JP2775855B2 - アルデヒドの製造法 - Google Patents

アルデヒドの製造法

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JP2775855B2 JP1150163A JP15016389A JP2775855B2 JP 2775855 B2 JP2775855 B2 JP 2775855B2 JP 1150163 A JP1150163 A JP 1150163A JP 15016389 A JP15016389 A JP 15016389A JP 2775855 B2 JP2775855 B2 JP 2775855B2
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規な触媒系を使用するオレフィン性化合物
のヒドロホルミル化反応によりアルデヒドを製造する方
法に関するものである。
〔従来の技術〕
ロジウム−第3級ホスフィン系錯体を触媒とするオレ
フィンのヒドロホルミル化反応についてはよく知られて
いる(英国特許第988941号、特公昭45−10730号等)。
しかしながらこの方法では、生成アルデヒドの直鎖異
性体/分枝異性体(以下n/iと略称する)の生成比が小
さく、工業的に重要な直鎖異性体を得るには多量の第3
級ホスフィン配位子を反応系中に共存させる必要があ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記ヒドロホルミル化反応においては、アルデヒドの
アルドール縮合等の副反応により生成するアルデヒドの
オリゴマーおよび第3級ホスフィンの酸化生成物である
第3級ホスフィンオキシド等の高沸点副生物が触媒液中
に次第に蓄積するため、通常は、触媒液の一部を連続的
または間歇的に系外に排出し、排出された触媒液中に含
まれる量に見合う量のロジウムと第3級ホスフィンの錯
体および第3級ホスフィンを補給することにより、触媒
の活性維持とともに前記高沸点副生物の系内蓄積防止が
計られるのが常法である。多量の第3級ホスフィンの使
用は、前記補給される第3級ホスフィンの量の増加を伴
い、経済的に不利になるばかりでなく、排出された触媒
液中の第3級ホスフィンの回収工程を設置する等、操作
的にも煩雑になる欠点を有する。従って、ロジウム触媒
を用い、低濃度の第3級ホスフィンで工業的に重要な直
鎖アルデヒドが高収率で得られるヒドロホルミル化方法
の開発が望まれていた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは上記従来技術の実情に鑑み鋭意検討を重
ねた結果、第3級ホスフィンとして特定のシクロポリシ
ロキサン化合物を用いることにより、低い第3級のホス
フィン濃度の条件で高収率にn−アルデヒドが得られる
ことを見出して本発明を完成した。
即ち本発明は、第3級ホスフィン化合物及びロジウム
化合物の存在下にオレフィン性化合物を一酸化炭素及び
水素と反応させてアルデヒドを製造する方法において、
第3級ホスフィン化合物として一般式(I) (上記式中、mは3〜10の整数を示す。R1は置換基を有
していてもよいアリール基を示し、相互に異なっていて
もよい。R2は置換基を有していてもよいアルキル基又は
アリール基を示し、相互に異なっていてもよい。) で示されるシクロポリシロキサン化合物を用いることを
特徴とするアルデヒドの製造法、を要旨とするものであ
る。
以下に、本発明につき詳細に説明する。
本発明において用いられる第3級ホスフィン化合物
は、前記一般式(I)で表わされるシクロポリシロキサ
ン化合物である。
前記一般式(I)において基R1は置換基を有していて
もよいアリール基を表わし、具体例としてはフェニル
基、ナフチル基、トリル基、4−フルオロフェニル基、
4−(トリフルオロメチル)フェニル基、4−(トリメ
チルシリル)フェニル基、4−アミノフェニル基等が挙
げられる。上記一般式(I)中のジアリールホスフィノ
アリール基はこれらのアリール基を組合せることによっ
て形成され、具体例としてはp−(ジフェニルホスフィ
ノ)フェニル基、m−(ジフェニルホスフィノ)フェニ
ル基、o−(ジフェニルホスフィノ)フェニル基、p−
(ジナフチルホスフィノ)フェニル基、p−〔ビス(4
−メチルフェニル)ホスフィノ〕フェニル基、p−〔ビ
ス(4−トリメチルシリルフェニル)ホスフィノ〕フェ
ニル基、p−〔ビス(4−トリフルオロメチルフェニ
ル)ホスフィノ〕フェニル基、p−〔ビス(4−フルオ
ロフェニル)ホスフィノ〕フェニル基、p−〔ビス(4
−アミノフェニル)ホスフィノ〕フェニル基等が挙げら
れる。
また前記一般式(I)において基R2は置換基を有して
いてもよいアルキル基又はアリール基を表わす。該アル
キル基としては通常、炭素数が1〜10、好ましくは1〜
4のアルキル基が挙げられ、具体例としてはメチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。また
該アリール基としては基R1につき前記したものと同様の
アリール基が挙げられる。
一般式(I)のシクロポリシロキサン化合物におい
て、mは3〜10の整数であるが、好ましくは3〜5の整
数である。該シクロポリシロキサン化合物の具体例とし
て例えば一般式(II) で表わされる化合物が挙げられる。
上記一般式(II)の化合物は、例えばC.Eaborn,“Org
anosilicon Compounds"Butterworths Scientific Publi
cations(London),p.228(1960)に記載された一般的
なアルコキシシランの加水分解方法に従い、例えば次式
によって合成することができる。〔但し、p−(ジフェ
ニルホスフィノ)フェニル基を(dp)と略記することと
し、以下同様とする。〕 上式の反応に際して酸又は塩基を存在させると反応は
加速される。生成物の取り出しは、反応後に抽出及び溶
媒留去を行なうのみでもかなりの純度の生成物を取得す
ることができるが、更に再結晶を行なって純度を高める
こともできる。
なお上記加水分解反応の原料であるジアルコキシシラ
ンは例えば、C.Eaborn,前掲書、p.10〜33に記載された
グリニヤール試薬又はアルキルリチウムを用いる一般的
なSi−C結合生成反応に従い、例えば次式によって合成
することができる。(式中、Xはハロゲン原子を表わ
す。) 上式の反応においてアルキルトリアルコシシランをジ
フェニルホスフィノフェニルハライドと等にモル量又は
過剰に用いれば目的化合物が収率よく得られる。生成物
の取り出しは蒸留等の常法によることができる。
本発明におけるシクロポリシロキサン化合物の使用量
は、含有されるリン原子と後述するロジウム化合物中の
ロジウム原子との原子比(P/Rh)で通常5〜400、好適
には5〜200の範囲で選ばれる。
シクロポリシロキサン化合物の使用形態としては、適
当なロジウム源と共にヒドロホルミル化反応器へ導入
し、水素及び一酸化炭素の混合ガスの存在下に錯体を形
成せしめて用いる方法あるいはあらかじめロジウムと錯
形成させて用いる方法が挙げられる。
適当なロジウム源としては、ロジウムとホスフィンと
を含有する錯体、例えばRhH(CO)(Pφ(φは
フェニル基を意味する)等の錯体を使用してもよいが、
酢酸ロジウム等のロジウムの有機酸塩あるいは硝酸ロジ
ウム、硫酸ロジウム等のロジウムの無機酸塩の如き入手
容易なロジウム化合物を適当な溶媒に溶解して用いるこ
とが出来る。
上記ロジウム化合物を前記シクロポリシロキサン化合
物とあらかじめ錯形成させる方法としては、従来より広
く研究されているロジウム化合物と第3級ホスフィンと
の錯形成の手段を適用し得るが1価のロジウム錯体との
配位子交換により製造する方法が特に好ましい。1価の
ロジウム錯体としては、代表的にはRhH(CO)(P
φ、Rh(OAc)(CO)(Pφ(Acはアセチ
ル基を意味する)、〔RhC1(COT)(COTはシクロ
オクテンを意味する。)、〔Rh(OAc)(COD)〕(COD
は1,5−シクロオクタジエンを意味する。)、〔RhC1(C
O)、〔Rh(OAc)(CO)、〔Rh(acac)
(CO)〕(acacはアセチルアセトンを意味する。)な
どが挙げられる。これら錯体に含まれる第3級ホスフィ
ン類、オレフィン類、および一酸化炭素等の配位子は、
容易に本発明の配位子と交換され、シクロポリシロキサ
ン化合物を配位したロジウム錯体が形成される。
ロジウム化合物の使用量は特に制限はないが、通常、
反応帯域における濃度がロジウム金属換算値で0.1mg/
〜2g/、好ましくは1mg/〜1g/の範囲で選択され
る。
本発明方法において反応原料として使用されるオレフ
ィン性化合物とは、分子内にオレフィン性二重結合を有
する有機化合物であって、具体的にはエチレン、プロピ
レン、ブテン−1、ブテン−2、ペンテン−1、ペンテ
ン−2、ヘキセン−1、ヘキセン−2、オクテン−1、
ドデセン−1、スチレン、シクロヘキセン等の炭素原子
数2〜20のオレフィン類;アリルアルコール等の不飽和
アルコール類、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、オレイ
ン酸メチル等の不飽和エステル類等の置換オレフィン
類;等が挙げられる。
反応を行うにあたって反応溶媒の使用は必須ではない
が、通常はヒドロホルミル化反応に不活性で前記シクロ
ポリシロキサン化合物を配位したロジウム錯化合物を溶
解せしめる溶媒の存在下に実施される。
好ましい具体例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、
ドデシルベンゼン等の芳香族炭化水素化合物、アセト
ン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、
酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ジ−n−オクチルフ
タレート等のエステル類が挙げられる。また、経済的観
点より、生成物であるアルデヒド類あるいは副生物であ
るアルデヒドオリゴマーからなる高沸点物を溶媒として
使用することも出来る。いずれにしても反応系では、ロ
ジウム化合物と上記シクロポリシロキサン化合物からな
る触媒系は実質的に溶解していることが必要である。
反応条件として、反応温度は室温〜200℃好ましくは5
0〜140℃の範囲で行なわれ、反応圧力は常圧〜300気
圧、好ましくは2〜100気圧である。圧力は低圧ほどn/i
が大きくなる傾向にある。
水素と一酸化炭素のモル比(H2/CO)は20/1〜1/10、
好ましくは1/1〜15/1の範囲で選択される。
〔実施例〕
次に本発明を実施例により更に詳細に説明するが本発
明はその要旨を超えない限り、以下の実施例によって限
定されるものではない。
参考例1 (シクロポリシロキサン化合物の合成) p−ブロモフェニルジフェニルホスフィン10g、金属
マグネシウム0.78gおよびメチルトリエトキシシラン5.7
4gを乾燥テトラヒドロフラン145mlに混合し、9時間加
熱還流した。蒸留分離により、メチルジエトキシ〔p−
(ジフェニルホスフィノ)フェニル〕シラン6.55gを得
た。
メチルジエトキシ〔p−(ジフェニルホスフィノ)フ
ェニル〕シラン13.85g、p−トルエンスルホン酸0.9g及
び水1.3mlをテトラヒドロフラン80mlに混合し、加熱還
流下に加水分解し、溶媒を留去後、結晶化精製により2,
4,6,8−テトラメチル−2,4,6,8−テトラキス〔p−(ジ
フェニルホスフィノ)フェニル〕シクロテトラシロキサ
9.1gを得た。
実施例1及び2 表−1に示す量の〔Rh(OAc)(COD)〕及び2,4,6,
8−テトラキス〔p−(ジフェニルホスフィノ)フェニ
ル〕−2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン
(以下、DPSと略す)並びにトルエン50mlを内容積200ml
の電磁攪拌式ステンレス製オートクレーブに仕込み密閉
した後、オートクレーブ内を窒素置換し、プロピレン0.
25molを圧入した。次いでオートクレーブ内を120℃まで
昇温するとオートクレーブ内の圧力は13kg/cm2ゲージと
なった。これに水素及び一酸化炭素からなる混合ガス
(体積比1対1)を圧入しオートクレーブ内の圧力を18
kg/cm2ゲージとした。次いでオートクレーブ内の温度を
120℃に保ちつつ攪拌を続け、オートクレーブ内の圧力
が18kg/cm2ゲージとなるように水素及び一酸化炭素から
なる混合ガス(体積比1対1)を補給し表−1に示す反
応時間で反応を行った。反応終了後、ガスクロマトグラ
フを用いて、生成物を分析した結果、仕込んだプロピレ
ンに対するブチルアルデヒドの収率として表−1に示す
反応成績を得た。
比較例1及び2 実施例1において、〔Rh(OAc)(COD)〕およびDPS
に代えて〔HRh(CO)(Pφ〕及び市販のPφ
を表−1に示す量で用いた以外は全く同様に表−1に示
す反応時間で反応を行なった。結果を表−1に並記し
た。
実施例3 Rh(acac)(CO)212mg、DPS38.8mg(P/Rh原子比=1
0)、m−キシレン50ml及びブテン−2 14mlをオートク
レーブに仕込み、150℃で水素及び一酸化炭素からなる
混合ガス(体積比11対1)を圧入しオートクレーブ内の
圧力を50kg/cm2・Gに保ちつつ5時間反応を行なった。
反応終了後、ガスクロマトグラフを用いて、生成物を分
析した結果、末端にホルミル基が付加したn−バレルア
ルデヒドが仕込ブテン−2に対し25モル%生成してい
た。
比較例3 実施例3においてDPSの代わりにPφ3127.2mg(P/Rh
=10原子比)を用いた以外は同様に行なったところn−
バレルアルデヒドが仕込ブテン−2に対し13モル%生成
していた。
〔発明の効果〕
本発明方法によれば、低第3級ホスフィン濃度で工業
的に重要な直鎖アルデヒドを高収率で得ることができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高井 正樹 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三菱化成株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−238792(JP,A) 特公 昭52−24001(JP,B2) 特公 昭51−12599(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 47/02 - 47/27 C07C 45/50 B01J 31/24 C07B 61/00 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第3級ホスフィン化合物及びロジウム化合
    物の存在下にオレフィン性化合物を一酸化炭素及び水素
    と反応させてアルデヒドを製造する方法において、第3
    級ホスフィン化合物として一般式(I) (上記式中、mは3〜10の整数を示す。R1は置換基を有
    していてもよいアリール基を示し、相互に異なっていて
    もよい。R2は置換基を有していてもよいアルキル基又は
    アリール基を示し、相互に異なっていてもよい。) で示されるシクロポリシロキサン化合物を用いることを
    特徴とするアルデヒドの製造法。
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