JP2012201627A - Method for producing oxime - Google Patents

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啓介 杉田
Masahiro Hoshino
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an oxime from a ketone, an organic peroxide and ammonia in a good yield, while reducing the production of by-products obtained by the reaction of the ketone with ammonia.SOLUTION: The method for producing the oxime from the ketone, the organic peroxide and ammonia is characterized by placing the ammonia on one side of the diaphragm and reacting the ammonia penetrated the diaphragm, the organic peroxide and the ketone in the presence of a catalyst on the other side of the diaphragm. The catalyst is preferably supported on the surface of the diaphragm on the other side of the diaphragm.

Description

本発明は、ケトン、有機過酸化物及びアンモニアからオキシムを製造する方法に関するものである。オキシムは、アミドやラクタムの原料等として有用である。   The present invention relates to a process for producing oximes from ketones, organic peroxides and ammonia. Oxime is useful as a raw material for amides and lactams.

ケトン、有機過酸化物及びアンモニアからオキシムを製造する方法として、特許文献1及び2には、反応器内で、触媒の存在下に、ケトン、有機過酸化物及びアンモニアを混合してオキシムを製造する方法が記載されている。   As a method for producing an oxime from a ketone, an organic peroxide and ammonia, Patent Documents 1 and 2 describe that an oxime is produced by mixing a ketone, an organic peroxide and ammonia in the presence of a catalyst in a reactor. How to do is described.

特開2010−24144号公報JP 2010-24144 A 特開2011−21006号公報JP 2011-21006 A

しかしながら、上記従来の方法では、目的物であるオキシムのほかに、ケトンとアンモニアとの反応により得られる副生成物の生成量が増加してしまうことがあり、オキシムの品質や収率の点で必ずしも満足のいくものではなかった。そこで、本発明の目的は、ケトンとアンモニアとの反応により得られる副生成物の生成を低減し、ケトン、有機過酸化物及びアンモニアからオキシムを良好な収率で製造する方法を提供することにある。   However, in the above conventional method, in addition to the target oxime, the amount of by-products obtained by the reaction of ketone and ammonia may increase, which is in terms of oxime quality and yield. It was not always satisfactory. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing oximes from ketones, organic peroxides and ammonia in a good yield by reducing the production of by-products obtained by the reaction of ketones with ammonia. is there.

本発明者らは、鋭意検討の結果、上記目的を達成しうる本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have completed the present invention that can achieve the above-mentioned object.

すなわち、本発明は、隔膜の一方の側にアンモニアを存在させ、隔膜の他方の側で、隔膜を透過したアンモニアと、有機過酸化物と、ケトンとを触媒の存在下に反応させることを特徴とするオキシムの製造方法を提供するものである。   That is, the present invention is characterized in that ammonia is present on one side of the diaphragm, and ammonia permeated through the diaphragm, organic peroxide, and ketone are reacted in the presence of a catalyst on the other side of the diaphragm. An oxime production method is provided.

本発明によれば、ケトンとアンモニアとの反応により得られる副生成物の生成を低減し、ケトン、有機過酸化物及びアンモニアからオキシムを良好な収率で製造することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the production of a by-product obtained by the reaction between a ketone and ammonia, and to produce an oxime from the ketone, the organic peroxide and ammonia with a good yield.

本発明に係るオキシムの製造方法の一実施形態を模式的に示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows typically one Embodiment of the manufacturing method of the oxime which concerns on this invention.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明では、隔膜の一方の側にアンモニアを存在させ、隔膜の他方の側で、隔膜を透過したアンモニアと、有機過酸化物と、ケトンとを触媒の存在下に反応させる。原料のケトンは、脂肪族ケトンであってもよいし、脂環式ケトンであってもよいし、芳香族ケトンであってもよく、必要に応じてそれらの2種以上を用いてもよい。ケトンの具体例としては、アセトン、エチルメチルケトン、イソブチルメチルケトンのようなジアルキルケトン;メシチルオキシドのようなアルキルアルケニルケトン;アセトフェノンのようなアルキルアリールケトン;ベンゾフェノンのようなジアリールケトン;シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロオクタノン、シクロドデカノンのようなシクロアルカノン;シクロペンテノン、シクロヘキセノンのようなシクロアルケノン等が挙げられる。中でもシクロアルカノンが本発明の好適な対象となる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, ammonia is present on one side of the diaphragm, and on the other side of the diaphragm, ammonia that has permeated through the diaphragm, an organic peroxide, and a ketone are reacted in the presence of a catalyst. The raw material ketone may be an aliphatic ketone, an alicyclic ketone, an aromatic ketone, or two or more of them as necessary. Specific examples of ketones include dialkyl ketones such as acetone, ethyl methyl ketone, and isobutyl methyl ketone; alkyl alkenyl ketones such as mesityl oxide; alkyl aryl ketones such as acetophenone; diaryl ketones such as benzophenone; cyclopentanone And cycloalkanones such as cyclohexanone, cyclooctanone and cyclododecanone; cycloalkenones such as cyclopentenone and cyclohexenone. Among them, cycloalkanone is a suitable subject of the present invention.

原料のケトンは、例えば、アルカンの酸化により得られたものであってもよいし、2級アルコールの酸化(脱水素)により得られたものであってもよいし、アルケンの水和及び酸化(脱水素)により得られたものであってもよい。   The raw material ketone may be, for example, one obtained by oxidation of alkane, one obtained by oxidation (dehydrogenation) of secondary alcohol, or hydration and oxidation of alkene ( It may be obtained by dehydrogenation.

アンモニアは、ガス状のものを用いてもよいし、液状のものを用いてもよく、また有機溶媒の溶液として用いてもよい。ガス状のアンモニアを使用する場合は、必要に応じて不活性ガスで希釈される。前記不活性ガスとしては、例えば、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。アンモニアの使用量は、有機過酸化物及びケトンとの反応後に、反応混合物の液相におけるアンモニア濃度が0.01重量%以上となるように調整されるのが好ましい。このように該液相中のアンモニア濃度を所定値以上とすることにより、ケトンの転化率と目的物のオキシムの選択率を高めることができ、その結果、目的物のオキシムの収率も高めることができる。このアンモニア濃度は、好ましくは0.1重量%以上であり、また、通常10重量%以下、好ましくは5重量%以下である。なお、アンモニア使用量の目安は、ケトン1モルに対して、通常0.1モル以上、さらには0.5モル以上であり、有機過酸化物1モルに対して、通常0.1モル以上、さらには0.5モル以上である。   Ammonia may be used in a gaseous form, in a liquid form, or as a solution in an organic solvent. When gaseous ammonia is used, it is diluted with an inert gas as necessary. Examples of the inert gas include nitrogen, carbon dioxide, helium, and argon. The amount of ammonia used is preferably adjusted so that the ammonia concentration in the liquid phase of the reaction mixture is 0.01% by weight or more after the reaction with the organic peroxide and the ketone. Thus, by setting the ammonia concentration in the liquid phase to a predetermined value or more, the conversion rate of the ketone and the selectivity of the target oxime can be increased, and as a result, the yield of the target oxime can be increased. Can do. This ammonia concentration is preferably 0.1% by weight or more, and is usually 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less. In addition, the standard of the amount of ammonia used is usually 0.1 mol or more, further 0.5 mol or more with respect to 1 mol of the ketone, and usually 0.1 mol or more with respect to 1 mol of the organic peroxide. Furthermore, it is 0.5 mol or more.

有機過酸化物としては、t−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、シクロヘキシルヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、p−メンタンヒドロペルオキシド、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシド;t−ブチルクミルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、ジ−t−ヘキシルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、α,α’−ジ(t−ブチルペルオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3のようなジアルキルペルオキシド;クミルペルオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルペルオキシネオデカノエート、t−ヘキシルペルオキシネオデカノエート、t−ブチルペルオキシネオデカノエート、t−ブチルペルオキシネオヘプタノエート、t−ヘキシルペルオキシバレート、t−ブチルペルオキシピバレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルペルオキシ)ヘキサン、1,1,3,3−テトラメチルブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシラウレート、t−ブチルペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ヘキシルペルオキシイソプロピルモノカルボネート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキシルモノカルボネート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン、t−ブチルペルオキシアセテート、t−ヘキシルペルオキシベンゾエート、t−ブチルペルオキシベンゾエートのようなペルオキシエステル;ジイソブチリルペルオキシド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)ペルオキシド、ジラウロイルペルオキシド、ジサクシニックアシドペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、ジ(4−メチルベンゾイル)ペルオキシドのようなジアシルペルオキシド;ジイソプロピルペルオキシジカルボネート、ジ−n−プロピルペルオキシジカルボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカルボネート、ジ−2−エチルヘキシルペルオキシジカルボネート、ジ−sec−ブチルペルオキシジカルボネートのようなペルオキシジカルボネート等が挙げられる。中でも、ヒドロペルオキシドが好ましい。   Organic peroxides include hydroperoxides such as t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, cyclohexyl hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, p-menthane hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide. T-butyl cumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, di-t-hexyl peroxide, dicumyl peroxide, α, α'-di (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, 2,5-dimethyl-2,5; Dialkyl peroxides such as di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne-3; cumylperoxyneodecanoate, 1,1,3 3-tetramethylbutyl per Oxyneodecanoate, t-hexylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneoheptanoate, t-hexylperoxyvalate, t-butylperoxypivalate, 2,5- Dimethyl-2,5-di (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, t -Butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxylaurate, t-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, t-hexylperoxyisopropylmonocarbonate, t-butylperoxy-2- Ethylhexyl monocarbonate, 2,5-dimethyl Peroxyesters such as -2,5-di (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyacetate, t-hexylperoxybenzoate, t-butylperoxybenzoate; diisobutyryl peroxide, di (3,5,5-trimethylhexa Noyl) peroxides, dilauroyl peroxides, disuccinic acid peroxides, dibenzoyl peroxides, diacyl peroxides such as di (4-methylbenzoyl) peroxides; diisopropylperoxydicarbonates, di-n-propylperoxydicarbonates, bis (4-t Peroxydicarbonates such as -butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di-2-ethylhexylperoxydicarbonate, di-sec-butylperoxydicarbonate Ruboneto, and the like. Of these, hydroperoxide is preferable.

有機過酸化物の使用量は、ケトン1モルに対して、通常0.05〜20モルであり、好ましくは0.1〜15モルである。   The usage-amount of an organic peroxide is 0.05-20 mol normally with respect to 1 mol of ketones, Preferably it is 0.1-15 mol.

本発明において、有機過酸化物は、反応後にアルコールやカルボン酸へと変換されるが、これらは蒸留、抽出等により回収可能であるため、コスト面で有利となる。例えば、有機過酸化物としてクメンヒドロペルオキシドを使用した場合、反応後に得られる2−フェニル−2−プロパノールは、水添、酸化することによりクメンヒドロペルオキシドとして回収、再使用することができる。   In the present invention, the organic peroxide is converted into alcohol or carboxylic acid after the reaction, but these can be recovered by distillation, extraction or the like, and thus are advantageous in terms of cost. For example, when cumene hydroperoxide is used as the organic peroxide, 2-phenyl-2-propanol obtained after the reaction can be recovered and reused as cumene hydroperoxide by hydrogenation and oxidation.

本発明における触媒としては、遷移金属及び酸化物を含む触媒が好ましい。遷移金属としては、例えば、チタン、ジルコニウム、ハフニウム等が挙げられ、これらは1種または2種以上が含まれてもよい。中でも、チタンが好ましい。酸化物としては、例えば、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物等が挙げられ、これらは1種または2種以上が含まれてもよく、2種以上が含まれる場合は、これらの複合酸化物でもよい。中でも、ケイ素酸化物が好ましい。遷移金属及び酸化物を含む触媒としては、チタン及びケイ素酸化物を含む触媒が好ましい。   As the catalyst in the present invention, a catalyst containing a transition metal and an oxide is preferable. Examples of the transition metal include titanium, zirconium, hafnium, and the like, and these may include one or more. Of these, titanium is preferable. Examples of the oxide include silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, and the like, and these may include one or more kinds, and when two or more kinds are included. These composite oxides may also be used. Of these, silicon oxide is preferable. As a catalyst containing a transition metal and an oxide, a catalyst containing titanium and a silicon oxide is preferable.

チタン及びケイ素酸化物を含む触媒としては、例えば、チタンを含有するシリケート、チタンを含有するシリカ等が挙げられる。   Examples of the catalyst containing titanium and silicon oxide include silicate containing titanium, silica containing titanium, and the like.

チタンを含有するシリケートとしては、例えば、チタンを含有するメソポーラスシリケート、チタンを含有する結晶性シリケート等が挙げられる。メソポーラスシリケートとしては、例えば、MCM−41、MCM−48、HMS、SBA−15、FSM−16、MSU−H、MSU−F等が挙げられる。結晶性シリケートとしては、例えば、シリカライト−1(MFI型)、シリカライト−2(MEL型)、ITQ−1(MWW型)、YNU−2(MSE型)等が挙げられる。チタンを含有するシリケートの中でも、チタンを含有するメソポーラスシリケートが好ましく、チタンを含有するMCM−41、チタンを含有するHMSがより好ましい(以下、チタンを含有するMCM−41、チタンを含有するHMSをそれぞれ、Ti−MCM−41、Ti−HMSと称することがある。)。尚、メソポーラスシリケートとは、2〜50nm程度の細孔径を有するメソ多孔性のシリケートを意味するものである。メソポーラス構造の有無は、銅Kα線によるXRD(X線回折)測定における2θ=0.2〜4.0°のピークの有無で確認することができる。チタンを含有するシリケートにおけるチタンは、シリケート骨格中に組み込まれていてもよく、細孔中に組み込まれていてもよく、シリケート骨格表面に担持されていてもよい。前記のチタンを含有するシリケート、チタンを含有するメソポーラスシリケート、チタンを含有する結晶性シリケート、チタンを含有するMCM−41、チタンを含有するHMSにおいては、それぞれ、シリケート骨格中にチタンを含有するものが好ましい。   Examples of the silicate containing titanium include mesoporous silicate containing titanium, crystalline silicate containing titanium, and the like. Examples of the mesoporous silicate include MCM-41, MCM-48, HMS, SBA-15, FSM-16, MSU-H, MSU-F and the like. Examples of the crystalline silicate include silicalite-1 (MFI type), silicalite-2 (MEL type), ITQ-1 (MWW type), YNU-2 (MSE type), and the like. Among silicates containing titanium, mesoporous silicates containing titanium are preferable, MCM-41 containing titanium, and HMS containing titanium are more preferable (hereinafter referred to as MCM-41 containing titanium and HMS containing titanium). These may be referred to as Ti-MCM-41 and Ti-HMS, respectively). The mesoporous silicate means a mesoporous silicate having a pore diameter of about 2 to 50 nm. The presence or absence of a mesoporous structure can be confirmed by the presence or absence of a peak at 2θ = 0.2 to 4.0 ° in XRD (X-ray diffraction) measurement using copper Kα rays. Titanium in the silicate containing titanium may be incorporated into the silicate skeleton, may be incorporated into the pores, or may be supported on the surface of the silicate skeleton. In the silicate containing titanium, the mesoporous silicate containing titanium, the crystalline silicate containing titanium, the MCM-41 containing titanium, and the HMS containing titanium, each contains titanium in the silicate skeleton. Is preferred.

チタンを含有するシリカとしては、シリカ担体にチタンが担持されてなるものや、チタニア−シリカ複合酸化物等が挙げられる。   Examples of the silica containing titanium include those in which titanium is supported on a silica carrier, titania-silica composite oxide, and the like.

チタン及びケイ素酸化物を含む触媒に含まれうる、チタン、ケイ素及び酸素以外の元素としては、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、鉄、クロム等が挙げられる。該触媒がチタンを含有するシリケートの場合、チタン、ケイ素及び酸素以外に含まれうる元素は、シリケート骨格中に組み込まれていてもよく、細孔中に組み込まれていてもよく、シリケート骨格表面に担持されていてもよい。該触媒がシリケート骨格中にチタンを含有するシリケート(チタノシリケート)の場合、該シリケートは、骨格を構成する元素として、チタン、ケイ素及び酸素を含むものであり、実質的にチタン、ケイ素及び酸素のみから骨格が構成されるものであってもよいし、骨格を形成する元素としてさらにホウ素、アルミニウム、ガリウム、鉄、クロム等、チタン、ケイ素及び酸素以外の元素を含むものであってもよい。該触媒がチタンを含有するシリカの場合、チタン、ケイ素及び酸素以外に含まれうる元素は、シリカ骨格中に組み込まれていてもよく、シリカ表面に担持されていてもよい。   Examples of elements other than titanium, silicon, and oxygen that can be included in the catalyst containing titanium and silicon oxide include boron, aluminum, gallium, iron, and chromium. When the catalyst is a silicate containing titanium, elements other than titanium, silicon and oxygen may be incorporated into the silicate skeleton, may be incorporated into the pores, and may be incorporated into the surface of the silicate skeleton. It may be supported. When the catalyst is a silicate containing titanium in a silicate skeleton (titanosilicate), the silicate contains titanium, silicon and oxygen as elements constituting the skeleton, and substantially includes titanium, silicon and oxygen. The skeleton may be composed of only the skeleton, and the element forming the skeleton may further contain elements other than titanium, silicon, and oxygen, such as boron, aluminum, gallium, iron, and chromium. When the catalyst is titanium-containing silica, elements that can be contained in addition to titanium, silicon, and oxygen may be incorporated in the silica skeleton or may be supported on the silica surface.

上記チタン及びケイ素酸化物を含む触媒におけるチタンの含有量は、ケイ素に対する原子比(Ti/Si)で表して、通常0.0001以上、好ましくは0.005以上であり、また、通常1.0以下、好ましくは0.5以下である。なお、このチタン及びケイ素酸化物を含む触媒がチタン、ケイ素及び酸素以外の元素を含む場合、該元素の含有量は、ケイ素に対する原子比で表して、通常1.0以下、好ましくは0.5以下である。また酸素は、酸素以外の各元素の含有量及び酸化数に対応して存在しうる。かかるチタン及びケイ素酸化物を含む触媒の典型的な組成は、ケイ素を基準(=1)として、次の式で示すことができる。   The titanium content in the catalyst containing titanium and silicon oxide is usually 0.0001 or more, preferably 0.005 or more, and usually 1.0 or more, expressed as an atomic ratio (Ti / Si) to silicon. Hereinafter, it is preferably 0.5 or less. When the catalyst containing titanium and silicon oxide contains an element other than titanium, silicon and oxygen, the content of the element is usually 1.0 or less, preferably 0.5 in terms of atomic ratio relative to silicon. It is as follows. Oxygen can be present corresponding to the content and oxidation number of each element other than oxygen. A typical composition of such a catalyst containing titanium and silicon oxide can be represented by the following formula with silicon as the reference (= 1).

SiO2・xTiO2・yMnn/2 SiO 2 · xTiO 2 · yM n O n / 2

(式中、Mはケイ素、チタン及び酸素以外の少なくとも1種の元素を表し、nは該元素の酸化数であり、xは0.0001〜1.0であり、yは0〜1.0である。) (In the formula, M represents at least one element other than silicon, titanium and oxygen, n is the oxidation number of the element, x is 0.0001 to 1.0, and y is 0 to 1.0. .)

なお、上記式中、Mはチタン、ケイ素及び酸素以外の元素であり、例えば、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、鉄、クロム等が挙げられる。   In the above formula, M is an element other than titanium, silicon, and oxygen, and examples thereof include boron, aluminum, gallium, iron, and chromium.

上記チタン及びケイ素酸化物を含む触媒は、水熱合成法、ゾルゲル法などにより調製される。例えば、チタンを含有するメソポーラスシリケートの場合、酸性化合物又は塩基性化合物の存在下、水性溶媒中、原料チタン化合物、原料ケイ素化合物及び構造規定剤(テンプレート)を混合した後、一定の温度及び圧力の条件下、又は後述の温度及び圧力の範囲内で温度及び/又は圧力を変動させる条件下にて熟成して、構造規定剤が組み込まれたチタン含有シリケートを得、このチタン含有シリケートから構造規定剤を除去することにより、チタンを含有するメソポーラスシリケートが調製される。チタニア−シリカ複合酸化物の場合、酸性化合物又は塩基性化合物の存在下、水性溶媒中、原料チタン化合物及び原料ケイ素化合物を混合した後、一定の温度及び圧力の条件下、又は後述の温度及び圧力の範囲内で温度及び/又は圧力を変動させる条件下にて熟成することにより調製される。   The catalyst containing titanium and silicon oxide is prepared by a hydrothermal synthesis method, a sol-gel method, or the like. For example, in the case of mesoporous silicate containing titanium, after mixing a raw material titanium compound, a raw material silicon compound, and a structure directing agent (template) in an aqueous solvent in the presence of an acidic compound or a basic compound, a constant temperature and pressure are mixed. The titanium-containing silicate in which the structure-directing agent is incorporated is obtained by aging under the conditions or under the conditions of changing the temperature and / or pressure within the range of the temperature and pressure described later, and the structure-directing agent is obtained from the titanium-containing silicate. Is removed to prepare mesoporous silicate containing titanium. In the case of a titania-silica composite oxide, after mixing the raw material titanium compound and the raw material silicon compound in an aqueous solvent in the presence of an acidic compound or a basic compound, conditions of constant temperature and pressure, or the temperature and pressure described later Is prepared by aging under conditions that vary the temperature and / or pressure within the range of

チタンを含有するメソポーラスシリケートの構造は、使用する構造規定剤の種類や量等により調整することができ、例えば、Ti−MCM−41を調製する場合には、臭化セチルトリメチルアンモニウム塩の如き第四級アンモニウム塩等が用いられ、Ti−HMSを調製する場合には、n−ドデシルアミンの如き一級アミン等が用いられる。一方、上記原料チタン化合物としては、テトラ−n−ブチルオルソチタネートの如きテトラアルキルオルソチタネートや、ペルオキシチタン酸テトラ−n−ブチルアンモニウムの如きペルオキシチタン酸塩、ハロゲン化チタン等が挙げられ、上記原料ケイ素化合物としては、テトラエチルオルソシリケートの如きテトラアルキルオルソシリケートや、シリカ等が挙げられる。また、上記酸性化合物としては、塩化水素の如き無機酸や酢酸の如き有機酸が挙げられ、上記塩基性化合物としては、水酸化アルカリやアンモニアの如き無機塩基やピリジンの如き有機塩基が挙げられる。さらに、上記水性溶媒としては、水や、メタノール、エタノール、プロパノ−ル、2−プロパノ−ル等の水溶性の有機溶媒、または水と水溶性有機溶媒との混合溶媒が挙げられる。   The structure of the mesoporous silicate containing titanium can be adjusted depending on the type and amount of the structure-directing agent used. For example, when preparing Ti-MCM-41, a structure such as cetyltrimethylammonium bromide is used. When a quaternary ammonium salt or the like is used and Ti-HMS is prepared, a primary amine such as n-dodecylamine is used. On the other hand, examples of the raw material titanium compound include tetraalkyl orthotitanates such as tetra-n-butyl orthotitanate, peroxytitanates such as tetra-n-butylammonium peroxytitanate, and titanium halides. Examples of the silicon compound include tetraalkyl orthosilicates such as tetraethyl orthosilicate, silica and the like. Examples of the acidic compound include inorganic acids such as hydrogen chloride and organic acids such as acetic acid. Examples of the basic compound include inorganic bases such as alkali hydroxide and ammonia and organic bases such as pyridine. Furthermore, examples of the aqueous solvent include water, a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, and 2-propanol, or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent.

チタンを含有するメソポーラスシリケート又はチタニア−シリカ複合酸化物の調製時の熟成における温度は、通常−20〜200℃、好ましくは20〜170℃であり、圧力は、通常、絶対圧で0.1〜1.0MPa、好ましくは0.1〜0.8MPaである。上記熟成の時間は、通常0.5〜170時間、好ましくは4〜72時間である。   The temperature for aging during preparation of the mesoporous silicate or titania-silica composite oxide containing titanium is usually -20 to 200 ° C, preferably 20 to 170 ° C, and the pressure is usually 0.1 to absolute pressure. 1.0 MPa, preferably 0.1 to 0.8 MPa. The aging time is usually 0.5 to 170 hours, preferably 4 to 72 hours.

チタンを含有するメソポーラスシリケートを調製する場合、上記熟成により、構造規定剤が組み込まれているチタン含有シリケートが得られ、次いで、このチタン含有シリケートから構造規定剤を除去する。かかる除去方法としては、メタノール、アセトン、トルエン等の有機溶媒により洗浄する方法、塩酸(塩化水素の水溶液)、硫酸水溶液、硝酸水溶液等により洗浄する方法、200〜800℃で熱処理する方法等が挙げられる。上記除去方法は、いずれか一つを採用してもよく、二つ以上を組み合わせて採用してもよい。   When preparing a mesoporous silicate containing titanium, the above aging yields a titanium-containing silicate in which a structure-directing agent is incorporated, and then the structure-directing agent is removed from the titanium-containing silicate. Examples of such a removal method include a method of washing with an organic solvent such as methanol, acetone, and toluene, a method of washing with hydrochloric acid (aqueous hydrogen chloride solution), an aqueous solution of sulfuric acid, an aqueous nitric acid solution, a method of heat treatment at 200 to 800 ° C., and the like. It is done. Any one of the removal methods may be employed, or two or more may be employed in combination.

なお、Ti−MCM−41は、例えば、マイクロポーラス・アンド・メソポーラス・マテリアルズ、2007年、P312−321に記載の方法に準拠して調製することができ、Ti−HMSは、例えば、ネイチャー、1994年、P321−323に記載の方法に準拠して調製することができる。   Ti-MCM-41 can be prepared, for example, in accordance with the method described in Microporous and Mesoporous Materials, 2007, P312-321. Ti-HMS is, for example, Nature, 1994, can be prepared according to the method described in P321-323.

上記チタン及びケイ素酸化物を含む触媒は、ケイ素化合物で接触処理されていてもよい。かかるケイ素化合物としては、有機ケイ素化合物、無機ケイ素化合物が挙げられ、中でも、有機ケイ素化合物が好ましい。有機ケイ素化合物としては、チタン及びケイ素酸化物を含む触媒と反応してその表面に結合可能なものであるのが好ましく、中でも、アルコキシシラン化合物、有機ジシラザン化合物、ハロゲン化有機シラン化合物が好ましく、アルコキシシラン化合物、有機ジシラザン化合物がより好ましい。アルコキシシラン化合物、有機ジシラザン化合物、ハロゲン化有機シラン化合物は、それぞれ1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。アルコキシシラン化合物としては、例えば、テトラアルコキシシラン、アルキルトリアルコキシシラン、ジアルキルジアルコキシシラン、トリアルキルアルコキシシラン等が挙げられ、中でも、トリアルキルアルコキシシランが好ましい。テトラアルコキシシランとしては、例えば、テトラメチルオルソシリケート、テトラエチルオルソシリケート、テトラプロピルオルソシリケート、テトラブチルオルソシリケート等が挙げられ、アルキルトリアルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等が挙げられ、ジアルキルジアルコキシシランとしては、例えば、ジメチルジエトキシシラン等が挙げられ、トリアルキルアルコキシシランとしては、例えば、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン等が挙げられる。有機ジシラザン化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシラザンやジ-n-ブチルテトラメチルジシラザンの如きヘキサアルキルジシラザン、ジビニルテトラメチルジシラザン、ジフェニルテトラメチルジシラザン、テトラフェニルジメチルジシラザン等が挙げられ、中でも、ヘキサアルキルジシラザンが好ましい。ハロゲン化有機シラン化合物としては、例えば、クロロトリメチルシラン、ジクロロジメチルシラン、トリクロロメチルシラン、クロロブロモジメチルシラン、ヨードジメチルブチルシラン等が挙げられる。触媒表面の水酸基をトリアルキルシリル基に変換できるという点で、有機ケイ素化合物として、トリアルキルアルコキシシラン及びヘキサアルキルジシラザンからなる群から選ばれる少なくとも一種を使用するのが好ましい。   The catalyst containing titanium and silicon oxide may be contact-treated with a silicon compound. Examples of such silicon compounds include organic silicon compounds and inorganic silicon compounds, and among them, organic silicon compounds are preferable. The organosilicon compound is preferably one that can react with a catalyst containing titanium and silicon oxide and bond to the surface thereof. Among them, an alkoxysilane compound, an organic disilazane compound, and a halogenated organosilane compound are preferred. More preferred are silane compounds and organic disilazane compounds. Each of the alkoxysilane compound, organic disilazane compound, and halogenated organic silane compound may be used alone or in combination of two or more. Examples of the alkoxysilane compound include tetraalkoxysilane, alkyltrialkoxysilane, dialkyldialkoxysilane, and trialkylalkoxysilane, among which trialkylalkoxysilane is preferable. Examples of the tetraalkoxysilane include tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, tetrapropyl orthosilicate, tetrabutyl orthosilicate, and the like. Examples of the alkyltrialkoxysilane include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and the like. Examples of the dialkyl dialkoxysilane include dimethyldiethoxysilane, and examples of the trialkylalkoxysilane include trimethylethoxysilane and trimethylmethoxysilane. Examples of the organic disilazane compound include hexaalkyldisilazane such as hexamethyldisilazane and di-n-butyltetramethyldisilazane, divinyltetramethyldisilazane, diphenyltetramethyldisilazane, and tetraphenyldimethyldisilazane. Of these, hexaalkyldisilazane is preferable. Examples of the halogenated organic silane compound include chlorotrimethylsilane, dichlorodimethylsilane, trichloromethylsilane, chlorobromodimethylsilane, and iododimethylbutylsilane. It is preferable to use at least one selected from the group consisting of trialkylalkoxysilane and hexaalkyldisilazane as the organosilicon compound in that the hydroxyl group on the catalyst surface can be converted into a trialkylsilyl group.

無機ケイ素化合物としては、例えば、珪酸、シリカゲル、フュ−ムドシリカ、コロイダルシリカ等が挙げられる。   Examples of the inorganic silicon compound include silicic acid, silica gel, fumed silica, colloidal silica, and the like.

ケイ素化合物による接触処理方法としては、例えば、チタン及びケイ素酸化物を含む触媒をケイ素化合物を含む液体又はスラリーに浸漬する方法や、チタン及びケイ素酸化物を含む触媒にケイ素化合物を含む気体を接触させる方法等が挙げられる。前記接触処理は、酸や塩基を適宜添加して、酸性条件下、塩基性条件下又は中性条件下で行うことができ、接触処理の途中で酸性、塩基性又は中性の条件を変更しながら行ってもよい。前記浸漬は、攪拌しながら行うことが好ましい。前記浸漬においては、浸漬後、例えば、浸漬後の混合物をそのまま乾燥することにより、あるいは、浸漬後の混合物から、得られたチタン及びケイ素酸化物を含む触媒を濾過やデカンテーション等により分離した後、必要に応じて洗浄し、乾燥することにより、ケイ素化合物で接触処理されてなるチタン及びケイ素酸化物を含む触媒が得られる。前記乾燥は、常圧下、減圧下のいずれでも行うことができ、乾燥温度は、20〜150℃が好ましく、乾燥時間は、0.5〜100時間が好ましい。   Examples of the contact treatment method using a silicon compound include a method in which a catalyst containing titanium and silicon oxide is immersed in a liquid or slurry containing a silicon compound, or a gas containing a silicon compound is brought into contact with the catalyst containing titanium and the silicon oxide. Methods and the like. The contact treatment can be performed under an acidic condition, a basic condition or a neutral condition by appropriately adding an acid or a base, and the acidic, basic or neutral conditions are changed during the contact treatment. You may go while. The immersion is preferably performed while stirring. In the immersion, after the immersion, for example, by drying the mixture after immersion as it is, or after separating the obtained catalyst containing titanium and silicon oxide from the mixture after immersion by filtration, decantation, or the like. The catalyst containing titanium and silicon oxide obtained by contact treatment with a silicon compound is obtained by washing and drying as necessary. The drying can be performed under normal pressure or reduced pressure, the drying temperature is preferably 20 to 150 ° C., and the drying time is preferably 0.5 to 100 hours.

ケイ素化合物の使用量は、チタン及びケイ素酸化物を含む触媒100重量部に対し、通常1〜10000重量部、好ましくは5〜2000重量部、さらに好ましくは10〜1500重量部である。尚、上述のとおり、ケイ素化合物としてアルコキシシラン化合物、有機ジシラザン化合物及びハロゲン化有機シラン化合物の内、2種以上を併用する場合、合計使用量が上記範囲となるようにすればよい。また、上述のとおり、ケイ素化合物としてトリアルキルアルコキシシラン及びヘキサアルキルジシラザンを使用する場合、合計使用量が上記範囲となるようにすればよい。   The usage-amount of a silicon compound is 1-10000 weight part normally with respect to 100 weight part of catalysts containing titanium and a silicon oxide, Preferably it is 5-2000 weight part, More preferably, it is 10-1500 weight part. In addition, as above-mentioned, when using 2 or more types together among an alkoxysilane compound, an organic disilazane compound, and a halogenated organosilane compound as a silicon compound, what is necessary is just to make it the total usage-amount become the said range. Further, as described above, when trialkylalkoxysilane and hexaalkyldisilazane are used as the silicon compound, the total amount used may be within the above range.

ケイ素化合物による接触処理の温度は、液体又はスラリーに浸漬する場合、好ましくは0〜200℃、より好ましくは30〜100℃であり、気体を接触させる場合、好ましくは0〜800℃、より好ましくは100〜500℃である。該接触処理の時間は、液体又はスラリーに浸漬する場合、好ましくは0.5〜50時間、より好ましくは1〜20時間であり、気体を接触させる場合、0.5〜100時間、好ましくは1〜50時間である。   The temperature of the contact treatment with the silicon compound is preferably 0 to 200 ° C., more preferably 30 to 100 ° C. when immersed in a liquid or slurry, and preferably 0 to 800 ° C., more preferably when contacting the gas. 100-500 ° C. The time for the contact treatment is preferably 0.5 to 50 hours, more preferably 1 to 20 hours when immersed in a liquid or slurry, and 0.5 to 100 hours, preferably 1 when contacting the gas. ~ 50 hours.

ケイ素化合物を含む液体又はスラリーの調製には、ケイ素化合物を安定に存在させるために溶媒を使用してもよい。また、ケイ素化合物及び溶媒を含む液体を気化させて、ケイ素化合物を含む気体として使用してもよい。溶媒の例としては、水、メタノール、エタノール、アセト二トリル、トルエン、キシレン、クメン、テトラヒドロフラン、四塩化炭素、N,N-ジメチルアセトアミド等が挙げられる。上記溶媒は、いずれか一つを採用してもよく、二つ以上を採用してもよい。   In the preparation of the liquid or slurry containing the silicon compound, a solvent may be used in order to allow the silicon compound to exist stably. Alternatively, a liquid containing a silicon compound and a solvent may be vaporized and used as a gas containing a silicon compound. Examples of the solvent include water, methanol, ethanol, acetonitryl, toluene, xylene, cumene, tetrahydrofuran, carbon tetrachloride, N, N-dimethylacetamide and the like. Any one or two or more of the solvents may be employed.

上記チタン及びケイ素酸化物を含む触媒にケイ素化合物を含む気体を接触させる処理は、ケイ素化合物を含む気体とともに不活性ガスを存在させて行ってもよい。前記不活性ガスとしては、例えば窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。   The treatment for bringing the gas containing the silicon compound into contact with the catalyst containing titanium and silicon oxide may be performed in the presence of an inert gas together with the gas containing the silicon compound. Examples of the inert gas include nitrogen, carbon dioxide, helium, and argon.

なお、本発明の製造方法に用いられる触媒は、粒状やペレット状等の形状に、必要に応じてバインダーを用いて、成形してから使用してもよいし、隔膜とは異なる担体に担持して使用してもよいし、隔膜に担持して使用してもよいし、それ自体を成膜して隔膜として使用してもよいが、隔膜に担持して使用するのが好ましい。   The catalyst used in the production method of the present invention may be used after being formed into a granular shape or a pellet shape, if necessary, using a binder, or supported on a carrier different from the diaphragm. May be used by being supported on a diaphragm, or may be used as a diaphragm by forming itself, but is preferably supported by being supported on a diaphragm.

隔膜(但し、触媒を成膜して得られる隔膜は除く)の材質としては、例えば、酸化物、焼結金属等の多孔体が挙げられ、中でも、酸化物の多孔体が好ましい。酸化物としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア等が挙げられ、それらの2種以上の混合物や、それらの2種以上の複合酸化物や、酸化物を主成分とするセラミックスや、ガラス等を使用してもよいが、中でも、アルミナが好ましい。   Examples of the material of the diaphragm (excluding the diaphragm obtained by forming a catalyst) include, for example, porous bodies such as oxides and sintered metals. Among these, oxide porous bodies are preferable. Examples of the oxide include alumina, silica, zirconia, etc., and use a mixture of two or more of them, a composite oxide of two or more of them, ceramics mainly composed of oxide, glass, or the like. Of these, alumina is preferred.

隔膜の形状は、平膜状、チューブ状、モノリス状、ハニカム状等が挙げられる。   Examples of the shape of the diaphragm include a flat membrane shape, a tube shape, a monolith shape, and a honeycomb shape.

触媒を隔膜に担持して使用する場合において、その担持方法としては、(A)触媒原料を隔膜とともに水熱合成に付し、隔膜上に触媒層を形成させる方法、(B)隔膜に触媒を含む溶液又はスラリーを含浸させる方法、(C)触媒を含む溶液又はスラリーに隔膜を浸漬させる方法、(D)隔膜を回転させながら、隔膜上に触媒を含む溶液又はスラリーを滴下する方法、(E)触媒を含む溶液又はスラリーから隔膜を介して溶媒を除去し、隔膜上に触媒層を形成させる方法等が挙げられるが、前記(E)の方法が好ましい。隔膜に担持される触媒の担持量は、原料に対する触媒の使用量等により適宜設定されるが、隔膜100重量部に対して、0.1〜10重量部である。   In the case of using the catalyst supported on a diaphragm, the supporting method includes (A) a method in which a catalyst raw material is subjected to hydrothermal synthesis together with the diaphragm to form a catalyst layer on the diaphragm, and (B) the catalyst is applied to the diaphragm. A method of impregnating a solution or slurry containing, (C) a method of immersing a diaphragm in a solution or slurry containing a catalyst, (D) a method of dropping a solution or slurry containing a catalyst on the diaphragm while rotating the diaphragm, (E ) A method of removing a solvent from a solution or slurry containing a catalyst through a diaphragm and forming a catalyst layer on the diaphragm is preferable, and the method (E) is preferable. The amount of the catalyst supported on the diaphragm is appropriately set depending on the amount of the catalyst used relative to the raw material, etc., and is 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diaphragm.

本発明の製造方法においては、溶媒を使用するのが好ましい。溶媒の例としては、ブタン、ペンタン、へキサン、シクロへキサン、ベンゼン、クメン、トルエン、キシレンのような炭化水素や、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、トリメチルアセトニトリル、バレロニトリル、イソバレロニトリル、ベンゾニトリルのようなニトリルや、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、s−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、t−アミルアルコールのようなアルコールなどが挙げられる。中でも炭化水素やニトリルが好適である。また、必要に応じそれらの2種以上を用いることもできる。   In the production method of the present invention, it is preferable to use a solvent. Examples of solvents include hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, cyclohexane, benzene, cumene, toluene, xylene, acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, trimethylacetonitrile, valeronitrile, Nitriles such as isovaleronitrile and benzonitrile, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, s-butyl alcohol, t-butyl alcohol, and t-amyl alcohol Is mentioned. Of these, hydrocarbons and nitriles are preferred. Moreover, those 2 or more types can also be used as needed.

溶媒を使用する場合、その量は、ケトン1重量部に対して、通常1〜500重量部、好ましくは2〜300重量部であり、有機過酸化物1重量部に対して、通常1〜500重量部、好ましくは2〜300重量部である。   When a solvent is used, the amount is usually 1 to 500 parts by weight, preferably 2 to 300 parts by weight per 1 part by weight of the ketone, and usually 1 to 500 parts per 1 part by weight of the organic peroxide. Part by weight, preferably 2 to 300 parts by weight.

次に、本発明にかかるオキシムの製造方法における反応形式について説明する。本発明では、まず、前記隔膜の一方の側に、温度、圧力等の反応条件を適宜調整し、アンモニアを存在させる(但し、前記隔膜の一方の側には、有機過酸化物及びケトンは存在させないものとする)。アンモニアは隔膜を透過し、隔膜の他方の側に移動するので、移動したアンモニアを、隔膜の他方の側で触媒の存在下に、温度、圧力等の反応条件を適宜調整して、有機過酸化物及びケトンと反応させることにより、ケトンのオキシム化反応が起こり、目的物であるオキシムが生成する。尚、移動したアンモニアを、触媒の存在下に、有機過酸化物と反応させた後、得られたヒドロキシルアミンを含む反応物をケトンと接触させることにより、ケトンのオキシム化反応を行ってもよい。本反応形式を採用することにより、供給したアンモニアが、触媒と有機過酸化物から形成される触媒活性種と接触し易くなるため、触媒活性種とアンモニアとの反応から生成するヒドロキシルアミンとケトンとを効率よく反応させることができ、その結果、未反応のアンモニアとケトンが接触することによる副生成物の生成量を低減させて良好な収率でオキシムを製造することができる。前記隔膜の他方の側に存在する触媒は、隔膜とは別に触媒充填層として存在させてもよいし、反応系に添加して存在させてもよいし、隔膜表面に担持して存在させてもよいが、隔膜表面に担持して存在させるのが好ましい。また、前記隔膜の一方の側にも触媒を存在させてもよい。溶媒を使用する場合は、前記隔膜の一方の側に溶媒を存在させて、隔膜を透過させることにより隔膜の他方の側にも溶媒を存在させてもよいし、前記隔膜の他方の側のみに溶媒を存在させてもよい。   Next, the reaction mode in the method for producing oxime according to the present invention will be described. In the present invention, first, reaction conditions such as temperature and pressure are appropriately adjusted on one side of the diaphragm, and ammonia is present (however, organic peroxide and ketone are present on one side of the diaphragm. Shall not be allowed). Ammonia permeates the diaphragm and moves to the other side of the diaphragm. Therefore, the ammonia that has moved is subjected to organic peroxidation by appropriately adjusting the reaction conditions such as temperature and pressure in the presence of a catalyst on the other side of the diaphragm. By reacting with a product and a ketone, an oxime reaction of the ketone occurs, and an oxime that is a target product is generated. The transferred ammonia may be reacted with an organic peroxide in the presence of a catalyst, and then the resulting reaction product containing hydroxylamine may be contacted with a ketone to perform an oximation reaction of the ketone. . Adopting this reaction mode makes it easier for the supplied ammonia to come into contact with the catalytically active species formed from the catalyst and the organic peroxide, so that hydroxylamine and ketone produced from the reaction of the catalytically active species and ammonia Can be efficiently reacted, and as a result, the amount of by-products produced by the contact of unreacted ammonia and ketone can be reduced, and oxime can be produced in good yield. The catalyst present on the other side of the diaphragm may be present as a catalyst packed layer separately from the diaphragm, may be added to the reaction system, or may be supported on the diaphragm surface. Although it is good, it is preferable to make it exist on the surface of the diaphragm. A catalyst may also be present on one side of the diaphragm. When using a solvent, the solvent may be present on the other side of the diaphragm by allowing the solvent to be present on one side of the diaphragm and passing through the diaphragm, or only on the other side of the diaphragm. A solvent may be present.

本発明にかかるオキシムの製造方法において、用いられる反応器の具体例としては、前記隔膜で隔離された2つの室を有する反応器、いわゆるメンブレンリアクターが挙げられる。メンブレンリアクターとしては、隔膜に触媒活性を付与した触媒膜型反応器や、隔膜とは別に触媒を充填層として有する充填層型膜型反応器が挙げられるが、触媒膜型反応器が好ましい。尚、反応器は、有機過酸化物の分解を防ぐ観点から、グラスライニングされたものやステンレススチール製のものが好ましい。   In the method for producing oxime according to the present invention, a specific example of the reactor to be used includes a reactor having two chambers separated by the diaphragm, a so-called membrane reactor. Examples of the membrane reactor include a catalyst membrane reactor in which catalytic activity is imparted to the diaphragm, and a packed bed membrane reactor having a catalyst as a packed layer separately from the diaphragm, but a catalyst membrane reactor is preferred. The reactor is preferably glass-lined or stainless steel from the viewpoint of preventing the decomposition of the organic peroxide.

オキシム化反応の反応温度は、通常50〜200℃、好ましくは80〜150℃である。また、反応圧力は、通常、絶対圧で0.1〜1.0MPa、好ましくは0.2〜0.9MPaである。反応混合物の液相にアンモニアが溶解し易くするために、加圧下に反応を行うのが好ましく、この場合、窒素やヘリウム等の不活性ガスを用いて、圧力を調整してもよい。   The reaction temperature of the oximation reaction is usually 50 to 200 ° C, preferably 80 to 150 ° C. The reaction pressure is usually 0.1 to 1.0 MPa in absolute pressure, preferably 0.2 to 0.9 MPa. In order to make ammonia easily dissolve in the liquid phase of the reaction mixture, the reaction is preferably performed under pressure. In this case, the pressure may be adjusted using an inert gas such as nitrogen or helium.

得られたオキシム化反応後の反応混合物の後処理操作については、適宜選択されるが、例えば、オキシム化反応後の混合物を蒸留に付すことにより、オキシムを分離することができる。オキシム化反応後の混合物が固体触媒を含むスラリーである場合には、例えば、固体触媒を濾過やデカンテーション等により分離した後、液相を蒸留に付すことにより、オキシムを分離することができる。分離した触媒は、必要に応じて洗浄、焼成、ケイ素化合物による再接触等の処理が施された後、再使用することができる。また、オキシム化反応後の混合物中に溶媒や未反応原料が含まれる場合、前記液相の蒸留により回収された溶媒や未反応原料は再使用することができる。得られたオキシムは、例えば、ベックマン転位反応により、対応するラクタム等のアミド化合物を製造するための原料として好適に使用される。   The post-treatment operation of the obtained reaction mixture after the oximation reaction is appropriately selected. For example, the oxime can be separated by subjecting the mixture after the oximation reaction to distillation. When the mixture after the oximation reaction is a slurry containing a solid catalyst, for example, after separating the solid catalyst by filtration, decantation, or the like, the oxime can be separated by subjecting the liquid phase to distillation. The separated catalyst can be reused after being subjected to treatments such as washing, calcination, and recontact with a silicon compound as necessary. Moreover, when a solvent and an unreacted raw material are contained in the mixture after oximation reaction, the solvent and unreacted raw material which were collect | recovered by distillation of the said liquid phase can be reused. The obtained oxime is suitably used as a raw material for producing a corresponding amide compound such as lactam by, for example, Beckmann rearrangement reaction.

次に、図1を参照して、本発明にかかるオキシムの製造方法の一実施形態について説明する。なお、図1は、本実施形態のオキシムの製造方法を実施するために使用されるメンブレンリアクターの内部構造を示す概略図である。   Next, with reference to FIG. 1, one Embodiment of the manufacturing method of the oxime concerning this invention is described. FIG. 1 is a schematic view showing the internal structure of a membrane reactor used for carrying out the oxime production method of the present embodiment.

図1において、メンブレンリアクター10は、有機過酸化物及びケトンを供給するための有機過酸化物及びケトンの供給口1と、オキシム化反応後の混合物を導出するための反応混合物出口2と、アンモニアを供給するためのアンモニア供給口3と、ガス出口4と、隔膜5と、オキシム化反応部6と、アンモニア滞留部7と、内筒8と、外筒9とを備えている。内筒8と外筒9との間の空間が、第一室としてアンモニア滞留部7を形成する。内筒8は、隔膜5と、オキシム化反応部6とから構成されており、第二室としてオキシム化反応部6が形成されている。触媒は、少なくとも第二室側に存在させる。   In FIG. 1, a membrane reactor 10 includes an organic peroxide and ketone supply port 1 for supplying organic peroxide and ketone, a reaction mixture outlet 2 for deriving a mixture after the oximation reaction, and ammonia. An ammonia supply port 3, a gas outlet 4, a diaphragm 5, an oximation reaction part 6, an ammonia retention part 7, an inner cylinder 8, and an outer cylinder 9 are provided. A space between the inner cylinder 8 and the outer cylinder 9 forms an ammonia retention part 7 as a first chamber. The inner cylinder 8 is composed of a diaphragm 5 and an oximation reaction portion 6, and the oximation reaction portion 6 is formed as a second chamber. The catalyst is present at least on the second chamber side.

隔膜5は、隔膜の表面積を広くし、接触効率を高めて反応効率を高くするという観点から、モノリス状やハニカム状のものが好ましく、その外形が円筒状のものが好ましい。また、オキシム化反応後に得られる反応混合物に触媒が混入することなく、後処理操作が容易となる点で、触媒活性が付与されたものが好ましい。触媒活性が付与された隔膜としては、触媒が担持された隔膜や、触媒自体を成膜した隔膜が挙げられるが、機械的強度の点で、触媒が担持された隔膜が好ましい。触媒が担持された隔膜を使用する場合は、少なくとも第二室側の隔膜表面に触媒が担持されたものを使用する。   From the viewpoint of increasing the surface area of the diaphragm, increasing the contact efficiency, and increasing the reaction efficiency, the diaphragm 5 is preferably monolithic or honeycomb-shaped, and its outer shape is preferably cylindrical. Moreover, the thing to which the catalyst activity was provided is preferable at the point which a post-processing operation becomes easy, without a catalyst mixing in the reaction mixture obtained after oximation reaction. Examples of the diaphragm to which catalytic activity is imparted include a diaphragm on which a catalyst is supported and a diaphragm on which the catalyst itself is formed. From the viewpoint of mechanical strength, a diaphragm on which a catalyst is supported is preferable. When using a diaphragm carrying a catalyst, at least the one carrying the catalyst on the diaphragm surface on the second chamber side is used.

アンモニアは、アンモニア供給口3から、隔膜5の外側に形成されているアンモニア滞留部7に供給され、アンモニアは隔膜5を透過する。この際、アンモニア滞留部7は、所定の反応圧力、反応温度に調整される。隔膜5を透過したアンモニアは、オキシム化反応部6の中で、隔膜5の内側に存在する触媒と、有機過酸化物及びケトンの供給口1より供給された有機過酸化物とから形成される触媒活性種と接触し、さらに有機過酸化物及びケトンの供給口1より供給されたケトンと接触することによりオキシム化反応が起こり、目的とするオキシムが生成する。この際、オキシム化反応部6は、所定の反応圧力、反応温度に調整される。ガス出口4は、閉止されていてもよいし、窒素シールされていてもよいが、閉止されているのが好ましい。窒素シールされている場合は、未反応のアンモニアがガスとして窒素と同伴してガス出口4から排出される。生成したオキシムを含む反応混合物は、反応混合物出口2から導出される。また、アンモニアの供給、有機過酸化物及びケトンの供給、並びに反応混合物の導出は、生産性及び操作性の観点から、連続的に行うのが好ましい。尚、反応は、加圧条件下で行うのが好ましい。   Ammonia is supplied from an ammonia supply port 3 to an ammonia retention part 7 formed outside the diaphragm 5, and ammonia passes through the diaphragm 5. At this time, the ammonia retention part 7 is adjusted to a predetermined reaction pressure and reaction temperature. The ammonia that has permeated through the diaphragm 5 is formed in the oximation reaction unit 6 from the catalyst present inside the diaphragm 5 and the organic peroxide supplied from the organic peroxide and ketone supply port 1. Contact with the catalytically active species, and further contact with the ketone supplied from the supply port 1 of the organic peroxide and the ketone causes an oximation reaction to produce the desired oxime. At this time, the oximation reaction unit 6 is adjusted to a predetermined reaction pressure and reaction temperature. The gas outlet 4 may be closed or may be sealed with nitrogen, but is preferably closed. In the case of nitrogen sealing, unreacted ammonia is discharged from the gas outlet 4 along with nitrogen as a gas. The reaction mixture containing the produced oxime is led out from the reaction mixture outlet 2. In addition, it is preferable that ammonia supply, organic peroxide and ketone supply, and reaction mixture derivation are continuously performed from the viewpoint of productivity and operability. The reaction is preferably carried out under pressurized conditions.

有機過酸化物及びケトンの供給は、それぞれ単独で供給(いわゆる共フィード)してもよいし、これらの混合物を供給してもよい。   The organic peroxide and ketone may be supplied alone (so-called co-feed) or a mixture thereof.

連続式の反応における、アンモニアの供給量は、ケトン1モルに対して、0.1モル以上が好ましく、より好ましくは0.5モル以上であり、有機過酸化物1モルに対して、0.1モル以上が好ましく、より好ましくは0.5モル以上である。連続式の反応における、有機過酸化物の供給量は、ケトン1モルに対して、0.05〜20モルが好ましく、より好ましくは0.1〜15モルである。   In the continuous reaction, the supply amount of ammonia is preferably 0.1 mol or more, more preferably 0.5 mol or more, and more preferably 0.5 mol or more, with respect to 1 mol of ketone. 1 mol or more is preferable, More preferably, it is 0.5 mol or more. In the continuous reaction, the supply amount of the organic peroxide is preferably 0.05 to 20 mol, more preferably 0.1 to 15 mol, per 1 mol of the ketone.

また、反応に溶媒を使用する場合、溶媒は、アンモニアとともに供給してもよいし、有機過酸化物及びケトンとともに供給してもよいし、アンモニアとともに供給し、かつ有機過酸化物及びケトンとともに供給してもよいし、別の供給口を設けて供給してもよい。   Moreover, when using a solvent for reaction, a solvent may be supplied with ammonia, may be supplied with an organic peroxide and a ketone, is supplied with ammonia, and is supplied with an organic peroxide and a ketone. Alternatively, another supply port may be provided for supply.

メンブレンリアクター10としては、隔膜の表面積を広くし、反応効率を高めるという観点から、隔膜5と、オキシム化反応部6とから構成された内筒8が、外筒9内に複数設置された多管状の隔膜5を有するものが好ましい。   As the membrane reactor 10, a plurality of inner cylinders 8 composed of the diaphragm 5 and the oximation reaction unit 6 are installed in the outer cylinder 9 from the viewpoint of increasing the surface area of the diaphragm and increasing the reaction efficiency. What has the tubular diaphragm 5 is preferable.

原料であるケトン、有機過酸化物及びアンモニアの供給は、有機過酸化物及びケトンを第一室に供給し、アンモニアを第二室に供給することにより行ってもよい。この場合、触媒は、少なくとも第一室側に存在させる。   The supply of ketone, organic peroxide, and ammonia as raw materials may be performed by supplying the organic peroxide and ketone to the first chamber and supplying ammonia to the second chamber. In this case, the catalyst is present at least on the first chamber side.

本発明の製造方法で用いることのできる反応装置はこれらに限定されるものではなく、本発明の効果を損なわない範囲で、任意に設計変更することは可能である。また、図1における図示は省略しているが、通常用いられる加熱装置、冷却装置、温度計、圧力計、圧力調整弁等が適宜設置されうる。   The reaction apparatus that can be used in the production method of the present invention is not limited to these, and the design can be arbitrarily changed within a range not impairing the effects of the present invention. Although illustration in FIG. 1 is omitted, a commonly used heating device, cooling device, thermometer, pressure gauge, pressure regulating valve, and the like can be appropriately installed.

10:メンブレンリアクター、1:有機過酸化物及びケトンの供給口、2:反応混合物出口、3:アンモニア供給口、4:ガス出口、5:隔膜、6:オキシム化反応部、7:アンモニア滞留部、8:内筒、9:外筒 10: Membrane reactor, 1: Organic peroxide and ketone supply port, 2: Reaction mixture outlet, 3: Ammonia supply port, 4: Gas outlet, 5: Membrane, 6: Oxidation reaction part, 7: Ammonia retention part , 8: inner cylinder, 9: outer cylinder

Claims (9)

隔膜の一方の側にアンモニアを存在させ、隔膜の他方の側で、隔膜を透過したアンモニアと、有機過酸化物と、ケトンとを触媒の存在下に反応させることを特徴とするオキシムの製造方法。   A method for producing an oxime, characterized in that ammonia is present on one side of a diaphragm, and ammonia permeated through the diaphragm, an organic peroxide, and a ketone are reacted in the presence of a catalyst on the other side of the diaphragm. . 前記触媒が、前記隔膜の他方の側の隔膜表面に担持されてなる請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the catalyst is supported on a diaphragm surface on the other side of the diaphragm. 前記有機過酸化物が、ヒドロペルオキシドである請求項2に記載の製造方法。   The production method according to claim 2, wherein the organic peroxide is hydroperoxide. 前記触媒が、チタン及びケイ素酸化物を含む触媒である請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the catalyst is a catalyst containing titanium and silicon oxide. 前記触媒が、チタンを含有するシリケート又はチタンを含有するシリカである請求項4に記載の製造方法。   The production method according to claim 4, wherein the catalyst is a silicate containing titanium or a silica containing titanium. 前記シリケートが、メソポーラスシリケートである請求項5に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 5, wherein the silicate is a mesoporous silicate. 前記触媒が、ケイ素化合物で接触処理されている請求項4〜6のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to claim 4, wherein the catalyst is contact-treated with a silicon compound. 前記ケイ素化合物が、アルコキシシラン化合物、有機ジシラザン化合物及びハロゲン化有機シラン化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項7に記載の製造方法。   The production method according to claim 7, wherein the silicon compound is at least one selected from the group consisting of an alkoxysilane compound, an organic disilazane compound, and a halogenated organic silane compound. ケトンが、シクロアルカノンである請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 8, wherein the ketone is a cycloalkanone.
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