JP3904454B2 - 炭化水素を酸に酸化するための方法 - Google Patents

炭化水素を酸に酸化するための方法 Download PDF

Info

Publication number
JP3904454B2
JP3904454B2 JP2001565323A JP2001565323A JP3904454B2 JP 3904454 B2 JP3904454 B2 JP 3904454B2 JP 2001565323 A JP2001565323 A JP 2001565323A JP 2001565323 A JP2001565323 A JP 2001565323A JP 3904454 B2 JP3904454 B2 JP 3904454B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
oxidation
catalyst
process according
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001565323A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2004514645A (ja
Inventor
ファシュ エリック
Original Assignee
ロディア・ポリアミド・インターミーディエッツ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ロディア・ポリアミド・インターミーディエッツ filed Critical ロディア・ポリアミド・インターミーディエッツ
Publication of JP2004514645A publication Critical patent/JP2004514645A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3904454B2 publication Critical patent/JP3904454B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/31Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation of cyclic compounds with ring-splitting
    • C07C51/313Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation of cyclic compounds with ring-splitting with molecular oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B41/00Formation or introduction of functional groups containing oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C27/00Processes involving the simultaneous production of more than one class of oxygen-containing compounds
    • C07C27/10Processes involving the simultaneous production of more than one class of oxygen-containing compounds by oxidation of hydrocarbons
    • C07C27/12Processes involving the simultaneous production of more than one class of oxygen-containing compounds by oxidation of hydrocarbons with oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/48Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by oxidation reactions with formation of hydroxy groups
    • C07C29/50Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by oxidation reactions with formation of hydroxy groups with molecular oxygen only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C07C45/34Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
    • C07C45/36Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in compounds containing six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/215Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of saturated hydrocarbyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/31Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation of cyclic compounds with ring-splitting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C55/00Saturated compounds having more than one carboxyl group bound to acyclic carbon atoms
    • C07C55/02Dicarboxylic acids
    • C07C55/14Adipic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C55/00Saturated compounds having more than one carboxyl group bound to acyclic carbon atoms
    • C07C55/02Dicarboxylic acids
    • C07C55/21Dicarboxylic acids containing twelve carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14The ring being saturated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/18Systems containing only non-condensed rings with a ring being at least seven-membered
    • C07C2601/20Systems containing only non-condensed rings with a ring being at least seven-membered the ring being twelve-membered

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【0001】
本発明は、子状酸素を含有する酸化剤でシクロヘキサンをアジピン酸に酸化することに関する。
【0002】
アジピン酸へのシクロヘキサンの酸化は、多年の間研究されてきた方法である。特定的に言えば、アジピン酸は、重合体、例えばポリアミド、ポリエステル又はポリウレタンの製造の如き多くの製造法において出発材料として使用される重要な化合物である。
【0003】
ベンゼン、フェノール、シクロヘキセン及びシクロヘキサンの如き炭化水素からアジピン酸を製造するためのいくつかの方法が提案されている。
直接に又は二段階のどちらかによるシクロヘキサンの酸化は、アジピン酸を製造するのに最も有利なルートである。
かくして、1940年12月に発行された米国特許US−A−2223493は、一般的には酢酸を含む液相中において少なくとも60℃の温度でコバルト化合物の如き酸化触媒の存在下に酸素含有ガスを使用して環状炭化水素をその対応する二酸に酸化することを開示している。
【0004】
多くの他の特許文献及び報文は、シクロヘキサンをアジピン酸に直接化させるためのこの方法を開示している。しかしながら、アジピン酸の製造に対して受け入れできる収率を得るために、これらの文献は、均質触媒又は不均質触媒のどちらかの存在下に酢酸を溶媒として使用することを開示している。一例として、雑誌“Chemtech”,555−559(1974年9月)に発表された報文を挙げることができるが、ここで著者のケイ・タナカ氏はシクロヘキサンの直接酸化法について総括して論じている。また、種々の均質触媒系を開示する米国特許US−A−3231608、US−A−4032569、US−A−4158739、US−A−4263453及びUS−A−5321157、並びにヨーロッパ特許EP−A−0870751を挙げることもできる。
【0005】
また、例えばヨーロッパ特許EP−A−0519569において、コバルトで置換したアルミノ燐酸塩の如き不均質触媒の存在下にシクロヘキサンを直接酸化するための方法も提案されている。
【0006】
溶媒即ち酢酸の選択は、シクロヘキサンの受け入れできる転化度及びアジピン酸の受け入れできる生産量を得るための重要な特徴点である。かかる溶媒の使用は、例えば使用する温度及び圧力条件下でのその腐食性によってもたらされる多くの欠点を有している。更に、この溶媒の使用は、生成したアジピン酸を分離抽出する工程及び種々の化合物の再循環に対して多くの問題を提起している。
具体的に言えば、酢酸の存在下では、反応媒体から、酸化副生物として得られた化合物、例えば形成されたシクロヘキサノン及びシクロヘキサノールを分離抽出することが困難である。
【0007】
加えて、結晶化による酢酸の抽出及びその精製は、この酸の常温溶解度が水中におけるよりも酢酸中では25℃においては高くそして酢酸中では80℃においては低いので困難にされている。
【0008】
また、均質触媒の分離及び再循環は酢酸の存在下では困難である。具体的に言えば、第一に、触媒を抽出せずに再循環させると、十分な触媒活性を維持することが不可能になり、そして第二に、特にフランス特許2722783及び2746671に開示されるように触媒を再循環前に分離するための操作は複雑でしかも費用がかかる。
更に、この溶媒は、反応媒体の困難で且つ費用のかかる脱水を実施することを必要とする。
【0009】
また、酢酸を使用せずにシクロヘキサンをアジピン酸に一段法で酸化するための多数の方法も提案されている。これらのうちのいくつかはこの反応を溶媒の不在下に実施することを提案し、これに対して他のものは、有機エステル、例えば酢酸エステル(US−A−4098817)、アセトン(US−A−2589648)、又はアルコール例えばブタノール、メタノール若しくはヘキサノール、或いはアセトニトリル(EP−A−0784045)の如き溶媒を使用して実施されている。
これらの方法は、一般的には、アジピン酸に対する極めて低い選択率をもたらす。その上、使用される溶媒は、通常、シクロヘキサンの如き炭化水素を酸化させるための条件下に低い安定性を有する。この低い安定性はその溶媒の大きな消費量をもたらし、このことはかかる方法を利用不可能にしている。
【0010】
本発明の目的のうちの1つは、酸化反応の条件下に液状でありそして生成した酸の分離及び特に触媒の再循環を簡単な操作によって許容する媒体中において、炭化水素を一段法で酸化して酸又は多酸を製造するための方法を提供することである。
【0011】
この目的に対して、本発明は、クロヘキサンを液状媒体中において分子状酸素を含む酸化剤によってジピン酸に酸化する方法において、液状媒体の成分のうちの1つが水不溶性又は親油性の酸性有機化合物であることを特徴とする酸化法を提供する。
【0012】
本発明に従えば、親油性酸性化合物は、酸化反応の温度及び圧力条件下に、酸化しようとする炭化水素と少なくとも1つの均質な液相を形成しなければならない化合物である。かくして、この親油性酸性化合物は、酸化反応を実施するのに使用される温度及び圧力条件下において、酸化しようとする炭化水素と少なくとも一部分混和性であるのが有益になりうる。
【0013】
表現「少なくとも一部分混和性」は、酸化反応の条件下において一方の化合物の他方の化合物中での溶解度が少なくとも2重量%よりも大きいこと、及び酸化しようとする炭化水素及び親油性酸性化合物のうちの少なくともいくらかを含む少なくとも1つの均質液相が形成されることを意味する。
本発明の1つの好ましい具体例では、炭化水素と親油性酸性化合物との間の混和性は、本発明を実施する際の条件下において、これらの2種の化合物が単一の均質液相を形成するほどのものである。
【0014】
表現「本発明に対して好適な親油性酸性化合物」は、少なくとも6個の炭素原子を含み、そしていくつかの酸性官能基を含むことができしかも低い水溶解度を有する芳香族、脂肪族、アリール脂肪族又はアルキル芳香族有機化合物を意味し、即ち、それらは室温(10℃〜30℃)において10重量%未満の溶解度を有する。
しかしながら、本発明の範囲から逸脱せずに、上記の水溶解度よりも大きい水溶解度を有する有機化合物を、もしも酸化しようとする炭化水素及び酸化中間体より本質上なる反応媒体の有機相と酸化反応中に形成された水を含む非有機相との間におけるこの化合物の分配係数が水性相中に10重量%未満の親油性酸性化合物濃度を得るのを可能にするならば、使用することが可能である。
【0015】
挙げることができる親油性酸性化合物は、例えば、2,5−ジ−t−ブチル安息香酸、3,5−ジ−t−ブチル安息香酸、4−t−ブチル安息香酸、4−オクチル安息鉱酸、o−フタル酸水素t−ブチル、アルキル基(好ましくはt−ブチルタイプの)で置換されたナフテン酸又はアントラセン酸、置換フタル酸誘導体である。また、上記の群に属し、そして種々の電子吸引性置換基(ハロゲン、スルホンイミド、ニトロ又はスルホナト基など)を有する酸、例えばp−クロル安息香酸を挙げることもできる。
【0016】
本発明の他の特徴に従えば、反応媒体中における親油性酸性化合物の濃度は、親油性酸のモル数と触媒を形成する金属のモル数との間で0.5〜100000そして好ましくは1〜1000のモル比を得るように決定される。
液状酸化媒体中における親油性酸性化合物の濃度は広い範囲内で変動することができる。かくして、それは液状媒体の総重量に対して1〜99重量%であってよく、そしてより有益にはそれは液状媒体の10〜80重量%であってよい。
【0017】
また、本発明の範囲から逸脱せずに、生産効率及び/又はアジピン酸への酸化に対する反応選択性、特に酸素の溶解を向上させる作用効果を特に有することができる他の化合物と組み合わせて親油性酸性化合物を使用することも可能である。
【0018】
特に挙げることができるかかる化合物の例は、ニトリル、ヒドロキシイミド化合物及びハロ化合物、より有益にはフルオル化合物である。特に好適な化合物としては、ニトリル例えばアセトニトリル又はベンゾニトリル、特許出願EP−A−0824962に開示される群に属するイミド、特にN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)又はN−ヒドロキシフタルイミド(NHPl)、ハロゲン化誘導体例えばジクロルメタン、フルオル化合物例えば、
・環式若しくは脂環式フルオル脂肪族若しくはペルフルオル脂肪族炭化水素及びフルオル芳香族炭化水素、例えばペルフルオルトルエン、ペルフルオルメチルシクロヘキサン、ペルフルオルヘキサン、ペルフルオルヘプタン、ペルフルオルオクタン、ペルフルオルノナン、ペルフルオルデカリン、ペルフルオルメチルデカリン、α,α,α−トリフルオルトルエン又は1,3−ビス(トリフルオルメチル)ベンゼン、
・フルオル又はペルフルオルエステル、例えばペルフルオルオクタン酸アルキル及びペルフルオルノナン酸アルキル、
・フルオル又はペルフルオルケトン、例えばペルフルオルアセトン、
・フルオルアルコール又はペルフルオルアルコール、例えばペルフルオルヘキサノール、ペルフルオルオクタノール、ペルフルオルノナノール、ペルフルオルデカノール、ペルフルオル−t−ブタノール、ペルフルオルイソプロパノール又は1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオル−2−プロパノール、
・フルオルニトリル又はペルフルオルニトリル、例えばペルフルオルアセトニトリル、
・フルオル酸又はペルフルオル酸、例えばトリフルオルメチル安息香酸、ペンタフルオル安息香酸、ペルフルオルヘキサン酸、ペルフルオルヘプタン酸、ペルフルオルオクタン酸、ペルフルオルノナン酸又はペルフルオルアジピン酸、
・フルオル又はペルフルオルハライド、例えばペルフルオルヨードオクタン及びペルフルオルブロムオクタン、
・フルオルアミン又はペルフルオルアミン、例えばペルフルオルトリプロピルアミン、ペルフルオルトリブチルアミン又はペルフルオルトリフェニルアミン、を挙げることができる。
【0019】
酸化は、一般には、触媒の存在下に実施される。この触媒は、有益には、Cu、Ag、Au、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Hg、Al、Sc、In、Tl、Y、Ga、Ti、Zr、Hf、Ge、Sn、Pb、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Ceの如きランタニド及びこれらの組み合わせよりなる群から選択される金属元素を含む。
これらの触媒元素は、酸化反応を実施する際の条件下に液状酸化媒体中に有益には少なくとも一部分可能性である化合物の形態で使用される(均一触媒作用)か、又は例えばシリカ若しくはアルミナの如き不活性担体に担持され、吸収され若しくは結合される(不均一触媒作用)かのどちらかである。
【0020】
触媒は、好ましくは、特に酸化反応を実施する際の条件下において、
・酸化しようとする炭化水素中に可溶性である、又は
・親油性酸性化合物中に可溶性である、又は
・反応を実施する際の条件下に均質である液相を形成する炭化水素/親油性酸性化合物の混合物中に可溶性である、
のいずれかである。
【0021】
本発明の1つの好ましい具体例に従えば、使用する触媒は、室温において又はこれらの媒体を更なる酸化に再循環させる際の温度においてこれらの媒体のうちの1種に可溶性である。
用語「可溶性」は、触媒が考慮中の媒体中に少なくとも一部分可溶性であることを意味する。
【0022】
不均質触媒作用の場合には、触媒活性金属元素はミクロ細孔又はメソ細孔鉱物性マトリックスに支持され若しくはそれに組み込まれ、又は有機若しくは無機担体にグラフトされた有機金属錯体の形態にある。用語「組み込まれ」は、金属が担体の元素であること、又は本法が酸化の条件下に多孔質構造体中に立体的に捕捉される錯体で実施されることを意味する。
【0023】
本発明の1つの好ましい具体例では、均質又は不均質触媒は、第IVb族(Ti群)、Vb族(V群)、VIb族(Cr群)、VIIb族(Mn群)、VIII族(Fe又はCo又はNi群)及びIb族(Cu群)及びセリウムからの金属の単独又は混合物の塩又は錯体よりなる。好ましい元素は、特に、Co及び/又はMn及び/又はCr及び/又はZr、Hf、Ce及び/又はZr、Hfである。液状酸化媒体中の金属の濃度は、0.00001重量%〜5重量%そして好ましくは0.001重量%〜2重量%の範囲内である。
【0024】
本発明は、特に、シクロヘキサン及びシクロドデセンの如きシクロ脂肪族化合物をその対応する線状二酸、アジピン酸及びドデカン酸に酸化することに適合する。
本発明の1つの好ましい具体例に従えば、それは、シクロヘキサンを液状媒体中において触媒の存在下に酸素含有ガスによってアジピン酸へ直接酸化することに関する。触媒は優先的にコバルトを含む。
【0025】
酸化反応は、50℃〜200℃そして好ましくは70℃〜180℃の温度において実施される。それは、大気圧で実施されることができる。しかしながら、それは、一般的には、反応媒体中の各成分を液状形態に保つために加圧下に実施される。圧力は10KPa(0.1バール)〜20000KPa(200バール)そして好ましくは100KPa(1バール)〜10000KPa(100バール)であってよい。
【0026】
使用される酸素は、純形態にあっても、又は窒素若しくはヘリウムの如き不活性ガスとの混合物としてもよい。また、酸素で多かれ少なかれ富化された空気を使用することもできる。媒体中に供給される酸素の量は、酸化しようとする化合物1モル当たり1〜1000モルであるのが有益である。
酸化プロセスは、連続式に又はバッチ法に従って実施することができる。反応器を出る液状反応媒体は、第一に生成した酸を分離回収するために、そして第二にシクロヘキサン、シクロヘキサノール及び/又はシクロヘキサノンの如き未酸化又は部分酸化有機化合物、触媒及び親油性酸性化合物を再循環させるために公知の方法に従って処理されるのが有益である。
【0027】
反応混合物に対するコバルトの重量%として表わされる触媒の量は、一般には0.00001%〜5%そして好ましくは0.001%〜2%であるが、これらの値は厳密なものではない。しかしながら、これは、十分な活性度を有すると同時に過度に多量の触媒(これは、次いで、最終反応混合物から分離して再循環されなければならない)を使用しないことである。
コバルトの他に、触媒は、マンガン、銅、セリウム、バナジウム、クロム、ジルコニウム及びハフニウム又はこれらの元素のうちのいくつかの組み合わせよりなる群から選択される金属を基にした他の化合物を含むこともできる。
【0028】
また、例えば、ケトン又はアルデヒドの如き酸化反応を開始させる化合物を使用することも有益である。シクロヘキサンの酸化の場合における反応中間体であるシクロヘキサノンが最も特に挙げられる。一般には、この開始剤は、使用する反応混合物の重量に対して0.01重量%〜20重量%を占めるが、これらの割合は厳密な値ではない。開始剤は、酸化の開始時にそして酸化を120℃よりも低い温度で実施するときに特に有用である。それは、反応の開始時から導入することができる。
また、酸化は、プロセスの開始段階から導入される水の存在下に実施することもできる。
【0029】
先に記載したように、酸化後に得られた反応混合物は、その成分のうちのいくらかを分離して、例えば、それらを酸化に再循環させるのを可能にし且つ生成した酸を回収するのを可能にするために種々の操作を施される。
【0030】
本法の第一変形例に従えば、粗反応生成物は、先ず、例えば生成した酸のうちの少なくともいくらかの晶出を生じさせる16℃〜30℃の温度で冷却を受ける。かくして、酸より本質上なる固相、酸化しようとする未反応化合物、場合によっては親油性酸性化合物及び酸化中間体を本質上含有する少なくとも1つの液状有機相(又は、親油性酸性化合物及び炭化水素が低温において完全混和性ではない場合にはいくつかの有機相)、並びに形成された酸性酸化副生物及び水を本質上含有する液状水性相を含む媒体が得られる。触媒は、有機相のうちの1つに可溶性である場合には該相中に、又は下方の水性相中にあってよい。
【0031】
固体をろ過又は遠心分離した後、ろ液又は遠心分離液よりなる有機及び水性液相は沈降によって分離され、必要ならば、その有機相は更なる酸化反応に再循環させることができる。
酸を晶出させる操作に先立って、反応混合物の濃縮を実施することが有益になる場合がある。
【0032】
本法の第二変形例に従えば、最終粗反応混合物は、例えば75℃までであってよい温度においてなお熱い間に取り出すことができる。次いで、反応混合物は、沈降によって少なくとも2つの液相、即ち、未反応炭化水素、親油性酸性化合物及び酸化中間体を本質上含有する1つ又はそれ以上の有機相と、生成した酸及び生成した水を本質上含有する水性液相とに分離する。触媒の溶解度及び性状に依存して、それは、不均質触媒の場合には生成した酸の沈殿及び晶出前に個/液分離によって回収された有機相中に存在する可能性があり、又はそれが水性相中に可溶性である場合には、それは液/液抽出によって、樹脂で又は電気透析で抽出することができる。
第一変形例におけるように、液相は沈降によって分離され、そして有機相は更なる酸化反応に再循環させることができる。
【0033】
これらの具体例では、本発明に従って使用される親油性酸性化合物は一般には有機相の必須元素中に含有され又はそれを形成している。従って、生成した酸を、そして随意として、生成した水、酸化副生物及び触媒を含有する液相を分離した後、親油性酸性化合物は、酸化されなかった炭化水素及び酸化中間体と共に酸化工程に再循環される。
その上、もしも親油性酸性化合物が反応媒体の処理の1つの段階において固体であるならば、それは、生成した酸を回収するために反応媒体を処理した後に又は生成した酸をそのままにしてに固/液分離プロセスを実施することによって分離回収されるのが有益である。この後者の場合には、生成した酸は、水での抽出によって回収することができる。
【0034】
本発明のこれらの具体例では、反応媒体に水を加えて酸性酸化副生物のより良好な溶解及び生成した酸のより良好な回収を達成することができる。
酸は、一般には、反応媒体の冷却中に沈殿によって回収される。かくして回収された酸は、多くの特許文献に開示される通常の技術に従って精製することができる。例えば、フランス特許2749299及び2749300を挙げることができる。
【0035】
非有機又は水性液相が触媒を含有する場合には、この触媒は、生成した酸を例えば液/液抽出、電気透析若しくはイオン交換樹脂での処理の如き公知の方法に従った沈殿又は抽出によって晶出させる前に、又は生成した酸を上記の抽出技術などによって晶出させた後のどちらかで抽出される。
【0036】
本発明のその他の利点及び詳細は、以下の実施例から一層明らかとなろう。勿論、これらは純粋に例示の目的でのみ示す。
【0037】
例1:3,5−ジ−t−ブチル安息香酸コバルト( II )の製造
2.42g(10.3ミリモル)の3,5−ジ−t−ブチル安息香酸を60mlのシクロヘキサンに室温で溶解する(無色の溶液)。これと平行して、10mlの水と0.42g(10.5ミリモル)の水酸化ナトリウムよりなる水溶液を調製し、これに、1.28g(5.13ミリモル)の酢酸コバルト四水塩を10mlの水に溶解してなる溶液(桃色の溶液)を添加する。
上記の水溶液を上記のシクロヘキサン溶液中に室温で攪拌しながら添加する。3時間後に、水性相は無色であり、シクロヘキサン相は青色である。
この二つの相を沈降により分離し、シクロヘキサンを濃縮により除去した後、2.69gの3,5−ジ−t−ブチル安息香酸コバルトの青色結晶(M=525.5)を回収した。
【0038】
例2
加熱用カラーによる加熱手段、ターボミキサー、ガス導入手段及び圧力調節手段を備えた125mlのチタン製オートクレーブに下記の物質を装填する。
・40.68g(484.3ミリモル)のシクロヘキサン
・4.87g(33ミリモル)の2−エチルヘキサン酸
・0.4811g(4.91ミリモル)のシクロヘキサノン
・0.42g(0.80ミリモルのCo)の例1の3,5−ジ−t−ブチル安息香酸コバルト
反応器を閉じた後、混合物を1000rpmで攪拌し、空気圧(20℃で100バール)を創出させ、混合物を加熱する。温度は10分間で全体で105℃に達し、この温度を更に3時間保持する。
冷却し、減圧した後、反応混合物はシクロヘキサンを含む相と沈殿とを含む。
シクロヘキサン相を分離した後、沈殿を酢酸に溶解する。シクロヘキサン相及び酢酸溶液をガスクロマトグラフィーにより分析し、結果を下記の表Iにまとめる。
シクロヘキサンの転化率(DC)は2.0%である。
【0039】
【表1】
Figure 0003904454
【0040】
比較試験2
2−エチルヘキサン酸を装填せず、40.2g(479ミリモル)の量のシクロヘキサンを使用することを除いて、例2を同じ装置及び同じ操作条件で繰り返す。
下記の結果(表II)が得られた。
シクロヘキサンの転化率(DC)は0.55%である。
【0041】
【表2】
Figure 0003904454
【0042】
例3〜5
可変量の2−エチルヘキサン酸を使用して、例2を繰り返す。
下記の表IIIはそれぞれの例で使用した物質の量を示し、表IVは、例2に記載の方法に従い、反応後の酸化媒体の分析により得られた結果をまとめる。
シクロヘキサンの転化率は次の通りである。
・例3:0.52%
・例4:1.85%
・例5:2.26%
【0043】
【表3】
Figure 0003904454
【0044】
【表4】
Figure 0003904454
【0045】
例6
例2を繰り返すが、ただし下記の出発物質を使用する。
・40.34g(480.37ミリモル)のシクロヘキサン
・0.4688g(478ミリモル)のシクロヘキサノン
・2.67g(11.4ミリモル)の3,5−ジ−t−ブチル安息香酸
・0.1078g(0.205ミリモルのCo)の3,5−ジ−t−ブチル安息香酸コバルト
シクロヘキサンの転化率(DC)は1.26%である。
反応媒体の分析の結果を下記の表Vに示す。
【0046】
【表5】
Figure 0003904454
【0047】
例7〜14
例2の操作を繰り返す。以下の試験は、0.39g(4ミリモル)のシクロヘキサノンを使用し且つ酸化状態3のコバルトアセチルアセトネートよりなる触媒を反応媒体1kg当たり1500mgの濃度(Coとして表わして)を有するような量で使用して実施した。
シクロヘキサン及び親油性の酸性化合物の使用量を以下の表VIに示すが、これは得られた反応媒体の分析の結果もまとめる。
【0048】
【表6】
Figure 0003904454
【0049】
例15〜20
例2の操作を繰り返す。以下の試験は、0.39g(4ミリモル)のシクロヘキサノンを使用し且つ酸化状態3のコバルトアセチルアセトネートよりなる触媒を以下の表VIIに示す濃度(反応媒体1kg当たりmg数のコバルトとして表わして)を有するような量で使用して実施した。
シクロヘキサン及び親油性の酸性化合物(オクタン酸)の使用量を以下の表VIIに示すが、これは得られた反応媒体の分析の結果もまとめる。反応温度はこれらの試験の全てについて105℃である。
それぞれの試験において、ヒドロキシル及びイミド官能基を含む添加剤を以下の表VIIに示す量で添加した。これらの添加剤は以下の通りである。
・N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)
・N−ヒドロキシフタルイミド(HNPI)
【0050】
【表7】
Figure 0003904454
【0051】
例21
例8を繰り返したが、ただし親油性の酸性化合物として、オクタン酸の代わりにパルミチン酸を使用した。
表VIIIは、シクロヘキサン及び酸性化合物の使用量並びに参加後に得られた媒体の分析の結果をまとめる。
【0052】
【表8】
Figure 0003904454
【0053】
例22
試験8を繰り返すが、ただし媒体中に250ppmのFeをもたらすためにコバルト化合物に第二鉄アセチルアセトネートを添加した。
物質の量並びに得られた反応媒体の分析の結果を表IXにまとめる。
【0054】
【表9】
Figure 0003904454
【0055】
例23
試験22を繰り返したが、ただし媒体中に53ppmのCrをもたらすために、第二鉄アセチルアセトネート助触媒の代わりにクロムアセチルアセトネートを使用した。反応時間は6時間に増した。
物質の量並びに得られた反応媒体の分析の結果を以下の表Xにまとめる。
【0056】
【表10】
Figure 0003904454
【0057】
例24〜26
例8を繰り返したが、ただし親油性の酸性化合物として、p−クロル安息香酸又はこの酸とオクタン酸との混合物を使用した。
物質の量並びに得られた反応媒体の分析の結果を以下の表XIにまとめる。
【0058】
【表11】
Figure 0003904454

Claims (18)

  1. クロヘキサンを液状媒体中で分子状酸素を含む酸化剤によってアジピン酸に酸化するための方法において、該液状媒体の成分の一つが、2,5−ジ−t−ブチル安息香酸、3,5−ジ−t−ブチル安息香酸、4−t−ブチル安息香酸、4−オクチル安息香酸、p−クロル安息香酸、o−フタル酸水素t−ブチル、アルキル基で置換されたナフテン酸又はアントラセン酸及び置換フタル酸誘導体よりなる群から選択される親油性である酸性有機化合物であることを特徴とする、前記の酸化方法。
  2. シクロヘキサンが、酸化反応を実施する条件下で親油性の酸性化合物と少なくとも部分的に混和性であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 液状媒体中の親油性の酸性化合物の割合(重量%)が液状媒体の総重量に対して1〜99重量%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
  4. 上記の割合(重量%)が10〜80重量%であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
  5. 酸化を触媒の存在下に実施することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 触媒が酸化反応を実施する条件下で液状媒体に可溶であることを特徴とする請求項5に記載の方法。
  7. 触媒が酸化反応を実施する条件下で液状媒体に不溶であることを特徴とする請求項5に記載の方法。
  8. 触媒が無機又は有機担体からなる担持触媒であることを特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 酸化をニトリル、ヒドロキシイミド化合物及びハロゲン化化合物よりなる群から選択される化合物の存在下に実施することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
  10. 上記の化合物がアセトニトリル及びベンゾニトリルよりなる群から選択されるニトリル化合物であることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  11. 上記の化合物がN−ヒドロキシスクシンイミド及びN−ヒドロキシフタルイミドよりなる群から選択されるヒドロキシイミド化合物であることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  12. 上記の化合物が、式又は非環式のフルオル脂肪族又はペルフルオル脂肪族炭化水素及びフルオル芳香族炭化水素;ルオル又はペルフルオルエステル;ルオル又はペルフルオルエステルケトン;ルオルアルコール又はペルフルオルアルコール;ルオルニトリル又はペルフルオルニトリル;ルオル酸又はペルフルオル酸;ルオル又はペルフルオルハロゲン化物;ルオルアミン又はペルフルオルアミンよりなる群から選択されるハロゲン化化合物であることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  13. 酸化した後に、親油性の酸性化合物を未酸化の炭化水素よりなる少なくとも一つの有機相中に沈降させることによって液状媒体の相を分離し、該有機相を更なる酸化に再循環させ、生成した酸を水性相から抽出することを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
  14. 酸を水性相から結晶化により抽出することを特徴とする請求項13に記載の方法。
  15. 触媒を有機相と共に再循環させることを特徴とする請求項7、13又は14のいずれかに記載の方法。
  16. 触媒を液状媒体から沈降による相分離又は固液分離によって分離することを特徴とする請求項8、13又は14のいずれかに記載の方法。
  17. 水性相に可溶である触媒を液液抽出、樹脂による分離又は電気透析により抽出することを特徴とする請求項13又は14に記載の方法。
  18. 触媒が触媒活性元素としてコバルトを含むことを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載の方法。
JP2001565323A 2000-03-08 2001-03-07 炭化水素を酸に酸化するための方法 Expired - Fee Related JP3904454B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0002996A FR2806079B1 (fr) 2000-03-08 2000-03-08 Procede d'oxydation d'hydrocarbures en acides
PCT/FR2001/000686 WO2001066502A1 (fr) 2000-03-08 2001-03-07 Procede d'oxydation d'hydrocarbures en acides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004514645A JP2004514645A (ja) 2004-05-20
JP3904454B2 true JP3904454B2 (ja) 2007-04-11

Family

ID=8847880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001565323A Expired - Fee Related JP3904454B2 (ja) 2000-03-08 2001-03-07 炭化水素を酸に酸化するための方法

Country Status (17)

Country Link
US (1) US7041848B2 (ja)
EP (1) EP1268384B1 (ja)
JP (1) JP3904454B2 (ja)
KR (1) KR100568487B1 (ja)
CN (1) CN1271035C (ja)
AT (1) ATE307105T1 (ja)
BR (1) BR0109260A (ja)
CA (1) CA2403212A1 (ja)
DE (1) DE60114166T2 (ja)
ES (1) ES2247076T3 (ja)
FR (1) FR2806079B1 (ja)
PL (1) PL363345A1 (ja)
RU (1) RU2248345C2 (ja)
SK (1) SK12742002A3 (ja)
TW (1) TW574201B (ja)
UA (1) UA75348C2 (ja)
WO (1) WO2001066502A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2828194B1 (fr) 2001-08-03 2004-03-19 Rhodia Polyamide Intermediates Procede d'oxydation d'hydrocarbures en acides
DE10233464B4 (de) * 2002-07-24 2007-03-29 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung eines Initiators für die Oxidation von Kohlenwasserstoffen
FR2846652B1 (fr) * 2002-10-30 2006-09-22 Rhodia Polyamide Intermediates Procede de fabrication d'acides carboxyliques
FR2846651B1 (fr) * 2002-10-30 2006-06-16 Rhodia Polyamide Intermediates Procede de fabrication d'acides carboxyliques
FR2887248B1 (fr) * 2005-06-17 2007-08-03 Rhodia Chimie Sa Procede de fabrication d'acides carboxyliques
JP6794319B2 (ja) * 2017-07-03 2020-12-02 ダイキン工業株式会社 C8F17Brを含む組成物及びC8F17Brの製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2223493A (en) * 1938-07-12 1940-12-03 Du Pont Oxidation of cyclic compounds
GB628457A (en) * 1944-11-27 1949-08-30 Cargill Inc Improvements in or relating to the oxidation of aliphatic hydrocarbons
US3907881A (en) * 1972-12-20 1975-09-23 Standard Oil Co Ohio Quality of phthalic acids improved by oxidizable organic acids
US4032569A (en) * 1975-07-14 1977-06-28 Gulf Research & Development Company Process for converting cyclohexane to adipic acid
FR2732678B1 (fr) 1995-04-07 1997-05-23 Rhone Poulenc Chimie Procede d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools ou de cetones par catalyse heterogene
DE69721662T2 (de) 1996-02-07 2003-11-27 Daicel Chem Verwendung eines oxidationskatalysator-system und oxidationsverfahren in dem das system verwendet wird
FR2761984B1 (fr) * 1997-04-10 1999-05-21 Rhone Poulenc Fibres Procede d'oxydation d'hydrocarbures, d'alcools et/ou de cetones
KR20010101783A (ko) 1999-02-04 2001-11-14 추후보정 불소화합물이 존재하는 환경에서의 탄화수소로부터산으로의 산화

Also Published As

Publication number Publication date
CA2403212A1 (fr) 2001-09-13
FR2806079A1 (fr) 2001-09-14
US20030166967A1 (en) 2003-09-04
TW574201B (en) 2004-02-01
EP1268384A1 (fr) 2003-01-02
JP2004514645A (ja) 2004-05-20
DE60114166T2 (de) 2006-04-27
EP1268384B1 (fr) 2005-10-19
US7041848B2 (en) 2006-05-09
CN1420858A (zh) 2003-05-28
CN1271035C (zh) 2006-08-23
KR20020080473A (ko) 2002-10-23
KR100568487B1 (ko) 2006-04-07
RU2248345C2 (ru) 2005-03-20
ES2247076T3 (es) 2006-03-01
WO2001066502A1 (fr) 2001-09-13
RU2002126605A (ru) 2004-02-27
PL363345A1 (en) 2004-11-15
SK12742002A3 (sk) 2003-05-02
FR2806079B1 (fr) 2003-03-14
DE60114166D1 (de) 2006-03-02
ATE307105T1 (de) 2005-11-15
BR0109260A (pt) 2004-12-07
UA75348C2 (en) 2006-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100994660B1 (ko) 카르복실산의 제조 방법
KR100683462B1 (ko) 카르복실산 제조 방법
JP3073961B2 (ja) シクロアルカンの酸化法
JP3904454B2 (ja) 炭化水素を酸に酸化するための方法
KR100675054B1 (ko) 탄화수소의 산으로의 산화방법
US20040147777A1 (en) Method for oxidising hydrocarbons
KR100689684B1 (ko) 카르복실산 제조 방법
KR100641623B1 (ko) 카르복실산의 제조 방법
KR20020079994A (ko) 탄화수소를 산으로 산화시키는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20040305

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20040305

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20040305

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051028

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051122

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20060217

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20060224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060522

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060725

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061020

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061221

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070109

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120119

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130119

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130119

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees