JP3396570B2 - Method for producing hydroxyalkanal - Google Patents

Method for producing hydroxyalkanal

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JP3396570B2 JP30273395A JP30273395A JP3396570B2 JP 3396570 B2 JP3396570 B2 JP 3396570B2 JP 30273395 A JP30273395 A JP 30273395A JP 30273395 A JP30273395 A JP 30273395A JP 3396570 B2 JP3396570 B2 JP 3396570B2
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hydroxypropanal
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、不飽和アルデヒド
を触媒の存在下、水溶液中で水和させてヒドロキシアル
カナールを製造する方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a hydroxyalkanal by hydrating an unsaturated aldehyde in an aqueous solution in the presence of a catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば、不飽和アルデヒドの一種
であるアクロレインを触媒の存在下、水溶液中で水和さ
せて、ヒドロキシアルカナールの一種である3-ヒドロキ
シプロパナール(3-ヒドロキシプロピオンアルデヒド)
を得る方法として、以下に示すような種々の製造方法が
知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, 3-hydroxypropanal (3-hydroxypropionaldehyde), which is a kind of hydroxyalkanal, is obtained by hydrating acrolein, which is a kind of unsaturated aldehyde, in an aqueous solution in the presence of a catalyst.
Various manufacturing methods as shown below are known as methods for obtaining

【0003】即ち、米国特許第 2,434,110号には、例え
ば硫酸等の鉱酸を上記反応系における酸性均一触媒とし
て用いる方法が開示されている。ところが、この方法
は、3-ヒドロキシプロパナールの選択率が低く、該3-ヒ
ドロキシプロパナールを効率的に製造できないという欠
点を有している。また、均一触媒と3-ヒドロキシプロパ
ナールとの分離、および、該触媒の再使用が困難となっ
ている。
That is, US Pat. No. 2,434,110 discloses a method of using a mineral acid such as sulfuric acid as an acidic homogeneous catalyst in the above reaction system. However, this method has a drawback that the selectivity of 3-hydroxypropanal is low and the 3-hydroxypropanal cannot be efficiently produced. Further, it is difficult to separate the homogeneous catalyst from 3-hydroxypropanal and to reuse the catalyst.

【0004】そこで、上記の欠点を解消し、3-ヒドロキ
シプロパナールの選択率を向上させる方法として、米国
特許第 3,536,763号には、酸性イオン交換樹脂を上記反
応系における酸性不均一触媒として用いる方法が開示さ
れている。特開平3-135932号公報(米国特許第 5,015,7
89号、独特許第 3926136.0号)、特開平4-300844号公報
(米国特許第 5,171,898号、独特許第 4038192.7号)に
は、リン酸基やアミノ基、アミノリン酸基を有するイオ
ン交換樹脂を上記反応系における酸性不均一触媒として
用いる方法が開示されている。特開平5-194291号公報
(米国特許第 5,093,537号)には、アルミナ結合ゼオラ
イトを上記反応系における酸性不均一触媒として用いる
方法が開示されている。特開平5-221912号公報(米国特
許第 5,276,201号、独特許第 4138982.4号)には、リン
酸を担持させたTiO2 を上記反応系における酸性不均
一触媒として用いる方法が開示されている。また、特開
平5-279285号公報(米国特許第 5,284,979号、独特許第
4138981.6号)には、酸性触媒の存在下、カルボン酸と
三級アミンとを含有する緩衝液を用いて上記反応を行う
方法が開示されている。
Therefore, as a method for solving the above drawbacks and improving the selectivity of 3-hydroxypropanal, US Pat. No. 3,536,763 discloses a method of using an acidic ion exchange resin as an acidic heterogeneous catalyst in the above reaction system. Is disclosed. JP-A-3-35932 (US Pat. No. 5,015,7
89, German Patent No. 3926136.0), Japanese Patent Laid-Open No. 4-300844 (US Pat. No. 5,171,898, German Patent No. 4038192.7), an ion exchange resin having a phosphoric acid group, an amino group or an aminophosphoric acid group is described above. A method for use as an acidic heterogeneous catalyst in a reaction system is disclosed. Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-194291 (US Pat. No. 5,093,537) discloses a method of using an alumina-bonded zeolite as an acidic heterogeneous catalyst in the above reaction system. Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-221912 (US Pat. No. 5,276,201, German Patent No. 4138982.4) discloses a method of using TiO 2 carrying phosphoric acid as an acidic heterogeneous catalyst in the above reaction system. In addition, JP-A-5-279285 (US Pat. No. 5,284,979, German Patent No.
4138981.6) discloses a method of carrying out the above reaction in the presence of an acidic catalyst using a buffer solution containing a carboxylic acid and a tertiary amine.

【0005】これらの方法においては、原料であるアク
ロレインの水溶液中における濃度が低い(凡そ20重量%
未満)場合には、3-ヒドロキシプロパナールへの選択性
が良好であり、従って、3-ヒドロキシプロパナールが高
選択率で得られる。
In these methods, the concentration of the raw material acrolein in the aqueous solution is low (about 20% by weight).
Less than 3), the selectivity to 3-hydroxypropanal is good, and therefore 3-hydroxypropanal is obtained with high selectivity.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本願発
明者等の検討によれば、上記従来の方法においては、ア
クロレインの濃度が高い(凡そ20重量%以上)場合、即
ち、工業的に有利となる高濃度のアクロレイン水溶液を
反応させた場合には、反応生成物である3-ヒドロキシプ
ロパナールがアルデヒド基を有しているため、該3-ヒド
ロキシプロパナールの逐次反応(副反応)が活発に起こ
ることがわかった。つまり、アクロレインから3-ヒドロ
キシプロパナールへの選択性の低下が見られ、従って、
該3-ヒドロキシプロパナールの選択率が低下するという
欠点を有している。また、上記従来の方法に用いられる
酸性不均一触媒は、耐熱性に劣っており、従って、水和
反応の反応速度を上げるために反応温度を高く(凡そ65
℃以上)設定すると、該酸性不均一触媒が失活し、3-ヒ
ドロキシプロパナールの選択率が低下するという欠点を
有している。
However, according to the study by the inventors of the present invention, in the above conventional method, when the acrolein concentration is high (about 20% by weight or more), that is, it is industrially advantageous. When a high-concentration aqueous acrolein solution is reacted, 3-hydroxypropanal, which is a reaction product, has an aldehyde group, so that a sequential reaction (side reaction) of the 3-hydroxypropanal actively occurs. I understood it. That is, a decrease in selectivity from acrolein to 3-hydroxypropanal is seen, and therefore
It has a drawback that the selectivity of the 3-hydroxypropanal is lowered. Further, the acidic heterogeneous catalyst used in the above-mentioned conventional method is inferior in heat resistance, and therefore the reaction temperature is increased to increase the reaction rate of the hydration reaction (about 65%).
If it is set to be higher than 0 ° C.), the acidic heterogeneous catalyst is deactivated and the selectivity of 3-hydroxypropanal is lowered.

【0007】このため、上記従来の製造方法は、反応速
度を加熱によって上げることができず、かつ、水溶液中
のアクロレインを高濃度にして3-ヒドロキシプロパナー
ルの生産性を向上させることができないので、工業的な
観点から満足の得られる方法ではないことが判明した。
Therefore, in the above conventional production method, the reaction rate cannot be increased by heating, and the acrolein in the aqueous solution cannot be increased to a high concentration to improve the productivity of 3-hydroxypropanal. From an industrial point of view, it turns out that it is not a satisfactory method.

【0008】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、耐熱性を備えた触媒を使用
することにより、反応速度を加熱によって上げることが
でき、かつ、工業的に有利となる高濃度の不飽和アルデ
ヒド水溶液を用いた場合においても、ヒドロキシアルカ
ナールを高選択率かつ高収率で製造することができる製
造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to increase the reaction rate by heating by using a catalyst having heat resistance, and to industrially use it. Another object of the present invention is to provide a production method capable of producing a hydroxyalkanal with a high selectivity and a high yield even when using a high-concentration unsaturated aldehyde aqueous solution which is advantageous for the above.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、不飽和
アルデヒドを触媒の存在下、水溶液中で水和させてヒド
ロキシアルカナールを製造する方法について鋭意検討し
た結果、特定の構造を備えた置換基を有するカルボン酸
系樹脂、および/または、カルボキシル基を含有する不
飽和単量体(A) と、アミノ基および/またはアミド基を
含有する不飽和単量体(B) とを共重合してなるカルボン
酸系樹脂を上記触媒として用いることにより、不飽和ア
ルデヒドからヒドロキシアルカナールへの選択性、およ
び、ヒドロキシアルカナールの収率が向上することを見
い出した。また、触媒である該カルボン酸系樹脂が耐熱
性に優れており、従って、反応温度を従来よりも高く設
定することが可能であり、反応速度を加熱によって上げ
ることができることを確認した。つまり、耐熱性を備え
たカルボン酸系樹脂を用いることにより、反応速度を加
熱によって上げることができると共に、工業的に有利と
なる高濃度の不飽和アルデヒド水溶液を用いて、ヒドロ
キシアルカナールが高選択率かつ高収率で得られること
を見い出して、本発明を完成させるに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made extensive studies as to a method for producing a hydroxyalkanal by hydrating an unsaturated aldehyde in an aqueous solution in the presence of a catalyst, and as a result, have a specific structure. Copolymerization of a carboxylic acid resin having a substituent and / or an unsaturated monomer (A) containing a carboxyl group with an unsaturated monomer (B) containing an amino group and / or an amide group It was found that the use of the carboxylic acid resin as described above as the catalyst improves the selectivity of unsaturated aldehyde to hydroxyalkanal and the yield of hydroxyalkanal. Further, it was confirmed that the carboxylic acid resin as a catalyst has excellent heat resistance, and therefore the reaction temperature can be set higher than in the conventional case and the reaction rate can be increased by heating. That is, by using a carboxylic acid resin having heat resistance, the reaction rate can be increased by heating, and a highly concentrated unsaturated aldehyde aqueous solution, which is industrially advantageous, is used to highly select hydroxyalkanal. The present invention has been completed by discovering that it can be obtained at a high rate and a high yield.

【0010】即ち、請求項1記載の発明のヒドロキシア
ルカナールの製造方法は、上記の課題を解決するため
に、一般式(I)
That is, in order to solve the above-mentioned problems, the method for producing hydroxyalkanal according to the first aspect of the present invention has the general formula (I)

【0011】[0011]

【化7】 [Chemical 7]

【0012】(式中、Rは、水素原子または炭素数1〜
5の炭化水素基を表す)で表される不飽和アルデヒドを
触媒の存在下、水溶液中で水和させてヒドロキシアルカ
ナールを製造する方法において、上記触媒として、一般
式(II)
(In the formula, R represents a hydrogen atom or a carbon number of 1 to
In the method for producing a hydroxyalkanal by hydrating an unsaturated aldehyde represented by a hydrocarbon group of 5) in an aqueous solution in the presence of a catalyst, the catalyst represented by the general formula (II)

【0013】[0013]

【化8】 [Chemical 8]

【0014】、一般式(III)General formula (III)

【0015】[0015]

【化9】 [Chemical 9]

【0016】、一般式(IV)General formula (IV)

【0017】[0017]

【化10】 [Chemical 10]

【0018】、一般式(V)General formula (V)

【0019】[0019]

【化11】 [Chemical 11]

【0020】、および、一般式(VI)And general formula (VI)

【0021】[0021]

【化12】 [Chemical 12]

【0022】からなる群より選ばれる少なくとも一種の
構造を備えた置換基を有するカルボン酸系樹脂を用いる
ことを特徴としている。
It is characterized in that a carboxylic acid resin having a substituent having at least one structure selected from the group consisting of is used.

【0023】請求項記載の発明のヒドロキシアルカナ
ールの製造方法は、上記の課題を解決するために、請求
項1記載のヒドロキシアルカナールの製造方法におい
て、カルボン酸系樹脂における含窒素基の数とカルボキ
シル基の数との比(含窒素基の数/カルボキシル基の
数)が、1/1000〜1/1 の範囲内であることを特徴として
いる。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a hydroxyalkanal according to claim 2 is the method for producing a hydroxyalkanal according to claim 1, wherein the number of nitrogen-containing groups in the carboxylic acid resin is And the number of carboxyl groups (number of nitrogen-containing groups / number of carboxyl groups) are within the range of 1/1000 to 1/1.

【0024】請求項記載の発明のヒドロキシアルカナ
ールの製造方法は、上記の課題を解決するために、請求
項1または2記載のヒドロキシアルカナールの製造方法
において、カルボン酸系樹脂に対して金属が 0.001重量
%〜10重量%の範囲内で担持されていることを特徴とし
ている。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a hydroxyalkanal according to the third aspect of the present invention is the method for producing a hydroxyalkanal according to the first or second aspect , wherein a metal is added to the carboxylic acid resin. Is supported in the range of 0.001% by weight to 10% by weight.

【0025】請求項記載の発明のヒドロキシアルカナ
ールの製造方法は、上記の課題を解決するために、請求
項1ないしの何れか1項に記載のヒドロキシアルカナ
ールの製造方法において、カルボン酸系樹脂が(メタ)
アクリル酸系樹脂であることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing hydroxyalkanal according to the invention of claim 4 is the method for producing hydroxyalkanal according to any one of claims 1 to 3 , wherein carboxylic acid is used. Resin is (meta)
It is characterized by being an acrylic acid resin.

【0026】請求項記載の発明のヒドロキシアルカナ
ールの製造方法は、上記の課題を解決するために、請求
記載のヒドロキシアルカナールの製造方法におい
て、上記(メタ)アクリル酸系樹脂が(メタ)アクリル
酸−(メタ)アクリルアミド類共重合体または(メタ)
アクリル酸−ビニルピロリドン類共重合体であることを
特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing hydroxyalkanal according to the fifth aspect of the present invention is the method for producing hydroxyalkanal according to the fourth aspect, wherein the (meth) acrylic acid resin is ( (Meth) acrylic acid- (meth) acrylamide copolymer or (meth)
It is characterized by being an acrylic acid-vinylpyrrolidone copolymer.

【0027】請求項記載の発明のヒドロキシアルカナ
ールの製造方法は、上記の課題を解決するために、請求
項1ないしの何れか1項に記載のヒドロキシアルカナ
ールの製造方法において、不飽和アルデヒドがアクロレ
インであることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing hydroxyalkanal according to the sixth aspect of the present invention is the method for producing hydroxyalkanal according to any one of the first to fifth aspects. The aldehyde is acrolein.

【0028】請求項記載の発明のヒドロキシアルカナ
ールの製造方法は、上記の課題を解決するために、請求
記載のヒドロキシアルカナールの製造方法におい
て、反応系に、1,3-プロパンジオールをアクロレインに
対して 0.001重量%〜10重量%の範囲内で添加すること
を特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing hydroxyalkanal according to claim 7 is the method for producing hydroxyalkanal according to claim 6, wherein the reaction system is 1,3-propanediol. Is added to acrolein in the range of 0.001% by weight to 10% by weight.

【0029】上記の方法によれば、反応速度を加熱によ
って上げることができ、かつ、反応生成物であるヒドロ
キシアルカナールの逐次反応(副反応)が抑制されるた
め、高濃度の不飽和アルデヒド水溶液を用いた場合にお
いても、ヒドロキシアルカナールを高選択率かつ高収率
で製造することができる。即ち、耐熱性を備えたカルボ
ン酸系樹脂を用いることにより、反応速度を加熱によっ
て上げることができると共に、工業的に有利となる高濃
度の不飽和アルデヒド水溶液を反応させることができる
ので、ヒドロキシアルカナールの生産性を向上させるこ
とができる。
According to the above method, the reaction rate can be increased by heating, and the successive reaction (side reaction) of the hydroxyalkanal reaction product is suppressed, so that a highly concentrated unsaturated aldehyde aqueous solution is obtained. Even when is used, hydroxyalkanal can be produced with high selectivity and high yield. That is, by using a carboxylic acid-based resin having heat resistance, the reaction rate can be increased by heating, and an industrially advantageous high-concentration unsaturated aldehyde aqueous solution can be reacted. Canal productivity can be improved.

【0030】以下に本発明を詳しく説明する。The present invention will be described in detail below.

【0031】本発明において原料として用いられる前記
一般式(I) で表される不飽和アルデヒド(2-アルケナー
ル)は、特に限定されるものではないが、式中、Rで示
される置換基が水素原子または炭素数1〜5の炭化水素
基で構成されているものであり、炭化水素基とは、メチ
ル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基であ
る。上記の不飽和アルデヒドとしては、具体的には、例
えば、アクロレイン、メタクロレイン、2-ホルミル -1-
ブテン、2-ホルミル -1-ペンテン、2-ホルミル-1-ヘキ
セン、2-ホルミル -1-ヘプテン等が挙げられる。そし
て、これら不飽和アルデヒドのうち、アクロレインが好
適である。
The unsaturated aldehyde (2-alkenal) represented by the general formula (I) used as a raw material in the present invention is not particularly limited, but in the formula, the substituent represented by R is hydrogen. It is composed of an atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and the hydrocarbon group is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group or an amyl group. Specific examples of the above-mentioned unsaturated aldehyde include acrolein, methacrolein, 2-formyl-1-
Butene, 2-formyl-1-pentene, 2-formyl-1-hexene, 2-formyl-1-heptene and the like can be mentioned. And of these unsaturated aldehydes, acrolein is preferred.

【0032】本発明の方法によれば、これら不飽和アル
デヒドから、それぞれ対応する2-ヒドロキシアルカナー
ルまたは3-ヒドロキシアルカナールが選択的に得られ
る。つまり、前記一般式(I) 中、Rで示される置換基が
水素原子であるアクロレインからは、3-ヒドロキシアル
カナールである3-ヒドロキシプロパナール(3-ヒドロキ
シプロピオンアルデヒド)が選択的に得られる一方、R
で示される置換基が炭化水素基である不飽和アルデヒド
からは、2-ヒドロキシアルカナールが選択的に得られ
る。尚、不飽和アルデヒドとしてアクロレインを用いた
場合に得られる3-ヒドロキシプロパナールは、1,3-プロ
パンジオールを製造する工業原料として重要である。
According to the method of the present invention, the corresponding 2-hydroxyalkanal or 3-hydroxyalkanal can be selectively obtained from these unsaturated aldehydes. That is, in the general formula (I), 3-hydroxypropanal (3-hydroxypropionaldehyde), which is 3-hydroxyalkanal, is selectively obtained from acrolein in which the substituent represented by R is a hydrogen atom. On the other hand, R
2-Hydroxyalkanal is selectively obtained from an unsaturated aldehyde in which the substituent represented by is a hydrocarbon group. The 3-hydroxypropanal obtained when acrolein is used as the unsaturated aldehyde is important as an industrial raw material for producing 1,3-propanediol.

【0033】不飽和アルデヒドの水溶液中における濃度
(以下、単に濃度と称する)は、不飽和アルデヒドの水
に対する溶解度や反応温度等にもよるが、5重量%〜飽
和濃度の範囲内が好ましく、5重量%〜50重量%の範囲
内がより好ましく、20重量%〜50重量%の範囲内がさら
に好ましく、25重量%〜40重量%の範囲内が最も好まし
い。不飽和アルデヒドの濃度が5重量%よりも低い場合
には、ヒドロキシアルカナールの生産効率が低下するた
め、好ましくない。また、不飽和アルデヒドの濃度を飽
和濃度よりも高くすると、溶解しない不飽和アルデヒド
の重合反応等が起こり、ヒドロキシアルカナールへの選
択性が低下するため、好ましくない。
The concentration of the unsaturated aldehyde in the aqueous solution (hereinafter, simply referred to as the concentration) depends on the solubility of the unsaturated aldehyde in water, the reaction temperature, etc., but is preferably in the range of 5% by weight to the saturated concentration. The range of 50 wt% to 50 wt% is more preferable, the range of 20 wt% to 50 wt% is more preferable, and the range of 25 wt% to 40 wt% is most preferable. When the concentration of unsaturated aldehyde is lower than 5% by weight, the production efficiency of hydroxyalkanal is lowered, which is not preferable. Further, if the concentration of the unsaturated aldehyde is higher than the saturated concentration, a polymerization reaction of the unsaturated aldehyde which does not dissolve occurs and the selectivity for hydroxyalkanal is lowered, which is not preferable.

【0034】本発明において使用される触媒は、前記一
般式(II)、一般式(III) 、一般式(IV)、一般式(V) 、お
よび、一般式(VI)からなる群より選ばれる少なくとも一
種の構造を備えた置換基を有するカルボン酸系樹脂、或
いは、カルボキシル基を含有する不飽和単量体(A) と、
アミノ基および/またはアミド基を含有する不飽和単量
体(B) とを共重合してなるカルボン酸系樹脂であれば、
特に限定されるものではない。つまり、本発明において
使用される触媒としては、一般式(II)〜(VI)からなる群
より選ばれる少なくとも一種の構造を備えた置換基を有
するカルボン酸系樹脂、および、不飽和単量体(A) と、
不飽和単量体(B) とを共重合してなるカルボン酸系樹脂
が挙げられる。また、これらカルボン酸系樹脂を併用し
てもよい。尚、式中、Xで示される部分はカルボン酸系
樹脂本体であり、カルボン酸系樹脂とは、遊離のカルボ
キシル基を多数含有する重合体である。また、上記一般
式(II)〜(VI)における炭素数1〜5の炭化水素基とは、
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基
である。
The catalyst used in the present invention is selected from the group consisting of the general formula (II), the general formula (III), the general formula (IV), the general formula (V) and the general formula (VI). A carboxylic acid resin having a substituent having at least one structure, or an unsaturated monomer containing a carboxyl group (A),
If it is a carboxylic acid resin obtained by copolymerizing with an unsaturated monomer (B) containing an amino group and / or an amide group,
It is not particularly limited. That is, as the catalyst used in the present invention, a carboxylic acid-based resin having a substituent having at least one structure selected from the group consisting of general formulas (II) to (VI), and an unsaturated monomer (A),
Examples thereof include a carboxylic acid resin obtained by copolymerizing with an unsaturated monomer (B). Also, these carboxylic acid resins may be used in combination. In the formula, the portion represented by X is the carboxylic acid resin main body, and the carboxylic acid resin is a polymer containing a large number of free carboxyl groups. Further, the hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms in the above general formulas (II) to (VI) is
A methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and an amyl group.

【0035】前記一般式(II)・(III) ・(IV)の構造を備
えたアミド基(置換基)を有するカルボン酸系樹脂、並
びに、前記一般式(V) ・(VI)の構造を備えたアミノ基
(置換基)を有するカルボン酸系樹脂は、特に限定され
るものではない。カルボン酸系樹脂本体は、カルボキシ
ル基を含有するモノマーが単独重合したものであっても
よく、或いは、カルボキシル基を含有するモノマーと、
該カルボキシル基を含有するモノマーと共重合可能な他
のモノマー(以下、説明の便宜上、共重合モノマーと称
する)とが共重合したものであってもよい。
The carboxylic acid resin having an amide group (substituent) having the structure of the general formulas (II), (III) and (IV), and the structure of the general formulas (V) and (VI) The carboxylic acid-based resin having an amino group (substituent) provided is not particularly limited. The carboxylic acid resin main body may be a homopolymer of a monomer containing a carboxyl group, or a monomer containing a carboxyl group,
It may be copolymerized with the monomer containing the carboxyl group and another monomer copolymerizable with the monomer (hereinafter referred to as a copolymerized monomer for convenience of description).

【0036】カルボキシル基を含有するモノマーとして
は、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイ
ン酸、フマル酸等のカルボン酸が挙げられるが、特に限
定されるものではない。これらカルボキシル基を含有す
るモノマーは、一種類のみを用いてもよく、また、二種
類以上を適宜混合して用いてもよい。
Specific examples of the monomer containing a carboxyl group include carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, maleic acid and fumaric acid, but are not particularly limited. Only one kind of these carboxyl group-containing monomers may be used, or two or more kinds thereof may be appropriately mixed and used.

【0037】上記の共重合モノマーは、特に限定される
ものではないが、オレフィン基を有するモノマーであ
る。共重合モノマーとしては、具体的には、例えば、上
記カルボキシル基を含有するモノマーのエステル、スチ
レン、ビニルピリジン等が挙げられる。尚、上記共重合
モノマーは、カルボキシル基以外の官能基、具体的に
は、例えば、リン酸基、スルホン酸基、ヒドロキシル基
等の官能基を含有していてもよい。これら共重合モノマ
ーは、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を
併用してもよい。
The above-mentioned copolymerizable monomer is not particularly limited, but is a monomer having an olefin group. Specific examples of the copolymerization monomer include esters of the above carboxyl group-containing monomers, styrene, and vinylpyridine. The above-mentioned copolymerizable monomer may contain a functional group other than a carboxyl group, specifically, a functional group such as a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, or a hydroxyl group. These copolymerizable monomers may be used alone or in combination of two or more.

【0038】前記一般式(II)の構造を備えたアミド基を
有するカルボン酸系樹脂のうち、Y1 で示される二価の
置換基が窒素原子または硫黄原子を含むカルボン酸系樹
脂が、触媒としての反応性が良好であるのでより好まし
く、硫黄原子を含むカルボン酸系樹脂が特に好ましい。
また、前記一般式(III) の構造を備えたアミド基を有す
るカルボン酸系樹脂のうち、q1 で示される繰り返し単
位が3であるアミド基を有するカルボン酸系樹脂が、触
媒としての反応性が良好であるのでより好ましい。
Among the amide-based carboxylic acid resins having the structure of the general formula (II), the carboxylic acid-based resin in which the divalent substituent represented by Y 1 contains a nitrogen atom or a sulfur atom is a catalyst. Is more preferable, and a carboxylic acid resin containing a sulfur atom is particularly preferable.
Further, among the carboxylic acid resins having an amide group having the structure of the general formula (III), the carboxylic acid resin having an amide group in which the repeating unit represented by q 1 is 3 has reactivity as a catalyst. Is more preferable, so that it is more preferable.

【0039】前記一般式(V) の構造を備えたアミノ基を
有するカルボン酸系樹脂のうち、Y2 で示される二価の
置換基が窒素原子または硫黄原子を含むカルボン酸系樹
脂が、触媒としての反応性が良好であるのでより好まし
く、硫黄原子を含むカルボン酸系樹脂が特に好ましい。
また、一般式(V) におけるブレーンステズ酸残基とは、
カルボキシル基、リン酸基、亜リン酸基、スルホン酸
基、ヒドロキシル基等の、プロトンを遊離する基を示
す。そして、本発明において、ブレーンステズ酸残基に
は、水素原子の少なくとも一つが上記プロトンを遊離す
る基で置換されてなる、炭素数1〜5の炭化水素基も含
まれることとする。
Among the carboxylic acid resins having an amino group having the structure of the general formula (V), a carboxylic acid resin having a nitrogen atom or a sulfur atom as a divalent substituent represented by Y 2 is a catalyst. Is more preferable, and a carboxylic acid resin containing a sulfur atom is particularly preferable.
Further, the Bronstedic acid residue in the general formula (V),
A group that releases a proton, such as a carboxyl group, a phosphoric acid group, a phosphorous acid group, a sulfonic acid group, and a hydroxyl group. In the present invention, the Bronstedic acid residue also includes a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms in which at least one of hydrogen atoms is substituted with the above-mentioned proton-releasing group.

【0040】上記のカルボン酸系樹脂(本体)として
は、(メタ)アクリル酸系樹脂が好適である。そして、
(メタ)アクリル酸系樹脂がアミド基を有する場合に
は、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリルアミド類共
重合体、並びに、(メタ)アクリル酸−ビニルピロリド
ン類重合体がさらに好適である。(メタ)アクリル酸−
(メタ)アクリルアミド類共重合体としては、具体的に
は、例えば、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリルア
ミド共重合体、(メタ)アクリル酸−N,N-ジメチル(メ
タ)アクリルアミド共重合体、(メタ)アクリル酸−N-
イソプロピル(メタ)アクリルアミド共重合体、(メ
タ)アクリル酸−N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)
アクリルアミド共重合体等が挙げられるが、特に限定さ
れるものではない。(メタ)アクリル酸−ビニルピロリ
ドン類重合体としては、具体的には、例えば、アクリル
酸−N-ビニルピロリドン類共重合体が挙げられるが、特
に限定されるものではない。
As the carboxylic acid resin (main body), a (meth) acrylic acid resin is suitable. And
When the (meth) acrylic acid-based resin has an amide group, a (meth) acrylic acid- (meth) acrylamides copolymer and a (meth) acrylic acid-vinylpyrrolidone polymers are more preferable. (Meth) acrylic acid-
Specific examples of the (meth) acrylamides copolymer include (meth) acrylic acid- (meth) acrylamide copolymer and (meth) acrylic acid-N, N-dimethyl (meth) acrylamide copolymer. , (Meth) acrylic acid-N-
Isopropyl (meth) acrylamide copolymer, (meth) acrylic acid-N, N-dimethylaminopropyl (meth)
Examples of the acrylamide copolymer include, but are not particularly limited to. Specific examples of the (meth) acrylic acid-vinylpyrrolidone polymers include acrylic acid-N-vinylpyrrolidone copolymers, but are not particularly limited.

【0041】また、アミノ基を有する(メタ)アクリル
酸系樹脂としては、具体的には、例えば、(メタ)アク
リル酸−2-ビニルピリジン類共重合体、(メタ)アクリ
ル酸−4-ビニルピリジン類共重合体、(メタ)アクリル
酸−N-ビニルカルバゾール類共重合体、(メタ)アクリ
ル酸−N-モノアリルアミン類共重合体、(メタ)アクリ
ル酸−N,N-ジアリルアミン類共重合体、(メタ)アクリ
ル酸−N,N,N-トリアリルアミン類共重合体、(メタ)ア
クリル酸−4-(N,N-ジアルキルアミノ)アルキルスチレ
ン類共重合体等が挙げられるが、特に限定されるもので
はない。
Specific examples of the (meth) acrylic acid-based resin having an amino group include (meth) acrylic acid-2-vinylpyridine copolymers and (meth) acrylic acid-4-vinyl. Pyridine copolymer, (meth) acrylic acid-N-vinylcarbazole copolymer, (meth) acrylic acid-N-monoallylamine copolymer, (meth) acrylic acid-N, N-diallylamine copolymer Specific examples thereof include polymer, (meth) acrylic acid-N, N, N-triallylamine copolymer, and (meth) acrylic acid-4- (N, N-dialkylamino) alkylstyrene copolymer. It is not limited.

【0042】また、不飽和単量体(A) と、不飽和単量体
(B) とを共重合してなるカルボン酸系樹脂は、特に限定
されるものではない。不飽和単量体(A) としては、例え
ば、前記カルボキシル基を含有するモノマーが挙げられ
るが、特に限定されるものではない。
Further, the unsaturated monomer (A) and the unsaturated monomer
The carboxylic acid resin obtained by copolymerizing with (B) is not particularly limited. Examples of the unsaturated monomer (A) include, but are not particularly limited to, the above-mentioned monomer containing a carboxyl group.

【0043】不飽和単量体(B) のうち、アミノ基を含有
する不飽和単量体(B) としては、具体的には、例えば、
ビニルピリジン類、N-ビニルカルバゾール類、N-モノア
リルアミン類、N,N-ジアリルアミン類、N,N,N-トリアリ
ルアミン類、4-(N,N-ジアルキルアミノ)アルキルスチ
レン類、6- (N-プロペニルアミノ)-4-チアヘキサン酸、
および、6- (N,N-ジプロペニルアミノ)-4-チアヘキサン
酸等の含窒素不飽和化合物が挙げられるが、特に限定さ
れるものではない。また、不飽和単量体(B) は、前記一
般式(VII) で表される置換基が、アミノ基および/また
はアミド基を構成する窒素原子に結合していてもよい。
さらに、不飽和単量体(A) と、不飽和単量体(B) と、前
記共重合モノマーとを共重合させて、カルボン酸系樹脂
を得てもよい。尚、一般式(VII) におけるブレーンステ
ズ酸残基とは、カルボキシル基、リン酸基、亜リン酸
基、スルホン酸基、ヒドロキシル基等の、プロトンを遊
離する基を示す。そして、本発明において、ブレーンス
テズ酸残基には、水素原子の少なくとも一つが上記プロ
トンを遊離する基で置換されてなる、炭素数1〜5の炭
化水素基も含まれることとする。
Among the unsaturated monomers (B), the unsaturated monomer (B) containing an amino group is specifically, for example,
Vinylpyridines, N-vinylcarbazoles, N-monoallylamines, N, N-diallylamines, N, N, N-triallylamines, 4- (N, N-dialkylamino) alkylstyrenes, 6- ( N-propenylamino) -4-thiahexanoic acid,
And nitrogen-containing unsaturated compounds such as 6- (N, N-dipropenylamino) -4-thiahexanoic acid, but are not particularly limited. Further, in the unsaturated monomer (B), the substituent represented by the general formula (VII) may be bonded to the nitrogen atom constituting the amino group and / or the amide group.
Further, the unsaturated monomer (A), the unsaturated monomer (B) and the copolymerization monomer may be copolymerized to obtain a carboxylic acid resin. The Bronstedic acid residue in the general formula (VII) refers to a group that releases a proton, such as a carboxyl group, a phosphoric acid group, a phosphorous acid group, a sulfonic acid group and a hydroxyl group. In the present invention, the Bronstedic acid residue also includes a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms in which at least one of hydrogen atoms is substituted with the above-mentioned proton-releasing group.

【0044】上記ビニルピリジン類としては、具体的に
は、例えば、2-ビニルピリジン類、4-ビニルピリジン類
等が挙げられるが、特に限定されるものではない。ま
た、4-(N,N-ジアルキルアミノ)アルキルスチレン類と
しては、具体的には、例えば、一般式(VIII)
Specific examples of the vinyl pyridines include, but are not limited to, 2-vinyl pyridines and 4-vinyl pyridines. Further, as the 4- (N, N-dialkylamino) alkylstyrenes, specifically, for example, general formula (VIII)

【0045】[0045]

【化13】 [Chemical 13]

【0046】(式中、R15、R16は、それぞれ独立し
て、水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基を表し、
jは、1〜5の整数を表す)で表される化合物が挙げら
れる。尚、上記炭素数1〜5の炭化水素基とは、メチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基であ
る。上記一般式(VIII)で表される4-(N,N-ジアルキル
アミノ)アルキルスチレン類のなかでも、jで示される
繰り返し単位が1〜3である4-(N,N-ジアルキルアミ
ノ)アルキルスチレン類が、上記不飽和単量体(A) との
反応性や、カルボン酸系樹脂とした後の触媒としての反
応性が良好であることから、好ましい。上記一般式(VI
II) で表される4-(N,N-ジアルキルアミノ)アルキルス
チレン類としては、具体的には、例えば、4-(N,N-ジメ
チルアミノ)エチルスチレン等が挙げられる。
(In the formula, R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms,
j represents an integer of 1 to 5). In addition, the said C1-C5 hydrocarbon group is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and an amyl group. Among the 4- (N, N-dialkylamino) alkylstyrenes represented by the general formula (VIII), 4- (N, N-dialkylamino) alkyl in which the repeating unit represented by j is 1 to 3 Styrenes are preferable because they have good reactivity with the unsaturated monomer (A) and reactivity as a catalyst after being made into a carboxylic acid resin. The above general formula (VI
Specific examples of 4- (N, N-dialkylamino) alkylstyrenes represented by II) include 4- (N, N-dimethylamino) ethylstyrene.

【0047】これらカルボン酸系樹脂は、単独で用いて
もよく、また、二種類以上を適宜混合して用いてもよ
い。尚、カルボン酸系樹脂の製造方法は、特に限定され
るものではない。
These carboxylic acid resins may be used alone or in a suitable mixture of two or more kinds. The method for producing the carboxylic acid resin is not particularly limited.

【0048】カルボン酸系樹脂における含窒素基の数と
カルボキシル基の数との比(含窒素基の数/カルボキシ
ル基の数)は、不飽和アルデヒドの種類や反応条件等に
もよるが、好ましくは1/1000〜1/1 の範囲内、より好ま
しくは 1/100〜 1/1.5(つまり、2/3 )の範囲内、さら
に好ましくは1/20〜1/2 の範囲内となるように設定すれ
ばよい。本発明において、含窒素基とは、前記一般式(I
I)・(III) ・(IV)の構造を備えたアミド基、前記一般式
(V) ・(VI)の構造を備えたアミノ基、および、前記不飽
和単量体(B) に由来するアミノ基残基およびアミド基残
基を示す。上記の比が1/1000よりも小さい場合、また
は、1/1 よりも大きい場合には、反応生成物であるヒド
ロキシアルカナールの逐次反応(副反応)を抑制するこ
とができなくなるため、好ましくない。
The ratio of the number of nitrogen-containing groups to the number of carboxyl groups in the carboxylic acid resin (number of nitrogen-containing groups / number of carboxyl groups) depends on the type of unsaturated aldehyde and reaction conditions, but is preferable. Is in the range of 1/1000 to 1/1, more preferably in the range of 1/100 to 1 / 1.5 (that is, 2/3), and even more preferably in the range of 1/20 to 1/2. Just set it. In the present invention, the nitrogen-containing group is represented by the general formula (I
An amide group having the structure of I), (III), and (IV), the above general formula
The amino groups having the structures (V) and (VI), and the amino group residue and the amide group residue derived from the unsaturated monomer (B) are shown. When the above ratio is smaller than 1/1000 or larger than 1/1, it is not preferable because the successive reaction (side reaction) of the hydroxyalkanal reaction product cannot be suppressed. .

【0049】つまり、カルボン酸系樹脂として、例えば
(メタ)アクリル酸−ビニルピリジン類共重合体を用い
る場合には、該共重合体におけるビニルピリジン単位の
含有量は、例えば不飽和アルデヒドの種類や反応条件等
に応じて、 0.1モル%〜50モル%の範囲内で、適宜設定
すればよい。また、カルボン酸系樹脂として、例えば
(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリルアミド類共重合
体を用いる場合には、該共重合体における(メタ)アク
リルアミド単位の含有量は、例えば不飽和アルデヒドの
種類や反応条件等に応じて、 0.1モル%〜50モル%の範
囲内で、適宜設定すればよい。さらに、カルボン酸系樹
脂として、例えば(メタ)アクリル酸−ビニルピロリド
ン類共重合体を用いる場合には、該共重合体におけるビ
ニルピロリドン単位の含有量は、例えば不飽和アルデヒ
ドの種類や反応条件等に応じて、 0.1モル%〜50モル%
の範囲内で、適宜設定すればよい。
That is, when a (meth) acrylic acid-vinylpyridine copolymer is used as the carboxylic acid resin, the content of vinylpyridine units in the copolymer is, for example, the type of unsaturated aldehyde or It may be appropriately set within the range of 0.1 mol% to 50 mol% depending on the reaction conditions and the like. When a (meth) acrylic acid- (meth) acrylamide copolymer is used as the carboxylic acid resin, the content of the (meth) acrylamide unit in the copolymer is, for example, the type of unsaturated aldehyde. It may be appropriately set within the range of 0.1 mol% to 50 mol% depending on the reaction conditions and the like. Furthermore, when a (meth) acrylic acid-vinylpyrrolidone copolymer is used as the carboxylic acid-based resin, the content of vinylpyrrolidone units in the copolymer is, for example, the type of unsaturated aldehyde or reaction conditions. Depending on, 0.1 mol% to 50 mol%
It may be set appropriately within the range.

【0050】また、ヒドロキシアルカナールをより高選
択率かつ高収率で得るために、カルボン酸系樹脂に金属
を担持させることが好ましい。上記の金属としては、具
体的には、例えば、銅、鉛、ニッケル、亜鉛、鉄、コバ
ルト、ビスマス、錫、アンチモン、およびアルカリ土類
金属等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
上記金属の中でも、銅並びに鉛が、ヒドロキシアルカナ
ールをより高選択率かつ高収率で得ることができるので
より好ましく、鉛が特に好ましい。
Further, in order to obtain hydroxyalkanal with a higher selectivity and a higher yield, it is preferable to carry a metal on the carboxylic acid resin. Specific examples of the above metal include copper, lead, nickel, zinc, iron, cobalt, bismuth, tin, antimony, and alkaline earth metals, but are not particularly limited.
Among the above-mentioned metals, copper and lead are more preferable because hydroxyalkanal can be obtained with higher selectivity and high yield, and lead is particularly preferable.

【0051】カルボン酸系樹脂に金属を担持させる場合
に、該カルボン酸系樹脂における金属の担持量は、カル
ボン酸系樹脂の組成等にもよるが、 0.001重量%〜10重
量%の範囲内が好ましく、0.01重量%〜5重量%の範囲
内がより好ましく、0.01重量%〜1重量%の範囲内がさ
らに好ましい。金属の担持量が 0.001重量%よりも少な
い場合には、該カルボン酸系樹脂に金属を担持させる効
果が充分に発揮されないため、好ましくない。また、金
属の担持量が10重量%よりも多い場合には、ヒドロキシ
アルカナールの収率が低下するため、好ましくない。こ
こでいう担持とは、塩、キレート、吸着、包接等、形態
を問わない。また、担持される金属は、イオン、金属の
何れであってもよい。イオンの形態としては、酸化物、
ハロゲン化物、硫化物等が挙げられる。
When a metal is supported on the carboxylic acid resin, the amount of the metal supported on the carboxylic acid resin is within the range of 0.001% by weight to 10% by weight, although it depends on the composition of the carboxylic acid resin. The range of 0.01 to 5% by weight is more preferable, and the range of 0.01 to 1% by weight is further preferable. If the amount of supported metal is less than 0.001% by weight, the effect of supporting the metal on the carboxylic acid resin will not be sufficiently exhibited, which is not preferable. On the other hand, if the amount of supported metal is more than 10% by weight, the yield of hydroxyalkanal is lowered, which is not preferable. The supporting as used herein may be in any form such as salt, chelate, adsorption, clathrate, and the like. The metal carried may be either an ion or a metal. The form of ions is oxide,
Examples thereof include halides and sulfides.

【0052】カルボン酸系樹脂に金属を担持させる方法
は、特に限定されるものではなく、一般に実施されてい
る方法を採用することができる。金属、例えば鉛のカル
ボン酸系樹脂への担持は、具体的には、例えば、硝酸
鉛、酢酸鉛等の鉛化合物を所定量溶解させた水溶液に該
カルボン酸系樹脂を浸漬し、所定条件下で攪拌して陽イ
オン交換を行わせた後、濾過等により該カルボン酸系樹
脂を取り出し、水洗することによって達成される。
The method of supporting the metal on the carboxylic acid resin is not particularly limited, and a generally practiced method can be adopted. To carry a metal, for example, lead on a carboxylic acid resin, specifically, for example, by dipping the carboxylic acid resin in an aqueous solution in which a predetermined amount of a lead compound such as lead nitrate or lead acetate is dissolved, and under predetermined conditions. It is achieved by stirring the mixture at 1, to carry out cation exchange, then taking out the carboxylic acid resin by filtration and washing with water.

【0053】このようにして得られるカルボン酸系樹脂
の、不飽和アルデヒドの水溶液中における形態は、上記
水溶液に溶解して均一な形態となっていてもよく、ま
た、水溶液に溶解せず、固体であってもよい。不飽和ア
ルデヒドの水溶液中におけるカルボン酸系樹脂の形態
は、特に限定されるものではないが、固体である方が好
ましい。上記のカルボン酸系樹脂を得る際には、架橋剤
を用いてもよい。上記架橋剤の種類およびその添加量
は、特に限定されるものではない。
The form of the carboxylic acid resin thus obtained in the aqueous solution of the unsaturated aldehyde may be a uniform form by being dissolved in the above-mentioned aqueous solution. May be The form of the carboxylic acid resin in the aqueous solution of the unsaturated aldehyde is not particularly limited, but a solid form is preferable. A crosslinking agent may be used when obtaining the carboxylic acid resin. The type of the cross-linking agent and the addition amount thereof are not particularly limited.

【0054】尚、本発明において金属が担持されたカル
ボン酸系樹脂が、不飽和アルデヒドからヒドロキシアル
カナールを合成する反応に、より優れた触媒作用を示す
詳細な理由は明らかではないが、上記の反応において
は、反応生成物であるヒドロキシアルカナールの逐次反
応が抑制されるためではないかと推察される。
The detailed reason why the metal-supported carboxylic acid resin in the present invention exhibits a better catalytic action in the reaction of synthesizing hydroxyalkanal from unsaturated aldehyde is not clear, but In the reaction, it is presumed that this is because the successive reaction of the reaction product hydroxyalkanal is suppressed.

【0055】また、不飽和アルデヒドとしてアクロレイ
ンを用いる場合には、3-ヒドロキシプロパナールをより
高選択率かつ高収率で得るために、目的物である3-ヒド
ロキシプロパナールから誘導される1,3-プロパンジオー
ルを反応系に添加することが好ましい。アクロレインに
対する1,3-プロパンジオールの添加量は、 0.001重量%
〜10重量%の範囲内が好ましく、0.01重量%〜5重量%
の範囲内がより好ましく、 0.1重量%〜2重量%の範囲
内がさらに好ましく、1重量%程度が最も好ましい。1,
3-プロパンジオールの添加量が 0.001重量%よりも少な
い場合には、該1,3-プロパンジオールを添加する効果が
充分に発揮されないため、好ましくない。また、1,3-プ
ロパンジオールの添加量が10重量%よりも多い場合に
は、3-ヒドロキシプロパナールの収率が低下するため、
好ましくない。
When acrolein is used as the unsaturated aldehyde, in order to obtain 3-hydroxypropanal with a higher selectivity and a higher yield, 1, which is derived from the desired product, 3-hydroxypropanal 1, It is preferable to add 3-propanediol to the reaction system. The amount of 1,3-propanediol added to acrolein is 0.001% by weight
~ 10% by weight, preferably 0.01% to 5% by weight
Is more preferable, 0.1 wt% to 2 wt% is still more preferable, and about 1 wt% is the most preferable. 1,
If the amount of 3-propanediol added is less than 0.001% by weight, the effect of adding 1,3-propanediol is not sufficiently exhibited, which is not preferable. When the amount of 1,3-propanediol added is more than 10% by weight, the yield of 3-hydroxypropanal decreases,
Not preferable.

【0056】尚、本発明において反応系に添加される1,
3-プロパンジオールが、アクロレインから3-ヒドロキシ
プロパナールを合成する反応に、より優れた作用・効果
を示す詳細な理由は明らかではないが、上記の反応にお
いては、カルボン酸系樹脂における上記反応点に1,3-プ
ロパンジオールが結合し、該反応点を或る程度マスクす
ることにより、反応生成物である3-ヒドロキシプロパナ
ールの逐次反応が抑制されるためではないかと推察され
る。
In the present invention, 1, which is added to the reaction system,
The detailed reason why 3-propanediol exhibits a superior action and effect in the reaction for synthesizing 3-hydroxypropanal from acrolein is not clear, but in the above reaction, the above reaction point in the carboxylic acid resin is used. It is speculated that 1,3-propanediol may be bound to and the reaction points may be masked to some extent to suppress the successive reaction of the reaction product 3-hydroxypropanal.

【0057】反応温度は、特に限定されるものではない
が、50℃〜 250℃が好適であり、例えば、不飽和アルデ
ヒドとしてアクロレインを用いる場合には、50℃〜 140
℃が好ましい。反応温度が50℃未満の場合には、反応速
度が遅くなり、水和反応に時間が掛かるため経済的でな
く、また、反応温度が 250℃を越える場合には、不飽和
アルデヒドの重合等の副反応が起こり、ヒドロキシアル
カナールの収率低下を招くため、好ましくない。
The reaction temperature is not particularly limited, but is preferably 50 ° C. to 250 ° C. For example, when acrolein is used as the unsaturated aldehyde, 50 ° C. to 140 ° C.
C is preferred. If the reaction temperature is less than 50 ° C, the reaction rate will be slow and the hydration reaction will take time, which is not economical, and if the reaction temperature exceeds 250 ° C, polymerization of unsaturated aldehyde, etc. It is not preferable because a side reaction occurs and the yield of hydroxyalkanal is lowered.

【0058】本発明は、回分方式、半回分方式、連続方
式の何れの方式を採用して行ってもよいが、反応系を密
閉系とすることが好ましい。反応系を密閉系とする場合
における反応圧力は、特に限定されるものではないが、
1kg/cm2〜20kg/cm2が好適である。また、不飽和アルデ
ヒドの沸点未満の温度で反応を行う場合においても、不
飽和アルデヒドの蒸気圧等を考慮に入れて、反応系に1
kg/cm2〜5kg/cm2程度の反応圧力を掛けることが好まし
い。上記の反応圧力は、例えば、反応容器に、反応系に
対して不活性なガス(例えば、N2 ガスやHeガス等)
を充填することにより掛けてもよい。反応圧力は、高圧
の方が不飽和アルデヒドの水への溶解量が多くなり、ヒ
ドロキシアルカナールの収率が高くなる反面、反応装置
の耐圧構造をより強固なものとしなければならず、装置
の大型化を招く等の不利を生じる。従って、反応圧力
は、上記両者のバランスを考慮に入れて設定すればよ
い。
The present invention may be carried out in any of a batch system, a semi-batch system and a continuous system, but the reaction system is preferably a closed system. The reaction pressure when the reaction system is a closed system is not particularly limited,
1kg / cm 2 ~20kg / cm 2 is preferred. In addition, even when the reaction is carried out at a temperature lower than the boiling point of the unsaturated aldehyde, the reaction system should be set to 1 after taking the vapor pressure of the unsaturated aldehyde into consideration.
It is preferable to apply a kg / cm 2 ~5kg / cm 2 about the reaction pressure. The reaction pressure is, for example, a gas inert to the reaction system (eg, N 2 gas or He gas) in the reaction vessel.
You may hang it by filling. Regarding the reaction pressure, the higher the pressure, the more the amount of unsaturated aldehyde dissolved in water increases, and the yield of hydroxyalkanal increases. On the other hand, the pressure-resistant structure of the reactor must be made stronger, There are disadvantages such as an increase in size. Therefore, the reaction pressure may be set in consideration of the balance between the two.

【0059】反応終了後、濾過、蒸留等の簡単な分離操
作で、目的物であるヒドロキシアルカナールの水溶液を
容易に得ることができる。また、所望すれば、ヒドロキ
シアルカナールを容易に単離することができる。そし
て、例えば、ヒドロキシアルカナールとしての3-ヒドロ
キシアルカナールを例に挙げると、実際に、3-ヒドロキ
シアルカナールは水溶液中では、ヘミアセタール体およ
びアセタール体として存在している可能性がある。しか
しながら、これらは、3-ヒドロキシアルカナールに容易
に変換することができる。また、ヒドロキシアルカナー
ルは、アルコール類の共存下でも、相当するアルコール
のヘミアセタール体およびアセタール体として存在して
いる可能性があるが、これらは、ヒドロキシアルカナー
ルに容易に変換することができる。
After completion of the reaction, the target hydroxyalkanal aqueous solution can be easily obtained by a simple separation operation such as filtration or distillation. Also, hydroxyalkanals can be easily isolated, if desired. Then, for example, taking 3-hydroxyalkanal as the hydroxyalkanal as an example, 3-hydroxyalkanal may actually exist as a hemiacetal form and an acetal form in an aqueous solution. However, they can be easily converted to 3-hydroxyalkanals. Further, hydroxyalkanal may exist as a hemiacetal form and an acetal form of the corresponding alcohol even in the presence of alcohols, but these can be easily converted into hydroxyalkanal.

【0060】尚、回収された水や、触媒であるカルボン
酸系樹脂、未反応の不飽和アルデヒドは、水和反応に繰
り返し使用可能である。
The recovered water, the carboxylic acid resin as the catalyst, and the unreacted unsaturated aldehyde can be repeatedly used for the hydration reaction.

【0061】[0061]

【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
さらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら
限定されるものではない。尚、前記一般式(I) で表され
る不飽和アルデヒドの転化率、および、ヒドロキシアル
カナールの選択率は、次の定義に従うものとする。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these. The conversion of unsaturated aldehyde represented by the general formula (I) and the selectivity of hydroxyalkanal are defined as follows.

【0062】 不飽和アルデヒドの転化率(%) =(消費された不飽和アルデヒドのモル数 /供給した不飽和アルデヒドのモル数)× 100 ヒドロキシアルカナールの選択率(%) =(ヒドロキシアルカナールに転化した不飽和アルデヒドのモル数 /消費された不飽和アルデヒドのモル数)× 100 ヒドロキシアルカナール2量体の選択率(%) =(ヒドロキシアルカナール2量体に転化した不飽和アルデヒドのモル数 /消費された不飽和アルデヒドのモル数)× 100 不飽和アルデヒド、ヒドロキシアルカナール、およびヒ
ドロキシアルカナール2量体は、ガスクロマトグラフィ
ー(GC)等の公知の方法で定量できる。本発明におい
てはガスクロマトグラフィーにより測定した。
Unsaturated aldehyde conversion (%) = (moles of unsaturated aldehyde consumed / moles of unsaturated aldehyde fed) x 100 hydroxyalkanal selectivity (%) = (to hydroxyalkanal Number of moles of unsaturated aldehyde converted / Number of moles of unsaturated aldehyde consumed) x 100 Selectivity of hydroxyalkanal dimer (%) = (number of moles of unsaturated aldehyde converted to hydroxyalkanal dimer) / Mol of unsaturated aldehyde consumed) × 100 The unsaturated aldehyde, hydroxyalkanal, and hydroxyalkanal dimer can be quantified by a known method such as gas chromatography (GC). In the present invention, it was measured by gas chromatography.

【0063】〔実施例1〕 温度計および攪拌装置等を備えた反応容器に所定量の水
を入れた後、水溶液中における濃度が17重量%となるよ
うに不飽和アルデヒドとしてのアクロレインを所定量仕
込んだ。次に、上記の水溶液に触媒として、アクリル酸
−アクリルアミド共重合体(カルボン酸系樹脂)を所定
量加えた。上記のアクリル酸−アクリルアミド共重合体
におけるアクリルアミド単位の含有量は、5モル%とし
た。上記の反応溶液を、攪拌しながら80℃で3時間反応
させることにより、アクロレインを水和した。上記の反
応条件を表1にまとめた。
Example 1 A predetermined amount of water was placed in a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, etc., and a predetermined amount of acrolein as an unsaturated aldehyde was added so that the concentration in the aqueous solution would be 17% by weight. I prepared it. Next, a predetermined amount of acrylic acid-acrylamide copolymer (carboxylic acid resin) was added to the above aqueous solution as a catalyst. The content of acrylamide units in the above acrylic acid-acrylamide copolymer was 5 mol%. Acrolein was hydrated by reacting the above reaction solution at 80 ° C. for 3 hours while stirring. The above reaction conditions are summarized in Table 1.

【0064】反応終了後、この反応溶液を濾過し、濾液
を所定の方法により分析した結果、アクロレインの転化
率は44%であり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選
択率は57%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率
は9%であり、両者の選択率を合計したヒドロキシアル
カナールとしての選択率は66%であった。また、触媒は
耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用すること
ができた。上記の結果を表2にまとめた。
After completion of the reaction, the reaction solution was filtered, and the filtrate was analyzed by a predetermined method. As a result, the conversion rate of acrolein was 44% and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 57% and 3-hydroxypropanal. The selectivity of the hydroxypropanal dimer was 9%, and the selectivity as hydroxyalkanal was 66%, which is the sum of the selectivity of both. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 2.

【0065】尚、水和反応で得られた3-ヒドロキシプロ
パナール 8.1重量%、および、3-ヒドロキシプロパナー
ル2量体 1.3重量%を含む水溶液を調製した。そして、
この水溶液に公知のラネーニッケル触媒を添加し、3-ヒ
ドロキシプロパナールおよび3-ヒドロキシプロパナール
2量体の水素化を行った。反応条件は、水素圧を 100kg
/cm2、反応温度を60℃、反応時間を6時間とした。反応
終了後、この水溶液を分析した結果、3-ヒドロキシプロ
パナールおよび3-ヒドロキシプロパナール2量体の合計
量に相当する1,3-プロパンジオールの生成が認められ
た。即ち、1,3-プロパンジオールが定量的に生成した。
このことから、3-ヒドロキシプロパナール2量体は、従
来公知の水素化によって、1,3-プロパンジオールに変換
されることがわかった。
An aqueous solution containing 8.1% by weight of 3-hydroxypropanal obtained by the hydration reaction and 1.3% by weight of 3-hydroxypropanal dimer was prepared. And
A known Raney nickel catalyst was added to this aqueous solution to hydrogenate 3-hydroxypropanal and a 3-hydroxypropanal dimer. The reaction conditions are hydrogen pressure of 100 kg.
/ cm 2 , the reaction temperature was 60 ° C, and the reaction time was 6 hours. After completion of the reaction, the aqueous solution was analyzed and as a result, production of 1,3-propanediol corresponding to the total amount of 3-hydroxypropanal and 3-hydroxypropanal dimer was confirmed. That is, 1,3-propanediol was quantitatively produced.
From this, it was found that the 3-hydroxypropanal dimer was converted to 1,3-propanediol by a conventionally known hydrogenation.

【0066】〔実施例2〕 実施例1における触媒としてのアクリル酸−アクリルア
ミド共重合体に対して鉛を担持させ、反応系に1,3-プロ
パンジオールをアクロレインに対して 2.5重量%添加
し、反応温度を90℃とした以外は、実施例1と同様の反
応、分析を行った。上記のアクリル酸−アクリルアミド
共重合体における鉛の担持量は、5重量%以下の所定の
値に調製した。上記の反応条件を表1にまとめた。
Example 2 Lead was supported on the acrylic acid-acrylamide copolymer as the catalyst in Example 1, and 2.5 wt% of 1,3-propanediol was added to the reaction system with respect to acrolein, The same reaction and analysis as in Example 1 were carried out except that the reaction temperature was 90 ° C. The amount of lead supported in the acrylic acid-acrylamide copolymer was adjusted to a predetermined value of 5% by weight or less. The above reaction conditions are summarized in Table 1.

【0067】その結果、アクロレインの転化率は51%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は77
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は15%で
あり、両者を合計した選択率は92%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表2にまとめた。
As a result, the conversion of acrolein was 51%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 77.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 15%, and the total selectivity of the two was 92%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 2.

【0068】〔実施例3〕 実施例2におけるアクロレインの濃度を17重量%から28
重量%に変更した以外は、実施例2と同様の反応、分析
を行った。上記の反応条件を表1にまとめた。
Example 3 The acrolein concentration in Example 2 was changed from 17% by weight to 28% by weight.
The same reaction and analysis as in Example 2 were carried out except that the content was changed to wt%. The above reaction conditions are summarized in Table 1.

【0069】その結果、アクロレインの転化率は38%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は64
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は23%で
あり、両者を合計した選択率は87%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表2にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 38% and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 64%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 23%, and the total selectivity of the two was 87%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 2.

【0070】〔実施例4〕 実施例3における触媒としてのアクリル酸−アクリルア
ミド共重合体におけるアクリルアミド単位の含有量を5
モル%から20モル%に変更した以外は、実施例3と同様
の反応、分析を行った。上記の反応条件を表1にまとめ
た。
Example 4 The content of acrylamide unit in the acrylic acid-acrylamide copolymer as the catalyst in Example 3 was adjusted to 5
The same reaction and analysis as in Example 3 were carried out except that the mol% was changed to 20 mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 1.

【0071】その結果、アクロレインの転化率は56%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は67
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は12%で
あり、両者を合計した選択率は79%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表2にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 56%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 67%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 12%, and the total selectivity of the two was 79%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 2.

【0072】〔実施例5〕 実施例3における触媒としてのアクリル酸−アクリルア
ミド共重合体の代わりに、アクリル酸−N,N-ジメチルア
クリルアミド共重合体を用いた以外は、実施例3と同様
の反応、分析を行った。上記のアクリル酸−N,N-ジメチ
ルアクリルアミド共重合体におけるN,N-ジメチルアクリ
ルアミド単位の含有量は、5モル%とした。上記の反応
条件を表1にまとめた。
Example 5 The same as Example 3 except that an acrylic acid-N, N-dimethylacrylamide copolymer was used instead of the acrylic acid-acrylamide copolymer as the catalyst in Example 3. Reaction and analysis were performed. The content of N, N-dimethylacrylamide units in the acrylic acid-N, N-dimethylacrylamide copolymer was set to 5 mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 1.

【0073】その結果、アクロレインの転化率は41%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は60
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は20%で
あり、両者を合計した選択率は80%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表2にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 41%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 60%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 20%, and the total selectivity of the two was 80%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 2.

【0074】〔実施例6〕 実施例3における触媒としてのアクリル酸−アクリルア
ミド共重合体の代わりに、アクリル酸−N-イソプロピル
アクリルアミド共重合体を用いた以外は、実施例3と同
様の反応、分析を行った。上記のアクリル酸−N-イソプ
ロピルアクリルアミド共重合体におけるN-イソプロピル
アクリルアミド単位の含有量は、5モル%とした。上記
の反応条件を表1にまとめた。
Example 6 A reaction similar to that in Example 3 except that an acrylic acid-N-isopropylacrylamide copolymer was used instead of the acrylic acid-acrylamide copolymer as the catalyst in Example 3. Analysis was carried out. The content of N-isopropylacrylamide unit in the above acrylic acid-N-isopropylacrylamide copolymer was 5 mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 1.

【0075】その結果、アクロレインの転化率は42%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は57
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は19%で
あり、両者を合計した選択率は76%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表2にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 42%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 57%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 19%, and the total selectivity of the two was 76%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 2.

【0076】〔実施例7〕 実施例3における触媒としてのアクリル酸−アクリルア
ミド共重合体の代わりに、アクリル酸−N,N-ジメチルア
ミノプロピルアクリルアミド共重合体を用いた以外は、
実施例3と同様の反応、分析を行った。上記のアクリル
酸−N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド共重合
体におけるN,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
単位の含有量は、5モル%とした。上記の反応条件を表
1にまとめた。
Example 7 Acrylic acid-N, N-dimethylaminopropyl acrylamide copolymer was used in place of the acrylic acid-acrylamide copolymer as the catalyst in Example 3, except that
The same reaction and analysis as in Example 3 were performed. The content of N, N-dimethylaminopropylacrylamide units in the above acrylic acid-N, N-dimethylaminopropylacrylamide copolymer was 5 mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 1.

【0077】その結果、アクロレインの転化率は46%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は57
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は18%で
あり、両者を合計した選択率は75%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表2にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 46%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 57%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 18%, and the total selectivity of the two was 75%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 2.

【0078】〔実施例8〕 実施例3における触媒としてのアクリル酸−アクリルア
ミド共重合体の代わりに、アクリル酸−N,N-ジエチルア
クリルアミド共重合体を用いた以外は、実施例3と同様
の反応、分析を行った。上記のアクリル酸−N,N-ジエチ
ルアクリルアミド共重合体におけるN,N-ジエチルアクリ
ルアミド単位の含有量は、5モル%とした。上記の反応
条件を表1にまとめた。
Example 8 The same as Example 3 except that an acrylic acid-N, N-diethylacrylamide copolymer was used instead of the acrylic acid-acrylamide copolymer as the catalyst in Example 3. Reaction and analysis were performed. The content of N, N-diethylacrylamide unit in the acrylic acid-N, N-diethylacrylamide copolymer was set to 5 mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 1.

【0079】その結果、アクロレインの転化率は58%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は65
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は12%で
あり、両者を合計した選択率は77%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表2にまとめた。
As a result, the conversion of acrolein was 58% and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 65%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 12%, and the total selectivity of the two was 77%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 2.

【0080】〔実施例9〕 実施例1における触媒としてのアクリル酸−アクリルア
ミド共重合体の代わりに、アクリル酸−N,N-ジメチルア
ミノプロピルアクリルアミド共重合体を用い、反応系に
1,3-プロパンジオールをアクロレインに対して 1.3重量
%添加し、反応温度を90℃とした以外は、実施例1と同
様の反応、分析を行った。上記のアクリル酸−N,N-ジメ
チルアミノプロピルアクリルアミド共重合体におけるN,
N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド単位の含有量
は、5モル%とした。上記の反応条件を表1にまとめ
た。
Example 9 Acrylic acid-N, N-dimethylaminopropyl acrylamide copolymer was used in place of the acrylic acid-acrylamide copolymer as the catalyst in Example 1, and the reaction system was used.
The same reaction and analysis as in Example 1 were carried out except that 1.3% by weight of 1,3-propanediol was added to acrolein and the reaction temperature was changed to 90 ° C. In the above acrylic acid-N, N-dimethylaminopropyl acrylamide copolymer, N,
The content of N-dimethylaminopropyl acrylamide unit was 5 mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 1.

【0081】その結果、アクロレインの転化率は30%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は64
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は16%で
あり、両者を合計した選択率は80%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表2にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 30%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 64%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 16%, and the total selectivity of both was 80%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 2.

【0082】〔実施例10〕 実施例1における触媒としてのアクリル酸−アクリルア
ミド共重合体の代わりに、アクリル酸−N-ビニルピロリ
ドン共重合体を用い、反応系に1,3-プロパンジオールを
アクロレインに対して 2.5重量%添加した以外は、実施
例1と同様の反応、分析を行った。上記のアクリル酸−
N-ビニルピロリドン共重合体におけるN-ビニルピロリド
ン単位の含有量は、5モル%とした。上記の反応条件を
表1にまとめた。
Example 10 Instead of the acrylic acid-acrylamide copolymer as the catalyst in Example 1, an acrylic acid-N-vinylpyrrolidone copolymer was used, and 1,3-propanediol was acrolein-containing in the reaction system. The same reaction and analysis as in Example 1 were carried out except that 2.5% by weight was added. Acrylic acid above
The content of N-vinylpyrrolidone units in the N-vinylpyrrolidone copolymer was 5 mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 1.

【0083】その結果、アクロレインの転化率は28%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は71
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は8%で
あり、両者を合計した選択率は79%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表2にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 28% and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 71%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 8%, and the total selectivity of the two was 79%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 2.

【0084】〔実施例11〕 実施例10におけるアクロレインの濃度を17重量%から
28重量%に変更した以外は、実施例10と同様の反応、
分析を行った。上記の反応条件を表1にまとめた。
Example 11 The concentration of acrolein in Example 10 was changed from 17% by weight.
Reaction similar to that of Example 10 except that the amount was changed to 28% by weight,
Analysis was carried out. The above reaction conditions are summarized in Table 1.

【0085】その結果、アクロレインの転化率は17%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は65
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は9%で
あり、両者を合計した選択率は74%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表2にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 17%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 65%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 9%, and the total selectivity of the two was 74%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 2.

【0086】〔比較例1〕 実施例2における触媒としての鉛を担持させたアクリル
酸−アクリルアミド共重合体の代わりに、アルミニウム
を担持させたイオン交換樹脂を用い、反応温度を70℃と
し、反応系に1,3-プロパンジオールを添加しない以外
は、実施例2と同様の反応、分析を行った。上記のイオ
ン交換樹脂としては、デュオライトC467(商品名
(Duolite)、レム・アンド・ハース社(Rohm & Haas C
o.)製)を用いた。また、イオン交換樹脂におけるアル
ミニウムの担持量は、5重量%以下の所定の値に調製し
た。上記の反応条件を表1にまとめた。
Comparative Example 1 Instead of the acrylic acid-acrylamide copolymer supporting lead as the catalyst in Example 2, an ion exchange resin supporting aluminum was used, the reaction temperature was 70 ° C., and the reaction was carried out. The same reaction and analysis as in Example 2 were carried out except that 1,3-propanediol was not added to the system. As the above ion exchange resin, Duolite C467 (trade name)
(Duolite), Rohm & Haas C
o.)) was used. The amount of aluminum supported on the ion exchange resin was adjusted to a predetermined value of 5% by weight or less. The above reaction conditions are summarized in Table 1.

【0087】その結果、アクロレインの転化率は44%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は46
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は5%で
あり、両者を合計した選択率は51%であり、3-ヒドロキ
シプロパナールの逐次反応による生成物が多量に生成し
た。上記の結果を表2にまとめた。尚、触媒は耐熱性に
劣っており、水和反応に繰り返し使用することができな
かった。
As a result, the conversion rate of acrolein was 44%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 46%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 5%, the total selectivity of the two was 51%, and a large amount of products were produced by the sequential reaction of 3-hydroxypropanal. The above results are summarized in Table 2. The catalyst was inferior in heat resistance and could not be used repeatedly in the hydration reaction.

【0088】[0088]

【表1】 [Table 1]

【0089】[0089]

【表2】 [Table 2]

【0090】〔実施例12〕 温度計および攪拌装置等を備えた反応容器に所定量の水
を入れた後、水溶液中における濃度が17重量%となるよ
うにアクロレインを所定量仕込んだ。また、該水溶液に
1,3-プロパンジオールをアクロレインに対して 2.5重量
%添加した。次に、上記の水溶液に触媒として、アクリ
ル酸−N,N-ジアリルアミン共重合体(カルボン酸系樹
脂)を所定量加えた。上記のアクリル酸−N,N-ジアリル
アミン共重合体におけるN,N-ジアリルアミン単位の含有
量は、5モル%とした。上記の反応溶液を、攪拌しなが
ら80℃で3時間反応させることにより、アクロレインを
水和した。上記の反応条件を表3にまとめた。
Example 12 A predetermined amount of water was placed in a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer and the like, and then a predetermined amount of acrolein was charged so that the concentration in the aqueous solution would be 17% by weight. In addition, in the aqueous solution
2.5 wt% of 1,3-propanediol was added to acrolein. Next, a predetermined amount of acrylic acid-N, N-diallylamine copolymer (carboxylic acid resin) was added to the above aqueous solution as a catalyst. The content of N, N-diallylamine units in the acrylic acid-N, N-diallylamine copolymer was 5 mol%. Acrolein was hydrated by reacting the above reaction solution at 80 ° C. for 3 hours while stirring. The above reaction conditions are summarized in Table 3.

【0091】反応終了後、この反応溶液を濾過し、濾液
を所定の方法により分析した結果、アクロレインの転化
率は64%であり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選
択率は91%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率
は8%であり、両者の選択率を合計したヒドロキシアル
カナールとしての選択率は99%であった。また、触媒は
耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用すること
ができた。上記の結果を表4にまとめた。
After the reaction was completed, the reaction solution was filtered, and the filtrate was analyzed by a predetermined method. As a result, the conversion rate of acrolein was 64% and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 91% and 3-hydroxypropanal. The selectivity of hydroxypropanal dimer was 8%, and the selectivity as hydroxyalkanal was 99%, which is the sum of the selectivity of both. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 4.

【0092】〔実施例13〕 実施例12におけるアクロレインの濃度を17重量%から
28重量%に変更した以外は、実施例12と同様の反応、
分析を行った。上記の反応条件を表3にまとめた。
Example 13 The acrolein concentration in Example 12 was changed from 17% by weight.
Reaction similar to that in Example 12 except that the amount was changed to 28% by weight.
Analysis was carried out. The above reaction conditions are summarized in Table 3.

【0093】その結果、アクロレインの転化率は56%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は68
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は9%で
あり、両者を合計した選択率は77%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表4にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 56%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 68%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 9%, and the total selectivity of the two was 77%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 4.

【0094】〔実施例14〕 実施例12における触媒としてのアクリル酸−N,N-ジア
リルアミン共重合体の代わりに、アクリル酸−N-ビニル
カルバゾール共重合体を用いた以外は、実施例12と同
様の反応、分析を行った。上記のアクリル酸−N-ビニル
カルバゾール共重合体におけるN-ビニルカルバゾール単
位の含有量は、5モル%とした。上記の反応条件を表3
にまとめた。
Example 14 Example 12 was repeated except that an acrylic acid-N-vinylcarbazole copolymer was used instead of the acrylic acid-N, N-diallylamine copolymer as the catalyst in Example 12. The same reaction and analysis were performed. The content of N-vinylcarbazole units in the acrylic acid-N-vinylcarbazole copolymer was set to 5 mol%. The above reaction conditions are shown in Table 3.
Summarized in.

【0095】その結果、アクロレインの転化率は63%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は91
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は8%で
あり、両者を合計した選択率は99%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表4にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 63%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 91%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 8%, and the total selectivity of both was 99%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 4.

【0096】〔実施例15〕 実施例12における触媒としてのアクリル酸−N,N-ジア
リルアミン共重合体の代わりに、アクリル酸−4-(N,N-
ジメチルアミノ)エチルスチレン共重合体を用いた以外
は、実施例12と同様の反応、分析を行った。上記のア
クリル酸−4-(N,N-ジメチルアミノ)エチルスチレン共
重合体における4-(N,N-ジメチルアミノ)エチルスチレ
ン単位の含有量は、5モル%とした。上記の反応条件を
表3にまとめた。
Example 15 Instead of acrylic acid-N, N-diallylamine copolymer as a catalyst in Example 12, acrylic acid-4- (N, N-
The same reaction and analysis as in Example 12 were carried out except that the dimethylamino) ethylstyrene copolymer was used. The content of 4- (N, N-dimethylamino) ethylstyrene units in the acrylic acid-4- (N, N-dimethylamino) ethylstyrene copolymer was set to 5 mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 3.

【0097】その結果、アクロレインの転化率は55%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は69
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は10%で
あり、両者を合計した選択率は79%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表4にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 55%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 69%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 10%, and the total selectivity of both was 79%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 4.

【0098】〔実施例16〕 実施例13における触媒としてのアクリル酸−N,N-ジア
リルアミン共重合体の代わりに、アクリル酸−N-ビニル
カルバゾール共重合体を用いた以外は、実施例13と同
様の反応、分析を行った。上記のアクリル酸−N-ビニル
カルバゾール共重合体におけるN-ビニルカルバゾール単
位の含有量は、5モル%とした。上記の反応条件を表3
にまとめた。
Example 16 Example 13 was repeated except that an acrylic acid-N-vinylcarbazole copolymer was used instead of the acrylic acid-N, N-diallylamine copolymer as the catalyst in Example 13. The same reaction and analysis were performed. The content of N-vinylcarbazole units in the acrylic acid-N-vinylcarbazole copolymer was set to 5 mol%. The above reaction conditions are shown in Table 3.
Summarized in.

【0099】その結果、アクロレインの転化率は56%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は66
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は8%で
あり、両者を合計した選択率は74%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表4にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 56%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 66%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 8%, and the total selectivity of the two was 74%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 4.

【0100】〔実施例17〕 実施例13における触媒としてのアクリル酸−N,N-ジア
リルアミン共重合体の代わりに、アクリル酸−4-(N,N-
ジメチルアミノ)エチルスチレン共重合体を用いた以外
は、実施例13と同様の反応、分析を行った。上記のア
クリル酸−4-(N,N-ジメチルアミノ)エチルスチレン共
重合体における4-(N,N-ジメチルアミノ)エチルスチレ
ン単位の含有量は、5モル%とした。上記の反応条件を
表3にまとめた。
Example 17 Instead of acrylic acid-N, N-diallylamine copolymer as a catalyst in Example 13, acrylic acid-4- (N, N-
The same reaction and analysis as in Example 13 were carried out except that the dimethylamino) ethylstyrene copolymer was used. The content of 4- (N, N-dimethylamino) ethylstyrene units in the acrylic acid-4- (N, N-dimethylamino) ethylstyrene copolymer was set to 5 mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 3.

【0101】その結果、アクロレインの転化率は49%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は51
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は10%で
あり、両者を合計した選択率は61%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表4にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 49% and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 51%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 10%, and the total selectivity of the two was 61%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 4.

【0102】〔実施例18〕 実施例12におけるアクロレインの水和反応における反
応温度を80℃から90℃に変更した以外は、実施例12と
同様の反応、分析を行った。上記の反応条件を表3にま
とめた。
Example 18 The same reaction and analysis as in Example 12 were carried out except that the reaction temperature in the hydration reaction of acrolein in Example 12 was changed from 80 ° C. to 90 ° C. The above reaction conditions are summarized in Table 3.

【0103】その結果、アクロレインの転化率は72%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は78
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は8%で
あり、両者を合計した選択率は86%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表4にまとめた。
As a result, the conversion of acrolein was 72% and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 78%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 8%, and the total selectivity of both was 86%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 4.

【0104】[0104]

【表3】 [Table 3]

【0105】[0105]

【表4】 [Table 4]

【0106】〔実施例19〕 温度計および攪拌装置等を備えた反応容器に所定量の水
を入れた後、水溶液中における濃度が28重量%となるよ
うにアクロレインを所定量仕込んだ。また、該水溶液に
1,3-プロパンジオールをアクロレインに対して 2.5重量
%添加した。次に、上記の水溶液に触媒として、アクリ
ル酸−N,N-ジアリルアミン共重合体を所定量加えた。上
記のアクリル酸−N,N-ジアリルアミン共重合体における
N,N-ジアリルアミン単位の含有量は、10モル%とした。
上記の反応溶液を、攪拌しながら80℃で3時間反応させ
ることにより、アクロレインを水和した。上記の反応条
件を表5にまとめた。
Example 19 A reaction container equipped with a thermometer, a stirrer and the like was charged with a predetermined amount of water, and then a predetermined amount of acrolein was charged so that the concentration in the aqueous solution was 28% by weight. In addition, in the aqueous solution
2.5 wt% of 1,3-propanediol was added to acrolein. Next, a predetermined amount of acrylic acid-N, N-diallylamine copolymer was added to the above aqueous solution as a catalyst. In the above acrylic acid-N, N-diallylamine copolymer
The content of N, N-diallylamine units was 10 mol%.
Acrolein was hydrated by reacting the above reaction solution at 80 ° C. for 3 hours while stirring. The above reaction conditions are summarized in Table 5.

【0107】反応終了後、この反応溶液を濾過し、濾液
を所定の方法により分析した結果、アクロレインの転化
率は60%であり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選
択率は69%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率
は9%であり、両者の選択率を合計したヒドロキシアル
カナールとしての選択率は78%であった。また、触媒は
耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用すること
ができた。上記の結果を表6にまとめた。
After the completion of the reaction, the reaction solution was filtered and the filtrate was analyzed by a predetermined method. As a result, the conversion of acrolein was 60% and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 69% and 3-hydroxypropanal. The selectivity of hydroxypropanal dimer was 9%, and the selectivity as hydroxyalkanal was 78%, which is the sum of the selectivity of both. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 6.

【0108】〔実施例20〕 実施例19における触媒としてのアクリル酸−N,N-ジア
リルアミン共重合体の代わりに、アクリル酸−N,N,N-ト
リアリルアミン共重合体(カルボン酸系樹脂)を用いた
以外は、実施例19と同様の反応、分析を行った。上記
のアクリル酸−N,N,N-トリアリルアミン共重合体におけ
るN,N,N-トリアリルアミン単位の含有量は、10モル%と
した。上記の反応条件を表5にまとめた。
Example 20 Instead of the acrylic acid-N, N-diallylamine copolymer as the catalyst in Example 19, acrylic acid-N, N, N-triallylamine copolymer (carboxylic acid resin) The same reaction and analysis as in Example 19 were carried out except that was used. The content of the N, N, N-triallylamine unit in the acrylic acid-N, N, N-triallylamine copolymer was 10 mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 5.

【0109】その結果、アクロレインの転化率は58%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は61
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は4%で
あり、両者を合計した選択率は65%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表6にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 58%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 61%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 4%, and the total selectivity of the two was 65%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 6.

【0110】〔実施例21〕 実施例19における触媒としてのアクリル酸−N,N-ジア
リルアミン共重合体の代わりに、アクリル酸−N-モノア
リルアミン共重合体(カルボン酸系樹脂)を用いた以外
は、実施例19と同様の反応、分析を行った。上記のア
クリル酸−N-モノアリルアミン共重合体におけるN-モノ
アリルアミン単位の含有量は、5モル%とした。上記の
反応条件を表5にまとめた。
[Example 21] Acrylic acid-N-monoallylamine copolymer (carboxylic acid resin) was used in place of acrylic acid-N, N-diallylamine copolymer as a catalyst in Example 19. Was subjected to the same reaction and analysis as in Example 19. The content of N-monoallylamine units in the above acrylic acid-N-monoallylamine copolymer was 5 mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 5.

【0111】その結果、アクロレインの転化率は57%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は62
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は12%で
あり、両者を合計した選択率は74%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表6にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 57% and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 62%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 12%, and the total selectivity of the two was 74%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 6.

【0112】〔実施例22〕 実施例19における触媒としてのアクリル酸−N,N-ジア
リルアミン共重合体の代わりに、アクリル酸−N,N-ジア
リルアミンエタンチオール共重合体(カルボン酸系樹
脂)を用いた以外は、実施例19と同様の反応、分析を
行った。上記のアクリル酸−N,N-ジアリルアミンエタン
チオール共重合体におけるN,N-ジアリルアミンエタンチ
オール単位の含有量は、5モル%とした。上記の反応条
件を表5にまとめた。
Example 22 Instead of the acrylic acid-N, N-diallylamine copolymer as the catalyst in Example 19, an acrylic acid-N, N-diallylamineethanethiol copolymer (carboxylic acid resin) was used. The same reaction and analysis as in Example 19 were carried out except that they were used. The content of the N, N-diallylamineethanethiol unit in the acrylic acid-N, N-diallylamineethanethiol copolymer was 5 mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 5.

【0113】その結果、アクロレインの転化率は61%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は74
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は11%で
あり、両者を合計した選択率は85%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表6にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 61%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 74%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 11%, and the total selectivity of both was 85%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 6.

【0114】〔実施例23〕 実施例22における触媒としてのアクリル酸−N,N-ジア
リルアミンエタンチオール共重合体におけるN,N-ジアリ
ルアミンエタンチオール単位の含有量を5モル%から10
モル%に変更した以外は、実施例22と同様の反応、分
析を行った。上記の反応条件を表5にまとめた。
Example 23 The content of N, N-diallylamineethanethiol units in the acrylic acid-N, N-diallylamineethanethiol copolymer as a catalyst in Example 22 was changed from 5 mol% to 10%.
The same reaction and analysis as in Example 22 were carried out except that the content was changed to mol%. The above reaction conditions are summarized in Table 5.

【0115】その結果、アクロレインの転化率は65%で
あり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選択率は69
%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率は7%で
あり、両者を合計した選択率は76%であった。また、触
媒は耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用する
ことができた。上記の結果を表6にまとめた。
As a result, the conversion rate of acrolein was 65%, and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 69%.
%, The selectivity of 3-hydroxypropanal dimer was 7%, and the total selectivity of the two was 76%. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 6.

【0116】〔実施例24〕 温度計および攪拌装置等を備えた反応容器に所定量の水
を入れた後、水溶液中における濃度が28重量%となるよ
うにアクロレインを所定量仕込んだ。また、該水溶液に
1,3-プロパンジオールをアクロレインに対して 2.5重量
%添加した。次に、上記の水溶液に触媒として、アクリ
ル酸−6- (N,N-ジプロペニルアミノ)-4-チアヘキサン酸
共重合体を所定量加えた。上記のアクリル酸−6- (N,N-
ジプロペニルアミノ)-4-チアヘキサン酸共重合体におけ
る6- (N,N-ジプロペニルアミノ)-4-チアヘキサン酸単位
の含有量は、30モル%とした。上記の反応溶液を、攪拌
しながら90℃で 2.5時間反応させることにより、アクロ
レインを水和した。上記の反応条件を表5にまとめた。
Example 24 A reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer and the like was charged with a predetermined amount of water, and then a predetermined amount of acrolein was charged so that the concentration in the aqueous solution was 28% by weight. In addition, in the aqueous solution
2.5 wt% of 1,3-propanediol was added to acrolein. Next, a predetermined amount of acrylic acid-6- (N, N-dipropenylamino) -4-thiahexanoic acid copolymer was added to the above aqueous solution as a catalyst. Acrylic acid-6- (N, N-
The content of 6- (N, N-dipropenylamino) -4-thiahexanoic acid unit in the dipropenylamino) -4-thiahexanoic acid copolymer was 30 mol%. Acrolein was hydrated by reacting the above reaction solution with stirring at 90 ° C. for 2.5 hours. The above reaction conditions are summarized in Table 5.

【0117】反応終了後、この反応溶液を濾過し、濾液
を所定の方法により分析した結果、アクロレインの転化
率は64%であり、また、3-ヒドロキシプロパナールの選
択率は80%、3-ヒドロキシプロパナール2量体の選択率
は8%であり、両者の選択率を合計したヒドロキシアル
カナールとしての選択率は88%であった。また、触媒は
耐熱性に優れており、水和反応に繰り返し使用すること
ができた。上記の結果を表6にまとめた。
After the reaction was completed, the reaction solution was filtered, and the filtrate was analyzed by a predetermined method. As a result, the conversion rate of acrolein was 64% and the selectivity of 3-hydroxypropanal was 80% and 3-hydroxypropanal. The selectivity of hydroxypropanal dimer was 8%, and the selectivity as hydroxyalkanal was 88%, which is the sum of the two selectivities. Moreover, the catalyst was excellent in heat resistance and could be repeatedly used for the hydration reaction. The above results are summarized in Table 6.

【0118】[0118]

【表5】 [Table 5]

【0119】[0119]

【表6】 [Table 6]

【0120】表2・4・6にまとめた結果から明らかな
ように、本実施例の方法によれば、含窒素基を有するカ
ルボン酸系樹脂を触媒として用いることにより、反応速
度を加熱によって上げることができ、かつ、反応生成物
である3-ヒドロキシプロパナールの逐次反応が抑制され
るため、高濃度のアクロレイン水溶液を用いた場合にお
いても、3-ヒドロキシプロパナールを高選択率かつ高収
率で得ることができた。また、触媒が耐熱性に優れてお
り、繰り返し使用することが可能であることがわかっ
た。
As is clear from the results summarized in Tables 2, 4, and 6, according to the method of this example, the reaction rate is increased by heating by using the carboxylic acid resin having a nitrogen-containing group as a catalyst. In addition, since the successive reaction of the reaction product 3-hydroxypropanal is suppressed, 3-hydroxypropanal has a high selectivity and high yield even when a high-concentration aqueous acrolein solution is used. I was able to get at. It was also found that the catalyst has excellent heat resistance and can be used repeatedly.

【0121】[0121]

【発明の効果】本発明の請求項1記載のヒドロキシアル
カナールの製造方法は、以上のように、一般式(I)
As described above, the method for producing a hydroxyalkanal according to claim 1 of the present invention has the general formula (I)

【0122】[0122]

【化14】 [Chemical 14]

【0123】(式中、Rは、水素原子または炭素数1〜
5の炭化水素基を表す)で表される不飽和アルデヒドを
触媒の存在下、水溶液中で水和させてヒドロキシアルカ
ナールを製造する方法において、上記触媒として、一般
式(II)
(In the formula, R represents a hydrogen atom or a carbon number of 1 to
In the method for producing a hydroxyalkanal by hydrating an unsaturated aldehyde represented by a hydrocarbon group of 5) in an aqueous solution in the presence of a catalyst, the catalyst represented by the general formula (II)

【0124】[0124]

【化15】 [Chemical 15]

【0125】、一般式(III)General formula (III)

【0126】[0126]

【化16】 [Chemical 16]

【0127】、一般式(IV)General formula (IV)

【0128】[0128]

【化17】 [Chemical 17]

【0129】、一般式(V)General formula (V)

【0130】[0130]

【化18】 [Chemical 18]

【0131】、および、一般式(VI)And general formula (VI)

【0132】[0132]

【化19】 [Chemical 19]

【0133】からなる群より選ばれる少なくとも一種の
構造を備えた置換基を有するカルボン酸系樹脂を用いる
方法である。
This is a method of using a carboxylic acid resin having a substituent having at least one structure selected from the group consisting of:

【0134】本発明の請求項記載のヒドロキシアルカ
ナールの製造方法は、以上のように、カルボン酸系樹脂
における含窒素基の数とカルボキシル基の数との比(含
窒素基の数/カルボキシル基の数)が、1/1000〜1/1 の
範囲内である方法である。本発明の請求項記載のヒド
ロキシアルカナールの製造方法は、以上のように、カル
ボン酸系樹脂に対して金属が 0.001重量%〜10重量%の
範囲内で担持されている方法である。
In the method for producing a hydroxyalkanal according to claim 2 of the present invention, as described above, the ratio of the number of nitrogen-containing groups to the number of carboxyl groups in the carboxylic acid resin (number of nitrogen-containing groups / carboxyl group). The number of groups is within the range of 1/1000 to 1/1. As described above, the method for producing hydroxyalkanal according to claim 3 of the present invention is a method in which the metal is supported in the range of 0.001% by weight to 10% by weight with respect to the carboxylic acid resin.

【0135】また、本発明の請求項記載のヒドロキシ
アルカナールの製造方法は、以上のように、カルボン酸
系樹脂が(メタ)アクリル酸系樹脂である方法である。
本発明の請求項記載のヒドロキシアルカナールの製造
方法は、以上のように、上記(メタ)アクリル酸系樹脂
が(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリルアミド類共重
合体または(メタ)アクリル酸−ビニルピロリドン類共
重合体である方法である。本発明の請求項記載のヒド
ロキシアルカナールの製造方法は、以上のように、不飽
和アルデヒドがアクロレインである方法である。本発明
の請求項記載のヒドロキシアルカナールの製造方法
は、以上のように、反応系に、1,3-プロパンジオールを
アクロレインに対して 0.001重量%〜10重量%の範囲内
で添加する方法である。
The method for producing a hydroxyalkanal according to claim 4 of the present invention is a method in which the carboxylic acid resin is a (meth) acrylic acid resin as described above.
In the method for producing hydroxyalkanal according to claim 5 of the present invention, as described above, the (meth) acrylic acid-based resin is a (meth) acrylic acid- (meth) acrylamide copolymer or (meth) acrylic acid. -Vinylpyrrolidone copolymer. As described above, the method for producing hydroxyalkanal according to claim 6 of the present invention is a method in which the unsaturated aldehyde is acrolein. As described above, the method for producing hydroxyalkanal according to claim 7 of the present invention is a method of adding 1,3-propanediol to the reaction system within a range of 0.001% by weight to 10% by weight with respect to acrolein. Is.

【0136】上記の方法によれば、反応速度を加熱によ
って上げることができ、かつ、反応生成物であるヒドロ
キシアルカナールの逐次反応(副反応)が抑制されるた
め、高濃度の不飽和アルデヒド水溶液を用いた場合にお
いても、ヒドロキシアルカナールを高選択率かつ高収率
で製造することができる。即ち、耐熱性を備えたカルボ
ン酸系樹脂を用いることにより、反応速度を加熱によっ
て上げることができると共に、工業的に有利となる高濃
度の不飽和アルデヒド水溶液を反応させることができる
ので、ヒドロキシアルカナールの生産性を向上させるこ
とができる。従って、上記の方法は、ヒドロキシアルカ
ナールの製造方法として好適に使用されるという効果を
奏する。
According to the above method, the reaction rate can be increased by heating, and the successive reaction (side reaction) of the hydroxyalkanal reaction product is suppressed, so that a highly concentrated unsaturated aldehyde aqueous solution is obtained. Even when is used, hydroxyalkanal can be produced with high selectivity and high yield. That is, by using a carboxylic acid-based resin having heat resistance, the reaction rate can be increased by heating, and an industrially advantageous high-concentration unsaturated aldehyde aqueous solution can be reacted. Canal productivity can be improved. Therefore, the above method has an effect of being preferably used as a method for producing hydroxyalkanal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 忠弘 大阪府吹田市西御旅町5番8号 株式会 社日本触媒内 (72)発明者 吉田 雅年 大阪府吹田市西御旅町5番8号 株式会 社日本触媒内 (56)参考文献 特開 平8−143502(JP,A) 特開 平8−143501(JP,A) 特開 平8−143500(JP,A) 特開 平6−157378(JP,A) 特開 平5−279285(JP,A) 特開 平5−221912(JP,A) 特開 平5−194291(JP,A) 特開 平4−300844(JP,A) 特開 平3−135932(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 47/00 C07C 45/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tadahiro Yoneda 5-8 Nishimitabicho Suita City, Osaka Prefecture Nippon Catalyst Co., Ltd. (72) Inventor Masatoshi Yoshida 5-8 Nishiomitabicho Suita City, Osaka Prefecture Incorporated by Nippon Shokubai Co., Ltd. (56) Reference JP-A-8-143502 (JP, A) JP-A-8-143501 (JP, A) JP-A-8-143500 (JP, A) JP-A-6-157378 (JP, A) JP 5-279285 (JP, A) JP 5-221912 (JP, A) JP 5-194291 (JP, A) JP 4-300844 (JP, A) Kaihei 3-135932 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C07C 47/00 C07C 45/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一般式(I) 【化1】 (式中、Rは、水素原子または炭素数1〜5の炭化水素
基を表す)で表される不飽和アルデヒドを触媒の存在
下、水溶液中で水和させてヒドロキシアルカナールを製
造する方法において、 上記触媒として、一般式(II) 【化2】 、一般式(III) 【化3】 、一般式(IV) 【化4】 、一般式(V) 【化5】 、および、一般式(VI) 【化6】 からなる群より選ばれる少なくとも一種の構造を備えた
置換基を有するカルボン酸系樹脂を用いることを特徴と
するヒドロキシアルカナールの製造方法。
1. A compound represented by the general formula (I): In the method for producing a hydroxyalkanal, an unsaturated aldehyde represented by the formula (wherein R represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms) is hydrated in an aqueous solution in the presence of a catalyst. As the above catalyst, a compound represented by the general formula (II): , The general formula (III): , The general formula (IV): , General formula (V) , And the general formula (VI): A method for producing a hydroxyalkanal, which comprises using a carboxylic acid-based resin having a substituent having at least one structure selected from the group consisting of:
【請求項2】カルボン酸系樹脂における含窒素基の数と
カルボキシル基の数との比(含窒素基の数/カルボキシ
ル基の数)が、1/1000〜1/1 の範囲内であることを特徴
とする請求項1記載のヒドロキシアルカナールの製造方
法。
2. The number of nitrogen-containing groups in a carboxylic acid resin and
Ratio with number of carboxyl groups (number of nitrogen-containing groups / carboxy
The number of radicals is within the range of 1/1000 to 1/1.
The method for producing hydroxyalkanal according to claim 1.
Law.
【請求項3】カルボン酸系樹脂に対して金属が 0.001重
量%〜10重量%の範囲内で担持されていることを特徴と
する請求項1または2記載のヒドロキシアルカナールの
製造 方法。
3. The metal is 0.001 times as heavy as the carboxylic acid resin.
Characterized in that it is supported in the range of 10% by weight to 10% by weight.
The hydroxyalkanal according to claim 1 or 2,
Manufacturing method.
【請求項4】カルボン酸系樹脂が(メタ)アクリル酸系
樹脂であることを特徴とする請求項1ないし3の何れか
1項に記載のヒドロキシアルカナールの製造方法。
4. A carboxylic acid resin is a (meth) acrylic acid resin.
4. A resin according to claim 1, wherein the resin is a resin.
The method for producing hydroxyalkanal according to Item 1.
【請求項5】上記(メタ)アクリル酸系樹脂が(メタ)
アクリル酸−(メタ)アクリルアミド類共重合体または
(メタ)アクリル酸−ビニルピロリドン類共重合体であ
ることを特徴とする請求項4記載のヒドロキシアルカナ
ールの製造方法。
5. The (meth) acrylic acid-based resin is (meth).
Acrylic acid- (meth) acrylamide copolymer or
(Meth) acrylic acid-vinylpyrrolidone copolymer
5. The hydroxyalkana according to claim 4, wherein
Manufacturing method.
【請求項6】不飽和アルデヒドがアクロレインであるこ
とを特徴とする請求項1ないし5の何れか1項に記載の
ヒドロキシアルカナールの製造方法。
6. The unsaturated aldehyde is acrolein.
6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that
Method for producing hydroxyalkanal.
【請求項7】反応系に、1,3-プロパンジオールをアクロ
レインに対して 0.001重量%〜10重量%の範囲内で添加
することを特徴とする請求項6記載のヒドロキシアルカ
ナールの製造方法。
7. Acrylic 1,3-propanediol is added to the reaction system.
Addition within the range of 0.001% to 10% by weight of rain
The hydroxyalkali according to claim 6, wherein
Method of manufacturing nar.
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