of a homogeneous solution containing diol
Heat and stir to a temperature of ~ 150 ° C. In order to improve the rate of complex formation, a method of continuously distilling and removing the monoalcohol corresponding to the liberated ligand or a method of adding a small amount of an acid ester such as dimethylsulfate as a catalyst is selected. be able to.

【0025】前記錯形成反応液を調製後、約70〜10
0℃で溶液を撹拌しながら、これに加水分解用の脱イオ
ン水、または必要に応じてモノアルコールあるいは溶媒
として用いたジオールで希釈された水溶液を添加し、錯
形成された複数の金属アルコキシドを加水分解する。次
いで、約100℃以下の温度条件で生成したゲルを十分
に熟成させる。その後、生成したゲル状物質を取り出
し、約100〜150℃の温度範囲で、減圧操作を行っ
て乾燥させ、乾燥ゲルを約500〜700℃の高温下で
加熱焼成することにより本発明の複合固体触媒を調製す
る。
After preparing the complex formation reaction solution, about 70 to 10
While stirring the solution at 0 ° C., deionized water for hydrolysis or an aqueous solution diluted with a monoalcohol or a diol used as a solvent as needed was added thereto to give a plurality of complexed metal alkoxides. Hydrolyze. Then, the gel produced under a temperature condition of about 100 ° C. or lower is sufficiently aged. Then, the produced gel-like substance is taken out, dried under reduced pressure in a temperature range of about 100 to 150 ° C., and the dried gel is heated and calcined at a high temperature of about 500 to 700 ° C. to obtain the composite solid of the present invention. Prepare the catalyst.

【0026】その他に、金属アルコキシドを原料として
用いる方法として、以下に示す調製法を用いることもで
きる。例えば、Nb、TaおよびWの可溶性塩類の少な
くとも一種を含む水溶液を用いて、撹拌下に、Tiおよ
びZrから選ばれた少なくとも一種の金属のアルコキシ
ド類を瞬時に加水分解させた後、室温〜約150℃の温
度範囲で、必要に応じて減圧操作を行って乾燥させ、水
およびアルコールを除く。次いで、得られたゲル状化合
物を気相下にて、純酸素、空気、酸素含有ガス等の気流
中で約400℃以上の高温下で加熱焼成することにより
本発明の複合固体触媒を調製する。
In addition, as a method of using a metal alkoxide as a raw material, the following preparation method can be used. For example, using an aqueous solution containing at least one of soluble salts of Nb, Ta and W, the alkoxides of at least one metal selected from Ti and Zr are instantly hydrolyzed with stirring, and then the mixture is heated at room temperature to about In the temperature range of 150 ° C., if necessary, decompression operation is performed to dry the product, and water and alcohol are removed. Then, the obtained gel-like compound is heated and calcined in a gas phase in a stream of pure oxygen, air, an oxygen-containing gas or the like at a high temperature of about 400 ° C. or higher to prepare a composite solid catalyst of the present invention. .

【0027】本発明の方法によると、気相中で環状脂肪
族第一級アミンと分子状酸素を複合固体触媒とを接触さ
せることにより、環状脂肪族オキシムが得られる。本発
明における気相反応は、環状脂肪族アミンが気相を保つ
ことができる温度範囲、好ましくは、50℃〜250
℃、より好ましくは120℃〜220℃、最も好ましく
は135℃〜180℃で実施される。反応温度が250
℃を越えると生成オキシムの分解反応が促進され、反応
温度が50℃未満では反応速度が低下する。圧力は大気
圧下でよく、必要であれば加圧下または減圧下で反応を
行わせてもよい。
According to the method of the present invention, a cycloaliphatic oxime is obtained by contacting a cycloaliphatic primary amine with molecular oxygen in a gas phase with a composite solid catalyst. The gas phase reaction in the present invention is carried out in a temperature range in which the cycloaliphatic amine can maintain a gas phase, preferably 50 ° C to 250 ° C.
C., more preferably 120.degree. C. to 220.degree. C., most preferably 135.degree. C. to 180.degree. Reaction temperature is 250
If the temperature exceeds 50 ° C, the decomposition reaction of the produced oxime is promoted, and if the reaction temperature is lower than 50 ° C, the reaction rate decreases. The pressure may be atmospheric pressure, and if necessary, the reaction may be carried out under pressure or under reduced pressure.

【0028】供給されるアミンの濃度は、全ガス供給量
に対して、好ましくは0.5〜20容量%、より好まし
くは2〜10容量%である。環状脂肪族アミンを直接用
いることもでき、窒素、ヘリウム等の反応に影響を及ぼ
さない気体で希釈して用いることもできる。酸素は、反
応に影響を及ぼさないN2、Heなどの不活性な混合気
体で希釈して、2〜23%の濃度範囲で用いることが好
ましく、より好ましくは3〜11%の範囲で用いること
ができるが、酸素濃度は反応系内が爆発組成とならない
範囲が好ましい。環状脂肪族アミン、酸素および不活性
ガスの厳密な濃度制御により爆発組成の形成を回避する
ことができるが、あらかじめ限界酸素濃度以下に調整さ
れた酸素と不活性ガスの混合気体を用いることができ
る。
The concentration of the amine supplied is preferably 0.5 to 20% by volume, more preferably 2 to 10% by volume, based on the total amount of gas supplied. The cycloaliphatic amine may be used directly, or may be diluted with a gas such as nitrogen or helium that does not affect the reaction. Oxygen is preferably diluted with an inert gas mixture such as N 2 or He that does not affect the reaction and used in a concentration range of 2 to 23%, more preferably 3 to 11%. However, the oxygen concentration is preferably within a range such that the reaction system does not have an explosive composition. Strict concentration control of cycloaliphatic amine, oxygen and inert gas can avoid the formation of explosive composition, but it is possible to use a mixed gas of oxygen and inert gas that is adjusted to below the limit oxygen concentration in advance. .

【0029】本発明において、反応器の形式は限定され
るものではなく、種々の反応器を用いることができる。
例えば、流通式の固定床反応器または流動床反応器を用
いることができる。アミンは反応器内で気体で存在し、
酸素の流れに対して縦型流通式反応器の場合、上昇併流
方式、下降併流方式および向流方式のいずれも選択する
ことができる。これらの反応器は単一の触媒床でもよ
く、多重触媒床となっていてもよい。また、並列や直列
の複数の反応器を使用してもよい。
In the present invention, the type of reactor is not limited, and various reactors can be used.
For example, a flow type fixed bed reactor or a fluidized bed reactor can be used. The amine exists as a gas in the reactor,
In the case of a vertical flow type reactor with respect to the flow of oxygen, any of an ascending cocurrent system, a descending cocurrent system and a countercurrent system can be selected. These reactors may have a single catalyst bed or multiple catalyst beds. Also, a plurality of reactors in parallel or in series may be used.

【0030】固体触媒の形状には限定はなく、反応形態
に応じて、粉末状、破砕状、粒子状または柱状等に成形
したものを使用することができる。固体触媒の使用量
は、実施する反応方式、反応形態、反応温度、用いる溶
媒の種類、固体触媒中の周期律表の5族および6族から
選ばれた少なくとも一種の金属の酸化物と周期律表の4
族から選ばれた少なくとも一種の金属の酸化物の組み合
わせ、含有比率等によって任意に選ぶことができる。
The shape of the solid catalyst is not limited, and powdered, crushed, particulate or columnar shaped ones can be used depending on the reaction form. The amount of the solid catalyst used is the reaction system to be carried out, the reaction form, the reaction temperature, the type of solvent used, the oxide of at least one metal selected from Groups 5 and 6 of the periodic table in the solid catalyst, and the periodic rule. Table 4
It can be arbitrarily selected depending on the combination of the oxides of at least one metal selected from the group and the content ratio.

【0031】本発明の方法によると、環状脂肪族アミン
の転化率を好ましくは50%以下、より好ましくは40
%以下、最も好ましくは30%以下に保つ条件を選択す
ることにより、高い環状脂環族オキシムの選択率を得る
ことができる。生成した環状脂肪族オキシムは、生成混
合物から、慣用の手段、例えば、蒸留または抽出によっ
て回収される。通常、未反応の環状脂肪族第一級アミン
を、好ましくは反応器に循環して再使用することができ
る。未反応の環状脂肪族アミンの再使用を考慮した際、
工業的に本発明の酸化反応を実施する上では、目的生成
物である環状脂肪族オキシムの反応選択率を向上させる
ことは、基質アミンの転化率の向上に比して極めて重
要、かつ、有効となる。
According to the method of the present invention, the conversion rate of the cycloaliphatic amine is preferably 50% or less, more preferably 40%.
%, Most preferably 30% or less, a high cyclic alicyclic oxime selectivity can be obtained. The cycloaliphatic oxime formed is recovered from the product mixture by conventional means such as distillation or extraction. Generally, unreacted cycloaliphatic primary amines can be recycled, preferably recycled to the reactor. Considering the reuse of unreacted cycloaliphatic amine,
In industrially carrying out the oxidation reaction of the present invention, improving the reaction selectivity of the target product cycloaliphatic oxime is extremely important as compared with the improvement of the conversion rate of the substrate amine, and is effective. Becomes

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明を実施例により具体的に説
明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described with reference to Examples.

【0033】[0033]

【実施例1】1)固体触媒の調製 メタタングステン酸アンモニウム水和物を200gの水
に溶解させた後、市販のジルコニア(第一希元素化学工
業製RC−100(商標))30gを添加して懸濁スラ
リーとした。この懸濁スラリーをナス型フラスコに入れ
ロータリーエバポレーターに組み込み、常圧下におい
て、90℃のオイルバス温度にて1.5時間、低速で回
転させて攪拌混合した。さらにオイルバス温度を120
℃として系内の圧力を20kPaにまで徐々に低下させ
て内容物を濃縮乾固させた。次に、得られた固形物を1
20℃において一晩真空乾燥し、粉砕混合処理を行い、
粒径を75μm以下とした。次いで、粉砕混合物をガラ
ス環状炉に入れ、常圧空気を供給しつつ500℃におい
て4時間焼成処理を行い、酸化タングステンを担持させ
たジルコニア固体触媒(W/Zr原子比=0.09)を
得た。触媒を圧縮成型し、粉砕した後、1.0mm〜
1.4mmの粒径にふるい分けし、反応に用いた。
Example 1 1) Preparation of solid catalyst Ammonium metatungstate hydrate was dissolved in 200 g of water, and then 30 g of commercially available zirconia (RC-100 (trademark) manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Industry) was added. This was a suspension slurry. This suspension slurry was placed in a round-bottomed flask, incorporated into a rotary evaporator, and stirred and mixed under normal pressure at an oil bath temperature of 90 ° C. for 1.5 hours at low speed. In addition, set the oil bath temperature to 120
The temperature in the system was gradually lowered to 20 kPa at 0 ° C, and the contents were concentrated to dryness. Then, the obtained solid matter is added to 1
Vacuum dry overnight at 20 ° C., pulverize and mix,
The particle size was 75 μm or less. Then, the crushed mixture was put into a glass annular furnace and subjected to a calcination treatment at 500 ° C. for 4 hours while supplying atmospheric pressure air to obtain a zirconia solid catalyst supporting tungsten oxide (W / Zr atomic ratio = 0.09). It was After the catalyst is compression molded and crushed, 1.0 mm ~
It was sieved to a particle size of 1.4 mm and used for the reaction.

【0034】2)シクロヘキシルアミンの酸化反応 シクロヘキシルアミンおよび酸素をそれぞれ導入するた
めの導入管を備え、内部に触媒層の温度を測定するため
の熱伝対を挿入するためのさや管を組み込み、シクロへ
キシルアミンを気化するためのSUS316製充填剤層
を設けた、外径12.7mm、内径9.0mm、全長1
00mmのSUS316製のリアクターに、上記で調製
した固体触媒2.0gを仕込み、加熱炉に組み込んだ。
リアクターを窒素で置換した後、160℃まで加熱し、
組成がシクロヘキシルアミン濃度が6.0容量%、酸素
濃度が7.0容量%となる反応ガスを空間速度が350
-1となる条件で供給し、反応を行った。自動的にリア
クターから反応ガスをサンプリングし、GCにより組成
を分析した。反応が定常に達した時、シクロヘキシルア
ミンの転化率は2.9%、シクロヘキサノンオキシムの
選択率(以下、転化したシクロヘキシルアミンを基準に
算出した値を示す)は、82.7%であった。
2) Oxidation reaction of cyclohexylamine Introducing cyclohexylamine and oxygen respectively
Introducing a pipe to measure the temperature of the catalyst layer inside
Incorporate the pod tube for inserting the thermocouple of
Filler layer made of SUS316 for vaporizing xylamine
With outer diameter 12.7 mm, inner diameter 9.0 mm, total length 1
Prepared above in a 00 mm SUS316 reactor
2.0 g of the prepared solid catalyst was charged and incorporated into a heating furnace.
After purging the reactor with nitrogen, heat to 160 ° C.,
The composition has a cyclohexylamine concentration of 6.0% by volume and oxygen
The reaction gas having a concentration of 7.0% by volume has a space velocity of 350.
h -1The reaction was carried out by supplying under the following conditions. Automatically rear
The reaction gas is sampled from the reactor and the composition is determined by GC.
Was analyzed. When the reaction reached a steady state, cyclohexyl
Min conversion is 2.9%, cyclohexanone oxime
Selectivity (hereinafter based on converted cyclohexylamine
The calculated value is 82.7%.

【0035】[0035]

【実施例2】実施例1の触媒を用い、反応温度を180
℃としたこと以外は実施例1の方法と同様の実験条件で
反応を行ったところ、シクロヘキシルアミンの転化率は
8.5%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は86.
3%であった。
Example 2 Using the catalyst of Example 1, the reaction temperature was set to 180.
When the reaction was carried out under the same experimental conditions as in the method of Example 1 except that the temperature was changed to ° C, the conversion of cyclohexylamine was 8.5% and the selectivity of cyclohexanone oxime was 86.
It was 3%.

【0036】[0036]

【実施例3】実施例1の触媒を用い、反応温度を200
℃としたこと以外は実施例1の方法と同様の実験条件で
反応を行ったところ、シクロヘキシルアミンの転化率は
14.3%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は8
8.9%であった。
Example 3 Using the catalyst of Example 1, the reaction temperature was set to 200.
When the reaction was carried out under the same experimental conditions as in the method of Example 1 except that the temperature was changed to ° C, the conversion of cyclohexylamine was 14.3% and the selectivity of cyclohexanone oxime was 8%.
It was 8.9%.

【0037】[0037]

【比較例1】1)触媒の調製 市販のアルミニウム−セカンダリー−ブトキサイド1
0.0gをビーカーに入れ、メタタングステン酸アンモ
ニウム水溶液(市販のメタタングステン酸アンモニウム
0.31gを5.0gの水で溶解して水溶液としたも
の)をガラス棒で激しく攪拌しながら少量ずつ滴下し
た。生成したゲル状生成物は常温下で1時間乾燥した
後、120℃において一晩真空乾燥させた。次いで、乾
燥物を常圧空気気流下、400℃で4時間焼成処理を実
施し、酸化タングステンを組み合わせたアルミナ触媒を
得た。蛍光X線で分析したところ、タングステンを9.
7質量%含んでいた。触媒を圧縮成型し、粉砕した後、
1.0mm〜1.4mmの粒径にふるい分けし、反応に
用いた。
Comparative Example 1 1) Preparation of catalyst Commercially available aluminum-secondary-butoxide 1
0.0 g was placed in a beaker, and an aqueous solution of ammonium metatungstate (commercial ammonium metatungstate 0.31 g was dissolved in 5.0 g of water to obtain an aqueous solution) was added dropwise little by little with vigorous stirring with a glass rod. . The produced gel product was dried at room temperature for 1 hour and then vacuum dried at 120 ° C. overnight. Then, the dried product was calcined at 400 ° C. for 4 hours in a normal pressure air stream to obtain an alumina catalyst combined with tungsten oxide. When analyzed by fluorescent X-ray, tungsten was found to be 9.
It contained 7 mass%. After compression molding the catalyst and crushing it,
It was sieved to a particle size of 1.0 mm to 1.4 mm and used for the reaction.

【0038】2)シクロヘキシルアミンの酸化反応 比較例1で調製した触媒を用いること以外は実施例1の
方法と同様な実験条件で反応を実施したところ、シクロ
ヘキシルアミンの転化率は6.7%、シクロヘキサノン
オキシムの選択率は68.6%であった。
2) Oxidation reaction of cyclohexylamine When a reaction was carried out under the same experimental conditions as in the method of Example 1 except that the catalyst prepared in Comparative Example 1 was used, the conversion of cyclohexylamine was 6.7%. The selectivity of cyclohexanone oxime was 68.6%.

【0039】[0039]

【比較例2】比較例1の触媒を用い、反応温度を180
℃としたこと以外は実施例1の方法と同様の実験条件で
反応を行ったところ、シクロヘキシルアミンの転化率は
9.9%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は71.
2%であった。
Comparative Example 2 The catalyst of Comparative Example 1 was used, and the reaction temperature was 180.
When the reaction was performed under the same experimental conditions as in the method of Example 1 except that the temperature was changed to 0 ° C, the conversion of cyclohexylamine was 9.9% and the selectivity of cyclohexanone oxime was 71.
It was 2%.

【0040】[0040]

【比較例3】比較例1の触媒を用い、反応温度を200
℃としたこと以外は実施例1の方法と同様の実験条件で
反応を行ったところ、シクロヘキシルアミンの転化率は
14.5%、シクロヘキサノンオキシムの選択率は6
1.9%であった。
Comparative Example 3 The catalyst of Comparative Example 1 was used, and the reaction temperature was 200.
When the reaction was carried out under the same experimental conditions as in the method of Example 1 except that the temperature was changed to 0 ° C, the conversion of cyclohexylamine was 14.5% and the selectivity of cyclohexanone oxime was 6%.
It was 1.9%.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明により、環状脂肪族第一級アミン
と分子状酸素とを気相で反応させて環状脂肪族オキシム
を製造するに際し、高いオキシム選択率(通常は50%
以上、触媒の選択により80%以上)でオキシムを製造
することが可能である。また、酸化剤として、過酸化物
を用いないので、酸化剤の取扱いに関わる操作上の危険
性を回避でき、比較的簡単な操作で環状脂肪族オキシム
を工業的に製造することが可能である。加えて、溶媒の
分離の煩雑さを伴わない気相中で反応させることがで
き、高温下、長時間にわたる煩雑な触媒の前処理を必要
とせず反応を行うことができる。
According to the present invention, when a cycloaliphatic primary amine and molecular oxygen are reacted in the gas phase to produce a cycloaliphatic oxime, a high oxime selectivity (usually 50%) is obtained.
As described above, it is possible to produce an oxime at 80% or more by selecting a catalyst. Further, since a peroxide is not used as an oxidizing agent, it is possible to avoid the operational risk associated with handling the oxidizing agent, and it is possible to industrially produce a cycloaliphatic oxime with a relatively simple operation. . In addition, the reaction can be carried out in the gas phase without the complexity of solvent separation, and the reaction can be carried out at high temperature without requiring a complicated pretreatment of the catalyst for a long time.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G069 AA02 AA08 BA04A BA05A BA05B BB06A BB06B BC49A BC53A BC55A BC56A BC57A BC60A BC60B CB07 CB70 DA05 EA02Y EB18Y FA01 FA02 FB08 FB09 FB14 FC08 4H006 AA02 AC59 BA10 BA12 BA14 BA30 BC32 BE30 4H039 CA72 CC20 CC60    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4G069 AA02 AA08 BA04A BA05A                       BA05B BB06A BB06B BC49A                       BC53A BC55A BC56A BC57A                       BC60A BC60B CB07 CB70                       DA05 EA02Y EB18Y FA01                       FA02 FB08 FB09 FB14 FC08                 4H006 AA02 AC59 BA10 BA12 BA14                       BA30 BC32 BE30                 4H039 CA72 CC20 CC60

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 環状脂肪族第一級アミンを、周期律表の
5族および6族から選ばれた少なくとも一種の金属の酸
化物と、周期律表の4族から選ばれた少なくとも一種の
金属の酸化物とからなる複合固体触媒の存在下で、分子
状酸素を用いて気相中で酸化させることを特徴とする環
状脂肪族オキシムの製造法。
1. A cyclic aliphatic primary amine, an oxide of at least one metal selected from groups 5 and 6 of the periodic table, and at least one metal selected from group 4 of the periodic table. A process for producing a cycloaliphatic oxime, which comprises oxidizing the compound in the gas phase with molecular oxygen in the presence of a composite solid catalyst comprising the above oxide.
【請求項2】 環状脂肪族第一級アミンがシクロヘキシ
ルアミンである請求項1記載の環状脂肪族オキシムの製
造法。
2. The method for producing a cycloaliphatic oxime according to claim 1, wherein the cycloaliphatic primary amine is cyclohexylamine.
【請求項3】 複合固体触媒が、Nb、TaおよびWか
ら選ばれた少なくとも一種の金属の酸化物と、TiO2
およびZrO2から選ばれた少なくとも一種の金属の酸
化物とからなる請求項1または2記載の環状脂肪族オキ
シムの製造法。
3. The composite solid catalyst comprises an oxide of at least one metal selected from Nb, Ta and W, and TiO 2.
The method for producing a cycloaliphatic oxime according to claim 1 or 2, comprising an oxide of at least one metal selected from ZrO 2 .
【請求項4】 複合固体触媒がWの酸化物とZrO2
からなる請求項1、2または3記載の環状脂肪族オキシ
ムの製造法。
4. The method for producing a cycloaliphatic oxime according to claim 1, 2 or 3, wherein the composite solid catalyst comprises an oxide of W and ZrO 2 .
【請求項5】 複合固体触媒中に含まれる周期律表4族
の総金属原子に対する周期律表5族および6族の総金属
原子の割合[(5族および6族金属原子)/(4族金属
原子)原子比]が0.01〜1.0の範囲である請求項
1、2、3または4記載の環状脂肪族オキシムの製造
法。
5. A ratio of total metal atoms of Group 5 and Group 6 of the Periodic Table to total metal atoms of Group 4 of the Periodic Table contained in the composite solid catalyst [(Group 5 and Group 6 metal atoms) / (Group 4) The metal atom / atomic ratio] is in the range of 0.01 to 1.0.
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