JP2008201684A - Method for producing diacetone alcohol - Google Patents

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和之 横山
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啓 犬丸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing diacetone alcohol efficiently in a high selectivity and yielding less acetone polymer which is a byproduct, by using a highly active catalyst having a long life in producing the diacetone alcohol by performing the condensation reaction of the acetone in the presence of a solid basic catalyst. <P>SOLUTION: This method for producing the diacetone alcohol comprises condensing acetone in the presence of a barium hydroxide solid basic catalyst treated with an organic silicon compound expressed by the following general formula (I): R<SP>1</SP><SB>a</SB>(OR<SP>2</SP>)<SB>b</SB>X<SB>c</SB>Si (I) [wherein, R<SP>1</SP>, R<SP>2</SP>are each H or a group selected from the group consisting of an alkyl, vinyl and an aryl which may further have a functional group, and the total number of carbon atoms of the R<SP>1</SP>, R<SP>2</SP>is ≤30; X is an atom selected from the group consisting of H, F, Cl, Br and I; and 0≤a<4, 0≤b≤4, 0≤c≤4 and (a+b+c)=4]. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はジアセトンアルコールの製造方法に係り、特にアセトンを縮合してジアセトンアルコールを製造するに当たり、副生成物の生成を抑制して、高い選択率でジアセトンアルコールを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing diacetone alcohol, and more particularly to a method for producing diacetone alcohol with high selectivity by suppressing the formation of by-products when producing acetone by condensing acetone.

従来、アセトンを縮合してジアセトンアルコールを製造するための触媒としては、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の水酸化物を主体とする固体塩基性触媒が使用されており、高活性で高寿命の触媒の製造方法について、いくつかの報告がなされている。   Conventionally, as a catalyst for producing diacetone alcohol by condensing acetone, a solid basic catalyst mainly composed of hydroxide of alkali metal or alkaline earth metal has been used, and has high activity and long life. Several reports have been made on methods for producing catalysts.

例えば、特許文献1には、水酸化バリウム八水塩、不活性固体、結合剤及び水を含む混合物を成形して触媒を製造する際に、結合剤と不活性固体とを接触させる前に、結合剤と水酸化バリウム八水塩を接触させる方法が開示されている。また、特許文献2には、特定の細孔径と細孔容量を有した固体塩基性触媒を用いることで、触媒活性の経時的な低下を抑制することが示されている。   For example, in Patent Document 1, when a catalyst is produced by molding a mixture containing barium hydroxide octahydrate, an inert solid, a binder and water, before bringing the binder into contact with the inert solid, A method of contacting a binder with barium hydroxide octahydrate is disclosed. Patent Document 2 shows that the use of a solid basic catalyst having a specific pore diameter and pore volume suppresses a decrease in catalyst activity over time.

しかしながら、これら従来の方法で製造した触媒を用いて、アセトンからジアセトンアルコールを製造した場合、トリアセトンアルコール(アセトン三量体)等の副生成物が比較的多量に生成するため、二量体であるジアセトンアルコールを高選択率、高収率で得ることは困難であった。   However, when diacetone alcohol is produced from acetone using the catalyst produced by these conventional methods, byproducts such as triacetone alcohol (acetone trimer) are produced in a relatively large amount. It was difficult to obtain diacetone alcohol with high selectivity and high yield.

一方、特許文献3には、Ti、Zr、Ce、Nbなどの金属酸化物あるいは金属水酸化物を有機ケイ素化合物で処理した触媒とパラジウム触媒の共存下で、アセトンと水素を原料に、二量化、脱水及び水添反応を1段で行ってメチルイソブチルケトンを製造する方法が開示されている。特許文献3には、触媒を有機ケイ素化合物で処理することで、三量体の生成を抑制できることが記載されているが、特許文献3に開示される触媒をアセトンからのジアセトンアルコールの製造に適用した場合には、二量化反応活性と触媒寿命において満足のいくものではなかった。
特開昭63−123440号公報 特開2004−359678号公報 特開平4−217938号広報
On the other hand, Patent Document 3 discloses dimerization using acetone and hydrogen as raw materials in the presence of a catalyst prepared by treating a metal oxide or metal hydroxide such as Ti, Zr, Ce, and Nb with an organosilicon compound and a palladium catalyst. , A method for producing methyl isobutyl ketone by performing dehydration and hydrogenation reaction in one stage is disclosed. Patent Document 3 describes that the formation of a trimer can be suppressed by treating the catalyst with an organosilicon compound, but the catalyst disclosed in Patent Document 3 is used for the production of diacetone alcohol from acetone. When applied, the dimerization reaction activity and catalyst life were not satisfactory.
JP 63-123440 A JP 2004-359678 A Japanese Laid-Open Patent Publication No.4-221738

本発明は、固体塩基性触媒の存在下、アセトンの縮合反応を行ってジアセトンアルコールを製造するに際し、高活性かつ高寿命の触媒を用いて、副生成物であるアセトンの多量体の生成が少なく、ジアセトンアルコールを高い選択率で効率的に製造する方法を提供することを目的とする。   In the present invention, when a acetone condensation reaction is carried out in the presence of a solid basic catalyst to produce diacetone alcohol, a by-product acetone multimer is produced using a highly active and long-life catalyst. An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing diacetone alcohol with high selectivity.

本発明者らは、アセトンからジアセトンアルコールを効率的に製造する方法の開発に鋭意努めた結果、水酸化バリウムを含む固体塩基性触媒を用い、特定の有機ケイ素化合物の共存下に、好ましくは、該有機ケイ素化合物で処理した固体塩基性触媒の存在下に縮合反応を行うことにより、上記課題を解決することができることを見出した。   As a result of diligent efforts to develop a method for efficiently producing diacetone alcohol from acetone, the present inventors preferably used a solid basic catalyst containing barium hydroxide in the presence of a specific organosilicon compound, It has been found that the above-mentioned problems can be solved by carrying out a condensation reaction in the presence of a solid basic catalyst treated with the organosilicon compound.

本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。   The present invention has been achieved on the basis of such findings, and the gist thereof is as follows.

[1] 水酸化バリウムを含む固体塩基性触媒の存在下に、アセトンを縮合してジアセトンアルコールを製造する方法において、下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物の共存下に反応を行うことを特徴とするジアセトンアルコールの製造方法。
(ORSi …(I)
((I)式中、R及びRはそれぞれ、水素原子、或いはアルキル基、ビニル基、及びアリール基からなる群から選ばれ、これら置換基は更に官能基を有していてもよい。また、R及びRは互いに同一であっても異なっていても良く、RとRの炭素数の合計は30以下である。Xは水素、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選ばれる原子を表し、a、b及びcは0≦a<4、0≦b≦4、0≦c≦4であり、且つa+b+c=4である。)
[1] In a method for producing diacetone alcohol by condensing acetone in the presence of a solid basic catalyst containing barium hydroxide, the reaction is performed in the presence of an organosilicon compound represented by the following general formula (I). A process for producing diacetone alcohol, characterized in that it is performed.
R 1 a (OR 2 ) b X c Si (I)
(In the formula (I), R 1 and R 2 are each selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a vinyl group, and an aryl group, and these substituents may further have a functional group. R 1 and R 2 may be the same or different from each other, and the total number of carbon atoms of R 1 and R 2 is 30 or less, X is a group consisting of hydrogen, fluorine, chlorine, bromine and iodine A, b and c are 0 ≦ a <4, 0 ≦ b ≦ 4, 0 ≦ c ≦ 4, and a + b + c = 4.

[2] 前記固体塩基性触媒が前記有機ケイ素化合物で処理されたものであることを特徴とする[1]に記載のジアセトンアルコールの製造方法。 [2] The process for producing diacetone alcohol according to [1], wherein the solid basic catalyst is treated with the organosilicon compound.

[3] 前記固体塩基性触媒が、水酸化バリウムを結合剤により固定化したものであることを特徴とする[1]又は[2]に記載のジアセトンアルコールの製造方法。 [3] The method for producing diacetone alcohol according to [1] or [2], wherein the solid basic catalyst is obtained by fixing barium hydroxide with a binder.

[4] 前記一般式(I)におけるRの炭素数が1〜15であることを特徴とする[1]ないし[3]のいずれかに記載のジアセトンアルコールの製造方法。 [4] The method for producing diacetone alcohol according to any one of [1] to [3], wherein R 1 in the general formula (I) has 1 to 15 carbon atoms.

[5] 前記固体塩基性触媒における前記有機ケイ素化合物による表面処理量が0.1〜10mg−炭素/mであることを特徴とする[2]ないし[4]のいずれかに記載のジアセトンアルコールの製造方法。 [5] The diacetone according to any one of [2] to [4], wherein the amount of surface treatment with the organosilicon compound in the solid basic catalyst is 0.1 to 10 mg-carbon / m 2. A method for producing alcohol.

[6] 前記固体塩基性触媒の細孔容量が、次の(1)及び/又は(2)の条件を満たすことを特徴とする[1]ないし[6]のいずれかに記載のジアセトンアルコールの製造方法。
(1)細孔径0.1〜1μmの細孔容量が0.9ml/g以上、かつ、細孔径0.01〜0.1μmの細孔容量が0.9ml/g以上
(2)細孔径0.01〜1μmの細孔容量が1.8ml/g以上
[6] The diacetone alcohol according to any one of [1] to [6], wherein the pore volume of the solid basic catalyst satisfies the following condition (1) and / or (2): Manufacturing method.
(1) Pore volume with a pore diameter of 0.1 to 1 μm is 0.9 ml / g or more, and pore volume with a pore diameter of 0.01 to 0.1 μm is 0.9 ml / g or more. (2) Pore diameter 0 .01 to 1 μm pore volume of 1.8 ml / g or more

[7] アルカリ土類金属の水酸化物を含む固体塩基性触媒の存在下に、アルデヒド及び/又はケトンを縮合して二量体を製造する方法において、下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物の共存下に反応を行うことを特徴とする二量体の製造方法。
(ORSi …(I)
((I)式中、R及びRはそれぞれ、水素原子、或いはアルキル基、ビニル基、及びアリール基からなる群から選ばれ、これら置換基は更に官能基を有していてもよい。また、R及びRは互いに同一であっても異なっていても良く、RとRの炭素数の合計は30以下である。Xは水素、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選ばれる原子を表し、a、b及びcは0≦a<4、0≦b≦4、0≦c≦4であり、且つa+b+c=4である。)
[7] In a method for producing a dimer by condensing an aldehyde and / or a ketone in the presence of a solid basic catalyst containing an alkaline earth metal hydroxide, it is represented by the following general formula (I): A process for producing a dimer, wherein the reaction is carried out in the presence of an organosilicon compound.
R 1 a (OR 2 ) b X c Si (I)
(In the formula (I), R 1 and R 2 are each selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a vinyl group, and an aryl group, and these substituents may further have a functional group. R 1 and R 2 may be the same or different from each other, and the total number of carbon atoms of R 1 and R 2 is 30 or less, X is a group consisting of hydrogen, fluorine, chlorine, bromine and iodine A, b and c are 0 ≦ a <4, 0 ≦ b ≦ 4, 0 ≦ c ≦ 4, and a + b + c = 4.

本発明によれば、アセトンからジアセトンアルコールを製造する方法において、反応副生成物の生成を大幅に低減することができ、また、触媒活性を長期に亘り高く維持してジアセトンアルコールを安定かつ効率的に製造することができる。   According to the present invention, in the process for producing diacetone alcohol from acetone, the production of reaction by-products can be greatly reduced, and the catalytic activity can be maintained high over a long period of time to stabilize the diacetone alcohol. It can be manufactured efficiently.

以下に、本発明のジアセトンアルコールの製造方法の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the method for producing diacetone alcohol of the present invention will be described in detail. However, the description of the constituent elements described below is an example (representative example) of the embodiment of the present invention. As long as the gist is not exceeded, it is not limited to these contents.

本発明のジアセトンアルコールの製造方法は、水酸化バリウムを含む固体塩基性触媒の存在下に、アセトンを縮合してジアセトンアルコールを製造する方法において、下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物の共存下に反応を行うことを特徴とする。   The method for producing diacetone alcohol of the present invention is a method for producing diacetone alcohol by condensing acetone in the presence of a solid basic catalyst containing barium hydroxide, and is represented by the following general formula (I): The reaction is performed in the presence of a silicon compound.

(ORSi …(I)
((I)式中、R及びRはそれぞれ、水素原子、或いはアルキル基、ビニル基、及びアリール基からなる群から選ばれ、これら置換基は更に官能基を有していてもよい。また、R及びRは互いに同一であっても異なっていても良く、RとRの炭素数の合計は30以下である。Xは水素、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選ばれる原子を表し、a、b及びcは0≦a<4、0≦b≦4、0≦c≦4であり、且つa+b+c=4である。)
R 1 a (OR 2 ) b X c Si (I)
(In the formula (I), R 1 and R 2 are each selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a vinyl group, and an aryl group, and these substituents may further have a functional group. R 1 and R 2 may be the same or different from each other, and the total number of carbon atoms of R 1 and R 2 is 30 or less, X is a group consisting of hydrogen, fluorine, chlorine, bromine and iodine A, b and c are 0 ≦ a <4, 0 ≦ b ≦ 4, 0 ≦ c ≦ 4, and a + b + c = 4.

本発明に従って、水酸化バリウムを含む固体塩基性触媒を用い、上記特定の有機ケイ素化合物の共存下でアセトンの縮合反応を行うことにより、アセトンを二量化してジアセトンアルコールを製造するための触媒として、触媒活性の高い水酸化バリウムを含む固体塩基性触媒の表面を、特定の有機ケイ素化合物で修飾することにより、当該固体塩基性触媒の高活性かつ低劣化性能性を維持しながら、三量体等の副生成物の生成を大幅に低減することができる。   According to the present invention, a catalyst for producing diacetone alcohol by dimerizing acetone by performing a condensation reaction of acetone in the presence of the specific organosilicon compound using a solid basic catalyst containing barium hydroxide. As described above, the surface of a solid basic catalyst containing barium hydroxide having a high catalytic activity is modified with a specific organosilicon compound to maintain the high activity and low deterioration performance of the solid basic catalyst, The production of by-products such as body can be greatly reduced.

本発明によるこのような優れた効果の作用機構の詳細は必ずしも明確ではないが、以下のように推定される。   The details of the mechanism of such excellent effects according to the present invention are not necessarily clear, but are estimated as follows.

即ち、本発明で用いる特定の構造を持つ有機ケイ素化合物により処理された固体塩基性触媒表面では、原料であるアセトンと、目的生成物であるジアセトンアルコール、及び多量体(以後、本発明において多量体とは、注釈ない限りアセトンの二量体であるジアセトンアルコールを含まない、三量体以上のアセトンの重合物をさす。)との間で、平衡反応が成り立っており、多量体が触媒表面に常時存在(固定化)すれば、反応液と触媒の間を原料と二量体が移動することで反応は進み、多量体の反応液への移動が抑制される。これにより、実質的に反応液中の多量体の濃度が低減され、ジアセトンアルコールの選択性が向上すると考えられる。従って、用いる有機ケイ素化合物の種類に関しては、原料のアセトンや二量体であるジアセトンアルコールよりも、多量体に対しての親和性(吸着選択率)が高い有機基を触媒表面に配することができるものであることが重要である。   That is, on the surface of the solid basic catalyst treated with the organosilicon compound having a specific structure used in the present invention, the raw material acetone, the target product diacetone alcohol, and a multimer (hereinafter referred to as a large amount in the present invention). The term “body” refers to a polymer of acetone or a trimer or higher, which does not contain diacetone alcohol, which is a dimer of acetone unless otherwise noted.) If it is always present (immobilized) on the surface, the reaction proceeds by moving the raw material and the dimer between the reaction solution and the catalyst, and the transfer of the multimer to the reaction solution is suppressed. Thereby, it is considered that the concentration of the multimer in the reaction solution is substantially reduced and the selectivity of diacetone alcohol is improved. Therefore, regarding the type of organosilicon compound to be used, an organic group having higher affinity (adsorption selectivity) for the multimer than the raw material acetone or diacetone diacetone alcohol is arranged on the catalyst surface. It is important to be able to

なお、本発明において、固体塩基性触媒は、水酸化バリウムを含むものに限らず、アルカリ土類金属の水酸化物を含む固体塩基性触媒であっても、有機ケイ素化合物の共存による改善効果が得られる。ここで用いられるアルカリ土類金属の水酸化物としては、好ましくは、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムであり、特に好ましいのは水酸化バリウムである。   In the present invention, the solid basic catalyst is not limited to those containing barium hydroxide, but even if it is a solid basic catalyst containing a hydroxide of an alkaline earth metal, the improvement effect due to the coexistence of the organosilicon compound can be obtained. can get. The alkaline earth metal hydroxide used here is preferably barium hydroxide, magnesium hydroxide or calcium hydroxide, and particularly preferably barium hydroxide.

このように、水酸化バリウムを含む固体塩基性触媒である場合に、最も良い結果が得られることから、以下においては、固体塩基性触媒として水酸化バリウムを含む固体塩基性触媒を用いる場合について説明する。   As described above, the best results are obtained when the solid basic catalyst contains barium hydroxide. In the following, the case where a solid basic catalyst containing barium hydroxide is used as the solid basic catalyst will be described. To do.

本発明において、このような固体塩基性触媒の表面に、特定の有機ケイ素化合物を固定化し、表面修飾して反応に供するが、この場合、固体塩基性触媒は必ずしも予め有機ケイ素化合物で処理した後反応に供する必要はなく、固体塩基性触媒と有機ケイ素化合物とを別々に反応系に供給しても、有機ケイ素化合物は、その固体塩基性触媒表面の水酸基と反応するため、有機ケイ素化合物で表面修飾された固体塩基性触媒となる。しかしながら、一般的には、固体塩基性触媒を予め有機ケイ素化合物で処理して反応に供することが、反応を制御しやすく、有機ケイ素化合物の使用量が少なくてすむ等、作業効率の面で好ましいことから、以下においては、固体塩基性触媒を予め有機ケイ素化合物で処理する場合について主に説明する。   In the present invention, a specific organosilicon compound is immobilized on the surface of such a solid basic catalyst and subjected to reaction after surface modification. In this case, the solid basic catalyst is not necessarily treated with an organosilicon compound in advance. There is no need for the reaction. Even if the solid basic catalyst and the organosilicon compound are separately supplied to the reaction system, the organosilicon compound reacts with the hydroxyl group on the surface of the solid basic catalyst, so It becomes a modified solid basic catalyst. However, in general, it is preferable from the viewpoint of work efficiency that the solid basic catalyst is previously treated with an organosilicon compound and subjected to the reaction, for example, because the reaction is easy to control and the amount of the organosilicon compound used is small. Therefore, in the following, the case where the solid basic catalyst is treated with an organosilicon compound in advance will be mainly described.

また、本発明の方法は、アセトンからのジアセトンアルコールの製造に限らず、塩基性触媒でアルデヒド及び/又はケトンを縮合して二量体を製造するあらゆる縮合反応にも適用可能である。   Further, the method of the present invention is not limited to the production of diacetone alcohol from acetone, but can be applied to any condensation reaction in which a dimer is produced by condensing an aldehyde and / or a ketone with a basic catalyst.

[固体塩基性触媒]
本発明で用いる固体塩基性触媒は、好ましくは水酸化バリウムを含むものである。この固体塩基性触媒は、水酸化バリウムのみからなるものであっても良いが、好ましくは水酸化バリウムを結合剤により固定化したもの、より好ましくは、水酸化バリウムに不活性固体及び結合剤を配合し、これを水で混練して所望の形状に成形し、必要に応じて加熱処理して固化させることにより製造されたものであることが好ましい。
[Solid basic catalyst]
The solid basic catalyst used in the present invention preferably contains barium hydroxide. The solid basic catalyst may be composed only of barium hydroxide, but is preferably one in which barium hydroxide is immobilized with a binder, more preferably an inert solid and a binder on barium hydroxide. It is preferably produced by blending, kneading with water, forming into a desired shape, and heat-treating as necessary to solidify.

この場合、不活性固体としては、タルク、珪藻土、カオリン、酸化チタンなどの1種又は2種以上が挙げられ、好ましくはタルクである。   In this case, examples of the inert solid include one or more of talc, diatomaceous earth, kaolin, titanium oxide, and the like, and talc is preferable.

また、結合剤としては、ポルトランドセメント、アルミナセメントなどのセメントの1種又は2種以上が挙げられる。   Examples of the binder include one or more cements such as Portland cement and alumina cement.

触媒製造に際しての水酸化バリウムの配合量は、酸化物換算の水酸化バリウム、不活性固体及び結合剤の合計に対して、酸化物換算の水酸化バリウムが通常10重量%以上、好ましくは40重量%以上であり、通常70重量%以下、好ましくは50重量%以下となるようにするのが好ましい。また、不活性固体及び結合剤は、いずれも所望の機械的強度が得られる量であればよいが、酸化物換算の水酸化バリウムに対し、不活性固体は60重量%以下、特に10〜50重量%となるようにするのが好ましく、結合剤は30〜200重量%、特に50〜100重量%となるようにするのが好ましい。   The compounding amount of barium hydroxide in the production of the catalyst is usually 10% by weight or more, preferably 40% by weight of barium hydroxide in terms of oxide with respect to the total of barium hydroxide in terms of oxide, inert solid and binder. It is preferable that it be 70% by weight or less, preferably 50% by weight or less. In addition, the inert solid and the binder may be in an amount that can provide a desired mechanical strength, but the inert solid is 60% by weight or less, particularly 10 to 50% with respect to barium hydroxide in terms of oxide. It is preferable that the amount of the binder is 30% by weight, and the binder is preferably 30 to 200% by weight, particularly 50 to 100% by weight.

これらの触媒原料を混練するのに用いる水の量は、原料配合物の重量(但し、水酸化バリウムは酸化物に換算)に対して添加する水と水酸化バリウムの結晶水の合計が10〜100重量%となるようにするのが好ましい。
混練は任意の装置を用いて行えばよい。
混練物は次いで押出成形機で押し出し、一定の長さに切断するのが好ましい。
The amount of water used for kneading these catalyst raw materials is such that the total amount of water added to the weight of the raw material mixture (however, barium hydroxide is converted to oxide) and the crystal water of barium hydroxide is 10 to 10. It is preferable to be 100% by weight.
Kneading may be performed using an arbitrary apparatus.
The kneaded material is then extruded with an extruder and is preferably cut into a certain length.

得られた成形体は、成形体中の水分の揮発を防止するために、成形が終了したら速やかに密閉された系に導入することが好ましい。   In order to prevent the volatilization of moisture in the molded body, the obtained molded body is preferably introduced into the sealed system immediately after the molding is completed.

得られた成形体を加熱処理する場合、通常、密閉された系で、50〜60℃で、2時間以上、好ましくは20〜30時間行われる。   When heat-treating the obtained molded object, it is normally performed by 50-60 degreeC by a sealed system for 2 hours or more, Preferably it is 20-30 hours.

このようにして製造された固体塩基性触媒は水の含有割合が40〜50重量%であることが好ましい。なお、固体塩基性触媒中の水分量は、固体塩基性触媒を550℃まで乾燥させた時の減量から求める。   The solid basic catalyst thus produced preferably has a water content of 40 to 50% by weight. The amount of water in the solid basic catalyst is determined from the weight loss when the solid basic catalyst is dried to 550 ° C.

また、550℃で1時間乾燥させた固体塩基性触媒に占めるバリウムの割合が酸化物換算で40〜55重量%の範囲であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the ratio of the barium to the solid basic catalyst dried at 550 degreeC for 1 hour is the range of 40 to 55 weight% in conversion of an oxide.

本発明では、このようにして得られた固体塩基性触媒のうち、細孔容量が次の(1)及び(2)の少なくともいずれか一方の条件を満たす触媒を反応に用いることが好ましい。   In the present invention, among the solid basic catalysts obtained in this way, it is preferable to use a catalyst whose pore volume satisfies at least one of the following conditions (1) and (2) for the reaction.

(1)細孔径0.1〜1μmの細孔容量が0.9ml/g以上、かつ、細孔径0.01〜0.1μmの細孔容量が0.9ml/g以上。
固体塩基性触媒の細孔のうち、細孔径0.01〜0.1μmの細孔容量は活性の低下と相関があり、この範囲の細孔容量が0.9ml/g以上、好ましくは1.0ml/g以上と、細孔容量が大きいほど活性の低下が小さい傾向にある。
また、細孔径0.1〜1μmの細孔容量は初期活性と相関があり、この範囲の細孔容量が、0.9ml/g以上、好ましくは1.0ml/g以上と、細孔容量が大きいほど初期活性が大きくなる傾向がある。
(1) A pore volume having a pore diameter of 0.1 to 1 μm is 0.9 ml / g or more, and a pore volume having a pore diameter of 0.01 to 0.1 μm is 0.9 ml / g or more.
Among the pores of the solid basic catalyst, the pore volume having a pore diameter of 0.01 to 0.1 μm correlates with a decrease in activity, and the pore volume in this range is 0.9 ml / g or more, preferably 1. The decrease in activity tends to be smaller as the pore volume is larger than 0 ml / g.
In addition, the pore volume with a pore diameter of 0.1 to 1 μm correlates with the initial activity, and the pore volume within this range is 0.9 ml / g or more, preferably 1.0 ml / g or more. Larger values tend to increase initial activity.

(2)細孔径0.01〜1μmの細孔容量が1.8ml/g以上。
細孔径0.01〜1μmの細孔容量が1.8ml/g以上、好ましくは2.0ml/g以上であれば、初期活性が高く、触媒活性の低下が小さい。
(2) A pore volume having a pore diameter of 0.01 to 1 μm is 1.8 ml / g or more.
When the pore volume with a pore diameter of 0.01 to 1 μm is 1.8 ml / g or more, preferably 2.0 ml / g or more, the initial activity is high, and the decrease in catalytic activity is small.

固体塩基性触媒が上記(1)、(2)の条件を満たすか否かを判断するための分析方法としては、水銀圧入法が挙げられ、細孔容積の測定は以下の方法に従って行うことができる。   As an analytical method for judging whether or not the solid basic catalyst satisfies the above conditions (1) and (2), a mercury intrusion method can be mentioned, and the pore volume can be measured according to the following method. it can.

(1)サンプル重量を精秤する(この値をAとする)。
(2)ペネトロメーターにサンプルを充填しグリース、キャップを装填し、再度精秤する。(この値をBとする)。
(3)ポアサイザーで高速排気条件で10分間真空脱気し、10分後の真空度を水銀充填圧とする。
(4)大気圧まで戻し、全体重量を精秤する(この値をCとする)。
(5)重量減少量から水銀圧入測定前のサンプル重量を下記式に従って算出する。
A−(B−C)
(6)再装填し真空度を(3)で得た所定真空度まで減圧し、水銀を充填し細孔容積/細孔径分布を測定する。
(1) The sample weight is precisely weighed (this value is A).
(2) Fill the penetrometer with the sample, load the grease and cap, and weigh it again. (This value is B).
(3) Vacuum degassing with a pore sizer under high-speed exhaust conditions for 10 minutes, and the degree of vacuum after 10 minutes is the mercury filling pressure.
(4) Return to atmospheric pressure and accurately weigh the total weight (this value is C).
(5) Calculate the sample weight before mercury intrusion measurement from the weight loss according to the following formula.
A- (BC)
(6) Reload and reduce the vacuum to the predetermined vacuum obtained in (3), fill with mercury and measure pore volume / pore size distribution.

なお、本発明で用いる固体塩基性触媒の大きさには特に制限はないが、通常、取り扱い性、反応活性点となる表面積等の面から、粒径1〜5mm程度のものが用いられる。   In addition, although there is no restriction | limiting in particular in the magnitude | size of the solid basic catalyst used by this invention, Usually a thing with a particle size of about 1-5 mm is used from surfaces, such as a handleability and a surface area used as a reaction active point.

[有機ケイ素化合物]
本発明で用いる有機ケイ素化合物は、下記一般式(I)で表されるものである。
[Organic silicon compound]
The organosilicon compound used in the present invention is represented by the following general formula (I).

(ORSi …(I)
((I)式中、R及びRはそれぞれ、水素原子、或いはアルキル基、ビニル基、及びアリール基からなる群から選ばれ、これら置換基は更に官能基を有していてもよい。また、R及びRは互いに同一であっても異なっていても良く、RとRの炭素数の合計は30以下である。Xは水素、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選ばれる原子を表し、a、b及びcは0≦a<4、0≦b≦4、0≦c≦4であり、且つa+b+c=4である。)
R 1 a (OR 2 ) b X c Si (I)
(In the formula (I), R 1 and R 2 are each selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a vinyl group, and an aryl group, and these substituents may further have a functional group. R 1 and R 2 may be the same or different from each other, and the total number of carbon atoms of R 1 and R 2 is 30 or less, X is a group consisting of hydrogen, fluorine, chlorine, bromine and iodine A, b and c are 0 ≦ a <4, 0 ≦ b ≦ 4, 0 ≦ c ≦ 4, and a + b + c = 4.

一般式(I)で表される有機ケイ素化合物のうち、クロロシラン類として具体的には、トリメチルククロシラン、ジメチルジグロロシラン、メチルトリクロロシラン、メチルヒドリドジクロロシラン、ジメチルヒドリドクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルビニルジクロロシラン、メチルクロロジシラン、トリフェニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、メチルフェニルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、クロロプロピルメチルジクロロシランなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Among the organosilicon compounds represented by the general formula (I), specific examples of chlorosilanes include trimethylcyclosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, methylhydridodichlorosilane, dimethylhydridochlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, methyl Examples include, but are not limited to, vinyldichlorosilane, methylchlorodisilane, triphenylchlorosilane, methyldiphenylchlorosilane, methylphenyldichlorosilane, phenyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, vinyltrichlorosilane, chloropropylmethyldichlorosilane, and the like. It is not a thing.

一般式(I)で表される有機ケイ素化合物のうち、一般式(I)中のXの数(cの値)は、R及びRに置換基としてフッ素、塩素、臭素及びヨウ素が含まれる数によって異なるが、R、Rにフッ素、塩素、臭素及びヨウ素を含むものを用いる場合は特にc=0のものを使用することが好ましい。すなわち上記アルコキシシラン類が好ましい。 Among the organosilicon compounds represented by the general formula (I), the number of X (value of c) in the general formula (I) includes fluorine, chlorine, bromine and iodine as substituents in R 1 and R 2 Depending on the number of R 1 and R 2 , it is particularly preferred to use c = 0 when R 1 and R 2 containing fluorine, chlorine, bromine and iodine are used. That is, the above alkoxysilanes are preferable.

また、一般式(I)で表される有機ケイ素化合物のうち、アルコキシシラン類として具体的には、クロロプロピルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリエトキシシラン、クロロプロピルメチルジメトキシシラン、クロロプロピルメチルジエトキシシラン、メチルヒドリドジメトキシシラン、メチルヒドリドジエトキシシラン、ジメチルヒドリドエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、アミノプロピルプロピルトリエトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−ドデシルトリエトキシシラン、n−オクタデシルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロ−オクチルトリエトキシシランなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Further, among the organosilicon compounds represented by the general formula (I), specific examples of alkoxysilanes include chloropropyltrimethoxysilane, chloropropyltriethoxysilane, chloropropylmethyldimethoxysilane, chloropropylmethyldiethoxysilane. , Methylhydridodimethoxysilane, methylhydridodiethoxysilane, dimethylhydridoethoxysilane, trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxy Silane, vinyltriethoxysilane, dimethylvinylmethoxysilane, dimethylvinylethoxysilane, methylvinyldimethoxysilane, methylvinyldiethoxy Run, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, aminopropylpropyltriethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-dodecyltriethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, 1H , 1H, 2H, 2H-tridecafluoro-octyltriethoxysilane and the like, but are not limited thereto.

一般式(I)においてR、Rは水素原子、或いは官能基を有していても良い炭素数が30以下の、アルキル基、ビニル基及びアリール基からなる群から選ばれるものであって、官能基として、ハロゲン原子であるフッ素、塩素、臭素及びヨウ素原子を含むものが好ましい。この場合、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素原子数の合計が炭素数の2倍より少ないもの、さらに好ましくは、1倍かそれより少ないものが好ましい。また、これらの有機基は、塩基性の官能基を有していてもよく、その場合は、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基などのアルキル置換アミノ基やピリジル基、ピペリジル基、キノリル基などの含窒素塩基性置換基を含むものが好ましい。
また、一般式(I)におけるRの炭素数は、多量体生成抑制効果を向上できる点から、1以上であることが好ましく、有機ケイ素化合物の調整のしやすさの点から、15以下が好ましい。
In the general formula (I), R 1 and R 2 are selected from the group consisting of an alkyl group, a vinyl group and an aryl group having 30 or less carbon atoms which may have a hydrogen atom or a functional group. A functional group containing a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom as a halogen atom is preferable. In this case, the total number of fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms is preferably less than 2 times the number of carbon atoms, more preferably 1 time or less. In addition, these organic groups may have a basic functional group, in which case an alkyl-substituted amino group such as an amino group, a methylamino group, a dimethylamino group, an ethylamino group, a diethylamino group, or a pyridyl group. Those containing a nitrogen-containing basic substituent such as a group, piperidyl group and quinolyl group are preferred.
Further, the carbon number of R 1 in the general formula (I) is preferably 1 or more from the viewpoint that the effect of suppressing the formation of multimers can be improved, and 15 or less from the viewpoint of easy adjustment of the organosilicon compound. preferable.

このような有機ケイ素化合物としては、特にクロロプロピルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリエトキシシラン、クロロプロピルメチルジメトキシシラン、クロロプロピルメチルジエトキシシラン、1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロ−オクチルトリエトキシシランが挙げられる。
本発明においては、これらの有機ケイ素化合物の1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
Examples of such organosilicon compounds include chloropropyltrimethoxysilane, chloropropyltriethoxysilane, chloropropylmethyldimethoxysilane, chloropropylmethyldiethoxysilane, 1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluoro-octyltriethoxy. Examples include silane.
In the present invention, one of these organosilicon compounds may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

[固体塩基性触媒の有機ケイ素化合物による処理]
前記したような有機ケイ素化合物による固体塩基性触媒の処理は、液相又は液相で実施される。
[Treatment of solid basic catalyst with organosilicon compound]
The treatment of the solid basic catalyst with the organosilicon compound as described above is performed in a liquid phase or a liquid phase.

液相で処理を実施する場合には有機ケイ素化合物を炭化水素、ハロゲン化炭化水素などの溶媒に溶解した溶液に、固体塩基性触媒を添加し、室温であるいは加熱して静置あるいは撹拌する処理が通常行われる。
使用する溶媒自体が有機ケイ素化合物と反応することを軽減するために、溶媒は水分を除去してから使用することが好ましい。
該溶媒に対する有機ケイ素化合物の濃度は通常、0.01〜70重量%、好ましくは0.1〜30重量%である。
また、固体塩基性触媒の重量に対する有機ケイ素化合物の重量は、5倍以下、好ましくは0.01〜1倍、さらに好ましくは0.05〜0.5倍の範囲である。
When the treatment is performed in the liquid phase, a solid basic catalyst is added to a solution obtained by dissolving an organosilicon compound in a solvent such as a hydrocarbon or a halogenated hydrocarbon, and the mixture is allowed to stand at room temperature or heated to stand or stir. Is usually done.
In order to reduce the reaction of the solvent itself with the organosilicon compound, the solvent is preferably used after removing moisture.
The concentration of the organosilicon compound with respect to the solvent is usually 0.01 to 70% by weight, preferably 0.1 to 30% by weight.
Moreover, the weight of the organosilicon compound with respect to the weight of the solid basic catalyst is 5 times or less, preferably 0.01 to 1 time, and more preferably 0.05 to 0.5 times.

有機ケイ素化合物による固体塩基性触媒の処理はより具体的には、トルエン、ベンゼンなどの溶媒を用い、例えばトルエンを使用して、蒸留あるいは脱水剤など添加して水分を除去した後、有機ケイ素化合物を添加溶解させ、そこに固体塩基性触媒を添加する。処理を実施する温度に関しては、室温で長時間静置しておいても処理をすすめることは可能であるが、処理を十分に、また、固体塩基性触媒全体にわたり、均質に処理するためには撹拌することが好ましい。さらに加熱することにより、有機ケイ素化合物による処理を短時間で完了させることができ、有利である。このように加熱、撹拌する方法として、使用した有機溶媒の沸点において加熱撹拌する加熱還流処理が簡便である。この加熱還流処理は、大気圧あるいは溶媒によっては、減圧下で実施される。処理に要する時間は温度により異なるが通常1〜50時間である。なお、上記の様にして、有機ケイ素化合物により、固体塩基性触媒を処理する際に微量の酸性あるいは塩基性物質、具体的にはトリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピペリジン、キノリンなどの含窒素化合物を添加すると処理が促進され有利である。   More specifically, the treatment of the solid basic catalyst with the organosilicon compound is performed by using a solvent such as toluene or benzene, for example, using toluene, removing water by adding a distillation or a dehydrating agent, and then removing the organosilicon compound. Is dissolved, and a solid basic catalyst is added thereto. With regard to the temperature at which the treatment is carried out, it is possible to proceed with the treatment even after standing at room temperature for a long time, but in order to treat the treatment sufficiently and uniformly throughout the solid basic catalyst. It is preferable to stir. Further heating is advantageous because the treatment with the organosilicon compound can be completed in a short time. As a method of heating and stirring in this way, a heating reflux treatment in which heating and stirring are performed at the boiling point of the used organic solvent is simple. This heat reflux treatment is performed under reduced pressure depending on the atmospheric pressure or the solvent. The time required for the treatment varies depending on the temperature, but is usually 1 to 50 hours. As described above, when treating a solid basic catalyst with an organosilicon compound, a small amount of acidic or basic substance, specifically, a nitrogen-containing compound such as trimethylamine, triethylamine, pyridine, piperidine, or quinoline is added. This facilitates processing and is advantageous.

このようにして有機ケイ素化合物により処理した後、濾過により処理された固体塩基性触媒を有機ケイ素化合物を含む溶液から分離し、次いで炭化水素ハロゲン化炭化水素、あるいはアルコール、エーテルなどにより洗浄した後、大気圧あるいは減圧下で乾燥する。   After the treatment with the organosilicon compound in this way, the solid basic catalyst treated by filtration is separated from the solution containing the organosilicon compound, and then washed with a hydrocarbon halogenated hydrocarbon, alcohol, ether or the like, Dry under atmospheric or reduced pressure.

一方、有機ケイ素化合物による処理を気相で実施する場合は、有機ケイ素化合物を単独で、あるいは前記した様な有機溶媒に溶解させた溶液の蒸気を真空中あるいは不活性ガス中で固体塩基性触媒に接触させて、処理を行う。この場合の処理温度や蒸気圧力は、使用する有機ケイ素化合物及び有機溶媒の蒸気圧によって決定される。   On the other hand, when the treatment with the organosilicon compound is carried out in the gas phase, the solid basic catalyst is prepared by using the vapor of the solution obtained by dissolving the organosilicon compound alone or in an organic solvent as described above in a vacuum or in an inert gas. The process is performed in contact with. The treatment temperature and vapor pressure in this case are determined by the vapor pressure of the organosilicon compound and organic solvent used.

このようにして、有機ケイ素化合物により処理された固体塩基性触媒の表面処理量は0.01〜50mg−炭素/m、特に0.02〜20mg−炭素/m、とりわけ0.05〜10mg−炭素/mであることが好ましい。この表面処理量が少な過ぎると有機ケイ素化合物を用いることによる本発明の効果を十分に得ることができず、逆に多過ぎると、固体塩基性触媒の触媒活性が損なわれる。即ち、有機ケイ素化合物は固体塩基性触媒の表面に吸着し、この固体塩基性触媒表面の有機ケイ素化合物に由来する表面修飾点で多量体を吸着して捕捉することにより、反応液への多量体の移動を抑制するが、固体塩基性触媒表面が過度に有機ケイ素化合物で覆われると、固体塩基性触媒中の水酸化バリウムに由来する触媒活性を十分に得ることができない。従って、表面処理量は上記範囲内とすることが好ましい。 Thus, the surface treatment amount of the solid basic catalyst treated with the organosilicon compound is 0.01-50 mg-carbon / m 2 , especially 0.02-20 mg-carbon / m 2 , especially 0.05-10 mg. - it is preferably a carbon / m 2. If the surface treatment amount is too small, the effect of the present invention by using the organosilicon compound cannot be sufficiently obtained. Conversely, if the surface treatment amount is too large, the catalytic activity of the solid basic catalyst is impaired. That is, the organosilicon compound is adsorbed on the surface of the solid basic catalyst, and the multimer is adsorbed and trapped at the surface modification point derived from the organosilicon compound on the surface of the solid basic catalyst, so that However, if the surface of the solid basic catalyst is excessively covered with the organosilicon compound, the catalytic activity derived from barium hydroxide in the solid basic catalyst cannot be sufficiently obtained. Therefore, the surface treatment amount is preferably within the above range.

なお、本発明において、固体塩基性触媒の有機ケイ素化合物による表面処理量とは次のように定義され、次のようにして求められる。
処理前の固体触媒は無機質であって炭素化合物は存在していないため、有機ケイ素化合物による処理後の触媒を元素分析することで、触媒単位重量あたりの表面に存在する炭素の量(mg−炭素/g−触媒)、つまり本発明における表面処理量を知ることができる。炭素の量は表面に固定化された有機基の量に比例している。一方、有機ケイ素化合物は触媒表面の活性点と反応し、活性点の量は触媒の比表面積(m/g−触媒)と相関している。
従って、表面処理量は次式(数式1)で算出される。
(数式1)
表面処理量(mg−炭素/m)=[1(g−触媒)×{G(%)/100}
×1000]/[1(g−触媒)×M(m/g−触媒)]
G:元素分析から測定される炭素の重量パーセント(%)
M:BET法で測定される触媒の比表面積(m/g−触媒)
In the present invention, the surface treatment amount of the solid basic catalyst with the organosilicon compound is defined as follows and is determined as follows.
Since the solid catalyst before treatment is inorganic and no carbon compound is present, the amount of carbon present on the surface per unit weight of the catalyst (mg-carbon) is determined by elemental analysis of the catalyst after treatment with the organosilicon compound. / G-catalyst), that is, the surface treatment amount in the present invention can be known. The amount of carbon is proportional to the amount of organic groups immobilized on the surface. On the other hand, the organosilicon compound reacts with the active sites on the catalyst surface, and the amount of active sites correlates with the specific surface area of the catalyst (m 2 / g-catalyst).
Therefore, the surface treatment amount is calculated by the following formula (Formula 1).
(Formula 1)
Surface treatment amount (mg-carbon / m 2 ) = [1 (g-catalyst) × {G (%) / 100}
× 1000] / [1 (g-catalyst) × M (m 2 / g-catalyst)]
G: weight percent (%) of carbon measured from elemental analysis
M: Specific surface area of catalyst measured by BET method (m 2 / g-catalyst)

なお、上記のG,Mの測定方法は、次の通りである。
予め固定化されていない未反応有機ケイ素化合物を軽沸点有機溶媒で洗浄し、減圧乾燥で軽沸点有機溶媒を除去した試料を得る。試料をCHN元素分析計(使用装置:パーキンエルマー社製2400II CHN−O元素分析計(CHNモード)カラム分離方法(フロンタルクロマトグラフィー)、TCD検出。使用標準物質:アセトアニリド/和光純薬工業(株)元素分析用標準グレード)で測定し、その結果、触媒重量中の炭素組成 G%を得る。
In addition, the measuring method of said G and M is as follows.
An unreacted organosilicon compound that has not been immobilized in advance is washed with a light boiling organic solvent, and a sample from which the light boiling organic solvent is removed by drying under reduced pressure is obtained. Sample is CHN element analyzer (use apparatus: Perkin Elmer 2400II CHN-O element analyzer (CHN mode) column separation method (frontal chromatography), TCD detection. Standard substance used: acetanilide / Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (Standard grade for elemental analysis), and as a result, the carbon composition G% in the catalyst weight is obtained.

一方、上記試料の比表面積は、Quantachrome社製 Autosorb-3Bを用いて吸着等温線(液体窒素温度、吸着質:窒素ガス)を測定し、BET多点法解析にて算出して求めることができる。   On the other hand, the specific surface area of the above sample can be obtained by measuring adsorption isotherm (liquid nitrogen temperature, adsorbate: nitrogen gas) using Quachrome Autosorb-3B and calculating by BET multipoint analysis. .

[アセトンの縮合反応]
本発明に係る触媒を用いたアセトンの縮合反応は、常法により液相で固定床、流動床または移動床反応装置などを用いて行われる。反応温度は通常0〜40℃、好ましくは5〜30℃であり、固定床反応の場合の空間速度は通常1〜10h−1であり、好ましくは3〜5h−1である。
例えば、有機ケイ素化合物で処理した固体塩基性触媒を断熱あるいは等温反応器に存在させ、そこにアセトンを通じるいわゆる固定床流通反応や、有機ケイ素化合物で処理した固体塩基性触媒をアセトン中に懸濁させる方法などがある。この場合、反応を回分式または連続式のいずれの方法で行っても良い。
[Condensation reaction of acetone]
The condensation reaction of acetone using the catalyst according to the present invention is carried out in a liquid phase by a conventional method using a fixed bed, a fluidized bed, a moving bed reactor or the like. The reaction temperature is usually 0 to 40 ° C., preferably 5 to 30 ° C., and the space velocity in the fixed bed reaction is usually 1 to 10 h −1 , preferably 3 to 5 h −1 .
For example, a solid basic catalyst treated with an organosilicon compound is present in an adiabatic or isothermal reactor, and a so-called fixed bed flow reaction through which acetone is passed, or a solid basic catalyst treated with an organosilicon compound is suspended in acetone. There is a method to make it. In this case, the reaction may be carried out either batchwise or continuously.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

[実施例1]
<触媒の調製>
双腕型ニーダーで、粉砕した水酸化バリウム八水塩61重量部と水12重量部を混練した。次に、ポルトランドセメント20重量部を加えて混練し、最後にタルク7重量部を加えて混練した。その後、押出機により直径1.5mm、長さ1〜4mmのペレット状に成形した。得られた成形体を金属トレイの上に均等に敷き、トレイを密閉容器に入れた。成形体を密閉状態で55℃の恒温槽内で25時間保持した後、室温まで放冷した。
得られた固体塩基性触媒のうち、8メッシュと16メッシュの篩を用いてふるいわけし、2つの篩いの間のものを次の有機ケイ素化合物による表面処理に供した。
[Example 1]
<Preparation of catalyst>
In a double-arm kneader, 61 parts by weight of pulverized barium hydroxide octahydrate and 12 parts by weight of water were kneaded. Next, 20 parts by weight of Portland cement was added and kneaded, and finally 7 parts by weight of talc was added and kneaded. Thereafter, it was formed into a pellet shape having a diameter of 1.5 mm and a length of 1 to 4 mm by an extruder. The obtained molded body was spread evenly on a metal tray, and the tray was placed in an airtight container. The molded body was held in a thermostatic chamber at 55 ° C. for 25 hours in a sealed state, and then allowed to cool to room temperature.
The obtained solid basic catalyst was sieved using 8 mesh and 16 mesh sieves, and the one between the two sieves was subjected to the surface treatment with the following organosilicon compound.

なお、この固体塩基性触媒について、細孔容量を水銀圧入法で前述の手順に従って測定した。また、この固体塩基性触媒を550℃まで乾燥させて、触媒中の水分量を求めた。さらに、550℃で1時間乾燥させた触媒中のバリウムの割合を酸化バリウムに換算して求めた。細孔容量、組成を以下に示す。   In addition, about this solid basic catalyst, the pore volume was measured in accordance with the above-mentioned procedure by the mercury intrusion method. Moreover, this solid basic catalyst was dried to 550 degreeC and the moisture content in a catalyst was calculated | required. Furthermore, the ratio of barium in the catalyst dried at 550 ° C. for 1 hour was calculated in terms of barium oxide. The pore volume and composition are shown below.

(細孔容量)
細孔径0.1〜1μm:1.0ml/g
細孔径0.01〜0.1μm:1.2ml/g
細孔径0.01〜1μm:2.2ml/g
(組成)
酸化バリウム含有量:49.5重量%
水分含有量:43.5重量%
(Pore volume)
Pore diameter 0.1-1 μm: 1.0 ml / g
Pore diameter 0.01-0.1 μm: 1.2 ml / g
Pore diameter 0.01-1 μm: 2.2 ml / g
(composition)
Barium oxide content: 49.5% by weight
Water content: 43.5% by weight

<有機ケイ素化合物による表面処理>
上記の固体塩基性触媒1gを真空中100℃で脱水後、蒸留したトルエン溶媒40ml及び有機ケイ素化合物としてトリエトキシクロロプロピルシランを80mg加え、アルゴン雰囲気下、24時間還流した。反応後、固体塩基性触媒をドライボックス内で濾過し、次いでトルエン及びメタノールで洗浄して回収した。
この表面処理固体塩基性触媒の表面処理量は0.66mg−炭素/mであった。
<Surface treatment with organosilicon compound>
After dehydrating 1 g of the above solid basic catalyst at 100 ° C. in vacuum, 40 ml of distilled toluene solvent and 80 mg of triethoxychloropropylsilane as an organosilicon compound were added and refluxed for 24 hours under an argon atmosphere. After the reaction, the solid basic catalyst was filtered in a dry box and then washed with toluene and methanol.
The surface treatment amount of this surface-treated solid basic catalyst was 0.66 mg-carbon / m 2 .

<アセトンの縮合反応>
アセトン10gを50ccの三角フラスコに入れ、温度制御した低温インキュベータ内で予め10℃に冷却した。100℃で真空乾燥した上記有機ケイ素化合物処理加熱還流103mgを前記アセトンに添加し、低温インキュベータ内で攪拌し、反応温度10℃で反応させた。このときの反応液を経時的にサンプリングして分析した。
サンプリング時には、ガラス製シリンジで液体を約1cc取った後、触媒粉を除去するためのシリンジフィルターを取り付け、液体を濾過しながらガラスサンプル瓶に押し出し、それをマイクロシリンジで採取し、ガスクロマトグラフィーで二量体生成物、三量体生成物を定量分析した。なお、二量体生成物とは、ジアセトンアルコールとメシチルオキシドであり、三量体生成物とはトリアセトンアルコール及びその脱水生成物である。
分析結果を表1に示す。
<Condensation reaction of acetone>
10 g of acetone was placed in a 50 cc Erlenmeyer flask and cooled to 10 ° C. in advance in a temperature-controlled low temperature incubator. 103 mg of the above-mentioned organosilicon compound-treated heat-refluxed refluxed vacuum dried at 100 ° C. was added to the acetone, stirred in a low temperature incubator, and reacted at a reaction temperature of 10 ° C. The reaction solution at this time was sampled and analyzed over time.
At the time of sampling, after taking about 1 cc of liquid with a glass syringe, attach a syringe filter to remove the catalyst powder, push the liquid into a glass sample bottle while filtering the liquid, collect it with a microsyringe, and perform gas chromatography. The dimer product and the trimer product were quantitatively analyzed. The dimer product is diacetone alcohol and mesityl oxide, and the trimer product is triacetone alcohol and its dehydrated product.
The analysis results are shown in Table 1.

Figure 2008201684
Figure 2008201684

[実施例2]
実施例1において、トリエトキシクロロプロピルシランの代りにトリエトキシ−1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロ−オクチルシラン300mgを用いたこと以外は同様にして固体塩基性触媒の表面処理を行った。この表面処理固体塩基性触媒の表面処理量は0.64mg−炭素/mであった。
触媒としてこの表面処理固体塩基性触媒を用いたこと以外は実施例1と同様にしてアセトンの縮合反応を行い、同様に分析を行って、結果を表2に示した。
[Example 2]
In Example 1, the surface treatment of the solid basic catalyst was performed in the same manner except that 300 mg of triethoxy-1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluoro-octylsilane was used instead of triethoxychloropropylsilane. The surface treatment amount of this surface-treated solid basic catalyst was 0.64 mg-carbon / m 2 .
Acetone condensation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that this surface-treated solid basic catalyst was used as the catalyst. The analysis was conducted in the same manner, and the results are shown in Table 2.

Figure 2008201684
Figure 2008201684

[実施例3]
実施例1において、トリエトキシクロロプロピルシランの代りにトリエトキシシラン400mgを用いたこと以外は同様にして固体塩基性触媒の表面処理を行った。この表面処理固体塩基性触媒の表面処理量は0.58mg−炭素/mであった。
触媒としてこの表面処理固体塩基性触媒を用いたこと以外は実施例1と同様にしてアセトンの縮合反応を行い、同様に分析を行って、結果を表3に示した。
[Example 3]
In Example 1, the surface treatment of the solid basic catalyst was performed in the same manner except that 400 mg of triethoxysilane was used instead of triethoxychloropropylsilane. The surface treatment amount of this surface-treated solid basic catalyst was 0.58 mg-carbon / m 2 .
Acetone condensation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that this surface-treated solid basic catalyst was used as the catalyst. The analysis was conducted in the same manner, and the results are shown in Table 3.

Figure 2008201684
Figure 2008201684

[比較例1]
触媒として有機ケイ素化合物による表面処理を行っていない固体塩基性触媒を用いたこと以外は実施例1と同様にしてアセトンの縮合反応を行い、同様に分析を行って、結果を表4に示した。
[Comparative Example 1]
Acetone condensation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that a solid basic catalyst that had not been surface-treated with an organosilicon compound was used as the catalyst, and the same analysis was performed. The results are shown in Table 4. .

Figure 2008201684
Figure 2008201684

以上の結果から、有機ケイ素化合物による表面処理を施した固体塩基性触媒を用いることにより、長期に亘り、ジアセトンアルコールを高選択率、高収率で製造することができることが分かる。   From the above results, it is understood that diacetone alcohol can be produced with a high selectivity and a high yield over a long period of time by using a solid basic catalyst subjected to a surface treatment with an organosilicon compound.

Claims (7)

水酸化バリウムを含む固体塩基性触媒の存在下に、アセトンを縮合してジアセトンアルコールを製造する方法において、下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物の共存下に反応を行うことを特徴とするジアセトンアルコールの製造方法。
(ORSi …(I)
((I)式中、R及びRはそれぞれ、水素原子、或いはアルキル基、ビニル基、及びアリール基からなる群から選ばれ、これら置換基は更に官能基を有していてもよい。また、R及びRは互いに同一であっても異なっていても良く、RとRの炭素数の合計は30以下である。Xは水素、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選ばれる原子を表し、a、b及びcは0≦a<4、0≦b≦4、0≦c≦4であり、且つa+b+c=4である。)
In the method for producing diacetone alcohol by condensing acetone in the presence of a solid basic catalyst containing barium hydroxide, the reaction is performed in the presence of an organosilicon compound represented by the following general formula (I): A method for producing diacetone alcohol, which is characterized.
R 1 a (OR 2 ) b X c Si (I)
(In the formula (I), R 1 and R 2 are each selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a vinyl group, and an aryl group, and these substituents may further have a functional group. R 1 and R 2 may be the same or different from each other, and the total number of carbon atoms of R 1 and R 2 is 30 or less, X is a group consisting of hydrogen, fluorine, chlorine, bromine and iodine A, b and c are 0 ≦ a <4, 0 ≦ b ≦ 4, 0 ≦ c ≦ 4, and a + b + c = 4.
前記固体塩基性触媒が前記有機ケイ素化合物で処理されたものであることを特徴とする請求項1に記載のジアセトンアルコールの製造方法。   The method for producing diacetone alcohol according to claim 1, wherein the solid basic catalyst is treated with the organosilicon compound. 前記固体塩基性触媒が、水酸化バリウムを結合剤により固定化したものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のジアセトンアルコールの製造方法。   The method for producing diacetone alcohol according to claim 1 or 2, wherein the solid basic catalyst is obtained by fixing barium hydroxide with a binder. 前記一般式(I)におけるRの炭素数が1〜15であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のジアセトンアルコールの製造方法。 The method for producing diacetone alcohol according to any one of claims 1 to 3, wherein R 1 in the general formula (I) has 1 to 15 carbon atoms. 前記固体塩基性触媒における前記有機ケイ素化合物による表面処理量が0.1〜10mg−炭素/mであることを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1項に記載のジアセトンアルコールの製造方法。 5. The production of diacetone alcohol according to claim 2 , wherein a surface treatment amount of the organosilicon compound in the solid basic catalyst is 0.1 to 10 mg-carbon / m 2. Method. 前記固体塩基性触媒の細孔容量が、次の(1)及び/又は(2)の条件を満たすことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のジアセトンアルコールの製造方法。
(1)細孔径0.1〜1μmの細孔容量が0.9ml/g以上、かつ、細孔径0.01〜0.1μmの細孔容量が0.9ml/g以上
(2)細孔径0.01〜1μmの細孔容量が1.8ml/g以上
The method for producing diacetone alcohol according to any one of claims 1 to 6, wherein the pore volume of the solid basic catalyst satisfies the following condition (1) and / or (2): .
(1) Pore volume with a pore diameter of 0.1 to 1 μm is 0.9 ml / g or more, and pore volume with a pore diameter of 0.01 to 0.1 μm is 0.9 ml / g or more. (2) Pore diameter 0 .01 to 1 μm pore volume of 1.8 ml / g or more
アルカリ土類金属の水酸化物を含む固体塩基性触媒の存在下に、アルデヒド及び/又はケトンを縮合して二量体を製造する方法において、下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物の共存下に反応を行うことを特徴とする二量体の製造方法。
(ORSi …(I)
((I)式中、R及びRはそれぞれ、水素原子、或いはアルキル基、ビニル基、及びアリール基からなる群から選ばれ、これら置換基は更に官能基を有していてもよい。また、R及びRは互いに同一であっても異なっていても良く、RとRの炭素数の合計は30以下である。Xは水素、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選ばれる原子を表し、a、b及びcは0≦a<4、0≦b≦4、0≦c≦4であり、且つa+b+c=4である。)
In the process for producing a dimer by condensing an aldehyde and / or a ketone in the presence of a solid basic catalyst containing an alkaline earth metal hydroxide, an organosilicon compound represented by the following general formula (I) A process for producing a dimer, wherein the reaction is carried out in the presence of
R 1 a (OR 2 ) b X c Si (I)
(In the formula (I), R 1 and R 2 are each selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a vinyl group, and an aryl group, and these substituents may further have a functional group. R 1 and R 2 may be the same or different from each other, and the total number of carbon atoms of R 1 and R 2 is 30 or less, X is a group consisting of hydrogen, fluorine, chlorine, bromine and iodine A, b and c are 0 ≦ a <4, 0 ≦ b ≦ 4, 0 ≦ c ≦ 4, and a + b + c = 4.
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