JP2003511226A - 有機化合物の調製法及び助触媒の回収方法 - Google Patents
有機化合物の調製法及び助触媒の回収方法Info
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Abstract
Description
。 化合物の工業的な合成においては、しばしば触媒技術を使用する。触媒系はし
ばしば、通常1種以上の金属を含む触媒、及びしばしばその性能を改良するため
に触媒と相互作用しうる有機化合物である助触媒の化合物である。特に、触媒系
が反応媒体に溶解している均質触媒反応製法においては、かなりの量の助触媒及
び触媒が反応から得られる化合物の混合物中に見いだされる。反応生成物から触
媒系を分離する方法の一は、適する水性媒体で反応から得られる化合物の混合物
を洗浄する方法である。この方法においては、大部分の触媒及び助触媒を含む水
性相が得られる。 助触媒はしばしば高価な化合物である。毒性または環境に危険になりがちであ
る可能性もある。 高収率で水性相から助触媒を回収するのに、そして残存する水性相を周囲に容
易に廃棄することを許容するのに有用な方法を有することが望ましい。
方法であって、 (a) 好ましくは室温以上の温度において1種以上の塩基で水性相を処理する工程
、 (b) 塩基で処理された水性相から助触媒を単離して助触媒を分離する工程、 を含む方法に関する。 処理される水性相は、通常回収すべき助触媒を含む反応混合物を、好ましくは
酸(塩酸が有利である)を含む水性媒体と接触させることにより得られる。
工程、 (b) 工程(a)で得られた反応混合物を水性媒体と接触させ、得られた有機及び水
性相を分離して前記反応混合物を洗浄する工程、 (c) 前記水性相を1種以上の塩基で処理する工程、及び (d) 塩基で処理された水性相から助触媒を単離して助触媒を分離する工程、 を含む方法に関する。 本発明による方法及び製法では、助触媒が高収率及び高純度で回収されうる。
したがって、回収された助触媒は、追加の予備精製を必要とすることなく、触媒
及び助触媒の存在下で有機化合物を調製する反応に再使用しうる。 助触媒の存在しない水性相は、任意に触媒または触媒への塩基の作用により得
られる生成物を分離した後、環境に危険になりがちである化合物の含量が法的基
準に従うという条件で周囲に容易に廃棄しうる。
溶液の形である水酸化ナトリウム、またはアンモニア水溶液が適する。塩基性媒
体中において実質的に水不溶性の水酸化物を形成する1種以上の金属化合物を触
媒が含む場合には、水酸化物の形でこれらの化合物を沈殿させるのに適する塩基
の量が一般的には使用される。 塩基処理工程中には、好ましくは水性相を30乃至100℃、好ましくは40
乃至80℃に加熱する。 塩基処理が実施される水性相の最終的なpHは、一般的には3.5以上、通常4
以上である。一般的には13以下である。通常12以下である。好ましくは約1
1以下である。 塩基処理は、助触媒を分離する工程より前に実施しうる。有利な一態様におい
ては、塩基処理工程及び助触媒分離工程は少なくとも部分的には同時に実施され
る。助触媒分離工程において助触媒の少なくとも一部を単離するためには、使用
しうる分離作業は、例えば蒸気連行作業または任意に減圧下における蒸留作業で
ある。
しくは塩酸の水溶液を含みうる。適する場合には、酸及び混合物に含まれる助触
媒間のモル比は、好ましくは1以上である。モル比は一般的には3以下、好まし
くは2以下である。 本発明による方法及び製法においては、助触媒は一般的には少なくとも部分的
に水性相と混和性である。 本発明による方法及び製法においては、助触媒はしばしば大気圧下において1
00℃未満の沸点を有する。沸点は通常90℃以下である。沸点は好ましくは8
5℃以下である。一般的には、助触媒はしばしば大気圧下において20℃以上の
沸点を有する。沸点は通常30℃以上である。沸点は好ましくは35℃以上であ
る。 本発明による方法は、しばしばN、O、P及びSからなる群から選択される1種以
上のヘテロ原子を含む有機助触媒の回収に適用する。そのような助触媒の例は、
とりわけ、アミン(好ましくは第一アミン)、アルコール、1,3-ジケトン、ホス
フィン、ホスフィンオキシド及びチオールである。
びR3は同種または異種の、好ましくは直鎖状のC3〜C10アルキル基を表す。)の
トリアルキルホスフィンオキシドがある。トリ(n-ブチル)ホスフィンオキシド及
びトリ(n-ヘキシル)ホスフィンオキシド及びそれらの混合物が特に選択される
。 本発明による方法及び製法は、助触媒がアミンである場合に特に適する。言及
しうるアミンの中には脂肪族アミンまたは芳香族アミンがある。脂肪族アミンの
中には、第一アミン、第二アミン及び第三アミンがある。一般的には、アミンは
、例えばエタノールアミン、n-ブチルアミン、tert-ブチルアミン、n-プロピル
アミン、イソプロピルアミン、ベンジルアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエ
チルアミン及びトリエチルアミンのようなアルカノールアミン、アルキルアミン
、またはピリジンまたはアニリンのような芳香族アミンから選択される。本発明
による方法及び製法は、特に助触媒がt-ブチルアミンである場合に適する。 水性相はまた、一般的には触媒を含む。
性沈殿物を形成しうる1種以上の金属を触媒が含む場合に有利に適用される。触
媒は、典型的には遷移金属を含む。遷移金属は、例えば、Cr、Ni、Fe、Mn、Co、
Mo、Pd、Pt、Ag及びCuからなる群から選択されうる。本発明による方法及び製法
は、触媒が、例えば塩化銅(I)、無水CuCl2またはCuCl2二水和物、または銅(II)
アセチルアセトナートのような銅化合物を含む場合に特に有利に適用される。 触媒が金属を含む場合には、本発明による方法及び製法は、金属の廃棄または
任意に再循環に適する固体の形の金属化合物、及び金属含量を大いに低下させた
水性相(次いで、前記相を周囲に容易に廃棄しうる)を得ることができることが
わかる。 本発明による製法は、触媒及び助触媒の存在下で有機化合物を調製するいずれ
かの反応から得られた反応混合物から助触媒を回収するのに使用しうる。しかし
ながら、好ましくは銅化合物を含む触媒及び好ましくはアミンを含む助触媒の存
在下で、3個以上の炭素原子を含むハロ炭化水素を調製する反応から得られる反
応混合物から助触媒を回収するのに特に適する。
しくはアミンを含む助触媒の存在下における、オレフィン及びハロアルカンのテ
ロメリゼーションによる3個以上の炭素原子を含むハロ炭化水素の調製法である
のが有利である。特に有利な態様では、これは、触媒としての銅化合物及び助触
媒としてのアミンの存在下における1,1,1,3,3-ペンタクロロプロパンまたは1,1,
1,3,3-ペンタクロロブタンの調製法である。 本発明はまた、有機化合物の製造のための反応工程が触媒及び助触媒の存在下
で実施される有機化合物の製造法における、本発明による製法により回収された
助触媒の再使用に関する。 以下の実施例は本発明を限定することなく、説明することを意図している。
・2H2O及び助触媒としてのt-ブチルアミンの存在下において2-クロロプロペン
をテトラクロロメタンと反応させることにより実施した。この反応から得られた
反応混合物を、反応混合物1kg当たり0.35kgのHCl水溶液の割合で、1kg当
たり1.112molのHClを含むHCl水溶液を用い、洗浄した。沈降により相を分
離した後、有機相を回収すると、実質的に1,1,1,3,3-ペンタクロロブタン及び未
消費試薬を含み、銅含量は0.03mg/kgで窒素含量は1.34mmol/kgのt-ブチ
ルアミン含量に対応し、水性相は644mg/kgの銅含量及び694mmol/kgのt-ブ
チルアミン含量に対応する窒素含量を有した。回収された水性相のフラクション
を蒸留装置において沸点まで加熱し、沸騰する水性相に50質量%のNaOHを有す
る水溶液を添加することによりpH値を10.5とした。1,1,1,3,3-ペンタクロロ
ブタンの合成において使用したt-ブチルアミンの当量の96.2%が蒸留により
回収され、997.6gのt-ブチルアミン/kgの純度であった。濾過後に回収さ
れた水にはわずかに3.8mg/kgしか銅が含まれておらず、窒素含量は2.9mmo
l/kgのt-ブチルアミン含量に対応した。
テトラクロロメタンと反応させることにより実施した。CuCl2を触媒として使用
し、実施例1から回収されたt-ブチルアミンを助触媒として使用した。2-クロロ
プロペン/テトラクロロメタンの混合物及びt-ブチルアミンの連続添加を4時間
にわたって実施した。2-クロロプロペン/テトラクロロメタン/CuCl2/t-ブチ
ルアミンの総モル比は、1/2/0.001/0.06であった。80℃におい
て全部で8時間反応させた後、1,1,1,3,3-ペンタクロロブタンに対する選択性は
95.7%であり、2-クロロプロペンの変換率は97%であった。実施例3 (比較例) 助触媒として市販のt-ブチルアミン(Acrosより提供)を使用して実施例2を
繰り返した。1,1,1,3,3-ペンタクロロブタンに対する選択性は94.8%であり
、2-クロロプロペンの変換率は88%であった。
Claims (12)
- 【請求項1】 少なくとも助触媒を含む水性相から助触媒を回収する方法で
あって、 (a) 1種以上の塩基で水性相を処理する工程、 (b) 塩基で処理された水性相から助触媒を単離して助触媒を分離する工程、 を含む方法。 - 【請求項2】 前記少なくとも助触媒を含む水性相が、触媒及び回収される
べき助触媒の存在下において有機化合物を調製する反応から得られた反応混合物
を、酸の水溶液を含む水性媒体に接触させることにより得られる請求項1記載の
方法。 - 【請求項3】 前記塩基処理の工程(a)を30乃至100℃の温度で実施す
る請求項1または2記載の方法。 - 【請求項4】 前記塩基処理工程及び前記助触媒分離工程を少なくとも部分
的に同時に実施する請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】 前記分離作業が蒸気連行作業または蒸留作業である請求項1
乃至4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 N、O、P及びSからなる群から選択される1種以上のヘテロ原
子を含む有機助触媒の回収に適用する請求項1乃至5のいずれかに記載の方法。 - 【請求項7】 アミンを含む有機助触媒の回収に適用する請求項1乃至6の
いずれかに記載の方法。 - 【請求項8】 有機化合物の調製法であって、少なくとも (a) 触媒及び助触媒を含む反応媒体中で試薬を反応させて有機化合物を合成する
工程、 (b) 工程(a)で得られた反応混合物を水性媒体と接触させ、得られた有機及び水
性相を分離して前記反応混合物を洗浄する工程、 (c) 前記水性相を1種以上の塩基で処理する工程、及び (d) 塩基で処理された水性相から助触媒を単離して助触媒を分離する工程、 を含む方法。 - 【請求項9】 前記工程(d)で回収された助触媒を少なくとも部分的に前記
合成工程(a)に再循環させる請求項8記載の調製法。 - 【請求項10】 前記調製された有機化合物が3個以上の炭素原子を含むハ
ロ炭化水素であり、前記触媒が好ましくは銅化合物を含み、前記助触媒が好まし
くはアミンを含む請求項8または9記載の調製法。 - 【請求項11】 前記調製された有機化合物が1,1,1,3,3-ペンタクロロブタ
ンまたは1,1,1,3,3-ペンタクロロプロパンである請求項8乃至10のいずれかに
記載の調製法。 - 【請求項12】 有機化合物を製造するための反応工程が触媒及び助触媒の
存在下で実施される有機化合物の製造法における、請求項1乃至11記載のいず
れかの方法または調製法にしたがって回収された助触媒の使用。
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