JP2945164B2 - α−アルキルアクロレインの製造方法 - Google Patents

α−アルキルアクロレインの製造方法

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JP2945164B2
JP2945164B2 JP3111587A JP11158791A JP2945164B2 JP 2945164 B2 JP2945164 B2 JP 2945164B2 JP 3111587 A JP3111587 A JP 3111587A JP 11158791 A JP11158791 A JP 11158791A JP 2945164 B2 JP2945164 B2 JP 2945164B2
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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、一般式 R1−CH2−CHO (I) (式中、R1は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基
あるいはアリール基を示す。)で表されるアルデヒドと
ホルムアルデヒドとの反応によるα−アルキルアクロレ
インの改善された製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】α−ア
ルキルアクロレインは工業的に有用な中間原料であり、
その製造方法は多数提案されている。これらの内から、
近年原料物質の入手の容易さから、上記一般式(I)で
表されるアルデヒドとホルムアルデヒドとの反応による
α−アルキルアクロレインの製造方法が重要となってい
る。
【0003】一般式(I)で表されるアルデヒドとホル
ムアルデヒドとの反応によるα−アルキルアクロレイン
の製造方法としては、例えば、ケミカル・アブストラク
ト(C.A.)、第56巻(1962年)、2321, 2322頁にプロピ
オンアルデヒドとホルムアルデヒドからナトリウム及び
ケイ酸を含有する触媒を用いて 275℃で、メタアクロレ
インを46%の収率で得る方法が記載されている。しかし
ながら、この方法は収率が低く、工業的にメタアクロレ
インを製造するには問題がある。
【0004】上記一般式(I)で表されるアルデヒドと
ホルムアルデヒドとの反応によるα−アルキルアクロレ
イン製造の別の方法としてはマンニッヒ塩基を用いる方
法が提案されている。マンニッヒ塩基を用いるα−アル
キルアクロレインの製造には触媒として第一級及び第二
級アミンの塩が使用されることが報告されている。例え
ば、米国特許第2518416 号明細書によれば、ホルムアル
デヒドとプロピオンアルデヒドからモノメチルアミンの
塩酸塩を触媒として、メタアクロレインを得ているが、
この明細書には収率が記載されていない。本発明者が追
試したところ収率が低くしかも、この方法による場合、
生成メタアクロレイン中に触媒のモノメチルアミンの塩
酸塩が分解したメチルアミンが混入し、非常に不安定な
メタアクロレインしか得られないことが判明した。また
米国特許第2518416 号明細書によれば、ホルムアルデヒ
ドとブチルアルデヒドからモノエタノールアミンの塩酸
塩を触媒として、収率52%(仕込みブチルアルデヒド基
準)でメタアクロレインを得ている。
【0005】これらの報告は収率が低いことと、製品の
安定が悪いことで工業化する場合致命的な欠陥がある。
またアミンの塩酸塩を使用していることから装置の腐食
が激しい等の問題点がある。
【0006】また、特開昭55−87737 号公報の場合は、
アミン過剰系で反応を実施するため、反応終了後、反応
生成液から、目的物のα−アルキルアクロレインを取り
出す蒸留工程において、α−アルキルアクロレインの重
合が発生し、また製品α−アルキルアクロレインにアミ
ンが混入し製品の安定性が悪い等の問題がある。
【0007】前記したように、従来技術により一般式
(I)で表されるアルデヒドとホルムアルデヒドから対
応するα−アルキルアクロレインを工業的に製造するに
は多くの問題があり、高い収率でしかも安定性の優れた
α−アルキルアクロレインを製造する技術の開発が強く
望まれている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべく鋭意検討した結果、本発明を完成させた。すな
わち、本発明は、一般式 R1−CH2−CHO (I) (式中、R1は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基
あるいはアリール基を示す。)で表されるアルデヒド
(以下、アルデヒド(I)と略記する)とホルムアルデ
ヒドから、対応するα−アルキルアクロレインを製造す
る方法において、触媒として一般式 R2−C(O)−N(R3)R4 (II) (式中、R2, R3及びR4はそれぞれ水素原子、置換基を有
してもよい炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、
アルカノール基、または芳香族残基を示す。ただし、
R2, R3及びR4はそれぞれ結合して環状構造を有してもよ
い。)で表されるアミド化合物(以下、アミド化合物
(II)と略記する)を、アルデヒド(I)1モルに対し
て0.01〜10.0当量、好ましくは0.1 〜2.0 当量となるよ
うに用い、0〜250 ℃、好ましくは20〜150 ℃の温度で
反応させることを特徴とするα−アルキルアクロレイン
の製造方法を提供するものである。
【0009】本発明においては、触媒として用いるアミ
ド化合物(II)が中性あるいは酸性水溶液中で速やかに
水と反応して、活性種たる該アミン塩を形成し反応を促
進する。よって、本発明では、従来法のような酸とアミ
ンの混合による触媒塩調製段階を必要とせず、また、反
応液中にふんだんにある水を利用することから経済的に
も有利であり、反応の選択性も向上した。
【0010】本発明の出発物質として使用されるアルデ
ヒド(I)の一般式(I)中のR1で示されるアルキル基
は1〜10の炭素数を有する。この基は直鎖または分岐鎖
であっても良く、また一部分が芳香族で置換されている
ものであっても良い。本発明に用いられるアルデヒド
(I)の一部を例示すると、アセトアルデヒド、プロピ
オンアルデヒド(プロパナール)、n−ブタナール、3
−メチルブタナール、n−ペンタナール、n−ヘキサナ
ール、3−メチルヘキサナール、4−メチルヘキサナー
ル、n−ヘプタナール、フェニルアセトアルデヒド等で
ある。この内本発明によると特に、プロパナール、n−
ブタナール、3−メチルブタナールが有効である。
【0011】本発明において、ホルムアルデヒドは水溶
液またはトリオキサン、パラホルムアルデヒドのような
重合した形でも使用出来るが、一般には水溶液の形で反
応させるのが望ましい。反応は通常水溶液の形で行われ
るが、炭化水素、アルコール等の溶剤中で実施すること
も可能である。
【0012】本発明において、アルデヒド(I)とホル
ムアルデヒドのモル比は規制されるものではないが、有
利にはアルデヒド(I)1モルに対してホルムアルデヒ
ド0.9 〜1.5 モルにすることが好ましい。アルデヒド
(I)1モルに対してホルムアルデヒドが0.9 モル未満
であると、アルデヒド(I)自身の縮合反応が起き好ま
しくない。またアルデヒド(I)1モルに対してホルム
アルデヒドが 1.5モルより多い場合は多量のホルムアル
デヒドを回収する必要があり回収工程での損失がおきる
ばかりでなくホルムアルデヒドによる触媒の不活性化で
アミド化合物(II)の使用量が増加する等の問題があ
る。
【0013】本発明の特徴は触媒としてアミド化合物
(II)を用いることにある。本発明に用いられるアミド
化合物(II)の一部を例示すると、N,N −ジメチルホル
ムアミド、N,N −ジメチルアセトアミド、N,N −ジメチ
ルプロピオアミド、N,N −ジメチルバレロアミド、N,N
−ジメチルアクリルアミド、N −エチル−N −メチルア
セトアミド、N −メチル−N −ベンジルアセトアミド、
N−アセチルジエタノールアミン、N −メチルホルムア
ミド、N −メチルアセトアミド、N −メチルプロピオア
ミド、N −メチルバレロアミド、N −メチルアクリルア
ミド、N −ベンジルアセトアミド、N −アセチルエタノ
ールアミン、ホルムアミド、アセトアミド、プロピオア
ミド、バレロアミド、アクリルアミド、γ−ブチロラク
タム、γ−バレロラクタム、δ−バレロラクタム、ε−
カプロラクタム、β−アセチルアセトアミド、β−プロ
ピオニルアセトアミド、N −メチル−β−アセチルアセ
トアニリド、β−アセチルアセトアニリド、β−プロピ
オニルアセトアニリドが挙げられる。特に好ましいアミ
ド化合物としては、N,N −ジメチルプロピオアミド、N,
N −ジメチルアクリルアミド、N −アセチルジエタノー
ルアミン、N −メチルアクリルアミド、プロピオアミ
ド、N −アセチルエタノールアミン、γ−ブチロラクタ
ム、δ−バレロラクタム及びε−カプロラクタムであ
る。
【0014】本発明において、アミド化合物(II)の使
用量は、アルデヒド(I)1モルに対して0.01〜10.0当
量、好ましくは0.1 〜2.0 当量である。アミド化合物
(II)の使用量がこの範囲から外れた場合は、反応速度
が遅くなったり、必要以上添加しても反応速度は増加せ
ず、かえって副反応生成物が増加し好ましくない。
【0015】本発明の反応は、pH2.5 〜12.0、好ましく
はpH4.5〜7.7 で、反応温度0〜250℃、好ましくは20〜
150 ℃で、常圧、加圧又は減圧下で、連続的又は非連続
的に行われる。また反応混合物の水含有量は、出発混合
物中で好ましくは20〜60重量%である。
【0016】本発明の反応は次のように実施できる。ア
ミド化合物(II)をpH5〜7に調製した水と混合し、こ
れを上記反応温度まで加熱したものに、アルデヒド
(I)とホルムアルデヒドの混合物を添加し、上記反応
温度で5〜120 分保持する。次いで反応混合物から目的
物質を常法により、例えば相分離及び/又は蒸留により
分離する。
【0017】
【実施例】以下に実施例を挙げてより具体的に本発明を
説明するが、本発明はその主旨を越えない限り本実施例
により規制されるものではない。尚、例中の部は重量基
準である。
【0018】実施例1 N,N −ジメチルプロピオアミド1010部(10モル)と水10
00部の混合液に、70℃で35%ホルムアルデヒド水溶液 8
11部(10モル)及びプロピオンアルデヒド 580部(10モ
ル)を添加し、添加終了後、反応混合物を70℃で1.0 時
間保持する。反応生成液から蒸留により塔頂よりメタア
クロレインと水の共沸によりメタアクロレインを 628部
(理論値の89.7%)得た。
【0019】実施例2 N,N −ジメチルアクリルアミド 990部(10モル)と水10
00部の混合液に、70℃で35%ホルムアルデヒド水溶液 8
11部(10モル)及びプロピオンアルデヒド 580部(10モ
ル)を添加し、添加終了後、反応混合物を70℃で1.0 時
間保持する。反応生成液から蒸留により塔頂よりメタア
クロレインと水の共沸によりメタアクロレインを 622部
(理論値の88.9%)得た。
【0020】実施例3 N −アセチルジエタノールアミン1470部(10モル)と水
1500部の混合液に、70℃で35%ホルムアルデヒド水溶液
811部(10モル)及びプロピオンアルデヒド580部
(10モル)を添加し、添加終了後、反応混合物を70℃
で0.5 時間保持する。反応生成液から蒸留により塔頂よ
りメタアクロレインと水の共沸によりメタアクロレイン
を 648部(理論値の92.6%)得た。
【0021】実施例4 N −メチルアクリルアミド 850部(10モル)と水 800部
の混合液に、70℃で35%ホルムアルデヒド水溶液 811部
(10モル)及びプロピオンアルデヒド580 部(10モル)
を添加し、添加終了後、反応混合物を70℃で1.0 時間保
持する。反応生成液から蒸留により塔頂よりメタアクロ
レインと水の共沸によりメタアクロレインを 612部(理
論値の87.4%)得た。
【0022】実施例5 プロピオアミド 730部(10モル)と水1000部の混合液
に、70℃で35%ホルムアルデヒド水溶液 811部(10モ
ル)及びプロピオンアルデヒド580 部(10モル)を添加
し、添加終了後、反応混合物を70℃で1.0 時間保持す
る。反応生成液から蒸留により塔頂よりメタアクロレイ
ンと水の共沸によりメタアクロレインを 610部(理論値
の87.1%)得た。
【0023】実施例6 N −アセチルエタノールアミン1030部(10モル)と水10
00部の混合液に、70℃で35%ホルムアルデヒド水溶液 8
11部(10モル)及びプロピオンアルデヒド580部(10モ
ル)を添加し、添加終了後、反応混合物を70℃で0.5 時
間保持する。反応生成液から蒸留により塔頂よりメタア
クロレインと水の共沸によりメタアクロレインを 635部
(理論値の90.7%)得た。
【0024】実施例7 γ−ブチロラクタム 870部(10モル)と水 800部の混合
液に、70℃で35%ホルムアルデヒド水溶液 811部(10モ
ル)及びプロピオンアルデヒド580 部(10モル)を添加
し、添加終了後、反応混合物を70℃で1.0 時間保持す
る。反応生成液から蒸留により塔頂よりメタアクロレイ
ンと水の共沸によりメタアクロレインを608 部(理論値
の86.9%)得た。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、驚くべきことに、比較
的温和な条件下で、短時間に高い収率で、しかも安定性
に優れたα−アルキルアクロレインを得ることができ
る。また、本発明においては、触媒として用いるアミド
化合物(II)が中性あるいは酸性水溶液中で速やかに水
と反応して、活性種たる該アミン塩を形成し反応を促進
する。従って、本発明では、従来法のような酸とアミン
の混合による触媒塩調製段階を必要とせず、また反応液
中にふんだんにある水を利用することから経済的にも有
利であり、反応の選択性も向上した。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 R1−CH2−CHO (I) (式中、R1は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基
    あるいはアリール基を示す。)で表されるアルデヒドと
    ホルムアルデヒドから、対応するα−アルキルアクロレ
    インを製造する方法において、触媒として一般式 R2−C(O)−N(R3)R4 (II) (式中、R2, R3及びR4はそれぞれ水素原子、置換基を有
    してもよい炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、
    アルカノール基、または芳香族残基を示す。ただし、
    R2, R3及びR4はそれぞれ結合して環状構造を有してもよ
    い。)で表されるアミド化合物を、一般式(I)で表さ
    れるアルデヒド1モルに対して0.01〜10.0当量となるよ
    うに用い、0〜250 ℃の温度で反応させることを特徴と
    するα−アルキルアクロレインの製造方法。
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