JP2613251B2 - オクタ―2,7―ジエン―1―オールの連続的製造法 - Google Patents

オクタ―2,7―ジエン―1―オールの連続的製造法

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JP2613251B2 JP63094378A JP9437888A JP2613251B2 JP 2613251 B2 JP2613251 B2 JP 2613251B2 JP 63094378 A JP63094378 A JP 63094378A JP 9437888 A JP9437888 A JP 9437888A JP 2613251 B2 JP2613251 B2 JP 2613251B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はブタジエンと水を反応させてオクタ−2,7−
ジエン−1−オールを連続的に製造するための改良され
た製造法に関するものである。
オクタ−2,7−ジエン−1−オールを水素化して製造
されるn−オクタノールはジオクチルフタレート等の可
塑剤の原料として有用であり、またオキソ反応および水
素化反応に付して製造される1,9−ノナンジオールは耐
加水分解性に優れたポリエステルを製造するための原料
として有用である。
〔従来の技術〕
ブタジエンと水とをパラジウム触媒存在下に反応させ
てオクタ−2,7−ジエン−1−オールを合成する反応自
体は公知である。パラジウム触媒は周知の如く極めて高
価な貴金属触媒であるので、工業的規模でオクタ−2,7
−ジエン−1−オールを安価に大量生産するためには次
の1)〜4)の技術的目標を達成することが重要であ
る。
1)工業的に許容できる範囲のパラジウム触媒濃度(反
応混合液1あたりパラジウム原子換算で数ミリグラム
原子程度)において高い反応速度が達成されること。
2)オクタ−2,7−ジエン−1−オールへの選択率が充
分高いこと。
3)パラジウム触媒の触媒活性が長期に亘つて保持され
ること。
4)生成したオクタ−2,7−ジエン−1−オールがパラ
ジウム触媒の活性低下を伴うことなく効率よく反応混合
液から分離されること。
通常オクタ−2,7−ジエン−1−オールはパラジウム
触媒を含む反応混合液を蒸留することにより分離される
が、本発明者らの詳細な検討による、蒸留温度が約120
℃を越えるとパラジウム触媒がメタル化して失活する傾
向が認められる。
以上の技術的目標を達成しうる方法として本発明者ら
のうちのひとりを含む2人は下記の如きオクタ−2,7−
ジエン−1−オールの製造方法をすでに提案した(特開
昭56−138129号公報および特開昭57−134427号公報参
照)。すなわち、 (I)塩基性定数(pKa)が7以上の単座配位性第三級
アミンの炭酸塩および/または重炭酸塩を含むスルホラ
ン水溶液中、パラジウム化合物およびパラジウム1グラ
ム原子あたり少なくとも6モルの親水性の単座配位性ホ
スフインの存在下でブタジエンと水とを反応させること
によつてオクタ−2,7−ジエン−1−オールを合成し、 (II)工程(I)で得られる反応混合液の少なくとも一
部を飽和脂肪族炭化水素、モノオレフィン性炭化水素ま
たは脂環式炭化水素で抽出することによつてオクタ−2,
7−ジエン−1−オールを抽出分離し、 (III)工程(II)における触媒成分を含む抽残液の少
なくとも一部を工程(I)のオクタ−2,7−ジエン−1
−オール合成反応工程に循環することからなるオクタ−
2,7−ジエン−1−オールの製造方法である。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記特開昭56−138129号公報および特開昭57−134427
号公報に記載された方法に従えば、オクタ−2,7−ジエ
ン−1−オールを低濃度のパラジウム触媒の存在下でも
高い反応速度と高い選択率で生成させることができ、し
かもパラジウム触媒の触媒活性を低下させることなく反
応混合液からオクタ−2,7−ジエン−1−オールを分離
し、パラジウム触媒の循環を行なうことができる。しか
しながら、この方法においてもなお長期に亘つて連続運
転した場合に解決すべき課題が存在することが明らかと
なつた。すなわち、工業的に抽出操作を行なう場合、通
常は、常圧で実施するのが装置の面で好ましいが、常圧
付近の炭酸ガス雰囲気下に連続的に抽出操作を行なう
と、セミ連続反応による数十回の繰り返し実験ではあま
り大きな問題とならなかつたパラジウム触媒および第三
級アミンの抽剤中への溶出が経時的に顕著となる傾向が
あり、しかも抽出装置内における水溶液層と抽剤層との
接触界面の分離状態が不安定になるなどの運転操作上の
問題があることが判明した。
しかして、本発明の目的は、パラジウム触媒および第
三級アミンの抽剤中への溶出量の経時的増加を抑制し、
かつ抽出装置内における水溶液層と抽剤層との接触界面
の分離状態を良好にさせることによつてオクタ−2,7−
ジエン−1−オールを安定な操作条件下で連続的に製造
することができる工業的に有利な方法を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、上記の目的は、(I)塩基性定数
(pKa)が7以上の単座配位性第三級アミンの炭酸塩お
よび/または重炭酸塩を含む誘電率が39〜100の範囲内
にある非プロトン性極性溶媒の水溶液中、パラジウム触
媒および親水性の単座配位性第三級ホスフィンの存在下
でブタジエンと水とを反応させることによつてオクタ−
2,7−ジエン−1−オールを合成し、 (II)工程(I)で得られる反応混合液の少なくとも一
部を飽和脂肪族炭化水素、モノオレフイン性炭化水素ま
たは脂環式炭化水素で抽出することによつてオクタ−2,
7−ジエン−1−オールを分離し、 (III)工程(II)における触媒成分を含む抽残液の少
なくとも一部を工程(I)のオクタ−2,7−ジエン−1
−オール合成反応工程に循環することからなるオクタ−
2,7−ジエン−1−オールの連続的製造法において、工
程(II)における抽出操作を二酸化炭素の分圧が4kg/cm
2(絶対圧)より高くかつ16kg/cm2(絶対圧)より低い
範囲内の圧力となるような雰囲気下、0〜40℃の範囲内
の温度で行なうことを特徴とするオクタ−2,7−ジエン
−1−オールの連続的製造法を提供することによつて達
成される。
本発明の製造法においては、オクタ−2,7−ジエン−
1−オールはブタジエンと水とを反応させて得られるオ
クタ−2,7−ジエン−1−オールを含む反応混合液の少
なくとも一部を抽剤で抽出することによつて分離される
が、抽出操作は二酸化炭素の分圧が4kg/cm2(絶対圧)
より高くかつ16kg/cm2(絶対圧)より低い範囲内の圧力
となるような雰囲気下で行なうことが重要である。連続
抽出操作において、二酸化炭素の分圧が4kg/cm2(絶対
圧)以下では第三級アミンの抽剤中への溶出量が多くな
るばかりでなく、パラジウム触媒の抽剤中への溶出量の
経時的増加が認められる。また、水溶液層と抽剤層との
接触界面の分離状態の安定性も悪い。一方、二酸化炭素
の分圧を16kg/cm2(絶対圧)以上にすることはパラジウ
ム触媒の溶出を抑制する効果を発現させるために必要と
される以上の二酸化炭素を使用することになるので経済
的ではない。なお、抽出系には二酸化炭素以外に窒素、
ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス;ブタジエンガス
などが存在していてもさしつかえない。
抽出時における温度もパラジウム触媒および第三級ア
ミンの抽出を抑える上で重要であり、抽出は0〜40℃の
範囲内、好ましくは5〜30℃の範囲内の温度条件下で行
なうことが必要である。抽出を40℃より高い温度で行な
うと、第三級アミンの抽剤中への溶出量が増加するのみ
ならず、生成したオクタ−2,7−ジエン−1−オールが
抽出系において分解反応を受けることによりオクタ−2,
7−ジエン−1−オールへの選択率の低下を招く。さら
には、オクタ−2,7−ジエン−1−オールの分解に伴つ
てパラジウム触媒の抽剤中への溶出量の経時的増加が認
められる。抽出温度の低下とともにパラジウム触媒の溶
出量および第三級アミンの溶出量は減少する傾向にある
が0℃より低い温度で抽出を行なうと抽出界面の分離性
が悪くなる。
以下、プロセスに従つて本発明のオクタ−2,7−ジエ
ン−1−オールの連続的製造法を説明する。
本発明の製造法において、オクタ−2,7−ジエン−1
−オールは、ブタジエンと水とを、塩基性定数(pKa)
が7以上の単座配位性第三級アミンの炭酸塩および/ま
たは重炭酸塩を含む誘電率が39〜100の範囲内にある非
プロトン性極性溶媒の水溶液中、パラジウム触媒および
親水性の単座配位性第三級ホスフィンの存在下で反応さ
せることにより生成させることができる。かかるブタジ
エンとしは工業的に入手可能な重合グレード品、化学反
応用グレード品および石油化学工業において通常C4留分
と呼ばれている炭化水素混合物のいずれも使用すること
ができる。しかし、反応速度の高さおよび未反応ブタジ
エンの回収の容易さを考慮すると、重合グレード品また
は化学反応用グレード品を使用するのが好ましい。ブタ
ジエンの使用量について特別な制限はないが、非プロト
ン性極性溶媒水溶液中へのブタジエンの溶解度に限度が
あるので過剰のブタジエンは層分離した状態で反応系に
存在する。したがつて、反応は通常、ブタジエンを反応
混合液に対して0.1〜15重量パーセントの量となるよう
に連続的に反応系内に導入しながら均一系の反応混合液
中で行なわれる。
本発明方法において反応混合液中のオクタ−2,7−ジ
エン−1−オールの濃度は工程(II)におけるオクタ−
2,7−ジエン−1−オールの抽出率、副生成物の生成
量、抽出層中への非プロトン性極性溶媒および各種触媒
成分の溶出量などに大きな影響を与えるので、工程(I
I)に送られる反応混合液中のオクタ−2,7−ジエン−1
−オールの濃度を反応混合液1に対して0.3〜2モル
の範囲内に保つことが望ましい。水は非プロトン性極性
溶媒水溶液として反応系内に存在するが、非プロトン性
極性溶媒水溶液中へのブタジエンの溶解度ならびにオク
タ−2,7−ジエン−1−オールの抽出効率を考慮すると
反応系内における水の量を反応混合液に対して25〜55重
量パーセントの範囲内となるように保つことが望まし
い。水の量が55重量パーセントを越えるとブタジエンの
反応速度が極端に遅くなり、これと反対に水の量が25重
量パーセント未満となると工程(II)においてオクタ−
2,7−ジエン−1−オールの抽出率が低下し、非プロト
ン性極性溶媒および触媒成分の抽出層中への溶出量が極
めて大きくなる場合がある。
本発明に従う反応において工程(I)で用いられる塩
基性定数(pKa)が7以上の単座配位性第三級アミンの
炭酸塩および/または重炭酸塩は、オクタ−2,7−ジエ
ン−1−オールへの選択率を高い水準に維持したまま反
応速度を著しく向上させ、パラジウム触媒の触媒活性の
低下を抑制し、また次の抽出工程(II)においてオクタ
−2,7−ジエン−1−オールの抽出率を増大させる作用
を有する。このような単座配位性第三級アミンの具体例
としてはトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−
n−ブチルアミン、1−N,N−ジメチルアミノ−2−プ
ロパノール、N,N−ジメチル−2−メトキシエチルアミ
ン、N−メチルモルホリン、N,N,N′,N′−テトラメチ
ルヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。これらの
うちでも反応成績、沸点、溶解性、価格などの諸点を考
慮するとトリエチルアミンがとくに好ましい。単座配位
性第三級アミンの炭酸塩および/または重炭酸塩の添加
による上述の優れた効果は、たとえばピリジン、ジピリ
ジルなどのpKaが7未満の単座または二座配位性第三級
アミンの炭酸塩および/または重炭酸塩、あるいはたと
えpKaが7以上であつてもN,N,N′,N′−テトラメチルジ
アミノエタン、N,N−ジメチル−2−アミノプロピオノ
ニトリルなどの二座配位能の強い第三級アミンの炭酸塩
および/または重炭酸塩を用いたのでは十分に発現しな
い。
pKaが7以上の単座配位性第三級アミンの炭酸塩およ
び/または重炭酸塩は反応系中において炭酸および/ま
たは重炭酸イオンおよび単座配位性第三級アミンとの平
衡混合物として存在し(下記平衡式参照)、反応条件下
における第三級アミンの炭酸塩および/または重炭酸塩
の存在比率は反応系での温度および二酸化炭素の分圧に
依存する。
したがつて、反応は通常、二酸化炭素の分圧が約1〜
20kg/cm2(絶対圧)となるような状態で行なわれる。反
応成績、抽出効率、第三級アミンの抽出層への溶出量な
どを考慮すると第三級アミンの炭酸塩および/または重
炭酸塩を反応混合液に対して5〜30重量パーセントの範
囲内となるような量で用いるのが望ましい。
本発明のオクタ−2,7−ジエン−1−オールの製造法
を連続的に安定に実施するには、反応溶媒として誘電率
が39〜100の範囲内にある非プロトン性極性溶媒を用い
ることが必要である。このような反応溶媒の例として
は、例えばスルホラン、メチルスルホラン、ジメチルス
ルホキシド、炭酸エチレン等があげられるが、反応速
度、反応の選択性およびオクタ−2,7−ジエン−1−オ
ールの抽出率の高さ、各種成分の溶出量の低さを考慮す
るとなかでもスルホランが好ましい。かかる非プロトン
性極性溶媒と水とは溶媒水溶液として反応系内に存在す
る。溶媒水溶液は長期の連続使用に悪影響を及ぼさない
のみならず、反応混合液からの抽出による生成物の分離
を可能にする。また、反応速度を高め、オクタ−2,7−
ジエン−1−オールへの選択率を高める効果がある。溶
媒水溶液中の水の濃度はブタジエンの溶解度ならびにオ
クタ−2,7−ジエン−1−オールの抽出効率を考慮する
と水と溶媒の重量比で70/30〜30/70、好ましくは60/40
〜40/60に保つことが望ましい。水の量が多くなるほど
反応混合液からのオクタ−2,7−ジエン−1−オールの
抽出率が向上し、かつ反応溶媒および触媒成分の油剤中
への溶出量が減少する傾向にあり、逆に水の量が少なく
なるほど反応速度が高くなる傾向にある。
本発明において反応系に存在させるパラジウム触媒
は、パラジウムまたはパラジウム化合物から誘導される
活性種である。パラジウム触媒を形成させるために用い
られるパラジウム化合物はとくに限定されるものではな
く、例えばこれまでにオクタ−2,7−ジエン−1−オー
ルの合成反応に用いることが提案されているパラジウム
化合物などが使用可能である。これらのパラジウム化合
物の具体例として、パラジウムアセチルアセトナート、
π−アリルパラジウムアセテート、π−アリルパラジウ
ムクロライド、酢酸パラジウム、炭酸パラジウム、硝酸
パラジウム、塩化パラジウム、ナトリウムクロロパラデ
ート、ビスベンゾニトリルパラジウムクロライド、ビス
トリフエニルホスフインパラジウムクロライド、ビスト
リフエニルホスフインパラジウムアセテート、ビス(1,
5−シクロオクタジエン)パラジウム、ビス−π−アリ
ルパラジウムなどを挙げることができる。オクタ−2,7
−ジエン−1−オール合成反応における真のパラジウム
触媒は低原子価パラジウム錯体であるので、二価のパラ
ジウム化合物を用いる場合には、それを反応系中に存在
するブタジエンまたは単座配位性ホスフインで還元する
ことによつてパラジウム触媒を形成させることもできる
が、同一反応系内または別の反応容器内で該二価のパラ
ジウム化合物に還元剤を作用させることによつてパラジ
ウム触媒を形成させ、それを使用することもできる。こ
の目的に用いられる還元剤としてはアルカリ金属水酸化
物、アルカリ金属カルボン酸塩、水酸化ホウ素ナトリウ
ム、亜鉛末、マグネシウム、ヒドラジンなどを挙げるこ
とができる。反応系中に存在させるパラジウム触媒の量
について特別な制限はないが、工業的にはパラジウム触
媒を溶媒水溶液1あたりパラジウム原子として好まし
くは0.1〜50ミリグラム原子、より好ましくは0.5〜5ミ
リグラム原子の濃度となるような量で存在させるのが望
ましい。
本発明において反応系に存在させる親水性の単座配位
性第三級ホスフインとしては、例えば、反応条件下にお
いて溶媒水溶液に溶解する性質を有する一般式 〔式中R1は炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭
化水素基または置換基を有していてもよい芳香族炭化水
素基を表わし、R2は水素原子、メチル基、ニトロ基、シ
アノ基、メトキシ基またはハロゲン原子を表わし、nは
0または1の数を表わし、xは0、1または2の数を表
わし、yおよびzはそれぞれ0、1、2または3の数を
表わし(ただしyおよびzは同時に0とはならずx+y
+z=3なる条件を満足するものとする)、Aは の炭酸塩もしくは重炭酸塩、または の炭酸塩もしくは重炭酸塩を表わし、Bは−SO3M、−CO
OM、 の炭素塩もしくは重炭酸塩を表わす(ただし、R3および
R4はそれぞれメチル基、エチル基またはn−プロピル基
を表わし、Mはアルカリ金属を表わす)。〕 で示される単座配位性ホスフインが使用される。
一般式(I)におけるR1が表わす炭素数1〜8の脂肪
族炭化水素基としてはメチル基、エチル基、n−プロピ
ル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、
n−オクチル基などが挙げられ、炭素数1〜8の脂環式
炭化水素基としてはシクロヘキシル基、メチルシクロヘ
キシル基などが挙げられ、また炭素数1〜8の芳香族炭
化水素基としてはフエニル基、ベンジル基、トリル基な
どが挙げられる。該芳香族炭化水素基が有していてもよ
い置換基としてはメトキシ基、塩素原子、シアノ基、ニ
トロ基などが挙げられる。
一般式(I)中のBが表わす−SO3Mおよび−COOMにお
いて、Mはアルカリ金属であり、とくにナトリウム、カ
リウムおよびリチウムが好ましい。一般式(I)におい
てBが−SO3Mまたは−COOMである単座配位性ホスフイン
は通常、アルカリ金属塩として用いられるが、アルカリ
金属塩の代りにカルボン酸、スルホン酸またはこれらの
エステルを用い、これを反応系中または別の反応容器内
でアルカリ金属の水酸化物、重炭酸化物、炭酸化物など
の塩と反応させることによりアルカリ金属塩とすること
もできる。一般式(I)で示される単座配位性ホスフイ
ンのうちでも特に好ましく用いることができるのは、一
般式(I)においてR1が芳香族炭化水素基であり、nが
0または1の数であり、xが0、1または2の数であ
り、yが0または1の数であり、zが0、1、2または
3の数であり(ただしyおよびzは同時に0とはならず
x+y+z=3なる条件を満足するものとする)、Aが であり、かつBが−SO3M、−COOM、 の炭酸塩もしくは重炭酸塩である場合のジアリール型ま
たはトリアリール型のホスフインである。具体的には下
記のものを例示することができる。
(C6H52PCH2CH(CH3)COONa、 (C6H52PCH2CH(CH3)COOK、 (C6H52PCH2CH(CH3)COOLi、 (C6H52PCH2CH(CH3)N(C2H5 この中でも特に好ましい親水性の単座配位性ホスフイ
ンの例は次のとおりである。
(C6H52PCH2CH(CH3)COONa、 (C6H52PCH2CH(CH3)COOK、 (C6H52PCH2CH(CH3)COOLi、 前記一般式(I)で示される親水性の単座配位性ホス
フインのうちアミノ基を有するホスフインは通常そのま
まのかたちで反応系に添加するが、この種のホスフイン
は反応系中において炭酸塩または重炭酸塩として存在す
るので、該アミノ基を有するホスフインを炭酸塩または
重炭酸塩として別途に調製し、このものを反応系に添加
してもよい。なお、単座配位性第三級ホスフィンは単独
で用いても、または二種以上を混合して用いてもよい。
親水性の単座配位性第三級ホスフィンは反応速度および
オクタ−2,7−ジエン−1−オールへの選択率の高さ、
パラジウム触媒の触媒活性の長期安定化、次の抽出工程
における抽出層中へのパラジウム触媒の溶出の抑制効果
などを考慮して通常パラジウム1グラム原子あたり1モ
ル以上、好ましくは6モル以上、より好ましくは10モル
以上の割合で使用される。単座配位性第三級ホスフィン
の使用量について厳密な意味での上限はないが、該リン
化合物は一般的にはパラジウム1グラム原子あたり150
モル以下となるような量で使用され、好ましくは80モル
以下となるような量で用いられる。従来、パラジウム触
媒の活性寿命を保持するために用いられる配位子として
のホスフインの添加量がパラジウム1グラム原子あたり
5モルを越えると反応速度が極端に低下し、それととも
にオクタ−2,7−ジエン−1−オールへの選択率が低下
すると考えられていた〔Chem.Commun.,330(1971)〕。
しかしながら、本発明方法においては親水性の単座配位
性第三級ホスフィンを誘電率が39〜100の範囲内にある
非プロトン性極性溶媒と組合せて用いることにより該リ
ン化合物をパラジウムに対して大過剰に用いても反応速
度および反応の選択性を高い水準に保つことができる。
従つて、本発明においては親水性の単座配位性第三級ホ
スフィンをパラジウムに対して大過剰に使用することが
パラジウム触媒の触媒活性を長期に亘つて安定に保持
し、かつ次の抽出工程(II)における抽出層へのパラジ
ウム触媒の溶出を微量におさえるうえで効果的である。
反応は通常50〜110℃の温度で実施される。反応装置
としては撹拌型反応槽、気泡塔型反応槽などそれ自体公
知の気液接触型の装置を用いることができる。
前述のように、本発明の製造法において、オクタ−2,
7−ジエン−1−オールは、反応混合液の少なくとも一
部を抽剤で抽出することによつて分離されるが、抽剤と
して使用可能なものは、オクタ−2,7−ジエン−1−オ
ールよりも低い沸点を有する飽和脂肪族炭化水素、モノ
オレフイン性炭化水素および脂環式炭化水素である。こ
れらの具体例としては、n−ブタン、イソブタン、n−
ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘキサン、n−オクタ
ン、イソオクタンなどの飽和脂肪族炭化水素;プテン、
イソプテンなどのモノオレフイン性炭化水素;およびシ
クロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサン
などの脂環式炭化水素が挙げられ、またブタジエン源と
してのC4留分中に含まれるブタン、ブテン、イソブテン
など炭化水素の混合物を使用することもできる。この中
でも特に好ましく用いることができるのはn−ヘキサン
である。これらの抽剤は単独で使用しても混合して使用
してもよい。抽剤はオクタ−2,7−ジエン−1−オール
の抽出効率、抽出層中への触媒成分および非プロトン性
極性溶媒の溶出量を考慮して、オクタ−2,7−ジエン−
1−オールの合成反応によつて得られた反応混合液に対
する容量比で0.3〜3の範囲内の量で用いられる。触媒
成分を含む抽残層(水溶液層)はオクタ−2,7−ジエン
−1−オールの合成工程に循環し再使用される。抽残層
は所望によりその一部を取り出し、触媒賦活処理を施し
たのち、上記合成工程に循環してもよい。
抽出工程(II)で使用される抽出装置としては、工業
的に汎用な撹拌型抽出塔、RDC型抽出塔、多孔板塔など
が適用可能である。工業的には相分離するのに充分な静
置槽を備えることにより連続方式によつて抽出操作が行
なわれる。オクタ−2,7−ジエン−1−オールは、所望
により抽出層から蒸留等の通常行われる分離手段によつ
て精製される。
本発明の方法では、抽出層に溶出することによつて失
われた単座配位性第三級アミンと同量の単座配位性第三
級アミンを抽出系に加えることによつて、抽出系で該第
三級アミンの炭酸塩および/または重炭酸塩を形成さ
せ、抽残層に溶解させた状態で反応系に供給することが
できる。この方法によれば、反応系中の単座配位性第三
級アミンの炭酸塩及び/または重炭酸塩の濃度を所望の
値に維持することができる。抽出系に加える単座配位性
第三級アミンとしては抽出層から蒸留などの分離操作に
より回収されたものを使用するのが実用的である。例え
ば、単座配位性第三級アミンとしてトリエチルアミンを
使用し、かつ抽剤としてn−ヘキサンを使用する場合に
は、両者の沸点が近接しているので、抽出層を蒸留に付
してn−ヘキサンとトリエチルアミンとの混合物を得、
これを抽出系に供給するのが操作上極めて効率的であ
る。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例によつて何ら限定されるものでは
ない。
実施例1 次に述べる装置を用いて連続反応実験を行ない、定常
状態における反応成績を調べた。
反応装置 温度コントローラー、撹拌装置、ブタジエン定量フイ
ードポンプ、触媒液フイードポンプ、反応混合液フイー
ドポンプ、調圧弁およびピーピングガラスを備えたステ
ンレス製オートクレーブ。反応混合液はポンプ、減圧弁
を経て抽出装置に送られる。
抽出装置 減圧弁、調圧弁、温度計、撹拌装置、二酸化炭素導入
口、追加液定量フイードポンプ、抽剤フイードポンプお
よびピーピングガラスを備えたミキサーセトラー型抽出
器。抽残触媒液は触媒貯槽を経て反応装置に触媒液フイ
ードポンプで定量フイードされる。抽出液はフイードポ
ンプで蒸留装置に定量フイードされる。
蒸留装置 抽出液からブタジエンを蒸留により回収するための加
圧蒸留装置および得られた残渣からn−ヘキサンとトリ
エチルアミンの混合物を蒸留により回収するための常圧
蒸留装置。回収されたブタジエンはブタジエンタンクに
戻され、回収されたn−ヘキサンとトリエチルアミンの
混合液は抽剤タンクに戻される。なお、抽剤タンク中の
n−ヘキサンとトリエチルアミンの混合液は抽剤フイー
ドポンプで抽出装置に送られる。
反応条件および反応成績 定常状態における反応槽中の反応混合液(均一溶液)
の組成はスルホラン27.6重量%、水28.3重量%、トリエ
チルアミン9.9重量%、パラジウム触媒(酢酸パラジウ
ムから形成された)0.87mg原子/(パラジウム原子換
算)、有機リン化合物(リチウムジフエニルホスフイノ
ベンゼン−m−スルホネートを使用した)38.3mg原子/
(リン原子換算)、ブタジエン1.68モル/およびオ
クタ−2,7−ジエン−1−オール1.02モル/に維持さ
れ、反応温度75℃、反応圧力14.3kg/cm2G〔二酸化炭素
分圧:10kg/cm2(絶対圧)〕および反応液滞留時間0.89
時間の条件で運転した。上記反応混合液を連続的に反応
混合液とn−ヘキサンとの容量比が1.4となるような条
件下で6kg/cm2G〔二酸化炭素分圧:6kg/cm2(絶対圧)〕
の圧力下、25℃で抽出した。抽出液中の生成物および反
応溶媒をガスクロマトグラフイーで、パラジウム成分を
原子吸光分析法で、リン成分を比色定量法でそれぞれ分
析した結果、抽出液中のオクタ−2,7−ジエン−1−オ
ール濃度は0.62モル/であり、反応したブタジエン基
準での選択率は92.2モル%であつた。この結果からオク
タ−2,7−ジエン−1−オールの生成速度は0.69モル/
・hrとなる。また、抽剤中への溶媒、触媒などの溶出
量はパラジウム(原子換算)0.96mg/、リン(原子換
算)2.9mg/、スルホラン8.05g/、トリエチルアミン
2.9g/および水1.02g/であつた。反応で消費された
水、溶出したパラジウム成分およびリン成分にそれぞれ
相当する量の酢酸パラジウムおよびリチウムジフエニル
ホスフイノベンゼン−m−スルホネートならびに溶出し
た量と同量のスルホランを抽出器に追加しながら30日間
連続運転したところ、一定の反応成績で安定に運転する
ことができた。
実施例2 実施例1と同一の反応装置で抽出時の二酸化炭素の分
圧を14kg/cm2(絶対圧)、温度8℃の条件下で抽出する
こと以外は実施例1と同様の操作を行なつた。
抽出液中のオクタ−2,7−ジエン−1−オールの濃度
は0.61モル/であり、反応したブタジエン基準での選
択率は92.3モル%であつた。この結果からオクタ−2,7
−ジエン−1−オールの生成速度は0.68モル%/・hr
となる。また、抽剤中への溶媒、触媒などの溶出量はパ
ラジウム(原子換算)0.5mg/、リン(原子換算)1.54
mg/、スルホラン9.0g/、トリエチルアミン1.1g/
および水0.89/であつた。反応で消費された水、溶出
されたパラジウム成分およびリン成分にそれぞれ相当す
る量の酢酸パラジウムおよびリチウムジフエニルホスフ
イノベンゼン−m−スルホネートならびに溶出量と同量
のスルホランを抽出器に追加しながら7日間連続的に運
転したところ、一定の反応成績で安定に運転することが
できた。
比較例1 実施例2の定常運転後、抽出時の二酸化炭素の分圧を
1kg/cm2(絶対圧)に、温度20℃にそれぞれ変えて実施
例1と同様な運転を三日間行なつた。三日後の抽出液中
のオクタ−2,7−ジエン−1−オールの濃度は0.61モル
/であり、反応したブタジエン基準での選択率は92モ
ル%であつた。この結果からオクタ−2,7−ジエン−1
−オールの生成速度は0.68モル/・hrとなる。また、
抽剤中への溶媒、触媒などの溶出量はパラジウム(原子
換算)1.9mg/、リン(原子換算)3.7mg/、スルホラ
ン7.1g/、トリエチルアミン6.0g/および水1.1g/
であつた。この三日間の連続運転中は、抽出器内におけ
る抽剤層と水溶液層との接触界面の分離状態の変動が生
じ易いため安定な条件で運転するのが困難であり、また
パラジウム成分の抽剤中への溶出量が増加する傾向が認
められた。
比較例2 比較例1で三日間の連続運転後、抽出時の二酸化炭素
の分圧を8kg/cm2(絶対圧)に、抽出温度を50℃にそれ
ぞれ変えて実施例2と同様な運転を二日間行なつた。二
日後の抽出液中のオクタ−2,7−ジエン−1−オールの
濃度は0.57モル/であり、反応したブタジエン基準で
の選択率は90.5モル%であつた。この結果からオクタ−
2,7−ジエン−1−オールの生成速度は0.63モル/・h
rとなる。また、抽剤中への溶媒、触媒などの溶出量は
パラジウム(原子換算)3.0mg/、リン(原子換算)5.
3mg/、スルホラン7.5g/、トリエチルアミン13g/
および水1.3g/であつた。二日間の運転中を通じてオ
クタ−2,7−ジエン−1−オールへの選択率は低下する
傾向にあり、またパラジウム成分の抽剤中への溶出量は
増加する傾向にあつた。
〔発明の効果〕
本発明によれば、上記の実施例から明らかなとおり、
反応混合物からオクタ−2,7−ジエン−1−オールを抽
出分離する際に問題となる抽出層へのパラジウム成分の
溶出量の経時的増加が抑制され、第三級アミンの溶出量
が低減され、さらに抽剤層と水溶液層との接触界面の分
離状態が一定に維持されるため、オクタ−2,7−ジエン
−1−オールを長期に亘つて安定な操作条件下で連続的
に製造することができる。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(I)塩基性定数(pKa)が7以上の単座
    配位性第三級アミンの炭酸塩および/または重炭酸塩を
    含む誘電率が39〜100の範囲内にある非プロトン性極性
    溶媒の水溶液中、パラジウム触媒および親水性の単座配
    位性第三級ホスフィンの存在下でブタジエンと水とを反
    応させることによってオクタ−2,7−ジエン−1−オー
    ルを合成し、 (II)工程(I)で得られる反応混合液の少なくとも一
    部を飽和脂肪族炭化水素、モノオレフィン性炭化水素ま
    たは脂環式炭化水素で抽出することによってオクタ−2,
    7−ジエン−1−オールを分離し、 (III)工程(II)における触媒成分を含む抽残液の少
    なくとも一部を工程(I)のオクタ−2,7−ジエン−1
    −オール合成反応工程に循環することからなるオクタ−
    2,7−ジエン−1−オールの連続的製造法において、工
    程(II)における抽出操作を二酸化炭素の分圧が4kg/cm
    2(絶対圧)より高くかつ16kg/cm2(絶対圧)より低い
    範囲内の圧力となるような雰囲気下、0〜40℃の範囲内
    の温度で行なうことを特徴とするオクタ−2,7−ジエン
    −1−オールの連続的製造法。
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