JP2646986B2 - シクロオレフィンの製造方法 - Google Patents

シクロオレフィンの製造方法

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/02Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation
    • C07C5/10Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation of aromatic six-membered rings
    • C07C5/11Partial hydrogenation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、単環芳香族炭化水素を
ルテニウム触媒を用いて部分還元する方法、特にベンゼ
ンを部分還元してシクロヘキセンを製造する方法に関す
る。シクロヘキセンは、ラクタム類、ジカルボン酸類な
どのポリアミド原料、リジン原料、医薬、農薬などの重
要な中間原料として有用な化合物である。
【0002】
【従来の技術】単環芳香族炭化水素の製造方法は様々な
方法が知られており、その中でも、単環芳香族炭化水素
をルテニウム触媒と、アルカリ剤または金属塩等の添加
剤を含有させた水溶液の存在下、水素により部分還元す
る方法が、対応するシクロオレフィンの選択率が高く、
好ましい方法とされている(特公昭56−22850、
特開昭577−130926、特公昭57−7607、
特開昭61−40226、特開昭62−45544
等)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シクロ
オレフィン類を製造する方法においては、一般に高価な
ルテニウム触媒を使用することから、触媒がいかに長時
間活性及び選択率を維持できるか、すなわち、触媒寿命
をいかに延ばすことができるか技術の実用化において非
常に大きなポイントとなる。そして、上記の従来技術に
おいては、触媒寿命は充分でなく、更に触媒寿命を向上
させる方法を見いだす必要があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、従来技
術の欠点を改良し、工業的に更に有利なシクロヘキセン
の製造方法を提供することにある。この目標達成のた
め、本発明者等は鋭意検討を進めた結果、ビフェニル類
を当反応系に存在させることにより、触媒寿命が著しく
向上することを見いだし、本発明に到達した。
【0005】すなわち、本発明の要旨は、単環芳香族炭
化水素をルテニウム触媒と水の存在下、液相中で高温、
高圧下で水素により部分還元する方法において、単環芳
香族炭化水素中に、ビフェニル類を0.5〜1000p
pm存在させることを特徴とするシクロオレフィンの製
造方法、に存する。以下、本発明を詳細に説明する。
【0006】本発明で原料として用いられる単環芳香族
炭化水素としては、ベンゼン、またはトルエン、キシレ
ンなど、通常、炭素数4以下程度の低級アルキル基で置
換されたベンゼンがあげられる。本発明の重要な特徴
は、以上の単環芳香族炭化水素中にビフェニル類を0.
5〜1000ppm、好ましくは1〜500ppm存在
させるすることにある。本発明においては、ビフェニル
類を上記範囲にて存在させることにより目的とする反応
に対しての活性、選択性の低下が抑制される。特に反応
の選択性劣化が抑制される点において、当反応系に特有
の現象であると考えられる。そして、上記範囲未満の添
加量では触媒寿命向上の効果は認められなくなり、上記
範囲を越える添加量では添加量の増大に対して効果の更
なる向上が認められなくなる。
【0007】ビフェニル類としては、具体的には、ビフ
ェニル、また、4−メチルビフェニル、4,4’−ジメ
チルビフェニル、2,2’,5,5’−テトラメチルビ
フェニル等の炭素数1〜4程度のアルキル基で核置換さ
れたビフェニル誘導体化合物も含まれる。ビフェニル類
が存在することで、触媒寿命が向上する理由は明らかで
はないが、触媒表面で蓄積した活性劣化成分の付着を未
然に防ぐことによるものと考えられる。かかる現象は、
本発明者等が長時間に渡り触媒寿命を詳細に検討した結
果、初めて明らかになったものである。本発明の効果
は、触媒を長時間使用する際により顕著になる。
【0008】単環芳香族炭化水素中に含有される微量不
純物を分析する手法としては、原子発光検出器を接続し
たガスクロマトグラフにて分析する方法や、更に簡易に
は濃縮したベンゼンをガスクロマトグラフにて分析する
方法が挙げられる。本発明者等が、工業的に入手される
多くのベンゼンについて分析したところ、ビフェニル類
を含有しないベンゼンと、微量含有するベンゼンもある
ことが判明した。かかる不純物の含有量の違いは、ベン
ゼンの製造法、あるいは、ベンゼンの原料由来の違いに
よるものと考えられる。
【0009】ビフェニル類を、はじめから、かかる濃度
にて含有するベンゼンを選択して使用することは、本発
明においては、ベンゼン中にビフェニル類を添加をする
工程を省略できる点において好ましい。また、かかる化
合物の含有量が小さい単環芳香族炭化水素や、かかる化
合物を含有しない単環芳香族炭化水素を使用する場合に
は、所定濃度になるまでビフェニル類を添加する必要が
ある。
【0010】本発明におけるルテニウム触媒としては、
種々のルテニウム化合物を還元して得られるもの、また
はその調製段階もしくは調製後において他の金属、例え
ば、亜鉛、クロム、モリブテン、コバルト、マンガン、
ニッケル、鉄、金、銅などを加えたルテニウムを主体と
する触媒である。これら金属成分を添加することにより
ルテニウム単独の場合よりも一般的に反応速度は多少小
さくなるものの、選択率を高めることができる。ルテニ
ウムと共に他の金属を用いる場合には、ルテニウムに対
する原子比で、通常0.1〜10の範囲で選択される。
【0011】種々のルテニウム化合物としては特に制限
はされないが、例えば、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝
酸塩、塩酸塩、水酸化物、酸化物、あるいは各種のルテ
ニウムを含む錯体などを用いることができる。還元法と
しては、水素ガスによる還元、あるいはホルマリン、水
素化ホウ素ナトリウム、ヒドラジン等による化学還元法
によって行なうことができる。ルテニウム触媒は担体に
担持してもよく、担体として、シリカ、アルミナ、シリ
カ−アルミナ、ゼオライト、活性炭、あるいは一般的な
金属酸化物、複合酸化物、水酸化物、難水溶性金属塩等
が例示される。ルテニウムは、担体に各種のルテニウム
化合物を通常行なわれる方法、例えば、イオン交換法、
吸着法、共沈法、乾固法などによって担持される。担持
されるルテニウム化合物としては、ルテニウムの塩化
物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、塩酸塩、水酸化物、酸
化物、あるいは各種のルテニウムを含む錯体、またはこ
れら化合物においてルテニウムを金属状態にまで還元し
たものである。また、これらの触媒調製後、他の金属を
共担持してもよい。ルテニウムの担持量は、通常0.0
1〜10重量%である。
【0012】本発明の反応系には、水の存在が必要であ
る。水の量としては、反応形式によって異なるが、通
常、ベンゼンの0.01〜20重量倍であり、好ましく
は、0.1〜5倍量である。水が少なすぎても、多すぎ
ても共存の効果が減少する。また、好ましい水の量にお
いては、反応系から取り出した反応液が有機相と水相に
分離し、有機相に含まれる目的シクロヘキセンの回収が
容易となる。
【0013】また、本発明の反応系にいおては、金属塩
を水中に共存させてもよい。かかる金属塩としてはIU
PAC無機化合物命名法(1989年度版)の周期表の
1族元素、2族元素、亜鉛、鉄、マンガン、コバルトな
どの金属塩の添加が有効であり、特に、亜鉛の塩類の添
加によって好ましい反応成績が得られる。ここで各種金
属の塩類としては、例えば、炭酸塩、酢酸塩等の弱酸
塩、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、等の強酸塩が使用され
る。金属塩の使用量は、共存する水に対し、通常1×1
-5〜1重量倍である。
【0014】本発明の反応は、反応温度が通常50〜2
50℃、好ましくは100〜220℃、反応圧力が通常
0.1〜20MPaという高温、高圧下で行なわれる。
反応は回分式でも連続的でも実施できるが、工業的には
通常、連続的に行なわれる。反応は原料であるベンゼ
ン、水、触媒などが懸濁された液状反応混合物に水素ガ
スを供給することにより実施され、水素ガスは、かかる
液状反応混合物中にノズル開口部を介して供給される。
【0015】
【実施例】以下に実施例を記すが、本発明はこれらの実
施例によって限定されるものではない。 実施例1 内部に静置槽を設置した反応器を使用し、ビフェニルを
2ppm含有したベンゼンを使用し、ベンゼン33.9
重量%、シリカに担持したルテニウム触媒1.4重量
%、及び6重量%硫酸亜鉛水溶液64.7重量%からな
るスラリーに、ノズル開口部より水素ガスを供給し、反
応圧力5.0MPa、温度150℃にて、高速攪拌を行
いながら、ビフェニルを2ppm含有したベンゼンを連
続的に供給し、ベンゼンの部分還元反応を行った(油相
の平均滞留時間35分)。更に、反応器内の静置槽にて
油相を分離させ、油相のみを連続的に採取した。反応開
始5時間後、採取した油相をガスクロマトグラフにより
分析した。ベンゼン転換率は36.3%、シクロヘキセ
ン選択率は76.3%であり、他の生成物はシクロヘキ
サンであった。反応開始500時間後、採取した油相を
分析したところ、ベンゼン転換率は34.7%、シクロ
ヘキセン選択率は74.7%であった。
【0016】実施例2 ベンゼン中のビフェニル濃度を50ppmとした以外
は、実施例1と同様にベンゼンの部分還元反応を実施し
た。反応開始500時間後の油相を分析したところ、ベ
ンゼン転換率は、35.1%、シクロヘキセン選択率は
75.9%であった。
【0017】比較例1 ベンゼン中のビフェニル濃度が0.5ppm以下である
ベンゼンを用いた以外は実施例1と同様にベンゼンの部
分還元反応を実施した。反応開始2時間後、採取した油
相を分析したところ、ベンゼン転換率は35.5%、シ
クロヘキセン選択率は75.5%であった。反応開始5
00時間後、採取した油相を分析したところ、ベンゼン
転換率は25.3%、シクロヘキセン選択率は60.7
%であった。
【0018】
【発明の効果】本発明の方法によれば、単環芳香族炭化
水素の部分還元反応において、触媒寿命を著しく改善す
ることができ、工業上、大変有用である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単環芳香族炭化水素をルテニウム触媒と
    水の存在下、液相中で高温、高圧下で水素により部分還
    元する方法において、単環芳香族炭化水素中に、ビフェ
    ニル類を0.5〜1000ppm存在させることを特徴
    とするシクロオレフィンの製造方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6267033A (ja) * 1985-09-18 1987-03-26 Asahi Chem Ind Co Ltd 触媒の劣化防止方法
JPH03238047A (ja) * 1990-02-14 1991-10-23 Asahi Chem Ind Co Ltd 触媒スラリーの前処理方法

Patent Citations (2)

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JPH03238047A (ja) * 1990-02-14 1991-10-23 Asahi Chem Ind Co Ltd 触媒スラリーの前処理方法

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