JP2016505598A - 酢酸メチルを調製する方法 - Google Patents

酢酸メチルを調製する方法 Download PDF

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Abstract

有機アミン、ジメチルエーテル、一酸化炭素及び任意の水素ガスを含有する原料ガスを、有機アミンを吸着させた水素型モルデナイト分子篩触媒が入れられた反応器に通すことにより、酢酸メチルを調製する方法を提供する。本発明の方法においては、有機アミンを吸着させた水素型モルデナイト分子篩を触媒とし、原料ガスに有機アミン成分を加えることにより、反応過程において有機アミンが脱着するという不足を安定的に補い、触媒の安定性を向上させて使用寿命を延ばすことができる。【選択図】なし

Description

本発明は酢酸メチルを調製する方法に関し、特にジメチルエーテルのカルボニル化により酢酸メチルを調製する方法に関するものである。
酢酸メチルは重要な有機化学工業用の原料及び溶媒である。酢酸メチルは酢酸及び無水酢酸と酢酸ビニル等の酢酸の誘導体を合成することに用いられる。現在では、酢酸は主にMonsantoとBPによる均一相メタノールのカルボニル化方法で工業生産を行い、反応過程においてはRh又はIrを含有する貴金属触媒及び腐食性を有するCH3I等の助触媒[J.Catal.245(2007)110〜123]が利用されている。酢酸メチルはさらに、水素添加還元によりエタノールを合成することもできる[ChemSusChem3(2010)1192〜1199]ことができる。エタノールはガソリンよりも高いオクタン価を有し、内燃機関において完全に燃焼でき、単独で又はガソリンと混合して自動車用燃料とされることができ、現在、エタノール含有量5%〜85%のエタノールガソリンは商業化されている。ガソリンにエタノールを混入すれば、温室効果ガスの排出を低減することもできる。現在では、エタノールは主にトウモロコシやサトウキビの生物発酵及びエチレン水和法の二つの方式で工業生産を行う。生物発酵によるエタノールの生産では、一般的に約14%の低濃度エタノールのみが得られるため、さらに大量の資金を投入し大量のエネルギーを消費して精留を行わなければ、燃料グレードのエタノールを得ることができず、また生物発酵は食糧等の経済作物の消費を代価とするが、食糧安全に影響を与えないために、生物発酵によるエタノールの産量が制限されている。エチレン水和法に使用されるエチレンは主に石油化学工業によるものであり、しかしながら、石油資源は枯渇してきっており、価格が高止まりしているため、この方法は徐々に経済競争力を失ったものとなる。また、酢酸メチルはグリーン溶媒として紡績、香料、医薬及び食品等の業種で広く使用されることも可能である。
酢酸メチルはジメチルエーテルと一酸化炭素とのカルボニル化反応によって得られることができ、ジメチルエーテルはメタノールの脱水又は合成ガスによって一段階で合成されることができるため、合成ガスの誘導によれば酢酸メチルを得ることができる。現在、合成ガスは石炭、天然ガス及びバイオマス等の非石油資源のガス化により製造されることができ、工業生産のための技術が非常に成熟したものとなる。
現在報道されているジメチルエーテルのカルボニル化により酢酸メチルを調製する反応用の触媒では、最もよく研究され、かつ最も活性の高いものは8員環や10員環構造を有するモルデナイト(Mordenite)である。Iglesiaら[J.Am.Chem.Soc.129(2007)4919〜4924]の研究によると、接触カルボニル化の活性中心が8員環のB酸部位にあり、酢酸メチルの選択性が99%を超えていることがわかったが、触媒の寿命及び不活性化が詳しく研究されていなかった。申文傑ら[Chin.J.Catal.31(2010)729〜738]の研究によると、モルデナイトに予めピリジンを吸着させることによれば、ジメチルエーテルのカルボニル化反応の安定性を大きく向上させることができ、また200℃で48h反応させた後で約30%の酢酸メチル収率を保持でき、ピリジンが12員環内に吸着されるため、12員環内の炭素堆積物の生成が抑制される一方、8員環内の酸部位にほとんど影響しないことがわかった。しかしながら、反応条件では、モルデナイトに吸着されたピリジンが徐々に脱着し、ゼオライト分子篩の炭素堆積物も徐々に増加することに起因して、触媒の活性が徐々に低下することを招き、触媒の安定性が悪くなって寿命が短くなり、その大規模な工業生産での応用はひどく制限されている。
本発明は、ジメチルエーテルのカルボニル化により酢酸メチルを生産する方法において、採用される触媒は有機アミンを吸着させた水素型モルデナイトであり、原料ガスは有機アミンを含有するジメチルエーテル、一酸化炭素及び任意の水素ガスの混合ガスであり、反応条件で原料ガスを触媒に通すことにより、酢酸メチルを安定的かつ効率的に生産できることを特徴とする、酢酸メチルの生産方法を提供することを目的とする。本発明は原料ガスに有機アミン成分を加えることによって、さらに触媒の安定性を向上させるとともに、触媒の寿命を大きく延ばした。
上記目的を実現するために、本発明は、有機アミン、ジメチルエーテル、一酸化炭素及び任意の水素ガスを含有する原料ガスを水素型モルデナイト分子篩触媒が入れられた反応領域に通し、反応温度150〜320℃、反応圧力0.1〜8MPa、ガス体積空間速度500〜10000h-1で反応させて、酢酸メチルを調製し、前記反応領域は、一つあるいは直列及び/又は並列として接続された複数の反応器を含み、前記有機アミンは、ピリジン類有機アミン、芳香族アミン及び脂環式有機アミンから選択されるいずれか一種又は複数種の混合物であり、前記水素型モルデナイト分子篩触媒は有機アミンを吸着したものであり、前記水素型モルデナイトは酸性モルデナイトであり、前記原料ガスにおいては、一酸化炭素とジメチルエーテルとのモル比が1:1〜45:1であり、有機アミンとジメチルエーテルとのモル比が0.00001:1〜0.2:1であり、水素ガスとジメチルエーテルとのモル比が0:1〜20:1である、という酢酸メチルを調製する方法を提供する。
好ましい実施形態としては、前記反応温度は200〜280℃である。
好ましい実施形態としては、前記反応圧力は3〜5MPaである。
好ましい実施形態としては、前記ガス体積空間速度は2000〜5000h-1である。
好ましい実施形態としては、前記一酸化炭素とジメチルエーテルとのモル比は2:1〜10:1であることが好ましい。
好ましい実施形態としては、前記水素ガスとジメチルエーテルとのモル比は1:1〜10:1であることが好ましい。
好ましい実施形態としては、前記原料ガスにおける有機アミンとジメチルエーテルとのモル比は0.0001:1〜0.01:1である。
好ましい実施形態としては、前記有機アミンを吸着させた水素型モルデナイト分子篩触媒の調製過程は、水素型モルデナイトを反応器に充填し、90〜420℃の吸着温度で、有機アミンと、一酸化炭素、水素ガス、空気、窒素ガス、ヘリウムガス及びアルゴンガスから選択されるいずれか一種又は複数種の混合物とを通して飽和になるまでに吸着させた後、この温度で一酸化炭素、水素ガス、空気、窒素ガス、ヘリウムガス及びアルゴンガスから選択されるいずれか一種又は複数種の混合物により0.5〜6時間パージすることにより、有機アミンの吸着させた水素型モルデナイトを得ることである。
好ましい実施形態としては、好ましい吸着時間は0.5〜48時間である。
好ましい実施形態としては、前記吸着温度は160〜320℃である。
好ましい実施形態としては、前記水素型モルデナイト触媒のシリカ/アルミナ原子比は4:1〜60:1であり、さらに好ましい範囲は5:1〜20:1である。
好ましい実施形態としては、前記ピリジン類有機アミンはピリジン及びピリジン置換体から選択されるいずれか一種又は複数種である。
好ましい実施形態としては、前記ピリジン置換体はピリジン環における五つのHのうち一つ、二つ又は三つが独立的にF、Cl、Br、I、CH3、CH3CH2、CF3、又はNO2から選択される置換基に置換されたものである。
好ましい実施形態としては、前記芳香族アミンはアニリン及びアニリン置換体から選択される一種又は複数種である。
好ましい実施形態としては、前記アニリン置換体はベンゼン環における五つのHとアミン基における二つのHとの合計七つのHのうち一つ、二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、又は七つが独立的にF、Cl、Br、I、CH3、CF3又はCH3CH2から選択される置換基に置換されたものである。
好ましい実施態様としては、前記脂環式有機アミンはアミン分子における水素が脂肪族基に置換され、且つ分子構造に環構造がある有機アミンである。
好ましい実施形態としては、前記脂環式有機アミンにおけるアミノ基中の窒素原子は環外に位置してもよく、例えば、
Figure 2016505598
等の様である;前記脂環式有機アミンにおけるアミン基中の窒素原子は環内に位置してもよく、例えば、
Figure 2016505598
等の様である。
好ましい実施態様としては、前記脂環式有機アミンは5〜8員環を含む脂環式有機アミン及び5〜8員環を含む脂環式有機アミン置換体から選択される一種又は複数種である。
好ましい実施態様としては、前記脂環式有機アミンはシクロヘキシルアミン
Figure 2016505598
、ピペリジン
Figure 2016505598
、シクロヘキシルアミン置換体及びピペリジン置換体から選択される一種又は複数種である。
好ましい実施形態としては、前記シクロヘキシルアミン置換体はシクロヘキシルアミンにおける13個のHのうちいずれか1〜13個が独立的にF、Cl、Br、I、CH3、CF3、CH3CH2又はNO2から選択される置換基に置換されたものである。
好ましい実施形態としては、前記ピペリジン置換体はピペリジン環における11個のHのうちいずれか1〜11個が独立的にF、Cl、Br、I、CH3、CF3、CH3CH2又はNO2から選択される置換基に置換されたものである。
好ましい実施形態としては、前記触媒に吸着させた有機アミンと前記原料ガスにおける有機アミンとは同じでも異なってもよい。
好ましい実施形態としては、前記触媒に吸着させた有機アミンはピリジン、2−メチルピリジン、アニリン、4−メチルアニリン、シクロヘキシルアミン、及びピペリジンから選択されるいずれか一種又は複数種の混合物である。
好ましい実施形態としては、前記原料ガスにおける有機アミンはピリジン、2−メチルピリジン、アニリン、4−メチルアニリン、シクロヘキシルアミン、及びピペリジンから選択されるいずれか一種又は複数種の混合物である。
好ましい実施形態としては、前記触媒に吸着させた有機アミンはピリジン及び/又は2−メチルピリジンである;前記原料ガスにおけるピリジン類有機アミンはピリジン及び/又は2−メチルピリジンである。
好ましい実施形態としては、前記触媒に吸着させた有機アミンはアニリン及び/又は4−メチルアニリンである;前記原料ガスにおける芳香族アミンはアニリン及び/又は4−メチルアニリンである。
好ましい実施形態としては、前記触媒に吸着させた有機アミンはシクロヘキシルアミン及び/又はピペリジンである;前記原料ガスにおける脂環式有機アミンはシクロヘキシルアミン及び/又はピペリジンである。
好ましい実施形態としては、前記原料ガスにおける有機アミンは新たに加えられる有機アミンであってもよく、生成物の分離過程で得られる有機アミンを循環利用してもよい。
好ましい実施形態としては、前記の反応器は連続的に流動する固定床反応器、移動床反応器又は流動床反応器である。当業者は、実際の工業生産の需要に応じて適切な反応器の数、反応器の種類及び各反応器の間の接続方式を選択することができる。
好ましい実施形態としては、前記の生成物である酢酸メチルは水素添加還元によるエタノールの生産に用いられることができる。
本願において、前記ピリジン類有機アミンは、アミノピリジン、ブロモピリジン、メチルピリジン、ヨードピリジン、クロロピリジン、ニトロピリジン、ヒドロキシピリジン、ベンジルピリジン、エチルピリジン、シアノピリジン、フルオロピリジン、ジヒドロピリジン及びその他のアルキルピリジンとハロゲン化ピリジン等を含むピリジン類化合物として表記されてもよい。
当該技術分野での公知の常識によれば、前記水素型モルデナイトは酸性を有するモルデナイトである。
当該技術分野での公知の常識によれば、前記ブロモピリジンとしては、例えば2−フルオロ−5−ブロモピリジン、2−アミノ−3−ヨード−5−ブロモピリジン、4−ブロモピリジン塩酸塩、2−クロロ−4−ブロモピリジン、4−アミノ−3−ブロモピリジン、2−ヒドラジノ−5−ブロモピリジン、2−フルオロ−3−ブロモピリジン、2,3,5−トリブロモピリジン、5−ブロモピリジン−2−カルボン酸メチル、2−フルオロ−4−メチル−5−ブロモピリジン、2−アセチル−5−ブロモピリジン、3,5−ジブロモピリジン、2,3−ジブロモピリジン、2−ヒドロキシメチル−4−ブロモピリジン、2,4−ジブロモピリジン、2,6−ジメチル−3−ブロモピリジン、2,6−ジブロモピリジン、2,5−ジクロロ−3−ブロモピリジン等が挙げられる。
当該分野での公知の常識によれば、前記ヨードピリジンとしては、例えば4−(BOC−アミノ)−3−ヨードピリジン、2−アミノ−3−メチル−5−ヨードピリジン、2−ブロモ−5−ヨードピリジン、5−ブロモ−2−ヨードピリジン、2−アミノ−5−クロロ−3−ヨードピリジン、2−クロロ−4−ヨードピリジン−3−カルバルデヒド、3−アミノ−4−ヨードピリジン、2−フルオロ−3−アルデヒド−4−ヨードピリジン、3−フルオロ−4−ヨードピリジン、2,6−ジクロロ−4−ヨードピリジン、2−ヨードピリジン、2−クロロ−5−トリフルオロメチル−4−ヨードピリジン、3−ブロモ−5−ヨードピリジン、2,5−ジヨードピリジン、2−ブロモ−4−ヨードピリジン、4−アミノ−3−ヨードピリジン、2−アミノ−3−ヨードピリジン、2−フルオロ−3−ヨードピリジン等が挙げられる。
当該技術分野での公知の常識によれば、前記ニトロピリジンとしては、例えば2−アミノ−4−メチル−5−ニトロピリジン、2,4−ジクロロ−6−メチル−3−ニトロピリジン、3−クロロ−2−ニトロピリジン、2−フルオロ−3−ニトロピリジン、2,4−ジクロロ−5−ニトロピリジン、2−メトキシ−4−メチル−5−ニトロピリジン、ジクロロ−3−ニトロピリジン、4−クロロ−3−ニトロピリジン、3−エトキシ−2−ニトロピリジン、3,5−ジメチル−4−ニトロピリジン−2−メタノール、2,6−ジブロモ−3−ニトロピリジン、1−(5−ニトロピリジン−2−イル)ピペラジン、4−メトキシ−3−ニトロピリジン、3−ブロモ−4−ニトロピリジン−N−オキシド、5−ブロモ−2−ニトロピリジン、2,5−ジブロモ−3−ニトロピリジン、3−アミノ−2−ニトロピリジン、5−メチル−2−アミノ−3−ニトロピリジン等が挙げられる。
当該技術分野での公知の常識によれば、前記メチルピリジンとしては、例えば2,5−ジブロモ−3−メチルピリジン、2−フルオロ−6−メチルピリジン、2−(クロロメチル)−4−メトキシ−3,5−ジメチルピリジン、2−アミノ−3−ブロモ−6−メチルピリジン、2−メチル−6−トリフルオロメチルピリジン−3−カルボニルクロリド、6−ブロモ−3−ヒドロキシメチルピリジン、2−ブロモ−4−メチルピリジン、2−(クロロメチル)−4−(3−メトキシプロポキシ)−3−メチルピリジン、3−クロロメチルピリジン塩酸塩、2−アミノ−5−ブロモ−4−メチルピリジン、2−メトキシ−5−トリフルオロメチルピリジン、5−シアノ−2−メチルピリジン、3−アルデヒド−6−メチルピリジン、2,5−ジブロモ−6−メチルピリジン、5−ブロモ−2−ヒドロキシメチルピリジン、3−アミノ−2−メチルピリジン、2−フルオロ−6−トリフルオロメチルピリジン、3−トリフルオロメチルピリジン等が挙げられる。
当該技術分野での公知の常識によれば、前記エチルピリジンとしては、例えば1−エチル−1,2−ジヒドロ−6−ヒドロキシ−4−メチル−2−オキソ−3−ピリジンカルボキサミド、3−(2−アミノエチル)ピリジン、3−(2−クロロエチル)−6,7,8,9−テトラヒドロ−2−メチル−4H−ピリド[1,2−a]ピリミジン−4−オン、2−ブロモ−4−エチルピリジン、2−(2−アミノエチル)ピリジン、2−アミノ−4−エチルピリジン、ジエチル(3−ピリジル)−ボラン5−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)−エトキシ]−ベンジル}−2−イミノ−4−チアゾリジノン、1−エチルピリジニウムブロミド、1−エチルピリジニウムクロリド、6−(t−ブチル)−3−エチル−2−アミノ−4,7−ジヒドロチオフェン[2,3−C]ピリジンジ3,6(5H)−ジカルボキシレート、3−(2−クロロエチル)−6,7,8,9−テトラヒドロ−9−ヒドロキシ−2−メチル−4H−ピリド[1,2−a]ピリミジン−4−オン、1−ジメチルカルバモイル−4−(2−チオキソエチル)ピリジン分子内塩、5−エチル−2−ピリジンエタノール、2−エチル−6−メチル−3−ヒドロキシピリジン、5−エチルピリジン−2,3−ジカルボン酸3−エチルピリジン、2−ヒドロキシエチルピリジン等が挙げられる。
当該技術分野での公知の常識によれば、前記アミノピリジンとしては、例えば2,6−ジアミノピリジン、2−クロロ−4−アミノピリジン、2−アセトアミドピリジン、3−クロロ−2−アミノピリジン、4−メチルアミノピリジン、2,6−ジクロロ−3−アミノピリジン、4−(3−メチルフェニル)アミノピリジン−3−スルホンアミド、2−クロロ−5−アミノピリジン、6−アミノピリジンカルボン酸メチル、2−メトキシ−6−メチルアミノピリジン、2,4−ジアミノピリジン、6−メトキシ−2,3−ジアミノピリジン二塩酸塩、2−ベンジルアミノピリジン、3−アミノピリジン−4−カルボン酸エチル、3−メチル−4−アミノピリジン、2,6−ジブロモ−3−アミノピリジン、2−ブロモ−3−アミノピリジン、2−アセトアミド−5−アミノピリジン等が挙げられる。
当該技術分野での公知の常識によれば、前記フルオロピリジンとしては、例えば2−フルオロピリジン−5−カルバルデヒド、2,6−ジフルオロピリジン−3−ボロン酸、2−クロロ−3−フルオロピリジン−4−ボロン酸、2−メトキシ−3−ブロモ−5−フルオロピリジン、2−フルオロピリジン−6−カルボン酸、5−クロロ−2−フルオロピリジン、2−ブロモ−4−フルオロピリジン、3,5−ジクロロ−2,4,6−トリフルオロピリジン、4−アミノ−3,5−ジクロロ−2,6−ジフルオロピリジン、2−アミノ−3−フルオロピリジン、2−フルオロピリジン、2−クロロ−3−フルオロピリジン、2−クロロ−3−ニトロ−5−フルオロピリジン、3−フルオロピリジン−2−カルボン酸、3−クロロ−2,4,5,6−テトラフルオロピリジン、4−ブロモ−2−フルオロピリジン、2−ブロモ−3−フルオロピリジン等が挙げられる。
当該分野での公知の常識によれば、前記クロロピリジンとしては、例えば2−アミノ−6−クロロピリジン、2−[N,N−ビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミノ]−5−クロロピリジン、2−アミノ−3−ニトロ−6−クロロピリジン、5−アミノ−2,3−ジクロロピリジン、2−クロロピリジン−4−ボロン酸ピナコールエステル、2,3−ジアミノ−5−クロロピリジン、2−アミノ−3,5ジクロロピリジン、2−クロロピリジン−N−オキシド、2−メトキシ−3−ブロモ−5−クロロピリジン、2−アミノ−5−クロロピリジン、3−アセチル−2−クロロピリジン、2−メチル−6−クロロピリジン、4−アミノ−3,5−ジクロロピリジン、6−クロロ−2−カルボン酸、2,6−ジクロロピリジン、2−クロロピリジン−5−スルホニルクロリド、3,5−ジクロロピリジン−4−カルボン酸、3−アミノ−2,4−ジクロロピリジン等が挙げられる。
当該技術分野での公知の常識によれば、前記ヒドロキシピリジンとしては、例えば4−ヒドロキシ−6−メチル−3−ニトロ−2−ピリジノール、3−ブロモ−2−ヒドロキシ−5−メチルピリジン、6−メチル−2−ヒドロキシピリジン、1,2−ジメチル−3−ヒドロキシ−4−ピリドン、2−アミノ−3−ヒドロキシピリジン、2−ヒドロキシ−4−(トリフルオロメチル)ピリジン、2−ヒドロキシ−5−ヨードピリジン、2−ヒドロキシ−4−メチルピリジン、2−ヒドロキシ−5−メチル−3−ニトロピリジン、2−ヒドロキシ−6−メチル−5−ニトロピリジン、2,6−ジヒドロキシ−3,4−ジメチルピリジン、3−アミノ−4−ヒドロキシピリジン、2−ヒドロキシ−3−ニトロピリジン、2−ヒドロキシピリジン、5−ニトロ−2−ヒドロキシ−3−クロロピリジン、2−ヒドロキシピリジン−N−オキシド、4−ヒドロキシ−3−メチルピリジン、2−ブロモ−6−ヒドロキシピリジン等が挙げられる。
当該技術分野での公知の常識によれば、前記シアノピリジンとしては、例えば3−シアノ−6−トリフルオロメチルピリジン、5−ブロモ−2−シアノ−3−ニトロピリジン、2−アミノ−3−シアノピリジン、3−ニトロ−2−シアノピリジン、4−シアノピリジン、3−シアノ−2−フルオロピリジン、3−シアノ−6−ヒドロキシピリジン、4−クロロ−3−シアノピリジン、3−シアノ−4−メチルピリジン、3−アミノ−6−シアノピリジン、2−シアノ−5−ヒドロキシピリジン、2−シアノ−3−フルオロピリジン、3−クロロ−4−シアノピリジン、4−シアノピリジン、N−オキシド、2−クロロ−3−シアノピリジン、3−アミノ−4−シアノピリジン、2−シアノピリジン−5−ボロン酸ピナコールエステル、5−ブロモ−2−シアノピリジン等が挙げられる。
当該技術分野での公知の常識によれば、前記ジヒドロピリジンとしては、例えば2,3−ジヒドロピリド[2,3−d][1,3]アゾール−2−オン、4−オキソ−1,4−ジヒドロ−2,6−ピリジンジカルボン酸、6,7−ジヒドロ−5H−ピロロ[3,4−b]ピリジン、5−ブロモ−2,3−ジヒドロ−1H−ピロリル[2,3−B]ピリジン、2−オキソ−1,2−ジヒドロ−3−ピリジンカルボン酸メチル、2,4−ジクロロ−5,6−ジヒドロピリド[3,4−D]ピリミジン−7(8H)−カルボン酸t−ブチル、2,3−ジヒドロ−1,4−ジオキシノ[2,3−b〕ピリジン、9−メチル−3,4−ジヒドロ−2H−ピリドピリミジン−2−オン、N−ベンジルオキシカルボニル−3,6−ジヒドロ−2H−ピリジン−4−ボロン酸ピナコールエステル、3,4−ジヒドロ−2H−ピリド[1,2−D]ピリミジン−2−オン、4,5−ジヒドロ−4−オキソフラン[3,2]ピリジン、6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[B]ピリジン−5−オン、6,7−ジヒドロ−5H−ピロロ[3,4−b〕ピリジン塩酸塩、1,4−ジヒドロ−2,4,6−トリメチル−3,5−ピリジンジカルボン酸ジエチル、1−メチル−6−オキソ−1,6−ジヒドロピリジン−3−カルボン酸、2−クロロ−7,8−ジヒドロピリド[4,3−D]ピリミジン−6(5H)−カルボン酸t−ブチル、3−(1−アセチル−1,4−ジヒドロピリジン−4−イル)−1H−インドール、2−クロロ−6,7−ジヒドロ−5H−ピロロ[3,4−B]ピリジン等が挙げられる。
当該技術分野での公知の常識によれば、前記ベンジルピリジンとしては、例えば2−ベンジルピリジン、4−(4−ニトロベンジル)ピリジン、2−p−クロロベンジルピリジン、4−ベンジルピリジン、1−ベンジルピリジン−3−カルボン酸塩、6−ベンジル−2,4−ジクロロ−5,6,7,8−テトラヒドロピリド[4,3−D]ピリミジン、7−ベンジル−4−クロロ−5,6,7,8−テトラヒドロピリド[3,4−D]ピリミジン、4−(4−クロロベンジル)ピリジン、7−ベンジル−5,6,7,8−Tテトラヒドロピリド[3,4−D]ピリミジン−4(3H)−オン、4−(2,4−ジニトロベンジル)ピリジン、3−ベンジルピリジル、6−ベンジル−5,7−ジオキソ−オクタヒドロピロロ[3,4B]ピリジン、(4−クロロベンジル)ピリジン−3−イルメチルアミン、(4−フルオロベンジル)ピリジン−3−メチルアミン、7−ベンジル−5,6,7,8−テトラヒドロピリド[3,4−D]ピリミジン−2,4−(1H,3H)−ジオン、1−(4−ニトロベンジル)−4−(4−ジエチルアミンフェニルアゾ)ブロモピリジン、2−アミノ−3−ニトロ−6−(4−フルオロベンジルアミノ)ピリジン、ベンジルピリジン−2−イルメチルアミン等が挙げられる。
当業者は、実際の工業生産の需要に応じて適切なピリジン類化合物を選択することができる。
当該技術分野での公知の常識によれば、前記芳香族アミンは芳香族化合物におけるベンゼン環がアミン基におけるNと結合した化合物を言い、芳香族化合物の構造に一つ又は複数のベンゼン環を含んでも良い。よく使用されている芳香族アミンとしては、4−イソプロピルアニリン、N−メチルアニリン、2,4,6−トリクロロアニリン、2,4−ジニトロアニリン、2−エチルアニリン、2−クロロ−4−ニトロアニリン、N−エチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、オルトトルイジン、メタフェニレンジアミン、ジフェニルアミン、2,6−ジメチルアニリン、3−ニトロアニリン、1−ナフチルアミン、N,N−ジエチルアニリン、4−メチル−2−ニトロアニリン、4−ニトロアニリン、3,3’−ジアミノベンジジン、4−クロロ−2,5−ジメトキシアニリン、4−フルオロ−3−ニトロアニリン、3−フルオロ−N−メチルアニリン、2,6−ジニトロアニリン、2−フルオロ−4−ヨードアニリン、3−ブロモ−2,4,6−トリメチルアニリン、2−ブロモ−4−クロロアニリン、2−t−ブチルアニリン、2−クロロ−4−ニトロ−6−ブロモアニリン、N−メチル−p−ニトロアニリン、4−フルオロ−2−ニトロアニリン、4−ブロモ−2−メトキシアニリン、2’−ブロモ−4’−フルオロアセトアニリド、N−エチル−N−ベンジル−m−トルイジン、2−フルオロ−6−メチルアニリン、N−メチル−o−トルイジン、2−フルオロ−3−トリフルオロメチルアニリン、3,5−ジメトキシアニリン、2−クロロ−4−ヨードアニリン、4−メチル−3−ニトロアニリン、3−フルオロ−4−メチルアニリン、4−エチルアニリン、2−ブロモ−6−メチルアニリン、4−n−ブチルアニリン、N−イソプロピルアニリン、2−クロロ−N−メチルアニリン、2,6−ジブロモ−4−クロロアニリン、3−ブロモ−2−メチルアニリン、2−ヨード−4−クロロアニリン、N−メチル−p−トルイジン、2−プロピルアニリン、4−メチル−3−トリフルオロメチルアニリン、2−メチル−4−メトキシアニリン、3−トリフルオロメトキシアニリン、2−(ジフルオロメトキシ)アニリン、3−ジフルオロメトキシアニリン、2,5−ジメトキシ−4−ニトロアニリン、2,4−ジクロロ−6−ニトロアニリン、4,5−ジフルオロ−2−ニトロアニリン、2−クロロ−5−ニトロアニリン、o−アミノアセトアニリド、5−メトキシ−2−メチルアニリン、m−アミノアセトアニリド、5−メチル−2−ニトロアニリン、2,4−ジメトキシアニリン、2,4,5−トリクロロアニリン、2−ニトロジフェニルアミン、3,4,5−トリメトキシアニリン、3,5−ジ−t−ブチルアニリン、2−ブロモアニリン、2,4,6−トリブロモアニリン、4−クロロ−N−メチルアニリン、N,N−ジメチル−p−トルイジン、4−ブロモ−N,N−ジメチルアニリン、4−ビニルアニリン、3−ヨード−4−メチルアニリン、2−ブロモ−4−フルオロ−6−メチルアニリン、2−ヨード−4−ニトロアニリン、2,4−ジブロモ−6−ニトロアニリン、2−ブロモ−6−クロロ−4−(トリフルオロメチル)アニリン、2,3,4−トリフルオロ−6−ニトロアニリン、2,5−ジブロモアニリン、o−アミノジフェニルアミン、2−クロロ−4,6−ジニトロアニリン、p−ヨードアニリン、2−ヨードアニリン、4,5−ジクロロ−2−ニトロアニリン、5−ヨード−2−メチルアニリン、2−ブロモ−4,6−ジメチルアニリン、2−ブロモ−5−ニトロアニリン、4−ブロモ−2,6−ジクロロアニリン、N−メチル−2−ニトロアニリン、2−クロロ−4−トリフルオロメトキシアニリン、3−ヨードアニリン、4−デシルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン、3−フルオロアセトアニリド、2,6−ジクロロ−4−(トリフルオロメトキシ)アニリン、3−エチルアニリン、2,6−ジクロロ−N−フェニルアニリン、4−ブロモ−2−ニトロアニリン、3,4−ジクロロアニリン、2,6−ジブロモアニリン、4−ヘプチルオキシアニリン、4−ブロモ−2−フルオロアセトアニリド、3,5−ジニトロアニリン、N−メチルジフェニルアミン、4−フルオロ−2−ニトロアセトアニリド、3−ブロモ−4−メチルアニリン、3−テトラフルオロエトキシアニリン、2,5−ジクロロ−4−ニトロアニリン、4−(N−BOC−アミノメチル)アニリン、2−ブロモ−N,N−ジメチルアニリン、4−ブロモ−2−メチル−6−ニトロアニリン、3−ブロモ−N,N−ジメチルアニリン、4−ブロモ−3−メトキシアニリン、4−t−ブチルアニリン、2,6−ジブロモ−4−ニトロアニリン、2,4−ジブロモアニリン、2−ブロモ−4−トリフルオロメトキシアニリン、4−ブロモ−2−クロロアニリン、4−ジフルオロメトキシアニリン、4−オクチルアニリン、2,4−ジメチルアニリン、2−ブロモ−5−メチルアニリン、3−クロロ−N−メチルアニリン、2−ブロモ−5−トリフルオロメチルアニリン、2,5−ジエトキシアニリン、p−プロピルアニリン、N,N−ジメチル−m−トルイジン、ドデカヒドロジフェニルアミン、2,4−ジクロロアニリン、4−ニトロジフェニルアミン、2−フルオロアセトアニリド、2−フルオロ−4−ニトロアニリン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、m−ニトロアセトアニリド、2,5−ビス(トリフルオロメチル)アニリン、N,N−ジメチルo−トルイジン、3−メチルジフェニルアミン、3−ニトロ−4−クロロアニリン、2−シアノ−4−ニトロ−6−ブロモアニリン、4,5−ジメチル−2−ニトロアニリン、2−クロロアニリン、4−ブロモ−2−(トリフルオロメトキシ)アニリン、2−メチル−6−ニトロアニリン、2−シアノ−4−ニトロアニリン、N−ニトロソジフェニルアミン、2−フルオロ−5−ニトロアニリン、3−トリフルオロメチル−4−ブロモアニリン、4−n−ペンチルアニリン、3−ベンジルオキシアニリン、5−クロロ−2−ヨードアニリン、トリフェニルアミン、3,5−ジクロロアニリン、2−ブロモ−4,6−ジニトロアニリン、2,3−ジクロロアニリン、4−ヨード−2−メチルアニリン、2,6−ジクロロアニリン、4−ヘプチルアニリン、4−ブロモアニリン、N−エチル−m−トルイジン、4−ブロモ−o−フェニレンジアミン、N−メチル−1,2−フェニレンジアミン、2−ニトロ−1,4−フェニレンジアミン、4,5−ジメチル−1,2−フェニレンジアミン、4,5−ジクロロ−1,2−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−s−ブチル−p−フェニレンジアミン、1,2−フェニレンジアミン、m−ブロモアニリン、4−ブロモ−1−ナフチルアミン、(R)−(+)−1,1’−ビ−2−ナフチルアミン、1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフチルアミン、4−メトキシ−m−フェニレンジアミン、3−ニトロ−o−フェニレンジアミン、2,4,6−トリメチル−1,3−フェニレンジアミン、4−メチル−N−フェニルアニリン、4’−メトキシアセトアセトアニリド、2,6−ジフルオロ−4−メトキシアニリン、2−メチル−3−ニトロアニリン、ベンジジン二塩酸塩、2,6−ジメトキシアニリン、3,3’−ジメチルベンジジン二塩酸塩、5−クロロ−2−ニトロベンジジン、3−t−ブチルアニリン、N−アセトアセチルアントラニル酸、4−メチルスルホニルアニリン、2−メチル−4−メトキシジフェニルアミン、N,N−ジブチルアニリン、3−イソプロピルアニリン、4,4’−ジメチルジフェニルアミン、4−メトキシ−3−ニトロアニリン、o−ベンジルアニリン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−p−トルイジン、3,4−ジエトキシアニリン、3,4,5−トリクロロアニリン、5−ブロモ−4−フルオロ−2−メチルアニリン、4−オクチルオキシアニリン、2−ブロモ−3−メチルアニリン、4,6−ジメチル−2−ニトロアニリン、3,4−ジクロロ−N−メチルアニリン、2’−ブロモアセトアニリド、4,6−ジブロモ−2,3−ジクロロアニリン、4−ブロモ−2−エチルアニリン、4−ブロモ−N,N−ジエチルアニリン、3−フェノキシアニリン、4−フルオロ−N−メチルアニリン、2,6−ジヨード−4−ニトロアニリン、3−クロロ−2,6−ジエチルアニリン、3−ベンジルアニリン、2−メトキシ−N−メチルアニリン、2−メトキシ−6−メチルアニリン、4−プロポキシアニリン、N−(4−メトキシベンジリデン)アニリン、2−ブロモ−6−メチル−4−ニトロアニリン、3−(N,N−ジエチル)アミノ−4−メトキシアセトアニリド、4−アミノ−N,N−ジメチルアニリン、N−アセトアニリド、2,6−ジエチルアニリン、1,3−ビス(アミノメチル)ベンゼン、3−ヒドロキシ−N,N−ジエチルアニリン、ジアミノトルエン、4−ドデシルアニリン、N1−メチル−2,4−ジクロロアニリン、N−エチル−2−ニトロアニリン、4−t−ブチル−N,N−ジメチルアニリン、4−トリフルオロメチル−N−メチルアニリン、4−テトラデシルアニリン、4−ブトキシアセチルアニリン、2,4,6−トリフェニルアニリン、ジイソプロピル−ジメチルアニリン、3−クロロ−4−(4−クロロフェノキシ)アニリン、2−クロロ−4,6−ジメチルアニリン、N−t−ブチル−3,5−ジメチルアニリン、5,6,7,8−テトラヒドロ−2−ナフチルアミン、4−ブロモ−N−メチルアニリン、3−ヨード−4−メチルアニリン、4’−カルバモイルアセトアセトアニリド、N,N−ジイソプロピルアニリン、4−ビニルアニリン、(R)−(+)−1,1’−ビ−2−ナフチルアミン、3−(2−メチルアニリノ)フェノール、4−メトキシ−2−ナフチルアミン、4−メトキシ−2−ナフチルアミン、4−ベンジルオキシ−N−メチルアニリン、3−ブロモ−N,N−ジフェニルアニリン、3−ブロモ−N−メチルアニリン、N−(t−ブトキシカルボニル)−3−ブロモアニリン、2−ブロモ−N−メチルアニリン、N−(t−ブトキシカルボニル)−2−ブロモアニリン、2,4,6−トリ−t−ブチル−N−トルイジン、4−オクタデシルアニリン、4−クロロ−(N−BOC)アニリン、2,4,6−トリ−t−ブチル−N−(トリメチルシリル)アニリン、4’−エチル−3’−メチルアセトアニリド、N−エチル−p−ニトロアニリン、4−ヘキサデシルアニリン、4−ブロモ−N,N−ビス(トリメチルシリル)アニリン、2,5−ジ−t−ブチルアニリン、2,4,6−トリメチル−N−メチルアニリン、N−N−ヘキシルアニリン、3,3’−ジクロロベンジジン、N−エチル−N−イソプロピルアニリン、3−ニトロ−N−メチルアニリン、4−ヨード−3−ニトロアニリン、4−ベンジルオキシ−3−クロロアニリン、4−(4−ブロモフェノキシ)アニリン、4−クロロ−2,6−ジニトロアニリン、N,N−2−N−ヘキシルアニリン、3,5−ジメチル−1,2−フェニレンジアミン、N,N−ジ−BOC−2−ヨードアニリン、N−メチル−4,4’−メチレンジアニリン、4−[(トリメチルシリル)エチニル]アニリン、4−ブロモ−2−エチルアニリン、2,6−ジフルオロ−3−ニトロアニリン、4−(フェニルカルバモイル)安息香酸メチル、2−ブロモ−5−メチルアニリン、5−ブロモ−4−フルオロ−2−メチルアニリン、4−イソプロピルアニリン、ジアミノトルエン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、N,N−ジメチルアニリン、2−メトキシ−4−メチルアニリン、3−クロロ−N,N−ビス(トリメチルシリル)アニリン、3−(2−メチルアニリノ)フェノール、ジクロロアニリン、m−キシリレンジアミン等がある。
当業者は、実際の工業生産の需要に応じて適切な芳香族アミンを選択することができる。
本発明は、有機アミンを吸着させた水素型モルデナイト分子篩触媒を用いて、ジメチルエーテルのカルボニル化反応により酢酸メチルを調製したが、原料ガスに有機アミン成分を加えることにより、反応過程において有機アミンが脱着するという不足を安定的に補う/抑制することができ、それによって触媒の安定性を向上させ、触媒の寿命を延ばした。
実施例において、ジメチルエーテルの変換率及び酢酸メチルの選択性はいずれもジメチルエーテルの炭素モル数に基づいて計算される:
ジメチルエーテルの変換率=[(原料ガスにおけるジメチルエーテルの炭素モル数)−(生成物におけるジメチルエーテルの炭素モル数)]÷(原料ガスにおけるジメチルエーテルの炭素モル数)×(100%)
酢酸メチルの選択性=(2/3)×(生成物における酢酸メチルの炭素モル数)÷[(原料ガスにおけるジメチルエーテルの炭素モル数)−(生成物におけるジメチルエーテルの炭素モル数)]×(100%)
以下に、実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
比較例1:
シリカ/アルミナ比4:1の水素型モルデナイト50gをマッフル炉による空気雰囲気で、550℃で5時間焙焼し、そのうちの粉末サンプルの一部を取って打錠し、20〜40メッシュに粉砕して、活性テストに用いる。該水素型モルデナイトサンプル10gを秤量し、内径8.5mmのステンレス製反応管に入れ、常圧かつ300℃で窒素ガスにより1時間活性化させた後、250℃に下げ、一酸化炭素とジメチルエーテルを一酸化炭素:ジメチルエーテル=15:1となるように通し、反応圧力を徐々に2MPaに上昇させ、反応空間速度をGHSV=1000h-1となるように制御し、ガスクロマトグラフィーにより排気ガスをオンラインで検出して分析し、ジメチルエーテルの変換率及び酢酸メチルの選択性を計算し、反応結果を表1に示す。
比較例2:
シリカ/アルミナ比4:1の水素型モルデナイト50gをマッフル炉による空気雰囲気で、550℃で5時間焙焼し、そのうちの粉末サンプルの一部を取って打錠し、20〜40メッシュに粉砕して、活性テストに用いる。該水素型モルデナイトサンプル10gを秤量し、内径8.5mmのステンレス製反応管に入れ、常圧かつ300℃で窒素ガスにより1時間活性化させた後、ピリジン液体を窒素ガスでバブリングしてピリジンを水素型モルデナイトに吹き込んで2時間処理し、さらに窒素ガスで1時間パージした後、250℃に下げ、一酸化炭素とジメチルエーテルを一酸化炭素:ジメチルエーテル=15:1となるように通し、反応圧力を徐々に2MPaに上昇させ、反応空間速度をGHSV=1000h-1となるように制御し、ガスクロマトグラフィーにより排気ガスをオンラインで検出して分析し、ジメチルエーテルの変換率及び酢酸メチルの選択性を計算し、反応結果を表1に示す。
比較例3:
比較例1における水素型モルデナイトのシリカ/アルミナ比を6:1に変更した以外、実験手順は比較例1の通りであり、反応結果を表1に示す。
比較例4:
比較例2における水素型モルデナイトのシリカ/アルミナ比を6:1に変更した以外、実験手順は比較例2の通りであり、反応結果を表1に示す。
比較例5:
比較例1における水素型モルデナイトのシリカ/アルミナ比を60:1に変更した以外、実験手順は比較例1の通りであり、反応結果を表1に示す。
比較例6:
比較例2における水素型モルデナイトのシリカ/アルミナ比を60:1に変更し、触媒に吸着させたピリジンをモル比1:1のピリジンと2−ニトロピリジンに変更した以外、実験手順は比較例2の通りであり、反応結果を表1に示す。
比較例7:
比較例2における吸着させたピリジンをアニリンに変更した以外、実験手順は比較例2の通りであり、反応結果を表1に示す。
比較例8:
比較例4における吸着させたピリジンをアニリンに変更した以外、実験手順は比較例4の通りであり、反応結果を表1に示す。
比較例9:
比較例6における吸着モル比1:1のピリジンと2−ニトロピリジンをモル比1:1のアニリンと4−エチルアニリンに変更した以外、実験手順は比較例6の通りであり、反応結果を表1に示す。
比較例10:
比較例2における吸着させたピリジンを
Figure 2016505598
に変更した以外、実験手順は比較例2の通りであり、反応結果を表1に示す。
比較例11:
比較例4における吸着させたピリジンを
Figure 2016505598
に変更した以外、実験手順は比較例4の通りであり、反応結果を表1に示す。
比較例12:
比較例6における吸着させたモル比1:1のピリジンと2−ニトロピリジンをモル比1:1の
Figure 2016505598

Figure 2016505598
に変更した以外、実験手順は比較例6の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例1:
シリカ/アルミナ比4:1の水素型モルデナイト50gをマッフル炉による空気雰囲気で、550℃で5時間焙焼し、そのうちの粉末サンプルの一部を取って打錠し、20〜40メッシュに粉砕して、活性テストに用いる。該水素型モルデナイトサンプル10gを秤量し、内径8.5mmのステンレス製反応管に入れ、常圧かつ300℃で窒素ガスにより1時間活性化させた後、ピリジン液体を窒素ガスでバブリングしてピリジンを水素型モルデナイトに吹き込んで2時間処理し、さらに窒素ガスで1時間パージした後、250℃に下げ、一酸化炭素とジメチルエーテルとピリジンとを一酸化炭素:ジメチルエーテル:ピリジン=15:1:0.001となるように通し、反応圧力を徐々に2MPaに上昇させ、反応空間速度をGHSV=1000h-1となるように制御し、ガスクロマトグラフィーにより排気ガスをオンラインで検出して分析し、ジメチルエーテルの変換率及び酢酸メチルの選択性を計算し、反応結果を表1に示す。
実施例2:
水素型モルデナイトのシリカ/アルミナ比を6:1に変更し、触媒に吸着させたピリジンを2,3−ジクロロ−5−トリフルオロメチルピリジンに変更し、原料ガスにおけるピリジンを2−フルオロピリジンに変更した以外、実験手順は実施例1の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例3:
水素型モルデナイトのシリカ/アルミナ比を60:1に変更し、触媒に吸着させたピリジンを2−ヨードピリジンに変更し、原料ガスにおけるピリジンをモル比1:1の2−ブロモピリジンと2−クロロピリジンに変更した以外、実験手順は実施例1の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例4:
実施例1における原料ガスを一酸化炭素:ジメチルエーテル:2−メチルピリジン=15:1:0.0001に変更し、反応圧力を0.1MPaに変更し、反応空間速度をGHSV=500h-1に変更した以外、実験手順は実施例1の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例5:
実施例1における触媒に吸着させたピリジンを2−エチルピリジンに変更し、原料ガスを一酸化炭素:水素ガス:ジメチルエーテル:ピリジン=1:10:1:0.01に変更し、反応温度を320℃に変更し、反応圧力を8MPaに変更し、反応空間速度をGHSV=10000h-1に変更した以外、実験手順は実施例1の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例6:
実施例1における予め吸着させたピリジン類有機アミンを2−メチルピリジンに変更し、原料ガスを一酸化炭素:水素ガス:ジメチルエーテル:2−クロロピリジン=45:20:1:0.2に変更し、反応温度を150℃に変更した以外、実験手順は実施例1の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例7:
シリカ/アルミナ比4:1の水素型モルデナイト50gをマッフル炉による空気雰囲気で、550℃で5時間焙焼し、そのうちの粉末サンプルの一部を取って打錠し、20〜40メッシュに粉砕して、活性テストに用いる。該水素型モルデナイトサンプル10gを秤量し、内径8.5mmのステンレス製反応管に入れ、常圧かつ300℃で窒素ガスにより1時間活性化させた後、ピリジン液体を窒素ガスでバブリングしてピリジンを水素型モルデナイトに吹き込んで2時間処理し、さらに窒素ガスで1時間パージした後、250℃に下げ、一酸化炭素とジメチルエーテルとアニリンとを一酸化炭素:ジメチルエーテル:アニリン=15:1:0.001となるように通し、反応圧力を徐々に2MPaに上昇させ、反応空間速度をGHSV=1000h-1となるように制御し、ガスクロマトグラフィーにより排気ガスをオンラインで検出して分析し、ジメチルエーテルの変換率及び酢酸メチルの選択性を計算し、反応結果を表1に示す。
実施例8:
水素型モルデナイトのシリカ/アルミナ比を6:1に変更し、触媒に吸着させたアニリンを2,6−ジクロロ−4−トリフルオロメチルアニリンに変更し、原料ガスを一酸化炭素:ジメチルエーテル:4−フルオロアニリン=15:1:0.00001に変更した以外、実験手順は実施例7の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例9:
水素型モルデナイトのシリカ/アルミナ比を60:1に変更し、触媒に吸着させたアニリンをN,N−ジメチル−m−トルイジンに変更し、原料ガスにおけるアニリンをモル比1:1の2−ブロモアニリンと3−クロロアニリンに変更した以外、実験手順は実施例7の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例10:
実施例7における原料ガスを一酸化炭素:ジメチルエーテル:4−メチルアニリン=15:1:0.0001に変更し、反応圧力を0.1MPaに変更し、反応空間速度をGHSV=500h-1に変更した以外、実験手順は実施例7の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例11:
実施例7における触媒に吸着させたアニリンを2−エチルアニリンに変更し、原料ガスを一酸化炭素:水素ガス:ジメチルエーテル:アニリン=1:10:1:0.01に変更し、反応温度を320℃に変更し、反応圧力を8MPaに変更し、反応空間速度をGHSV=10000h-1に変更した以外、実験手順は実施例7の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例12:
実施例7における予め吸着させた芳香族アミンを4−メチルアニリンに変更し、原料ガスを一酸化炭素:水素ガス:ジメチルエーテル:2−クロロアニリン=45:20:1:0.2に変更し、反応温度を150℃に変更した以外、実験手順は実施例7の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例13:
シリカ/アルミナ比4:1の水素型モルデナイト50gをマッフル炉による空気雰囲気で、550℃で5時間焙焼し、そのうちの粉末サンプルの一部を取って打錠し、20〜40メッシュに粉砕して、活性テストに用いる。該水素型モルデナイトサンプル10gを秤量し、内径8.5mmのステンレス製反応管に入れ、常圧かつ300℃で窒素ガスにより1時間活性化させた後、
Figure 2016505598
液体を窒素ガスでバブリングして、
Figure 2016505598
を水素型モルデナイトに吹き込んで2時間処理し、さらに窒素ガスで1時間パージした後、250℃に下げ、一酸化炭素とジメチルエーテルと
Figure 2016505598
とを一酸化炭素:ジメチルエーテル:
Figure 2016505598
=15:1:0.001となるように通し、反応圧力を徐々に2MPaに上昇させ、反応空間速度をGHSV=1000h-1となるように制御し、ガスクロマトグラフィーにより排気ガスをオンラインで検出して分析し、ジメチルエーテルの変換率及び酢酸メチルの選択性を計算し、反応結果を表1に示す。
実施例14:
水素型モルデナイトのシリカ/アルミナ比を6:1に変更し、触媒に予め吸着させた脂環式有機アミンを
Figure 2016505598
に変更し、原料ガスにおける脂環式有機アミンを
Figure 2016505598
に変更した以外、実験手順は実施例13の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例15:
水素型モルデナイトのシリカ/アルミナ比を60:1に変更し、触媒に予め吸着させた脂環式有機アミンを
Figure 2016505598
に変更し、原料ガスにおける脂環式有機アミンをモル比1:1の
Figure 2016505598

Figure 2016505598
に変更した以外、実験手順は実施例13の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例16:
実施例13における原料ガスを一酸化炭素:ジメチルエーテル:
Figure 2016505598
=15:1:0.0001に変更し、反応圧力を0.1MPaに変更し、反応空間速度をGHSV=500h-1に変更した以外、実験手順は実施例13の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例17:
実施例13における触媒に予め吸着させた脂環式有機アミンを
Figure 2016505598
に変更し、原料ガスを一酸化炭素:水素ガス:ジメチルエーテル:
Figure 2016505598
=1:10:1:0.01に変更し、反応温度を320℃に変更し、反応圧力を8MPaに変更し、反応空間速度をGHSV=10000h-1に変更した以外、実験手順は実施例13の通りであり、反応結果を表1に示す。
実施例18:
実施例13における予め吸着させた脂環式有機アミンを
Figure 2016505598
に変更し、原料ガスを一酸化炭素:水素ガス:ジメチルエーテル:
Figure 2016505598
=45:20:1:0.2に変更し、反応温度を150℃に変更した以外、実験手順は実施例13の通りであり、反応結果を表1に示す。
Figure 2016505598
Figure 2016505598
Figure 2016505598
Figure 2016505598
Figure 2016505598
Figure 2016505598

Claims (10)

  1. 酢酸メチルを調製する方法であって、有機アミン、ジメチルエーテル、一酸化炭素及び任意の水素ガスを含有する原料ガスを水素型モルデナイト分子篩触媒が入れられた反応領域に通し、反応温度150〜320℃、反応圧力0.1〜8MPa、ガス体積空間速度500〜10000h-1で反応させて、酢酸メチルを調製し、
    前記水素型モルデナイト分子篩触媒は有機アミンを吸着したものであり、
    前記原料ガスにおいては、一酸化炭素とジメチルエーテルとのモル比が1:1〜45:1であり、有機アミンとジメチルエーテルとのモル比が0.00001:1〜0.2:1であり、水素ガスとジメチルエーテルとのモル比が0:1〜20:1であり、
    前記反応領域は、一つあるいは直列及び/又は並列として接続された複数の反応器を含み、
    前記有機アミンは、ピリジン類有機アミン、芳香族アミン及び脂環式有機アミンから選択されるいずれか一種又は複数種の混合物であることを特徴とする酢酸メチルを調製する方法。
  2. 前記原料ガスにおける有機アミンとジメチルエーテルとのモル比は0.0001:1〜0.01:1であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記有機アミンを吸着させた水素型モルデナイト分子篩触媒は、
    水素型モルデナイトを反応器に充填し、90〜420℃、好ましくは160〜320℃の吸着温度で、有機アミンと、一酸化炭素、水素ガス、空気、窒素ガス、ヘリウムガス及びアルゴンガスから選択されるいずれか一種又は複数種の混合物とを通して飽和になるまでに吸着させた後、この温度で一酸化炭素、水素ガス、空気、窒素ガス、ヘリウムガス及びアルゴンガスから選択されるいずれか一種又は複数種の混合物により0.5〜6時間パージすることにより、有機アミンを吸着させた水素型モルデナイトを得る、
    という工程で調製されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 前記水素型モルデナイト分子篩触媒のシリカ/アルミナ原子比は4:1〜60:1であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記ピリジン類有機アミンはピリジン及びピリジン置換体から選択される一種又は複数種であり、前記芳香族アミンはアニリン及びアニリン置換体から選択される一種又は複数種であり、前記脂環式有機アミンは5〜8員環を含有する脂環式有機アミン及び5〜8員環を含有する脂環式有機アミン置換体から選択される一種又は複数種であり、好ましくは、シクロヘキシルアミン、ピペリジン、シクロヘキシルアミン置換体及びピペリジン置換体から選択される一種又は複数種であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. 前記ピリジン置換体はピリジン環における五つのHのうち一つ、二つ又は三つが独立的にF、Cl、Br、I、CH3、CF3、CH3CH2又はNO2から選択される置換基に置換されたものであり、前記アニリン置換体はベンゼン環における五つのHとアミン基における二つのHとの合計七つのHのうち一つ、二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、又は七つが独立的にF、Cl、Br、I、CH3、CF3又はCH3CH2から選択される置換基に置換されたものであり、前記シクロヘキシルアミン置換体はシクロヘキシルアミンにおける13個のHのうちいずれか1〜13個が独立的にF、Cl、Br、I、CH3、CF3、CH3CH2又はNO2から選択される置換基に置換されたものであり、前記ピペリジン置換体はピペリジン環における11個のHのうちいずれか1〜11個が独立的にF、Cl、Br、I、CH3、CF3、CH3CH2又はNO2から選択される置換基に置換されたものであることを特徴とする請求項5に記載の方法。
  7. 前記触媒に吸着させた有機アミンと前記原料ガスにおける有機アミンは同じでも異なってもよいことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  8. 前記触媒に吸着させた有機アミンはピリジン、2−メチルピリジン、アニリン、4−メチルアニリン、シクロヘキシルアミン、及びピペリジンから選択されるいずれか一種又は複数種の混合物であり、前記原料ガスにおける有機アミンはピリジン、2−メチルピリジン、アニリン、4−メチルアニリン、シクロヘキシルアミン、及びピペリジンから選択されるいずれか一種又は複数種の混合物であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  9. 前記原料ガスにおける有機アミンは新たに加えられる有機アミンであってもよく、生成物の分離過程で得られる有機アミンを循環利用してもよいことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  10. 前記反応器は連続的に流動する固定床反応器、移動床反応器又は流動床反応器であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
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