JP2013095700A - Method for producing lactam compound and/or amide compound - Google Patents

Method for producing lactam compound and/or amide compound Download PDF

Info

Publication number
JP2013095700A
JP2013095700A JP2011240009A JP2011240009A JP2013095700A JP 2013095700 A JP2013095700 A JP 2013095700A JP 2011240009 A JP2011240009 A JP 2011240009A JP 2011240009 A JP2011240009 A JP 2011240009A JP 2013095700 A JP2013095700 A JP 2013095700A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
compound
formula
iii
mesoporous silica
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011240009A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Kasai
幸司 笠井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP2011240009A priority Critical patent/JP2013095700A/en
Publication of JP2013095700A publication Critical patent/JP2013095700A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Other In-Based Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Pyrrole Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a lactam compound (III) and/or an amide compound (IV) with an excellent selectivity by converting a lactone compound (I) with an excellent conversion.SOLUTION: By making a lactone compound (I) and ammonia or an amine compound (II) react with each other in the presence of water and mesoporous silica, a lactam compound (III) and/or an amide compound (IV) represented by formulas are/is produced. The mesoporous silica is preferably MCM-41 (wherein Rrepresents a 3-7C alkylene group, and Rrepresents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydroxyalkyl group).

Description

本発明は、式(I)   The present invention relates to a compound of formula (I)

Figure 2013095700
(式中、Rは、炭素数3〜7のアルキレン基を表す。)
で示されるラクトン化合物〔以下、ラクトン化合物(I)ということがある。〕と、式(II)
Figure 2013095700
(In the formula, R 1 represents an alkylene group having 3 to 7 carbon atoms.)
A lactone compound represented by the formula [hereinafter sometimes referred to as a lactone compound (I). And formula (II)

Figure 2013095700
(式中、Rは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はヒドロキシアルキル基を表す。)
で示される化合物〔以下、アンモニア又はアミン化合物(II)ということがある。〕とを反応させて、式(III)
Figure 2013095700
(Wherein R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydroxyalkyl group.)
[Hereinafter, it may be referred to as ammonia or amine compound (II). And a compound of formula (III)

Figure 2013095700
(式中、R及びRは、前記と同じ意味を表す。)
で示されるラクタム化合物〔以下、ラクタム化合物(III)ということがある。〕及び/又は式(IV)
Figure 2013095700
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
A lactam compound [hereinafter, referred to as a lactam compound (III). And / or formula (IV)

Figure 2013095700
(式中、R及びRは、前記と同じ意味を表す。)
で示されるアミド化合物〔以下、アミド化合物(IV)ということがある。〕を製造する方法に関するものである。
Figure 2013095700
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
An amide compound represented by the formula [hereinafter sometimes referred to as an amide compound (IV). ] About the method of manufacturing.

ラクタム化合物(III)及びアミド化合物(IV)は、合成繊維等の原料、医農薬の製造中間体、溶剤等として有用である。従来、ラクトン化合物(I)と、アンモニア又はアミン化合物(II)とを反応させてラクタム化合物(III)及び/又はアミド化合物(IV)を製造する方法として、例えば、特許文献1には、固体触媒としてZSM−5を使用し、該ZSM−5及び水の存在下、γ−ブチロラクトンと、アンモニア、アルキルアミン又はエタノールアミンとを反応させる方法が提案されている。   The lactam compound (III) and the amide compound (IV) are useful as raw materials such as synthetic fibers, intermediates for the production of medical and agricultural chemicals, solvents, and the like. Conventionally, as a method for producing lactam compound (III) and / or amide compound (IV) by reacting lactone compound (I) with ammonia or amine compound (II), for example, Patent Document 1 discloses a solid catalyst. A method of reacting γ-butyrolactone with ammonia, alkylamine or ethanolamine in the presence of ZSM-5 and water in the presence of ZSM-5 is proposed.

特開2001−302625号公報JP 2001-302625 A

しかしながら、前記従来の方法では、ラクトン化合物(I)の転化率やラクタム化合物(III)及び/又はアミド化合物(IV)の選択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、ラクトン化合物(I)を良好な転化率で転化して、ラクタム化合物(III)及び/又はアミド化合物(IV)を良好な選択率で製造する方法を提供することにある。
However, the conventional methods are not always satisfactory in terms of the conversion rate of the lactone compound (I) and the selectivity of the lactam compound (III) and / or the amide compound (IV).
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a lactam compound (III) and / or an amide compound (IV) with a good selectivity by converting the lactone compound (I) with a good conversion rate. is there.

本発明者等は、前記目的を達成すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have completed the present invention.

すなわち本発明は、以下の構成からなる。
(1)式(I)
That is, this invention consists of the following structures.
(1) Formula (I)

Figure 2013095700
(式中、Rは、炭素数3〜7のアルキレン基を表す。)
で示されるラクトン化合物と、式(II)
Figure 2013095700
(In the formula, R 1 represents an alkylene group having 3 to 7 carbon atoms.)
A lactone compound represented by formula (II)

Figure 2013095700
(式中、Rは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はヒドロキシアルキル基を表す。)
で示される化合物とを、水及びメソポーラスシリカの存在下に反応させることを特徴とする式(III)
Figure 2013095700
(Wherein R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydroxyalkyl group.)
The compound represented by formula (III) is reacted in the presence of water and mesoporous silica.

Figure 2013095700
(式中、R及びRは、前記と同じ意味を表す。)
で示されるラクタム化合物及び/又は式(IV)
Figure 2013095700
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
A lactam compound represented by formula (IV)

Figure 2013095700
(式中、R及びRは、前記と同じ意味を表す。)
で示されるアミド化合物の製造方法。
(2)前記メソポーラスシリカがMCM−41である前記(1)に記載の製造方法。
(3)前記MCM−41がアルミニウムを含むものである前記(2)に記載の製造方法。
(4)式(II)で示される化合物の使用量が、式(I)で示されるラクトン化合物1モルに対して1〜20モルである前記(1)〜(3)のいずれかに記載の製造方法。
(5)式(II)、(III)及び(IV)におけるRが水素原子である前記(1)〜(4)のいずれかに記載の製造方法。
(6)式(I)で示されるラクトン化合物が、γ−ブチロラクトン又はε−カプロラクトンである前記(1)〜(5)のいずれかに記載の製造方法。
(7)前記反応を200〜600℃で行う前記(1)〜(6)のいずれかに記載の製造方法。
Figure 2013095700
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
The manufacturing method of the amide compound shown by these.
(2) The production method according to (1), wherein the mesoporous silica is MCM-41.
(3) The manufacturing method according to (2), wherein the MCM-41 contains aluminum.
(4) The amount of the compound represented by the formula (II) is 1 to 20 mol per 1 mol of the lactone compound represented by the formula (I), according to any one of the above (1) to (3) Production method.
(5) The production method according to any one of (1) to (4), wherein R 2 in formulas (II), (III), and (IV) is a hydrogen atom.
(6) The production method according to any one of (1) to (5), wherein the lactone compound represented by the formula (I) is γ-butyrolactone or ε-caprolactone.
(7) The manufacturing method in any one of said (1)-(6) which performs the said reaction at 200-600 degreeC.

本発明によれば、ラクトン化合物(I)を良好な転化率で転化して、ラクタム化合物(III)及び/又はアミド化合物(IV)を良好な選択率で製造することができる。   According to the present invention, the lactone compound (I) can be converted at a good conversion rate, and the lactam compound (III) and / or the amide compound (IV) can be produced with a good selectivity.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明では、式(I)   Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, the formula (I)

Figure 2013095700
(式中、Rは、炭素数3〜7のアルキレン基を表す。)
で示されるラクトン化合物〔ラクトン化合物(I)〕と、式(II)
Figure 2013095700
(In the formula, R 1 represents an alkylene group having 3 to 7 carbon atoms.)
A lactone compound [lactone compound (I)] represented by formula (II)

Figure 2013095700
(式中、Rは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はヒドロキシアルキル基を表す。)
で示される化合物〔アンモニア又はアミン化合物(II)〕とを、水及びメソポーラスシリカの存在下に反応させる。
Figure 2013095700
(Wherein R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydroxyalkyl group.)
[Ammonia or amine compound (II)] is reacted in the presence of water and mesoporous silica.

式(I)中、炭素数3〜7のアルキレン基としては、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基が挙げられる。ラクトン化合物(I)としては、例えば、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、ζ−エナントラクトン、η−カプリロラクトン等が挙げられ、中でも、γ−ブチロラクトン又はε−カプロラクトンを原料とする場合に、本発明の方法は有利に採用される。   In formula (I), examples of the alkylene group having 3 to 7 carbon atoms include a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, and a heptylene group. Examples of the lactone compound (I) include γ-butyrolactone, δ-valerolactone, ε-caprolactone, ζ-enanthlactone, η-caprolactone, etc. Among them, γ-butyrolactone or ε-caprolactone is used as a raw material. In this case, the method of the present invention is advantageously employed.

式(II)中、アルキル基としては、炭素数が1〜8のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、n−ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、炭素数が2〜6のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、2−メチルアリル基、イソプロペニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−メチル−1−プロペニル基、1−メチル−2−プロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、2−メチル−2−プロペニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−メチル−1−ブテニル基、2−メチル−1−ブテニル基、3−メチル−1−ブテニル基、1−メチル−2−ブテニル基、2−メチル−2−ブテニル基、3−メチル−2−ブテニル基、2−メチル−3−ブテニル基、2−メチル−2−ペンテニル基、3−メチル−2−ペンテニル基等が挙げられる。シクロアルキル基としては、炭素数が3〜6のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、フェナントリル基、トリル基、キシリル基等が挙げられる。アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、3−フェニルプロピル基、ベンズヒドリル基、トリチル基、トリフェニルエチル基、(1−ナフチル)メチル基、(2−ナフチル)メチル基等が挙げられる。ヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシイソブチル基等が挙げられる。本発明の方法において、アンモニア又はアミン化合物(II)としては、中でも、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、n−オクチルアミン、ビニルアミン、エタノールアミンが好ましく、アンモニア、メチルアミンがより好ましく、アンモニアがさらに好ましい。   In the formula (II), the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, s-butyl. Group, t-butyl group, n-pentyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, n-hexyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, n-heptyl group, n-octyl group, etc. Can be mentioned. The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, such as vinyl group, allyl group, 2-methylallyl group, isopropenyl group, 1-propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3 -Butenyl group, 1-methyl-1-propenyl group, 1-methyl-2-propenyl group, 2-methyl-1-propenyl group, 2-methyl-2-propenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group, 1-methyl-1-butenyl group, 2-methyl-1-butenyl group, 3-methyl-1-butenyl group, 1-methyl-2-butenyl group, 2-methyl- Examples include 2-butenyl group, 3-methyl-2-butenyl group, 2-methyl-3-butenyl group, 2-methyl-2-pentenyl group, 3-methyl-2-pentenyl group and the like. The cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthranyl group, a phenanthryl group, a tolyl group, and a xylyl group. Examples of the aralkyl group include benzyl group, phenethyl group, 3-phenylpropyl group, benzhydryl group, trityl group, triphenylethyl group, (1-naphthyl) methyl group, (2-naphthyl) methyl group and the like. Examples of the hydroxyalkyl group include a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, a hydroxyisobutyl group, and the like. In the method of the present invention, as ammonia or amine compound (II), among them, ammonia, methylamine, ethylamine, n-propylamine, n-octylamine, vinylamine, and ethanolamine are preferable, and ammonia and methylamine are more preferable. Ammonia is more preferred.

アンモニア又はアミン化合物(II)の使用量は、ラクトン化合物(I)1モルに対して、1〜20モルが好ましく、1〜10モルがより好ましい。   1-20 mol is preferable with respect to 1 mol of lactone compounds (I), and, as for the usage-amount of ammonia or amine compound (II), 1-10 mol is more preferable.

本発明では、水の存在下に反応を行うことにより、前記反応を円滑に進行させることができる。水の使用量は、ラクトン化合物(I)1モルに対して、0.1〜10モルが好ましく、0.5〜5モルがより好ましい。   In the present invention, the reaction can proceed smoothly by carrying out the reaction in the presence of water. 0.1-10 mol is preferable with respect to 1 mol of lactone compounds (I), and, as for the usage-amount of water, 0.5-5 mol is more preferable.

本発明では、メソポーラスシリカを触媒として使用することにより、前記反応を円滑に進行させることができる。メソポーラスシリカとしては、通常2〜50nmのほぼ均一な大きさの細孔を有する、所謂メソポーラス構造を有するものであることができ、その表面積は通常600〜1500m/g程度である。かかるメソポーラスシリカの種類として、例えば、MCM−41、MCM−48、FSM−16、SBA−3、HMS、MSU−X、SBA−12、SBA−15、SBA−16等が挙げられる。これらの中でも、ラクトン化合物(I)を良好な転化率で転化して、ラクタム化合物(III)及び/又はアミド化合物(IV)を良好な選択率で製造できる点で、MCM−41が好ましい。尚、メソポーラス構造の有無は、透過型電子顕微鏡による観察や、窒素吸着測定における細孔分布、またはXRD(X線回折)測定における2θ=0.2〜4.0°のピークの有無等の分析で確認することができる。 In the present invention, by using mesoporous silica as a catalyst, the reaction can proceed smoothly. The mesoporous silica can have a so-called mesoporous structure having pores of almost uniform size of usually 2 to 50 nm, and the surface area is usually about 600 to 1500 m 2 / g. Examples of such mesoporous silica include MCM-41, MCM-48, FSM-16, SBA-3, HMS, MSU-X, SBA-12, SBA-15, SBA-16 and the like. Among these, MCM-41 is preferable in that the lactone compound (I) can be converted at a good conversion rate to produce the lactam compound (III) and / or the amide compound (IV) with a good selectivity. The presence or absence of a mesoporous structure is analyzed by observation with a transmission electron microscope, pore distribution in nitrogen adsorption measurement, or presence or absence of a peak at 2θ = 0.2 to 4.0 ° in XRD (X-ray diffraction) measurement. Can be confirmed.

前記メソポーラスシリカは、該メソポーラスシリカを構成する元素としてケイ素及び酸素を含むものであるが、ケイ素及び酸素以外の元素が含まれてもよく、例えば、実質的にケイ素と酸素から骨格が構成されるメソポーラスシリカであってもよいし、骨格を構成する元素としてさらに他の元素を含むメソポーラスメタロシリケートであってもよいし、細孔中に他の元素が組み込まれたメソポーラスシリカであってもよいし、メソポーラスシリカ表面に他の元素が担持されていてもよい。該メソポーラスシリカに含まれうる、ケイ素及び酸素以外の元素としては、アルミニウム、ホウ素、ガリウム、鉄、クロム、ニッケル等が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上が含まれていてもよい。これらの中でも、アルミニウムが好ましい。本発明の方法においては、ラクトン化合物(I)を良好な転化率で転化して、ラクタム化合物(III)及び/又はアミド化合物(IV)を良好な選択率で製造できる点で、骨格を構成する元素としてアルミニウムを含むメソポーラスシリケート(メソポーラスアルミノシリケート)を触媒として使用するのが好ましく、骨格を構成する元素としてアルミニウムを含むMCM−41を触媒として使用するのがより好ましい。骨格を構成する元素としてアルミニウムを含むMCM−41を触媒として使用する場合、該MCM−41に含まれるケイ素の含有量は、アルミニウムに対する原子比(Si/Al)で表わして、5〜500であるのが好ましい。   The mesoporous silica contains silicon and oxygen as elements constituting the mesoporous silica, but may contain elements other than silicon and oxygen. For example, mesoporous silica substantially composed of silicon and oxygen has a skeleton. It may be a mesoporous metallosilicate that further contains other elements as elements constituting the skeleton, mesoporous silica in which other elements are incorporated in the pores, or mesoporous Other elements may be supported on the silica surface. Examples of elements other than silicon and oxygen that can be contained in the mesoporous silica include aluminum, boron, gallium, iron, chromium, nickel, and the like, and two or more of them may be contained as necessary. Among these, aluminum is preferable. In the method of the present invention, the skeleton is constituted in that the lactone compound (I) can be converted at a good conversion rate to produce the lactam compound (III) and / or the amide compound (IV) with a good selectivity. Mesoporous silicate containing aluminum as an element (mesoporous aluminosilicate) is preferably used as a catalyst, and MCM-41 containing aluminum as an element constituting the skeleton is more preferably used as a catalyst. When MCM-41 containing aluminum as an element constituting the skeleton is used as a catalyst, the content of silicon contained in MCM-41 is 5 to 500 in terms of atomic ratio (Si / Al) to aluminum. Is preferred.

前記メソポーラスシリカの調製法は、特に制限はなく、公知の方法を適宜採用することができるが、例えば、ケイ素化合物と、構造規定剤と、水とを混合し、生じた結晶から構造規定剤を除去する方法が挙げられる。ケイ素及び酸素以外の元素を含むメソポーラスシリカの調製は、ケイ素及び酸素以外の元素を含む化合物、ケイ素化合物、構造規定剤及び水を混合し、生じた結晶から構造規定剤を除去することにより行ってもよいし、ケイ素化合物、構造規定剤及び水を混合し、生じた結晶から構造規定剤を除去した後、ケイ素及び酸素以外の元素の担持を行うことにより行ってもよいし、ケイ素化合物、構造規定剤及び水を混合し、生じた結晶にケイ素及び酸素以外の元素を担持した後、構造規定剤を除去することにより行ってもよい。   The method for preparing the mesoporous silica is not particularly limited, and a known method can be appropriately employed. The method of removing is mentioned. Preparation of mesoporous silica containing an element other than silicon and oxygen is performed by mixing a compound containing an element other than silicon and oxygen, a silicon compound, a structure directing agent and water, and removing the structure directing agent from the resulting crystal. Alternatively, it may be carried out by mixing a silicon compound, a structure directing agent and water, removing the structure directing agent from the resulting crystal, and then supporting elements other than silicon and oxygen, A structure-directing agent and water may be mixed, and after the elements other than silicon and oxygen are supported on the resulting crystal, the structure-directing agent may be removed.

ケイ素化合物としては、例えば、コロイダルシリカ、シリカゲル、フュームドシリカ等の非晶質シリカ;珪酸ナトリウム、珪酸カリウム等の珪酸アルカリ;テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシラン等が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いることもできる。   Examples of the silicon compound include amorphous silica such as colloidal silica, silica gel, and fumed silica; alkali silicates such as sodium silicate and potassium silicate; tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane, and the like. Depending on the situation, two or more of them can be used.

構造規定剤は、メソポーラス構造の形成に利用される有機化合物を意味する。構造規定剤の種類や分子形状によって、メソポーラス構造や細孔径を制御することができる(ゼオライトの科学と工学、講談社サイエンティフィク、2000年、p.13−23参照)。例えば、MCM−41型のメソポーラスシリカを調製する場合には、ネイチャー(Nature)、(米国)、1992年、第359巻、p.710−712に記載されているように、構造規定剤として長鎖アルキルアンモニウム塩〔C2n+1(CH 。式中、nは整数を表す。〕が選択され、MCM−48型のメソポーラスシリカを調製する場合には、ミクロポーラス・アンド・メソポーラス・マテリアルズ(Microporous and Mesoporous Materials)、(オランダ)、2001年、第44巻、p.9−16に記載されているように、構造規定剤として長鎖アルキルアンモニウム塩〔C2n+1(CH 。式中、nは整数を表す。〕が選択され、FSM−16型のメソポーラスシリカを調製するには、ビュレティン・オブ・ザ・ケミカル・ソサイエティー・オブ・ジャパン(Bulletin of the Chemical Society of Japan)、(日本)、1996年、第69巻、p.1449−1457に記載されているように、原料として層状ケイ素化合物が、構造規定剤としてヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリドの如き四級アンモニウム塩が、それぞれ使用され、SBA−3型のメソポーラスシリカを調製する際には、キャタリシス・コミュニケーションズ(Catalysis Communications)、(オランダ)、2008年、第9巻、第13号、p.2287−2290に記載されているように、構造規定剤としてジェミニ界面活性剤〔C2n+1(CH(CH(CH2m+1 。式中、n、s、mは整数を表す。〕が選択され、HMS型のメソポーラスシリカを調製する際には、アプライド・キャタリシス・A:ジェネラル(Applied Catalysis A: General)、(オランダ)、2008年、第347巻、p.133−141に記載されているように、構造規定剤として長鎖アルキルアミン〔C2n+1NH 。式中、nは整数を表す。〕が選択され、MSU−X型のメソポーラスシリカを調製する際には、ミクロポーラス・アンド・メソポーラス・マテリアルズ(Microporous and Mesoporous Materials)、(オランダ)、2008年、第109巻、p.199−209に記載されているように、構造規定剤としてオレイル デカオキシエチレン(Oleyl decaoxyethylene)が選択され、SBA−12型のメソポーラスシリカを調製する際には、ジャーナル・オブ・フィジカル・ケミストリー・B(Journal of Physical Chemistry B)、(米国)アメリカ、2002年、第106巻、p.3118−3123に記載されているように、構造規定剤としてポリエチレンオキシドが選択され、SBA−15型のメソポーラスシリカを調製する際には、サイエンス(Science)、(米国)、第279巻、p.548−552や、ミクロポーラス・アンド・メソポーラス・マテリアルズ(Microporous and Mesoporous Materials)、(オランダ)、2006年、第91巻、p.156−160に記載されているように、構造規定剤としてトリブロックコポリマー(ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシド−ポリエチレンオキシド共重合体)が使用され、SBA−16型のメソポーラスシリカを調製する際には、ミクロポーラス・アンド・メソポーラス・マテリアルズ(Microporous and Mesoporous Materials)、(オランダ)、2007年、第105巻、p.15−23に記載されているように、構造規定剤としてトリブロックコポリマー(ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシド−ポリエチレンオキシド共重合体)が選択され、SBA−16型のメソポーラスシリカを調製する際には、ミクロポーラス・アンド・メソポーラス・マテリアルズ(Microporous and Mesoporous Materials)、(オランダ)、2007年、第105巻、p.15−23に記載されているように、構造規定剤としてトリブロックコポリマー(ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシド−ポリエチレンオキシド共重合体)が選択される。 The structure directing agent means an organic compound used for forming a mesoporous structure. The mesoporous structure and pore size can be controlled by the type and molecular shape of the structure directing agent (see Zeolite Science and Engineering, Kodansha Scientific, 2000, p. 13-23). For example, when preparing MCM-41 type mesoporous silica, Nature, (USA), 1992, Vol. 359, p. As described in 710-712, a long-chain alkyl ammonium salt [C n H 2n + 1 N + (CH 3 ) 3 as a structure-directing agent. In the formula, n represents an integer. In the case of preparing MCM-48 type mesoporous silica, Microporous and Mesoporous Materials, (Netherlands), 2001, vol. 44, p. As described in 9-16, a long-chain alkyl ammonium salt [C n H 2n + 1 N + (CH 3 ) 3 as a structure-directing agent. In the formula, n represents an integer. In order to prepare FSM-16 type mesoporous silica, Bulletin of the Chemical Society of Japan, (Japan), 1996, 69th Volume, p. In the preparation of SBA-3 type mesoporous silica, a layered silicon compound is used as a raw material and a quaternary ammonium salt such as hexadecyltrimethylammonium chloride is used as a structure-directing agent as described in 1449-1457. Catalysis Communications (Netherlands), 2008, Vol. 9, No. 13, p. As described in 2287-2290, gemini surfactant as a structure-directing agent [C n H 2n + 1 (CH 3) 2 N + (CH 2) s N + (CH 3) 2 C m H 2m + 1. In the formula, n, s, and m represent integers. In the preparation of HMS type mesoporous silica, Applied Catalysis A: General (Netherlands), 2008, Vol. 347, p. 133-141, long chain alkylamines [C n H 2n + 1 NH 2 as structure directing agents. In the formula, n represents an integer. In the preparation of MSU-X type mesoporous silica, Microporous and Mesoporous Materials, (Netherlands), 2008, Vol. 109, p. As described in 199-209, when oleyl decaoxyethylene is selected as the structure-directing agent, and when preparing SBA-12 type mesoporous silica, Journal of Physical Chemistry B (Journal of Physical Chemistry B), (USA) USA, 2002, 106, p. As described in 3118-3123, polyethylene oxide is selected as the structure-directing agent, and when preparing SBA-15 type mesoporous silica, Science, (USA), Vol. 279, p. 548-552, Microporous and Mesoporous Materials, (Netherlands), 2006, Vol. 91, p. In the preparation of SBA-16 type mesoporous silica, a triblock copolymer (polyethylene oxide-polypropylene oxide-polyethylene oxide copolymer) is used as a structure-directing agent as described in 156-160. Porous and Mesoporous Materials (Netherlands), 2007, vol. 105, p. As described in 15-23, a triblock copolymer (polyethylene oxide-polypropylene oxide-polyethylene oxide copolymer) is selected as the structure directing agent, and when preparing SBA-16 type mesoporous silica, Porous and Mesoporous Materials (Netherlands), 2007, vol. 105, p. As described in 15-23, a triblock copolymer (polyethylene oxide-polypropylene oxide-polyethylene oxide copolymer) is selected as the structure directing agent.

上述した構造規定剤において、中でも、長鎖アルキルアンモニウム塩が好ましい。前記長鎖アルキルアンモニウム塩としては、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド等が挙げられる。   Of the above structure-directing agents, long-chain alkylammonium salts are preferred. Examples of the long-chain alkylammonium salt include dodecyltrimethylammonium chloride, dodecyltrimethylammonium bromide, hexadecyltrimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium bromide and the like.

構造規定剤の使用量は、ケイ素化合物1モルに対し、通常0.05〜1.0モル、好ましくは0.10〜0.50モルである。   The amount of the structure-directing agent to be used is generally 0.05 to 1.0 mol, preferably 0.10 to 0.50 mol, per 1 mol of the silicon compound.

メソポーラスシリカの調製時における水の使用量は、ケイ素化合物1モルに対し、通常5〜200モル、好ましくは20〜100モルである。混合温度は、通常20〜200℃、好ましくは20〜150℃であり、混合時の圧力は、常圧下、加圧下、減圧下のいずれでもよく、適宜設定される。また、混合時間は、通常0.1〜400時間、好ましくは1〜200時間である。   The amount of water used in the preparation of mesoporous silica is usually 5 to 200 mol, preferably 20 to 100 mol, per 1 mol of the silicon compound. The mixing temperature is usually 20 to 200 ° C., preferably 20 to 150 ° C. The pressure at the time of mixing may be any of normal pressure, increased pressure, and reduced pressure, and is appropriately set. The mixing time is usually 0.1 to 400 hours, preferably 1 to 200 hours.

混合後に得られる結晶を含む懸濁液からの結晶の回収は、例えば、該懸濁液を濾過し、濾残を乾燥することにより行うことができる。尚、該乾燥の前に、必要に応じて洗浄処理を行ってもよい。かかる乾燥は、通常、空気雰囲気下で行われ、乾燥温度は40〜120℃程度であり、乾燥時間は2〜24時間程度である。乾燥は、通常、常圧下で行われるが、減圧下で行ってもよい。また、噴霧乾燥により乾燥させ、成形体として結晶を回収してもよい。   Crystals can be recovered from the suspension containing the crystals obtained after mixing, for example, by filtering the suspension and drying the residue. In addition, you may perform a washing | cleaning process as needed before this drying. Such drying is usually performed in an air atmosphere, the drying temperature is about 40 to 120 ° C., and the drying time is about 2 to 24 hours. Drying is usually performed under normal pressure, but may be performed under reduced pressure. Further, it may be dried by spray drying, and the crystals may be recovered as a molded body.

結晶からの構造規定剤の除去は、結晶をトルエン、メタノール、エタノール、アセトン等の有機溶媒で洗浄することにより行ってもよいし、塩酸(塩化水素の水溶液)、硫酸水溶液、硝酸水溶液等の酸性水溶液で洗浄することにより行ってもよいし、200〜800℃で熱処理することにより行ってもよい。これらは、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。中でも、200〜800℃で熱処理することにより、結晶から構造規定剤を除去するのが好ましい。前記熱処理は、酸素含有ガスの雰囲気下で行ってもよいし、窒素等の不活性ガスの雰囲気下で行ってもよい。また、該熱処理は、酸素含有ガス又は不活性ガスの雰囲気下、多段階で行ってもよい。   Removal of the structure-directing agent from the crystal may be performed by washing the crystal with an organic solvent such as toluene, methanol, ethanol, acetone, etc., or acidity such as hydrochloric acid (aqueous hydrogen chloride solution), sulfuric acid aqueous solution, nitric acid aqueous solution, etc. You may carry out by wash | cleaning with aqueous solution, and you may carry out by heat-processing at 200-800 degreeC. Any one of these may be employed, or two or more may be employed in combination. Among these, it is preferable to remove the structure-directing agent from the crystals by heat treatment at 200 to 800 ° C. The heat treatment may be performed in an oxygen-containing gas atmosphere or an inert gas atmosphere such as nitrogen. Further, the heat treatment may be performed in multiple stages in an atmosphere of an oxygen-containing gas or an inert gas.

水及びメソポーラスシリカの存在下におけるラクトン化合物(I)とアンモニア又はアミン化合物(II)との反応は、回分式で行ってもよく、半回分式で行ってもよく、連続式で行ってもよいが、生産性及び操作性の点から、連続式で行うのが好ましい。該反応における反応温度は、200〜600℃が好ましく、300〜500℃がより好ましい。反応圧力は、通常0.1〜1MPaである。該反応を連続式で行う場合、気相条件下に固定床形式又は流動床形式で好適に行うことができ、原料のラクトン化合物(I)の供給速度は、触媒1kgあたりの供給速度(kg/h)、すなわち空間速度WHSV(h−1)として、通常1〜50h−1、好ましくは2〜10h−1である。該反応を連続式で行う場合、窒素、アルゴン、二酸化炭素等の不活性ガスを原料とともに供給してもよい。 The reaction of the lactone compound (I) with ammonia or the amine compound (II) in the presence of water and mesoporous silica may be performed in a batch system, a semi-batch system, or a continuous system. However, it is preferable to carry out by a continuous type from the point of productivity and operativity. 200-600 degreeC is preferable and, as for the reaction temperature in this reaction, 300-500 degreeC is more preferable. The reaction pressure is usually 0.1 to 1 MPa. When the reaction is carried out continuously, it can be suitably carried out in a fixed bed type or a fluidized bed type under gas phase conditions. The feed rate of the lactone compound (I) as a raw material is the feed rate per kg of catalyst (kg / kg). h), that is, as the space velocity WHSV (h -1), usually 1~50h -1, preferably 2~10h -1. When the reaction is carried out continuously, an inert gas such as nitrogen, argon or carbon dioxide may be supplied together with the raw material.

かくして、式(III)   Thus, the formula (III)

Figure 2013095700
(式中、R及びRは、前記と同じ意味を表す。)
で示されるラクタム化合物〔ラクタム化合物(III)〕及び/又は式(IV)
Figure 2013095700
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
A lactam compound [lactam compound (III)] and / or formula (IV)

Figure 2013095700
(式中、R及びRは、前記と同じ意味を表す。)
で示されるアミド化合物〔アミド化合物(IV)〕を含む反応混合物を得ることができる。反応後の後処理操作については適宜選択されるが、例えば、適宜濾過やデカンテーション等により反応混合物からメソポーラスシリカを分離した後、抽出、蒸留、晶析等の操作を行うことにより、ラクタム化合物(III)及び/又はアミド化合物(IV)を分離することができる。アミド化合物(IV)は、公知の方法、例えば、特開2003−321427号公報に記載された方法等によって、分子内脱水縮合反応させることにより、ラクタム化合物(III)に変換することができる。ゆえに、アミド化合物(IV)は、ラクタム化合物(III)の製造における中間体として有用である。
Figure 2013095700
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
A reaction mixture containing the amide compound [amide compound (IV)] represented by formula (1) can be obtained. The post-treatment operation after the reaction is appropriately selected. For example, the mesoporous silica is appropriately separated from the reaction mixture by filtration, decantation, etc., and then subjected to operations such as extraction, distillation, crystallization, etc. III) and / or the amide compound (IV) can be separated. The amide compound (IV) can be converted to the lactam compound (III) by an intramolecular dehydration condensation reaction by a known method, for example, a method described in JP-A No. 2003-321427. Therefore, the amide compound (IV) is useful as an intermediate in the production of the lactam compound (III).

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、ラクトン化合物(I)の空間速度WHSV(h−1)は、ラクトン化合物(I)の供給速度(g/h)を触媒重量(g)で除することにより算出した。また、ラクトン化合物(I)、ラクタム化合物(III)及びアミド化合物(IV)の分析はガスクロマトグラフィーにより行い、ラクトン化合物(I)の転化率、ラクタム化合物(III)の選択率及びアミド化合物(IV)の選択率は、供給したラクトン化合物(I)のモル数をa、未反応のラクトン化合物(I)のモル数をb、生成したラクタム化合物(III)のモル数をc、生成したアミド化合物(IV)のモル数をdとして、それぞれ以下の式により算出した。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto. The space velocity WHSV (h −1 ) of the lactone compound (I) was calculated by dividing the supply rate (g / h) of the lactone compound (I) by the catalyst weight (g). The lactone compound (I), the lactam compound (III) and the amide compound (IV) are analyzed by gas chromatography. The conversion of the lactone compound (I), the selectivity of the lactam compound (III), and the amide compound (IV ), The number of moles of the supplied lactone compound (I) is a, the number of moles of the unreacted lactone compound (I) is b, the number of moles of the produced lactam compound (III) is c, and the produced amide compound is The number of moles of (IV) was calculated as d, respectively, using the following formula.

・ラクトン化合物(I)の転化率(%)=[(a−b)/a]×100
・ラクタム化合物(III)の選択率(%)=[c/(a−b)]×100
・アミド化合物(IV)の選択率(%)=[d/(a−b)]×100
Conversion of lactone compound (I) (%) = [(ab) / a] × 100
-Selectivity (%) of lactam compound (III) = [c / (a−b)] × 100
-Selectivity (%) of amide compound (IV) = [d / (ab)] × 100

実施例1
(a)<MCM−41型メソポーラスシリカの製造>
ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド(東京化成工業株式会社製)21.6g(0.059モル)とイオン交換水215.4gとを混合し強く撹拌した。得られた混合液に、撹拌下、コロイダルシリカ(日産化学工業株式会社製のスノーテックス20、シリカ(SiO)含有量21重量%、アルミニウム含有量0.032重量%)127.6gと、4.2重量%水酸化ナトリウム水溶液113.2gとを交互に少量ずつ滴下し、全量滴下後、得られた混合液を40℃で2時間撹拌した。撹拌後の混合液のpHは11.8であった。この混合液をステンレス製オートクレーブに入れ、静置条件下、140℃で48時間水熱処理した。得られたスラリーを濾過し、濾残を2Lのイオン交換水で洗浄した後、80℃にて一晩乾燥し、乾燥物を得た。得られた乾燥物5gをイオン交換水50gに分散させ、得られたスラリーに、pHが6〜7に安定するまで7.3重量%塩酸を少量ずつ加えた後、80℃で20時間静置した。静置後のスラリーを濾過し、濾残を500mLのイオン交換水で洗浄した後、80℃にて一晩乾燥し、白色の結晶を得た。得られた結晶を乳鉢で粉砕し、磁性皿に薄く広げ、空気雰囲気下に600℃で6時間熱処理し、MCM−41型メソポーラスシリカ触媒(A)を得た。得られた触媒(A)をICP発光分析により分析したところ、アルミニウムに対するケイ素の原子比(Si/Al)は250であった。
Example 1
(A) <Production of MCM-41 type mesoporous silica>
21.6 g (0.059 mol) of hexadecyltrimethylammonium bromide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 215.4 g of ion-exchanged water were mixed and stirred vigorously. Under stirring, colloidal silica (Nissan Chemical Industry Co., Ltd. Snowtex 20, silica (SiO 2 ) content 21 wt%, aluminum content 0.032 wt%) 127.6 g and 4 Then, 113.2 g of a 2 wt% aqueous sodium hydroxide solution was alternately added dropwise in small portions, and after the entire amount was added dropwise, the resulting mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours. The pH of the mixed solution after stirring was 11.8. This mixed solution was placed in a stainless steel autoclave and hydrothermally treated at 140 ° C. for 48 hours under stationary conditions. The obtained slurry was filtered, and the residue was washed with 2 L of ion exchange water and then dried at 80 ° C. overnight to obtain a dried product. 5 g of the obtained dried product was dispersed in 50 g of ion-exchanged water, and 7.3% by weight of hydrochloric acid was added little by little until the pH was stabilized at 6 to 7, and then allowed to stand at 80 ° C. for 20 hours. did. The slurry after standing was filtered, and the residue was washed with 500 mL of ion-exchanged water and then dried at 80 ° C. overnight to obtain white crystals. The obtained crystals were pulverized in a mortar, spread thinly on a magnetic dish, and heat-treated at 600 ° C. for 6 hours in an air atmosphere to obtain an MCM-41 type mesoporous silica catalyst (A). When the obtained catalyst (A) was analyzed by ICP emission analysis, the atomic ratio of silicon to aluminum (Si / Al) was 250.

(b)<ε−カプロラクタム〔式(III)中、Rがペンチレン基であり、Rが水素原子である化合物〕及び6−ヒドロキシヘキサンアミド〔式(IV)中、Rがペンチレン基であり、Rが水素原子である化合物〕の製造>
前記(a)で得られた触媒(A)0.375gを、内径12mmの石英ガラス製反応管中に充填して触媒層を形成させ、窒素4.2L/hの流通下、350℃にて2時間予熱処理した。次いで、触媒層の温度を300℃に下げた後、窒素2.43L/hの流通下、ε−カプロラクトン〔式(I)中、Rがペンチレン基である化合物〕/水/アンモニア〔式(II)中、Rが水素原子である化合物〕=1.9/1/5.6(モル比)の混合物を1.17L/h(ε−カプロラクトンのWHSV=3.6h−1)の供給速度で反応管に供給し、反応を行った。反応開始から0時間後〜1時間後の反応ガスを捕集し、ガスクロマトグラフィーにより分析した。ε−カプロラクトンの転化率は17.7%であり、ε−カプロラクタムの選択率は4.5%、6−ヒドロキシヘキサンアミドの選択率は74.7%であった(合計選択率79.2%)。
(B) <ε-caprolactam [in the formula (III), R 1 is a pentylene group, R 2 is a hydrogen atom] and 6-hydroxyhexanamide [in the formula (IV), R 1 is a pentylene group. A compound in which R 2 is a hydrogen atom]
A catalyst layer is formed by filling 0.375 g of the catalyst (A) obtained in (a) above into a reaction tube made of quartz glass having an inner diameter of 12 mm, and at 350 ° C. under a flow of 4.2 L / h of nitrogen. Pre-heated for 2 hours. Subsequently, after the temperature of the catalyst layer was lowered to 300 ° C., ε-caprolactone [compound in which R 1 is a pentylene group in the formula (I)] / water / ammonia [formula (2.43 L / h) Compound in which R 2 is a hydrogen atom in II)] = 1.9 / 1 / 5.6 (molar ratio) of 1.17 L / h (ε-caprolactone WHSV = 3.6 h −1 ) The reaction was carried out by supplying the reaction tube at a speed. The reaction gas from 0 hour to 1 hour after the start of the reaction was collected and analyzed by gas chromatography. The conversion rate of ε-caprolactone was 17.7%, the selectivity of ε-caprolactam was 4.5%, and the selectivity of 6-hydroxyhexanamide was 74.7% (total selectivity 79.2%). ).

実施例2
<ε−カプロラクタム及び6−ヒドロキシヘキサンアミドの製造>
実施例1(a)で得られた触媒(A)0.375gを、内径12mmの石英ガラス製反応管中に充填して触媒層を形成させ、4.2L/hの流通下、350℃にて2時間予熱処理した。次いで、触媒層の温度を300℃に下げた後、窒素1.97L/hの流通下、ε−カプロラクトン/水/アンモニア=1.9/1/9.3(モル比)の混合物を1.69L/h(ε−カプロラクトンのWHSV=3.6h−1)の供給速度で反応管に供給し、反応を行った。反応開始から0時間後〜1時間後の反応ガスを捕集し、ガスクロマトグラフィーにより分析した。ε−カプロラクトンの転化率は33.1%であり、ε−カプロラクタムの選択率は3.3%、6−ヒドロキシヘキサンアミドの選択率は81.7%であった(合計選択率85.0%)。
Example 2
<Production of ε-caprolactam and 6-hydroxyhexanamide>
A catalyst layer is formed by filling 0.375 g of the catalyst (A) obtained in Example 1 (a) into a quartz glass reaction tube having an inner diameter of 12 mm, and the temperature is set to 350 ° C. under a flow rate of 4.2 L / h. For 2 hours. Next, after the temperature of the catalyst layer was lowered to 300 ° C., a mixture of ε-caprolactone / water / ammonia = 1.9 / 1 / 9.3 (molar ratio) was added under a flow of 1.97 L / h of nitrogen. The reaction was carried out by supplying the reaction tube at a feed rate of 69 L / h (WHSV of ε-caprolactone = 3.6 h −1 ). The reaction gas from 0 hour to 1 hour after the start of the reaction was collected and analyzed by gas chromatography. The conversion of ε-caprolactone was 33.1%, the selectivity of ε-caprolactam was 3.3%, and the selectivity of 6-hydroxyhexanamide was 81.7% (total selectivity 85.0% ).

比較例1
触媒(A)に代えて、H−ZSM−5[PQコーポレーション社製、アルミニウムに対するケイ素の原子比(Si/Al)=140]を使用した以外は、実施例1(b)と同様に反応を行った。ε−カプロラクトンの転化率は13.3%であり、ε−カプロラクタムの選択率は16.5%、6−ヒドロキシヘキサンアミドの選択率は31.6%であった(合計選択率48.1%)。
Comparative Example 1
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 (b) except that H-ZSM-5 [manufactured by PQ Corporation, atomic ratio of silicon to aluminum (Si / Al) = 140] was used instead of catalyst (A). went. The conversion rate of ε-caprolactone was 13.3%, the selectivity of ε-caprolactam was 16.5%, and the selectivity of 6-hydroxyhexanamide was 31.6% (total selectivity 48.1% ).

実施例3
<2−ピロリドン〔式(III)中、Rがプロピレン基であり、Rが水素原子である化合物〕及び4−ヒドロキシブタンアミド〔式(IV)中、Rがプロピレン基であり、Rが水素原子である化合物〕の製造>
実施例1(a)で得られた触媒(A)0.375gを、内径12mmの石英ガラス製反応管中に充填して触媒層を形成させ、4.2L/hの流通下、350℃にて2時間予熱処理した。次いで、触媒層の温度を300℃に下げた後、窒素3.0L/hの流通下、γ−ブチロラクトン〔式(I)中、Rがプロピレン基である化合物〕/水/アンモニア=2.5/1/2.5(モル比)の混合物を0.65L/h(γ−ブチロラクトンのWHSV=2.4h−1)の供給速度で反応管に供給し、反応を行った。反応開始から0時間後〜1時間後の反応ガスを捕集し、ガスクロマトグラフィーにより分析した。γ−ブチロラクトンの転化率は48.1%であり、2−ピロリドンの選択率は4.6%、4−ヒドロキシブタンアミドの選択率は77.3%であった(合計選択率81.9%)。
Example 3
<2-pyrrolidone [in the formula (III), R 1 is a propylene group, R 2 is a hydrogen atom] and 4-hydroxybutanamide [in the formula (IV), R 1 is a propylene group, R Compound in which 2 is a hydrogen atom]
A catalyst layer is formed by filling 0.375 g of the catalyst (A) obtained in Example 1 (a) into a quartz glass reaction tube having an inner diameter of 12 mm, and the temperature is set to 350 ° C. under a flow rate of 4.2 L / h. For 2 hours. Next, after the temperature of the catalyst layer was lowered to 300 ° C., γ-butyrolactone [compound in which R 1 is a propylene group in formula (I)] / water / ammonia = 2. The mixture of 5/1 / 2.5 (molar ratio) was supplied to the reaction tube at a supply rate of 0.65 L / h (WHSV of γ-butyrolactone = 2.4 h −1 ) to carry out the reaction. The reaction gas from 0 hour to 1 hour after the start of the reaction was collected and analyzed by gas chromatography. The conversion of γ-butyrolactone was 48.1%, the selectivity for 2-pyrrolidone was 4.6%, and the selectivity for 4-hydroxybutanamide was 77.3% (total selectivity 81.9%). ).

比較例2
触媒(A)に代えて、H−ZSM−5[PQコーポレーション社製、アルミニウムに対するケイ素の原子比(Si/Al)=40]を使用した以外は、実施例3と同様に反応を行った。γ−ブチロラクトンの転化率は26.7%であり、2−ピロリドンの選択率は46.1%、4−ヒドロキシブタンアミドの選択率は34.0%であった(合計選択率80.1%)。
Comparative Example 2
The reaction was performed in the same manner as in Example 3 except that H-ZSM-5 [manufactured by PQ Corporation, atomic ratio of silicon to aluminum (Si / Al) = 40] was used instead of the catalyst (A). The conversion of γ-butyrolactone was 26.7%, the selectivity for 2-pyrrolidone was 46.1%, and the selectivity for 4-hydroxybutanamide was 34.0% (total selectivity 80.1% ).

Claims (7)

式(I)
Figure 2013095700
(式中、Rは、炭素数3〜7のアルキレン基を表す。)
で示されるラクトン化合物と、式(II)
Figure 2013095700
(式中、Rは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はヒドロキシアルキル基を表す。)
で示される化合物とを、水及びメソポーラスシリカの存在下に反応させることを特徴とする式(III)
Figure 2013095700
(式中、R及びRは、前記と同じ意味を表す。)
で示されるラクタム化合物及び/又は式(IV)
Figure 2013095700
(式中、R及びRは、前記と同じ意味を表す。)
で示されるアミド化合物の製造方法。
Formula (I)
Figure 2013095700
(In the formula, R 1 represents an alkylene group having 3 to 7 carbon atoms.)
A lactone compound represented by formula (II)
Figure 2013095700
(Wherein R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydroxyalkyl group.)
The compound represented by formula (III) is reacted in the presence of water and mesoporous silica.
Figure 2013095700
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
A lactam compound represented by formula (IV)
Figure 2013095700
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
The manufacturing method of the amide compound shown by these.
前記メソポーラスシリカがMCM−41である請求項1に記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the mesoporous silica is MCM-41. 前記MCM−41がアルミニウムを含むものである請求項2に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 2, wherein the MCM-41 contains aluminum. 式(II)で示される化合物の使用量が、式(I)で示されるラクトン化合物1モルに対して1〜20モルである請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of the compound represented by the formula (II) is 1 to 20 moles relative to 1 mole of the lactone compound represented by the formula (I). 式(II)、(III)及び(IV)におけるRが水素原子である請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein R 2 in formulas (II), (III), and (IV) is a hydrogen atom. 式(I)で示されるラクトン化合物が、γ−ブチロラクトン又はε−カプロラクトンである請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the lactone compound represented by the formula (I) is γ-butyrolactone or ε-caprolactone. 前記反応を200〜600℃で行う請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method in any one of Claims 1-6 which perform the said reaction at 200-600 degreeC.
JP2011240009A 2011-11-01 2011-11-01 Method for producing lactam compound and/or amide compound Pending JP2013095700A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011240009A JP2013095700A (en) 2011-11-01 2011-11-01 Method for producing lactam compound and/or amide compound

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011240009A JP2013095700A (en) 2011-11-01 2011-11-01 Method for producing lactam compound and/or amide compound

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013095700A true JP2013095700A (en) 2013-05-20

Family

ID=48618023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011240009A Pending JP2013095700A (en) 2011-11-01 2011-11-01 Method for producing lactam compound and/or amide compound

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013095700A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104418763A (en) * 2013-08-23 2015-03-18 江苏磐希化工有限公司 Method for preparation of aryl amides by aromatic carboxylic acid amination

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104418763A (en) * 2013-08-23 2015-03-18 江苏磐希化工有限公司 Method for preparation of aryl amides by aromatic carboxylic acid amination

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6239001B2 (en) One-pot method for synthesizing Cu-SSZ-13, compounds obtained by the method and use thereof
JP2015520102A (en) Direct synthesis of Cu-SAPO-34 based on the combination of a copper-polyamine complex and an additional organic molecule and its catalytic use
KR101098495B1 (en) - Process for the manufacture of catalysts used for producing para-xylene by toluene shape selective alkylation
JP6178847B2 (en) Method for producing aluminosilicate zeolite SSZ-56
US10053368B1 (en) Synthesis of AFX framework type molecular sieves
JP2017535500A (en) Process for preparing zeolite SSZ-52
JP2019525877A (en) High silica AFX framework type zeolite
KR20100022934A (en) METHOD FOR PRODUCING ε-CAPROLACTAM AND METHOD FOR PRODUCING PENTASIL TYPE ZEOLITE
CN109476492B (en) Synthesis of molecular sieve SSZ-83
JP5668422B2 (en) Method for producing aluminosilicate
CN109153577B (en) Synthesis of aluminosilicate zeolite SSZ-26 by inter-zeolite conversion
JP2012066977A (en) METHOD FOR PRODUCING ZEOLITE AND METHOD FOR PRODUCING ε-CAPROLACTAM
WO2005047182A1 (en) High silica cds-1 zeolite
KR101858310B1 (en) Synthesis of high activity large crystal zsm-5
JP2013095700A (en) Method for producing lactam compound and/or amide compound
JP2012158501A (en) METHOD FOR PRODUCING ZEOLITE AND METHOD FOR PRODUCING ε-CAPROLACTAM
KR102391078B1 (en) Molecular sieve SSZ-107, its synthesis and use
KR102036741B1 (en) Catalysts supported on modified-carrier for oxidative coupling raction of methane and method for oxidative coupling raction of methane using the same
JP2011153047A (en) METHOD FOR PRODUCING ZEOLITE AND METHOD FOR PRODUCING epsi-CAPROLACTAM
KR101603610B1 (en) Nano-porous sponge or sheet type zeolite catalyst for synthesis of p-xylene from 2.5-dimethylfuran and ethylene
JP3767562B2 (en) Method for producing ε-caprolactam
JP5827572B2 (en) Method for producing zeolite and method for producing ε-caprolactam
JP2013194012A (en) Method of producing lactam compound and/or amide compound
KR20220062554A (en) Method for producing SSZ-26/33 zeolite
CN107954441B (en) Synthesis method of high-silicon mordenite