JP2013189414A - Method for producing oxime - Google Patents

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Sho Tsujiuchi
翔 辻内
Masahiro Hoshino
正大 星野
Nobufumi Watanabe
宣史 渡邉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an oxime in high yield by ammoximation reaction of a ketone with an organic peroxide and ammonia.SOLUTION: There is provided a method for producing an oxime characterized by ammoximation reaction of a ketone with an organic peroxide and ammonia in the presence of a catalyst produced by contacting, with a titanium compound, a smectite having at least one kind selected from hydrogen ion, ammonium ion and quaternary ammonium ion as an interlayer cation.

Description

本発明は、ケトンをアンモオキシム化反応して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 method for producing an oxime by ammoximation reaction of a ketone. Oxime is useful as a raw material for amides and lactams.

ケトンをアンモオキシム化反応してオキシムを製造する方法として、例えば、特許文献1〜3には、MFI型(TS−1含む)やMWW型のミクロポーラスチタノシリケートの存在下に、ケトンを過酸化水素及びアンモニアによりアンモオキシム化反応させる方法が記載されている。しかしながら、過酸化水素は比較的高価な原料であり、また、反応後は水となり、過酸化水素としての再利用が困難であるため、過酸化水素を用いる方法はコスト面から必ずしも十分ではなく、リサイクル可能な過酸化物として有機過酸化物を用いる方法が望まれていた。かかる方法として、例えば、特許文献4には、MWW型のミクロポーラスチタノシリケートの存在下に、ケトンを有機過酸化物及びアンモニアによりアンモオキシム化反応させる方法が記載され、特許文献5には、MCM−41型やHMS型のメソポーラスチタノシリケートの存在下に、ケトンを有機過酸化物及びアンモニアによりアンモオキシム化反応させる方法が記載されている。   As a method for producing an oxime by ammoximation reaction of a ketone, for example, Patent Documents 1 to 3 disclose that a ketone is contained in the presence of MFI type (including TS-1) or MWW type microporous titanosilicate. A method for ammoximation reaction with hydrogen oxide and ammonia is described. However, since hydrogen peroxide is a relatively expensive raw material, and becomes water after the reaction and is difficult to reuse as hydrogen peroxide, the method using hydrogen peroxide is not always sufficient from the cost aspect, A method using an organic peroxide as a recyclable peroxide has been desired. As such a method, for example, Patent Document 4 describes a method of ammoximation reaction of a ketone with an organic peroxide and ammonia in the presence of MWW type microporous titanosilicate. A method for ammoximation reaction of a ketone with an organic peroxide and ammonia in the presence of MCM-41 type or HMS type mesoporous titanosilicate is described.

特開2006−169168号公報JP 2006-169168 A 特開2007−1952号公報JP 2007-1952 A 特開2007−238541号公報JP 2007-238541 A 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、上記方法では、オキシムの収率の点で必ずしも十分ではないことがあった。そこで、本発明の目的は、ケトンを有機過酸化物及びアンモニアによりアンモオキシム化反応させて、良好な収率でオキシムを製造する方法を提供することにある。   However, the above method may not always be sufficient in terms of oxime yield. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing an oxime with a good yield by an ammoximation reaction of a ketone with an organic peroxide and ammonia.

本発明者らは、前記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, 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)層間の陽イオンとして水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種を有するスメクタイトをチタン化合物で接触処理して得られる触媒の存在下に、ケトンを有機過酸化物及びアンモニアによりアンモオキシム化反応させることを特徴とするオキシムの製造方法。
(2)前記スメクタイトが、層間の陽イオンとして水素イオンを有するものである前記(1)に記載の製造方法。
(3)層間の陽イオンとして水素イオンを有するスメクタイトが、スメクタイトを酸処理して得られるものである前記(2)に記載の製造方法。
(4)スメクタイトがモンモリロナイトである前記(1)〜(3)のいずれかに記載の製造方法。
(5)有機過酸化物が、ヒドロペルオキシドである前記(1)〜(4)のいずれかに記載の製造方法。
(6)ヒドロペルオキシドが、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又は1,1−ジメチルプロピルヒドロペルオキシドである前記(5)に記載の製造方法。
(7)ケトンが、シクロアルカノンである前記(1)〜(6)のいずれかに記載の製造方法。
That is, this invention consists of the following structures.
(1) In the presence of a catalyst obtained by contact-treating smectite having at least one selected from the group consisting of hydrogen ions, ammonium ions and quaternary ammonium ions as an interlayer cation with a titanium compound, a ketone is organically treated. A method for producing an oxime, characterized by causing an ammoximation reaction with an oxide and ammonia.
(2) The production method according to (1), wherein the smectite has hydrogen ions as cations between layers.
(3) The production method according to (2) above, wherein the smectite having hydrogen ions as a cation between layers is obtained by acid treatment of smectite.
(4) The manufacturing method in any one of said (1)-(3) whose smectite is a montmorillonite.
(5) The manufacturing method in any one of said (1)-(4) whose organic peroxide is a hydroperoxide.
(6) The production method according to (5), wherein the hydroperoxide is t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, or 1,1-dimethylpropyl hydroperoxide.
(7) The production method according to any one of (1) to (6), wherein the ketone is a cycloalkanone.

本発明によれば、ケトンを有機過酸化物及びアンモニアによりアンモオキシム化反応させて、良好な収率でオキシムを製造することができる。   According to the present invention, an oxime can be produced in good yield by an ammoximation reaction of a ketone with an organic peroxide and ammonia.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明では、ケトンを原料に用い、これを層間の陽イオンとして水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種を有するスメクタイトをチタン化合物で接触処理して得られる触媒の存在下に、有機過酸化物及びアンモニアによりアンモオキシム化反応(ammoximation)させることにより、オキシムを製造する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, a catalyst obtained by using a ketone as a raw material and contact-treating smectite having at least one selected from the group consisting of hydrogen ion, ammonium ion and quaternary ammonium ion as a cation between layers with a titanium compound. In the presence of oxime, an oxime is produced by an ammoximation reaction with an organic peroxide and ammonia.

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。   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、ケトン1モルに対して、通常1モル以上であり、好ましくは1.5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 usually 1 mol or more, preferably 1.5 mol or more, per 1 mol of ketone.

本発明においては、アンモオキシム化反応に有機過酸化物を使用する。有機過酸化物を使用すると、有機過酸化物は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、アンモオキシム化反応後に得られる2−フェニル−2−プロパノールを、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。例えば、有機過酸化物としてt−ブチルヒドロペルオキシドを使用した場合、アンモオキシム化反応後に得られる2−メチル−2−プロパノールを、水添、酸化することによりt−ブチル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。例えば、有機過酸化物として1,1−ジメチルプロピルヒドロペルオキシドを使用した場合、アンモオキシム化反応後に得られる2−メチル−2−ブタノールを、水添、酸化することにより1,1−ジメチルプロピル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, an organic peroxide is used for the ammoximation reaction. When an organic peroxide is used, the organic peroxide is converted into an alcohol or carboxylic acid, but these can be recovered by distillation, extraction, etc., which is advantageous in terms of cost. For example, when cumene hydroperoxide is used as the organic peroxide, 2-phenyl-2-propanol obtained after the ammoximation reaction can be recovered and reused as cumene hydroperoxide by hydrogenation and oxidation. . For example, when t-butyl hydroperoxide is used as the organic peroxide, 2-methyl-2-propanol obtained after the ammoximation reaction is recovered and reused as a t-butyl hydroperoxide by hydrogenation and oxidation. can do. For example, when 1,1-dimethylpropyl hydroperoxide is used as the organic peroxide, 2-methyl-2-butanol obtained after the ammoximation reaction is hydrogenated and oxidized to produce 1,1-dimethylpropyl hydroperoxide. It can be recovered as a peroxide and reused.

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、1,1−ジメチルプロピル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ピバレート、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。ヒドロペルオキシドの中でも、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、1,1−ジメチルプロピルヒドロペルオキシドが好ましい。   Organic peroxides include t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, 1,1-dimethylpropyl hydroperoxide, cyclohexyl hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, p-menthane hydroperoxide, 1,1,3,3-tetra Hydroperoxides such as methylbutyl hydroperoxide; t-butylcumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, di-t-hexyl peroxide, dicumyl peroxide, α, α′-di (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, Dialkyl peroxides such as 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne-3; cumylperoxyneodeca Noe 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate, t-hexylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneoheptanoate, t-hexyl Peroxypivalate, t-butylperoxypivalate, 2,5-dimethyl-2,5-di (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexano Ate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxylaurate, t-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, t -Hexylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxy-2- Peroxyesters such as tilhexyl monocarbonate, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, t-butylperoxyacetate, t-hexylperoxybenzoate, t-butylperoxybenzoate; diisobutyryl peroxide; Diacyl peroxides such as di (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, dilauroyl peroxide, disuccinic acid peroxide, dibenzoyl peroxide, di (4-methylbenzoyl) peroxide; diisopropyl peroxydicarbonate, di-n- Propyl peroxydicarbonate, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, di-sec-butyl Peroxydicarbonate, such as peroxydicarbonates and the like. Of these, hydroperoxide is preferable. Among the hydroperoxides, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, and 1,1-dimethylpropyl hydroperoxide are preferable.

有機過酸化物の使用量は、ケトン1モルに対して、好ましくは0.5〜3.0モルであり、より好ましくは0.7〜2.0モルである。   The amount of the organic peroxide to be used is preferably 0.5 to 3.0 mol, more preferably 0.7 to 2.0 mol, per 1 mol of ketone.

本発明のアンモオキシム化反応では、通常溶媒が使用される。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、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、2−メチル−2−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、ネオペンチルアルコール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−1−ペンタノール、2−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−2−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−3−ペンタノール、3−メチル−3−ペンタノール、2,2−ジメチル−1−ブタノール、2,3−ジメチル−1−ブタノール、3,3−ジメチル−1−ブタノール、2,3−ジメチル−2−ブタノール、3,3−ジメチル−2−ブタノール、2−エチル−1−ブタノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、イソオクチルアルコール、2−エチルヘキサノールのようなアルコールや、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテルのようなエーテルや、水等が挙げられ、必要に応じそれらの2種以上を用いることもできる。中でも、アルコール、エーテル、アルコールと水との混合溶媒、エーテルと水との混合溶媒、又はアルコールとエーテルと水との混合溶媒が好適である。   In the ammoximation reaction of the present invention, a solvent is usually used. 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, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, 2-methyl-1-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-1-butanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-2-butanol, neopentyl alcohol 1-hexanol 2-hexanol, 3-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 3-methyl-1-pentanol, 4-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 3-methyl-2- Pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 2,2-dimethyl-1-butanol, 2,3-dimethyl-1-butanol, 3,3-dimethyl-1-butanol, 2,3-dimethyl-2-butanol, 3,3-dimethyl-2-butanol, 2-ethyl-1-butanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, Alcohols such as 1-octanol, 2-octanol, isooctyl alcohol, 2-ethylhexanol, and ethylene glycol monomethyl alcohol Le, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, and ethers such as ethylene glycol diethyl ether, water and the like, optionally may be used two or more thereof. Among these, alcohol, ether, a mixed solvent of alcohol and water, a mixed solvent of ether and water, or a mixed solvent of alcohol, ether and water are preferable.

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2〜300重量部、好ましくは3〜100重量部である。   When a solvent is used, the amount is usually 2 to 300 parts by weight, preferably 3 to 100 parts by weight with respect to 1 part by weight of the ketone.

スメクタイトは、陽イオンと酸素とから構成される四面体シート、及び陽イオンと酸素又は水酸化物とから構成される八面体シートが、負に荷電した単位層を形成し、その単位層の層間に陽イオンが存在してなる層状化合物であり、一般には次式(I)   Smectite is a tetrahedral sheet composed of a cation and oxygen, and an octahedral sheet composed of a cation and oxygen or hydroxide to form a negatively charged unit layer. Is a layered compound in which a cation is present, and generally has the following formula (I)

0.2〜0.6(Y,Y2〜3410(OH)・nHO (I) X 0.2~0.6 (Y 1, Y 2 ) 2~3 Z 4 O 10 (OH) 2 · nH 2 O (I)

〔式中、XはK、Na、1/2Ca2+及び1/2Mg2+からなる群より選ばれる少なくとも1種を表し、YはMg2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+及びZn2+からなる群より選ばれる少なくとも1種を表し、YはAl3+、Fe3+、Mn3+及びCr3+からなる群より選ばれる少なくとも1種を表し、ZはSi及びAlからなる群より選ばれる少なくとも1種(但し、ZがAlのみの場合を除く)を表し、n≧0である。〕
で示される層状化合物である。尚、Xは層間の陽イオンを表し、Y、Yは八面体シートの陽イオンを表し、Zは四面体シートの陽イオンを表す。
[Wherein, X represents at least one selected from the group consisting of K + , Na + , 1 / 2Ca 2+ and 1 / 2Mg 2+ , and Y 1 represents Mg 2+ , Fe 2+ , Mn 2+ , Ni 2+ and Zn Represents at least one selected from the group consisting of 2+ , Y 2 represents at least one selected from the group consisting of Al 3+ , Fe 3+ , Mn 3+ and Cr 3+ , and Z is selected from the group consisting of Si and Al It represents at least one (except when Z is only Al), and n ≧ 0. ]
It is a layered compound shown by these. X represents a cation between layers, Y 1 and Y 2 represent a cation of an octahedral sheet, and Z represents a cation of a tetrahedral sheet.

スメクタイトとしては、例えば、モンモリロナイト、サポナイト、バイデライト、ノントロナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチーブンサイト等が挙げられ、必要に応じそれらの2種以上を用いることもできる。中でも、モンモリロナイト、サポナイトが好ましく、モンモリロナイトがより好ましい。使用するスメクタイトは、天然物であってもよく、人工的に合成された合成品であってもよく、これらの混合物であってもよい。合成品の合成方法としては、例えば、水熱合成反応法、固相反応法、溶融合成法等が挙げられる。   Examples of the smectite include montmorillonite, saponite, beidellite, nontronite, hectorite, soconite, and stevensite, and two or more of them can be used as necessary. Among these, montmorillonite and saponite are preferable, and montmorillonite is more preferable. The smectite to be used may be a natural product, an artificially synthesized product, or a mixture thereof. Examples of the synthetic method include a hydrothermal synthesis reaction method, a solid phase reaction method, and a melt synthesis method.

本発明において好適に使用されるモンモリロナイトは、ケイ酸シート/アルミン酸シート/ケイ酸シートの2:1型構造を層の基本構造とし、アルミン酸シートのアルミニウムの一部がマグネシウムで置換されることにより層が負電荷を帯び、層と層との間に交換可能なカチオンが存在する層状化合物であり、一般には次式(II)   The montmorillonite preferably used in the present invention has a 2: 1 type structure of silicate sheet / aluminate sheet / silicate sheet as a basic layer structure, and a part of aluminum of the aluminate sheet is replaced with magnesium. Is a layered compound in which a layer is negatively charged and an exchangeable cation is present between the layers, and is generally represented by the following formula (II)

(Al2−mMg)Si410(OH)・nHO (II) X m (Al 2-m Mg m) Si 4 O 10 (OH) 2 · nH 2 O (II)

〔式中、XはK、Na、1/2Ca2+及び1/2Mg2+からなる群より選ばれる少なくとも1種を表し、0.2≦m≦0.6、n≧0である。〕
で示される層状化合物である。尚、Xは層間の陽イオンを表す。
[Wherein, X represents at least one selected from the group consisting of K + , Na + , 1 / 2Ca 2+ and 1 / 2Mg 2+ , and 0.2 ≦ m ≦ 0.6 and n ≧ 0. ]
It is a layered compound shown by these. X represents a cation between layers.

層間の陽イオンXは、他の陽イオンと交換可能であるため、スメクタイトをイオン交換処理することにより、層間の陽イオンXを他の陽イオンに交換することができる。   Since the cations X between layers can be exchanged with other cations, the cations X between layers can be exchanged with other cations by subjecting smectite to ion exchange treatment.

本発明において、触媒の調製に用いられる層間の陽イオンとして水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種を有するスメクタイトとしては、例えば、スメクタイトをイオン交換処理することにより得られるものが好適に使用できる。イオン交換処理に付されるスメクタイトとしては、層間の陽イオンとしてナトリウムイオン、カリウムイオン及びカルシウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種を有するものが好ましく使用される。スメクタイト中のナトリウムイオン、カリウムイオン及びカルシウムイオンのそれぞれの含有量は、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)発光分析により求めることができる。層間の陽イオンとして水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種を有するスメクタイトの中でも、層間の陽イオンとして水素イオンを有するスメクタイトを用いるのが好ましい。   In the present invention, as a smectite having at least one selected from the group consisting of hydrogen ion, ammonium ion and quaternary ammonium ion as a cation between layers used for the preparation of the catalyst, for example, by subjecting smectite to ion exchange treatment What is obtained can be suitably used. As the smectite to be subjected to the ion exchange treatment, those having at least one selected from the group consisting of sodium ion, potassium ion and calcium ion as the cation between layers are preferably used. The respective contents of sodium ion, potassium ion and calcium ion in smectite can be determined by, for example, inductively coupled plasma (ICP) emission analysis. Among smectites having at least one selected from the group consisting of hydrogen ions, ammonium ions and quaternary ammonium ions as interlayer cations, it is preferable to use smectites having hydrogen ions as interlayer cations.

層間の陽イオンとして水素イオンを有するスメクタイトを調製する方法としては、例えば、(A)スメクタイトを酸処理する方法、(B)層間の陽イオンとしてアンモニウムイオンを有するスメクタイトを焼成する方法等が挙げられ、中でも、前記(A)の方法が好ましい。酸処理に用いられる酸としては、例えば、塩化水素、硝酸、リン酸、硫酸、亜硝酸等の無機酸、酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の有機酸が挙げられ、中でも、無機酸が好ましく、無機酸の中でも、塩化水素、硝酸、リン酸が好ましい。該酸処理は、スメクタイトを、酸を含む溶液と接触させることにより行われるのが好ましい。該酸処理により、層間の陽イオンXがイオン交換され、層間の陽イオンとして水素イオンを有するスメクタイトを調製することができる。   Examples of the method for preparing smectite having hydrogen ions as interlayer cations include (A) a method of acid-treating smectite, and (B) a method of baking smectite having ammonium ions as cations between layers. Of these, the method (A) is preferred. Examples of the acid used for the acid treatment include inorganic acids such as hydrogen chloride, nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, and nitrous acid, and organic acids such as acetic acid and trifluoromethanesulfonic acid. Among these, inorganic acids are preferable and inorganic acids are preferred. Of the acids, hydrogen chloride, nitric acid, and phosphoric acid are preferred. The acid treatment is preferably performed by bringing smectite into contact with a solution containing an acid. By the acid treatment, interlayer cations X are ion-exchanged, and smectite having hydrogen ions as interlayer cations can be prepared.

層間の陽イオンとしてアンモニウムイオンを有するスメクタイトは、例えば、スメクタイトを、アンモニア及びアンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも一種でイオン交換処理することにより調製することができる。該アンモニウム塩としては、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、燐酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム等が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いることもできる。該イオン交換処理は、スメクタイトを、アンモニア及びアンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む溶液と接触させることにより行われるのが好ましい。該イオン交換処理により、層間の陽イオンXがイオン交換され、層間の陽イオンとしてアンモニウムイオンを有するスメクタイトを調製することができる。   A smectite having an ammonium ion as a cation between layers can be prepared, for example, by subjecting smectite to an ion exchange treatment with at least one selected from the group consisting of ammonia and an ammonium salt. Examples of the ammonium salt include ammonium chloride, ammonium nitrate, ammonium phosphate, ammonium sulfate, and ammonium acetate, and two or more of them can be used as necessary. The ion exchange treatment is preferably performed by bringing smectite into contact with a solution containing at least one selected from the group consisting of ammonia and ammonium salts. By the ion exchange treatment, cations X between layers are ion-exchanged, and smectites having ammonium ions as cations between layers can be prepared.

層間の陽イオンとして第四級アンモニウムイオンを有するスメクタイトは、例えば、スメクタイトを、第四級アンモニウム化合物でイオン交換処理することにより調製することができる。該第四級アンモニウム化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、n−プロピルトリメチルアンモニウム、テトラ−n−プロピルアンモニウム、テトラ−n−ブチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、トリ−n−プロピルメチルアンモニウム、トリ−n−ブチルメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、ジベンジルジメチルアンモニウムのような各種第四級アンモニウムの水酸化物やハロゲン化物等が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いることもできる。該イオン交換処理は、スメクタイトを、第四級アンモニウム化合物を含む溶液と接触させることにより行われるのが好ましい。該イオン交換処理により、層間の陽イオンXがイオン交換され、層間の陽イオンとして第四級アンモニウムイオンを有するスメクタイトを調製することができる。   A smectite having a quaternary ammonium ion as a cation between layers can be prepared, for example, by subjecting smectite to an ion exchange treatment with a quaternary ammonium compound. Examples of the quaternary ammonium compound include tetramethylammonium, tetraethylammonium, n-propyltrimethylammonium, tetra-n-propylammonium, tetra-n-butylammonium, triethylmethylammonium, tri-n-propylmethylammonium, Examples include hydroxides and halides of various quaternary ammoniums such as tri-n-butylmethylammonium, benzyltrimethylammonium, and dibenzyldimethylammonium, and two or more of them can be used as necessary. . The ion exchange treatment is preferably performed by bringing smectite into contact with a solution containing a quaternary ammonium compound. By the ion exchange treatment, the cation X between layers is ion-exchanged, and a smectite having a quaternary ammonium ion as a cation between layers can be prepared.

上記の酸を含む溶液、アンモニア及びアンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む溶液、又は第四級アンモニウム化合物を含む溶液の調製において、使用される溶媒としては、水、メタノール、エタノール、アセトン等の極性溶媒が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いることもできる。中でも、水が好ましい。溶媒の使用量は適宜設定される。前記酸処理を行う場合、酸を含む溶液のpHは、3以下が好ましい。   In the preparation of a solution containing the above acid, a solution containing at least one selected from the group consisting of ammonia and an ammonium salt, or a solution containing a quaternary ammonium compound, solvents used include water, methanol, ethanol, and acetone. Polar solvents such as the above, and two or more of them can be used as necessary. Of these, water is preferred. The usage-amount of a solvent is set suitably. When the acid treatment is performed, the pH of the solution containing the acid is preferably 3 or less.

上記の酸処理、アンモニア及びアンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも一種でのイオン交換処理、又は第四級アンモニウム化合物でのイオン交換処理は、回分式で行ってもよいし、連続式で行ってもよい。回分式で行う方法としては、例えば、撹拌槽中でスメクタイトを、上記の酸を含む溶液、アンモニア及びアンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む溶液、又は第四級アンモニウム化合物を含む溶液に浸漬し撹拌混合する方法等が挙げられる。連続式で行う方法としては、例えば、スメクタイトを充填した管状容器に、上記の酸を含む溶液、アンモニア及びアンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む溶液、又は第四級アンモニウム化合物を含む溶液を流通させる方法や、スメクタイトを入れた撹拌槽に、上記の酸を含む溶液、アンモニア及びアンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む溶液、又は第四級アンモニウム化合物を含む溶液を供給しながら、混合物の液相を抜き出す方法等が挙げられる。   The acid treatment, the ion exchange treatment with at least one selected from the group consisting of ammonia and ammonium salts, or the ion exchange treatment with a quaternary ammonium compound may be carried out batchwise or continuously. Also good. As a batch method, for example, in a stirred tank, smectite is converted into a solution containing the above acid, a solution containing at least one selected from the group consisting of ammonia and an ammonium salt, or a solution containing a quaternary ammonium compound. Examples of the method include soaking and stirring and mixing. Examples of the continuous method include a solution containing at least one selected from the group consisting of the above-mentioned acid, ammonia and an ammonium salt in a tubular container filled with smectite, or a solution containing a quaternary ammonium compound. While supplying a solution containing at least one selected from the group consisting of the above acid, ammonia and an ammonium salt, or a solution containing a quaternary ammonium compound to a stirring tank containing smectite. And a method of extracting the liquid phase of the mixture.

上記の酸処理、アンモニア及びアンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも一種でのイオン交換処理、又は第四級アンモニウム化合物でのイオン交換処理における温度は、通常0〜150℃であり、好ましくは20〜100℃である。これらの処理における時間は通常0.1〜240時間であり、好ましくは0.5〜120時間である。これらの処理における圧力は、通常、絶対圧で0.1〜1MPa、好ましくは大気圧である。また、上記の酸を含む溶液、アンモニア及びアンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む溶液、又は第四級アンモニウム化合物を含む溶液のスメクタイトに対する使用量は、適宜設定される。尚、上記の酸処理、アンモニア及びアンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも一種でのイオン交換処理、又は第四級アンモニウム化合物でのイオン交換処理は、必要に応じて複数回行ってもよい。   The temperature in the acid treatment, at least one ion exchange treatment selected from the group consisting of ammonia and ammonium salts, or the ion exchange treatment with a quaternary ammonium compound is usually 0 to 150 ° C., preferably 20 to 100 ° C. The time in these treatments is usually 0.1 to 240 hours, preferably 0.5 to 120 hours. The pressure in these treatments is usually 0.1 to 1 MPa in absolute pressure, preferably atmospheric pressure. Moreover, the usage-amount with respect to the smectite of the solution containing at least 1 type chosen from the solution containing said acid, the group which consists of ammonia and ammonium salt, or the solution containing a quaternary ammonium compound is set suitably. The acid treatment, the ion exchange treatment with at least one selected from the group consisting of ammonia and an ammonium salt, or the ion exchange treatment with a quaternary ammonium compound may be performed a plurality of times as necessary.

前記触媒において、層間の陽イオンとして水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種を有するスメクタイトとチタン化合物との接触処理は、該スメクタイトをチタン化合物を含む溶液と接触させることによるイオン交換処理であってもよいし、該スメクタイトにチタン化合物を含む溶液を含浸させた後、乾燥することによる担持処理であってもよいが、得られる触媒の触媒活性の点で、イオン交換処理が好ましい。該接触処理により、チタンを含むスメクタイトが触媒として得られる。また、該接触処理をイオン交換処理により行った場合、層間の陽イオンとして存在する水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種がイオン交換され、層間の陽イオンとしてチタンの陽イオンを有するスメクタイトを調製することができる。前記触媒において、該触媒中に含まれるチタンの含有量は、好ましくは0.01〜20重量%、より好ましくは0.1〜10重量%である。   In the catalyst, the contact treatment between smectite and titanium compound having at least one selected from the group consisting of hydrogen ion, ammonium ion and quaternary ammonium ion as a cation between layers is performed by contacting the smectite with a solution containing a titanium compound. It may be an ion exchange treatment by allowing the smectite to be impregnated with a solution containing a titanium compound and then dried, but in terms of the catalytic activity of the resulting catalyst, Ion exchange treatment is preferred. By this contact treatment, smectite containing titanium is obtained as a catalyst. Further, when the contact treatment is performed by ion exchange treatment, at least one selected from the group consisting of hydrogen ions, ammonium ions and quaternary ammonium ions present as interlayer cations is ion-exchanged, and interlayer cations are used. A smectite having a titanium cation can be prepared. In the catalyst, the content of titanium contained in the catalyst is preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight.

上述のチタン化合物を含む溶液と接触させることによるイオン交換処理は、回分式で行ってもよいし、連続式で行ってもよい。回分式で行う方法としては、例えば、撹拌槽中で層間の陽イオンとして水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種を有するスメクタイトをチタン化合物を含む溶液に浸漬し撹拌混合する方法等が挙げられる。連続式で行う方法としては、例えば、層間の陽イオンとして水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種を有するスメクタイトを充填した管状容器にチタン化合物を含む溶液を流通させる方法や、層間の陽イオンとして水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種を有するスメクタイトを入れた撹拌槽に、チタン化合物を含む溶液を供給しながら、混合物の液相を抜き出す方法等が挙げられる。   The ion exchange treatment by contacting with the solution containing the above-described titanium compound may be carried out batchwise or continuously. As a batch method, for example, a smectite having at least one selected from the group consisting of hydrogen ions, ammonium ions, and quaternary ammonium ions as a cation between layers in a stirring tank is immersed in a solution containing a titanium compound. Examples thereof include a method of stirring and mixing. For example, the continuous method may include a solution containing a titanium compound in a tubular container filled with smectite having at least one selected from the group consisting of hydrogen ions, ammonium ions, and quaternary ammonium ions as cations between layers. While supplying a solution containing a titanium compound to a stirring tank containing smectite having at least one selected from the group consisting of hydrogen ions, ammonium ions and quaternary ammonium ions as a cation between layers, Examples include a method of extracting the liquid phase.

前記イオン交換処理に使用されるチタン化合物としては、無機チタン化合物、有機チタン化合物が挙げられる。無機チタン化合物としては、例えば、三塩化チタン(TiCl)、四塩化チタン(TiCl)、四臭化チタン(TiBr)、四フッ化チタン(TiF)、四ヨウ化チタン(TiI)等のハロゲン化チタン;四硝酸チタン(Ti(NO);二硫酸チタン(Ti(SO);リン酸チタン(Ti(PO);等が挙げられる。有機チタン化合物としては、例えば、Ti(OR)(以下、Rは炭素数1〜4のアルキル基を表す。)等のチタンアルコキシド化合物;TiCl(OR)、TiCl(OR)、TiCl(OR)等のハロゲン化チタンアルコキシド化合物;四酢酸チタン(Ti(CHCOO));等が挙げられる。また、必要に応じて、その水和物を用いてもよいし、それらの2種以上を用いてもよい。本発明では、中でも、ハロゲン化チタン、二硫酸チタン、チタンアルコキシド化合物が好ましく、ハロゲン化チタンがより好ましい。前記チタン化合物の使用量は、チタンに換算して、スメクタイト100重量部に対して、0.01〜100重量部が好ましく、0.05〜50重量部がより好ましい。 Examples of the titanium compound used for the ion exchange treatment include inorganic titanium compounds and organic titanium compounds. Examples of the inorganic titanium compound include titanium trichloride (TiCl 3 ), titanium tetrachloride (TiCl 4 ), titanium tetrabromide (TiBr 4 ), titanium tetrafluoride (TiF 4 ), and titanium tetraiodide (TiI 4 ). Titanium tetranitrate (Ti (NO 3 ) 4 ); titanium disulfate (Ti (SO 4 ) 2 ); titanium phosphate (Ti 3 (PO 4 ) 4 ); Examples of the organic titanium compound include titanium alkoxide compounds such as Ti (OR) 4 (hereinafter, R represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms); TiCl (OR) 3 , TiCl 2 (OR) 2 , TiCl 3 (OR) and other halogenated titanium alkoxide compounds; titanium tetraacetate (Ti (CH 3 COO) 4 ); Moreover, the hydrate may be used as needed and 2 or more types thereof may be used. In the present invention, among these, titanium halide, titanium disulfate, and titanium alkoxide compounds are preferable, and titanium halide is more preferable. The amount of the titanium compound used is preferably 0.01 to 100 parts by weight and more preferably 0.05 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of smectite in terms of titanium.

チタン化合物を含む溶液の調製において、使用される溶媒としては、水、メタノール、エタノール、アセトン等の極性溶媒が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いることもできる。チタン化合物を含む溶液としては、チタン化合物を含む酸性水溶液を用いるのが好ましい。該酸性水溶液としては、チタン化合物を水と混合して水溶液としたときのpHが酸性である場合は、それをそのまま使用してもよいし、さらに酸を混合して使用してもよい。チタン化合物を水と混合して水溶液としたときのpHが酸性でない場合は、酸を混合して得られる酸性水溶液を使用すればよい。該酸性水溶液の調製に必要に応じて使用される酸としては、有機酸、無機酸が挙げられ、中でも、無機酸が好ましい。無機酸としては、例えば、塩化水素、硫酸、リン酸、硝酸等が挙げられ、中でも、塩化水素が好ましい。該酸性水溶液のpHは、4以下が好ましく、pHの調整のために、塩基を添加してもよい。該酸性水溶液には、メタノール、エタノール、アセトン等の極性有機溶媒が含まれてもよい。該酸性水溶液の調製において、チタンアルコキシド化合物や四塩化チタン等の酸性条件で加水分解されるチタン化合物を用いると、チタン化合物が加水分解され酸化チタンとなり、層間の水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種が、正に荷電した酸化チタンでイオン交換されたスメクタイトを調製することができる。   In the preparation of the solution containing a titanium compound, examples of the solvent used include polar solvents such as water, methanol, ethanol, and acetone, and two or more of them can be used as necessary. As a solution containing a titanium compound, an acidic aqueous solution containing a titanium compound is preferably used. As the acidic aqueous solution, when the pH when the titanium compound is mixed with water to form an aqueous solution is acidic, it may be used as it is, or may be further mixed with an acid. If the pH when the titanium compound is mixed with water to form an aqueous solution is not acidic, an acidic aqueous solution obtained by mixing an acid may be used. Examples of the acid used as necessary for the preparation of the acidic aqueous solution include organic acids and inorganic acids. Among these, inorganic acids are preferable. Examples of the inorganic acid include hydrogen chloride, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, etc. Among them, hydrogen chloride is preferable. The pH of the acidic aqueous solution is preferably 4 or less, and a base may be added to adjust the pH. The acidic aqueous solution may contain a polar organic solvent such as methanol, ethanol, and acetone. In the preparation of the acidic aqueous solution, when a titanium compound that is hydrolyzed under acidic conditions such as titanium alkoxide compound or titanium tetrachloride is used, the titanium compound is hydrolyzed to titanium oxide, and hydrogen ions, ammonium ions, and quaternary ions between layers. A smectite in which at least one selected from the group consisting of ammonium ions is ion-exchanged with positively charged titanium oxide can be prepared.

また、チタン化合物を含む溶液には、チタン以外の他の金属元素を含む化合物が含まれてもよい。チタン以外の他の金属元素を含む化合物としては、例えば、ケイ素化合物、ゲルマニウム化合物、ジルコニウム化合物、スズ化合物、ハフニウム化合物、アルミニウム化合物、スカンジウム化合物、ガリウム化合物、バナジウム化合物、ニオブ化合物、モリブデン化合物、タングステン化合物等が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いることもできる。チタン化合物を含む溶液として、チタンアルコキシド化合物や四塩化チタン等の酸性条件で加水分解されるチタン化合物を含む酸性水溶液を用いる場合、ケイ素アルコキシド化合物等の酸性条件で加水分解されるチタン以外の他の金属元素を含む化合物を加えると、チタン化合物及びチタン以外の他の金属元素を含む化合物が加水分解され、酸化チタン及びチタン以外の他の金属元素の酸化物となるか、あるいはチタンとチタン以外の他の金属元素とを構成元素とする複合酸化物となり、層間の水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種が、正に荷電した酸化チタン及び正に荷電したチタン以外の他の金属元素の酸化物、チタンとチタン以外の他の金属元素とを構成元素とする正に荷電した複合酸化物又はそれらの混合物でイオン交換されたスメクタイトを調製することができる。酸性条件で加水分解されるチタン以外の他の金属元素を含む化合物を2種以上使用する場合、チタンとチタン以外の他の金属元素の2種以上とを構成元素とする正に荷電した複合酸化物でイオン交換されたスメクタイトを調製することができる。ケイ素アルコキシド化合物としては、例えば、オルトケイ酸テトラメチル、オルトケイ酸テトラエチル、オルトケイ酸テトラプロピル、オルトケイ酸テトラブチル等のオルトケイ酸テトラアルキルが挙げられる。   Moreover, the solution containing a titanium compound may contain a compound containing a metal element other than titanium. Examples of compounds containing metal elements other than titanium include silicon compounds, germanium compounds, zirconium compounds, tin compounds, hafnium compounds, aluminum compounds, scandium compounds, gallium compounds, vanadium compounds, niobium compounds, molybdenum compounds, tungsten compounds. Etc., and two or more of them can be used as necessary. When using an acidic aqueous solution containing a titanium compound hydrolyzed under acidic conditions such as a titanium alkoxide compound or titanium tetrachloride as a solution containing a titanium compound, other than titanium hydrolyzed under acidic conditions such as a silicon alkoxide compound When a compound containing a metal element is added, a titanium compound and a compound containing a metal element other than titanium are hydrolyzed to become oxides of metal elements other than titanium oxide and titanium, or other than titanium and titanium. It becomes a composite oxide having other metal elements as constituent elements, and at least one selected from the group consisting of hydrogen ions, ammonium ions and quaternary ammonium ions between layers is positively charged titanium oxide and positively charged titanium Oxides of other metal elements other than titanium, titanium and other metal elements other than titanium Charged composite oxide or ion-exchanged smectite mixtures thereof can be prepared. When two or more compounds containing metal elements other than titanium that are hydrolyzed under acidic conditions are used, positively charged complex oxidation using titanium and two or more metal elements other than titanium as constituent elements A smectite ion-exchanged with a product can be prepared. Examples of the silicon alkoxide compound include tetraalkyl orthosilicates such as tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, tetrapropyl orthosilicate, and tetrabutyl orthosilicate.

上述のイオン交換処理により、チタンを含むスメクタイトとして、チタン、酸化チタン、チタンとチタン以外の他の金属元素の1種又は2種以上とを構成元素とする複合酸化物又はそれらの混合物でイオン交換されたスメクタイトを調製することができる。中でも、触媒活性の点で、チタンでイオン交換されたスメクタイト、チタンとチタン以外の他の金属元素の1種又は2種以上とを構成元素とする複合酸化物でイオン交換されたスメクタイトを得るのが好ましい。前記の他の金属元素としては、ケイ素、ゲルマニウム、ジルコニウム、スズ、ハフニウム、アルミニウム、スカンジウム、ガリウム、バナジウム、ニオブ、モリブデン、タングステン等が挙げられる。   As a smectite containing titanium by the above-described ion exchange treatment, ion exchange is performed with titanium, titanium oxide, a composite oxide containing titanium or one or more metal elements other than titanium as a constituent element, or a mixture thereof. Smectite prepared can be prepared. Among them, in terms of catalytic activity, it is possible to obtain smectite ion-exchanged with titanium, and smectite ion-exchanged with a composite oxide containing titanium and one or more metal elements other than titanium as constituent elements. Is preferred. Examples of the other metal elements include silicon, germanium, zirconium, tin, hafnium, aluminum, scandium, gallium, vanadium, niobium, molybdenum, tungsten, and the like.

上述のチタン化合物を含む溶液と接触させることによるイオン交換処理における温度は、通常0〜150℃であり、層間の水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種とチタンとのイオン交換がより効率的に行える点で、好ましくは10〜100℃、さらに好ましくは30〜70℃である。イオン交換処理の時間は通常0.1〜240時間であり、好ましくは0.5〜120時間である。イオン交換処理時の圧力は、通常、絶対圧で0.1〜1MPa、好ましくは大気圧である。また、チタン化合物を含む溶液のスメクタイトに対する使用量は、適宜設定される。尚、上述のイオン交換処理は、必要に応じて複数回行ってもよい。   The temperature in the ion exchange treatment by contacting with the solution containing the above titanium compound is usually 0 to 150 ° C., and at least one selected from the group consisting of hydrogen ions, ammonium ions and quaternary ammonium ions between layers and titanium. It is preferably 10 to 100 ° C., more preferably 30 to 70 ° C. in that ion exchange with can be performed more efficiently. The ion exchange time is usually 0.1 to 240 hours, preferably 0.5 to 120 hours. The pressure during the ion exchange treatment is usually 0.1 to 1 MPa in absolute pressure, preferably atmospheric pressure. Moreover, the usage-amount with respect to the smectite of the solution containing a titanium compound is set suitably. In addition, you may perform the above-mentioned ion exchange process in multiple times as needed.

上述のチタン化合物を含む溶液と接触させることによるイオン交換処理後に得られるチタンを含むスメクタイトは、必要に応じて洗浄、乾燥等の処理に付される。前記イオン交換処理後に得られるチタンを含むスメクタイトがスラリーの状態である場合、該スラリーを乾燥することによりチタンを含むスメクタイトを回収してもよいし、得られたチタンを含むスメクタイト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、チタンを含むスメクタイトを回収してもよい。イオン交換処理時に使用したチタン化合物に含まれるアニオンや、必要に応じて使用した酸に由来するアニオンが、チタンを含むスメクタイト中に残存すると、得られるチタンを含むスメクタイトの触媒活性を低下させることがあるため、イオン交換処理後に得られるチタンを含むスメクタイトには、洗浄を施すことが好ましい。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。前記乾燥は、空気等の酸素含有ガスの雰囲気下で行ってもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化酸素等の不活性ガスの雰囲気下で行ってもよい。   The smectite containing titanium obtained after the ion exchange treatment by contacting with the solution containing the above-described titanium compound is subjected to treatment such as washing and drying as necessary. When the smectite containing titanium obtained after the ion exchange treatment is in a slurry state, the smectite containing titanium may be recovered by drying the slurry, or the obtained smectite containing titanium is filtered or decanted. After separating by, for example, the smectite containing titanium may be recovered by washing and drying as necessary. If the anion contained in the titanium compound used during the ion exchange treatment or the anion derived from the acid used as necessary remains in the smectite containing titanium, the catalytic activity of the resulting smectite containing titanium may be reduced. Therefore, it is preferable to wash the smectite containing titanium obtained after the ion exchange treatment. 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. The drying may be performed in an atmosphere of an oxygen-containing gas such as air, or may be performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, helium, argon, or oxygen dioxide.

前記乾燥の後、必要に応じて焼成してもよい。該焼成の温度は、150〜600℃が好ましく、焼成の時間は0.1〜100時間が好ましい。   After the drying, it may be fired as necessary. The firing temperature is preferably 150 to 600 ° C., and the firing time is preferably 0.1 to 100 hours.

前記焼成は、空気等の酸素含有ガスの雰囲気下で行ってもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化酸素等の不活性ガスの雰囲気下で行ってもよい。酸素含有ガスや不活性ガスには、水蒸気が含まれていてもよい。また、該焼成は、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。前記焼成は、流動層式で行ってもよいし、固定床式で行ってもよい。   The firing may be performed in an atmosphere of an oxygen-containing gas such as air, or may be performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, helium, argon, or oxygen dioxide. Water vapor may be contained in the oxygen-containing gas or the inert gas. Further, the calcination may be performed in multiple stages in an atmosphere of an oxygen-containing gas or an inert gas. The firing may be performed by a fluidized bed method or a fixed bed method.

前記触媒は、必要に応じてバインダーを用いて、粒状やペレット状等の形状に成形してから使用してもよいし、担体に担持して使用してもよい。かかる成形処理又は担持処理は、イオン交換処理の前に行ってもよいし、イオン交換処理の後に行ってもよい。   The catalyst may be used after being formed into a granular or pellet shape using a binder as necessary, or may be used by being supported on a carrier. Such forming treatment or supporting treatment may be performed before the ion exchange treatment or after the ion exchange treatment.

アンモオキシム化反応は、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く、回分式、半回分式及び連続式の組み合わせで行ってもよい。中でも、連続式で行うのが好ましい。連続式で行う場合、触媒を充填した固定床反応器に反応原料を流通させる固定床流通方式や、撹拌混合式又はループ式の反応器内に反応原料を供給しながら、反応混合物の液相を抜き出す方式で前記反応を行うのが、生産性及び操作性の点から望ましい。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。   The ammoximation reaction may be performed in a batch system, a semi-batch system, a continuous system, or a combination of a batch system, a semi-batch system, and a continuous system. Among these, it is preferable to carry out continuously. In the case of continuous operation, the liquid phase of the reaction mixture is supplied while the reaction raw material is supplied into a fixed bed flow method in which a reaction raw material is passed through a fixed bed reactor filled with a catalyst, or in a stirring and mixing type reactor. It is desirable from the viewpoint of productivity and operability to carry out the above reaction in an extracting manner. From the viewpoint of preventing decomposition of the organic peroxide, the reactor is preferably glass-lined or stainless steel.

固定床流通方式での反応は、例えば、チタンを含むスメクタイトが充填された固定床反応器に、反応原料であるケトン、有機過酸化物及びアンモニアを、必要に応じて溶媒とともに、アップフロー又はダウンフローで通液することにより反応を実施できる。アンモニアとしてガス状のアンモニアを使用する場合には、ガス状のアンモニアは、必要に応じて不活性ガスで希釈され、その供給方向は、アンモニア以外の原料の供給方向に対して並流、向流のいずれでもよい。反応は、加圧条件下で行うのが好ましい。加圧条件の制御により、触媒と反応原料の接触時間の調整が可能である。   The reaction in the fixed bed flow system is, for example, up-flowing or down-loading the reaction materials such as ketone, organic peroxide and ammonia together with a solvent to a fixed-bed reactor filled with smectite containing titanium. The reaction can be carried out by passing through a flow. When gaseous ammonia is used as ammonia, the gaseous ammonia is diluted with an inert gas as necessary, and the supply direction thereof is parallel or countercurrent to the supply direction of raw materials other than ammonia. Either of these may be used. The reaction is preferably carried out under pressurized conditions. The contact time between the catalyst and the reaction raw material can be adjusted by controlling the pressurizing condition.

なお、固定床反応器は、反応器に原料供給口と反応液取り出し口が設けられた流通式の各種固定床反応器を使用することができる。反応管の本数は特に限定されるものではなく、単管式固定床反応器、多管式固定床反応器のいずれも使用することができる。また、断熱方式又は熱交換方式の固定床反応器が使用可能である。   As the fixed bed reactor, various flow-type fixed bed reactors in which a raw material supply port and a reaction liquid outlet port are provided in the reactor can be used. The number of reaction tubes is not particularly limited, and either a single tube fixed bed reactor or a multi-tube fixed bed reactor can be used. Moreover, a fixed bed reactor of an adiabatic system or a heat exchange system can be used.

アンモオキシム化反応の反応温度は、通常50〜150℃、好ましくは70〜120℃である。また、反応圧力は、通常、絶対圧で0.1〜1.5MPa、好ましくは0.2〜1.2MPaである。前記アンモオキシム化反応は、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 ammoximation reaction is usually 50 to 150 ° C, preferably 70 to 120 ° C. The reaction pressure is usually 0.1 to 1.5 MPa in absolute pressure, preferably 0.2 to 1.2 MPa. The ammoximation reaction is preferably performed under pressure in order to facilitate the dissolution of ammonia in the liquid phase of the reaction mixture. In this case, the pressure is adjusted using an inert gas such as nitrogen or helium. Also good.

得られた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、反応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。反応混合物に触媒が含まれる場合には、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。反応後に回収された触媒は、必要に応じて洗浄、焼成、イオン交換処理等の処理が施された後、再使用することができる。また、反応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、ベックマン転位反応により対応する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 is appropriately selected. For example, the oxime can be separated by subjecting the reaction mixture to distillation. When a catalyst is contained in the reaction mixture, the oxime can be separated by subjecting the liquid phase to distillation after separating the catalyst by filtration, decantation, or the like. The catalyst recovered after the reaction can be reused after being subjected to treatments such as washing, calcination and ion exchange treatment as necessary. Moreover, when a solvent and an unreacted raw material are contained in the reaction mixture, the solvent and the unreacted raw material recovered by distillation of the liquid phase can be reused. The obtained oxime is suitably used as a raw material for producing the corresponding amide compound by Beckmann rearrangement reaction.

以下、本発明の実施例及び比較例を示すが、本発明はこれによって限定されるものではない。尚、例中、反応混合物をガスクロマトグラフィーにより分析し、シクロヘキサノンの転化率、シクロヘキサノンオキシムの選択率及び収率を算出した。   Hereinafter, although the Example and comparative example of this invention are shown, this invention is not limited by this. In the examples, the reaction mixture was analyzed by gas chromatography, and the conversion of cyclohexanone, the selectivity of cyclohexanone oxime and the yield were calculated.

参考例1
[モンモリロナイトの酸処理]
1Lセパラブルフラスコ内に、塩酸(濃度:2モル/L)600gを入れ、モンモリロナイト(クニミネ工業(株)製のクニピアF、層間の陽イオンとしてナトリウムイオン、カリウムイオン及びカルシウムイオンを有するモンモリロナイト)60gを加えて室温で5分間撹拌した。その後、得られた混合物を撹拌しながら、オイルバスを使用して90℃に昇温し、90℃で12時間撹拌を継続した。12時間経過後、室温まで冷却し、撹拌を停止した。得られた混合物を加圧濾過することにより固体を分離し、この固体を、加圧濾過により、水で洗浄濾過し、洗浄濾液のpHが5以上になるまで繰り返し洗浄した。洗浄後、得られた固体を110℃で一晩乾燥し、層間の陽イオンとして水素イオンを有するモンモリロナイト(A)を得た。
Reference example 1
[Acid treatment of montmorillonite]
In a 1 L separable flask, 600 g of hydrochloric acid (concentration: 2 mol / L) was added, and montmorillonite (Kunipia F manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd., montmorillonite having sodium ions, potassium ions and calcium ions as cations between layers) 60 g And stirred at room temperature for 5 minutes. Then, stirring the obtained mixture, it heated up at 90 degreeC using the oil bath, and stirring was continued at 90 degreeC for 12 hours. After 12 hours, the mixture was cooled to room temperature and stirring was stopped. The obtained mixture was subjected to pressure filtration to separate a solid, and this solid was washed and filtered with water by pressure filtration, and washed repeatedly until the pH of the washing filtrate became 5 or more. After washing, the resulting solid was dried at 110 ° C. overnight to obtain montmorillonite (A) having hydrogen ions as interlayer cations.

[触媒の調製]
2Lポリビーカー内に、イオン交換水700gと、20重量%三塩化チタン溶液(TiClの希塩酸溶液、和光純薬工業(株)社製)17.9gとを入れ、室温で5分間撹拌した。得られた混合液に、上記で得られたモンモリロナイト(A)を15g投入し、室温で5分間撹拌後、窒素でポリビーカー内の気相部を置換した。次いで、ウォーターバスを使用して、ポリビーカー内の混合物を撹拌しながら50℃に昇温し、50℃で12時間撹拌を継続した。12時間経過後、室温まで冷却し、撹拌を停止した。得られた混合物を加圧濾過することにより固体を分離し、この固体を、加圧濾過により、水で洗浄濾過し、洗浄濾液のpHが5以上になるまで繰り返し洗浄した。洗浄後、得られた固体を110℃で一晩乾燥し、触媒Aを調製した。
[Preparation of catalyst]
In a 2 L poly beaker, 700 g of ion-exchanged water and 17.9 g of a 20 wt% titanium trichloride solution (TiCl 3 dilute hydrochloric acid solution, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were stirred for 5 minutes at room temperature. 15 g of the montmorillonite (A) obtained above was added to the obtained liquid mixture and stirred at room temperature for 5 minutes, and then the gas phase part in the poly beaker was replaced with nitrogen. Next, using a water bath, the mixture in the poly beaker was heated to 50 ° C. while stirring, and stirring was continued at 50 ° C. for 12 hours. After 12 hours, the mixture was cooled to room temperature and stirring was stopped. The obtained mixture was subjected to pressure filtration to separate a solid, and this solid was washed and filtered with water by pressure filtration, and washed repeatedly until the pH of the washing filtrate became 5 or more. After washing, the resulting solid was dried at 110 ° C. overnight to prepare Catalyst A.

参考例2
[モンモリロナイトの酸処理]
塩酸(濃度:2モル/L)に代えて、硝酸水溶液(濃度:2モル/L)を使用したこと以外は、参考例1[モンモリロナイトの酸処理]と同様の操作を行い、層間の陽イオンとして水素イオンを有するモンモリロナイト(B)を得た。
Reference example 2
[Acid treatment of montmorillonite]
The same procedure as in Reference Example 1 [Acid treatment of montmorillonite] was carried out except that an aqueous nitric acid solution (concentration: 2 mol / L) was used instead of hydrochloric acid (concentration: 2 mol / L). As a result, montmorillonite (B) having hydrogen ions was obtained.

[触媒の調製]
モンモリロナイト(A)に代えて、モンモリロナイト(B)を使用したこと以外は、参考例1[触媒の調製]と同様の操作を行い、触媒Bを調製した。
[Preparation of catalyst]
Catalyst B was prepared in the same manner as in Reference Example 1 [Preparation of catalyst] except that montmorillonite (B) was used instead of montmorillonite (A).

参考例3
[モンモリロナイトの酸処理]
塩酸(濃度:2モル/L)に代えて、リン酸水溶液(濃度:2モル/L)を使用したこと以外は、参考例1[モンモリロナイトの酸処理]と同様の操作を行い、層間の陽イオンとして水素イオンを有するモンモリロナイト(C)を得た。
Reference example 3
[Acid treatment of montmorillonite]
Except for using a phosphoric acid aqueous solution (concentration: 2 mol / L) instead of hydrochloric acid (concentration: 2 mol / L), the same operation as in Reference Example 1 [Acid treatment of montmorillonite] was carried out, Montmorillonite (C) having hydrogen ions as ions was obtained.

[触媒の調製]
モンモリロナイト(A)に代えて、モンモリロナイト(C)を使用したこと以外は、参考例1[触媒の調製]と同様の操作を行い、触媒Cを調製した。
[Preparation of catalyst]
Catalyst C was prepared in the same manner as in Reference Example 1 [Preparation of catalyst] except that montmorillonite (C) was used instead of montmorillonite (A).

実施例1
7.0gの触媒Aを、内径1cmのSUS製反応管中に充填して触媒層を形成させ、ヘリウム流通下、反応管内の圧力を1.0MPa(絶対圧)に保ち、触媒層の温度を90℃まで昇温後、アンモニアのエチレングリコールジメチルエーテル溶液(アンモニア含有量:0.69重量%)を5.6g/h、シクロヘキサノン、クメンヒドロペルオキシド及び水を含むエチレングリコールジメチルエーテル溶液(シクロヘキサノン含有量:2.0重量%、クメンヒドロペルオキシド含有量:4.7重量%、水含有量:1.5重量%)を5.6g/hの流量で反応管に供給し、アップフローで流通させ、反応を開始した。尚、供給したアンモニア/クメンヒドロペルオキシド/水/シクロヘキサノンのモル比は、2.0/1.5/4.0/1.0(モル比)であった。
Example 1
7.0 g of catalyst A is filled into a SUS reaction tube having an inner diameter of 1 cm to form a catalyst layer. Under a helium flow, the pressure in the reaction tube is maintained at 1.0 MPa (absolute pressure), and the temperature of the catalyst layer is increased. After the temperature was raised to 90 ° C., an ethylene glycol dimethyl ether solution of ammonia (ammonia content: 0.69 wt%) was added to an ethylene glycol dimethyl ether solution (cyclohexanone content: 2) containing 5.6 g / h, cyclohexanone, cumene hydroperoxide and water. 0.0% by weight, cumene hydroperoxide content: 4.7% by weight, water content: 1.5% by weight) is supplied to the reaction tube at a flow rate of 5.6 g / h, and is circulated in an up-flow. Started. The molar ratio of supplied ammonia / cumene hydroperoxide / water / cyclohexanone was 2.0 / 1.5 / 4.0 / 1.0 (molar ratio).

反応開始から9時間経過した時点において、反応管出口より導出された反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、シクロヘキサノンの転化率は79.3%であり、シクロヘキサノンオキシムの選択率は99.4%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は78.8%であった。また、シクロヘキサノンイミン(シクロヘキサノンがイミン化した化合物)や該イミン由来の不純物の供給したシクロヘキサノンに対する生成率は0.5%であった。   When the reaction mixture derived from the reaction tube outlet was analyzed by gas chromatography after 9 hours had elapsed from the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 79.3%, and the selectivity for cyclohexanone oxime was 99.4. %, And the yield of cyclohexanone oxime was 78.8%. The production rate of cyclohexanone imine (a compound in which cyclohexanone was iminized) and cyclohexanone supplied with impurities derived from the imine was 0.5%.

実施例2
触媒Aに代えて、触媒Bを使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。反応開始から9時間経過した時点において、反応管出口より導出された反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、シクロヘキサノンの転化率は83.5%であり、シクロヘキサノンオキシムの選択率は80.2%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は67.0%であった。また、シクロヘキサノンイミン(シクロヘキサノンがイミン化した化合物)や該イミン由来の不純物の供給したシクロヘキサノンに対する生成率は16.5%であった。
Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that catalyst B was used instead of catalyst A. When 9 hours passed from the start of the reaction, the reaction mixture derived from the outlet of the reaction tube was analyzed by gas chromatography. The conversion of cyclohexanone was 83.5% and the selectivity for cyclohexanone oxime was 80.2. %, And the yield of cyclohexanone oxime was 67.0%. The production rate of cyclohexanone imine (a compound in which cyclohexanone was iminized) and cyclohexanone supplied with impurities derived from the imine was 16.5%.

実施例3
触媒Aに代えて、触媒Cを使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。反応開始から9時間経過した時点において、反応管出口より導出された反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、シクロヘキサノンの転化率は87.0%であり、シクロヘキサノンオキシムの選択率は82.0%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は71.3%であった。また、シクロヘキサノンイミン(シクロヘキサノンがイミン化した化合物)や該イミン由来の不純物の供給したシクロヘキサノンに対する生成率は15.7%であった。
Example 3
The same operation as in Example 1 was performed except that the catalyst C was used instead of the catalyst A. When 9 hours passed from the start of the reaction, the reaction mixture derived from the outlet of the reaction tube was analyzed by gas chromatography. The conversion of cyclohexanone was 87.0% and the selectivity for cyclohexanone oxime was 82.0. %, And the yield of cyclohexanone oxime was 71.3%. The production rate of cyclohexanone imine (a compound obtained by iminating cyclohexanone) and cyclohexanone supplied with impurities derived from the imine was 15.7%.

比較例1
触媒Aに代えて、モンモリロナイト(クニミネ工業(株)製のクニピアF)を使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。反応開始から6時間経過した時点において、反応管出口より導出された反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、シクロヘキサノンの転化率は13.2%であり、シクロヘキサノンオキシムの選択率は0%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は0%であった。また、シクロヘキサノンイミン(シクロヘキサノンがイミン化した化合物)や該イミン由来の不純物の供給したシクロヘキサノンに対する生成率は13.2%であった。
Comparative Example 1
It replaced with the catalyst A and performed operation similar to Example 1 except having used montmorillonite (Kunimine F Co., Ltd. product Kunipia F). When the reaction mixture derived from the outlet of the reaction tube was analyzed by gas chromatography after 6 hours from the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 13.2% and the selectivity of cyclohexanone oxime was 0%. Yes, the yield of cyclohexanone oxime was 0%. The production rate of cyclohexanone imine (a compound obtained by iminating cyclohexanone) and cyclohexanone supplied with impurities derived from the imine was 13.2%.

比較例2
触媒Aに代えて、Ti−MCM−41を使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。反応開始から12時間経過した時点において、反応管出口より導出された反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、シクロヘキサノンの転化率は7.7%であり、シクロヘキサノンオキシムの選択率は46.7%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は3.6%であった。また、シクロヘキサノンイミン(シクロヘキサノンがイミン化した化合物)や該イミン由来の不純物の供給したシクロヘキサノンに対する生成率は4.1%であった。
Comparative Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that Ti-MCM-41 was used in place of the catalyst A. When the reaction mixture derived from the reaction tube outlet was analyzed by gas chromatography when 12 hours had elapsed from the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 7.7% and the selectivity for cyclohexanone oxime was 46.7. %, And the yield of cyclohexanone oxime was 3.6%. In addition, the yield of cyclohexanone imine (a compound in which cyclohexanone was iminized) and cyclohexanone supplied with impurities derived from the imine was 4.1%.

比較例3
触媒Aに代えて、Ti−HMSを使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。反応開始から12時間経過した時点において、反応管出口より導出された反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、シクロヘキサノンの転化率は22.5%であり、シクロヘキサノンオキシムの選択率は16.3%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は3.7%であった。また、シクロヘキサノンイミン(シクロヘキサノンがイミン化した化合物)や該イミン由来の不純物の供給したシクロヘキサノンに対する生成率は18.8%であった。
Comparative Example 3
The same operation as in Example 1 was performed except that Ti-HMS was used in place of the catalyst A. When 12 hours passed from the start of the reaction, the reaction mixture derived from the outlet of the reaction tube was analyzed by gas chromatography. The conversion of cyclohexanone was 22.5% and the selectivity for cyclohexanone oxime was 16.3. %, And the yield of cyclohexanone oxime was 3.7%. Moreover, the production rate with respect to cyclohexanone supplied with cyclohexanone imine (a compound obtained by iminating cyclohexanone) and impurities derived from the imine was 18.8%.

比較例4
触媒Aに代えて、TS−1を使用したこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。反応開始から12時間経過した時点において、反応管出口より導出された反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、シクロヘキサノンの転化率は11.0%であり、シクロヘキサノンオキシムの選択率は4.6%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は0.5%であった。また、シクロヘキサノンイミン(シクロヘキサノンがイミン化した化合物)や該イミン由来の不純物の供給したシクロヘキサノンに対する生成率は10.5%であった。
Comparative Example 4
It replaced with the catalyst A and performed operation similar to Example 1 except having used TS-1. When the reaction mixture derived from the reaction tube outlet was analyzed by gas chromatography when 12 hours had elapsed from the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 11.0% and the selectivity for cyclohexanone oxime was 4.6. %, And the yield of cyclohexanone oxime was 0.5%. Moreover, the production rate with respect to cyclohexanone supplied with cyclohexanone imine (a compound in which cyclohexanone was iminized) and impurities derived from the imine was 10.5%.

実施例4
7.0gの触媒Aを、内径1cmのSUS製反応管中に充填して触媒層を形成させ、ヘリウム流通下、反応管内の圧力を1.0MPa(絶対圧)に保ち、触媒層の温度を90℃まで昇温後、アンモニアの4−メチル−2−ペンタノール溶液(アンモニア含有量:2.1重量%)を5.3g/h、シクロヘキサノン、クメンヒドロペルオキシド及び水を含む4−メチル−2−ペンタノール溶液(シクロヘキサノン含有量:6.0重量%、クメンヒドロペルオキシド含有量:14.0重量%、水含有量:4.4重量%)を5.3g/hの流量で反応管に供給し、アップフローで流通させ、反応を開始した。尚、供給したアンモニア/クメンヒドロペルオキシド/水/シクロヘキサノンのモル比は、2.0/1.5/4.0/1.0(モル比)であった。
Example 4
7.0 g of catalyst A is filled into a SUS reaction tube having an inner diameter of 1 cm to form a catalyst layer. Under a helium flow, the pressure in the reaction tube is maintained at 1.0 MPa (absolute pressure), and the temperature of the catalyst layer is increased. After raising the temperature to 90 ° C., 4-methyl-2-pentanol solution of ammonia (ammonia content: 2.1 wt%) was added to 5.3 g / h of 4-methyl-2 containing cyclohexanone, cumene hydroperoxide and water. -A pentanol solution (cyclohexanone content: 6.0 wt%, cumene hydroperoxide content: 14.0 wt%, water content: 4.4 wt%) is supplied to the reaction tube at a flow rate of 5.3 g / h. Then, the reaction was started by distributing it in an up flow. The molar ratio of supplied ammonia / cumene hydroperoxide / water / cyclohexanone was 2.0 / 1.5 / 4.0 / 1.0 (molar ratio).

反応開始から6時間経過した時点において、反応管出口より導出された反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、シクロヘキサノンの転化率は46.4%であり、シクロヘキサノンオキシムの選択率は57.3%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は26.6%であった。また、シクロヘキサノンイミン(シクロヘキサノンがイミン化した化合物)や該イミン由来の不純物の供給したシクロヘキサノンに対する生成率は19.8%であった。   When the reaction mixture derived from the reaction tube outlet was analyzed by gas chromatography after 6 hours from the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 46.4% and the selectivity of cyclohexanone oxime was 57.3. %, And the yield of cyclohexanone oxime was 26.6%. The production rate of cyclohexanone imine (a compound obtained by iminating cyclohexanone) and cyclohexanone supplied with impurities derived from the imine was 19.8%.

実施例5
触媒Aに代えて、触媒Bを使用したこと以外は、実施例4と同様の操作を行った。反応開始から6時間経過した時点において、反応管出口より導出された反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、シクロヘキサノンの転化率は38.5%であり、シクロヘキサノンオキシムの選択率は57.6%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は22.2%であった。また、シクロヘキサノンイミン(シクロヘキサノンがイミン化した化合物)や該イミン由来の不純物の供給したシクロヘキサノンに対する生成率は16.3%であった。
Example 5
The same operation as in Example 4 was performed except that catalyst B was used instead of catalyst A. When the reaction mixture derived from the reaction tube outlet was analyzed by gas chromatography at the time when 6 hours passed from the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 38.5% and the selectivity of cyclohexanone oxime was 57.6. %, And the yield of cyclohexanone oxime was 22.2%. The production rate of cyclohexanone imine (a compound obtained by iminating cyclohexanone) and cyclohexanone supplied with impurities derived from the imine was 16.3%.

実施例6
触媒Aに代えて、触媒Cを使用したこと以外は、実施例4と同様の操作を行った。反応開始から6時間経過した時点において、反応管出口より導出された反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、シクロヘキサノンの転化率は50.6%であり、シクロヘキサノンオキシムの選択率は58.0%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は29.3%であった。また、シクロヘキサノンイミン(シクロヘキサノンがイミン化した化合物)や該イミン由来の不純物の供給したシクロヘキサノンに対する生成率は21.2%であった。
Example 6
The same operation as in Example 4 was performed except that the catalyst C was used instead of the catalyst A. When the reaction mixture derived from the reaction tube outlet was analyzed by gas chromatography at the time when 6 hours passed from the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 50.6%, and the selectivity of cyclohexanone oxime was 58.0. %, And the yield of cyclohexanone oxime was 29.3%. Moreover, the production rate with respect to cyclohexanone supplied with cyclohexanone imine (a compound in which cyclohexanone was iminized) and impurities derived from the imine was 21.2%.

実施例7
7.0gの触媒Aを、内径1cmのSUS製反応管中に充填して触媒層を形成させ、ヘリウム流通下、反応管内の圧力を1.0MPa(絶対圧)に保ち、触媒層の温度を90℃まで昇温後、アンモニア及び水を含む2−メチル−2−プロパノール溶液(アンモニア含有量:3.5重量%、水含有量:7.3重量%)を5.1g/h、シクロヘキサノン、t−ブチルヒドロペルオキシド及び水を含む2−メチル−2−プロパノール溶液(シクロヘキサノン含有量:10.0重量%、t−ブチルヒドロペルオキシド含有量:13.8重量%)を5.1g/hの流量で反応管に供給し、アップフローで流通させ、反応を開始した。尚、供給したアンモニア/t−ブチルヒドロペルオキシド/水/シクロヘキサノンのモル比は、2.0/1.5/4.0/1.0(モル比)であった。
Example 7
7.0 g of catalyst A is filled into a SUS reaction tube having an inner diameter of 1 cm to form a catalyst layer. Under a helium flow, the pressure in the reaction tube is maintained at 1.0 MPa (absolute pressure), and the temperature of the catalyst layer is increased. After raising the temperature to 90 ° C., 5.1 g / h of a 2-methyl-2-propanol solution containing ammonia and water (ammonia content: 3.5 wt%, water content: 7.3 wt%), cyclohexanone, A flow rate of 5.1 g / h of a 2-methyl-2-propanol solution containing t-butyl hydroperoxide and water (cyclohexanone content: 10.0 wt%, t-butyl hydroperoxide content: 13.8 wt%) Was supplied to the reaction tube and circulated in an up flow to start the reaction. The molar ratio of supplied ammonia / t-butyl hydroperoxide / water / cyclohexanone was 2.0 / 1.5 / 4.0 / 1.0 (molar ratio).

反応開始から6時間経過した時点において、反応管出口より導出された反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、シクロヘキサノンの転化率は48.2%であり、シクロヘキサノンオキシムの選択率は66.5%であり、シクロヘキサノンオキシムの収率は32.1%であった。また、シクロヘキサノンイミン(シクロヘキサノンがイミン化した化合物)や該イミン由来の不純物の供給したシクロヘキサノンに対する生成率は16.2%であった。   When the reaction mixture derived from the reaction tube outlet was analyzed by gas chromatography after 6 hours from the start of the reaction, the conversion of cyclohexanone was 48.2% and the selectivity for cyclohexanone oxime was 66.5. %, And the yield of cyclohexanone oxime was 32.1%. The production rate of cyclohexanone imine (a compound obtained by iminating cyclohexanone) and cyclohexanone supplied with impurities derived from the imine was 16.2%.

Claims (7)

層間の陽イオンとして水素イオン、アンモニウムイオン及び第四級アンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも一種を有するスメクタイトをチタン化合物で接触処理して得られる触媒の存在下に、ケトンを有機過酸化物及びアンモニアによりアンモオキシム化反応させることを特徴とするオキシムの製造方法。   In the presence of a catalyst obtained by contact-treating smectite having at least one selected from the group consisting of hydrogen ion, ammonium ion and quaternary ammonium ion as a cation between layers with a titanium compound, a ketone is converted into an organic peroxide and A process for producing an oxime, which comprises ammoximation reaction with ammonia. 前記スメクタイトが、層間の陽イオンとして水素イオンを有するものである請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the smectite has hydrogen ions as cations between layers. 層間の陽イオンとして水素イオンを有するスメクタイトが、スメクタイトを酸処理して得られるものである請求項2に記載の製造方法。   The production method according to claim 2, wherein the smectite having hydrogen ions as cations between layers is obtained by acid treatment of smectite. スメクタイトがモンモリロナイトである請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the smectite is montmorillonite. 有機過酸化物が、ヒドロペルオキシドである請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。   The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the organic peroxide is a hydroperoxide. ヒドロペルオキシドが、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又は1,1−ジメチルプロピルヒドロペルオキシドである請求項5に記載の製造方法。   The production method according to claim 5, wherein the hydroperoxide is t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide or 1,1-dimethylpropyl hydroperoxide. ケトンが、シクロアルカノンである請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the ketone is a cycloalkanone.
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