JP3191337B2 - ラクトン類と芳香族カルボン酸の同時製造法 - Google Patents

ラクトン類と芳香族カルボン酸の同時製造法

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    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は環状ケトン類と芳香族ア
ルデヒドからラクトン類と芳香族カルボン酸を製造する
方法に関する。ラクトン類は溶剤、有機合成中間体や樹
脂原料として工業的に需要な物質であり、また芳香族カ
ルボン酸は塩化ビニルの安定化剤として有用な物質であ
る。
【0002】
【従来の技術】環状ケトン類とアルデヒドからラクトン
類とカルボン酸を製造することは公知であり、特公昭39
-5921 号には各種触媒を使用してシクロヘキサノン類を
酸素含有ガスおよびアルデヒドを反応させることによっ
て、ε−カプロラクトン類とカルボン酸を製造する方法
が記載されている。また特開昭53-25516号にはシクロヘ
キサノン類とアルデヒドの共存下、Cr化合物を溶存さ
せ、分子状酸素により共酸化する方法が記載されてい
る。特公昭55-36667号には環状ケトン類をアルデヒド共
存下液相で酸素により酸化してラクトンとカルボン酸す
るに際し、過酸を添加する方法が示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特公昭39-5921 号及び
特開昭53-25516号のアルデヒドとシクロヘキサノン類と
を分子状酸素で共酸化する方法は安全で種々の長所を持
つが、ラクトン類の選択率及びカルボン酸の収率がまだ
不充分である。また特公昭55-36667号の環状ケトンとア
ルデヒドの共酸化を過酸を添加しながら分子状酸素で酸
化する方法ではラクトン類の選択率は向上しているが、
高価な過酸を使用しており、安全面および経済面からの
欠点を持つ。本発明者等は脂肪族過酸より安全な芳香族
過酸に着目して環状ケトン類と芳香族アルデヒドの分子
状酸素による共酸化法を検討したが、後に詳しく述べる
ように蟻酸アリールが生成し易く、ラクトン類の収率お
よび芳香族カルボン酸の選択率に影響を与えることが判
明した。本発明の目的は、環状ケトン類と芳香族アルデ
ヒドの共酸化法において、より一層安全な方法で、ラク
トン類を高選択率に、芳香族カルボン酸を高収率に製造
する方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】発明者等は、環状ケトン
類と芳香族アルデヒドの共酸化法について鋭意検討した
結果、環状ケトン類と芳香族アルデヒドのモル比および
芳香族アルデヒドのスループットを特定の範囲で行うこ
とにより、蟻酸アリールの生成が少なく、ラクトン類と
芳香族カルボン酸が高選択率、高収率で安価に製造でき
ることを見出し、本発明に到達した。
【0005】即ち本発明は、環状ケトン類と芳香族アル
デヒドを分子状酸素により共酸化してラクトン類と芳香
族カルボン酸を製造するに際して、供給する環状ケトン
類と芳香族アルデヒドのモル比を4:1〜10:1、芳
香族アルデヒドの反応液容積当りのスループットを0.
05〜1.5 mol/l・hrの範囲とし、20〜50kg/cm
2 G の圧力下で反応させることを特徴とするラクトン類
と芳香族カルボン酸の同時製造法である。
【0006】本発明の原料に用いられる環状ケトン類次
の一般式で表される。
【化1】 一般に、nは 1〜11の整数であり、R0は水素原子、炭素
数 1〜5 のアルキル基、又は塩素基である。具体例とし
ては、シクロプロパノン、シヘロブタノン、シクロペン
タノン、シクロヘキサノン、シクロオクタノン、シクロ
デカノン、シクロヘブタノン、2-メチルシクロヘキサノ
ン、3-メチルシクロヘキサノン、4-メチクルシクロヘキ
サノン、2-エチルシクロヘキサノン、2-クロロシクロヘ
キサノンが挙げられる。
【0007】もう一つの原料の芳香族アルデヒドは次の
一般式で表される。
【化2】 R1,R2,R3,R4,R5は、一般に水素原子、炭素数 1〜20のア
ルキル基、メトキシ基、ヒドロキシ基、フェニル基、シ
クロヘキシル基またはフェノキシ基である。具体例とし
ては、ベンズアルデヒド、トルアルデヒド、ジメチルベ
ンズアルデヒド、トリメチルベンズアルデヒド、エチル
ベンズアルデヒド、クミンベンズアルデヒド、ブチルベ
ンズアルデヒド、メトキシベンズアルデヒド、フェノキ
シベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、シ
クロヘキシルベンズアルデヒド、ビフェニルアルデヒド
が挙げられる。
【0008】反応生成物のラクトン類は次の一般式で表
される。
【化3】 一般に、nは 1〜11の整数であり、R0は水素原子、炭素
数 1〜5 のアルキル基、又は塩素基である。
【0009】また反応生成物の芳香族カルボン酸は次の
一般式で表される。
【化4】 R1,R2,R3,R4,R5は、一般に水素原子、炭素数 1〜20のア
ルキル基、メトキシ基、ヒドロキシ基、フェニル基、シ
クロヘキシル基またはフェノキシ基である。
【0010】本発明の方法による反応は次の反応式で表
される。
【化5】
【0011】しかしながら〔化5〕における環状ケトン
類と芳香族アルデヒドとの反応においては、次の反応式
による蟻酸アリールが副生し易い。
【0012】本発明において環状ケトン類と芳香族アル
デヒドの反応系への供給比率をモル比で 1.1:1〜20:1、
好ましくは 4:1〜10:1の範囲である。芳香族アルデヒド
の供給比率を高くすると蟻酸アリールの副生が増大す
る。また芳香族アルデヒドの反応系へのスループット
は、反応液容積当り 0.05 〜1.5mol/l・hr、好ましくは
0.15〜0.8mol/l・hrの範囲である。芳香族アルデヒドの
スループットをこの範囲より高くすると蟻酸アリールの
副生が増大し、芳香族カルボン酸の収率が低下するのみ
ならず、ラクトン類の収率も低下する。
【0013】環状ケトン類と芳香族アルデヒドの共酸化
反応の酸化剤には分子状酸素が用いられる。分子状酸素
としては純酸素、空気、酸素濃度を高めた空気、酸素と
不活性ガス (二酸化炭素、窒素等) の混合ガスなどの形
態で供給されるが、一般的には空気が用いられる。
【0014】反応温度は -20〜150 ℃、好ましくは10〜
120 ℃、更に好ましくは30〜80℃である。反応温度が低
すぎる場合には反応速度が低く、また反応温度が高すぎ
る場合には芳香族カルボン酸およびラクトン類の選択率
が低下する。反応圧力は一般的には大気圧から 60 kg/c
m2 Gであり、好ましくは20〜 50kg/cm2 Gである。反応
圧力が高くなるにつれて反応速度が増大し、収率が高く
なる傾向があり、且つ溶媒が系外に逸散するのを防止で
きるので、加圧下で反応を行うことが好ましい。しかし
60 kg/cm2 Gを超えた場合には加圧の効果が現れなくな
るので、上記範囲で行うのが一般的である。
【0015】共酸化反応は無触媒でも実施することがで
きるが、コバルト、マンガン、鉄、白金、パラジウム、
バナジウム、ルテニウム、ジルコニウム、アルミニウ
ム、ベリリウム、銅などの金属触媒を用いることが好ま
しく、特にコバルト触媒が好適に用いられる。コバルト
触媒の使用量は反応液の全重量に対して 0.1〜50ppm 、
好ましくは 0.5〜10ppm である。コバルト触媒量が 0.1
ppm 未満の場合には反応速度が小さく、また 50ppmを超
える場合には芳香族過酸への選択率が低下する。
【0016】本発明の共酸化反応は通常反応溶媒の不存
在下で実施される。しかし必要に応じて反応溶媒を使用
しても良く、反応溶媒としてヘキサン、シクロヘキサ
ン、ベンゼン等の炭化水素類、アセトン、メチルエチル
ケトン等のケトン類、酢酸エチル、安息香酸メチル等の
エステル類、アセトニトリル、ベンズニトリル等のニト
リル類、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等の低級有機カルボ
ン酸類が用いられる。本発明の反応は回分式、半連続
式、連続式のいずれの方法で行うことができるが、半連
続式または連続式で行うことが好ましい。
【0017】
【実施例】次に実施例および比較例により本発明を更に
具体的に説明する。但し本発明は以下の実施例により制
限されるものでない。なお以下の実施例および比較例に
おいて特記の無い限り「%」はモル%、「ppm」は重
量ppmを表し、スループット、転化率および選択率は
次式に従って計算した。 スループット=〔原料供給量(mol/hr)/〔反応液量(l)
〕 転化率= (原料の反応量)/(原料仕込量)・ 100 % 選択率=(生成量)/(原料の反応量)・ 100 %
【0018】実施例1 内容積 600ミリリットルで、攪拌機、還流冷却器付 SUS
-316製高圧反応器に、CoBr2 (6水塩)3.3mg、シクロヘキ
サン 300g を仕込み、窒素加圧下25kg/cm2 G、温度35℃
に保ち、2,4-ジメチルベンズアルデヒド 0.179 mol/hr
(24g/hr) およびCoBr2 (6水塩) として11ppm 含有した
シクロヘキサノン 1.02mol/hr(100g/hr) を連続的に供
給開始し、空気を導入してオフガスの酸素濃度を10容量
%に保った。この抜出しは初期張込みレベルに保つよう
に連続的に抜出した。この場合のシクロヘキサノンと2,
4-ジメチルベンズアルデヒドの最終モル比は 5.7:1であ
り、2,4-ジメチルベンズアルデヒドのスループットは
0.60mol/l・hrである。定常状態に達した後、得られた
反応生成物を組成分析した結果、2,4-ジメチルベンズア
ルデヒドの転化率は86mol%であり、反応した2,4-ジメチ
ルベンズアルデヒドに対する2,4-ジメチル安息香酸の選
択率は 98 mol%、蟻酸キシレノールの選択率は 0.5mol%
であった。またシクロヘキサノンの転化率は 13.6mol%
であり、反応したシクロヘキサノンに対するε- カプロ
ラクトンの選択率は 98mol% であった。
【0019】実施例2 実施例1において2,4-ジメチルベンズアルデヒドに代え
てp-トルアルデヒドを用いて反応を行った。得られた反
応生成物を組成分析した結果、p-トルアルデヒドの転化
率は 87 mol%であり、反応したp-トルアルデヒドに対す
るp-トルイル酸の選択率は 98mol% 、蟻酸クレゾールの
選択率は 0.3 mol% (p-クレゾールは極微量) であっ
た。シクロヘキサノンに対するε−カプロラクトンの選
択率は 98mol%であった。
【0020】実施例3 実施例1において2,4-ジメチルベンズアルデヒドに代え
て2,4,5-トリメチルベンズアルデヒドを用いて反応を行
った。得られた反応生成物を組成分析した結果、2,4,5-
トリメチルベンズアルデヒドの転化率は88 mol%であ
り、反応した2,4,5-トリメチルベンズアルデヒドに対す
る2,4,5-トリメチル安息香酸の選択率が97mol% 、蟻酸
トリメチルフェノールの選択率が 1.0 mol% (トリメチ
ルフェノールは極微量) であった。またシヘロヘキサノ
ンの転化率が 13.4 mol%であり、反応したシクロヘキサ
ノンに対するε−カプロラクトンの選択率は 97.1 mol%
であった。
【0021】比較例1 実施例1において2,4-ジメチルベンズアルデヒドの供給
速度を 0.537 mol/hr(72g/hr)とし、CoBr2 (6水塩) と
して11ppm 含有したシクロヘキサノンの供給速度を 3.0
6mol/hr(300g/hr) で反応を行った。この場合の2,4-ジ
メチルベンズアルデヒドのスループットは 1.79 mol/l
・hrである。定常状態に達した後、得られた反応生成物
を組成分析した結果、2,4-ジメチルベンズアルデヒドの
転化率は 71mol%であり、反応した2,4-ジメチルベンズ
アルデヒドに対する2,4-ジメチル安息香酸の選択率は 8
9 mol%、蟻酸キシレノールと2,4-キシレノールとの和の
選択率は 7 mol% であった。またシクロヘキサノンの転
化率は 10.7 mol%であり、反応したシクロヘキサノンに
対するε−カプロラクトンの選択率は 98 mol%であっ
た。
【0022】比較例2 実施例1において、2,4-ジメチルベンズアルデヒドの供
給速度を 0.179 mol/hr(24g/hr)、シクロヘキサノンの
供給速度を 0.179 mol/hr(17.5g/hr)とし、CoBr2 (6水
塩) として11ppm 含有した溶媒アセトンを38.5g/hr の
割合で供給した以外は同じ条件で反応を行った。この場
合の2,4-ジメチルベンズアルデヒドとシクロヘキサノン
のモル比は 1:1である。定常状態に達した後、得られた
反応生成物を組成分析した結果、2,4-ジメチルベンズア
ルデヒドの転化率は 93 mol%であり、反応した2,4-ジメ
チルベンズアルデヒドに対する2,4-ジメチル安息香酸の
選択率は 94 mol%、蟻酸キシレノールの選択率は 4 mol
% であった。またシクロヘキサノンの転化率は 69.8 mo
l%であり、反応したシクロヘキサノンに対するε−カプ
ロラクトンの選択率は 96 mol%であった。
【0023】
【発明の効果】本発明の方法によれば、芳香族アルデヒ
ドを用いる場合に問題点となる蟻酸アリールの副生が抑
制されるので、ラクトン類および芳香族カルボン酸が高
選択率で得られ、芳香族アルデヒドの利用効率が高くす
ることができる。また本発明の方法では高価な過酸を用
いることが無い。本発明の方法においては共酸化反応に
より芳香族アルデヒドから芳香族過酸が生成し、ラクト
ン類の選択率が向上するものと見られるが、芳香族過酸
は比較的安定であり、ラクトン類と芳香族カルボン酸を
工業的に安全に製造することができる。更に本発明によ
って生成するラクトン類には変質に影響を与える不純物
が少なく、非常に熱安定性の良いラクトン類が得られる
特徴がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 51/235 C07C 63/04 C07D 307/33 C07D 313/04 C07C 27/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 環状ケトン類と芳香族アルデヒドを分子
    状酸素により共酸化してラクトン類と芳香族カルボン酸
    を製造するに際して、供給する環状ケトン類と芳香族ア
    ルデヒドのモル比を4:1〜10:1、芳香族アルデヒ
    ドの反応液容積当りのスループットを0.05〜1.5
    mol/l・hrの範囲とし、20〜50kg/cm 2 G の圧力下
    で反応させることを特徴とするラクトン類と芳香族カル
    ボン酸の同時製造法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739352A (en) * 1995-10-19 1998-04-14 United Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Process for preparing carboxylic acids
US7209674B2 (en) 2003-08-06 2007-04-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Energy conserving fuser and method for image forming
CN102108048A (zh) * 2009-12-24 2011-06-29 四川省申联生物科技有限责任公司 一种制乙酸联产羧酸酯的方法
CN112479860B (zh) * 2019-09-12 2022-10-04 浙江大学 一种基于氧气氧化的羧酸及ε-己内酯联产的新方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3025306A (en) * 1960-05-31 1962-03-13 Union Carbide Corp Process for the production of epsiloncaprolactones and carboxylic acids
DE1468169A1 (de) * 1964-12-16 1969-01-23 Knapsack Ag Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von aliphatischen Lactonen und von aliphatischen oder aromatischen Carbonsaeuren
JPS5163118A (en) * 1974-10-23 1976-06-01 Mitsubishi Chem Ind Ipushiron kapurorakutonruito karubonsanruitono seizohoho

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