JP2530675B2 - カルボン酸類の製造方法 - Google Patents

カルボン酸類の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカルボン酸類の改良された製造方法に関す
る。詳細には、オレフィン類を過酸化水素で酸化開裂し
てカルボン酸類を製造する方法に関する。
カルボン酸は香料、合成潤滑油、塗料、可塑剤、ポリ
エステル樹脂、ポリアミド樹脂等の原料として広く一般
に使用されている。
〔従来の技術〕
従来より低級なカルボン酸、例えば酢酸等は、使用量
も多く安価な製法が確立されているが、炭素数の多い中
級から高級のカルボン酸については、安価な合成方法が
なく一般的には天然品が主として用いられてきた。
高級カルボン酸の合成方法としては、酸に対応するア
ルデヒドの酸化が一般的である。
アルデヒドの酸への酸化については、種々の触媒が知
られており、例えば酢酸第一マンガン、酢酸コバルト及
び酢酸第二銅のような可溶性金属触媒が知られている
(特公昭52−53614号公報、特開昭56−32435号公報)。
また、酸に対応するアルデヒドの製造方法としては、
オレフィン類のヒドロホルミル化が一般的である。
オレフィン類のヒドロホルミル化についても種種の方
法が知られており、例えば、ポリアルキレングリコール
を約40%以上含む溶媒中に溶解した水溶性無機塩の形で
第VIII族金属を加える方法(特開昭51−76205号公
報)、ロジウム、一酸化炭素及び配位子からなる触媒を
使用し、オレフィン流中に含まれる触媒毒の作用を減少
するに充分な程度オレフィン留分を水素添加する方法
(特開昭52−31011号公報)、ロジウム及びジホスフィ
ノリガンドよりなる改良触媒を使用する方法(特開昭53
−121711号公報)が知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来法によって、オレフィンをヒドロ
ホルミル化し、更に生成したアルデヒドを対応する酸に
酸化するには、ロジウムの様な高価な金属を使用する必
要があり、且つ、反応段階も多く、工業的製法として
は、装置、製造コスト等多くの面から問題点を含んだプ
ロセスと言わざるを得ない。
〔問題を解決するための手段〕
本発明者らは、前述従来法の欠点を改良し、カルボン
酸類を選択的に高収率で製造する方法を鋭意検討した結
果、オレフィン類を過酸化水素で酸化開裂しカルボン酸
類を製造する際に、ヘテロポリ酸と第四級アンモニウム
塩若しくは第四級ホスホニウム塩の反応生成物、又はヘ
テロポリ酸と第四級アンモニウム塩若しくは第四級ホス
ホニウム塩と酸化剤とから得られるパーオキソ錯体を触
媒として用いる事により、前記目的が達成出来ることを
見出し本発明を完成した。
即ち、本発明の要旨は、オレフィン類を過酸化水素で
酸化開裂しカルボン酸類を製造するに当り、ヘテロポリ
酸と第四級アンモニウム塩若しくは第四級ホスホニウム
塩との反応生成物であるヘテロポリ酸の第四級アンモニ
ウム塩若しくは第四級ホスホニウム塩又はヘテロポリ酸
と第四級アンモニウム塩若しくは第四級ホスホニウム塩
と酸化剤とから得られるヘテロポリ酸の第四級アンモニ
ウム塩若しくは第四級ホスホニウム塩のパーオキソ化物
であるパーオキソ錯体を触媒として使用することを特徴
とするカルボン酸類の製造方法、に存する。
本発明方法では、オレフィンの酸化開裂反応によりカ
ルボン酸を製造するので、環状オレフィンを用いると、
ジカルボン酸を製造することも可能となる。ジカルボン
酸はポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等の原料として
有用であり、この方法でのカルボン酸製造の特徴の1つ
である。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明におけるカルボン酸類の製造方法は、オレフィ
ン類を過酸化水素で酸化開裂し、カルボン酸類を製造す
る際に、ヘテロポリ酸と第四級アモニウム塩若しくは第
四級ホスホニウム塩との反応生成物であるヘテロポリ酸
の第四級アンモニウム塩若しくは第四級ホスホニウム塩
又はヘテロポリ酸と第四級アンモニウム塩若しくは第四
級ホスホニウム塩と酸化剤とから得られるヘテロポリ酸
の第四級アンモニウム塩若しくは第四級ホスホニウム塩
のパーオキソ化物であるパーオキソ錯体を触媒として使
用するカルボン酸類の製造方法である。
本発明の方法に用いられるオレフィン類としては、オ
レフィンであれば特に制限はない。例えば、ヘキセンで
は、1−ヘキセン、2−ヘキセン、3−ヘキセン、シク
ロヘキセン、メチルシクロペンテン、メチルペンテン等
いづれの異性体でも使用可能である。その他ヘプテン、
オクテン、ノネン、デセン及びそれ以上炭素数のオレフ
ィンも使用可能である。
また、1−ヘキセンからは吉草酸、1−ヘプテンから
はカプロン酸、シクロヘキセンからはアジピン酸が得ら
れる。
本発明の方法で用いられるヘテロポリ酸としては、12
−モリブドリン酸、12−タングストリン酸、12−モリブ
ドケイ酸、12−モリブドゲルマン酸、あるいはタングス
テン、モリブデン及びバナジウムの2種以上が混合配位
したヘテロポリリン酸等が好ましい。
また、ヘテロポリ酸と第四級アンモニウム塩若しくは
第四級ホスホニウム塩との反応生成物を過酸化水素で処
理して得られるパーオキソ錯体も触媒として好ましい。
この際に使用する第四級アンモニウム塩としては、セ
チルピリジニウムクロライド、ラウリルピリジニウムク
ロライド、セチルトリエチルアンモニウムクロライド、
ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド、トリオク
チルメチルアンモニウムクロライドの様な長鎖のアルキ
ル基を有する塩が好ましい。
又、第四級アンモニウム塩の代りに第四級ホスホニウ
ム塩も同様の効果を示す。
この際に使用出来るものとしてはエチルトリフェニル
ホスホニウムブロマイド、ベンジルトリエチルホスホニ
ウムブロマイド等の塩が好ましい。
反応は該オレフィン1モルに対して過酸化水素が3〜
5モル程度が好ましい。過酸化水素が少ないとカルボン
酸への転化率が低く、ジオールあるいはケトールの段階
で止まってしまう。一方、多すぎると経済的にも好まし
くなく、副反応も多くなると考えられるので好ましくな
い。
触媒は該オレフィン1モルに対して0.001〜0.1モル程
度が好ましい。更に好ましくは0.01〜0.05モル程度であ
るが、触媒が多くても反応上特に問題はない。
反応温度は常温〜150℃程度が好ましい。
溶媒としてはアルコールが好ましい。アルコールとし
ては、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコー
ル、t−ブチルアルコール等が好ましい。
〔実施例等〕
次に本発明の方法を実施例によって具体的に説明す
る。
溶媒の製造例1 12−タングストリン酸のトリセチルピリジニウム塩の調
製 セチルピリジニウムクロライド1.87g(5.2mmol)を水
70mlに溶解した液に12−タングストリン酸5.0g(約1.7m
mol)を水10mlに溶解した液を常温で滴下する。白色の
沈殿が生成する。更に3〜4時間攪拌をつづけた後、生
成した沈殿を過し、水で数回洗浄後減圧乾燥する。
得られた沈殿は、元素分析及び赤外線吸収分析によ
り、12−タングストリン酸トリス(セチルピリジニウ
ム)〔π−C5H5N+(CH2)15CH33(PW12O40)3-の化学構造
を有することが確認された。
触媒の製造例2 12−モルブドリン酸のトリセチルピリジニウム塩の調製 触媒の製造例1の12−タングストリン酸の代りに12−
モリブドリン酸を用いて同様に行なった。
得られた沈殿は、元素分析及び赤外線吸収分析によ
り、12−モリブドリン酸トリス(セチルピリジニウム)
〔π−C5H5N+(CH2)15CH33(PMo12O40)3-の化学構造を
有することが確認された。
触媒の製造例3 パーオキソ−タングステン錯体の調製 12−タングストリン酸3.0g(約1.04mmol)を35%過酸
化水素水溶液に溶解した溶液に、セチルピリジニウムク
ロライドを1.12g(約3.29mmol)加え40℃で1時間攪拌
した。懸濁溶液は室温で冷却する事により白色沈澱を生
じた。遠心分離後沈澱は蒸留水で洗浄し、減圧乾燥する
事によりパーオキソ−タングステン錯体を得た。
得られたパーオキソ−タングステン錯体は、ヨウ素還
元滴定及び赤外線吸収分析により、パーオキソ構造(−
O−O−)を有することが確認された。
触媒の製造例4 パーオキソ−モリブデン錯体の調製 触媒の製造例3の12−タングストリン酸の代りに、12
−モリブドリン酸を用いて同様に行なってパーオキソ−
モリブデン錯体を得た。得られたパーオキソ−モリブデ
ン錯体は、ヨウ素還元滴定及び赤外線吸収分析により、
パーオキソ構造を有することが確認された。
実施例1 触媒の製造例1で調製した12−タングストリン酸のト
リセチルピリジニウム塩0.2mmolと、35%過酸化水素水
溶液(40mmol)を、t−ブタノール20mlの中に溶解し攪
拌しながら1−オクテン10mmolを滴下する。混合物はリ
フラックス条件下(約82℃)で24時間反応した。エナン
ト酸の収率は41%であった。
実施例2〜5 触媒の製造例4と同様の方法で触媒を調製し、オレフ
ィンの種類をかえて反応を行なった。結果は第1表に実
施例1の結果と共にまとめた。
実施例6 12−タングストリン酸0.58g(0.2mmol)と35%過酸化
水素水溶液(40mmol)をt−ブタノール20mlの中に溶解
し攪拌しながら、塩化セチルピリジニウム0.20g(0.6mm
ol)を加える。そこへ1−メチルシクロヘキセン10mmol
を滴下し混合物をリフラックス条件下(約82℃)で24時
間反応させた。ε−オキソエナント酸の収率は60%であ
った。
実施例7 12−タングストリン酸0.58g(0.2mmol)と35%過酸化
水素水溶液(40mmol)をt−ブタノール20mlの中に溶解
し攪拌しながら、エチルトリフェニルホスホニウムブロ
マイド0.22g(約0.6mmol)を加える。そこへ1−メチル
シクロヘキセン10mmolを滴下し混合物をリフラックス条
件下(約8.2℃)で24時間反応させた。
ε−オキソエナント酸の収率は54%であった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ヘテロポリ酸と第四級アンモニウム
塩若しくは第四級ホスホニウム塩との反応生成物又はヘ
テロポリ酸と第四級アンモニウム塩若しくは第四級ホス
ホニウム塩と酸化剤とから得られるパーオキソ錯体を触
媒としてオレフィン類を過酸化水素で酸化開裂せしめて
カルボン酸類を選択的に高収率で製造することが出来、
特に原料として環状オレフィンを用いることによりジカ
ルボン酸を製造することも可能となる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B01J 31/34 B01J 31/34 X C07B 41/08 C07B 41/08 61/00 300 61/00 300

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オレフィン類を過酸化水素で酸化開裂しカ
    ルボン酸類を製造するに当り、ヘテロポリ酸と第四級ア
    ンモニウム塩若しくは第四級ホスホニウム塩との反応生
    成物であるヘテロポリ酸の第四級アンモニウム塩若しく
    は第四級ホスホニウム塩又はヘテロポリ酸と第四級アン
    モニウム塩若しくは第四級ホスホニウム塩と酸化剤とか
    ら得られるヘテロポリ酸の第四級アンモニウム塩若しく
    は第四級ホスホニウム塩のパーオキソ化物であるパーオ
    キソ錯体を触媒として使用することを特徴とするカルボ
    ン酸類の製造方法。
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