JP2016034937A - シクロドデカノンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】a.CDENをCDANエポキシドにエポキシ化する工程及びb.CDANを含む混合物を得ながら、CDANエポキシドをCDONへ転位する工程を有する反応経路Iを用いて、CDONを製造する方法において、CDANをCDON含有混合物から分離し、CDONへ酸化することを特徴とする、方法。
【選択図】図1
Description
a.シクロドデセン(CDEN)からのエポキシシクロドデカン(CDANエポキシド)へのエポキシ化及び
b.CDANエポキシドから、シクロドデカン(CDAN)を含む混合物を得ながらのCDONへの転位。
I) 貴金属は担持されておらず;触媒系の金属酸化物としては、少なくとも二酸化チタン又は二酸化ジルコニウムが含まれている;
II) 貴金属は担持されていて、この担体は、二酸化チタン及び/又は二酸化ジルコニウムを含まないか又はこれらからなっていない。この系は、更に、二酸化チタン又は二酸化ジルコニウムから選択される少なくとも1種の金属酸化物を含む;
III) 貴金属は、二酸化チタン及び二酸化ジルコニウムから選択される金属酸化物に担持されていて、その際、好ましくは二酸化チタンは含まれていない。
a. CDTからCDANへの水素化、
b. CDANから、CDOL及びCDONを有する混合物への酸化及び
c. CDOLからCDONへの脱水素。
エポキシド経路=反応経路I
慣用の経路=反応経路II
CDTの選択的水素化:
CDT 1000kg/hを気液接触装置としての飽和塔(Saettigungskolonne)中で、0.75barの圧力及び155℃の温度で連続的に、主に窒素からなる循環ガス流10m3/hで連続的に蒸発させた。生じるガス流を、Al2O3上のPd触媒を備えた固定床反応器に供給し、その中で130℃の温度で水素との反応を行った。このために、水素25kg/hをこの反応器の入口で循環ガス流に計量供給した。反応器の出口で循環ガス流から生成物を35℃で凝縮させた。この凝縮した液体は、CDEN84.8%及びCDAN15%の組成を有していた。CDDIEN(シクロドデカジエン)異性体及びCDT異性体は、0.2%未満の濃度で存在する。
選択的水素化からのCDEN(84.8%)とCDAN(15%)との混合物を、三段階の反応器カスケード中でH2O2でエポキシ化した。
直前の工程からのCDANエポキシドを、0.5%のPd/ZrO2触媒を用いて、三段階反応器カスケード中でCDONに反応させた。
この転位からの粗製混合物から、第1の連続的蒸留工程で低沸点物フラクション(CDONよりも低い沸点を有する成分)を除去した。使用される塔は、500m2/m3の表面積を有する8mの織物充填物を備えかつ10mbarの塔頂圧力で運転された。
第1の蒸留からの塔底物を、他の連続的蒸留工程(6mの織物充填物を備えた塔;500m2/m3の表面積)で蒸留し、CDONを10mbarの塔頂圧力で留出物として得た。CDONよりも高い沸点を有する成分(例えばCDOL)を、塔底物として分離した。得られたCDONの純度は>99%であり、CDON収率として蒸留塔中では98%が達成された。
エポキシド経路からのCDAN(1kg/h)をホウ酸(0.05kg/h)で反応させた。155℃で132l/hの酸素供給での2時間の反応の滞留時間で、8.5%のCDAN転化率及びCDON及びCDOLに関して88%の選択率が得られた。この転化率及び組成は、慣用の経路からの転化率及び選択率に相当する。この混合物は、慣用の生成物と同様に、更にラウリンラクタムに反応させることができた。
エポキシド経路からのCDOL 1kgを、慣用の経路のCDOL/CDON(70:30 w:w)混合物10kgと、30L脱水素反応器中で合わせて混合した。この反応器は、Cu含有触媒(Evonik社のH10167)1.9kgが充填されていた。240℃で6時間の反応の後に、CDON(10.5kg)及びCDOL(0.5kg)の混合物が得られた。このCDONは99.8%を越える純度で留去され、CDOLを脱水素に返送した。得られたCDONの品質は、慣用の経路からのシクロドデカノンの品質に相当し、この経路で更にラウリンラクタムに反応させることができた。
CDAN(又はCDAN及びCDENの混合物)は、別に使用することができる。CDANをホウ酸による酸化に供給する代わりに、前段階(CDTのCDANへの水素化)で使用することができる。これは、特に、エポキシド経路からのCDANがかなりのCDEN量を含む場合に通用する。
エポキシド経路からのCDAN及びCDENの混合物(0.04kg/h)を、CDT(0.36kg/h)と0.4L水素化反応器中で合わせて混合した。この水素化反応器は0.5%Pd/Al2O3 0.284gで充填されていた。160℃及び水素15barで、CDANは98.5%の純度で得られた。この純度は、相応する反応条件での慣用の経路でのシクロドデカンの純度に相当し、この経路で更にラウリンラクタムに反応させることができた。
1. a. シクロドデセン(CDEN)をエポキシシクロドデカン(CDANエポキシド)にエポキシ化する工程及び
b. シクロドデカン(CDAN)を含む混合物を得ながら、CDANエポキシドをシクロドデカノン(CDON)へ転位する工程
を有する反応経路Iを用いて、CDONを製造する方法において、
CDANをCDON含有混合物から分離し、CDONへ酸化することを特徴とする、方法。
2. 前記転位(工程b)を、貴金属含有触媒の存在で行うことを特徴とする、前記1に記載の方法。
3. 前記転位(工程b)の前記触媒は、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム又はこの両方を含むことを特徴とする、前記2に記載の方法。
4. 工程aからのCDANエポキシドはCDANを含み、前記CDANを前記転位(工程b)の前で少なくとも部分的に分離することを特徴とする、前記1から3までのいずれか1に記載の方法。
5. 前記転位の前に分離されたCDANをCDONへ酸化することを特徴とする、前記4に記載の方法。
6. CDON含有混合物はシクロドデカノール(CDOL)を有し、前記シクロドデカノールをCDONへ脱水素することを特徴とする、前記1から5までのいずれか1に記載の方法。
7. 前記6に記載の方法において、前記CDOLを、脱水素の前にCDON含有混合物から分離し、CDONの製造のための、
a. CDTをCDANへ水素化する工程、
b. CDANを、CDOL及びCDONを有する混合物へ酸化する工程及び
c. CDOLをCDONへ脱水素する工程
を有する反応経路IIに供給することを特徴とする、方法。
8. 前記1から7までのいずれか1に記載の方法において、前記分離されCDANを、酸化の実施の前に、CDONの製造のための、
a. CDTをCDANへ水素化する工程、
b. CDANを、CDOL及びCDONを有する混合物へ酸化する工程及び
c. CDOLをCDONへ脱水素する工程
を有する反応経路IIに供給することを特徴とする、方法。
9. 前記分離されたCDANを、反応経路IIの工程bによるCDANの酸化に供給することを特徴とする、前記8に記載の方法。
10. 前記CDANは、CDANとCDENとの合計質量を基準として、CDENを0.5質量%まで含むことを特徴とする、前記9に記載の方法。
11. 前記分離されたCDANを、反応経路IIの工程aによるCDTの水素化に供給し、前記CDANは、CDANとCDENとの合計質量を基準として、CDENを0.1〜99質量%含むことを特徴とする、前記8に記載の方法。
12. 少なくとも1つの分離、好ましくは全ての分離を、蒸留によって行うことを特徴とする、前記1から11までのいずれか1に記載の方法。
13. CDONからラウリンラクタムを合成する方法において、前記CDONは前記1から12までのいずれか1に記載の方法により製造される、ラウリンラクタムを合成する方法。
14. 前記CDONをシクロドデカノンオキシム(CDONオキシム)に反応させることを特徴とする、前記13に記載の方法。
15. CDONからポリアミド12を製造する方法において、前記CDONは前記1から12までのいずれか1に記載の方法により製造される、ポリアミド12を製造する方法。
Claims (15)
- a. シクロドデセン(CDEN)をエポキシシクロドデカン(CDANエポキシド)にエポキシ化する工程及び
b. シクロドデカン(CDAN)を含む混合物を得ながら、CDANエポキシドをシクロドデカノン(CDON)へ転位する工程
を有する反応経路Iを用いて、CDONを製造する方法において、
CDANをCDON含有混合物から分離し、CDONへ酸化することを特徴とする、方法。 - 前記転位(工程b)を、貴金属含有触媒の存在で行うことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記転位(工程b)の前記触媒は、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム又はこの両方を含むことを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 工程aからのCDANエポキシドはCDANを含み、前記CDANを前記転位(工程b)の前で少なくとも部分的に分離することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記転位の前に分離されたCDANをCDONへ酸化することを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- CDON含有混合物はシクロドデカノール(CDOL)を有し、前記シクロドデカノールをCDONへ脱水素することを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
- 請求項6に記載の方法において、前記CDOLを、脱水素の前にCDON含有混合物から分離し、CDONの製造のための、
a. CDTをCDANへ水素化する工程、
b. CDANを、CDOL及びCDONを有する混合物へ酸化する工程及び
c. CDOLをCDONへ脱水素する工程
を有する反応経路IIに供給することを特徴とする、方法。 - 請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法において、前記分離されCDANを、酸化の実施の前に、CDONの製造のための、
a. CDTをCDANへ水素化する工程、
b. CDANを、CDOL及びCDONを有する混合物へ酸化する工程及び
c. CDOLをCDONへ脱水素する工程
を有する反応経路IIに供給することを特徴とする、方法。 - 前記分離されたCDANを、反応経路IIの工程bによるCDANの酸化に供給することを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- 前記CDANは、CDANとCDENとの合計質量を基準として、CDENを0.5質量%まで含むことを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 前記分離されたCDANを、反応経路IIの工程aによるCDTの水素化に供給し、前記CDANは、CDANとCDENとの合計質量を基準として、CDENを0.1〜99質量%含むことを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- 少なくとも1つの分離、好ましくは全ての分離を、蒸留によって行うことを特徴とする、請求項1から11までのいずれか1項に記載の方法。
- CDONからラウリンラクタムを合成する方法において、前記CDONは請求項1から12までのいずれか1項に記載の方法により製造される、ラウリンラクタムを合成する方法。
- 前記CDONをシクロドデカノンオキシム(CDONオキシム)に反応させることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- CDONからポリアミド12を製造する方法において、前記CDONは請求項1から12までのいずれか1項に記載の方法により製造される、ポリアミド12を製造する方法。
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